KR0176121B1

KR0176121B1 - Usage for semiconductor etching chamber

Info

Publication number: KR0176121B1
Application number: KR1019950052894A
Authority: KR
Inventors: 이연휘; 손병인; 박광일
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR970052101A

Abstract

반도체 식각챔버의 운용방법이 개시되어 있다.A method of operating a semiconductor etching chamber is disclosed.

본 발명은 반도체 식각챔버의 운용방법에 있어서, 식각챔버의 개방이 예상되는 경우에 활성이 작은 가스를 공급하여 상기 가스분위기에서 일정 시간 식각챔버를 가동하는 단계가 구비되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a method for operating a semiconductor etching chamber, characterized in that the step of operating the etching chamber for a predetermined time in the gas atmosphere by supplying a gas less active when the etching chamber is expected to open.

따라서, 식각챔버를 개방할 때 잔류 식각가스가 대기와 반응하여 식각챔버를 오염시키고 따라서 개방할 때마다 챔버 클리닝을 실시해야 하는 번거로움을 없애는 효과를 가진다.Therefore, when the etching chamber is opened, the residual etching gas reacts with the atmosphere to contaminate the etching chamber, thereby eliminating the trouble of having to perform chamber cleaning every time it is opened.

Description

Operation Method of Semiconductor Etch Chamber

제1도는 본 발명과 관련된 가스의 공급 및 배기 시스템이 구비된 식각장비를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing an etching apparatus equipped with a gas supply and exhaust system according to the present invention.

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

11 : 질소공급수단 12 : 식각챔버(ctching chamber)11 nitrogen supply means 12 etching chamber (ctching chamber)

13 : 배기펌프 17 : 배기밸브13 exhaust pump 17 exhaust valve

본 발명은 식각챔버의 운용방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 식각챔버의 개방시의 오염현상을 방지하기 위한 식각챔버의 운용방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of operating an etch chamber, and more particularly, to a method of operating an etch chamber for preventing contamination during opening of the etch chamber.

식각공정은 반도체소자의 형성을 위한 기본적 공정으로서, 완성된 반도체장치를 얻기 위해서는 단위 웨이퍼에 수차례의 식각공정이 반복하여 이루어지는 것이 일반적이다. 반도체장치는 매우 정밀한 장치로 엄격히 관리되는 공정조건 및 환경에서 제조되어야 하므로 식각공정도 엄격히 관리되는 조건하에서 이루어진다. 이러한 식각공정은 식각챔버에서 이루어지는데 식각챔버도 웨이퍼의 오염을 막기 위해 청결하게 유지되어야 한다.An etching process is a basic process for forming a semiconductor device. In order to obtain a completed semiconductor device, an etching process is typically performed several times on a unit wafer. Since the semiconductor device is a very precise device and must be manufactured under strictly controlled process conditions and environments, the etching process is also performed under strictly controlled conditions. This etching process is performed in the etching chamber, which must be kept clean to prevent contamination of the wafer.

식각공정에서는 웨이퍼상의 특정 막을 식각마스크를 이용하여 소정 패턴으로 형성하게 되며, 이는 공급된 식각가스와 막의 화학적 작용 및 물리적 작용에 따른 것이다. 이때 화학적 작용이 이루어지는 공간인 식각챔버 내부에는 공정이 계속됨에 따라 화학작용의 부산물들이 부착되는 등의 오염이 일어나고, 이를 방치할 경우 챔버내의 이러한 물질들이 웨이퍼를 오염시키거나 공정설비 자체를 열화시키는 문제가 생긴다. 따라서 일정한 주기로 식각챔버를 세정하는 것이 필요하고 이를 챔버 클리닝이라 한다.In the etching process, a specific film on the wafer is formed in a predetermined pattern using an etching mask, which is dependent on chemical and physical effects of the supplied etching gas and the film. In this case, as the process continues in the etching chamber, which is a space where chemical reactions occur, contamination such as byproducts of chemical reactions occur, and if left unchecked, these substances in the chamber contaminate the wafer or deteriorate the process equipment itself. Occurs. Therefore, it is necessary to clean the etching chamber at regular intervals and this is called chamber cleaning.

