KR20090124961A - 종형 열처리 장치의 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질의 제거 방법 및 시스템 - Google Patents

종형 열처리 장치의 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질의 제거 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 반도체 처리용 종형 열처리 장치의 반응관, 웨이퍼 보트, 보온통으로 이루어지는 군으로부터 선택된 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 것이다. 이 방법은, 상기 종형 열처리 장치에 설치되어 있지 않은 상태의 상기 석영 부재를 얻는 공정과, 다음에 상기 석영 부재를 희불산에 의해 세정하는 희불산 세정을 행하는 공정과, 다음에 상기 석영 부재를 순수에 의해 세정하는 제1 순수 세정을 행하는 공정과, 다음에 상기 석영 부재를 염산에 의해 세정하는 염산 세정을 행하는 공정과, 다음에 상기 석영 부재를 순수에 의해 세정하는 제2 순수 세정을 행하는 공정을 구비한다.
세정조, DHF 세정 장치, 순수 세정 장치, HCl 세정 장치, 석영 부재

Description

종형 열처리 장치의 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질의 제거 방법 및 시스템 {METHOD AND SYSTEM FOR REMOVING METAL CONTAMINANTS ADHERED TO QUARTZ MEMBER OF VERTICAL HEAT PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 반도체 처리용 종형 열처리 장치의 반응관, 웨이퍼 보트, 보온통으로 이루어지는 군으로부터 선택된 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 여기서, 반도체 처리라 함은, 웨이퍼나 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 FPD(Flat Panel Display)용 글래스 기판 등의 피처리 기판 상에 반도체층, 절연층, 도전층 등을 소정의 패턴으로 형성함으로써, 상기 피처리 기판 상에 반도체 디바이스나, 반도체 디바이스에 접속되는 배선, 전극 등을 포함하는 구조물을 제조하기 위해 실시되는 다양한 처리를 의미한다.
반도체 장치의 고집적화에 수반하는 디바이스 패턴의 미세화에 의해, 반도체 웨이퍼에 부착된 오염 물질량에 대한 허용 범위가 엄격해지고 있다. 이로 인해, 석영으로 구성된 반응관, 웨이퍼 보트, 보온통 등의 석영 부재를 반도체 처리용 종형 열처리 장치에 사용하기 전에는, 석영 부재에 부착된 오염 물질, 예를 들어 금속 오염 물질을 제거하기 위해 석영 부재의 세정이 행해진다.
석영 부재의 세정에는, 예를 들어 불산(HF)을 순수(DIW)로 희석한 희불산(DHF)을 사용하여 세정한 후, 순수로 세정하는 DHF 세정이 사용된다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제2006-188419호 공보에서는, 산세정 후에 30 내지 70℃의 순수 중에서 초음파 세정을 행하여, 금속 오염 물질의 제거를 행하는 석영 글래스 지그 또는 부재의 세정 방법이 제안된다.
본 발명은, 반도체 처리용 종형 열처리 장치의 반응관, 웨이퍼 보트, 보온통으로 이루어지는 군으로부터 선택된 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 보다 확실에 제거할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 시점은, 반도체 처리용 종형 열처리 장치의 반응관, 웨이퍼 보트, 보온통으로 이루어지는 군으로부터 선택된 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 방법이며, 상기 종형 열처리 장치에 설치되어 있지 않은 상태의 상기 석영 부재를 얻는 공정과, 다음에 상기 석영 부재를 희불산에 의해 세정하는 희불산 세정을 행하는 공정과, 다음에 상기 석영 부재를 순수에 의해 세정하는 제1 순수 세정을 행하는 공정과, 다음에 상기 석영 부재를 염산에 의해 세정하는 염산 세정을 행하는 공정과, 다음에 상기 석영 부재를 순수에 의해 세정하는 제2 순수 세정을 행하는 공정을 구비한다.
본 발명의 제2 시점은, 반도체 처리용 종형 열처리 장치의 반응관, 웨이퍼 보트, 보온통으로 이루어지는 군으로부터 선택된 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 시스템이며, 상기 석영 부재를 희불산에 의해 세정하는 희불산 세정부와, 상기 석영 부재를 염산에 의해 세정하는 염산 세정부와, 상기 석영 부재를 순수에 의해 세정하는 순수 세정부와, 상기 시스템의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 종형 열처리 장치에 설치되어 있지 않은 상태의 상기 석영 부재를 상기 희불산 세정부에서 희불산에 의해 세정하는 희불산 세정을 행하는 공정과, 다음에 상기 석영 부재를 상기 순수 세정부에서 순수에 의해 세정하는 제1 순수 세정을 행하는 공정과, 다음에 상기 석영 부재를 상기 염산 세정부에서 염산에 의해 세정하는 염산 세정을 행하는 공정과, 다음에 상기 석영 부재를 상기 순수 세정부에서 순수에 의해 세정하는 제2 순수 세정을 행하는 공정을 구비하는 방법을 실행하도록 미리 설정된다.
