KR101650104B1 - 공정챔버 세척방법 - Google Patents
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Abstract
공정챔버 세척방법의 일 실시예는, F(플로오르) 함유가스와 N2 가스가 설정된 비율로 혼합된 세척가스를 형성하는 세척가스형성단계; 상기 세척가스를 반응기로 유입하는 제1세척가스유입단계; 상기 세척가스에 전원을 인가하여 상기 세척가스의 적어도 일부를 플라즈마 상태로 변환하는 제1플라즈마형성단계; 상기 세척가스를 공정챔버로 유입하는 제2세척가스유입단계; 및 상기 공정챔버에 유입된 상기 세척가스가 상기 공정챔버 내부의 증착물을 식각하여 제거하는 세척단계를 포함할 수 있다.
Description
실시예는, 공정챔버 내부의 세척작업시 세척효율을 높일 수 있는 공정챔버 세척방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 반도체 메모리 소자, 액정표시장치, 유기발광장치 등은 기판상에 복수회의 반도체 공정을 실시하여 원하는 형상의 구조물을 적층하여 제조한다.
반도체 제조공정은 기판상에 소정의 박막을 증착하는 공정, 박막의 선택된 영역을 노출시키는 포토리소그래피(photolithography) 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하는 식각 공정 등을 포함한다. 이러한 반도체를 제조하는 기판 처리공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경이 조성된 공정챔버를 포함하는 기판 처리장치에서 진행된다.
공정챔버 내부는 기판상의 박막 증착에 사용되는 소스물질 등이 기판 처리공정 중 기판 이외의 공정챔버 내부와 그 내부에 비치되는 다른 장비에 증착되어 불필요한 증착막을 형성할 수 있다.
이러한 불필요한 증착막은 공정챔버와 이를 포함하는 기판 처리장치 전체의 오작동, 수명단축, 증착 공정에 의해 생산되는 제품의 불량 등을 발생시키는 원인이 될 수 있다.
따라서, 이러한 불필요한 증착막을 제거하기 위해 공정챔버 내부는 정기적 또는 비정기적으로 세척작업을 진행해야 할 필요가 있다.
따라서, 실시예는, 공정챔버 내부의 세척작업시 세척효율을 높일 수 있는 공정챔버 세척방법을 제공하는 데 목적이 있다.
실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
공정챔버 세척방법의 일 실시예는, F(플로오르) 함유가스와 N2 가스가 설정된 비율로 혼합된 세척가스를 형성하는 세척가스형성단계; 상기 세척가스를 반응기로 유입하는 제1세척가스유입단계; 상기 세척가스에 전원을 인가하여 상기 세척가스의 적어도 일부를 플라즈마 상태로 변환하는 제1플라즈마형성단계; 상기 세척가스를 공정챔버로 유입하는 제2세척가스유입단계; 및 상기 공정챔버에 유입된 상기 세척가스가 상기 공정챔버 내부의 증착물을 식각하여 제거하는 세척단계를 포함할 수 있다.
상기 F 함유가스는 NF3 가스이고 상기 NF3 가스와 N2 가스의 혼합비율은, 유량비로, NF3 : N2 가 14 : 0.5 내지 12 : 3인 것일 수 있다.
상기 F 함유가스는 NF3 가스이고 상기 NF3 가스와 N2 가스의 혼합비율은, 유량비로, NF3 : N2 가 14 : 0.5 내지 12 : 3인 것일 수 있다.
삭제
상기 NF3 가스와 N2 가스의 혼합비율은, 유량비로, NF3 : N2 가 14 : 0.5 내지 12 : 1인 것일 수 있다.
공정챔버 세척방법의 일 실시예는, 상기 제2세척가스유입단계 이후, 상기 공정챔버에 유입된 상기 세척가스에 전원을 인가하여 상기 세척가스의 적어도 일부를 플라즈마 상태로 변환하는 제2플라즈마형성단계를 더 포함할 수 있다.
