KR20070079266A - 진공누출 검사방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정 챔버 내의 진공누출 검사방법에 관해 개시한다. 개시된 본 발명은 체결부을 가진 공정 챔버를 제공하고, 상기 공정 챔버와 상기 체결부 간의 체결부위에 대한 진공 누출 검사를 진행하되, 상기 진공 누출 검사를 진행하는 동안 상기 공정 챔버는 200℃ 이하의 온도 범위로 유지된다.
상기한 본 발명에 따르면, 별도의 아웃개싱 제거 작업없이 상기 진공 누출 검사를 통해 상기 공정 챔버와 구성 부품 간의 체결부위에서 발생되는 미세 진공 누출 여부를 정확히 판단할 수 있다. 또한, 상기 아웃개싱 제거 작업을 생략함으로써, 상기 진공 누출 검사하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

Description

진공누출 검사방법{METHOD FOR DETECTING VACUUM LEAK IN A PROCESS CHAMBER}
도 1은 본 발명에 따른 진공누출 검사방법을 설명하기 위한 것으로서, 체결부를 갖는 공정 챔버를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 진공 누설 검사를 하는 동안 진공 정도와 아웃개싱의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 진공 누설 검사를 하는 동안 공정 챔버 내의 온도와 아웃개싱의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10. 공정 챔버 11. 제 1진공배기관
12. 개폐 밸브 14. 진공배기장치
15. 제 2진공배기관 16. 역류 방지 밸브
본 발명은 진공 누출 검사 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 공정 챔버에 구성 부품을 탈,부착하는 경우, 상기 공정 챔버 내의 진공 누출 여부를 검사하여 상기 공정 챔버와 상기 구성 부품 간의 연결부위에서의 진공 누출 여부를 정확히 판단할 수 있도록 한 진공누출 검사방법에 관한 것이다.
일반적으로 알려진 바와 같이, 반도체 제조 공정으로서 화학기상증착(CVD ; Chemical Vapor Deposition)이 널리 사용되고 있다. 상기 화학기상증착은 반응에 의하여 생성되는 피착물질이 직접 웨이퍼 상에 적층되어 패턴을 형성하거나 막으로서 기능하기 때문에 불순물의 개입이 허용되지 않는 매우 중요한 공정이다.
상기 화학기상증착은 적층될 물질들을 포함하는 화학물질과 기타 반응가스들을 공정 챔버 내로 도입하고, 에너지원에 따라 가열이나 플라즈마 또는 자외선을 투입하여 적층될 물질들을 포함하는 화학물질과 반응가스 간의 반응을 유도하여 적층될 물질들이 웨이퍼 상에 증착되도록 한다. 상기 공정 챔버는 별도의 체결수단을 통해 진공배기관 등과 체결된다. 상기 공정 챔버와 상기 진공배기관 간의 체결부위는 실링된다.
상기 증착에 사용되는 화학물질의 가스 이외의 불순물로서의 가스가 유입되는 경우, 공정 상의 이상 증착 원인이 되어 반도체 장치의 수율을 저하시키거나 또는 이산화규소막의 형성의 경우 등에서 규소성분과 산소의 반응에 의하여 미세한 산화규소 가루를 발생시켜 상기 웨이퍼 상에 누적됨으로써 패턴의 정확한 형성을 방해하고, 도선을 훼손시키는 등의 문제점을 일으키는 것으로 밝혀졌다.
현재 박막 증착에 사용되는 화학 기상 증착용 공정 챔버는 정상적인 반응에 필요한 고진공을 얻기 위하여 진공펌프를 사용하고 있으며, 화학 기상 증착이 실제로 수행되는 공정 챔버 내에 불순물로 작용할 수 있는 잔존가스 분자를 완전히 제거하기 위하여 장시간에 걸친 진공펌프의 가동으로 고진공에 의한 아웃개싱(out gassing) 작업을 수행하고 있다.
그러나, 진공펌프의 가동으로 공정 챔버 내에 고진공을 형성하고, 아웃개싱하더라도 상기 공정 챔버 자체의 결함으로 공정반응 동안에 아웃개싱된 가스가 공정 챔버 내로 재유입되는 경우 상기한 바와 같은 문제점을 야기시킬 가능성은 여전히 남는다. 또한, 상기 공정 챔버와 상기 진공배기관 간의 체결부위에 누출이 발생될 수 있다. 따라서, 반도체 공정 라인에는 상기 진공배기관을 포함하여 장비들의 체결부위에서의 진공 누출 발생 시 또는 진공 누출이 없더라도 정기적으로 진공 누출 검사를 실시하고 있다.
