KR20080085458A - Method of cleaning a chamber in a amorphous carbon-film depositing process using gas separation type showerhead - Google Patents

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Abstract

A method of cleaning a chamber in an amorphous carbon-film depositing process using a gas separation type showerhead is provided to increase the cleaning efficiency by applying power for the plasmarization of cleaning gas to a gas injection module using the gas separation type showerhead, thereby increasing energy of the cleaning gas when cleaning an inner part of a reaction chamber after depositing an amorphous carbon film. In a method of cleaning an inner part of a reaction chamber after depositing an amorphous carbon film in an amorphous carbon-film depositing process using a gas separation type showerhead including a gas supply module having an outer supply pipe and an inner supply pipe, a gas separation module having a first dispersion area and a second dispersion area, and a gas injection module having a plurality of holes, the method of cleaning the chamber in the amorphous carbon-film depositing process using the gas separation type showerhead comprises the steps of: (a) applying power for plasmarization to the gas injection module; (b) supplying a first cleaning gas to one of the outer supply pipe and the inner supply pipe of the gas supply module, and supplying a second cleaning gas to the other of the outer supply pipe and the inner supply pipe of the gas supply module; (c) separately dispersing the first cleaning gas and the second cleaning gas in the gas separation module, thereby plasmarizing the first and second cleaning gases in the gas injection module to inject the plasmarized first and second cleaning gases into the reaction chamber in common through the holes; and (d) cleaning the inner part of the reaction chamber.

Description

가스분리형 샤워헤드를 이용한 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법{Method of cleaning a chamber in a amorphous carbon-film depositing process using gas separation type showerhead}Method of cleaning a chamber in a amorphous carbon-film depositing process using gas separation type showerhead

도 1은 본 발명에 이용되는 비정질탄소막 증착 및 세정 시스템을 간략히 도시한 것이다.1 is a simplified illustration of an amorphous carbon film deposition and cleaning system used in the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 가스분리형 샤워헤드의 단면을 상세히 도시한 것이다.2 is a detailed cross-sectional view of the gas separation showerhead shown in FIG. 1.

도 3은 도 2에 도시된 가스분리형 샤워헤드의 가스분리모듈 및 가스분사모듈의 일부를 입체적으로 도시한 것이다.FIG. 3 illustrates a three-dimensional view of a gas separation module and a gas injection module of the gas separation shower head shown in FIG. 2.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 챔버 세정 방법을 나타내는 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a chamber cleaning method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 비정질탄소막 증착 공정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비정질탄소막 증착 공정에서 비정질탄소막 증착 후에, 가스분리형 샤워헤드를 이용하여 반응 챔버 내부를 세정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an amorphous carbon film deposition process, and more particularly to a method for cleaning the inside of the reaction chamber using a gas separation shower head after the amorphous carbon film deposition in the amorphous carbon film deposition process.

비정질탄소막 증착 공정에서 비정질탄소막 증착 후 반응 챔버 내부 벽면에 적층된 유기불순물은 연속공정시 기판 위에 적층되는데, 이 적층된 불순물들은 이 후 공정시 막 특성에 영향을 주게 된다. 따라서, 비정질탄소막 증착 후에는 반응 챔버 내부를 세정하는 단계를 필요로 한다.In the amorphous carbon film deposition process, the organic impurities deposited on the inner wall of the reaction chamber after the deposition of the amorphous carbon film are deposited on the substrate in a continuous process, and the stacked impurities affect the film properties in the subsequent process. Therefore, after deposition of the amorphous carbon film, a step of cleaning the inside of the reaction chamber is required.

반응 챔버 내부 벽면에 적층된 유기불순물을 세정하는 방식은 주로 플라즈마를 이용하는데, 종래에는 비정질탄소막 증착공정에서 반응 챔버 내부를 세정하기 위해 반응 챔버 내부의 샤워헤드와 히터블록 사이에서 플라즈마를 발생시키거나, 반응 챔버 자체에서 플라즈마를 발생시켰다. In order to clean the organic impurity deposited on the inner wall of the reaction chamber, plasma is mainly used. Conventionally, plasma is generated between the shower head and the heater block in the reaction chamber to clean the inside of the reaction chamber in an amorphous carbon film deposition process. The plasma was generated in the reaction chamber itself.

