KR20060079295A - Contamination prevention system of battle gas line - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 공정에서 MFC(Mass Flow Controller) 신호케이블 변경(Signal Cable Modify)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TDMT 배틀 가스라인(Battle Gas Line)의 구조를 개선한 배틀가스라인 오염(Contamination) 방지시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a Mass Flow Controller (MFC) Signal Cable Modify in a semiconductor process, and more particularly, to prevent battle gas line contamination by improving the structure of a TDMT Battle Gas Line. It's about the system.

이를 위한 본 발명은, HE-CAR가스라인이 덤프 밸브(23 - 25)와 수동 밸브(30, 31)를 통해 TDMAT 배틀(10)에 연결되고, 다른 덤프 밸브(21, 29)를 통해 챔버(12)와 드라이 펌프(15)가 연결되며, 상기 챔버(12)는 터보 펌프(11), 조절판 밸브(13)및 ISO 밸브(14)를 통해 상기 드라이 펌프(15)로 연결되도록 함에 있어서, N2 가스 라인이 상기 덤프 밸브(23, 21, 29)사이에 연결되되, 바이패스 라인으로 상기 덤프 밸브(22, 26)를 통해 TDMAT 가스라인의 인렛/아웃렛밸브(24, 25)와 TDMAT의 수동밸브(30, 31)사이에 접속되었다가 다른 덤프 밸브(27)에 연결되고, 이 펌프 밸브(27)는 다른 펌프 밸브(28)와 연결되어 드라이 펌프(15)에 연결된 것을 그 특징으로 한다. The present invention for this purpose, the HE-CAR gas line is connected to the TDMAT battle 10 through the dump valves (23-25) and manual valves (30, 31), the chamber (through another dump valve 21, 29) 12 and a dry pump 15, the chamber 12 being connected to the dry pump 15 via a turbo pump 11, a throttle valve 13 and an ISO valve 14, N2. A gas line is connected between the dump valves 23, 21, and 29, and the inlet / outlet valves 24 and 25 of the TDMAT gas line and the manual valve of the TDMAT through the dump valves 22 and 26 as bypass lines. It is characterized in that it is connected between (30, 31) and connected to the other dump valve 27, the pump valve 27 is connected to the other pump valve 28 and is connected to the dry pump (15).

TDMT, 배틀가스라인, MFC 신호케이블, 배틀가스라인 오염방지시스템TDMT, Battle Gas Line, MFC Signal Cable, Battle Gas Line Pollution Prevention System

Description

반도체 공정의 배틀가스라인 오염방지시스템{Contamination Prevention System of Battle Gas Line} Contamination Prevention System of Battle Gas Line             

도 1 은 종래의 반도체 공정의 배틀가스라인 오염방지시스템을 설명하기 위한 구성도, 1 is a block diagram illustrating a battle gas line contamination prevention system of a conventional semiconductor process;

도 2 는 본 발명의 실시예에 관한 반도체 공정의 가스라인 오염방지시스템을 설명하기 위한 구성도이다. 2 is a block diagram illustrating a gas line contamination prevention system of a semiconductor process according to an embodiment of the present invention.

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

10 : TDMAT 배틀 11 : 터보 펌프10: TDMAT Battle 11: Turbo Pump

12 : 챔버 13 : 조절판 밸브12 chamber 13 throttle valve

14 : ISO 밸브 15 : 드라이 펌프14: ISO valve 15: dry pump

21 - 29 : 덤프 밸브 21-29: Dump Valve

30, 31 : 수동 밸브
30, 31: manual valve

본 발명은 MFC(Mass Flow Controller) 신호케이블 변경(Signal Cable Modify)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TDMT 배틀 가스라인(Battle Gas Line)의 구조를 개선한 반도체 공정의 배틀가스라인 오염(Contamination) 방지시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a Mass Flow Controller (MFC) Signal Cable Modify, and more particularly, to prevent battle gas line contamination of a semiconductor process that has improved the structure of a TDMT battle gas line. It's about the system.

