KR20080105539A - 반도체 제조 장비 운용 방법 - Google Patents

반도체 제조 장비 운용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 장비 운용 방법에 관한 것으로, 챔버에 기판을 인입시키는 단계와, 상기 챔버 내의 상기 기판상에 박막을 증착하는 단계와, 상기 박막이 증착된 상기 기판을 상기 챔버 외부로 인출하는 단계와, 상기 챔버 내측면에 파티클 방지막을 코팅하는 단계를 포함하는 반도체 제조 장비 운용 방법을 제공한다. 이와 같이 본 발명은 증착 챔버를 이용하여 박막 증착 후 증착 챔버 내측면에 파티클 방지막을 형성하여 파티클 발생을 억제하여 증착 챔버의 정지 시간을 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
챔버, 파티클, 방지막, ALD 윈도우, 정지 시간, 대기 시간

Description

반도체 제조 장비 운용 방법{Method for operating semiconductor manufacturing apparatus}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 2는 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비의 단면 개념도.
도 3은 파티클 방지막으로 Al2O3막을 사용하는 경우의 증착 장비의 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 일 실시예의 변형예에 따른 증착 장비의 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 챔버 내측면의 박막 적층을 설명하기 위해 도 2의 A영역을 확대한 단면도.
도 6은 ALD 윈도우를 설명하기 위한 그래프.
도 7은 파티클 방지막 코팅에 따른 파티클 안정화를 설명하기 위한 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 기판 100 : 챔버
110 : 기판 안치부 120 : 가스 분사부
130 : 공정 가스 공급부 140 : 원료 가스 공급부
본 발명은 반도체 제조 장비 운용 방법에 관한 것으로, 공정을 진행하지 않는 정지 기간의 주기를 줄여 반도체 생산의 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조 장비 운용 방법에 관한 것이다.
반도체 생산에서 반도체 제조 장비의 정지 시간은 반도체 생산성에 큰 영향을 미친다. 즉, 반도체 제조 장치의 동작을 정지시키기 때문에 정지 시간 동안 반도체 생산이 이루어지지 않는다. 이에 반도체 제조 장비의 정지 시간의 간격을 최소화하여 반도체 생산성을 향상시킬 수 있다.
반도체 제조 장비는 반도체 웨이퍼 상에 반도체 막을 형성하는 증착 챔버를 포함한다. 이러한 반도체 제조 장비는 처리가 완료된 반도체 웨이퍼 상에 파티클이 검출되는 경우 또는 장비를 통해 형성된 박막의 두께가 비정상적일 경우에는 그 동작을 정지시킨다. 그리고, 이러한 문제를 해결한 다음 재 가동을 실시한다.
특히 반도체 웨이퍼 상에 반도체 박막을 증착하는 증착 챔버의 경우, 웨이퍼 상에 박막 증착시 챔버의 내측면에 원치 않게 형성된 반도체 박막들이 파티클 소스로서 작용하게 된다. 예를 들어 ALD 공정을 이용하여 금속막을 증착하는 경우, 챔버 내측면과 같이 공정 온도 보다 낮은 온도를 갖는 영역에서 잔여 반응물이 물리적인 흡착 상태(결합력이 작은)로 남게 된다. 복수번의 공정을 통해 이러한 잔여 반응물이 지속적으로 쌓임에 따라 파티클 문제를 유발하게 된다. 또한, 지속적으로 쌓이는 잔여 반응물이 공정이 진행되는 동안 열 에너지를 받으면서 점점 인시츄(in-situ)로 제거하기 어려운 상태가 된다. 이로인해 챔버 내측면에 잔여 반응물을 제거하기 위해서 챔버의 가동을 정지시킨 다음 습식 클리닝 공정을 실시한다.
