KR20090091153A - 챔버 부품을 세정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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토마스 에콜스
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Abstract

제 1 양태에서, 오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 (A) 세정액을 가지는 배쓰 내로 부품을 배치하는 단계, (B) 오리피스 내로 유체를 유동시켜 세정액이 부품을 세정하는 동안 적어도 오리피스의 제 1 부분을 세정액이 없는 상태로 유지하는 단계, 및 (C) 세정액이 오리피스의 제 1 부분으로 유입되어 오리피스의 제 1 부분을 세정하도록 오리피스로부터 유체를 빼내는 단계를 포함한다. 다양한 다른 양태가 또한 제공된다.

Description

챔버 부품을 세정하기 위한 방법 및 장치 {METHODS AND APPARATUS FOR CLEANING CHAMBER COMPONENTS}
본 출원은 본 명세서에서 전체적으로 참조되고, 2006년 11월 1일에 출원된, 미국 가특허 출원 제 60/863,906호를 우선권으로 청구한다.
본 발명은 반도체 장치 제조에 관한 것으로, 더욱 특별하게는 반도체 장치 제조 동안에 이용되는 챔버의 부품을 세정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
증착 챔버의 가스 분배 시스템은 정면판, 가스 분배판 또는 반도체 장치 처리 동안 가스가 유동되는 하나 또는 그 이상의 구멍, 개구 및/또는 다른 오리피스를 가지는 다른 가스 분배 요소를 포함할 수 있다. 증착 챔버 내에서 수행되는 증착 공정 동안, 가스 분배 요소의 오리피스 및 다른 표면은 증착 공정의 증착 종, 증착 부산물 등과 같은 재료로 코팅될 수 있다.
증착 챔버 및 가스 분배 요소의 적절한 작동을 보장하기 위하여, 가스 분배 요소는 가스 분배 요소의 다양한 표면 및/또는 오리피스로부터 소정의 증착 재료를 제거하기 위하여 주기적으로 세정될 수 있다. 예를 들면, 가스 분배 요소는 가스 분배 요소의 오리피스 및 다른 표면들로부터 증착된 재료를 에칭하는, 산성 배쓰(acid bath)와 같은 세정액 내에 배치될 수 있다. 그러나, 이 같은 세정 공정은 가스 분배 요소를 손상시킬 수 있어, 가스 분배 요소의 유효 수명이 제한될 수 있다. 따라서, 가스 분배 요소와 같은 챔버의 부품을 세정하기 위한 개선된 방법에 대한 요구가 존재한다.
본 발명의 제 1 양태에서, 오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 제 1 방법이 제공된다. 상기 방법은 (A) 세정액을 가지는 배쓰 내로 부품을 배치하는 단계, (B) 오리피스 내로 유체를 유동시켜 세정액이 부품을 세정하는 동안 적어도 오리피스의 제 1 부분을 세정액이 없도록 유지하는 단계, 및 (C) 오리피스의 제 1 부분 내로 세정액을 유입하여 오리피스의 제 1 부분을 세정하도록 오리피스로부터 유체를 빼내는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 2 양태에서, 오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 (A) 세정액을 가지는 배쓰 내로 부품을 배치하는 단계, (B) 오리피스 내로 유체를 유동시켜 세정액이 오리피스의 제 2 부분을 세정하는 동안 적어도 오리피스의 제 1 부분을 세정액이 없게 유지하는 단계, 및 (C) 세정액이 오리피스의 제 1 부분 내로 유입하여 오리피스의 제 1 부분을 세정하도록 오리피스로부터 유체를 빼내는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 3 양태에서, 반도체 장치 제조 부품의 세정 동안 이용하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 (A) 부품과 결합되어 부품과 유체 타이트 밀봉(fluid tight seal)을 형성하도록 하는 표면을 가지는 지그(jig), 및 (B) 세정액으로 부품의 세정 동안 부품으로 유체를 전달하고 부품으로 진공을 인가하도록 하는 하나 이상의 입구를 포함한다.
본 발명의 다른 특징 및 양태는 후술되는 상세한 설명, 첨부된 청구범위 및 첨부된 도면으로부터 더욱 명백하게 될 것이다.
