KR100685732B1 - 포토레지스트 레지듀 제거 장치 - Google Patents

Abstract

고온의 공정 조건으로 포토레지스트 레지듀를 제거하는 장치가 개시되어 있다. 공정 챔버에서 포토레지스트 레지듀의 제거가 이루어진다. 그리고, 상기 공정 챔버를 사용한 레지듀의 제거에서는 고온의 공정 조건을 갖는다. 상기 고온의 공정 조건은 상기 공정 챔버 하부에 설치되는 척 및 상기 공정 챔버 상부에 설치되는 광 통과부에 의해 조성된다. 즉, 히터에 의해 척을 가열함으로서 상기 척에 놓여지는 기판 이면이 가열되고, 광 통과부를 통하여 광을 조사함으로서 상기 기판 상면이 가열된다. 그리고, 상기 광 통과부는 그 중심 부위의 두께가 주연 부위의 두께보다 두껍게 형성된다. 따라서, 상기 기판 상면 전체를 균일하게 가열할 수 있다.

Description

포토레지스트 레지듀 제거 장치{Apparatus for removing a photoresist residue}

도 1은 종래의 포토레지스트 레지듀 제거 장치에 설치되는 광 통과부를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 레지듀 제거 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 3은 도 2에 포함되는 제1형태의 광 통과부를 설명하기 위한 사시도이다.

도 4는 도 2에 포함되는 제2형태의 광 통과부를 설명하기 위한 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10, 220 : 광 통과부 12 : 디스트리뷰터

20 : 장치 150 : 공정 챔버

200 : 척 210 : 기판

본 발명은 포토레지스트 레지듀 제거 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광원에 의해 조사되는 광을 사용하여 형성하는 고온의 공정 조건으로 포토레지 스트 레지듀(photoresist residue)(이하 ‘레지듀’라 한다)를 제거하는 장치에 관한 것이다.

근래에 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 상기 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다. 상기 반도체 장치의 집적도 향상을 위한 주요한 기술로서 포토리소그라피(photolithography) 기술이 있고, 상기 포토리소그라피 기술을 수행함에 따라 발생하는 레지듀를 제거하는 기술 등이 있다.

상기 레지듀를 완전하게 제거하지 못할 경우에는 불량이 발생하기 때문에 최근의 반도체 장치의 제조에서는 상기 레지듀를 제거하는 기술 또한 엄격하게 요구되고 있다. 따라서, 최근에는 케미컬이 아닌 플라즈마를 사용하여 상기 레지듀를 제거한다.

상기 레지듀를 제거하는 장치에 대한 일 예는 미합중국 특허 제5,024,748호(issued to Fujimura)에 개시되어 있다. 특히, 상기 플라즈마를 사용하여 레지듀를 제거하는 장치로서, L3500(제품명), PEP3510(제품명) 등과 같은 애싱 장치가 상기 미합중국 특허 제5,024,748호에 개시된 장치와 유사한 구성을 갖는다.

상기 장치를 개략적으로 살펴보면 다음과 같다. 상기 장치는 공정 챔버를 포함한다. 따라서, 상기 공정 챔버를 플라즈마 상태로 조성하여 상기 레지듀를 제거 한다. 그리고, 상기 레지듀는 고온의 공정 조건에서 제거된다. 때문에, 상기 레지듀를 제거하기 위한 기판이 놓여지는 척을 히터를 사용하여 가열하고, 상기 공정 챔버 상측에서 광을 조사하여 상기 공정 챔버 내부를 가열한다. 즉, 상기 척을 사용하여 상기 기판 이면을 가열하고, 상기 광을 조사하여 상기 기판 상면을 가열하는 것이다. 그리고, 상기 광은 광원에 의해 조사되는데, 상기 공정 챔버 상측에 설치되는 광 통과부를 통하여 조사된다.

도 1은 상기 광 통과부(10)를 나타낸다. 따라서, 상기 광이 광 통과부(10)를 통과함으로서 상기 기판 상면 전체 부위에 균일하게 조사된다. 그러나, 광 통과부(10)를 통과하는 광은 상기 기판의 중심 부위로 집중되는 현상을 나타낸다. 때문에, 상기 기판 주연 부위보다 중심 부위에서의 레지듀가 빠르게 제거된다. 따라서, 상기 레지듀 제거의 공정 마진에 대한 로스(loss)가 발생한다. 이를 보완하기 위하여, 광 통과부(10)의 상측 중심 부위에 디스트리뷰터(distributor)(12)를 설치하여 상기 광이 기판의 중심 부위로 집중되는 현상을 다소 완화시킨다. 그러나, 디스트리뷰터(12)를 사용하여도 광의 집중을 완전하게 완화시키지는 못한다.