이러한 종래의 방법들은 플라즈마를 발생시키기 위하여 파워를 높게 설정하면 반응 챔버 내부 벽면이나 히터블록 등의 반응 챔버 내부에 위치하는 장비들이 플라즈마에 의해 손상을 입을 우려가 있기 때문에 파워를 낮게 설정하여 이루어져 왔다. 그러나, 이 경우 세정가스의 플라즈마화에 충분한 에너지를 줄 수 없기 때문에 세정 후에도 반응 챔버 내부 벽면에 유기분순물의 일부가 잔류하는 특성을 보인다. 따라서, 이를 해결하기 위해서는 많은 양의 세정가스를 반응 챔버 내부로 공급하여야 하기 때문에 전체 공정비용이 상승하는 단점이 있다. These conventional methods have been made by setting the power low because the high power to generate the plasma, because the equipment located inside the reaction chamber, such as the inner wall of the reaction chamber or the heater block may be damaged by the plasma. However, in this case, since it is not possible to give sufficient energy for plasma formation of the cleaning gas, a part of the organic impurities remain on the inner wall of the reaction chamber even after cleaning. Therefore, in order to solve this problem, since a large amount of cleaning gas must be supplied into the reaction chamber, the overall process cost increases.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 비정질탄소막 증착 후 반응 챔버 내부를 세정할 때에 가스분리형 샤워헤드를 이용하여 가스분사모듈에 세정가스의 플라즈마화를 위한 파워를 인가하여 세정가스의 에너지를 높여 세정 효율을 높일 수 있는 가스분리형 샤워헤드를 이용한 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to increase the energy of the cleaning gas by applying power for the plasma of the cleaning gas to the gas injection module using a gas separation shower head when cleaning the inside of the reaction chamber after the deposition of the amorphous carbon film to increase the cleaning efficiency. The present invention provides a chamber cleaning method in an amorphous carbon film deposition process using a gas separation type shower head.

상기 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 따른 가스분리형 샤워헤드를 이용한 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법의 일실시예는 외측 공급관 및 내측 공급관을 구비하여 가스들이 분리 공급되는 가스분리모듈, 상기 외측 공급관과 연결되는 제1분산영역 및 상기 내측 공급관과 연결되는 제2분산영역을 구비하여, 분리 공급된 가스들이 각각의 분산영역에서 분리 분산되는 가스분리모듈 및 복수의 홀을 구비하고, 플라즈마화를 위한 파워가 인가되어 상기 분리 분산된 가스들이 플라즈마화되어 상기 복수의 홀을 통해 공통으로 분사되는 가스분사모듈을 구비하는 가스분리형 샤워헤드를 이용하며, 파워 인가 단계, 세정가스 공급 단계, 세정가스 분산 및 분사 단계 및 챔버 내부 세정 단계를 구비하여 이루어진다. In order to achieve the above technical problem, an embodiment of a chamber cleaning method in an amorphous carbon film deposition process using a gas separation shower head according to the present invention includes a gas separation module in which gases are separately supplied by an outer supply pipe and an inner supply pipe, and the outer supply pipe. And a gas separation module and a plurality of holes in which gas supplied separately is dispersed in each dispersion area, and having a first dispersion area connected to the second supply area and a second dispersion area connected to the inner supply pipe. Using a gas separation type shower head having a gas injection module that is applied to the power is applied to the separated and dispersed plasma is plasmaized through the plurality of holes, power supply step, cleaning gas supply step, cleaning gas dispersion and A spraying step and an internal chamber cleaning step.

상기 파워 인가 단계에서는 가스분리형 샤워헤드의 가스분사모듈에 플라즈마화를 위한 파워가 인가된다. 상기 세정가스 공급 단계에서는 산소 가스(O2)가 가스분리형 샤워헤드의 가스공급모듈의 외측 공급관 및 내측 공급관 중 어느 하나로 공급되고, 아르곤 가스(Ar)가 다른 하나로 공급된다. 상기 세정가스 분산 및 분사 단계에서는 상기 가스분리모듈에서 상기 산소 가스(O2) 및 상기 아르곤 가스(Ar)가 분리 분산되어, 상기 가스분사모듈에서 플라즈마화되어 상기 복수의 홀을 통해 공통으로 상기 반응 챔버 내부로 분사된다. 상기 챔버 내부 세정 단계에서는 상기 플라즈마화된 산소 가스(O2)에 의하여 반응 챔버 내부가 세정된다. In the power applying step, the power for plasma is applied to the gas injection module of the gas separation shower head. In the cleaning gas supply step, oxygen gas (O 2 ) is supplied to any one of the outer supply pipe and the inner supply pipe of the gas supply module of the gas separation shower head, and the argon gas (Ar) is supplied to the other. In the dispersing and spraying of the cleaning gas, the oxygen gas (O 2 ) and the argon gas (Ar) are separated and dispersed in the gas separation module, and the plasma is converted into the gas injection module to perform the reaction in common through the plurality of holes. Sprayed into the chamber. In the chamber cleaning step, the inside of the reaction chamber is cleaned by the plasmaized oxygen gas (O 2 ).

