KR100621788B1 - Ozone asher apparatus - Google Patents

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KR100621788B1
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ozone
chamber
shower head
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ozone asher
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김석우
김진태
주종량
황금출
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두산디앤디 주식회사
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Abstract

본 발명은 오존 애셔 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 오존 애셔 장치는 챔버; 상기 챔버의 상부에 위치하며, 오존을 분사하는 이중 쿼츠 샤워 헤드; 상기 이중 쿼츠 샤워 헤드의 상부에 위치하며, 오존을 분해하도록 자외선을 방출하는 자외선 램프; 상기 이중 쿼츠 샤워 헤드의 양쪽 하단부에 위치하는 한 쌍의 노즐; 및 상기 챔버 내에 위치하며, 웨이퍼를 지지하는 히팅 척을 포함하고, 상기 챔버의 일 측면 상에는 진공 펌프에 의해 배기가 이루어지는 배기구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. The present invention discloses an ozone asher device. Ozone asher device according to the present invention comprises a chamber; A double quartz shower head positioned above the chamber and injecting ozone; An ultraviolet lamp positioned above the double quartz shower head and emitting ultraviolet rays to decompose ozone; A pair of nozzles positioned at both lower ends of the double quartz shower head; And a heating chuck positioned in the chamber and supporting the wafer, wherein an exhaust port through which a vacuum is exhausted is formed on one side of the chamber.

오존 애셔 장치, 자외선 램프, 열판, 히팅 척 Ozone asher device, ultraviolet lamp, hotplate, heating chuck

Description

오존 애셔 장치{Ozone Asher Apparatus} Ozone Asher Apparatus

도 1은 종래 플라즈마 애셔 장치를 간략하게 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional plasma asher device.

도 2는 종래 기술에 따른 오존 애셔 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 2 is a schematic view of an ozone asher device according to the prior art.

도 3은 본 발명에 따른 오존 애셔 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing an ozone asher device according to the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 오존 애셔 장치에 의해 행해지는 연속 공정(process)을 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a schematic illustration of a continuous process performed by the ozone asher device according to the invention shown in FIG. 3.

도 5는 본 발명에 따른 오존 애셔 장치에 사용되는 이중 쿼츠 샤워 헤드의 상세한 구조를 도시한 도면이다.5 is a view showing a detailed structure of a double quartz shower head used in the ozone asher device according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 오존 애셔 장치에 사용되는 한 쌍의 노즐의 상세한 구조를 도시한 도면이다.6 is a view showing a detailed structure of a pair of nozzles used in the ozone asher apparatus according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

300: 오존 애셔 장치 310: 챔버300: ozone asher device 310: chamber

320: 자외선 램프 330: 이중 쿼츠 샤워 헤드320: UV lamp 330: double quartz shower head

340: 노즐 360: 히팅 척 340: nozzle 360: heating chuck

370: 웨이퍼 380: 배기구370: wafer 380: exhaust port

본 발명은 반도체 소자, TFT-LCD, 및 유기 EL에 사용되는 감광막을 제거하고 그 표면을 개질하기 위해 사용되는 오존 애셔 장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 이중 쿼츠 샤워 헤드를 사용하여 오존을 다운스트림 방식으로 분사하는 오존 애셔 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ozone asher device used to remove photoresist films used for semiconductor devices, TFT-LCDs, and organic ELs and to modify their surfaces. More specifically, ozone is downstream using a double quartz shower head. An ozone asher device that sprays in a manner.

일반적으로, 반도체에 있어 애싱(Ashing)이란 용어는 반도체 기판 생산공정에 있어서 기판에서 불필요하게 발생되는 유기 재료를 제거하는 것을 의미한다. 이러한 애싱 방법으로는 LSI의 초고집적화에 수반하여 그 생산 처리 공정에 따라서 습식 에칭과 건식 에칭 방식으로 구분되며, 특히 건식 에칭 방법은 플라즈마 애싱과 오존 애싱으로 분류된다.In general, the term ashing in semiconductors means the removal of organic materials unnecessarily generated in the substrate in the semiconductor substrate production process. Such ashing methods are classified into wet etching and dry etching according to the production process of LSI with ultra-high integration, and particularly, dry etching methods are classified into plasma ashing and ozone ashing.

