(57)【要約】【課題】 ドライエッチャに洗浄工程を付加してドライエッチャの適用範囲をメタル膜エッチング工程まで拡大させるエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャを提供する。【解決手段】 エッチングガスを注入して基板上の膜をエッチングするエッチング部と、エッチング部により処理された基板を移送させる移送部と、移送部により移送された基板を洗浄する洗浄部と、を備えるエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ。【選択図】 図４
2008034800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチングガスを注入して基板上の膜をエッチングするエッチング部と、
前記エッチング部により処理された基板を移送させる移送部と、
前記移送部により移送された基板を洗浄する洗浄部と、を備えるエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ。
【請求項２】
前記エッチングガスは、塩素またはフッ素を含むガスである請求項１に記載のエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ。
【請求項３】
前記基板上の膜は金属からなる請求項１に記載のエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ。
【請求項４】
前記エッチング部は、エッチングガスが注入される注入口と、前記注入口から導かれたエッチングガスによりエッチング工程が行われる空間を提供するエッチングチャンバと、を備える請求項１に記載のエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ。
【請求項５】
前記エッチング部は、前記注入口から導かれたエッチングガスが前記エッチングチャンバ内へ分散されるように、複数の通孔が形成された噴射板をさらに備える請求項４に記載のエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ。
【請求項６】
前記洗浄部は、脱イオン水を前記移送された基板上に噴射するインシャワーナイフと、ガスを噴射して前記移送された基板を乾燥させるエアーナイフとを備える請求項１に記載のエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ。
【請求項７】
前記洗浄部は、吸入機能を行う吸入ナイフをさらに備える請求項６に記載のエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ。
【請求項８】
前記洗浄部は、前記インシャワーナイフと前記エアーナイフとを付着し、前記インシャワーナイフとエアーナイフとを基板上に移動させるフレームをさらに備える請求項６に記載のエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ。
【請求項９】
前記洗浄部は、前記インシャワーナイフ、前記吸入ナイフ及び前記エアーナイフを付着し、前記インシャワーナイフ、前記吸入ナイフ及び前記エアーナイフを基板上に移動させるフレームをさらに備える請求項７に記載のエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ。
【請求項１０】
前記移送部は、前記エッチング部から処理された基板を複数のシャフトに付着されたローラを回転させることにより移送する請求項１に記載のエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ。
【請求項１１】
前記移送部は、基板を把持するニッパーと、前記ニッパーを支持する複数のロッドと、前記ロッドを回転するシャフトとを備えるインデックスロボットによって、エッチング部から洗浄部へ基板を移動させる請求項１に記載のエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ。
【請求項１２】
エッチング部から処理された基板を臨時に格納するバッファ部をさらに備える請求項１に記載のエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャに係り、より詳細には、ドライエッチャに洗浄工程を付加してドライエッチャの適用範囲をメタル膜エッチング工程まで拡大させるエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にエッチング工程とは、ウエハ上に形成されたフォトレジストのパターンによって下部に形成された膜を除去する工程を言う。ウエハ表面をエッチングする方法には、ウェットエッチングとドライエッチングとの二種がある。
【０００３】
ウェットエッチングは、ウエハをエッチング溶液に入れて化学的反応により薄膜をエッチングすることであり、選択性及び生産性が高いという長所がある。しかし、化学的エッチングの特性上等方性エッチング現象によりアンダーカットが発生し、これは微細パターンの形成に不利な面がある。