챔버의 가동을 중단하고, 습식 클리닝 공정을 실시할 경우 챔버의 가동율을 떨어뜨리게 되어, 제품 생산성을 저하시키는 심각한 이유가 된다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 반도체 제조 장비를 이용한 반도체 박막 증착 공정 중 챔버 내측에 파티클 방지막을 형성하여 챔버 내측의 박막 증착이 떨어져나가 파티클이 되는 현상을 억제하여 습식 크리닝 공정의 실시 간격을 늘려 장비의 정지 시간을 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조 장비 운용 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 챔버에 기판을 인입시키는 단계와, 상기 챔버 내의 상기 기 판상에 박막을 증착하는 단계와, 상기 박막이 증착된 상기 기판을 상기 챔버 외부로 인출하는 단계 및 상기 챔버 내측면에 파티클 방지막을 코팅하는 단계를 포함하는 반도체 제조 장비 운용 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 챔버의 내부에 기판을 인입시키는 단계와, 상기 기판 상에 Zr이 함유된 산화물을 증착하는 단계와, 상기 Zr이 함유된 산화물이 증착된 기판을 챔버 외부로 인출하는 단계와, 상기 챔버의 내측면을 Al이 함유된 파티클 방지막으로 코팅하는 단계를 포함하는 반도체 제조 장비 운용 방법을 제공한다.
상기 박막이 증착된 상기 기판을 상기 챔버 외부로 인출하는 단계 이후, 상기 기판상의 파티클 양을 검출하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 검출된 파티클 양에 따라, 상기 챔버에 기판을 인입시키는 단계를 다시 실시하는 것이 효과적이다.
상기 검출된 파티클 양에 따라, 상기 챔버 내측면을 세정한 다음, 상기 챔버에 기판을 인입시키는 단계를 다시 실시하는 것이 가능하다.
상기 챔버 내측면에 상기 파티클 방지막을 코팅하는 단계 이후, 상기 기판상의 파티클 양을 검출하는 단계를 포함하고, 상기 검출된 파티클 양에 따라, 상기 챔버에 기판을 인입시키는 단계를 다시 실시하거나, 상기 챔버 내측면을 세정하는 단계를 실시하는 것이 바람직하다.
상기 챔버 내측면을 세정하는 단계 이후, 상기 챔버에 기판을 인입시키는 단계를 다시 실시하는 것이 효과적이다.
상기 챔버 내측면에 상기 파티클 방지막을 코팅하는 단계 이후, 상기 파티클 방지막을 검사하는 단계 및 상기 검사 결과에 따라 상기 챔버에 기판을 인입시키는 단계를 다시 실시하거나, 상기 챔버의 내측면을 습식 세정하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다.
상기 파티클 방지막을 검사하는 단계는, 상기 챔버에 기판을 인입시켜 상기 기판상에 박막을 증착하는 단계와, 상기 박막이 증착된 상기 기판을 상기 챔버 외부로 인출하는 단계 및 상기 기판의 파티클을 검사하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 챔버 내측면에 상기 파티클 방지막을 코팅하는 단계 전에, 상기 챔버에 더미 기판을 인입시키는 단계를 더 포함하고, 상기 챔버 내측면에 상기 파티클 방지막을 코팅하는 단계 이후, 상기 더미 기판을 인출시키는 단계를 더 포함하는 것이 효과적이다.
상기 파티클 방지막은 온도가 변화하더라도 증착되는 막의 두께가 증가하지 않는 온도 영역의 범위가 상기 박막보다 넓은 것이 효과적이다.
상기 박막은 Hf, Zr, Sr, Ti, Ba, Si 및 Ta 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 산화막을 사용하고, 상기 파티클 방지막은 Al을 포함하는 금속 산화막을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하 도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비의 단면 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 제조 장지 운용 방법은 기판의 인출과 인입 사이 기간 동안에 챔버의 내측벽을 코팅하는 챔버 내측 코팅 공정을 수행한다.
도 1에 도시된 바와 같이 반도체 제조 장치의 증착 챔버 내부로 박막이 증착될 기판을 인입시킨다(S10). 이때, 기판 인입은 증착 챔버 외측에 마련된 로드락 챔버 또는 기판 이송 챔버(예를들어, 트랜스퍼 모듈)를 통해 인입된다. 이어서, 증착 챔버는 박막 증착 공정을 수행하여 기판상에 박막을 증착한다(S20). 박막 증착 공정으로는 박막 증착을 위한 공정 가스를 증착 챔버 내부에 공급하여 상기 공정 가스의 반응을 통해 기판상에 박막을 증착한다. 이때, 미세 박막이 증착 챔버의 내부면에 증착될 수 있다. 목표로 하는 두께의 박막을 기판상에 증착 한 다음 박막 증착이 완료된 기판을 챔버 외측으로 인출한다(S30). 이어서, 챔버 코팅 공정을 실시하여 챔버 내측면에 파티클 방지막을 형성한다(S40). 증착 챔버 내측에 파티클 방지막용 원료 가스를 공급하여 파티클 방지막을 증착 챔버 내측면에 형성한다. 이후, 모든 기판상에 박막이 증착되었는지 판단한다. 즉, 마지막 기판의 증착이 완료되었는지 판단한다(S50). 만일 모든 기판 상에 박막 증착이 완료되었으면 반도체 제조 장치의 운용을 정지시킨다. 그러나, 박막이 증착된 새로운 기판이 더 있는 경우에는 새로운 기판을 챔버 내부로 인입한다(S10).