공정챔버 세척방법의 일 실시예는, 상기 제2세척가스유입단계 이후, 상기 공정챔버의 내부압력을 조절하는 압력조절단계를 더 포함할 수 있다.
상기 공정챔버의 내부압력은, 0.5 Torr 내지 2.5 Torr로 조절되는 것일 수 있다.
상기 공정챔버의 내부압력은, 0.6 Torr 내지 2.5 Torr로 조절되는 것일 수 있다.
상기 반응기는, 상기 공정챔버의 상측에 탈착가능하도록 구비되고, 상기 공정챔버의 내부와 연통되도록 구비되는 것일 수 있다.
상기 세척가스형성단계와 제1세척가스유입단계는 상기 반응기에 상기 NF3 가스와 N2 가스가 서로 독립적으로 유입되면서 하나의 단계로 수행되는 것일 수 있다.
공정챔버 세척방법의 일 실시예어서, 상기 제1플라즈마형성단계는 상기 반응기에서 수행되고, 상기 제2플라즈마형성단계는 상기 공정챔버에서 수행될 수 있다.
공정챔버 세척방법의 일 실시예어서, 상기 공정챔버에는 상기 F 함유가스의 함량이 N2 가스의 함량보다 많은 것일 수 있다.
공정챔버 세척방법의 일 실시예어서, 상기 공정챔버에는 상기 F 함유가스의 함량이 N2 가스의 함량보다 많은 것일 수 있다.
실시예에서, NF3 가스와 N2 가스의 유량비 기준 혼합비율을 적절하게 선택하여 세척가스를 만들어 공정챔버 내부를 세척하면 세척율을 높일 수 있다.
또한, 공정챔버 외부 또는 공정챔버 내부에서 상기 세척가스에 플라즈마를 형성하여 공정챔버 내부를 세척하면 세척율을 더욱 높일 수 있다.
또한, 공정챔버 내부압력을 적절히 조절하여 공정챔버 내부를 세척하면 세척율을 더욱 높일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 공정챔버 세척방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 공정챔버 세척방법이 수행되는 공정챔버 및 반응기를 나타낸 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 공정챔버 세척방법에서 NF3 가스와 N2 가스의 혼합비율에 따른 공정챔버 내부의 세척률의 변화추이를 나타낸 그래프이다.
도 4는 일 실시예에 따른 공정챔버 세척방법에서 공정챔버의 내부압력에 따른 세척율의 변화추이와, 제2플라즈마형성단계를 수행하는 경우의 세척율의 증가를 나타낸 그래프이다.
도 2는 일 실시예에 따른 공정챔버 세척방법이 수행되는 공정챔버 및 반응기를 나타낸 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 공정챔버 세척방법에서 NF3 가스와 N2 가스의 혼합비율에 따른 공정챔버 내부의 세척률의 변화추이를 나타낸 그래프이다.
도 4는 일 실시예에 따른 공정챔버 세척방법에서 공정챔버의 내부압력에 따른 세척율의 변화추이와, 제2플라즈마형성단계를 수행하는 경우의 세척율의 증가를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 공정챔버(100) 세척방법을 나타낸 순서도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 공정챔버(100) 세척방법이 수행되는 공정챔버(100) 및 반응기(200)를 나타낸 단면도이다.
실시예의 공정챔버(100) 세척방법은 세척가스형성단계(S110), 제1세척가스유입단계(S120), 제1플라즈마형성단계(S130), 제2세척가스유입단계(S140), 세척단계(S150)를 포함할 수 있다. 또한, 실시예의 공정챔버(100) 세척방법은 제2플라즈마형성단계(S160), 압력조절단계(S170)를 더 포함할 수 있다.
세척가스형성단계(S110)에서는, F(플로오르) 함유가스와 N2 가스가 설정된 비율로 혼합된 세척가스를 형성할 수 있다. 이때, F 함유가스는 일 실시예로 NF3 가 있으며, 기타 F를 포함하는 다른 가스도 사용될 수 있다. 이하, 실시예에서는 NF3 가스를 사용하는 경우를 설명한다.
