KR100801299B1 - 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치 및 방법 - Google Patents

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김이정
윤창로
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세메스 주식회사
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Abstract

웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치 및 방법를 제공한다. 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치는 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급하는 제1 공급부와 공급된 제1 가스를 이용하여 산소플라즈마 방전을 발생시켜 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시키는 방전부와 웨이퍼상에 초순수물(Deionized water)을 분사하여 유막을 형성하는 유막 형성부 및 산소 라디칼 및 전자를 유막이 형성된 웨이퍼상에 분사하여 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 분사부를 포함한다.
반도체 웨이퍼, 애싱, 오존수

Description

웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치 및 방법{Apparatus and method for removing photoresist on wafer}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼상의 포토레지스트가 제거되는 개념도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
110: 제1 공급부 120: 방전부
130: 유막 형성부 140: 분사부
210: 혼합부 220: 제2 공급부
본 발명은 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼상에 형성된 유막으로 인해 포토레지스트 제거시의 웨이퍼의 손상을 막고, 고농도의 오존수 공급을 유지하는 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자를 제조하는 제조공정에서, 웨이퍼에 회로패턴(Pattern)을 형성할 때 사진공정이 필수적으로 사용되는 데, 사진공정은 먼저 광화학적 반응물질인 포토레지스트를 웨이퍼 위에 도포한 후, 상기 포토레지스트의 위에 만들고자 하는 회로패턴을 새긴 레티클(Reticle)을 위치시킨다.
그리고 다음 단계에서, 소정 파장을 갖는 빛을 레티클에 투과시켜 레티클의 회로패턴을 웨이퍼 위의 포토레지스트에 전사시킨 후 현상한다.
이때, 이와 같은 사진공정이 완료되면, 웨이퍼 위에 남아있는 포토레지스트는 반도체 소자를 제조하는데 더 이상 필요하지 않으므로 여러가지 방법에 의해 완전히 제거되는 바, 이러한 포토레지스트를 제거하는 기술을 애싱이라고 한다.
상기 애싱은 크게 건식 애싱(Dry ashing)과 습식 애싱(Wet ashing)으로 나누어진다. 이때, 건식 애싱은 다시 산소플라즈마(O2 Plasma)를 이용하는 방법과 오존(O3 )을 이용하는 방법, 그리고 엑시머 램프(Excimer lamp)를 이용한 방법 등이 있으나, 대부분 산소플라즈마를 이용한 방법과 오존을 이용한 방법으로 건식 애싱을 한다.
여기에서, 산소플라즈마 애싱방법은 산소플라즈마의 부산물인 산소 라디칼(Radical)과 유기물인 포토레지스트를 반응시켜 이산화탄소로 변하게 하고, 이를 진공펌프(Vacuum pump)를 통하여 배출시킴으로 포토레지스트를 제거하는 방법이다. 그리고, 오존 애싱방법은 오존의 산화 작용을 이용하여 상압하에서 포토레지스트를 제거하는 방법이다.
한편, 습식 애싱은 강력한 산화 작용을 가진 황산을 약 130℃의 고온으로 가열한 다음 과산화수소와 약 4:1∼6:1로 혼합하여 포토레지스트를 제거하는 방법이다. 습식 애싱은 대부분 건식 애싱으로 완전한 제거가 불가능했던 포토레지스트 찌꺼기 등을 제거하는데 사용되며, 웨이퍼에 손상을 주지 않고 부드럽게 제거하는 것이 가능하다.
그러나, 종래의 오존을 이용한 포토레지스트 제거는 용존 오존 농도를 유지하는 것이 난해하고, 산소플라즈마를 이용한 포토레지스트 제거는 고른 방전을 유지하는 것이 난해하다. 그리고, 전극과 웨이퍼 사이에 필라멘트 방전 형성시 웨이퍼의 손상이 발생할 위험이 있다.
