KR20020044909A - Method for optimizing cleaning process of chemical vapor deposition device - Google Patents

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KR20020044909A
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윤종용
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Abstract

PURPOSE: A method for optimizing a cleaning process of a CVD(Chemical Vapor Deposition) method is provided to optimize the cleaning process by using a gas such as ClF3 or NF3. CONSTITUTION: A semiconductor wafer is loaded in a quartz tube. The first cleaning process is performed and evaluated by supplying a cleaning gas into the quartz tube with a constant pressure and a constant temperature. A pure quartz sample is loaded in the quartz tube. The second cleaning process is performed and evaluated by supplying the cleaning gas into the quartz tube with the constant pressure and the constant temperature. An optimum condition for the cleaning process is determined according to the first evaluation process and the second evaluation process. The semiconductor wafer is loaded in the quartz tube. An ending point of the cleaning process is determined under the optimum cleaning condition.

Description

화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화하는 방법{METHOD FOR OPTIMIZING CLEANING PROCESS OF CHEMICAL VAPOR DEPOSITION DEVICE}How to optimize the cleaning process of chemical vapor deposition equipment {METHOD FOR OPTIMIZING CLEANING PROCESS OF CHEMICAL VAPOR DEPOSITION DEVICE}

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로 좀더 구체적으로는 질화막을 형성하기 위한 화학 기상 증착 장비 및 그의 세정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to a chemical vapor deposition apparatus for forming a nitride film and a cleaning method thereof.

반도체 제조 공정에서 식각마스크, 식각정지막, 스페이서 및 커패시터 유전막 등으로 사용되는 실리콘 질화막은 통상적으로 LPCVD(low pressure chemical vapor deposition) 공정으로 형성한다. 이때, LPCVD 공정은 500 내지 900 ℃ 정도의 고온에서 암모니아(NH3) 및 DSC(dichlolosilane; SiH2Cl2) 기체를 사용하여 진행된다.In the semiconductor manufacturing process, a silicon nitride film used as an etch mask, an etch stop film, a spacer, a capacitor dielectric film, or the like is typically formed by a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process. In this case, the LPCVD process is performed using ammonia (NH 3 ) and DSC (dichlolosilane (SiH 2 Cl 2 ) gas at a high temperature of about 500 to 900 ℃.

그런데, 질화막 형성 공정이 진행되는 동안 CVD 장비의 튜브(tube), 보트(boat) 및 가스 배출 진공 라인 등의 내벽에 질화막이 형성된다. 이러한 질화막은 공정이 반복됨에 따라 점점 두껍게 형성되어 파티클을 생성하게 되고, 이는 웨이퍼에 결함을 발생시키는 오염원으로 작용하게 된다. 특히, 암모니아와 DSC 기체의 반응에 의해 생성되는 부산물인 NH4Cl은 튜브 내 압력 및 온도가 각각 0.1 Torr 이하 및 150 ℃ 이하인 조건 하에서 흰색 파우더를 생성한다. 또한, 반응 기체인 DSC는 하강 기류를 타고 튜브 하부로 이동하여 가열되지 않는 진공 라인의 내벽에 SixNyClz고상 파우더로 증착된다. 고상 파우더들의 증착이 계속 진행되면 가스 라인이 막히거나 진공 펌프 또는 밸브 등의 고장이 유발된다. 이는 설비의 조기 PM(preventive maintenance)으로 인한 정지 손실을 증가시키고 생산성을 저하시키는 원인이 된다.However, the nitride film is formed on the inner wall of a tube, a boat, and a gas discharge vacuum line of the CVD apparatus during the process of forming the nitride film. This nitride film is formed thicker and thicker as the process is repeated, which acts as a source of contamination in the wafer. In particular, NH 4 Cl, a by-product produced by the reaction of ammonia and DSC gas, produces a white powder under conditions in which the pressure and temperature in the tube are 0.1 Torr or less and 150 ° C. or less, respectively. In addition, DSC, the reaction gas, is deposited as a Si x N y Cl z solid powder on the inner wall of the vacuum line, which travels down the tube in a downdraft and is not heated. Continued deposition of solid powders can cause gas lines to clog or failure of vacuum pumps or valves. This increases the stop loss due to premature PM (preventive maintenance) of the installation and causes a decrease in productivity.

