KR102620219B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 처리 방법에 있어서, i) 증착 공정들에 의해 챔버 내에 퇴적된 누적 막질의 일부를 제거하기 위한 클리닝 공정을 제1 온도에서 수행한다. ii) 상기 챔버 내에서 복수 개의 기판들 상에 상기 증착 공정들을 상기 제1 온도에서 수행한다. 상기 단계 i) 및 단계 ii)를 교대로 반복적으로 수행한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 반도체 장치의 제조에 사용되는 증착 설비를 클리닝하기 위한 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 사용되는 증착 장치에 있어서, 웨이퍼와 같은 기판뿐만 아니라 챔버 내부의 부품 상에도 막이 퇴적될 수 있다. 증착 공정이 반복되어 상기 챔버 내부에 퇴적된 막의 두께가 일정 정도가 되면, 박리되어 파티클을 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 퇴적된 막을 제거하기 위한 클리닝 공정이 수행될 수 있다. 그러나, 기존의 클리닝 공정은 상기 챔버 내부의 부품에 손상을 발생시키고, 증착 공정의 온도보다 낮은 저온에서 수행되므로 설비가 정지되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 과제는 기판 처리 장치의 챔버 내부가 손상되는 것을 방지하고 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 방법에 있어서, i) 증착 공정들에 의해 챔버 내에 퇴적된 누적 막질의 일부를 제거하기 위한 클리닝 공정을 제1 온도에서 수행한다. ii) 상기 챔버 내에서 복수 개의 기판들 상에 상기 증착 공정들을 상기 제1 온도에서 수행한다. 상기 단계 i) 및 단계 ii)를 교대로 반복적으로 수행한다.
삭제
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 방법에 있어서, i) 챔버 내에서 복수 개의 기판들 상에 증착 공정을 제1 온도에서 순차적으로 수행하여 상기 챔버 내에 제1 두께를 갖는 누적 막질을 퇴적시킨다. ii) 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖도록 상기 누적 막질 상에 부분 클리닝 공정을 상기 제1 온도에서 수행한다. iii) 상기 챔버 내에서 복수 개의 기판들 상에 상기 증착 공정을 상기 제1 온도에서 순차적으로 수행하여 상기 챔버 내에 상기 제1 두께를 갖는 누적 막질을 퇴적시킨다. iv) 상기 단계 ii) 및 단계 iii)를 교대로 반복적으로 수행한다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 챔버 내에서 기판 상에 막을 증착하는 증착 공정을 복수 회 수행한다. 상기 증착 공정들에 의해 상기 챔버 내에 퇴적된 누적 막질의 일부를 제거하는 클리닝 공정을 수행한다. 상기 챔버 내에서 상기 증착 공정을 복수 회 수행한다.
예시적인 실시예들에 따르면, 기판 처리 방법에 있어서, 증착 공정들에 의해 챔버 내에 퇴적된 누적 막질의 일부를 제거하기 위한 부분 클리닝 공정을 상기 증착 공정의 온도와 동일한 온도에서 인-시튜로 수행할 수 있다. 상기 부분 클리닝 공정을 수행할 때, 상기 클리닝 가스의 유량 방향 및 상기 기판 스테이지와 상기 샤워 헤드 사이의 거리를 조정할 수 있다. 또한, 상기 클리닝 공정을 수행한 후에 상기 챔버 내의 상기 남아있는 누적 막질 상에 버퍼막을 형성할 수 있다.
따라서, 상기 부분 클리닝 공정을 상기 증착 공정들과 동일한 온도에서 인-시튜로 진행함으로써, 공정 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 챔버 내부로 공급되는 상기 클리닝 가스의 농도 분포를 균일하게 조절하고 상기 기판 스테이지와 상기 샤워 헤드 사이의 간격을 조절하여 상기 챔버 내부에 걸쳐 균일한 온도 분포를 제공함으로써, 상기 부분 클리닝 공정에 의해 상기 챔버 내부에 남아있는 누적 막질의 두께를 균일하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 증착 설비의 정비(PM) 소요 시간을 단축시키고 웨이퍼들 상에 증착되는 막들의 두께 산포를 개선하고, 상기 클리닝 공정에 따른 설비 내의 부품들의 손상을 방지할 수 있다.
더욱이, 상기 버퍼막은 상기 부분 클리닝 공정에 의해 제거된 상기 누적 막질의 표면을 완화시켜, 상기 누적 막질이 균일한 방사율을 갖도록 할 수 있다. 따라서, 상기 부분 클리닝 공정 이후에 수행되는 증착 공정의 공정 조건을 동일하게 제공할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 기판 스테이지가 하강된 상태를 나타내는 블록도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 3의 기판 처리 방법을 나타내는 타이밍도이다.
도 5는 도 3의 기판 처리 방법에 의해 증착 공정과 인시튜로 수행되는 부분 클리닝 공정을 나타내는 타이밍도이다.
도 6a 내지 도 6e는 도 3의 기판 처리 방법에 의해 처리되는 챔버 내에 퇴적된 누적 막질을 나타내는 단면도들이다.
도 7 내지 도 11은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 기판 스테이지가 하강된 상태를 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 챔버(110), 기판 히터 어셈블리, 가스 분배 어셈블리, 및 가스 공급부를 포함할 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(100)는 배기부를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 기판 처리 장치(100)는 반도체 웨이퍼(W)와 같은 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 장치일 수 있다. 예를 들면, 기판 처리 장치(100)는 상기 기판 상에 티타늄 질화물(TiN)과 같은 금속 질화물을 형성하기 위한 화학 기상 증착 장치(CVD) 또는 원자층 증착 장치(ALD)일 수 있다. 하지만, 이에 제한되지 않으며, 예를 들면, 식각 장치일 수 있다. 여기서, 상기 기판을 반도체 기판, 유기 기판 등을 포함할 수 있다.
챔버(110)는 실린더 형상의 처리 용기를 포함할 수 있다. 챔버(110)는 알루미늄, 스테인레스 스틸 등을 포함할 수 있다. 챔버(110)의 측벽에는 웨이퍼(W)의 출입을 위한 게이트(도시되지 않음)가 설치될 수 있다. 상기 게이트를 통해 웨이퍼(W)가 기판 스테이지(120)의 기판 히터 상으로 로딩 및 언로딩될 수 있다.
상기 배기부는 챔버(110)의 하부에 설치된 배기 포트(114)에 배기관을 통해 연결될 수 있다. 상기 배기부는 터보 분자 펌프와 같은 진공 펌프를 포함하여 챔버(110) 내부의 처리 공간을 원하는 진공도의 압력으로 조절할 수 있다. 또한, 챔버(110) 내에 발생된 공정 부산물들을 배기 포트(114)를 통하여 배출될 수 있다. 이와 다르게, 배기 포트(114)는 챔버(110)의 측벽에 설치될 수 있다.