이때, NF3 가스와 N2 가스의 설정비율은 일정범위에서 임의로 선택할 수 있는데, 이에 대해서는 도 3을 참조하여 하기에 구체적으로 설명한다.
이때, NF3 가스와 N2 가스의 설정비율은 일정범위에서 임의로 선택할 수 있는데, 이에 대해서는 도 3을 참조하여 하기에 구체적으로 설명한다.
세척가스형성단계(S110)에서 NF3 가스와 N2 가스의 혼합비율 조절은 다양한 방법으로 가능하다. 예를 들어 별도의 혼합기를 사용하여 선택된 혼합비율의 세척가스를 형성할 수 있다. 이때, 혼합비율은 유량비를 기준으로 한다.
또한, 반응기(200)를 혼합기로 사용할 수도 있다. 즉, 반응기(200)에 NF3 가스와 N2 가스를 별도의 유입구를 통해 각각 유입하거나, 하나의 유입구를 통해 시간차를 두고 NF3 가스와 N2 가스를 각각 유입할 수 있다. 이때, 각각의 가스의 유입량을 조절하여 선택된 혼합비율의 세척가스를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 세척가스형성단계(S110)와 제1세척가스유입단계(S120)는 상기 반응기(200)에 상기 NF3 가스와 N2 가스가 서로 독립적으로 유입되면서 하나의 단계로 수행될 수도 있다.
제1세척가스유입단계(S120)에서는, NF3 가스와 N2 가스가 설정된 비율로 혼합된 세척가스를 반응기(200)로 유입할 수 있다. 이때, 상기 반응기(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공정챔버(100)의 상측에 탈착가능하도록 구비되고, 상기 공정챔버(100)의 내부와 연통되도록 구비될 수 있다.
한편, 상기 반응기(200)는 공정챔버(100)에 장착되어 보수, 유지 기타 필요한 경우에 상기 공정챔버(100)로부터 분리될 수 있다. 따라서, 공정챔버(100)에서 기판 가공공정이 수행되는 과정에도 공정챔버(100)에 장착되어 있고, 다만, 공정챔버(100) 내부의 세척공정을 수행할 경우 상기 반응기(200)에 상기 세척가스가 유입될 수 있다.
한편, 도시되지 않았으나 상기 세척가스를 유입하기 위한 유입구가 상기 반응기(200)에 형성될 수 있고, 상기 유입구를 통해 상기 세척가스는 별도의 주입장치를 사용하여 상기 반응기(200)에 유입될 수 있다.
제1플라즈마형성단계(S130)에서는, 상기 반응기(200)에서 수행될 수 있고, 상기 세척가스에 전원을 인가하여 플라즈마를 켜고, 이에 따라 상기 세척가스의 적어도 일부가 N이온과 F이온으로 해리될 수 있다.
따라서, 상기 제1플라즈마형성단계(S130)에서는 세척가스에 포함되는 NF3와 N2는 중 일부는 N이온과 F이온으로 해리되어 존재하게 된다. 물론, 상기 세척가스 일부는 해리되지 않고, NF3 가스와 N2 가스의 혼합물 상태로 존재할 수 있다.
상기 반응기(200)는 세척가스가 해리된 상태로 변환할 수 있도록, 전원인가 장치를 별도로 구비할 수 있다. 즉, 공정챔버(100)에 플라즈마를 형성하는 RF 전력공급부(300)와 별도의 전원인가 장치를 구비할 수 있고, 이러한 전원인가 장치도 RF 전력을 이용하는 방식이 될 수도 있다.
상기 반응기(200)는 플라즈마를 발생시킬 수 있는 가스 저장장치라면 어떠한 것도 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응기(200)는 독립적인 플라즈마 발생장치를 구비하는 매처(matcher) 등으로 형성될 수 있다.