본 발명의 추가 목적 및 이점들은 다음의 상세한 설명에 개시될 것이며, 일부는 상세한 설명으로부터 명백할 것이고 또는 본 발명의 실시에 의해 학습될 수도 있다. 본 발명의 목적 및 이점들은 특별히 이후에 개시되는 수단들 및 조합들에 의해 인식되고 얻어질 수도 있다.
본 명세서에 합체되고 일부로 구성되는 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 나타내고 있고, 상기한 일반적인 설명과 함께 하기되는 실시예들의 상세한 설명은 본 발명의 원리들을 설명하는 것으로 제공된다.
본 발명에 따르면, 반도체 처리용 종형 열처리 장치의 반응관, 웨이퍼 보트, 보온통으로 이루어지는 군으로부터 선택된 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 보다 확실에 제거할 수 있는 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 반도체 처리용 종형 열처리 장치(종형 성막 장치)는, 본 발명의 실시 형태에 관한 세정 방법의 처리 대상이 되는 몇 가지의 석영 부 재를 사용하여 구성되다. 구체적으로는, 처리 장치(100)는, 예를 들어 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고도 함) 등의 복수의 피처리 기판에 대해 소정의 성막 처리를 행하기 위한 종형의 석영제의 반응관(102)을 갖는다. 반응관(102) 내에는, 복수의 반도체 웨이퍼(피처리 기판)를 간격을 두고 적층한 석영제의 웨이퍼 보트(104)가 석영제의 보온통(106) 상에 적재된 상태에서 수납된다. 웨이퍼 보트(104) 및 보온통(106)은 반응관(102)의 저부의 반송 포트를 통해, 반응관(102) 내에 반출입 가능해진다. 석영제의 보온통(106)은 반응관(102)의 저부측 온도 저하를 방지하기 위해 사용된다. 반응관(102)에는, 성막용 처리 가스를 공급하기 위한 처리 가스 공급계(112)와, 반응관(102) 내를 배기하기 위한 진공 배기계(114)가 접속된다. 반응관(102)의 주위에는, 반응관(102) 내의 분위기를 가열함으로써 웨이퍼(W)를 가열하는 히터(116)가 배치된다.
종래, 예를 들어 반응관(102), 웨이퍼 보트(104), 보온통(106) 등의 석영 부재는, 상술한 바와 같이 DHF를 사용하여 세정된다. 그러나, 본 발명자들에 따르면, 석영 부재를 DHF 세정을 해도, 석영 부재의 표면에는 금속 오염 물질이 부착되고 있는 것이 발견되었다. 이는, 석영 벌크 중에 함유되는 금속, 예를 들어 알루미늄(Al)이 DHF 세정액 중에 용출되고, 이것이 석영 부재의 표면에 부착되기 때문이라고 생각된다. Al의 경우, 수세 중에 Al이 Al(OH)3으로 변화되고, 수세 후의 석영 부재의 표면에 재부착된다. 이와 같이 Al(OH)3이 부착된 상태의 석영 부재를 사용하여, 피처리 기판, 예를 들어 반도체 웨이퍼에 박막을 형성하는 박막 처리를 행 하면, 예를 들어 300℃ 이상의 가열에 의해 Al(OH)3이 Al2O3으로 바뀌고, 이 Al2O3이 반응관 내에 확산하여 반도체 웨이퍼 상에 Al이 부착된다.
이하에, 이와 같은 경험을 기초로 하여 구성된 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 세정 대상으로서 석영제의 반응관(102), 제거 대상의 금속 오염 물질로서 알루미늄을 예시한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 대략 동일한 기능 및 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일 부호를 부여하고, 중복 설명은 필요한 경우에만 행한다.
<실시 형태>
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하기 위한 세정 시스템을 나타내는 개략도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 석영 부재의 세정 시스템(1)은, 희불산(DHF)을 사용하여 반응관(102)을 세정하는 DHF 세정 장치(3)와, 순수(DIW : deionized water)를 사용하여 반응관(102)을 세정하는 순수 세정 장치(4)와, 염산(HCl)에 의해 반응관(102)을 세정하는 HCl 세정 장치(5)를 구비한다.
