KR100801857B1 - Method for ashing substrates - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 에싱공정을 위한 에싱 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an ashing apparatus for an ashing process according to the present invention.
도 2는 리프트핀 다운 상태에서의 기판 전면 에싱 과정을 보여주는 도면이다. 2 is a view illustrating a substrate front ashing process in a lift pin down state.
도 3은 리프트핀 업 상태에서의 기판 후면 에싱 과정을 보여주는 도면이다. 3 is a view showing a substrate backing process in the lift pin up state.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 다양한 에싱 공정에 대한 플로우챠트들이다. 4-6 are flowcharts for various ashing processes of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
110 : 공정 챔버110: process chamber
120 : 히팅 플레이트120: heating plate
130 : 리프트 어셈블리130: lift assembly
140 : 하부전극140: lower electrode
160 : 플라즈마 소스부160: plasma source unit
본 발명은 반도체 소자 제조 공정에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 식각 공정 중에 발생된 기판 후면(백 사이드)의 이물질(폴리머)과 기판 전면의 포토레지 스트를 제거하는 에싱 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing process, and more particularly, to an ashing method for removing foreign matter (polymer) on a substrate backside (back side) and a photoresist on the front surface of a substrate generated during an etching process.
건식 식각 공정 중 발생되는 이물질은 기판 전면에도 생성되지만 후면 가장자리에 또한 형성된다. 건식 포토레지스트 스트립에서는 후면 이물질의 제거가 안되거나 어려운 관계로 습식 크리닝(wet cleaning) 공정에서 이물질을 제거해 왔다.Foreign material generated during the dry etching process is generated on the front surface of the substrate, but is also formed at the rear edge. In dry photoresist strips, it is difficult or difficult to remove the backing, so that the foreign material has been removed in a wet cleaning process.
기존 건식 포토레지스트 스트립에서의 시도는 핀 업 프로세스(pin up process)를 이용하거나 에지 컷 핫 플레이트(edge cut hot plate)를 사용하여 전면과 후면을 동시에 제거하는 기술이 도입되었으나 그 한계 때문에 습식 스트립(wet strip)에 의존해 왔다.Attempts in traditional dry photoresist strips have introduced the technique of removing the front and back simultaneously using a pin up process or using an edge cut hot plate, but due to the limitations of the wet strip ( wet strip).
기판 후면의 폴리머를 제거하기 위해서는 고온에서 긴 공정시간이 필요하거나, 저온에서는 에칭 가스(CF4)를 필요로 한다. In order to remove the polymer on the back surface of the substrate, a long process time is required at high temperature, or an etching gas (CF4) is required at low temperature.
고온 긴 공정 시간은 기판 전면 소자들의 데미지를 증가시켜 수율(yield)에 치명적이다. 특히 저유전체(low-k) 공정이나 구리 메탈(Cu metal) 공정에서는 적용 불가능한 공정인 것이다. 그리고 에칭 가스의 적용은 기판 후면에 이물질 제거 시간동안 기판 전면도 플라즈마에 노출되어 있으므로 원치 않는 레이어의 식각이 수반되어 원하는 시간의 공정이 불가능하다.High temperature long process times increase the damage of substrate front elements, which is fatal to yield. In particular, it is a process that is not applicable in a low-k process or a copper metal process. The application of the etching gas also exposes the front surface of the substrate to the plasma during the time of removing the foreign substances on the back surface of the substrate, and thus the etching of the undesired layer is impossible.
본 발명의 목적은 기판 후면의 이물질(식각 부산물인 폴리머)을 별도 추가 공정 없이 포토레지스트 제거 공정에서 제거할 수 있는 에싱 방법을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide an ashing method that can remove foreign substances (polymer by-product by etching) on the back surface of the substrate in a photoresist removal process without any additional process.
