KR20020095702A - Ashing device having aligner - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An ashing apparatus having an alignment key is provided to precisely mount a wafer on the upper surface between inclined portions of a cooling stage such that the wafer is transferred from a chuck of a reaction chamber to the cooling stage after an ashing process, by previously aligning the wafer before the wafer is transferred while using an aligner. CONSTITUTION: The wafer before an ashing process is settled in the chuck of two reaction chambers(110) in which an ashing process is performed. The cooling stage(120) cools the wafer getting hot after the ashing process is completed in the reaction chamber. A transfer unit takes out the wafer from a wafer supplying cassette(140) to which the wafer is loaded before an ashing process, and loads/unloads the wafer into/from the reaction chamber and the cooling stage. The transfer unit makes the wafer received in a wafer receiving cassette(148). Before the transfer unit transfers the wafer to the chuck of the reaction chamber, the aligner(150) aligns the wafer with the position of the chuck in which the wafer is to be settled. The aligner includes optical sensors separated from each other by a predetermined distance.

Description

정렬기를 갖는 에싱 장치{Ashing device having aligner}Ashing device having aligner

본 발명은 반도체용 에싱 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에싱 장치의 쿨링 스테이지에 웨이퍼를 정확히 탑재시킬 수 있는 정렬기를 갖는 에싱 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ashing apparatus for a semiconductor, and more particularly, to an ashing apparatus having an aligner capable of accurately mounting a wafer on a cooling stage of the ashing apparatus.

에싱(Ashing) 공정은 사진 공정(photo step)의 마지막 단계에서 시행되는 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트(photoresist) 막을 제거하는 공정이다. 에싱 공정은 크게 건식과 습식으로 구분된다.An ashing process is a process of removing a photoresist film formed on a wafer which is performed at the end of a photo step. The ashing process is largely divided into dry and wet.

습식은 강력한 산화 작용을 가진 용액(황산과 과산화수소의 혼합액)을 사용하여 포토레지스트를 제거하는 방법으로, 웨이퍼에 손상을 주지 않고 부드럽게 제거하는 것이 가능하고, 건식 방법으로 완전히 제거가 불가능한 찌꺼기등을 제거하는 데 사용하고 있다. 하지만, 처리액중의 파티클(particle)과 폐액처리 및 ?? 스테이션(wet station)의 대형화 등의 문제를 안고 있다.Wet is a method of removing photoresist using a strong oxidizing solution (mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide), which can be removed smoothly without damaging the wafer, and the dry method removes residues that cannot be completely removed. I'm using it. However, the treatment of particles and waste solution in the treatment liquid and ?? There is a problem such as an increase in the size of a wet station.

건식은 산소 플라즈마 방전을 이용하는 방법과 오존을 이용하는 방법으로 크게 나뉘어진다. 산소 플라즈마 에싱 방법은 산소 플라즈마의 부산물인 산소라디칼과 유기물인 포토레지스트가 반응하여 이산화탄소로 변하여 진공 펌프를 통해 배출되므로서 포토레지스트를 제거하는 방법으로서 가장 널리 사용하고 있는 방법이다.Drying is largely divided into a method using an oxygen plasma discharge and a method using ozone. Oxygen plasma ashing method is the most widely used method of removing photoresist as oxygen radical, a by-product of oxygen plasma, and photoresist, which is an organic product, react with each other to be converted into carbon dioxide and discharged through a vacuum pump.

산소 플라즈마를 이용한 에싱 장치 중에, 피에스케이 테크(PSK Tech Inc)의 DAS III는 마이크로웨이브(microwave)를 이용, 웨이퍼를 낱장 처리하는 매엽(single type)처리 방식을 채택해 에싱 과정의 충격으로 인한 소자의 손상을 최소화한 에싱 장치이다. 2개의 반응 챔버(reaction chamber)를 채택해 시간당 100장 이상의 웨이퍼를 처리할 수 있다.Among the ashing devices using oxygen plasma, PSK Tech Inc's DAS III adopts a single type processing method that uses a microwave to process wafers, so that the device is not affected by the impact of the ashing process. An ashing device with minimal damage. Two reaction chambers can be used to process more than 100 wafers per hour.

