KR19990067434A

KR19990067434A - 효과적인 측벽의 레이저 스트리핑을 위한 경사 빔 회전 공정 및장치

Info

Publication number: KR19990067434A
Application number: KR1019980703445A
Authority: KR
Inventors: 메나헴 제너트; 보리스 리브쉬츠(부야너); 오페르 테아르-차아브; 엘리저 이스케비치
Original assignee: 메나헴 제너트; 오라미르 세미컨덕터 이퀴프먼트 리미티드
Priority date: 1995-11-09
Filing date: 1996-11-04
Publication date: 1999-08-16
Also published as: WO1997017163A1; EP0859682A1; US6265138B1; AU7331196A; JP2000500284A; IL115933A0

Abstract

처리될 표면의 평면과 관련하여 각 α로서 표면에 레이저빔 투사를 제공하는 것과 상기 각 α>0 이며 주기적인 스위칭 또는 점차적으로 빔 투사 평면의 방위각이 변하는 것으로 구성된 스트리핑될 표면의 측벽으로부터 코팅물질의 실질적으로 완전한 그리고 가속된 제거를 수행하기 위한 공정 및 장치.

Description

효과적인 측벽의 레이저 스트리핑을 위한 경사 빔 회전 공정 및 장치

여러 가지 제품을 생산하는 데 있어 표면 위에 보호물질층을 적용시키는 것은 필수불가결의 요소인데 이것은 특정의 공정단계가 완료된 다음에는 제거되어야 한다. 그러한 공정의 예로는 소위“마스킹(masking)”을 들 수 있는 데 이 단계에서는 마스크를 통하여 조명된 보호물질의 층을 사용하여 패턴이 표면에 새겨지게 되며 이 표면은 그런 다음 현상액(developer)에 의하여 처리되는데 이것은 표면의 마스크 안 된 부분으로부터 물질을 제거하여 그로서 얻고자 하는 패턴만이 남게 되는 것이다. 이 표면은 그런 다음 이온 주입에 의하여 또는 에칭제(etching agents)에 의하여 처리되는데 이 것은 표면의 마스크 안 된 부분에 주입된 종을 이입(introduce)하거나 그렇지 않으면 마스크 안된 부분으로부터 물질을 제거한다. 이러한 공정이 완료되면 보호마스크의 역할이 끝나게 되며 그것은 제거되어야만 한다. 이러한 공정은 전통적인 공정이며 업계의 일반기술로 잘 알려져 있는데 보다 자세히는 미국특허 제5,114,834호에 잘 나타나 있다.

2개의 주요 포토레지스트 스트리핑 방법이 최신의 VLSI/ULSI(초대규모 집적회로)회로산업에 존재하고 있다 ; 즉

1) 산이나 유기용제를 사용하는 습식 스트리핑(wet stripping)

2) 플라즈마, O₃, O₃/N₂O 또는 U.V./O₃를 사용하는 건식 스트리핑(dry stripping) 또는 U.V./O₃에 기초한 스트리핑.

상기 두가지 방법은 모두 문제점은 가지고 있으며 완전한 방법이라 할 수 없는 데 특히 장래 VLSI/ULSI 산업의 소형화를 고려할 때 더욱 그러하다. 현재의 기술은 대략 0.5μm 크기를 갖는 장치를 다룰 수 있으나 세기말 이전에 이미 장치의 동작크기는 0.25μm 크기로 축소된 장치가 될 것으로 예상된다. 이러한 기대되는 크기의 변화는 제조기술상에서도 상당한 변화를 요구하고 있는데 특히 스트리핑 단계에서 그러하다. 상기에서 기술된 바와 같은 종래 기술상의 포토레지스트 기술은 장래의 장치에 적용할 때에는 부적당해질 것인데 이를 아래에서 좀 더 살펴보면 다음과 같다.

