KR100735523B1 - 반도체 소자 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

반도체 소자 제조 공정 중 발생된 수소 가스를 보다 효과적으로 제거할 수 있는 반도체 소자 제조 방법이 제공된다. 반도체 소자 제조 방법은 수소 가스가 잔류하는 챔버로부터 기판을 제거하고, 챔버 내로 산소 가스 또는 오존 가스를 주입하고, 챔버 내에 플라즈마를 발생시키고, 챔버로부터 OH 라디칼을 제거하는 것을 포함한다.
수소 가스, OH 라디칼, 플라즈마

Description

반도체 소자 제조 방법{Method for fabricating semiconductor device}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법이 수행되는 챔버의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법에 따라 수소 가스와 산소 가스가 혼합된 상태에서 플라즈마를 발생시켰을 때 광학 방출 스펙트럼(OES)을 조사한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4a는 종래 기술에 따라 수소 가스가 잔류하는 상태에서 산화 공정 수행시 산화막의 두께를 나타낸 그래프이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법에 따라 수소 가스 제거 후 산화 공정 수행시 산화막의 두께를 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100: 챔버 110: 상부 챔버
120: 하부 챔버 130: 가스 공급부
140: 펌프
본 발명은 반도체 메모리 소자 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 소자 제조 공정 중 발생된 수소 가스를 보다 효과적으로 제거할 수 있는 반도체 소자 제조 방법에 관한 것이다.
현재, 반도체 메모리 소자의 고집적화가 요구되면서 반도체 메모리 소자의 디자인 룰(design rule)은 급속하게 감소되고 있다. 이에 따라 반도체 메모리 소자 내에 포함되는 도전성 배선들의 간격이 더욱 미세해지며, 이에 따라 배선들의 저항이 증가된다. 그러나 반도체 메모리 소자의 고속화를 위해서는 배선들의 전기적 저항을 줄여 동작 속도를 향상시키는 것이 중요하다. 따라서 저저항을 갖는 반도체 메모리 소자의 배선들을 형성되는 것이 요구된다.
따라서, 반도체 메모리 소자의 게이트 전극과 같은 도전성 패턴들은 폴리 실리콘 및 금속 실리사이드로 이루어진 도전 물질뿐만 아니라 텅스텐(W)이나 티타늄(Ti) 등의 순수 금속층을 사용하여 게이트 전극을 형성하고 있다.
그리고, 이와 같은 게이트 전극을 형성하기 위한 식각 공정시 게이트 전극의 측벽 및 양측에 위치한 실리콘 기판이 손상될 수 있다. 이와 같이 게이트 전극 및 실리콘 기판이 손상되면 트랜지스터의 특성이 저하된다. 그러므로 게이트 전극 및 양측에 위치한 실리콘 기판의 손상을 개선하기 위해 식각 공정 후 재산화(re-oxidation) 공정을 수행한다.
그러나, 재산화 공정 수행시 게이트 전극에 포함된 텅스텐과 같은 금속층이 폴리 실리콘보다 산소와 빠르게 반응하기 때문에 노출된 텅스텐 표면에 비정상적으 로 산화된다. 따라서, 게이트 전극의 폴리 실리콘과 실리콘 기판만을 선택적으로 산화하기 어려운 측면이 있다. 이에 따라 현재에는 저온에서 플라즈마를 이용하여 선택적 산화(selective oxidation) 공정을 수행함으로써 게이트 전극의 손상을 회복시키고 있다.
그러나, 저온에서 플라즈마를 이용하여 선택적 산화 공정을 수행하기 위해 수소(H2) 가스를 이용할 경우, 수소 가스의 유량에 따라 산화율(oxidation rate)이 민감하게 변화한다. 따라서, 이전 공정에 이용된 수소 가스를 완전히 제거하는 것이 중요한데 저온 및 저진공 상태에서는 수소 가스가 진공 펌프로 완전히 배출되지 않는다.