DAS III 와 같은 에싱 장치(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 에싱 공정이 진행되는 두 개의 반응 챔버(10)와, 에싱 공정이 완료된 후 뜨거워진 웨이퍼(44)를 식혀주는 쿨링 스테이지(20) 및 이송부(30)를 포함한다. 이때,이송부(30)는 에싱 공정전의 웨이퍼(42)가 적재된 공급용 웨이퍼 카세트(40)에서 웨이퍼(42)를 꺼내어 반응 챔버(10) 및 쿨링 스테이지(20)로 로딩/언로딩한 이후에, 쿨링 스테이지(20)에서 냉각 공정까지 완료된 웨이퍼(46)를 수납용 웨이퍼 카세트(48)에 수납한다.An ashing apparatus 100 such as a DAS III, as shown in FIGS. 1 and 2, cools the two reaction chambers 10 undergoing an ashing process and the wafer 44 heated after the ashing process is completed. The cooling stage 20 and the transfer unit 30 is included. At this time, the transfer unit 30 takes the wafer 42 from the supply wafer cassette 40 loaded with the wafer 42 before the ashing process, and loads / unloads the reaction chamber 10 and the cooling stage 20 after the wafer 42 is loaded. The wafer 46 completed from the cooling stage 20 to the cooling process is stored in the storage wafer cassette 48.

이송부(30)가 공급용 웨이퍼 카세트(40)에서 웨이퍼(42)를 꺼내어 반응 챔버의 척(12)에 웨이퍼(42)를 안착시키게 된다. 이때, 척(12)의 상부면에 웨이퍼(42)가 안정적으로 안착될 수 있도록, 상부면은 웨이퍼(42)의 면적보다 크게 형성되어 있고, 상부면의 가장자리 둘레에 콘(cone) 형상의 경사부(14)가 형성되어 있다. 즉, 척(12)으로 이송되는 웨이퍼(42)는 경사부(14)를 따라서 미끄러지면서 척(12)의 상부면에 안착된다.The transfer unit 30 takes the wafer 42 out of the supply wafer cassette 40 and seats the wafer 42 on the chuck 12 of the reaction chamber. At this time, the upper surface is formed larger than the area of the wafer 42 so that the wafer 42 can be stably seated on the upper surface of the chuck 12, the inclined cone shape around the edge of the upper surface The part 14 is formed. That is, the wafer 42 transferred to the chuck 12 is seated on the upper surface of the chuck 12 while sliding along the inclined portion 14.

그리고, 쿨링 스테이지(20) 또한 웨이퍼(44)가 안정적으로 안착될 수 있도록, 상부면의 가장자리 둘레에 콘 형상의 경사부(22)가 형성되어 있다. 하지만, 냉각 공정이 안정적으로 이루어질 수 있도록, 쿨링 스테이지의 경사부(22) 안쪽은 웨이퍼(44)의 면적에 대응되는 면적을 갖는다.In addition, the cooling stage 20 also has a cone-shaped inclined portion 22 formed around the edge of the upper surface so that the wafer 44 can be stably seated. However, the inside of the inclined portion 22 of the cooling stage has an area corresponding to the area of the wafer 44 so that the cooling process can be performed stably.

따라서, 척(12)의 경사면을 따라서 상부면에 안착되는 웨이퍼(42)는 그 위치가 일정하지 못하기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 에싱 공정 후에 쿨링 스테이지(20)로 이송되는 웨이퍼(44)가 쿨링 스테이지의 경사부(22)에 걸려 웨이퍼(44)에 대한 냉각 공정을 제대로 진행할 수 없다. 또한, 경사부(22)에 걸친 웨이퍼(44)가 쿨링 스테이지(20)에서 수납용 웨이퍼 카세트(48)로 다시 옮겨질 때 경사부(22)에 걸친 웨이퍼(44)가 수납용 웨이퍼 카세트(148)에 부딪혀 손상될 수있다.Therefore, since the position of the wafer 42 seated on the upper surface along the inclined surface of the chuck 12 is not constant, as shown in FIG. 2, the wafer transferred to the cooling stage 20 after the ashing process ( 44 is caught by the inclined portion 22 of the cooling stage, so that the cooling process for the wafer 44 cannot proceed properly. Further, when the wafer 44 across the inclined portion 22 is moved back from the cooling stage 20 to the receiving wafer cassette 48, the wafer 44 over the inclined portion 22 receives the wafer cassette 148 for storing. May be damaged.

