KR100785443B1 - 반도체 제조용 챔버의 세정 장치 및 세정 방법 - Google Patents

반도체 제조용 챔버의 세정 장치 및 세정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100785443B1
KR100785443B1 KR1020060076025A KR20060076025A KR100785443B1 KR 100785443 B1 KR100785443 B1 KR 100785443B1 KR 1020060076025 A KR1020060076025 A KR 1020060076025A KR 20060076025 A KR20060076025 A KR 20060076025A KR 100785443 B1 KR100785443 B1 KR 100785443B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma
chamber
gas
cleaning
providing unit
Prior art date
Application number
KR1020060076025A
Other languages
English (en)
Inventor
백계현
강종훈
김용진
임영수
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060076025A priority Critical patent/KR100785443B1/ko
Priority to US11/878,493 priority patent/US20080035170A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100785443B1 publication Critical patent/KR100785443B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065Plasma etching; Reactive-ion etching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0035Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32853Hygiene
    • H01J37/32862In situ cleaning of vessels and/or internal parts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

반도체 제조용 챔버의 세정 장치 및 세정 방법에 있어서, 챔버 내부로 제1 플라즈마를 제공하여 반도체 장치를 제조할 때 발생하여 상기 챔버 내벽에 흡착된 제1 부산물을 제거한다. 다음에, 챔버 내부로 제2 플라즈마를 제공하여 제1 플라즈마에 의해 생성되어 챔버 내부에 잔류하는 제2 부산물을 제거한다. 따라서, 제1 플라즈마를 사용하여 챔버를 세정하는 과정에서 생성되는 제2 부산물로 인하여 챔버 내에 위치된 반도체 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

Description

반도체 제조용 챔버의 세정 장치 및 세정 방법{Apparatus for cleaning a chamber for fabricating semiconductor device and method of cleaning the same}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 제조용 챔버의 세정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 세정 장치를 사용한 반도체 제조용 챔버의 세정 방법에 대한 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 3은 도 1의 세정 장치를 사용하여 챔버를 세정할 때, 챔버 내부에 인가되는 소스 전압의 세기에 따른 제2 부산물의 제거량을 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1의 세정 장치를 사용하여 챔버를 세정할 때, 챔버 내부에 가해지는 압력의 세기에 따른 제2 부산물의 제거량을 나타내는 그래프이다.
도 5 도 1의 세정 장치를 사용한 반도체 제조용 챔버의 세정 방법에 대한 다른 예를 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 제조용 챔버의 세정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 7은 도 6의 세정 장치를 사용한 반도체 제조용 챔버의 세정 방법에 대한 일 예를 나타내는 순서도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 반도체 기판 20 : 제1 부산물
30 : 제2 부산물 100 : 반도체 제조용 챔버의 세정 장치
102 : 챔버 102a : 뷰포트
110 : 상부 전극 112 : 제1 전극
114 : 제2 전극 120 : 하부 전극
122 : 제1 라인 124 : 제2 라인
126 : 제3 라인 130a : 제1 가스 공급부
130b : 제2 가스 공급부 130c : 제3 가스 공급부
132 : 제1 가스 소스 134 : 제2 가스 소스
136 : 제3 가스 소스 142 : 제1 밸브
144 : 제2 밸브 146 : 제3 밸브
150 : 분석 유닛 152 : 광학 프루브
154 : 광 케이블 156 : 플라즈마 분석부
160 : 제어부 170 : 소스 전원 공급기
180 : 바이어스 전원 공급기 190 : 진공 펌프
본 발명은 반도체 제조용 챔버의 세정 장치 및 세정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 플라즈마를 이용하여 반도체 소자를 제조할 때 사용하는 챔버를 세 정하기 위한 장치 및 이를 세정하는 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 기술은 현대 사회의 정보화에 부응하기 위해서 집적도, 신뢰도, 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 발전되고 있다. 반도체 소자를 제조하기 위해서는 포토리소그래피 공정, 증착 공정, 식각 공정, 연마 공정, 세정 공정, 검사 공정 등 다양한 단위 공정들이 반복적으로 수행된다.
그런데, 상기 단위 공정들 중에서 식각 공정, 증착 공정 등은 주로 고온에서 수행되는 것이 일반적이다. 그러나, 이와 같은 고온 공정 반도체 소자를 구성하는 미세 패턴을 열화시켜 반도체 소자의 신뢰성에 치명적인 영향을 줄 수 있다. 이에 따라, 90㎚ 이하의 디자인 룰(design rule)을 가진 최근의 반도체 소자의 제조 공정에서는 공정 온도를 줄이기 위해서 물질의 제4 상태로 불리는 플라즈마를 이용하고 있다.
그런데 플라즈마를 이용할 경우, 플라즈마를 이용한 반도체 제조 장치는 플라즈마 공정시 발생하는 공정 부산물이 챔버의 내측에 흡착되는 상황이 빈번하게발생한다. 그리고, 상기 플라즈마 공정을 계속적으로 수행되면서 챔버 내측에 흡착된 공정 부산물의 양이 점점 많아지고, 그 결과 지속적인 열 사이클의 반복에 의해 상기 공정 부산물이 상기 챔버의 표면으로부터 떨어져 상기 챔버 내에 위치하는 웨이퍼 표면, 즉 반도체 기판을 심각하게 오염시킬 수 있다.
또한, 상기 공정 부산물은 후속되는 공정에 원하지 않은 결과를 야기시킬 수 있다. 예를 들면, 플라즈마 식각 공정시 누적된 공정 부산물에 의해 종점 검출 시간이 길어지거나 또는 반도체 기판 상에 형성된 패턴의 프로파일이 원하지 않게 형 성될 수 있다.
따라서, 최근의 반도체 제조에서는 챔버 내부 표면을 세정하여 상기 챔버 내에 잔류하는 공정 부산물을 제거하고 있다. 상기 챔버의 세정은 강력한 활성 가스로부터 형성되는 플라즈마를 이용하여 효과적으로 수행할 수 있다. 상기와 같은 챔버 세정 방법은 ‘플라즈마 세정(plasma cleaning)’이라 통칭되는데, 이러한 플라즈마 세정 방법에 대해서는 대한민국 공개특허 제2003-085879호, 일본공개특허2003-332304호 등에 개시되어 있다.
그러나, 상기 세정에 사용되는 플라즈마는 반응성이 매우 크다. 그러므로, 공정 부산물과의 반응에 참여하지 않은 플라즈마가 상기 챔버의 표면에 다시 부착되거나, 또는 반도체 기판 상에 형성된 박막과 반응하여 또 다른 부산물을 다시 생성시키는 문제점들이 발생하고 있다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 챔버 내부에서 흡착된 공정 부산물을 제거하기 위한 플라즈마 세정 공정을 수행하는 과정에서 생성된 또 다른 부산물을 효과적으로 제거할 수 있는 반도체 제조용 챔버의 세정 장치들을 제공하는데 있다.
본 발명의 제2 목적은 상기 반도체 제조용 챔버의 세정 장치를 사용한 챔버 세정 방법들을 제공하는데 있다.