도 1a는 오리피스를 가지는, 정면판 또는 다른 가스 분배 요소와 같은 챔버 부품의 측면도이며,
도 1b는 도 1a의 오리피스의 전형적인 일 실시예의 사시도이며,
도 2는 본 발명에 따라, 배쓰 내에 배치되는 부품의 측면도이며,
도 3은 도 2의 부품의 오리피스의 전형적인 일 실시예의 측면도이며,
도 4는 본 발명에 따라 세정액을 형성하는 공정을 도시하며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 부품을 세정하기 위한 공정을 도시하는 흐름도이며,
도 6은 배쓰 내에 세정액의 상부 레벨을 표시하는 지점에서 오리피스의 제 1의 좁은 부분 내에 있는 세정액을 보여주며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 처리 챔버의 부품을 세정하기 위한 공정을 보여준다.
본 발명은 반도체 장치 제조 동안 이용되는 챔버의 부품을 세정하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 특히, 세정 공정에 의해 손상될 수 있는 부품의 소형 지오메트리(geometry)를 보호하면서 챔버 부품이 세정되는 방법 및 장치가 제공된다.
또한, 본 발명은 세정액을 준비하고 세정액을 이용하는 방법을 제공한다. 세정액은 가스 분배 요소와 같은 부품으로부터 잔류물을 제거하는 식각액(etchant)과 같은 세정제를 가진다. 세정액은 또한 부품의 부식을 감시키기 위한 것과 같은, 세정되는 부품과 상호 작용하는 불활성제(passivator)를 가진다.
상술된 바와 같이, 증착 챔버의 가스 분배 시스템은 정면판, 가스 분배판 또는 반도체 장치 처리 동안 가스가 관통하여 유동하는 하나 또는 더 많은 구멍, 개구 또는 다른 오리피스를 가지는 다른 가스 분배 요소를 포함할 수 있다. 챔버 내에서 수행되는 증착 공정 동안, 가스 분배 요소의 오리피스 및 다른 표면은 증착 공정의 증착 종(deposition species), 증착 부산물 등과 같은 재료로 코팅될 수 있다.
증착 챔버 및 가스 분배 요소의 적절한 작동을 보장하기 위하여, 가스 분배 요소는 가스 분배 요소로부터 증착 재료를 제거하기 위하여 주기적으로 세정될 수 있다. 통상적으로, 가스 분배 요소는 가스 분배 요소의 다른 표면 및 오리피스로부터 증착 재료를 에칭하는 산성 배쓰와 같은, 세정액에 배치된다. 그러나, 이 같은 산성 배쓰의 이용은, 가스 분배 요소의 더 큰 평평한 표면이 가스 분배 요소의 다른 소형 지오메트리 피쳐 위 및/또는 오리피스 내에 형성되는 층 보다 제거하기에 더 오래 걸리는 상대적으로 두꺼운 증착 층을 가질 수 있기 때문에, 가스 분배 요소의 다른 소형 지오메트리 피쳐 및/또는 오리피스를 과도한 에칭 및/또는 손상시킬 수 있다. 이 같은 가스 분배 요소의 소형 지오메트리 피쳐의 과도한 세정(aggressive cleaning)은 가스 분배 요소의 유용한 수명을 제한한다.
본 발명의 방법 및 장치는 세정 공정에 의해 손상될 수 있는 부품의 소형 지오메트리를 보호하는 한편, 가스 분배 요소와 같은, 챔버 부품의 세정을 허용한다. 예를 들면, 본 발명의 일부 실시예에서, 가스 분배 요소는 가스 분배 요소를 통하여 연장하고 주요 표면 내에 형성되는 하나 또는 그 이상의 오리피스를 가지는 주요 표면(예를 들면, 처리 동안 기판과 마주하는)을 포함할 수 있다. 오리피스를 보호하는 한편 가스 분배 요소의 주요 표면을 세정하기 위하여, 주요 표면은 가스를 오리피스 내로 공급하면서 세정액 내에 배치될 수 있다. 오리피스 내로 공급되는 가스는 주요 표면이 세정되는 동안 세정액이 오리피스로 유입되는 것을 방지하거나, 오리피스 내로 세정액의 유입을 제한한다.