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 이용되는 비정질탄소막 증착 및 세정 시스템을 간략히 도시한 것이다.1 is a simplified illustration of an amorphous carbon film deposition and cleaning system used in the present invention.

도 1을 참조하면, 비정질탄소막 증착 공정에서 비정질탄소막 증착 후, 챔버 내부를 세정하는 시스템(100)은 제1세정가스 공급라인(110), 제2세정가스 공급라인(120), 가스분리형 샤워헤드(130), 파워 인가부(140) 및 반응 챔버(150)를 구비한다.Referring to FIG. 1, after the amorphous carbon film deposition in the amorphous carbon film deposition process, the system 100 for cleaning the inside of the chamber includes a first clean gas supply line 110, a second clean gas supply line 120, and a gas separation shower head. 130, a power applying unit 140, and a reaction chamber 150 are provided.

제1세정가스 공급라인(110)에서는 제1세정가스가 공급되고, 제2세정가스 공급라인(120)에서는 제2세정가스가 공급된다. 제1세정가스 공급라인(110) 및 제2세정가스 공급라인(120)에는 프로세스 가스들의 경우와 마찬가지로, 각 세정가스들의 개폐를 조절하기 위한 밸브(V/V 1, V/V 2) 및 각 세정가스들의 유량을 조절하기 위한 유량 조절기(Mass Flow Controller; MFC 1, MFC 2) 등이 순차적으로 결합되어 있다. The first clean gas is supplied from the first clean gas supply line 110, and the second clean gas is supplied from the second clean gas supply line 120. In the first cleaning gas supply line 110 and the second cleaning gas supply line 120, valves V / V 1 and V / V 2 for controlling the opening and closing of each cleaning gas, as in the case of the process gases, and each Mass flow controllers (MFC 1, MFC 2) and the like for controlling the flow rate of the cleaning gases are sequentially coupled.

가스분리형 샤워헤드(130)는 제1세정가스 및 제2세정가스가 분리 공급되고, 또한 분리 분산되며, 반응 챔버(150) 내부로 공통으로 분사된다.In the gas separation shower head 130, the first cleaning gas and the second cleaning gas are separately supplied, separated and dispersed, and commonly injected into the reaction chamber 150.

분사된 제1세정가스 및 제2세정가스에 의해 반응 챔버(150) 내부에서 비정질탄소막 증착 후에 반응 챔버(150) 내부 벽면 등에 부착된 유기불순물의 세정이 이루어진다.After the amorphous carbon film is deposited in the reaction chamber 150 by the injected first and second cleaning gases, the organic impurities attached to the inner wall of the reaction chamber 150 are cleaned.

도 2는 도 1에 도시된 가스분리형 샤워헤드(130)의 단면을 상세히 도시한 것이다.2 is a detailed cross-sectional view of the gas separation showerhead 130 shown in FIG. 1.

도 2에 도시된 가스분리형 샤워헤드(130)는 가스공급모듈(210), 가스분리모 듈(220) 및 가스분사모듈(230)을 구비한다.The gas separation shower head 130 illustrated in FIG. 2 includes a gas supply module 210, a gas separation module 220, and a gas injection module 230.

가스공급모듈(210)은 제1세정가스(A) 및 제2세정가스(B)가 분리되어 공급된다. 제1세정가스(A)와 제2세정가스(B)의 분리 공급을 위해, 가스공급모듈(210)은 서로 격리된 외측공급관(210a)과 내측공급관(210b)을 구비한다. 도 2를 참조하면, 제1세정가스(A)는 외측공급관(210a)으로 공급되고, 제2세정가스(B)는 내측공급관(210b)으로 공급된다.The gas supply module 210 is supplied with the first cleaning gas A and the second cleaning gas B separated. For separate supply of the first clean gas A and the second clean gas B, the gas supply module 210 includes an outer supply pipe 210a and an inner supply pipe 210b that are isolated from each other. Referring to FIG. 2, the first clean gas A is supplied to the outer supply pipe 210a, and the second clean gas B is supplied to the inner supply pipe 210b.