단지 습식 스트리핑 방법만을 사용하는 것은 완전한 해결책이 될 수 없는데 이는 포토레지스트의 제거를 어렵게 하도록 하는 화학적 및 물리적 속성을 변화시키는 거친 공정 후에는 포토레지스트를 완전하게 벗겨낼 수가 없기 때문이다. 그러한 공정으로서는 예를 들면 고투여 주입(High Dose Implantation)(HDI), 반응이온에칭(RIE), 디프 U.V. 큐링(U.V. curing)과 고온 포스트-베이크(high temperature post-bake)등이 포함된다. HDI 또는 RIE 후에 주입된 패턴 또는 에칭된 벽의 측벽은 제거하기가 매우 힘들다.

나아가 습식 방법은 몇 가지 또 다른 문제점을 가지고 있다. 즉 스트리핑 용액의 강도는 시간에 따라서 변하며, 용액에서의 축척된 오염은 역으로 웨이퍼의 퍼포먼스에 심각한 영향을 줄 수 있는 입자의 원천이 될 수 있으며, 스트리핑 화학제의 부식 그리고 중독의 내용은 높은 취급 비용과 처리 비용을 발생시키고 또 액체단계 표면장력과 대량이동은 포토레지스트 제거를 균일하지 않게 그리고 어렵게 한다.

건식 방법도 역시 몇 가지 결점을 가지고 있는데 특히 금속 및 미립자 오염, 플라즈마에 기인한 손상, 방전, 전류, 전기장과 플라즈마 유도 자외선 방사 그리고 나아가 고온유도손상 그리고 특히 불완전한 제거 등을 들 수 있다. 상기에서 언급한 여러 가지 제조단계동안에, 포토레지스트는 그것을 경화시키는 화학적 물리적 변화가 문제가 되는데 이는 종래기술의 스트리핑 공정을 더욱 수행하기 어렵게 한다. 통상적으로 습식 및 건식 공정을 포함한 다수의 연속적인 공정이 완전한 포토레지스트를 제거하기 위하여 필요하다.

동 기술업계에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 다각도의 접근방법을 시도하여 왔고, 다른 기술을 사용하는, 상업적 포토레지스트 건조제거장치를 이용할 수 있다. 예를 들면 일본 히타치사(UA-3150A)등에 의하여 판매된 자외선 애셔(ashers) 미국 퓨전 반도체 시스템(Fusion Semiconductor Systems, U.S.A)에 의한 건조화학애셔로서 이들은 화학적 애슁(ashing)으로 포토레지스트를 제거하기 위하여 산화질소나 오존을 사용하였으며, 나아가 마이크로파 플라즈마 애슁도 유효하게 사용되었는데 예를 들면 UNA-200 애셔(ULVAC Japan Ltd.)와 같은 것이 있다. 또한 플라즈마 포토레지스트 제거도 사용되었는데 예를들면 아스펜(Aspen) 장치(Mattsopn Technolory, U.S.A)와 AURA 200 (Gasonics Ipc, U.S.A.)이 있다.

더욱 최근에는 미국특허 제5,114,834호에서 상술된 바와 같이 산화환경에서 레이저 자외선 방사를 이용한 융제기술에 의하여 포토레지스트 제거가 이루어졌다. 융제공정은 포토레지스트에 의한 레이저 펄스에너지의 강력한 흡수로 가능한 것이다. 이 공정은 포토레지스트에서의 화학적 결합파괴에 기인한 폭풍파 및 순간가열과 연계된 화학적 포토레지스트층의 주변가스로의 국부적 돌출이다. 부분적으로 가스화된 그리고 부분적으로 조각난 포토레지스트는 표면으로부터 위로 부풀어 오르게 되고 순간적으로 주위가스에 열을 가한다. 융제의 빠른 연소가 폭풍파에 기하여 일어나고 자외선 레이저 방사의 광화학반응 그리고 공정가스에 기하게 일어나게 될 것이다. 공정의 주요골자는 조사(照射,irradiation) 지역을 통하여 흐르는 반응가스에서 일어나는 융제된 포토레지스트의 연소와 함께 레이저 융제이다. 레이저방사와 빠른 연소의 결합은 포토레지스트(측벽)의 경화부분의 융제 트레숄드를 즉각적으로 낮춘다. 연소된 융제제품은 그런 다음 진공 흡입이나 또는 완전히 깨끗한 표면을 남겨놓는 가스 스위핑(sweeping)에 의하여 제거된다.