반도체 소자의 고집적화에 따른 디자인 룰(Design rule)의 축소는 콘텍 및 비아의 종횡비(Aspect ratio)의 증가를 가져와 기존 PVD방법에 의한 베리어 메탈 증착에 한계를 가져오게 되었다. 따라서, 최근에는 0.22μm 급 이상의 디바이스에서는 상기 PVD의 한계를 극복하기 위해 IMP(Ionized Metal Plasma)법에 의한 타이타늄(Titanium)과 CVD에 의한 질화 타이타늄(TiN)을 많이 사용하고 있다.The reduction of design rules due to the high integration of semiconductor devices has resulted in an increase in aspect ratios of contact and vias, thus limiting barrier metal deposition by conventional PVD methods. Therefore, in recent years, in order to overcome the limitation of the PVD, devices having a level of 0.22 μm or more use a lot of titanium by IMP (Ionized Metal Plasma) and titanium nitride (TiN) by CVD.

상기 CVD TiN증착시에는 소스 가스로써 TDMAT를 사용하는 경우 내부의 불필요한 화합물 제거와 저항 감소, 필름의 안정화를 위해 H 2, N 2 플라즈마 처리를 사용하게 되는데, 이때 상기 H 2, N 2 플라즈마의 직진성에 의해 콘텍 및 비아의 측벽부분은 플라즈마 처리가 잘되지 않는다.In the CVD TiN deposition, when TDMAT is used as the source gas, H 2 and N 2 plasma treatments are used to remove unnecessary compounds, reduce resistance, and stabilize the film. As a result, the sidewalls of the contacts and the vias are poorly plasma treated.

종래 플라즈마 처리를 통한 베리어 금속막의 쉬링크 발생으로, 웨이퍼 표면에 TDMAT 소스 가스를 CVD 방법으로 증착시켜 TiN막을 생성시킨 후, H 2, N 2 플라즈마 처리를 통해 쉬링크(Shrink)된 TiN막을 얻게 되는 것이다.In the shrink generation of the barrier metal film through a conventional plasma treatment, a TiN film is formed by depositing a TDMAT source gas on the wafer surface by a CVD method, and then a shrinked TiN film is obtained through H 2 and N 2 plasma treatment. will be.

그러나, 상기와 같이 생성되는 종래 TiN막은 전술한 H 2, N 2 플라즈마의 직진성에 의해 콘텍홀의 상부면과 하부면에서는 플라즈마 처리가 잘 수행되어 충분한 쉬링크가 발생한 TiN막을 형성할 수 있는 반면, 콘텍홀의 측면부에서는 플라즈마 처리가 거의 수행되지 않아 쉬링크가 발생하지 않게 된다.However, the conventional TiN film produced as described above can perform a plasma treatment well on the upper and lower surfaces of the contact hole due to the straightness of the H 2 and N 2 plasmas described above, thereby forming a TiN film having sufficient shrinkage. Plasma treatment is hardly performed at the side portions of the holes so that no shrink occurs.

이는 후속 텅스텐 CVD 방식에 의한 콘텍, 비아홀 매립시 측벽 방향으로 불소 공격(Fluorine attack)이나 불순물의 존재로 인한 메탈 막의 저항 증가, 베리어 금 속막 물성의 문제로 인한 텅스텐 막의 성장 방해 등의 원인이 되어 왔으며, 이와 같은 콘텍홀 측벽의 플라즈마 처리에의 문제점은 0.13μm, 0.10μm 급 이상의 상위 테크놀러지 디바이스에서 는 반도체 디바이스의 동작에 치명적인 영향을 미치게 되었다.This has been the cause of contact by the subsequent tungsten CVD method, increased resistance of the metal film due to fluorine attack or the presence of impurities in the sidewall direction during via hole filling, and tungsten film growth inhibition due to barrier metal film properties. This problem of plasma treatment of contact hole sidewalls has a fatal effect on the operation of semiconductor devices in higher technology devices of 0.13μm, 0.10μm or more.

도 1 은 종래의 반도체 공정의 배틀가스라인 오염방지시스템을 설명하기 위한 구성도로서, 크게 TDMAT 배틀(10), 터보펌프(11)와 챔버(12), 조절판(THROTTLE)밸브(13), ISO 밸브(14), 그리고 드라이펌프(15)등이 구성되어져 있다. 이들 구성품사이의 가스라인에는 덤프 밸브(1 - 5)와 수동 밸브(6, 7) 연결되어져 있고, HE-CAR 가스와 N2 가스가 각기 공급되고 있다. 1 is a block diagram illustrating a conventional battle gas line contamination prevention system of a semiconductor process, and includes a TDMAT battle 10, a turbo pump 11, a chamber 12, a throttle valve 13, and an ISO. The valve 14 and the dry pump 15 are comprised. The gas line between these components is connected with the dump valves 1-5 and the manual valves 6 and 7, and HE-CAR gas and N2 gas are supplied, respectively.

종래에는 체인지 전 가스라인 퍼지(Gas Line Purge)실시 후 TDMAT 배틀(Battle : 10)을 체인지 다시 가스라인 퍼지 실시 후 턴온(Turn On) 하고 있다. 체인지 시 TDMAT 를 리무브(Remove)하게 되면, 상기 TDMAT 가스라인의 인렛/아웃렛(Inlet/Outlet)밸브(4, 5)와 TDMAT의 수동밸브(6, 7)사이가 대기에 노출이 된다. 여기서 도면 부호 16 은 대기에 노출되어 퍼지가 되지 않는 부분이다. Conventionally, the TDMAT battle (Battle 10) is turned on after the change of the gas line purge after the change of the gas line purge before the change. When the TDMAT is removed when the change is made, the air is exposed between the inlet / outlet valves 4 and 5 of the TDMAT gas line and the manual valves 6 and 7 of the TDMAT. Here, reference numeral 16 denotes a portion which is not exposed to the atmosphere and does not purge.

이를 위해 체인지 후 가스라인을 퍼지(Purge)를 하나 그 사이에 있는 대기는 그대로 있게 되고, 작은 리크(Leak)가 밸브에 있게 되면 조금씩 가스라인으로 유입되어 수분 및 대기 중의 가스에 의해 라인이 오염이 된다는 문제점이 있었다.
To this end, purge the gas line after the change, but the atmosphere in between is intact, and when a small leak is in the valve, it gradually enters the gas line and pollutes the line by moisture and atmospheric gases. There was a problem.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 대기성분을 프로세스 가스라인이 아닌 바이패스 라인(Bypass line)을 추가로 설치하여 체인지 시 발생하는 대기성분에 의한 프로세스 가스라인(Process Gas Line)으로의 유입을 막을 수 있는 반도체 공정의 배틀가스라인 오염(Contamination) 방지시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
The present invention has been invented to solve the conventional problems as described above, the process gas line by the air component generated by changing the atmosphere by additionally installing a bypass line (Bypass line) instead of the process gas line (Process The purpose of the present invention is to provide a battle gas line contamination prevention system of a semiconductor process that can prevent inflow into a gas line.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, HE-CAR가스라인이 덤프 밸브(23 - 25)와 수동 밸브(30, 31)를 통해 TDMAT 배틀(10)에 연결되고, 다른 덤프 밸브(21, 29)를 통해 챔버(12)와 드라이 펌프(15)가 연결되며, 상기 챔버(12)는 터보 펌프(11), 조절판 밸브(13)및 ISO 밸브(14)를 통해 상기 드라이 펌프(15)로 연결되도록 함에 있어서, N2 가스 라인이 상기 덤프 밸브(23, 21, 29)사이에 연결되되, 바이패스 라인으로 상기 덤프 밸브(22, 26)를 통해 TDMAT 가스라인의 인렛/아웃렛밸브(24, 25)와 TDMAT의 수동밸브(30, 31)사이에 접속되었다가 다른 덤프 밸브(27)에 연결되고, 이 펌프 밸브(27)는 다른 펌프 밸브(28)와 연결되어 드라이 펌프(15)에 연결된 것을 그 특징으로 한다.
The present invention for achieving the above object, the HE-CAR gas line is connected to the TDMAT battle 10 via the dump valves (23-25) and manual valves (30, 31), other dump valves (21, 29) A chamber 12 and a dry pump 15 are connected to each other, and the chamber 12 is connected to the dry pump 15 through a turbo pump 11, a throttle valve 13, and an ISO valve 14. N2 gas line is connected between the dump valves (23, 21, 29), and the inlet / outlet valves (24, 25) of the TDMAT gas line through the dump valves (22, 26) as a bypass line. It is connected between the manual valves 30 and 31 of the TDMAT and then to another dump valve 27, which is connected to another pump valve 28 and is connected to the dry pump 15. It is done.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.                     

