KR100275939B1 - 자연산화막의형성을방지하는웨이퍼제조방법및장치 - Google Patents

자연산화막의형성을방지하는웨이퍼제조방법및장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100275939B1
KR100275939B1 KR1019970069604A KR19970069604A KR100275939B1 KR 100275939 B1 KR100275939 B1 KR 100275939B1 KR 1019970069604 A KR1019970069604 A KR 1019970069604A KR 19970069604 A KR19970069604 A KR 19970069604A KR 100275939 B1 KR100275939 B1 KR 100275939B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydrofluoric acid
wafer
acid solution
heating chamber
oxygen
Prior art date
Application number
KR1019970069604A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19990050477A (ko
Inventor
호원준
Original Assignee
김영환
현대반도체주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김영환, 현대반도체주식회사 filed Critical 김영환
Priority to KR1019970069604A priority Critical patent/KR100275939B1/ko
Publication of KR19990050477A publication Critical patent/KR19990050477A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100275939B1 publication Critical patent/KR100275939B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 제조시 공정 챔버내에 잔류하는 산소가 웨이퍼면과 상호 반응하여 생성하는 자연 산화막을 제거하기 위하여 웨이퍼면을 불산 처리하는 자연산화막의 형성을 방지하는 웨이퍼 제조 장치에 관한 것으로 종래의 질소가스를 사용하여 산소를 제거하는 방법은 웨이퍼 보우트가 공정 챔버내로 투입되는 순간에 외부의 산소가 일부 유입되어 웨이퍼와 상호 반응하는 것을 방지할 수 없으며 로드 록 장치에 의한 방법은 공정 챔버와는 별도로 로드 록 장치를 설치하여야 하므로서 작업시설 및 공정단계가 복잡해지는 문제점이 있었던바 본 발명은 질소가스나 또는 로드 록 장치에 의한 산소 제거 대신에 웨이퍼의 표면에 산소와 상호 반응하는 불산층을 형성하는 장치를 제공하여 용이하게 산소를 제거하므로써 공정을 단순화하는 동시에 산소제거의 효과를 증대시키는 잇점이 있는 자연산화막의 형성을 방지하는 웨이퍼 제조 장치이다.

