KR20080088788A - 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치 및 이를이용한 챔버 세정 방법 - Google Patents

비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치 및 이를이용한 챔버 세정 방법 Download PDF

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Abstract

비정질탄소막 증착 공정에서 비정질탄소막 증착 후 반응 챔버 내부를 세정하기 위한 장치 및 이를 이용한 챔버 세정 방법에 관하여 개시한다.
본 발명에 따른 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치는 가스분리형 샤워헤드, 제3가스공급모듈 및 제3가스분사모듈을 구비하여 이루어진다. 상기 가스분리형 샤워헤드는 제1가스 및 제2가스가 분리되어 공급되는 가스공급모듈, 상기 공급된 제1가스 및 제2가스가 분리 분산되는 가스분리모듈 및 복수의 홀을 구비하고, 플라즈마화를 위한 파워가 인가되어 상기 분리 분산된 가스들이 플라즈마화되어 상기 복수의 홀을 통해 공통으로 반응 챔버로 분사되는 가스분사모듈을 구비한다. 상기 제3가스공급모듈은 상기 가스분리형 샤워헤드 외벽을 둘러싸도록 형성되며, 제3가스가 공급되어 이송된다. 상기 제3가스분사모듈은 상기 공급된 제3가스가 상기 반응 챔버 내부로 분사되는 제3가스분사모듈을 구비한다.
비정질탄소막 증착, 챔버 세정, 가스분리형 샤워헤드, RPS

Description

비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치 및 이를 이용한 챔버 세정 방법{Apparatus for cleaning a chamber in a amorphous carbon-film depositing process and method of cleaning the chamber using the apparatus}
도 1은 본 발명에 이용되는 비정질탄소막 증착 및 세정 시스템을 간략히 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 샤워헤드의 단면을 상세히 도시한 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 샤워헤드에서 가스분리모듈 및 가스분사모듈의 일부를 입체적으로 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 6은 도 2에 도시된 샤워헤드에서 하부방향의 제3가스분사모듈의 다양한 형태를 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8은 도 2에 도시된 샤워헤드에서 측면방향의 제3가스분사모듈의 다양한 형태를 나타낸 것이다.
도 9 및 도 10은 도 2에 도시된 샤워헤드에서 가스가 분사되는 형태를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 챔버 세정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 1차 세정 단계의 구성을 나타내는 순서도이다.
도 13은 2차 세정 단계의 구성을 나타내는 순서도이다.
본 발명은 비정질탄소막 증착 공정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비정질탄소막 증착 공정에서 비정질탄소막 증착 후에, 가스분리형 샤워헤드를 이용하여 1차적으로 세정하고, 별도의 경로로 2차적으로 세정할 수 있는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치 및 이를 이용한 챔버 세정 방법에 관한 것이다.
비정질탄소막 증착 공정에서 비정질탄소막 증착 후 반응 챔버 내부 벽면에 적층된 유기불순물은 연속공정시 기판 위에 적층되는데, 이 적층된 불순물들은 이후 공정시 막 특성에 영향을 주게 된다. 따라서, 비정질탄소막 증착 후에는 반응 챔버 내부를 세정하는 단계를 필요로 한다.
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.
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 보인 다. 따라서, 이를 해결하기 위해서는 많은 양의 세정가스를 반응 챔버 내부로 공급하여야 하기 때문에 전체 공정비용이 상승하는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비정질탄소막 증착 후 반응 챔버 내부를 세정할 때에 가스분리형 샤워헤드를 이용하여 가스분사모듈에 세정가스의 플라즈마화를 위한 파워를 인가하여 1차 세정시 세정가스의 에너지를 높여 세정 효율을 높일 수 있으며, 추가적으로 별도의 경로로 2차 세정을 통하여 더욱 세정 효율을 높일 수 있는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치 및 이를 이용한 챔버 세정 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치의 일실시예는 가스분리형 샤워헤드, 제3가스공급모듈 및 제3가스분사모듈을 구비하여 이루어진다.
