KR20060019259A

KR20060019259A - Method of controlling temperature in asp chamber

Info

Publication number: KR20060019259A
Application number: KR1020040067832A
Authority: KR
Inventors: 심무경
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2006-03-03

Abstract

The present invention relates to a temperature control method for processing an ASP chamber, the process of installing a plurality of temperature sensors in each of the inner and outer places of the chamber body, and the appropriate temperature range different from each other in accordance with the installation position of each temperature sensor Setting the respective values and comparing the temperature detected by the respective temperature sensors with the preset temperature range to stop the operation of the chamber when the at least one temperature sensor detects that the temperature is above or below the preset temperature range. Including the process of, the failure of the wafer due to the unstable stripping process due to the under temperature as well as damage due to overheating inside the ASP chamber can be prevented in advance.

ASP chamber, temperature sensor, over temperature, under temperature, proper temperature

Description

METHOD OF CONTROLLING TEMPERATURE IN ASP CHAMBER}

도 1은 본 발명에 따른 다수의 온도 센서가 설치된 ASP(Advanced Strip Passivation) 챔버의 구성을 도시한 단면도;1 is a cross-sectional view showing the configuration of an ASP (Advanced Strip Passivation) chamber in which a plurality of temperature sensors are installed according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 하나의 온도 센서의 검지 범위를 도시한 도면; 및2 shows a detection range of one temperature sensor according to the invention; And

도 3은 본 발명에 따른 다른 하나의 온도 센서의 검지 범위를 도시한 도면.
3 is a view showing a detection range of another temperature sensor according to the present invention.

본 발명은 ASP 챔버의 가열 온도 이상 유무를 확인하기 위한 방법에 관한 것으로서, 특히 다수의 온도 센서를 사용하고 각 센서에 대한 최저 및 최고 설정치의 범위를 설정하여 복수로 ASP 챔버의 가열 온도 이상 유무를 확인하도록 하는 에이에스피 챔버의 온도 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for checking the heating temperature abnormality of the ASP chamber, and in particular, by using a plurality of temperature sensors and setting the range of the minimum and maximum setting value for each sensor, the presence or absence of the heating temperature abnormality of the ASP chamber in a plurality. It relates to a temperature control method of the ASP chamber to confirm.

통상적으로, 반도체 소자를 제조하기 위한 공정 중 웨이퍼상의 단위층에 패턴을 형성시키는 포토리소그래피(photolithography) 공정은 웨이퍼에 소정의 회로 를 설계한 후 이를 토대로 포토 마스크를 제작하는 공정과, 제작된 포토 마스크에 광원을 조사시켜 포토레지스트(photoresist)가 도포된 웨이퍼를 노광하는 노광 공정과, 상기 노광 공정으로 내부 구조가 변화된 포토레지스트를 현상하는 현상 공정과, 상기 현상 공정으로 형성된 포토레지스트 패턴에 따라 노출된 웨이퍼의 표면을 선택적으로 식각하는 식각 공정 및 상기 식각 공정 후 웨이퍼상에 잔류하는 포토레지스트층을 제거하는 스트리핑(stripping) 공정으로 이루어진다.In general, a photolithography process in which a pattern is formed on a unit layer on a wafer during a process of manufacturing a semiconductor device includes a process of fabricating a photomask based on a predetermined circuit on a wafer, and fabricating a photomask. An exposure step of exposing a photoresist-coated wafer by irradiating a light source to the photoresist, a developing step of developing a photoresist whose internal structure has been changed by the exposure step, and a photoresist pattern formed by the developing step. An etching process for selectively etching the surface of the wafer and a stripping process for removing the photoresist layer remaining on the wafer after the etching process.

상기 스트리핑 공정은 웨이퍼의 표면이나 기판을 손상시키지 않으면서 잔존하는 불필요한 포토레지스트층을 완전히 제거하는 공정으로서, 포토레지스트층을 웨이퍼에서 분리시키는 매개수단으로 유기물, 크롬 황산 혼합물, 수성 아민등의 용제를 스트리퍼(stripper)로 사용하는 습식 스트리핑 공정과, 습식 스트리핑 공정에서 사용되는 약품이나 캐미컬 배스가 필요하지 않고 플라즈마를 이용하여 산소를 여기시키며 여기된 포토레지스트 성분을 산화시키는 방식으로 웨이퍼상의 포토레지스트층을 제거하는 건식 스트리핑 공정으로 나뉘어진다.The stripping process is a process of completely removing the unnecessary photoresist layer remaining without damaging the surface or the substrate of the wafer. The stripping process is a medium for separating the photoresist layer from the wafer. The photoresist layer on the wafer in such a way that a wet stripping process used as a stripper and a chemical or chemical bath used in a wet stripping process are not required, oxygen is excited using plasma and the excited photoresist component is oxidized. It is divided into dry stripping process to remove it.