따라서, 본 발명의 목적은 쿨링 스테이지에 웨이퍼가 정확히 안착될 수 있도록 하는 데 있다.Therefore, an object of the present invention is to enable the wafer to be accurately seated on the cooling stage.

도 1은 종래기술에 따른 에싱 장치의 냉각부를 개략적으로 보여주는 도면,1 is a view schematically showing a cooling unit of an ashing apparatus according to the prior art,

도 2는 도 1의 쿨링 스테이지에 웨이퍼가 안착된 상태를 보여주는 단면도,2 is a cross-sectional view illustrating a state in which a wafer is seated on the cooling stage of FIG. 1;

도 3은 본 발명에 따른 정렬기를 갖는 에싱 장치를 보여주는 도면,3 shows an ashing device with a aligner according to the invention,

도 4는 도 3의 쿨링 스테이지 상에 웨이퍼가 안착된 상태를 보여주는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a state in which a wafer is seated on the cooling stage of FIG. 3.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *Description of the main parts of the drawing

10, 110 : 반응 챔버 20, 120 : 쿨링 스테이지10, 110: reaction chamber 20, 120: cooling stage

30, 130 : 이송부 40, 140 : 공급용 웨이퍼 카세트30, 130: transfer unit 40, 140: wafer cassette for supply

48, 148 : 수납용 웨이퍼 카세트 100, 200 : 에싱 장치48, 148: Wafer cassette 100, 200 for accommodating an ashing device

150 : 정렬부150: alignment unit

상기 목적을 달성하기 위하여, 반도체용 에싱 장치로서, 에싱 공정전의 웨이퍼가 안착되는 척을 가지며, 에싱 공정이 진행되는 두 개의 반응 챔버와; 상기 반응 챔버에서 에싱 공정이 완료된 후 뜨거워진 웨이퍼를 식혀주는 쿨링 스테이지와; 상기 에싱 공정전의 웨이퍼가 적재된 공급용 웨이퍼 카세트에서 웨이퍼를 꺼내어 반응 챔버 및 쿨링 스테이지로 로딩/언로딩한 이후에, 상기 쿨링 스테이지에서 냉각 공정까지 완료된 웨이퍼를 수납용 웨이퍼 카세트로 수납하는 이송부; 및 상기 이송부가 상기 반응 챔버의 척으로 웨이퍼를 이송하기 전에 상기 반응 챔버의 척에 안착될 위치에 맞게 상기 웨이퍼를 정렬하는 정렬기;를 포함하며,In order to achieve the above object, an ashing apparatus for a semiconductor, comprising: two reaction chambers having a chuck on which a wafer before an ashing process is seated, and an ashing process is performed; A cooling stage for cooling the wafer which is heated after the ashing process is completed in the reaction chamber; A transfer unit which takes out the wafer from the supply wafer cassette loaded with the wafer before the ashing process and loads / unloads the reaction chamber and the cooling stage, and then receives the completed wafer from the cooling stage to the cooling process into the receiving wafer cassette; And an aligner for aligning the wafer to a position to be seated on the chuck of the reaction chamber before the transfer unit transfers the wafer to the chuck of the reaction chamber.

상기 정렬기는 소정의 간격을 두고 형성된 광 센서를 구비하여 웨이퍼를 정렬하는 것을 특징으로 하는 정렬기를 갖는 에싱 장치를 제공한다.The aligner provides an ashing device having an aligner, wherein the aligner has an optical sensor formed at predetermined intervals to align the wafer.