상기 가스분리형 샤워헤드는 제1가스 및 제2가스가 분리되어 공급되는 가스공급모듈, 상기 공급된 제1가스 및 제2가스가 분리 분산되는 가스분리모듈 및 복수의 홀을 구비하고, 플라즈마화를 위한 파워가 인가되어 상기 분리 분산된 가스들이 플라즈마화되어 상기 복수의 홀을 통해 공통으로 반응 챔버로 분사되는 가스분사모듈을 구비한다. 상기 제3가스공급모듈은 상기 가스분리형 샤워헤드 외벽을 둘러싸도록 형성되며, 제3가스가 공급되어 이송된다. 상기 제3가스분사모듈은 상기 공급된 제3가스가 상기 반응 챔버 내부로 분사되는 제3가스분사모듈을 구비한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치를 이용한 챔버 세정 방법은 1차 세정 단계 및 2차 세정 단계를 구비하여 이루어진다.
상기 1차 세정 단계에서는 상기 가스분리형 샤워헤드에 제1가스 및 제2가스를 공급하여 반응 챔버 내부를 1차 세정한다. 상기 2차 세정 단계에서는 상기 제3가스공급모듈에 제3가스를 공급하여 상기 반응 챔버 내부를 2차 세정한다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 이용되는 비정질탄소막 증착 및 세정 시스템을 간략히 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 비정질탄소막 증착 공정에서 비정질탄소막 증착 후, 챔버 내부를 세정하는 시스템(100)은 제1가스 공급라인(110), 제2가스 공급라인(120), 제3가스 공급라인(130), 샤워헤드(140), 파워 인가부(150) 및 반응 챔버(160)를 구비한다.
제1가스 공급라인(110)에서는 제1가스가 공급되고, 제2가스 공급라인(120)에서는 제2가스가 공급되고, 제3가스 공급라인(130)에서는 제3가스가 공급된다. 제1가스, 제2가스, 제3가스는 각각 분리되어 공급된다. 제1가스 공급라인(110), 제2가스 공급라인(120) 및 제3가스 공급라인에는 프로세스 가스들의 경우와 마찬가지로, 각 세정가스들의 개폐를 조절하기 위한 밸브(V/V 1, V/V 2 등) 및 각 세정가스들의 유량을 조절하기 위한 유량 조절기(Mass Flow Controller; MFC 1, MFC 2 등) 등이 순차적으로 결합되어 있다.
샤워헤드(140)는 제1가스 및 제2가스가 분리 공급되고, 또한 분리 분산되며, 반응 챔버(160) 내부로 공통으로 분사된다. 또한 별도의 경로로 제3가스가 공급되어, 반응 챔버(160) 내부로 분사된다.
분사된 제1가스 및 제2가스에 의해 반응 챔버(160) 내부에서 비정질탄소막 증착 후에 반응 챔버(160) 내부 벽면 등에 부착된 유기불순물의 세정이 이루어진다. 또한, 분사된 제3가스에 의해 반응 챔버(160) 내부 벽면 등에 잔류하는 산화물 또는 질화물 등이 다시 제거된다.
도 2는 도 1에 도시된 샤워헤드(140)의 단면을 상세히 도시한 것이다.
도 2에 도시된 샤워헤드(140)는 가스공급모듈(210a,210b), 가스분리모듈(220) 및 가스분사모듈(230)을 구비하는 가스분리형 샤워헤드와 제3가스공급모듈(210c) 및 제3가스분사모듈(250a,250b)을 구비한다.
가스공급모듈(210a,210b)은 제1가스(A) 및 제2가스(B)가 분리되어 공급된다. 제1가스(A)와 제2가스(B)의 분리 공급을 위해, 가스공급모듈(210a,210b)은 서로 격리된 외측공급관(210a)과 내측공급관(210b)을 구비한다. 도 2를 참조하면, 제1가스(A)는 외측공급관(210a)으로 공급되고, 제2가스(B)는 내측공급관(210b)으로 공급된다.
가스분리모듈(220)은 가스공급모듈(210a,210b)에 공급된 제1가스(A) 및 제2가스(B)가 분리되어 분산된다. 제1가스(A) 및 제2가스(B)의 분리 분산을 위해, 가스분리모듈(220)은 외측공급관(210a)과 연결된 제1분산영역(220a)과 내측공급 관(210b)과 연결된 제2분산영역(220b)을 구비한다. 도 2를 참조하면, 제1가스(A)는 제1분산영역(220a)에서 분산되고, 제2가스(B)는 제2분산영역(220b)에서 분산된다.
