KR100789618B1 - 챔버의 폴리머 제거 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 챔버의 폴리머 제거 방법은 챔버 내부에서 기판 위에 패턴 형성을 위한 식각 공정을 진행하는 단계, 챔버를 펌핑한 후 퍼지하여 식각 공정시 형성되는 챔버 위에 부착된 폴리머를 제거하는 단계를 포함한다.

파티클, 챔버, 에치, 폴리머, Blocked etch

Description

챔버의 폴리머 제거 방법{Method of removing polymer in chamber}

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 챔버의 폴리머 제거 방법을 설명하기 위해 공정 순서대로 도시한 도면이다.

본 발명은 반도체 공정시 챔버 내에 부착되는 폴리머를 제거하는 방법에 관한 것이다.

반도체 장치를 제조하기 위해서는 실리콘 기판 위에 절연 물질, 금속, 유기물질 등을 증착한 후 선택적 식각 공정으로 식각하여 금속 배선, 트랜치 등을 형성한다.

예를 들어 금속 배선을 형성하기 위한 선택적 식각 공정은 기판 위에 금속층을 형성하고, 금속층 위에 감광층 패턴을 형성한다. 그리고 감광층 패턴을 마스크로하여 금속층을 식각하게 된다. 이때 식각되는 면을 수직적으로 형성하기 위해서 이방성 식각인 건식 식각을 사용한다.

건식 식각은 챔버 안에 식각 가스를 채우고 이 가스에 전압을 인가하여 발생되는 플라즈마에 의해서 금속이 식각되도록 한다. 이때 사용되는 식각 가스로는 Cl2, BCl3를 사용하고 있는데 반도체 제품이 점점 더 고집적화 되면서, 금속 배선의 폭도 점점 작아지게 된다. 이러한 폭을 가진 금속 배선을 형성하기 위해서 감광층 패턴의 두께를 줄이고 단파장의 초자외선(DUV)을 사용함에 따라 빛의 반사를 줄이기 위해서 금속층 위에 옥사이드(Oxide) 계열의 반사 방지층(ARC : anti-reflect coating)을 형성하게 된다. 그러나 이러한 반사 방지층을 제거하기 위해서는 CHF3와 같은 폴리머 유발 가스가 사용된다.

이와 같은 이유로 금속 식각 공정 중에 발생되는 폴리머들은 챔버의 상부(이하 돔이라함) 내벽에 부착된다. 돔에 부착된 폴리머들은 불안정한 상태로 존재하므로 이후에 진행되는 선택적 식각 공정시 기판 위에 떨어져서 블럭드 에치(blocked etch) 등의 식각 불량을 일으킨다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 불안정하게 부착되어 있는 폴리머를 제거하여 이 폴리머에 의해 야기될 수 있는 식각 불량을 최소화할 수 있는 챔버에 불안정하게 부착된 폴리머를 제거하는 방법을 제공한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 챔버의 폴리머 제거 방법은 챔버 내부에서 기판 위에 패턴 형성을 위한 식각 공정을 진행하는 단계, 챔버를 펌핑한 후 퍼지하여 식각 공정시 발생하여 돔에 불안정하게 부착된 폴리머를 제거하는 단계를 포함한다.

그리고 폴리머를 제거하는 단계 후, 챔버에 감광층이 코팅되어 있는 더미 기 판을 삽입한 후 식각 공정을 진행하여 불안정하게 부착되었던 폴리머가 제거된 윗부분의 폴리머층의 표면을 안정화시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이 때, 펌핑은 펌핑 압력이 5mT 이하이고, 퍼지는 퍼지 압력이 100mT~1,000mT으로 진행하는 것이 바람직하다. 또한, 이렇게 펌핑과 퍼지로 폴리머를 제거하는 단계는 2~5회 반복 실시하는 하는 것이 바람직하다.