미국특허 제5,114,834호가 중요한 신규공정을 제공하고는 있으나, 그것은 아직도 산업적으로 인정할 만한 높은 생산성을 보장하지는 못하고 있다. 즉 주어진 시간동안 스트립될 수 있는 웨이퍼의 수를 보장하고 있지는 못하다. 레이저 스트리핑 산출물은 스트리핑 비율에 의하여 결정되거나 또는 시간단위당 포토레지스트의 단위 영역의 완전한 스트리핑을 제공하는 데 필요한 레이저 펄스의 수에 의하여 결정된다.

참조사항으로 이 명세서에서는 반도체 웨이퍼로부터의 포토레지스트의 융제에 대해 언급이 이루어지겠으나 이것은 본 발명을 단순하게 설명하기 위해서 이루어질 것이다. 왜냐하면 그것은 잘 알려져 있고 또 폭넓게 이미 접근된 문제이기 때문이다. 그러나, 이하 상술된 발명은 결코 웨이퍼로부터 포토레지스트의 스트리핑에 한정된 것은 아니며 다른 많은 것 예를 들면 평면 패널 디스플레이(FPD)로부터의 포토레지스트의 스트리핑(stripping) 및 크리닝(cleaning) 또는 다른 물체 예를 들면 렌즈나, 반도체 웨이퍼 또는 사진 마스크로부터의 잔류물 제거에 준용될 수 있을 것이다.

마이크로리소그래피(microlithography)의 공정에서, 포토레지스트와 함께 스트리핑되어야 할 거친 구조는 VLSI/ULSI 패턴의 측벽위에 형성한 필름이다. 그러나 지금까지의 기술은 효과적으로 그리고 완벽하게 건조과정에서의 그러한 거친 측벽 필름을 제거하는 적절한 수단을 제공하는 것에는 실패하였다.

본 발명은 자외선 레이저 표면처리방법에 관한 것으로 특히 기판표면으로부터 외부물질을 제거하는 방법에 관한 것이다. 좀 더 자세하게는 본 발명은 개선된 건조 레이저 스트리핑 공정에 의한 반도체 웨이퍼로부터 거친 포토레지스트를 제거하기 위하여 경사진 자외선 레이저 방사빔의 사용과 관련되어있다.

도면에서 :

도 1은 빔 투사각 α 에 대한 제한을 개략적으로 보여주고 있다 ;

도 2(a 와 b)는 투사각 α의 기능으로서 Al 위 측벽필름의 스트리핑정도에 대한 실험결과와 그 펄스의 수를 요약하고 있는데 여기서 a)는 결과의 2차원형상을 그리고 b)는 해당결과의 3차원 결과를 보여주고 있다 ;

도 3은 본 발명의 하나의 구체적 실시예에 따른 레이저빔 방위각 ψ의 분리된 광학 스위칭을 개략적으로 보여주고 있다 ;

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 빔 방위각 ψ의 분리된 광학 스위칭을 개략적으로 보여주고 있다 ;

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저빔 방위각 ψ의 연속된 스위칭을 보여주고 있다 ;

도 6은 레이저 빔의 측벽필름의 완전한 스트리핑을 위한 레이저빔 방위각의 지향의 역할을 보여주는 실험결과이다.

본 발명에 따른 웨이퍼 표면(스트리핑될 측벽을 포함해서)로부터 포토레지스트의 완전하고도 가속적 제거의 공정은 처리될 기판의 평면에 비교적 직각인 레이저 빔의 경사진 투사각 α>0을 제공하는 것과 주기적으로(웨이퍼 위에서의 레이저빔 푸트 프린트(footprint)의 스캐닝 동안) 레이저빔 방위각을 스위칭하는 것 즉 경사빔 회전을 실시하는 것으로 이루어져 있다.