본 발명의 목적은 기판 전면의 층막 손상 없이 짧은 공정시간에 기판 후면의 이물질을 제거할 수 있는 에싱 방법을 제공하는데 있다. It is an object of the present invention to provide an ashing method that can remove foreign substances on the back side of a substrate in a short process time without damaging the layer film on the front side of the substrate.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 기판 에싱 방법은 기판이 히팅 플레이트로부터 이격된 상태에서 기판과 상기 히팅 플레이트 사이의 공간으로 처리 가스를 공급함과 동시에 상기 히팅 플레이트에 바이어스 파워를 인가하여 기판과 상기 히팅 플레이트 사이 공간의 처리 가스를 플라즈마화하여 기판 후면의 폴리머를 제거한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the substrate ashing method is applied to the heating plate while supplying a processing gas to the space between the substrate and the heating plate while the substrate is spaced from the heating plate at the same time In this way, the processing gas in the space between the substrate and the heating plate is converted into plasma to remove the polymer at the back of the substrate.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 처리 가스는 불소(Fluorine)계열의 에칭 가스 중에서 선택된 적어도 하나의 첨가 가스와 산소(02) 가스를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the process gas includes at least one additive gas selected from a fluorine series etching gas and an oxygen (02) gas.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 첨가 가스는 상기 처리 가스 전체 중량의 0.1%에서 10%이다.According to an embodiment of the invention, the additive gas is from 0.1% to 10% of the total weight of the process gas.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 처리 가스에 상기 불소 계열의 에칭 가스가 첨가된 경우, 기판 전면 보호를 위해 기판 상부에 위치하는 상부 플라즈마 소스에는 전원이 차단된 상태에서 진행된다.According to the exemplary embodiment of the present invention, when the fluorine-based etching gas is added to the processing gas, the upper plasma source positioned on the upper part of the substrate is protected while the power is cut off.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판 에싱 방법은 기판이 상기 히팅 플레이트에 놓인 상태에서 상기 히팅 플레이트에 바이어스 파워를 인가하고, 기판 상부에 위치하는 상부 플라즈마 소스에 마이크로웨이브 파워를 인가하여 기판 상부 공간의 처리 가스를 플라즈마화하여 기판 전면의 포토레지스트와 폴리머를 제거하는 단계를 더 포함하며, 상기 기판 전면의 포토레지스트와 폴리머를 제거하는 단계는 상기 기판 후면의 폴리머 제거 단계 이전에 또는 이후에 진행한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the substrate ashing method may apply bias power to the heating plate while the substrate is placed on the heating plate, and apply microwave power to an upper plasma source positioned above the substrate to provide a substrate upper space. Plasma treatment of the process gas to remove the photoresist and polymer on the front surface of the substrate, wherein removing the photoresist and polymer on the front surface of the substrate is performed before or after the polymer removal step on the back of the substrate. .
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 상부에 위치하는 상부 플라즈마 소스에 마이크로웨이브 파워를 인가하여 기판 상부 공간의 처리 가스를 플라즈마화하여 기판 전면의 포토레지스트 및 폴리머 제거를 기판 후면의 폴리머 제거와 동시에 진행한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, microwave power is applied to an upper plasma source positioned above the substrate to convert the processing gas in the upper space of the substrate into plasma to remove photoresist and polymer on the front surface of the substrate simultaneously with removing the polymer on the back of the substrate. do.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판 전후면의 포토레지스트 및 폴리머 제거를 동시에 진행하기 위해서는 처리가스가 질소 가스, 불활성 가스, 환원가스 계열의 가스로 구성되는 첨가 가스 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 가스와 산소 가스로 이루어지고, 상기 히팅 플레이트의 하부 전극에는 400-600W의 강력한 바이어스 파워가 인가된다.According to an embodiment of the present invention, in order to simultaneously remove the photoresist and polymer on the front and rear surfaces of the substrate, at least one gas and oxygen selected from the group of additive gases consisting of nitrogen gas, inert gas, and reducing gas-based gas may be used. It is made of gas, and a strong bias power of 400-600W is applied to the lower electrode of the heating plate.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 처리가스는 질소(N2) 가스, 헬륨(He) 가스, 아르곤(Ar) 가스, 수소(H2) 가스, 헬륨수소(H2He) 가스, 질소수소(H2N2) 가스 중에서 선택된 적어도 한가지 가스와 산소(O2) 가스를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the process gas is nitrogen (N2) gas, helium (He) gas, argon (Ar) gas, hydrogen (H2) gas, helium hydrogen (H2He) gas, nitrogen hydrogen (H2N2) gas At least one gas selected and oxygen (O 2) gas.