본 발명은 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치 및 방법을 제공하여, 웨이퍼상에 형성된 유막으로 인해 포토레지스트 제거시의 웨이퍼의 손상을 막고, 고농도의 오존수 공급을 유지하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있 을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치는 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급하는 제1 공급부와 공급된 제1 가스를 이용하여 산소플라즈마 방전을 발생시켜 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시키는 방전부와 웨이퍼상에 초순수물(Deionized water)을 분사하여 유막을 형성하는 유막 형성부 및 산소 라디칼 및 전자를 유막이 형성된 웨이퍼상에 분사하여 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 분사부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치는 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급하는 제1 공급부와 공급된 제1 가스를 이용하여 산소플라즈마 방전을 발생시켜 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시키는 방전부와 초순수물(Deionized water)을 공급하는 제2 공급부와 공급된 초순수물과 산소 라디칼 및 전자를 이용하여 오존수를 생성하는 혼합부 및 오존수를 웨이퍼상에 분사하여 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 분사부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치는 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급하는 제1 공급부와 공급된 제1 가스를 이용하여 산소플라즈마 방전을 발생시켜 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시키는 방전부와 초순수물(Deionized water)을 공급하는 제2 공급부 및 산소 라디칼, 전자 및 초순수물을 이용하여 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 분사부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼상의 포토레지스트 제거방법은 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급하는 단계와 공급된 제1 가스를 이용하여 산소플라즈마 방전을 발생시켜 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시키는 단계와 웨이퍼상에 초순수물(Deionized water)을 분사하여 유막을 형성하는 단계 및 산소 라디칼 및 전자를 유막이 형성된 웨이퍼상에 분사하여 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼상의 포토레지스트 제거방법은 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급하는 단계와 공급된 제1 가스를 이용하여 산소플라즈마 방전을 발생시켜 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시키는 단계와 초순수물(Deionized water)을 공급하는 단계와 공급된 초순수물과 산소 라디칼 및 전자를 이용하여 오존수를 생성하는 단계 및 오존수를 웨이퍼상에 분사하여 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태 로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼(10)상의 포토레지스트 제거 장치의 구성도이다.
본 발명의 웨이퍼(10)상의 포토레지스트 제거 장치는 제1 공급부(110), 방전부(120), 유막 형성부(130), 및 분사부(140)를 포함한다.
제1 공급부(110)는 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급한다. 산소플라즈마 방전 발생을 위한 가스는 질소(N2), 아르곤(Ar), 헬륨(He) 등을 포함할 수 있다. 그리고, 오존수 발생을 위한 가스는 O2, O, O+, 또는 O2 - 등을 포함할 수 있다.
방전부(120)는 상기 제1 가스를 이용하여 산소플라즈마 방전을 발생시켜 상기 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시킨다. 발생된 산소 라디칼과 전자는 후술될 분사부(140)를 통해 스핀 헤드(12)에 의해 회전되는 웨이퍼(10)상에 방출된다.
유막 형성부(130)는 웨이퍼(10)상에 초순수물(Deionized water)을 분사한다. 분사된 초순수물에 의해 웨이퍼(10)상에는 유막(water layer)이 형성된다. 유막 형성부(130)는 분사 노즐(nozzle)을 통해 초순수물을 웨이퍼(10)상에 분사시킬 수 있다. 분사 노즐은 웨이퍼(10)의 표면과의 간격을 2mm 내지 13mm 정도가 되도록 설치할 수 있으며, 분사 노즐의 홀은 그 지름이 0.5mm 내지 3mm 일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 아니하고, 발명의 구성에 따라 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.
분사부(140)는 방전부(120)를 통해 발생한 산소 라디칼과 전자를 상기 유막 형성부(130)를 통해 유막이 형성된 웨이퍼(10)상에 분사한다. 분사된 산소 라디칼과 전자는 유막에 침투하여 오존수를 발생시키게 되고, 오존수는 웨이퍼(10)상에 도포된 포토레지스트와 반응하여 포토레지스트를 제거하게 된다.