본 실시 형태에서는, 석영 부재의 세정 시스템(1)이, 각각이 그 자신의 세정조를 갖는, DHF 세정 장치(3), 순수 세정 장치(4), 및 HCl 세정 장치(5)의 3개의 세정 장치를 구비한다. 그러나, 예를 들어 DHF 세정 장치(3) 및 HCl 세정 장치(5)의 한쪽 또는 양쪽을 순수 세정 기능을 갖는 세정 장치로 해도 좋다. 이 경우, 이 세정 장치는, DHF 또는 HCl을 사용한 반응관(102)의 세정과, 순수를 사용한 반응 관(102)의 세정을 행할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 실시 형태의 경우, 석영 부재의 세정 시스템은 2개의 세정 장치만을 갖고 있으면 되게 된다.
도 1에 도시한 바와 같이, DHF 세정 장치(3)는 DHF를 수용하는 세정조(31)를 구비한다. 세정조(31)는 금속 오염원이 되지 않는 재료로 구성되고, 예를 들어 합성 수지, 글래스, 세라믹 등으로 구성된다. 세정조(31)의 상방에는, 소정의 농도로 조정된 DHF를 공급하는 DHF 공급원(32)이 배치되고, DHF 공급원(32)으로부터 공급되는 DHF의 양을 조정하는 밸브(33)에 접속된다. 이로 인해, DHF 공급원(32)으로부터 밸브(33)를 통해 소정량의 DHF가 세정조(31)에 공급된다.
DHF 세정 장치(3)의 세정조(31)의 저면에는 배출관(34)이 배치되고, 배출관(34)으로부터 세정조(31) 내의 DHF의 배액이 배출된다. 배출관(34)에는, 그 상류측으로부터 펌프(35), 필터(36) 및 밸브(37)가 개재 설치된다. 펌프(35)는 배출관(34)을 통해 세정조(31)의 DHF의 배액을 강제 배출한다. 필터(36)는 배출관(34)을 통해 배출되는 DHF의 배액으로부터 금속 오염 물질 등의 오염 물질을 제거한다. 밸브(37)는 그 개방도를 제어하여 배출관(34)으로부터 배출되는 DHF의 배액의 양을 조정한다. 또한, DHF 세정 장치(3)는 필터(36) 등에 의해 오염 물질이 제거된 DHF의 배액을 재이용하도록 구성해도 좋다.
순수 세정 장치(4)는 순수를 수용하는 세정조(41)를 구비한다. 세정조(41)는 세정조(31)와 마찬가지로, 금속 오염원이 되지 않는 재료, 예를 들어 합성 수지, 글래스, 세라믹 등으로 구성된다. 세정조(41)의 상방에는, 순수를 공급하는 순수 공급원(42)이 배치되고, 순수 공급원(42)으로부터 공급되는 순수의 양을 조정 하는 밸브(43)에 접속된다. 이로 인해, 순수 공급원(42)으로부터 밸브(43)를 통해 소정량의 순수가 세정조(41)에 공급된다.
순수 세정 장치(4)의 세정조(41)의 저면에는 배출관(44)이 배치되고, 배출관(44)으로부터 세정조(41) 내의 배액이 배출된다. 배출관(44)에는, 배출관(34)과 마찬가지로, 그 상류측으로부터 펌프(45), 필터(46) 및 밸브(47)가 개재 설치된다.
또한, 배출관(44)에는, 세정조(41)로부터의 배액을 측정 장치(8), 예를 들어 파티클 카운터로 유도하는 바이패스관(48)이 배치된다. 파티클 카운터에서는, 이 바이패스관(48)으로부터 공급된 배액에 포함되는 파티클의 수를 측정한다. 이 측정된 파티클의 수는, 후술하는 바와 같이, 금속 오염 물질의 제거의 지표로서 사용되고, 세정을 반복하는 것이 필요한지 여부가 판별된다.
또한, 바이패스관(48)에 측정 장치(8)를 접속하는 대신에, 세정조(41)로부터 오버플로우하는 세정액을 측정하는 측정 장치(8m)(도 1 중 가상선 참조), 예를 들어 파티클 카운터를 사용할 수 있다. 이와 같은 변경예에 있어서도, 금속 오염 물질의 제거의 지표를, 순수 세정 장치(4)의 세정액으로부터 얻을 수 있다.
HCl 세정 장치(5)는 HCl을 수용하는 세정조(51)를 구비한다. 세정조(51)는 세정조(31)와 마찬가지로, 금속 오염원이 되지 않는 재료, 예를 들어 합성 수지, 글래스, 세라믹 등으로 구성된다. 세정조(51)의 상방에는, 소정의 농도로 조정된 HCl을 공급하는 HCl 공급원(52)이 배치되고, HCl 공급원(52)으로부터 공급되는 HCl의 양을 조정하는 밸브(53)에 접속된다. 이로 인해, HCl 공급원(52)으로부터 밸브(53)를 통해 소정량의 HCl이 세정조(51)에 공급된다.