이와 같이 본 실시예는 기판의 인출과, 새로운 기판의 인입 사이에 증착 공정이 잠깐 정지되는 구간(공정 가스의 공급이 차단되는 구간) 동안 파티클 방지막용 원료 가스를 공급하여 증착 챔버의 내측면에 파티클 방지막을 형성한다.
물론 이에 한정되지 않고, 피티클 방지막 증착 공정은 일정수의 기판에 박막을 증착한 다음 실시할 수 있고, 일정 기간을 두어 실시할 수도 있다.
하기에서는 상술한 증착 챔버로 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD)을 실시하는 원자층 증착 장치를 중심으로 이의 운용 방법을 설명한다. 물론 이에 한정되지 않고, 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD)을 실시하는 화학 기상 증착 장치에도 적용될 수 있다.
증착 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 내 측벽들에 둘러싸인 반응 공간을 갖는 챔버(100)와, 상기 반응 공간 내에 마련된 기판 안치부(110)와, 기판 안치부(110) 상에 안치된 기판(10)에 가스를 분사하는 가스 분사부(120)를 포함한다.
가스 분사부(120)에 박막 증착을 위한 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부(130)와, 가스 분사부(120)에 파티클 방지막 증착을 위한 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급부(140)를 더 구비한다. 그리고, 도시되지 않았지만, 챔버(100)의 일측에는 기판(10)이 출입하는 출입구가 마련된다. 그리고, 챔버(100) 내부의 가스를 배기하는 배기부 및 챔버(100)의 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함한다.
챔버(100)는 도시되지 않았지만, 하측 챔버 몸체와 하측 챔버 몸체를 덮는 챔버 리드를 포함한다.
기판 안치부(110)는 챔버(100) 내측으로 인입된 기판(10)을 안치한다. 기판 안치부(110) 상에는 도시된 바와 같이 복수의 기판(10)이 안치되는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 기판 안치부(110)는 단일의 기판(10)을 안치할 수도 있다. 기판 안치부(110)로 정전척 또는 진공척을 사용할 수도 있다. 그리고, 본 실시예에 따른 증착 장치는 도시되지 않았지만, 기판 안치부(110)를 승강 또는 회전시키는 구동부를 더 포함할 수 있다. 그리고, 기판 안치부(110)는 기판(10)의 인입 및 인출을 돕기 위한 리프트 핀을 더 구비한다. 그리고, 기판 안치부(110) 내에 가열 수단이 마련되어 그 상에 안치되는 기판(10)을 가열하는 것이 바람직하다.
가스 분사부(120)는 회전하는 회전축과, 회전축에 접속되어 가스를 분사하는 인젝터부를 포함한다. 회전축은 외부의 구동부를 통해 회전하게 된다. 이를 통해 회전축에 접속된 인젝터부가 회전운동을 하게 된다. 이로인해 인젝터부로부터 분사된 가스가 하측 기판 안치부(110)에 안치된 기판(10)을 쓸듯이 지나가게 된다.
여기서, 인젝터부는 4개의 인젝터가 십자가 형상으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 인젝터부 내의 인젝터는 각기 서로 다른 가스를 분사할 수도 있고, 동일한 가스를 분사할 수도 있다. 예를 들어 기판(10) 상에 박막을 증착하는 경우 두개의 인젝터는 퍼지 가스를 분사하고, 퍼지 가스를 분사하는 인젝터들 사이에 각기 마련된 인젝터는 각각 소스 가스와 반응 가스를 분사한다.