제1분산영역(220a)은 하나의 영역으로 구성되어 있으며, 제2분산영역(220b)은 제1분산영역(220a) 하부에 위치하며, 복수의 영역으로 분할되어 있다. 제2분산영역(220b)의 분할된 복수의 영역에 제2가스(B)를 고르게 분산하기 위해서 가스분배판(도 3의 310)이 구비되어 있는 것이 바람직하다.
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.
도 3은 도 2에 도시된 샤워헤드(130)의 가스분리모듈(220)과 가스분사모듈(230)의 일부를 입체적으로 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 제2가스(B)는 복수의 분출부(225b)를 통해서 가스분사모듈(230)로 분출되고, 제1가스(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.
제1가스(A) 및 제2가스(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.
가스분사모듈(230)은 복수의 홀(235)을 구비한다. 가스분리모듈(220)에서 분리 분산된 제1가스(A) 및 제2가스(B)는 복수의 홀(235)을 통하여 공통으로 반응 챔버(160) 내부로 분사된다. 또한, 가스분사모듈(230)에는 파워 인가부(150)로부터 플라즈마화를 위한 파워가 인가된다. 가스분사모듈(230)이 전체적으로 도전체 재질이면, 파워 인가부(150)에 의해 플라즈마화를 위한 파워 인가시 공동전극(Multi-Hollow Cathode) 역할을 할 수 있다. 따라서, 복수의 홀(235) 내부에서 제1가스(A) 및 제2가스(B)가 플라즈마화될 수 있다.
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.
결국, 제1가스(A) 및 제2가스(B)는 가스분사모듈(230)에서 플라즈마화되어 반응 챔버(160) 내부로 분사된다.
제3가스공급모듈(210c)은 가스분리형 샤워헤드의 외벽을 둘러싸는 형태로 형성된다. 제3가스공급모듈(210c)에서는 제3가스가 제1가스 및 제2가스와 분리되어 공급 및 이송된다.
제3가스분사모듈(250a,250b)에서는 제3가스공급모듈(210c)을 통해 공급된 제3가스가 반응 챔버(160) 내부로 분사된다.
제1가스 및 제2가스가 반응 챔버(160) 내부를 1차적으로 세정하기 위한 가스라면, 제3가스는 반응 챔버(160) 내부를 2차적으로 세정하기 위한 가스이다. 제3가스는 불소성분(F)을 함유하는 가스를 포함할 수 있다.
제3가스분사모듈(250a,250b)의 형태는 도 4 내지 도 8에 도시한 바와 같이 다양하게 구현할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 하부방향의 제3가스분사모듈(250a)의 형태를 나타낸 것이다.
도 4에는 하부방향의 제3가스분사모듈(250a)의 형태가 열린 구조(Open Structure)로 되어 있는 것이 도시되어 있다.
도 5에는 하부방향의 제3가스분사모듈(250a)의 형태가 다수의 홀(Hole)이 하나의 열을 구성하는 홀 패턴 구조(Hole Pattern Structure)로 되어 있는 것이 도시되어 있다. 홀 패턴 구조에서 복수의 홀은 2이상의 열의 구성도 가능하다. 도 6에는 하부방향의 제3가스분사모듈(250a)의 예로, 복수의 홀이 2개의 열을 구성하는 홀 패턴 구조가 도시되어 있다.
도 7 및 도 8은 측면방향의 제3가스분사모듈(250b)의 형태를 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8에는 측면방향의 제3가스분사모듈(250b)의 형태가 다수의 홀이 적어도 하나의 열을 구성하는 홀 패턴 구조로 되어 있는 것이 도시되어 있다. 이는 챔버 내부의 하부방향으로 분사하는 구조가 아닌 반응 챔버(160) 내부의 측면방향으로 분사하는 구조이므로, 반응 챔버(160) 내부의 상단부의 세정효율을 높일 수 있는 구조이다.