HCl 세정 장치(5)의 세정조(51)의 저면에는 배출관(54)이 배치되고, 배출관(54)으로부터 세정조(51) 내의 HCl의 배액이 배출된다. 배출관(54)에는, 배출관(34)과 마찬가지로, 그 상류측으로부터 펌프(55), 필터(56) 및 밸브(57)가 개재 설치된다.
또한, 석영 부재의 세정 시스템(1)에는 반송 장치(6)가 배치된다. 반송 장치(6)는, DHF 세정 장치(3), 순수 세정 장치(4), 및 HCl 세정 장치(5) 사이에서, 반응관(102)과 같은 석영 부재를 반송 가능한 구조라면 좋고, 각종 반송 장치를 사용할 수 있다. 예를 들어, DHF 세정 장치(3)에서는, 반송 장치(6)는 반응관(102)을 DHF 세정 장치(3)의 세정조(31)에 반입하고, 이 세정조(31) 중에 반응관(102)을 소정 시간 침지하도록 보유 지지하고, 반응관(102)을 DHF 세정 장치(3)의 세정조(31)로부터 반출한다.
세정 시스템(1)은, 시스템 전체의 동작을 제어하는 컴퓨터 등으로 이루어지는 제어부(10)를 구비한다. 제어부(10)는 이에 부수되는 기억부(12)에 미리 기억된 프로세스 레시피에 따라서, 예를 들어 세정되는 석영 부재의 조건 등에 따라서 후술하는 세정 처리를 행한다. 이 기억부(12)에는 또한, 석영 부재의 조건과 각 처리액의 조건의 관계가 미리 제어 데이터로서 기억된다. 따라서, 제어부(10)는, 이들의 기억된 처리 레시피나 제어 데이터를 기초로 하여, 세정 시스템(1)의 각 부[DHF 세정 장치(3), 순수 세정 장치(4), HCl 세정 장치(5), 반송 장치(6), 및 측정 장치(8) 등]를 제어할 수 있다. 또한, 기억부(12)의 기억 매체는, 예를 들어 자기 디스크[플렉시블 디스크, 하드 디스크(일례는 기억부에 포함되는 하드 디스 크) 등], 광 디스크(CD, DVD 등), 마그넷 옵티컬 디스크(MO 등), 반도체 메모리 등이다.
다음에, 본 발명의 실시 형태에 관한 석영 부재의 세정 방법에 대해 설명한다. 이 석영 부재의 세정 방법은, 종형 열처리 장치(100)에 설치되어 있지 않은 상태의 석영 부재[반응관(102)]에, DHF 세정 및 순수 세정을 행한 후, 또한 HCl 세정 및 순수 세정을 행하는 세정 방법이다. 도 2는, 본 발명의 실시 형태에 관한 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하기 위한 세정 방법의 순서를 나타내는 흐름도이다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 석영 부재의 세정 시스템(1)의 각 장치의 동작은, 제어부(10)에 의해 컨트롤된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 순수 세정의 배액 중에 포함되는 파티클의 수가 소정수 이하가 되면, 순수 세정을 종료하는 경우를 설명한다.
우선, 세정의 대상인 반응관(102)을 종형 열처리 장치(100)로부터 제거한다. 다음에, 반응관(102)을 종형 열처리 장치(100)로부터 세정 시스템(1)에 수동적 및 기계적으로 운반한다. 혹은, 종형 열처리 장치(100)에 설치되기 전의 신품의 반응관(102)을 세정 시스템(1)으로 운반한다.
그리고, 최초로, 이와 같이 운반한 세정의 대상인 반응관(102)을 DHF 세정한다(스텝 S1). 구체적으로는, DHF 세정 장치(3)[밸브(33)]를 제어하여, DHF 세정 장치(3)의 세정조(31)에 소정의 농도로 조정된 DHF를 공급한다. 또한, 반송 장치(6)를 제어하여, 세정의 대상인 반응관(102)을 DHF 세정 장치(3)에 반송한다. 다음에, 반송한 반응관(102)을 DHF로 채워진 세정조(31)에 반입(투입)하고, 이 세 정조(31) 중에 반응관(102)이 소정 시간 침지되도록 보유 지지한다. 세정조(31) 중에 반응관(102)이 소정 시간 침지됨으로써, 반응관(102)의 DHF 세정이 종료된다.
다음에, DHF 세정된 반응관(102)을 순수 세정한다(스텝 S2). 우선, 반송 장치(6)를 제어하여, DHF 세정된 반응관(102)을 세정조(31)로부터 취출하고, 순수 세정 장치(4)에 반송한다. 또한, 순수 세정 장치(4)[밸브(43)]를 제어하여, 순수 세정 장치(4)의 세정조(41)에 순수를 공급한다. 다음에, 반송한 반응관(102)을 순수로 채워진 세정조(41)에 투입하고, 이 세정조(41) 중에 반응관(102)이 소정 시간 침지되도록 보유 지지한다.