따라서, 웨이퍼(10)상에 형성된 유막으로 인해 포토레지스트 제거시의 웨이퍼(10)의 손상을 막을 수 있다. 그리고, 웨이퍼(10) 상단에 지속적으로 초순수물과 산소 라디칼 및 전자가 분사되므로, 고농도의 오존수 공급을 유지할 수 있다.
이후, 발생된 오존수는 드레인 장치(미도시)를 통해 배출된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼(10)상의 포토레지스트 제거 장치의 구성도이다.
제1 공급부(110)는 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급하고, 방전부(120)는 공급된 제1 가스를 이용하여 산소플라즈마 방전을 발생시켜 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시킨다.
제2 공급부(220)는 초순수물을 혼합부(210)로 공급한다. 초순수물은 산소 라 디칼과 전자와 반응하여 오존수를 생성하게 된다.
혼합부(210)는 생성된 오존수를 분사부(140)를 통해 웨이퍼(10)상에 분사하여, 상술된 도 1과 같이 안전하게 웨이퍼(10)상의 포토레지스트를 제거하게 된다.
도 1 또는 도 2를 통해 포토레지스트가 제거된 웨이퍼(10)는, 통상적인 방법에 따라 건조 과정을 거쳐 웨이퍼(10) 캐리어(미도시)를 통해 이송되어 언로딩(unloading)된다. 건조 과정에서 스핀드라이어(Spin Dryer) 공정 또는 이소프로필알콜 증발 건조(I/D; Isoprophyl Alchol Vapor Dry) 공정이 사용될 수 있다.
그리고, 도 1 또는 도 2에 도시된 웨이퍼(10)상의 포토레지스트 제거 장치의 구성 요소들은 하나의 구성 요소안에 다른 구성 요소가 배치되어 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 방전부(120)가 제1 공급부(110)내에 구성되거나, 도 2에서 분사부(140)가 혼합부(210)내에 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼(10)상의 포토레지스트 제거 방법의 순서도이다.
먼저, 제1 공급부(110)는 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급한다(S301).
그리고, 방전부(120)는 제1 가스를 이용하여 산소플라즈마 방전을 발생시켜 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시킨다(S311).
다음 단계에서, 유막 형성부(130)는 웨이퍼(10)상에 초순수물(Deionized water)을 분사한다(S321). 본 단계는 S301 단계 또는 S311 단계 보다 먼저 수행될 수 있음은 물론이다.
분사부(140)는 방전부(120)를 통해 발생한 산소 라디칼과 전자를 유막 형성부(130)를 통해 유막이 형성된 웨이퍼(10)상에 분사한다(S331).
분사된 산소 라디칼과 전자는 유막에 침투하여 오존수를 발생시키게 되고, 오존수는 웨이퍼(10)상의 포토레지스트와 반응하여 포토레지스트를 제거하게 된다(S341).
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼(10)상의 포토레지스트 제거 방법의 순서도이다.
제1 공급부(110)는 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급한다(S401).
그리고, 방전부(120)는 제1 가스를 이용하여 산소플라즈마 방전을 발생시켜 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시킨다(S411).
제2 공급부(220)는 초순수물(Deionized water)을 혼합부(210)로 공급한다(S421).
혼합부(210)는 공급된 초순수물과 산소 라디칼 및 전자를 이용하여 오존수를 생성한다(S431).
분사부(140)는 오존수를 웨이퍼(10)상에 분사하여 웨이퍼(10)상에 도포된 포토레지스트를 제거한다(S441).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼(10)상의 포토레지스트가 제거되는 개념도이다.