가스분리모듈(220)은 가스공급모듈(210)에 공급된 제1세정가스(A) 및 제2세정가스(B)가 분리되어 분산된다. 제1세정가스(A) 및 제2세정가스(B)의 분리 분산을 위해, 가스분리모듈(220)은 가스공급모듈(210)의 외측공급관(210a)과 연결된 제1분산영역(220a)과 내측공급관(210b)과 연결된 제2분산영역(220b)을 구비한다. 도 2를 참조하면, 제1세정가스(A)는 제1분산영역(220a)에서 분산되고, 제2세정가스(B)는 제2분산영역(220b)에서 분산된다.In the gas separation module 220, the first cleaning gas A and the second cleaning gas B supplied to the gas supply module 210 are separated and dispersed. In order to separate and disperse the first cleaning gas A and the second cleaning gas B, the gas separation module 220 may include a first dispersion region 220a connected to an outer supply pipe 210a of the gas supply module 210. And a second dispersion area 220b connected to the inner supply pipe 210b. Referring to FIG. 2, the first cleaning gas A is dispersed in the first dispersion region 220a and the second cleaning gas B is dispersed in the second dispersion region 220b.

제1분산영역(220a)은 하나의 영역으로 구성되어 있으며, 제2분산영역(220b)은 제1분산영역(220a) 하부에 위치하며, 복수의 영역으로 분할되어 있다. 제2분산영역(220b)의 분할된 복수의 영역에 제2세정가스(B)를 고르게 분산하기 위해서 가스분배판(도 3의 310)이 구비되어 있는 것이 바람직하다.The first dispersion area 220a is composed of one area, and the second dispersion area 220b is located below the first dispersion area 220a and is divided into a plurality of areas. In order to evenly distribute the second cleaning gas B in the plurality of divided regions of the second dispersion region 220b, a gas distribution plate 310 (FIG. 3) is preferably provided.

제2분산영역(220b)의 분할된 복수의 영역은 각 영역 사이, 즉 각 영역의 외부 공간에 일정한 공간이 있다. 그리고, 각 영역의 하부에는 복수의 분출부(225b)가 형성되어 있다. The divided regions of the second dispersion region 220b have a predetermined space between the regions, that is, in the outer space of each region. A plurality of jetting parts 225b are formed below each area.

도 3은 도 2에 도시된 가스분리형 샤워헤드(130)의 가스분리모듈(220)과 가 스분사모듈(230)의 일부를 입체적으로 도시한 것이다.3 illustrates a three-dimensional view of a gas separation module 220 and a gas injection module 230 of the gas separation shower head 130 shown in FIG. 2.

도 3을 참조하면, 제2세정가스(B)는 복수의 분출부(225b)를 통해서 가스분사모듈(230)로 분출되고, 제1세정가스(A)는 제1분산영역(220a)으로부터 제2분산영역(220b)의 각 영역의 외부 공간을 통과하여 복수의 분출부(225b) 각각을 둘러싸는 공간(225a)을 통해서 가스분사모듈(230)로 분출된다.Referring to FIG. 3, the second cleaning gas B is ejected to the gas injection module 230 through the plurality of ejecting units 225b, and the first cleaning gas A is formed from the first dispersion region 220a. The gas is injected into the gas injection module 230 through the space 225a surrounding each of the plurality of blowing units 225b through the outer space of each region of the two dispersion zones 220b.

제1세정가스(A) 및 제2세정가스(B)가 가스분사모듈(230)로 분출되는 가스분리모듈(220) 하부의 높이는 가변적인데, 이는 복수의 분출부(225b) 끝의 높이에 따라 결정된다. 복수의 분출부(225b)는, 그 끝이 가스분사모듈(230)의 최상부보다 높은 위치에 있을 수 있고, 또한 가스분사모듈(230)의 최상부로부터 최하부 사이의 위치하도록 형성될 수 있다. The height of the lower part of the gas separation module 220 through which the first cleaning gas A and the second cleaning gas B are ejected to the gas injection module 230 is variable, which depends on the heights of the ends of the plurality of blowing parts 225b. Is determined. The plurality of ejecting portions 225b may be positioned at a higher end than the top of the gas injection module 230, and may be formed to be positioned between the top and the bottom of the gas injection module 230.

