KR20000020353A - 금속성분을 포함하는 폴리머를 제거하는 방법 - Google Patents

금속성분을 포함하는 폴리머를 제거하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 표면에 집적회로(Integrated circuit)를 형성하는 가공공정(FAB process)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 감광막을 이용하여 회로패턴을 형성한 후 감광막을 제거하는 과정에서 발생하는 폴리머(Polymer) 중 금속성분을 포함하는 Si-Al(2O3)-C-F-O2-H2계열의 폴리머를 제거하는 방법에 관한 것이며, 이를 위하여 감광막을 제거하기 위하여 반응실 내로 공급되는 공정가스에 산소와 아르곤을 포함시킨 후 이온화시켜 감광막을 제거하는 방법을 개시하며, 이러한 방법을 통하여 감광막을 제거함과 함께 금속성분을 포함하는 폴리머를 제거할 수 있고, 나아가 웨이퍼 상에 형성되는 집적회로의 불필요한 접촉을 방지하여 전기적 쇼트와 같은 불량을 방지할 수 있다.

Description

금속성분을 포함하는 폴리머를 제거하는 방법( Method for removing polymer comprising metal component )
본 발명은 웨이퍼의 표면에 집적회로(Integrated circuit)를 형성하는 가공공정(FAB process)에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 감광막(Photoresist)을 이용하여 회로패턴을 형성한 후 감광막을 제거하는 과정에서 발생하는 폴리머(Polymer) 중 금속성분을 포함하는 폴리머를 제거하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼 가공공정은 반도체 물질의 얇고 둥근 판인 웨이퍼의 안 또는 위에 집적회로 등을 형성하는 일련의 조작으로서, 확산(Diffusion), 사진(Photo), 식각(Etch), 박막(Thin film) 등의 가공공정들을 여러 차례 반복하여 진행된다.
집적회로는 웨이퍼 위로 금속층 또는 절연층의 여러 층들이 적층되어 형성되는 것이 일반적이며, 이와 같은 작업을 위하여 감광막을 입히고 제거하는 공정이 반복적으로 필요하게 된다.
이 중에서 감광막을 제거하는 공정은 습식방법과 건식방법이 있다. 습식방법(Wet)은 화공약품 등을 사용하는 것이며, 건식방법(Dry)은 플라즈마(Plasma) 방전을 이용하는 것이다. 건식방법을 더욱 상세히 설명하면, 웨이퍼를 반응실에 넣고 고주파 전원(Radio Frequency power)을 인가한 상태에서 산소와 같은 공정가스를 주입하여, 반응실 내부의 플라즈마 방전을 이용하여 산소를 높은 에너지 준위로 여기시킴으로써 감광막을 산화시키는 방법이다. 이처럼 집적회로를 형성하는 공정 중 특히 집적회로를 형성하기 위한 식각공정에서 감광막과 감광막이 입혀진 웨이퍼의 표면 - 예를 들어 산화막, 질화막 등 - 이 반응하여 감광막 및 웨이퍼의 표면이 제거되고 남는 잔여물인 폴리머(Polymer)가 생성될 수 있다.
일반적으로 산소(O2)를 포함하는 공정가스(Process gas)가 사용된 건식방법을 통하여 감광막을 제거할 때, C-F-O2-F2계열의 폴리머는 쉽게 제거가 되지만, Si-Al(2O3)-C-F-O2-H2계열과 같이 금속성분을 포함하는 폴리머는 쉽게 제거되지 않고 남게 된다. 이처럼, 감광막을 제거하고 난 후 잔존하는 폴리머는 추후 진행되는 공정에서 회로들을 불필요하게 접촉시켜 전기적 쇼트를 유발할 수 있다.
본 발명의 목적은 금속성분을 포함하는 폴리머를 제거하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 폴리머를 제거하는 방법을 도시한 순서도,
도 2는 본 발명에 따라 폴리머가 제거되는 반응실의 일 예를 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
110 : 웨이퍼 120, 130 : 전극
140 : 고주파 전원(RF power) 150 : 반응관
160 : 가스 주입구 170 : 가스 배기구
200 : 반응실
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 웨이퍼의 표면에 형성된 감광막을 제거함에 따라 발생되는 폴리머를 제거하는 방법에 있어서, 폴리머는 금속성분을 포함하고 있으며, 반응실 내로 산소(O2)와 아르곤(Ar)을 포함하는 공정가스가 공급된 후 플라즈마 방전을 통하여 이온화되어 폴리머를 제거하는 것을 특징으로 하는 폴리머를 제거하는 방법을 제공한다. 이 때 폴리머는 알루미늄(Al)과 같은 금속성분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 폴리머를 제거하는 방법을 도시한 순서도이다. 이를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 방법은 소정의 공정조건 - 예를 들어, 반응실 내의 압력(Low pressure)과 온도(High temperature) 및 고주파 전원(RF power) 등 - 을 갖춘 반응실 내로 산소와 아르곤을 포함하는 공정가스를 공급하는 단계(10)와, 반응실 내부에서 플라즈마 방전을 통하여 공급된 공정가스를 높은 에너지 준위를 갖도록 이온화시키는 단계(20)와, 이들 이온에 의해 감광막과 함께 부산물인 폴리머를 제거하는 단계(30)를 포함한다. 특히, 본 발명에 따른 방법은 알루미늄(Al) 등과 같은 금속성분을 포함하는 Si-Al(2O3)-C-F-O2-H2계열의 폴리머를 대상으로 한다.
도 2는 본 발명에 따라 폴리머가 제거되는 반응실의 일 예를 간략히 도시한 단면도이다. 도 2를 참고로 하여 반응실의 구조를 설명하면 다음과 같다.
도 2의 반응실은 크게 한 개의 웨이퍼(110)가 수평으로 놓여지며 접지된 하부전극(120), 하부전극과 마주보며 수직으로 이격된 상부전극(130) 및 상/하부전극을 포함하며 외부로부터 밀폐된 반응관(150)으로 구성된다. 반응관 내부의 상/하부전극 사이에서 플라즈마 방전을 유도하기 위하여 고주파 전원(140)이 상부전극에 연결되어 있으며, 공정가스(162)가 주입되는 가스 주입구(160)가 반응관(150)의 상부에 연결되어 있고, 반응이 끝난 후의 배기가스(172) 등을 배출하는 가스 배기구(170)가 반응관(150)의 하부에 연결되어 있다. 배기가스(172)는 가스 배기구(170)에 연결된 진공펌프(Vacuum pump)와 같은 배기장치(도시되지 않음)에 의해 배기된다.
이와 같은 구조의 반응실은 감광막 제거 공정에 사용되는 일반적인 구조의 일 예이며, 단지 금속성분이 함유되어 있는 Si-Al(2O3)-C-F-O2-H2계열의 폴리머를 제거하기 위하여 반응실 내로 주입되는 공정가스에 산소와 아르곤을 포함하는 것을 특징으로 한다.
아르곤 가스는 비활성 기체(Inert gases)이며, 경제적인 범위 내에서 사용할 수 있는 비활성 기체들 중에서 분자량이 큰 것을 특징으로 한다. 이에 따라 아르곤 가스가 산소와 혼합되어 반응실 내에서 이온화될 때 활발한 이온의 작용으로 인하여 금속성분을 포함하는 폴리머를 제거할 수 있다.
위에서 기술한 소정의 공정조건을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
반응실 내의 압력은 약 800 mTorr이고 고주파 전원의 크기는 약 300 W일 때, 반응실 내로 공급되는 공정가스는 약 300 sccm의 아르곤 가스와 약 50 sccm의 산소 가스가 포함되는 것이 바람직하다. 이때 상/하부전극 사이의 거리는 약 1.2cm로 구성되는 것이 바람직하다.
위와 같은 공정조건은 금속성분을 포함하는 폴리머를 제거하기 위한 바람직한 범위이며, 실제로 감광막 및 폴리머를 제거하기 위한 공정은 약 5 Torr 이하의 범위에서 수행될 수 있다.
이상과 같은 방법을 통하여 알루미늄을 포함하는 금속성분을 포함하는 Si-Al(2O3)-C-F-O2-H2계열의 폴리머를 제거할 때, 반응실 내로 산소와 아르곤을 포함하는 공정가스를 주입하여 감광막 제거 및 폴리머 제거 공정을 수행함으로써 금속성분을 포함하는 폴리머를 감광막과 거의 동시에 제거할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 한 개의 웨이퍼에 대응되는 반응실의 구조만을 도시하였으나, 이와는 달리 복수개의 웨이퍼들이 동시에 가공되는 방식의 반응실에 대하여도 본 발명의 사상이 적용됨은 자명하다.
본 발명에 따른 금속성분을 포함하는 폴리머를 제거하는 방법은 반응실 내로 산소와 아르곤을 포함하는 공정가스를 공급한 후 플라즈마 방전을 통하여 이온화하여 폴리머를 제거하는 방법을 특징으로 하며, 이러한 방법에 따라 폴리머를 제거할 때 종래 산소를 이온화시켜 감광막을 제거하던 공정에 비하여 Si-Al(2O3)-C-F-O2-H2계열의 폴리머를 별도의 공정 없이 제거할 수 있으며, 이를 통하여 감광막의 제거 공정이 끝난 웨이퍼를 추후 공정으로 진행시킬 때 회로들간의 불필요한 접촉 등으로 인한 전기적 쇼트 등을 방지할 수 있고, 나아가 집적회로의 불량율을 낮출 수 있다.