따라서, 종래의 레지듀를 제거하는 장치는 광이 중심 부위로 집중되는 현상이 빈번하게 발생한다. 그리고, 상기 광의 집중은 상기 레지듀를 제거하는 공정에서 고온의 온도 조건을 설정된 조건으로 제공하지 못하는 원인으로 작용한다. 때문에, 상기 레지듀의 공정 마진에 대한 로스가 발생하고, 상기 로스로 인해 불량이 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 포토레지스트 레지듀를 제거할 때 고온의 공정 조건을 형성하기 위하여 공정 챔버 내로 조사되는 광의 균일도를 향상시키기 위한 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 포토레지스트 레지듀 제거 장치는, 플라즈마를 사용하여 기판 상에 잔류하는 포토레지스트 레지듀를 제거하는 공정이 이루어지는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 하부에 설치되고, 상기 기판이 놓여지고, 상기 포토레지스트 레지듀를 제거할 때 히터를 사용하여 상기 기판 이면을 가열하는 위한 척과, 상기 공정 챔버 상측에 설치되고, 그 중심 부위의 두께가 주연 부위의 두께보다 두껍게 형성되고, 광원에 의해 조사되는 광을 통과시켜 상기 기판 상면 전체를 균일하게 가열하는 광 통과 수단을 포함한다.

실시예로서, 상기 광 통과 수단은 상기 기판을 향하는 제1면은 플레이트 형상을 갖고, 상기 광원을 향하는 제2면은 중심 부위가 볼록한 유선 형상을 갖는데, 바람직하게는, 상기 광 통과 수단의 제2면은 원뿔 형상 또는 돔 형상을 갖는다.

이와 같이, 상기 광 통과 수단의 변형을 통하여 상기 공정 챔버에 조사되는 광의 균일도를 안정적으로 확보할 수 있다. 때문에, 상기 광이 기판 전체 부위에 균일하게 조사됨으로서 상기 공정을 위한 고온의 공정 조건을 설정된 조건으로 정확하게 제공할 수 있다. 때문에, 상기 광의 불균일한 조사로 인하여 발생하는 불량을 최소화할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명 하기로 한다.

도 2는 포토레지스트 레지듀를 제거하기 위한 장치(20)를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 상기 장치(20)는 플라즈마를 사용하여 기판(210) 상에 잔류하는 포토레지스트 레지듀를 제거하는 공정이 이루어지는 공정 챔버(150)를 포함한다. 공정 챔버(150)는 플라즈마를 사용하기 때문에 공정 챔버(150)에는 상기 플라즈마를 조성하는 부재(도시되지 않음)들이 설치된다. 예를 들어, 공정 챔버(150)에 가스를 제공하는 제공 라인(도시되지 않음)과, 상기 가스를 해리시키기 위한 무선 주파수의 파워를 인가하는 전극(도시되지 않음)들이 있다. 따라서, 상기 부재들을 사용하여 상기 레지듀를 제거할 때 공정 챔버(150) 내부를 플라즈마 상태로 조성한다.

상기 장치(20)는 공정 챔버(150) 하부에 설치되는 척(200)을 포함한다. 척(200) 상에는 기판(210)이 놓여진다. 그리고, 상기 레지듀를 제거할 때 척(210)은 히터(도시되지 않음)에 의해 가열된다. 따라서, 상기 레지듀를 제거할 때 척(200)에 의해 기판(210) 이면이 가열되는 구성을 갖는다.

상기 장치(20)는 공정 챔버(150) 상측에 설치되는 광 통과부(220)를 포함한다. 이때, 상기 광을 제공하는 광원(도시되지 않음)은 광 통과부(220)의 상측에 위치하는 구성을 갖는다. 이에 따라, 광 통과부(220)는 상기 광원에 의해 조사되는 광을 통과시켜 기판(210) 상면에 제공한다. 따라서, 광 통과부(220)에 의해 기판(210) 상면이 가열되는 구성을 갖는다. 그리고, 상기 광을 조사하는 광원은 할로겐 램프를 포함한다. 그리고, 광 통과부(220)는 석영 재질로 구성된다.

이와 같이, 척(200) 및 광 통과부(220)는 기판(210) 이면 및 상면을 가열하는 구성을 갖는다. 이는, 상기 레지듀를 제거할 때 고온의 온도 조건을 제공하기 위함이다.

