KR20080014363A - 반도체 디바이스 제조설비의 척 크리닝 장치 및 이를이용한 척 클리닝 방법 - Google Patents

반도체 디바이스 제조설비의 척 크리닝 장치 및 이를이용한 척 클리닝 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치 및 이를 이용한 척 클리닝 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상기 척 클리닝 장치는 웨이퍼가 로딩되는 척의 하부 및 에지영역으로 질소를 분사하는 질소 분사구, 상기 질소 분사구에 의해 척으로부터 이탈된 파티클을 흡착하는 파티클 흡착부 및 상기 파티클 흡착부에 흡착된 파티클을 프로세스 챔버 외부로 배출시키는 배기부로 구성됨을 특징으로 한다. 상기와 같은 척 클리닝 장치를 이용함으로써, 척에 부착되어 있는 파티클을 보다 효과적으로 제거할 수 있으며, 그로 인해 척 상부에 로딩되는 웨이퍼의 청결도 또한 한층 더 향상시킬 수 있게 된다.
반도체, 척, 웨이퍼, 파티클, 클리닝

Description

반도체 디바이스 제조설비의 척 크리닝 장치 및 이를 이용한 척 클리닝 방법{chuck cleaning apparatus of semiconductor device manufacturing equipment and chuck cleaning method the same}
도 1은 단위 공정을 실시하기 전의 척 표면 상태를 나타낸다.
도 2는 단위 공정을 실시한 후의 척 표면 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 척 클리닝 장치가 구비된 반도체 디바이스 제조설비를 나타낸다.
도 4는 상기 도 3에 도시된 척 클리닝 장치 중, 질소 분사구의 평면 구조를 나타낸다.
도 5는 상기 도 3에 도시된 척 클리닝 장치 중, 질소 분사구의 측면 구조를 나타낸다.
도 6은 상기 도 3에 도시된 척 클리닝 장치 중, 파티클 흡착부 및 배기부에 의한 파티클 배출 과정을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 척 클리닝 장치에 의한 척 클리닝 과정을 나타낸다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 프로세스 챔버 102: 스테이지
104: 척 106: 웨이퍼
108: 제1질소 분사구 110: 제2질소 분사구
112: 파티클 흡착부 114: 배기부
116: 분사압 증가버튼 118: 분사압 감소버튼
본 발명은 반도체 디바이스 제조설비의 클리닝 장치 및 클리닝 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼가 안착되는 척에 부착된 오염물질을 제거하기 위한 척 클리닝 장치 및 이를 이용한 척 클리닝 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스는 웨이퍼 표면 상부에 절연막 또는 도전막등의 여러 물질막을 증착한 뒤, 이를 패터닝하여 다양한 회로 기하구조를 형성함으로써 제조하게 된다. 이러한 반도체 디바이스를 제조하기 위한 단위 공정은, 크게 반도체 내부로 3B족(예컨대, B) 또는 5B(예컨대, P 또는 As)족의 불순물 이온을 주입하는 불순물 이온주입 공정, 반도체 기판 상에 물질막을 형성하는 박막 증착(deposition)공정, 상기 물질막을 소정의 패턴으로 형성하는 식각 공정, 그리고 웨이퍼 상부에 층간절연막등을 증착한 후에 일괄적으로 웨이퍼 표면을 연마하여 단차를 없애는 평탄화(CMP:Chemical Mechanical Polishing) 공정을 비롯하여 웨이퍼 및 챔버의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정등과 같은 여러 단위 공정들로 구분할 수 있다.
반도체 디바이스를 제조하기 위해서는 상기와 같은 여러 단위 공정들을 선택적이고도 반복적으로 실시하게 되는데, 이러한 여러 단위 공정을 진행하는 과정에서 많은 오염물질들이 필연적으로 발생하게 된다. 따라서, 상기한 단위 공정들을 실시한 후에는 웨이퍼를 비롯한 프로세스 챔버에 대해 세정공정을 필수적으로 진행하게 된다.