제1플라즈마형성단계(S130)에서 형성된 N이온과 F이온은 상기 공정챔버(100) 내부로 유입되어 상기 공정챔버(100) 내부에 증착된 증착물과 F이온이 결합하여 SiF4 등으로 형성될 수 있다. 이에 따라 공정챔버(100) 내부의 증착물은 기체 상태가 되어 배기될 수 있다.
제2세척가스유입단계(S140)에서는, 적어도 일부가 해리된 상기 세척가스를 공정챔버(100)로 유입할 수 있다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 반응기(200)는 공정챔버(100)의 가스 유입구(110)를 통해 공정챔버(100) 내부와 연통될 수 있다.
따라서, 상기 반응기(200)에서 해리된 이온을 포함하는 상기 세척가스는 상기 공정챔버(100)의 가스 유입구(110)를 통해 공정챔버(100) 내부로 유입될 수 있다.
세척단계(S150)에서는, 상기 공정챔버(100)에 유입된 해리된 이온을 포함하는 상기 세척가스가 상기 공정챔버(100) 내부의 증착물과 반응할 수 있다. 이때, 상기 증착물이 단위시간에 대해 식각되는 두께를 본 명세서에서는 편의상 세척율로 명명한다.
상기 식각율은 NF3 가스와 N2 가스의 혼합비율, 세척단계(S150)가 수행되는 공정챔버(100) 내부의 압력, 공정챔버(100) 내부에 반응기(200)에서와 별도의 플라즈마를 장치의 유무에 따라 달라질 수 있다. 이에 대해서는 도 3, 도 4의 그래프를 참조하여 하기에 구체적으로 설명한다.
또한, 제2플라즈마형성단계(S160)에서는, 상기 공정챔버(100)에 유입된 상기 세척가스에 전원을 인가하여 상기 세척가스의 적어도 일부를 이온이 해리된 상태로 변환할 수 있다.
상기 제2플라즈마형성단계(S160)는 공정챔버(100)내부에 플라즈마를 형성하는 단계이다. 이때, 플라즈마 형성에 필요한 전원은 RF 전력공급부(300)에서 공급할 수 있다.
RF 전력공급부(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 임피던스 매칭박스(310)(Impedance Matching Box)와 RF전원(320)을 포함할 수 있다. RF 전력공급부(300)(600)는 공정챔버(100)의 상부판(120)을 플라즈마 전극으로 사용하여 공정가스에 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
이를 위해 상부판(120)에는 RF전력을 공급하는 RF전원(320)이 전기적으로 연결되고, 상부판(120)과 RF전원(320) 사이에는 최대 전력이 인가될 수 있도록 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭박스(310)가 구비될 수 있다.
제2플라즈마형성단계(S160)에서는, 반응기(200)에서 해리되지 않고 공정챔버(100)로 유입되는 일부 NF3 가스 또는 N2 가스를 해리시키는 역할을 할 수 있고, 또한, 반응기(200)에서 해리되었지만 공정챔버(100)로 유입된 후 다시 분자 상태로 재결합된 NF3 또는 N2 를 다시 해리시키는 역할을 할 수 있다.
이때, 상기 제2플라즈마형성단계(S160)는 공정챔버(100)에서 수행되므로 세척가스가 공정챔버(100)로 유입되는 상기 제2세척가스유입단계(S140) 이후에 진행되는 것이 적절하다.
한편, 해리된 이온상태로 존재하는 N이온 또는 F이온이 공정챔버(100)에 많이 존재할수록 플라즈마에 의한 증착막의 세척율은 증가할 수 있다. 특히, 해리된 F이온이 NF3로 다시 재결합되는 것을 N2가 방해할 수 있어 세척율이 증가될 수 있다.
따라서, 제1플라즈마형성단계(S130)와 제2플라즈마형성단계(S160)에서 NF3를 이온으로 해리된 상태로 변환하여 F이온의 양을 증가시켜 결과적으로 세척가스에서 N이온과 F이온의 양을 증가시켜 증착막의 세척율을 증가시킬 수 있다.