본 발명에 따른 에싱 장치는, 척의 상부면 둘레에는 콘 형상의 경사부가 형성되어 있으며, 콘 형상의 경사부 안쪽의 면적은 웨이퍼의 면적에 대응되는 면적을 갖는다.In the ashing apparatus according to the present invention, a cone-shaped inclined portion is formed around the upper surface of the chuck, and the area inside the cone-shaped inclined portion has an area corresponding to that of the wafer.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 정렬기(150)를 갖는 에싱 장치(200)를 보여주는 도면이다. 도 4는 도 3의 쿨링 스테이지(120) 상에 웨이퍼(144)가 안착된 상태를 보여주는 단면도이다.3 shows an ashing device 200 having a aligner 150 in accordance with an embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view illustrating a state in which the wafer 144 is seated on the cooling stage 120 of FIG. 3.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에싱 장치(200)는 에싱 공정전의 웨이퍼(142)가 안착되는 척(112)을 가지며 에싱 공정이 진행되는 두 개의 반응 챔버(110)와, 에싱 공정이 완료된 후 뜨거워진 웨이퍼(144)를 식혀주는 쿨링 스테이지(120)와, 에싱 공정전의 웨이퍼(142)가 적재된 공급용 웨이퍼 카세트(140)에서 웨이퍼(142)를 꺼내어 반응 챔버(110) 및 쿨링 스테이지(120)로 로딩/언로딩한 이후에, 쿨링 스테이지(120)에서 냉각 공정까지 완료된 웨이퍼(146)를 수납용 웨이퍼 카세트(148)에 수납하는 이송부(130)를 포함한다.3 and 4, the ashing apparatus 200 according to the embodiment of the present invention has two reaction chambers 110 having a chuck 112 on which the wafer 142 is placed before the ashing process and the ashing process is performed. The wafer 142 is removed from the cooling stage 120 for cooling the wafer 144 that has been heated after the ashing process is completed and the wafer cassette 140 for supply in which the wafer 142 before the ashing process is loaded. After the loading / unloading into the cooling stage 120 and the cooling stage 120, the transfer unit 130 may receive the wafer 146 completed from the cooling stage 120 to the cooling process in the receiving wafer cassette 148.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 에싱 장치(200)는 이송부(130)가 웨이퍼(142)를 반응 챔버의 척(112)으로 이송하기 전에 반응 챔버의 척(112)에 안착될 위치에 맞게 웨이퍼(142)를 정렬하는 정렬기(150)를 더 구비하고 있다. 정렬기(150)는 소정의 간격, 예컨대 1인치(inch) 두고 광 센서를 구비하여, 척(112)에 안착될 위치에 맞게 웨이퍼(142)를 정렬한다.In particular, the ashing apparatus 200 according to the embodiment of the present invention is suitable for the position where the transfer unit 130 is to be seated on the chuck 112 of the reaction chamber before the wafer 142 transfers the wafer 142 to the chuck 112 of the reaction chamber. A aligner 150 for aligning 142 is further provided. The aligner 150 includes an optical sensor at a predetermined interval, for example, one inch, to align the wafer 142 to a position to be seated on the chuck 112.

그리고, 기존에서 척의 경사부를 따라서 미끄러지면서 웨이퍼가 척의 상부면에 안착될 수 있도록 하였지만, 본 발명의 실시예에서는 정렬기(150)를 이용하여 웨이퍼(142)를 정렬한 이후에 척(112)의 상부면에 안착시키기 때문에, 척의 경사부(114) 안쪽의 상부면의 면적을 웨이퍼(142)의 면적보다 크게 할 필요가 없다. 즉, 척의 경사부(114) 안쪽의 상부면이 척(114)의 상부면에 안착될웨이퍼(142)의 면적에 대응되는 면적을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.In addition, although the wafer may be seated on the upper surface of the chuck while sliding along the inclined portion of the chuck in the related art, in the embodiment of the present invention, the chuck 112 may be aligned after the wafer 142 is aligned using the aligner 150. Since it is seated on the upper surface, it is not necessary to make the area of the upper surface inside the inclined portion 114 of the chuck larger than that of the wafer 142. That is, the upper surface inside the inclined portion 114 of the chuck is preferably formed to have an area corresponding to the area of the wafer 142 to be seated on the upper surface of the chuck 114.