상기 기판 히터 어셈블리는 챔버(110) 내부에 배치되어 상기 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지(120)를 포함할 수 있다. 기판 스테이지(120)는 상기 기판을 원하는 온도로 유지하기 위한 히터(122)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 히터(122)는 저항성 코일을 포함할 수 있다. 기판 스테이지(120)는 알루미나 또는 질화알루미나 등의 절연 재료를 포함할 수 있다. 히터(122)는 약 400℃ 내지 700℃의 온도 범위로 가열될 수 있다. 상기 코일은 동심원으로 배열될 수 있다. 또한, 챔버(110)의 측벽 상에는 히터(도시되지 않음)가 설치되어, 박막 증착 공정 및 클리닝 공정 시에 챔버(110)의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들면, 챔버(110) 내부의 온도는 약 400 ℃ 내지 약 600 ℃ 범위로 유지될 수 있다.
또한, 기판 스테이지(120)는 상부에 웨이퍼(W)를 정전 흡착력으로 유지하기 위한 정전 전극(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 기판 히터 어셈블리는 기판 스테이지(120)를 승하강 시키기 위한 리프트 메커니즘을 포함할 수 있다. 상기 리프트 메커니즘은 기판 스테이지(120)에 부착된 지지 샤프트(124)를 승하강 시키기 위한 구동 모터(130)를 포함할 수 있다. 구동 모터(130)는 적절한 기어 드라이브를 통해 지지 샤프트(124)를 승하강 시킬 수 있다.
상기 리프트 메커니즘은 지지 샤프트(124)의 일단부와 챔버(110)의 바닥부 사이에 부착되는 벨로우즈(bellows)(132)를 포함할 수 있다. 벨로우즈(132)는 지지 샤프트(124)의 자유로운 상하 운동을 허용하면서, 챔버(110) 내부를 외부로부터 밀봉시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 가스 분배 어셈블리는 챔버(110)의 상부에 설치되는 가스 분배 블록(112) 및 가스 분배 블록(112)의 하부면에 설치되는 상부 가스 분사 노즐로서의 샤워 헤드(140)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 가스 분배 어셈블리는 챔버(110)의 하부에 설치되는 하부 가스 분사 노즐(144)을 포함할 수 있다.
샤워 헤드(140)는 기판 스테이지(120)와 대향하도록 기판 스테이지(120) 상부에 설치될 수 있다. 샤워 헤드(140)는 기판 스테이지(120) 상방으로부터 가스를 공급할 수 있다. 하부 가스 분사 노즐(144)은 기판 스테이지(120) 하부에 설치될 수 있다. 하부 가스 분사 노즐(144)는 기판 스테이지(120) 하방으로부터 가스를 공급할 수 있다.
샤워 헤드(140)는 내부의 분배 공간으로부터 샤워 헤드(140)의 저면까지 연장하는 복수 개의 분사 홀들(142)을 포함할 수 있다. 가스 분배 블록(112)에는 샤워 헤드(140)의 상기 분배 공간과 각각 연통되는 제1 가스 통로(113a) 및 제2 가스 통로(113b)와 같은 통로들이 형성될 수 있다.
샤워 헤드(140)는 박막 원료 가스로의 소스 가스 및 반응 가스, 제1 클리닝 가스 및 캐리어 가스를 분사 홀들(142)를 통해 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 상방으로부터 공급할 수 있다. 하부 가스 분사 노즐(144)은 제2 클리닝 가스 및 캐리어 가스를 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 하방으로부터 공급할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 가스 공급부는 상기 가스를 공급하기 위한 가스 공급원(150) 및 가스 공급원(150)과 연결되어 상기 가스를 챔버(110)로 공급하기 위한 가스 공급 라인들(152a, 152b, 154)을 포함할 수 있다. 제1 가스 공급 라인(152a)은 제1 가스 통로(113a)와 연통되고, 제2 가스 공급 라인(152b)은 제2 가스 통로(113b)와 연통될 수 있다.
가스 공급원(150)는 상기 소스 가스를 공급하기 위한 소스 가스 공급원, 상기 반응 가스를 공급하기 위한 반응 가스 공급원, 상기 제1 및 제2 클리닝 가스들을 공급하기 위한 클리닝 가스 공급원, 상기 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급원 등을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 소스 가스 공급원으로부터의 상기 소스 가스는 제1 가스 공급 라인(152a)을 통해 샤워 헤드(140)로 도입될 수 있다. 상기 반응 가스 공급원으로부터의 상기 반응 가스는 제2 가스 공급 라인(152b)을 통해 샤워 헤드(140)로 도입될 수 있다. 상기 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제1 클리닝 가스는 제1 및 제2 가스 공급 라인들(152a, 152b)을 통해 샤워 헤드(140)로 도입될 수 있다. 상기 캐리어 가스 공급원으로부터의 상기 캐리어 가스는 제1 및 제2 가스 공급 라인들(152a, 152b)을 통해 샤워 헤드(140)로 도입될 수 있다. 상기 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제2 클리닝 가스는 제3 가스 공급 라인(154)을 통해 하부 가스 분사 노즐(144)로 도입될 수 있다.
상기 소스 가스는 사염화티탄(TiCl4) 가스를 포함할 수 있다. 상기 반응 가스는 암모니아(NH3) 가스, 수소(H2) 가스 등을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 클리닝 가스들은 삼불화염소(ClF3) 가스를 포함할 수 있다. 상기 캐리어 가스는 질소(N2) 가스, 아르곤(Ar) 가스 등을 포함할 수 있다.
제어기(160)는 기판 처리 장치(100)로부터의 출력들을 모니터링하고 이들의 동작들을 제어할 수 있는 마이크로프로세서, 메모리, 디지털 I/O 포트 등을 포함할 수 있다. 제어기(160)는 히터(122), 구동 모터(130), 상기 배기부, 상기 가스 공급부 등에 연결되고, 정보를 교환할 수 있다. 메모리에 저장된 프로그램은 저장된 공정 레시피에 따라 기판 처리 장치(100)의 구성요소들을 제어하기 위해 이용될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 기판 처리 장치(100)는 챔버(110) 내의 기판 스테이지(120) 상에서 복수 개의 웨이퍼들(W) 상에 증착 공정들을 순차적으로 수행할 수 있다.