도 5 내지 도 8에서 홀 패턴을 이루는 다수의 홀들은 제3가스가 분사되는 표면에 대하여 규칙적인 각도로 형성되어 있을 수 있고, 제3가스가 분사되는 표면에 대하여 불규칙적인 각도로 형성되어 있을 수 있다. 특히, 다수의 홀들이 불규칙적 인 각도로 형성된 홀 패턴의 경우에는 제3가스가 홀 각도에 따서 다양한 각도로 분사될 수 있어서 반응 챔버(160) 내부에 필요한 부분에 더 효율적인 세정효과를 얻을 수 있다.
도 9 및 도 10은 도 2에 도시된 샤워헤드(140)에서 가스가 분사되는 형태를 도시한 것이다.
도 9는 제1가스가 산소 가스(O2)이고, 제2가스가 아르곤 가스(Ar)이고, 제3가스가 아르곤 가스와 혼합된 삼불화질소(NF3)인 것의 예를 나타내고, 도 10은 제1가스가 아르곤 가스이고, 제2가스가 산소 가스이고, 제3가스가 아르곤 가스와 혼합된 삼불화질소(NF3)인 것의 예를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 챔버 세정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11에 도시된 챔버 세정 방법(1100)은 도 2에 도시된 샤워헤드(140)를 이용하며, 1차 세정 단계(S1110) 및 2차 세정 단계(S1120)를 구비하여 이루어진다.
1차 세정 단계(S1110)에서는 제1가스 공급라인(110) 및 제2가스 공급라인 된 상태에서 분사되어, 샤워헤드(140) 내부 및 반응 챔버(160) 내부를 세정한다.
구체적으로는 1차 세정 단계(S1110)는 도 12에 도시한 바와 같이, 파워 인가 단계(S1111), 제1,제2가스 공급 단계(S1112), 그리고, 제1, 제2가스 분산 및 분사 단계(S1113)를 구비하여 이루어진다.
파워 인가 단계(S1111)에서는 샤워헤드(140)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(140)가 대형인 경우에는 효율적인 파워 인가를 위하여 2곳 이상의 위치에 파워를 인가할 수 있다.
제1,제2 가스 공급 단계(S1112)에서는 제1가스 및 제2가스가 샤워헤드(140)의 가스공급모듈(210a,210b)에 분리 공급된다.
제1, 제2 가스 분산 및 분사 단계(S1113)에서는 샤워헤드(140)의 가스분리모듈(220)에서 제1가스 및 제2가스가 분리 분산되어, 샤워헤드(140)의 가스분사모듈(230)에서 플라즈마화되어 공통으로 반응 챔버(160) 내부로 분사된다. 제1,제2가스 분산 및 분사 단계(S1113)는 가스분리형 샤워헤드(140)에서 이루어진다.
여기서, 제1가스 및 제2가스 중 어느 하나의 가스는 산소가스(O2)이고, 다른 하나의 가스는 아르곤 가스(Ar)일 수 있다. 산소 가스(O2)는 플라즈마화 되었을 때 주된 세정가스로서, 반응 챔버(160) 내부 벽면 등의 유기불순물의 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.
아르곤 가스(Ar)는 반응 챔버(160) 내부에서 산소 가스(O2)의 캐리어 가스로 활용되거나, 가스분리형 샤워헤드(130)로의 산소 가스(O2)가 역류하는 것을 방지하 는 역할을 한다. 아르곤 가스(Ar)는 경우에 따라서는, 산소 가스(O2)보다 먼저 가스분사모듈(230)로 공급되어 플라즈마 점화 가스의 역할을 수행할 수 있다.
1차 세정 단계(S1110)에서 플라즈마화된 제1가스 및 제2가스에 의하여 반응 챔버(160) 내부가 세정된다. 이때 반응 챔버(160) 내부는 0.5torr ~ 10 torr의 진공상태의 압력에서 이루어진다.
제1가스 또는 제2가스가 산소 가스(O2)일 경우, 반응 챔버(160) 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 유량 조절 밸브(T V/V) 및 게이트 밸브(Gate V/V)의 오픈과 배기 펌프(Pump)의 펌핑에 의하여 반응 챔버(160) 외부로 배출된다.
여기서, 산소 활성종의 물리적 충돌에 의해 탄소-탄소간 결합 및 탄소-수소간 결합이 깨지는 물리적인 세정 및 물리적인 세정에 의해 발생하는 탄소성분(C), 수소성분(H) 및 산소성분(O)이 상호 결합하여 CO2, H2O, CH4 등이 생성되는 화학적인 세정이 진행된다.