물론 각 α의 크기는 도 1에서 개략적으로 보이는 바와 같이 웨이퍼상의 VLSI/ULSI 회로의 지형에 달려 있다. 왜냐하면 아래에서 더 잘 알 수 있겠지만, 측벽필름의 스트리핑 비율은 증가하는 빔 투사각 α(도 2)에 따라 증가하는데, 여기서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 의하면 여기에서는 스트리핑 비율을 최대로 하기 위하여 상기의 각 α는 다음과 같은 공식에 따라 선택된다 :

α=α_max=arcctg(AR)_max

여기서 (AR)_max는 주어진 웨이퍼 유형에 있어서의 최대면 비율이다. 면 비율은 도 1과 관련하여 아래에서 더 잘 설명된 바와 같이 두 개의 인접 돌출부 사이의 거리에 대한 금속 돌출부의 높이 비율로 정의된다.

투사각으로서의 각 α_max을 사용한 측벽의 레이저 스트리핑은 웨이퍼표면에 대해 직각인 레이저빔이 동작할 때 얻어지는 결과와 비교하여 처리시간을 줄인다. 도 2에서 보이는 현상의 직접적인 결과로서의 이 결과는 2배를 초과할 수 있다.

동 업계에 종사하는 일반 기술자에게는 잘 이해되는 바와 같이 이 발명의 목적을 위해서 같은 장치로서 서로 다른 투사각이 요구되는 벌크와 측벽의 스트리핑과 깨끗하게 하는 동작을 수행할 수 있도록 허용하는 투사각 α의 값의 넓은 범위를 제공할 수 있는 레이저 스트리퍼의 광학라인을 가지는 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

레이저빔 방위각을 바꾸는 것은 지속적으로 다른 별개의 방법으로 수행될 수도 있을 것이다. 측벽을 위한 각각 다른 방향이 한정된 숫자인 경우 스위칭은 도 3과 도 4에서 개략적으로 보이는 바와 같이 스위칭은 별개로 될 수 있을 것이다. 만약 윤곽이 끊임없이 변한다면, 둥근 벽에서 혹은 측벽 방향의 수가 많이 포함되어 있는 경우 스위칭은 바람직하게는 도 5에서 개략적으로 보이는 바와 같이 지속적인 방법으로 수행될 수 있다.

스위칭 동작은 도 3에서 개략적으로 보이는 바와 같이 광학적으로 레이저 빔의 방위각을 변화시킴으로서 또는 도 4에서 보이는 바와 같이 웨이퍼 회전으로서 기계적으로 실행할 수 있다.

측벽필름 스트리핑에 관한 상기의 효과는 실제적인 스트리핑 결과 실험 데이타를 보여주면서 도 6에 나타나 있다. 도 6에 보이는 사진은 단지 하나의 방위각으로 연속적인 레이저 빔 후에 남아 있는 측벽필름을 보여준다. 누구든지 명확히 남아 있는 측벽이 투사 빔에 대해 평행이라는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 측벽을 완전히 제거하기 위하여 빔 방위각을

Δφ=90°

로 스위치해야 할 것이다.

여기서 논의된 투사각들은 도면 도 1 및 도 2와 관련해서 정의되어있다. 도 1은 최대면 비율(아래에 정의됨)을 구비한 지형적 요소를 포함한 도면부호 1로 표시된 웨이퍼 위치의 교차부분을 개략적으로 보여주고 있다. 마이크로리소그래피(microlithography)의 공정동안에 금속에칭의 결과로 돌출된 기판 위 금속 돌출부 2 와 2'는 측벽필름 3으로 싸여져 있다. 각 α는 레이저빔과 처리될 표면에 대한 직각과의 각으로 정의된다. 레이저 빔의 3가지 가능한 방향은 개략적으로 지형적(topographical) 요소의 위에 표시되어 있는데 각각 L¹(α=α_max), L²(α>α_max) 그리고 L³(α<α_max)이다. 도 1에서 명백히 보이는 바와 같이 투사각 α<α_max에서 측벽필름은 레이저빔에 의해 비추어지게 되고 투사각 α>α_max에서는 오직 필름의 상부만이 비추어지게 된다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 투사각 α_max의 값은 면비율 AR=h/w의 최대값과 관련되어 있는데 여기서 "h"는 금속 돌출부의 높이이며 "w"는 두개의 인접 돌출부 사이의 거리이다.

