KR20000024751A

KR20000024751A - 오존 에셔의 리테이너

Info

Publication number: KR20000024751A
Application number: KR1019980041427A
Authority: KR
Inventors: 김정주; 김진성; 신은희; 최백순
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2000-05-06

Abstract

본 발명의 오존 에셔의 리테이너는 기존에 비하여 상대적으로 짧은 길이를 갖는 홀과 리테이너의 내부에 중심점을 갖는 라운드를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명의 오존 에셔의 리테이너에 의하면, 리테이너의 홀 입구에서 가스의 와류가 발생되지 않으므로, 안정적인 상태에서 에싱 공정을 진행할 수 있다. 또, 리테이너에서 홀의 길이가 기존 길이에 비하여 상대적으로 짧고, 홀 및 라운드를 표면 연마하였으므로, 파티클이 홀의 내벽에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 표면의 부식을 방지하기 위해 EP 처리를 강화하여 SUS 부식에 의한 Fe, Cr, Ni성 파티클을 억제한다.

Description

오존 에셔의 리테이너(A RETAINER OF AN OZONE ASHER)

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 각질화된 포토레지스트의 표면을 제거하기 위한 에싱 공정에 사용되는 오존 에셔의 리테이너에 관한 것이다.

플라즈마 식각시에 포토레지스트(photoresist; PR) 표면이 각질화되어 다음에 수행되는 PR 스트립 공정을 방해하므로 각질화된 PR의 표면을 제거하는 에싱(ashing) 공정의 장치들 중 웨이퍼 표면의 플라즈마 손상(plasma damage)을 감소시키기 위해 오존(ozone)을 이용한 에싱 장치(오존 에셔; ozone asher)들이 도입되고 있다.

상기 오존 에셔들은 기본적으로 오존 발생기(O₃generator)와 공정 챔버(process chamber), 배출 라인(exhaust line), 그리고 이송 시스템(transfer system) 등으로 구성된다. 상기 오존 발생기는 셀(cell)로 구성되어 있으며, 전압을 가해 상기 셀을 통과하는 산소(O₂)와 질소(N₂)를 O₃, N₂O, O₂가스로 만들어 낸다. 상기 O₃가스는 유기물과의 반응속도가 빠르기 때문에 PR의 탄소(carbon)와 반응하여 벤젠고리를 끊으므로써 휘발성 물질을 생성한다. 그리고, 에싱 공정이 완료된 후, 휘발성 물질인 CO₂, H₂O, NO₂, O₂등은 공정 챔버의 톱 리드(top lid)에 있는 배출 라인을 통해 배출된다.

그러나, 이와 같은 종래 오존 에셔에서는, 도 1에서 보인 바와 같이, 에싱 공정이후, 웨이퍼(500)의 중앙에서 약 2mm 내지 3mm 직경 내에 파티클들(510)이 발생되어 상기 웨이퍼(500)의 중앙에 위치된 칩(chip)을 오염시키는 문제점이 발생되고 있다. 이 파티클들(510)은 2㎛ 내지 5㎛의 크기를 갖고, 5개 내지 10개 정도가 발생되고 있다. 이 파티클들(510)은, 도 2의 성분분석 스펙트럼에서 보인 바와 같이, Al, O, Si가 주성분임을 알 수 있었다. 즉, 종래 오존 에셔에서는 상기 Al, O, Si 성분들이 제거되지 않고 웨이퍼(500)의 중심에 잔존하여 상기 웨이퍼(500) 중심의 칩을 오염시키고 있는 것이다.

이와 같이 상기 웨이퍼(500)의 중심부가 오염되는 원인은 오존 에셔의 구조에 기인하는 것으로 판단되고 있다. 즉, 오존 에셔의 톱 리드 중심에는 배출 라인이 배치되어 있으며, 에싱 공정시 상기 배출 라인은 상기 웨이퍼(500)의 중심의 상면에 위치되기 때문이다.

도 3은 오존 에셔 리테이너의 내부면을 에너지 분산 형광 분석기(E-SEM)로 분석한 결과를 보여주는 그래프이다.

도 3을 참조하면, 리테이너의 내부면에서는 Al, O, Si 성분들과 Fe, Cr, Ni 성분들이 검출되는 것을 알 수 있다. 이와 같은 성분들은 상기 리테이너의 홀 내부면과 상기 홀의 입구에 형성된 라운드 부분에서 검출된다. 상기 홀은 오존 에셔의 배출 라인이 연결된다. 상기 리테이너의 내부면에서 검출되는 Al, O, Si 성분들은 상기 웨이퍼(500)의 중심부에서 검출되는 성분과 일치함을 알 수 있다. 이때, 상기 리테이너의 내부면에서 검출되는 다른 성분들 즉, Fe, Cr, Ni 성분들은 리테이너를 형성한 재질(SUS)의 성분이다. 결국, 상기 Fe, Cr, Ni 성분들은 에싱 공정이 진행되면서 상기 리테이너의 표면으로부터 이탈되어 금속 오염원으로 작용하게 된다.