Description

자연산화막의 형성을 방지하는 웨이퍼 제조장치{Method and apparatus of fabicating wafe to protect formation of natural oxide}
본 발명은 자연산화막의 형성을 방지하는 웨이퍼 제조 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 반도체 제조시 공정 챔버내에 잔류하는 산소(O2)가 웨이퍼면과 상호 반응하여 생성하는 자연 산화막을 제거하기 위하여 웨이퍼면을 불산(HF)처리하는 자연산화막의 형성을 방지하는 웨이퍼 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정에서 웨이퍼에 산화막 또는 질화막을 생성하는 작업을 수행할 때 웨이퍼가 투입되어 작업이 이루어지는 공정 챔버내에 산소가 잔류하는 경우가 있다. 이러한 산소는 공정진행시 웨이퍼상에 산화막이 형성되지 않아야 할 전극이나 배선부분에까지 산화막을 형성하여 웨이퍼의 막형성에 악영향을 미치므로 공정 진행전에 이를 제거하는 작업이 선행된다.
이렇게 공정 챔버내에서 산소를 제거하기 위해서는, 웨이퍼의 식각작업이 진행되는 공정 챔버내로 웨이퍼가 투입되기 전에 질소(N2)가스로 공정 챔버의 내부를 채워 산소를 제거한 후 빠른속도로 웨이퍼를 공정 챔버내에 적재하는 방법과, 웨이퍼를 공정 챔버와 연결된 로드 록(Load lock)장치내에 투입한 후 로드 록 장치의 내부공기를 진공펌프로 배출시켜 산소를 제거한 다음에 질소가스를 주입하여 공정 챔버를 대기압 상태로 전환한 후 웨이퍼를 투입하는 방법이 사용된다.
이와같이 질소가스를 이용하여 산소를 제거하는 종래의 공정 챔버는 도 1에서 도시된 바와같이 공정이 진행되는 내부 튜브(1)와, 상기 내부 튜브(1)의 외주연에 형성되는 외부 튜브(3)와, 일측단은 상기 내부 튜브(1)의 상부면에 연결되고 타측단은 질소가스가 공급되며 상기 외부 튜브(3)와 내부 튜브(1)의 사이에 형성되는 질소가스관(5)과, 다 수개의 웨이퍼(9)가 적재되어 상기 내부 튜브(1)로 이송되는 웨이퍼 보우트(7)와, 상기 내부 튜브(1)의 저부에 형성되어 웨이퍼 보우트(7)가 출입되는 개폐도어(11)와, 상기 웨이퍼 보우트(7)의 저면에 형성되어 웨이퍼 보우트(7)를 상승 및 하강시켜 내부 튜브(1)로 이송하는 엘리베이터(Elevator)(13)로 구성된다.
또한 종래의 로드 록 장치가 설치된 공정 챔버는 도 2에서 도시된 바와같이 공정이 진행되는 내부 튜브(1)와, 상기 내부 튜브(1)의 외주연에 형성되는 외부 튜브(3)와, 상기 내·외부 튜브(1)(3)의 저부에 밀폐가능토록 형성되어 일측에 질소가스관(5) 및 배기펌프(17)와 연결된 배기관(19)을 각각 형성하는 로드 록 챔버(15)와, 다 수개의 웨이퍼(9)가 적재되어 상기 로드 록 챔버(15)내에 투입되는 웨이퍼 보우트(7)와, 상기 내·외부 튜브(1)(3)와 로드 록 챔버(15)의 사이에 형성되어 웨이퍼 보우트(7) 이동시 개폐되는 개폐도어(11)와, 상기 웨이퍼 보우트(7)의 저면에 형성되어 상승 및 하강시켜 내부 튜브(1)로 이송하는 엘리베이터(13)로 구성된다.
상기 질소가스를 이용하여 산소를 제거하는 과정은 도 1에서 도시된 바와같이 상부면에 질소가스관(5)이 연결되는 내부 튜브(1)내에 질소가스가 주입된다.
이러한 질소가스는 내부 튜브(1)의 상단에서 하측방향으로 유입되면서 내부 튜브(1)를 질소가스 분위기상태로 유지한다.
이러한 상태에서 상기 내부 튜브(1)의 저부에 형성된 개폐도어(11)가 열려 다 수개의 웨이퍼(9)가 적재된 웨이퍼 보우트(7)가 엘리베이터(13)에 의하여 상기 내부 튜브(1) 내측으로 빠르게 이송된다.
이때 상기 개폐도어(11)를 통하여 유입되는 공기는 내부 튜브(1)내에 충만된 질소가스에 의하여 차단된다.
따라서 내부 튜브(1)내에 산소가 제거된 상태에서 공정이 진행되어 웨이퍼(9)에 자연산화막이 형성되는 것을 배제한다.
한편 도 2에서 도시된 바와같이 로드 록 장치에 의한 산소 제거 과정은 다 수개의 웨이퍼(9)가 적재된 웨이퍼 보우트(7)가 로드 록 챔버(15)내에 투입되고 상기 로드 록 챔버(15)의 일측에 형성된 배기관(19)과 연결된 배기펌프(17)에 의하여 내부의 공기가 빠져나가 로드 록 챔버(15)가 진공상태를 유지한다.
이러한 상태에서 상기 로드 록 챔버(15)의 일측에 형성된 질소 가스관(5)을 통하여 질소가스가 주입되어 로드 록 챔버(15)의 내부환경을 대기압 상태로 전환시킨다.
이렇게 산소가 배제된 로드 록 챔버(15)내에 웨이퍼 보우트(7)에 의하여 적재된 웨이퍼(9)는 상기 내부 튜브(1)와 로드 록 챔버(15) 사이에 형성된 개폐도어(11)가 개방됨에 따라 웨이퍼 보우트(7)의 저부에 형성된 엘리베이터(13)에 의하여 내부 튜브(1)로 이송되어 다음 공정이 진행된다.
그러나 종래의 질소가스를 사용하여 산소를 제거하는 방법은 웨이퍼 보우트가 공정 챔버내로 투입되는 순간에 외부의 산소가 일부 유입되어 웨이퍼와 상호 반응하는 것을 방지할 수 없으며 로드 록 장치에 의한 방법은 공정 챔버와는 별도로 로드 록 장치를 설치하여야 하므로서 작업시설 및 공정단계가 복잡해지는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 웨이퍼의 표면에 산소와의 상호 반응하는 불산층을 형성하여 산소를 사전에 제거하므로써 자연산화막의 형성을 방지하는 웨이퍼 제조장치를 제공하는 데 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 목적을 달성하고자, 불산용액이 담긴 수조와;