특히, 상기한 여러 단위 공정들중에서도 박막 증착공정은 웨이퍼 표면 상부에 도전막 또는 절연막등의 여러 가지 물질막을 형성하는 공정으로서, 형성하고자 하는 물질막에 따라 다양한 종류의 공정가스가 사용된다. 예컨대, 반도체 기판 상부에 절연막을 형성하고자 하는 경우, SiH4, NH3, O2등이 공정가스로 사용된다. 그러나, 상기한 공정가스로 인해 프로세스 챔버 내부로 공정가스를 분사하는 공정가스 주입구를 비롯하여 프로세스 챔버 내벽, 히터, 척 및 진공 라인에 이르기까지 프로세스 챔버 전체 영역에 걸쳐 오염이 발생한다.
따라서, 본 분야에서는 분해된 불소 가스를 주기적으로 주입하는 건식 세정 또는 순수등을 이용한 습식 세정을 실시하여 프로세스 챔버 내부의 오염물질을 제거하였다. 여기서, 상기 건식 세정 방법은 프로세스 챔버를 열지 않은 상태에서 실시하게 되므로 설비 가동률 저하를 방지하여 반도체 디바이스의 신뢰성 및 생산성을 확보할 있다는 장점이 있다. 그러나, 프로세스 챔버 내부의 불소 가스가 충분히 배기되지 못할 경우, 박막 증착을 위해 주입된 공정가스와 결합하여 프로세스 챔버 내부에 또 다른 파티클을 형성하게 된다. 그리고, 이처럼 프로세스 챔버 내부에 형성된 파티클은 웨이퍼가 로딩되는 척 상부에 드롭되어 척은 물론 척 상부에 로딩되는 웨이퍼를 크게 오염시키게 된다.
하기 도 1에는 단위 공정을 실시하기 전의 척 표면 상태가 도시되어 있으며, 도 2에는 단위 공정을 실시한 후의 척 표면 상태가 도시되어 있다.
상기 도 1에 도시된 것과 같이, 다양한 공정 가스가 사용되는 식각 공정 또는 박막 증착 공정을 실시하기 전에는 척(10)의 상태가 깨끗하다. 그러나, 상기 도 2에 도시된 것과 같이, 통상의 식각 공정 또는 박막 증착 공정을 실시한 후에는 프로세스 챔버 내부의 파티클(12)들이 척(10-1)에 흡착된다.
상기 도 2에 도시된 것과 같이, 파티클(12)이 흡착되어 있는 오염된 척(10-1) 상부에 웨이퍼를 로딩하게 되면, 상기 오염된 척(10-1)에 존재하는 파티클이 웨이퍼로 전이되어 웨이퍼를 오염시키게 된다. 이처럼, 파티클(12)이 존재하는 오염된 척(10-1)에 로딩된 웨이퍼의 앞면 및 이면의 오염 상태를 분석한 결과, 주로 나트륨(Na), 마그네슘, 알루미늄, 칼륨, 구리, 철등의 물질이 검출되었다. 특히 웨이퍼의 앞면에서는 기준치 1E10의 수치를 훨씬 초과한 1.11E10의 구리가 검출되었으며, 웨이퍼 이면에서도 2.91E10의 구리가 검출되었다. 그리고, 베어(bare) 웨이퍼의 이면을 상기 오염된 척(10-1)에 10회 로딩/언로딩을 실시한 결과, 나트륨, 알루미늄 및 아연 성분이 기준치를 스펙 아웃한 것으로 확인되고 있다.
따라서, 본 분야에서는 이러한 웨이퍼 오염을 방지하기 위하여 단위 공정을 완료한 후에 척에 대하여 세정 공정을 실시하였다. 그러나, 이러한 세정 공정을 실시함에 있어서, 200mm 설비에서는 정해진 매뉴얼에 따라 세정 공정을 진행하는데 별 어려움이 없었다. 그러나, 300mm 이상의 설비에서는 설비의 사이즈가 증가함에 따라 설비를 분해하고 조립하는데 오랜 시간이 소요되어 결과적으로 매뉴얼에 따라 세정 공정을 진행하는데 너무 오랜 시간이 소요(200mm 설비 대비 2~3배 이상의 시간 소요)되는 문제점이 발생하였다.