이를 통해 일 기판(10)을 기준으로 소스 가스, 퍼지 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스가 연속하여 순차적으로 쓸듯이 지나가게 된다. 기판(10) 상에 흡착된 소스 가스와 반응 가스가 반응하여 기판(10) 상에 단원자층의 박막을 형성하게 된다.
인젝터부를 통해 소스 가스와 반응 가스가 회전하면서 분사고, 퍼지 가스가 그 뒤를 따라 분사된다. 이를 통해 소스 가스와 반응 가스는 뒤따르는 퍼지 가스에 의해 퍼지된다. 그러나 소스 가스와 반응 가스가 완전히 퍼지되지 않고, 반응하여 챔버(100) 내측면에 박막을 형성하게 된다. 앞선 종래 기술에 설명한 바와 같이 이러한 박막이 파티클의 주요한 원인이 된다.
물론 이에 한정되지 않고, 가스 분사부(120)는 샤워헤드 형태로 제작될 수 있다. 이 경우, 가스 분사부(120)는 소스 가스, 퍼지 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스를 챔버(100) 내부에 순차적으로 분사한다. 그리고, 상기 증착 장치는 도시되지 않았지만 플라즈마를 발생시키기 위한 별도의 플라즈마 발생 장치를 더 포함할 수도 있다.
이에 본 실시예에서는 공정이 완료된 기판(10)의 인출후 새로운 기판(10)이 인입되기 전까지 가스 분사부(120)를 통해 챔버(100) 내부에 파티클 방지막 증착을 위한 원료 가스를 제공한다. 이를 통해 앞선 박막 증착시 챔버(100) 내측면에 형성된 박막 상에 파티클 방지막을 형성하여 상기 박막이 파티클화되는 현상을 억제한다.
하기에서는 상술한 증착 장치를 이용하여 금속 산화막을 형성하고, 파티클 방지막으로 Al2O3막을 사용함을 중심으로 설명한다.
도 3은 파티클 방지막으로 Al2O3막을 사용하는 경우의 증착 장비의 운용 방 법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4는 일 실시예의 변형예에 따른 증착 장비의 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도. 도 5는 챔버 내측면의 박막 적층을 설명하기 위해 도 2의 A영역을 확대한 단면도이다. 도 6은 ALD 윈도우를 설명하기 위한 그래프이다.
여기서, 금속 산화막으로는 Hf, Zr, Sr, Ti, Ba, Si, Ta 중 적어도 하나를 포함하는 산화막을 사용하는 것이 효과적이다. 본 실시예에서는 금속 산화막으로 ZrO2막을 사용함을 중심으로 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 챔버(100) 내측의 기판 지지부(110) 상에 기판(10)을 인입시킨다(S100). 복수의 기판(10)을 기판 지지부(110) 상에 안착시키는 경우 기판 지지부(110)가 회전한다.
기판(10)의 인입이 완료된 후 기판(10)상에 금속 산화막(즉, ZrO2)을 형성한다(S110). ZrO2막의 형성은 다음과 같다. 공정 가스 공급부(130)의 공정 가스(예를 들어, 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스)를 가스 분사부(120)를 통해 인입된 기판(10)에 분사하여 ZrO2막을 형성한다. 이때, 소스 가스의 흡착과 소스 가스의 퍼지 그리고, 흡착된 소스 가스와 반응 가스간의 반응과 반응 가스의 퍼지를 통해 ZrO2막이 증착된다. 이때, 기판(10)의 온도가 일정한 온도 구간 즉, ALD 윈도우(Window)에서 정상적인 박막이 증착된다.
여기서, ALD 윈도우(W)는 도 6에 도시된 바와 같이 온도가 변화하더라도 증 착되는 막의 두께가 증가하지 않는 온도 영역(온도 구간)을 지칭한다. 상기 구간에서는 제 1 및 제 2 원료물질이 기판의 표면에 안정적으로 반응하여 원자층 단위의 막을 형성하는 온도 영역이다. 도 6의 그래프에서와 같이 ALD 윈도우(W)보다 낮은 온도 범위에서는 반응물 중 표면반응을 완료하고 남은 잔여 반응물이 표면위에서 물리적으로 흡착되어 남아 있는 막의 두께가 두꺼워지고, 막질의 밀도 또한 낮아진다.
