KR20240027421A - 기판처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판처리 후 장치에 대한 클리닝을 수행하는 기판처리방법에 관한 것이다.
본 발명은, 기판처리를 위한 내부공간을 형성하는 공정챔버를 통한 기판처리방법으로서, 상기 내부공간에 클리닝가스를 공급하여 클리닝을 수행하는 제1클리닝단계(S100)와; 상기 제1클리닝단계(S100) 이후에 상기 내부공간의 온도가 600℃ 이상인 상태에서 상기 공정챔버에 대한 배기를 수행하는 제2클리닝단계(S200)를 포함하는 기판처리방법을 개시한다.
본 발명은, 기판처리를 위한 내부공간을 형성하는 공정챔버를 통한 기판처리방법으로서, 상기 내부공간에 클리닝가스를 공급하여 클리닝을 수행하는 제1클리닝단계(S100)와; 상기 제1클리닝단계(S100) 이후에 상기 내부공간의 온도가 600℃ 이상인 상태에서 상기 공정챔버에 대한 배기를 수행하는 제2클리닝단계(S200)를 포함하는 기판처리방법을 개시한다.
Description
본 발명은 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판처리 후 장치에 대한 클리닝을 수행하는 기판처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 기판에 박막을 증착하기 위해서는 스퍼터링(Sputtering)법, 화학기상 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition)법, 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)법 등이 주로 사용된다.
스퍼터링법은, 플라즈마 상태에서 생성된 아르곤 이온을 타겟의 표면에 충돌시키면 타겟의 표면으로부터 이탈된 타겟 물질이 기판 상에 박막으로 증착되게 하는 기술이며, 화학기상증착법은, 다양한 가스들을 반응 챔버로 주입시키고, 열 빛 또는 플라즈마와 같은 고 에너지에 의해 유도된 가스들을 반응가스와 화학 반응시킴으로써 기판 상에 박막을 증착시키는 기술이고, 원자층증착법은, 반응가스인 처리가스와 퍼지가스를 교대로 공급하여 기판 상에 원자층 단위의 박막을 증착하는 기술이다.
한편, 이와 같은 기판처리 공정을 수행하는 기판처리장치는 통상 내부에 기판을 위치시킨 상태에서 각종 공정가스를 공급하고 공정환경을 조성함으로써 기판처리를 수행할 수 있다.
그런데, 이와 같은 기판처리장치를 이용하여 기판처리를 수행하는 경우 기판처리 동안에 생성되는 반응생성물이 박막뿐만 아니라 공정챔버 내부에 표면에도 퇴적되는 문제점이 있다.
이와 같은 공정챔버 내부에 반응생성물이 퇴적된 상태에서 기판처리를 지속하면, 반응생성물이 박리되어 파티클이 발생하고, 이때 발생된 파티클은 기판처리의 불량을 야기하고 처리대상 기판에 부착되어 수율을 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 일정 주기 또는 처리되는 기판의 일정 매수 마다 공정챔버 내부를 클리닝할 필요가 있고, 최근 불소를 이용한 클리닝이 수행되고 있다.
그러나, 불소를 이용한 클리닝 시, 불소와 실리콘 사이의 화학적 결합이 발생하여 일부 부산물이 발생되는 바, 완전히 배기되지 못하고 불소에 기인한 흄(Fume)으로 잔류하는 문제점이 있다.
한편, 이와 같은 불소와 실리콘 사이의 화학적 결합을 방지하기 위하여 고온 상태에서 클리닝을 수행하는 방법이 도입되었으나, 고온 환경에서 불소를 이용한 클리닝 시, 공정챔버 내 배관을 포함한 각종 구성에 대한 부식 및 손상이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 클리닝에 따라 발생 및 잔류하는 부산물을 제거할 수 있는 기판처리방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 기판처리를 위한 내부공간을 형성하는 공정챔버를 통한 기판처리방법으로서, 상기 내부공간에 클리닝가스를 공급하여 클리닝을 수행하는 제1클리닝단계(S100)와; 상기 제1클리닝단계(S100) 이후에 상기 내부공간의 온도가 600℃ 이상인 상태에서 상기 공정챔버에 대한 배기를 수행하는 제2클리닝단계(S200)를 포함하는 기판처리방법을 개시한다.
