KR101861827B1 - Ashing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본발명은 에싱 장치에 관한 것으로서, 특히, 웨이퍼 상에 형성된 레지스트를 에싱하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ashing apparatus, and more particularly to an apparatus for ashing a resist formed on a wafer.
일반적으로 반도체 소자는 실리콘 웨이퍼 상에 소정의 회로 패턴을 형성하도록 박막을 순차적으로 적층하는 과정을 반복함으로써 제조되며, 박막의 형성 및 적층을 위해서는 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등 다수의 단위 공정들을 반복 수행해야만 한다.In general, a semiconductor device is manufactured by repeating a process of sequentially laminating a thin film to form a predetermined circuit pattern on a silicon wafer. In order to form and laminate a thin film, a plurality of unit processes such as a deposition process, a photolithography process, You have to do it repeatedly.
이러한 다수의 단위 공정들 중 사진 공정은 웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위한 공정으로서, 감광액 도포(Coating) 공정, 노광(Exposuring) 공정 및 현상(Developing) 공정 등으로 이루어진다. 그리고 현상 공정에 의해 웨이퍼 상에 형성된 패턴을 이용하여 웨이퍼의 최상단층을 식각(Etching)한 후, 웨이퍼 상에 남아 있는 감광막 층을 제거하는 에싱(Ashing) 공정을 진행함으로써 패턴에 따른 소자의 형성이 가능하게 된다.Of the plurality of unit processes, the photolithography process is a process for forming a pattern on a wafer, and includes a photoresist coating process, an exposure process, and a developing process. Then, the uppermost layer of the wafer is etched using a pattern formed on the wafer by a developing process, and an ashing process is performed to remove the remaining photoresist layer on the wafer, .
에싱 공정을 수행하는 장치로는 플라즈마 에싱 장치가 일반적으로 사용되고 있으며, 이는 공정 가스를 챔버 내에 공급하고 마이크로 웨이브 또는 고주파 전원 등을 인가하여 웨이퍼의 상부에 플라즈마를 형성시켜 웨이퍼에 도포된 감광막 층을 제거하는 장치이며, 에싱 공정 중 생성되는 반응 부산물은 챔버의 일 측에 구비된 펌핑 포트를 통해 외부로 배출된다.As a device for performing the ashing process, a plasma ashing device is generally used. In this process, a process gas is supplied into a chamber and a microwave or a high frequency power source is applied to form a plasma on the wafer to remove the photoresist layer And reaction byproducts generated during the ashing process are discharged to the outside through a pumping port provided on one side of the chamber.
그러나, 플라즈마를 이용한 에싱공정은 에싱 중 일부의 축적전하 전류가 얇아진 PR을 뚫고, 하지 도체 막에 전달되어 쌓이면 그 밑에 있는 게이트 산화막을 파괴할 수 있다는 단점을 갖는다. 또한, PR없이 웨이퍼가 플라스마에 노출되면 에싱으로부터 더 심각한 손상을 발생할 있다는 단점도 갖는다. However, in the ashing process using plasma, there is a disadvantage that, when the accumulated charge current of a part of the ashing is thinned through the thinned PR and transferred to the underlying conductor film, it can destroy the underlying gate oxide film. It also has the disadvantage that exposure of the wafer to plasma without PR results in more severe damage from ashing.
또한, 종래의 플라즈마 에싱 장치는 공정 챔버 내에서 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지가 고정되어 있기 때문에, 펌핑 포트의 배기 능력과 웨이퍼 상부에 형성된 플라즈마 밀도의 불균형 등에 의해 웨이퍼 상에 도포된 감광액이 국부적으로 제거되지 못하여, 감광액 제거의 균일도가 일정치 못한 단점이 있었다.Further, in the conventional plasma ashing apparatus, since the wafer stage supporting the wafer is fixed in the process chamber, the photosensitive liquid applied on the wafer is locally removed due to the exhausting ability of the pumping port and the unevenness of the plasma density formed on the wafer And the uniformity of removing the photosensitive liquid is not uniform.
본 발명은 종래기술의 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로서, SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems of the prior art,
본 발명은 플라즈마 대신 엑시머램프의 VUV를 사용하는 에싱 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an ashing apparatus using VUV of an excimer lamp instead of plasma.
또한, 본 발명은 엑시머램프의 VUV를 사용하면서도 경제성, 조도 균일성 및 웨이퍼 처리량을 향상시킬 수 있는 에싱 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide an ashing apparatus capable of improving economy, brightness uniformity and wafer throughput while using VUV of an excimer lamp.
