KR101078316B1 - Apparatus for forming a layer on a wafer and method of cleaning a process chamber of the apparatus - Google Patents
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Abstract
막 형성 장치는 공정 챔버, 세정 가스 공급부, 검출부 및 세정부를 포함한다. 공정 챔버는 웨이퍼에 대한 유기 금속 화합물의 증착 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 세정 가스 공급부는 유기 금속 화합물이 증착된 공정 챔버 내부를 세정하기 위해 공정 챔버로 세정 가스를 공급한다. 검출부는 공정 챔버의 배기 라인 상에 구비되며, 배기 라인을 통해 배기되는 유기 금속 화합물과 세정 가스의 반응 생성물 중 유기 금속을 검출한다. 제어부는 검출부에서 분석된 유기 금속의 검출량에 따라 공정 챔버의 세정을 제어한다. The film forming apparatus includes a process chamber, a cleaning gas supply part, a detection part and a cleaning part. The process chamber provides a space in which the deposition process of the organometallic compound on the wafer is performed. The cleaning gas supply unit supplies the cleaning gas to the process chamber to clean the inside of the process chamber in which the organometallic compound is deposited. The detection unit is provided on the exhaust line of the process chamber and detects the organic metal in the reaction product of the organic metal compound and the cleaning gas exhausted through the exhaust line. The control unit controls the cleaning of the process chamber according to the detection amount of the organic metal analyzed by the detection unit.
Description
본 발명은 막 형성 장치 및 막 형성 장치의 공정 챔버 세정 방법에 관한 것으로, 웨이퍼에 유기금속 화합물을 증착하는 막 형성 장치 및 막 형성 장치의 공정 챔버 세정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film forming apparatus and a process chamber cleaning method for a film forming apparatus, and a film forming apparatus for depositing an organometallic compound on a wafer and a process chamber cleaning method for a film forming apparatus.
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼에 대해 포토리소그래피, 식각, 확산, 증착, 이온주입, 세정 등의 공정을 반복적으로 수행하여 형성된다. 상기 증착 공정은 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 것이다. 상기 증착 공정 중에는 상기 웨이퍼상의 원하는 영역뿐 만 아니라 상기 증착 공정이 수행되는 공정 챔버 내부에도 상기 막이 형성된다. 특히 유기금속 증착 공정시에는 유기금속을 포함하는 막이 상기 공정 챔버 내부에 형성된다. 상기 막은 상기 공정 챔버로부터 박리되어 파티클 발생의 원인이 된다. 상기 파티클은 상기 웨이퍼 상의 막에 들어가거나 막 표면에 부착되어 상기 반도체 소자의 결함 원인으로 작용한다. 따라서, 상기 공정 챔버 내부의 막을 제거하기 위한 세정 공정을 수행할 필요가 있다. In general, a semiconductor device is formed by repeatedly performing processes such as photolithography, etching, diffusion, deposition, ion implantation, and cleaning for a wafer. The deposition process is for forming a film on a wafer. During the deposition process, the film is formed not only in a desired region on the wafer, but also in a process chamber in which the deposition process is performed. In particular, during the organometallic deposition process, a film containing an organometal is formed in the process chamber. The film is peeled from the process chamber to cause particle generation. The particles enter or adhere to the film on the wafer and act as a cause of defects in the semiconductor device. Therefore, it is necessary to perform a cleaning process for removing the film inside the process chamber.
종래 기술에서는 상기 증착 공정이 완료된 공정 챔버 내부 온도를 상온으로 내리고 상기 공정 챔버의 압력이 상압이 될 때까지 배기시킨 후, 상기 공정 챔버를 개방하여 상기 공정 챔버 내벽을 닦고, 샤워 헤드 (showerhead) 또는 스테이지 히터(stage heater)와 같은 부품을 교체하고, 다시 공정 챔버 내부 온도를 올리고 퍼지(purge) 공정을 수행하여 상기 공정 챔버를 세정한다. 따라서, 상기 공정 챔버를 세정하는데 많은 시간이 소요되며, 반도체 소자 제조 공정의 생산성이 저하될 수 있다.In the prior art, after lowering the temperature inside the process chamber where the deposition process is completed to room temperature and evacuating until the pressure in the process chamber becomes the normal pressure, the process chamber is opened to clean the inner wall of the process chamber, and a showerhead or Parts such as stage heaters are replaced, and the process chamber is cleaned again by raising the temperature inside the process chamber and performing a purge process. Therefore, it takes a long time to clean the process chamber, the productivity of the semiconductor device manufacturing process may be lowered.