따라서, 주기적으로 튜브 내벽 및 가스 배출 라인에 형성된 질화막을 제거하기 위한 세정 공정을 실시한다. 기존의 세정 공정은 시스템 냉각, 튜브 제거, 불산을 사용하는 습식 식각, 재조립, 진공 테스트 및 공정 재검증 등의 단계로 진행되었다. 이러한 세정 공정은 비용 및 노동력의 소모가 크고 시간 면에서도 24 시간 이상 소모되는 등의 문제가 있다.Therefore, a cleaning process for periodically removing the nitride film formed on the inner wall of the tube and the gas discharge line is performed. Conventional cleaning processes consisted of system cooling, tube removal, wet etching with hydrofluoric acid, reassembly, vacuum testing and process revalidation. This cleaning process has a problem such as high consumption of cost and labor and 24 hours or more in terms of time.

이를 개선하기 위해, 최근에는 NF3, CF4, C2F4및 C3F8기체들을 사용한 플라즈마 식각 및 열적 스트레스에 의한 열적 쇼크 기술(thermal shock technology)등이 적용되고 있다. 또한, 일본에서는 ClF3및 BrF5등의 기체를 이용한 건식 세정 공정이 개발되었다. 이러한 식각 공정은 기존의 NF3, CF4, C2F4및 C3F8기체들을 사용하는 식각 공정과는 달리 플라즈마에 의한 활성화가 필요하지 않다는 장점이 있다.In order to improve this, recently, plasma etching using NF 3 , CF 4 , C 2 F 4 and C 3 F 8 gases and thermal shock technology due to thermal stress have been applied. In Japan, a dry cleaning process using gases such as ClF 3 and BrF 5 has been developed. This etching process has the advantage that, unlike the etching process using the conventional NF 3 , CF 4 , C 2 F 4 and C 3 F 8 gas does not require activation by the plasma.

본 발명은 상술한 제반 문제들을 해결하기 위해 제안된 것으로, ClF3또는 NF3등의 기체를 사용하는 질화막용 화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a method for optimizing a cleaning process of a chemical vapor deposition apparatus for a nitride film using a gas such as ClF 3 or NF 3 .

도 1은 본 발명의 실시예에 의해 화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화하는 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of optimizing a cleaning process of a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 의해 세정 공정의 식각율을 평가하기 위한 그래프이다.2 is a graph for evaluating the etching rate of the cleaning process according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 의해 세정 공정의 종말점을 결정하기 위한 질량 분석 결과를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing a mass spectrometry result for determining an end point of a washing process according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 밀봉 캡을 나타내는 개략도이다.4 is a schematic view showing a sealing cap according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 로그 셔터를 나타내는 개략도이다.5 is a schematic diagram illustrating a log shutter according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 클램프 타입의 셔터를 나타내는 개략도이다.6 is a schematic view showing a clamp-type shutter according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분들에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 밀봉 캡15 : 석영 보온통10 sealing cap 15 quartz thermos

20 : 플랜지23 : 로그 셔터20: flange 23: log shutter

30 : 클램프 타입의 셔터33 : 클램프30: clamp type shutter 33: clamp

(구성)(Configuration)