상술한 습식 및 건식 스트리핑 공정 중, 플라즈마를 사용하는 건식 스트리핑 공정은 최근들어 개선된 스트립 패시베이션(ASP; Advanced Strip Passivation) 챔버를 사용하고 있다. 상기 ASP 챔버는 다수의 가열램프(보통 14개)를 사용하여 웨이퍼 표면을 일정 온도(보통 275℃~285℃)로 가열한 후, 플라즈마에 의한 에너지를 포토레지스트에 가함으로써 불필요한 포토레지스트 막을 깍아내는 장치이다. 이때, 상기 가열 램프에 의해 가열되는 챔버의 내부 온도 조절이 매우 중요하다.Among the wet and dry stripping processes described above, dry stripping processes using plasma have recently used an advanced strip passivation (ASP) chamber. The ASP chamber uses a plurality of heating lamps (typically 14) to heat the wafer surface to a constant temperature (usually 275 ° C to 285 ° C), and then scrapes off the unnecessary photoresist film by applying energy from the plasma to the photoresist. Device. At this time, the internal temperature control of the chamber heated by the heating lamp is very important.

종래에는 ASP 챔버의 내부 온도를 검지하는 온도 센서가 챔버 내부 적소에 설치되며, 상술한 온도 센서에 의해 검지된 온도와 기 설정된 온도를 이용하여 기 설정된 온도 범위를 초과하면 장치의 동작을 정지시키도록 하여 과열로 인한 웨이퍼 및 기기의 손상, 대형 화재등을 미연에 방지하고 있다.Conventionally, a temperature sensor that detects the internal temperature of the ASP chamber is installed at a proper location inside the chamber, and stops the operation of the device when the temperature is exceeded using the temperature detected by the above-described temperature sensor and the preset temperature range. This prevents damage to wafers and devices due to overheating and large fires.

그러나 상술한 바와 같이, 기 설정된 온도 이상의 초과 온도만을 검지할 경우, 챔버의 과열로 인한 웨이퍼의 손상, 화재등은 예방할 수 있으나, 기 설정된 온도 이하의 현재 온도를 검지하지 못함으로써 온도가 낮은데도 높은 온도로 잘못 검지되거나, 낮은 온도에서 프로세싱이 진행되어 완전히 스트리핑 작용이 수행되지 못하여 웨이퍼의 불량율이 증가되는 문제점이 발생하게 되었다.
However, as described above, when detecting only the excess temperature above the preset temperature, it is possible to prevent damage or fire of the wafer due to overheating of the chamber.However, even if the temperature is low by detecting the current temperature below the preset temperature, Incorrect detection of temperature or processing at low temperature prevents a complete stripping action, resulting in an increase in defect rate of the wafer.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 기 설정된 온도 이상의 초과 온도와 기설정된 온도 이하의 온도를 동시에 측정가능하도록 하여 설정 온도 보다 낮은 온도가 검지될 경우 장치를 제어하도록 구성되는 에이에스피 챔버의 온도 제어 방법을 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to configure the device to control the device when a temperature lower than the set temperature is detected by simultaneously measuring a temperature above the preset temperature and a temperature below the preset temperature. It is to provide a method for controlling the temperature of the ASP chamber.

본 발명의 다른 목적은 다수의 온도 센서를 장치의 다양한 위치에 설치하여, 복수로 온도 검지를 수행함으로써, 하나의 온도 센서가 오동작 하더라도 다른 온도 센서가 이를 검지하여 장치의 정확한 제어를 수행하도록 구성되는 에이에스피 챔버의 온도 제어 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to install a plurality of temperature sensors in various locations of the device, by performing a plurality of temperature detection, so that even if one temperature sensor malfunctions is configured to detect the other temperature sensor to perform accurate control of the device It is to provide a method for controlling the temperature of the ASP chamber.