상기 제1클리닝단계(S100)는, 상기 내부공간 온도가 600℃ 미만인 제2온도(T2)에서 수행될 수 있다.
상기 클리닝가스는, 불소를 포함할 수 있다.
상기 제2클리닝단계(S200)는, 상기 내부공간 온도를 상기 제2온도(T2)에서 600℃ 이상인 제1온도(T1)로 승온하는 승온단계(S210)와, 상기 승온단계(S210) 도중 및 이후 중 적어도 일부 시간 동안에 상기 내부공간을 펌핑하는 펌핑단계(S220)를 포함할 수 있다.
상기 펌핑단계(S220)는, 적어도 일부 시간 동안 상기 내부공간 온도가 상기 제1온도(T1)로 유지될 수 있다.
상기 제1온도(T1)는, 600℃ 이상 850℃ 미만일 수 있다.
상기 제2클리닝단계(S200)는, 적어도 일부 시간 동안 상기 공정챔버에 불활성가스를 공급하여 상기 공정챔버 내부를 퍼지할 수 있다.
상기 불활성가스는, 질소를 포함할 수 있다.
상기 펌핑단계(S220)는, 상기 공정챔버에 불활성가스를 복수회 공급할 수 있다.
상기 제2클리닝단계(S200)는, 상기 내부공간 압력을 변화시키면서 수행될 수 있다.
상기 제1클리닝단계(S100)와 상기 제2클리닝단계(S200) 사이에 상기 공정챔버에 대한 펌핑을 수행하는 안정화단계(S300)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제1클리닝단계(S100) 이전에 상기 공정챔버 내에 공정가스를 공급하여 기판에 박막을 증착하는 박막증착단계(S400)를 포함할 수 있다.
상기 공정가스는, 실리콘을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 기판처리를 위한 내부공간을 형성하는 공정챔버를 통한 기판처리방법으로서, 상기 내부공간에 실리콘을 포함하는 공정가스를 공급하여 기판에 박막을 증착하는 박막증착단계(S400)와; 상기 박막증착단계(S400) 이후에 상기 내부공간에 불소를 포함하는 클리닝가스를 공급하여 클리닝을 수행하는 제1클리닝단계(S100)와; 상기 제1클리닝단계(S100) 이후에 실리콘과 불소 사이의 결합으로 형성되는 부산물을 제거하는 제2클리닝단계(S200)를 포함하는 기판처리방법을 개시한다.
상기 제2클리닝단계(S200)는, 상기 부산물에 대한 에너지공급을 통해 상기 실리콘과 상기 불소 사이의 결합을 제거하는 결합제거단계와, 상기 결합제거단계를 통해 결합이 제거된 불소를 배출하는 불소배출단계를 포함할 수 있다.
상기 제2클리닝단계(S200)가 수행되는 상기 내부공간 온도인 제1온도(T1)가 상기 제1클리닝단계(S100)가 수행되는 상기 내부공간 온도인 제2온도(T2) 보다 높을 수 있다.
상기 부산물은, SiF3를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리방법은, 공정챔버 내부에 부착된 반응생성물을 클리닝가스를 통해 제거하면서, 클리닝가스로 인해 추가로 형성되는 부산물을 제거하여 공정챔버 내부에 대한 효과적인 클리닝이 가능한 이점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 불소와 실리콘 사이의 화학적 결합을 통해 발생하는 흄(Fume)이 잔류하지 않도록 효과적으로 제거 및 배출함으로써, 파티클 발생을 억제하고 기판처리 수율을 개선할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 클리닝가스로 인해 발생되는 부산물을 효과적으로 제거하면서도, 클리닝가스로 인한 공정챔버 내부 구성의 부식 및 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 기판처리방법을 보여주는 시간에 따른 온도 및 부산물 농도 관계를 보여주는 그래프이다.
도 2는, 도 1에 따른 기판처리방법을 보여주는 순서도이다.
도 2는, 도 1에 따른 기판처리방법을 보여주는 순서도이다.