계속해서, 이 순수 세정을 종료해도 좋은지 여부를 판별한다(스텝 S3). 즉, 순수 세정의 배액 중에 포함되는 파티클의 수가 소정수 이하인지 여부를 판별한다. 이때, 반송 장치(6)를 제어하여, 순수 세정된 반응관(102)을 세정조(41)로부터 취출한다. 또한, 순수 세정 장치(4)의 펌프(45) 및 밸브(47)를 제어하여 세정조(41) 내의 배액을 배출관(4)에 배출하는 동시에, 소정량의 배액을 바이패스관(48)을 통해 측정 장치(8)(파티클 카운터)에 공급한다. 배액이 파티클 카운터에 공급되면, 파티클 카운터를 제어하여, 공급된 배액에 포함되는 파티클의 수를 측정시킨다. 제어부(10)는, 이 측정된 파티클의 수를 금속 오염 물질의 제거의 지표로서 사용하고, 이를 기초로 하여 이 순수 세정을 종료해도 좋은지 여부를 판별한다.
파티클의 수가 소정수보다 많다고 판별하면(스텝 S3 : 아니오), 처리 흐름은 스텝 S2로 복귀되어, 다시 순수 세정을 행한다. 즉, 순수 세정 장치(4)[밸브(43)]를 제어하여, 순수 세정 장치(4)의 세정조(41)에 순수를 공급하고, 반응관(102)을 순수로 채워진 세정조(41)에 투입하고, 이 세정조(41) 중에 반응관(102)이 소정 시간 침지되도록 보유 지지한다.
파티클의 수가 소정수 이하라고 판별하면(스텝 S3 : 예), 순수 세정된 반응관(102)을 HCl 세정한다(스텝 S4). 구체적으로는, HCl 세정 장치(5)[밸브(53)]를 제어하여, HCl 세정 장치(5)의 세정조(51)에 소정의 농도로 조정된 HCl을 공급한다. 또한, 반송 장치(6)를 제어하여, 순수 세정된 반응관(102)을 HCl 세정 장치(5)에 반송한다. 다음에, 반송한 반응관(102)을 HCl로 채워진 세정조(51)에 투입하고, 이 세정조(51) 중에 반응관(102)이 소정 시간 침지되도록 보유 지지한다. 세정조(51) 중에 반응관(102)이 소정 시간 침지됨으로써, 반응관(102)의 HCl 세정이 종료된다.
HCl 세정 장치(5)의 세정조(51)에 공급되는 HCl의 농도는, 반응관(102)의 표면에 부착되는 Al 등의 금속 오염 물질을 제거할 수 있는 동시에, 재료인 석영을 에칭하지 않을 정도의 농도이면 좋다. HCl의 농도는, 예를 들어 1 내지 30중량%인 것이 바람직하고, 5 내지 15중량%인 것이 더욱 바람직하다.
다음에, HCl 세정된 반응관(102)을 순수 세정한다(스텝 S5). 우선, 반송 장치(6)를 제어하여, HCl 세정된 반응관(102)을 세정조(51)로부터 취출하고, 순수 세정 장치(4)에 반송한다. 또한, 순수 세정 장치(4)[밸브(43)]를 제어하여, 순수 세정 장치(4)의 세정조(41)에 순수를 공급한다. 다음에, 반송한 반응관(102)을 순수로 채워진 세정조(41)에 투입하고, 이 세정조(41) 중에 반응관(102)이 소정 시간 침지되도록 보유 지지한다.
계속해서, 순수 세정의 배액 중에 포함되는 파티클의 수가 소정수 이하인지 여부를 판별한다(스텝 S6). 이때, 반송 장치(6)를 제어하여, 순수 세정된 반응관(102)을 세정조(41)로부터 취출한다. 또한, 스텝 S3과 마찬가지로, 세정조(41) 내의 배액을 배출관(4)에 배출하는 동시에, 소정량의 배액을 바이패스관(48)을 통해 측정 장치(8)(파티클 카운터)에 공급한다. 배액이 파티클 카운터에 공급되면, 파티클 카운터를 제어하여, 공급된 배액에 포함되는 파티클의 수를 측정시킨다. 제어부(10)는, 이 측정된 파티클의 수를 금속 오염 물질의 제거의 지표로서 사용하고, 이를 기초로 하여 이 순수 세정을 종료해도 좋은지 여부를 판별한다.