【０００４】
一方、ドライエッチング方法は、ガスを垂直に噴射して垂直衝突による非等方性エッチングを行える。したがって、ドライエッチングによっては微細なパターンを形成でき、化学液を使用しないため工程がきれいで安全であり、最近にはドライエッチング方法が多く使われている。しかし、物理的衝突によるエッチング特性で特定物質のみを選択的にエッチングできる選択性が落ちるという短所がある。
【０００５】
このように、ドライエッチングガスとして塩素ガスまたはフッ素ガスを含むエッチングガスを使用する場合には、エッチング工程後にウエハ上に塩素ガスまたはフッ素ガス層が形成されうる。このようなガス層は、空気中の水蒸気と反応して強酸に該当する塩酸（ＨＣＬ）またはフッ酸（ＨＦ）を形成して、ウエハに位置する金属を腐食させる恐れがある。
【０００６】
したがって、従来には塩素ガスまたはフッ素ガスを含むエッチングガスを使用するドライエッチング装置は、金属膜をエッチングさせるのに使用できず、非金属膜エッチング用としてドライエッチング装置を主に使用した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記のような問題点に鑑みてなされたものであり、洗浄工程をドライエッチャに付加して、ドライエッチング工程を非金属膜だけでなく金属膜のエッチング工程まで拡大することを目的とする。
【０００８】
本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及されていない他の目的は下の記載から当業者に明確に理解されうる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために、本発明の一実施形態によるエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャは、エッチングガスを注入して基板上の膜をエッチングするエッチング部と、前記エッチング部により処理された基板を移送させる移送部と、前記移送部により移送された基板を洗浄する洗浄部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エッチング工程により処理された基板に残留した塩素ガス層を除去することによって、基板のパターンが腐食することを遮断できる。したがって、ドライエッチャを金属からなる膜のエッチング工程に使用できる。
【００１１】
本発明の効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及されていないさらに他の効果は特許請求の記載から当業者に明確に理解されうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
その他の実施例の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。
【００１３】
本発明の利点及び特徴、そしてこれを達成する方法は添付された図面に基づいて詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施例に限定されるものではなく、この実施例から外れて多様な形に具現でき、本明細書で説明する実施例は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で当業者に発明の範ちゅうを完全に報せるために提供されるものであり、本発明は請求項及び発明の詳細な説明によってのみ定義される。一方、明細書全体に亙って同一な参照符号は同一な構成要素を示す。
【００１４】
以下、本発明の望ましい実施形態について添付された図面を参照してさらに詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態によるエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャでエッチング部を示す簡略図であり、図２は、本発明の一実施形態によるエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャで洗浄部を示す斜視図である。
【００１６】
本発明の一実施形態による洗浄工程を付加したドライエッチャは、エッチング部１００、洗浄部２００、移送部３００を備えることができる。
【００１７】
図１で図示するエッチング部１００は、エッチングガスを使用して基板上の下部膜のパターンを生成する役割を行い、エッチングチャンバ１１０、ガス注入口１２０、噴射板１４０及び基板装着部１３０を備えることができる。
【００１８】
エッチングチャンバ１１０は、チャンバの下部に設置された基板装着部１３０に位置した基板Ｗをエッチングできる空間を提供する。エッチングチャンバ１１０は、外部から注入されるエッチングガスをガス注入口１２０から供給され、エッチング工程で残っている内部の残存物を外部に排出させうる排気口１５０を備えることができる。また、エッチングチャンバ１１０の内部を上下に分離させると同時に、板面に垂直に複数の貫通孔１４２を持つ噴射板１４０を備えることができる。エッチングチャンバ１１０は、基板を処理せねばならないので、基板サイズより広い断面積を持ち、最近の大型化された基板を処理できるように広い空間でなりうる。