도 2 는 본 발명의 실시예에 관한 반도체 공정의 가스라인 오염방지시스템을 설명하기 위한 구성도로서, MFC(Mass Flow Controller) 신호케이블 변경인 바, 이는 TDMT 배틀 가스라인의 구조를 개선한 반도체 공정의 배틀가스라인 오염 방지시스템인 것이다. 상기 MFC 는 가스유량을 조절해주는 장치이고, HE-CAR는 HE가스로 TDMAT를 운송하기 위해 사용되어져서 HE-CAR라 불리어진다. FIG. 2 is a schematic view illustrating a gas line contamination prevention system of a semiconductor process according to an exemplary embodiment of the present invention, and is a change of a Mass Flow Controller (MFC) signal cable. Battle gas line pollution prevention system. The MFC is a device for adjusting the gas flow rate, and HE-CAR is called HE-CAR because it is used to transport TDMAT to HE gas.

HE-CAR가스라인은 덤프 밸브(23 - 25)와 수동 밸브(30, 31)를 통해 TDMAT 배틀(10)에 연결되고, 다른 덤프 밸브(21, 29)를 통해 챔버(12)와 드라이 펌프(15)가 연결되며, 상기 챔버(12)는 터보 펌프(11), 조절판 밸브(13)및 ISO 밸브(14)를 통해 상기 드라이 펌프(15)로 연결되고 종래와 같이 작동되고 있도록 구성되어 있다. The HE-CAR gas line is connected to the TDMAT battle 10 via dump valves 23-25 and manual valves 30, 31, and through the other dump valves 21, 29 the chamber 12 and the dry pump ( 15 is connected and the chamber 12 is configured to be connected to the dry pump 15 via a turbo pump 11, a throttle valve 13 and an ISO valve 14 and to be operated as conventional.

이러한 상태에서 N2 가스라인은 종래와 같이 덤프 밸브(23, 21, 29)사이에 연결되는 한편 바이패스 라인이 덤프 밸브(22, 26)를 통해 TDMAT 가스라인의 인렛/아웃렛밸브(24, 25)와 TDMAT의 수동밸브(30, 31)사이에 접속되었다가 다른 덤프 밸브(27)에 연결되고, 이 펌프 밸브(27)는 다른 펌프 밸브(28)와 연결되어 드라이 펌프(15)에 연결되고 있다. 따라서, 종래와 달리 TDMAT 가스라인의 인렛/아웃렛밸브(24, 25)와 TDMAT의 수동밸브(30, 31)사이에다 별도의 펌프 밸브(26, 27)를 매개로 상호 접속되고 있다. In this state, the N2 gas line is conventionally connected between the dump valves 23, 21, and 29 while the bypass line is connected to the inlet / outlet valves 24 and 25 of the TDMAT gas line through the dump valves 22 and 26. And the manual valves 30 and 31 of the TDMAT are connected to another dump valve 27, which is connected to the other pump valve 28 and to the dry pump 15. . Accordingly, unlike the related art, the inlet / outlet valves 24 and 25 of the TDMAT gas line and the manual valves 30 and 31 of the TDMAT are connected to each other via separate pump valves 26 and 27.

그런데, 반도체 공정중 베리어 메탈(Barrier Matal) 공정에 TIN 프로세스가 있다. 이 TIN 프로세스는 PVD 방식 또는 CVD 방식을 사용하고 있는 데, 상기 CVD 방식에서는 TDMAT 라는 액체 가스를 사용하여 프로세스(Process)를 진행시킨다. 여기서, 상기 TDMAT 는 배틀(Battle : 10) 형식으로 되어 있어 일정 주기가 되면 체 인지하여야 한다. However, there is a TIN process in the barrier metal process of the semiconductor process. The TIN process uses a PVD method or a CVD method. In the CVD method, a process is performed using a liquid gas called TDMAT. Here, the TDMAT is in the form of a battle (Battle: 10), and should be changed when a certain period is reached.

이 TDMAT 가스배틀(Gas Battle : 10)을 체인지하게 되면, 가스라인이 대기에 노출이 되고, 이에 체인지시 가스라인 퍼지(Purge)를 통해 라인의 오염을 예방할 수 있도록 구성되어 있다. When changing the TDMAT gas battle (Gas Battle: 10), the gas line is exposed to the atmosphere, it is configured to prevent the contamination of the line through the gas line purge.