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 척에 부착된 파티클을 단시간에 효과적으로 제거하기 위한 반도체 디바이스 제조설비의 척 크리닝 장치 및 이를 이용한 척 클리닝 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 웨이퍼 오염을 최소화하기 위한 반도체 디바이스 제조설비의 척 크리닝 장치 및 이를 이용한 척 클리닝 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 300mm 이상의 대형 설비에 대해서도 우수한 세정 효과를 발휘하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치 및 이를 이용한 척 클리닝 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치는, 웨이퍼가 로딩되는 척의 하부에 형성되어 있으며, 척의 하부에 부착되어 있는 파티클을 척으로부터 이탈시키기 위해 소정의 압력으로 가스를 분사하는 가스 분사구; 상기 가스 분사구로부터 분사된 가스에 의해 상기 척으로부터 이탈된 파티클을 흡착하는 파티클 흡착부; 및 상기 파티클 흡착부를 통해 흡착된 파티클을 프로세스 챔버 외부로 배출하기 위한 배기부를 포함함을 특징으로 한다.
여기서, 상기 파티클 흡착부는 부도체 또는 전류가 흐르는 전도체로 형성한다.
또한, 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치는, 웨이퍼가 로딩되는 척의 하부에 형성되어 있으며, 상기 척의 하부에 부착되어 있는 파티클을 상기 척으로부터 이탈시키기 위해 소정의 압력으로 가스를 분사하는 제1가스 분사구; 상기 척의 측부에 형성되어 있으며, 상기 척의 에지영역에 부착되어 있는 파티클을 상기 척으로부터 이탈시키기 위해 소정의 압력으로 가스를 분사하는 제2가스 분사구; 상기 제1가스 분사구 및 제2가스 분사구로부터 분사된 가스에 의해 상기 척으로부터 이탈된 파티클을 흡착하는 파티클 흡착부; 및 상기 파티클 흡착부를 통해 흡착된 파티클을 프로세스 챔버 외부로 배출하기 위한 배기부를 포함함을 특징으로 한다.
여기서, 상기 파티클 흡착부는 부도체 또는 전류가 흐르는 전도체로 형성한다.
또한, 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 방법은, 프로세스 챔버 내부의 척 상부에 로딩된 웨이퍼에 대하여 단위 공정을 완료한 뒤, 가스 분사구를 통해 상기 척의 하면 및 측면으로 가스 를 분사하는 단계와; 상기 가스 분사구를 통해 분사되는 가스에 의해 상기 척으로부터 이탈된 파티클을 파티클 흡착부를 통해 흡착하는 단계와; 상기 파티클 흡착부를 통해 흡착된 파티클을 배기부를 이용하여 프로세스 챔버 외부로 배출하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
여기서, 상기 파티클 흡착부를 부도체로 형성할 경우에는 파티클 흡착부를 구성하는 프로펠러의 고속 회전력에 의해 파티클이 흡착되도록 하고, 상기 파티클 흡착부를 전류가 도통하는 전도체로 형성할 경우에는 파티클 흡착부를 구성하는 프로펠러의 고속 회전력 및 전하 유도력에 의해 중성의 파티클 및 전하를 띠는 파티클이 흡착되도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 카테고리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
통상적으로, "세정"이라 하면 웨이퍼 표면의 세정만을 생각하기 쉽지만 세정공정은 반도체 제조장치 전체에 해당되는 초청정화를 위한 기술로서 광범위하게 파악되지 않으면 안된다. 즉, 웨이퍼 표면의 세정만이 아닌 제조환경, 사용기구, 부품등의 청정화까지 포함하는 기술이다. 따라서, 본 분야에서는 웨이퍼 표면에 대한 세정은 물론 식각 공정 또는 박막 증착 공정등의 단위 공정을 완료한 후에 프로세스 챔버 내부에 대해서도 필수적으로 세정 공정을 진행하고 있다. 특히, 웨이퍼가 로딩되는 척은 프로세스 챔버 하부영역에 위치하고 있으므로 공정 진행중 발생된 파티클이 드롭되기 쉬우며, 정전척의 경우에는 파티클 흡착이 용이하여 척 오염이 더욱 심화된다. 또한, 이처럼 파티클이 존재하는 척에 웨이퍼를 로딩할 경우, 척에 존재하는 파티클이 웨이퍼로 전이되어 웨이퍼를 오염시키게 된다.
