KR950014946B1 - 마이크로파 플라즈마 다운스트림을 이용한 포토레지스트 애셔 시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

마이크로파 플라즈마 다운스트림을 이용한 포토레지스트 애셔 시스템

제1도는 본 발명에 따른 애셔의 전체 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 공정챔버의 정단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 챔버벽 2 : 지지 플레이트

3 : 냉각 순환 라인 4 : 실린더

5 : 리프터 6 : 히퍼 블럭

7 : 웨이퍼 8 : 리프팅 핀

9 : 디퓨져 10 : 냉각 핀

11,20 : 웨이퍼 카세트 12 : 이송 시프템

13 : 자전관 헤드 14 : 커플러

15 : 가스 주입라인 16 : 공정 챔버

17 : 더미로드 18 : 냉각수단

19 : 프리 점화 장치 21 : 전원

22 : 웨이브가이드 23 : 스터브 튜너

A : 마이크로파 발생부 B : 공정챔버부

C : 웨이퍼 이송부

본 발명은 반도체 소자의 패턴을 형성할 시, 마스크로 사용되는 포토레지스트 제거 장치에 관한 것으로, 특히 마이크로파 플라즈마 다운스트림(down stream)을 이용한 포토레지스트 애셔(asher) 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자의 패턴 형성시 피식각막상에 소정 형태의 포토레지스트를 형성하고, 포토레지스트를 식각마스크로 피식각막을 식각한 다음, 후속 공정 진행을 위해 포토레지스트를 제거하게 된다.

종래의 포토레지스트 제거 장치는 크게 마이크로파를 사용하는 장치와 RF(Radio Frequency) 플라즈마(Plasma)를 이용하는 두가지 장치로 나누어 지게 된다.

그러나 마이크로파를 사용하는 포토레지스트 제거 장치는 웨이브가이드를 통해 전송되는 마이크로파의 일부가 반사되어 자전관 헤드를 손상시키고, 열을 발생하기 때문에 불순물 입자의 발생 그리고 이 불순물이 튜브에 달라붙어 장치를 유지하는데 어려움이 따랐다.

또한 상기 RF플라즈마를 이용한 발명에서는 이온에 의한 웨이퍼 손상이 문제가 되는데, 특히, 소자의 고집적도, 미세화에 따른 패턴의 폭이 64M 이상일때는 0.4㎛ 이하이므로 웨이퍼의 손상이 큰 문제점으로 대두되어 왔다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 포토레지스트를 제거함에 있어서 레디컬을 이용함으로써 이온에 의한 웨이퍼의 손상을 막고, 장치의 유지관리가 용이한 마이크로파 플라즈마 다운스트림을 이용한 포토레지스트 애셔 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

따라서, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 마이크로파 플라즈마 다운스트림을 이용한 포토레지스트 애셔 시스템에 있어서, 가스주입라인으로 주입되는 공정가스를 여기된 플라즈마 상태로 공급받아 웨이퍼에 형성된 포토레지스트가 상기 플라즈마와의 반응에 의해 제거되는 반응공간을 제공하는 공정챔버부 ; 자전관 헤드에 의해 마이크로파를 발생하고, 상기 공정챔버부의 가스주입라인으로 마이크로파를 공급하여 공정가스를 플라즈마화 하는 마이크로파 발생부 ; 및 가공할 웨이퍼를 제1웨이퍼카세트로부터 꺼내어 상기 공정챔버부에 제공하며, 가공이 종료된 웨이퍼는 상기 공정챔버부로부터 꺼내어 제2웨이퍼카세트로 이송하는 웨이퍼이송부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 제1도 및 제2도를 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명하면, 제1도는 포토레지스트를 제거하기 위하여 마이크로파를 이용하여 플라즈마를 형성하도록 하는 전체 시스템 구성의 평면도이고, 제2도는 제1도의 전체 구조도에서 웨이퍼 상에 존재하는 포토레지스트를 플라즈마를 이용하여 제거하는 포토레지스트 제거 장치의 공정챔버를 도시한 정면도이다.

먼저, 제1도에 도시된 바와 같이 포토레지스트를 제거하는 공정 시스템의 전체 구조는 마이크로파를 형성하여 이 마이크로파가 횡으로 진행하도록 함으로써 플라즈마를 형성할 부위에 마이크로파를 공급하는 마이크로파 발생부(A)와 상기 마이크로파 발생부에서 공급되는 마이크로파를 이용하여 공정가스를 플라즈마로 형성하여 웨이퍼를 가공하게 되는 공정챔버부(B), 그리고 상기 공정챔버부(B)에서 가공할 웨이퍼 및 가공이 완료된 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송부(C)로 형성되어 진다.

