KR100731124B1

KR100731124B1 - 증착 챔버의 세정 방법

Info

Publication number: KR100731124B1
Application number: KR1020050132698A
Authority: KR
Inventors: 안효상
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-06-22

Abstract

본 발명은 증착 챔버를 열거나 분리하지 않고 인시튜로 증착 챔버 내벽에 형성된 부산물을 정확하게 제거할 수 있는 증착 챔버의 세정방법에 관한 것으로, 증착 챔버 내부에 형성된 부산물을 제거하는 증착 챔버의 세정방법에 있어서, 상기 챔버 내에 식각용 가스를 주입하는 단계; 상기 챔버 내에 주입된 가스에 에너지를 가하여 플라즈마 상태로 만드는 단계; 상기 플라즈마 상태의 가스를 이용하여 상기 부산물을 식각하는 단계; 및, EPD(End Point Detector)를 사용하여 상기 부산물의 식각 정도를 확인하여, 상기 식각 공정 중지 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이다.

인시튜, 증착 챔버, EPD

Description

증착 챔버의 세정 방법{A method for cleaning deposition chamber}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증착 챔버의 세정방법을 설명하기 위한 순서도

도 2는 본 발명에 따른 EPD가 적용된 증착 챔버를 나타낸 도면

＊도면의 주요부에 대한 부호 설명

300 : 증착 챔버 306 : 상부전극

304 : 하부전극 308 : 공정가스공급부

310 : 배기부 401 : 필터

402 : 광전변환부 403 : 증폭회로부

404 : 팬레코더 405 : 종말점검출부

406 : 중앙처리부

본 발명은 증착 챔버의 세정방법에 관한 것으로, 특히 증착 챔버를 열거나 분리하지 않고 인시튜로 증착 챔버 내벽에 형성된 부산물을 정확하게 제거할 수 있는 증착 챔버의 세정방법에 대한 것이다.

반도체 장치의 제조에 있어서 웨이퍼 상에 막을 형성하는 증착 공정은 고 진공이 요구되는 챔버 내에서 공정이 수행된다. 상기 증착 공정은 웨이퍼가 놓여있는 증착 챔버 내에 증착 가스들을 유입하고, 상기 증착 가스들의 반응에 의해 상기 웨이퍼의 표면에 막을 형성하는 공정이다.

상기 증착 공정을 수행할 때 상기 웨이퍼의 표면에만 막이 형성되기를 소망하지만, 실재로는 증착 챔버의 내벽 및 챔버 내의 각 파트들에까지 막이 증착된다.

반도체 장치의 제조를 위해 동일 챔버에서 계속적으로 증착 공정을 수행하는 경우, 상기 증착 챔버 내에는 원하지 않는 막들이 계속적으로 누적되면서 증착된다. 이러한 막은 증착 챔버 내벽 전체에 걸쳐 불균일하게 수천 내지 수만㎚ 정도 두께로 형성된다.

상기 증착 챔버 내에 증착되어 있는 막은 후속에 진행되는 새로운 웨이퍼들의 표면으로 낙하하여 공정 불량을 발생시킬 수 있다. 때문에, 이러한 공정 불량을 미연에 방지하기 위해, 상기 증착 챔버의 내부에 증착된 막들을 제거하기 위한 세정 공정이 주기적으로 수행되여야만 한다. 공정의 단순화를 위해, 상기 세정 공정은 증착 챔버를 열거나 분리하지 않은 상태에서 인시튜(In-Situ)로 진행하고 있는 추세이다.

일반적으로, 플래쉬 메모리의 제조 공정시 플로팅 게이트, ONO(Oxide-Nitride-Oxide)층, 및 콘트롤 게이트를 형성하기 위해 폴리 실리콘막, 산화막, 및 질화막을 증착하는 공정이 필요한데, 이때 상기 폴리 실리콘막, 산화막, 또는 질화막의 부산물이 상기 공정 챔버의 내벽에도 형성된다.

종래에는 이렇게 형성된 부산물을 제거하기 위해, 상기 챔버내에 식각용 가스를 주입하고, 이를 플라즈마 상태로 만들어 상기 챔버 내벽에 형성된 부산물에 가해주었다.

