KR20230112304A - 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물 및 이를 이용한 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법 - Google Patents
반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물 및 이를 이용한 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 반도체 증착 공정에 이용되는 알루미늄계 부품에서 발생하는 부산물을 확실하게 제거하여 공정 수율을 향상시킬 수 있고, 특히 세정 시 알루미늄 모재의 무게 변화를 최소화하고, 샤워헤드의 경우 홀사이즈의 변화를 최소화하여 사용 수명을 증대시킬 수 있는, 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물 및 이를 이용한 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 반도체 증착공정 장비에 포함되는 알루미늄계 부품을 세정하는데 이용되는 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물로서, 불화수소(hydrogen fluoride) 함유의 세정 조성물; 및 수산화테트라에틸암모늄(TetraEthylAmmonium Hydroxide) 함유의 세정 조성물; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물이 제공된다.
Description
본 발명은 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물 및 이를 이용한 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 증착 공정에 이용되는 알루미늄계 부품에서 발생하는 부산물을 확실하게 제거하여 공정 수율을 향상시킬 수 있고, 특히 세정 시 알루미늄 모재의 무게 변화를 최소화하고, 샤워헤드의 경우 홀사이즈의 변화를 최소화하여 사용 수명을 증대시킬 수 있는, 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물 및 이를 이용한 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 이온주입 공정, 박막 공정, 확산 공정, 사진 공정, 식각 공정 등과 같은 다수의 단위 공정들을 거쳐서 제조된다. 이러한 단위 공정들 중에서 박막 공정은 반도체 소자 제조의 재현성 및 신뢰성에 있어서 개선이 요구되는 필수적인 공정이다.
반도체 소자의 박막은 스퍼터링(sputtering), 증기 증착(evaporation), CVD(Chemical Vapor Deposition), ALD(Atomic Layer Deposition) 등에 의하여 웨이퍼 상에 형성된다. 이러한 방법을 수행하기 위한 박막 증착 장치는 통상적으로, 반응기와, 반응기 내부에 각종 가스를 공급하는 가스 라인과, 샤워링(shower ring)과, 샤워헤드(showerhead), 및 웨이퍼를 안착시키기 위한 웨이퍼 블록 등을 포함한다.
최근에 기판의 크기가 대형화됨에 따라 기판에 증착되는 박막의 균일도(uniformity)에 대한 중요성이 증가하고 있는데, 가스 공급관이나 샤워링을 사용하는 경우에는 기판에 증착되는 박막의 균일도가 샤워헤드를 사용하는 경우에 비해 우수하지 않다. 따라서 화학적 기상증착 방법에 이용되는 가스 공급장치로는 샤워헤드 또는 샤워헤드와 샤워링의 조합 등이 일반적으로 사용된다.
그런데 박막 증착 장치를 이용하여 박막 형성 공정을 진행하는 동안에, 박막 형성 처리시에 생성되는 반응 생성물은 반도체 박막의 표면뿐만 아니라, 반응기 내벽에도 퇴적(부착)되어 버린다.
반도체 양산용 박막 증착 장치는 많은 양의 웨이퍼를 처리하기 때문에 반응기 내부에 반응 생성물이 부착된 상태에서 반도체 제조 공정을 연속적으로 진행하면, 반도체 공정 막질의 특성에 변화를 줄 수 있다. 가장 대표적인 예는 막질 저항치의 변화 또는 두께의 변화, 마지막으로 반응 생성물이 박리되어 발생되는 파티클(particle)이다. 이러한 파티클은 증착 공정의 불량을 야기하고 웨이퍼에 부착되어 반도체 소자의 수율을 떨어뜨린다.
구체적으로, 반도체 CVD ACL(Amorphous Carbon Layer) 증착 공정에서는 공정 가스로서 C3H6, N2 등이 사용되는데, 이러한 사용 가스에 의해 유기물(Organic) 및 무기물(Inorganic)의 형태로 부산물이 생성된다.
특히, 알루미늄(Al) 재질의 샤워헤드에서는 이러한 부산물에 의한 파티클(Particle)이 발생하여 공정 중 불량으로 인하여 수율의 감소가 발생하는 문제점이 있으며, 공정 중 중 발생된 부산물의 제거를 통한 파이클 문제를 해결할 필요가 있으며, 이에 따라 샤워헤드에 대한 세정을 행하게 된다.
