KR0148035B1

KR0148035B1 - Etch residue removal device of substrate using ultrasonic wave

Info

Publication number: KR0148035B1
Application number: KR1019940023879A
Authority: KR
Inventors: 이재진; 이해권; 김경수; 박형무
Original assignee: 양승택; 한국전자통신연구원
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1998-11-02
Anticipated expiration: 2014-09-22
Also published as: KR960012343A

Abstract

본 발명은 반도체소자를 제조할 때 건식식각공정에서 식각 잔유물을 효율적으로 제거하기 위하여 공정 중 기판에 초음파를 인가하여 소자의 기능을 살리고 수율을 향상시키기 위하여 식각 공정중인 기판에 초음파를 인가하는 방법 및 그 장치를 제공한다.The present invention provides a method for applying ultrasonic waves to the substrate during the etching process to improve the yield and function of the device by applying ultrasonic waves to the substrate during the process in order to efficiently remove the etching residues in the dry etching process when manufacturing a semiconductor device and To provide the device.

본 발명은 상술한 작용으로 반도체 제조공정시 건식식각공정에서 발생하는 잔유물인 폴리머를 식각표면으로부터 초음파를 이용하여 효율적으로 제거하여 기존의 공정에서 제거하기 어려워 소자의 실패의 원인이었던 것을 공정 중에 동시에 제거하므로써 소자의 기능을 원활히 할 수 있어서 소자의 수율을 증대할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, the polymer, which is a residue generated in the dry etching process in the semiconductor manufacturing process, is efficiently removed from the etching surface by using ultrasonic waves, which is difficult to remove in the existing process. As a result, the function of the device can be smoothed and the yield of the device can be increased.

Description

Etch residue removal device of substrate using ultrasonic wave

제1도는 본 발명에 의한 식각 잔유물 제거장치를 구비한 기판홀더의 구조를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a substrate holder having an etching residue removing device according to the present invention.

제2도는 제1도의 평면도.2 is a plan view of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 전극 2 : 누름스프링1 electrode 2 push spring

3 : 밀착스프링 4 : 기판3: contact spring 4: substrate

5 : 초음파 진동자5: ultrasonic vibrator

본 발명은 반도체 제조공정중 건식식각공정에서 발생하는 폴리머 계통의 잔유물을 식각공정 중에 제거하는 초음파를 이용한 기판의 식각잔유물 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for removing etch residues of a substrate using ultrasonic waves to remove polymer residues generated in a dry etching process during a semiconductor manufacturing process during an etching process.

초음파를 물질에 가하면 음압의 발생으로 물질내의 압력, 온도, 밀도 등의 변화를 가져오게 된다.When ultrasonic waves are applied to a material, negative pressure causes the change of pressure, temperature, density, etc. in the material.

서로 다른 물질이 물리적으로 접합이 되어 있을 때 초음파를 가하면 접합 계면에서 초음파의 입사 및 투과에 변화를 가져와 두 물질의 진동이 서로 다르게 나타나 두 물질의 분리가 이루어 진다.When ultrasonic waves are applied when different materials are physically bonded to each other, the ultrasonic wave is changed in the incident and transmission of ultrasonic waves at the bonding interface, and vibrations of the two materials appear differently, thereby separating the two materials.

이러한 초음파의 이물질 분리현상을 이용하여 현재 산업적으로 초음파를 이용한 세척은 일반화되어 있다.By using the foreign matter separation phenomenon of the ultrasonic wave, the ultrasonic washing is generally industrialized.

일반화되어 있는 초음파 세척은 액체를 담은 용기에 진동자를 붙이고 액체속에 세척물을 담그어 초음파를 인가하여 세척을 하는 것이다.Generalized ultrasonic cleaning is to attach a vibrator to a container containing a liquid, soak the cleaning material in the liquid, and apply ultrasonic cleaning.

이때, 용기에 접착된 진동자로부터 발생되는 초음파는 액체를 투과하여 세척물에 전달된다.At this time, the ultrasonic waves generated from the vibrator adhered to the container passes through the liquid to be delivered to the wash.

세척물에 입사된 초음파는 액체와 세척물의 경계면에서 반사와 투과현상을 보이는데 물질에 따른 진동차이에 의해 오염물질과 세척물 사이가 분리되어 세척효과가 나타나고 특히 액체 속에서는 진공의 방울이 발생하는 캐비테이션 효과가 부가되어 세척력이 배가된다.Ultrasonic waves incident on the wash water show reflection and transmission at the interface between the liquid and the wash water. The vibration difference according to the material separates between the pollutant and the wash water, resulting in the washing effect, and especially the cavitation effect of generating a vacuum drop in the liquid. Added to double the cleaning power.