그러나, 상기 챔버 내부에 형성된 부산물의 두께는 일정하지 않으며, 또한 종래의 방법으로는 부산물의 식각 정도를 정확하게 파악할 수 없으므로, 식각 시간이 짧으면 부산물이 여전히 남아 있는 문제점이 발생하며, 식각 시간이 길어지면 챔버 내벽이 손상되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, EPD를 사용하여 부산물의 식각 상태를 정확히 판단함으로써 상기 챔버의 내벽의 손상없이 부산물만을 제거할 수 있는 증착 챔버의 세정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 증착 챔버의 세정방법은, 증착 챔버 내부에 형성된 부산물을 제거하는 증착 챔버의 세정방법에 있어서, 상기 챔버 내에 식각용 가스를 주입하는 단계; 상기 챔버 내에 주입된 가스에 에너지를 가하여 플라즈마 상태로 만드는 단계; 상기 플라즈마 상태의 가스를 이용하여 상기 부산물을 식각하는 단계; 및, EPD(End Point Detector)를 사용하여 상기 부산물의 식각 정도를 확인하여, 상기 식각 공정 중지 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어짐을 그 특징으로 한다.

여기서, 상기 부산물은 산화막 및 폴리실리콘막 중 어느 하나인 것을 특징으 로 한다.

상기 식각용 가스는 Cl2, HBR, 및 CHF3 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 챔버의 내벽이 드러날때 상기 식각 공정을 중지하는 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 EPD는, 식각공정을 진행시키는 챔버의 일측에 설치되어 식각 진행 시에 발생되는 특정 반응생성물이 여과되어 통과되도록 하는 필터(filter); 상기 필터에서 여과된 반응생성물에서 발생되는 특정파장을 확대하여 출력하는 광전변환부(photomultiplier); 상기 광전변환부에서 확장되어 출력된 특정파장을 빛의 간섭효과를 이용하여 전기적인 신호로 변환 및 증폭시키어 출력하는 증폭회로부; 상기 증폭회로부에서 증폭된 출력신호의 시간에 따른 변화를 나타내는 팬레코터; 상기 증폭회로부에서 증폭된 출력신호에 의해 식각종말점을 검출하는 종말점검출부; 및, 상기 종말점검출부의 검출신호에 의해 식각공정의 정지여부를 판단하는 중앙처리부를 포함하여 구성된 EDP를 사용하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 증착 챔버의 세정 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증착 챔버의 세정방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 EDP가 적용된 증착 챔버를 나타낸 도면이다.

먼저, 상기 증착 챔버(300) 내에 식각용 가스를 주입한다.

여기서, 상기 증착 챔버(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일측에는 식각 가스가 주입되는 공정가스공급부(308)와, 타측에는 부산물이 배기되는 배기부(310)가 설치되고, 내부에는 고주파전력을 인가하는 상부전극(306)과, 상부전극(306)과 일정간격으로 이격되어 설치되어 상면에 웨이퍼가 안착되는 하부전극(304)이 설치된다. 이 때, 하부전극(304)은 접지에 연결된다

상기 가스로는 Cl2, HBR, 및 Cl2 가스 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 플래쉬 메모리의 플로팅 게이트, ONO(Oxide-Nitride-Oxide)층, 및 플로팅 게이트를 형성하기 위한 증착 공정을 상기 증착 챔버(300) 내부에서 행한 후, 상기 증착 챔버(300) 내벽에 형성된 부산물을 제거하기 위해, 상기 증착 챔버(300) 내부에 상기 Cl2, HBR, 및 Cl2 가스 중 어느 하나를 주입한다.

이후, 상기 챔버(300) 내에 주입된 가스에 에너지를 가하여 플라즈마 상태로 만든다.

즉, 공정가스공급부를 통해 상기 증착 챔버(300) 내부로 식각 가스를 일정량 공급시키면서, 고주파전력을 상부 및 하부전극에 가하여 상기 식가 가스를 플라즈마(plasma) 상태로 만든다.

이후, 상기 플라즈마 상태의 식각용 가스를 이용하여 상기 부산물을 식각한다.

이때, EPD(End Point Detector)를 사용하여 상기 부산물의 식각 정도를 확인하여, 상기 식각 공정 중지 여부를 판단한다.