또한, 상기 공정챔버부(B)와 마이크로파 발생부(A)의 교차부위에 프리점화장치(19)를 형성하여 공정가스의 플라즈마화를 높이므로써 포토레지스트 제거 공정이 원활하게 이루어지도록 하였다.

이어서, 각 부위의 세부 구성을 상세히 설명한다.

먼저, 상기 마이크로파 발생부(A)는 플라즈마 발생에 필요한 2.45㎓, 1400W의 전원을 공급함으로써 마이크로파의 발생을 위한 전원(21)에서 전원을 받아 자전관 헤드(단파형 진공관 헤드)(13)에서 마이크로파를 발생시킨다. 상기 자전관(13)에서 발생한 마이크로파는 공정챔버부에 공정가스를 공급하는 가스공급라인을 가로지르도록 마이크로파를 안내하는 웨이브 가이드(22)가 형성되어지고, 상기 자전관 헤드(13)의 반대편의 끝부분에 해당하는 웨이브가이드(22)의 끝부분에는 상기 가스공급라인을 통과한 후 반사되는 마이크로파를 흡수하기 위하여 더미로드(17)와, 이 더미로드(17)와 인접하여 상기 더미로드(17)의 흡수열을 냉각시키는 냉각수단(18)이 형성된다. 또한 상기 웨이브가이드(22)를 통해 진행하는 마이크로파를 원하는 주파수로 조절하기 위하여 상기 웨이브가이드(22)의 조절이 가능하도록 스터브 튜너(23)가 형성되고, 상기 웨이브가이드(22)를 통해 진행하는 마이크로파와 반사되는 마이크로파를 모니터링 하도록 상기 자전관 헤드(13)와 스터브 튜너(23)사이에 커플러(14)를 형성한다.

상기 공정챔버부(B)는 제2도에 도시된 바와 같이, 히터블럭(6)상에 공정을 행하기 위하여 웨이퍼(8)기 올려지며, 웨이퍼(7)를 가열하기 위하여 가열 수단의 일부인 코일이 히터블럭(6) 주위에 감겨져 있고, 포토레지스트가 제거될 수 있는 적정 온도를 유지시켜 주는 역할을 하기 위한 온도 측정이 가능한 써머커플(Thermocoupler)이 형성 되어지게 된다. 그리고, 상기 히터블럭(6) 내부에는 웨이퍼(7)를 로드(load) 시키거나 언로드(Unload) 시키기 위한 수직 상하 구동을 하는 리프팅 핀(8)과, 상기 리프팅 핀(8)에 수직 구동하는 리프터(5)와, 상기 리프터(5)의 수직동력을 발생시키는 실린더(4)와, 상기 리프터(5)와 실린더(4)를 지지하는 지지 플레이트(2)가 형성되어 진다.

상기 지지 플레이트(2)에 수직으로 형성되어 웨이퍼(7)가 놓이는 히터블럭(6)을 진공상태로 유지하되 60℃ 이하의 온도를 유지하여 폴리머가 형성되지 않도록 냉각수가 흐를수 있는 냉각 순환 라인(3)을 가지는 챔버벽(1)이 형성 되어지고, 상기 웨이브가이드(22)를 가로질러 상기 챔버벽(1)을 관통하여 플라즈마를 공급하게 되는 가스 주입 라인(15)에 가스가 주입되어 마이크로파에 의해 플라즈마를 형성하게 된다. 상기 가스 주입 라인(15)과 웨이브가이드(22) 측벽에는 마이크로파에 의한 플라즈마 형성시 증가하게 되는 온도를 냉각시키는 냉각핀(10)이 형성되어 온도를 내리게 되고, 상기 챔버벽(1) 내부의 가스 주입구(15) 입구에 형성되어 웨이퍼(7)에 균일한 플라즈마 스트림(stream)을 제공하기 위한 샤우워 헤드 또는 디퓨져(9)가 이중으로 형성되어져 웨이퍼 상에 도달하게 되는 플라즈마의 밀도를 균일하게 한다.