상기 증착 공정에서, 챔버(110)의 온도는 약 550 ℃로 유지될 수 있다. 상기 소스 가스 공급원으로부터의 상기 소스 가스는 제1 가스 공급 라인(152a) 및 제1 가스 통로(113a)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입되고, 샤워 헤드(140)는 상기 소스 가스를 기판 스테이지(120) 상의 웨이퍼(W) 상에 분사할 수 있다. 이어서, 상기 반응 가스 공급원으로부터의 상기 반응 가스는 제2 가스 공급 라인(152b) 및 제2 가스 통로(113b)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입되고, 샤워 헤드(140)는 상기 반응 가스를 기판 스테이지(120) 상의 웨이퍼(W) 상에 분사할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W) 상에 티타늄 질화막(TiN)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 증착 공정들은 200매 내지 2000매의 웨이퍼들(W) 상에 순차적으로 수행될 수 있다. 이 때, 상기 챔버 측벽, 상기 기판 스테이지, 상기 샤워 헤드 등과 같은 챔버(110) 내의 내부 부품들 상에도 상기 티타늄 질화막(TiN)과 같은 반응 생성물들이 퇴적될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 기판 처리 장치(100)는 상기 증착 공정들에 의해 챔버(110) 내에 퇴적된 누적 막질을 제거하기 위하여 챔버(110)의 클리닝 공정을 수행할 수 있다. 상기 클리닝 공정은 상기 누적 막질의 일부를 제거하기 위한 부분 클리닝 공정 및 상기 누적 막질의 전부를 제거하기 위한 완전 클리닝 공정을 포함할 수 있다.
상기 클리닝 공정에서, 챔버(110)의 온도는 약 550 ℃로 유지될 수 있다. 상기 부분 클리닝 공정에서는, 챔버(110) 내부로 공급되는 상기 클리닝 가스의 농도 분포를 조절하여 상기 부분 클리닝 공정에 의해 남아있는 누적 막질의 두께를 균일하게 유지할 수 있다.
구체적으로, 상기 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제1 클리닝 가스는 제1 가스 공급 라인(152a) 및 제1 가스 통로(113a)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입되고, 샤워 헤드(140)는 상기 제1 클리닝 가스를 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 상방으로부터 분사할 수 있다. 또한, 상기 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제1 클리닝 가스는 제2 가스 공급 라인(152b) 및 제2 가스 통로(113b)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입되고, 샤워 헤드(140)는 상기 제1 클리닝 가스를 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 상방으로부터 분사할 수 있다.
상기 제1 클리닝 가스는 제1 가스 공급 라인(152a)과 제1 가스 통로(113a)의 제1 가스 공급 통로 및/또는 제2 가스 공급 라인(152b)과 제2 가스 통로(113b)의 제2 가스 공급 통로를 통해 샤워 헤드(140)로 도입된 후, 챔버(110) 내부로 공급될 수 있다. 이 때, 상기 제1 클리닝 가스는 상기 제1 공급 통로 및 상기 제2 공급 통로 중 어느 하나를 통해 별도로 샤워 헤드(140)로 도입되거나 상기 제1 공급 통로 및 상기 제2 공급 통로를 통해 동시에 샤워 헤드(140)로 도입될 수 있다.
상기 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제2 클리닝 가스는 제3 가스 공급 라인(154)을 통해 하부 가스 분사 노즐(144)로 도입되고, 하부 가스 분사 노즐(144)은 상기 제2 클리닝 가스를 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 하방으로부터 분사할 수 있다. 상기 제1 클리닝 가스의 유량은 상기 제1 클리닝 가스의 유량과 동일하거나 다를 수 있다.
예를 들면, 상기 제2 클리닝 가스의 유량이 상기 제1 클리닝 가스의 유량보다 더 클 수 있다. 이에 따라, 챔버(110) 내부에 퇴적된 누적 막질(TiN)의 적어도 일부를 균일하게 제거할 수 있다.
또한, 상기 부분 클리닝 공정에서는, 기판 스테이지(120)와 샤워 헤드(140) 사이의 간격을 조절하여 챔버(110) 내부에 걸쳐 균일한 온도 분포를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 부분 클리닝 공정에 의해 남아있는 누적 막질의 두께를 균일하게 유지할 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 스테이지(120)와 샤워 헤드(140) 사이의 거리를 제1 갭(G1)으로 유지하면서, 상기 클리닝 공정을 수행할 수 있다. 상기 리프트 메커니즘은 지지 샤프트(124)를 승강시켜 기판 스테이지(120)와 샤워 헤드(140) 사이를 제1 갭(G1)으로 유지시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판 스테이지(120)와 샤워 헤드(140) 사이의 거리를 제1 갭(G1)보다 다른 제2 갭(G2)으로 유지하면서, 상기 클리닝 공정을 수행할 수 있다. 상기 리프트 메커니즘은 지지 샤프트(124)를 하강시켜 기판 스테이지(120)와 샤워 헤드(140) 사이를 제2 갭(G2)으로유지시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 기판 처리 장치(100)는 상기 부분 클리닝 공정을 수행한 후에, 상기 남아있는 누적 막질의 표면 상에 버퍼막을 형성하기 위한 전-코팅(pre-coating) 공정을 수행할 수 있다. 상기 전-코팅 공정은 상기 증착 공정과 유사하게 수행될 수 있다.
상기 전-코팅 공정에서, 챔버(110)의 온도는 약 550 ℃로 유지될 수 있다. 상기 소스 가스 공급원으로부터의 상기 소스 가스는 제1 가스 공급 라인(152a) 및 제1 가스 통로(113a)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입되고, 샤워 헤드(140)는 상기 소스 가스를 챔버(110) 내부로 분사할 수 있다. 이어서, 상기 반응 가스 공급원으로부터의 상기 반응 가스는 제2 가스 공급 라인(152b) 및 제2 가스 통로(113b)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입되고, 샤워 헤드(140)는 상기 반응 가스를 챔버(110) 내부로 분사할 수 있다. 이에 따라, 챔버(110) 내부의 상기 남아있는 누적 막질 상에 상기 버퍼막을 형성할 수 있다. 상기 버퍼막은 상기 누적 막질과 동일한 물질(즉, 티타늄 질화물(TiN))을 포함할 수 있다.
상기 버퍼막은 상기 부분 클리닝 공정에 의해 제거된 상기 누적 막질의 표면을 완화시켜, 상기 누적 막질이 균일한 방사율을 갖도록 할 수 있다. 따라서, 상기 부분 클리닝 공정 이후에 수행되는 증착 공정의 공정 조건을 동일하게 제공할 수 있다.
이하에서는, 도 1의 기판 처리 장치를 기판을 처리하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다. 도 4는 도 3의 기판 처리 방법을 나타내는 타이밍도이다. 도 5는 도 3의 기판 처리 방법에 의해 증착 공정과 인시튜로 수행되는 부분 클리닝 공정을 나타내는 타이밍도이다. 도 6a 내지 도 6e는 도 3의 기판 처리 방법에 의해 처리되는 챔버 내에 퇴적된 누적 막질을 나타내는 단면도들이다. 상기 기판 처리 방법은 화학 기상 증착 챔버 내에서 웨이퍼들 상에 막을 형성하고 챔버 내부를 클리닝하기 위해 사용될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 6e를 참조하면, 먼저, 챔버(110) 내에서 기판(W) 상에 막을 증착하기 위한 증착 공정들(P1)을 복수 회 수행할 수 있다(S100).