상기 제1 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 반도체 제조용 챔버의 세정 장치는, 반도체 장치를 제조할 때 발생하여 챔버 내벽에 흡착된 제1 부산물을 제거하기 위한 제1 플라즈마를 상기 챔버 내부에 제공하는 제1 플라즈마 제공부와, 상기 제1 플라즈마에 의해 생성되어 상기 챔버 내부에 잔류하는 제2 부산물을 제거하기 위한 제2 플라즈마를 상기 챔버 내부에 제공하는 제2 플라즈마 제공부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 반도체 제조용 챔버의 세정 장치는 상기 챔버에 설치되는 상부 전극과 하부 전극을 더 포함할 수 있다. 그러므로, 상기 상부 전극과 하부 전극을 사용하여 상기 제1 플라즈마와 제2 플라즈마 각각을 생성할 수 있다. 이와는 다르게, 상기 반도체 제조용 챔버의 세정 장치는 상기 챔버와 연결되는 원격 플라즈마 발생기를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 원격 플라즈마 발생기를 사용하여 상기 제1 플라즈마와 제2 플라즈마 각각을 생성할 수도 있다.
상기 반도체 제조용 챔버의 세정 장치는 상기 챔버 내부에 제공된 제1 플라즈마와 제2 플라즈마 각각의 성분을 분석하기 위한 분석 유닛을 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 분석 유닛, 상기 제1 플라즈마 제공부 및 상기 제2 플라즈마 제공부 각각과 연결되는 제어부를 더 구비할 수 있다. 상기 제어부는 상기 분석 유닛에 의한 분석 결과에 따라 상기 제1 플라즈마 제공부와 제2 플라즈마 제공부 각각을 제어하여, 상기 제1 및 제2 플라즈마의 제공을 제어할 수 있다.
상기 제2 목적을 달성하기 위한 반도체 제조용 챔버의 세정 방법에서는, 먼저 챔버 내부에 제1 플라즈마를 제공하여 반도체 장치를 제조할 때 발생하여 상기 챔버 내벽에 흡착된 제1 부산물을 제거한다. 다음에, 상기 챔버 내부에 제2 플라즈마를 제공하여 상기 제1 플라즈마에 의해 생성되어 상기 챔버 내부에 잔류하는 제2 부산물을 제거한다.
여기서, 상기 제1 플라즈마를 생성하기 위한 가스와 상기 제2 플라즈마를 생성하기 위한 가스는 아래의 조합으로 선택될 수 있다. 상기 제1 플라즈마를 생성하기 위한 가스가 불소 함유 가스일 때 상기 제2 플라즈마를 생성하기 위한 가스는 염소 함유 가스이고, 상기 제1 플라즈마를 생성하기 위한 가스가 염소 함유 가스일 때 상기 제2 플라즈마를 생성하기 위한 가스는 불소 함유 가스이며, 상기 제1 플라즈마를 생성하기 위한 가스가 산소 함유 가스일 때 상기 제2 플라즈마를 생성하기 위한 가스는 탄소 함유 가스이다. 또한, 상기 제1 플라즈마를 생성하기 위한 가스가 탄화불소계 가스일 때, 상기 제2 플라즈마를 생성하기 위한 가스는 염소 함유 가스, 산소 함유 가스 또는 이들의 혼합 가스이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마 각각은 상기 챔버 내부에서 생성할 수 있다. 상기 제2 플라즈마에 의한 상기 제2 부산물의 제거량은 상기 챔버 내부의 압력에 반비례하고, 상기 챔버 내부에 인가되는 전압에 비례한다. 일 예로서, 상기 제1 부산물을 제거할 때 사불화탄소 포함하는 가스 분위기에서 15 내지 35mTorr의 압력, 500 내지 900W의 소스 전압 및 50W 이하의 바이어스 전압에서 수행할 수 있다. 상기 제2 부산물을 제거할 때, 산소를 포함하는 가스 분위기에서 15 내지 35mTorr의 압력, 900 내지 1500W의 전압 및 50W 이하의 바이어스 전압에서 수행한다.
또한, 상기 반도체 제조용 챔버의 세정 방법은 다음과 같은 단계들을 더 포함할 수 있다. 먼저, 상기 챔버 내부에 대한 플라즈마 분석을 수행하여 상기 제1 플라즈마에 의해 생성된 제2 부산물이 잔류하는가를 확인한다. 상기 확인 결과, 상기 제2 부산물이 설정된 값 미만일 경우 상기 제2 플라즈마의 제공을 중단시키고, 상기 제2 부산물이 상기 값 이상일 경우에는 상기 제2 플라즈마를 계속적으로 제공한다. 상기 플라즈마 분석의 예로는 광학 방출 분광 분석법 또는 잔류 가스 분석법이 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 플라즈마 및 상기 제2 플라즈마 각각은 상기 챔버의 외부에서 생성하여 상기 챔버 내부로 제공할 수도 있다.
상술한 바에 의하면, 챔버 내부에 흡착된 공정 부산물의 제거에 사용되는 플라즈마 세정 공정시 발생하는 또 다른 부산물을 용이하게 제거함으로써, 상기 챔버 내부에서 수행되는 후속 공정의 불량 발생을 억제할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 따른 수직 채널 트랜지스터의 제조 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막), 영역, 리세스, 패드, 패턴들 또는 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들 이 기판, 각 층(막), 영역 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들 위에 형성되거나 또는 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 영역, 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다. 또한, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 "제1", "제2", "제3" 및/또는 "제4"로 언급되는 경우, 이러한 부재들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들을 구분하기 위한 것이다. 따라서, "제1", "제2", "제3" 및/또는 "제4"는 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 제조용 챔버의 세정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
본 발명에 따른 반도체 제조용 챔버의 세정 장치는 크게 제1 플라즈마 제공부 및 제2 플라즈마 제공부를 포함한다. 구체적으로, 상기 제1 플라즈마 제공부는 반도체 장치를 제조할 때 발생하여 챔버 내벽에 흡착된 공정 부산물(이하, ‘제1 부산물’이라 한다)을 제거하기 위한 플라즈마(이하, ‘제1 플라즈마’라 한다)를 상기 챔버 내부에 제공한다.
상기 제2 플라즈마 제공부는 상기 제1 플라즈마에 의해 생성되어 상기 챔버 내부에 잔류하는 또 다른 부산물, 즉 플라즈마 세정 공정을 수행하는 과정에서 발생하는 부산물(이하, ‘제2 부산물’이라 한다)을 제거하기 위한 플라즈마(이하, ‘제2 플라즈마’라 한다)를 상기 챔버 내부에 제공한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 제조용 챔버의 세정 장치(100)는 챔버(102)와, 상기 챔버(102) 내부에 설치된 상부 전극(110) 및 하부 전극(120)과, 상기 챔버(102)로 소정의 가스를 각각 공급하는 가스 공급부들(130a, 130b, 130c)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 챔버(102) 내부에는 제공된 가스에 고주파를 인가하여 플라즈마 상태로 형성하기 위한 고주파 발생부가 설치된다. 예를 들면, 상기 고주파 발생부는 상부 전극(110), 소스 전원 공급기(170), 하부 전극(120), 바이어스 전압 공급기(180)를 포함한다. 상기 가스 공급부들(130a, 130b, 130c)은 공정 가스를 공급하는 제1 가스 공급부(130a), 상기 제1 플라즈마를 생성하기 위한 가스를 공급하는 제2 가스 공급부(130b), 상기 제2 플라즈마를 생성하기 위한 가스를 공급하는 제3 가스 공급부(130c)를 포함한다. 이와 같은 구성을 갖는 반도체 제조용 챔버의 세정 장치(100)의 상기 제1 플라즈마 제공부는 상기 고주파 발생부 및 제2 가스 공급부(130b)를 포함하며, 상기 제2 플라즈마 제공부는 상기 고주파 발생부 및 제3 가스 공급부(130c)를 포함하게 된다.