언급된 바와 같이, 도 2(a 와 b)는 투사각 α 및 펄스의 수의 기능으로 Al 위 측벽필름의 스트리핑 정도(이하 응답이라 함)에 대한 실험결과를 요약하고 있는데 ; a)는 그 결과의 2차원 그림이며 b)는 해당결과의 3차원 그림이다. 각 도면 2a와 2b에서 X축과 Y축은 각각 각(angle) 축과 펄스 축의 수이며, 3차원그림에서 추가된 Z축은 응답인데 상기 응답은 0에서 3까지의 사이의 값을 가지고 있으며 3은 완전한 제거를 0은 완전한 비제거를 가리키고 있다. 왜냐하면 도 2에서 보이는 실험 데이타로부터 알 수 있는 바와 같이, 측벽필름의 레이저 스트리핑 비율은 투사각 α가 증가하면서 증가하게 되고, 레이저 스트리퍼의 광학라인은 아래의 각에서 경사진 빔 투사를 를 제공한다.

a≤a_max=arcctg(h/w)_max

동 업계의 일반 기술자들이 이해하듯이, 오른쪽 측벽필름의 제거를 위해 추가의 스트리핑이 필요하다. 이러한 목적으로 도 1에서 나타난 레이저 빔의 방위각을 각 φ=180°로 바꾸어야 할 필요가 있다.

도 3과 도 4는 본 발명의 두 개의 가능한 대안 즉 광학적 수단 및 기계적 수단에 따라 각 φ=180°로 레이저 빔 방위각의 스위칭을 달성하는 2가지 가능한 방법을 보여주고 있다.

도 3은 웨이퍼 위의 푸트프린트(footprint)의 스캐닝 동안 레이저빔 방위각의 광학적 스위칭 원리를 보여주고 있다. 웨이퍼(4)는 척(chuck)(5)위에 위치하고 있으며 스캐닝 헤드(6)가 구비되어 있는데 이곳에서 레이저빔이 발사되어 웨이퍼(5)에 도착해서 스캐닝의 동작에 따라 웨이퍼 위로 움직이게 된다. 스캐닝 헤드(6)는 이 도면에서 개략적으로 보이고 있는 특별한 실시예에서 회전거울(7), 2개의 고정거울(8)과 (8')로 구성되어 있다. 회전 거울(7)은 주파수 f 로서 최초 위치 S-S'에서 두 번째 위치인 T-T'로 이동한다. 레이저빔 L은 회전거울(7)의 표면을 치고 그리고 후자가 T-T' 위치에 있을 때 레이저빔은 처음 방위각으로 경사진 고정거울(8)로 이전되며 한편 회전 거울 (7)이 S-S' 위치에 있을 때 빔은 경사진 고정거울(8')에 도착하여 웨이퍼 표면을 180°로 변해진 방위각으로 치게 된다. 도 3에서 보여진 계획에 따르면 웨이퍼의 스캐닝은 v의 속도로 진행하며 레이저 빔 L은 웨이퍼 표면을 점 P에서 펄스반복비율 f(pps)로서 치게 되며 빔의 투사각은 투사 평면 OMP에서 각 α가 된다. 시간간격

Δt=1/f

에서 빔 방위각은 위에서 설명한 적당한 거울의 해상도를 통하여 각 φ=180°로 변화한다. 이러한 절차와 장치는 비록 그들이 동 업계의 일반 기술자에게 명백한 적당한 조정에 의하여 상대적으로 느린 변화에도 이용될 수 있음에도 불구하고 빠른 스위칭이 요구될 때 가장 쉽게 사용된다. 동일한 광학방법이 사용될 수 있는데 예를 들면 느린 스위칭이 요구된다면 방위각 변화가 모든 웨이퍼의 스캐닝이 완성된 후, 즉 단지 웨이퍼의 모서리에서 일어날 수 있다. 그러면 방위각φ의 스위칭은 어떤 시간간격

Δt=D/v

에서도 수행될 수 있다. 여기서 D는 웨이퍼의 직경이며 v는 스캐닝 속도이다.