예시적인 실시예들에 있어서, 챔버(110)는 CVD 공정을 위한 챔버일 수 있다. 기판(W)은 예를 들면, 실리콘 웨이퍼 또는 게르마늄 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼로부터 제조될 수 있다. 한편, 기판(W) 상에는 각종 구조물들(도시되지 않음)이 더 형성될 수 있다.
상기 증착 공정을 수행하여 기판(W) 상에 금속막을 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 금속막은 티타늄, 텅스텐, 탄탈륨, 백금 등의 전기 저항이 낮은 금속 혹은 티타늄 질화물, 탄탈륨 질화물 등의 금속 질화물을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 샤워 헤드(140)를 통해 박막 원료 가스로의 소스 가스 및 반응 가스를 챔버(110) 내의 기판 스테이지(120) 상의 기판(W) 상으로 공급할 수 있다. 상기 증착 공정에서, 챔버(110)의 온도는 약 550 ℃로 유지될 수 있다.
구체적으로, 소스 가스 공급원으로부터의 상기 소스 가스는 제1 가스 공급 라인(152a) 및 제1 가스 통로(113a)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입될 수 있다. 반응 가스 공급원으로부터의 상기 반응 가스는 제2 가스 공급 라인(152b) 및 제2 가스 통로(113b)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입될 수 있다. 상기 소스 가스는 사염화 티타늄(TiCl4) 가스를 포함할 수 있다. 상기 반응 가스는 암모니아(NH3) 가스, 수소(H2) 가스 등을 포함할 수 있다. 이에 따라, 기판(W) 상에 티타늄 질화막(TiN)을 형성할 수 있다.
예를 들면, 증착 공정들(P1)은 약 500 내지 2000매의 기판들(W) 상에 순차적으로 수행될 수 있다. 이 때, 상기 챔버 측벽, 상기 기판 스테이지, 상기 샤워 헤드 등과 같은 챔버(110) 내의 내부 부품들 상에도 상기 티타늄 질화막(TiN)과 같은 반응 생성물들이 퇴적될 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 증착 공정들(P1)에 의해 챔버(110) 내의 샤워 헤드(140) 표면에 퇴적된 누적 막질(200)은 제1 두께(T1)를 가질 수 있다. 제1 두께(T1)는 챔버(110) 내에서, 예를 들면, 1,500회의 증착 공정들(P1)이 수행되었을 때 챔버(110) 내부에 퇴적된 누적 막질의 두께일 수 있다. 예를 들면, 제1 두께(T)는 1,200㎛일 수 있다.
이어서, 증착 공정들(P1)을 완료한 후 챔버(110) 내의 누적 막질(200) 상에 부분 클리닝 공정(P2)을 수행할 수 있다(S110).
예시적인 실시예들에 있어서, 샤워 헤드(140)를 통해 제1 클리닝 가스를 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 상방으로부터 공급할 수 있다. 하부 가스 분사 노즐(144)을 통해 제2 클리닝 가스를 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 하방으로부터 공급할 수 있다. 상기 부분 클리닝 공정에서, 챔버(110)의 온도는 상기 증착 공정 온도와 동일한 온도, 예를 들면, 약 550 ℃로 유지될 수 있다.
구체적으로, 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제1 클리닝 가스는 제1 가스 공급 라인(152a) 및 제1 가스 통로(113a)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입될 수 있다. 또한, 상기 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제1 클리닝 가스는 제2 가스 공급 라인(152b) 및 제2 가스 통로(113b)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입될 수 있다. 상기 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제2 클리닝 가스는 제3 가스 공급 라인(154)을 통해 하부 가스 분사 노즐(144)로 도입될 수 있다. 상기 제1 및 제2 클리닝 가스들은 삼불화염소(ClF3) 가스를 포함할 수 있다. 상기 제1 클리닝 가스의 유량은 상기 제1 클리닝 가스의 유량과 동일하거나 다를 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 클리닝 가스의 유량이 상기 제1 클리닝 가스의 유량보다 더 클 수 있다. 이에 따라, 챔버(110) 내부에 퇴적된 누적 막질(200)의 적어도 일부를 제거할 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 부분 클리닝 공정(P2)에 의해 제거되고 샤워 헤드(140) 표면에 남아있는 누적 막질(202)은 제2 두께(T2)를 가질 수 있다. 제2 두께(T2)는 부분 클리닝 공정(P2)이 수행된 후에 챔버(110) 내부에 남아 있는 누적 막질(202)의 두께일 수 있다. 예를 들면, 부분 클리닝 공정(P2)에 의해 제거된 두께는 200회의 증착 공정들이 수행되었을 때 퇴적된 상기 누적 막질의 두께에 해당할 수 있다. 상기 제2 두께는 1.6㎛일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 도 6c에 도시된 바와 같이, 부분 클리닝(P2) 공정을 수행한 후에, 남아있는 누적 막질(202)의 표면 상에 버퍼막(210)을 형성하기 위한 전-코팅(pre-coating) 공정을 수행할 수 있다. 상기 전-코팅 공정은 상기 증착 공정과 유사하게 수행될 수 있다.
상기 전-코팅 공정에서, 챔버(110)의 온도는 약 550 ℃로 유지될 수 있다. 상기 소스 가스 공급원으로부터의 상기 소스 가스는 제1 가스 공급 라인(152a) 및 제1 가스 통로(113a)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입되고, 샤워 헤드(140)는 상기 소스 가스를 챔버(110) 내부로 분사할 수 있다. 이어서, 상기 반응 가스 공급원으로부터의 상기 반응 가스는 제2 가스 공급 라인(152b) 및 제2 가스 통로(113b)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입되고, 샤워 헤드(140)는 상기 반응 가스를 챔버(110) 내부로 분사할 수 있다. 이에 따라, 샤워 헤드(140) 상에 남아있는 누적 막질(202) 상에 버퍼막(210)을 형성할 수 있다. 버퍼막(210)은 티타늄 질화물(TiN)을 포함할 수 있다.
이어서, 챔버(110) 내에서 복수 개의 기판들(W) 상에 증착 공정들(P3)을 복수 회 수행할 수 있다(S120).
예를 들면, 증착 공정들(P3)은 200매의 기판들(W) 상에 순차적으로 수행될 수 있다. 이 때, 상기 챔버 측벽, 상기 기판 스테이지, 상기 샤워 헤드 등과 같은 챔버(110) 내의 내부 부품들 상에도 상기 티타늄 질화막(TiN)과 같은 반응 생성물들이 퇴적될 수 있다.