이에 따라 선택적 산화 공정을 반복적으로 수행할 때 이전 공정에 사용된 수소 가스가 잔류하여 공정 초기에 진행되는 반도체 기판에서의 산화막 두께가 변화한다. 따라서, 재현성 있는 선택적 산화 공정을 확보하기 어렵다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 소자 제조 공정 중 발생된 수소 가스를 보다 효과적으로 제거할 수 있는 반도체 소자 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법은 수소 가스가 잔류하는 챔버로부터 기판을 제거하고, 챔버 내로 산소 가스 또는 오존 가스를 주입하고, 챔버 내에 플라즈마를 발생시키고, 챔버로부터 OH 라디칼을 제거하는 것을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법은 챔버 내에 금속 게이트 패턴이 형성된 반도체 기판을 로딩하고, 챔버 내부로 수소 가스와 산소 가스를 주입하여 반도체 기판에 대해 선택적 산화 공정을 수행하고, 반도체 기판을 챔버로부터 제거하고, 챔버 내부로 산소 가스 또는 오존 가스를 추가로 주입하고, 챔버 내에 플라즈마를 발생시키고, 챔버로부터 OH 라디칼을 제거하는 것을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법은 (a) 금속 게이트 패턴이 형성된 반도체 기판을 챔버 내에 로딩하되, 반도체 기판은 다수의 기판으로 구성된 랏(lot) 중의 하나이고, (b) 챔버 내부로 수소 가스와 산소 가스를 주입하여 반도체 기판에 대해 선택적 산화 공정을 수행하고, (c) 반도체 기판을 챔버로부터 제거하고, (d) 랏(lot) 내의 각 반도체 기판에 대해 (a) 내지 (c) 단계를 반복하고, (e) 챔버 내부로 산소 가스 또는 오존 가스를 추가로 주입하고, (f) 챔버 내에 플라즈마를 발생시키고, (g) 챔버로부터 OH 라디칼을 제거하는 것을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법이 수행되는 챔버에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법이 수행되는 챔버의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법이 수행되는 챔버(100)는 상부 챔버(110), 하부 챔버(120), 가스 공급부(130) 및 펌프(140)를 포함한다.
상부 챔버(110)에는 하부 챔버(120)를 덮는 돔(dome) 형태의 커버(112)가 설치되어 있다. 이 때, 돔 형태의 커버(112)는 세라믹 재질로 형성되어 있으며, 플라즈마 발생시 반도체 기판 전면에 플라즈마를 균일하게 분포시킨다. 그리고 커버(112)의 둘레에는 고밀도 플라즈마를 발생시키고 유지하기 위해 유도 결합된 RF 제너레이터(102)와 RF 매칭 시스템(104)이 연결된 유도 코일(114)이 설치되어 있다. 또한 상부 챔버(110)에는 가스 공급부(130)가 연결되어 있어 반응 가스가 상부 챔버(110) 내부로 공급된다.
따라서, 가스 공급부(130)로부터 상부 챔버(110)로 반응 가스를 공급하고, 유도 코일(114)에 RF 전력을 인가하면 챔버(100) 내의 반응 가스가 방전되어 플라즈마가 발생한다.
그리고, 하부 챔버(120) 내부에는 정전기력을 이용하여 반도체 기판을 고정 지지하는 정전척(122)이 설치되어 있으며, 정전척(122)은 플라즈마 상태의 반응 가스를 반도체 기판으로 유도하기 위해 바이어스 전원을 인가하는 RF 제너레이터(102) 및 RF 매칭 시스템(104)과 연결되어 있다.
또한, 하부 챔버(120)에는 챔버(100) 내부의 미반응 가스 및 불순물들을 강제로 배출시키는 펌프(140)가 설치되어 있다. 따라서 공정 진행시 펌프(140)의 동작에 따라 챔버(100) 내부의 압력을 조절할 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법의 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법은 저온에서 플라즈마를 이용하여 선택적 산화 공정을 수행하는 것을 예로 들어 설명한다.
먼저, 챔버(100) 내부를 저온에서 플라즈마를 이용한 선택적 산화 공정이 수행되는 공정 조건으로 준비한다. 즉, 챔버(100) 내부를 약 25 ~ 600℃의 저온과, 약 10 ~ 200Pa의 저진공 상태로 유지시킨다.
그리고, 이와 같은 분위기의 챔버(100) 내로 금속 게이트 패턴이 형성된 반도체 기판을 로딩한다(S10). 반도체 기판에 형성된 금속 게이트 패턴은 폴리실리콘막/금속막 또는 폴리실리콘막/장벽금속막/금속막 형태로 형성될 수 있다. 이 때, 금속막으로는 W, Ni, Co, TaN, Ru-Ta, TiN, Ni-Ti, Ti-Al-N, Zr, Hf, Ti, Ta, Mo, MoN, WN, Ta-Pt, Ta-Ti 및 W-Ti 등 중 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다. 또한 장벽금속막으로는 WN, TiN, TaN 및 TaCN 등 중 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
그리고 나서, 챔버(100) 내부로 이송된 반도체 기판의 온도를 정전척(122)의 온도와 비슷해지도록 일정 시간 동안 안정화시킨다. 이 때, 챔버(100) 내부로 수소 가스를 약 10 ~ 200Pa의 공정 압력으로 공급한다.