챔버 클리닝에는 순수나 IPA 등의 액체가 이용된다. 챔버 클리닝이나 기타 식각챔버에 대한 수선 등의 작업이 이루어진 후에는 식각챔버가 정상적으로 가동되는 것을 확인하기 위해 종래에는 공정에 사용되는 식각가스인 염소(Cl₂)나 염화붕소(BCl₃)를 식각챔버내에 공급하며 공정분위기를 점검하였다.Pure water or liquid such as IPA is used for chamber cleaning. After cleaning the chamber or repairing the etching chamber, the etching chamber is conventionally used to remove chlorine (Cl ₂ ) or boron chloride (BCl ₃ ), which is an etching gas used in the process, to confirm that the etching chamber is operating normally. The atmosphere was supplied and the process atmosphere was checked.

그러나 이 단계에서 식각챔버 내부에 대한 작업이 필요하게 되면 다시 식각챔버를 개방하여야 하며, 이때 내부에 잔류하는 식각가스 및 대기중의 가스들이 반응하여 분상의 반응물이 식각챔버 내부에서 석출되어 벽체나 모서리에 부착되고 내부를 오염시키게 된다. 따라서 식각챔버를 재가동시키기 위해서는 다시 챔버 클리닝을 해야 하고, 그에 따른 장비의 가동시간손실을 초래하여 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.However, if work on the inside of the etching chamber is necessary at this stage, the etching chamber should be opened again. At this time, the etching gas remaining in the inside and the gases in the atmosphere react, and the powdery reactants are precipitated inside the etching chamber, so that walls or edges And contaminate the interior. Therefore, in order to restart the etching chamber, the chamber needs to be cleaned again, resulting in a loss of uptime of the equipment, resulting in a problem in that the productivity is lowered.

또한 챔버 클리닝 직후 식각가스를 공급하면서 공정을 진행하면 챔버 클리닝에 이용된 액체들이 잔류되는 경우가 있으므로 이 액체들이 증기로 되어 공정에 영향을 미치고 공정의 질을 저하시키는 문제가 있었다.In addition, when the process is performed while supplying the etching gas immediately after the chamber cleaning, the liquids used for the chamber cleaning may remain, so that these liquids become vapors, affecting the process and degrading the quality of the process.

그리고 정상적인 식각공정을 진행하는 도중에 식각챔버에 문제가 생겨 식각챔버를 개방해야 하는 경우에도 동일하게 잔류 식각가스가 대기와 반응하여 식각챔버 내부를 오염시키는 문제가 있었다.In addition, even when the etching chamber needs to be opened due to a problem in the etching chamber during the normal etching process, the residual etching gas reacts with the atmosphere to contaminate the inside of the etching chamber.

본 발명은 이러한 문제점들을 고려하여 제안된 것으로서, 식각챔버를 수리하거나 세정한 후 장비의 정상적인 작동여부를 검사하는 단계에서, 또는 식각챔버의 정상가동중에 식각챔버 내부에 대한 작업이 필요하게 되었을 때, 식각챔버를 개방하면서 챔버 내부를 오염시키는 현상을 방지할 수 있는 반도체 식각챔버 운용방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed in consideration of these problems, and when the operation of the inside of the etching chamber is required in the step of checking the normal operation of the equipment after repairing or cleaning the etching chamber, or during normal operation of the etching chamber, An object of the present invention is to provide a semiconductor etching chamber operating method capable of preventing the phenomenon of contaminating the inside of the chamber while opening the etching chamber.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 식각챔버의 운용방법에 있어서, 식각챔버의 개방이 예상되는 경우에 활성이 작은 가스를 공급하여 상기 가스분위기에서 일정 시간 식각챔버를 가동하는 단계가 구비되는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a semiconductor etching chamber, the method comprising: supplying a small amount of active gas to operate the etching chamber in the gas atmosphere for a predetermined time when an opening of the etching chamber is expected. It features.

이때 식각챔버의 가동하는 단계에서는 고주파전력이 걸리지 않고 챔버 내부의 가스를 제거하고 교체하는 단순한 퍼지(purge)작용만 이루어질 수 있고, 정상적인 식각공정에서와 같이 고주파전력이 걸려서 가스 플라즈마 상태가 형성될 수 있다. 그리고 활성이 작은 가스는 질소 등의 화학적인 활성이 작은 가스를 말하며 따라서 대기와 접촉해도 챔버를 오염시킬 물질을 생성시키지 않아야 한다.At this time, in the operation of the etching chamber, a high frequency power is not applied and only a simple purge operation of removing and replacing the gas inside the chamber may be performed, and as in a normal etching process, a high frequency power may be applied to form a gas plasma state. have. In addition, a gas with a low activity refers to a gas with a low chemical activity such as nitrogen, and therefore, should not generate a substance that will contaminate the chamber even when it is in contact with the atmosphere.

또한 본 발명에서 식각챔버의 개방이 예상되는 경우란 식각가스를 공급하면서 정상적인 식각공정이 계속 진행된 후 장비의 이상으로 식각챔버의 개방이 현실적으로 요구되는 경우와 식각챔버의 클리닝 후에 식각챔버를 시험가동하는 경우와 같이 장비의 이상을 발견할 가능성이 높은 경우를 포함한다. 본 발명에 따르면 이러한 경우들에서 활성이 작은 가스를 식각챔버에 공급하여 식각챔버를 상기 가스분위기에서 일정 시간 가동시키게 된다.In addition, when the etching chamber is expected to be opened in the present invention, the normal operation of the etching chamber is continued while the etching chamber is supplied while the opening of the etching chamber is practically required and the etching chamber is tested after the etching chamber is cleaned. This includes cases where there is a high likelihood of finding equipment failures. According to the present invention, in such cases, a gas having a low activity is supplied to the etching chamber to operate the etching chamber in the gas atmosphere for a predetermined time.

그리고 상황에 따라 챔버의 개방 필요성이 유지되거나 확인된 경우 공정 챔버에 식각가스를 공급하는 일이 없이 공정챔버를 개방하게 되고, 챔버를 개방할 필요가 없는 경우에는 상기 가스를 제거하고 식각가스를 공급하여 식각공정을 진행하면 된다.If the necessity of opening the chamber is maintained or confirmed according to the situation, the process chamber is opened without supplying the etching gas to the process chamber. If the chamber is not necessary, the gas is removed and the etching gas is supplied. The etching process may be performed.

특히 챔버 클리닝 후 시험가동을 할 때는 이상이 발생될 가능성이 크고, 시험가동을 할 때 식각가스를 공급하여 하는 경우에는 장비의 이상을 발견하면 다시 활성이 작은 가스를 공급하여 식각가스를 제거해야 되는 번거로움이 있으며, 또한 상기 활성이 작은 가스를 플라즈마를 이용하여 시험 가동을 할 경우 세정액의 잔여물을 증기화하여 상기 가스와 함께 배출, 제거하는 효과도 얻을 수 있으므로 처음부터 활성이 작은 가스를 공급하여 시험가동을 하는 것이 유리하다.In particular, when the test operation is performed after cleaning the chamber, abnormality is likely to occur, and when the etching gas is supplied during the test operation, when an abnormality is found in the equipment, a small amount of active gas must be supplied to remove the etching gas. In addition, it is cumbersome, and when a small amount of active gas is tested by using a plasma, the residue of the cleaning liquid can be vaporized and removed and removed together with the gas. It is advantageous to run the test operation.

이하 도면과 표를 참조하면서 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings and tables.