도 4는 느린 분리된 스위칭이 기계적 수단 (

Δ

φ=180°)에 의하여 실시되는 상황을 보여주고 있는데, 이것은 매 레이저빔 푸트프린트(footprint)가 웨이퍼 모서리에 닿는 시간에 각φ=180°로서의 웨이퍼(9)의 회전을 통해 달성될 수 있다. A-B-C-D로 표시된 코너를 가진 작은 평방요소가 도 4a와 도 4b 사이의

Δ

φ=180°의 회전을 보여주기 위하여 레이저빔의 투사점으로 보여지고 있다. 레이저 빔 L과 웨이퍼에 대한 직각평면 N 사이의 각 α또한 보여지고 있다.

도 5는 레이저빔 L과 웨이퍼(10)의 방위각 평면의 끊임없는 상대적 회전을 보여주고 있다. 여기서 웨이퍼 회전은 각 속도로서 표시된다.

여기서 n은 모든 측벽 필름 A,B,C 등의 완전한 스트리핑을 위해 필요한 레이저빔 푸트프린트(footprint)에 의한 웨이퍼의 통과 수이며, 계속적으로 스트리핑되어야 할 벽을 도 5에서 개략적으로 나타내고 있다.

도 6은 웨이퍼 상의 측벽의 두 개의 방향 중 하나에 대하여 직각인 레이저빔 투사평면과 함께 스트립되는 측벽 필름의 실험결과를 묘사하고 있다. 이들 그림은 50 및 100 펄스로 광학(도 6a 및 도 6c) 및 스캐닝 전자 현미경(제 6b, 6d 그리고 6e)으로 취해진 것이다. 도 6a와 도 6b는 50 펄스를 가리키고 있으나 반면 도 6c, 6d 및 6e는 100펄스를 가리킨다. 도면부호 1 과 2는 레이저빔 방향을 가리킨다. 이들 도면은 웨이퍼 표면상에 측벽의 3개의 다른 사각(rectangular) 방향이 있을 경우에는 완벽한 스트리핑을 위해 단지 하나의 레이저빔 방위각의 방향만으로는 부족하다는 것을 보여주고 있다.

본 발명의 모든 상기 및 다른 특성과 이점은 다음의 예시적이나 비한정적인 실시예를 통해 보다 잘 이해될 수 있을 것이다.

실시예 1

금속 부착후 A6" 웨이퍼는 1.2 μm 두께의 위에서 언급한 종래의 절차에 의하여 패턴된 Novolak(노보락) 형 양성 포토레지스트의 층으로 도포되어 있으며 그런 다음 RIE 공정을 거치도록 되어있다. 포토레지스트와 마찬가지로 RIE 공정동안 소위 측벽 위에 형성되는 금속유기중합필름(metaloorganic polymeric film)으로 도포된다.

RIE공정에 뒤이어, 웨이퍼는 베이스와 커버로 구성된 공정 체임버(chamber)에서 처리되는데, 이것들은 상기 베이스와 커버로 한정된 공정 체임버의 내부가 일정한 압력 또는 진공상태로 유지될 수 있도록 공기차단접속에 의하여 연결된다. 베이스는 N_xO_y가스 입구 및 O₂/O₃입구 및 조사된(irradiated) 지역을 통과한 가스를 배출하기 위한 가스 배출구가 구비되어 있다. 베이스에는 척이 구비되어 있는데 이 위에서 예를 들면 스트리핑될 요소 즉 웨이퍼가 지지된다. 척의 중앙을 통해서 진공이 가해지고, 공정동안 웨이퍼를 제자리에 유지시킨다. 녹은 실리카 창은 스트리핑될 요소, 예를 들면 실리콘 웨이퍼의 위에 제공되어 있다. 이 창은 체임버의 위에 위치한 근원으로부터 발원하는 레이저빔의 이동을 가능케 한다. 실리카 커버 프레임은 실리카 창을 제자리에 유지시키며 체임버가 압력을 받게 또는 진공상태에 있도록 하는데 도움을 준다.