따라서, 초음파의 이러한 성질을 이용하여 반도체 공정시 건식식각 중의 기판에 초음파에 인가하며 공정가스에 의해 기판이 식각되면서 발생하는 폴리머 계통의 잔유물을 기판의 식각 물질로 부터 떼어낼 수 있다.Therefore, by using such a property of the ultrasonic wave is applied to the ultrasonic wave to the substrate during the dry etching during the semiconductor process, the residue of the polymer system generated when the substrate is etched by the process gas can be removed from the etching material of the substrate.

일반적으로 건식식각은 반도체 제조공정 중에서 원하는 부분을 에칭하는 것으로, 식각물질과 반응하지 않는 불활성기체를 사용하는 방법과 식각물질과 화학적으로 반응하면서 에칭이 되는 반응성 식각의 두가지로 대별된다.In general, dry etching is to etch a desired part of a semiconductor manufacturing process, and is classified into two methods, an inert gas that does not react with an etching material, and a reactive etching that is etched while chemically reacting with an etching material.

식각물질과 화학적으로 반응하면서 에칭이 되는 반응성 이온에 의한 에칭에서 식각 도중에 발생하는 부산물인 폴리머 계통의 잔유물 제거는 고도의 장비운용 기술에 의하여 최소한으로 제거되고 사용되어 왔으나 근본적으로 제거하는 방법은 아직 없다.Residual removal of polymer-based residues, which are by-products generated during etching in etching by reactive ions that are chemically reacted with etching materials, has been minimally removed and used by advanced equipment operation techniques, but there is no fundamental method. .

이 식각 표면에 남아 있는 잔유물은 전기적 신호를 전달하기 위한 금속배선 공정에서 금속을 증착할 때 금속과 반도체간의 접합을 방해하여 접촉저항을 증가시켜 소자의 성능을 떨어뜨리는 원인이었다.The residue remaining on the etch surface was a cause of deterioration of the device performance by increasing the contact resistance by interfering the metal-to-semiconductor bond when the metal was deposited in the metallization process for transmitting electrical signals.

이러한 잔유물의 제거를 위하여, 최근 금속배선 고정에서 금속을 증착하기 전에 또다시 불활성 기체에 의한 스퍼터링을 실시하여 잔유물을 제거한 다음 금속을 증착하는 방벙이 사용되고 있다.In order to remove these residues, a method of sputtering with an inert gas to remove the residues before depositing the metal in metal wiring fixing has been used to deposit the metals after depositing the residues.

그러나, 이러한 공정에서는 식각한 면을 다시 스퍼터 에칭해야 하기 때문에 식각면의 깊이 및 높이의 변화를 가져야 그 특성의 변화가 올 수 있을 뿐만아니라, 스퍼터 에칭에 의한 잔유물이 금속막을 혼입되어 금속배선막의 저항을 증가시키는 요인이 되고 있다.However, in such a process, since the etched surface must be sputter etched again, the characteristics of the etched surface must be changed by changing the depth and height of the etched surface. In addition, the residues caused by the sputter etching are mixed with the metal film and the resistance of the metal wiring film It is becoming a factor to increase.

따라서, 본 발명은 반도체소자 공정의 건식식각 공정에서 식각이 되는 기판에 식각후 잔류하는 잔유물을 식각중에 동시에 제거하기 위하여 제안된 것으로서, 기판뒷면에 초음파 진동자를 부착하여 식각시 기판의 초음파를 인가함으로써, 초음파 진동에 의해 잔유물과 식각물질을 분리하여 깨끗한 식각표면을 얻을 수 있는 초음파를 이용한 기판의 식각잔유물 제거장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention is proposed to simultaneously remove the residues remaining after etching on the substrate to be etched in the dry etching process of the semiconductor device process, by attaching an ultrasonic vibrator to the back of the substrate by applying ultrasonic waves of the substrate during etching In addition, the present invention provides an apparatus for removing etch residues from a substrate using ultrasonic waves capable of obtaining a clean etching surface by separating residues and etch substances by ultrasonic vibration.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 식각 잔유물 제거장치는, 피식각물인 기판의 후면에 형성된 초음파 진동자; 상기 초음파 진동자를 구동시킴과 동시에 상기 기판과 초음파 진동자를 지지하는 지지대의 역할을 수행하는 전극; 상기 초음파 진동자를 기판에 밀착시키기 위하여 상기 전극의 소정부위에 형성된 누름스프링; 및 상기 초음파 진동자와 전극을 강하게 접촉시키기 위하여 초음파 진동자와 전극사이에 형성된 밀착스프링으로 구성됨을 특징으로 한다.Etch residue removal apparatus of the present invention for achieving the above object, the ultrasonic vibrator formed on the rear surface of the substrate to be etched; An electrode that drives the ultrasonic vibrator and serves as a support for supporting the substrate and the ultrasonic vibrator; A push spring formed on a predetermined portion of the electrode to closely contact the ultrasonic vibrator to a substrate; And a close contact spring formed between the ultrasonic vibrator and the electrode in order to strongly contact the ultrasonic vibrator and the electrode.

또한, 본 발명의 건식식각공정 중의 식각 잔유물 제거방법은, 기판의 후면에 장착된 초음파 진동장치를 이용하여 기판에 초음파를 인가함으로써 상기 건식식각시 기판의 잔류를 불 필요한 부산물인 폴리머(polymer)계통의 잔유물을 식각과 동시에 제거시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the etching residue removal method of the dry etching process of the present invention, by applying an ultrasonic wave to the substrate using an ultrasonic vibrator mounted on the back of the substrate by the polymer (polymer) system which is a by-product that does not require the remaining of the substrate during dry etching It is characterized by removing the residues at the same time as the etching.

본 발명의 구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention in detail based on the accompanying drawings as follows.

제1도는 본 발명 실시예에 의해 초음파 진동자를 설치한 기판홀더의 구조를 도시한 단면도이고, 제2도는 제1도의 평면도를 각각 나타낸다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a substrate holder provided with an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a plan view of FIG.

전극(1)은 초음파 진동자(5)에 진동을 인가하는 동시에 진동자(5) 및 기판(4)을 지지하는 지지대의 역할을 하며, 누름스프링(2)에 의해 기판(4)은 진동자(5)에 밀착된다.The electrode 1 applies a vibration to the ultrasonic vibrator 5 and at the same time serves as a support for supporting the vibrator 5 and the substrate 4, and by the pressing spring 2, the substrate 4 is the vibrator 5. Close to

상기 전극(1)과 진동자(5)사이에 형성된 또하나의 밀착스프링(3)은 진동자(5)와 전극(1)을 강하게 접촉을 시켜주는 역할을 한다.Another close contact spring 3 formed between the electrode 1 and the vibrator 5 serves to strongly contact the vibrator 5 and the electrode 1.

이 구조에서 전극(1)을 통하여 진동자(5)는 진동되고, 이 진동에 의해 발생된 초음파 신호는 기판(4)에 전달되게 한다.In this structure, the vibrator 5 is vibrated through the electrode 1, and the ultrasonic signal generated by the vibration is transmitted to the substrate 4.

따라서 본 발명에서는 기존의 건식식각공정에서 식각공정중 기판에 초음파를 부가적으로 인가하므로써 공정중에 발생하는 식각 잔유물을 진동에 의한 두 물질의 분리를 행하므로서 소자 동작의 불량요인을 제공하는 원인을 제거하여 소자의 오동작 방지 및 수율을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the present invention, by applying ultrasonic waves to the substrate during the etching process in the conventional dry etching process, the etch residues generated during the process are separated from each other by vibration, thereby eliminating the cause of providing a bad factor of device operation. This prevents malfunction of the device and improves yield.

본 발명은 상술한 작용으로 반도체 기판의 건식식각 공정 중 기판에 인가한 초음파에 의하여 식각 잔유물을 제거할 수 있어서 금속과 반도체 접합을 위한 금속화 공정에서 접합의 방해요소를 사전에 제거할 수 있고 소자기능을 원활히 할 수 있으며 소자의 수율을 높이는 효과를 기대할 수 있다.The present invention can remove the etch residue by ultrasonic waves applied to the substrate during the dry etching process of the semiconductor substrate by the above-described action, it is possible to remove the obstacles of the bonding in advance in the metallization process for metal and semiconductor bonding It can function smoothly and can be expected to increase the yield of the device.

Claims

An apparatus for removing an etch remnant during dry etching for manufacturing a semiconductor device, comprising: an ultrasonic vibrator formed on a rear surface of a substrate to be etched; An electrode that drives the ultrasonic vibrator and serves as a support for supporting the substrate and the ultrasonic vibrator; A push spring formed on a predetermined portion of the electrode to closely contact the ultrasonic vibrator to a substrate; And an adhesive spring formed between the ultrasonic vibrator and the electrode in order to strongly contact the ultrasonic vibrator and the electrode.