종래 플라즈마 애싱 기술은 RF (Radio Frequency) 플라즈마 또는 마이크로웨이브 플라즈마에 의해 산소 라디칼 또는 산소 이온에 의해 감광막을 식각하는 것으로 반도체 및 평판 디스플레이(Flat Panel Display: FPD) 디바이스에 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, RF 플라즈마 등에 의해 생성된 산소 이온 또는 라디칼 등은 웨이퍼 기판에 치명적인 손상을 입힐 수 있으며, 금속 오염 문제를 야기시킨다.Conventional plasma ashing techniques are commonly used in semiconductor and flat panel display (FPD) devices by etching photoresist with oxygen radicals or oxygen ions by radio frequency (RF) plasma or microwave plasma. However, oxygen ions or radicals generated by RF plasma or the like can cause fatal damage to the wafer substrate, causing metal contamination problems.

또한, 오존 가스를 사용하는 오존 애싱 기술은 산소 플라즈마를 이용한 플라즈마 애싱 기술보다는 기판의 손상이 적다는 장점이 있다. 그러나, 종래의 오존 애셔 장치는 오존의 분사가 일정하지 않고, 오존의 분해율이 낮으며, 오존 가스가 노 즐을 통해 애셔 장치 내로 직접 주입되기 때문에 애싱 공정의 균일도가 불균일하고, 기판 상에 남아 있는 감광물질 및 오염물질을 제거하기 위한 배기가 대기압 하에서 행해지기 때문에 제거 속도가 느리다는 문제가 있었다.In addition, ozone ashing technology using ozone gas has an advantage of less damage to the substrate than plasma ashing technology using oxygen plasma. However, in the conventional ozone asher device, the injection of ozone is not constant, the decomposition rate of ozone is low, and the uniformity of the ashing process is uneven because the ozone gas is injected directly into the asher device through the nozzle, and thus remains on the substrate. There is a problem that the removal rate is slow because the exhaust for removing the photosensitive material and contaminants is performed under atmospheric pressure.

본 발명은 상술한 종래 오존 애셔 장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 특징에 따르면, 오존 애셔 장치에 있어서 챔버; 상기 챔버의 상부에 위치하며, 오존을 분사하는 이중 쿼츠 샤워 헤드; 상기 이중 쿼츠 샤워 헤드의 상부에 위치하며, 오존을 분해하도록 자외선을 방출하는 자외선 램프; 상기 이중 쿼츠 샤워 헤드의 양쪽 하단부에 위치하는 한 쌍의 노즐; 및 상기 챔버 내에 위치하며, 웨이퍼를 지지하는 히팅 척을 포함하고, 상기 챔버의 일 측면 상에는 진공 펌프에 의해 배기가 이루어지는 배기구가 형성되어 있는 오존 애셔 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above problems of the conventional ozone asher device, according to a feature of the present invention, ozone asher device chamber; A double quartz shower head positioned above the chamber and injecting ozone; An ultraviolet lamp positioned above the double quartz shower head and emitting ultraviolet rays to decompose ozone; A pair of nozzles positioned at both lower ends of the double quartz shower head; And a heating chuck positioned in the chamber and supporting the wafer, wherein one side of the chamber is provided with an ozone asher apparatus in which an exhaust port through which a gas is exhausted is formed.

본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.Further advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings in which like or like reference numerals designate like elements.

이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 플라즈마 방법을 사용하여 감광물질 및 오염물질을 제거하기 위한 종래 플라즈마 애셔 장치(100)를 간략하게 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래 플라즈마 애셔 장치(100)는 챔버(110), 상기 챔버(110) 상부에 형성되는 가스 주입구(120), 상기 챔버(110)와 상기 가스 주입구(120) 사이에 위치하며, 상기 가스에 교류 전압을 인가하는 전원부(130), 및 상기 챔버(110) 내에 위치하며, 웨이퍼(150)를 지지하는 히팅 척(heating chuck)(140)을 포함한다. 상기 가스는 통상적으로 산소(O2)가 사용된다. 산소가 플라즈마 애셔 장치(100)의 가스 주입구(120)로 주입되면, 전원부(130)에서 RF 플라즈마 또는 마이크로웨이브 플라즈마에 의해 주입된 산소는 이온 또는 라디칼 상태로 변환된다. 이온 또는 라디칼 상태의 산소는 챔버(110) 내부로 유입되어 히팅 척(140)에 의해 가열된 웨이퍼(150) 표면 상으로 흐르며, 웨이퍼(150) 표면 상에 형성된 감광막과 소정의 화학 반응을 하여 원하는 패턴으로 식각한다. 식각 후 남는 잔류물(by-products) 및 오염물질은 진공펌프(미도시)를 통해 외부로 배기된다. 1 is a simplified view of a conventional plasma asher device 100 for removing photoresist and contaminants using a plasma method. Referring to FIG. 1, the conventional plasma asher device 100 is positioned between a chamber 110, a gas inlet 120 formed on the chamber 110, and between the chamber 110 and the gas inlet 120. And a power supply unit 130 for applying an alternating voltage to the gas, and a heating chuck 140 positioned in the chamber 110 and supporting the wafer 150. The gas is typically oxygen (O 2 ) is used. When oxygen is injected into the gas inlet 120 of the plasma asher device 100, oxygen injected by the RF plasma or the microwave plasma in the power supply unit 130 is converted into an ionic or radical state. Oxygen in an ionic or radical state flows into the chamber 110 and flows onto the surface of the wafer 150 heated by the heating chuck 140, and undergoes a predetermined chemical reaction with a photosensitive film formed on the surface of the wafer 150. Etch in a pattern. Residuals (by-products) and contaminants remaining after etching are evacuated to the outside through a vacuum pump (not shown).