가스 분배 요소의 주요 표면이 세정된 후, 오리피스는 오리피스로의 가스 유동을 감소시키거나 제거함으로써 세정될 수 있어 세정액이 오리피스 내로 유입되는 것을 허용한다. 일부 실시예에서, 진공은 오리피스를 통하여 세정액을 유도하기 위해 적용될 수 있다.
이러한 방식으로, 가스 분배 요소의 주요 표면과 같은, 상대적으로 에칭에 영향을 받지 않는 피쳐(etch-insensitive feature)는 세정의 제 1 단계 동안 세정될 수 있고, 가스 분배 요소의 구멍 또는 다른 오리피스와 같은 소형의 상대적으로 에칭에 영향을 받는 피쳐(etch-sensitive feature)는 더 많이 제어되는 제 2 세정 단계 동안 세정될 수 있다. 본 발명의 이러한 및 다른 실시예는 다른 챔버 부품을 세정하기 위해 적용될 수 있다. 본 발명의 전형적인 실시예는 도 1a 내지 7을 참조하여 후술된다.
도 1a는 오리피스(102)(예를 들면, 부품(100)을 통하여 연장되는 구멍 또는 다른 형상의 개구)를 가지는 정면판 또는 다른 가스 분배 요소와 같은, 챔버 부품(100)의 측면도이다. 비록 도시되지 않았지만, 부품(100)은 또한 오리피스(102)와 유사한 부가 오리피스를 포함할 수 있다. 부품(100)은 예를 들면, 가스가 부품(100)을 통과하고 반도체 웨이퍼와 같은, 기판(도시안됨)과 반응하여 그 위에 증착되는 화학 증착 또는 유사한 공정 동안, 이용될 수 있다. 이용 동안, 부품(100)은 증착 종, 증착 부산물 등(예를 들면, 불화 알루미늄 및 불화 규소)에 노출된다. 결과적으로, 증착 종 및 부산물로부터의 잔류물은 부품(100)의 오리피스(102) 내에 그리고 정면 페이스(front face; 104) 상으로 축적될 수 있다. 잔류물이 오리피스(102) 내에 증강될 때, 오리피스(102)를 통한 가스의 유량은 불리한 영향을 받을 수 있다. 더욱 상세하게는, 유량이 감소될 수 있어, 증착 챔버 내의 증착에 불리한 영향을 미칠 수 있어, 부품(100)이 증착 작동 동안 신뢰할 수 없고 및/또는 이용할 수 없게 된다.
부품(100)은 부품(100)의 오리피스(102) 및 정면(104)으로부터 잔류물을 제거하기 위해 세정될 수 있다. 통상적으로, 부품(100)은 식각액(예를 들면, 잔류물을 제거(break down)하는 산)을 포함하는 세정액(106)을 가지는 배쓰 내에 배치될 수 있다. 식각액은 오리피스(102) 및 페이스(104) 둘다로부터 잔류물을 에칭한다. 그러나, 식각액은 오리피스(102)의 치수를 변화시키도록 부품(100)을 부식시켜 결국 부품(100)을 이용할 수 없게 한다.
도 1b는 도 1a의 오리피스(102)의 전형적인 실시예의 단면도이다. 다른 형 상 및/또는 크기가 이용될 수 있다. 오리피스(102)는 폭(X1) 및 길이(Y1)를 가지는 좁은 부분(102a)을 포함한다.
세정 동안, 세정액은 오리피스가 더 넓고 및/또는 더 짧아지도록 오리피스(102)를 에칭할 수 있다. 예를 들면, 좁은 부분(102a)의 폭(X1)은 식각액이 좁은 부분(102a)을 부식시키는 결과로서 폭(X2)으로 증가할 수 있다. 더욱이, 좁은 부분(102a)의 길이(Y1)는 길이(Y2)로 감소될 수 있다.