이와 같이, 챔버(100) 내에 반도체 기판을 로딩하고 챔버(100) 내 분위기를 공정 조건으로 유지시킨 다음 금속 게이트 패턴이 형성된 반도체 기판에 대해 저온에서 플라즈마를 이용하여 선택적 산화 공정을 수행한다(S20).
상세히 설명하면, 반도체 기판이 위치하고 저온 및 저진공 상태 챔버(100)에 수소 가스를 공급한 다음 RF 전력을 인가한다. 이에 따라 수소 가스가 방전되어 플라즈마 상태의 수소 가스, 즉, 수소 라디칼이 발생된다.
그리고 나서, 수소 라디칼이 발생된 챔버(100) 내부로 산소 가스를 공급함으로써 금속 게이트 패턴이 형성된 반도체 기판이 선택적으로 산화된다. 즉, 금속 게이트 패턴의 폴리실리콘막 양측과 금속 게이트 패턴 양측의 실리콘 기판 표면이 산화된다. 이 때, 수소 가스와 산소 가스의 유량비는 H2/O2 = 2:1 ~ 20:1일 수 있으며, 수소 가스와 산소 가스 유량의 합은 약 400 ~ 1000sccm일 수 있다.
이와 같은 반도체 기판에 대한 선택적 산화 공정이 종료되면 챔버(100) 외부로 반도체 기판을 언로딩한다(S30). 그리고 나서 펌프(140)를 통해 챔버(100) 내부의 반응 가스를 배출시킨다. 이 때, 챔버(100) 내부가 저온, 저진공 상태이므로 수소 가스 일부가 잔류할 수 있다(S40).
따라서, 챔버(100) 내에 잔류하는 수소 가스를 제거하기 위해 반도체 기판이 언로딩된 챔버(100) 내부로 산소 가스 또는 오존 가스를 추가로 주입한다(S50). 이 때, 챔버(100) 내부의 온도는 약 25 ~ 600℃의 저온이며, 압력은 약 10 ~ 200Pa의 저진공 상태로 유지된다. 그리고 챔버(100) 내의 수소 가스와 산소 가스의 유량비는 H2/(H2+O2) = 0.2 ~ 0.8일 수 있다.
그리고 나서, 챔버(100)에 RF 전력을 인가하면 수소 라디칼과 산소 라디칼이 발생하며, 수소 라디칼과 산소 라디칼이 반응하여 OH 라디칼이 발생한다. 이와 같이 발생한 OH 라디칼은 펌프(140)를 통해 외부로 배출시킬 수 있다.
따라서, 수소 가스가 잔류하는 챔버 내에 산소 가스 또는 오존 가스를 주입하여 플라즈마를 발생시킴으로써 잔류하는 수소 가스를 OH 라디칼 형태로 배출시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법에서 반도체 기판을 언로딩하고 산소 가스 또는 오존 가스를 주입하여 챔버 내에 잔류하는 수소 가스를 제거하는 과정은 반도체 기판 각각에 대한 선택적 산화 공정을 종료한 다음 수행할 수 있다. 또한, 잔류하는 수소 가스를 제거하는 과정은 선택적 산화 공정을 다수의 반도체 기판으로 구성된 랏(lot) 단위의 각 반도체 기판에 대해 수행하고 난 다음 주기적으로 수행할 수도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법에서의 실험 결과에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법에 따라 수소 가스와 산소 가스가 혼합된 상태에서 플라즈마를 발생시켰을 때 광학 방출 스펙트럼(OES: Optical Emission Spectroscopy)을 조사한 결과를 나타낸 그래프이다. 구체적으로, 도 3은 수소 가스와 산소 가스의 유량비에 따른 OH 라디칼의 방출 강도를 나타낸 그래프이다.
즉, OH 라디칼은 RF 전력이 증가할수록 OH 라디칼의 방출 강도가 증가한다는 것을 알 수 있다. 그리고 OH 라디칼은 압력이 약 30Pa일 때 수소 가스와 산소 가스의 유량비가 H2/(H2+O2) = 0.6 ~ 0.8에서 OH 라디칼의 방출 강도가 높다는 것을 알 수 있다. 또한, OH 라디칼은 압력이 약 100Pa일 때 수소 가스와 산소 가스의 유량비가 H2/(H2+O2) = 0.2 ~ 0.8에서 OH 라디칼의 방출 강도가 높다는 것을 알 수 있다.
이와 같은 결과에 따라 수소 가스는 저진공 상태에서 수소 라디칼 방출 강도가 높으며, 이 때, 산소 가스 또는 오존 가스를 이용하여 산소 라디칼을 발생시켜 수소 라디칼과 반응시킴으로써 OH 라디칼을 발생시킬 수 있다. 따라서 잔류하는 수소 가스를 OH 라디칼 형태로 외부로 배출시킬 수 있다.