또한, 본 발명은 에싱 시 기판 상부의 처리가스 농도를 일정하게 유지함으로써 균일한 에싱 및 처리량 향상을 가능하게 하는 에싱 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide an ashing apparatus capable of achieving uniform ashing and throughput improvement by keeping the concentration of the process gas on the substrate constant during ashing.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은In order to solve the above problems,
엑시머 램프를 광원으로 사용하는 광조사 수단;Light irradiation means using an excimer lamp as a light source;
에싱 대상 기판을 고정하는 스테이지;A stage for fixing a substrate to be inspected;
상기 스테이지를 왕복 이송시키는 스테이지 왕복 이송 수단;A stage reciprocating means for reciprocating the stage;
상기 스테이지 및 스테이지의 왕복 이송 수단을 내부에 구비한 에싱 챔버; 및An ashing chamber having reciprocating means for reciprocating the stage and the stage therein; And
상기 에싱 챔버에 처리가스를 공급하는 처리가스 공급부;를 포함하며,And a processing gas supply unit for supplying a processing gas to the ashing chamber,
상기 광조사 수단의 하부에는 광조사 창이 형성되며, 상기 스테이지 왕복 이송 수단은 상기 광조사 창을 중심으로 스테이지를 왕복 이송시키도록 구비되는 것을 특징으로 하는 에싱 장치를 제공한다. Wherein a light irradiation window is formed at a lower portion of the light irradiation means and the stage reciprocating means is provided to reciprocate the stage around the light irradiation window.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 처리가스 공급부는 상기 스테이지의 외주에 형성되며, 처리가스가 상기 스테이지의 상부면에 형성된 에싱 대상 기판 고정부의 직상방에 위치하는 공간을 향하여 분사되도록 설치된 처리가스 분출구를 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the processing gas supply unit is disposed on the outer periphery of the stage and includes a process gas supply unit for supplying a process gas, which is provided to be sprayed toward a space located directly above the substrate to be processed, And may include an air outlet.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 처리가스 공급부는 상기 처리가스 분출구에 처리가스를 공급하는 처리가스 공급라인을 구비할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the process gas supply section may include a process gas supply line for supplying a process gas to the process gas ejection port.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 처리가스 분출구는 연속된 고리 형태의 슬릿 구조를 가지도록 형성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the process gas jet port may be formed to have a continuous annular-shaped slit structure.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 슬릿 구조는, 외주면에 경사면을 포함하는 내부구조물과 상기 경사면에 간격을 두고 결합된 고리형의 외부구조물에 의하여 형성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the slit structure may be formed by an inner structure including an inclined surface on an outer circumferential surface and an annular outer structure formed by an interval on the inclined surface.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 처리가스 공급라인 중 처리가스 분출구와 연결되는 공급라인 부분에는 처리가스 분출구에 처리가스를 균일하게 공급할 수 있도록 처리가스 분출구보다 넓은 공간으로 형성된 피드챔버가 형성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, a feed chamber formed in a space larger than the process gas jet port may be formed in the portion of the feed line connected to the process gas jet port of the process gas supply line so as to uniformly supply the process gas to the process gas jet port have.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 처리가스 공급라인 중 슬릿과 연결되는 공급라인 부분에는 슬릿에 처리가스를 균일하게 공급할 수 있도록 슬릿보다 넓은 공간으로 형성된 형성된 연속된 고리형태의 피드챔버가 형성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, a continuous loop-shaped feed chamber may be formed in the supply line portion connected to the slit in the process gas supply line, in a space larger than the slit so as to uniformly supply the process gas to the slit have.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 처리가스 공급라인은, 스테이지의 일부를 구성하는 것으로서 상부면에 처리가스 공급구로부터 공급된 처리가스를 처리가스 분출구로 분배하는 처리가스 공급 분배홈이 형성된 처리가스 분배판이 스테이지 본체에 결합됨으로써 형성되는 처리가스 공급라인을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the process gas supply line is a part of the stage, and includes a process gas supply / discharge groove for forming a process gas supply / distribution groove for distributing the process gas supplied from the process gas supply / And a process gas supply line formed by joining the distribution plate to the stage body.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 처리가스 분배판의 처리가스 공급 분배홈은 겹치지 않게 2개 이상의 동심원 형태로 형성된 제1 처리가스 공급 분배홈과 처리가스 공급구로부터 출발하여 방사형으로 퍼져나가면서 제1 처리가스 공급 분배홈에 연결되는 제2 처리가스 공급 분배홈 및 상기 제1 처리가스 공급 분배홈 간을 연결하는 제3 처리가스 공급 분배홈을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the process gas supply and distribution grooves of the process gas distribution plate include a first process gas supply and distribution groove formed in two or more concentric circles without overlap, and a second process gas supply and distribution groove that extends radially from the process gas supply port, A second process gas supply and distribution groove connected to the first process gas supply and distribution groove and a third process gas supply and distribution groove connecting the first process gas supply and distribution grooves.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 스테이지의 에싱 대상 기판 고정부와 처리가스 분배판 사이에는 에싱 대상 기판의 온도를 제어하는 히팅플레이트가 구비될 수 있다. In an embodiment of the present invention, a heating plate for controlling the temperature of the substrate to be processed may be provided between the substrate fixing portion to be etched of the stage and the process gas distribution plate.
상기 에싱 대상 기판은 웨이퍼일 수 있다. The substrate to be inspected may be a wafer.
본 발명의 에싱 장치는 엑시머램프의 VUV를 사용하면서도 경제성, 조도 균일성 및 처리량이 우수한 에싱 장치를 제공한다. The ashing apparatus of the present invention provides an ashing apparatus which is excellent in economy, luminance uniformity and throughput while using VUV of an excimer lamp.
구체적으로, 본 발명의 에싱 장치는 스테이지 왕복 이송 수단을 채용함으로써 고가인 엑시머 램프를 여러 개 사용하지 않으면서도 조도 균일성을 충분히 충족시킬 수 있다. 그러므로 우수한 경제성, 우수한 처리량, 및 균일한 에싱 효과를 제공한다. Specifically, the present invention employs the stage reciprocating means so that it is possible to satisfactorily satisfy the illuminance uniformity without using a plurality of expensive excimer lamps. Thus providing excellent economics, excellent throughput, and uniform ashing effects.