종래에는 알루미늄 재질의 샤워헤드 세정 시 산 화학(Acid Chemical) 세정 물질을 이용하여 세정하는데, 이러한 산 화학 세정 물질을 이용하여 세정하는 경우, 알루미늄 모재의 무게가 감소하고, 홀 사이즈(Hole Size)가 증가하여 결국 부품의 사용 수명이 감소하는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 산 화학 세정 물질을 이용하여 세정하는 경우, 알루미늄 모재의 데미지(Damage)가 증가하고, 주 오염원인 탄소(Carbon)의 제거가 미흡한 문제점이 있었다.
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 반도체 증착 공정에 이용되는 알루미늄계 부품에서 발생하는 부산물을 확실하게 제거하여 공정 수율을 향상시킬 수 있고, 특히 세정 시 알루미늄 모재의 무게 변화를 최소화하고, 샤워헤드의 경우 홀사이즈의 변화를 최소화하여 사용 수명을 증대시킬 수 있는, 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물 및 이를 이용한 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따르면, 반도체 증착공정 장비에 포함되는 알루미늄계 부품을 세정하는데 이용되는 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물로서, 암모니아계 화합물 함유의 세정 조성물(바람직하게는 수산화테트라에틸암모늄(TetraEthylAmmonium Hydroxide) 함유의 세정 조성물);을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물이 제공된다.
본 발명의 제2 관점에 따르면, 반도체 증착공정 장비에 포함되는 알루미늄계 부품을 세정하는데 이용되는 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물로서, 불화수소(hydrogen fluoride) 함유의 세정 조성물; 및 암모니아계 화합물 함유의 세정 조성물(바람직하게는, 수산화테트라에틸암모늄(TetraEthylAmmonium Hydroxide) 함유의 세정 조성물);중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물이 제공된다.
본 발명의 제1 및 제2 관점에 있어서, 상기 암모니아계 화합물 함유의 세정 조성물은, 수산화테트라에틸암모늄 0.1% ~ 99.9%와 물(H2O) 0.1% ~ 99.9%의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 제2 관점에 있어서, 상기 불화수소 함유의 세정 조성물은 불화수소 0.01% ~ 50% + 물(H2O) 50% ~ 99.99%의 혼합물인 것일 수 있다.
본 발명의 제3 관점에 따르면, 반도체 증착공정 장비에 포함되는 알루미늄계 부품을 세정하기 위한 알루미늄계 부품 세정 방법으로서, 알루미늄계 부품을 불화수소(hydrogen fluoride) 함유의 1차 세정 조성물로 세정하는 1차 세정 단계; 및 상기 1차 세정 단계 이후 암모니아계 화합물 함유의 2차 세정 조성물(바람직하게는, 수산화테트라에틸암모늄 함유의 2차 세정 조성물)로 알루미늄계 부품을 세정하는 2차 세정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법이 제공된다.
본 발명의 제3 관점에 있어서, 상기 1차 세정 단계에서 이용되는 상기 1차 세정 조성물은 불화수소 0.01% ~ 50% + 물(H2O) 50% ~ 99.99%의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 제3 관점에 있어서, 상기 2차 세정 단계에서 이용되는 2차 세정 조성물은 수산화테트라에틸암모늄 0.1% ~ 99.9%와 물(H2O) 0.1% ~ 99.9%의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 제3 관점에 있어서, 상기 1차 세정 단계는 1초 ~ 120분 동안 행해지고, 상기 제2 세정 단계는 1초 ~ 120분 동안 행해질 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물 및 이를 이용한 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 반도체 증착 공정에 이용되는 알루미늄계 부품에서 발생하는 부산물을 확실하게 제거할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 부산물의 주 오염원인 탄소를 제거함으로써 파티클의 제거 및 공정 수율 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 알루미늄 모재의 무게 변화를 최소화하고, 특히 샤워헤드의 경우 홀사이즈의 변화를 최소화하여 사용 수명을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물을 이용한 알루미늄계 부품 세정 과정을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 2는 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 다양한 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드의 홀(hole) 내부 이미지를 나타내는 도면이다.
도 3은 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드의 무게 감소 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 사이즈의 변화 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부 표면의 SEM(전자주사 현미경) 이미지를 나타내는 도면이다.
도 6은 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부 표면의 FIB-SEM(포커스 이온빔-전자주사 현미경) 이미지를 나타내는 도면이다.