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 세정 공정의 최적화 방법은, 석영 튜브 내에서 소정 공정이 진행되는 화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화하는 방법에 있어서, 상기 소정 공정을 진행한 반도체 웨이퍼를 상기 튜브 내로 로딩한 후 상기 튜브 내를 일정한 압력과 온도로 유지하면서 일정량의 세정 기체를 공급하여 세정 공정을 진행하고 평가하는 제 1 단계의 공정을 실시한다. 순수 석영 시편 및 상기 소정 공정을 진행한 석영 시편을 상기 석영 튜브 내로 로딩한 후 상기 튜브 내를 일정한 압력과 온도로 유지하면서 상기 일정량의 세정 기체를 공급하여 세정 공정을 진행하고 평가하는 제 2 단계의 공정을 실시한다. 상기 제 1 및 제 2 단계의 평가 결과에 따라 상기 세정 공정의 최적 조건을 결정한다. 상기 소정 공정이 진행된 반도체 웨이퍼를 상기 튜브 내로 로딩한 후 상기 최적 조건 하에서 상기 일정량의 세정 기체를 공급하여 세정 공정을 진행하되, 질량 분석기에 의하여 상기 세정 공정의 종말점을 결정한다.In order to achieve the above object, a method of optimizing a cleaning process according to the present invention is a method of optimizing a cleaning process of a chemical vapor deposition apparatus in which a predetermined process is performed in a quartz tube. After the loading into the tube, a first step of performing the cleaning process and evaluating the cleaning process by supplying a certain amount of cleaning gas while maintaining the inside of the tube at a constant pressure and temperature. The second step of loading the pure quartz specimen and the quartz specimen subjected to the predetermined process into the quartz tube and supplying the predetermined amount of the cleaning gas while maintaining the inside of the tube at a constant pressure and temperature to proceed and evaluate the cleaning process. Carry out the process. The optimum condition of the cleaning process is determined according to the evaluation results of the first and second steps. After loading the semiconductor wafer subjected to the predetermined process into the tube, the cleaning gas is supplied by supplying the predetermined amount of cleaning gas under the optimum conditions, and the end point of the cleaning process is determined by a mass spectrometer.

본 발명에 있어서, 상기 세정 기체는 ClF3또는 NF3기체를 사용하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 제 1 단계의 세정 공정에 의하여 상기 세정 기체에 의한 각 시편들의 식각 속도와 압력, 온도 및 세정 기체 주입량 간의 의존성을 평가하고, 상기 제 2 단계의 세정 공정에 의해 상기 석영 시편의 손상 정도를 평가한다.In the present invention, the cleaning gas is characterized by using a ClF 3 or NF 3 gas. At this time, the dependence between the etching rate and the pressure, the temperature and the cleaning gas injection amount of each specimen by the cleaning gas by the cleaning step of the first step, the degree of damage of the quartz specimen by the cleaning step of the second step Evaluate.

또한, 상기 세정 공정은 튜브 하단의 개폐 수단으로 냉각 장치를 장착한 밀봉 캡, 로그 셔터 및 클램프 타입의 셔터 중 어느 하나를 사용하여 진행하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to proceed with the cleaning process using any one of a sealing cap, a log shutter, and a clamp type shutter equipped with a cooling device as an opening and closing means at the bottom of the tube.

(실시예)(Example)

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 의해 화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화 하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 의해 세정 공정의 식각율을 평가한 그래프이며, 도 3은 세정 공정의 종말점을 결정하기 위한 질량 분석 결과를 나타내는 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a method of optimizing a cleaning process of a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a graph evaluating the etch rate of the cleaning process according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a graph showing the results of mass spectrometry for determining the end point of the cleaning process.

본 발명의 실시예에서는 LPCVD 공정으로 질화막을 제조하기 위해 사용되는 화학 기상 증착 장비의 석영 튜브를 세정하기 위한 인시츄(in-situ) 세정 공정의 조건을 최적화하기 위한 방법을 설명한다.Embodiments of the present invention describe a method for optimizing the conditions of an in-situ cleaning process for cleaning quartz tubes of chemical vapor deposition equipment used to produce nitride films by LPCVD processes.