도 6d에 도시된 바와 같이, 200회의 증착 공정들(P3)에 의해 챔버(110) 내의 샤워 헤드(140) 표면에 퇴적된 누적 막질(202, 210, 204)은 제1 두께(T1)를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 두께는 1,200㎛일 수 있다.
이어서, 부분 클리닝 공정(P2) 및 증착 공정(P3)을 반복적으로 수행할 수 있다(S130).
도 6e에 도시된 바와 같이, 증착 공정들(P3)을 완료한 후 부분 클리닝 공정(P2)에 의해 샤워 헤드(140) 표면에 남아있는 퇴적된 누적 막질(202)은 제2 두께(T2)를 가질 수 있다. 제2 두께(T2)는 부분 클리닝 공정(P2)이 수행된 후에 챔버(110) 내부에 남아 있는 누적 막질(202)의 두께일 수 있다. 예를 들면, 부분 클리닝 공정(P2)에 의해 제거된 두께는 200회의 증착 공정들이 수행되었을 때 퇴적된 상기 누적 막질의 두께에 해당할 수 있다. 상기 제2 두께는 1.6㎛일 수 있다.
이어서, 챔버(110) 내의 누적 막질을 완전히 제거하기 위한 완전 클리닝 공정을 수행할 수 있다(S140).
도 5에 도시된 바와 같이, 부분 클리닝 공정(P2)은 멀티 스텝들을 포함할 수 있다. 부분 클리닝 공정(P2)은 총 6 단계들을 가질 수 있다.
예를 들면, 단계 1(STEP 1)에서, 기판 스테이지(120)와 샤워 헤드(140) 사이의 거리는 제1 갭(G1)으로 유지되고, 상기 제1 클리닝 가스를 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 상방으로부터 분사할 수 있다. 상기 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제1 클리닝 가스는 제1 가스 공급 라인(152a) 및 제1 가스 통로(113a)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입되고, 샤워 헤드(140)는 상기 제1 클리닝 가스를 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 상방으로부터 분사할 수 있다.
단계 2(STEP 2)에서, 기판 스테이지(120)와 샤워 헤드(140) 사이의 거리는 제1 갭(G1)으로 유지되고, 상기 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제1 클리닝 가스는 제2 가스 공급 라인(152b) 및 제2 가스 통로(113b)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입되고, 샤워 헤드(140)는 상기 제1 클리닝 가스를 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 상방으로부터 분사할 수 있다.
단계 3(STEP 3)에서, 기판 스테이지(120)와 샤워 헤드(140) 사이의 거리는 제1 갭(G1)보다 큰 제2 갭(G2)으로 유지되고, 상기 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제1 클리닝 가스는 제1 가스 공급 라인(152a) 및 제1 가스 통로(113a)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입되고, 샤워 헤드(140)는 상기 제1 클리닝 가스를 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 상방으로부터 분사할 수 있다.
단계 4(STEP 4)에서, 기판 스테이지(120)와 샤워 헤드(140) 사이의 거리는 제1 갭(G1)보다 큰 제2 갭(G2)으로 유지되고, 상기 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제1 클리닝 가스는 제2 가스 공급 라인(152b) 및 제2 가스 통로(113b)를 통해 샤워 헤드(140)로 도입되고, 샤워 헤드(140)는 상기 제1 클리닝 가스를 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 상방으로부터 분사할 수 있다.
단계 5(STEP 5)에서, 기판 스테이지(120)와 샤워 헤드(140) 사이의 거리는 제3 갭(G3)으로 유지되고, 상기 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제2 클리닝 가스는 제3 가스 공급 라인(154)을 통해 하부 가스 분사 노즐(144)로 도입되고, 하부 가스 분사 노즐(144)은 상기 제2 클리닝 가스를 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 하방으로부터 분사할 수 있다.
단계 6(STEP 6)에서, 기판 스테이지(120)와 샤워 헤드(140) 사이의 거리는 제3 갭(G3)보다 작은 제4 갭(G4)으로 유지되고, 상기 클리닝 가스 공급원으로부터의 상기 제2 클리닝 가스는 제3 가스 공급 라인(154)을 통해 하부 가스 분사 노즐(144)로 도입되고, 하부 가스 분사 노즐(144)은 상기 제2 클리닝 가스를 챔버(110) 내부로 기판 스테이지(120) 하방으로부터 분사할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 기판 처리 방법에 있어서, 상기 증착 공정들에 의해 챔버(110) 내에 퇴적된 누적 막질의 일부를 제거하기 위한 부분 클리닝 공정을 증착 공정의 온도와 동일한 온도에서 인-시튜로 수행할 수 있다. 상기 부분 클리닝 공정을 수행할 때, 상기 클리닝 가스의 유량 방향 및 상기 기판 스테이지와 상기 샤워 헤드 사이의 거리를 조정할 수 있다. 또한, 상기 클리닝 공정을 수행한 후에 상기 챔버 내의 상기 누적 막질 상에 버퍼막을 형성할 수 있다.
따라서, 상기 부분 클리닝 공정을 상기 증착 공정들과 동일한 온도에서 인-시튜로 진행함으로써, 공정 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 챔버 내부로 공급되는 상기 클리닝 가스의 농도 분포를 균일하게 조절하고 상기 기판 스테이지와 상기 샤워 헤드 사이의 간격을 조절하여 상기 챔버 내부에 걸쳐 균일한 온도 분포를 제공함으로써, 상기 부분 클리닝 공정에 의해 상기 챔버 내부에 남아있는 누적 막질의 두께를 균일하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 증착 설비의 정비(PM) 소요 시간을 단축시키고 웨이퍼들 상에 증착되는 막들의 두께 산포를 개선하고, 상기 클리닝 공정에 따른 설비 내의 부품들의 손상을 방지할 수 있다.
더욱이, 상기 버퍼막은 상기 부분 클리닝 공정에 의해 제거된 상기 누적 막질의 표면을 완화시켜, 상기 누적 막질이 균일한 방사율을 갖도록 할 수 있다. 따라서, 상기 부분 클리닝 공정 이후에 수행되는 증착 공정의 공정 조건을 동일하게 제공할 수 있다.
이하에서는, 상술한 기판 처리 방법을 이용하여 반도체 장치를 제조하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 7 내지 도 11은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 예를 들면, 도 7 내지 도 11은 3차원 구조의 비휘발성 메모리 장치 또는 수직 채널을 포함하는 수직형 메모리 장치의 제조 방법을 도시하고 있다.
도 7 내지 도 11에서 기판의 상면으로부터 수직하게 연장하는 방향을 제1 방향으로 정의한다. 또한, 상기 기판의 상면에 평행하며 서로 교차하는 두 방향을 제2 방향 및 제3 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향은 서로 수직하게 교차할 수 있다.
