KR100559671B1 - 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 D.I 워터와 HF에 HNO3를 혼합(Mixture)하며, 채움과 배수를 5회 반복 및 N2 버블을 시켜 에칭기를 완전히 날려보내며, N2 건을 이용하여 스크린 키트 홀 사이에 있는 모이스춰를 제거하며, 베이크 온도 및 시간을 조정하여 스크린 키트를 크리닝하기 위한 것으로, 이를 위한 본 발명은 스크린 키트에 D.I 워터를 채우고, D.I 워터에 HF를 임의의 비율에 맞게 채우며(fill), HF 상에 HNO3을 비율에 맞게 채워 에칭하는 제1단계와, 에칭이 완료된 후, 스크린 키트의 배수 밸브를 통해 혼합된 액체를 배수하며, 제1단계의 채움과 배수 과정을 소정의 횟수만큼 반복하는 제2단계와, 제2단계의 과정이 완료된 후 N2 버블을 시키며, 임의의 온도로 뜨거워진 D.I 워터를 스크린 키트에 오버플로우(overflow)시켜 잔재하고 있는 식각기를 날려보내는 제3단계와, 식각기가 없어진 후, 스크린 키트를 베이크 오븐에 삽입하여 베이킹을 수행한 다음에, 베이크 오븐에서 스크린 키트를 빼내 프로세스 챔버에 설치하는 제4단계를 포함한다. 따라서, 장비 관리 및 유지 보수를 안정되게 할 수 있으며, 또한 스크린에서 필름 잔재를 제거할 수 있으며, 완벽한 데이터, 즉 파티클, 두께(Thickness), 균일함(uniformity)를 확보하며, 원가절감을 가능하게 하는 효과가 있다.

크린 후드 베스, D.I 워터, HF, HNO3, 베이크 오븐

Description

반도체의 스크린 키트 크리닝 방법{METHOD FOR CLEANING SCREEN KIT IN SEMICONDUCTOR}

도 1은 기존 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법을 위한 설명도면이며,

도 2는 본 발명에 따른 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법을 위한 설명도면이다.

본 발명은 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법에 관한 것으로, 특히, D.I 워터와 HF에 HNO3를 혼합(Mixture)하여 스크린 키트를 크리닝하도록 하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 반도체의 스크린 키트는 APCVD(Atmospheric Press Chemical Vapor Deposition, APCVD) 방식의 장비에 사용되며, WJ(Watkins-Johnsons, WJ) 장비의 프로세스 챔버 내 프로세스 키트에 포함되어 있다.

스크린 키트의 종류는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, P9Y 인젝터(injector) 스크린(S11), P9Y 밴트(vent) 스크린(S12), P9Y 바이패스(bypass) 스크린(S13)으로 이루어져 있으며, 프로세스 가스가 O3와 리엑션(reaction) 될 때, 동일하게 촉매 역할을 수행하기 위해 프로세스 N2가 인젝션(injection)된다. 여기서, 프로세스 N2가 공급(supply) 될 때, 경유할 수 있게 스크린으로 이루어져 있다.

프로세스 N2가 스크린으로 이루어지기 이전에는 실드(shield)를 사용했는데, N2 실드는 자체 내 부피가 커서 챔버 내에서 볼륨이 커져 안정적인 두께(Thickness stable)나, 균일함(Uniformity)에 좋지 않은 결과를 가져 와서 업그레이드 된 방식이 스크린을 사용하여 볼륨을 최대한 줄여서 챔버 내 압력을 안정적으로 유지하고, 증착 비율도 낮게 관리한다.

상술한 바와 같이, 스크린 키트를 계속적으로 사용하고, 일정 시간이 경과한 후, 프로세스 챔버 내에서 프로세스 러닝을 종료한다. 여기서, 프로세스 러닝을 위한 증착 시간(deposition time)은 50시간 까지(until the 50hrs) 이다.

이후, 스크린 키트를 설치 해제(uninstall)하여 각각 플레이트(plate)와 스크린을 분리(separation)하고, 크린 후드 배스(clean hood bath)(S1)에 스크린 키트를 가지런히 놓은 다음에, 도 1d에 도시된 바와 같이, DI(De-ionized, DI) 워터(water)(S2)를 배스 중간쯤 채운 후, HF(Hydrofluoric)(S3)를 DI와 10:1의 비율로 맞춰 혼합(mixture)하며, 버블시켜 에칭(etching)한다.

여기서, 에칭에 소요되는 시간은 15분이며, 정지한 다음에 버블링(bubbling)을 끄고 베스(bath)에 차있는 액체(Liquid)를 배수(drain) 밸브(S4)를 통해 아웃(out)시킨다.

다음으로, DI 워터를 배스에 풀로 채운 후, 버블링을 30초간 채우며(fill), 배수를 3회 반복하고, 이어서, 뜨거운 DI 워터(75℃)를 배스에 풀로 채운 후, 3시간 동안 버블링 시킨다.

뜨거운 DI 버블링이 3시간 동안 완료된 후, 배수 밸브를 통하여 액체를 q 시키고, 이 작업이 완료되면, 스크린 키트를 도 1e에 도시된 바와 같이, 베이크 오븐(120℃)(S5)에 넣어서 5시간 동안 베이킹을 수행한다.

이어서, 스크린 키트를 다시 베이크 오븐에서 꺼내어 열을 시킨 다음에 플레이트와 다시 리 어셈블리(re-assembly)하여 프로세스 챔버에 삽입한다. 여기서, DI 워터와 HF(Hydrofluoric)의 비율을 10:1로 맞추어 사용한다.

그러나, 프로세스 챔버 내에서 발생되는 부산물(By-Product)이 스크린 키트에 적재(build up)되거나, 스크린 홀 사이에 삽입되어 파티클(particle)이나 안정한 두께(Thickness stable)나, 균일한 상태(Uniformity Condition) 등을 나빠지게 한다.

이에, 스크린 키트를 주기적으로 크리닝하여 리 사이클로 재 사용하는데, 이와 같이 리 사이클을 계속적으로 사용을 거듭하면 할 수록 스크린 키트에 남아있는 필름 잔재(film residue)로 인하여 두께(Thickness)나 불균일(uniformity unstable) 현상이 발생되어 재순환(recycle) 횟수가 감소되며, 이로 인하여 소모 부품(consumable parts) 비용도 증가하여 결국 프로세스 상태가 나빠지게 되어 생산의 질이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 D.I 워터와 HF에 HNO3를 혼합(Mixture)하며, 채움과 배수를 5회 반복 및 N2 버블을 시켜 에칭기를 완전히 날려보내며, N2 건을 이용하여 스크린 홀 사이에 있는 모이스춰를 제거하며, 베이크 온도 및 시간을 조정하여 스크린 키트를 크리닝하도록 하는 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에서 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법은 스크린 키트에 D.I 워터를 채우고, D.I 워터에 HF를 임의의 비율에 맞게 채우며(fill), HF 상에 HNO3을 비율에 맞게 채워 에칭하는 제1단계와, 에칭이 완료된 후, 스크린 키트의 배수 밸브를 통해 혼합된 액체를 배수하며, 제1단계의 채움과 배수 과정을 소정의 횟수만큼 반복하는 제2단계와, 제2단계의 과정이 완료된 후 N2 버블을 시키며, 임의의 온도로 뜨거워진 D.I 워터를 스크린 키트에 오버플로우(overflow)시켜 잔재하고 있는 식각기를 날려보내는 제3단계와, 식각기가 없어진 후, 스크린 키트를 베이크 오븐에 삽입하여 베이킹을 수행한 다음에, 베이크 오븐에서 스크린 키트를 빼내 프로세스 챔버에 설치하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법을 도시한 도면이다.

즉, 도 2a를 참조하면, 스크린 키트, 즉 인젝터(injector) 스크린, 밴트(vent) 스크린, 바이패스(bypass) 스크린을 크리닝하는 방법으로, D.I 워터(S2) : HF(S3) : HNO3(S3-1)의 비율을 5 : 4.5 : 1의 비율로 혼합(Mixture)한다.

다시 말해서, 스크린 키트, 예컨데 크린 후드 베스(clean hood bath)(S1)에 D.I 워터(S2)를 채운 후, 여기에 HF(S3)를 상기와 같은 비율에 맞게 채운(fill) 후, 마지막으로 HNO3(S3-1) 또한 상기와 같은 비율에 맞게 채워 에칭한다.
여기서, 에칭 시간은 15분∼20분 정도를 유지해야 한다. 이 시간 보다 적을 경우, 에칭이 덜 되어 필름 잔재가 잔존하게 되고 시간을 오버할 경우, 오버 에칭이 되어 데미지를 얻게 된다. 그리고, D.I 워터(S2), HF(S3), HNO3(S3-1)과 같은 시퀀스로 진행해야 하는 이유는 강산성을 스크린 키트에 드롭(Drop)할 경우, 부품 오버 에칭(parts over etching) 또는 부품 부식(corrosion)을 가져올 수 있기 때문에 오히려 역효과를 불러올 수 있다. 그리고, HF(S3)에 HNO3(S3-1)을 혼합하는 이유는 HF(S3)만 가지고 부품을 크리닝할 경우, F 기가 스크린 키트의 외부에만 에칭되고 내부에 있는 필름 잔재(film residue)를 에칭할 수 없음에 따라 HNO3(S3-1)을 첨가하여 F 기와 NO기가 같이 프로세싱을 진행하여 스크린 내(screen Inner) 쪽과 바깥쪽에도 에칭 비율이 커져 막질 자체에 골고루 에칭되도록 한다.

삭제

다음으로, 상기와 같이 D.I 워터(S2), HF(S3), HNO3(S3-1)의 혼합에 의해 에칭이 완료된 후, 스크린 키트, 예컨데 크린 후드 베스(S1)의 배수 밸브(S4)를 통해 혼합된 액체를 배수시키는데, 이러한 과정, 즉 채움과 배수를 5회 반복하며, 또한 N2 버블시킨 후, 뜨거운 D.I를 마지막으로 오버플로우 시켜 식각기를 완전하게 날려보낸다.

삭제

여기서, N2 버블을 수행하면서 작업하는 이유는, 상기와 같이 채움과 배수만을 반복하게 되면, 산화작용이 빨리 일어나서 스크린 키트, 예컨데 크린 후드 베스(S1)가 까맣게 연소(burn out)된다. 또한, 뜨거운 D.I 워터를 오버플로우 할 때, 온도를 90℃로 조정하여 진행하여 스크린 키트에 잔재하는 에칭 기를 완전하게 날려보낼 수 있으며, 시간을 6시간으로 증가하여 진행한다. 만약, 6시간 이하로 베이킹(baking)하게 되면, 베이크 오븐에서 산화작용이 일어나 데미지를 준다.

다음으로, N2 버블시켜 스크린 키트, 예컨데 크린 후드 베스(S1)에 잔재하는 식각기를 날려보낸 후, 순수한 스크린 키트, 예컨데 크린 후드 베스(S1)를 도 2b에 도시된 베이크 오븐(S5)에 삽입하여 베이킹을 수행한다. 여기서, 도 2b를 참조하면, 베이크 오븐(S5)에서 베이킹을 진행할 경우, N2 건(Gun)을 이용하여 스크린 키트 홀 사이에 있는 습기(Moisture)를 완전히 제거한 후, 베이킹 공정을 진행하면, 안정된 필름 막질을 얻을 수 있는데, N2 건의 분출(Blow out) 시간을 10분에서 15분 정도로 유지하도록 한다.

즉, 베이킹 수행 과정은, 스크린 키트를 도 2b에 도시된 베이크 오븐(S5)에 삽입하여 베이킹을 수행하는데, 그 과정은, 베이크 오븐(S5)을 도 2b에 도시된 바와 같이, 테이블 3단으로 분리하는데, 맨 아래에 버텀의 1단, 그 위에 미들의 2단, 그 위에 탑의 3단으로 이루어져 있으며, 맨 아래에 위치한 버텀의 1단 온도를 130℃로 조정하고, 3시간 동안 버텀에 있는 1단에서 베이킹을 진행하고, 이 베이킹이 끝난 후, 2단인 미들로 올린 후, 2시간 동안 베이킹을 진행한다. 마지막으로, 3단인 탑에 올린 후, 1시간 이상으로 베이킹을 진행한 후, 베이크 오븐에서 스크린 키트를 빼내어 프로세스 챔버에 설치한다.
따라서, 상술한 바와 같이, 스크린 키트를 베이크 오븐(S5)에 삽입한 후, 베이킹을 진행한 다음에 데이터를 게더링하게 되면, 더 안정되고, 인정적인 두께(Thickness) & 균일함(Uniformity)를 얻을 수 있으며, 그 베이킹 시간은 스크린 키트 재순환과 연관된 부분이다.

삭제

상기와 같이 설명한 본 발명은 D.I 워터와 HF에 HNO3를 혼합(Mixture)하며, 채움과 배수를 5회 반복 및 N2 버블을 시켜 에칭기를 완전히 날려보내며, N2 건을 이용하여 스크린 홀 사이에 있는 습기를 제거하며, 베이킹 온도 및 시간을 조정하여 스크린 키트를 크리닝함으로써, 장비 관리 및 유지 보수를 안정되게 할 수 있으며, 또한 스크린에서 필름 잔재를 제거할 수 있으며, 완벽한 데이터, 즉 파티클, 두께(Thickness), 균일함(uniformity)를 확보하며, 원가절감을 가능하게 하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법에 있어서,

   상기 스크린 키트에 D.I 워터를 채우고, 상기 D.I 워터에 HF를 임의의 비율에 맞게 채우며(fill), 상기 HF 상에 HNO3을 상기 비율에 맞게 채워 에칭하는 제1단계와,

   상기 에칭이 완료된 후, 상기 스크린 키트의 배수 밸브를 통해 상기 혼합된 액체를 배수하며, 상기 제1단계의 채움과 상기 배수 과정을 소정의 횟수만큼 반복하는 제2단계와,

   상기 제2단계의 과정이 완료된 후 N2 버블을 시키며, 임의의 온도로 뜨거워진 D.I 워터를 상기 스크린 키트에 오버플로우(overflow)시켜 잔재하고 있는 식각기를 날려보내는 제3단계와,

   상기 식각기가 없어진 후, 상기 스크린 키트를 베이크 오븐에 삽입하여 베이킹을 수행한 다음에, 상기 베이크 오븐에서 상기 스크린 키트를 빼내 프로세스 챔버에 설치하는 제4단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1단계에서의 D.I 워터 : HF : HNO3의 비율은, 5 : 4.5 : 1의 비율로 혼합(Mixture)하는 것을 특징으로 하는 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1단계에서의 에칭 시간은, 15분 내지 20분의 범위 내를 유지하는 것을 특징으로 하는 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제3단계에서의 N2 버블은, 산화작용을 증가시켜 연소시켜며, 상기 임의의 온도는 90℃인 것을 특징으로 하는 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제4단계에서 베이킹을 진행하기 이전에 N2 건(Gun)을 이용하여 상기 스크린 키트 홀 사이에 있는 습기를 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 N2 건의 분출(Blow out) 시간은, 10분 내지 15분의 범위 내를 유지하는 것을 특징으로 하는 반도체의 스크린 키트 크리닝 방법.

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