도 1을 참조하면, 화학 기상 증착 장비를 사용하여 질화막을 형성하는 공정이 반복적으로 수행되어 튜브 내벽에 증착된 막의 두께가 예를 들어, 50000 Å 이상이되면, 증착 장비에 대한 세정 공정을 실시한다. 화학 기상 증착 장비 내부의 오염 물질들을 제거하기 위한 세정 공정은 예를 들어, ClF3또는 NF3기체를 사용하는 건식 식각의 방법으로 진행하는 것이 바람직하다. 이러한 세정 공정을 적용하기 위해서는 세정 공정이 진행되는 온도, 압력 및 세정 기체의 주입량 등에 대한 조건이 최적화되어야 한다.Referring to FIG. 1, a process of forming a nitride film using chemical vapor deposition equipment is repeatedly performed to perform a cleaning process on the deposition equipment when the thickness of the film deposited on the inner wall of the tube is, for example, 50000 mm 3 or more. The cleaning process for removing contaminants inside the chemical vapor deposition equipment is preferably carried out by a dry etching method using, for example, ClF 3 or NF 3 gas. In order to apply the cleaning process, conditions for the temperature, pressure, injection amount of cleaning gas, etc., in which the cleaning process is performed should be optimized.

세정 공정의 조건을 최적화하기 위하여, 우선 질화막이 형성된 반도체 웨이퍼를 사용하여, 각각의 조건에 따른 세정 공정을 진행하고 평가하는 제 1 단계 공정을 실시한다. 즉, 질화막이 형성된 반도체 웨이퍼를 튜브 내로 로딩한 후 일정량의 세정 기체, 예를 들어 ClF3또는 NF3기체를 주입하고 일정한 온도와 압력 하에서 세정 공정을 진행한다. 튜브 내의 위치, 온도 및 압력을 달리하여 세정 공정을 진행함으로써, 튜브 내의 위치에 따른 질화막의 식각율과 균일도를 평가하고, 온도 및 압력에 대한 식각율의 의존성을 평가한다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 세정 공정시의 온도 및 압력을 변화시키면서 질화막의 식각율을 평가한다.In order to optimize the conditions of the cleaning process, a first step process of performing and evaluating the cleaning process according to each condition is first performed using a semiconductor wafer on which a nitride film is formed. That is, after loading the semiconductor wafer on which the nitride film is formed into a tube, a predetermined amount of cleaning gas, for example, ClF 3 or NF 3 gas is injected, and the cleaning process is performed under a constant temperature and pressure. By performing the cleaning process by varying the position, temperature and pressure in the tube, the etching rate and uniformity of the nitride film according to the position in the tube are evaluated, and the dependence of the etching rate on temperature and pressure is evaluated. For example, as illustrated in FIG. 2, the etching rate of the nitride film is evaluated while changing the temperature and pressure during the cleaning process.