파티클의 수가 소정수보다 많다고 판별하면(스텝 S6 ; 아니오), 처리 흐름은 스텝 S5로 복귀하여, 다시 순수 세정을 행한다. 즉, 순수 세정 장치(4)[밸브(43)]를 제어하여, 순수 세정 장치(4)의 세정조(41)에 순수를 공급하고, 반응관(102)을 순수로 채워진 세정조(41)에 투입하고, 이 세정조(41) 중에 반응관(102)이 소정 시간 침지되도록 보유 지지한다.
이 대신에, 파티클의 수가 소정수보다 많다고 판별하였을 때(스텝 S6 ; 아니오), 도 3에 도시한 바와 같이, 처리 흐름은 스텝 S4로 복귀하여 HCl 세정(스텝 S4) 및 순수 세정(스텝 S5)을 행해도 좋다. 이 경우, 더욱 확실하게 오염 물질을 제거할 수 있다.
한편, 파티클의 수가 소정수 이하라 판별하면(스텝 S6 ; 예), 이 처리 흐름을 종료한다.
<실험>
본 발명의 효과를 확인하기 위해, 알루미늄 오염시킨 합성 석영 기판에 대해 다양한 조건으로 세정 처리를 행하였다. 그리고, 각 세정 처리의 최종 공정의 배액에 포함되는 알루미늄의 양(atoms/㎠)을 측정하였다. 도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d, 도 4e는, 이 실험에 있어서 사용한 실시예 PE1, 실시예 PE2 및 비교예 CE1, 비교예 CE2, 비교예 CE3의 각 처리 순서를 나타내는 도면이다. 실시예 PE1, 실시예 PE2에서는 HCl의 농도를 10중량%로 하여 HCl 세정을 행하였다. 또한, 합성 석영 중에는 알루미늄이 포함되지 않으므로, 각 처리의 최초로 합성 석영 기판의 Al 강제 오염을 행하였다.
도 5는 이 실험에 의해 얻어진, 실시예 PE1, 실시예 PE2 및 비교예 CE1, 비교예 CE2, 비교예 CE3의 최종 공정의 배액에 포함되는 알루미늄의 양을 나타내는 그래프이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, HCl 세정 및 순수 세정을 행함으로써 최종 공정의 배액에 포함되는 알루미늄의 양이 적어지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 PE1, 실시예 PE2의 비교에 의해 나타내어지는 바와 같이, HCl 세정 및 순수 세정을 복수회 행함으로서, 최종 공정의 배액에 포함되는 알루미늄의 양이 크게 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 CE1, 비교예 CE2, 비교예 CE3에 나타내는 바와 같이, HCl 세정을 행하지 않고 순수 세정을 복수회 행함으로써도 최종 공정의 배액에 포함되는 알루미늄의 양을 감소시킬 수 있었다. 그러나, 비교예 CE2, 비교예 CE3간의 알루미늄의 양의 차이는 작고 또한 비교예 CE3은 비교적 높은 값[5×1010(atoms/㎠)]을 나 타냈다. 따라서, 순수 세정의 반복으로는, 알루미늄의 양을 더욱 감소시키는 것은 곤란하다고 생각되고, HCl 세정 및 순수 세정의 조합이 알루미늄의 양을 더욱 감소시키는 데 유효한 것을 확인할 수 있었다.
<귀결 및 변경예>
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 반응관(102)에 DHF 세정 및 순수 세정을 행한 후, 또한 HCl 세정 및 순수 세정을 행한다. 이에 의해, 반응관(102)에 부착된 금속 오염 물질, 예를 들어 알루미늄을 보다 확실하게 제거할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기한 실시 형태에 한정되지 않고, 다양한 변형, 응용이 가능하다. 이하, 본 발명에 관한 변경예에 대해 설명한다.
상기 실시 형태에서는, 제거되는 금속 오염 물질이 알루미늄의 경우를 예로 본 발명을 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 점에 관하여, 금속 오염 물질로서, 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 철(Fe), 티탄(Ti), 크롬(Cr) 등에 대해서도 알루미늄과 같은 경향을 갖는 것으로 생각된다.
상기 실시 형태에서는, 순수 세정에 있어서, 순수를 채운 세정조(41)에 반응관(102)을 투입하고, 이 세정조(41) 중에 반응관(102)이 소정 시간 침지되도록 보유 지지한다. 이 대신에, 다른 방법, 예를 들어 반응관(102)에 순수로 샤워를 함으로써 순수 세정해도 좋다.
상기 실시 형태에서는, 순수 세정을 종료해도 좋은지 여부를 순수 세정의 배액 또는 오버플로우액 중에 포함되는 파티클의 수에 의해 판단한다. 이 대신에, 다른 매개 변수, 예를 들어 순수 세정의 배액 또는 오버플로우액의 비저항값 또는 pH값을 측정함으로써 이 판단을 행해도 좋다.