본 발명은 공정 챔버를 신속하게 세정할 수 있는 막 형성 장치를 제공한다. The present invention provides a film forming apparatus capable of quickly cleaning a process chamber.
본 발명은 막 형성 장치의 공정 챔버를 신속하게 세정할 수 있는 공정 챔버 세정 방법을 제공한다. The present invention provides a process chamber cleaning method capable of quickly cleaning the process chamber of the film forming apparatus.
본 발명에 따른 막 형성 장치는 웨이퍼에 대한 유기 금속 화합물의 증착 공정이 수행되는 공간을 제공하는 공정 챔버와, 상기 유기 금속 화합물이 증착된 상기 공정 챔버 내부를 세정하기 위해 상기 공정 챔버로 세정 가스를 공급하는 세정 가스 공급부와, 상기 공정 챔버의 배기 라인 상에 구비되며, 상기 배기 라인을 통해 배기되는 상기 유기 금속 화합물과 상기 세정 가스의 반응 생성물 중 유기 금속을 검출하는 검출부 및 상기 검출부에서 분석된 상기 유기 금속의 검출량에 따라 상기 공정 챔버의 세정을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. The film forming apparatus according to the present invention comprises a process chamber which provides a space in which an organic metal compound deposition process is performed on a wafer, and a cleaning gas to the process chamber to clean the inside of the process chamber in which the organic metal compound is deposited. A detector provided on the cleaning gas supply unit to supply the exhaust gas and an exhaust line of the process chamber and detecting an organic metal in the reaction product of the organic metal compound and the cleaning gas exhausted through the exhaust line; It may include a control unit for controlling the cleaning of the process chamber in accordance with the detection amount of the organic metal.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 막 형성 장치는 상기 공정 챔버 내부에 구비되고, 상기 웨이퍼를 각각 지지하여 자전시키는 다수의 디스크들과, 상기 디스크들을 지지하여 회전시킴으로써 상기 웨이퍼들을 공전시키는 회전판 및 상기 공정 챔버의 일측에 배치되고, 상기 증착 공정이 완료된 웨이퍼를 지지하는 상기 디스크들을 상기 공정 챔버로부터 반출하는 이송 로봇을 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the film forming apparatus is provided in the process chamber, a plurality of disks each supporting and rotating the wafer, and a rotating plate for revolving the wafer by supporting and rotating the disks And a transfer robot disposed at one side of the process chamber and carrying the disks from the process chamber to support the wafer on which the deposition process is completed.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 검출부에서 상기 유기 금속이 검출되지 않거나 기 설정량 이하로 검출되는 경우, 상기 제어부는 상기 공정 챔버의 세정 을 완료할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, when the organic metal is not detected by the detection unit or is detected to be less than or equal to a preset amount, the controller may complete cleaning of the process chamber.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 유기 금속은 갈륨(Ga)을 포함하고, 상기 검출부는 상기 갈륨을 검출할 수 있다. In example embodiments, the organic metal may include gallium (Ga), and the detection unit may detect the gallium.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 세정 가스는 염소(Cl)를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the cleaning gas may include chlorine (Cl).
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 검출부는 셀프 플라즈마 광학 방출 분광광도계일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the detection unit may be a self-plasma optical emission spectrophotometer.