도 7은 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부의 XPS(X선 광전자 분광법) 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부의 XPS(X선 광전자 분광법) 분석에서 Al2p, F1s 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부의 XPS(X선 광전자 분광법) 분석에서 C1s, O1s 결과를 나타내는 도면이다.
도 2는 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 다양한 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드의 홀(hole) 내부 이미지를 나타내는 도면이다.
도 3은 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드의 무게 감소 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 사이즈의 변화 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부 표면의 SEM(전자주사 현미경) 이미지를 나타내는 도면이다.
도 6은 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부 표면의 FIB-SEM(포커스 이온빔-전자주사 현미경) 이미지를 나타내는 도면이다.
도 7은 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부의 XPS(X선 광전자 분광법) 분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부의 XPS(X선 광전자 분광법) 분석에서 Al2p, F1s 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부의 XPS(X선 광전자 분광법) 분석에서 C1s, O1s 결과를 나타내는 도면이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물 및 이를 이용한 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물은, 반도체 증착공정 장비에 포함되는 알루미늄(Al)계 부품을 세정하는데 이용되는 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물로서, 크게 불화수소(hydrogen fluoride) 함유의 세정 조성물(제1 세정 조성물), 및/또는 암모니아계 화합물 함유의 세정 조성물(제2 세정 조성물)을 포함한다.
상기 암모니아계 화합물 함유의 세정 조성물은 수산화테트라에틸암모늄(TetraEthylAmmonium Hydroxide) 함유의 세정 조성물이며, 바람직하게는 수산화테트라에틸암모늄 0.1% ~ 99.9%와 물(H2O) 0.1% ~ 99.9%의 혼합물로 이루어지는 것이 바람직하다.
여기에서, 본 발명의 발명자는 상기한 암모니아계 화합물 함유의 세정 조성물인 수산화테트라에틸암모늄 함유의 세정 조성물만을 이용하여 세정하는 경우, 세정할 알루미늄(Al)계 부품의 표면에서 산화물(Oxide)에 의해 주 오염원인 탄소(Carbon)의 제거 미흡이 있었음을 확인하였으며, 따라서 본 발명의 조성물은 이러한 탄소 제거를 위한 추가 세정 조성물을 포함한다.
즉, 본 발명에 따른 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물은, Al계 부품 표면의 산화물 제거를 위한 산화물 제거용 세정물로서 불화수소(hydrogen fluoride) 함유의 세정물로 이루어진다.
바람직하게, 상기 산화물 제거용 세정물은 불화수소 0.01% ~ 50% + 물(H2O) 50% ~ 99.99%의 혼합물로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 산화물 제거용 세정물은 세정 과정에서 알루미늄계 부품의 산화물을 제거하기 위하여 선 진행되고, 이후 상기한 암모니아계 화합물 0.1% ~ 99.9%와 물(H2O) 0.1% ~ 99.9%의 세정물로 세정이 행해진다.
다음으로, 본 발명에 따른 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물을 이용한 알루미늄계 부품 세정 방법에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물을 이용한 알루미늄계 부품 세정 과정을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
본 발명에 따른 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물을 이용한 알루미늄계 부품 세정 방법은, 반도체 증착공정 장비에 포함되는 알루미늄(Al)계 부품을 세정하기 위한 알루미늄계 부품 세정 방법으로서, 크게 불화수소(hydrogen fluoride) 함유의 1차 세정 조성물로 세정하는 1차 세정 단계(S100); 및 상기 1차 세정 단계(S100) 이후 암모니아계 화합물 함유의 2차 세정 조성물로 세정하는 2차 세정 단계(S200);를 포함한다.
상기 1차 세정 단계(S100)는 알루미늄계 부품 표면의 산화물을 제거하기 위한 과정으로서, 1차 세정 조성물은 바람직하게 불화수소 0.01% ~ 50% + 물(H2O) 50% ~ 99.99%의 혼합물로 이루어지는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 1차 세정 단계(S100)의 세정 시간은 1초 ~ 120분 동안 행해지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 2차 세정 단계(S200)에서 2차 세정 조성물은 수산화테트라에틸암모늄 0.1% ~ 99.9%와 물(H2O) 0.1% ~ 99.9%의 혼합물로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 발명자는 상기한 암모니아계 화합물 함유의 세정 조성물만을 이용하여 세정하는 경우, 세정할 알루미늄(Al)계 부품의 표면에서 산화물(Oxide)에 의해 주 오염원인 탄소(Carbon)의 제거 미흡이 있음을 확인하였으며, 따라서 1차 세정 조성물을 이용하여 세정함으로써 알루미늄계 부품의 산화물을 제거하고 한 후, 상기한 암모니아계 화합물 0.1% ~ 99.9%와 물(H2O) 0.1% ~ 99.9%의 세정 조성물로 세정하게 된다.