한편, 반도체 디바이스가 고집적화됨에 따라 웨이퍼의 규격이 엄격해지고, 이에 따라 생산성을 향상시키기 위한 목적으로 웨이퍼가 점차 대구경화되고 있다. 실질적으로, 종래에는 8인치(200mm) 웨이퍼가 주로 사용되었으나, 기가급 이상의 차세대 반도체에서는 8인치 웨이퍼에 비해 생산되는 칩 수가 약 2.5배 증가하는 12인치(300mm) 웨이퍼 사용이 급증하고 있다. 그러나, 이러한 300mm 설비에서는 전체적인 제조설비의 사이즈 증가로 인해 웨이퍼가 로딩되는 척을 세정하는데 어려움이 있다.
따라서, 본 발명에서는 300mm 설비에 적용되는 척을 보다 용이하게 세정할 수 있도록 하는 척 클리닝 장치 및 이를 이용한 척 클리닝 방법을 제시하고자 한다. 그러면, 하기의 도면들을 참조하여, 300mm 설비에 적용가능한 척 클리닝 장치 및 이를 이용한 척 클리닝 방법을 살펴보기로 하자.
먼저, 도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 척 클리닝 장치가 적용될 수 있는 반도체 디바이스 제조설비가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 밀폐된 분위기의 프로세싱 공간인 프로세스 챔버(100)가 제공된다. 그리고, 상기 프로세스 챔버(100)에는 스테이지(102) 및 웨이퍼(106)가 로딩되는 척(104)이 형성되어 있다. 그리고, 도면상에 도시하지는 않았으나, 플라 즈마 발생을 위한 RF 파워가 인가되는 상부전극 및 하부전극을 비롯하여 공정 가스가 주입되는 공정가스 주입구등이 더 형성되어 있다.
그리고, 상기 척(104) 세정을 위한 본 발명의 실시예에 따른 척 클리닝 장치를 구성하는 각각의 구성요소로서, 예컨대 질소가 분사되는 제1질소 분사구(108), 제2질소 분사구(110), 파티클 흡착부(112) 및 배기부(114)가 형성되어 있다.
여기서, 본 발명에 따른 척 클리닝 장치의 첫 번째 구성요소인 상기 제1질소 분사구(108)는 척(104)의 하부에 형성하고, 두 번째 구성요소인 상기 제2질소 분사구(110)는 척(104)의 측부에 형성한다.
그리고, 본 발명에 따른 척 클리닝 장치의 세 번째 구성요소인 상기 파티클 흡착부(112)는 상기 제2질소 분사구(110)와 일직선상으로 대응되는 위치에 형성하는 것이 바람직하며, 네 번째 구성요소인 상기 배기부(114)는 상기 파티클 흡착부(112)의 하부에 형성한다.
본 발명에서와 같이, 상기 척(104) 하부에 제1질소 분사구(108)를 형성할 경우, 척(104) 하부면에 부착되어 있던 파티클이 상기 제1질소 분사구(108)를 통해 분사되는 질소 분사압에 의해 척(104) 하부면으로부터 떨어지게 된다. 그리고, 상기 척(104) 측부에 상기 제2질소 분사구(110)를 형성할 경우, 척(104)의 에지영역에 부착되어 있던 파티클들이 상기 제2질소 분사구(108)를 통해 분사되는 질소 분사압에 의해 척(104) 에지영역으로부터 떨어지게 된다.