여기서, 상기 EPD는, 증착 챔버(300)의 일측에 설치되어 식각 진행 시에 발생되는 특정 반응생성물이 여과되어 통과되도록 하는 필터(401)(filter)와, 상기 필터(401)에서 여과된 반응생성물에서 발생되는 특정파장을 확대하여 출력하는 광전변환부(402)(photomultiplier)와, 상기 광전변환부(402)에서 확장되어 출력된 특정파장을 빛의 간섭효과를 이용하여 전기적인 신호로 변환, 증폭시키어 출력하는 증폭회로부(403)와, 상기 증폭회로부(403)에서 증폭된 출력신호의 시간에 따른 변화를 나타내는 팬레코터(404)와, 상기 증폭회로부(403)에서 증폭된 출력신호에 의해 식각종말점을 검출하는 종말점검출부(405)와, 상기 종말점검출부(405)의 검출신호에 의해 식각공정의 정지여부를 판단하는 중앙처리부(406)로 구성된다.

이와 같이 구성된 EPD는 상기 챔버(300) 내벽에 형성된 부산물의 종말점을 판단함으로써, 인시튜 방법으로 상기 챔버(300)를 세정할 시 상기 챔버(300) 내벽의 손상없이 상기 부산물만이 정확하게 제거되도록 도와준다.

즉, 상기 챔버(300) 내부에 주입된 식각용 가스내의 고주파전력으로 가속된 전자는 분자와의 탄성충돌을 거쳐 고에너지를 얻고 다음에 분자와 비탄성충돌하여 전리, 여기하여 플라즈마 상태로 변한다. 이때, 상기 플라즈마 상태의 식각용 가스는 챔버(300) 내벽에 형성된 부산물에 대하여 식각공정을 진행하며, 플라즈마 상태의 식각용 가스내의 반응생성물에서 방출되는 특정파장의 빛은 필터(401)에 통과되면서 펼터링되어 광전변환부(402)에 인가된다.

이때, 필터(401)링된 빛은 광전변환부(402)에서 특정파장을 빛의 간섭효과를 이용하여 전기적인 신호로 변화된 후, 증폭회로부(403)에서 증폭되어 팬레코더(404)에 나타난다.

그리고 증폭회로부(403)에서 증폭된 출력신호의 시간에 따른 변화를 팬레코 더(404)에서 지켜볼 수 있다.

다음에, 증폭회로부(403)에서 증폭된 출력신호가 종말점검출부(405)에 의해 식각종말점을 검출하며, 중앙처리부(406)에서는 식각공정의 정지여부를 판단한다

이렇게 함으로써, 본 발명에서는 챔버(300) 내부의 손상없이 상기 부산물을 정확하게 제거할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 증착 챔버의 세정방법에는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에서는 인시튜 방법을 이용한 세정 공정시 EPD를 사용함으로써, 증착 챔버 내벽의 손상없이 부산물을 정확하게 제거할 수 있다.

Claims

식각공정을 진행시키는 챔버의 일측에 설치되어 식각 진행 시에 발생되는 특정 반응생성물이 여과되어 통과되도록 하는 필터(filter);

상기 필터에서 여과된 반응생성물에서 발생되는 특정파장을 확대하여 출력하는 광전변환부(photomultiplier);

상기 광전변환부에서 확장되어 출력된 특정파장을 빛의 간섭효과를 이용하여 전기적인 신호로 변환 및 증폭시키어 출력하는 증폭회로부;

상기 증폭회로부에서 증폭된 출력신호의 시간에 따른 변화를 나타내는 팬레코터;

상기 증폭회로부에서 증폭된 출력신호에 의해 식각종말점을 검출하는 종말점검출부; 및

상기 종말점검출부의 검출신호에 의해 식각공정의 정지여부를 판단하는 중앙처리부를 포함하여 구성된 EDP를 사용하여 증착 챔버 내부에 형성된 부산물을 제거하는 증착 챔버의 세정방법에 있어서,

상기 챔버 내에 식각용 가스를 주입하는 단계;

상기 챔버 내에 주입된 가스에 에너지를 가하여 플라즈마 상태로 만드는 단계;

상기 플라즈마 상태의 가스를 이용하여 상기 부산물을 식각하는 단계; 및,

상기 EPD(End Point Detector)를 사용하여 상기 부산물의 식각 정도를 확인하여, 상기 식각 공정 중지 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 증착 챔버의 세정방법.
제 1 항에 있어서,

상기 부산물은 산화막 및 폴리실리콘막 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 증착 챔버의 세정방법.
제 1 항에 있어서,

상기 식각용 가스는 Cl2, HBR, 및 CHF3 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 증착 챔버의 세정방법.
제 1 항에 있어서,

상기 챔버의 내벽이 드러날때 상기 식각 공정을 중지하는 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 증착 챔버의 세정단계.
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