상기 수조를 내재하며 열을 가하여 불산증기의 분위기를 조성하는 가열 챔버와;
상기 가열 챔버의 상측에 표면이 상기 수조를 향하도록 웨이퍼가 설치된 웨이퍼 적재부와;
상기 수조에 연결되어 불산용액을 공급하는 공급관을 일측에 형성하고 타측에는 상기 가열 챔버와 연결되는 배출관을 형성한 불산용액 저장탱크로 이루어져 웨이퍼상에 불산층을 형성하는 불산층을 형성하는 불산도포장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 1과 도 2는 종래의 공정 챔버를 도시한 구성도이고,
도 3은 본 발명의 불산도포장치를 도시한 구성도이고,
도 4는 본 발명의 웨이퍼 가열장치를 도시한 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 내부 튜브, 3 : 외부 튜브,
5 : 질소가스관, 7 : 웨이퍼 보우트,
9 : 웨이퍼, 11 : 개폐 도어,
13 : 엘리베이터, 15 : 로드 록 챔버,
17 : 배기펌프, 19 : 배기관,
100 : 불산도포장치, 101 : 수조,
103 : 불산용액, 105 : 가열 챔버,
107 : 웨이퍼 적재부, 109 : 공급관,
111 : 배출관, 113 : 불산용액 저장탱크,
115, 117 : 유입관, 201 : 웨이퍼 가열장치,
203 : 받침대, 205 : 이리듐 램프,
207 : 지지대.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 불산도포장치를 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 이리듐 램프를 도시한 구성도이다.
반도체의 주재료인 웨이퍼의 표면에 산화막 또는 질화막을 형성하는 식각작업을 수행하기 전 상태의 웨이퍼를 불산 증기하에서 표면처리하여 불산층을 형성하는 단계가 수행된다.
이때 상기 웨이퍼의 표면에 불산층을 형성하는 불산도포장치는 도 3에서 도시된 바와같이 불산용액(103)이 담긴 수조(101)와, 상기 수조(101)를 내재하며 이에 열을 가하여 불산증기의 분위기를 조성하는 가열 챔버(105)로 형성된다. 이러한 가열 챔버(105)의 상측에는 표면이 상기 수조(101)를 향하도록 웨이퍼(9)가 설치된 웨이퍼 적재부(107)가 형성된다.
또한 상기 수조(101)에 연결되어 불산용액(103)을 공급하는 공급관(109)을 일측에 형성하고 타측에는 상기 가열 챔버(105)와 연결되는 배출관(111)을 형성한 불산용액 저장탱크(113)로 구성된다.
상기 불산용액 저장탱크(113)에는 불산과 탈이온수가 공급되는 유입관(115)(117)을 각각 형성하여 불산용액(103)의 농도를 조절할 수 있도록 한다.
이러한 불산도포장치(100)에 의한 웨이퍼(9)의 불산도포과정은 적절한 비율로 혼합된 불산용액(103)이 불산용액 저장탱크(113)의 공급관(109)을 통하여 수조(101)로 유입된 상태에서 가열 챔버(105)에서 공급된 열에 의하여 증기화되어 상기 가열 챔버(105)의 상측에 형성된 웨이퍼(9)의 표면에 불산층이 도포되므로써 수행된다.
이와같이 불산층을 형성한 불산증기는 냉각되어 가열 챔버(105)의 배출관을 통하여 불산용액 저장탱크(113)로 유입되므로써 재순환된다.
이렇게 탈이온수(H2O)와 불산(HF)이 혼합된 불산증기가 실리콘 기판(SiO2)상에 화학적으로 반응하여 형성하는 불산층의 조성식은 HF + H2O + H2SiF6이다.
이렇게 불산이 도포되어 불산층을 형성한 웨이퍼는 표면에 열이 가해져 상기 불산층이 경화되는 단계가 수행된다.
상기 불산층에 열을 가하기 위한 장치는 도 4에서 도시된 바와같이 상기 불산층이 도포된 웨이퍼(9)의 표면을 상측방향으로하여 안착되는 받침대(203)를 형성하고 상기 웨이퍼(9)의 상측부에 다 수개의 이리듐 램프(205)가 설치된 지지대(207)로 이루어진 웨이퍼 가열장치(201)로 구성된다.
상기 웨이퍼 가열장치(201)에 의한 웨이퍼 불산층의 경화과정은 상기 웨이퍼(9) 표면에 도포된 불산층에 이리듐 램프(IR Lamp)(205)에서 발생하는 빛을 일정시간동안 조사하여 불산층내에 분포하는 산소를 제거하므로써 불산층을 웨이퍼(9)에 고착하여 수행된다.
따라서 상기 불산층의 조성식은 HF + H2SiF6가 되어 불산층이 웨이퍼의 표면에 경화된다.
한편 상기 불산층이 형성된 웨이퍼를 식각하기 위하여 식각장치내로 운반 될 때 유입되거나 또는 식각장치내에 잔류하는 산소는 공정 챔버내의 내부열에 의하여 열처리되는 웨이퍼의 표면에 형성된 불산층과 상호 화학적으로 반응하므로써 제거된다.
상기 불산층에서의 화학반응식은 H2SiF6→ SiF4↑+ 2HF + HF → 4HF + Si→ SiF4↑+ 2H2↑로 진행된다. 이때 4HF + Si에서 SiF4↑+ 2H2↑로 변환되는 과정에서 산소가 소모되며 불산층을 분해한다.
따라서 상기 공정 챔버에 의한 웨이퍼 표면에서 산소에 의하여 불규칙적으로 생성되는 자연산화막의 형성이 방지된다.
또한 상기 반응에 의하여 웨이퍼의 표면에 형성된 불산층이 제거되므로 식각공정에서의 불산층에 의한 영향이 배제된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 질소가스 또는 로드 록 장치에 의한 산소 제거 대신에 웨이퍼의 표면에 산소와 상호 반응하는 불산층을 형성하여 용이하게 산소를 제거하므로써 공정을 단순화하는 동시에 산소제거의 효과를 증대시키는 잇점이 있다.

Claims (3)

  1. (삭제)
  2. 불산용액이 담긴 수조와;
    상기 수조를 내재하며 열을 가하여 불산증기의 분위기를 조성하는 가열 챔버와;
    상기 가열 챔버의 상측에 표면이 상기 수조를 향하도록 웨이퍼가 설치된 웨이퍼 적재부와;
    상기 수조에 연결되어 불산용액을 공급하는 공급관을 일측에 형성하고 타측에는 상기 가열 챔버와 연결되는 배출관을 형성한 불산용액 저장탱크로 이루어져 웨이퍼상에 불산층을 형성하는 불산층을 형성하는 불산도포장치로 구성되는 것을 특징으로하는 자연산화막의 형성을 방지하는 웨이퍼 제조장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 불산층이 도포된 웨이퍼가 안착되는 받침대와;
    상기 웨이퍼의 상측부에 다 수개의 이리듐 램프가 설치된 웨이퍼 가열장치로 구성되어 불산층을 경화하는 것을 특징으로 하는 자연 산화막의 형성을 방지하는 웨이퍼 제조장치.
KR1019970069604A 1997-12-17 1997-12-17 자연산화막의형성을방지하는웨이퍼제조방법및장치 KR100275939B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970069604A KR100275939B1 (ko) 1997-12-17 1997-12-17 자연산화막의형성을방지하는웨이퍼제조방법및장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970069604A KR100275939B1 (ko) 1997-12-17 1997-12-17 자연산화막의형성을방지하는웨이퍼제조방법및장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990050477A KR19990050477A (ko) 1999-07-05
KR100275939B1 true KR100275939B1 (ko) 2001-02-01

Family

ID=40749678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970069604A KR100275939B1 (ko) 1997-12-17 1997-12-17 자연산화막의형성을방지하는웨이퍼제조방법및장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100275939B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03179770A (ja) * 1989-12-07 1991-08-05 Toshiba Corp 半導体集積回路及びその製造方法
JPH0613358A (ja) * 1992-02-10 1994-01-21 Texas Instr Inc <Ti> 酸化物を選択的にエッチングする方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03179770A (ja) * 1989-12-07 1991-08-05 Toshiba Corp 半導体集積回路及びその製造方法
JPH0613358A (ja) * 1992-02-10 1994-01-21 Texas Instr Inc <Ti> 酸化物を選択的にエッチングする方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990050477A (ko) 1999-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100338768B1 (ko) 산화막 제거방법 및 산화막 제거를 위한 반도체 제조 장치
TWI492298B (zh) 雙重圖案化蝕刻製程
US5294568A (en) Method of selective etching native oxide
US5100495A (en) Dry etching apparatus with diluted anhydrous hydrogen fluoride gas generator
JP5682290B2 (ja) 炭素含有薄膜のスリミング方法及び酸化装置
US6757989B2 (en) Wafer drying apparatus
JP2007538397A (ja) 基板表面洗浄方法
KR20060116002A (ko) 집적 애싱 및 주입 어닐링 방법
US8652970B2 (en) Vacuum processing method and vacuum processing apparatus
EP1001454B1 (en) Surface treatment method
US20030145875A1 (en) Apparatus and methods for cleaning semiconductor wafers using vaporized chemicals
US6759342B2 (en) Method of avoiding dielectric arcing
KR100275939B1 (ko) 자연산화막의형성을방지하는웨이퍼제조방법및장치
US20020174882A1 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP3102826B2 (ja) 基板処理装置
KR100935718B1 (ko) 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법
JP3979691B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
CN113889404A (zh) 半导体结构的处理方法及形成方法
US20050284572A1 (en) Heating system for load-lock chamber
JP2580373B2 (ja) 基板の表面処理方法
TWI792896B (zh) 基板處理方法及基板處理裝置
KR100538270B1 (ko) 반도체장치 제조용 확산공정설비
JPH04188721A (ja) 縦型熱処理装置
KR100327349B1 (ko) 반도체 소자의 이중 게이트 산화막 형성 방법
KR100632037B1 (ko) 화학기상증착장비의 가스분배방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080820

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee