KR101412621B1 - 기판 지지대의 처리 방법 - Google Patents

기판 지지대의 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101412621B1
KR101412621B1 KR1020130061128A KR20130061128A KR101412621B1 KR 101412621 B1 KR101412621 B1 KR 101412621B1 KR 1020130061128 A KR1020130061128 A KR 1020130061128A KR 20130061128 A KR20130061128 A KR 20130061128A KR 101412621 B1 KR101412621 B1 KR 101412621B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
substrate support
support
surface treatment
raw material
Prior art date
Application number
KR1020130061128A
Other languages
English (en)
Inventor
고성근
김현정
Original Assignee
(주)티티에스
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 (주)티티에스 filed Critical (주)티티에스
Priority to KR1020130061128A priority Critical patent/KR101412621B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101412621B1 publication Critical patent/KR101412621B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0064—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by temperature changes
    • B08B7/0071—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by temperature changes by heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 상부에 기판이 안치되는 기판 지지대의 처리 방법으로서, 기판 지지대 표면에 증착된 부산물을 분해하는 과정 및 분해된 부산물을 반응시켜, 상기 기판 지지대 표면에 내식성을 가지는 피막을 형성하는 과정을 포함한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 기판 처리 공정에 의해 생성된 부산물을 제거하여 기판 지지대를 세정함에 따라, 부산물로 인한 공정 챔버 내부 및 기판의 오염을 줄일 수 있다. 또한, 기판을 위해 사용되는 공정 원료가 부식성의 특성을 가지는 원료의 경우, 부식성의 부산물이 생성되는데, 이러한 부산물을 제거함으로써, 부산물로 인한 기판 지지대의 부식을 방지할 수 있다.

Description

기판 지지대의 처리 방법{Method for treating a substrate supporting stage}
본 발명의 기판 지지대의 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 지지대의 수명을 연장시킬 수 있는 기판 지지대의 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 기판 상에 박막을 형성하거나, 기판 또는 박막을 식각하는 기판 처리 장치는 한국등록특허 제10-0979188호에서와 같이, 기판 처리 공간을 가지는 공정 챔버, 공정 챔버 내부에 설치되어, 상부에 기판이 안착되며, 기판을 가열하는 히터 역할을 하는 지지대, 공정 챔버 내부에서 지지대의 상측에 대향 배치되어 기판 처리를 위한 공정 원료를 분사하는 샤워헤드를 포함한다. 이러한 기판 처리 장치에서는 샤워헤드로부터 지지대를 향해 분사되는 공정 원료에 의해 기판 상에 박막이 증착되거나, 기판 또는 박막이 식각된다.
한편, 공정의 종류 및 공정 조건에 따라, 샤워헤드를 통해 분사되는 공정 원료가 Cl, F, H, N 계와 같이 부식성의 특성을 가지는 가스 원료일 수 있다. 이러한 부식성의 가스를 이용하여 복수번의 공정이 반복 진행되면, 지지대 상에 공정 부산물이 증착 또는 형성된다. 그런데, 공정 원료로 Cl, F, H, N 중 어느 하나를 함유하는 부식성 원료를 사용하는 경우, 부산물 역시 부식성의 특성을 가지며, 이에 지지대가 부산물에 의해 부식되는 문제가 있다. 또한, 부식성의 부산물이 파우더(powder)화 될 수 있으며, 이는 공정 챔버 내부 또는 이후 처리되는 기판을 오염시키는 요인으로 작용할 수 있다.
한국등록특허 제10-0979188호
본 발명은 기판 지지대의 수명을 연장시킬 수 있는 기판 지지대의 처리 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 기판 지지대의 내식성을 향상시킬 수 있는 기판 지지대의 처리 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 기판 지지대의 처리 방법은 상기 기판 지지대 표면에 증착된 부산물을 분해하는 과정; 및 상기 분해된 부산물을 반응시켜, 상기 기판 지지대 표면에 내식성을 가지는 피막을 형성하는 과정;을 포함한다.
상기 부산물을 분해하는 과정은, 상기 기판 지지대가 설치된 공정 챔버 내부를 감압하여 진공 대역으로 조절하는 과정; 및 상기 기판 지지대를 제 1 온도로 가열하여, 상기 기판 지지대 표면에 형성된 부산물을 분해하는 제 1 열처리 과정; 을 포함하며, 상기 표면 처리 과정은, 상기 분해된 부산물과 반응하여, 상기 기판 지지대 표면에 산화막 또는 질화막으로 이루어진 피막을 형성할 수 있도록, 상기 기판 지지대를 향해 표면 처리 원료를 분사하는 과정; 및 상기 분해된 부산물과 상기 표면 처리 원료가 반응하여, 상기 기판 지지대 표면에 산화막 또는 질화막을 형성할 수 있도록, 상기 기판 지지대를 제 2 온도로 가열하는 제 2 열처리 과정;을 포함한다.
상기 부산물은 상기 공정 챔버 내부에서 기판 처리 공정을 위해 Cl, F, H 및 N 중 어느 하나를 함유하는 공정 원료를 분사하여 상기 기판 지지대 표면에 형성된다.
상기 부산물을 분해하는 과정에 있어서, 상기 공정 챔버 내부를 5 ×10-6 torr 이상으로 감압한다.
상기 제 1 열처리 과정에 있어서, 상기 기판 지지대를 400℃ 내지 800℃의 온도로 가열한다.
상기 표면 처리 과정에 있어서, 상기 표면 처리 원료는 O2 또는 N2 가스이다.
상기 제 2 열처리 과정에 있어서, 상기 기판 지지대를 600℃ 내지 1000℃의 온도로 가열한다.
상기 표면 처리 과정에 있어서, 공정 압력을 1torr 내지 100 torr로 조절한다.
상기 기판 지지대는 AlN으로 이루어지고, 상기 표면 처리 과정에 의해, 상기 분해된 부산물과 상기 표면 처리 원료가 반응하여, 상기 기판 지지대 표면에 Al2O3 및 AlN 중 어느 하나의 피막이 형성된다.
본 발명의 실시형태들에 의하면, 기판 처리 공정에 의해 생성된 부산물을 제거하여 기판 지지대를 세정함에 따라, 부산물로 인한 공정 챔버 내부 및 기판의 오염을 줄일 수 있다. 또한, 기판을 위해 사용되는 공정 원료가 부식성의 특성을 가지는 원료의 경우, 부식성의 부산물이 생성되는데, 이러한 부산물을 제거함으로써, 부산물로 인한 기판 지지대의 부식을 방지할 수 있다. 또한, 부산물을 이용하여 기판 지지대 표면에 내식성을 가지는 피막을 형성하여, 기판 지지대의 내식성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판 지지대의 유지 보수 및 교체 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 요부를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지대의 처리 방법을 순서적으로 나타낸 순서도
도 3은 도 2에 도시된 기판 지지대의 처리 방법을 보다 구체적으로 나타낸 순서도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지대의 표면에 부산물이 형성된 상태와, 본 발명의 기판 지지대의 처리 방법에 의해 AlF 부산물이 Al과 F로 분해되는 것을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 기판 지지대의 처리 방법에 의해 AlF 부산물로부터 분해된 Al이 O2와 반응하여, 기판 지지대 표면에 Al2O3 피막이 형성된 모습을 도시한 도면
이하, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 요부를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판을 처리하는 내부 공간을 가지는 공정 챔버(100), 공정 챔버(100) 내부에 설치되어, 상부에 기판(S)이 안착, 지지되며, 상기 기판(S)을 가열하는 기판 지지대(200; 이하 지지대), 공정 챔버(100) 내부에서 지지대(200)의 상측에 대향 배치되어 기판 처리를 위한 공정 원료 및 지지대(200)의 표면 처리용 원료를 분사하는 샤워헤드(600), 샤워헤드(600)로 공정 원료 및 표면 처리용 원료를 각기 공급하는 공정 원료 공급부(700) 및 표면 처리 원료 공급부(800), 공정 챔버(100)와 연결되어 상기 공정 챔버(100) 내부를 감압하는 펌프(900)를 포함한다. 또한, 일단이 공정 챔버(100) 내부에서 지지대(200)의 하부를 지지하도록 설치되고, 타단이 공정 챔버(100) 외측으로 돌출되어, 상기 지지대(200)를 회전 및 승하강시키는 샤프트(300), 지지대(200)에 내설된 발열체(220)에 전원을 제공하는 전원 공급부(500), 일단이 전원 공급부(500)와 연결되고 타단이 샤프트(300) 및 지지대(200)를 관통하여 발열체(220)와 접속되는 전원 공급 라인(400)을 포함한다.
실시예에 따른 기판 처리 장치는 지지대(200) 상에 안착된 기판(S)에 박막을 증착하거나, 기판(S) 또는 박막을 식각(etching)하는 일반적인 기판 처리 장치로서, 보다 구체적으로는 플라즈마(plasma)를 이용하는 일반적인 플라즈마 기판 처리 장치일 수 있다. 이에, 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 본 발명은 기판 지지대의 처리 방법, 보다 상세하게는 지지대(200) 표면에 형성된 부산물의 제거가 용이하고, 지지대(200)의 내식성을 향상시킬 수 있는 기판 지지대의 처리 방법에 관한 것이므로, 실시예에 따른 지지대(200)에 대해 설명한다.
지지대(200)는 안착된 기판(S)을 가열하는 히터의 역할을 한다. 이러한 지지대(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상부에 기판(S)이 안착, 지지되는 몸체(210), 몸체(210)의 내부에 내설되어 몸체(210)를 가열하는 발열체(220)를 포함한다. 몸체(210)는 기판(S)과 대응하는 형상 예컨대, 원형 또는 사각형의 판 형상일 수 있다. 몸체(210)의 상부에는 복수의 돌기(230)가 상호 이격되도록 형성되며, 복수의 돌기(230)의 상부에 기판(S)이 안착 된다. 실시예에 따른 복수의 돌기(230)는 등 간격으로 위치하도록 형성되나, 이에 한정되지 않고 공정 조건에 따라 서로 다른 간격으로 형성되도록 할 수 있다. 실시예에 따른 몸체(210) 및 복수의 돌기(230)는 질화알루미늄(AlN)을 이용하여 제작되나, 이에 한정되지 않고, 다양한 세라믹 재료 예컨대 SiO2 등의 재료로 제작될 수 있다.
상기에서는 지지대(200)의 몸체(210)에 복수의 돌기(230)가 형성되는 것을 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고 별도의 돌기(230)가 마련되지 않을 수 있으며, 기판(S)이 지지대(200)의 몸체(210) 상부 표면에 직접 안착될 수도 있다.
공정 원료 공급부(700)는 기판 처리 공정을 위한 각각의 원료가 저장된 복수의 공정 원료 저장부(710a 내지 710d), 일단이 각각의 원료 저장부(710a 내지 710d)에 연결된 복수의 공정 원료 공급 라인(720a 내지 720d), 복수의 공정 원료 공급 라인(720a 내지 720d) 각각에 설치된 복수의 공정 원료 밸브(730a 내지 730d), 일단이 복수의 공정 원료 공급 라인(720a 내지 720d)과 연결되고, 타단이 샤워헤드(600)와 연결된 공정 원료 이송 라인(740)을 포함한다. 한편, 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 박막 증착 또는 식각을 위해 사용되는 공정 원료는 부식성 가스 예컨대, Cl, F, H, N 계 중 적어도 어느 하나를 함유하는 가스 상태의 원료일 수 있다. 이에, 공정 원료 저장부(710a 내지 710d) 및 공정 원료 공급 라인(720a 내지 720d)은 4개가 구비될 수 있으며, 제 1 내지 제 4 원료 저장부(710a 내지 710d)에 서로 다른 공정 원료가 저장되는데, 상기 서로 다른 공정 원료는 Cl 함유 원료, F 함유 원료, H 함유 원료, N 함유 원료일 수 있다.
여기서, Cl, F, H, N 계 중 적어도 어느 하나를 함유하는 원료는 예컨대, NF3, F2, SiCl, Cl2 , BCl3 , SiCl4, CF4, CHF3, CH2F2, CH3F, NH3, SiCl2 등이 사용될 수 있으며, 상술한 원료들에 한정되지 않고, 기판(S) 상에 박막을 증착하거나, 기판(S) 또는 박막을 식각할 수 있는 다양한 Cl, F, H, N 계 중 적어도 어느 하나를 함유 원료를 적용할 수 있다.
상기에서는 4개의 공정 원료 저장부(710a 내지 710d), 공정 원료 공급 라인인(720a 내지 720d) 및 공정 원료 밸브(730a 내지 730d)를 마련하였으나, 이에 한정되지 않고 공정 종류 및 조건에 따라 4개 이하, 4개 이상의 (710a 내지 710d), 공정 원료 공급 라인인(720a 내지 720d) 및 공정 원료 밸브(730a 내지 730d)를 마련할 수 있다. 또한, 공정 원료는 Cl 함유 원료, F 함유 원료, H 함유 원료, N 함유 원료에 한정되지 않고, 다양한 부식성 원소를 함유하는 원료에 적용될 수 있다.
표면 처리 원료 공급부(800)는 지지대(200) 상에 부착된 부산물을 제거하고, 상기 지지대(200) 표면에 내식성을 향상시킬 수 있는 피막 즉, 산화막 또는 질화막을 형성하기 위한 원료를 제공한다. 이러한 표면 처리 원료 공급부(800)는 복수의 표면 처리 원료 저장부(810a, 810b), 일단이 각각의 표면 처리 원료 저장부(810a, 810b)에 연결된 복수의 표면 처리 원료 공급 라인(820a, 820b), 복수의 표면 처리 공급 라인(820a, 820b) 각각에 설치된 복수의 표면 처리 원료 밸브(830a, 830b), 일단이 복수의 표면 처리 원료 공급 라인(820a, 820b)과 연결되고 타단이 샤워헤드(600)와 연결된 표면 처리 원료 이송 라인(840)을 포함한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지대의 처리 방법에서는 지지대(200) 상에 증착 또는 부착된 부산물을 분해 또는 해리시키고, 이를 반응시켜 지지대(200) 표면에 산화막 또는 질화막을 형성하기 위한 원료로서, O2 또는 N2 함유 가스를 사용한다. 이에, 표면 처리 원료 저장부(810a, 810b) 및 표면 처리 원료 공급 라인(820a, 820b) 각각은 2개가 구비될 수 있으며, 제 1 및 제 2 표면 처리 원료 저장부(810a, 810b) 각각에 O2 함유 가스 및 N2 함유 가스가 저장된다. 이때, O2 함유 가스는 순수 O2, N2 함유 가스는 순수 N2 가스 일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지대의 처리 방법을 순서적으로 나타낸 순서도이다. 도 3은 도 2에 도시된 기판 지지대의 처리 방법을 보다 구체적으로 나타낸 순서도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지지대의 표면에 부산물이 형성된 상태와, 본 발명의 기판 지지대의 처리 방법에 의해 AlF 부산물이 Al과 F로 분해되는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 기판 지지대의 처리 방법에 의해 AlF 부산물로부터 분해된 Al이 O2와 반응하여, 지지대 표면에 Al2O3 피막이 형성된 모습을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지대의 처리 방법은 지지대(200) 표면에 형성된 부산물을 분해(또는 해리)하는 과정(S100), 분해된 부산물을 반응시켜, 지지대(200) 표면에 내식성을 향상시킬 수 있는 피막(240)을 형성하는 과정(S200)을 포함한다. 여기서, 지지대(200) 표면에 형성되는 피막(240)은 산화막 또는 질화막이다.
이하에서는 도 1에 도시된 기판 처리 장치와 도 2 내지 도 5를 참조하여, 실시예에 따른 기판 지지대의 처리 방법을 설명한다. 이때, 먼저 도 1에 도시된 기판 처리 장치를 이용한 기판 지지대의 처리 방법을 설명하며, 증착 공정을 예를 들어 설명한다.
먼저, 기판(S) 예컨대, 웨이퍼(wafer) 또는 글래스(glass)를 공정 챔버(100) 내에 장입시켜 지지대(200) 상에 안착시킨다. 그리고, 전원 공급부(500)를 통해 발열체(220)로 전원을 공급하여, 지지대(200) 및 상기 지지대(200) 상에 안착된 기판(S)을 가열한다. 또한, 제 1 내지 제 4 공정 원료 공급부(710a 내지 710d) 중 적어도 어느 하나에 저장된 공정 원료를 샤워헤드(600)로 공급하는데, 실시예에서는 샤워헤드(600)로 공급하는 공정 원료로 F 함유 원료를 사용한다. 그리고 공정 챔버(100) 내부에 플라즈마(plasma)를 발생시키는데, 이를 위해, 공정 챔버(100), 샤워헤드(600) 및 지지대(200) 중 어느 하나에 플라즈마 발생을 위한 RF 전원이 인가되고, 다른 하나는 접지(ground) 시킨다. 따라서, 분사된 공정 원료의 이온이 지지대(200)를 향해 가속되어, 기판(S) 상에 박막이 형성된다.
이러한 증착 공정이 복수번 반복되어 진행되면, 지지대(200) 표면에 공정 원료로 인한 부산물이 형성되는데, 실시예에 따른 지지대(200)의 몸체(210)가 AlN으로 이루어지고, 공정 원료로 F를 함유 원료를 사용함에 따라, AlN과 F가 반응하여 AlF 부산물이 발생된다. 발생된 AlF는 지지대(200)의 표면에 부착 또는 증착되게 되는데, 여기서 F는 부식성을 가지고 있기 때문에, AlF 부산물에 의해 지지대(200)가 부식될 수 있다. 따라서, 지지대(200)에 형성된 부산물을 제거 또는 세정(cleaning)할 필요가 있다.
본 발명에 따른 기판 지지대의 처리 방법은 감압 승화 방법을 이용한 지지대의 표면 세정 방법이다. 이를 위해 먼저, 펌프(900)를 작동시켜 공정 챔버(100) 내부를 진공 대역으로 감압시키고(S110), 발열체(220)로 전원을 공급하여 지지대(200)를 제 1 온도로 가열한다(S120). 이때, 공정 챔버(100) 내부의 압력이 5 × 10-6 torr 이상의 압력이 되도록 감압하며, 제 1 온도는 400℃ 내지 800℃이다. 이에 따라 지지대(200) 표면에 형성된 부산물 AlF가 아래의 반응식 1과 같이 Al과 F로 분해(또는 해리)되며(도 4 참조), F는 가스 상태가 되어 외부로 배기 된다.
여기서, 공정 챔버(100) 내부의 압력이 5 × 10-6 torr 이상의 압력이라고 하는 것은, 예를 들어 5 × 10-7torr, 5 × 10-8 torr와 같은 대역의 압력 범위이며, × 10-6 torr 미만의 압력은 예컨대, 5 × 10-4 torr, 5 × 10-3 torr 범위이다.