본 발명에 따른 막 형성 장치의 공정 챔버 세정 방법은 유기 금속 화합물의 증착 공정이 완료된 웨이퍼를 공정 챔버로부터 반출하는 단계와, 세정 가스를 이용하여 상기 유기 금속 화합물이 증착된 상기 공정 챔버 내부를 세정하는 단계와, 상기 공정 챔버로부터 배기되는 상기 유기 금속 화합물과 상기 세정 가스의 반응 생성물 중 유기 금속을 검출하는 단계 및 상기 유기 금속의 검출량에 따라 상기 공정 챔버의 세정을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The process chamber cleaning method of the film forming apparatus according to the present invention includes the steps of carrying out the wafer from which the deposition process of the organometallic compound is completed from the process chamber, and cleaning the inside of the process chamber on which the organometallic compound is deposited using a cleaning gas. And detecting the organic metal in the reaction product of the organic metal compound and the cleaning gas exhausted from the process chamber and controlling the cleaning of the process chamber according to the detection amount of the organic metal.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼를 공정 챔버로부터 반출하는 단계는 상기 웨이퍼를 각각 지지하여 자전시키는 다수의 디스크들을 상기 공정 챔버로부터 반출하여 이루어질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of carrying out the wafer from the process chamber may be performed by carrying out a plurality of disks, each supporting and rotating the wafer, from the process chamber.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 공정 챔버의 세정을 제어하는 단계에서 상기 유기 금속이 검출되지 않거나 기 설정량 이하로 검출되는 경우, 상기 공정 챔버의 세정을 완료할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, when the organic metal is not detected or is detected to be less than or equal to a predetermined amount in the step of controlling the cleaning of the process chamber, cleaning of the process chamber may be completed.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 유기 금속은 갈륨(Ga)을 포함하고, 상기 유기 금속을 검출하는 단계에서 상기 갈륨을 검출할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the organic metal includes gallium (Ga), the gallium may be detected in the step of detecting the organic metal.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 세정 가스는 염소(Cl)를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the cleaning gas may include chlorine (Cl).
본 발명에 따른 막 형성 장치 및 공정 챔버 세정 방법은 공정 챔버에서 증착 공정이 완료된 후 상기 공정 챔버 내부의 분위기를 변화시키기 않고 상기 증착 공정과 인시튜로 상기 공정 챔버 내부를 세정할 수 있다. 특히, 상기 공정 챔버로부터 배기되는 세정 가스와의 반응 생성물에서 유기 금속을 검출하고, 상기 유기 금속의 검출량에 따라 상기 공정 챔버의 세정 시간을 제어한다. 따라서 상기 공정 챔버의 세정에 소요되는 시간을 최소화할 수 있고, 상기 공정 챔버를 이용한 반도체 소자 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.In the film forming apparatus and the process chamber cleaning method according to the present invention, after the deposition process is completed in the process chamber, the process chamber may be cleaned in situ with the deposition process without changing the atmosphere inside the process chamber. In particular, the organic metal is detected in the reaction product with the cleaning gas exhausted from the process chamber, and the cleaning time of the process chamber is controlled according to the detection amount of the organic metal. Therefore, it is possible to minimize the time required to clean the process chamber and to improve the productivity of the semiconductor device manufacturing process using the process chamber.