본 발명의 또 다른 목적은 장치내의 정확한 온도 센싱을 검지하여 원활한 스트리핑 공정을 수행하도록 함으로써 웨이퍼 불량율을 감소시키도록 구성되는 에이 에스피 챔버의 온도 제어 방법을 제공하는데 있다.
It is still another object of the present invention to provide a method for controlling the temperature of an ASP chamber configured to reduce wafer defect rate by detecting an accurate temperature sensing in an apparatus and performing a smooth stripping process.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 소정의 척에 의해 지지받는 웨이퍼가 수납되는 챔버 바디와, 상기 챔버 바디의 하측에 설치되어 상기 챔버 바디를 일정 온도로 가열하기 위한 램프 모듈를 포함하는 ASP 챔버의 프로세싱을 위한 온도 제어 방법에 있어서, 상기 챔버 바디의 내부 및 외부 적소에 각각 다수의 온도 센서를 설치하는 과정과, 상기 각각의 온도 센서의 설치 위치에 맞게 서로 다른 적정 온도 범위를 각각 설정하는 과정과, 상기 각각의 온도 센서에 의해 검지된 온도와 상기 기 설정된 온도 범위를 비교하여 적어도 하나의 온도 센서가 상기 기 설정된 온도 범위를 초과하거나 미달됨을 검지하면 챔버의 동작을 정지시키도록 하는 과정을 포함한다.In order to solve the above object, the present invention provides a chamber body for receiving a wafer supported by a predetermined chuck, and a lamp installed under the chamber body to heat the chamber body to a predetermined temperature. A temperature control method for processing an ASP chamber including a module, the method comprising: installing a plurality of temperature sensors respectively in the inner and outer places of the chamber body, and suitable temperature ranges different for each installation position of each temperature sensor; Respectively setting the temperature, and comparing the temperature detected by each temperature sensor with the preset temperature range and stopping the operation of the chamber when the at least one temperature sensor detects that the temperature exceeds or falls below the preset temperature range. It includes the process of making it work.

본 발명에 따르면 다수의 온도 센서는 챔버의 내부와 외부 적소에 적절히 배치된다. 상기 온도 센서는 ASP 챔버의 제어부에 의해 검지되도록 설치되어 있으며, 상기 제어부는 각각 서로 다른 위치에 설치된 온도 센서를 개별적으로 관리하여 ASP 챔버의 가동 여부를 제어하게 된다.According to the present invention, a plurality of temperature sensors are suitably disposed in the interior and exterior locations of the chamber. The temperature sensor is installed to be detected by the controller of the ASP chamber, and the controller controls the operation of the ASP chamber by individually managing temperature sensors installed at different positions.

또한, 적어도 하나의 온도 센서가 설정된 온도값의 범위를 벗어나게 되면 상기 제어부는 ASP 챔버의 프로세스를 중단시킬 수 있다. 그러나 다수의 온도 센서 중 몇 개 이상의 온도 센서가 기 설정된 온도값의 범위를 동시에 벗어났을 경우 프로세스를 중단시키도록 구성될 수 있는데, 이는 일부 온도 센서가 오동작을 할 수 있는 가능성 때문이다.In addition, when the at least one temperature sensor is out of the set temperature range, the controller may stop the process of the ASP chamber. However, several or more of the temperature sensors may be configured to interrupt the process if they are simultaneously outside the preset temperature range, due to the possibility that some temperature sensors may malfunction.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the case where it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 다수의 온도 센서가 설치된 ASP(Advanced Strip Passivation) 챔버(이하 "ASP 챔버"라 함)의 구성을 도시한 단면도로써, 웨이퍼 W가 수납되는 챔버 바디(20)와, 상기 챔버 바디(20)를 가열하기 위한 램프 모듈(30)의 결합으로 구성된다.1 is a cross-sectional view showing a configuration of an advanced strip passivation (ASP) chamber (hereinafter referred to as an "ASP chamber") in which a plurality of temperature sensors are installed, and a chamber body 20 in which a wafer W is accommodated. It consists of a combination of lamp modules 30 for heating the chamber body 20.

상기 챔버 바디(20)는 프로세스 공간 내부 적소에 환형의 웨이퍼 리프트 후프(wafer lift hoop)(22)가 설치된다. 상기 웨이퍼 리프트 후프(22)의 상단에는 웨이퍼를 유동시키는 웨이퍼 리프트 핑거(23)가 설치된다. 상기 웨이퍼 리프트 핑거(23)의 중앙에는 소정의 척(chuk)(21)이 설치되며, 상기 웨이퍼 리프트 핑거에 의해 유동된 웨이퍼 W가 상기 척(21)의 상면에 긴밀히 파지된다.The chamber body 20 is provided with an annular wafer lift hoop 22 in place within the process space. On the upper end of the wafer lift hoop 22, a wafer lift finger 23 for flowing a wafer is installed. A predetermined chuck 21 is installed at the center of the wafer lift finger 23, and the wafer W flowing by the wafer lift finger is closely gripped on the upper surface of the chuck 21.