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판이 상기 히팅 플레이트로부터 이격되는 높이는 바이어스 파워에 의해 상기 히팅 플레이트 상부에 형성되는 쉬스(sheath)의 두께에 따라 조절된다. According to an embodiment of the present invention, the height at which the substrate is spaced apart from the heating plate is adjusted according to the thickness of the sheath formed on the heating plate by the bias power.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 히팅 플레이트로부터 이격되는 기판의 높이는 리프트 핀들에 의해 조절된다.According to an embodiment of the invention, the height of the substrate spaced from the heating plate is adjusted by lift pins.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판은 20-80도의 낮은 저온 상태로 유지된다.In accordance with an embodiment of the present invention, the substrate is maintained at a low temperature of 20-80 degrees.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상부 플라즈마 소스와 하부전극 바이어스 파워를 사용하는 시스템에서의 기판 에싱 방법은 공정 챔버 내부를 감압하고, 기판을 상온 정도의 저온(20-80도)으로 가열하는 단계; 기판을 히팅 플레이트에 내려놓은 상태에서 하부전극 바이어스 파워를 인가하고, 기판 상부에 위치하는 상기 상부 플라즈마 소스에 마이크로웨이브 파워를 인가하여 기판의 상부 공간으로 공급되는 제1처리 가스를 플라즈마화하여 기판 전면의 포토레지스트와 폴리머를 제거하는 단계; 상기 상부 플라즈마 소스로 인가되는 마이크로웨이브 파워는 차단하고, 기판을 상기 히팅 플레이트로부터 이격시킨 상태에서 기판 하부에 위치하는 상기 히팅 플레이트의 하부 전극에 바이어스 파워를 인가하여 기판과 상기 히팅 플레이트 사이 공간으로 공급되는 제2처리 가스를 플라즈마화하여 기판 후면의 폴리머를 제거하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a substrate ashing method in a system using an upper plasma source and a lower electrode bias power may include depressurizing the inside of a process chamber and heating the substrate to a low temperature (20-80 degrees) at room temperature; The lower electrode bias power is applied while the substrate is placed on the heating plate, and the microwave power is applied to the upper plasma source positioned above the substrate to convert the first processing gas supplied to the upper space of the substrate into a plasma to form a front surface of the substrate. Removing the photoresist and the polymer; The microwave power applied to the upper plasma source is cut off, and a bias power is applied to the lower electrode of the heating plate positioned below the substrate while the substrate is spaced apart from the heating plate to supply the space between the substrate and the heating plate. Plasmalizing the second processing gas to remove the polymer on the back surface of the substrate.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2 처리 가스는 불소(Fluorine)계열의 에칭 가스 중에서 선택된 적어도 하나의 첨가 가스와 산소(02) 가스를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the second processing gas includes at least one additive gas selected from a fluorine series etching gas and an oxygen (02) gas.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1처리 가스는 질소(N2) 가스, 헬륨(He) 가스, 아르곤(Ar) 가스, 수소(H2) 가스, 헬륨수소(H2He) 가스, 질소수소(H2N2) 가스 중에서 선택된 적어도 한가지 가스와 산소(O2) 가스를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the first processing gas is nitrogen (N 2) gas, helium (He) gas, argon (Ar) gas, hydrogen (H 2) gas, helium hydrogen (H 2 He) gas, nitrogen hydrogen (H 2 N 2) It includes at least one gas selected from the gas and oxygen (O2) gas.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판이 상기 히팅 플레이트로부터 이격되는 높이는 바이어스 파워에 의해 상기 히팅 플레이트 상부에 형성되는 쉬스(sheath)의 두께에 따라 조절된다.According to an embodiment of the present invention, the height at which the substrate is spaced apart from the heating plate is adjusted according to the thickness of the sheath formed on the heating plate by the bias power.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판 후면의 폴리머 제거 단계는 기판이 상기 히팅 플레이트로부터 1-2cm 이격된 상태에서 진행된다. According to the exemplary embodiment of the present invention, the polymer removing step of the rear surface of the substrate is performed while the substrate is spaced 1-2 cm from the heating plate.
이하, 본 발명에 따른 에싱 방법을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한 다.Hereinafter, an ashing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수 있다. 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 각각의 장치는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 개략적으로 도시된 것이다. 또한, 각각의 장치에는 본 명세서에서 자세히 설명되지 아니한 각종의 다양한 부가 장치가 구비되어 있을 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. The invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. The embodiments introduced herein are provided to make the disclosed contents thorough and complete, and to fully convey the spirit and features of the present invention to those skilled in the art. In the drawings, each device is schematically shown for clarity of the invention. Each device may also be equipped with a variety of additional devices not described in detail herein. Like reference numerals denote like elements throughout the specification.