도 5는 유막이 형성된 웨이퍼(10)의 부분 단면을 도시한 것이다. 본 발명을 통해 웨이퍼(10) 상에는 초순수물의 분사를 통해 유막이 형성된다. 그리고, 산소 라디칼과 전자가 웨이퍼(10)상에 분사될 경우, 웨이퍼(10)상에 형성된 유막과 반응하여 오존수를 생성한다. 그리고, 오존수는 웨이퍼(10)를 손상시키지 않고 효과적으로 포토레지스트를 제거하게 된다. 이후, 생성된 오존수는 드레인 장치를 통해 배출될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 웨이퍼상에 형성된 유막으로 인해 포토레지스트 제거시의 웨이퍼의 손상을 막을 수 있는 장점이 있다.
둘째, 웨이퍼상에 지속적으로 초순수물과 산소 라디칼 및 전자가 분사되므로, 고농도의 오존수 공급을 유지할 수 있는 장점도 있다.

Claims (9)

  1. 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급하는 제1 공급부;
    상기 공급된 제1 가스를 이용하여 상기 산소플라즈마 방전을 발생시켜 상기 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시키는 방전부;
    웨이퍼상에 초순수물(Deionized water)을 분사하여 유막을 형성하는 유막 형성부; 및
    상기 산소 라디칼 및 상기 전자를 상기 유막이 형성된 웨이퍼상에 분사하여 상기 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 분사부를 포함하는, 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치.
  2. 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급하는 제1 공급부;
    상기 공급된 제1 가스를 이용하여 상기 산소플라즈마 방전을 발생시켜 상기 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시키는 방전부;
    초순수물(Deionized water)을 공급하는 제2 공급부;
    상기 공급된 초순수물과 상기 산소 라디칼 및 상기 전자를 이용하여 오존수를 생성하는 혼합부; 및
    상기 오존수를 상기 웨이퍼상에 분사하여 상기 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 분사부를 포함하는, 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치.
  3. 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급하는 제1 공급부;
    상기 공급된 제1 가스를 이용하여 상기 산소플라즈마 방전을 발생시켜 상기 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시키는 방전부;
    초순수물(Deionized water)을 공급하는 제2 공급부; 및
    상기 산소 라디칼, 상기 전자 및 상기 초순수물을 이용하여 상기 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 분사부를 포함하는, 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 웨이퍼상에 상기 초순수물(Deionized water)을 분사하여 유막을 형성하는 유막 형성부를 더 포함하는, 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 분사부는 상기 상기 산소 라디칼 및 상기 전자를 상기 유막이 형성된 웨이퍼상에 분사하여 상기 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는, 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 공급된 초순수물과 상기 산소 라디칼 및 상기 전자를 이용하여 오존수를 생성하는 혼합부를 더 포함하는, 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 분사부는 상기 오존수를 상기 웨이퍼상에 분사하여 상기 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는, 웨이퍼상의 포토레지스트 제거 장치.
  8. 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급하는 단계;
    상기 공급된 제1 가스를 이용하여 상기 산소플라즈마 방전을 발생시켜 상기 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시키는 단계;
    웨이퍼상에 초순수물(Deionized water)을 분사하여 유막을 형성하는 단계; 및
    상기 산소 라디칼 및 상기 전자를 상기 유막이 형성된 상기 웨이퍼상에 분사하여 상기 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함하는, 웨이퍼상의 포토레지스트 제거방법.
  9. 산소플라즈마 방전 발생을 위한 제1 가스와 오존수 발생을 위한 제2 가스를 공급하는 단계;
    상기 공급된 제1 가스를 이용하여 상기 산소플라즈마 방전을 발생시켜 상기 제2 가스를 통해 산소 라디칼과 전자를 발생시키는 단계;
    초순수물(Deionized water)을 공급하는 단계;
    상기 공급된 초순수물과 상기 산소 라디칼 및 상기 전자를 이용하여 오존수를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 오존수를 상기 웨이퍼상에 분사하여 상기 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함하는, 웨이퍼상의 포토레지스트 제거방법.
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