도 4는 오존 에싱 후 웨이퍼의 부분별 Fe, Cr, Ni의 오염도를 전반사 X-RAY 형광 분석기(TXRF)로 분석한 결과를 보여주는 다이어그램이다.

도 4를 참조하면, 종래 오존 에셔에서 에싱 공정이 진행된 후, 웨이퍼는 Fe, Cr, Ni 성분들에 의해서 오염되는 것을 알 수 있다. 특히, 상기 웨이퍼의 중심부는 Fe, Cr, Ni 성분들에 의한 오염 정도가 큰 것을 알 수 있다.

도 5는 종래 오존 에셔의 리테이너에 의한 가스의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 종래 오존 에셔의 리테이너(600)는 에싱 공정이 진행될 때 상기 리테이너(600)의 홀(610) 입구에서 와류가 발생되는 것을 알 수 있다. 특히, 이와 같은 와류는 상기 홀(610) 입구에 형성된 라운드 부분(620)에서 심하게 발생되는 것을 알 수 있다. 그리고, 상기 리테이너(600)에서 홀(610)의 내부면과 라운드 부분(620)에는 파티클(510)이 부착되는 것을 알 수 있다. 이는 에싱 공정시에 발생된 파티클(510)이 상기 홀(610)을 통하여 배출 라인(700)으로 배출되는 과정에서 원활하게 배출되지 않고, 그 파티클(510)이 상기 홀(610)의 내부면과 라운드 부분(620)에 부착되기 때문이다. 이 파티클(510)은 전술한 바와 같은 Al, O, Si 성분들이다. 이 파티클(510)은 오존 발생기(generator) 및 오존 에셔의 내부에 설치된 파트들에 의해서 발생되는 것으로 리테이너의 표면에 흡착되며, 전술한 바와 같은 Fe, Cr, Ni 성분들과 함께 오염원으로 작용하는 문제점을 일으키게 된다.

이와 같이, 종래 오존 에셔의 리테이너는 Al, O, Si 성분들과 Fe, Cr, Ni 성분들에 의해서 웨이퍼가 오염되도록 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 오존 에셔에서 에싱 공정을 진행할 때 웨이퍼가 Al, O, Si 성분들에 의해서 오염되는 것을 방지할 수 있는 새로운 형태의 오존 에셔의 리테이너를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 오존 에셔에서 에싱 공정을 진행할 때 웨이퍼가 Fe, Cr, Ni 성분들에 의해서 오염되는 것을 방지할 수 있는 새로운 형태의 오존 에셔의 리테이너를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 오존 에셔에서 에싱 공정이후 웨이퍼에 파티클들이 발생된 상태를 보여주는 도면;

도 2는 도 1에서 파티클들의 성분을 에너지 분산 형광 분석기(E-SEM)로 분석한 결과를 보여주는 그래프;

도 3은 오존 에셔의 리테이너의 내부면을 에너지 분산 형광 분석기(E-SEM)로 분석한 결과를 보여주는 그래프;

도 4는 오존 에싱 후 웨이퍼의 부분별 Fe, Cr, Ni의 오염도를 전반사 X-RAY 형광 분석기(TXRF)로 분석한 결과를 보여주는 다이어그램;

도 5는 종래 오존 에셔의 리테이너에 의한 가스의 흐름을 설명하기 위한 도면;

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오존 에셔의 리테이너가 설치되는 오존 에셔의 챔버 구조를 개략적으로 보여주는 도면;

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 오존 에셔의 리테이너를 일부 단면하여 보여주는 사시도;

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 오존 에셔의 리테이너에 의한 가스의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 공정 챔버 20 : 톱 리드

30 : 핫 플레이트 50 : 배출 라인

60 : 리테이너 62 : 리테이너 하면

64 : 리테이너 상면 70 : 홀

72 : 결합홀 74 : 라운드

100 : 웨이퍼

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 에싱 공정이 진행되는 웨이퍼의 윗쪽에 위치되고, 배출 라인이 상면에 연결되는 오존 에셔의 리테이너는 상기 리테이너의 하면으로부터 상면으로 소정 길이를 갖도록 형성되고, 상기 배출라인이 상부에 연결되는 홀 및; 상기 리테이너의 하면으로부터 상기 홀의 하부 입구로 형성되고, 상기 리테이너의 내부에 중심점을 갖도록 형성되는 라운드를 포함한다.

이와 같은 본 발명은 상기 홀의 길이는 상기 리테이너의 하면으로부터 3mm 이내일 수 있다. 또, 상기 홀의 내부면과 상기 라운드는 표면 연마할 수 있다.