(실시예)(Example)
도 1은 플라즈마를 이용한 에싱 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 1 is a view schematically showing an ashing apparatus using a plasma.
도 1을 참조하면, 본 발명의 에싱 장치(100)는 건식각 후 또는 이온 주입 공정 후에 남아 있는 포토레지스트를 플라즈마를 이용하여 제거시키는 장치이며, 특히 건식각 중 발생되는 기판 전후면의 부산물(폴리머) 제거를 별도의 추가 공정 없이 에싱 공정에서 동시에 제거할 수 있는 장치이다. Referring to FIG. 1, the
본 발명의 에싱 장치(100)는 소정의 밀폐된 분위기를 제공하는 공정 챔버(process chamber, 110)를 포함한다. The
공정 챔버(110)의 상부에는 플라즈마를 발생시키기 위한 마이크로웨이브 파워가 공급되는 플라즈마 소스부(160)와, 제1처리가스와 제2처리가스를 선택적으로 공급하기 위한 가스 공급부(180)가 위치된다. 플라즈마 소스부(160)는 플라즈마 튜브(162)와, 플라즈마 튜브(162)와 직교하도록 플라즈마 튜브(162)를 둘러싼 마이크 로웨이브 도파관(164) 그리고 마이크로웨이브 도파관(164)에 마이크로웨이브 파워를 공급하는 마이크로웨이브 제너레이터(166)를 포함하여 구성된다. 제1처리 가스는 플라즈마 튜브(162)의 상단 공급포트(162a)를 통해 플라즈마 튜브(162) 내로 유입되고, 제1처리가스는 마이크로웨이브 도파관(164)에서 발생하는 마이크로웨이브가 유도되어 이온화됨으로써 플라즈마 튜브(162) 내에서 플라즈마를 발생하게 된다. In the upper portion of the
가스 공급부(180)는 제1처리가스와, 제2처리가스를 선택적으로 공급하게 된다. 제1처리가스는 질소(N2) 가스, 헬륨(He) 가스, 아르곤(Ar) 가스, 수소(H2) 가스, 헬륨수소(H2He) 가스, 질소수소(H2N2) 가스 중에서 선택된 적어도 한가지 참가 가스와 산소(O2) 가스를 포함한다. 제2처리가스는 불소(Fluorine)계열의 에칭 가스 중에서 선택된 적어도 하나의 첨가 가스와 산소(02) 가스를 포함한다. 제1처리가스는 기판 전면의 포토레지스트와 폴리머 제거를 위해 사용되며, 제2처리가스는 기판 후면의 폴리머 제거를 위해 사용된다. 일반적으로, 기판 후면에 두껍게 붙어 있는 폴리머는 통상적인 에싱 가스로는 제거가 어렵고 시간도 오래 걸리기 때문에, 본 발명에서는 불소(Fluorine)계열의 에칭 가스가 포함된 제2처리가스를 사용함으로써 기판 후면의 폴리머를 신속하게 제거할 수 있다.The
플라즈마 소스부(160)에서 생성된 플라즈마는 기판(w)에 대향하여 설치되는 가스 분배 플레이트(Gas Distribution Plate, GDP;118)를 통해 공정 챔버(110)로 제공된다. 가스 분배 플레이트(118)는 균일한 가스 공급을 위해 동심원주에 일정 간격으로 형성되는 다수의 분사공(119)들을 갖는다.The plasma generated by the
공정 챔버(110) 내부에는 게이트도어(111)의 개방에 따라 로봇에 의해 투입 위치되는 기판(w)이 놓여지는 히팅 플레이트(120)가 구비된다. In the
히팅 플레이트(120)는 기판을 일정온도로 가열하기 위한 히터 및 상술한 로봇으로 하여금 기판의 이송이 용이하도록 기판을 지지하는 형태로 승하강 구동하는 리프트 어셈블리(130) 그리고 하부 전극(140) 등이 구비된 통상의 구성을 갖는다. The
히팅 플레이트(120)는 기판(w)상의 포토레지스터 및 폴리머가 제거될 수 있는 적정온도(20-80도 범위)로 유지된다. 바람직하게, 기판은 반도체 소자의 데미지 방지를 위해 25도의 상온을 유지하는 것이 바랍직하다. 리프트 어셈블리(130)는 게이트도어(111)의 개방에 따라 로봇(미도시됨)에 의해 투입 위치되는 기판(w)의 저면을 받쳐 지지하는 리프트 핀(132)들과, 리프트 핀(132)들을 상승(업 위치)/하강(다운 위치)시키기 위한 구동부(134)를 포함한다. 기판 후면의 이물질 제거를 위해서 기판(w)은 리프트 핀(132)들에 의해 히팅 플레이트(120) 상면으로부터 이격되는 업 위치(도 3에 도시된 위치)와, 기판 상면의 포토레지스트 제거를 위해서 히팅 플레이트(120) 상면에 놓이는 다운 위치(도 2에 도시된 위치)로 이동된다. The
하부 전극(140)에는 바이어스 파워부(142)와 연결된다. 하부전극(140)에는 기판(w)과 히팅 플레이트(120) 사이 공간의 처리가스를 플라즈마화하여 기판 후면의 폴리머를 제거하도록 500W의 바이어스 파워가 인가된다. The
공정 챔버(110)의 바닥에는 진공펌프에 연결되는 진공흡입포트(vacuum suction port, 116)가 형성된다. 진공 배기부(150)는 공정 챔버(110)의 내부를 진공 상태로 형성하고, 에싱 공정이 수행되는 동안 발생하는 반응 부산물 등을 배출 시키기 위한 것으로, 펌프(152)와, 진공포트(116)에 연결되는 진공라인(154)을 포함한다. 공정 챔버(110)와 펌프(152)를 연결하는 진공라인(154)에는 각종 밸브(도시되지 않음)가 설치되어 진공라인(154)을 개폐하고 개폐 정도를 조절함으로써 진공 정도를 조절한다. A
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에싱 공정에 대한 플로우챠트이다. 4 is a flowchart of an ashing process according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 4를 참조하면서 상술한 에싱 장치에서의 에싱 공정을 상세히 설명하기로 한다. An ashing process in the above-described ashing apparatus will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.
도 2 내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 에싱 공정은 식각 공정 또는 이온주입공정에서 사용된 포토레지스트와 기판 저면의 폴리머를 제거하는 공정으로, 본 발명은 기판 저면의 폴리머를 효과적으로 제거하기 위하여 기판 전면(front side) 에싱 단계(s120) 이후에 기판 후면(back side) 에싱 단계(s130)를 갖는데 그 특징이 있다. As shown in Figures 2 to 4, the ashing process according to the present invention is a process for removing the photoresist and the polymer on the bottom surface of the substrate used in the etching process or ion implantation process, the present invention effectively It is characterized by having a substrate back side ashing step s130 after the substrate front side ashing step s120 for removal.
본 발명의 실시예에 따른 에싱 공정은 제거되어야 할 포토레지스트 및 폴리머가 형성되어 있는 기판(w)이 공정 챔버(110)의 내부(자세히 말하면 히팅 플레이트의 상부)로 로딩하는 단계(s110)를 포함한다. The ashing process according to an embodiment of the present invention includes the step (s110) of loading the substrate (w) on which the photoresist and polymer to be removed is formed into the inside of the process chamber (in detail, the upper portion of the heating plate) (s110). do.
상기 단계(s110)에서 기판의 이송은 공정 챔버(110) 밖에 설치된 로봇(또는 핸들러)에 의해 이루어진다. 참고로, 공정이 시작됨과 동시에 히팅 플레이트(120)는 25로 상태로 공정이 완료될 때까지 그 온도를 유지하거나 또는 각 단계에 따라 온도가 조절될 수 있다. 기판(w)이 공정 챔버(110) 내부로 이송되면, 리프트 핀(132)들은 핀 구동장치가 작동하여 히팅 플레이트(120)로부터 상승하면서 기판(w)을 지지하게 된다. 기판이 리프트 핀(132)들에 의해 지지되면 로봇은 공정 챔버(110) 밖으로 원위치 되고, 리프트 핀(132)들이 하강되면서 기판은 히팅 플레이트에 놓여지게 된다. Transfer of the substrate in the step (s110) is made by a robot (or handler) installed outside the
공정 챔버(110)가 밀폐된 상태에서 진공펌프(152)를 가동시켜 공정 챔버(110)를 100-1000mT의 진공상태로 만든다(s130). 공정 챔버(110)가 상압에서 진공상태로 전환되는 동안 기판(w)은 히팅 플레이트(120)에 놓여진 상태에서 25도 정도의 온도로 유지된다. By operating the
공정 챔버(110)를 진공 상태로 감압하고 기판이 승온되면, 기판 전면 에싱 과정(s120)이 진행된다. 도 2는 리프트 핀(132)이 다운된 상태에서의 기판 전면 에싱 과정을 보여주는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 전면 에싱 과정(s120)은 마이크로웨이브 파워를 소스로 한 플라즈마와, 바이어스 파워에 의한 플라즈마에 의해 이루어진다. 에싱 타깃에 따라 마이크로웨이브만 사용하여도 되지만, 바이어스 파워를 동시에 사용하여도 된다. 바이어스 파워를 함께 사용하면, 더 높은 에싱율을 얻을 수 있으며, 저온 에싱 공정이 필요한 구리(Cu) 제품에서는 바이어스 파워가 반드시 필요하다. 기판 전면 에싱 과정에는 질소(N2) 가스, 헬륨(He) 가스, 아르곤(Ar) 가스, 수소(H2) 가스, 헬륨수소(H2He) 가스, 질소수소(H2N2) 가스 중에서 선택된 적어도 한가지 참가 가스와 산소(O2) 가스를 포함한 제1처리가스가 사용된다. When the
여기서, 플라즈마 소스부(160)의 마이크로웨이브 파워는 2500W, 하부전 극(140)의 바이어스 파워는 500W, 공정 챔버(110)의 압력은 1000mT, 기판의 공정 온도는 250??, 리프트 핀(132)이 다운 상태에서 30초 동안 진행되는 것이 바람직하다. Here, the microwave power of the
기판의 전면 에싱 과정이 완료되면, 기판의 후면 에싱 과정이 진행된다. 도 3은 리프트핀 업 상태에서의 기판 후면 에싱 과정을 보여주는 도면이다. When the front ashing process of the substrate is completed, the back ashing process of the substrate is performed. 3 is a view showing a substrate backing process in the lift pin up state.
도 3에 도시된 바와 같이, 기판 후면 에싱 과정(s130)은 건식식각 공정중에 발생하는 기판 후면의 폴리머를 신속하게 제거하기 위하여 불소(Fluorine)계열(사불화탄소(CF4) 및 삼불화메탄(CHF3) 등)의 에칭 가스 중에서 선택된 하나의 첨가 가스와 산소(02) 가스를 포함한 제2처리가스를 사용하게 된다. 첨가가스는 전체 가스 중량의 0.1%-10%정도 포함된다. 기판 후면 에싱 과정에서 주의할 점으로는, 기판 전면 보호를 위해 마이크로웨이브 파워를 오프하고 기판(w)이 히팅 플레이트(120)로부터 1-2cm 이격된 상태에서 진행되어야만 하며, 하부 전극(140)으로 제공되는 바이어스 파워는 500W로 파워가 제공되어야만 한다는 점이다. As shown in FIG. 3, the substrate back ashing process s130 is performed in order to quickly remove polymer on the back surface of the substrate generated during the dry etching process, using a fluorine series (carbon tetrafluoride (CF4) and trifluoromethane (CHF3)). Etc.) and a second processing gas including one additive gas selected from an etching gas and an oxygen (02) gas. The additive gas contains 0.1% -10% of the total gas weight. Note that in the substrate backing process, the microwave power must be turned off and the substrate w must be 1-2 cm away from the
기판 후면 에싱은 기판이 히팅 플레이트(120)로부터 이격된 상태에서 하부 전극(140)에 바이어스 파워를 인가하면, 기판(w)과 히팅 플레이트(120) 사이 공간에 있는 제2처리가스가 플라즈마화되면서 기판 후면의 폴리머를 제거하게 된다. 예컨대, 바이어스 파워에 의해 하부 전극(140)과 기판 사이에서는 수 mm 간격의 쉬스(sheath)가 형성되는데, 이 값에 따라 기판(w) 전면에도 영향을 미치게 되므로, 기판이 히팅 플레이트(120)로부터 이격되는 높이는 이 쉬스 두께에 따라 변동 될 수 있다. 아래 조건으로 기판 후면 에싱 과정이 진행될 경우에는 1.5cm 높이로 이 격되는 것이 바람직하다. When the substrate rear ashing is applied with the bias power to the
예를 들면, 플라즈마 소스부(160)의 마이크로웨이브 파워는 0W, 하부전극(140)의 바이어스 파워는 500W, 공정챔버(110)의 압력은 1000mT, 기판의 공정 온도는 250??, 리프트 핀이 업 상태에서 30초 동안 진행되는 것이 바람직하다. For example, the microwave power of the
도 4에서와 같이, 기판 전면 에싱(s120)과, 기판 후면 에싱(s130)은 각각 별개의 스텝으로 진행하는 것이 바람직하며, 도 5에서와 같이 기판 후면 에싱(s130)이 기판 전면 에싱(s120) 보다 먼저 진행되어도 무방하다. As shown in FIG. 4, the substrate front ashing s120 and the substrate rear ashing s130 may each proceed in separate steps, and as shown in FIG. 5, the substrate rear ashing s130 may be a substrate front ashing s120. You may proceed earlier.
도 6에서와 같이, 기판 전면에 영향이 없는 경우(즉 바이어스 파워가 500W 이하로 매우 낮고, 불소계열의 에칭 가스를 사용하지 않는 경우)에는 리프트핀 업 상태에서 마이크로웨이브 파워를 소스로 한 플라즈마와, 바이어스 파워에 의한 플라즈마를 동시에 사용하여 기판 전면과 후면을 동시에 처리할 수도 있다(s150). As shown in FIG. 6, when there is no influence on the entire surface of the substrate (that is, when the bias power is very low (less than 500W, and no fluorine-based etching gas is used), the plasma with the microwave power as the source in the lift pin up state and At the same time, the front and rear surfaces of the substrate may be simultaneously processed using plasma by bias power (S150).
기판의 후면 에싱 과정(s130)이 완료되면 파워와 가스 공급을 중단하고, 공정 챔버(110)를 진공으로 펌핑시켜 챔버 내부를 정화시킨 다음, 다시 질소가스를 공급하여 공정 챔버(110) 내부를 대기압으로 형성시킨 후, 기판을 언로딩함으로써(s140) 에싱공정이 완료된다.When the back ashing process (s130) of the substrate is completed, power and gas supply are stopped, the
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the foregoing description merely shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. And, it is possible to change or modify within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the written description, and / or the skill or knowledge in the art. The above-described embodiments are for explaining the best state in carrying out the present invention, the use of other inventions such as the present invention in other state known in the art, and the specific fields of application and uses of the present invention. Various changes are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 기판 후면의 고질적인 폴리머를 전면의 데미지 없이 신속히 제거할 수 있다. 또한 본 발명은 별도의 공정 스텝이나 장치 없이 기판 후면의 폴리머를 제거할 수 있다. 또한, 본 발명은 공정상 습식 크리닝을 대체할 수 있어 원가 절감 효과가 있다. 또한, 본 발명은 수율 향상과 파티클 발생을 줄이는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention can quickly remove the intrinsic polymer on the back side of the substrate without damaging the front side. In addition, the present invention can remove the polymer on the back of the substrate without a separate process step or device. In addition, the present invention can replace the wet cleaning process, there is a cost reduction effect. In addition, the present invention has the effect of improving yield and reducing particle generation.
Claims (16)
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KR1020060080363A KR100801857B1 (en) | 2006-08-24 | 2006-08-24 | Method for ashing substrates |
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KR20160099773A (en) * | 2015-02-12 | 2016-08-23 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device and methods of forming the same |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001259556A (en) | 2000-03-22 | 2001-09-25 | Shibaura Mechatronics Corp | Dry etching device |
JP2001313287A (en) | 2001-04-20 | 2001-11-09 | Ulvac Japan Ltd | Method of plasma ashing |
JP2002246339A (en) | 2000-11-15 | 2002-08-30 | Hitachi Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
JP2002367967A (en) | 2001-06-07 | 2002-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for treating plasma |
-
2006
- 2006-08-24 KR KR1020060080363A patent/KR100801857B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001259556A (en) | 2000-03-22 | 2001-09-25 | Shibaura Mechatronics Corp | Dry etching device |
JP2002246339A (en) | 2000-11-15 | 2002-08-30 | Hitachi Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
JP2001313287A (en) | 2001-04-20 | 2001-11-09 | Ulvac Japan Ltd | Method of plasma ashing |
JP2002367967A (en) | 2001-06-07 | 2002-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for treating plasma |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160099773A (en) * | 2015-02-12 | 2016-08-23 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device and methods of forming the same |
KR102354460B1 (en) * | 2015-02-12 | 2022-01-24 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device and methods of forming the same |
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