상기 2차 세정 단계(S200)의 세정 시간은 1초 ~ 120분 동안 행해지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 발명자는 본 발명에 따른 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물 및 이를 이용한 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법을 통한 세정 효과를 확인하기 위한 테스트를 실시하였으며, 이하 이에 대하여 설명한다. 하기 테스트에서 비교 1은 HF(1 ~ 15%) + HNO3(5 ~ 20%) + H2O(잔부)의 세정 조성물을 이용하여 1회 세정한 것이고, 비교 2는 수산화테트라에틸암모늄(0.1% ~ 99.9%)+H2O(잔부)의 세정 조성물을 이용하여 1회 세정한 것이다. 비교 3은 HF(1 ~ 15%) + HNO3(5 ~ 20%) + H2O(잔부)의 세정 조성물로 1차 세정하고, 수산화테트라에틸암모늄(0.1% ~ 99.9%)+H2O(잔부)로 2차 세정한 것이며, 실시 예는 본 발명의 세정 방법으로 세정(불화수소 0.01% ~ 50% + 물(H2O) 50% ~ 99.99%의 조성 세정물로 1차 세정한 후, 수산화테트라에틸암모늄 0.1% ~ 99.9%와 물(H2O) 0.1% ~ 99.9%의 세정 조성물로 2차 세정한 것) 한 것이다.
도 2는 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드의 홀(hole) 내부 이미지를 나타내는 도면으로, 비교 2에서 홀 내부에 산화막이 잔존하고, 본 발명인 실시 예는 홀 내부에 산화막이 잔존하지 않으며, 실시 예는 외관 검사(Visual Inspection) 결과 표면 상태 또한 가장 우수(표면 거칠기가 가장 적음)하였음을 확인하였다.
도 3은 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드의 무게 감소 결과를 나타내는 도면으로서, 무게 감소는 비교 1 ＞ 비교 3＞ 실시 예 ＞ 비교 2의 순서로 확인되었으며, 비교 2가 가장 무게 감소가 적은 것으로 나타났으나, 본 발명의 실시 예가 산화물 제거와 적은 표면 거칠기를 만족하면서 상대적으로 무게 감소율이 낮은 것으로 확인되었다.
계속해서, 도 4는 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 사이즈의 변화 결과를 나타내는 도면으로서, 홀 사이즈의 증가량은 비교 1 > 비교 3 > 실시 예 > 비교 2의 순서로 확인되었으며, 비교 2가 가장 작은 것으로 나타났으나, 본 발명의 실시 예가 산화물 제거와 적은 표면 거칠기를 만족하면서 상대적으로 홀 사이즈의 증가량이 작은 것으로 확인되었다.
또한, 도 5는 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부 표면의 SEM(전자주사 현미경) 이미지를 나타내는 도면으로서, 홀 내부 SEM 이미지 결과 화학 세정 조성물에 의한 어택(Attack) 강도는 비교 1 > 비교 3 > 실시 예 > 비교 2의 순서로 확인되었으며, 본 발명의 실시 예가 상대적으로 어택 강도가 작은 것으로 확인되었다.
도 6은 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부 표면의 FIB-SEM(포커스 이온빔-전자주사 현미경) 이미지를 나타내는 도면으로서, 본 발명의 실시 예 및 비교 1 내지 비교 3에서 세정 전 대비 오염층으로 추정되는 층(Layer)의 두께 감소(10 ~ 15nm 잔존)는 거의 유사하였음이 확인되었다.