한편, 도 4에는 상기 제2질소 분사구(110)에 대한 평면 구조가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 제2질소 분사구(110)는 상기 척(104)의 직경에 비해 보다 넓게 형성한다. 구체적으로, 상기 제2질소 분사구(110)는 상기 척(104)의 양측 가장자리로부터 각각 5mm 더 큰 직경을 가지도록 형성할 수 있다. 이처럼, 상기 척(104) 측부에 상기 척(104)의 직경에 비해 보다 큰 질소 분사구를 가지는 제2질소 분사구(110)를 형성할 경우, 척(104)의 에지영역에 부착되어 있던 파티클들이 상기 제2질소 분사구(110)를 통해 분사되는 질소압에 의해 척 에지영역으로부터 용이하게 떨어져 나오게 된다.
그리고, 도 5에는 상기 질소 분사구(108,110)에 대한 측면 구조가 도시되어 있다. 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 질소 분사구(108,110)에는 분사압 증가버튼(116) 및 분사압 감소버튼(118)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 분사압 증가버튼(116) 및 분사압 감소버튼(118)을 조작하여 질소의 분사압을 조절하게 된다. 예컨대, 상기 제1질소 분사구(108) 및 제2질소 분사구(110)의 질소 분사압은 3~6kgf/cm2 범위로 조절하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 제1질소 분사구(108) 및 제2질소 분사구(110)를 통해 분사되는 질소압에 의해 상기 척(104)으로부터 떨어져 나온 파티클들은 상기 파티클 흡착부(112) 및 배기부(114)를 통해 프로세스 챔버(100) 외부로 배출된다. 즉, 상기 파티클 흡착부(112)는 고속 회전하는 프로펠러 형상으로 이루어져 있어 상기 척(104)으로부터 떨어져 나온 파티클을 포획하게 되고, 이처럼 상기 파티클 흡착부(112)에 의해 포획된 파티클은 상기 배기부(114)의 강력한 흡입력에 의해 배기부(114) 내부로 빨려들어감으로써, 프로세스 챔버(100) 외부로 배출되는 것이다.
이때, 상기 파티클 흡착부(112)는 상기한 바와 같이, 통상의 프로펠러 형상으로 구현하거나, 또 다른 실시예로서 통상의 프로펠러 형상으로 구현하되 전류가 도통하는 도전체로 구현할 수 있다. 따라서, 상기 파티클 흡착부(112)를 통상의 프로펠러 형상으로 구현할 경우에는 프로펠러의 회전력에 의해 파티클을 흡착하게 된다. 이에 비하여, 상기 파티클 흡착부(112)를 통상의 프로펠러 형상으로 구현하되, 도전체로 형성하여 전류를 도통시킬 경우에는 프로펠러의 회전력은 물론 전하 유도력이 발생하여 파티클을 흡착하게 된다.
하기 도 6에는 회전력 및 전하 유도력을 지닌 파티클 흡착부(112) 및 배기부(114)를 통해 파티클이 흡착되어 배출되는 과정이 도시적으로 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 상기 파티클 흡착부(112)를 도전물질로 구현하고, 상기 파티클 흡착부(112)에 전류를 도통시킨다. 이처럼, 상기 파티클 흡착부(112)에 전류를 도통시킬 경우, + 전하를 띠는 파티클(참조부호 A) 및 - 전하를 띠는 파티클(참조부호 B)이 상기 파티클 흡착부(112)측으로 보다 적극적으로 유인되어 배기부(114)를 통해 프로세스 챔버(100) 외부로 배출된다. 그리고, 전하를 띠고 있지 않은 파티클(참조부호 C)는 상기 파티클 흡착부(112)의 회전력으로 인해 배기부(114)를 통해 프로세스 챔버(100) 외부로 배출된다.