Claims (5)

  1. 웨이퍼의 표면에 형성된 감광막을 제거함에 따라 발생되는 폴리머를 제거하는 방법에 있어서,
    상기 폴리머는 금속성분을 포함하고 있으며,
    반응실 내로 산소(O2)와 아르곤(Ar)을 포함하는 공정가스가 공급된 후 플라즈마 방전을 통하여 이온화되어 상기 폴리머가 제거되는 것을 특징으로 하는 폴리머를 제거하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속성분은 알루미늄(Al)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머를 제거하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 반응실은
    웨이퍼가 수평으로 놓여지며, 접지되어 있는 하부전극;
    상기 웨이퍼의 위에 형성되며, 고주파 전원에 연결된 상부전극;
    상기 상/하부전극을 포함하며, 외부로부터 밀폐된 반응관;
    상기 반응관의 상부에 형성되며, 상기 공정가스들이 공급되는 주입구; 및
    상기 반응관의 하부에 형성되며, 상기 반응관 내의 압력을 조절시키는 배기장치와 연결된 배기구;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머를 제거하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 반응실 내의 압력은 약 5 Torr 이하인 것을 특징으로 하는 폴리머를 제거하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 반응실 내의 압력은 약 800 mTorr이고, 상기 전극들 사이의 간격은 약 1.2 Cm이고, 상기 고주파 전원의 크기가 약 300 W일 때, 상기 공정가스는 약 300 sccm의 아르곤 가스와 약 50 sccm의 산소 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머를 제거하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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