【００１９】
基板装着部１３０は、エッチングチャンバ１１０の下部に位置し、基板をエッチング工程中に基板装着部１３０に固定させる機械的または電子的な固定部を持つことができる。基板装着部１３０は、望ましくは、誘電分極現象で発生する静電気力を制御して、基板を誘電体表面に吸着または離脱させる機能を行う静電チャックで構成されうる。
【００２０】
ガス注入口１２０は、外部からエッチングガスを供給されてエッチングチャンバ１１０に提供する役割を行う。外部から提供されるエッチングガスがエッチングチャンバ１１０に供給されるように、ガス注入口１２０はエッチングチャンバの上部と連結されて付着される。ガス注入口１２０をエッチングチャンバ１１０と付着させる結合手段として雌雄ねじ結合、リベット結合、ボルトナット結合などが使われ、当業者によって変更できる接着、テーピングまたは溶接なども使われうる。
【００２１】
図２で図示する洗浄部２００は、エッチング部１００により処理された基板を、脱イオン水を使用して表面の残留物と塩素ガス層とを除去する役割を行い、ナイフユニット２１０、２２０、２３０、フレーム２０５、基板装着部２７０及び駆動部２４０を備えることができる。
【００２２】
ナイフユニット２１０、２２０、２３０は、洗浄部２００で基板の洗浄工程を行う一つ以上のナイフを備え、インシャワーナイフ２１０、吸入ナイフ２２０及びエアーナイフ２３０を備えることができる。
【００２３】
インシャワーナイフ２１０は、洗浄部２００で基板を洗浄するために使用する脱イオン水を基板上に噴射する役割を行う。インシャワーナイフ２１０は、脱イオン水を基板上に十分な流動速度で噴射するために出口の断面積を狭くすることができる。インシャワー(In-shower)ナイフの出口の形態は、残留物の付着強度及び塩素ガス層の接着力を考慮して十分な流動速度が出るように多様に変更できる。
【００２４】
例えば、インシャワーナイフ２１０は、図２で図示するように、ナイフの出口端部が開放されて、開放された出口を通じて脱イオン水が供給されうる。また、ナイフの出口を密閉して出口部位の複数のホールを備えて、ホールを通じて脱イオン水を供給できる。このように、インシャワーナイフを図２で図示する形状と異なって複数のシャワーヘッド（図示せず）を備えて、脱イオン水をシャワーヘッダの通孔を通じて噴射できる。
【００２５】
吸入ナイフ２２０は、インシャワーナイフを通じて噴射された脱イオン水が基板に残留されずに飛び散る脱イオン水を吸入できる。したがって、吸入ナイフ２２０は、吸入できるように吸入口の断面積が、相対的にインシャワーナイフ２１０またはエアーナイフ２３０に比べて広い。ただし、脱イオン水が基板に十分に吸着されて飛び散らない場合には、吸入ナイフを備えないか、吸入ナイフをして吸入工程を行わせないことができる。
【００２６】
エアーナイフ２３０は、基板上に噴射される脱イオン水を乾燥させる役割を行う。したがって、図２で図示するようにエアーナイフ２３０を一定の方向に傾けてガスを吹くことによって、脱イオン水を一方向に押し出すことができる。これと共に、エアーナイフ２３０を基板上で上側または下側に斜めに向かわせて脱イオン水を斜めに向かう方向である上側または下側に押し出すことができる。これと共に、基板の移送角度をおいて斜めに移送しつつ空気を噴射して、薬液や脱イオン水を基板上から速く押し出しつつ基板を乾燥させることができる。
【００２７】
図２に示すように、フレーム２０５は複数のナイフを付着できる。例えば、インシャワーナイフ２１０、吸入ナイフ２２０、エアーナイフ２３０を順次に付着できる。ただし、エアーナイフが平面上で一定角度を持つのでフレームに斜めに付着されうる。また、工程上の速度と各ナイフとの干渉を考慮する時、一定の間隔をおいて各ナイフを付着することが望ましい。
【００２８】
図２で図示するように、基板を停止状態にし、フレーム２０５を移動させることにより各ナイフ２１０、２２０、２３０を移動させることができる。したがって、基板上を各ナイフが移動しつつ各ナイフは該当する機能を行える。例えば、インシャワーナイフ２１０は、基板に脱イオン水を噴射して基板の残留物を除去し、塩素ガス層にある塩素などを除去できる。そして、吸入ナイフ２２０が移動しつつ飛び散る脱イオン水を吸入して除去できる。最後にエアーナイフ２３０により基板上に残留する脱イオン水を一方向に押し出しつつ、ガスの流動により基板表面を乾燥させることができる。
【００２９】
駆動部は、フレーム２０５を左右に動かす役割を行う。フレーム２０５は、スライド２５０またはレール上での移動が可能であり、これを移動させるために、電動モータ（図示せず）または油圧によるピストン（図示せず）によってフレーム２０５を移動させることができる。正確な位置を制御するために、チェーンを利用するか、位置センサー（図示せず）をさらに備えることができる。