가스분사모듈(230)은 복수의 홀(235)을 구비한다. 가스분리모듈(220)에서 분리 분산된 제1세정가스(A) 및 제2세정가스(B)는 복수의 홀(235)을 통하여 공통으로 반응 챔버(150) 내부로 분사된다. 또한, 가스분사모듈(230)에는 파워 인가부(140)로부터 플라즈마화를 위한 파워가 인가된다. 가스분사모듈(230)이 전체적으로 도전체 재질이면, 파워 인가부(140)에 의해 플라즈마화를 위한 파워 인가시 공동전극(Multi-Hollow Cathode) 역할을 할 수 있다. 따라서, 복수의 홀(235) 내부에서 제1세정가스(A) 및 제2세정가스(B)가 플라즈마화될 수 있다. The gas injection module 230 includes a plurality of holes 235. The first cleaning gas A and the second cleaning gas B separated and dispersed in the gas separation module 220 are commonly injected into the reaction chamber 150 through the plurality of holes 235. In addition, the gas injection module 230 is applied with power for the plasma from the power applying unit 140. If the gas injection module 230 is a conductor material as a whole, it may serve as a multi-hollow cathode when power is applied for plasma formation by the power applying unit 140. Therefore, the first cleaning gas A and the second cleaning gas B may be converted into plasma in the holes 235.

가스분사모듈(230)에 플라즈마화를 위한 파워가 인가되므로 가스분리모듈(220)에는 전기적인 영향을 차단하기 위하여, 가스분리모듈(220) 및 가스분사모듈(230) 사이를 전기적으로 절연시키는 절연체링(240)을 더 구비할 수 있다.Since the power for plasma is applied to the gas injection module 230, an insulator electrically insulating the gas separation module 220 and the gas injection module 230 to block an electrical effect on the gas separation module 220. The ring 240 may be further provided.

결국, 제1세정가스(A) 및 제2세정가스(B)는 가스분사모듈(230)에서 플라즈마화되어 반응 챔버(150) 내부로 분사된다.As a result, the first cleaning gas A and the second cleaning gas B are plasma-formed in the gas injection module 230 and injected into the reaction chamber 150.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 챔버 세정 방법을 나타내는 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a chamber cleaning method according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 챔버 세정 방법(400)은 파워 인가 단계(S410), 세정가스 공급 단계(S420), 세정가스 분산 및 분사 단계(S430) 및 챔버 내부 세정 단계(S440)를 구비하여 이루어진다. The chamber cleaning method 400 illustrated in FIG. 4 includes a power application step S410, a cleaning gas supply step S420, a cleaning gas dispersion and injection step S430, and an internal chamber cleaning step S440.

파워 인가 단계(S410)에서는 가스분리형 샤워헤드(130)의 가스분사모듈(230)에 플라즈마화를 위한 파워가 인가된다. 이때, 플라즈마화를 위한 파워는 50W(Watt) 내지 600W로 가스분사모듈(230)에 인가될 수 있다. 또한, RF 파워나 DC 파워가 인가될 수 있다. 플라즈마화를 위한 파워는 가스분사모듈(230)의 1곳의 미리 정해진 위치에 파워를 인가할 수 있다. 가스분리형 샤워헤드(130)가 대형인 경우에는 효율적인 파워 인가를 위하여 2곳 이상의 위치에 파워를 인가할 수 있다. In the power applying step (S410), the power for plasma is applied to the gas injection module 230 of the gas separation shower head 130. At this time, the power for the plasma can be applied to the gas injection module 230 to 50W (Watt) to 600W. In addition, RF power or DC power may be applied. The power for the plasma may be applied to one predetermined position of the gas injection module 230. When the gas separation shower head 130 is large, power may be applied to two or more positions for efficient power application.

세정가스 공급 단계(S420)에서는 제1세정가스 공급라인(110)으로부터, 제1세정가스가 가스분리형 샤워헤드(130)의 가스공급모듈(210)의 외측 공급관(210a) 및 내측 공급관(210b) 중 어느 하나의 공급관으로 공급된다. 이와 동시에 제2세정가스 공급라인(120)으로부터 제2세정가스가 다른 하나의 공급관으로 공급된다. In the cleaning gas supplying step (S420), the first cleaning gas is supplied from the first cleaning gas supply line 110 to the outer supply pipe 210a and the inner supply pipe 210b of the gas supply module 210 of the gas separation shower head 130. It is supplied to any one of the supply pipe. At the same time, the second clean gas is supplied to the other supply pipe from the second clean gas supply line 120.