1차 세정 단계(S1110) 종료 후, 2차 세정 단계(S1120)로 넘어가는데, 경우에 따라서 미리 1차 세정 단계(S1110)에서 1차 세정된 후의 반응 챔버(160) 내부를 퍼지를 실시할 수 있다. 이 경우 반응 챔버(160) 내부에 잔류하는 물질(산소 가스, 아르곤 가스 등)이 배기펌프(Pump)의 펌핑에 의하여 반응 챔버(160) 외부로 제거된다.
2차 세정 단계(S1120)에서는 제3가스공급모듈(210c)에 제3가스를 공급하여 반응 챔버(160) 내부를 2차 세정한다.
구체적으로, 2차 세정 단계(S1120)는 제3가스 공급 단계(S1121), 제3가스 분사 단계(S1122) 및 퍼지 단계(S1123)를 구비하여 이루어진다.
제3가스 공급 단계(S1121)에서는 제3가스 공급라인(130)으로부터 공급되는 제3가스가 제3가스공급모듈(210c)을 통해 공급된다. 제3가스는 질소성분(N)이나 불소성분(F)을 함유하는 가스를 포함하는 가스일 수 있으며, 이 경우, 대표적으로 아르곤(Ar)과 혼합된 삼불화질소(NF3)가 될 수 있다.
제3가스는 외부의 RPS(Remote Plasma Source)에 의해 플라즈마화되어 공급된다. 이 경우 외부에서 플라즈마화가 되므로 원격 플라즈마(Remote Plasma) 방식의 세정 방식이라 할 수 있다.
제3가스 분사 단계(S1122)에서는 제3가스분사모듈(250a,250b)을 통해 제3가스가 반응 챔버(160) 내부로 분사된다.
2차 세정 단계(S1120)에서는 원격 플라즈마화된 제3가스에 의해 반응 챔버(160) 내부가 세정된다. 이때 반응 챔버(160) 내부는 1차 세정 단계(S1110)에서와 마찬가지로 0.5torr ~ 10 torr의 진공상태의 압력에서 이루어질 수 있다.
2차 세정 단계(S1120)는 1차 세정 단계(S1110)에서 1차 세정을 실시하더라도 반응 챔버(160) 벽 등에 유기불순물이 그대로 남아 있거나, 1차 세정에 의해 새롭게 산화막을 형성할 수도 있기 때문에 질소성분(N)이나 불소성분(F)을 이용하여 세정효율을 높이기 위하여 실시된다. 이는 반응 챔버(160) 내부 벽면 등에서 고체막을 형성하고 있는 탄소성분(C)이나 산소성분(O)이 질소성분(N)이 불소성분(F) 라디칼과 반응하여 쉽게 제거될 수 있기 때문이다.
퍼지 단계(S1123)에서는 퍼지를 실시하여 반응 챔버(160) 내부에 잔류하는 물질을 제거한다. 1차 세정 단계(S1110)에서 퍼지를 하지 않은 경우는 1차 세정 단계(S1110)의 결과 및 2차 세정 단계(S1120)의 결과에 의해 발생하는 잔류물들이, 1차 세정 단계(S1110)에서 퍼지를 실시한 경우에는 2차 세정 단계(S1120)의 결과에 의해 발생하는 잔류 물질들이 제거된다. 퍼지 가스는 질소(N2), 산소(O2), 아르곤(Ar), 헬륨(He) 등이 될 수 있다. 퍼지 가스는 가스분사모듈(230) 또는 제3가스분사모듈(250a,250b)을 통하여 반응 챔버(160) 내부로 공급될 수 있다.
물론, 필요에 따라 1차 세정 단계(S1110) 및 2차 세정 단계(S1120) 모두를 반복 진행하거나, 1차 세정 단계(S1110) 및 2차 세정 단계(S1120) 중 어느 하나의 단계를 반복 진행할 수 있다.
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 모방 이 가능함은 명백한 사실이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 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.
또한, 별도의 경로로 공급되는 불소성분을 포함하는 가스에 의해 반응 챔버 내부 벽 등에 적층된 유기불순물을 추가적으로 세정하여 세정효율을 더욱 높일 수 있다.