본 발명에 따른 기판처리방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판처리를 위한 내부공간을 형성하는 공정챔버를 통한 기판처리방법으로서, 상기 내부공간에 클리닝가스를 공급하여 클리닝을 수행하는 제1클리닝단계(S100)와; 상기 제1클리닝단계(S100) 이후에 상기 내부공간의 온도가 600℃ 이상인 상태에서 상기 공정챔버에 대한 배기를 수행하는 제2클리닝단계(S200)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 제1클리닝단계(S100)와 제2클리닝단계(S200) 사이에 공정챔버에 대한 펌핑을 수행하는 안정화단계(S300)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 제1클리닝단계(S100) 이전에 공정챔버 내에 공정가스를 공급하여 기판에 박막을 증착하는 박막증착단계(S400)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리방법을 구현하기 위한 기판처리장치에 관하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 단수의 기판이 도입되어 기판처리가 수행되는 매엽식장치일 수 있고, 다른 예로서 다수의 기판이 도입되어 다수의 기판들이 동시에 기판처리되는 배치식장치일 수 있다.
이하에서는 배치식장치에 대하여 설명하며, 매엽식장치에도 동일하게 적용될 수 있음은 또한 물론이다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 공정챔버, 매니폴드, 보트, 히터, 공정가스공급수단, 클리닝가스공급수단을 포함한다.
상기 공정챔버는, 내부에 기판처리가 수행되는 내부공간이 형성되는 구성으로서, 다수의 기판이 도입되기 위해 수직방향으로 길이를 가지고 형성되는 튜브로 구성될 수 있으며, 이때 단수의 튜브로 구성될 수 있고, 이중튜브 구조로 형성될수도 있다.
상기 공정챔버는, 외부펌프와 연결되는 배기구가 형성되어 내부공간에 대한 배기를 수행할 수 있으며, 이로써, 내부공간에 대한 펌핑이 수행될 수 있다.
상기 매니폴드는, 공정챔버에 각종 가스를 공급하기 위한 구성으로서, 다양한 가스공급포트들이 설치될 수 있다.
상기 가스공급포트들 중 일부는 후술하는 클리닝가스를 공급하기 위한 클리닝가스공급수단과 연결되어 내부공간에 클리닝가스를 공급할 수 있으며, 다른 일부는 후술하는 공정가스를 공급하기 위한 공정가스공급수단과 연결되어 내부공간에 공정가스를 공급할 수 있다.
또한, 상기 가스공급포트들 중 일부는 불활성가스를 공급하기 위한 구성으로서, 외부 불활성가스공급수단과 연결되어 내부공간에 불활성가스를 공급할 수 있다.
한편, 상기 매니폴드를 통해 내부공간으로 공급되는 각종 가스들은 배기구를 통해 내부공간 배기 시 펌핑되어 배출될 수 있다.
상기 공정가스공급수단은, 기판 상에 박막을 형성하기 위한 공정가스를 공급하기 위한 것으로, 예컨대, 기판 상에 실리콘(Si) 함유 박막을 형성하기 위해 실리콘을 포함하는 공정가스를 공급할 수 있다.
따라서, 상기 공정가스는, 실리콘을 포함하는 가스로서, 예를 들면, SiH4, Si2H6와 같은 실리콘 소스 가스나 실리콘 소스 가스와 반응하는 반응가스가 공급될 수 있다.
상기 클리닝가스공급수단은, 공정챔버 내부공간 및 각종 구성을 세정하기 위한 클리닝가스를 공급하기 위한 것으로, 예컨대 불소(F)가 함유된 클리닝가스를 공급할 수 있다.
따라서, 상기 클리닝가스는, 희석된 불소(F2) 가스가 이용될 수 있으며, 질소(N2)와 같은 불활성가스가 함께 공급될 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 기판처리방법에서 사용되는 클리닝가스는 불소(F)를 포함하는 가스일 수 있으며, 불활성가스는 질소(N)를 포함하는 가스이고, 공정가스는 실리콘(Si)을 포함하는 가스일 수 있다.
상기 히터는, 공정챔버 내부공간에 대한 온도분위기를 조성하기 위한 구성으로서 필요에 의해 내부공간을 가열할 수 있다.