제 1 단계의 평가 공정이 종료되면, 튜브와 동일한 재질인 석영 시편을 사용하여 세정 공정을 진행하고 평가하는 제 2 단계 공정을 실시한다. 제 2 단계 공정은 세정 조건에 따른 튜브의 손상 정도를 평가하여 튜브의 내벽이 과식각되지 않는 조건을 선별하기 위한 것이다. 즉, 세정 공정시 석영 튜브의 내벽이 과식각되면 파티클들이 생성되어 오염원으로 작용할 수 있으므로, 석영 튜브 내벽에 형성된 질화막을 제거하되, 튜브 내벽에는 손상을 주지 않는 조건으로 세정 공정이 진행되어야 한다. 제 2 단계의 평가 공정은 순수 석영 시편 및 질화막이 형성된 석영 시편에 대해 수행된다. 즉, 순수 석영 시편 및 질화막이 형성된 석영 시편을 튜브 내로 로딩한 후 튜브 내 위치, 온도 및 압력을 달리하여 세정 공정을 진행한다. 세정 공정이 종료되면, 각각의 석영 시편에 대한 평가를 실시하여 질화막과 석영의 식각선택비를 크게 할 수 있는 조건을 선정한다.After the evaluation step of the first step is completed, a second step process of performing and evaluating the cleaning process using a quartz specimen made of the same material as the tube is performed. The second step process is to evaluate the degree of damage of the tube according to the cleaning conditions to screen the condition that the inner wall of the tube is not overetched. That is, when the inner wall of the quartz tube is over-etched during the cleaning process, particles may be generated to act as a contaminant. Thus, the cleaning process should be performed under conditions that do not damage the inner wall of the tube while removing the nitride film formed on the inner wall of the quartz tube. The evaluation step of the second step is carried out on the pure quartz specimen and the quartz specimen having the nitride film formed thereon. That is, the pure quartz specimen and the quartz specimen on which the nitride film is formed are loaded into the tube, and the cleaning process is performed by varying the position, temperature and pressure in the tube. After the cleaning process is completed, each quartz specimen is evaluated to select conditions for increasing the etching selectivity of the nitride film and the quartz.

제 1 및 제 2 단계의 평가가 종료되면, 각각의 평가 결과를 근거로 하여 DOE(design of experimental) 공정을 통하여 세정 공정의 조건을 최적화한다. 즉, ClF3또는 NF3기체를 사용하는 세정 공정시에 석영 튜브의 표면에는 식각 손상을가하지 않고 장치 내부에 증착되어 있는 질화막은 충분히 제거할 수 있는 온도, 압력 및 세정 기체 주입량등을 결정한다.After the evaluation of the first and second stages is completed, the conditions of the cleaning process are optimized through a design of experimental (DOE) process based on the respective evaluation results. That is, in the cleaning process using ClF 3 or NF 3 gas, the temperature, pressure, and cleaning gas injection amount that can sufficiently remove the nitride film deposited inside the apparatus without etching damage to the surface of the quartz tube are determined.

세정 공정에 대한 최적 조건을 선정한 후에는 세정 공정의 종말점을 결정한다. 세정 공정의 종말점은 질량 분석기, 예를 들어 상용화된 QMS(Quardrupole Mass Spectrometry)를 사용하여 결정한다. 예컨대, 소정 두께의 질화막이 형성된 반도체 웨이퍼를 화학 기상 증착 장비의 튜브 내로 로딩시킨 후 최적화된 조건들을 적용한 세정 공정을 진행한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이때의 부산물들을 질량 분석기에 의해 분석한다. 그러면, 질량 분석기에 의한 트렌드 결과 식각에 의한 부산물인 SiF3 +가 세정 기체인 ClF3 +에 비해 감소하기 시작하는 교차점이 식각종말점이 된다.After selecting the optimal conditions for the cleaning process, the end point of the cleaning process is determined. The end point of the cleaning process is determined using a mass spectrometer, for example, commercially available Quadrupole Mass Spectrometry (QMS). For example, a semiconductor wafer on which a nitride film of a predetermined thickness is formed is loaded into a tube of a chemical vapor deposition apparatus, and then a cleaning process is performed using optimized conditions. As shown in Figure 3, by-products at this time are analyzed by mass spectrometry. Then, the cross point of the by-product SiF 3 + due to the trend results etched by mass spectrometry begins to decrease compared to the ClF 3 + cleaning gas is the etching end point.