도 7을 참조하면, 기판(300) 상에 제1 절연막들(310) 및 희생막들(320)이 교대로 반복으로 적층된 몰드 구조물에 형성된 채널 홀들 내에 수직 채널 구조물들을 각각 형성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 절연막들(310)은 실리콘 산화물을 사용하여 형성될 수 있으며, 희생막들(320)은 제1 절연막(310)에 대해 식각 선택비를 갖는 물질, 예를 들어, 실리콘 질화물을 사용하여 형성될 수 있다.
상기 채널 홀들은 제1 절연막들(310) 및 희생막들(320)을 관통하여 웨이퍼 기판(300) 상면을 노출시킬 수 있다. 상기 수직 채널 구조물은 상기 채널 홀 내에 순차적으로 형성된 제1 블로킹막 패턴(372), 전하 저장막 패턴(382), 터널 절연막 패턴(392), 채널(442) 및 제2 절연막 패턴(460)을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1 절연막들(310) 및 희생막들(320)을 관통하는 제1 개구(480)를 형성하여 웨이퍼 기판(300) 상면을 노출시킨 후, 각 층의 제1 절연막 패턴들(315) 사이에 갭(490)을 형성하여, 제1 블로킹막 패턴(372)의 외측벽 일부를 노출시킬 수 있다.
도 9를 참조하면, 노출된 제1 블로킹막 패턴(372)의 외측벽, 노출된 반도체 패턴(360)의 측벽, 갭(490)의 내벽, 제1 절연막 패턴들(315)의 표면, 노출된 웨이퍼 기판(300) 상면, 패드(470)의 상면 및 분리막 패턴(330)의 상면에 제2 블로킹막(500)을 형성한 후, 갭(490)의 나머지 부분을 충분히 채우는 게이트 전극막(540)을 제2 블로킹막(500) 상에 형성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 블로킹막(500)은 예를 들어, 알루미늄 산화물, 하프늄 산화물, 란탄 산화물, 란탄 알루미늄 산화물, 란탄 하프늄 산화물, 하프늄 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 지르코늄 산화물 등의 금속 산화물을 사용하여 형성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 게이트 전극막(540)은 도 1 내지 도 11을 참조로 설명한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 게이트 전극막(540)은 상기 기판 처리 방법의 증착 공정에 의해 형성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 기판(300)은 기판 처리 장치(100)의 기판 스테이지(120) 상으로 로딩된 후, 샤워 헤드(140)를 통해 소스 가스 및 반응 가스를 웨이퍼 기판(300) 상으로 공급하여 게이트 전극막(540)을 형성할 수 있다. 상기 소스 가스는 사염화 티탄(TiCl4) 가스를 포함할 수 있다. 상기 반응 가스는 암모니아(NH3) 가스, 수소(H2) 가스 등을 포함할 수 있다. 게이트 전극막(540)은 티타늄과 같은 금속 또는 티타늄 질화물과 같은 금속 질화물을 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 게이트 전극막(540)을 부분적으로 제거하여, 갭(490) 내부에 게이트 전극(542, 544, 546)을 형성한다. 예시적인 실시예들에 따르면, 게이트 전극막(540)은 습식 식각 공정을 통해 부분적으로 제거될 수 있다.
도 11을참조하면, 제1 개구(480)를 채우는 제3 절연막 패턴(580)을 형성한다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 개구(480)를 채우는 제3 절연막을 기판(300) 및 최상층 제1 절연막 패턴(315) 상에 형성한 후, 최상층 제1 절연막 패턴(315)의 상면이 노출될 때까지 상기 제3 절연막 상부를 평탄화함으로써, 제3 절연막 패턴(580)을 형성할 수 있다.
이후, 제1 및 제3 절연막 패턴들(315, 380), 패드(470) 및 분리막 패턴(330) 상에 제5 절연막(590)을 형성하고, 패드(470) 상면을노출시키는 제2 개구(605)를 형성한다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제2 개구(605)는 패드(470)에 대응하도록 복수 개로 형성되어 제2 개구 어레이를 형성할 수 있다.
이후, 제2 개구(605)를 채우는 비트 라인 콘택(600)을 패드(470) 상에 형성하고, 비트 라인 콘택(600)에 전기적으로 연결되는 비트 라인(610)을 형성하여 수직형 메모리 장치를 완성한다. 비트 라인 콘택(600) 및 비트 라인(610)은 금속, 금속 질화물, 도핑된 폴리실리콘 등을 사용하여 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 비트 라인 콘택(600)은 패드(470)에 대응하도록 복수 개로 형성되어 비트 라인 콘택 어레이를 형성할 수 있으며, 비트 라인(610)은 각각이 상기 제2 방향으로 연장되도록 상기 제3 방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 VNAND의 게이트 전극을 형성하는 데 사용될 수 있다. 또한, 상기 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 DRAM의 커패시터의 하부 전극 및 상부 전극을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
전술한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 이용하여 형성된 반도체 소자는 컴퓨팅 시스템과 같은 다양한 형태의 시스템들에 사용될 수 있다. 상기 반도체 소자는 fin FET, DRAM, VNAND 등을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 개인휴대단말기, 태블릿, 휴대폰, 디지털 음악 재생기 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 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.