이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이제 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 챔버의 폴리머를 제거하는 방법을 설명한다. 도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 챔버에 불안정하게 부착된 폴리머를 제거하는 공정을 순서대로 도시한 도면이다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 플라즈마 챔버(10) 상부(돔)의 내벽에는 폴리머층(12)이 형성되어 있다. 이는 플라즈마 챔버(10) 내에서 실리콘 기판 위에 금속 배선을 형성하거나, 유기층을 식각하는 등의 다수의 식각 공정에서 발생하는 폴리머들이 돔 내벽에 부착되어 형성된다. 그리고 폴리머층(12)의 표면에는 폴리머 입자(14)가 불안정하게 부착되어 있다.

도 1b에 도시한 바와 같이, 챔버(10)를 펌핑한 후, 퍼지하여 불안정하게 부착된 표면의 폴리머 입자(14)를 제거한다. 펌핑은 챔버를 저압으로 하여 불순물을 빨아들이는 것으로 펌핑 압력은 5mT 이하로 한다. 그리고 퍼지는 저압으로 펌핑된 챔버를 일정 압력 이상으로 퍼지 가스를 사용하여 불안정하게 부착된 폴리머를 떨어뜨리기 위한 것으로 퍼지 압력은 100~1,000mT를 유지한다.

이때 퍼지 압력이 너무 높거나 낮으면 폴리머층(12)의 폴리머들이 떨어져 나와 표면에서 폴리머 입자들이 완전히 제거되지 못하게 된다. 펌핑/ 퍼지 후 폴리머층(12)의 표면에 불안정하게 부착된 폴리머 입자(14)들은 모두 제거되나, 폴리머층(12)의 표면은 펌핑/퍼지시 떨어져 나간 부분의 표면이 불안정한 상태가 된다.

도 1c에 도시한 바와 같이, 챔버를 시즈닝(seasoning)하여 들떠있는 폴리머층(12)의 표면을 안정화시킨다. 이때 폴리머층(12) 바로 위에는 안정된 폴리머층(16)이 형성된다.

시즈닝은 챔버(10)에 감광층(20)이 형성되어 있는 더미 기판(18)을 넣은 후, 후속 공정을 진행할 식각 공정과 동일한 조건으로 식각하는 것이다. 이때도 폴리머 입자들은 발생되지만 발생된 폴리머들은 불안정하게 부착된 폴리머가 제거된 상태이므로 폴리머층(12) 바로 위에 안정된 폴리머층(16)을 형성하여 돔의 폴리머 부착 상태를 안정하게 유지한다. 따라서 시즈닝 후에 선택적 식각 공정시 기판 위에 금속 배선을 형성하거나 유기층을 형성하거나 할 때 폴리머들이 떨어져서 식각 불량을 일으키지 않는다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

상기 기술된 바와 같이, 다수의 사진 식각 공정으로 폴리머층이 형성된 챔버에 펌핑/퍼지 공정을 진행하여 폴리머층 위의 불안정한 입자들을 제거하고, 다시 시즈닝으로 안정한 폴리머층을 형성하기 때문에 이후에 선택적 식각 공정을 진행하여도 폴리머들이 기판에 떨어지거나 하지 않는다. 따라서 고품질의 반도체 제품을 생산할 수 있다.

Claims (4)

1. 챔버 내부에서 기판 위에 패턴 형성을 위한 식각 공정을 진행하는 단계,

   상기 챔버를 펌핑한 후 퍼지하여 상기 식각 공정시 형성되는 폴리머층 위에 불안정하게 부착된 폴리머를 제거하는 단계를 포함하는 챔버의 폴리머 제거 방법.
2. 제1항에서,

   상기 폴리머를 제거하는 단계 후, 상기 챔버에 감광층이 코팅되어 있는 더미 기판을 삽입한 후 식각 공정을 진행하여 상기 폴리머층을 안정화시키는 단계를 더 포함하는 챔버의 폴리머 제거 방법.
3. 제1항에서,

   상기 펌핑은 펌핑 압력이 5mT 이하이고, 상기 퍼지는 퍼지 압력이 100mT~1,000mT으로 진행하는 챔버의 폴리머 제거 방법.
4. 제1항에서,

   상기 폴리머를 제거하는 단계는 2~5회 반복 실시하는 챔버의 폴리머 제거 방법.

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