상기 상부 전극(110)은 디스크 형상을 가지며 챔버(102)의 상부에 배치되어 소스 전원이 인가되는 제1 전극(112)과, 상기 제1 전극(112)과 대응하는 디스크 형상을 갖고 상기 제1 전극(112)의 하부면에 결합되는 제2 전극(114)을 포함한다. 상기 상부 전극(110)은 제1 스위치를 통해 소스 전원 공급기(source power generator)(170)에 연결된다.
상기 하부 전극(120)은 공정 챔버(102)의 바닥 상에 지지되고, 반도체 기판(10)은 상기 하부 전극(120)의 상부면 상에 지지된다. 반도체 기판(10)은 진공 또는 정전기력에 의해 상기 하부 전극(120)의 상부면에 고정된다. 상기 하부 전극(120)은 제2 스위치를 통해 상기 바이어스 전원 공급기(bias power generator)(180)에 연결된다. 상기 챔버(102)의 일측에는 챔버(102)의 하부와 연통하는 진공 펌프(190)가 구비된다.
상기 제1 가스 공급부(130a)는 반도체 기판(10) 상에 형성된 박막을 가공하기 위한 공정 가스를 제공하는 제1 가스 소스(132), 상기 제1 가스 소스(132)와 챔버(102)를 연결하는 제1 라인(122) 및 상기 제1 라인(122) 상에 구비되는 제1 밸브(142)를 포함한다. 구체적으로, 상기 제1 가스 소스(132)로부터 제1 라인(122) 및 상기 상부 전극(110)을 통해 상기 챔버(102) 내로 유입된 가스는 상기 상부 전극(110)과 하부 전극(120) 사이에서 플라즈마로 전환된다.
상기 제2 가스 공급부(130b)는 상기 제1 부산물(20)과 반응성을 갖는 세정 가스를 제공하는 제2 가스 소스(134), 상기 제2 가스 소스(134)와 챔버(102)를 연결하는 제2 라인(124) 및 상기 제2 라인(124) 상에 구비되는 제2 밸브(144)를 포함한다. 구체적으로, 상기 제2 가스 소스(134)로부터 제2 라인(124) 및 상기 상부 전극(110)을 통해 상기 챔버(102) 내로 공급된 세정 가스는 상기 제1 플라즈마로 형성되고, 상기 제1 부산물(20)과 반응하여 휘발성 반응물의 형태로 배출된다.
상기 제3 가스 공급부(130c)는 상기 제2 부산물(20)을 제거하기 위한 가스(이하, ‘대응 가스(counter gas)’라 한다)를 공급한다. 상기 대응 가스로는 상기 제2 부산물(20) 또는 제1 플라즈마와 반응성을 가지는 반면 반도체 기판(10) 상에 형성된 박막과는 반응하지 않는 가스가 바람직하다. 즉, 상기 대응 가스에 의해 또 다른 제3의 부산물이 발생하지 않도록, 상기 대응 가스는 상기 제2 부산물 또는 제1 플라즈마에 대해서만 반응성을 갖는다.
예를 들면, 상기 제3 가스 공급부(130c)는 상기 대응 가스를 제공하는 제3 가스 소스(136), 상기 제3 가스 소스(136)와 챔버(102)를 연결하는 제3 라인(126) 및 상기 제3 라인(126) 상에 구비되는 제3 밸브(146)를 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제3 가스 소스(136)로부터 챔버(102) 내부로 공급된 대응 가스는 상기 상부 전극(110)과 하부 전극(120) 사이에서 제2 플라즈마로 형성된다. 상기 제2 플라즈마는 상기 제2 부산물(20)과 반응하여 상기 진공 펌프(190)에 의해 휘발성 물질의 형태로 배출될 수 있다.
한편, 상기 챔버(102)의 일 측벽에는 상기 측벽을 관통하도록 형성된 뷰포트(102a) 및 상기 뷰포트(102a)를 커버하도록 배치되어 광을 투과시키는 윈도우(미도시)가 설치될 수 있다. 또한, 상기 뷰포트(102a)와 연결되어 상기 플라즈마를 이용하는 기판 가공 공정, 예컨대 플라즈마 식각 공정을 모니터링하기 위해 상기 윈도우를 투과한 광을 분석하는 분석 유닛(150)을 더 구비할 수 있다.
예를 들면, 상기 분석 유닛(150)은 광학 프루브(152)(optical probe)와 광학 케이블(154)(optical cable) 및 플라즈마 분석부(156)를 포함한다. 상기 광학 프루브(152)는 상기 뷰포트(102a)와 연결되고, 상기 광학 케이블(154)은 상기 광학 프루브(152)와 플라즈마 분석부(156)를 연결한다.
상기 플라즈마 분석부(156)는 상기 챔버(102)의 뷰포트(102a), 광학 프루브(152) 및 광학 케이블(154)을 통해 전송되는 광을 분석한다. 예를 들면, 상기 플라즈마 분석부(156)로는 통상적인 광학 방출 분광기(optical emission spectrometer; OES), 셀프 플라즈마 광학 방출 분광 분광기 또는 잔류 가스 분석기(residual gas analyzer; RGA) 등이 있다.
구체적으로, 플라즈마를 이용하여 반도체 기판(10) 상에 형성된 박막에 대한 가공 공정을 수행하는 동안, 플라즈마의 화학적 조성은 상기 박막을 포함하는 챔버(102)내 잔류 물질의 조성에 따라 변화된다. 즉, 반응하는 물질이 변화함에 따라 플라즈마로부터 방출되는 광의 스펙트럼들이 변화되며, 광학 방출 분광계로부터 측정되는 광의 스펙트럼의 변화에 따라 상기 챔버(102) 내부 잔류 물질의 성분이 검출된다.
또한, 상기 분석 유닛(150)과 상기 제2 밸브(144) 및 상기 제3 밸브(146)와 연결되며 제어부(160)가 더 구비될 수 있다. 상기 제어부(160)는 상기 분석 유닛(150)에 의해 분석된 결과에 따라 상기 제1 플라즈마 제공부와 제2 플라즈마 제공부를 각각 제어한다. 일 예로, 상기 제어부(160)는 상기 제2 밸브(144) 및 상기 제3 밸브(146)와 연결되어 상기 세정 가스 및 대응 가스의 공급 유량을 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 챔버(102) 내부에 제2 부산물의 성분이 설정된 값 이하로 검출되면 제3 밸브(144)를 오프시켜 제2 플라즈마의 공급을 중단하고, 상기 제2 부산물 성분이 상기 값 이상으로 검출될 경우에는 상기 챔버(102) 내부로 대응 가스 를 계속해서 공급한다.