오리피스(102)의 유동 특성은 오리피스(102)의 변화된 폭 및/또는 높이에 의해 영향을 받을 수 있어, 부품(100)의 증착 성능에 영향을 줄 수 있다. 더욱이, 도시되지는 않았지만, 부품(100)은 다수의 오리피스를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 세정액은 세정후, 오리피스가 상이한 폭 및/또는 길이를 가지도록 오리피스를 불균일하게 부식시킬 수 있다. 부품(100)이 상이한 크기의 오리피스를 가지는 경우, 부품은 기판 상에 가스를 균일하게 분배하지 않는다. 따라서, 증착 층은 불균일하거나 잠재적으로 허용 기준을 초과할 수 있다.
본 발명에 따라, 부품을 균일하게 세정하는 방법이 제공되며, 여기에서 세정액과 오리피스의 일 부분 사이의 접촉이 부품의 세정 동안 최소화될 수 있다. 도 2는 본 발명에 따라 배쓰(204) 내에 배치되는 부품(100)의 측면도이다. 배쓰(204)는 부품(100)으로부터 잔류물을 제거하는 세정액을 포함한다. 도 4를 참조하여 더 상세하게 논의된 바와 같이, 배쓰(204) 내의 세정액은 부품(100)의 세정 요구에 따라 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 부품(100)은 지그(206) 내로 유체(208)의 유동을 허용하도록 구성되는 통로(210)를 가지는 지그(206)에 부착된다. 일 실시예에서, 지그(206)는 중공형일 수 있고 부품(100)이 지그(206) 상에 배치될 때(예를 들면, 하나 또는 그 이상의 O-링 또는 다른 밀봉부(도시안됨)를 경유하여) 부품(100)이 지그(206)와 유체 타이트 조립을 하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 지그(206)가 부품(100)의 상부면에서 압력을 유지할 수 있도록 지그(206)가 구성된다. 지그(206)는 예를 들면 폴리에틸렌 등과 같은, 산 또는 다른 식각액과 비 반응성인 재료로 제조될 수 있다.
도 3은 부품(100)의 오리피스(102)의 전형적인 일 실시예의 측면도이다. 오리피스(102)는 제 1 좁은 부분(302), 제 2 부분(304), 및 제 3 부분(305)을 포함한다. 제 1 좁은 부분(302)은 주로 부품(100)을 통한 가스의 유동 특성을 나타내는 폭(X1) 및 길이(Y1)를 가진다. 본 발명의 일 실시예에서, 폭(X1)은 약 12 마이크론 내지 약 20 마이크론의 범위에 있으며 바람직하게는 약 16 마이크론이다. 그러나, 제 1 좁은 부분(302)의 폭(X1)은 부품(100)의 적용에 따라 변화될 수 있다. 예를 들면, 부품(100)으로부터 높은 가스 유량을 요구하는 분야는 더 넓은 오리피스를 가질 수 있다. 이와 달리, 낮은 유량을 요구하는 분야는 더 좁은 오리피스를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 길이(Y1)는 40 mil 내지 약 45 mil의 범위 내에 있으며, 바람직하게는 약 43 mil이다. 제 1 좁은 부분(302)의 길이는 부품(100)의 적용에 따 라 변화될 수 있다. 추가로 설명하기 위하여, 더 높은 유량을 요구하는 분야는 더 짧은 길이를 가질 수 있다. 한편, 낮은 유량을 요구하는 분야는 더 긴 길이를 가질 수 있다. 예를 들면, 제 1 좁은 부분(302)의 길이 및 제 1 좁은 부분(302)의 폭은 아래 비율에 따라 결정될 수 있다: 유량 = (12.1*(X1)3)/Y1.
추가로 후술되는 바와 같이, 적어도 일 실시예에서, 부품(100)의 정면 페이스(104)가 배쓰(204) 내의 세정액으로 세정될 때 부품(100)의 제 1 좁은 부분(302)이 보호된다. 이와 같이, 제 1 좁은 부분(302)은 부품(100)의 세정 동안 손상되지 않는다. 예를 들면, 부품(100)은 지그(206)에 결합될 수 있다. 이어서, 부품(100)의 정면(104)을 세정하기 위하여, 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302)을 보호하면서, 유체(예를 들면, 가스)가 지그(206)의 통로(210)를 경유하여 부품(100)의 제 1 좁은 부분(302)으로 공급되는 동안 정면 페이스(104)가 배쓰(204)의 세정액 내에 배치될 수 있다. 정면 페이스(104)가 세정된 후, 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302)으로의 유체 유동은, 세정액이 제 1 좁은 부분(302)로 들어가 세정하도록 하기 위해, 정지될 수 있다. 예를 들면, 진공은 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302) 내로 세정액을 도입하기 위해 지그(206)의 통로(210)를 경유하여 제 1 좁은 부분(302)으로 인가될 수 있다(추가로 후술되는 바와 같이).