이와 같은 종래의 진공 누출 검사 방법에서, 진공 누출 검사를 진행하는 동안 공정 챔버는 680℃ 이상의 고온으로 유지된다. 즉, 상기 방법은 680℃ 이상의 고온 공정에서 진행될 수 있다. 따라서, 상기 고온 공정에서는 실제 아웃개싱이 활발하게 진행되기 때문에 상기 아웃개싱에 의한 누출 유무를 정확히 판단할 수 없다. 즉, 아웃개싱이 심한 경우 구성 부품 교체에 따른 체결 부위에 발생되는 미세 진공 누출을 정확히 판단할 수 없다. 그러므로, 진공 누출 검사 작업을 진행하기 이전에 별도로 상기 공정 챔버의 내벽에 흡착된 아웃개싱 소오스를 제거하는 작업을 진행해야 한다. 그 결과, 진공 누출 검사 작업 시간이 지연되는 문제점이 있다.
따라서, 상기 아웃개싱이 비교적 적게 일어나는 조건 하에서 진공 누출 검사 를 진행시켜 상기 아웃개싱 작업 진행에 따른 진공 누출 검사 시간의 지연됨을 방지할 수 있는 방안이 요구된다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 과제는 아웃개싱이 비교적 적게 일어나는 온도범위에서 진공 누출 검사를 진행함으로써 상기 공정 챔버와 구성 부품 간의 체결부위에서 발생되는 미세 진공 누출 여부를 정확히 판단할 수 있는 진공 누출 검사 방법을 제공하려는 것이다.
상기 과제를 달성하고자, 본 발명은 진공 누출 검사 방법을 제공한다. 이 방법은 체결부을 가진 공정 챔버를 제공한다. 상기 공정 챔버와 상기 체결부 간의 체결부위에 대한 진공 누출 검사를 진행하되, 상기 진공 누출 검사를 진행하는 동안 상기 공정 챔버는 200℃ 이하의 온도 범위로 유지되도록 한다.
상기 공정 챔버는 쿼츠 재질인 것이 바람직하다.
상기 공정 챔버는 웨이퍼 상에 박막 증착 공정을 진행하기 위한 챔버인 것이 바람직하다.
상기 진공 누출 검사는 상기 웨이퍼 상에 상기 박막 증착 공정을 진행하기 이전 또는 이후에 진행되는 것이 바람직하다.
상기 체결부는 상기 공정 챔버의 일측에 체결되는 적어도 하나 이상의 진공배기관을 포함한다.
상기 진공 누출 검사를 진행하는 동안 상기 공정 챔버는 150~200℃ 온도 범 위로 유지되는 것이 바람직하다.
상기 진공 누출 검사를 진행하는 동안 상기 공정 챔버는 1.5∼2.5Pa ㎣/sec㎡ 압력 범위로 유지되는 것이 바람직하다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 진공 누출 검사 방법을 설명하기로 한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 진공누출 검사방법을 설명하기 위한 것으로서, 체결부를 갖는 공정 챔버를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(10)는 일측에 상기 공정챔버(10) 내의 공정 가스를 배기 시키는 진공 배기장치(14)가 배치된다. 상기 공정 챔버(10)는 웨이퍼 상에 박막 증착 공정을 진행하기 위한 챔버일 수 있다. 상기 공정 챔버(10)는 쿼츠(quartz) 재질로 이루어진다. 상기 공정챔버(10)와 상기 진공배기장치(14) 사이에는 제 1진공배기관(vacuum line)(11) 및 제 2진공배기관(15)이 연결설치된다. 상기 제 1진공배기관(11)은 상기 진공 배기장치(14)와 공정챔버(10)에 연결설치된다. 상기 제 2진공배기관(15)은 상기 진공 배기장치(14)와 상기 제 1진공배기관(11)에 연결설치된다. 상기 진공 배기장치(14)와 공정챔버(10)를 연결하고 있는 제 1진공배기관(11)의 소정위치에는 배기 가스를 개폐하는 개폐밸브(12)가 장착되어 있다. 상기 진공 배기장치(14)와 상기 제 1진공배기관(11)을 연결하고 있는 제 2진공배기관(15)의 소정위치에는 배기 가스의 역류를 방지하는 역류 방지 밸브(16)가 장착되어 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 제 1진공배기관(11)은 별도의 밀봉수단에 의해 상기 공정 챔버(10)에 연결설치된다. 상기 밀봉수단은 오링(o-ring)일 수 있다.
이와같은 상기 공정 챔버(10)에는 상기 공정 챔버(10)와 상기 제 1진공배기관(11) 간의 체결부위에 대한 진공 누출 검사가 진행된다. 상기 제 1진공 배기관(11) 및 제 2진공 배기관(15)이 일체형이 아닌 경우, 상기 제 1진공 배기관(11) 및 제 2진공 배기관(15) 간의 체결부위에 대한 진공 누출 검사도 진행될 수 있다.