상기 실시 형태에서는, 세정 대상이 석영 부재가 반응관(102)인 경우가 예시된다. 이 대신에, 뱃치(batch)식 종형 열처리 장치에 사용되는 다른 석영 부재, 예를 들어 웨이퍼 보트, 보온통을 세정 대상으로 할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 소정의 농도로 조정된 DHF를 공급하는 DHF 공급원(32)이 사용된다. 이 대신에, 예를 들어 순수 공급원과 HF 공급원을 설치하고, DHF의 농도를 조정하도록 해도 좋다. 또한, 소정의 농도로 조정된 HCl을 공급하는 HCl 공급원(52)에 대해서도, 순수 공급원과 HCl 공급원을 설치하고, HCl의 농도를 조정하도록 해도 좋다.
상기 실시 형태에서는, 순수 세정 후에, 이 순수 세정을 종료해도 좋은지 여부를 판별한다. 이 대신에, 순수 세정을 종료해도 좋은지 여부를 판별하지 않고, 순수 세정을 종료해도 좋다.
추가적인 이점 및 변경들은 당 업계의 숙련자들에게 용이하게 발생할 것이다. 따라서, 보다 넓은 관점에서의 본 발명은 본 명세서에 도시되고 설명된 특정 설명 및 대표적인 실시예들에 한정되지 않는다. 따라서, 첨부된 청구항들 및 그와 균등한 것에 의해 정의된 바와 같은 일반적인 본 발명의 개념의 사상 또는 범주를 벗어나지 않는 한 다양한 변경들이 이루어질 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하기 위한 세정 시스템을 도시하는 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하기 위한 세정 방법의 순서를 나타내는 흐름도.
도 3은 상기 실시 형태의 변형예에 관한 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하기 위한 세정 방법의 순서를 나타내는 흐름도.
도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d, 도 4e는, 실험에 있어서 사용한, 실시예 PE1, 실시예 PE2 및 비교예 CE1, 비교예 CE2, 비교예 CE3의 각 처리 순서를 나타내는 도면.
도 5는 실험에 의해 얻어진, 실시예 PE1, 실시예 PE2 및 비교예 CE1, 비교예 CE2, 비교예 CE3의 최종 공정의 배액에 포함되는 알루미늄의 양을 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 관한 세정 방법의 처리 대상이 되는 석영 부재(반응관, 웨이퍼 보트, 보온통 등)를 사용하는 반도체 처리용 종형 열처리 장치(종형 성막 장치)를 도시하는 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 세정 시스템
3 : DHF 세정 장치
4 : 순수 세정 장치
5 : HCl 세정 장치
10 : 제어부

Claims (20)

  1. 반도체 처리용 종형 열처리 장치의 반응관, 웨이퍼 보트, 보온통으로 이루어지는 군으로부터 선택된 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 방법이며,
    상기 종형 열처리 장치에 설치되어 있지 않은 상태의 상기 석영 부재를 얻는 공정과,
    다음에, 상기 석영 부재를 희불산에 의해 세정하는 희불산 세정을 행하는 공정과,
    다음에, 상기 석영 부재를 순수에 의해 세정하는 제1 순수 세정을 행하는 공정과,
    다음에, 상기 석영 부재를 염산에 의해 세정하는 염산 세정을 행하는 공정과,
    다음에, 상기 석영 부재를 순수에 의해 세정하는 제2 순수 세정을 행하는 공정을 구비하는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 희불산 세정, 상기 제1 순수 세정, 상기 염산 세정, 및 상기 제2 순수 세정의 각각은, 처리액이 수용된 세정조 중에 상기 석영 부재를 소정 시간 침지시킴으로써 상기 석영 부재를 세정하는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 세정조는, 합성 수지, 글래스, 세라믹으로 이루어지는 군으로부터 선택된 재료로 구성되는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방법은, 상기 금속 오염 물질의 제거의 지표로서, 상기 제1 순수 세정 및 상기 제2 순수 세정의 각각의 배액 또는 오버플로우액의 파티클의 수, 비저항값, 또는 pH를 측정하는 공정을 더 구비하는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 파티클의 수, 비저항값, 또는 pH값의 측정은, 상기 제1 순수 세정 및 상기 제2 순수 세정의 각각의 종료 후에, 상기 석영 부재를 소정 시간 침지시킨 사용 후의 순수를 세정조로부터 배액으로서 배출하여 측정부에 공급함으로써 행하는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 방법은, 상기 제1 순수 세정의 배액 또는 오버플로우액 중에 포함되는 파티클의 수를 제1 수로서 측정하는 공정과, 상기 제1 수가 제1 소정수보다 많은지 여부를 판별하는 공정을 구비하고, 상기 제1 수가 상기 제1 소정수보다 많은 경우, 상기 제1 순수 세정을 다시 행하는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 방법은, 상기 제2 순수 세정의 배액 또는 오버플로우액 중에 포함되는 파티클의 수를 제2 수로서 측정하는 공정과, 상기 제2 수가 제2 소정수보다 많은지 여부를 판별하는 공정을 구비하고, 상기 제2 수가 상기 제2 소정수보다 많은 경우, 상기 제2 순수 세정을 다시 행하는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 방법은, 상기 제2 순수 세정의 배액 또는 오버플로우액 중에 포함되는 파티클의 수를 제2 수로서 측정하는 공정과, 상기 제2 수가 제2 소정수보다 많은지 여부를 판별하는 공정을 구비하고, 상기 제2 수가 상기 제2 소정수보다 많은 경우, 상기 염산 세정 및 상기 제2 순수 세정을 다시 행하는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 염산 세정에서는, 상기 석영 부재를 세정하는 염산의 농도를 1 내지 30중량%로 설정하는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 금속 오염 물질은 알루미늄, 나트륨, 마그네슘, 철, 티탄, 크롬으로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 방법.