기판(10)이 안치된 기판 안치부(110) 내에는 가열 수단이 마련되어 기판(10) 표면의 온도를 ALD 윈도우(W) 범위 내로 유지하여 얇은 두께의 고밀도의 막을 형성할 수 있다. 그러나, 챔버(100)는 진공 상태를 유지하고 있고, 이러한 진공을 유지하기 위해 다수의 오링을 사용하고 있다. 따라서, 이러한 오링의 손상을 방지하기 위해 오링이 마련된 챔버(100)의 내측면(챔버(100)의 측벽 및 챔버(100) 리드 영역)을 냉각하고 있다. 따라서, 챔버(100)의 내측면은 ALD 윈도우(W)보다 낮은 온도 상태가 된다. 증착이 진행될수록 물리적 흡착에 의해 챔버(100)의 내측면에 낮은 밀도의 ZrO2막이 형성된다. 여기서, ZrO2막을 ALD로 제작하기 위해 사용하는 TEMA(TetrakisEthylMethylAmino-) 계열의 액상 소스는 아민기로 이루어져 있다. 따라서, 챔버(100) 내측면에 소스의 미반응 물질로 생성된 막은 리간드가 완전히 제거되지 않은 탄화물의 거대 분자로 남게 된다. 이러한 막이 일정 두께 이상이 되면 파티클로서 기판(10)에 영향을 미치게 된다. 본 실시예에서는 이러한 파티클 발생 주기를 줄이기 위해 상술한 막 상에 별도의 코팅막(예를 들어 TMA를 함유한 Al2O3 막)을 형성한다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술한다.
이와 같이 기판 안치부(110) 상의 기판(10)에 ZrO2막을 형성한 다음 기판 안치부(110) 상의 기판(10)을 챔버(100) 외부로 인출한다(S120).
인출된 기판(10)의 파티클 발생을 검사한다(S130). 검사 결과 파티클이 발생되지 않는 경우에는 새로운 기판(10)을 챔버(100) 내부로 인입시킨다(S100). 만일 파티클이 발생된 경우에는 챔버(100)의 내측면을 Al2O3막으로 코팅한다(S140). 즉, 원료 가스 공급부(140)의 원료가스를 가스 분사부(120)를 통해 챔버(100)의 반응 공간 내에 분사하여 Al2O3막을 챔버(100)의 내측면에 형성한다. Al2O3막은 ZrO2막(즉, 금속 산화막)의 ALD 윈도우(W)의 최저 온도보다 낮은 온도에서 증착이 가능하고, 최고 온도보다 높은 온도에서 증착이 가능하다. 즉, Al2O3막의 ALD 윈도우(W)의 범위가 ZrO2막의 ALD 윈도우(W) 범위보다 넓다. 안정적인 공정 진행이 가능하고, 파티클 발생량이 상대적으로 줄어들게 된다.
이에 ZrO2막 만이 챔버(100)의 내측면에 계속적으로 증착되는 경우 미반응 물질에 의한 점막의 생성을 증가시키게 되고 이러한 점막에 의한 파티클의 증가가 가속화된다. 그러나 도 5에서와 같이 ZrO2막을 형성한 다음 Al2O3막을 주기적으로 코팅하여 주면 미반응 물질의 발생을 감소시킬 수 있고, 미반응 물질에 의해 발생될 수 있는 파티클을 감소시킬 수 있다.
Al2O3막의 코팅 두께는 공정 대기 시간(즉, 기판 인출후 부터 새로운 기판 인입 때까지의 시간)과, Al2O3막의 증착 속도 및 Al2O3막의 코팅 주기와 관련이 있다. 따라서, Al2O3막의 두께의 적절한 수치는 상술한 요소들을 고려하여 결정된다. Al2O3막의 두께는 1㎚ 내지 1㎛인 것이 바람직하다. 그리고, ZrO2막의 두께 또한, 1㎚ 내지 1㎛인 것이 바람직하다.
이어서, 상기 Al2O3막의 기능 검사를 실시한다(S150). 즉, Al2O3막이 형성된 챔버(100)에 기판(10)을 인입하고, ZrO2막을 증착한다. 이후, 기판을 인출한 다음 다시 한번 기판의 파티클을 검사한다. 이때, 검사된 파티클의 양이 앞선 검사에 비하여 작을 경우에는 양호로 판단하여 기판을 다시 챔버에 인입시킨다(S100). 그러나 검사된 파티클의 양이 앞선 검사와 동일하거나 앞선 검사보다 더 많이 발생된 경우는 불량으로 판단하여 챔버(100)의 가동을 정지시킨다.