이와 같이 정렬기(150)를 이용하여 정렬된 웨이퍼(142)를 척(112)에 안착시켜 에싱 공정을 진행하고, 에싱 공정이 완료된 웨이퍼(144)를 쿨링 스테이지(120)에 안착시키면, 도 4에 도시된 바와 같이, 정확히 경사부(122) 안쪽의 상부면에 웨이퍼(144)가 안착된다. 이유는 정렬기(150)를 이용하여 정렬된 웨이퍼(142)를 에싱 공정을 거친 이후에 쿨링 스테이지(120)에 안착시키기 때문에, 경사부(122)에 웨이퍼(144)의 가장자리 부분이 걸리는 불량을 해소할 수 있다.As such, when the wafer 142 aligned using the aligner 150 is seated on the chuck 112, the ashing process is performed, and the wafer 144 on which the ashing process is completed is seated on the cooling stage 120, FIG. 4. As shown in FIG. 3, the wafer 144 is seated on the upper surface of the inside of the inclined portion 122 exactly. The reason is that since the wafer 142 aligned using the aligner 150 is seated on the cooling stage 120 after the ashing process, the defect of the edge portion of the wafer 144 on the inclined portion 122 is prevented. I can eliminate it.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples to aid understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented.

따라서, 본 발명의 구조를 따르면 반응 챔버의 척으로 웨이퍼가 이송되지 전에 정렬기로 미리 웨이퍼를 정렬하는 단계를 거치기 때문에, 에싱 공정 후에 반응 챔버의 척에서 쿨링 스테이지로 이송되는 웨이퍼가 쿨링 스테이지의 경사부 사이의 상부면에 정확히 탑재된다.Therefore, according to the structure of the present invention, the wafer is transferred to the cooling stage from the chuck of the reaction chamber after the ashing process, since the wafer is aligned with the sorter before the wafer is transferred to the chuck of the reaction chamber. It is mounted exactly on the upper surface in between.

Claims (2)

반도체용 에싱 장치로서,As an ashing device for a semiconductor, 에싱 공정전의 웨이퍼가 안착되는 척을 가지며, 에싱 공정이 진행되는 두 개의 반응 챔버와;Two reaction chambers having a chuck to which the wafer before the ashing process is seated and in which the ashing process is performed; 상기 반응 챔버에서 에싱 공정이 완료된 후 뜨거워진 웨이퍼를 식혀주는 쿨링 스테이지와;A cooling stage for cooling the wafer which is heated after the ashing process is completed in the reaction chamber; 상기 에싱 공정전의 웨이퍼가 적재된 공급용 웨이퍼 카세트에서 웨이퍼를 꺼내어 반응 챔버 및 쿨링 스테이지로 로딩/언로딩한 이후에, 상기 쿨링 스테이지에서 냉각 공정까지 완료된 웨이퍼를 수납용 웨이퍼 카세트로 수납하는 이송부; 및A transfer unit which takes out the wafer from the supply wafer cassette loaded with the wafer before the ashing process and loads / unloads the reaction chamber and the cooling stage, and then receives the completed wafer from the cooling stage to the cooling process into the receiving wafer cassette; And 상기 이송부가 상기 반응 챔버의 척으로 웨이퍼를 이송하기 전에 상기 반응 챔버의 척에 안착될 위치에 맞게 상기 웨이퍼를 정렬하는 정렬기;를 포함하며,And an aligner for aligning the wafer to a position to be seated on the chuck of the reaction chamber before the transfer unit transfers the wafer to the chuck of the reaction chamber. 상기 정렬기는 소정의 간격을 두고 형성된 광 센서를 구비하여 웨이퍼를 정렬하는 것을 특징으로 하는 정렬기를 갖는 에싱 장치.And the aligner having an optical sensor formed at predetermined intervals to align the wafer. 제 1항에 있어서, 상기 척의 상부면 둘레에는 콘 형상의 경사부가 형성되어 있으며, 콘 형상의 경사부 안쪽의 면적은 웨이퍼의 면적에 대응되는 것을 특징으로 하는 정렬기를 갖는 에싱 장치.2. The ashing apparatus according to claim 1, wherein a cone-shaped inclined portion is formed around an upper surface of the chuck, and an area inside the cone-shaped inclined portion corresponds to an area of a wafer.
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