상기 챔버 바디(20)의 하측에는 램프 모듈(lamp module)(30)이 결합된다. 상기 램프 모듈(30)에는 다수의 램프 고정홈(31)이 형성되어 있으며, 상기 각각의 램프 고정홈(31)에는 각각 가열 램프(32)가 안착 고정된다. 바람직하게는 상기 가열 램프(32)는 14개가 설치될 수 있다. 상기 가열 램프(32)는 미도시된 전원공급부에 병렬로 연결되어 전원을 공급 받음과 동시에, 예를 들어 4:5:5의 세 개의 존(zone)을 이루어 가열 램프의 이상 유무를 제어부에 의해 관리받게 된다.A lamp module 30 is coupled to the lower side of the chamber body 20. A plurality of lamp fixing grooves 31 are formed in the lamp module 30, and heating lamps 32 are respectively seated and fixed in the lamp fixing grooves 31. Preferably, 14 heat lamps 32 may be installed. The heating lamp 32 is connected in parallel with a power supply (not shown) and is supplied with power. For example, the heating lamp 32 is configured to have three zones of 4: 5: 5 by a controller to control the abnormality of the heating lamp. You will be managed.

한편, 상기 챔버 바디(20)와 램프 모듈(30) 사이에는 프로세스 도중 발생하 는 물질로 인하여 가열 램프(32)가 파손되는 것을 방지하기 위한 일정 강도를 갖는 강화 윈도우(25)가 설치된다. 바람직하게는 쿼츠윈도우(quartz window)가 설치될 수 있다.On the other hand, between the chamber body 20 and the lamp module 30 is provided with a reinforcement window 25 having a certain strength to prevent the heating lamp 32 from being damaged due to the material generated during the process. Preferably, a quartz window may be installed.

이후 본 발명에 따른 온도 센서(temperature sensor)(24, 34)가 ASP 챔버(10)의 적소에 설치된다. 도면상에는 두 개의 온도 센서(24, 34)가 설치되었으나, 실시예일 뿐 필요에 따라 그 이상의 온도 센서를 설치하여도 무방하다.The temperature sensors 24, 34 according to the invention are then installed in place in the ASP chamber 10. In the drawing, two temperature sensors 24 and 34 are provided, but only an embodiment may be provided with more than one temperature sensor.

도 1에 도시한 바와 같이, 하나의 온도 센서(24)는 챔버 바디(20) 내부의 웨이퍼 W와 가장 근접한 척(21)의 아랫 부분에 설치하였다. 나머지 하나의 온도 센서(34)는 챔버 바디(20)의 외부에 설치하였다. 공히, 상기 두 개의 온도 센서(24, 34)는 ASP 챔버(10)의 제어부에 의해 검지될 수 있도록 전기적으로 연결되어 있다. 상기 각각의 온도 센서(24, 34)는 설치 위치가 다르기 때문에 제어부는 상기 각각의 온도 센서에 대하여 서로 다른 적정 온도 범위를 인식하여 비교하도록 설정한다. 예를 들어, 챔버 내부에 설치된 온도 센서(24)의 적정 온도 범위는 프로세스 온도와 직접 연관되기 때문에 도 2에 도시한 바와 같이, 약 200℃ ~ 300℃이다. 즉, 상기 제어부는 프로세스에 가장 적합한 온도인 270℃를 기준으로 하여 300℃ 이상은 초과 온도로, 200℃이하이면 미달 온도임을 설정한다. 따라서, 상기 제어부는 상기 온도 센서가 측정한 챔버내의 온도와 상기 설정된 온도 범위를 비교하여 초과 온도 또는 미달 온도로 판단되면 상기 ASP 챔버의 동작을 중지시킬 수 있다.As shown in FIG. 1, one temperature sensor 24 is installed in the lower portion of the chuck 21 closest to the wafer W inside the chamber body 20. The other temperature sensor 34 was installed outside the chamber body 20. At the same time, the two temperature sensors 24, 34 are electrically connected to be detected by the control unit of the ASP chamber 10. Since each of the temperature sensors 24 and 34 has different installation positions, the controller sets the temperature sensors 24 and 34 to recognize and compare different appropriate temperature ranges. For example, the appropriate temperature range of the temperature sensor 24 installed inside the chamber is about 200 ° C. to 300 ° C., as shown in FIG. 2 because it is directly related to the process temperature. That is, the controller sets the temperature above 300 ° C as the excess temperature based on 270 ° C, which is the most suitable temperature for the process, and the temperature below 200 ° C. Therefore, the controller may stop the operation of the ASP chamber when it is determined that the temperature in the chamber measured by the temperature sensor and the set temperature range is determined to be an over temperature or under temperature.