즉, 상기 파티클 흡착부(112)가 단지 고속 회전만 하는 경우에는 파티클이 전하를 띠고 있는지 여부와 상관없이 프로펠러의 회전력에 의해 이끌리는 파티클만이 배기부(114)를 통해 프로세스 챔버(100) 외부로 배출될 것이다. 그러나, 상기 파티클 흡착부(112)를 도전체로 형성하여 전류를 흘려보내면 + 전하 또는 - 전하를 띠고 있는 파티클들에 대하여 전하 유도력이 작용하여 회전력에만 의존하는 경우에 비해 파티클의 흡착이 촉진되는 것이다. 따라서, 고속 회전력만을 지닌 파티클 흡착부를 이용하는 경우에 비해 고속 회전력과 전하 유도력을 지닌 파티클 흡착부(112)를 이용할 경우, 척(104)으로부터 떨어져 나온 파티클을 흡착하여 배기부(114)를 통해 프로세스 챔버(100) 외부로 배출시키는 시간을 보다 단축시킬 수 있게 된다.
그러면, 상기에서 설명되어진 척 클리닝 장치 및 하기 도 7을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 척 클리닝 장치에 의한 척 클리닝 과정을 일괄적으로 살펴보기로 하자.
도 7을 참조하면, 프로세스 챔버(100) 내부의 척(104) 상부에 로딩된 웨이퍼(106)에 대하여 통상의 식각 공정 또는 박막 증착공정등의 단위 공정을 완료한다(s200). 이처럼, 단위 공정을 완료한 후, 상기 척(104)으로부터 즉시 웨이퍼를 언로딩하지 않고, 본 발명에 따른 제1질소 분사구(108), 제2질소 분사구(110), 파티클 흡착부(112) 및 배기부(114)로 구성되는 척 클리닝 장치를 구동시킨다(s202).
본 발명에 따른 상기 척 클리닝 장치를 구동시키기 위해서는, 먼저 단위 공정시 상기 척(104)을 흡착 고정시키기 위한 목적으로 구동되었던 진공라인(도시되지 않음)을 오프한다(s204). 그리고 나서, 상기 제1질소 분사구(108)를 통해 척(104) 하부로 질소를 분사하여 척(104) 하부면에 붙어있는 파티클을 이탈시킨다(s206). 이때, 상기 제1질소 분사구(108)를 통해 분사되는 질소 분사압은, 예컨 대 3~6kgf/cm2 범위로 조절하는 것이 하는 것이 바람직하다. 이어서, 상기 제2질소 분사구(110)를 통해 척(104) 에지영역으로 질소를 분사하여 척(104) 에지영역에 붙어있는 파티클을 이탈시킨다(s208). 이때, 상기 제2질소 분사구(110)를 통해 분사되는 질소 분사압 또한, 예컨대 3~6kgf/cm2 범위로 조절하는 것이 하는 것이 바람직하다.
계속해서, 상기 파티클 흡착부(112)를 구동시켜 상기 척(104) 하부 및 척(104) 에지영역으로부터 떨어져 나온 파티클들을 흡착한다(s210). 그리고, 상기 파티클 흡착부(112) 하부에 형성되어 있는 배기부(114)를 통해 프로세스 챔버(100) 외부로 상기 파티클들이 배출된다(s212).