  11. 반도체 처리용 종형 열처리 장치의 반응관, 웨이퍼 보트, 보온통으로 이루어지는 군으로부터 선택된 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 시스템이며,
    상기 석영 부재를 희불산에 의해 세정하는 불소산 세정부와,
    상기 석영 부재를 염산에 의해 세정하는 염산 세정부와,
    상기 석영 부재를 순수에 의해 세정하는 순수 세정부와,
    상기 시스템의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 종형 열처리 장치에 설치되어 있지 않은 상태의 상기 석영 부재를 상기 희불산 세정부에서 희불산에 의해 세정하는 희불산 세정을 행하는 공정과,
    다음에, 상기 석영 부재를 상기 순수 세정부에서 순수에 의해 세정하는 제1 순수 세정을 행하는 공정과,
    다음에, 상기 석영 부재를 상기 염산 세정부에서 염산에 의해 세정하는 염산 세정을 행하는 공정과,
    다음에, 상기 석영 부재를 상기 순수 세정부에서 순수에 의해 세정하는 제2 순수 세정을 행하는 공정을 구비하는 방법을 실행하도록 미리 설정되는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 희불산 세정부, 상기 순수 세정부, 및 상기 염산 세정부의 각각은, 처리액이 수용된 세정조 중에 상기 석영 부재를 소정 시간 침지시 킴으로써, 상기 석영 부재를 세정하는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 세정조는, 합성 수지, 글래스, 세라믹으로 이루어지는 군으로부터 선택된 재료로 구성되는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 희불산 세정부, 상기 순수 세정부, 및 상기 염산 세정부의 각각은, 그 자체의 세정조를 구비하는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 순수 세정부에 배치되고, 상기 순수 세정부에서 사용된 순수의 파티클의 수, 비저항값, 또는 pH값을 측정하는 측정부를 더 구비하는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 금속 오염 물질의 제거의 지표로서, 상기 제1 순수 세정 및 상기 제2 순수 세정의 각각의 배액 또는 오버플로우액의 파티클의 수, 비저항값 또는 pH값을 측정하도록 미리 설정되는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 순수 세정의 배액 또는 오버플로우액 중에 포함되는 파티클의 수를 제1 수로서 측정하는 공정과, 상기 제1 수가 제1 소정수보다 많은지 여부를 판별하는 공정을 행하고, 상기 제1 수가 상기 제1 소정수보다 많은 경우, 상기 제1 순수 세정을 다시 행하도록 미리 설정되는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2 순수 세정의 배액 또는 오버플로우액 중에 포함되는 파티클의 수를 제2 수로서 측정하는 공정과, 상기 제2 수가 제2 소정수보다 많은지 여부를 판별하는 공정을 행하고, 상기 제2 수가 상기 제2 소정수보다 많은 경우, 상기 제2 순수 세정을 다시 행하도록 미리 설정되는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2 순수 세정의 배액 또는 오버플로우액 중에 포함되는 파티클의 수를 제2 수로서 측정하는 공정과, 상기 제2 수가 제2 소정수보다 많은지 여부를 판별하는 공정을 행하고, 상기 제2 수가 상기 제2 소정수보다 많은 경우, 상기 염산 세정 및 상기 제2 순수 세정을 다시 행하도록 미리 설정되는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하는 시스템.
  20. 제11항에 있어서, 상기 염산 세정부는, 상기 석영 부재를 세정하는 염산의 농도를 1 내지 30중량%로 설정하는, 석영 부재에 부착된 금속 오염 물질을 제거하 는 시스템.
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