또한, 본 발명의 에싱 장치는 플라즈마 에싱 장치에 의한 에싱 공정에서 축적전하 전류가 얇아진 PR을 뚫고 하지 도체막에 전달되어 쌓이면서 그 밑에 있는 게이트 산화막을 파괴하는 문제를 해결할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 에싱 장치에서 엑시머 램프에 의하여 엑시머 광을 조사하면 처리가스에 포함된 산소가 분해되면서 산소 라디컬과 오존을 발생시키며, 발생된 산소 라디컬과 오존이 유기물인 PR을 분해하므로, 플라즈마 에싱장치가 가지는 에싱 데미지 문제를 해결 할 수 있다. In addition, the ashing apparatus of the present invention can solve the problem that the buried oxide film is buried while being transferred to the underlying conductor film through the PR having the accumulated charge current thinned in the ashing process by the plasma ashing apparatus. Specifically, when excimer light is irradiated by the excimer lamp in the ashing apparatus of the present invention, oxygen contained in the treatment gas is decomposed to generate oxygen radicals and ozone, and the generated oxygen radicals and ozone decompose the organic PR , The problem of the ashing damage of the plasma ashing apparatus can be solved.
도 1은 본 발명의 에싱 장치의 사시도이며,
도 2는 본 발명의 에싱 장치의 전단면도이며,
도 3은 본 발명의 에싱 장치의 사시도이며,
도 4는 본 발명의 에싱 장치의 스테이지를 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 에싱 장치의 스테이지 분해사시도이며,
도 6은 본 발명의 에싱 장치의 스테이지 단면도이며,
도 7은 본 발명의 에싱 장치의 스테이지 외주부를 확대한 단면도이며,
도 8은 본 발명의 에싱 장치의 스테이지에 포함되는 처리가스 분배판의 평면도이다.1 is a perspective view of an ashing device of the present invention,
2 is a front sectional view of the ashing apparatus of the present invention,
3 is a perspective view of the ashing apparatus of the present invention,
Figure 4 shows the stage of the ashing device of the present invention,
5 is a stage exploded perspective view of the ashing device of the present invention,
6 is a stage sectional view of the ashing apparatus of the present invention,
7 is an enlarged cross-sectional view of the outer periphery of the stage of the ashing apparatus of the present invention,
8 is a plan view of the process gas distribution plate included in the stage of the ashing apparatus of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지기능 및 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would unnecessarily obscure the gist of the present invention.
아래 설명과 도면은 당업자가 설명되는 장치와 방법을 용이하게 실시할 수 있도록 특정 실시예를 예시한다. 다른 실시예는 구조적, 논리적으로 다른 변형을 포함할 수 있다. 개별 구성 요소와 기능은 명확히 요구되지 않는 한, 일반적으로 선택될 수 있으며, 과정의 순서는 변할 수 있다. 몇몇 실시예의 부분과 특징은 다른 실시예에 포함되거나 다른 실시예로 대체될 수 있다.The following description and drawings illustrate specific embodiments in order that those skilled in the art can readily implement the described apparatus and method. Other embodiments may include other variations, both structurally and logically. Unless explicitly required, individual components and functions may be selected generally, and the order of the processes may vary. Portions and features of some embodiments may be included in other embodiments or may be replaced by other embodiments.
도 1 및 도 3은 본 발명의 에싱 장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 에싱 장치의 전단면도를 나타낸다. Figs. 1 and 3 are perspective views of an ashing apparatus of the present invention, and Fig. 2 is a front sectional view of an ashing apparatus of the present invention.
상기 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 에싱 장치는 엑시머 램프를 광원으로 사용하는 광조사 수단(10); 에싱 대상 기판을 고정하는 스테이지(20); 상기 스테이지(20)를 왕복 이송시키는 스테이지 왕복 이송 수단(30); 상기 스테이지 및 스테이지의 왕복 이송 수단이 내부에 구비한 에싱 챔버(40); 및 상기 에싱 챔버에 처리가스를 공급하는 처리가스 공급부(50);를 포함하며,1 to 3, the ashing apparatus of the present invention includes light irradiation means 10 using an excimer lamp as a light source; A stage (20) for fixing a substrate to be ashed; A stage reciprocating
상기 광조사 수단(10)의 하부에는 광조사 창(12)이 형성되며, 상기 스테이지 왕복 이송 수단(30)은 상기 광조사 창(12)을 중심으로 스테이지를 왕복 이송시키도록 구비되는 것을 특징으로 한다.A
본 발명의 일 실시태양에서, 상기 광조사 수단(10)의 하부에는 광조사 창(12)이 형성되며, 상기 스테이지 왕복 이송 수단(30)은 상기 광조사 창의 장방향 축과 수직방향으로 스테이지를 왕복 이송시키도록 구비될 수 있다. In one embodiment of the present invention, a
본 발명에서는 플라즈마를 대신하여 진공 자외선 램프인 엑시머 램프를 사용하여 에싱을 실시한다. 엑시머 램프를 에싱 대상 기판 전체를 커버할 수 있게 구비하게 되면, 설비비가 증가하는 문제가 발생한다. 또한, 에싱 대상 기판 전체를 커버할 수 있게 엑시머 램프를 구비한다고 하더라도 스테이지가 고정된 상태에서는 균일한 에싱이 어렵다. In the present invention, instead of plasma, an excimer lamp, which is a vacuum ultraviolet lamp, is used to perform ashing. If the excimer lamp is provided so as to cover the entirety of the substrate to be inspected, a problem arises that the equipment cost increases. Even if the excimer lamp is provided to cover the entire substrate to be inspected, uniform ashing is difficult in a state where the stage is fixed.
그러므로 본 발명은 엑시머 램프를 에싱 대상 기판 전체를 커버하도록 설치하지 않으면서도 균일하게 에싱을 달성하기 위하여 에싱 장치에 스테이지 왕복 이송 수단(30)을 설치하는 방법을 사용한다. Therefore, the present invention employs a method in which the stage reciprocating conveying means 30 is installed in the ashing apparatus to achieve uniform ashing without providing the excimer lamp to cover the entire substrate to be inspected.