끝으로, 제1도의 웨이퍼 이송부(C)는 반도체 공정의 일반적인 이송시스템이 가지는 구성요건으로 이루어지게 되는데, 이는 상기 공정챔버부에 인접하여 형성되어 상기 히터블럭(6)에 웨이퍼(7)를 올려 놓는 로봇 아암(12)과, 상기 웨이퍼(7)을 에리베이터 시스템을 통해 공급하게 되는 웨이퍼 카세트(11)와, 상기 공정이 끝난 웨이퍼(7)를 받는 또 하나의 웨이퍼 카세트(20)로 구성되어 진다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 포토레지스트 게거 장치는 플라즈마 이온의 영향을 줄이기 위하여 RF(Radio Frequency)대신 마이크로파 소오스를 적용 플라즈마의 밀도를 높여 애싱율을 높이고, 여기된 래디컬에 의한 공정으로 이온의 영향을 완전 배제하는 한편, 무전극에 의한 불순물 입자를 줄이고, 온도의 조절이 가능한 가열 플래튼(platen)의 설계와 공정 챔버내의 균일한 소프트 진공 라인을 적용하여 종래의 장비들이 갖는 가장 큰 요소인 불순물 입자 발생 및 균일도 문제의 개선을 위하여 마이크로파의 반사률을 제로(zero)로 하여 내부열을 없애고, 폴리머의 형성을 방지하여 고집적 반도체 소자의 신뢰도를 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 마이크로파 플라즈마 다운스트림을 이용한 포토레지스트 애셔 시스템에 있어서, 가스주입라인(15)으로 주입되는 공정가스를 여기된 플라즈마 상태로 공급받아 웨이퍼(7)에 형성된 포토레지스트가 상기 플라즈마와의 반응에 의해 제거되는 반응공간을 제공하는 공정챔버부(B) ; 자전관 헤드(13)에 의해 마이크로파를 발생하고, 상기 공정챔버부(B)의 가스주입라인(15)으로 마이크로파를 공급하여 공정가스를 플라즈마화하는 마이크로파 발생부(A) ; 및 가공할 웨이퍼를 제1웨이퍼카세트(11)로부터 꺼내어 상기 공정챔버부(B)에 제공하며, 가공이 종료된 웨이퍼는 상기 공정챔버부(B)로부터 꺼내어 제2웨이퍼카세트(20)로 이송하는 웨이퍼이송부(C)를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 다운스트림을 이용한 포토레지스트 애셔 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 공정챔버부(B)와 마이크로파 발생부(A)의 교차부위에 플라즈마 발생을 더욱 원활히 하는 프리점화장치(19)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 다운스트림을 이용한 포토레지스트 애셔 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 마이크로파 발생부(A)는, 상기 자전관 헤드(13)에서 발생한 마이크로파가 상기 가스공급라인(15)을 가로지르도록 안내하는 웨이브 가이드(22)와 ; 상기 자전관 헤드(13)의 반대편의 끝부분에 해당하는 웨이브가이드(22)의 끝부분에 형성되어 상기 가스공급라인을 통과한 후 반사되는 마이크로파를 흡수하는 더미로드(17)와 ; 상기 더미로드(17)와 인접하여 형성되어 더미로드(17)의 흡수열을 냉각시키는 냉각수단(18)과 ; 상기 웨이브가이드(22)상에 형성되어 상기 웨이브가이드(22)를 통해 진행하는 마이크로파를 원하는 주파수로 조절하는 스터브 튜너(23) ; 및 상기 자전관 헤드(13)와 스터브 튜너(23) 사이에 형성되어 상기 웨이브가이드(22)를 통해 진행하는 마이크로파와 반사되는 마이크로파를 모니터링 하는 커플러(14)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 다운스트림을 이용한 포토레지스트 애셔 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 공정챔버부(B)는, 웨이퍼가(7)가 올려지고 상기 웨이퍼(7)를 가열하는 가열수단을 가지는 히터블럭(6)과 ; 상기 히터블럭(6) 내부에 형성되어 웨이퍼(7)를 수직 상하 구동하는 리프팅 핀(8)과 ; 상기 리프팅 핀(8)을 수직구동하는 리프터(5)와 ; 상기 리프터(5)의 수직 동력을 발생시키는 실린더(4)와 ; 상기 리프터(5)와 실린더(4)를 지지하는 지지 플레이트(2)와 ; 상기 지지 플레이트(2)상에 수직으로 형성되어 웨이퍼(7)가 놓이는 히터블럭(6)을 진공상태로 유지하되 냉각수가 흐를수 있는 냉각 순환 라인(3)을 가지는 챔버벽(1)과 ; 상기 가스주입라인(15)과 상기 웨이브가이드(22) 측벽에 형성되어 온도를 냉각시키는 냉각핀(10) ; 및 상기 챔버벽(1) 내부의 가스주입구(15) 입구에 형성되어 웨이퍼(7)에 균일한 플라즈마 스트림(stream)을 제공하는 디퓨져(9)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 다운스트림을 이용한 포토레지스트 애셔 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 히터블럭(6)의 가열수단은 히터블럭(6) 주위에 형성되어 히터블럭을 가열시키는 코일로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 다운스트림을 이용한 포토레지스트 애셔 시스템.
6. 제4항에 있어서, 상기 디퓨져(9)는 이중으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 다운스트림을 이용한 포토레지스트 애셔 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 이송부(C)는, 상기 제1웨이퍼카세트(11)와 상기 공정챔버부(B) 및 상기 제2웨이퍼카세트(20)에 인접하여 형성되어 웨이퍼를 이송하는 로봇 아암(12)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 플라즈마 다운스트림을 이용한 포토레지스트 애셔 시스템.