그러나, 상술한 종래 플라즈마 애셔 장치(100)에서는, RF 플라즈마 또는 마이크로웨이브 플라즈마에 의해 생성된 산소 이온 또는 라디칼 등이 웨이퍼 기판에 치명적인 손상을 입힐 수 있으며, 금속 오염 문제를 야기시킨다는 문제점이 있었다.However, in the above-described conventional plasma asher device 100, oxygen ions or radicals generated by RF plasma or microwave plasma may cause fatal damage to the wafer substrate and cause metal contamination problems.

도 2는 종래 기술에 따른 오존 애셔 장치(200)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 오존 애셔 장치(200)는 챔버(210), 상기 챔버(210) 상부에 위치하는 가스 공급기(220), 및 상기 챔버(210) 내에 위치하며, 웨이퍼(270)를 지지하는 히팅 척(heating chuck)(260)을 포함한다. 산소가 코로나 방전 셀(미도시)을 통해 오존이 합성되고, 합성된 오존은 가스 공급기(220)에 공급된다. 가스 공급기(220)는 다수의 정류판(rectification plates: 미도시)으로 구성되어 있다. 가스 공급기(220)를 통과한 오존은 히팅 척(260) 상의 웨이퍼(270) 상에 공급된다. 공급된 오존은 열에 의해 산소 원자로 분해되고 이 산소 원자가 웨이퍼 상의 감광막과 반응하여 식각 공정이 진행된다. 식각 공정에 따른 잔류물과 기타 오염물질은 진공펌프(미도시)를 통해 외부로 배기된다. 2 is a schematic view of an ozone asher device 200 according to the prior art. The ozone asher device 200 shown in FIG. 2 is a chamber 210, a gas supplier 220 positioned above the chamber 210, and a heating in the chamber 210 and supporting the wafer 270. A heating chuck 260. Oxygen is synthesized through ozone through a corona discharge cell (not shown), and the synthesized ozone is supplied to the gas supplier 220. The gas supplier 220 is composed of a plurality of rectification plates (not shown). Ozone that has passed through the gas supplier 220 is supplied onto the wafer 270 on the heating chuck 260. The supplied ozone is decomposed into oxygen atoms by heat, and the oxygen atoms react with the photosensitive film on the wafer to perform an etching process. Residues and other contaminants from the etching process are vented to the outside through a vacuum pump (not shown).

상술한 종래 오존 애셔 장치(200)는 플라즈마 애싱과는 달리 하전입자가 발생하지 않으므로 기판이 손상될 염려가 없다는 장점이 있다. 그러나, 종래 오존 애셔 장치(200)에서는 오존의 분사가 일정하지 않으며, 특히 웨이퍼의 중심 부분과 가장자리 부분의 오존의 분사량을 일정하게 제어하는 것이 어렵다는 단점이 있었다. 또한, 챔버(210) 내부의 오존에 의한 반응이 상압 중에서 이루어지므로, 진공에 비해 오존의 분해율이 낮으며, 반응 속도가 늦다는 단점이 있다. 나아가, 오존 가스가 노즐을 통해 애셔 장치 내로 직접 주입되기 때문에 애싱 공정 후의 웨이퍼 표면 감광막의 높은 균일도를 달성하기 어렵다는 문제가 있었다. 아울러, 웨이퍼 기판 상에 남아 있는 감광물질의 잔류물 및 오염물질을 제거하기 위한 배기가 대기압 하에서 행해지기 때문에 이들 감광물질의 잔류물 및 오염물질의 제거 속도가 느리다는 문제가 있었다.Unlike the above-described conventional ozone asher device 200, unlike plasma ashing, charged particles are not generated, and thus, the substrate is not damaged. However, in the conventional ozone asher device 200, the injection of ozone is not constant, and in particular, it is difficult to constantly control the injection amount of ozone in the center portion and the edge portion of the wafer. In addition, since the reaction by ozone inside the chamber 210 is performed at normal pressure, the decomposition rate of ozone is lower than that of vacuum, and the reaction rate is slow. Furthermore, there is a problem that it is difficult to achieve high uniformity of the wafer surface photoresist film after the ashing process because ozone gas is directly injected into the asher apparatus through the nozzle. In addition, since the exhaust for removing residues and contaminants of the photosensitive material remaining on the wafer substrate is performed under atmospheric pressure, there is a problem that the removal rate of the residues and contaminants of these photosensitive materials is slow.