도 4는 본 발명에 따라 세정액 형성 공정(400)을 도시한다. 도 4를 참조하면, 단계(402)에서, 부품(100)과 같은, 부품의 세정 요구가 결정된다. 예를 들면, 부품(100)으로부터 제거되어야 하는 잔류물의 양이 결정될 수 있다. 부품(100)의 세정 요구를 기초로 하여, 세정액이 형성될 수 있다(단계(404)에서).
일 예로서, 세정액의 일 부분은 식각액(예를 들면, 불화수소 산(HF) 또는 잔류물을 제거할 수 있는 것)일 수 있고 세정액의 제 2 부분은 불활성제(예를 들면, 질산(HNO3) 또는 부식을 방지하는 것)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 세정액은 약 10% HF 및 90% HNO3로 형성될 수 있다. 그러나, 세정액 내의 이용된 식각액의 양 및 이용된 불활성제의 양은 세정되는 부품에 대한 에칭 요구에 따라 변화될 수 있다. 추가로 설명하기 위해, 더 큰 에칭이 요구되는 경우, 세정액은 약 15% HF 및 약 85% HNO3 를 포함할 수 있다. 더 적은 에칭이 요구되는 경우, 세정액은 약 5% HF 및 약 95% HNO3 를 포함할 수 있다. 식각액 대 불활성제의 다른 비율 및/또는 다른 세정액 화학물이 이용될 수 있다. 형성후, 세정액은 단계(406)에서 부품(100)과 같은, 부품을 세정하기 위해, 배쓰(204)와 같은 배쓰 내에 배치된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 부품을 세정하기 위한 공정(500)을 도시하는 흐름도이다. 단계(502)에서, 오리피스를 가지는 챔버 부품은 세정액 내로 삽입된다. 예를 들면, 도 2를 참조하면, 오리피스(102)를 가지는, 부품(100)은 세정액을 가지는 배쓰(204) 내로 삽입된다. 부품(100)이 세정액 내에 배치되면, 부품(100)은 단계(504)에서 세정된다.
단계(504)에서, 적어도 오리피스의 제 1 부분은 부품이 세정되는 동안 세정액 없이 유지된다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302)은 세정액 없이 유지될 수 있다(세정액의 상부 경계부(204a)에 의해 도시된 바와 같이). 본 발명의 일 실시예에 따라, 부품의 오리피스의 일 부분(또는 모두)은 부품의 세정 동안 오리피스 내로 가스(예를 들면, 공기, 산소, 질소, 아르곤, 제논, 또는 소정의 다른 적절한 가스)를 주입함으로써 세정액 없이 유지된다. 예를 들면, 도 2를 다시 참조하면, 부품(100)이 배쓰(204) 내에 배치될 때, 가스는 통로(210)를 통하여 지그(206) 내로 주입될 수 있다. 가스는 세정액이 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302) 내로 유입되는 것을 방지하는 압력으로 부품(100) 내로 주입될 수 있다. 일부 실시예에서, 비록 다른 압력이 사용될 수 있지만, 가스는 약 1.1 기압 내지 약 1.5 기압으로 주입될 수 있다.
도 3을 참조하면, 가스가 통로(210)를 경유하여 지그(206) 내로 주입될 때, 가스 유동은 오리피스(302)의 제 1 좁은 부분(302) 내로 유동한다. 가스가 제 1 좁은 부분(302) 내로 유동할 때, 세정액(204)은 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302)의 단부(302a) 아래 유지된다. 세정액은 소정의 다른 원하는 레벨로 유지될 수 있으며, 지그(206)내의 압력을 조정함으로써 오리피스(102)로부터 완전히 배제될 수 있다.
