KR100608438B1 - 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 장치 및그 방법 - Google Patents

콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 장치 및그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 가스를 저장하는 봄베; 상기 봄베에서 제1 밸브를 통해 흘러나오는 가스의 유량을 조절하는 유량계; 상기 유량계 및 제 2 밸브를 통과한 상기 가스의 온도 전이를 막아주는 제1 세라믹 절연체; 상기 제1 세라믹 절연체를 통과한 가스를 어큐뮬레이터 내에서 냉각시키는 냉각 조절기; 상기 냉각된 가스의 온도 전이를 막아주는 제2 세라믹 절연체 및 제3 밸브; 및 상기 제3 밸브를 통과한 가스를 이용하여 콘택 홀을 플라즈마 식각하는 챔버로 구성됨에 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선장치를 사용함으로써 웨이퍼를 홀딩하는 척의 온도를 올려도 웨이퍼의 온도가 높게 상승하지 않아 배리어 금속막으로 사용되는 SiN 이나 TiN과 선택적으로 식각할 수 있으므로, 과식각(Over Etch)에 대한 공정 마진(Margin)을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 포토레지스트에 대한 내성이 강해져서 버닝(Burning)을 예방할 수 있는 장점이 있다.
쿨링 콘트롤러, 포토레지스트 버닝