세정 공정을 실시한 후 튜브 및 보트의 세정 상태를 육안으로 점검하는 모니터링(monitoring)을 실시한다. 모니터링 항목에는 예를 들어, 파티클의 존재 유무, 반사율, 두께의 균일도, 금속 오염 및 수율 등이 포함된다. 여기서, 세정 공정에 따른 금속 오염 수준은 세정 공정을 적용한 반도체 웨이퍼에 대한 정량 분석을 통하여 평가할 수 있다. 예컨대, 세정 공정을 적용한 전후의 반도체 웨이퍼에 대해 TXRF(Total X-ray Fluoroscence)를 사용하여 정량 분석을 실시한 후 결과를 비교하여 금속 오염 여부를 판별한다.After the cleaning process, monitoring is performed to visually check the cleaning conditions of the tubes and boats. Monitoring items include, for example, the presence or absence of particles, reflectance, uniformity of thickness, metal contamination and yield, and the like. Here, the metal contamination level according to the cleaning process may be evaluated through quantitative analysis of the semiconductor wafer to which the cleaning process is applied. For example, quantitative analysis is performed on the semiconductor wafers before and after the cleaning process is applied using TXRF (Total X-ray Fluoroscence), and the results are compared to determine whether the metal is contaminated.

상술한 세정 공정을 수행하기 위한 식각 기체인 ClF3기체는 일반적인 식각 기체와는 달리 그린 가스(green gas)이므로 PFC(Perfluorinated compound) 감쇄 시스템이 필요하지 않으나, 기체의 반응성, 부식성 및 독성 등으로 인해 응용에 많은한계가 있다. 특히, 니켈 및 하스텔로이(hastelloy) 등과 같은 금속은 ClF3기체에 대해 강한 내성을 갖고 있는 반면 스테인레스 스틸은 ClF3기체에 의해 쉽게 부식되는 것으로 알려지고 있다. 따라서, ClF3기체에 의한 세정 공정을 적용할 때, 금속 장치들의 손상을 고려하여 튜브 내의 온도를 저온으로 유지하는 것이 요구된다. 동시에, 세정 공정의 식각율을 높이기 위해서는 튜브 내 압력을 높게 유지해야 한다. 그런데, 이와 같이 튜브 내의 압력이 높아지면, 튜브 하부의 캡-베이스(cap-base) 및 플랜지(flange)의 내벽이 세정 공정시의 부산물들인 파우더들에 의해 오염되는 문제가 발생한다.ClF 3 gas, which is an etching gas for performing the above-described cleaning process, is a green gas, unlike a general etching gas, and thus does not require a PFC (Perfluorinated Compound) attenuation system, but due to gas reactivity, corrosiveness, and toxicity, There are many limitations to the application. Specifically, metals such as nickel, and Hastelloy (hastelloy), while having a strong resistance to ClF 3 gas stainless steel is known to be easily corroded by the ClF 3 gas. Therefore, when applying the cleaning process with ClF 3 gas, it is required to keep the temperature in the tube at a low temperature in consideration of the damage of the metal apparatuses. At the same time, the pressure in the tube must be kept high in order to increase the etching rate of the cleaning process. However, when the pressure in the tube is increased in this way, a problem arises in that the inner walls of the cap-base and the flange of the lower part of the tube are contaminated by powders which are by-products of the cleaning process.

이를 해결하기 위하여 고온 및 저압의 조건에서 세정 공정을 진행하는 것이 바람직하다. 그런데, 고온으로 세정 공정을 진행하면, 금속 부품들의 표면이 부식되어 금속 오염이 발생하게 되므로, 본 발명의 최적화된 세정 공정을 진행하기 위해서는 튜브의 금속 장치들을 개선하는 것이 요구된다.In order to solve this problem, it is preferable to proceed with the cleaning process under high temperature and low pressure. However, when the cleaning process is performed at a high temperature, since the surface of the metal parts is corroded to cause metal contamination, it is required to improve the metal devices of the tube in order to proceed with the optimized cleaning process of the present invention.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 의해 최적화된 세정 공정을 적용하기 위해 개선된 밀봉 캡 및 이를 대신할 수 있는 개폐 수단들을 나타내는 개략도이다.4-6 are schematic diagrams showing improved sealing caps and replaceable opening and closing means for applying a cleaning process optimized by the present invention.