그러한 체임버는 동일한 출원인에게 속한 출원 계류중인 이스라엘 특허 출원 제115934호에서 상술되고 청구되었는데 이 기술은 참조자료에 의하여 본 명세서에 통합되었다.

공정은 미국특허 제5,114,835호에 따라서 반응가스로서 오존을 사용하여 동작된다. 방의 압력은 400mbar로 유지된다. 레이저 방사가 적용되었는데 여기서 방사각은 직각 웨이퍼 평면과 관련하여 5°내지 45°의 범위에서 변한다. 사용된 레이저는 Lambda Physik LPX 315 IMC 엑시머 레이저였다. 통계 소프트웨어를 통한 실험결과가 도시되어 있는데 도 2의 2a는 2차원 형식이고 2b는 3차원 형식으로 되어 있다. 이 평면도(plots)는 조도(照度, illumination)의 투사각을 증가시키는 기능으로서 스트리핑을 위해 필요한 펄스의 수의 감소를 보여준다.

위에서 설명한 바와 같이, 0에서 3까지의 사이의 값이 응답이며 이는 측벽필름 제거의 정도를 보여주는데 3은 완전한 제거를 0은 완전한 비제거를 가리키고 있다(S.W. A1은 알류미늄 상의 측벽을 가리킨다). 5°에 대해 45°로 조사하는(illuminating) 동안의 진보는 응답 2.750을 가리킬 때에 볼 수 있다. 5°에서 50 펄스가 필요하다는 것을 알 수 있다. 그러나, 45°로 조명할 때, 동일한 제거의 질을 위하여 단지 20펄스만이 필요하다. 이것은 스트리핑을 위한 산출물이 투사 각도를 증가시킬 때 2배 이상이라는 것을 보여준다.

응답 3.000을 가리킬 때 이미 언급한 바와 같이 이는 완전한 제거를 의미하는 데 가장 바람직한 진보는 10°-30°의 범위에서 관찰됨을 알 수 있다. 완전한 제거는 오제 전자 분광기술(Auger Electron Spectroscopy)(AES), 스캐닝 전자 현미경 검사(Scanning Electron Microscopy)(SEM), 총 반사 X-레이 형광(Total Reflection X-ray Fluorescence)(TXRF) 및 전자 흡수 분광기술(Atomic Absorption Spectroscopy)(AAS)과 같은 몇 가지 분석기술에 의해 입증되었다.

실시예 2

패턴이 형성된 노보락 형 양성 포토레지스트의 층으로 도포되어 있는 A 6"웨이퍼(고투여로 주입된 1.2μm 두께 ; 주입 투여량(dose)은 5x10¹⁵atom/cm²와 80 Kev의 에너지)는 실시예 1에서 설명한 바와 같이 레이저 방사로 구비된 공정 체임버에서 처리되었다.

레이저빔의 투사평면의 방위각의 효과는 도 6에 명확히 나타나 있는 데 거기서 패턴의 광학 및 SEM 마이크로그래피가 나타나 있다. 레이저빔에 평행인 측벽과 비교하여 빔 투사평면에 직각인 측벽의 우선적인 에칭을 볼 수 있을 것이다. 감소된 시간에 스트리핑 공정을 완성하기 위하여 레이저 빔 평면의 방위각은 90°(웨이퍼의 평면에서) 변해야 할 것이다.