한편, 챔버 외부에 설치된 온도 센서(34)의 적정 온도 범위는 프로세스 온도와 직접 연관되지 않기 때문에 도 3에 도시한 바와 같이, 약 50℃ ~ 90℃이다. 즉, 상기 제어부는 프로세스에 가장 적합한 온도인 70℃를 기준으로 하여 90℃ 이상은 초과 온도로, 50℃이하이면 미달 온도임을 설정한다. 따라서, 상기 제어부는 상기 온도 센서가 측정한 챔버외부의 온도와 상기 설정된 온도 범위를 비교하여 초과 온도 또는 미달 온도로 판단되면 상기 ASP 챔버의 동작을 중지시킬 수 있다.On the other hand, since the appropriate temperature range of the temperature sensor 34 installed outside the chamber is not directly related to the process temperature, as shown in Figure 3, it is about 50 ℃ ~ 90 ℃. That is, the controller sets the temperature above 90 ° C as the excess temperature based on 70 ° C, which is the temperature most suitable for the process, and the temperature below 50 ° C. Therefore, the control unit may stop the operation of the ASP chamber when it is determined that the temperature outside the chamber measured by the temperature sensor and the set temperature range is determined to be an over temperature or under temperature.

상기 ASP 챔버의 제어부는 상술한 두 개의 온도 센서(24, 34)를 각각 개별적으로 검지하고 각각의 온도 센서에 대하여 설정된 서로 다른 적정 온도 범위와 비교하여 하나의 온도 센서에서 검지된 온도가 이상이 있다고 판단되면 기기의 동작을 중지시킬 수 있다. 그러나 이에 국한 되지 않으며, 다수의 온도 센서가 설치되면 적어도 두 개 이상의 특정 갯수의 온도 센서에서 초과 또는 미달 온도가 검지될 때에만 기기의 동작을 중지시킬 수도 있는 것이다.
The controller of the ASP chamber separately detects the two temperature sensors 24 and 34 described above, and compares them with the appropriate temperature ranges set for the respective temperature sensors, indicating that the temperature detected by one temperature sensor is abnormal. If determined, the operation of the device may be stopped. However, the present invention is not limited thereto, and when a plurality of temperature sensors are installed, the device may be stopped only when an excess or under temperature is detected by at least two or more specific number of temperature sensors.

본 발명에 따른 ASP 챔버의 온도 제어 방법은 다수의 온도 센서를 개별적으로 관리하고, 온도 센서 각각의 설치 위치에 따른 서로 다른 설정 온도와 현재 측정 온도를 비교하여 초과 온도뿐만 아니라 미달 온도를 판단하여 기기를 제어하기 때문에 ASP 챔버 내부의 과열로 인한 파손뿐만 아니라 미달 온도로 인한 불안정한 스트리핑 공정에 따른 웨이퍼의 불량을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
The method of controlling the temperature of the ASP chamber according to the present invention manages a plurality of temperature sensors individually, and compares different set temperature and current measurement temperature according to each installation position of the temperature sensor to determine not only the excess temperature but also the under temperature device. Because of the control, there is an effect of preventing the defect of the wafer due to the unstable stripping process due to the under temperature as well as the damage caused by overheating in the ASP chamber.

Claims

In the temperature control method for processing the ASP chamber comprising a chamber body for receiving a wafer supported by a predetermined chuck and a lamp module installed below the chamber body for heating the chamber body to a predetermined temperature,

Installing a plurality of temperature sensors respectively in the inner and outer places of the chamber body;

Setting different appropriate temperature ranges according to the installation positions of the respective temperature sensors; And

Comparing the temperature detected by each temperature sensor with the preset temperature range and stopping the operation of the chamber when the at least one temperature sensor detects that the predetermined temperature range is exceeded or falls short of the preset temperature range. A method for controlling the temperature of an ASP chamber.

The method of claim 1,

In consideration of a malfunction of a specific temperature sensor of the temperature sensor, at least two or more temperature sensors at the same time when the over temperature or under temperature detects the operation of the chamber, characterized in that the ASP chamber.

The method of claim 1,

The temperature sensor is a temperature control method of the ASP chamber, characterized in that installed in the lower portion of the chamber body adjacent to the wafer in the chamber body.

The method according to claim 1 or 3,

Appropriate temperature range of the temperature sensor installed in the chamber body is a temperature control method of the ASP chamber, characterized in that 200 ℃.

The method according to claim 1 or 3,

Appropriate temperature range of the temperature sensor installed outside the chamber body is 50 ℃ ~ 90 ℃ temperature control method of the ASP chamber.