Claims (16)

  1. 비정질탄소막 증착 공정에서 비정질탄소막 증착 후 반응 챔버 내부를 세정하기 위한 장치에 있어서,
    제1가스 및 제2가스가 분리되어 공급되는 가스공급모듈, 상기 공급된 제1가스 및 제2가스가 분리 분산되는 가스분리모듈 및 복수의 홀을 구비하고, 플라즈마화를 위한 파워가 인가되어 상기 분리 분산된 가스들이 플라즈마화되어 상기 복수의 홀을 통해 공통으로 반응 챔버로 분사되는 가스분사모듈을 구비하는 가스분리형 샤워헤드;
    상기 가스분리형 샤워헤드 외벽을 둘러싸도록 형성되며, 제3가스가 공급되어 이송되는 제3가스공급모듈; 및
    상기 공급된 제3가스가 상기 반응 챔버 내부로 분사되는 제3가스분사모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가스분리형 샤워헤드는,
    상기 가스분리모듈 및 상기 가스분사모듈 사이를 전기적으로 절연시키는 절연체링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제3가스분사모듈은
    하부 방향으로 열린 구조(Open Structure)의 형태인 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3가스분사모듈은,
    하부 방향으로 다수의 홀이 적어도 하나의 열을 구성하는 홀 패턴 구조(Hole Pattern Structure)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제3가스분사모듈은,
    측면 방향으로 다수의 홀이 적어도 하나의 열을 구성하는 홀 패턴 구조로 더 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가스분리모듈은,
    상기 제1가스가 분산되며, 하나의 영역으로 구성되어 있는 제1분산영역;
    상기 제1분산영역 하부에 위치하며, 상기 제2가스가 분산되며, 복수의 영역으로 분할되어 있는 제2분산영역; 및
    각각 상기 제2분산영역의 각각의 영역 하부에 형성되며, 상기 제2가스가 분출되는 복수의 분출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2분산영역에는,
    상기 분할된 복수의 영역에, 상기 제2가스를 고르게 분산하기 위한 가스분배판이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1가스는,
    상기 제1분산영역으로부터 상기 제2분산영역의 각각의 영역의 외부 공간을 통과하여, 상기 복수의 분출부 각각을 둘러싸는 공간으로 분출되는 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치.
  9. 제1항에 기재된 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치를 이용하여 반응 챔버를 세정하는 방법에 있어서,
    (a)상기 가스분리형 샤워헤드에 제1가스 및 제2가스를 공급하여 반응 챔버 내부를 1차 세정하는 단계; 및
    (b)상기 제3가스공급모듈에 제3가스를 공급하여 상기 반응 챔버 내부를 2차 세정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 (a)단계는,
    (a1)가스분리형 샤워헤드의 가스분사모듈에 플라즈마화를 위한 파워가 인가 되는 단계;
    (a2)제1가스 및 제2가스가 상기 가스분리형 샤워헤드의 가스공급모듈에 분리 공급되는 단계; 및
    (a3)상기 가스분리모듈에서 상기 제1가스 및 상기 제2가스가 분리 분산되어, 상기 가스분리형 샤워헤드의 가스분사모듈에서 플라즈마화되어 공통으로 반응 챔버 내부로 분사되는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    (a4)퍼지를 실시하여 상기 반응 챔버 내부에 잔류하는 물질을 제거하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1가스는 산소가스(O2)이고, 상기 제2가스는 아르곤 가스(Ar)인 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 (b)단계는,
    (b1)제3가스가 제3가스공급모듈을 통해 공급되는 단계;
    (b2)상기 제3가스분사모듈을 통해 상기 제3가스가 반응 챔버 내부로 분사되 는 단계; 및
    (b3)퍼지를 실시하여 상기 반응 챔버 내부에 잔류하는 물질을 제거하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제3가스는,
    외부의 RPS(Remote Plasma Source)에 의해 플라즈마화되어 공급되는 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제3가스는,
    질소성분(N) 및 불소성분(F) 중에서 적어도 하나를 함유하는 가스를 포함하는 가스인 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제3가스는,
    아르곤(Ar)과 혼합된 삼불화질소(NF3)인 것을 특징으로 하는 비정질탄소막 증착공정에서의 챔버 세정 방법.
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