본 발명의 오존 에셔의 리테이너는 기존에 비하여 상대적으로 짧은 길이를 갖는 홀과 상기 리테이너의 내부에 중심점을 갖는 라운드를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명의 오존 에셔의 리테이너에 의하면, 리테이너의 홀 입구에서 가스의 와류가 발생되지 않으므로, 안정적인 상태에서 에싱 공정을 진행할 수 있다. 또, 리테이너에서 홀의 길이가 기존 길이에 비하여 상대적으로 짧고, 홀 및 라운드를 표면 연마하였으므로, 파티클이 홀의 내벽에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 6 내지 도 8에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오존 에셔의 리테이너가 설치되는 오존 에셔의 챔버 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리테이너(60)가 설치되는 오존 에셔는 기본적으로 오존 발생기(O₃generator)(도시 않음)와 공정 챔버(process chamber)(10), 배출 라인(exhaust line)(50), 그리고 이송 시스템(transfer system)(도시 않음) 등으로 구성된다. 상기 오존 발생기는 셀(cell)로 구성되어 있으며, 전압을 가해 상기 셀을 통과하는 산소(O₂)와 질소(N₂)를 O₃, N₂O, O₂가스로 만들어 낸다. 애싱 공정을 위한 가스는 상기 오존 발생기로부터 " A "와 같이 상기 공정 챔버(10)에 공급된다. 상기 O₃가스는 유기물과의 반응속도가 빠르기 때문에 PR의 탄소(carbon)와 반응하여 벤젠고리를 끊으므로써 휘발성 물질을 생성한다. 그리고, 에싱 공정이 완료된 후, 휘발성 물질인 CO₂, H₂O, NO₂, O₂등은 상기 공정 챔버(10)의 톱 리드(top lid)(20)에 결합된 상기 배출 라인(50)을 통해 " B "와 같이 배출된다. 상기 공정 챔버(10)의 내부에는 핫 플레이트(30)가 배치되고, 에싱 공정이 진행되는 웨이퍼는 상기 핫 플레이트(30)의 윗면에 로딩된다. 상기 배출 라인(50)의 끝단은 본 발명의 실시예에 따른 리테이너(60)의 상면에 결합된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 오존 에셔의 리테이너를 일부 단면하여 보여주는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 오존 에셔의 리테이너에 의한 가스의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오존 에셔의 리테이너(60)는 오존 에셔에서 에싱 공정이 진행되는 웨이퍼(100)의 윗쪽에 위치되고, 배출 라인이 상면(64)에 연결된다. 상기 리테이너(60)는 상기 리테이너의 하면(62)으로부터 상기 리테이너의 상면(64)으로 형성되는 홀(70)을 갖는다. 이때, 상기 홀(70)의 상부에는 결합홀(74)이 형성된다. 상기 결합홀(74)에는 전술한 배출 라인이 결합된다. 상기 홀(70)의 길이는 상기 리테이너의 하면(62)으로부터 3mm이내가 되도록 한다. 이는 에싱 공정 중에 발생되는 파티클이 상기 홀(70)의 내부면에 흡착되는 확률을 감소시키기 위함이다. 상기 홀(70)과 상기 리테이너의 하면(62)은 라운드(74)를 통하여 연결된다. 상기 라운드(74)는 상기 리테이너(60)의 내부에 중심이 위치되도록 형성된다. 즉, 상기 라운드(74)는 상기 리테이너(60)의 외부로 돌출되는 형태를 갖도록 형성된다. 상기 홀(70)의 내부면과 상기 라운드(74)의 표면은 거칠기를 개선하기 위하여 EP(eletric polishing) 처리와 같은 방법으로 표면 처리된다. 이는 에싱 공정 중에 발생되는 파티클이 흡착되어 에싱 공정시 파티클로 작용하는 것을 방지하기 위함이다. 이와 같은 본 발명의 리테이너(60)는, 도 8에서 보인 바와 같이, 배출 라인으로 배출되는 가스의 흐름이 안정되도록 한다. 즉, 상기 리테이너(60)의 입구에서 와류가 발생되지 않도록 하는 것이다.

이와 같은 본 발명을 적용하면, 리테이너의 홀 입구에서 가스의 와류가 발생되지 않으므로, 안정적인 상태에서 에싱 공정을 진행할 수 있다. 또, 리테이너에서 홀의 길이가 기존 길이에 비하여 상대적으로 짧고, 홀 및 라운드를 표면 연마하였으므로, 파티클이 홀의 내벽에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 표면의 부식을 방지하기 위해 EP 처리를 강화하여 SUS 부식에 의한 Fe, Cr, Ni성 파티클을 억제한다.

Claims

에싱 공정이 진행되는 웨이퍼의 윗쪽에 위치되고, 배출 라인이 상면에 연결되는 오존 에셔의 리테이너에 있어서,

상기 리테이너의 하면으로부터 상면으로 소정 길이를 갖도록 형성되고, 상기 배출라인이 상부에 연결되는 홀 및;

상기 리테이너의 하면으로부터 상기 홀의 하부 입구로 형성되고, 상기 리테이너의 내부에 중심점을 갖도록 형성되는 라운드를 포함하여, 에싱 공정시 상기 웨이퍼를 오염시키는 파티클을 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 오존 에셔의 리테이너.
제 1 항에 있어서,

상기 홀의 길이는 상기 리테이너의 하면으로부터 3mm 이내인 것을 특징으로 하는 오존 얘셔의 리테이너.
제 1 항에 있어서,

상기 홀의 내부면과 상기 라운드는 표면 연마한 것을 특징으로 하는 오존 에셔의 리테이너.