도 3은 본 발명에 따른 오존 애셔 장치(300)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 오존 애셔 장치(300)는 챔버(310), 상기 챔버(310) 상부에 위치하며, 오존을 분사하는 이중 쿼츠 샤워 헤드(330), 상기 이중 쿼츠 샤워 헤드(330)의 상부에 위치하며, 오존을 분해하도록 자외선을 방출하는 자외선 램프(320), 상기 이중 쿼츠 샤워 헤드(330)의 양쪽 하단부에 위치하는 한 쌍의 노즐(340), 및 상기 챔버(310) 내에 위치하며, 웨이퍼(370)를 지지하는 히팅 척(360)을 포함한다. 챔버(310)의 일 측면 상에는 진공 펌프(미도시)에 의해 배기가 이루어지는 배기구(380)가 형성되어 있다.3 is a view schematically showing an ozone asher device 300 according to the present invention. The ozone asher device 300 illustrated in FIG. 3 is located in the chamber 310, the chamber 310, and the upper portion of the double quartz shower head 330 and the double quartz shower head 330. A UV lamp 320 emitting ultraviolet light to decompose ozone, a pair of nozzles 340 positioned at both lower ends of the double quartz shower head 330, and a chamber 310. A heating chuck 360 supporting 370. On one side of the chamber 310, an exhaust port 380 through which a gas is exhausted by a vacuum pump (not shown) is formed.

먼저, 히팅 척(360) 상에 웨이퍼(370)를 적재한 후, 오존 가스를 이중 쿼츠 샤워 헤드(330)를 통해 진공 상태의 챔버(310) 내로 유입시킨다. 여기서 진공 상태는 수십 Torr, 바람직하게는 10 ~100 Torr가 적합하다. 챔버(310) 내부를 진공으로 유지하는 이유는 이중 쿼츠 샤워 헤드(330)를 통해 유입되는 오존이 자외선 램프(320)에 의해 분해되어 생성되는 산소 라디칼 또는 발생기 산소의 평균자유행로(free mean path)가 대기압 상태에 비해 길어져 산소 라디칼 또는 발생기 산소가 웨이퍼(370) 상의 감광막과 더 많은 반응을 하도록 하여 반응 시간을 감소시키고 또한 반응의 활성화를 도모하기 위해서이다. 또한, 자외선 램프(320)는 산소 분해율을 극대화하기 위해 254 nm 파장을 사용한다. 이 경우, 자외선 램프(320)의 형상은 웨이퍼(370)의 식각 공정 후의 균일도에 큰 영향을 준다. 본 발명에서는, 자외선 램프(320)의 형상을 챔버(310) 상부에서 보아 나선형(미도시)으로 형성하였으며, 이에 따라 오존 분해율의 균일도가 향상되어, 궁극적으로 식각 공정 후의 웨이퍼의 균일도가 향상된다.First, after loading the wafer 370 on the heating chuck 360, ozone gas is introduced into the chamber 310 in a vacuum state through the double quartz shower head 330. The vacuum state here is several tens Torr, preferably 10 to 100 Torr. The reason why the inside of the chamber 310 is maintained in a vacuum is that the ozone flowing through the double quartz shower head 330 is decomposed by the ultraviolet lamp 320 to generate a free mean path of oxygen radicals or generator oxygen. Is longer than the atmospheric pressure to allow the oxygen radicals or generator oxygen to react more with the photosensitive film on the wafer 370, thereby reducing the reaction time and activating the reaction. In addition, the ultraviolet lamp 320 uses a wavelength of 254 nm to maximize the oxygen decomposition rate. In this case, the shape of the ultraviolet lamp 320 has a great influence on the uniformity after the etching process of the wafer 370. In the present invention, the shape of the ultraviolet lamp 320 is formed in a spiral (not shown) as seen from the top of the chamber 310, thereby improving the uniformity of the ozone decomposition rate, ultimately improves the uniformity of the wafer after the etching process.