이때, 상기 파티클 흡착부(112)는 고속 회전하는 프로펠러 형상으로 형성할 수 있다. 이러한 경우, 상기 파티클 흡착부(112)에서 발생하는 고속 회전력에 의해 상기 파티클이 흡착되어 배기부(114)를 통해 배출된다. 또 다른 방법으로서, 통상의 프로펠러 형상으로 구현하되 전류가 도통하는 도전체로 구현할 수 있다. 이러한 경우, 상기 파티클 흡착부(112)으로부터 회전력 및 전하 유도력이 발생하여 상기 척(104) 하부 및 척(104) 에지영역으로부터 떨어져 나온 파티클의 흡착력이 더욱 증가되어 배기부(114)를 통한 파티클 배출 시간을 단축시킬 수 있으며, 파티클 제거 효과 또한 한층 더 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 도 7에서는 상기 제1질소 분사구(108) 및 제2질소 분사구(110)를 이용하여 척(104) 하부 및 척(104) 에지영역에 붙어있던 파티클을 이탈시킨 후에 상기 파티클 흡착부(112)를 구동시키는 과정이 플로우챠트로 제시되어 있다. 그러나, 상기 제1질소 분사구(108)를 이용하여 척(104) 하부의 파티클을 이탈시킨 후에 상기 파티클 흡착부(112)를 구동시킬 수도 있으며, 상기 제1질소 분사구(108) 및 제2질소 분사구(110)를 구동시킴과 동시에 상기 파티클 흡착부(112)를 구동시킬 수도 있다.
계속해서, 상기와 같은 과정을 거쳐 척(104) 하부 및 척(104) 에지영역에 붙어있던 파티클을 제거한 뒤, 웨이퍼에 대한 파티클 유무를 측정한다(s214). 상기 측정 결과, 웨이퍼에 존재하는 파티클 개수가 기준치를 초과하는지를 판단한다(s216). 만약, 웨이퍼에 존재하는 파티클 개수가 기준치를 초과할 경우에는 상기 s202단계로 되돌아가고, 웨이퍼에 존재하는 파티클 개수가 기준치 미만일 경우에는 상기 척(104)에 대한 클리닝 공정이 성공적으로 이루어진 것으로 판단하여 웨이퍼를 언로딩한다(s218).
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 상기 제1질소 분사구(108) 및 제2질소 분사구(110)를 이용하여 척(104) 하부 및 척(104) 에지영역에 붙어있는 파티클을 이탈시키고, 상기 파티클 흡착부(112) 및 배기부(114)를 이용하여 상기 척(104)으로부터 이탈된 파티클들을 프로세스 챔버(100) 외부로 배출시킴으로써, 척(104)에 부착되어 있는 파티클을 효과적으로 제거할 수 있게 된다. 그리고, 척(104)에 대한 클리닝 효과가 높아짐으로 인하여 상기 척(104) 상부에 로딩되는 웨이퍼(106)의 오염 또한 최소화할 수 있게 된다.
한편, 상기에서는 제1질소 분사구(108), 제2질소 분사구(110), 파티클 흡착 부(112) 및 배기부(114)로 이루어진 척 클리닝 장치 및 이를 이용한 척 클리닝 방법에 대하여 설명하였다. 그러나, 상기 실시예에 제시된 것과 같이 상기 네가지 구성으로 이루어지는 척 클리닝 장치를 구현한 것도 가능하나, 상기 네가지 구성중 어느 하나만으로 이루어지는 척 클리닝 장치, 두가지 구성으로 이루어지는 척 클리닝 장치(제1질소 분사구(108)와 파티클 흡착부(112), 또는 제2질소 분사구(110)와 파티클 흡착부(112)) 및 세가지 구성으로 이루어지는 척 클리닝 장치(제1질소 분사구(108)와 파티클 흡착부(112)와 배기부(114), 또는 제2질소 분사구(110)와 파티클 흡착부(112)와 배기부(114))를 구현하는 것도 물론 가능하다. 그러나, 세정 효과면에서는 상기 제1질소 분사구(108), 제2질소 분사구(110), 파티클 흡착부(112) 및 배기부(114)로 이루어진 척 클리닝 장치가 가장 우수할 것으로 예상된다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는, 웨이퍼가 로딩되는 척의 하부 및 측부로 질소 가스를 분사하여 척으로부터 파티클을 이탈시키고, 이탈된 상기 파티클은 파티클 흡착부 및 배기부를 통하여 프로세스 챔버 외부로 배출시킨다. 그로 인해, 척의 청결도가 향상되어 설비 오염으로 인한 PM 주기 단축 및 기료비가 증가되는 문제점을 해소할 수 있다. 그리고, 상기 척 상부에 로딩되는 웨이퍼의 청결도 또한 향상되어 반도체 디바이스의 신뢰성 및 생산성을 증가시킬 수 있게 된다.

