KR19990075532A - 세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비 및 이를 이용한 반도체장치 제조설비의 세정방법 - Google Patents

세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비 및 이를 이용한 반도체장치 제조설비의 세정방법 Download PDF

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윤종용
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Abstract

본 발명은 세정가스를 이용하여 공정 전, 후에 반도체장치 제조설비를 세정할 수 있도록 세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비 및 이를 이용한 반도체장치 제조설비의 세정방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비는, 히터(2)가 구비된 공정챔버(1)와; 상기 공정챔버(1)에 연결되며, 공정가스단속밸브(4)가 취부된 공정가스인입관(3)과; 상기 공정챔버(1)에 연결되며, 진공단속밸브(6)와 진공펌프(7)가 취부된 진공배관(5)과; 상기 공정챔버(1)에 연결되며, 배기가스단속밸브(9)와 배기펌프(10)가 취부된 배기관(8); 및 상기 공정챔버(1)에 연결되며, 세정가스단속밸브(12)가 취부된 세정가스순환관(11);을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
따라서, 단위공정들의 완료 후, 일정기간마다 세정가스를 순환시켜 공정챔버(1)를 주기적으로 세정할 수 있도록 하여 반도체장치의 수율 및 생산성을 향상시킬 뿐 만 아니라, 공정챔버(1)를 분리하여 세정하는 세정주기를 연장할 수 있고, 그에 따라 반도체장치 제조설비의 가동효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비 및 이를 이용한 반도체장치 제조설비의 세정방법
본 발명은 세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비 및 이를 이용한 반도체장치 제조설비의 세정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 세정가스를 이용하여 공정 전, 후에 반도체장치 제조설비를 세정할 수 있도록 세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비 및 이를 이용한 반도체장치 제조설비의 세정방법에 관한 것이다.
반도체장치 제조공정들 중에서 세정기술은 가장 기본적이고도 중요한 공정이라 할 수 있다. 현재의 LSI기술에서는 매우 미세한 패턴의 형성 및 가공 등이 요구되고 있으며, 이를 위하여는 당연히 초청정환경이 필요하고, 다시 그것을 유지하기 위한 표면처리, 세정기술 등이 필요함은 당연하다 할 것이다.
이미 웨이퍼의 표면을 오염시키지 않으며, 웨이퍼 표면의 오염을 제거하는 웨이퍼세정기술은 대체로 확립되어 있다고 할 수 있으나, 이 웨이퍼를 가공하여 반도체장치를 제조하는 제조설비에 있어서의 세정기술도 매우 중요한 기술로 고려되어야 한다.
그 중, 할로겐원자를 포함하는 물질이 사용되는 식각공정, 실란(SiH4) 등이 사용되는 폴리실리콘막형성공정 및 금속막을 형성하기 위한 증착공정 등은 반응가스들이 많이 사용되며, 이러한 공정들은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 실질적으로 공정이 수행되는 공정챔버(1)와, 상기 공정챔버(1)내로 공정가스를 도입시키기 위한 수단으로서의 공정가스라인과, 상기 공정챔버(1)내를 진공조건으로 하기 위한 진공라인 및 공정후의 부산가스들의 배기를 위한 배기라인을 포함하여 이루어지며, 상기 공정가스라인은 공정가스단속밸브(4)가 취부된 공정가스인입관(3)으로 이루어지고, 상기 진공라인은 진공펌프(7) 및 진공단속밸브(6)들이 취부된 진공배관(5)으로 이루어지며, 상기 배기라인은 배기가스단속밸브(9)와 배기펌프(10)가 취부된 배기관(8)으로 이루어져 있다.
이러한 구성을 갖는 반도체장치 제조설비에서 식각공정이나 증착공정 등에서는 일정기간 공정을 수행한 후, 챔버내부가 심하게 오염되는 현상을 나타내며, 따라서 주기적으로 세정을 수행하여야 할 필요성이 있었으며, 세정이 충분치 못한 경우에는 부산물 등이 웨이퍼로 옮겨질 수 있게 되며, 그에 따라 웨이퍼를 오염시키고, 반도체장치의 수율 및 신뢰성을 저하시킬 수 있음은 당연하다.