또한, 본 발명의 챔버(310)의 일측 벽(350)의 벽 중간 또는 외측에는 가열장치(미도시)가 추가로 제공될 수 있다. 이러한 가열장치는 열판 또는 코일선 등으로 구성될 수 있다. 가열장치는 챔버(310)의 내부 온도를 60℃ 내지 100℃로 유지되도록 하여, 챔버(310) 내벽에 달라붙는 탄소로 인해 챔버(310) 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있다. In addition, a heating device (not shown) may be additionally provided in the middle or the outer side of the wall 350 of the side wall 350 of the chamber 310 of the present invention. Such a heating device may be constituted by a hot plate or a coil wire. The heating apparatus maintains the internal temperature of the chamber 310 at 60 ° C. to 100 ° C., thereby preventing contamination of the inside of the chamber 310 due to carbon sticking to the inner wall of the chamber 310.

아울러, 종래 플라즈마 애셔 장치의 경우, 챔버 내부가 쉽게 오염될 수 있으며 이로 인하여 부산물 등이 챔버 내벽에 달라붙기가 쉬워 양질의 웨이퍼 생산성이 저하되는 문제점이 있었으며, 또한 웨이퍼 사이즈가 커질수록 챔버 내의 부품들이 빠르게 변성될 수 있는 단점을 가지고 있었다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 챔버(310) 내벽을 세라믹 코팅이나 아노다이징 코팅 처리를 하였으며, 코팅 두께(d)는 0㎛<d≤60㎛ 범위를 갖는다. 이러한 코팅 처리에 의해 오존 라디칼에 의한 챔버(310) 내벽의 부식 및 오염이 방지되거나 억제된다.In addition, in the case of the conventional plasma asher device, the inside of the chamber may be easily contaminated, and thus, byproducts may easily stick to the inner wall of the chamber, resulting in a problem of deteriorating high-quality wafer productivity. It had a drawback that could be quickly denatured. In the present invention, in order to solve this problem, the inner wall of the chamber 310 was subjected to ceramic coating or anodizing coating, and the coating thickness d has a range of 0 μm <d ≦ 60 μm. Such coating treatment prevents or suppresses corrosion and contamination of the inner wall of the chamber 310 by ozone radicals.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 오존 애셔 장치(300)에 의해 행해지는 연속 공정(process)을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서 구체적으로 설명하기로 한다.FIG. 4 is a schematic illustration of a continuous process carried out by the ozone asher device 300 according to the invention shown in FIG. 3. It will be described in detail below.

도 4a는 본 발명의 오존 애셔 장치(400)에 의해 행해지는 제 1 공정을 도시하고 있다. 제 1 공정에서는 히팅 척(460) 상에 웨이퍼(470)를 적재한 후, 오존 가스를 이중 쿼츠 샤워 헤드(430)를 통해 진공 상태의 챔버(410) 내로 유입시킨다. 이후, 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오존 애셔 장치(400)에 의한 제 2 공정이 행해진다. 이 때, 히팅 척(460)은 이중 쿼츠 샤워 헤드(430) 쪽으로 이동한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 히팅 척(460) 상의 웨이퍼(470)와 이중 쿼츠 샤워 헤드(430) 간의 간격 또는 유동 갭(flow gap)은 대략 0.8 내지 5mm이다. 이중 쿼츠 샤워 헤드(430)를 통해 챔버(410) 내부로 유입되는 오존은 자외선 램프(420)에 의해 산소 라디칼 또는 발생기 산소로 분해된다. 분해된 산소 라디칼 또는 발생기 산소는 웨이퍼(470) 상의 감광막과 반응하여 소정의 패턴을 형성한다. 제 2 공정에서는 오존 가스의 유입 및 화학 반응으로 인해, 챔버(410) 내부에 반응 및 오염물질이 발생하고, 챔버(410) 내부의 압력도 대기압에 가까운 압력으로 상승하게 된다. 이후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오존 애셔 장치(400)에 의한 제 3 공정이 행해진다. 이 때, 히팅 척(460)은 이중 쿼츠 샤워 헤드(430)로부터 멀어져 아래 방향으로 이동한다. 또한, 챔버(410) 내부의 반응 잔류물 및 오염물질은 진공펌프(미도시)에 의해 배출구(480)를 통해 챔버(410) 외부로 배출된다. 이후, 상기 제 1 공정 내지 제 3 공정이 반복되어 연속 공정이 이루어진다.4A shows a first step carried out by the ozone asher device 400 of the present invention. In the first process, after loading the wafer 470 on the heating chuck 460, ozone gas is introduced into the vacuum chamber 410 through the double quartz shower head 430. Thereafter, as shown in FIG. 4B, a second process by the ozone asher device 400 of the present invention is performed. At this time, the heating chuck 460 moves toward the double quartz shower head 430. In a preferred embodiment of the present invention, the gap or flow gap between the wafer 470 on the heating chuck 460 and the double quartz shower head 430 is approximately 0.8 to 5 mm. Ozone introduced into the chamber 410 through the double quartz shower head 430 is decomposed into oxygen radicals or generator oxygen by the ultraviolet lamp 420. The decomposed oxygen radicals or generator oxygen react with the photoresist on the wafer 470 to form a predetermined pattern. In the second process, the reaction and contaminants are generated in the chamber 410 due to the inflow and chemical reaction of ozone gas, and the pressure in the chamber 410 also rises to a pressure close to atmospheric pressure. Thereafter, as shown in FIG. 4C, a third process by the ozone asher device 400 of the present invention is performed. At this time, the heating chuck 460 moves away from the double quartz shower head 430. In addition, reaction residues and contaminants in the chamber 410 are discharged to the outside of the chamber 410 through the outlet 480 by a vacuum pump (not shown). Thereafter, the first to third processes are repeated to form a continuous process.