그러나, 체인지시 유입되는 대기를 완전히 제거하지는 못하며, 이 남은 대기성분이 가스라인으로 유입이 된다. 이 대기성분을 프로세스 가스라인이 아닌 바이패스 라인(Bypass line)을 추가로 설치하여 체인지 시 발생하는 대기성분에 의한 프로세스 가스라인(Process Gas Line)으로의 유입을 막고자 하는데 있다.However, it does not completely remove the incoming air at the time of change, and the remaining air is introduced into the gas line. The purpose of this air component is to install a bypass line rather than a process gas line to prevent inflow into the process gas line due to atmospheric components generated during the change.

이에 N2 가스라인을 변경하여 TDMAT 배틀(Battle : 10)의 수동밸브(30, 31) 윗단에서 덤프(Dump) 밸브(26, 27) 쪽으로 변경하여 TDMAT 체인지 후 턴온하기 전에 충분히 N2 가스를 사용하여 퍼지를 실시 후 턴온(Turn On)을 함으로, 프로세스 가스라인의 오염을 방지하여 안정적인 생산과 품질향상에 기여할 수 있을 것이다.Therefore, change the N2 gas line to the dump valves (26, 27) at the upper end of the manual valves (30, 31) of the TDMAT battle (10) to purge by using enough N2 gas before turning on after the TDMAT change. By turning on after turning on, it can contribute to stable production and quality improvement by preventing contamination of process gas line.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 반도체 공정에 사용되는 모든 TDMAT 가스라인에 적용할 수 있는 장점이 있다.
The present invention configured as described above has an advantage that can be applied to all TDMAT gas lines used in the semiconductor process.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 대기성분을 프로세스 가스라인이 아닌 바이패스 라인(Bypass line)을 추가로 설치하여 체인지 시 발생하는 대기성분에 의한 프로세스 가스라인(Process Gas Line)으로의 유입을 막을 수 있는 반도체 공정의 배틀가스라인 오염(Contamination) 방지시스템을 제공할 수 있다.
As described above, according to the present invention, by installing a bypass line (Bypass line) rather than the process gas line to prevent the inflow into the process gas line (Process Gas Line) by the air component generated during the change. It is possible to provide a battle gas line contamination prevention system of a semiconductor process.

본 발명의 반도체 공정의 가스라인 오염방지시스템에 대한 기술사상을 예시도면에 의거하여 설명했지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 이 기술분야의 통상 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다. Although the technical concept of the gas line contamination prevention system of the semiconductor process of the present invention has been described based on the exemplary drawings, this is illustrative of the best embodiment of the present invention and is not intended to limit the claims of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and imitations can be made without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

Claims (1)

HE-CAR가스라인이 덤프 밸브(23 - 25)와 수동 밸브(30, 31)를 통해 TDMAT 배틀(10)에 연결되고, 다른 덤프 밸브(21, 29)를 통해 챔버(12)와 드라이 펌프(15)가 연결되며, 상기 챔버(12)는 터보 펌프(11), 조절판 밸브(13)및 ISO 밸브(14)를 통해 상기 드라이 펌프(15)로 연결되도록 함에 있어서, The HE-CAR gas line is connected to the TDMAT battle 10 via the dump valves 23-25 and the manual valves 30, 31, and the chamber 12 and the dry pump (through the other dump valves 21, 29). 15 is connected and the chamber 12 is connected to the dry pump 15 via a turbo pump 11, a throttle valve 13 and an ISO valve 14. N2 가스 라인이 상기 덤프 밸브(23, 21, 29)사이에 연결되되, 바이패스 라인으로 상기 덤프 밸브(22, 26)를 통해 TDMAT 가스라인의 인렛/아웃렛밸브(24, 25)와 TDMAT의 수동밸브(30, 31)사이에 접속되었다가 다른 덤프 밸브(27)에 연결되고, 이 펌프 밸브(27)는 다른 펌프 밸브(28)와 연결되어 드라이 펌프(15)에 연결된 것을 특징으로 하는 반도체 공정의 가스라인 오염방지시스템. An N2 gas line is connected between the dump valves 23, 21, 29, and the inlet / outlet valves 24, 25 of the TDMAT gas line and the manual operation of the TDMAT through the dump valves 22, 26 as bypass lines. A semiconductor process characterized in that it is connected between valves 30 and 31 and then to another dump valve 27, which is connected to another pump valve 28 and to a dry pump 15. Gas line pollution prevention system.
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