따라서, 플라즈마 세정 공정 후, 챔버(102)에 존재하는 제2 부산물(20)의 잔류량을 실시간으로 모니터링하면서 상기 제2 부산물(20)을 보다 정밀하게 제거할 수 있다. 이하, 언급한 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 제조용 챔버의 세정 장치를 사용한 세정 방법들에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 세정 장치를 사용한 반도체 제조용 챔버의 세정 방법에 대한 일 예를 나타내는 순서도이다.
반도체 기판 가공 공정은 챔버 내부에 공정 가스로부터 플라즈마가 생성되고 상기 플라즈마와 상기 챔버 내부에 위치된 반도체 기판의 박막이 반응함으로써, 상기 박막에 대하여 식각 공정과 같은 가공 공정이 수행된다.
그런데, 상기 공정을 수행하는 과정에서 식각 부산물과 같은 공정 부산물, 즉 제1 부산물이 생성되고, 상기 제1 부산물은 주로 챔버 내부 표면에 흡착된다. 일 예로서, 반도체 기판 상에 형성된 실리콘 산화막(SiO2)에 대한 플라즈마 식각 공정을 수행하면 불화규소계(SiFx)의 공정 부산물이 발생되어 챔버의 표면 상에 흡착된다.
도 1을 참조하면, 상기 챔버 내부에 흡착된 제1 부산물은 상기 챔버 내부로 제1 플라즈마를 제공함으로써 제거할 수 있다. 상기 챔버가 플라즈마를 생성하기 위한 상부 전극 및 하부 전극을 포함하는 고주파 발생부를 구비한 챔버일 경우, 먼저 상기 챔버 내부로 세정 가스를 공급하고(S110), 상기 공급된 세정 가스를 상기 챔버 내부에서 세정 플라즈마로 형성시킴으로써(S120) 상기 제1 플라즈마를 제공할 수 있다.
상기 세정 가스로는 반응성이 강한 불소(F) 성분, 염소(Cl) 성분 또는 산소(O) 성분을 함유하는 가스, 또는 탄화불소(CxFy)계 가스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 불소(F) 성분을 함유하는 가스로는 육불화황 가스(SF6), 삼불화질소 가스(NF3), 불산 가스(HF), 사불화규소 가스(SiF4) 등이 있으며, 상기 염소(Cl) 성분 함유 가스로는 염소 가스(Cl2), 삼염화붕소 가스(BCl3), 사염화탄소 가스(CCl4) 및 사염화규소 가스(SiCl4) 등이 있다. 또한, 상기 산소(O) 성분을 함유하는 가스로는 산소 가스(O2) 및 오존 가스(O3)가 있다. 그리고, 상기 탄화불소(CxFy)계 가스로는 사불화탄소 가스(CF4), 육불화이탄소 가스(C2F6), 팔불화삼탄소 가스(C3F8) 및 팔불화사탄소 가스(C4F8) 등이 있다.
상기 S110 단계 및 S120 단계의 구체적인 예로서, 상술한 불화규소계(SiFx) 물질로 이루어진 제1 부산물을 사불화탄소(CF4) 가스에 의해 생성되는 제1 플라즈마에 의해 제거할 수 있다. 예를 들면, 상기 세정 가스로 사불화탄소(CF4) 및 아르곤 가스(Ar)와 같은 플라즈마 형성 가스를 상기 챔버 내부로 제공한다. 상기 챔버 내부의 압력을 15 내지 35mTorr의 압력으로 형성하고 500 내지 900W의 소스 전압 및 0 내지 50W의 바이어스 전압을 인가함으로서 상기 사불화탄소(CF4)를 플라즈마 상태 로 전환시켜 플라즈마 세정 공정을 수행한다. 상기 플라즈마 세정 공정은 10 내지 40초 동안 수행된다. 그러나, 상술한 플라즈마 세정의 각 공정 조건들은 챔버(102)의 용적, 세정 가스의 공급 유량 등에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
그런데, 상기 제1 플라즈마를 이용하여 상기 챔버 내부에 대한 세정 공정을 수행하는 동안 상기 챔버의 내측 표면들에는 상기 세정 가스와 반도체 기판의 박막의 반응에 의해 생성되는 부산물 또는 및 제1 플라즈마에 의한 석출물을 포함하는 제2 부산물이 생성될 수 있다. 예를 들어, 상술한 탄화불소(CxFy)계 세정 가스를 이용하는 플라즈마 세정 공정이 수행된 후에는 챔버의 내벽에는 폴리머(polymer)를 포함하는 부산물 및 점착성이 강한 상기 탄화불소(CxFy)계 제1 플라즈마의 석출물을 포함하는 제2 부산물이 발생할 수 있다.
이와 같이, 제1 플라즈마에 의해 발생되는 제2 부산물이 잔류하는 챔버 내부에서 식각 공정과 같은 기판 가공 공정을 계속해서 진행하는 경우, 상기 제2 부산물이 상기 기판 가공 공정에 원하지 않은 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 후속의 기판 식각 공정시 상기 제2 부산물이 반도체 기판 상에 레지듀(residue)를 형성하거나 또는 반도체 기판 상에 형성된 박막과 반응하여 상기 박막의 조성 변화를 유발하는 문제점이 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 챔버의 내측 표면 상에 상기 제1 플라즈마에 의한 제2 부산물 발생에 대응하는 별도의 단계가 요구된다.
즉, 상기 제2 부산물이 잔류하는 챔버 내부로 제2 플라즈마를 제공함으로써 상기 제2 부산물을 제거한다. 상기 제2 플라즈마는 상기 세정 가스 또는 제1 플라 즈마와 반응성을 갖는 대응 가스로부터 형성된 플라즈마를 일컫는다.
구체적으로, 먼저 상기 대응 가스를 상기 챔버로 제공한다(S130). 예를 들어, 상기 세정 가스가 염소(Cl) 함유 가스일 때, 상기 대응 가스로 불소(F) 함유 가스를 사용할 수 있다. 이와 반대로, 상기 세정 가스가 불소(F) 함유 가스일 때, 상기 대응 가스로 염소(Cl) 함유 가스를 사용한다. 또한, 상기 세정 가스가 산소(O) 함유 가스일 때는 상기 대응 가스로서 탄소(C) 함유 가스를 사용할 수 있다. 또한, 상기 세정 가스가 탄화불소(CxFy)계 가스일 때, 상기 대응 가스는 염소(Cl) 함유 가스, 산소(O) 함유 가스 또는 이들의 혼합 가스를 사용할 수 있다. 이때, 상기 대응 가스로 반도체 기판 상에 형성된 박막에 대하여 반응성을 갖지 않는 가스를 선택하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 대응 가스가 상기 기판 상에 형성된 박막과 반응하는 경우, 상기 챔버 내부에 또 다른 부산물이 생성될 수 있기 때문이다.