세정은 통상 아세톤(acetone) 또는 알코올을 사용하는 화학적 세정과, 특히, 폴리실리콘막증착공정 등에서는 부산물로서 예를 들어 -(CFx)n- 또는 -(SiBrx)n- 등으로 표현되는 할로겐화규소의 폴리머들과 같은 폴리머들이 생성되어 공정챔버(1)의 내벽에 증착되어 직접적인 연마를 통한 물리적 세정이 요구되는 경우도 있다.
통상 세정은, 화학적 세정이나 물리적 세정을 불문하고, 챔버의 분해, 세정 및 조립의 3단계로 이루어지며, 대개 조립 후의 공정조건의 최적화 등에까지 시간이 많이 소요되어 반도체장치 제조설비의 가동효율을 저하시킴은 물론 여전히 번거로운 작업이었다.
본 발명의 목적은, 불활성가스의 순환을 통하여 반도체장치 제조설비의 세정주기를 연장할 수 있는 세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 불활성가스의 순환을 통하여 반도체장치 제조설비의 세정주기를 연장할 수 있는 반도체장치 제조설비의 세정방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 반도체장치 제조설비의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 또다른 일 실시예에 따라 세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 또다른 일 실시예에 따라 세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 공정챔버 2 : 히터
3 : 공정가스인입관 4 : 공정가스단속밸브
5 : 진공배관 6 : 진공단속밸브
7 : 진공펌프 8 : 배기관
9 : 배기가스단속밸브 10 : 배기펌프
11 : 세정가스순환관 12 : 세정가스단속밸브
13 : 세정가스서큘레이터 14 : 세정가스공급관
15 : 세정가스공급원 16 : 세정가스어큐뮬레이터
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비는, 히터가 구비된 공정챔버와; 상기 공정챔버에 연결되며, 공정가스단속밸브가 취부된 공정가스인입관과; 상기 공정챔버에 연결되며, 진공단속밸브와 진공펌프가 취부된 진공배관과; 상기 공정챔버에 연결되며, 배기가스단속밸브와 배기펌프가 취부된 배기관; 및 상기 공정챔버에 연결되며, 세정가스단속밸브가 취부된 세정가스순환관;을 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 반도체장치 제조설비의 세정방법은, 히터가 구비된 공정챔버와; 상기 공정챔버에 연결되며, 공정가스단속밸브가 취부된 공정가스인입관과; 상기 공정챔버에 연결되며, 진공단속밸브와 진공펌프가 취부된 진공배관과; 상기 공정챔버에 연결되며, 배기가스단속밸브와 배기펌프가 취부된 배기관; 및 상기 공정챔버에 연결되며, 세정가스단속밸브가 취부된 세정가스순환관;을 포함하여 이루어진 반도체장치 제조설비에서, 상기 공정챔버에 연결된 세정가스순환관을 통하여 세정가스를 순환시켜서 상기 공정챔버를 세정하는 것으로 이루어진다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2에 예시적으로 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비는, 히터(2)가 구비된 공정챔버(1)와; 상기 공정챔버(1)에 연결되며, 공정가스단속밸브(4)가 취부된 공정가스인입관(3)과; 상기 공정챔버(1)에 연결되며, 진공단속밸브(6)와 진공펌프(7)가 취부된 진공배관(5)과; 상기 공정챔버(1)에 연결되며, 배기가스단속밸브(9)와 배기펌프(10)가 취부된 배기관(8); 및 상기 공정챔버(1)에 연결되며, 세정가스단속밸브(12)가 취부된 세정가스순환관(11);을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기에서 히터(2)가 구비된 공정챔버(1), 상기 공정챔버(1)에 연결되며, 공정가스단속밸브(4)가 취부된 공정가스인입관(3), 상기 공정챔버(1)에 연결되며, 진공단속밸브(6)와 진공펌프(7)가 취부된 진공배관(5) 및 상기 공정챔버(1)에 연결되며, 배기가스단속밸브(9)와 배기펌프(10)가 취부된 배기관(8) 등은 모두 종래의 반도체장치 제조설비에서 사용되는 것과 동일 또는 유사한 것으로 이해될 수 있으며, 이들은 모두 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 용이하게 이해될 수 있을 정도로 공지된 것임은 물론 상용적으로 이를 구입하여 사용할 수 있는 것으로 이해될 수 있는 것이다.