전술된 바와 같이, 오리피스의 제 1 좁은 부분(302)의 치수(X1 및 Y1)는 부품(100)의 기능성에 중요할 수 있다. 단부(302a)는 제 1 좁은 부분(302)의 단부 지점이다. 따라서, 세정액이 부품(100)의 페이스(104)의 세정 동안 단부(302a) 위로 상승하는 경우, 세정액은 제 1 좁은 부분(302)를 부식시켜 치수(X1 및 Y1)가 변경될 수 있다.
도 3에 도시된 실시예에서, 부품(100)의 페이스(104)는 배쓰(204)의 세정액으로 오리피스(102)의 제 2 및 제 3 부분(304 및 305)을 따라 세정된다. 일부 실시예에서, 제 2 및 제 3 부분(304 및 305) 및/또는 페이스(104)를 세정하기 위한 시간은 약 10분 내지 약 5시간의 범위일 수 있다. 다른 세정 시간이 이용될 수 있다. 제 1 좁은 부분(302)은 시간의 동일한 기간 동안(예를 들면 10분 내지 5시간) 세정액에 노출되는 경우, 제 1 좁은 부분(302)이 부식될 수 있다(예를 들면, 수용 불가능하게). 대체로, 세정의 지속은 부품(100) 상에 축적되는 잔류물의 양 및 타입에 종속된다. 예를 들변, 부품(100)이 부품(100) 상에 탄소의 증강을 초래하는 공정에서 이용되는 경우, 세정이 5시간 까지 지속될 수 있다.
단계(506)에서, 부품의 오리피스의 제 1 부분은 세정된다. 예를 들면, 오리피스로 유동되는 가스는 세정액이 오리피스로 유입되도록 하기 위해 중단될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 진공은 오리피스로 인가될 수 있다. 예를 들면, 도 2의 실시예에서, 진공은 오리피스(102)를 통하여 지그(206)의 통로(210)로부터 세정액을 유도하는 지그(206)에 인가될 수 있다. 일부 실시예에서, 약 250 mTorr내지 750 mTorr 사이의 범위, 더욱 바람직하게는 약 500 mTorr의 진공이 지그(206) 및/또는 오리피스(102)에 인가될 수 있다. 진공이 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302)으로 인가될 때, 세정액은 제 1 좁은 부분(302) 내로 이동하여 그 안에 있는 잔류물을 세정한다.
오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302)은 예를 들면 연속적으로 세정될 수 있다(예를 들면, 세정액이 오리피스의 제 1 부분과 연속적으로 접촉될 수 있다). 선 택적인 일 실시예에서, 세정액은 오리피스의 제 1 부분 내로 및 제 1 부분으로부터 순환될 수 있다. 이러한 실시예에서, 가스는 제 1 부분 내로 및 제 1 부분으로부터 반복적으로 핌핑되어(예를 들면, 정기적인 간격으로) 세정액이 오리피스(102)의 좁은 부분(302) 내로 및 오리피스의 좁은 부분으로부터 유도된다. 가스가 제 1 좁은 부분(302) 내로 펌핑될 때, 가스는 제 1 좁은 부분(302)으로부터 세정액을 가압한다. 가스가 제 1 좁은 부분(302)으로부터 펌핑될 때, 진공이 다시 형성되어 세정액이 잔류물을 세정하기 위해 제 1 좁은 부분(302) 내로 역으로 이동한다. 하나 이상의 실시예에서, 비록 길거나 짧은 세정 시간이 이용될 수 있지만, 오리피스의 제 1 부분의 세정은 약 5 분동안 수행될 수 있다.
추가로 설명하기 위하여, 도 6은 배쓰(204) 내에 세정액의 상부 레벨을 표시하는 지점(204a)에서 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302) 내의 세정액을 보여준다. 초기에, 가스는 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302)으로부터 펌핑되어 진공을 형성한다. 가스가 펌핑되어 진공을 형성할 때, 세정액이 제 1 좁은 부분(302) 내로 이동한다. 세정액은 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302)을 통하여 유동할 수 있거나, 적절한 시간 기간 동안 제 1 좁은 부분(302) 내에 유지될 수 있다.