다음에, 상기 대응 가스를 제2 플라즈마로 형성하여 상기 제2 부산물을 제거한다(S140). 상술한 S130 단계 및 S140 단계의 일 예로서, 상기 챔버 내벽에 형성된 폴리머를 포함하는 부산물 및 점착성이 강한 탄화불소(CxFy)계로 이루어진 제1 플라즈마 석출물을 포함하는 제2 부산물을 제거하기 위한 대응 가스로 산소 가스(O2)를 사용할 수 있다. 구체적으로, 산소 가스(O2) 및 아르곤 가스(Ar)와 같은 플라즈마 형성 가스를 상기 챔버 내부로 제공한다. 상기 챔버 내부의 압력을 15 내지 35mTorr의 압력으로 형성하고 900 내지 1500W의 소스 전압 및 0 내지 50W의 바 이어스 전압을 인가함으로서 상기 산소 가스(O2)를 플라즈마 상태로 전환시켜 상기 세정 공정에 대한 대응 공정을 수행한다. 상기 대응 공정은 5 내지 20초 동안 수행한다. 그러나, 상기 제2 플라즈마를 이용하는 공정 조건은 챔버의 용적, 대응 가스의 공급 유량 등에 따라 적절하게 조절할 수 있다.
도 3은 도 1의 세정 장치를 사용하여 챔버를 세정할 때, 챔버 내부에 인가되는 소스 전압의 세기에 따른 제2 부산물의 제거량을 나타내는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 플라즈마 형성용 가스로 아르곤 가스(Ar)를 이용하는 제2 플라즈마 공정을 이용하여 탄화불소(CxFy)계 제2 부산물을 제거하는 공정시, 챔버의 상부 전극에 인가되는 소스 전압(Ws)에 따른 제2 부산물 제거량을 표시하였다. 여기서, 상기 세정 부산물의 제거량은 상기 챔버 외부로 배출되는 잔류 가스로부터 검출되는 아르곤 성분에 대한 불소 성분의 비(F/Ar)로서 계산하였다.
도시된 바에 따르면, 소스 전압이 700W인 경우 F/Ar 값은 약 0.86이고, 1100W의 소스 전압을 인가하는 경우 F/Ar 값이 약 0.95이며, 1300W가 인가될 때는 0.98로 증가하였다. 따라서, 증가되는 소스 전압에 비례하여 제2 부산물의 배출량이 증가하는 것을 알 수 있다.
도 4는 도 1의 세정 장치를 사용하여 챔버를 세정할 때, 챔버 내부에 가해지는 압력의 세기에 따른 제2 부산물의 제거량을 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 도 3의 실험 조건과 동일하게 플라즈마 형성용 가스로 아르곤 가스(Ar)를 이용하는 제2 플라즈마 공정을 이용하여 탄화불소(CxFy)계 세정 부 산물을 제거하는 공정시, 챔버 내부에 제공되는 압력(Pressure)에 따른 제2 부산물의 제거량을 도시하였다. 상기 제2 부산물의 제거량은 도 3과 마찬가지로 아르곤 성분에 대한 불소 성분의 비(F/Ar)로서 계산하였다.
상기 그래프에 의하면, 챔버 내부 압력이 25mTorr일 때, F/Ar 값은 약 1.03정도로 나타났으며, 압력이 30mTorr일 때는 약 0.99, 35mTorr일 때는 0.95로 감소하였다. 그러므로, 챔버 압력이 증가함에 따라 제2 부산물의 제거량은 감소한다.
요컨대, 상기 제2 플라즈마 공정에서 상기 제2 부산물의 제거량은 상기 챔버 내부의 압력에 반비례하고, 상기 챔버에 인가되는 전압에 비례하는 것을 알 수 있다. 한편, 상기 제2 플라즈마로 사용되는 산소 가스(O2)는 상기 기판 상에 형성된 실리콘산화막(SiO2)과의 반응성이 매우 낮으므로 후속되는 실리콘산화막(SiO2)에 대한 식각 공정에 영향을 미치지 않는다.
이와 같이, 플라즈마 세정 공정 및 제2 부산물 발생에 대응하는 플라즈마 공정을 연속적으로 수행함으로서, 후속되는 플라즈마 가공 공정에 영향을 주지 않으면서 상기 플라즈마 세정 공정에 의해 상기 챔버(102) 내부에 형성된 제2 부산물들을 용이하게 제거할 수 있다.
도 5 도 1의 세정 장치를 사용한 반도체 제조용 챔버의 세정 방법에 대한 다른 예를 나타내는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 기판 가공 공정에 의해 생성된 제1 부산물이 흡착되어 있는 챔버 내부로 세정 가스를 공급하고(S210), 상기 세정 가스를 제1 플라즈마로 형 성하여 상기 제1 부산물을 제거한다(S220). 다음에, 상기 챔버로 상기 제1 플라즈마에 의해 생성된 제2 부산물 제거용 대응 가스를 공급하고(S230), 상기 대응 가스를 제2 플라즈마로 형성하여 상기 제2 부산물을 제거한다(S240).
상기 S210 내지 S240 단계에 대한 상세한 설명은 도 2 내지 도 4를 참조하여 기 설명된 본 발명의 제1 반도체 제조용 챔버의 세정 방법의 설명과 유사하므로 생략하기로 한다.
이어서, 상기 챔버 내부에 대한 플라즈마 분석을 수행하여 상기 제1 플라즈마에 의해 생성된 제2 부산물이 잔류하는가를 확인한다(S250). 상기 확인 결과, 상기 제2 부산물이 설정된 값 미만일 경우 상기 제2 플라즈마의 제공을 중단시키고 모든 세정 공정을 완료한다.
그러나, 상기 제2 부산물이 상기 값 이상일 경우에는 상기 제2 플라즈마를 계속적으로 제공하기 위하여 상기 S230 및 S250 단계를 재수행함으로써, 상기 챔버 내에 잔류하는 제2 부산물을 더 제거한다. 즉, 상술한 S230 내지 S250 단계를 반복 수행하여 상기 제2 부산물을 상기 기준 값 이하로 떨어뜨릴 수 있다.
요컨대, 상기 챔버 내부에 대한 플라즈마 분석을 통한 모니터링을 실시하면서 상기 제2 플라즈마를 계속해서 제공하여, 챔버 내부를 기 설정된 오염도 이하로 관리할 수 있다.
상술한 반도체 제조용 챔버의 세정 방법의 경우에는 챔버 내부에서 제2 플라즈마를 생성하여 상기 챔버를 세정하는 방법에 대하여 설명하고 있지만, 다른 방법으로서, 상기 챔버 외부에서 제2 플라즈마를 생성하여 상기 챔버를 세정하는데 사 용할 수도 있다.
