KR19990070777A - 반도체 장치 제조용 챔버 장비에 사용되는 샤워 헤드 세정방법및 이에 사용되는 건조장비 - Google Patents

Abstract

반도체 장치 제조용 챔버 장비에 사용되는 샤워 헤드(shower head) 세정 방법 및 이에 사용되는 건조 장비를 개시한다. 본 발명은 샤워 헤드(shower head)를 습식 세정한 이후에, 샤워 헤드에 질소 가스를 퍼지(purge)시켜 건조시킨다. 여기서, 질소 가스를 샤워 헤드에 퍼지시키는 공정을 대략 2시간 동안 수행한다. 더하여, 질소 가스로는 히팅(heating)된 핫(hot) 질소 가스를 이용한다.

Description

반도체 장치 제조용 챔버 장비에 사용되는 샤워 헤드 세정 방법 및 이에 사용되는 건조 장비

본 발명은 반도체 장치 제조용 챔버 장비에 관한 것으로, 특히 샤워 헤드(shower head)를 세정하는 방법 및 이에 사용되는 건조 장치에 관한 것이다.

반도체 장치를 제조하는 공정 중에는 반도체 기판 상에 물질막을 형성하는 공정이 있다. 이러한 물질막을 형성하는 공정의 예로는 텅스텐 실리사이드(tungsten silicide;WSi_X)막을 형성하는 공정을 들 수 있다. 상기 물질막을 형성할 때 발생할 수 있는 불량으로는 물질막, 예컨대 텅스텐 실리사이드막의 리프팅(lifting) 현상이 있다.

리프팅 현상의 발생 요인으로는 다음과 같은 요인들이 거론되고 있다. 예컨대, 반도체 기판의 전 세정(pre cleaning) 조건, 반응 챔버의 리크 속도(process chamber leak rate) 조건, 반응 챔버의 아웃개싱(outgassing) 정도 또는 챔버 내부 부품의 청정도에 의한 영향 등이 리프팅 발생의 요인으로 거론되고 있다. 이 중에서도 물질막의 형성 공정이 진행되는 챔버 장비의 관리 측면에서는 상기 챔버 내부 부품의 청정도에 의한 영향이 중요하게 인식되고 있다. 특히, 챔버 내로 반응 가스를 분사하는 수단으로 사용되는 샤워(shower) 장치의 청정도를 유지하기 위해서, 상기 샤워 장치에 증착되는 물질막, 예컨대 폴리머(polymer) 등을 제거하는 방법, 즉, 샤워 장치를 세정하는 방법이 중요 시 되고 있다.

샤워 장치를 구비하는 부품들 중의 하나인 샤워 헤드(shower head)는 반응 가스를 직접적으로 분사하는 수단으로 반응 가스의 증착이 심하게 일어나고 있다. 특히, 텅스텐 실리사이드막을 형성하는 공정에는 그 구조가 복잡하게 제작되는 세라믹(ceramic) 샤워 헤드를 사용하고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이 샤워 헤드(10)는 반응 가스가 분사되는 통로로 이용되는 다수의 미세한 홀(12)이 여러 갈래로 형성되어 있다. 이러한 미세 홀(12)에는 상기 샤워 헤드(10)를 세정하는 공정에서 습기 및 미세 입자가 흡착될 수 있다. 이러한 습식 또는 미세 입자는 상기 세정 공정에 후속되는 건조 공정에서 상기 홀(12)로부터 제거되기가 어렵다.

이에 따라, 건조된 샤워 헤드(10)를 챔버 장비에 장착한 후, 물질막, 예컨대 텅스텐 실리사이드막을 형성하는 공정을 수행할 때 리프팅 현상이 발생할 수 있다. 즉, 제거되지 않은 습기 또는 미세한 입자에 의해서 물질막 형성 공정에서 공정 불량이 발생하게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 샤워 헤드의 홀에 흡착되는 습기 또는 미세한 입자를 제거할 수 있어 반도체 기판 상에 물질막을 형성하는 공정에서 리프팅 등과 같은 공정 불량의 발생을 방지할 수 있는 반도체 장치 제조용 챔버 장비의 샤워 헤드 세정 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 샤워 헤드의 홀에 흡착되는 습기 또는 미세한 입자를 제거할 수 있어 반도체 기판 상에 물질막을 형성하는 공정에서 리프팅 등과 같은 공정 불량의 발생을 방지할 수 있는 반도체 장치 제조용 챔버 장비의 샤워 헤드 세정 방법에 사용되는 건조 장비를 제공하는 데 있다.