도 6a와 도 6b의 측벽을 도 6c와 도 6d의 그것과 각각 비교함으로써 알 수 있는 바와 같이 빔 방위각 스위칭이 없으면 2배의 펄스 수를 사용했을 때에도 측벽은 전체적으로 제거되지 않는다(도 6d). 한편, 100 펄스는 투사빔에 대해 직각인 스트리핑의 방향에서 모든 측벽을 제거하는 데에 충분하다(도 6d). 그러므로 도 6d의 모든 남아있는 측벽을 제거하기 위하여 본 발명에 따라 빔의 방위각을 스위치하는 것이 필요하다. 만약 방위각이 변하지 아니하면 실험결과는 측벽 제거를 완성하는 데 필요한 펄스의 수가 방위각이 변하지 않을 때보다 상당히 많아야 함을 보여준다.

도 6e는 도 6d에서 보이는 남아 있는 측벽의 상세한 모양을 보여주고 있다.

위에서 설명한 모든 내용과 실시예는 보기의 예로서 주어진 것이며 여러 가지 방법에서 발명을 한정하려는 것은 아니다. 본 발명의 범위를 넘지 않으면서도 여러 가지의 변형이 레이저빔의 방위각을 변화시키기 위해서 여러 가지 수단으로 실시될 수 있을 것이며 다양한 각이 사용될 수 있고 다양한 광학 또는 기계적 장치가 사용될 수 있을 것이다.

Claims

처리될 표면의 평면과 관련하여 각 α로서 표면에 레이저빔 투사를 제공하는 것과 상기 각 α>0 이며 주기적인 스위칭 또는 점차적으로 빔 투사 평면의 방위각이 변하는 것으로 구성된 스트리핑될 표면의 측벽으로부터 코팅물질의 실질적으로 완전한 그리고 가속된 제거를 수행하기 위한 공정.
제1항에 있어서,

코팅물질은 포토레지스트 또는 유기요소 그리고 무기 외부물질로 구성됨을 특징으로 하는 공정.
제1항에 있어서,

각 α의크기는 α<α_max=arcctg(AR)_max, 이며, 여기서 AR은 스트리핑될 측벽 지형 요소의 면비율임을 특징으로 하는 공정.
제1항 내지 제3항 중의 어느 하나에 있어서,

빔 방위각은 분리된 방법으로 스위칭됨을 특징으로 하는 공정.
제1항 내지 제3항 중의 어느 하나에 있어서,

빔 방위각은 연속된 방법으로 스위칭됨을 특징으로 하는 공정.
제1항 내지 제4항 중의 어느 하나에 있어서,

빔 방위각스위칭의 주파수는 펄스반복비율 f 와 동동함을 특징으로 하는 공정.
제1항, 제3항 또는 제5항중 어느 하나에 있어서,

스위칭은 각 속도 으로서 경사빔 회전에 의하여 수행됨을 특징으로 하는 공정.
빔을 발생시키는 레이저 원, 빔을 처리되어야 할 표면평면과 관련하여 각 α로서 표면에 부딪히게 하는 수단으로서, 각 α>0 이며, 빔 투사면의 방위각을 주기적으로 스위칭하거나 점진적으로 변화시키는 수단으로 구성된 스트리핑되어야 할 표면의 측벽으로부터 코팅물질을 제거하기 위한 장치.
제8항에 있어서,

빔을 상기 표면에 부딪히게 하는 수단은 하나 또는 그 이상의 광학요소임을 특징으로 하는 장치.
제8항 또는 제9항에 있어서,

빔 투사 평면의 방위각을 변화시키도록 하는 수단은 회전광학요소임을 특징으로 하는 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서,

광학수단은 거울을 포함함을 특징으로 하는 장치.
제8항, 제9항 또는 제11항에 있어서,

빔 투사평면의 방위각을 변화시키도록 하는 수단은 처리된 표면을 회전시키는 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
실질적으로 실시예에서 언급한 바와 같이 스트리핑될 표면의 측벽으로부터 코팅물질의 실질적으로 완전한 그리고 가속화된 제거를 수행하기 위한 공정.
실질적으로 실시예에서 언급한 바와 같이 스트리핑될 표면의 측벽으로부터 코팅물질의 실질적으로 완전한 그리고 가속화된 제거를 수행하기 위한 장치.