Description

콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 장치 및 그 방법{Apparatus for improving the selectivity using low temperature gas in contact hole etching and method thereof}
도 1은 본 발명에 의한 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 장치의 구성도.
본 발명은 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 가스를 저장하는 봄베; 상기 봄베에서 제1 밸브를 통해 흘러나오는 가스의 유량을 조절하는 유량계; 상기 유량계 및 제 2 밸브를 통과한 상기 가스의 온도 전이를 막아주는 제1 세라믹 절연체; 상기 제1 세라믹 절연체를 통과한 가스를 어큐뮬레이터 내에서 냉각시키는 냉각 조절기; 상기 냉각된 가스의 온도 전이를 막아주는 제2 세라믹 절연체 및 제3 밸브; 및 상기 제3 밸브를 통과한 가스를 이용하여 콘택 홀을 플라즈마 식각하는 챔버로 이루어진 콘택 홀 식각시 저 온 가스를 이용한 선택비 개선 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 제조 공정 중 콘택 홀 식각시 식각 가스는 온도 조절을 하지 않고 상온 상태로 공급되며, 높은 파워(High Power)를 사용함으로써 식각 공정 챔버의 온도가 높아지는 문제로 웨이퍼 상의 포토레지스트가 타버리는 현상(Burning)을 막기 위해 웨이퍼를 홀딩하는 척(Chuck)의 온도를 낮게 유지해야 하기 때문에 금속 배리어(Barrier)막으로 사용되는 티타늄 나이트라이드(TiN)이나 실리콘 나이트라이(SiN)에 대한 산화막(Oxide Film)의 선택적 식각이 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 식각 가스의 온도를 저온으로 제어하여 식각 공정 챔버(Etch Process chamber)로 보내면 챔버의 온도가 낮아져서 웨이퍼 척의 온도에 대한 충분한 마진이 있어서 콘택 홀 식각시 배리어 금속막에서 사용되는 물질과 충분한 선택비를 얻을 수 있고. 포토레지스트의 버닝을 막을 수 있는 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 방법 및 그 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 가스를 저장하는 봄베; 상기 봄베에서 제1 밸브를 통해 흘러나오는 가스의 유량을 조절하는 유량계; 상기 유량계 및 제 2 밸브를 통과 한 상기 가스의 온도 전이를 막아주는 제1 세라믹 절연체; 상기 제1 세라믹 절연체를 통과한 가스를 어큐뮬레이터 내에서 냉각시키는 냉각 조절기; 상기 냉각된 가스의 온도 전이를 막아주는 제2 세라믹 절연체 및 제3 밸브 및 상기 제3 밸브를 통과한 가스를 이용하여 콘택 홀을 플라즈마 식각하는 챔버로 이루어진 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 목적은 제1 밸브 및 유량계로 봄베에서 흘러나오는 가스의 유량을 조절하는 단계; 제1 세라믹 절연체로 상기 유량계 및 제 2 밸브를 통과한 상기 가스의 온도 전이를 막아주는 단계; 상기 제1 세라믹 절연체를 통과한 가스를 어큐뮬레이터 내에서 냉각 조절기로 냉각시키는 단계; 제2 세라믹 절연체로 상기 냉각된 가스의 온도 전이를 막아주는 단계 및 상기 제2 세라믹 절연체 및 제3 밸브를 통과한 가스를 이용하여 플라즈마 식각하는 챔버에서 콘택 홀을 식각하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 방법에 의해서도 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 봄베(Bombe)(101)에서 흘러나와 제1 밸브(102)를 거쳐 유량계(Mass Flow Controller)(103)를 통해 양이 조절된 가스는 제2 밸브(104)를 거쳐 제1 세라믹 절연체(Ceramic Insulator)(105)를 통과한다. 상기 제1 세라믹 절연체를 통과한 가스는 어큐뮬레이터(Accumulator)(106) 내에서 냉각 조절기(Cooling Controller)(107)에 의해 일정한 온도로 냉각된 후 제2 세라믹 절연체(108)를 지나 제3 밸브(109)를 거쳐 콘택 홀을 플라즈마 식각하는 식각 공정 챔버(110)로 유입된다. 이 때, 상기 제1 및 제2 세라믹 절연체는 상기 가스의 온도 전이를 막아주는 역할을 한다.
상기 봄베 및 가스 유량계는 복수 개를 사용할 수 있으며, 이 때, 상기 어큐뮬레이터는 복수 개의 봄베 사용시 믹싱 기능을 한다.
다음은 본 발명에 의한 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 방법을 설명한다. 먼저 제1 밸브 및 유량계로 봄베에서 흘러나오는 가스의 유량을 조절하고, 제1 세라믹 절연체로 상기 유량계 및 제 2 밸브를 통과한 상기 가스의 온도 전이를 막아준 다음, 상기 제1 세라믹 절연체를 통과한 가스를 어큐뮬레이터 내에서 냉각 조절기로 냉각시킨다. 이 때, 상기 냉각 조절기에 의해 냉각된 가스의 온도는 섭씨 영하 20도 내지 영상 20도인 것이 바람직하다.
이어서, 상기 냉각된 가스를 제2 세라믹 절연체로 가스의 온도 전이를 막아주고, 상기 제2 세라믹 절연체 및 제3 밸브를 통과한 가스를 이용하여 플라즈마 식각하는 챔버에서 콘택 홀을 식각한다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 장치 및 그 방법은 웨이퍼를 홀딩하는 척의 온도를 올려도 웨이퍼의 온도가 높게 상승하지 않아 배리어 금속막으로 사용되는 SiN 이나 TiN과 선택적으로 식각할 수 있으므로, 과식각에 대한 공정 마진을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 포토레지스트에 대한 내성이 강해져서 버닝을 예방할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 콘 택홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 장치에 있어서,
    가스를 저장하는 봄베;
    상기 봄베에서 제1 밸브를 통해 흘러나오는 가스의 유량을 조절하는 유량계;
    상기 유량계 및 제 2 밸브를 통과한 상기 가스의 온도 전이를 막아주는 제1 세라믹 절연체;
    상기 제1 세라믹 절연체를 통과한 가스를 어큐뮬레이터 내에서 냉각시키는 냉각 조절기;
    상기 냉각된 가스의 온도 전이를 막아주는 제2 세라믹 절연체 및 제3 밸브;
    상기 제3 밸브를 통과한 가스를 이용하여 콘택 홀을 플라즈마 식각하는 챔버로 구성됨을 특징으로 하는 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 봄베 및 가스 유량계는 복수 개를 사용할 수 있음을 특징으로 하는 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 어큐뮬레이터는 복수 개의 봄베 사용시 믹싱 기능을 하는 것을 특징으로 하는 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 장치.
  4. 콘 택홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 방법에 있어서,
    제1 밸브 및 유량계로 봄베에서 흘러나오는 가스의 유량을 조절하는 단계;
    제1 세라믹 절연체로 상기 유량계 및 제 2 밸브를 통과한 상기 가스의 온도 전이를 막아주는 단계;
    상기 제1 세라믹 절연체를 통과한 가스를 어큐뮬레이터 내에서 냉각 조절기로 냉각시키는 단계;
    제2 세라믹 절연체로 상기 냉각된 가스의 온도 전이를 막아주는 단계; 및
    상기 제2 세라믹 절연체 및 제3 밸브를 통과한 가스를 이용하여 플라즈마 식각하는 챔버에서 콘택 홀을 식각하는 단계
    로 이루어짐을 특징으로 하는 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 냉각된 가스는 섭씨 영하 20도 내지 영상 20도인 것을 특징으로 하는 콘택 홀 식각시 저온 가스를 이용한 선택비 개선 방법.
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