도 4를 참조하면, 튜브 하단에 설치되어 튜브를 외부 환경과 차단시키기 위한 개폐 수단인 밀봉 캡(seal cap; 10)의 상부에 냉각 수단을 장착한다. 이는 세정 공정시 밀봉 캡(10)의 온도를 낮춰 튜브 내측으로 노출되는 밀봉 캡(10)의 표면이 부식되는 것을 방지하기 위한 것이다. 석영 보온통(15)은 원통형의 석영 몸체와 그 내부의 석영울(16)로 구성되며, 석영 보온통(15)의 내부는 10-3Torr 정도의 진공 상태로 유지된다.Referring to FIG. 4, a cooling means is mounted on an upper portion of a seal cap 10, which is installed at a lower end of the tube to open and close the tube from an external environment. This is to prevent corrosion of the surface of the sealing cap 10 exposed inside the tube by lowering the temperature of the sealing cap 10 during the cleaning process. The quartz thermos 15 is composed of a cylindrical quartz body and quartz wool 16 therein, and the interior of the quartz thermos 15 is maintained in a vacuum of about 10 -3 Torr.

도 5를 참조하면, 상술한 밀봉 캡(10)을 대신하여 로그 셔터(log shutter; 23)를 튜브 하단에 장착한다. 로그 셔터(23)는 튜브 하단부의 플랜지(20)와 대응되도록 설치되고, 로그 셔터(23)를 좌우로 이동시킬 수 있는 이동 수단(24)에 연결된다. 또한, 도면에 도시된 바와 같이, 로그 셔터(23)의 전면, 즉 둘레와 내부 모두에 냉각수(25)를 설치하여 세정 공정시 로그 셔터(23)의 표면이 부식되는 것을 방지한다.Referring to FIG. 5, a log shutter 23 is mounted at the bottom of the tube in place of the sealing cap 10 described above. The log shutter 23 is installed to correspond to the flange 20 at the lower end of the tube, and is connected to a moving means 24 capable of moving the log shutter 23 left and right. In addition, as shown in the figure, the cooling water 25 is installed on the front surface, that is, the circumference and the inside of the log shutter 23, to prevent the surface of the log shutter 23 from being corroded during the cleaning process.

도 6을 참조하면, 이동 수단(24)에 의해 개폐가 조절되는 로그 셔터(23)를 대신하여 클램프(clamp) 타입의 셔터(30)를 사용할 수도 있다. 튜브의 개폐 수단인 셔터(30)가 클램프(33)와 같은 고정자에 의해 플랜지(20)에 고정된다. 또한, 셔터(30)의 부식을 방지하기 위해 셔터(30)의 전면에 냉각수를 설치한다.Referring to FIG. 6, a clamp-type shutter 30 may be used in place of the log shutter 23 whose opening and closing is controlled by the moving means 24. The shutter 30, which is a means of opening and closing the tube, is fixed to the flange 20 by a stator such as a clamp 33. In addition, in order to prevent corrosion of the shutter 30, a coolant is installed in front of the shutter 30.

본 발명은 ClF3또는 NF3기체를 사용하는 화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화함으로써, 세정 공정의 시간을 단축시켜 세정 공정의 효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 금속 부품들의 손상을 최소화하여 장비의 수명을 연장시키는 효과가 있다.The present invention optimizes the cleaning process of chemical vapor deposition equipment using ClF 3 or NF 3 gas, thereby shortening the cleaning time to maximize the efficiency of the cleaning process and minimizing damage to metal parts. It has the effect of extending the life.