제2 실시예
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 제조용 챔버의 세정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 6을 참조하면, 도시된 반도체 제조용 챔버의 세정 장치(200)는 챔버(202)와, 상기 챔버(202)와 연결되어 외부에서 플라즈마를 공급하기 위한 원격 플라즈마 발생기(240)와, 상기 원격 플라즈마 발생기(240)로 소정의 가스들을 공급하기 위한 제1 내지 제3 가스 공급부(230a, 230b, 230c)와, 상기 챔버(202)와 연결된 분석 유닛(250)과, 상기 분석 유닛(250)의 분석 결과에 따라 상기 제2 및 제3 가스 공급부(230b, 230c)의 가스 공급을 제어하는 제어부(260)를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 챔버(202)의 하부에는 반도체 기판(40)을 지지하기 위한 스테이지(220)가 구비되며, 그 상부에는 상기 기판(40) 상으로 가스를 공급하기 위한 샤워 헤드(210)가 구비된다. 상기 챔버(202)의 일측에는 진공 펌프(290)가 연결된다.
상기 원격 플라즈마 발생기(240)는 제1 내지 제3 라인(222, 224, 226)을 통해 공정 가스, 세정 가스 및 대응 가스를 각각 공급하는 제1 내지 제3 가스 공급부(230a, 230b, 230c)와 각각 연결되며, 상기 제1 내지 제3 라인(222, 224, 226) 상에는 제1 내지 제3 밸브(242, 244, 246)가 각각 설치된다. 상기 챔버(202)는 상기 원격 플라즈마 발생기(240)와 연결 배관(245)에 의해 연결되어 있다.
또한, 상기 원격 플라즈마 발생기(240)는 고주파 발생부(미도시)와 연결되어 상기 원격 플라즈마 발생기(240) 내부로 제공되는 상기 공정 가스, 세정 가스 및 대응 가스에 고주파를 인가하여, 공정 플라즈마, 제1 플라즈마 및 제2 플라즈마를 생성시킬 수 있다. 즉, 상기 각각의 제1, 제2 및 제3 가스 공급부(230a, 230b, 230c)는 상기 원격 플라즈마 발생기(240)를 포함하여 제1 플라즈마 제공부와 제2 및 제3 플라즈마 제공부로서 기능하게 된다.
상기 챔버(102)의 다른 측벽에는 뷰포트(202a) 및 광을 투과시키는 윈도우(미도시)가 설치되어 있다. 상기 뷰포트(202a)는 상기 챔버(202) 내부에 잔류하는 플라즈마 성분을 실시간으로 분석하기 위한 분석 유닛(250)과 연결된다.
예를 들면, 상기 분석 유닛(250)은 광학 프루브(252)와 광학 케이블(254) 및 플라즈마 분석부(256)를 포함한다. 상기 플라즈마 분석부(256)는 상기 챔버(202)의 뷰포트(202a), 광학 프루브(252) 및 광학 프루브(254)를 통해 전송되는 광을 분석한다.
상기 분석 유닛(250)과 제2 밸브(244) 및 제3 밸브(246)는 제어부(260)와 연결된다. 구체적으로, 상기 분석 유닛(250)의 분석 결과가 제어부(260)로 전송되고, 상기 제어부(260)는 상기 분석 결과에 따라 제2 밸브(244)를 개폐시켜 상기 세정 가스의 유량을 제어하며, 제3 밸브(246)를 개폐시킴으로써 상기 대응 가스의 유량을 제어한다.
이와 같은 구성을 갖는 챔버 세정 장치(200)는 원격 플라즈마 발생기(240)를 이용하여 챔버(202) 내부로 제1 플라즈마를 공급하여 챔버(202) 내부에 흡착된 공 정 부산물, 즉 제1 부산물(20)을 제거할 수 있으며, 상기 제1 플라즈마에 의해 제2 부산물이 발생하는 경우에는 제2 플라즈마를 공급함으로써 상기 챔버(202) 내부에 잔류하는 제2 부산물(30)을 용이하게 제거할 수 있다.
따라서, 플라즈마 세정 공정 후 챔버(102) 내부에 잔류하는 제2 부산물(30)을 용이하게 제거하여, 이 후 상기 챔버(102)에서 진행되는 반도체 기판 가공 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이하, 상기 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 제조용 챔버의 세정 장치를 사용하는 세정 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 7은 도 6의 세정 장치를 사용한 반도체 제조용 챔버의 세정 방법에 대한 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 기판의 가공 공정 중에 발생되어 챔버 내부에 흡착된 제1 부산물은 상기 챔버 내부로 제1 플라즈마를 제공함으로써 제거할 수 있다(S310). 여기서, 상기 제1 플라즈마는 상기 챔버 외부에서 원격 플라즈마 발생기에 의해 제공될 수 있다. 즉, 공정 부산물인 상기 제1 부산물과 플라즈마 상태의 세정 가스를 반응시킴으로써 상기 제1 부산물을 휘발성 물질로 분해시키거나 또는 상기 챔버의 표면으로부터 이탈시켜 상기 챔버 외부로 배출시킨다.
상술한 바와 같이 제1 플라즈마에 의해 상기 챔버 내부에 제2 부산물이 생성될 수 있다. 이에 따라, 상기 챔버 내부로 상기 대응 가스로부터 형성된 제2 플라즈마를 제공하여 상기 제2 부산물을 제거한다(S320). 여기서, 상기 제2 플라즈마는 상기 원격 플라즈마 발생기에 의해 형성되어 상기 챔버 내부로 제공될 수 있다.
한편 도시되지는 않았으나, 도 6을 참조하여 설명된 제2 반도체 제조용 챔버 의 세정 방법에서와 같이, 상기 챔버 내부에 대한 플라즈마 분석을 수행하여 상기 제1 플라즈마에 의해 생성된 제2 부산물이 잔류하는가를 확인하며, 상기 확인 결과 상기 제2 부산물이 설정된 값 미만일 경우 상기 제2 플라즈마의 제공을 중단시키고, 상기 제2 부산물이 상기 값 이상일 경우에는 상기 제2 플라즈마를 계속적으로 제공하는 방법 방법을 본 실시예에도 적용할 수 있다.
이와 같이, 플라즈마 세정 공정시 발생하여 챔버 내부에 잔류하는 제2 부산물을 제거할 수 있으므로, 후속되는 반도체 기판 가공 공정시 상기 제2 부산물에 의해 파티클이 발생하거나 또는 상기 제2 부산물과 상기 반도체 기판에 형성된 박막이 반응함으로써 상기 박막의 조성이 변화하는 현상과 같은 공정 불량을 용이하게 억제할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 챔버 내부에 발생된 공정 부산물을 제거하기 위한 플라즈마 세정 공정 후에 상기 챔버 내에 잔류하는 부산물을 용이하게 제거할 수 있다. 이에 따라, 플라즈마를 이용하여 기판을 가공하는 공정시 공정 불량 발생률을 감소시킬 수 있다. 따라서, 반도체 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 반도체 제조용 챔버의 세정 장치를 세정하기 위한 예방 점검(preventive maintenance) 작업의 실시 주기가 증가된다. 따라서, 반도체 장치 제조 설비의 가동률을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 반도체 장치를 제조할 때 발생하여 챔버 내벽에 흡착된 제1 부산물을 제거하기 위한 제1 플라즈마를 상기 챔버 내부에 제공하는 제1 플라즈마 제공부;
    상기 제1 플라즈마에 의해 생성되어 상기 챔버 내부에 잔류하는 제2 부산물을 제거하기 위한 제2 플라즈마를 상기 챔버 내부에 제공하는 제2 플라즈마 제공부; 및
    상기 챔버에 설치되는 상부 전극과 하부 전극을 포함하며, 상기 상부 전극과 하부 전극을 사용하여 상기 제1 플라즈마와 제2 플라즈마를 상기 챔버의 내부에서 각각 생성하는 반도체 제조용 챔버의 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 챔버 내부에 제공된 제1 플라즈마와 제2 플라즈마 각각의 성분을 분석하기 위한 분석 유닛; 및
    상기 분석 유닛, 상기 제1 플라즈마 제공부 및 상기 제2 플라즈마 제공부 각각과 연결되며, 상기 분석 유닛에 의한 분석 결과에 따라 상기 제1 플라즈마 제공부와 제2 플라즈마 제공부 각각을 제어하여 상기 제1 및 제2 플라즈마의 제공을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 챔버의 세정 장치.