이와 같은 결과를 이용하여 수소 가스와 산소 가스의 유량비에 따른 압력 및 RF 전력을 설정하여 OH 라디칼을 발생시킴으로써 잔류하는 수소 가스를 효과적으로 제거할 수 있다.
도 4a와 도 4b는 종래 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 산화 공정 수행시 산화막의 두께를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 6a와 도 6b는 랏 단위로 산화 공정을 실시하였을 때의 산화막 두께의 변화를 나타낸다.
즉, 도 4a에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따라 수소 가스가 잔류하는 상태에서 산화 공정을 실시하는 경우 잔류하는 수소 가스가 초기의 반도체 기판에 형성 된 산화막의 두께에 영향을 준다는 것을 알 수 있다.
이와 달리 본 발명의 일 실시예에 따라 수소 가스를 제거한 다음 산화 공정을 실시함으로써 도 4b에 도시된 바와 같이, 초기의 반도체 기판의 산화막 두께가 균일하게 형성된다는 것을 알 수 있다. 즉, 챔버 내의 잔류하는 수소 가스가 효과적으로 제거되었다는 것을 확인할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 반도체 소자 제조 방법에 따르면 반도체 소자 제조 공정 후 잔류하는 수소 가스를 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
그러므로, 금속 게이트 패턴에 대한 선택적 산화 공정 수행시 이전의 선택적 산화 공정에서 잔류하는 수소 가스의 영향으로 산화막의 두께가 민감하게 변화하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 선택적 산화 공정의 재현성을 확보할 수 있다.

Claims (23)

  1. 수소 가스가 잔류하는 챔버로부터 기판을 제거하고,
    상기 챔버 내로 산소 가스 또는 오존 가스를 주입하고,
    상기 챔버 내에 플라즈마를 발생시키고,
    상기 챔버로부터 OH 라디칼을 제거하는 것을 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 내부는 약 25 ~ 600℃의 저온 상태인 반도체 소자 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 챔버 내부는 약 10 ~ 200Pa의 저진공 상태인 반도체 소자 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 내부의 수소 가스와 산소 가스의 유량비는 H2/(H2+O2) = 0.2 ~ 0.8인 반도체 소자 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마를 발생시키는 것은 상기 챔버로 RF 파워를 인가하여 수소 라디칼과 산소 라디칼을 반응시키는 것을 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
  6. 챔버 내에 금속 게이트 패턴이 형성된 반도체 기판을 로딩하고,
    상기 챔버 내부로 수소 가스와 산소 가스를 주입하여 상기 반도체 기판에 대해 선택적 산화 공정을 수행하고,
    상기 반도체 기판을 상기 챔버로부터 제거하고,
    상기 챔버 내부로 산소 가스 또는 오존 가스를 추가로 주입하고,
    상기 챔버 내에 플라즈마를 발생시키고,
    상기 챔버로부터 OH 라디칼을 제거하는 것을 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속 게이트 패턴은 폴리실리콘막/금속막 또는 폴리실리콘막/장벽금속막/금속막 형태인 반도체 소자 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 챔버 내부는 약 25 ~ 600℃의 저온 상태인 반도체 소자 제조 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 챔버 내부는 약 10 ~ 200Pa의 저진공 상태인 반도체 소자 제조 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 선택적 산화 공정에서 상기 수소 가스와 산소 가스의 유량비는 H2/O2 = 2:1 ~ 20:1인 반도체 소자 제조 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 산소 가스 또는 오존 가스를 추가로 주입시 상기 챔버 내부의 수소 가스와 산소 가스의 유량비는 H2/(H2+O2) = 0.2 ~ 0.8인 반도체 소자 제조 방법.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 플라즈마를 발생시키는 것은 상기 챔버로 RF 파워를 인가하여 수소 라디칼과 산소 라디칼을 반응시키는 것을 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
  13. (a) 금속 게이트 패턴이 형성된 반도체 기판을 챔버 내에 로딩하되, 상기 반도체 기판은 다수의 기판으로 구성된 랏(lot) 중의 하나이고,
    (b) 상기 챔버 내부로 수소 가스와 산소 가스를 주입하여 상기 반도체 기판에 대해 선택적 산화 공정을 수행하고,
    (c) 상기 반도체 기판을 상기 챔버로부터 제거하고,
    (d) 상기 랏(lot) 내의 각 반도체 기판에 대해 (a) 내지 (c) 단계를 반복하고,
    (e) 상기 챔버 내부로 산소 가스 또는 오존 가스를 추가로 주입하고,
    (f) 상기 챔버 내에 플라즈마를 발생시키고,