선택적으로, 가스는 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302) 내로 역으로 펌핑될 수 있어, 세정액을 외부로 가압한다. 세정액이 제 1 좁은 부분(302)으로부터 가압된 후, 가스는 다시 오리피스(102)로부터 펌핑될 수 있어 배쓰(204)로부터 세정액이 추가 세정을 위해 제 1 좁은 부분(302) 내로 이동하도록 한다. 이러한 공정은 제 1 부분이 충분히 세정될 때까지 반복될 수 있다. 오리피스가 세정된 후, 공정(500)이 완료된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 공정 챔버의 부품을 세정하기 위한 공정(700)을 도시한다. 초기에, 부품은 단계(702)에서 공정 챔버로부터 제거된다. 부품이 공정 챔버로부터 제거되면, 부품은 단계(704) 내에 세정액을 가지는 배쓰내로 삽입된다. 부품이 배쓰 내로 삽입될 때, 공정(700)은 단계(706)를 수행한다.
단계(706)에서, 유체(예를 들면, 질소 또는 불활성 가스와 같은 또다른 가스)가 부품의 오리피스의 제 1 부분 내로 삽입된다. 유체는 오리피스의 제 2 부분이 세정되는 동안 세정액이 오리피스의 제 1 부분으로 유입되는 것을 방지하기 위하여 주입된다. 이와 같이, 오리피스의 제 2 부분이 단계(708)에서 세정되는 동안 세정액은 오리피스의 제 1 부분을 부식시키지 않는다. 따라서, 제 1 부분의 치수는 세정 공정 동안 유지된다.
오리피스의 제 2 부분의 세정 동안, 세정액은 오리피스의 제 2 부분 내에 유지된다(단계(710)). 예를 들면, 도 3을 다시 참조하면, 유체는 제 2 부분(304)의 세정 동안 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302)의 지점(302a) 아래로 배쓰(204)의 세정액을 유지한다. 따라서, 제 2 부분(304)이 세정되는 동안 제 1 좁은 부분(302)은 세정액이 없게 된다. 제 2 부분이 세정될 때, 공정(700)은 단계(712)를 수행한다.
단계(712) 동안, 진공은 오리피스의 제 1 부분에 형성된다. 진공은 오리피스 내의 유체(단계(708) 동안 공급되었던)를 펌핑하여 배출함으로써 오리피스의 제 1 부분 내에 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 약 250 mTorr 내지 약 750 mTorr의 범위 내의 진공 및 더욱 바람직하게는 약 500 mTorr가 이용될 수 있다. 진공이 오리피스의 제 1 부분에 형성될 때, 세정액은 오리피스로 유입되어 제 1 부분을 세정한다(단계(714)).
예를 들면, 도 6을 참조하면, 진공이 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302) 내에 형성될 때, 배쓰(204) 내의 세정액이 제 1 좁은 부분 안으로 유입된다. 세정액이 제 1 좁은 부분(302)으로 유입될 때, 세정액은 제 1 좁은 부분(302) 내에 축적되는 잔류물을 제거한다. 일 실시예에서, 세정액은 약 5분 동안의 기간 동안 오리피스(102)의 제 1 좁은 부분(302) 내에 남아있게 된다(비록 다른 세정 기간이 이용될 수 있다). 오리피스의 제 1 부분이 세정된 후, 부품은 단계(716) 내의 용액으로부터 제거되고 공정(700)이 완료된다.
전술한 상세한 설명은 단지 본 발명의 전형적인 실시예를 공개한다. 본 발명의 범위 내에 있는 상술된 장치 및 방법의 변형은 본 기술분야의 일반적인 기술자에게 용이하고 명백하다. 예를 들면, 오리피스의 일 부분이 세정액에 노출되는 시간은 오리피스 내에 존재하는 잔류물에 따라 변화될 수 있다. 또한, 다양한 식각액 및/또는 불활성제를 가지는 세정액이 이용될 수 있다. 결과적으로, 오리피스를 노출하는 시간은 또한 이용되는 세정액에 종속될 수 있다.