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 막 형성 장치 및 막 형성 장치의 공정 챔버 세정 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시 한 것이다. Hereinafter, a film forming apparatus and a process chamber cleaning method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structure is shown in an enlarged scale than actual for clarity of the invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 막 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram illustrating a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 막 형성 장치(100)는 화학기상증착 공정을 이용하여 웨이퍼(10) 상에 막을 형성한다. 일 예로, 상기 막은 유기금속화합물을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the film forming apparatus 100 forms a film on the
상기 막 형성 장치(100)는 공정 챔버(110), 지지부(120), 이송부(130), 세정 가스 공급부(140), 배기부(150), 검출부(160) 및 제어부(170)를 포함한다. The film forming apparatus 100 includes a
상기 공정 챔버(110)는 상기 웨이퍼(10) 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 일 예로, 상기 공정 챔버(110)는 중공의 실린더 형상 또는 중공의 박스 형상을 가질 수 있다.The
도시되지는 않았지만, 상기 공정 챔버(110)에는 상기 막 형성을 위한 소스 가스를 공급하는 소스 가스 공급부가 구비될 수 있다. Although not shown, the
상기 공정 챔버(110)는 샤워 헤드(112)를 포함할 수 있다. 상기 샤워 헤드(112)는 상기 공정 챔버(110) 내측 상부에 배치되며, 상기 공정 챔버(110)로 제공되는 가스를 분산시킨다. 따라서, 상기 가스는 상기 웨이퍼(10)로 균일하게 제공된다. 상기 가스의 예로는 상기 소스 가스, 세정을 위한 세정 가스 등을 들 수 있다.The
상기 지지부(120)는 상기 공정 챔버(110)의 내부 하부에 배치되며, 상기 웨이퍼(10)를 지지한다. 상기 지지부(120)는 다수의 디스크(122)들 및 회전판(124)을 포함한다. The
상기 디스크(122)들은 회전 가능하도록 구비되며, 각각 웨이퍼(10)를 지지한 다. 따라서, 상기 디스크(122)들의 회전에 따라 상기 웨이퍼(10)들은 자전한다. 상기 회전판(124)은 회전 가능하도록 구비되며, 상기 디스크(122)들을 지지한다. 상기 회전판(124)의 회전에 따라 상기 디스크(122)들이 상기 회전판(124)의 회전 중심을 기준으로 공전하고, 상기 디스크(122)들의 공전에 따라 상기 웨이퍼(W)들도 공전한다. The
상기 지지부(120)에 의해 상기 웨이퍼(10)들이 자전 및 공전하므로, 상기 웨이퍼(10) 상에 형성되는 막의 품질을 향상시킬 수 있다.Since the
한편, 상기 지지부(120)는 단순하게 상기 웨이퍼(10)를 지지할 수도 있다. Meanwhile, the
상기 증착 공정이 반복적으로 수행되는 경우, 상기 공정 챔버(110)의 내부 및 지지부(120)에는 상기 증착 공정의 공정 부산물이 증착될 수 있다. 상기 증착 공정이 유기금속 화학 증착 공정인 경우, 상기 공정 부산물은 유기 금속을 포함할 수 있다.When the deposition process is repeatedly performed, process by-products of the deposition process may be deposited in the
상기 이송부(130)는 상기 공정 챔버(110)의 일측에 배치되며, 상기 증착 공정이 완료된 웨이퍼(10)를 상기 공정 챔버(110)로부터 반출한다. 상기 이송부(130)는 이송 챔버(132) 및 이송 로봇(134)을 포함한다.The
상기 이송 챔버(132)는 상기 공정 챔버(110)의 일측 측면에 구비된다. 상기 공정 챔버(110)는 상기 이송 챔버(132)와의 연결을 위한 게이트(114)가 구비된다. 상기 게이트(114)를 통해 상기 공정 챔버(110)와 상기 이송 챔버(132)가 연결된다.The
상기 이송암(134)은 상기 이송 챔버(132)의 내부에 배치되며, 상기 공정 챔버(110)로부터 웨이퍼(10)를 반출한다. 이때, 상기 웨이퍼(10)는 상기 증착 공정에 의해 가열된 상태로 반출된다. 또한, 상기 이송암(134)은 상기 웨이퍼(10)를 지지하는 디스크(122)들을 이송하여 상기 웨이퍼(10)를 반출한다. 고온 상태의 웨이퍼(10)를 냉각하지 않고 반출하며 다수의 웨이퍼(10)를 한번에 반출할 수 있으므로, 상기 웨이퍼(10)의 반출에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.The