이때, 광 통과부(220)는 기판(210) 상면 전체 부위에 균일하게 상기 광을 조사해야 한다. 때문에, 광 통과부(220)는 그 중심 부위의 두께가 주연 부위의 두께보다 더 두껍게 형성된다. 따라서, 상기 광이 일정 부위에 집중되는 현상없이 기판 상면 전체 부위에 균일하게 조사된다. 상기 중심 부위가 더 두껍게 형성되는 광 통과부(220)는 그 중심 부위가 볼록한 유선 형상을 갖는다. 상기 유선 형상을 갖는 광 통과부(220)를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 3 및 도 4는 상기 광 통과부를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 광 통과부(220a)에서 상기 기판을 향하는 제1면(222a)은 평편한 플레이트 형상을 갖고, 상기 광원을 향하는 제2면(224a)은 그 중심 부위가 원뿔 형상을 갖는다. 이와 같이, 제2면(224a)이 원뿔 형상을 갖도록 형성함으로서 상기 기판 상면에 광을 균일하게 조사할 수 있다. 따라서, 상기 레지듀를 제거할 때 고온의 온도 조건을 정확하게 조성할 수 있다. 그리고, 제1면(222a)을 플레이트 형상으로 형성하는 것은 상기 레지듀를 제거하는 공정 조건에 변화를 주지 않기 위함이다.

도 4를 참조하면, 광 통과부(220b)에서 상기 기판을 향하는 제1면(222b)은 평편한 플레이트 형상을 갖고, 상기 광원을 향하는 제2면(224b)은 그 중심 부위가 돔(dome) 형상을 갖는다. 이와 같이, 제2면(224b)이 돔 형상을 갖도록 형성함으로서 상기 기판 상면에 광을 균일하게 조사할 수 있다. 따라서, 상기 레지듀를 제거 할 때 고온의 온도 조건을 정확하게 조성할 수 있다. 그리고, 제1면(222b)을 플레이트 형상으로 형성하는 것은 상기 레지듀를 제거하는 공정 조건에 변화를 주지 않기 위함이다.

상기 장치를 사용하여 포토레지스트 레지듀를 제거하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 포토레지스트 패턴을 마스크로 사용하는 식각을 수행한다. 상기 식각은 절연막 또는 금속막을 패턴으로 형성하는 공정에 해당된다. 이에 따라, 상기 마스크를 사용하여 식각을 수행함으로서 패턴이 형성된다.

그리고, 상기 기판 상에 잔류하는 포토레지스트 레지듀를 제거해야 한다. 이때, 상기 레지듀는 산소 가스를 플라즈마 상태로 형성하여 제거하는 구성을 갖는다. 때문에, 상기 공정 챔버에 산소 가스를 제공하고, 상기 산소 가스를 해리시켜 플라즈마 상태로 형성한다. 그리고, 상기 레지듀는 고온의 온도 조건에서 제거된다. 때문에, 상기 척에 의하여 상기 기판 이면이 가열되고, 상기 광 통과부에 의하여 상기 기판 상면이 가열된다. 이에 따라, 상기 공정 챔버는 고온의 온도 조건으로 형성된다.

따라서, 상기 기판 상에 잔류하는 레지듀가 제거된다. 이때, 상기 기판 상면에 조사되는 광은 상기 광 통과부에 의해 기판 상면 전체 부위에 균일하게 조사된다. 이는, 상기 광 통과부를 중심 부위가 주연 부위보다 두꺼운 유선 형태로 형성하기 때문이다.

이와 같이, 본 발명에 의하면 레지듀를 제거할 때 기판 상면에 광을 균일하게 조사할 수 있다. 이에 따라, 레지듀를 제거하는 공정 마진의 로스를 최소화할 수 있다. 즉, 상기 기판 상면 전체 부위에 조사되는 광의 세기를 균일하게 확보하고, 이에 따라, 기판 전체 부위에서의 레지듀를 균일하게 제거할 수 있는 것이다. 때문에, 상기 레지듀의 제거에서 상기 로스로 인한 불량을 최소화할 수 있다. 따라서, 반도체 제조를 위한 신뢰도가 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 플라즈마를 사용하여 기판 상에 잔류하는 포토레지스트 레지듀를 제거하는 공정이 이루어지는 공정 챔버;

   상기 공정 챔버 하부에 설치되고, 상기 기판이 놓여지고, 상기 포토레지스트 레지듀를 제거할 때 히터를 사용하여 상기 기판 이면을 가열하는 척;

   상기 공정 챔버 상측에 설치되고, 그 중심 부위의 두께가 주연 부위의 두께보다 두껍게 형성되고, 광원에 의해 조사되는 광을 통과시켜 상기 기판 상면 전체를 균일하게 가열하는 광 통과 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 레지듀 제거 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 광 통과 수단은 상기 기판을 향하는 제1면은 플레이트 형상을 갖고, 상기 광원을 향하는 제2면은 중심 부위가 볼록한 유선 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 레지듀 제거 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 광 통과 수단의 제2면은 원뿔 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 레지듀 제거 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 광 통과 수단의 제2면은 돔 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 레지듀 제거 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 광 통과 수단으로 광을 조사하는 광원은 할로겐 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지듀 제거 장치.

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