  3. 반도체 장치를 제조할 때 발생하여 챔버 내벽에 흡착된 제1 부산물을 제거하기 위한 제1 플라즈마를 상기 챔버 내부에 제공하는 제1 플라즈마 제공부;
    상기 제1 플라즈마에 의해 생성되어 상기 챔버 내부에 잔류하는 제2 부산물을 제거하기 위한 제2 플라즈마를 상기 챔버 내부에 제공하는 제2 플라즈마 제공부; 및
    상기 챔버와 연결되며, 상기 제1 플라즈마와 제2 플라즈마 각각을 상기 챔버의 외부에서 생성하여 상기 챔버의 내부로 제공하는 원격 플라즈마 발생기를 포함하는 반도체 제조용 챔버의 세정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 챔버 내부에 제공된 제1 플라즈마와 제2 플라즈마 각각의 성분을 분석하기 위한 분석 유닛; 및
    상기 분석 유닛, 상기 제1 플라즈마 제공부 및 상기 제2 플라즈마 제공부 각각과 연결되며, 상기 분석 유닛에 의한 분석 결과에 따라 상기 제1 플라즈마 제공부와 제2 플라즈마 제공부 각각을 제어하여 상기 제1 및 제2 플라즈마의 제공을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 챔버의 세정 장치.
  5. 챔버 내부에 제1 플라즈마를 제공하여 반도체 장치를 제조할 때 발생하여 상기 챔버 내벽에 흡착된 제1 부산물을 제거하는 단계;
    상기 챔버 내부에 제2 플라즈마를 제공하여 상기 제1 플라즈마에 의해 생성되어 상기 챔버 내부에 잔류하는 제2 부산물을 제거하는 단계;
    상기 챔버 내부에 대한 플라즈마 분석을 수행하여 상기 제1 플라즈마에 의해 생성된 제2 부산물이 잔류하는가를 확인하는 단계; 및
    상기 확인 결과, 상기 제2 부산물이 설정된 값 미만일 경우 상기 제2 플라즈마의 제공을 중단시키고, 상기 제2 부산물이 상기 값 이상일 경우에는 상기 제2 플라즈마를 계속적으로 제공하는 단계를 포함하는 반도체 제조용 챔버의 세정 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 플라즈마 및 상기 제2 플라즈마 각각은 상기 챔버 내부에서 생성하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 챔버의 세정 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 플라즈마 및 상기 제2 플라즈마 각각은 상기 챔버의 외부에서 생성하여 상기 챔버 내부로 제공하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 챔버의 세정 방법.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제5항에 있어서, 상기 제1 플라즈마를 생성하기 위한 가스가 불소(F) 함유 가스일 때, 상기 제2 플라즈마를 생성하기 위한 가스는 염소(Cl) 함유 가스인 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 챔버의 세정 방법.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제5항에 있어서, 상기 제1 플라즈마를 생성하기 위한 가스가 염소(Cl) 함유 가스일 때, 상기 제2 플라즈마를 생성하기 위한 가스는 불소(F) 함유 가스인 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 챔버의 세정 방법.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제5항에 있어서, 상기 제1 플라즈마를 생성하기 위한 가스가 산소(O) 함유 가스일 때, 상기 제2 플라즈마를 생성하기 위한 가스는 탄소(C) 함유 가스인 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 챔버의 세정 방법.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제5항에 있어서, 상기 제1 플라즈마를 생성하기 위한 가스가 탄화불소(CxFy)계 가스일 때, 상기 제2 플라즈마를 생성하기 위한 가스는 염소(Cl) 함유 가스, 산소(O2) 함유 가스 또는 이들의 혼합 가스인 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 챔버의 세정 방법.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제6항에 있어서, 상기 제2 플라즈마에 의한 상기 제2 부산물의 제거량은 상기 챔버 내부의 압력에 반비례하고, 상기 챔버 내부에 인가되는 전압에 비례하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 챔버의 세정 방법.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제6항에 있어서, 상기 제1 부산물을 제거하는 단계는,
    사불화탄소(CF4) 포함하는 가스 분위기에서 15 내지 35mTorr의 압력, 500 내지 900W의 소스 전압 및 50W 이하의 바이어스 전압에서 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 챔버의 세정 방법.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제6항에 있어서, 상기 제2 부산물을 제거하는 단계는,
    산소(O2)를 포함하는 가스 분위기에서 15 내지 35mTorr의 압력, 900 내지 1500W의 전압 및 50W 이하의 바이어스 전압에서 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 챔버의 세정 방법.
  15. 삭제
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제5항에 있어서, 상기 플라즈마 분석은 광학 방출 분광 분석법 또는 잔류 가스 분석법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 챔버의 세정 방법.