【００３０】
洗浄部２００の基板装着部２７０は、エッチング部１００の基板装着部１３０と同じ役割を行う。したがって、洗浄部２００の基板装着部２７０は、洗浄部で処理される基板を固定させる機械的または電子的な固定部を持つことができる。このように洗浄部により処理された基板を移送させるように、基板装着部２７０が移動自在に設計されうる。
【００３１】
図３は、本発明の一実施形態によるエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャを示す平面図である。
【００３２】
移送部３００は、エッチング部１００からエッチング工程が行われた後に基板を洗浄部２００に運搬する役割を行う。例えば、移送部３００は、図３に示すようにローラ３１０とシャフト３２０とを備えることができる。言い換えれば、一つのシャフト３２０に複数のローラ３１０を付着することによって、シャフトの回転で相対的に半径の大きいローラを回転させて基板を移送させることができる。エッチング部１００から洗浄部２００まで基板を移送させるためには、図３に示すように、複数のシャフト３２０を備えることができる。このような複数のシャフトを駆動させるために駆動部３３０を備えることができる。シャフトの枠に装着されているローラ３４５を、駆動モータの回転力を発生させる駆動部３３０により回転させることができる。各シャフトの回転速度を同一にするために、各シャフトの枠のローラ３４５をベルト３４０またはチェーンで一体に連結して、一つの駆動部３３０により回転させることができる。
【００３３】
また同じ回転速度を発生させるために、駆動部に噛み合うローラの代わりにチェーンにより駆動されるようにチェーンの溝と当接するプーリ（図示せず）を備えることができる。したがって、基板をローラ上へ移送させる過程で同じ速度を維持して洗浄部に移送できる。
【００３４】
図４は、本発明の一実施形態によるエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャで基板移送装置の作動を示す平面図である。
【００３５】
このように移送部３００としてインデックスロボット４００を備えることができる。インデックスロボット４００は、基板をニッパー４１０で固定して要求される位置に基板を移動させることができる。このようなインデックスロボット４００は、一つ以上のロッド４２０と一つ以上のチャック４３０とを備えることができる。一般的に基板をニッパーで固定して平面上の任意の点に移動させるためには、二つのロッドと二つの回転軸とを使用できる。
【００３６】
したがって、エッチング部から洗浄部への移送が同じ平面上で行われる場合には、二つのロッドと二つの回転軸とを使用するインデックスロボットを使用できる。一方、エッチング部から洗浄部への移送が同じ平面ではない場合には、一般的に二つのロッドと三つの回転軸とを使用できる。それにより、空間上の任意の点から任意の点に移動できて、インデックスロボットはエッチング部から基板を受けて洗浄部に移送できる。
【００３７】
このようにエッチング部から洗浄部までの経路を指定して、経路によって動くようにレール（図示せず）を備えることができる。レールによりインデックスロボットは一定の経路に沿って動くことができ、したがって、エッチング部で基板をとって洗浄部に移送させる過程を反復できる。
【００３８】
バッファ部４８０は、洗浄部２００で工程が遅滞するか、エッチング部１００で複数の基板が処理されて出る場合に基板を一時的に格納する役割を行える。したがって、バッファ部４８０は、複数の基板を格納できるように多段で構成できる。このように複数の基板を格納しつつ先入された基板を先出できるように、インデックスロボット４００により先入された基板を選択して洗浄部２００に移送させることができる。
【００３９】
したがって、図４に示すように洗浄部に移送される基板が積滞されている時には、インデックスロボットによりエッチング部からバッファ部に移送して臨時に格納できる。
【００４０】
前記のように構成される本発明による先入先出を行うドライエッチャの作用を説明すれば、次の通りである。
【００４１】
エッチング部１００では、基板上のフォトレジストのパターンによって下部に形成された膜を除去できる。エッチング部１００では、ガス注入口１２０を通じて塩素またはフッ素などが混合されたエッチングガスをエッチングチャンバ１１０に注入できる。したがって、注入されたエッチングガスは金属で構成された下部膜または非金属で構成された下部膜をエッチングできる。
【００４２】
例えば、金属で構成された下部膜をエッチングした場合には、基板表面に塩素ガス層が残留できる。これは、大気中の水蒸気（Ｈ２Ｏ）と結合して強酸である塩酸（ＨＣＬ）を生成できる。生成された塩酸は基板に付着された金属膜と結合してエッチング工程で形成されたパターンを腐食させることができる。したがって、このような腐食で基板上に生成されるパターンによる回路に不良及び誤作動などを誘発できる。
【００４３】
このような腐食を低減するために、エッチング部１００でエッチング工程後に洗浄部２００に移送して基板を洗浄できる。移送部３００では、エッチング部１００から処理された基板を洗浄部２００にインデックスロボット４００により移送できる。インデックスロボット４００は、エッチング部１００で処理された基板をとって洗浄部２００のチャンバまたは洗浄部の入口に移送できる。ただし、洗浄部の処理が遅れるか、エッチング部で複数の基板が処理されて出る場合には、インデックスロボット４００により処理された基板をバッファ部４８０に移動させて臨時に格納できる。
【００４４】
これと共に、移送部３００でローラを回転させることによって移送できる。複数のシャフト３２０とローラ３１０とで備えられた移送部は、駆動部３３０によりシャフトを回転させることによって、これに付着されたローラを回転させることができる。それにより、エッチング部１００で処理された基板を洗浄部２００に移送できる。
【００４５】
洗浄部２００では移送された基板に脱イオン水を噴射できる。このような脱イオン水の噴射は、インシャワーナイフ２１０によって提供されうる。脱イオン水を基板面に均一に噴射することによって、基板に形成されている残留物と共に塩素ガス層に残留した塩素を脱イオン水と反応させて除去できる。したがって、塩素ガス層に残留した塩素の除去のために十分な脱イオン水を供給させることができる。
【００４６】
このようにインシャワーナイフ２１０の代わりにシャワーヘッド（図示せず）を使用して脱イオン水を供給できる。シャワーヘッドは、噴射されるパイプの出口に複数の通孔を備えて脱イオン水を放射状に飛び散らすことができる。それにより、基板上に脱イオン水を均一に噴射させることができる。
【００４７】
脱イオン水を基板上に噴射した後には、吸入ナイフ２２０を通じて噴射された脱イオン水を吸入できる。吸入ナイフ２２０は、基板にぶつかった脱イオン水が再び空気中に飛び散る場合に、吸入ナイフ２２０を通じて空気中に飛び散る脱イオン水を除去できる。さらに、吸入ナイフは、脱イオン水が空気中に飛び散る量が十分に少量である場合には使われない。
【００４８】
エアーナイフ２３０は、脱イオン水が噴射された基板を乾燥させることができる。エアーナイフ２３０は、空気またはガスを吹いて基板上に噴射された脱イオン水を一方向に押し出し、これと共に空気またはガスの流動により対流熱伝逹により基板を乾燥させることができる。したがって、エアーナイフにより基板上に残留した脱イオン水を除去すると同時に乾燥させることができる。
【００４９】
洗浄部２００は、前述したインシャワー２１０、吸入２２０及びエアーナイフ２３０を備えるナイフユニットを基板上に移動させうるフレーム２０５を備えることができる。したがって、フレーム２０５にナイフユニット２１０、２２０、２３０を付着してフレーム２０５を移動させることによって、基板に残留した異物の除去及び塩素ガス層を除去できる。
【００５０】
以上、添付図面を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明が属する技術分野で当業者ならば本発明の技術的思想や必須特徴から外れない範囲内でいろいろな置換、変形及び変更が可能なので他の具体的な形に実施されうるということが理解できるであろう。したがって、前述した実施例はあらゆる面で例示的なものであり限定的なものと理解してはならない。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、エッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャ関連の技術分野に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態によるエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャでエッチング部を示す簡略図である。
【図２】本発明の一実施形態によるエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャで洗浄部を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャを示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるエッチング部と洗浄部とを兼備したドライエッチャで基板移送装置の作動を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  エッチング部
１１０  エッチングチャンバ
１２０  ガス注入口
１３０  基板装着部
１４０  噴射板
２００  洗浄部
２０５  フレーム
２１０  インシャワーナイフ
２２０  吸入ナイフ
２３０  エアーナイフ
３００  移送部
４００  インデックスロボット
４８０  バッファ部
【図１】
2008034800.tif 000003
【図２】
2008034800.tif 000004
【図３】
2008034800.tif 000005
【図４】
2008034800.tif 000006