여기서, 제1세정가스 및 제2세정가스 중에서 하나의 세정가스는 산소 가스(O2)이고, 다른 하나의 세정가스는 아르곤 가스(Ar)일 수 있다. 산소 가스(O2)는 플라즈마화 되었을 때 주된 세정가스로서, 반응 챔버(150) 내부 벽면 등의 유기불 순물의 물리적, 화학적 세정의 역할을 한다. 따라서, 산소 가스(O2)의 유량이 아르곤 가스(Ar)의 유량보다 큰 것이 바람직하다. 일예로, 산소 가스(O2)는 500sccm ~ 10,000sccm의 유량으로 공급되고, 아르곤 가스(Ar)는 1sccm ~ 2000sccm의 유량으로 공급될 수 있다.Here, one cleaning gas of the first cleaning gas and the second cleaning gas may be oxygen gas (O 2 ), and the other cleaning gas may be argon gas (Ar). Oxygen gas (O 2 ) is a major cleaning gas when plasma is formed, and serves as a physical and chemical cleaning of organic impurities such as the inner wall of the reaction chamber 150. Therefore, it is preferable that the flow rate of oxygen gas (O 2 ) is larger than the flow rate of argon gas (Ar). For example, the oxygen gas O 2 may be supplied at a flow rate of 500 sccm to 10,000 sccm, and the argon gas Ar may be supplied at a flow rate of 1 sccm to 2000 sccm.

아르곤 가스(Ar)는 반응 챔버(150) 내부에서 산소 가스(O2)의 캐리어 가스로 활용되거나, 가스분리형 샤워헤드(130)로의 산소 가스(O2)가 역류하는 것을 방지하는 역할을 한다. 아르곤 가스(Ar)는 경우에 따라서는, 산소 가스(O2)보다 먼저 가스분사모듈(230)로 공급되어 플라즈마 점화 가스의 역할을 수행할 수 있다. Argon gas (Ar) is used as a carrier gas of oxygen gas (O 2 ) in the reaction chamber 150, or serves to prevent the back flow of oxygen gas (O 2 ) to the gas separation shower head 130. In some cases, the argon gas Ar may be supplied to the gas injection module 230 before the oxygen gas O 2 to serve as a plasma ignition gas.

세정가스 분산 및 분사 단계(S430)에서는 가스분리형 샤워헤드(130)의 가스분리모듈(220)에서 산소 가스(O2) 및 아르곤 가스(Ar)가 분리 분산되어, 가스분사모듈(230)에서 플라즈마화되어 복수의 홀(235)을 통해 공통으로 반응 챔버(150) 내부로 분사된다. 세정가스 분산 및 분사 단계(S420)는 가스분리형 샤워헤드(130)에서 이루어진다.In the cleaning gas dispersion and spraying step (S430), oxygen gas (O 2 ) and argon gas (Ar) are separated and dispersed in the gas separation module 220 of the gas separation shower head 130, and the plasma is discharged from the gas injection module 230. And is injected into the reaction chamber 150 through a plurality of holes 235 in common. The cleaning gas dispersion and spraying step (S420) is performed in the gas separation shower head 130.

챔버 내부 세정 단계(S440)에서는 상기 플라즈마화된 제1세정가스 및 제2세정가스에 의하여 반응 챔버 내부가 세정된다. 이때 반응 챔버 내부는 0.5torr ~ 10 torr의 진공상태의 압력에서 이루어진다. In the chamber cleaning step (S440), the inside of the reaction chamber is cleaned by the plasma first and second cleaning gases. At this time, the inside of the reaction chamber is made at a vacuum pressure of 0.5torr ~ 10 torr.

제1세정가스 또는 제2세정가스가 산소 가스(O2)일 경우, 반응 챔버(150) 내부에서 플라즈마화된 산소활성종에 의해, 반응 챔버 내부 벽면 등에 형성된 알칸 계열, 알켄 계열, 알킨 계열을 포함하는 탄화수소의 탄소-탄소간 결합 및 탄소-수소간 결합이 끊어진다. 그 후, 탄소성분(C)과 수소성분(H)은 자체적으로 결합하거나 산소성분(O)과 결합하여 H20, CO2, CH4 등 C,H,O가 조합된 형태로 형성되어, 챔버 내부 세정 단계(S440) 이후 유량 조절 밸브(T V/V) 및 게이트 밸브(Gate V/V)의 오픈과 배기 펌프(Pump)의 펌핑에 의하여 챔버 외부로 배출된다. When the first cleaning gas or the second cleaning gas is oxygen gas (O 2 ), the alkane series, the alken series, and the alkyne series formed by the plasma active oxygen species in the reaction chamber 150 are formed on the inner wall of the reaction chamber. Carbon-carbon bonds and carbon-hydrogen bonds of hydrocarbons are broken. Thereafter, the carbon component (C) and the hydrogen component (H) are bonded to themselves or are combined with the oxygen component (O) to form a combination of C, H, O, such as H 2 O, CO 2 , CH 4 , After the chamber internal cleaning step (S440) is discharged to the outside of the chamber by the opening of the flow control valve (TV / V) and the gate valve (Gate V / V) and the pumping of the exhaust pump (Pump).