도 7은 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부의 XPS(X선 광전자 분광법) 분석 결과를 나타내는 도면이고, 도 8은 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부의 XPS(X선 광전자 분광법) 분석에서 Al2p, F1s 결과를 나타내는 도면이며, 도 9는 알루미늄계 부품인 Al 샤워헤드를 비교 1 내지 3 및 실시 예의 세정 조성물로 세정한 결과에 대한 샤워헤드 홀 내부의 XPS(X선 광전자 분광법) 분석에서 C1s, O1s 결과를 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 세정 전 및 비교 1 내지 비교 3 및 실시 예를 이용한 세정 후 알루미늄 모재 성분 이외에 F, O, C 성분을 확인하였고, 각 세정 조성물별로 F1s, O1s, C1s, Al2p 각각의 결합에너지(Binding Energy)의 스펙트럼(Spectrum) 분석을 진행하였으며, 세정 전 알루미늄 산화물(Al Oxide) 및 유기 플루오르(Organic Fluorine) 성분을 확인하고, 세정 후 알루미늄 산화물 및 유기 플루오르가 제거되어 모재 성분인 알루미늄 메탈(Al Metal)을 확인하였고, 세정 조성물별 산소(Oxygen) 및 탄소(Carbon) 성분의 감소 확인을 위해 C1s, O1s 결합에너지의 스펙트럼 분석을 진행한바, 본 발명의 실시 예의 경우, 탄소(C)가 87% 감소하고, 산소(O)가 90% 감소하였음을 확인하였다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물을 이용하여 세정할 수 있는 대상물로는, 반도체 전 공정(Etch, CVD, Diff, IMP, Metal, Cu 등)에서 사용한 B급 제품의 Al 재질의 부품에 모두 적용할 수 있고, 가공이 완료된 신규 A급 제품의 Al 재질 모두에 적용할 수 있으며, Al 재질의 경우 대표적으로 6061 계열 외에 5000,6000,7000 등 Al 전 계열에 적용할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물 및 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법에 의하면, 반도체 증착 공정에 이용되는 알루미늄계 부품에서 발생하는 부산물을 확실하게 제거할 수 있고, 부산물의 주 오염원인 탄소(Carbon)를 제거함으로써 파티클의 제거 및 공정 수율 향상을 도모할 수 있으며, 알루미늄 모재의 무게 변화를 최소화하고, 특히 샤워헤드의 경우 홀사이즈의 변화를 최소화하여 사용 수명을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S100: 1차 세정 단계
S200: 2차 세정 단계
S200: 2차 세정 단계
Claims (8)
- 반도체 증착공정 장비에 포함되는 알루미늄계 부품을 세정하는데 이용되는 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물로서,
암모니아계 화합물 함유의 세정 조성물;을 포함하는 것을 특징으로 하는
반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물.
- 반도체 증착공정 장비에 포함되는 알루미늄계 부품을 세정하는데 이용되는 반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물로서,
불화수소(hydrogen fluoride) 함유의 세정 조성물; 및 암모니아계 화합물 함유의 세정 조성물; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 암모니아계 화합물 함유의 세정 조성물은,
수산화테트라에틸암모늄(TetraEthylAmmonium Hydroxide) 0.1% ~ 99.9%와 물(H2O) 0.1% ~ 99.9%의 혼합물인 것을 특징으로 하는
반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물.
- 제2항에 있어서,
상기 불화수소 함유의 세정 조성물은,
불화수소 0.01% ~ 50% + 물(H2O) 50% ~ 99.99%의 혼합물인 것을 특징으로 하는
반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품용 세정물.
- 반도체 증착공정 장비에 포함되는 알루미늄계 부품을 세정하기 위한 알루미늄계 부품 세정 방법으로서,
알루미늄계 부품을 불화수소(hydrogen fluoride) 함유의 1차 세정 조성물로 세정하는 1차 세정 단계; 및
상기 1차 세정 단계 이후 암모니아계 화합물 함유의 2차 세정 조성물로 알루미늄계 부품을 세정하는 2차 세정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법.
- 제5항에 있어서,
상기 1차 세정 단계에서 이용되는 상기 1차 세정 조성물은,
불화수소 0.01% ~ 50% + 물(H2O) 50% ~ 99.99%의 혼합물인 것을 특징으로 하는
반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법.
- 제5항에 있어서,
상기 2차 세정 단계에서 이용되는 2차 세정 조성물은,
수산화테트라에틸암모늄(TetraEthylAmmonium Hydroxide) 0.1% ~ 99.9%와 물(H2O) 0.1% ~ 99.9%의 혼합물인 것을 특징으로 하는
반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법.
- 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1차 세정 단계는 1초 ~ 120분 동안 행해지고,
상기 제2 세정 단계는 1초 ~ 120분 동안 행해지는 것을 특징으로 하는
반도체 증착공정 장비의 알루미늄계 부품 세정 방법.
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