100: 기판 처리 장치 110: 챔버
112: 가스 분배 블록 113a: 제1 가스 통로
113b: 제2 가스 통로 114: 배기 포트
120: 기판 스테이지 122: 히터
124: 지지 샤프트 130: 구동 모터
132: 벨로우즈 140: 샤워 헤드
142: 분사 홀 144: 하부 가스 분사 노즐
150: 가스 공급원 152a, 152b, 154: 가스 공급 라인
160: 제어기 200, 202, 204: 누적 막질
210: 버퍼막 300: 웨이퍼 기판
310: 제1 절연막 315: 제1 절연막 패턴
320: 희생막 330: 분리막 패턴
360: 반도체 패턴 370, 500: 제1, 제2 블로킹막
372: 제1블로킹막 패턴 380: 전하 저장막
382: 전하 저장막 패턴 390: 터널 절연막
392: 터널 절연막 패턴 442: 채널
460: 제2 절연막 패턴 502: 제2 블로킹막 패턴
512: 블로킹막 패턴 구조물 580: 제3 절연막 패턴
600: 비트 라인 콘택 610: 비트 라인

Claims (20)

  1. i) 챔버 내에서 복수 개의 기판들 상에 제1 온도에서 증착 공정들을 순차적으로 수행하여 상기 챔버 내에 퇴적된 누적 막질이 제1 두께를 갖도록 하고;
    ii) 상기 증착 공정들에 의해 상기 챔버 내에 퇴적된 누적 막질의 일부를 제거하기 위한 클리닝 공정을 상기 제1 온도에서 수행하여 상기 챔버 내의 상기 누적 막질이 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖도록 하고;
    iii) 상기 챔버 내에서 복수 개의 기판들 상에 상기 증착 공정들을 순차적으로 상기 제1 온도에서 더 수행하고; 그리고
    iv) 상기 단계 ii) 및 단계 iii)을 교대로 반복적으로 수행하는 것을 포함하고,
    상기 클리닝 공정을 수행하는 것은
    상기 챔버 내의 상기 기판을 지지하는 기판 스테이지 상방으로부터 적어도 하나의 상부 분사 노즐을 통해 제1 클리닝 가스를 공급하고; 그리고
    상기 챔버 내의 상기 기판 스테이지 하방으로부터 적어도 하나의 하부 분사 노즐을 통해 제2 클리닝 가스를 공급하는 것을 포함하고,
    상기 기판 스테이지 및 상기 적어도 하나의 상부 분사 노즐 사이의 거리와 상기 기판 스테이지 및 상기 적어도 하나의 하부 분사 노즐 사이의 거리를 조절하여 상기 클리닝 공정 동안 상기 챔버 내부에 걸쳐 일정한 온도 분포를 제공하는 기판 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 iii)를 수행한 후에 상기 챔버 내의 상기 누적 막질은 상기 제1 두께를 갖는 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 ii)에서, 상기 클리닝 공정을 수행한 후에 상기 챔버 내의 상기 누적 막질 상에 버퍼막을 형성하는 것을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 버퍼막을 형성하는 것은 상기 제1 온도에서 상기 증착 공정을 수행하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 클리닝 가스의 유량은 상기 제1 클리닝 가스의 유량과 다른 기판 처리 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 클리닝 가스를 공급하는 것은
    상기 제1 클리닝 가스를 공급하는 상기 클리닝 공정의 제1 단계에서 상기 기판 스테이지를 제1 높이로 유지하고; 그리고
    상기 제1 클리닝 가스를 공급하는 상기 클리닝 공정의 상기 제1 단계 이후의 제2 단계에서 상기 기판 스테이지를 상기 제1 높이와 다른 제2 높이로 유지하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 클리닝 가스를 공급하는 것은
    상기 제2 클리닝 가스를 공급하는 상기 클리닝 공정의 제3 단계에서 상기 기판 스테이지를 제3 높이로 유지하고; 그리고
    상기 제2 클리닝 가스를 공급하는 상기 클리닝 공정의 상기 제3 단계 이후의 제4 단계에서 상기 기판 스테이지를 상기 제3 높이와 다른 제4 높이로 유지하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
  11. i) 챔버 내에서 복수 개의 기판들 상에 증착 공정을 제1 온도에서 순차적으로 수행하여 상기 챔버 내에 제1 두께를 갖는 누적 막질을 퇴적시키고;
    ii) 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖도록 상기 누적 막질 상에 부분 클리닝 공정을 상기 제1 온도에서 수행하고;
    iii) 상기 부분 클리닝 공정을 수행한 후에 상기 제1 온도에서 상기 증착 공정을 수행하여 상기 누적 막질 상에 버퍼막을 형성하고;
    iv) 상기 챔버 내에서 복수 개의 기판들 상에 상기 증착 공정을 상기 제1 온도에서 순차적으로 수행하여 상기 챔버 내에 상기 제1 두께를 갖는 누적 막질을 퇴적시키고;
    v) 상기 단계 ii), 단계 iii) 및 단계 iv)를 교대로 반복적으로 수행하고; 그리고
    vi) 상기 단계 v) 이후에, 상기 챔버 내의 누적 막질을 완전히 제거하는 완전 클리닝 공정을 수행하는 것을 포함하고,
    상기 부분 클리닝 공정을 수행하는 것은
    상기 챔버 내의 상기 기판을 지지하는 기판 스테이지 상방으로부터 적어도 하나의 상부 분사 노즐을 통해 제1 클리닝 가스를 공급하고; 그리고
    상기 챔버 내의 상기 기판 스테이지 하방으로부터 적어도 하나의 하부 분사 노즐을 통해 제2 클리닝 가스를 공급하는 것을 포함하고,
    상기 기판 스테이지 및 상기 적어도 하나의 상부 분사 노즐 사이의 거리와 상기 기판 스테이지 및 상기 적어도 하나의 하부 분사 노즐 사이의 거리를 조절하여 상기 부분 클리닝 공정 동안 상기 챔버 내부에 걸쳐 일정한 온도 분포를 제공하는 기판 처리 방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 버퍼막은 상기 누적 막질과 동일한 물질을 포함하는 기판 처리 방법.
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 제2 클리닝 가스의 유량은 상기 제1 클리닝 가스의 유량와 다른 기판 처리 방법.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 클리닝 가스를 공급하는 것은
    상기 제1 클리닝 가스를 공급하는 상기 부분 클리닝 공정의 제1 단계에서 상기 기판 스테이지를 제1 높이로 유지하고; 그리고
    상기 제1 클리닝 가스를 공급하는 상기 부분 클리닝 공정의 상기 제1 단계 이후의 제2 단계에서 상기 기판 스테이지를 상기 제1 높이와 다른 제2 높이로 유지하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 제2 클리닝 가스를 공급하는 것은
    상기 제2 클리닝 가스를 공급하는 상기 부분 클리닝 공정의 제3 단계에서 상기 기판 스테이지를 제3 높이로 유지하고; 그리고
    상기 제2 클리닝 가스를 공급하는 상기 부분 클리닝 공정의 상기 제3 단계 이후의 제4 단계에서 상기 기판 스테이지를 상기 제3 높이와 다른 제4 높이로 유지하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
  18. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 클리닝 가스들은 동일한 가스를 포함하는 기판 처리 방법.
  19. 삭제
  20. 제 11 항에 있어서, 상기 챔버 내의 누적 막질은 티타늄을 포함하는 기판 처리 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114790542A (zh) * 2021-01-26 2022-07-26 长鑫存储技术有限公司 半导体设备及清洗系统
US20220238356A1 (en) * 2021-01-26 2022-07-28 Changxin Memory Technologies, Inc. Semiconductor device and cleaning system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040261815A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Texas Instruments, Incorporated Three-step chamber cleaning process for deposition tools

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3898351A (en) * 1972-05-26 1975-08-05 Ibm Substrate cleaning process
NL8900544A (nl) * 1989-03-06 1990-10-01 Asm Europ Behandelingsstelsel, behandelingsvat en werkwijze voor het behandelen van een substraat.