도 1은 챔버 장비에 사용되는 샤워 헤드의 형태를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 2는 본 발명에 따르는 샤워 헤드 세정 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 공정 흐름도이다.

도 3은 본 발명에 따르는 샤워 헤드 세정 방법에 사용되는 건조 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 샤워 헤드(shower head)를 습식 세정한다. 이후에, 상기 습식 세정된 샤워 헤드에 질소 가스를 퍼지(purge)시켜 건조시킨다. 여기서, 상기 건조시키는 단계는 상기 질소 가스를 상기 샤워 헤드에 퍼지시키는 공정을 대략 2시간 동안 수행한다. 더하여, 상기 질소 가스로는 히팅(heating)된 핫(hot) 질소 가스를 이용한다. 또한, 상기 건조시키는 단계 이전에 상기 샤워 헤드를 질소 가스를 이용하여 예비 건조시키는 단계를 더 수행할 수 있다. 그리고, 상기 건조시키는 단계 이후에 상기 샤워 헤드를 베이크(bake)하는 공정을 더 수행한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 샤워 헤드와, 상기 샤워 헤드를 지지하는 지지대 및 상기 샤워 헤드에 퍼지되는 질소 가스를 공급하는 가스 라인부를 포함하는 건조 장비를 제공한다. 더하여, 상기 건조 장비는 상기 가스 라인부에 부착되어 상기 질소 가스를 데우는 히터(heater)를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 샤워 헤드의 홀에 흡착되는 습기 또는 미세한 입자를 제거할 수 있어 반도체 기판 상에 물질막을 형성하는 공정에서 리프팅 등과 같은 공정 불량의 발생을 방지할 수 있는 반도체 장치 제조용 챔버 장비의 샤워 헤드 세정 방법을 제공할 수 있다. 그리고, 상기 샤워 헤드 세정 방법에 사용되는 건조 장비를 제공할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서 도시된 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 샤워 헤드 세정 방법을 공정 흐름에 따라 개략적으로 나타낸다.

구체적으로, 챔버 장비로부터 샤워 장치를 분리한다. 여기서, 상기 샤워 장치는 세라믹 샤워 헤드 및 알루미늄 샤워 헤드 등을 포함하고 있다. 이후에, 상기 분리된 샤워 장치, 즉, 샤워 헤드를 습식 세정한다(210). 상기 습식 세정 공정을 진행하기 이전에 상기 샤워 헤드, 특히 알루미늄 샤워 헤드의 표면에 흡착된 이물질을 미리 제거하는 습식 세정 전 공정을 더 수행할 수 있다.

샤워 헤드를 습식 세정하는 단계는 과산화 수소(H₂O₂) 및 탈이온수(deionized water) 등을 포함하는 화학 용액에 상기 샤워 헤드를 담그고 질소 가스 버블링(N₂bubbling)을 수행하는 방법 등으로 진행된다. 이후에, 탈이온수를 오버 플로우(over flow)시켜 과산화 수소를 희석시킨다. 이와 같은 방법으로 샤워 헤드를 습식 세정하여 이물질을 제거한다.

다음에, 습식 세정된 샤워 헤드에 질소 가스를 가스 건(gas gun)을 사용하여 퍼지(purge)시켜 예비 건조시킨다(230). 즉, 대략 5분 정도 상기 샤워 헤드의 홀에 질소 가스를 공급하여 흡착된 수분을 일부 제거한다. 특히, 세라믹 샤워 헤드의 홀에 질소 가스를 공급하여 수분을 일부 제거한다.

이어서, 샤워 헤드의 홀에 질소 가스를 대략 2시간 동안 공급하여 퍼지시킴으로써 상기 헤드를 건조시킨다(250). 이때, 상기 예비 건조 공정 단계에서 상기 샤워 헤드의 홀에 흡착된 수분 또는 입자 등이 완전하게 제거될 확률은 아주 낮다. 이에 따라, 상기 샤워 헤드의 홀에 장시간 동안 질소 가스를 퍼지시킴으로써, 상기 홀에 흡착된 수분 또는 입자 등을 보다 완전하게 제거한다. 더욱 완전하게 상기 수분 등을 제거하기 위해서, 상기 샤워 헤드에 공급되는 동안 히팅(heating)된 핫(hot) 질소 가스를 이용한다.