반응식 1: AlF3 ----> Al + 3F(gas)↑
한편, 예를 들어, 공정 챔버(100)의 압력이 5 × 10-6 torr 미만인 경우(예를 들어 5 × 10-4 torr)이거나, 지지대(200)의 압력이 400℃ 미만, 반대로 800℃를 초과하는 경우, AlF 부산물이 Al과 F로 분해되지 않을 수 있다. 따라서, 부식성의 특성을 가지는 AlF가 그대로 지지대(200) 표면에 부착되어 있을 수 있으며, 이에 따라 지지대(200)가 부식되어 손상될 수 있으며, AlF로부터 파우더(powder)가 발생되어 공정 챔버(100) 내부 또는 다음 공정에서 기판(S)을 오염시킬 수 있다.
AlF가 Al과 F로 분해되면, 제 1 및 제 2 표면 처리용 원료 저장부(810a, 810b) 중 어느 하나에 저장된 표면 처리용 원료를 샤워헤드(600)로 공급하여, 지지대(200)를 향해 분사하고(S210), 상기 지지대(200)를 제 2 온도로 가열한다(S220). 즉, 제 1 표면 처리용 원료 저장부(810a, 810b)에 저장된 O2 가스를 샤워헤드(600)로 공급하여 지지대(200)를 향해 분사하며, 상기 지지대(200)는 600℃ 내지 1000℃로 가열한다. 또한, 이때 공정 챔버(100) 내부의 압력이 1torr 내지 100torr 가 되도록 한다.
따라서, 부산물 AlF로부터 분해된 Al이 O2 가스와 반응하여, 아래의 반응식 2와 같이 Al2O3이 되어 지지대(200) 표면 상에 피막(240)을 형성한다.
반응식 2: 4Al + 3O2 ----> 2Al2O3
이러한 Al2O3 산화막은 내식성이 우수하기 때문에, 지지대(200) 표면에 형성되어 상기 지지대(200)의 내식성을 향상시킨다.
한편, 예를 들어, 지지대(200)의 온도가 600℃ 미만, 반대로 1000℃를 초과하거나, 공정 챔버(100)의 압력이 1torr 내지 100torr 범위를 벗어나는 경우, Al과 O2 간의 반응이 일어나지 않거나, 반응이 충분하지 않을 수 있다. 따라서, 지지대(200)에 산화막이 형성되지 않거나 부족하여, 지지대(200)의 내식성 향상 효과를 기대할 없다.
상기에서는 기판(S) 처리 공정을 위해 공정 원료로 F 함유 원료를 분사하는 것을 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고 Cl 함유 원료, H 함유 원료, N 함유 원료 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또한, Cl 함유 원료, H 함유 원료, N 함유 원료 각각을 사용하는 경우, AlN 지지대(200)와 반응하여, AlCl3, AlH3, AlN 부산물을 발생시킨다.
여기서, 상술한 바에 의하면, 지지대(200)가 질화루미늄(AlN)으로 이루어지데,AlN 지지대(200)와 반응하여 생성된 AlN은 부산물로 작용한다. 이는, 지지대(200)를 구성하는 AlN의 결합이 깨지고, Al과 부식성 가스가 반응하여 생성된 AlN은 지지대 표면에 불규칙한 형태로 부착되기 때문에, 지지대(200) 표면의 평탄도를 떨어트리고, 이에 따라 기판(S)의 온도 균일성을 저감시키기 때문에 부산물이라 할 수 있다.
그리고, 상술한 방법으로 공정 챔버 내부를 5 × 10-6 torr 이상의 압력으로 감압하고, 지지대를 400℃ 내지 800℃로 가열하면, AlCl3, AlH3, AlN 부산물 각각이 아래의 반응식 3 내지 5와 같이 분해된다. 이때, 부산물로부터 분해된 Cl, H, N은 가스 상태로서, 공정 챔버(100) 외부로 배기된다.