Claims (14)

  1. 반도체 디바이스 제조설비의 척 크리닝 장치에 있어서:
    웨이퍼가 로딩되는 척의 하부에 형성되어 있으며, 척의 하부에 부착되어 있는 파티클을 척으로부터 이탈시키기 위해 소정의 압력으로 가스를 분사하는 가스 분사구;
    상기 가스 분사구로부터 분사된 가스에 의해 상기 척으로부터 이탈된 파티클을 흡착하는 파티클 흡착부; 및
    상기 파티클 흡착부를 통해 흡착된 파티클을 프로세스 챔버 외부로 배출하기 위한 배기부를 포함함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가스 분사구로부터 분사되는 가스는 질소임을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 가스 분사구로부터 분사되는 질소의 분사압은 3~6kgf/cm2 임을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 가스 분사구에는 분사압 증가버튼 및 분사압 감소버튼이 형성되어 있음을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 파티클 흡착부는 부도체 또는 전류가 흐르는 전도체로 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치.
  6. 반도체 디바이스 제조설비의 척 크리닝 장치에 있어서:
    웨이퍼가 로딩되는 척의 하부에 형성되어 있으며, 상기 척의 하부에 부착되어 있는 파티클을 상기 척으로부터 이탈시키기 위해 소정의 압력으로 가스를 분사하는 제1가스 분사구;
    상기 척의 측부에 형성되어 있으며, 상기 척의 에지영역에 부착되어 있는 파티클을 상기 척으로부터 이탈시키기 위해 소정의 압력으로 가스를 분사하는 제2가스 분사구;
    상기 제1가스 분사구 및 제2가스 분사구로부터 분사된 가스에 의해 상기 척으로부터 이탈된 파티클을 흡착하는 파티클 흡착부; 및
    상기 파티클 흡착부를 통해 흡착된 파티클을 프로세스 챔버 외부로 배출하기 위한 배기부를 포함함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제1가스 분사구 및 제2가스 분사구로부터 분사되는 가스는 질소임을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제1가스 분사구 및 제2가스 분사구로부터 분사되는 질소의 분사압은 3~6kgf/cm2 임을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제2가스 분사구는 상기 척의 직경에 비해 보다 큰 직경으로 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 제2가스 분사구는 상기 척의 양측 가장자리로부터 각각 5mm 이상 더 큰 직경을 가지도록 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조 설비의 척 클리닝 장치.
  11. 제 6항에 있어서, 상기 파티클 흡착부는 부도체 또는 전류가 흐르는 전도체로 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 장치.
  12. 프로세스 챔버 내부의 척 상부에 로딩된 웨이퍼에 대하여 단위 공정을 완료한 뒤, 가스 분사구를 통해 상기 척의 하면 및 측면으로 가스를 분사하는 단계와;
    상기 가스 분사구를 통해 분사되는 가스에 의해 상기 척으로부터 이탈된 파티클을 파티클 흡착부를 통해 흡착하는 단계와;
    상기 파티클 흡착부를 통해 흡착된 파티클을 배기부를 이용하여 프로세스 챔버 외부로 배출하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 파티클 흡착부는 부도체 또는 전류가 흐르는 전도체로 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 파티클 흡착부를 부도체로 형성할 경우에는 파티클 흡착부를 구성하는 프로펠러의 고속 회전력에 의해 파티클이 흡착되도록 하고, 상기 파티클 흡착부를 전류가 도통하는 전도체로 형성할 경우에는 파티클 흡착부를 구성하는 프로펠러의 고속 회전력 및 전하 유도력에 의해 중성의 파티클 및 전하를 띠는 파티클이 흡착되도록 함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조설비의 척 클리닝 방법.
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