상기에서 세정가스순환관(11)이라 함은 본 발명에 의하여 반도체장치 제조설비에 최초로 도입되는 개념으로서, 세정가스순환관(11)과 이에 연결된 공정챔버(1)를 통하여 세정가스를 순환시킴으로써, 세정가스의 순환 동안에 세정가스의 가스분자들이 공정챔버(1)의 내벽과 충돌하여 공정챔버(1)의 내부를 세정할 수 있도록 한다. 상기 세정가스순환관(11)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 공정챔버(1)와 배기관(8)을 서로 연결하도록 취부되거나, 또는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 공정가스인입관(3)과 배기관(8)을 서로 연결하도록 취부될 수 있다. 상기 세정가스순환관(11)이 상기 공정챔버(1)에 직접 연결되는 경우, 세정가스의 순환은 공정챔버(1)와 배기펌프(10)가 구비된 배기관(8) 및 세정가스순환관(11)을 통하여 순환하면서 세정이 이루어지도록 할 수 있으며, 상기 세정가스순환관(11)이 공정가스인입관(3)에 연결되는 경우, 세정가스의 순환은 공정가스인입관(3)과 공정챔버(1), 배기펌프(10)가 구비된 배기관(8) 및 세정가스순환관(11)을 통하여 순환하면서 세정이 이루어질 수 있게 된다.
상기에서 세정가스로는 질소, 아르곤, 크립톤 또는 크세논 등과 같은 비활성가스들로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것이 사용될 수 있다.
어떤 경우에도 상기 세정가스순환관(11)을 통하여 순환하게 되는 세정가스는 상기 공정가스인입관(3)을 통하여 공정챔버(1)로 유입될 수 있으며, 계속해서 세정가스순환관(11)에 의하여 순환할 수 있게 된다.
또한, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 세정가스순환관(11)에는 세정가스의 순환을 위한 세정가스서큘레이터(13)가 더 취부될 수 있다. 여기에서 세정가스서큘레이터(13)는 세정가스의 순환을 촉진시키기 위한 가압수단으로 이해될 수 있는 것으로서, 통상의 가압펌프가 될 수 있다.
상기 세정가스순환관(11)에는 세정가스공급원(15)이 더 연결될 수 있으며, 이 세정가스공급원(15)으로부터 세정가스공급관(14)을 통하여 세정가스가 상기 세정가스순환관(11)으로 유입되도록 할 수 있다. 이는, 종래의 공정가스인입관(3)을 통하여 세정가스를 인입시키고자 할 경우, 종래의 공정가스인입관(3)에 연결된 공정가스공급원(도면의 단순화를 위하여 도시하지 않음) 대신 세정가스공급원(15)을 새로이 연결하여야 하는 불편한 점을 개선할 수 있도록 하였다.
특히, 상기 세정가스순환관(11)과 상기 세정가스공급원(15) 사이의 세정가스공급관(14)에는 세정가스어큐뮬레이터(16)가 더 연결될 수 있으며, 이 세정가스어큐뮬레이터(16)를 통하여 세정가스를 공급토록 함으로써 세정가스공급원(15)으로부터 직접 연결되는 경우에서 나타날 수 있는 세정가스의 불균일한 흐름을 예방하고, 균일한 세정가스의 흐름이 세정가스순환관(11)으로 공급될 수 있도록 한다. 상기 세정가스어큐뮬레이터(16)는 통상의 중공의 챔버가 될 수 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 용이하게 이해될 수 있음은 자명한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 반도체장치 제조설비의 세정방법은, 밀폐된 공정챔버(1)내로 세정가스를 가압, 순환시켜서 공정챔버(1)를 세정함을 특징으로 한다.