따라서, 본 발명은 본 발명의 전형적인 실시예와 관련하여 공개되었지만, 다른 실시예가 후술되는 청구범위에 의해 한정된 바와 같이, 본 발명의 사상 및 범위 내에 있을 수 있다.

Claims (22)

  1. 오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법으로서,
    상기 부품을 세정액을 가지는 배쓰(bath) 내에 배치하는 단계,
    상기 오리피스 내로 유체를 유동시켜, 상기 세정액이 상기 부품을 세정하는 동안, 적어도 상기 오리피스의 제 1 부분을 세정액이 없는 상태로 유지하는 단계, 및
    상기 세정액이 상기 오리피스의 제 1 부분 내로 유입되어 상기 오리피스의 제 1 부분을 세정하도록 상기 오리피스로부터 상기 유체를 빼내는 단계를 포함하는,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부품은 가스 분배 요소인,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 부품은 증착 챔버 내에서 이용되는 정면판인,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정액은 불화수소 산(HF), 및
    질산(HNO3)을 포함하는,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 세정액은 약 10% 불화수소 산 및 약 90% 질산을 포함하는,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 세정액은 약 15% 불화수소 산 및 약 85% 질산을 포함하는,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 세정액은 약 5% 불화수소 산 및 약 95% 질산을 포함하는,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체는 질소 가스인,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체는 불활성 가스인,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체를 상기 오리피스로부터 빼낸 후, 상기 유체를 상기 오리피스 내로 유동시키는 단계, 및
    상기 유체를 오리피스로부터 두번째 빼내는 단계를 더 포함하는,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체를 상기 오리피스로부터 빼내는 단계는 상기 오리피스에 진공을 인가하는 단계를 포함하는,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체를 상기 오리피스 내로 유동시키는 단계는 지그(jig)를 상기 부품으로 결합하는 단계, 및
    상기 유체를 상기 지그를 통하여 상기 오리피스 내로 유동시키는 단계를 포함하는,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 지그는 상기 부품과 유체 타이트 밀봉(fluid tight seal)을 형성하는,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  14. 오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법으로서,
    상기 부품을 세정액을 가지는 배쓰 내로 배치하는 단계,
    상기 오리피스 내로 유체를 유동시켜 상기 세정액이 상기 오리피스의 제 2 부분을 세정하는 동안 적어도 상기 오리피스의 제 1 부분이 세정액이 없는 상태를 유지하는 단계, 및
    상기 세정액이 상기 오리피스의 제 1 부분 내로 유입되어 상기 오리피스의 제 1 부분을 세정하도록 상기 유체를 상기 오리피스로부터 빼내는 단계를 포함하는,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 부품은 가스 분배 요소인,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 부품은 증착 챔버 내에서 이용되는 정면판인,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 세정액은 불화수소 산(HF), 및
    질산(HNO3)을 포함하는,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 유체를 상기 오리피스로부터 빼내는 단계는 상기 오리피스에 진공을 인가하는 단계를 포함하는,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 유체를 상기 오리피스 내로 유동시키는 단계는 지그를 상기 부품으로 결합하는 단계, 및
    상기 유체를 상기 지그를 통하여 상기 오리피스 내로 유동시키는 단계를 포함하는,
    오리피스를 가지는 반도체 제조 챔버 부품을 세정하는 방법.
  20. 반도체 장치 제조 부품의 세정 동안 이용하기 위한 장치로서,
    상기 부품에 결합되어 상기 부품과 유체 타이트 밀봉을 형성하도록 하는 표면을 가지는 지그, 및
    세정액으로 상기 부품의 세정 동안 상기 부품으로 유체를 전달하여 진공을 인가하는 하나 이상의 입구를 포함하는,
    반도체 장치 제조 부품의 세정 동안 이용하기 위한 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 지그는 세정액에 의해 에칭되지 않는 재료를 포함하는,
    반도체 장치 제조 부품의 세정 동안 이용하기 위한 장치
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 지그는 폴리에틸렌을 포함하는,
    반도체 장치 제조 부품의 세정 동안 이용하기 위한 장치.
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