특히, 상기 히터는, 후술하는 제2클리닝단계(S200) 동안 내부공간의 온도를 600℃ 이상으로 조성할 수 있으며, 박막증착단계(S400) 동안 박막 증착을 위한 공정온도 분위기를 조성할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 기판처리방법에 관하여 설명한다.
상기 박막증착단계(S400)는, 후술하는 제1클리닝단계(S100) 이전에 공정챔버 내에 공정가스를 공급하여 기판에 박막을 증착하는 단계로서, 다양한 방법에 의해 수행될 수 있다.
이때, 상기 박막증착단계(S400)는, 전술한 실리콘을 포함하는 공정가스를 통해 박막을 증착할 수 있으며, 히터를 통해 내부공간의 온도가 500℃ 수준으로 유지되어 박막이 증착될 수 있다.
한편, 상기 박막증착단계(S400)는, 종래 개시된 실리콘을 포함하는 공정가스를 이용하여 증착되는 모든 박막증착기술이 적용될 수 있다.
상기 제1클리닝단계(S100)는, 내부공간에 클리닝가스를 공급하여 클리닝을 수행하는 단계로서, 다양한 방법에 의해 수행될 수 있다.
상기 제1클리닝단계(S100)는, 내부공간 온도가 600℃ 미만인 제2온도(T2)에서 수행될 수 있으며, 보다 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이, 100℃ 수준의 상대적인 저온환경에서 클리닝가스를 내부공간에 공급하여 공정챔버 내부공간 및 각종 구성에 대한 세정을 수행할 수 있다.
이때, 상기 제1클리닝단계(S100)는, 클리닝가스 공급과 동시에 질소를 포함하는 불활성가스를 함께 공급할 수 있으며, 이로써 상대적으로 희석된 클리닝가스를 공급할 수 있다.
상기 제1클리닝단계(S100)는, 상대적으로 저온에서 내부공간에 불소를 포함하는 클리닝가스를 공급함으로써, 박막증착단계(S400)를 통해 내부공간에 공급된 실리콘을 포함하는 공정가스로 인해 내부공간 및 각종 구성에 부착된 반응생성물을 제거할 수 있다.
이 과정에서 상기 제1클리닝단계(S100)는, 배기구가 개방되어 내부공간에 대한 배기가 수행될 수 있으며, 다른 예로서 배기구를 차단하고 배기를 제한한 상태에서 클리닝을 수행할수도 있다.
한편, 상기 제1클리닝단계(S100)는, 불소를 포함하는 클리닝가스를 통해 내부공간 및 각종 구성에 부착된 반응생성물을 제거하는 단계이나, 전술한 박막증착단계(S400)에서 실리콘을 포함한 공정가스를 이용하여 기판처리를 수행하고 잔류하는 실리콘과 클리닝가스 내 불소가 결합함으로써 추가로 부산물을 생성할 수 있다.
특히, 제1클리닝단계(S100)는, 제2온도(T2)로서, 상대적으로 낮은 저온에서 수행되는 바, 실리콘과 불소가 결합하는 Si-F 부산물이 생성될 수 있고, 이때 생성되는 부산물이 내부공간 및 공정챔버 내부 배관을 포함하는 각종 구성에 부착되어 흄(Fume)으로 작용할 수 있다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위하여, 상기 제2클리닝단계(S200)는, 제1클리닝단계(S100) 이후에 내부공간의 온도가 600℃ 이상인 상태에서 공정챔버에 대한 배기를 수행하는 단계일 수 있다.
즉, 상기 제2클리닝단계(S200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부공간 온도를 제2온도(T2)에서 600℃ 이상의 제1온도(T1)로 상승시킨 상태에서 내부공간에 대한 배기를 수행할 수 있다.
예를 들면, 상기 제2클리닝단계(S200)는, 내부공간 온도를 제2온도(T2)에서 600℃ 이상인 제1온도(T1)로 승온하는 승온단계(S210)와, 승온단계(S210) 동안 및 이후 중 적어도 일부 시간 동안 내부공간을 펌핑하는 펌핑단계(S220)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2클리닝단계(S200)는, 펌핑단계(S220) 이후에 내부공간 온도를 재차 하강시키는 감온단계(S230)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 승온단계(S210)는, 내부공간의 온도를 제2온도(T2)에서 600℃ 이상의 제1온도(T1)로 상승시키는 단계일 수 있다.