    (g) 상기 챔버로부터 OH 라디칼을 제거하는 것을 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 금속 게이트 패턴은 폴리실리콘막/금속막 또는 폴리실리콘막/장벽금속막/금속막 형태인 반도체 소자 제조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 챔버 내부는 약 25 ~ 600℃의 저온 상태인 반도체 소자 제조 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 챔버 내부는 약 10 ~ 200Pa의 저진공 상태인 반도체 소자 제조 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 선택적 산화 공정에서 상기 수소 가스와 산소 가스의 유량비는 H2/O2 = 2:1 ~ 20:1인 반도체 소자 제조 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 산소 가스 또는 오존 가스를 추가로 주입시 상기 챔버 내부의 수소 가스와 산소 가스의 유량비는 H2/(H2+O2) = 0.2 ~ 0.8인 반도체 소자 제조 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 플라즈마를 발생시키는 것은 상기 챔버로 RF 파워를 인가하여 수소 라디칼과 산소 라디칼을 반응시키는 것을 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
  20. 수소 가스가 잔류하는 챔버로부터 기판을 제거하고,
    상기 챔버 내로 산소 가스 또는 오존 가스를 주입하고,
    상기 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜 수소 라디칼과 산소 라디칼을 반응시킴으로써 OH 라디칼을 생성하고,
    상기 챔버로부터 상기 OH 라디칼을 제거하는 것을 포함하는 반도체 소자 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 챔버 내부는 약 25 ~ 600℃의 저온 상태인 반도체 소자 제조 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 챔버 내부는 약 10 ~ 200Pa의 저진공 상태인 반도체 소자 제조 방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 챔버 내부의 상기 수소 가스와 상기 산소 가스의 유량비는 H2/(H2+O2) = 0.2 ~ 0.8인 반도체 소자 제조 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090269939A1 (en) * 2008-04-25 2009-10-29 Asm International, N.V. Cyclical oxidation process
JP6354539B2 (ja) * 2014-11-25 2018-07-11 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法、記憶媒体

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0855838A (ja) * 1994-08-12 1996-02-27 Sony Corp 微細加工装置のクリーニング方法
JPH08319586A (ja) * 1995-05-24 1996-12-03 Nec Yamagata Ltd 真空処理装置のクリーニング方法
KR20030052783A (ko) * 2001-12-21 2003-06-27 엘지.필립스 엘시디 주식회사 유기절연층 표면처리용 진공챔버의 세정방법 및 이를이용한 액정표시소자 제조방법
KR20040035417A (ko) * 2002-10-22 2004-04-29 삼성전자주식회사 챔버의 클리닝 방법 및 반도체 소자 제조 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6060397A (en) * 1995-07-14 2000-05-09 Applied Materials, Inc. Gas chemistry for improved in-situ cleaning of residue for a CVD apparatus
US5843239A (en) * 1997-03-03 1998-12-01 Applied Materials, Inc. Two-step process for cleaning a substrate processing chamber
US6003526A (en) * 1997-09-12 1999-12-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd In-sit chamber cleaning method
US6352081B1 (en) * 1999-07-09 2002-03-05 Applied Materials, Inc. Method of cleaning a semiconductor device processing chamber after a copper etch process
US6190062B1 (en) * 2000-04-26 2001-02-20 Advanced Micro Devices, Inc. Cleaning chamber built into SEM for plasma or gaseous phase cleaning
US7270761B2 (en) * 2002-10-18 2007-09-18 Appleid Materials, Inc Fluorine free integrated process for etching aluminum including chamber dry clean
TW200410337A (en) * 2002-12-02 2004-06-16 Au Optronics Corp Dry cleaning method for plasma reaction chamber
KR100893955B1 (ko) * 2004-02-19 2009-04-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 장치에 있어서의 처리실의 클리닝 방법 및 클리닝의 종점 검출 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0855838A (ja) * 1994-08-12 1996-02-27 Sony Corp 微細加工装置のクリーニング方法
JPH08319586A (ja) * 1995-05-24 1996-12-03 Nec Yamagata Ltd 真空処理装置のクリーニング方法
KR20030052783A (ko) * 2001-12-21 2003-06-27 엘지.필립스 엘시디 주식회사 유기절연층 표면처리용 진공챔버의 세정방법 및 이를이용한 액정표시소자 제조방법
KR20040035417A (ko) * 2002-10-22 2004-04-29 삼성전자주식회사 챔버의 클리닝 방법 및 반도체 소자 제조 방법

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