물론 이에 한정되지 않고, 앞선 기판 인출 후(S120) 실시되는 파티클 검출 판단시(S130) 파티클 검출량을 2개의 기준 범위로 설정하고, 파티클 검출량이 제 1 기준 설정 값 이하일 경우에는 파티클 방지막의 코팅 없이 새로운 기판(10)을 인입시켜 박막을 증착한다(S100). 또한, 파티클 검출량이 제 1 기준 설정 값과 제 2 기준 설정 값 사이인 경우에는 챔버(100) 내측면에 파티클 방지막을 코팅한(S140)) 다음 새로운 기판(10)을 인입시킨다(S100). 그리고, 파티클 검출량이 제 2 기준 설정 값보다 큰 경우에는 챔버(100)의 가동을 정지시키고 챔버 세정 공정을 실시한다. 또한, Al2O3막의 기능 검사 시(S150)에도 상술한 바와 같은 2개의 기준 설정 값 을 두어 파티클 양에 따라 각각의 동작을 수행할 수도 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는 앞서 설명한 바와 같이 파티클 발생을 줄여 챔버 세정 공정을 실시하는 간격을 늘릴 수 있다. 이를 통해 증착 챔버의 가동 시간을 증대시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
상술한 설명에서는 챔버(100)의 내측면에 상기의 ZrO2막과 Al2O3막이 증착됨을 설명하였다. 그러나 상기 챔버(100)의 내측면은 반은 공간에 직접 노출되지 않고, 내측면을 보호하기 위한 쉴드가 마련될 수 있다. 따라서, ZrO2막과 Al2O3막이 쉴드에 증착될 수도 있다.
또한, 본 실시예는 이에 한정되지 않고, 도 4에 도시된 바와 같이 변형예가 가능하다. 기판(10)을 인입시키고(S200), 그 상에 ZrO2막을 증착한(S210) 다음 기판(10)을 인출한다(S220). 기판(10)을 카운트하여 설정된 기판(10)의 개수가 되지 않은 경우에는 다시 기판(10)을 인입시켜 ZrO2막을 증착한다. 만일 기판(10)의 개수가 설정된 기판(10)와 동일할 경우에는 챔버(100) 내측면에 Al2O3막을 코팅한다(S240). 물론 상술한 변형예에서는 ZrO2막이 형성된 기판(10)의 개수를 기준으로 Al2O3막의 증착 여부를 판단하였다. 그러나 이에 한정되지 않고, 일정 기간(시간)으로 기준을 대신할 수도 있다. 이어서, Al2O3막의 기능 검사를 실시한다(S250).
그리고, 상술한 Al2O3막의 형성시 더미 기판을 챔버 내측에 인입 시킨다음 공정을 진행할 수도 있다. 이를 통해 금속막 공정 온도를 일정하게 유지할 수 있고, 기판 지지부(110)의 기파 지지 영역 상에 Al2O3막이 증착되는 것을 막을 수 있다.
도 7은 파티클 방지막 코팅에 따른 파티클 안정화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7의 그래프에서와 같이 파티클이 양이 급격하게 증가하는 순간에 파티클 방지막을 형성하게 되면 파티클 발생이 감소하여 안정화됨을 알 수 있다. 예를 들어 2700장 째의 기판(10) 파티클을 검사한 결과 약 270개의 파티클이 검출되었다. 이경우 종래에는 챔버(100)의 가동을 정지한 다음 챔버(100)의 내측면을 세정하는 세정 공정을 실시하였다. 그러나, 본 발명은 도 7의 그래프와 같이 챔버(100) 내측면에 Al2O3막(파티클 방지막)을 코팅하여, 후속 기판에서는 약 50개의 파티클만이 검출되어 파티클을 감소시킨다. 이를 통해 종래에 수행하였던 별도의 챔버 세정 공정을 진행하지 않아도 된다. 이와 같이 Al2O3막의 코팅을 통해 파티클을 안정화시킬 수 있고, 주기적인 Al2O3막의 증착을 통해 챔버 세정 공정 주기를 늘려 생산성을 증대시킬 수 있다.
또한, 상술한 설명에서는 하나의 기판상에 박막을 증착한 후, 챔버 내측면에 파티클 방지막을 형성함을 중심으로 설명하였다. 그러나 본 실시예에 따른 증착 장치의 운용 방법은 이에 한정되지않고, 복수개의 기판에 박막을 증착한 다음 파티클 방지막을 형성할 수도 있다. 즉, 미리 설정된 개수 만큼의 기판에 박막을 증착한 다음 파티클 방지막을 챔버 내측면에 코팅할 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 증착 챔버를 이용하여 박막 증착 공정 후 증착 챔버 내측면에 파티클 방지막을 형성하여 파티클 발생을 억제하여 증착 챔버의 정지 시간을 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 증착 챔버의 대기 시간 동안 파티클 방지막을 코팅하여 별도의 공정 시간 증가 없이 코팅 공정을 진행할 수 있다.
본 발명은 상기에서 서술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.

Claims (12)

  1. 챔버에 기판을 인입시키는 단계;
    상기 챔버 내의 상기 기판상에 박막을 증착하는 단계;
    상기 박막이 증착된 상기 기판을 상기 챔버 외부로 인출하는 단계; 및
    상기 챔버 내측면에 파티클 방지막을 코팅하는 단계를 포함하는 반도체 제조 장비 운용 방법.
  2. 챔버의 내부에 기판을 인입시키는 단계;
    상기 기판 상에 Zr이 함유된 산화물을 증착하는 단계;
    상기 Zr이 함유된 산화물이 증착된 기판을 챔버 외부로 인출하는 단계; 및
    상기 챔버의 내측면을 Al이 함유된 파티클 방지막으로 코팅하는 단계를 포함하는 반도체 제조 장비 운용 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 박막이 증착된 상기 기판을 상기 챔버 외부로 인출하는 단계 이후,
    상기 기판상의 파티클 양을 검출하는 단계를 더 포함하는 반도체 제조 장비 운용 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 검출된 파티클 양에 따라, 상기 챔버에 기판을 인입시키는 단계를 다시 실시하는 반도체 제조 장비 운용 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 검출된 파티클 양에 따라, 상기 챔버 내측면을 세정한 다음, 상기 챔버에 기판을 인입시키는 단계를 다시 실시하는 반도체 제조 장비 운용 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 챔버 내측면에 상기 파티클 방지막을 코팅하는 단계이후,
    상기 기판상의 파티클 양을 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 검출된 파티클 양에 따라,
    상기 챔버에 기판을 인입시키는 단계를 다시 실시하거나,
    상기 챔버 내측면을 세정하는 단계를 실시하는 반도체 제조 장비 운용 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 챔버 내측면을 세정하는 단계 이후, 상기 챔버에 기판을 인입시키는 단계를 다시 실시하는 반도체 제조 장비 운용 방법.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 챔버 내측면에 상기 파티클 방지막을 코팅하는 단계 이후,
    상기 파티클 방지막을 검사하는 단계; 및
    상기 검사 결과에 따라 상기 챔버에 기판을 인입시키는 단계를 다시 실시하거나, 상기 챔버의 내측면을 습식 세정하는 단계를 더 포함하는 반도체 제조 장비 운용 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 파티클 방지막을 검사하는 단계는,
    상기 챔버에 기판을 인입시켜 상기 기판상에 박막을 증착하는 단계;
    상기 박막이 증착된 상기 기판을 상기 챔버 외부로 인출하는 단계; 및
    상기 기판의 파티클을 검사하는 단계를 포함하는 반도체 제조 장비 운용 방법.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 챔버 내측면에 상기 파티클 방지막을 코팅하는 단계 전에,
    상기 챔버에 더미 기판을 인입시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 챔버 내측면에 상기 파티클 방지막을 코팅하는 단계 이후,
    상기 더미 기판을 인출시키는 단계를 더 포함하는 반도체 제조 장비 운용 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 파티클 방지막은 온도가 변화하더라도 증착되는 막의 두께가 증가하지 않는 온도 영역의 범위가 상기 박막보다 넓은 반도체 제조 장비 운용 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 박막은 Hf, Zr, Sr, Ti, Ba, Si 및 Ta 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 산화막을 사용하고,
    상기 파티클 방지막은 Al을 포함하는 금속 산화막을 사용하는 반도체 제조 장비 운용 방법.
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