도 5는 본 발명에 따른 오존 애셔 장치(500)에 사용되는 이중 쿼츠 샤워 헤드(530)의 상세한 구조를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 이중 쿼츠 샤워 헤드(530)는 중앙 상부에는 오존 가스 주입구(532)가 형성되어 있다. 또한, 이중 쿼츠 샤워 헤드(530)의 내부에는 오존 가스의 양호한 분산을 위해 캐비티(534)가 형성되어 있으며, 캐비티(534) 하부에는 수직 방향으로 복수개의 오존 배출 구멍(536)이 형성되어 있다. 즉, 본 발명에서는 오존 가스가 주입구(532)를 통해 주입된 후, 캐비티(534)를 거쳐 오존 배출 구멍(536)을 통해 챔버 내부로 분사된다. 캐비티(534)는 이중 쿼츠 샤워 헤드(530)의 주입구(532)에서 곧 바로 오존 배출 구멍(536)으로 배출되는 경우보다 오존 가스의 분사가 용이하게 이루어지도록 하게 위해 제공된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 이중 쿼츠 샤워 헤드(530)의 수직 두께는 대략 5 내지 10mm이고, 캐비티(534)의 수직 두께는 대략 0.1 내지 2mm이다. 이중 쿼츠 샤워 헤드(530)의 재질을 쿼츠(quartz)로 한 이유는 오존의 투과율을 향상 시키기 위해서이며, 본 발명에서는 5 내지 10 mm 수직 두께를 사용할 경우, 오존은 대략 80 내지 95% 범위의 투과율을 갖는다. 이러한 특정한 구성을 갖는 이중 쿼츠 샤워 헤드(530) 및 도 3에 도시된 배출구(380)에 의해, 본 발명에서는 오존이 배출구(380) 방향으로 일정한 가스 흐름(Laminar Flow)을 갖게 되어 오존과 웨이퍼 상의 감광막 간의 화학 반응 공정의 정확도 및 정밀도가 개선된다.5 is a diagram illustrating a detailed structure of the double quartz shower head 530 used in the ozone asher device 500 according to the present invention. Referring to FIG. 5, the double quartz shower head 530 has an ozone gas injection hole 532 formed at the center thereof. In addition, a cavity 534 is formed inside the double quartz shower head 530 for good dispersion of ozone gas, and a plurality of ozone discharge holes 536 are formed below the cavity 534 in the vertical direction. That is, in the present invention, ozone gas is injected through the injection port 532, and then injected into the chamber through the ozone discharge hole 536 through the cavity 534. The cavity 534 is provided to facilitate the injection of the ozone gas than if it is directly discharged from the inlet 532 of the double quartz shower head 530 to the ozone discharge hole 536. In a preferred embodiment of the present invention, the vertical thickness of the double quartz shower head 530 is approximately 5-10 mm, and the vertical thickness of the cavity 534 is approximately 0.1-2 mm. The reason for the quartz of the double quartz shower head 530 is to improve the transmittance of ozone. In the present invention, when a 5 to 10 mm vertical thickness is used, the ozone has a transmittance in the range of about 80 to 95%. Has By the double quartz shower head 530 having such a specific configuration and the outlet 380 shown in FIG. 3, in the present invention, ozone has a constant gas flow toward the outlet 380, so that The accuracy and precision of the chemical reaction process between the photoresist films is improved.