여기서, 산소 활성종의 물리적 충돌에 의해 탄소-탄소간 결합 및 탄소-수소간 결합이 깨지는 물리적인 세정이 1차적으로 진행되고, 물리적 세정에 의해 발생하는 탄소성분(C), 수소성분(H) 및 산소성분(O)이 상호 결합하여 CO2, H2O, CH4 등이 생성되는 화학적인 세정이 2차적으로 진행된다. 따라서 본 발명에 따른 가스분리형 샤워헤드를 이용한 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법에서는 상기의 물리적인 세정 및 화학적인 세정이 모두 이루어질 수 있다.Here, physical cleaning in which the carbon-carbon bond and the carbon-hydrogen bond are broken by the physical collision of the oxygen active species proceeds first, and the carbon component (C) and hydrogen component (H) generated by the physical cleaning are performed. And chemical cleaning in which CO 2 , H 2 O, CH 4, and the like are bonded to each other by the oxygen component (O). Therefore, in the chamber cleaning method in the amorphous carbon film deposition process using the gas separation shower head according to the present invention, both the physical cleaning and the chemical cleaning can be performed.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings. However, the present invention has been described by way of example only, and is not intended to limit the present invention. In addition, it is apparent that any person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs may make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스분리형 샤워헤드를 이용한 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법은 공동전극에 의해 플라즈마 자체의 밀도가 높아져 산소의 활성종 에너지가 높아져 반응 챔버 내부 벽면 등에 형성된 유기불순물에 도달하는 산소활성종이 많아지게 되고, 이에 따라 탄소결합의 절단력이 커지게 된다. 또한, 산소활성종이 유기불순물의 내부에 잘 침투하게 되어 탄소성분과 쉽게 결합되어 이산화탄소 등의 형태로 챔버 외부로 쉽게 빠져나가게 되어 세정시간을 단축할 수 있어 세정효율을 높일 수 있다. As described above, in the chamber cleaning method of the amorphous carbon film deposition process using the gas separation shower head according to the present invention, the density of the plasma itself is increased by the cavity electrode, and the active species energy of oxygen is increased so that organic impurities formed on the inner wall of the reaction chamber, etc. The amount of oxygen-activated species reaching to increase, thereby increasing the cutting force of the carbon bonds. In addition, the oxygen-activated species penetrates well into the organic impurity, and is easily combined with the carbon component, and easily escapes to the outside of the chamber in the form of carbon dioxide, thereby shortening the cleaning time, thereby improving cleaning efficiency.

Claims (6)