제2플라즈마형성단계(S160)를 수행하는 경우와 제1플라즈마형성단계(S130)만을 수행하는 경우의 세척율의 변화추이와 제2플라즈마형성단계(S160)까지 수행한 효과는 도 4를 참조하여 하기에 구체적으로 설명한다.
압력조절단계(S170)에서는, 상기 공정챔버(100)의 내부압력을 조절하는 작업을 수행할 수 있다. 공정챔버(100)의 내부압력은 공정챔버(100)에 유입된 세척가스의 압력을 의미하므로, 상기 압력조절단계(S170)는 세척가스가 공정챔버(100)로 유입되는 상기 제2세척가스유입단계(S140) 이후에 진행되는 것이 적절하다.
공정챔버(100)의 내부압력에 따라 공정챔버(100) 내부에 존재하는 증착막의 세척율은 변화하며, 이에 따라 세척율이 증가하는 압력범위가 존재할 수 있는데, 이에 대해서는 도 4를 참조하여 하기에 구체적으로 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 공정챔버(100) 세척방법에서 NF3 가스와 N2 가스의 혼합비율에 따른 공정챔버(100) 내부의 세척률의 변화추이를 나타낸 그래프이다.
도 3의 그래프는 실시예의 효과를 증명하기 위해 수행된 실험의 결과이다. 이때, 상기 실험은 공정챔버(100) 내부온도를 80℃, 공정챔버(100) 내부압력 즉, 세척가스의 압력을 1.3Torr로 맞춘 일정한 온도 및 압력조건에서 진행되었다.
도 3에 도시된 바와 같이, NF3 가스와 N2 가스의 유량비를 기준으로 하는 혼합비율 즉, NF3 : N2 에서 N2가 차지하는 비율이 감소할수록 세척율은 증가하는 경향을 보이고, 혼합비율이 약 14 : 1인 경우에 세척율이 최대가 됨을 알 수 있다.
또한, 혼합비율이 약 14 : 1인 경우보다 N2가 차지하는 비율이 더욱 감소할수록 세척율은 급격히 감소함을 알 수 있다. 이때, 14 : 0의 비율은 N2가 포함되지 않은 가스를 사용하여 공정챔버(100)를 세척하는 경우를 의미한다.
그래프에서 알 수 있듯이, NF3 가스와 N2 가스의 유량비 기준 혼합비율이 A구간인 경우 세척율이 다른 구간에 비해 현저한 증가추세를 보이므로, A구간에서 다른 구간에 대해 임계적 의의가 있음을 알 수 있다.
따라서, NF3 가스와 N2 가스의 유량비 기준 혼합비율은 A구간의 혼합비율 즉, 14 : 0.5 내지 12 : 3으로 선택하는 것이 적절하다. 상기 혼합비율의 범위에서 적절하게 선택하여 NF3 가스와 N2 가스의 유량비 기준 혼합비율을 설정하여 공정챔버(100) 세척공정을 진행할 수 있다.
한편, NF3 가스와 N2 가스의 유량비 기준 혼합비율이 A구간 중 A1구간인 경우 세척율이 특히 증가추세를 보이므로, A1구간에서도 다른 구간에 대해 임계적 의의가 있음을 알 수 있다.
따라서, NF3 가스와 N2 가스의 유량비 기준 혼합비율은 A1구간의 혼합비율 즉, 14 : 0.5 내지 12 : 1로 선택하는 것이 더욱 적절할 수 있다. 마찬가지로, 이러한 혼합비율의 범위에서 적절하게 선택하여 NF3 가스와 N2 가스의 유량비 기준 혼합비율을 설정하여 공정챔버(100) 세척공정을 진행할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 공정챔버(100) 세척방법에서 공정챔버(100)의 내부압력에 따른 세척율의 변화추이와, 제2플라즈마형성단계(S160)를 수행하는 경우의 세척율의 증가를 나타낸 그래프이다.