도 6은 본 발명에 따른 오존 애셔 장치에 사용되는 한 쌍의 노즐(640)의 상세한 구조를 도시한 도면이다. 화살표는 오존 가스의 흐름 방향이다. 도 6을 참조하면, 노즐(640)은 한 쪽 단부가 더 큰 폭을 갖는 테이퍼 형상을 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 중심선과 테이퍼진 부분이 이루는 각도(θ)는 대략 0<θ≤60° 범위를 갖는다. 본 발명의 노즐(640)은 도 5에 도시된 상술한 이중 쿼츠 샤워 헤드(530)를 사용할 경우 웨이퍼 상의 에지 부근에서의 오존의 분사가 일정하지 않을 수 있으므로, 이를 보상하기 위한 것이다. 이러한 노즐(640) 사용에 따라 에지 부근에서도 일정한 오존 분사가 이루어지도록 보상해 줌으로써, 웨이퍼 상의 감광물질 및 오염물질 제거하는데 있어서, 웨이퍼의 에지 부분의 균일도를 향상시킬 수 있으며 웨이퍼 상의 감광물질 및 오염물질의 제거 속도도 또한 향상시킬 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 직선형 테이퍼 형상의 노즐을 사용하는 것으로 개시하고 있지만, 당업자라면 나팔관 모양의 테이퍼 등을 사용하거나 또는 그 균등물을 사용하는 것이 가능하다는 것을 충분히 이해할 것이다.FIG. 6 shows a detailed structure of a pair of nozzles 640 used in the ozone asher apparatus according to the present invention. The arrow is the flow direction of ozone gas. Referring to FIG. 6, the nozzle 640 has a tapered shape with one end having a larger width. In a preferred embodiment of the present invention, the angle θ formed between the center line and the tapered portion has a range of approximately 0 <θ≤60 °. The nozzle 640 of the present invention is to compensate for this, because the injection of ozone near the edge on the wafer may not be constant when using the above-described double quartz shower head 530 shown in FIG. By using the nozzle 640 to compensate for the constant ozone injection even near the edge, the uniformity of the edge portion of the wafer can be improved in removing the photosensitive material and contaminants on the wafer and the photosensitive material and contaminants on the wafer. The removal rate of can also be improved. Although the preferred embodiment of the present invention discloses the use of a straight tapered nozzle, those skilled in the art will fully understand that it is possible to use a fallopian taper, or the like.

본 발명의 오존 애셔 장치는 진공을 유지한 상태에서 웨이퍼 가공 및 처리에 있어서 장시간 연속 공정이 가능하다.The ozone asher device of the present invention can perform a continuous process for a long time in wafer processing and processing while maintaining a vacuum.

또한, 캐비티를 구비한 이중 쿼츠 샤워 헤드를 사용함으로써 오존 가스의 분사가 균일하게 이루어지며, 또한 노즐의 사용을 통해 웨이퍼 에지 부분에서의 균일한 오존 가스 분사를 보장하여, 균일한 오존 가스 흐름(Laminar Flow)에 의한 웨이퍼 공정의 균일도를 향상시킬 수 있다는 장점이 달성된다.In addition, by using a double quartz shower head with a cavity, the injection of ozone gas is made uniform, and the use of the nozzle ensures a uniform injection of ozone gas at the wafer edge portion, thereby providing a uniform ozone gas flow (Laminar). The advantage of improving the uniformity of the wafer process by flow is achieved.

나아가, 진공 상태에서 오존 분사가 이루어지도록 한 후, 진공 펌프에 의한 배기가 가능하도록 함으로써, 잔류물 또는 오염물질의 신속한 배기가 가능하다는 장점이 달성된다. Furthermore, by allowing ozone injection in a vacuum state and then allowing the evacuation by a vacuum pump, the advantage of enabling rapid evacuation of residues or contaminants is achieved.

다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다. As various modifications may be made to the constructions and methods described and illustrated herein without departing from the scope of the invention, it is intended that all matter contained in the above description or shown in the accompanying drawings be exemplary, and not intended to limit the invention. It is not. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the above-described exemplary embodiments, but should be defined only in accordance with the following claims and their equivalents.

Claims (17)