반응식 3: AlCl3 ----> Al + 3Cl(gas)↑
반응식 4: AlH3 ----> Al + 3H(gas)↑
반응식 5: AlN ----> Al + N(gas)↑
이후, 지지대(200)를 향해 표면 처리용 원료인 O2를 분사하고, 지지대(200)를 600℃ 내지 1000℃로 가열하며, 공정 챔버(100) 내부의 압력을 1torr 내지 100torr로 조절하면, AlCl3, AlH3, AlN 각각의 부산물로부터 분해된 Al이 상술한 반응식 2와 같이 Al2O3가 되어 지지대(200) 표면에 산화물 피막(240)을 형성한다.
상기에서는 지지대(200) 표면에 산화막을 형성하기 위해 표면 처리용 원료로 O2를 사용하는 것을 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고 지지대(200) 표면에 질화막을 형성할 수 있으며, 이를 위해 표면 처리용 원료로 N2 가스를 분사한다. 이에 따라, 아래의 반응식 6과 같이 AlCl3, AlH3, AlN 각각의 부산물로부터 분해된 Al과 반응하여 AlN을 형성한다. 이러한 AlN 질화막은 내식성이 우수하기 때문에, 지지대(200) 표면에 형성되어 상기 지지대(200)의 내식성을 향상시킨다.
반응식 6: 2Al + N2 ----> 2AlN
100: 공정 챔버 200: 지지대
600: 샤워헤드 800: 표면 처리 원료 공급부
810: 표면 처리 원료 저장부 820: 표면 처리 원료 공급 라인

Claims (9)

  1. 상부에 기판이 안치되는 기판 지지대의 처리 방법으로서,
    상기 기판 지지대 표면에 증착된 부산물을 분해하는 과정; 및
    상기 분해된 부산물을 반응시켜, 상기 기판 지지대 표면에 내식성을 가지는 피막을 형성하는 표면 처리 과정;
    을 포함하는 기판 지지대의 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 부산물을 분해하는 과정은,
    상기 기판 지지대가 설치된 공정 챔버 내부를 감압하여 진공 대역으로 조절하는 과정; 및
    상기 기판 지지대를 제 1 온도로 가열하여, 상기 기판 지지대 표면에 형성된 부산물을 분해하는 제 1 열처리 과정;
    을 포함하며,
    상기 표면 처리 과정은,
    상기 분해된 부산물과 반응하여, 상기 기판 지지대 표면에 산화막 또는 질화막으로 이루어진 피막을 형성할 수 있도록, 상기 기판 지지대를 향해 표면 처리 원료를 분사하는 과정; 및
    상기 분해된 부산물과 상기 표면 처리 원료가 반응하여, 상기 기판 지지대 표면에 산화막 또는 질화막을 형성할 수 있도록, 상기 기판 지지대를 제 2 온도로 가열하는 제 2 열처리 과정;
    을 포함하는 기판 지지대의 처리 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 부산물은 상기 공정 챔버 내부에서 기판 처리 공정을 위해 Cl, F, H 및 N 중 어느 하나를 함유하는 공정 원료를 분사하여 상기 기판 지지대 표면에 형성된 것인 기판 지지대의 처리 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 부산물을 분해하는 과정에 있어서,
    상기 공정 챔버 내부를 5 ×10-6 torr 이상으로 감압하는 기판 지지대의 처리 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 1 열처리 과정에 있어서,
    상기 기판 지지대를 400℃ 내지 800℃의 온도로 가열하는 기판 지지대의 처리 방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 표면 처리 과정에 있어서,
    상기 표면 처리 원료는 O2 또는 N2 가스인 기판 지지대의 처리 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 2 열처리 과정에 있어서,
    상기 기판 지지대를 600℃ 내지 1000℃의 온도로 가열하는 기판 지지대의 처리 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 표면 처리 과정에 있어서, 공정 압력을 1torr 내지 100torr로 조절하는 기판 지지대의 처리 방법.