상기에서 세정가스로는 질소, 아르곤, 크립톤 또는 크세논 등과 같은 비활성가스들로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것이 사용될 수 있다.
이들 세정가스들은 화학적으로 비활성이어서, 별도의 반응을 일으키지 않으면서도 배기펌프(10)에 의한 가압이나 또는 세정가스서큘레이터(13)에 의한 가압에 의하여 고속의 흐름을 나타내며, 그에 따라 분자역학적인 관점에서 기체분자들의 운동량을 공정챔버(1)의 내벽에 부착 또는 퇴적되어 있는 파티클 등의 불순물에로 인가하여 이들 불순물들을 공정챔버(1) 내벽으로부터 분리하여 배기관(8)을 통하여 외부로 배출시켜 세정이 이루어지도록 한다.
상기 세정가스는 공정가스인입관(3)을 통하여 상기 공정챔버(1)내로 유입되어 상기 세정가스순환관(11)을 통하여 순환되거나, 또는 별도의 세정가스공급원(15)으로부터 상기 세정가스순환관(11)으로 유입되어 순환될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 단위공정들의 완료 후, 일정기간마다 세정가스를 순환시켜 공정챔버(1)를 주기적으로 세정할 수 있도록 하여 반도체장치의 수율 및 생산성을 향상시킬 뿐 만 아니라, 공정챔버(1)를 분리하여 세정하는 세정주기를 연장할 수 있고, 그에 따라 반도체장치 제조설비의 가동효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (10)

  1. 히터가 구비된 공정챔버;
    상기 공정챔버에 연결되며, 공정가스단속밸브가 취부된 공정가스인입관;
    상기 공정챔버에 연결되며, 진공단속밸브와 진공펌프가 취부된 진공배관;
    상기 공정챔버에 연결되며, 배기가스단속밸브와 배기펌프가 취부된 배기관; 및
    상기 공정챔버에 연결되며, 세정가스단속밸브가 취부된 세정가스순환관;
    을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 세정수단이 구비된 반도체장치 제조설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정가스순환관이 상기 공정챔버와 배기관을 서로 연결하도록 취부됨을 특징으로 하는 세정수단이 구비된 상기 반도체장치 제조설비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정가스순환관이 상기 공정가스인입관과 배기관을 서로 연결하도록 취부됨을 특징으로 하는 세정수단이 구비된 상기 반도체장치 제조설비.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정가스순환관에 세정가스의 순환을 위한 세정가스서큘레이터가 더 취부됨을 특징으로 하는 세정수단이 구비된 상기 반도체장치 제조설비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정가스순환관에 세정가스공급원이 더 연결됨을 특징으로 하는 세정수단이 구비된 상기 반도체장치 제조설비.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 세정가스순환관에 취부된 세정가스서큘레이터가 가압펌프임을 특징으로 하는 세정수단이 구비된 상기 반도체장치 제조설비.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 세정가스순환관과 상기 세정가스공급원 사이에 세정가스어큐뮬레이터가 더 연결됨을 특징으로 하는 세정수단이 구비된 상기 반도체장치 제조설비.
  8. 밀폐된 공정챔버내로 세정가스를 가압, 순환시켜서 공정챔버를 세정함을 특징으로 하는 반도체장치 제조설비의 세정방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 세정가스는 비활성가스들로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 세정방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 세정가스는 질소, 아르곤, 크립톤, 크세논 들로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 세정방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200134578A (ko) * 2019-05-22 2020-12-02 (주)엘오티씨이에스 반도체 제조설비용 배기관 세정을 위한 배기장비의 운영방법
KR20210003074A (ko) * 2019-05-22 2021-01-11 (주)엘오티씨이에스 반도체 제조설비용 배기관 세정을 위한 배기장비의 운영방법

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