이후에, 상기 건조된 샤워 헤드를 베이크(bake)한다. 다음에, 상기 샤워 헤드를 챔버 장비에 설치한다. 다음에, 공정 테스트(process test)를 수행하여 반도체 기판에 형성되는 물질막, 예컨대 텅스텐 실리사이드막의 리프팅 현상의 발생을 관찰한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 질소 가스를 대략 2시간 정도 퍼지하여 건조하는 경우에는 대략 90% 정도의 리프팅 감소를 구현할 수 있다. 더욱이, 핫 질소 가스를 이용하는 경우에는 더 높은 정도로 리프팅 감소를 구현할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예의 샤워 헤드 세정 방법에 사용되는 건조 장비를 개략적으로 나타낸다.

구체적으로, 본 발명의 실시예의 샤워 헤드 세정 방법에 사용되는 건조 장비는 샤워 헤드(100)를 지지하는 지지대(600), 상기 샤워 헤드에 퍼지되는 질소 가스를 공급하는 가스 라인부(400, 410)를 포함한다. 이때, 상기 가스 라인부(400, 410)는 건조 장비의 몸체(300) 내를 질소 가스로 퍼지시키는 제1가스 라인(400)과 샤워 헤드(100)의 홀(120)에 질소 가스를 퍼지시키는 제2가스 라인(450)을 가진다. 이때, 상기 제2가스 라인(450)의 말단부는 상기 샤워 헤드(100)의 홀에 질소 가스를 주입하기 위해서 가스 건의 형태를 가질 수 있다.

더하여, 상기 가스 라인부(400, 410)는 히팅부를 통과하고 있다. 상기 히팅부에는 히터(heater;500)가 장착되어 있어 상기 가스 라인부(400, 410)를 지나 상기 샤워 헤드(100)에 공급되는 질소 가스는 데워지게 된다. 이에 따라, 상기 샤워 헤드(100)에 퍼지되는 질소 가스는 적어도 상온 이상으로 히팅된 핫 질소 가스가 된다. 이와 같이 샤워 헤드(100)에 퍼지된 질소 가스는 습식 또는 입자 등을 상기 샤워 헤드(100)로부터 제거하며 배기된다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통해서 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

상술한 본 발명에 따르면, 복잡한 구조를 가지며 미세한 홀을 가지는 샤워 헤드, 즉, 세라믹 샤워 헤드를 세정할 때 샤워 헤드의 홀로부터 습기 또는 입자 등과 같은 이물질을 보다 완전하게 제거할 수 있다. 이에 따라, 세정을 거친 샤워 헤드는 보다 청정한 상태로 유지되며 챔버 장비 내에 장착될 수 있다. 따라서, 상기 샤워 헤드를 장착한 챔버 장비를 사용하여 반도체 기판 상에 물질막, 예컨대 텅스텐 실리사이드막을 형성할 때 상기 텅스텐 실리사이드막의 리프팅 현상의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 형성되는 반도체 장치의 불량 발생을 억제할 수 있다.

Claims (7)

1. 샤워 헤드(shower head)를 습식 세정하는 단계; 및

   상기 습식 세정된 샤워 헤드에 질소 가스를 퍼지(purge)시켜 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 챔버 장비에 사용되는 샤워 헤드 세정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 건조시키는 단계는 상기 질소 가스를 상기 샤워 헤드에 퍼지시키는 공정을 대략 2시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 챔버 장비에 사용되는 샤워 헤드 세정 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 질소 가스는 히팅(heating)된 핫(hot) 질소 가스인 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 챔버 장비에 사용되는 샤워 헤드 세정 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 건조시키는 단계 이전에 상기 샤워 헤드를 질소 가스를 사용하여 예비 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 챔버 장비에 사용되는 샤워 헤드 세정 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 건조시키는 단계 이후에

   상기 샤워 헤드를 베이크(bake)하는 공정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 챔버 장비에 사용되는 샤워 헤드 세정 방법.
6. 샤워 헤드;

   상기 샤워 헤드를 지지하는 지지대; 및

   상기 샤워 헤드에 퍼지되는 질소 가스를 공급하는 가스 라인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조 장비.
7. 제6항에 있어서, 상기 가스 라인부에 부착되어 상기 질소 가스를 데우는 히터(heater)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건조 장비.