Claims (8)

석영 튜브 내에서 소정 공정이 진행되는 화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화하는 방법에 있어서,In the method for optimizing the cleaning process of the chemical vapor deposition equipment, which is a predetermined process in the quartz tube, 상기 소정 공정을 진행한 반도체 웨이퍼를 상기 튜브 내로 로딩한 후 상기 튜브 내를 일정한 압력과 온도로 유지하면서 일정량의 세정 기체를 공급하여 세정 공정을 진행하고 평가하는 제 1 단계;A first step of loading and processing the cleaning process by supplying a predetermined amount of cleaning gas while maintaining the inside of the tube at a constant pressure and temperature after loading the semiconductor wafer subjected to the predetermined process into the tube; 순수 석영 시편 및 상기 소정 공정을 진행한 석영 시편을 상기 석영 튜브 내로 로딩한 후 상기 튜브 내를 일정한 압력과 온도로 유지하면서 일정량의 세정 기체를 공급하여 세정 공정을 진행하고 평가하는 제 2 단계;A second step of loading and purifying the pure quartz specimen and the quartz specimen subjected to the predetermined process into the quartz tube and supplying a predetermined amount of cleaning gas while maintaining the inside of the tube at a constant pressure and temperature; 상기 제 1 및 제 2 단계의 평가 결과에 따라 상기 세정 공정의 최적 조건을 결정하는 단계; 및Determining an optimum condition of the cleaning process according to the evaluation results of the first and second steps; And 상기 소정 공정이 진행된 반도체 웨이퍼를 상기 튜브 내로 로딩한 후 상기 최적 조건 하에서 세정 공정을 진행하되, 질량 분석기에 의하여 상기 세정 공정의 종말점을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화하는 방법.Cleaning the chemical vapor deposition apparatus by loading the semiconductor wafer subjected to the predetermined process into the tube and performing a cleaning process under the optimum conditions, and determining an end point of the cleaning process by a mass spectrometer. How to optimize your process. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 세정 기체는 ClF3또는 NF3기체를 사용하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화하는 방법.The cleaning gas is a method of optimizing the cleaning process of the chemical vapor deposition equipment, characterized in that using the ClF 3 or NF 3 gas. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 단계의 세정 공정에 의하여 상기 세정 기체에 의한 식각 속도와 압력, 온도 및 세정 기체 주입량 간의 의존성을 평가하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화하는 방법.And evaluating the dependence between the etching rate and the pressure, the temperature, and the cleaning gas injection amount by the cleaning gas by the cleaning process of the first step. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 단계의 세정 공정에 의하여 상기 석영 시편의 손상 정도를 평가하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화하는 방법.And evaluating the damage of the quartz specimen by the second step of cleaning. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 튜브 하단의 개폐 수단으로 냉각 수단이 장착된 밀봉 캡을 사용하는 상기 세정 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화하는 방법.And proceeding with said cleaning process using a sealing cap equipped with cooling means as opening and closing means at the bottom of said tube. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 냉각 수단은 내부가 석영 울로 채워져 있고 진공 상태인 석영 보온통을 사용하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화하는 방법.The cooling means is a method for optimizing the cleaning process of the chemical vapor deposition equipment, characterized in that the inside of the quartz wool filled with quartz thermostat. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 튜브 하단의 개폐 수단으로 로그 셔터(log shutter)를 사용하되, 상기 로그 셔터의 전면에 냉각수가 순환하도록 설치하여 상기 세정 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화 하는 방법.A method of optimizing the cleaning process of the chemical vapor deposition apparatus by using a log shutter as an opening and closing means of the lower end of the tube, and installing the cooling water to circulate in the front of the log shutter to perform the cleaning process. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 튜브 하단의 개폐 수단으로 클램프(clamp) 타입의 셔터를 사용하되, 상기 셔터의 전면에 냉각수가 순환하도록 설치하여 상기 세정 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장비의 세정 공정을 최적화하는 방법.A method of optimizing the cleaning process of the chemical vapor deposition apparatus by using a clamp-type shutter as an opening and closing means of the lower end of the tube, and installing the cooling water to circulate in the front of the shutter to perform the cleaning process. .
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KR20200115082A (en) * 2019-03-28 2020-10-07 한양대학교 산학협력단 Chamber cleaning method using plasma

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