  9. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판 지지대는 AlN으로 이루어지고,
    상기 표면 처리 과정에 의해, 상기 분해된 부산물과 상기 표면 처리 원료가 반응하여, 상기 기판 지지대 표면에 Al2O3 및 AlN 중 어느 하나의 피막이 형성되는 기판 지지대의 처리 방법.
KR1020130061128A 2013-05-29 2013-05-29 기판 지지대의 처리 방법 KR101412621B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130061128A KR101412621B1 (ko) 2013-05-29 2013-05-29 기판 지지대의 처리 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130061128A KR101412621B1 (ko) 2013-05-29 2013-05-29 기판 지지대의 처리 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101412621B1 true KR101412621B1 (ko) 2014-06-27

Family

ID=51134591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130061128A KR101412621B1 (ko) 2013-05-29 2013-05-29 기판 지지대의 처리 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101412621B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH118216A (ja) * 1997-06-16 1999-01-12 Toshiba Ceramics Co Ltd 半導体製造用部材の洗浄方法
JP2003188159A (ja) 2001-12-19 2003-07-04 Seiko Epson Corp Ｃｖｄ装置及び半導体装置の製造方法
JP2004171386A (ja) 2002-11-21 2004-06-17 Canon Inc 医療用検査システム、医療用検査方法、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP2005101623A (ja) 2004-10-15 2005-04-14 Showa Denko Kk Ｉｉｉ族窒化物半導体結晶、その製造方法、ｉｉｉ族窒化物半導体エピタキシャルウェーハ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH118216A (ja) * 1997-06-16 1999-01-12 Toshiba Ceramics Co Ltd 半導体製造用部材の洗浄方法
JP2003188159A (ja) 2001-12-19 2003-07-04 Seiko Epson Corp Ｃｖｄ装置及び半導体装置の製造方法
JP2004171386A (ja) 2002-11-21 2004-06-17 Canon Inc 医療用検査システム、医療用検査方法、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP2005101623A (ja) 2004-10-15 2005-04-14 Showa Denko Kk Ｉｉｉ族窒化物半導体結晶、その製造方法、ｉｉｉ族窒化物半導体エピタキシャルウェーハ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10002745B2 (en) Plasma treatment process for in-situ chamber cleaning efficiency enhancement in plasma processing chamber
CN111986975B (zh) 增进工艺均匀性的方法及系统
US7119032B2 (en) Method to protect internal components of semiconductor processing equipment using layered superlattice materials
US7220497B2 (en) Yttria-coated ceramic components of semiconductor material processing apparatuses and methods of manufacturing the components
KR100807138B1 (ko) 개선된 파티클 성능을 가지는 반도체 공정 설비
US8118946B2 (en) Cleaning process residues from substrate processing chamber components
US5916454A (en) Methods and apparatus for reducing byproduct particle generation in a plasma processing chamber
KR100786609B1 (ko) 기구 부품의 반응성 기체 청소 방법 및 공정
KR102007019B1 (ko) 플라즈마 처리에 의한 불화 알루미늄 경감
KR101412621B1 (ko) 기판 지지대의 처리 방법
KR20080062112A (ko) 박막 증착 장비의 세정 방법
CN111066121B (zh) 使用反应性气体前驱物从处理腔室选择性原位清洁高介电常数膜
US20070054045A1 (en) Method for conditioning chemical vapor deposition chamber
KR20160070916A (ko) 반도체 웨이퍼용 히터 및 그 제조방법
TW202300689A (zh) 用於處理基板的方法及設備
KR20100078001A (ko) 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착장치 및 세정방법
KR20210005961A (ko) 금속 오염을 제어하기 위한 챔버의 인-시튜 cvd 및 ald 코팅
CN110785829A (zh) 使用反应性气体前驱物从处理腔室选择性原位清洁高介电常数膜
KR20160070917A (ko) 반도체 웨이퍼용 히터 및 그 제조방법
TW201602387A (zh) Mocvd半導體處理裝置及製作方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170721

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180705

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190625

Year of fee payment: 6