도 4의 그래프는 실시예의 효과를 증명하기 위해 수행된 실험의 결과이다. 이때, 상기 실험은 공정챔버(100) 내부온도를 80℃로 맞춘 일정한 온도조건에서 진행되었다.
도 4에 도시된 바와 같이, 그래프 우측 세로축의 세척율은 공정챔버(100)에서 제2플라즈마형성단계(S160)를 진행한 상태에서의 세척율의 추이를 나타내는 L1곡선 즉, L1세척율을 나타낸다.
또한, 그래프 좌측 세로축의 세척율은 공정챔버(100)에서 제2플라즈마형성단계(S160)를 진행하지 않고, 제1플라즈마형성단계(S130) 만을 진행한 상태에서의 세척율의 추이를 나타내는 L2곡선 즉, L2세척율을 나타낸다.
L1곡선과 L2곡선을 서로 비교하면, L1곡선이 L2곡선의 상측에 존재하고, 각 곡선의 세척율을 전체적으로 비교해도 L1곡선이 나타내는 세척율이 L2곡선이 나타내는 세척율보다 현저히 높음을 알 수 있다.
따라서, 공정챔버(100)의 세척공정을 진행하는 경우, 제2플라즈마형성단계(S160)를 진행하는 경우에 공정챔버(100)의 세척효율이 현저히 높음을 알 수 있다.
이는 상기한 바와 같이, 제2플라즈마형성단계(S160)를 진행하는 경우, 공정챔버(100) 내부에 상기 세척가스 중 이온이 해리된 상태로 존재하는 비율이 제2플라즈마형성단계(S160)를 진행하지 않는 경우보다 현저히 높고, N이온 또는 F이온이 공정챔버(100)에 많이 존재할수록 증착막의 세척율이 증가할 수 있기 때문이다.
한편, 공정챔버(100)의 내부압력 즉, 공정챔버(100) 내부에 유입된 이온화된 가스를 일부 포함하는 세척가스의 압력이 낮은 경우 대체로 세척율이 증가함을 할 수 있다.
그래프에서 알 수 있듯이, 세척가스의 압력이 B구간인 경우 세척율이 B구간 보다 압력이 높은 다른 구간에 비해 높으므로, B구간에서 다른 구간에 대해 임계적 의의가 있음을 알 수 있다.
따라서, 공정챔버(100) 내부의 압력은 B구간의 압력범위에서 선택하는 것이 적절하다. 예를 들어, 0.5 Torr 내지 2.5 Torr로 선택하는 것이 적절하다. 상기 압력의 범위에서 적절하게 선택하여 공정챔버(100) 내부압력을 설정하여 공정챔버(100) 세척공정을 진행할 수 있다.
한편, 공정챔버(100) 내부의 압력은 B구간 중 B1구간인 경우 세척율이 특히 증가하므로, B1구간에서도 다른 구간에 대해 임계적의의가 있음을 알 수 있다.
한편, 0 Torr 즉, 진공상태에서도 높은 세척율을 보이지만, 현실적으로 공정챔버(100) 내부압력을 진공으로 만드는 것은 어려울 수 있고, 작업이 용이하지 않을 수 있다.
따라서, 공정챔버(100) 내부의 압력은 진공인 경우를 제외한 B1구간의 압력범위에서 선택하는 것이 적절하다. 예를 들어, 0.6 Torr 내지 2.5 Torr로 선택하는 것이 더욱 적절할 수 있다. 마찬가지로, 상기 압력의 범위에서 적절하게 선택하여 공정챔버(100) 내부압력을 설정하여 공정챔버(100) 세척공정을 진행할 수 있다.