상기 디스크(122)들의 표면에 잔류하는 공정 부산물은 상기 디스크(122)가 상기 공정 챔버(110)의 외부로 반출된 상태에서 별도의 세정 공정에 의해 제거될 수 있다. Process by-products remaining on the surfaces of the
한편, 상기 회전판(124)은 크기가 커 상기 게이트(114)를 통해 외부로 반출되기 어렵다. On the other hand, the
상기 세정 가스 공급부(140)는 상기 공정 챔버(110)의 상부와 연결되며, 상기 공정 챔버(110) 내부로 세정 가스를 제공한다. 상기 세정 가스 공급부(140)는 세정 가스 공급원(142), 캐리어 가스 공급원(144), 공급 라인(146) 및 제1 밸브(148)를 포함한다.The cleaning
상기 세정 가스 공급원(142)은 상기 공정 챔버(110) 내부의 공정 부산물을 제거하기 위한 세정 가스를 저장한다. 상기 세정 가스의 예로는 염소 함유 가스, 불소 함유 가스 등을 들 수 있다. The cleaning
상기 캐리어 가스 공급원(144)은 상기 세정 가스를 이송하기 위한 캐리어 가스를 저장한다. 상기 캐리어 가스의 예로는 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스 등을 들 수 있다.The
상기 공급 라인(146)은 상기 세정 가스 공급원(142)과 상기 캐리어 가스 공 급원(144)을 상기 공정 챔버(110)와 연결한다. The
상기 제1 밸브(148)는 상기 공급 라인(146) 상에 구비되며, 상기 공급 라인(146)을 차단하거나, 상기 공급 라인(146)을 통해 제공되는 세정 가스의 양을 조절한다.The
상기 세정 가스 공급부(140)에 의해 제공된 세정 가스는 상기 공정 챔버 내부(110)의 공정 부산물과 반응하여 상기 공정 부산물을 상기 공정 챔버(110)로부터 제거한다. 또한, 증착 공정이 완료된 공정 챔버(110)의 내부 분위기를 변화시키지 않고, 상기 세정 가스를 이용하여 상기 공정 챔버(110)를 세정할 수 있다. The cleaning gas provided by the cleaning
상기 배기부(150)는 상기 공정 챔버(110) 내의 가스를 외부로 배기한다. 상기 가스는 상기 증착 공정의 반응 생성물 또는 상기 세정 공정의 반응 생성물일 수 있다. The
상기 배기부(150)는 진공 펌프(151), 배기 라인(152), 제2 밸브(153), 트랩(154), 바이 패스 라인(155) 및 제3 밸브(156)를 포함한다.The
상기 진공 펌프(151)는 펌핑 동작을 통해 상기 공정 챔버(110)로부터 상기 가스를 배기한다. 상기 배기 라인(152)은 상기 공정 챔버(110)와 상기 진공 펌프(151)를 연결한다. 상기 제2 밸브(153)와 상기 트랩(154)은 상기 배기 라인(152) 상에 순차적으로 구비된다. 상기 제2 밸브(153)는 상기 배기 라인(152)을 차단하거나, 상기 배기 라인(152)을 통해 배기되는 상기 가스의 양을 조절한다. 상기 트랩(154)은 상기 배기 라인(152)을 통해 배기되는 가스에 포함된 물질을 포집한다. 일 예로, 상기 물질은 유기 금속일 수 있다. 상기 유기 금속의 예로는 갈륨을 들 수 있다.The
상기 바이 패스 라인(155)은 상기 제2 밸브(153)의 전단의 배기 라인(152)으로부터 분기되어 상기 트랩(154)과 상기 진공 펌프(151) 사이의 배기 라인(152)과 연결된다. 상기 제3 밸브(156)는 상기 바이 패스 라인(155) 상에 구비되며, 상기 바이 패스 라인(155)을 차단하거나, 상기 바이 패스 라인(155)을 통해 배기되는 상기 가스의 양을 조절한다. The
상기 검출부(160)는 상기 바이 패스 라인(155) 상에 구비되며, 상기 공정 부산물과 상기 세정 가스의 반응 부산물에서 상기 공정 부산물을 검출한다. 상기 공정 부산물이 유기 금속 화합물인 경우, 상기 검출부(160)는 상기 반응 생성물 중에서 유기 금속을 검출한다. 상기 유기 금속의 예로는 갈륨을 들 수 있다.The
상기 검출부(160)의 예로는 셀프 플라즈마 광학 방출 분광광도계(self plasma optical emission spectrometer, SPOES)를 들 수 있다. 상기 SPOES는 플라즈마를 생성하여 상기 반응 생성물을 여기시킨 후 상기 유기 금속을 검출한다. An example of the
상기 제어부(170)는 상기 검출부(160)와 연결되며, 상기 검출부(160)의 검출 결과를 전달받는다. 또한, 상기 제어부(170)는 상기 세정 가스 공급부(140)와 연결되어 상기 세정 가스 공급부(140)의 세정 가스 공급을 제어한다. 따라서, 상기 제어부(170)는 상기 검출부(160)에서 검출되는 상기 공정 부산물, 특히 유기 금속의 검출량에 따라 상기 공정 챔버(110)의 세정을 제어한다.The
일 예로, 상기 검출부(160)에서 상기 유기 금속이 기 설정된 기준량을 초과하여 검출되는 경우, 상기 제어부(170)는 상기 세정 가스 공급부(140)를 제어하여 상기 공정 챔버(110)로 상기 세정 가스가 지속적으로 공급한다. 상기 검출부(160)에서 상기 유기 금속이 검출되지 않거나 상기 기준량 이하로 검출되는 경우, 상기 제어부(170)는 상기 세정 가스의 공급을 차단시켜 상기 공정 챔버(110)의 세정을 완료한다. For example, when the organic metal is detected by the
상기 막 형성 장치(100)는 상기 공정 챔버(110)에서 증착 공정이 완료된 후 상기 공정 챔버(110) 내부의 분위기를 변화시키기 않고 상기 증착 공정과 인시튜로 상기 공정 챔버(110) 내부를 세정할 수 있다. 또한, 상기 막 형성 장치(100)는 상기 검출부(160)를 이용하여 상기 공정 챔버(110)의 세정 종점을 정확하게 확인할 수 있다. The film forming apparatus 100 may clean the inside of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 막 형성 장치의 공정 챔버 세정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a process chamber cleaning method of a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 공정 챔버에 웨이퍼를 위치한 상태에서 증착 공정을 수행하여 상기 웨이퍼 상에 막을 형성한다. 상기 공정 챔버에서 상기 증착 공정이 반복적으로 수행되는 경우, 상기 증착 공정의 공정 부산물이 상기 공정 챔버 내부에 형성된다. 상기 증착 공정이 유기금속 화학 증착 공정인 경우, 상기 공정 부산물은 유기 금속 화합물을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, a deposition process is performed while a wafer is placed in a process chamber to form a film on the wafer. When the deposition process is repeatedly performed in the process chamber, process byproducts of the deposition process are formed inside the process chamber. When the deposition process is an organometallic chemical vapor deposition process, the process byproduct may include an organometallic compound.
상기 공정 부산물을 제거하기 위해 상기 증착 공정이 완료된 웨이퍼를 상기 공정 챔버로부터 반출한다(S110).In order to remove the process byproducts, the wafer on which the deposition process is completed is carried out from the process chamber (S110).
상기 웨이퍼는 상기 증착 공정에 의해 가열된 상태로 반출된다. 또한, 상기 웨이퍼를 지지하여 자전시키는 디스크들을 상기 공정 챔버로부터 반출함으로써 상기 웨이퍼를 반출한다. 고온 상태의 웨이퍼를 냉각하지 않고 반출하며 다수의 웨이퍼를 한번에 반출할 수 있으므로, 상기 웨이퍼를 신속하게 반출할 수 있다.The wafer is carried out in a heated state by the deposition process. In addition, the wafer is carried out by carrying out disks for supporting and rotating the wafer from the process chamber. The wafer can be unloaded without cooling and a plurality of wafers can be unloaded at a time, so that the wafer can be unloaded quickly.
상기 웨이퍼들이 반출되면, 상기 증착 공정시 상기 공정 챔버의 분위기를 유지한 상태에서 상기 공정 챔버 내부로 세정 가스를 공급한다. 상기 세정 가스는 염소함유 가스 또는 불소함유 가스일 수 있다. 상기 세정 가스는 캐리어 가스에 의해 상기 공정 챔버 내부로 제공될 수 있다. 상기 캐리어 가스로는 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스 등을 들 수 있다. When the wafers are taken out, the cleaning gas is supplied into the process chamber while maintaining the atmosphere of the process chamber during the deposition process. The cleaning gas may be a chlorine-containing gas or a fluorine-containing gas. The cleaning gas may be provided into the process chamber by a carrier gas. Nitrogen gas, helium gas, argon gas, etc. are mentioned as said carrier gas.
상기 세정 가스는 상기 공정 챔버 내부의 상기 반응 부산물과 반응하여 반응 생성물을 형성한다. 상기 반응 생성물을 상기 공정 챔버 외부로 배기함으로서 상기 공정 챔버 내부를 세정한다(S120).The cleaning gas reacts with the reaction byproduct inside the process chamber to form a reaction product. The inside of the process chamber is cleaned by exhausting the reaction product to the outside of the process chamber (S120).
상기 공정 챔버에서 상기 증착 공정과 세정 공정이 인시튜로 진행될 수 있다. 따라서, 상기 세정 공정에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.In the process chamber, the deposition process and the cleaning process may proceed in situ. Therefore, the time required for the cleaning process can be reduced.
상기 공정 챔버로부터 배기되는 상기 반응 생성물에서 유기 금속을 검출한다(S130).Organic metal is detected in the reaction product exhausted from the process chamber (S130).
상기 유기 금속의 검출은 상기 반응 생성물이 배기되는 동안 이루어진다. 상기 유기 금속의 검출은 일정 시간마다 이루어지거나 지속적으로 이루어질 수 있다. 상기 유기 금속으로는 갈륨을 들 수 있다.Detection of the organometal is made while the reaction product is evacuated. The detection of the organic metal may be performed at regular time intervals or continuously. Gallium is mentioned as said organic metal.
상기 유기 금속의 검출량에 따라 상기 공정 챔버의 세정을 제어한다(S140).The cleaning of the process chamber is controlled according to the detection amount of the organic metal (S140).
상기 유기 금속이 기 설정된 기준량을 초과하여 검출되는 경우, 상기 공정 챔버의 반응 부산물이 완전히 제거되지 않은 상태이므로 상기 공정 챔버로 상기 세정 가스가 지속적으로 공급한다. 상기 유기 금속이 검출되지 않거나 상기 기준량 이하로 검출되는 경우, 상기 공정 챔버의 반응 부산물이 완전히 제거되거나 거의 제거된 상태이므로 상기 세정 가스의 공급을 차단하여 상기 공정 챔버의 세정을 완료한다.When the organic metal is detected in excess of a predetermined reference amount, since the by-products of the process chamber are not completely removed, the cleaning gas is continuously supplied to the process chamber. When the organic metal is not detected or is detected below the reference amount, the reaction by-products of the process chamber are completely removed or almost removed, and thus the cleaning of the process chamber is completed by blocking the supply of the cleaning gas.
상기 공정 챔버 세정 방법은 상기 유기 금속의 검출량을 이용하여 상기 공정 챔버의 세정 종점을 정확하게 확인할 수 있다. The process chamber cleaning method may accurately identify the cleaning end point of the process chamber by using the detection amount of the organic metal.
본 발명에 따른 막 형성 장치 및 공정 챔버 세정 방법은 공정 챔버에서 증착 공정이 완료된 후 상기 공정 챔버 내부의 분위기를 변화시키기 않고 상기 증착 공정과 인시튜로 상기 공정 챔버 내부를 세정할 수 있고, 상기 공정 챔버의 세정 종점을 정확하게 확인할 수 있다. In the film forming apparatus and the process chamber cleaning method according to the present invention, after the deposition process is completed in the process chamber, the process chamber may be cleaned in situ with the deposition process without changing the atmosphere inside the process chamber, and the process The clean end point of the chamber can be accurately identified.
따라서 상기 공정 챔버의 세정에 소요되는 시간을 최소화하여 상기 공정 챔버의 가동률을 향상시킬 수 있고, 상기 공정 챔버를 이용한 반도체 소자 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 공정 챔버 내부에서 파티클 발생에 따른 상기 반도체소자이 불량을 감소시킬 수 있다. Therefore, the operation time of the process chamber may be improved by minimizing the time required to clean the process chamber, and the productivity of the semiconductor device manufacturing process using the process chamber may be improved. In addition, the semiconductor device due to the generation of particles in the process chamber can reduce the defects.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 막 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram illustrating a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 막 형성 장치의 공정 챔버 세정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a process chamber cleaning method of a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 막 형성 장치 110 : 공정 챔버100
120 : 지지부 130 : 이송부120: support portion 130: transfer portion
140 : 세정 가스 공급부 150 : 배기부140: cleaning gas supply unit 150: exhaust unit
160 : 검출부 170 : 제어부160
10 : 웨이퍼10: wafer
Claims (9)
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KR1020090072158A KR101078316B1 (en) | 2009-08-05 | 2009-08-05 | Apparatus for forming a layer on a wafer and method of cleaning a process chamber of the apparatus |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101367376B1 (en) * | 2011-11-08 | 2014-02-26 | 엘아이지에이디피 주식회사 | Apparatus for metal organic chemical vapor deposition |
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---|---|---|---|---|
KR100475078B1 (en) * | 2002-04-30 | 2005-03-10 | 삼성전자주식회사 | System and method for real time deposition process control based on resulting product detection |
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2009
- 2009-08-05 KR KR1020090072158A patent/KR101078316B1/en active IP Right Grant
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