제1도는 본 발명과 관련된 가스 공급·배기시스템이 구비된 식각설비를 나타내는 개략도이다. 일반적인 식각설비에서도 식각공정 후 챔버의 퍼지를 위해 질소가스를 공급하기 위한 질소공급수단(11)이 구비될 수 있고 나머지의 식각가스를 공급하는 수단과 식각챔버(12), 가스를 배출하기 위한 배기펌프(13) 및 배기밸브(17)도 종래의 설비와 동일하므로 식각설비의 큰 변화는 요구되지 않는다.1 is a schematic view showing an etching facility provided with a gas supply and exhaust system according to the present invention. In general etching facilities, a nitrogen supply means 11 for supplying nitrogen gas for purging the chamber after the etching process may be provided, the means for supplying the remaining etching gas, the etching chamber 12, and the exhaust for discharging the gas. Since the pump 13 and the exhaust valve 17 are also the same as in the conventional equipment, a large change in the etching equipment is not required.

아래의 표 1은 본 발명에 따라 질소가스 분위기에서 식각챔버를 운용하는 일 실시예를 나타낸 것이다.Table 1 below shows an embodiment of operating the etching chamber in a nitrogen gas atmosphere according to the present invention.

주어진 표는 식각공정의 진행요령을 조건을 나타내는 일반적인 항목에 따라 정리한 것으로서, 표에 따르면 질소 플라즈마를 이용하여 식각챔버를 시험가동하는 공정은 세 단계로 나뉘며 각 단계는 시간계획에 의해 이루어지고 전환된다. 일반적인 식각공정에서는 가스의 종류 항목에 식각가스인 염소나 염화붕소가 기입될 것이나 본 실시예에서는 활성이 작은 질소가스가 사용되고 있다.The table given summarizes the progress of the etching process according to the general items indicating the conditions. According to the table, the process of testing the etching chamber using nitrogen plasma is divided into three stages, and each stage is made by time planning. do. In a general etching process, chlorine or boron chloride, which is an etching gas, will be written in the kind of gas, but in this embodiment, nitrogen gas having a low activity is used.

질소가스가 공급되고 고주파 전력이 인가되면 질소 플라즈마가 생성되어 챔버 클리닝에서 완전히 제거되지 않았던 순수가 수증기로 되어 배출될 수 있으므로 이후의 정상공정에서 공정의 질이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 시험가동에서 문제점이 발견되어 다시 챔버를 개방해야 할 경우에도 식각가스가 챔버내에 존재하지 않으므로 챔버 개방시의 오염현상이 생기지 않게 된다.When nitrogen gas is supplied and high frequency power is applied, nitrogen plasma is generated and pure water, which has not been completely removed from the chamber cleaning, may be discharged as water vapor, thereby preventing the quality of the process from being degraded in a subsequent normal process, and test operation. Even when a problem is found and the chamber needs to be opened again, the etching gas does not exist in the chamber, so that the phenomenon of contamination when opening the chamber does not occur.

본 발명에 따르면 식각챔버를 개방할 때 잔류 식각가스가 대기와 반응하여 식각챔버를 오염시키고 따라서 개방할 때마다 챔버 클리닝을 실시해야 하는 번거로움을 없애주는 효과를 가진다.According to the present invention, when the etching chamber is opened, the residual etching gas reacts with the atmosphere to contaminate the etching chamber, thereby eliminating the trouble of having to perform chamber cleaning every time it is opened.

본 발명은 상기 실시예에 국한되는 것이 아니며 기술적 사상이 동일한 다양한 변형을 포함하는 것이다. 따라서, 동일 기술분야의 당업자들에 의한 이러한 변형실시는 아래 특허청구의 범위에 포함됨은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments and includes various modifications having the same technical spirit. Therefore, such modifications by those skilled in the art are, of course, included in the claims below.

Claims

In the method of operating a semiconductor etching chamber comprising the step of opening and cleaning the etching chamber, the operation of the etching chamber, the test operation of the etching chamber is a step of supplying a small active gas into the etching chamber And operating the etching chamber in a gas atmosphere at a time of about 90 seconds to about 110 seconds.

The method of claim 1, wherein the gas having a low activity is nitrogen gas.