공정챔버(100) 내부압력이 증가하는 경우 세척가스가 공정챔버(100) 내부에 머무는 시간을 증가시켜 공정챔버(100) 내부의 증착물과 반응할 수 있는 시간이 증가하여 세척률이 커질 수 있다. 반면에, 공정챔버(100) 내부압력이 계속해서 증가하는 경우에는 세척률이 커지면서 생기는 SF4 등의 가스에 의해 내부압력이 너무 커져서 오히려 해리된 F이온 등이 공정챔버(100) 내부로 유입되기 어려워져 세척률이 감소할 수 있다.
실시예에서, NF3 가스와 N2 가스의 유량비 기준 혼합비율을 적절하게 선택하여 세척가스를 만들어 공정챔버(100) 내부를 세척하면 세척율을 높일 수 있다.
또한, 공정챔버(100) 외부 또는 공정챔버(100) 내부에서 상기 세척가스에 플라즈마를 형성하여 공정챔버(100) 내부를 세척하면 세척율을 더욱 높일 수 있다.
또한, 공정챔버(100) 내부압력을 적절히 조절하여 공정챔버(100) 내부를 세척하면 세척율을 더욱 높일 수 있다.
실시예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.
100: 공정챔버
110: 가스 유입구
120: 상부판
200: 반응기
300: RF 전력공급부
310: 임피던스 매칭박스
320: RF전원
110: 가스 유입구
120: 상부판
200: 반응기
300: RF 전력공급부
310: 임피던스 매칭박스
320: RF전원
Claims (11)
- F(플로오르) 함유가스와 N2 가스가 설정된 비율로 혼합된 세척가스를 형성하는 세척가스형성단계;
상기 세척가스를 반응기로 유입하는 제1세척가스유입단계;
상기 세척가스에 전원을 인가하여 상기 세척가스의 적어도 일부를 플라즈마 상태로 변환하는 제1플라즈마형성단계;
상기 세척가스를 공정챔버로 유입하는 제2세척가스유입단계; 및
상기 공정챔버에 유입된 상기 세척가스가 상기 공정챔버 내부의 증착물을 식각하여 제거하는 세척단계
를 포함하고,
상기 F 함유가스는 NF3 가스이고, 상기 NF3 가스와 N2 가스의 혼합비율은,
유량비로, NF3 : N2 가 14 : 0.5 내지 14 : 0.6인 것을 특징으로 하는 공정챔버 세척방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제2세척가스유입단계 이후,
상기 공정챔버에 유입된 상기 세척가스에 전원을 인가하여 상기 세척가스의 적어도 일부를 플라즈마 상태로 변환하는 제2플라즈마형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정챔버 세척방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2세척가스유입단계 이후,
상기 공정챔버의 내부압력을 조절하는 압력조절단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정챔버 세척방법. - 제5항에 있어서,
상기 공정챔버의 내부압력은,
0.5 Torr 내지 2.5 Torr로 조절되는 것을 특징으로 하는 공정챔버 세척방법. - 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제6항에 있어서,
상기 공정챔버의 내부압력은,
0.6 Torr 내지 2.5 Torr로 조절되는 것을 특징으로 하는 공정챔버 세척방법. - 제1항에 있어서,
상기 반응기는,
상기 공정챔버의 상측에 탈착가능하도록 구비되고, 상기 공정챔버의 내부와 연통되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 공정챔버 세척방법. - 제1항에 있어서,
상기 세척가스형성단계와 제1세척가스유입단계는 상기 반응기에 상기 NF3 가스와 N2 가스가 서로 독립적으로 유입되면서 하나의 단계로 수행되는 것을 특징으로 하는 공정챔버 세척방법. - 제4항에 있어서,
상기 제1플라즈마형성단계는 상기 반응기에서 수행되고, 상기 제2플라즈마형성단계는 상기 공정챔버에서 수행되는 것을 특징으로 하는 공정챔버 세척방법. - 제1항에 있어서,
상기 공정챔버에는 상기 F 함유가스의 함량이 N2 가스의 함량보다 많은 것을 특징으로하는 공정챔버 세척방법.
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