KR1020060076025A 2006-08-11 2006-08-11 반도체 제조용 챔버의 세정 장치 및 세정 방법 KR100785443B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060076025A KR100785443B1 (ko) 2006-08-11 2006-08-11 반도체 제조용 챔버의 세정 장치 및 세정 방법
US11/878,493 US20080035170A1 (en) 2006-08-11 2007-07-25 Cleaning apparatus for cleaning a chamber used in manufacturing a semiconductor device and method of cleaning a chamber by using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060076025A KR100785443B1 (ko) 2006-08-11 2006-08-11 반도체 제조용 챔버의 세정 장치 및 세정 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100785443B1 true KR100785443B1 (ko) 2007-12-13

Family

ID=39049388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060076025A KR100785443B1 (ko) 2006-08-11 2006-08-11 반도체 제조용 챔버의 세정 장치 및 세정 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20080035170A1 (ko)
KR (1) KR100785443B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150077852A (ko) 2013-12-30 2015-07-08 주식회사 테스 히터 보호용 프로세스 키트 및 이를 이용한 챔버 세정방법
KR20160103590A (ko) * 2015-02-24 2016-09-02 에이피시스템 주식회사 기판 처리 장치, 그 세정방법 및 운용방법
KR20180042494A (ko) * 2016-10-17 2018-04-26 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치 세정 방법
KR101855911B1 (ko) * 2010-10-15 2018-05-09 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 플라즈마 식각 챔버들에서 입자 결함들을 감소시키기 위한 방법 및 장치
WO2019156489A1 (ko) * 2018-02-08 2019-08-15 주성엔지니어링㈜ 챔버 세정 장치 및 챔버 세정 방법
US11427906B2 (en) 2018-02-08 2022-08-30 Jusung Engineering Co., Ltd. Chamber cleaning device and chamber cleaning method
KR20230077048A (ko) * 2021-11-25 2023-06-01 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5956933B2 (ja) * 2013-01-15 2016-07-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP6285213B2 (ja) * 2014-03-03 2018-02-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置のクリーニング方法
US9595448B2 (en) * 2015-06-29 2017-03-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for cleaning plasma processing chamber and substrate
CN108227413B (zh) * 2016-12-15 2023-12-08 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种光刻胶去除装置及其清洗方法
JP2022501832A (ja) * 2018-10-05 2022-01-06 ラム リサーチ コーポレーションLam Research Corporation 処理チャンバの表面からの金属汚染物質の除去

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010001770A (ko) * 1999-06-08 2001-01-05 황인길 플라즈마 화학기상증착 챔버의 세정방법
KR20010104260A (ko) * 2000-05-12 2001-11-24 조셉 제이. 스위니 화학 증착챔버 내부의 오염물을 제거하기 위한 가스 반응
WO2002090615A1 (en) 2001-05-04 2002-11-14 Lam Research Corporation Duo-step plasma cleaning of chamber residues
KR20060078267A (ko) * 2004-12-31 2006-07-05 동부일렉트로닉스 주식회사 건식 식각 장비의 자체 세척 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100293830B1 (ko) * 1992-06-22 2001-09-17 리차드 에이치. 로브그렌 플라즈마 처리 쳄버내의 잔류물 제거를 위한 플라즈마 정결방법
US5843239A (en) * 1997-03-03 1998-12-01 Applied Materials, Inc. Two-step process for cleaning a substrate processing chamber
KR100253089B1 (ko) * 1997-10-29 2000-05-01 윤종용 반도체소자 제조용 화학기상증착장치 및 이의 구동방법, 그 공정챔버 세정공정 레시피 최적화방법
US20040235303A1 (en) * 2001-05-04 2004-11-25 Lam Research Corporation Endpoint determination of process residues in wafer-less auto clean process using optical emission spectroscopy
US6936551B2 (en) * 2002-05-08 2005-08-30 Applied Materials Inc. Methods and apparatus for E-beam treatment used to fabricate integrated circuit devices
US20050072444A1 (en) * 2003-10-03 2005-04-07 Shigeru Shirayone Method for processing plasma processing apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010001770A (ko) * 1999-06-08 2001-01-05 황인길 플라즈마 화학기상증착 챔버의 세정방법
KR20010104260A (ko) * 2000-05-12 2001-11-24 조셉 제이. 스위니 화학 증착챔버 내부의 오염물을 제거하기 위한 가스 반응
WO2002090615A1 (en) 2001-05-04 2002-11-14 Lam Research Corporation Duo-step plasma cleaning of chamber residues
KR20060078267A (ko) * 2004-12-31 2006-07-05 동부일렉트로닉스 주식회사 건식 식각 장비의 자체 세척 방법

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101855911B1 (ko) * 2010-10-15 2018-05-09 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 플라즈마 식각 챔버들에서 입자 결함들을 감소시키기 위한 방법 및 장치
US11488812B2 (en) 2010-10-15 2022-11-01 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for reducing particle defects in plasma etch chambers
KR20150077852A (ko) 2013-12-30 2015-07-08 주식회사 테스 히터 보호용 프로세스 키트 및 이를 이용한 챔버 세정방법
KR20160103590A (ko) * 2015-02-24 2016-09-02 에이피시스템 주식회사 기판 처리 장치, 그 세정방법 및 운용방법
KR102040090B1 (ko) * 2015-02-24 2019-11-28 에이피시스템 주식회사 기판 처리 장치, 그 세정방법 및 운용방법
KR20180042494A (ko) * 2016-10-17 2018-04-26 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치 세정 방법
KR101955611B1 (ko) * 2016-10-17 2019-03-11 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치 세정 방법
WO2019156489A1 (ko) * 2018-02-08 2019-08-15 주성엔지니어링㈜ 챔버 세정 장치 및 챔버 세정 방법
US11427906B2 (en) 2018-02-08 2022-08-30 Jusung Engineering Co., Ltd. Chamber cleaning device and chamber cleaning method
US12065734B2 (en) 2018-02-08 2024-08-20 Jusung Engineering Co., Ltd. Chamber cleaning device and chamber cleaning method
KR20230077048A (ko) * 2021-11-25 2023-06-01 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법
KR102647683B1 (ko) * 2021-11-25 2024-03-13 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20080035170A1 (en) 2008-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100785443B1 (ko) 반도체 제조용 챔버의 세정 장치 및 세정 방법
KR100881045B1 (ko) 챔버 내 잔여물의 2단계 플라즈마 세정
US10354837B2 (en) Controlling etch rate drift and particles during plasma processing
US8500912B2 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
US6499492B1 (en) Plasma process apparatus with in situ monitoring, monitoring method, and in situ residue cleaning
KR100887906B1 (ko) 에칭 적용을 위한 고압력 웨이퍼리스 자동 세정
KR100702290B1 (ko) 포토레지스트와 에칭 잔여물의 에싱방법 및 처리방법
TW201635381A (zh) 選擇性氮化物蝕刻
JP6630649B2 (ja) プラズマ処理方法
TWI674627B (zh) 電漿處理方法
JP2007335823A (ja) 半導体及びlcd製造装置における工程反応チャンバーの排気部及び真空ポンプの洗浄装置
US7959970B2 (en) System and method of removing chamber residues from a plasma processing system in a dry cleaning process
JP2008527711A (ja) フォトレジスト及びエッチング残渣の低圧除去方法
KR20050000500A (ko) 포토레지스트와 에칭 잔여물을 제거하는 방법
US6814814B2 (en) Cleaning residues from surfaces in a chamber by sputtering sacrificial substrates
KR101066971B1 (ko) 시료의 에칭처리방법
US20120222752A1 (en) Method extending the service interval of a gas distribution plate
KR102013485B1 (ko) 기판 처리방법 및 장치
US8992689B2 (en) Method for removing halogen-containing residues from substrate
JP2007158230A (ja) プラズマエッチング装置のクリーニング方法、およびプラズマエッチング装置
JPH0936102A (ja) チャンバー内の堆積物のモニター方法,プラズマ加工方法,ドライクリーニング方法及び半導体製造装置
US20010010228A1 (en) Method of protecting quartz hardware from etching during plasma-enhanced cleaning of a semiconductor processing chamber
JP2013141010A (ja) プラズマ処理方法
KR101738524B1 (ko) 원격플라즈마 세정 장치 및 이를 이용한 세정방법
JP4961064B2 (ja) ドライエッチングするためのプロセスおよび真空処理リアクタ装置

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
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121130

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131129

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee