KR100724214B1 - 플라즈마 챔버의 고주파 전력 퍼지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 공정(wafer process)에 악영향을 주는 잔류 가스(residual gas)를 제거하는 방법에 관한 것이다. 종래에는 웨이퍼(13) 위에 잔류된 언차지 파티클(17)이 이후의 공정에 악영향을 준다. 불활성 가스(inert gas)를 이용하여 챔버 내 잔류 가스를 제거 하기는 하지만 챔버에 제공되는 고주파 전력이 턴 오프 시 발생되는 언차지 파티클(17)을 제거하지 못한다. 본 발명은 고주파 전력이 턴 오프 시 차지 파티클이 차지를 상실하면서 웨이퍼로 드롭되는 것을 방지함으로써 웨이퍼 데미지를 최소화, 즉 고주파 전력의 턴 오프 시 가장 메이저 파티클(major particle)로 여겨지는 차지 파티클에 기인하는 웨이퍼 데미지를 방지할 수 있으며, 특히 웨이퍼가 대구경화 되어가고 있는 반도체 공정에서 그 효과가 더욱 크다.

플라즈마, 챔버, 고주파 전력, 파티클

Description

플라즈마 챔버의 고주파 전력 퍼지 방법{RADIO FREQUENCY POWER PURGE METHOD ON PLASMA CHAMBER}

도 1은 종래의 기술에 따라 챔버 돔 내에서 공정 플라즈마가 턴 온되어 공정을 진행하는 과정에서 이 공정 플라즈마 내에 부유하고 있는 차지 파티클의 형태를 나타낸 개략도,

도 2는 도 1과 같은 플라즈마 공정이 완료되고 고주파 전력이 턴 오프되었을 때 공정 플라즈마 내에 부유하고 있던 차지 파티클이 차지를 상실함에 따라 웨이퍼 위로 떨어지는 것을 나타낸 개략도,

도 3은 본 발명에 따라 공정 고주파 전력이 턴 오프될 때 고주파 전력 퍼지를 통해 차지 파티클이 차지를 상실하지 않고 펌핑 아웃되는 것을 나타낸 개략도.

본 발명은 플라즈마 챔버(plasma chamber)의 고주파 전력 퍼지(radio frequency power purge) 방법에 관한 것으로, 특히, 웨이퍼 공정(wafer process)에 악영향을 주는 잔류 가스(residual gas)를 제거하는 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스(semiconductor device)의 쉬링크(shrink) 및 웨이퍼의 대구 경(300mm)화가 이루어지면서, 디바이스 산출(device yield) 저해 요소에 가장 큰 영향을 미치는 디펙트 콘트롤(defect control)에 대한 관심이 그 어느 때보다 집중되고 있으며 이에 따른 각 공정의 세정 방법(clean method) 및 장비 평가(evaluation)가 진행되고 있다. 그 중에서도 플라즈마 장비의 경우 잔류 차지 파티클(charged particle)의 차지(charge) 상실로 인한 디펙트 소스(defect source)화 경향이 많아 이를 콘트롤할 수 있는 방법이 요구되어 왔다.

도 1은 종래의 기술에 따라 챔버 돔(chamber dome)(10) 내에서 공정 플라즈마(14)가 턴 온(turn on)되어 공정을 진행하는 과정에서 이 공정 플라즈마(14) 내에 부유하고 있는 차지 파티클(15)의 형태를 나타낸 개략도이다.

동 도면에 있어서, 챔버 돔(10) 내에서 ESC 척(ESC chuck)(12)이 웨이퍼(13)를 잡고 있는 환경에서 공정 플라즈마(14)가 턴 온되어 플라즈마 공정을 진행할 때 이 공정 플라즈마(14) 내에 차지 파티클(15)이 부유하고 있다.

도 2는 도 1과 같은 플라즈마 공정이 완료되고 고주파 전력이 턴 오프(turn off)되었을 때 공정 플라즈마(14) 내에 부유하고 있던 차지 파티클이 차지를 상실함에 따라 웨이퍼(13) 위로 떨어지는 것을 나타낸 개략도이다. 도면 부호 16은 공정 플라즈마가 턴 오프되면서 차지 파티클이 드롭(drop)되고 있는 무브먼트(movement)를 나타내고, 도면 부호 17은 언차지 파티클(uncharged particle)을 나타낸다.

동 도면에 있어서, 도 1과 같은 플라즈마 공정이 완료되고 고주파 전력이 턴 오프되면 공정 플라즈마(14) 내에 부유하고 있던 차지 파티클이 차지를 상실하게 되어 웨이퍼(13) 위로 떨어진다.

따라서, 종래의 기술에 있어서는 웨이퍼(13) 위에 잔류된 언차지 파티클(17)이 이후의 공정에 악영향을 준다. 불활성 가스(inert gas)를 이용하여 챔버 내 잔류 가스를 제거 하기는 하지만 챔버에 제공되는 고주파 전력이 턴 오프 시 발생되는 언차지 파티클(17)을 제거하지 못한다.

본 발명은 상술한 결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 고주파 전력이 턴 오프 시 차지 파티클이 차지를 상실하면서 웨이퍼로 드롭되는 것을 방지함으로써 웨이퍼 데미지(wafer damages)를 최소화할 수 있는 플라즈마 챔버의 고주파 전력 퍼지 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공정 고주파 전력을 공급받아 구동하는 플라즈마 챔버에 있어서, 상기 공정 고주파 전력을 공급받아 플라즈마 분위기에서 공정을 수행하는 단계와, 상기 공정 수행이 완료되어 상기 공정 고주파 전력이 턴 오프될 때, 고주파 전력 퍼지를 실시하여 상기 플라즈마 챔버 내의 차지 파티클이 차지를 상실하지 않도록 하면서 펌핑 아웃시키는 단계를 포함하는 플라즈마 챔버의 고주파 전력 퍼지 방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용되는 반도체 제조 장비 즉, 플라즈마를 사용하는 챔버는 여러 기술에서 사용 가능하나, 본 발명에서는 금속 플라즈마 챔버를 예로 들어 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따라 공정 고주파 전력이 턴 오프될 때 고주파 전력 퍼지를 통해 차지 파티클이 차지를 상실하지 않고(차지 파티클의 차지 유지) 펌핑 아웃(pumping out)되는 것을 나타낸 개략도로서, 도면 부호 18은 잔류 가스로 인해 플라즈마가 유지되고 있는 상태를 나타내고, 도면 부호 19는 차지 파티클이 차지를 상실하지 않고 펌핑 아웃되는 무브먼트를 나타낸다.
여기에서, 본 발명은 챔버 돔(10) 내에서 웨이퍼(13)에 대해 플라즈마 공정을 실시하는 일련의 과정이 전술한 종래 기술에서 기술하고 있는 플라즈마 공정과 실질적으로 동일하므로, 불필요한 중복 기재를 피하기 위하여 여기에서의 상세한 설명을 생략한다.

동 도면에 있어서, 공정 고주파 전력이 턴 오프될 때 고주파 전력 퍼지를 실시하여 차지 파티클이 차지를 상실하지 않고 펌핑 아웃되도록 하는데, 이러한 고주파 전력 퍼지 시에는 200W 이상의 고주파 전력을 사용한다. 또한, 본 발명에서는 챔버 내의 압력을 조절하는 드로틀 밸브(throttle valve)를 최대한 오픈(open)한 상태에서 고주파 전력 퍼지를 진행함으로써, 고주파 전력 퍼지를 신속하게 진행시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 고주파 전력이 턴 오프 시 차지 파티클이 차지를 상실하면서 웨이퍼로 드롭되는 것을 방지함으로써 웨이퍼 데미지를 최소화, 즉 고주파 전력의 턴 오프 시 가장 메이저 파티클(major particle)로 여겨지는 차지 파티클에 기인하는 웨이퍼 데미지를 방지할 수 있다. 특히, 웨이퍼가 대구경화 되어가고 있는 반도체 공정에서 그 효과가 더욱 크다. 또한 종류가 다른 여러 단계의 공정 가스를 사용하는 경우 본 발명의 기술을 사용하면 보다 빠른 시간안에 잔류 가스를 제거할 수 있어 후속 공정에서의 영향을 최소화할 수 있다.

Claims (2)

1. 공정 고주파 전력을 공급받아 구동하는 플라즈마 챔버에 있어서,

   상기 공정 고주파 전력을 공급받아 플라즈마 분위기에서 공정을 수행하는 단계와,

   상기 공정 수행이 완료되어 상기 공정 고주파 전력이 턴 오프될 때, 고주파 전력 퍼지를 실시하여 상기 플라즈마 챔버 내의 차지 파티클이 차지를 상실하지 않도록 하면서 펌핑 아웃시키는 단계

   를 포함하는 플라즈마 챔버의 고주파 전력 퍼지 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고주파 전력 퍼지는, 적어도 200 W의 고주파 전력을 사용하여 드로틀 밸브(throttle valve)를 최대한 오픈한 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 챔버의 고주파 전력 퍼지 방법.

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