본 발명의 에싱 장치에 있어서, 엑시머 램프는 상자형의 램프 하우스에 수용될 수 있으며, 그 내부는 질소로 치환될 수 있다. 상기 램프 하우스의 아래 면에는 광조사 창(12)이 설치되며, 상기 광조사 창으로는 석영 창 등이 채용될 수 있다. 상기 엑시머 램프는 에싱 챔버(40)로 진공 자외선 광을 조사한다.In the ashing apparatus of the present invention, the excimer lamp may be accommodated in a box-shaped lamp house, and the inside thereof may be substituted with nitrogen. A
크세논을 동봉한 엑시머 램프를 광원으로 한 경우는, 파장 172nm를 중심으로 한 피크를 가진 진공 자외선 광을 조사할 수 있다. 200nm이하 파장대의 광은 산소 중에서 감쇠하는 성질을 가지고 있으므로, 처리 공간을 예컨대 질소 등의 불활성 가스로 치환할 필요가 있다. 이러한 이유로, 광조사 수단(10)의 램프 하우스의 내부도 기밀이 유지되어야 한다. When an excimer lamp enclosed with xenon is used as a light source, vacuum ultraviolet light having a peak centered at a wavelength of 172 nm can be irradiated. Since light having a wavelength of 200 nm or less has a property of attenuating in oxygen, it is necessary to replace the processing space with an inert gas such as nitrogen. For this reason, the inside of the lamp house of the light irradiating means 10 must also be kept air-tight.
상기 스테이지 왕복 이송 수단(30)으로는 이 분야에 공지된 다양한 방법이 제한 없이 채용될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 리니어 모터 스테이지로 형성할 수 있으며, 레일을 설치하고 상기 스테이지가 상기 레일을 따라 이동할 수 있게 할 수 있다. 또한, 볼 스크류 슬라이딩 방법을 채용할 수도 있다. 한편, 스테이지(20)에는 높이를 조절하기 위한 구동 기구를 설치해도 좋다. 또, 웨이퍼의 회전 위치를 조절하기 위한 θ 회전 기구를 설치할 수도 있다.As the stage reciprocating means 30, various methods known in the art can be employed without limitation. For example, as shown in Figs. 1 to 3, it can be formed as a linear motor stage, and a rail can be installed and the stage can be moved along the rail. Alternatively, a ball screw sliding method may be employed. On the other hand, the
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 광조사 창(12)을 통하여 조사되는 엑시머 램프 광이 광조사 창(12)의 장방향 축과 평행한 부분을 기준으로 에싱 대상 기판 중 폭이 가장 큰 부분을 모두 조사할 수 있도록 구비될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the excimer lamp light irradiated through the
즉, 본 발명의 에싱 장치는 선형인 하나의 엑시머 램프를 설치하여 기판을 에싱하는 것도 가능하다. 이 때, 상기 엑시머 램프에서 조사되는 광은 상기 엑시머 램프의 설치 방향과 동일한 방향을 기준으로 에싱 대상 기판 중 폭이 가장 큰 부분을 한번에 조사할 수 있어야 바람직한 에싱 결과를 얻을 수 있다. 왜냐하면, 이러한 조건을 충족해야 스테이지 왕복 이송 수단(30)을 설치하는 것에 의하여 균일한 에싱이 가능해 지기 때문이다. That is, the ashing apparatus of the present invention may be provided with a single linear excimer lamp to emit the substrate. At this time, the light irradiated from the excimer lamp can irradiate a portion of the substrate to be ashed with the largest width at one time on the basis of the same direction as the installation direction of the excimer lamp, so that a desirable ashing result can be obtained. This is because uniform ashing is possible by providing the stage reciprocating transfer means 30 in order to satisfy such conditions.
만약, 상기 조건을 충족하지 않는 경우라면, 상기 스테이지를 회전시키는 구성을 더 포함하도록 하여 균일한 에싱을 달성할 수도 있다. 그러므로 본 발명은 이러한 기술적 특징도 포함한다.If the above condition is not satisfied, it is possible to further include a configuration for rotating the stage to achieve uniform ashing. The present invention therefore also includes these technical features.
상기 처리가스 공급부(50)는 상기 스테이지(20)의 외주에 형성되며, 처리가스가 상기 스테이지의 상부면에 형성된 에싱 대상 기판 고정부(28)의 직상방에 위치하는 공간을 향하여 분사되도록 설치된 처리가스 분출구(52)를 포함할 수 있다. The process
다른 일 실시형태에서, 상기 처리가스 공급부(50)는 상기 스테이지(20)의 외주에 형성되며, 처리가스가 상기 스테이지의 상부면에 형성된 에싱 대상 기판 고정부(28)의 바닥면을 기준으로 하방 30도 내지 상방 80도의 각도를 이루는 방향으로 분사되도록 설치된 처리가스 분출구(52)를 포함할 수 있다. In another embodiment, the processing
상기에서 처리가스의 분사는 방향은 에싱 대상 기판 고정부(28)의 바닥면을 기준으로 상방 30도 내지 상방 70도의 각도를 이루는 것이 더욱 바람직할 수 있다. In this case, it is more preferable that the direction of spraying of the process gas is set to an angle of from 30 degrees upward to 70 degrees upward from the bottom surface of the
종래의 에싱 장치에서 처리가스는, 예를 들어, 에싱 챔버(40)의 상부 즉, 플라즈마가 공급되는 방향에서 플라즈마와 함께 공급되었다. 그러나 이러한 경우, 기판을 에싱 챔버(40)에 반입할 때 기판 반입구(42)로부터 산소가 많이 포함된 공기가 주입되면서 에싱 대상 기판이 처리되는 스테이지 상부의 처리가스 농도가 변화하게 되는 문제가 있었다. 따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 점을 개선하기 위하여, 처리가스 공급부(50)를 상기 스테이지(20)의 외주에 형성하는 방법을 채택하고 있다. In the conventional ashing apparatus, the process gas is supplied together with the plasma, for example, in the upper portion of the
즉, 도 1 내지 도 4 및 도 6 및 도 7에 예시된 바와 같이, 본 발명의 에싱 장치는 처리가스 공급부(50)가 상술한 것과 같은 처리가스 분출구(52)를 구비함으로써 분사되는 처리가스가 에어커튼으로 작용하여 기판 반입구(42)로부터 반입되는 공기가 에싱 대상 기판 상부의 처리가스 농도에 영향을 미치지 못하도록 차단한다. That is, as exemplified in Figs. 1 to 4 and Figs. 6 and 7, the ashing apparatus of the present invention is characterized in that the processing
상기 처리가스 공급부(50)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 처리가스 분출구(52)에 처리가스를 공급하는 처리가스 공급라인(54)을 더 포함할 수 있다. The process
상기 처리가스 분출구(52)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 연속된 고리 형태의 슬릿 구조를 가지도록 설치될 수 있다. The process
또한, 다른 일 실시형태에서 상기 처리가스 분출구(52)는 스테이지(20)의 외주에 균일한 간격으로 형성된 다수개의 분출구로 이루어질 수도 있다. In addition, in another embodiment, the process
그러나, 처리가스가 에어커튼으로 작용하는 것을 고려하는 경우, 상기와 같이 처리가스 분출구(52)가 연속된 고리 형태의 슬릿 구조를 갖는 것이 더욱 바람직할 수 있다. However, when considering that the processing gas acts as an air curtain, it may be more preferable that the processing
상기 슬릿은 외주면에 경사면을 포함하는 내부구조물과 상기 경사면에 간격을 두고 결합된 고리형의 외부구조물에 의하여 형성될 수 있다. The slit may be formed by an inner structure including an inclined surface on an outer circumferential surface and an annular outer structure formed by a gap on the inclined surface.
또한, 다른 일 실시형태에서, 상기 슬릿은 스테이지를 구성하는 것으로서 외주면에 수직면을 기준으로 10도 또는 안쪽으로 60도의 경사면을 포함하는 내부구조물과 상기 경사면에 간격을 두고 결합된 고리형의 외부구조물에 의하여 형성될 수 있다. According to another aspect of the present invention, the slit may be formed on an outer circumferential surface of an inner structure including an inclined surface of 10 degrees or 60 degrees inward with respect to a vertical surface, and an annular outer structure spaced on the inclined surface, .
상기 도 4, 도 6및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 처리가스 공급라인(54) 중 처리가스 분출구(52)와 연결되는 공급라인 부분에는 처리가스 분출구(52)에 처리가스를 균일하게 공급할 수 있도록 처리가스 분출구(52)보다 넓은 공간으로 형성된 피드챔버(54-2)가 형성될 수 있다.4, 6 and 7, in the portion of the supply line connected to the process
구체적으로, 상기 처리가스 공급라인(54) 중 슬릿(52)과 연결되는 공급라인 부분에는 슬릿(52)에 처리가스를 균일하게 공급할 수 있도록 처리가스 분출구(52)보다 넓은 공간으로 형성된 피드챔버(54-2)가 형성될 수 있다.The feed line portion connected to the
상기와 유사한 형태의 피드챔버(54-1)은 처리가스 공급라인(54) 중 처리가스 분배판(22)의 처리가스 분배홈(22-2) 중 최외각 부분과 고리형 매니폴드(23)의 하단이 만나는 부분에도 형성될 수 있다. The feed chamber 54-1 of the above-described type is connected to the outermost portion of the process gas distribution groove 22-2 of the process
상기 처리가스 분출구(52)에 처리가스를 공급하는 처리가스 공급라인(54)은, 도 4, 도 6및 도 7에 도시된 바와 같이, 스테이지의 일부를 구성하는 것으로서, 상부면에 처리가스 공급구(22-1)로부터 공급된 처리가스를 처리가스 분출구(52)로 분배하는 분배홈(22-2)이 형성된 처리가스 분배판(22)이 스테이지 본체에 결합됨으로써 형성되는 처리가스 공급라인을 포함할 수 있다. The processing
상기 처리가스 공급라인(54)은, 도 6에 도시된 처리가스 공급구(22-1), 처리가스 분배홈(22-2), 1차 피드챔범(54-1), 및 2차 피드챔범(54-2)를 포함하는 것으로서, 처리가스 혼합기(56)으로부터 처리가스 분출구(52)에 이르기까지의 라인을 의미한다. The process
상기 도 6은 본 발명의 에싱 장치의 스테이지 단면도이며, 도 8은 본 발명의 에싱 장치의 스테이지에 포함되는 처리가스 분배판의 평면도이다.FIG. 6 is a sectional view of the stage of the ashing apparatus of the present invention, and FIG. 8 is a plan view of the processing gas distribution plate included in the stage of the ashing apparatus of the present invention.
상기 처리가스 분배판(20)의 처리가스 분배홈(22-2)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 겹치지 않게 2개 이상의 동심원 형태로 형성된 제1 분배홈(22-2-1)과 처리가스 공급구(22-1)로부터 출발하여 방사형으로 퍼져나가면서 제1 분배홈(22-2-1)에 연결되는 제2분배홈(22-2-2) 및 상기 제1분배홈 간을 연결하는 제3분배홈(22-2-3)을 포함할 수 있다. As shown in Fig. 8, the process gas distribution grooves 22-2 of the process
상기 동심원의 수는 필요에 따라 결정할 수 있으며, 제1 분배홈(22-3)에 있어서 동심원 간의 거리는 원 중심에서 멀어질수록 가깝게 형성하는 것이 처리가스의 원활한 분배를 위하여 바람직하다. 또한, 동심원 간(제1분배홈 간)을 연결하는 제3분배홈(22-4)은 원 중심에서 멀어질수록 더 많은 수가 형성되도록 하는 것이 처리가스의 원활한 분배를 위하여 바람직하다. 처음부터 분배홈의 수를 증가시키면 가스 유속이 떨어지므로, 서서히 수를 증가시켜야 효율적으로 가스를 공급할 수 있다.The number of the concentric circles can be determined according to need, and it is preferable that the distance between the concentric circles in the first distribution groove 22-3 is set closer to the center of the circle for smooth distribution of the processing gas. In addition, it is preferable for the third distribution groove 22-4 connecting the concentric circles (between the first distribution grooves) to have a larger number as the distance from the center of the circle is larger for smooth distribution of the process gas. As the number of distribution grooves is increased from the beginning, the gas flow rate is lowered, so that the gas can be efficiently supplied by gradually increasing the number.
구체적으로 처리가스 분배판(20)의 외측에 가까워질수록 제1분배홈(동심원) 간의 거리가 가까워지게 하고, 제3분배홈의 수도 증가시키는 것이 바람직하다.Specifically, it is preferable to make the distance between the first distribution grooves (concentric circles) closer to the outside of the process
본 발명의 에싱 장치에서, 상기 스테이지(20)는, 도 4 내지 도6에 도시된 바와 같이, 상기 스테이지의 에싱 대상 기판 고정부(28)와 처리가스 분배판(22) 사이에 에싱 대상 기판의 온도를 제어하는 히팅플레이트(25)를 구비할 수 있다.In the ashing apparatus of the present invention, the
구체적으로, 본 발명의 에싱 장치에서, 상기 스테이지(20)는, 도 4 내지 도6에 도시된 바와 같이, 원형의 플레이트와 상기 플레이트 지지대(21)로 구성되며, 상기 원형의 플레이트는 Specifically, in the ashing apparatus of the present invention, the
원형의 처리가스 분배판(22); A circular processing
상기 원형의 처리가스 분배판(22)의 상부면 중 외주부에 결합된 원형의 매니폴드 고리(23); A
상기 원형의 처리가스 분배판(22)의 상부면에 적층된 상태로 상기 원형의 매니폴드 고리(23) 안쪽에 수용된 원형의 처리가스 분배판 덮개(24); A circular process gas distribution plate cover (24) housed in the circular manifold ring (23) in a stacked state on the upper surface of the circular process gas distribution plate (22);
상기 원형의 처리가스 분배판 덮개(24)의 상부면에 적층된 상태로 상기 원형의 매니폴드 고리(23) 안쪽에 수용된 원형의 히팅플레이트(25); A
상기 원형의 히팅플레이트(25) 상부면에 적층된 상태로 상기 원형의 매니폴드 고리(23) 안쪽에 수용된 원형의 히팅플레이트 덮개(26); 및A circular
상기 원형의 매니폴드 고리(23)의 외주에 결합되는 원형의 슬릿형성 고리(27)를 포함하여 구성되며,And a circular slit forming ring (27) coupled to the outer periphery of the circular manifold ring (23)
상기 원형의 매니폴드 고리(23)는 상부에 상기 슬릿을 구성하는 경사면, 및 상기 경사면의 하단부 또는 상기 경사면 하단부의 하방에 형성된 수평방향의 단턱, 및 상기 경사면에 처리가스가 도달할 수 있도록 상기 원형의 처리가스 분배판에 형성된 처리가스 분배홈(22-2)과 상기 단턱 상단부를 연통시키는 연결구(54-1, 54-2, 54-3)를 포함하며,The
상기 원형의 슬릿형성 고리(27)는 안쪽에 상기 원형의 매니폴드 고리(23)의 경사면과 함께 연속된 고리 형태의 슬릿을 형성하는 경사면을 포함하며, 원형의 매니폴드 고리(23)의 단턱에 하단부가 고정된 형태일 수 있다. The circular
상기에서 원형의 히팅플레이트(25)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 히터모듈(80)과 연결된 히팅수단을 구비할 수 있다. 상기 히팅수단은, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 히팅배선(25-1)을 들 수 있다. 상기 히팅플레이트(25)는 열을 공급하여 에싱이 원활하게 진행될 수 있는 환경을 만드는 역할을 한다. The
상기 히팅플레이트 덮개(26) 상부에는 에싱 대상 기판이 수용되며, 도 4 및 도5에 도시된 바와 같이, 히팅플레이트 덮개(26)의 중심부에는 베큠포트(26-1)가 구비되며, 상부면에는 상기 베큠포트(26-1)와 연결된 베큠라인(26-2)이 구비되어 베큠펌프(도 6, 70)가 가동되면 흡인력에 의해 에싱 대상 기판을 고정시키는 기능을 수행한다.4 and 5, a baking port 26-1 is provided at the center of the
본 발명의 에싱 장치에서 처리가스는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것이 사용된다. 상기 처리가스는 처리가스 혼합기(56)에서 혼합되며, 상기 처리가스 혼합기(56)는, 예를 들어, 매스 플로 컨트롤러에 의해서 자동 또는 수동으로 가스 유량을 조절함으로써 소정의 산소 농도의 혼합 가스를 공급하는 기능을 수행한다. 혼합 가스의 종류로는, 예를 들어, 산소 가스와 질소 가스의 혼합 가스이다. 에싱 처리에는 진공 자외광의 조사뿐 아니라 오존과 산소 라디칼에 의한 반응도 필요하므로 공기 중 산소 농도보다 낮은 소정의 산소 농도의 혼합 가스의 분위기를 공급한다. In the ashing apparatus of the present invention, a process gas is used which is conventionally used in this field. The process gas is mixed in a
에싱챔버(40)의 실내를 항상 소정의 농도가스로 채우기 위해서 배기 포트(44)가 설치된다. An