이와같은 진공 누출 검사는 웨이퍼 상에 상기 박막 증착 공정을 진행하기 이전 또는 이후에 진행될 수 있다.
도 2는 진공 누설 검사를 하는 동안 진공 정도와 아웃개싱의 상관관계를 나타낸 그래프이다. 또한, 도 3은 진공 누설 검사를 하는 동안 공정 챔버 내의 온도와 아웃개싱의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 아웃개싱은 온도가 낮아질수록 압력이 낮을수록 적게 나타남을 알 수 있다.
<표 1>
아웃개싱 양 많음 적음
진공 정도 고진공 저진공
온도 저온 고온
결론적으로, 표 1에서와 같이, 아웃개싱 양은 고온에서 저온으로 갈수록, 고진공에서 저진공 상태로 갈수록 적어짐을 알 수 있다. 따라서, 아웃개싱을 배제한 상태에서 공정 챔버 내의 진공 누설을 검사하기 위해서는 반드시 저온 공정에서 진행해야 함을 알 수 있다.
한편, 상기 아웃개싱은 진공시스템에 사용된 물질들의 표면에서부터 가스가 떨어져 나오는 현상으로서, 진공시스템이 1mbar 이하로 배기될때 주로 생긴다. 상기 아웃개싱의 비(rate)는 하나 물질의 단위 표면적에서 단위 시간당 떨어져 나오는 가스의 양으로 정의한다. 아웃개싱비의 단위는 mbarℓ/sec㎠ 또는 Pam3/sec㎡이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 진공 누출 검사를 진행하는 동안 상기 공정 챔버(10)는 200℃ 이하의 온도 범위로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 공정 챔버(10)는 150~200℃ 온도 범위로 유지될 수 있다.
또한, 진공 누출 검사를 진행하는 동안 상기 공정 챔버(10)는 1.5∼2.5Pam3/sec㎡ 압력 범위로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 상기 공정 챔버(10)는 2.0Pa ㎣/sec㎡ 압력 범위로 유지될 수 있다.
상기한 본 발명에 따르면, 상기 진공 누출 검사를 진행하는 동안에 상기 공정 챔버는 200℃ 이하의 온도 범위로 유지될 수 있다. 그 결과, 아웃개싱 양이 기존의 고온 공정에서보다 훨씬 적게 발생된다. 따라서, 상기 공정 챔버(10)와 제 1 진공배기관(11) 사이의 체결부위에서 발생되는 미세 진공 누출을 감지할 수 있다. 상기 제 1진공배기관(11)과 상기 제 2진공배기관(15)이 일체형이 아닐 경우, 제 1진공배기관(11)과 상기 제 2진공배기관(15) 사이의 체결부위에서 발생되는 미세 진공 누출도 감지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 200℃ 이하의 저온 공정에서 공정 챔버 내의 진공 누출 검사를 진행한다. 그 결과, 기존의 고온 공정에 비해 상기 공정 챔버 내에서 발생되는 아웃개싱의 양이 비교적 적게 된다. 따라서, 별도의 아웃개싱 제거 작업없이 상기 진공 누출 검사를 통해 상기 공정 챔버와 구성 부품 간의 체결부위에서 발생되는 미세 진공 누출 여부를 정확히 판단할 수 있다. 또한, 상기 아웃개싱 제거 작업을 생략함으로써, 상기 진공 누출 검사하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

Claims (7)

  1. 체결부를 가진 공정 챔버를 제공하고,
    상기 공정 챔버와 상기 체결부 간의 체결부위에 대한 진공 누출 검사를 진행하되, 상기 진공 누출 검사를 진행하는 동안 상기 공정 챔버는 200℃ 이하의 온도 범위로 유지되는 것을 특징으로 하는 진공 누출 검사 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 공정 챔버는 쿼츠 재질인 것을 특징으로 하는 진공 누출 검사 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 공정 챔버는 웨이퍼 상에 박막 증착 공정을 진행하기 위한 챔버인 것을 특징으로 하는 진공 누출 검사 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 진공 누출 검사는 상기 웨이퍼 상에 상기 박막 증착 공정을 진행하기 이전 또는 이후에 진행되는 것을 특징으로 하는 진공 누출 검사 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 체결부는
    상기 공정 챔버의 일측에 체결되는 적어도 하나 이상의 진공배기관을 포함하는 진공 누출 검사 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 진공 누출 검사를 진행하는 동안 상기 공정 챔버는 150~200℃ 온도 범위로 유지되는 것을 특징으로 하는 진공 누출 검사 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 진공 누출 검사를 진행하는 동안 상기 공정 챔버는 1.5∼2.5Pa ㎣/sec㎡ 압력 범위로 유지되는 것을 특징으로 하는 진공 누출 검사 방법.
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