US5380370A (en) * 1993-04-30 1995-01-10 Tokyo Electron Limited Method of cleaning reaction tube
US5843239A (en) * 1997-03-03 1998-12-01 Applied Materials, Inc. Two-step process for cleaning a substrate processing chamber
JPH1116858A (ja) 1997-06-21 1999-01-22 Tokyo Electron Ltd 成膜装置のクリーニング方法及び処理方法
US20030049372A1 (en) * 1997-08-11 2003-03-13 Cook Robert C. High rate deposition at low pressures in a small batch reactor
JP3381776B2 (ja) * 1998-05-19 2003-03-04 東京エレクトロン株式会社 処理装置および処理方法
US6503843B1 (en) * 1999-09-21 2003-01-07 Applied Materials, Inc. Multistep chamber cleaning and film deposition process using a remote plasma that also enhances film gap fill
US6277194B1 (en) 1999-10-21 2001-08-21 Applied Materials, Inc. Method for in-situ cleaning of surfaces in a substrate processing chamber
JP2001176843A (ja) 1999-12-21 2001-06-29 Nec Kyushu Ltd ドライクリーニング方法
US6444027B1 (en) * 2000-05-08 2002-09-03 Memc Electronic Materials, Inc. Modified susceptor for use in chemical vapor deposition process
US20020185053A1 (en) * 2001-05-24 2002-12-12 Lu Fei Method for calibrating nanotopographic measuring equipment
KR100440064B1 (ko) 2001-08-28 2004-07-15 주식회사 무한 원자층 형성 공정 반응기의 인슈투 클리닝방법
US6904637B2 (en) * 2001-10-03 2005-06-14 Applied Materials, Inc. Scrubber with sonic nozzle
JP2003145062A (ja) * 2001-11-14 2003-05-20 Mitsubishi Electric Corp 洗浄用２流体ジェットノズル、洗浄装置およびこれらを用いた半導体装置の製造方法
US6843858B2 (en) * 2002-04-02 2005-01-18 Applied Materials, Inc. Method of cleaning a semiconductor processing chamber
DE10335099B4 (de) * 2003-07-31 2006-06-08 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren zum Verbessern der Dickengleichförmigkeit von Siliziumnitridschichten für mehrere Halbleiterscheiben
US7578886B2 (en) * 2003-08-07 2009-08-25 Ebara Corporation Substrate processing apparatus, substrate processing method, and substrate holding apparatus
KR20050093187A (ko) 2004-03-18 2005-09-23 삼성전자주식회사 원자층 증착장치 및 그의 세정방법
JP4451175B2 (ja) * 2004-03-19 2010-04-14 大日本スクリーン製造株式会社 ノズル洗浄装置および基板処理装置
KR100601034B1 (ko) 2004-04-21 2006-07-14 주식회사 아이피에스 박막 증착 방법
DE102004024207B4 (de) * 2004-05-10 2016-03-24 Ihp Gmbh - Innovations For High Performance Microelectronics / Leibniz-Institut Für Innovative Mikroelektronik Verfahren und Vorrichtung zur Niedertemperaturepitaxie auf einer Vielzahl von Halbleitersubstraten
JP2006128485A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Asm Japan Kk 半導体処理装置
KR20070031031A (ko) * 2005-09-14 2007-03-19 삼성전자주식회사 막 형성 장치 세정 방법
US20070224811A1 (en) * 2006-03-16 2007-09-27 Xinming Wang Substrate processing method and substrate processing apparatus
KR20090026186A (ko) * 2006-07-11 2009-03-11 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 성막 방법, 클리닝 방법 및 성막 장치
KR20080017555A (ko) * 2006-08-21 2008-02-27 삼성전자주식회사 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착 장치의 세정 방법
EP2123801A4 (en) * 2006-09-08 2011-01-19 Tokuyama Corp METHOD AND DEVICE FOR PREPARING GROUP III NITRIDE
JP4745273B2 (ja) 2006-09-25 2011-08-10 株式会社東芝 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置
US7476291B2 (en) * 2006-09-28 2009-01-13 Lam Research Corporation High chamber temperature process and chamber design for photo-resist stripping and post-metal etch passivation
JP4954795B2 (ja) * 2007-05-31 2012-06-20 芝浦メカトロニクス株式会社 基板の保持装置及び基板の処理方法
US20090000641A1 (en) 2007-06-28 2009-01-01 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for cleaning deposition chamber parts using selective spray etch
US8039052B2 (en) * 2007-09-06 2011-10-18 Intermolecular, Inc. Multi-region processing system and heads
US20090095221A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-16 Alexander Tam Multi-gas concentric injection showerhead
US7976631B2 (en) * 2007-10-16 2011-07-12 Applied Materials, Inc. Multi-gas straight channel showerhead
WO2009114130A2 (en) * 2008-03-13 2009-09-17 Michigan State University Process and apparatus for diamond synthesis
WO2009119627A1 (ja) * 2008-03-28 2009-10-01 東京エレクトロン株式会社 金属系膜の成膜方法および記憶媒体
JP2013541187A (ja) * 2010-08-25 2013-11-07 リンデ アクチエンゲゼルシャフト 分子状フッ素を用いる化学気相成長チャンバのクリーニング
US10658161B2 (en) 2010-10-15 2020-05-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for reducing particle defects in plasma etch chambers
JP5815967B2 (ja) * 2011-03-31 2015-11-17 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄装置及び真空処理システム
KR20130012671A (ko) * 2011-07-26 2013-02-05 삼성전자주식회사 반도체 소자 제조 장비의 세정 방법
CN103159163B (zh) 2011-12-19 2016-06-08 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 基片刻蚀方法及基片处理设备
WO2013171988A1 (ja) * 2012-05-16 2013-11-21 株式会社アルバック 成膜方法及び成膜装置
CN104428441B (zh) * 2012-07-02 2017-04-12 应用材料公司 由物理气相沉积形成的氮化铝缓冲层和活性层
TWI526257B (zh) * 2012-11-27 2016-03-21 東京威力科創股份有限公司 使用噴嘴清洗基板上之一層的控制
US9443714B2 (en) * 2013-03-05 2016-09-13 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for substrate edge cleaning
US9601591B2 (en) * 2013-08-09 2017-03-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
JP2016222488A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 株式会社Ｎｓｃ 薄型ガラス基板の製造方法
FR3043699B1 (fr) * 2015-11-16 2019-06-14 Kobus Sas Procede de formation d'oxyde et/ou de nitrure d'aluminium et dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procede
JP6749225B2 (ja) 2016-12-06 2020-09-02 東京エレクトロン株式会社 クリーニング方法
US10522840B2 (en) * 2017-03-26 2019-12-31 Intecells, Inc. Method of making anode component by atmospheric plasma deposition, anode component, and lithium-ion cell and battery containing the component
JP6779165B2 (ja) * 2017-03-29 2020-11-04 東京エレクトロン株式会社 金属汚染防止方法及び成膜装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040261815A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Texas Instruments, Incorporated Three-step chamber cleaning process for deposition tools

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US11174549B2 (en) 2021-11-16
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