본 발명의 에싱 장치에 있어서, 처리가스의 흐름은 도 6 및 도 7에 도시된 단면도를 통하여 설명할 수 있다. 먼저 처리가스 혼합기(56)에서 처리가스가 공급되고, 처리가스 분배판(20)의 처리가스 공급구(22-1, 54)를 통하여 처리가스 분배홈(22-2)을 통하여 분배된다. 상기 처리가스는 처리가스 분배홈(22-2)을 통하여 매니폴드 고리(23)의 1차 피드챔버(54-1)에 모이게 된다. 1차 피드챔버(54-1)에 모인 처리가스는 매니폴드 고리(23)에 형성된 처리가스 공급라인을 타고 수직으로 상승하여 매니폴드 고리(23)의 2차 피드챔버(54-2)에 모이게 된다. 2차 피드챔버(54-2)에 모인 처리가스는 슬릿(52)를 통하여 에싱 대상 기판 위로 분사된다. 이 때, 상기 1차 및 2차 피드챔버(54-1, 54-2)는 처리가스의 압력을 상승시켜 처리가스가 원활하게 분사되게 하는 기능을 수행한다. 만약, 1차 및 2차 피드챔버(54-1, 54-2)가 구비되지 않은 상태에서 슬릿(52)를 통하여 처리가스가 분사되는 경우에는 충분한 압력이 확보되지 못하여 에싱을 위한 최적의 환경을 만들기 어렵다. In the ashing apparatus of the present invention, the flow of the process gas can be explained through the sectional views shown in Figs. 6 and 7. Fig. First, a process gas is supplied from the
본 발명의 에싱 장치에서, 에싱 대상 기판은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 반도체 소자를 들 수 있으며, 특히, 웨이퍼의 에싱에 바람직하게 사용될 수 있다. In the ashing apparatus of the present invention, the substrate to be subjected to the etching is not particularly limited, and for example, a semiconductor element can be exemplified, and particularly, it can be preferably used for the etching of a wafer.
상기에서 특별히 한정되는 것으로 기술된 에싱 장치의 구성요소를 제외하고는 이 분야에서 에싱 장치에 사용되고 있는 구성요소가 제한 없이 채용될 수 있다. Except for the components of the ashing apparatus described above as being particularly limited, the components used in the ashing apparatus in this field may be employed without limitation.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련되어 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is intended that the appended claims cover all such modifications and variations as fall within the true spirit of the invention.
10: 광조사 수단 12: 광조사 창
20: 스테이지 21: 플레이트 지지대
22: 처리가스 분배판 22-1: 처리가스 공급구
22-2: 처리가스 분배홈 22-2-1: 제1 분배홈
22-2-2: 제2분배홈 22-2-3: 제3분배홈
22-3: 고정핀 23: 매니폴드 고리
24: 처리가스 분배판 덮개 25: 히팅플레이트
25-1: 히팅배선 26: 히팅플레이트 덮개
26-1: 베큠포트 26-2: 베큠라인
27: 슬릿형성 고리 27-1: 고정핀
28: 에싱 대상 기판 고정부 30: 스테이지 왕복 이송 수단
32: 레일 40: 에싱챔버
42: 기판 반입구 44: 배기포트
50: 처리가스 공급부 52: 처리가스 분출구
54: 처리가스 공급라인 54-1: 1차 피드챔버
54-2: 2차 피드챔버 56: 처리가스 혼합기
60: 파워서플라이 70: 베큠펌프
80: 히터모듈 10: light irradiation means 12: light irradiation window
20: stage 21: plate support
22: Process gas distribution plate 22-1: Process gas supply port
22-2: Process gas distribution groove 22-2-1: First distribution groove
22-2-2: second distribution groove 22-2-3: third distribution groove
22-3: Fixing pin 23: Manifold ring
24: Process gas distribution plate cover 25: Heating plate
25-1: Heating wiring 26: Heating plate cover
26-1: Beppu Port 26-2: Beppu Line
27: Slit forming ring 27-1: Fixing pin
28: substrate to be subjected to ashing 30: stage reciprocating means
32: rail 40: ashing chamber
42: substrate inlet port 44: exhaust port
50: process gas supply unit 52: process gas supply port
54: process gas supply line 54-1: primary feed chamber
54-2: Secondary feed chamber 56: Process gas mixer
60: Power supply 70: Vacuum pump
80: Heater module
Claims (11)
에싱 대상 기판을 고정하는 스테이지;
상기 스테이지를 왕복 이송시키는 스테이지 왕복 이송 수단;
상기 스테이지 및 스테이지의 왕복 이송 수단을 내부에 구비한 에싱 챔버; 및
상기 에싱 챔버에 처리가스를 공급하는 처리가스 공급부;를 포함하며,
상기 광조사 수단의 하부에는 광조사 창이 형성되며, 상기 스테이지 왕복 이송 수단은 상기 광조사 창을 중심으로 스테이지를 왕복 이송시키도록 구비되며,
상기 처리가스 공급부는 상기 스테이지의 외주에 형성되며, 처리가스가 상기 스테이지의 상부면에 형성된 에싱 대상 기판 고정부의 직상방에 위치하는 공간을 향하여 분사되도록 설치된 처리가스 분출구를 포함하며, 상기 처리가스 분출구에 처리가스를 공급하는 처리가스 공급라인을 구비하며,
상기 처리가스 분출구는 연속된 고리 형태의 슬릿 구조를 가지도록 형성되며, 상기 슬릿 구조는, 외주면에 경사면을 포함하는 내부구조물과 상기 경사면에 간격을 두고 결합된 고리형의 외부구조물에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 에싱 장치.Light irradiation means using an excimer lamp as a light source;
A stage for fixing a substrate to be inspected;
A stage reciprocating means for reciprocating the stage;
An ashing chamber having reciprocating means for reciprocating the stage and the stage therein; And
And a processing gas supply unit for supplying a processing gas to the ashing chamber,
A light irradiation window is formed at a lower portion of the light irradiating means, the stage reciprocating transfer means is provided to reciprocate the stage around the light irradiation window,
Wherein the processing gas supply unit includes a process gas ejection port formed on an outer periphery of the stage and configured to eject a process gas toward a space positioned in a chamber directly above the substrate to be processed to be formed on the upper surface of the stage, And a process gas supply line for supplying a process gas to the jet port,