오존 애셔 장치에 있어서,In ozone asher device, 챔버; 상기 챔버의 상부에 위치하며, 오존을 분사하는 이중 쿼츠 샤워 헤드; chamber; A double quartz shower head positioned above the chamber and injecting ozone; 상기 이중 쿼츠 샤워 헤드의 상부에 위치하며, 오존을 분해하도록 자외선을 방출하는 자외선 램프;An ultraviolet lamp positioned above the double quartz shower head and emitting ultraviolet rays to decompose ozone; 상기 이중 쿼츠 샤워 헤드의 양쪽 하단부에 위치하는 한 쌍의 노즐; 및 A pair of nozzles positioned at both lower ends of the double quartz shower head; And 상기 챔버 내에 위치하며, 웨이퍼를 지지하는 히팅 척Heating chuck located in the chamber and supporting the wafer 을 포함하고,Including, 상기 챔버의 일 측면 상에는 진공 펌프에 의해 배기가 이루어지는 배기구가 형성되어 있는On one side of the chamber is formed an exhaust port for exhausting by a vacuum pump 오존 애셔 장치. Ozone asher device. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 챔버의 일측 벽의 벽 중간 또는 외측에는 가열장치가 추가로 제공되는 오존 애셔 장치. Ozone asher device further provided with a heating device in the middle or the outside of the wall of one side wall of the chamber. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 가열장치는 열판 또는 코일선으로 구성되는 오존 애셔 장치. The heating device is an ozone asher device consisting of a hot plate or a coil wire. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 챔버의 내부 온도가 60℃ 내지 100℃로 유지되는 오존 애셔 장치. Ozone asher apparatus, wherein the internal temperature of the chamber is maintained at 60 ℃ to 100 ℃. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 챔버의 내측 벽이 세라믹 코팅 또는 아노다이징 코팅으로 처리되는 오존 애셔 장치. Ozone asher apparatus, wherein the inner wall of the chamber is treated with a ceramic coating or an anodizing coating. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 챔버의 내측 벽이 세라믹 코팅 또는 아노다이징 코팅으로 처리되는 오존 애셔 장치.Ozone asher apparatus, wherein the inner wall of the chamber is treated with a ceramic coating or an anodizing coating. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 챔버의 내측 벽이 세라믹 코팅 또는 아노다이징 코팅으로 처리되는 오존 애셔 장치.Ozone asher apparatus, wherein the inner wall of the chamber is treated with a ceramic coating or an anodizing coating. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 세라믹 코팅 또는 아노다이징 코팅의 코팅 두께(d)가 0㎛<d≤60㎛ 범위를 갖는 오존 애셔 장치. Ozone asher apparatus, wherein the coating thickness (d) of the ceramic coating or anodizing coating has a range of 0 μm <d ≦ 60 μm. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 세라믹 코팅 또는 아노다이징 코팅의 코팅 두께(d)가 0㎛<d≤60㎛ 범위를 갖는 오존 애셔 장치. Ozone asher apparatus, wherein the coating thickness (d) of the ceramic coating or anodizing coating has a range of 0 μm <d ≦ 60 μm. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 세라믹 코팅 또는 아노다이징 코팅의 코팅 두께(d)가 0㎛<d≤60㎛ 범위를 갖는 오존 애셔 장치. Ozone asher apparatus, wherein the coating thickness (d) of the ceramic coating or anodizing coating has a range of 0 μm <d ≦ 60 μm. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 자외선 램프가 상부에서 보아 나선형 형상을 갖는 오존 애셔 장치. An ozone asher device, wherein the ultraviolet lamp has a spiral shape when viewed from above. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 이중 쿼츠 샤워 헤드는 중앙 상부에 형성되는 오존 가스 주입구; 상기오존 가스 주입구에 연결되며, 오존 가스가 양호하게 분산되도록 형성된 캐비티; 및 상기 캐비티와 수직으로 연결되는 복수의 오존 배출 구멍을 포함하는 오존 애셔 장치.The double quartz shower head is an ozone gas injection hole formed in the upper center; A cavity connected to the ozone gas inlet and configured to disperse ozone gas well; And a plurality of ozone outlet holes vertically connected to the cavity. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 이중 쿼츠 샤워 헤드의 수직 두께는 대략 5 내지 10mm이고, 상기 캐비티의 수직 두께는 대략 0.1 내지 2mm인 오존 애셔 장치.The vertical thickness of the dual quartz shower head is approximately 5-10 mm, and the vertical thickness of the cavity is approximately 0.1-2 mm. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 이중 쿼츠 샤워 헤드에 의한 오존의 투과율이 대략 80 내지 95%인 오존 애셔 장치.Ozone asher device, wherein the transmittance of ozone by the double quartz shower head is approximately 80-95%. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 한 쌍의 노즐은 각각 한 쪽 단부가 더 큰 폭을 갖는 테이퍼 형상을 갖는 오존 애셔 장치.And the pair of nozzles each have a tapered shape with one end wider in width. 제 15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 노즐의 중심선과 테이퍼진 부분이 이루는 각도(θ)는 대략 0<θ≤60° 범위를 갖는 오존 애셔 장치.The angle (θ) formed between the centerline of the nozzle and the tapered portion has an approximate range of 0 <θ≤60 °. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 웨이퍼와 상기 이중 쿼츠 샤워 헤드 간의 유동 갭은 대략 0.8 내지5mm인 오존 애셔 장치.Ozone asher device, the flow gap between the wafer and the double quartz shower head is approximately 0.8 to 5 mm.
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