외측 공급관 및 내측 공급관을 구비하여 가스들이 분리 공급되는 가스분리모듈, 상기 외측 공급관과 연결되는 제1분산영역 및 상기 내측 공급관과 연결되는 제2분산영역을 구비하여, 분리 공급된 가스들이 각각의 분산영역에서 분리 분산되는 가스분리모듈 및 복수의 홀을 구비하고, 플라즈마화를 위한 파워가 인가되어 상기 분리 분산된 가스들이 플라즈마화되어 상기 복수의 홀을 통해 공통으로 분사되는 가스분사모듈을 구비하는 가스분리형 샤워헤드를 이용하여 비정질탄소막 증착 공정에서 비정질탄소막 증착 후에 반응 챔버 내부를 세정하는 방법에 있어서,A gas separation module for separating and supplying gases by having an outer supply pipe and an inner supply pipe, a first dispersion area connected with the outer supply pipe, and a second dispersion area connected with the inner supply pipe, wherein the separately supplied gases are dispersed Gas having a gas separation module and a plurality of holes to be separated and dispersed in a region, the gas is provided with a gas injection module that is applied to the plasma to the plasma separated by the power is applied for the plasma is dispersed through the plurality of holes In the method of cleaning the inside of the reaction chamber after the amorphous carbon film deposition in the amorphous carbon film deposition process using a separate shower head, (a)상기 가스분사모듈에 플라즈마화를 위한 파워가 인가되는 단계; (a) applying power for plasma formation to the gas injection module; (b)제1세정가스가 상기 가스공급모듈의 외측 공급관 및 내측 공급관 중 어느 하나로 공급되고, 제2세정가스가 다른 하나로 공급되는 단계; (b) a first cleaning gas is supplied to one of an outer supply pipe and an inner supply pipe of the gas supply module, and a second clean gas is supplied to another one; (c)상기 가스분리모듈에서 상기 제1세정가스 및 상기 제2세정가스가 분리 분산되어, 상기 가스분사모듈에서 플라즈마화되어 상기 복수의 홀을 통해 공통으로 상기 반응 챔버 내부로 분사되는 단계; 및(c) separating and dispersing the first cleaning gas and the second cleaning gas from the gas separation module, converting the plasma into a plasma from the gas injection module, and spraying the same into the reaction chamber through the plurality of holes in common; And (d)상기 반응 챔버 내부가 세정되는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스분리형 샤워헤드를 이용한 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법.(d) The chamber cleaning method in the amorphous carbon film deposition process using a gas separation shower head comprising the step of cleaning the reaction chamber. 제1항에 있어서, 상기 가스분리형 샤워헤드는,The method of claim 1, wherein the gas separation shower head, 상기 가스분리모듈 및 상기 가스분사모듈 사이를 전기적으로 절연시키는 절 연체링을 더 구비하여, 상기 가스분리모듈에는 상기 플라즈마화를 위한 파워가 차단되는 것을 특징으로 하는 가스분리형 샤워헤드를 이용한 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법.Further comprising an insulator ring electrically insulated between the gas separation module and the gas injection module, the gas separation module is deposited with an amorphous carbon film using a gas separation shower head, characterized in that the power for the plasma is cut off. Chamber cleaning method in the process. 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 제1세정가스는 산소 가스이고, The first cleaning gas is oxygen gas, 상기 제2세정가스는 아르곤 가스인 것을 특징으로 하는 가스분리형 샤워헤드를 이용한 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법.The second cleaning gas is an argon gas, the chamber cleaning method of the amorphous carbon film deposition process using a gas separation shower head, characterized in that. 제3항에 있어서, 상기 (d)단계는,The method of claim 3, wherein step (d) (d1)플라즈마화된 산소 가스에 의해, 반응 챔버 내부에 형성된 탄소-탄소 및 탄소-수소간 결합이 끊어지는 단계; 및 (d1) breaking the carbon-carbon and carbon-hydrogen bonds formed inside the reaction chamber by the plasma gasified oxygen gas; And (d2)상기 (d1)단계에 의해 발생하는 산소성분, 탄소성분 및 수소성분이 결합하여 CO2, H2O 및 CH4가 형성되는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스분리형 샤워헤드를 이용한 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법.(d2) Amorphous using a gas separation type shower head, characterized in that it comprises the step of combining the oxygen component, carbon component and hydrogen component generated by the step (d1) to form CO 2, H 2 O and CH 4 Chamber cleaning method in carbon film deposition process. 제3항에 있어서, 상기 (b)단계에서,The method of claim 3, wherein in step (b), 상기 산소 가스는 500sccm ~ 10,000sccm의 유량으로 공급되고,The oxygen gas is supplied at a flow rate of 500sccm ~ 10,000sccm, 상기 아르곤 가스는 1sccm ~ 2000sccm의 유량으로 공급되는 것을 특징으로 하는 가스분리형 샤워헤드를 이용한 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법.The argon gas is a chamber cleaning method in the amorphous carbon film deposition process using a gas separation shower head, characterized in that supplied at a flow rate of 1sccm ~ 2000sccm. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반응 챔버 내부는,According to claim 1 or 2, wherein the reaction chamber, 0.5torr ~ 10torr의 압력으로 유지되는 것을 특징으로 하는 가스분리형 샤워헤드를 이용한 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법. A chamber cleaning method in an amorphous carbon film deposition process using a gas separation shower head, characterized in that maintained at a pressure of 0.5torr ~ 10torr.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021252140A1 (en) * 2020-06-09 2021-12-16 Applied Materials, Inc. Plasma cleaning methods for processing chambers
CN115584484A (en) * 2022-09-01 2023-01-10 拓荆科技股份有限公司 Cleaning gas double-pipeline conveying module and thin film deposition equipment

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