The process gas spouting port is formed to have a continuous annular slit structure, and the slit structure is formed by an inner structure including an inclined surface on an outer peripheral surface and an annular outer structure formed by a gap on the inclined surface Characterized by an ashing device.
상기 처리가스 공급라인 중 처리가스 분출구와 연결되는 공급라인 부분에는 처리가스 분출구에 처리가스를 균일하게 공급할 수 있도록 처리가스 분출구보다 넓은 공간으로 형성된 피드챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 에싱 장치. The method according to claim 1,
Wherein a feed chamber formed in a portion of the feed line connected to the process gas ejection port of the process gas feed line is formed in a space wider than the process gas ejection port so as to uniformly supply the process gas to the process gas ejection port.
상기 처리가스 공급라인 중 슬릿과 연결되는 공급라인 부분에는 슬릿에 처리가스를 균일하게 공급할 수 있도록 슬릿보다 넓은 공간으로 형성된 연속된 고리형태의 피드챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 에싱 장치.The method according to claim 1,
Wherein the feed line portion connected to the slit of the process gas supply line is formed with a continuous ring-shaped feed chamber formed in a space wider than the slit so as to uniformly supply the process gas to the slit.
상기 처리가스 공급라인은, 스테이지의 일부를 구성하는 것으로서 상부면에 처리가스 공급구로부터 공급된 처리가스를 처리가스 분출구로 분배하는 처리가스 공급 분배홈이 형성된 처리가스 분배판이 스테이지 본체에 결합됨으로써 형성되는 처리가스 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 에싱 장치.The method according to claim 1,
The process gas supply line is formed by joining a process gas distribution plate, which forms part of the stage, with a process gas supply / distribution groove formed on the upper surface thereof for supplying the process gas supplied from the process gas supply / Wherein the processing gas supply line includes a processing gas supply line.
상기 처리가스 분배판의 처리가스 공급 분배홈은 겹치지 않게 2개 이상의 동심원 형태로 형성된 제1 처리가스 공급 분배홈과 처리가스 공급구로부터 출발하여 방사형으로 퍼져나가면서 제1 처리가스 공급 분배홈에 연결되는 제2 처리가스 공급 분배홈 및 상기 제1 처리가스 공급 분배홈 간을 연결하는 제3 처리가스 공급 분배홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 에싱 장치.9. The method of claim 8,
The process gas distribution grooves of the process gas distribution plate are connected to the first process gas supply and distribution grooves formed in two or more concentric circles so as not to overlap with the first process gas supply and distribution grooves radially spread out from the process gas supply port And a third process gas supply and distribution groove connecting the second process gas supply and distribution grooves and the first process gas supply and distribution grooves.
상기 스테이지의 에싱 대상 기판 고정부와 처리가스 분배판 사이에 에싱 대상 기판의 온도를 제어하는 히팅플레이트가 구비되는 것을 특징으로 하는 에싱 장치.9. The method of claim 8,
Characterized in that a heating plate for controlling the temperature of the substrate to be subjected to ashing is provided between the substrate fixing portion to be ashed of the stage and the processing gas distribution plate.
상기 에싱 대상 기판은 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 에싱 장치.11. The method according to any one of claims 1 to 10,
Wherein the substrate to be etched is a wafer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170034019A KR101861827B1 (en) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | Ashing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170034019A KR101861827B1 (en) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | Ashing apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101861827B1 true KR101861827B1 (en) | 2018-05-30 |
Family
ID=62300149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170034019A KR101861827B1 (en) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | Ashing apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101861827B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11872104B2 (en) | 2018-05-08 | 2024-01-16 | Wonik Qnc Corporation | Implant surface modification treatment device |
-
2017
- 2017-03-17 KR KR1020170034019A patent/KR101861827B1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11872104B2 (en) | 2018-05-08 | 2024-01-16 | Wonik Qnc Corporation | Implant surface modification treatment device |
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