이때, 상기 승온단계(S210)는, 전술한 히터를 통해 내부공간의 온도를 상승시킬 수 있으며, Si-F 사이의 결합관계가 제거되는 600℃ 이상으로 승온할 수 있다.
상기 펌핑단계(S220)는, 승온단계(S210) 동안 및 이후 중 적어도 일부 시간 동안에 외부펌프를 이용하여 내부공간에 대한 펌핑을 수행함으로써, 내부공간을 배기하는 단계로서, 승온단계(S210)를 통해 내부공간 온도가 제1온도(T1)로 상승한 상태에서 결합관계가 제거된 일부 클리닝가스 내 불소를 제거하는 단계일 수 있다.
즉, 상기 펌핑단계(S220)는, 일 예로서, 제2클리닝단계(S200) 동안 지속적으로 수행될 수 있으며, 결과적으로 승온단계(S210) 및 감온단계(S230) 동안 지속적으로 수행될 수 있다.
이때, 상기 제1온도(T1)는, 600℃ 이상 850℃ 미만일 수 있으며, 600℃ 미만의 온도일 때는 Si-F사이의 결합에너지를 붕괴하기 어려운 바 불소 배출 효과가 매우 낮고 850℃ 이상의 온도는 물리적으로 구현이 어렵고 장치에 영향을 주는 문제점이 있다.
보다 바람직하게는 상기 제1온도(T1)는, 740℃ 수준의 온도값일 수 있다.
이 과정에서, 상기 펌핑단계(S220)는, 배기구를 완전개방한 상태에서 배기 및 펌핑을 수행할 수 있으며, 이를 통해 Si-F 사이의 결합이 제거된 불소를 외부로 배출할 수 있다.
한편, 상기 펌핑단계(S220)는, 펌핑이 수행되는 적어도 일부 시간 동안 내부공간의 온도를 제1온도(T1)로 일정하게 유지할 수 있으며, 다른 예로서, 600℃ 이상의 일정 온도범위 내를 유지할 수도 있다.
이때, 상기 펌핑단계(S220)는, 내부공간에 대한 배기가 수행됨과 동시에 질소를 포함하는 불활성가스를 지속적 또는 간헐적, 주기적 또는 비주기적으로 공급하면서 수행될 수 있다.
또한, 상기 펌핑단계(S220)는, 승온단계(S210) 이후에 적어도 1회 수행될 수 있으며, 보다 바람직하게는 불활성가스 공급과 내부공간에 대한 펌핑을 복수회 반복 수행할 수 있다.
즉, 상기 펌핑단계(S220)가 복수회 수행될 수도 있다.
상기 감온단계(S230)는, 승온단계(S210) 이후에 내부공간의 온도를 하강시키는 단계로서, 이후에 진행되는 공정에 따라 적정 온도로 하강할 수 있다.
예를 들면, 상기 감온단계(S230)는, 후속 공정으로서 박막증착단계(S400)가 수행될 때 공정온도로 하강할 수 있으며, 이로써 제2클리닝단계(S200)를 위해 사용된 열을 박막증착단계(S400) 공정열로 활용할 수 있다.
한편, 다른 예로서 상기 감온단계(S230)는, 상대적으로 저온인 제2온도(T2) 수준으로 온도를 낮춰 후속 공정을 준비할 수 있다.
또한, 상기 제2클리닝단계(S200)는, 다른 예로서, Si-F 결합을 통해 형성되는 부산물에 대한 에너지공급을 통해 실리콘과 불소 사이의 결합을 제거하는 결합제거단계와, 결합제거단계를 통해 결합이 제거된 불소를 배출하는 불소배출단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 결합제거단계는, 전술한 승온단계(S210) 및 펌핑단계(S220)에 대응되는 단계로서, 열을 통해 실리콘과 불소 사이의 결합을 제거하는 단계일 수 있다.
한편, 상기 결합제거단계는, 열 공급 이외에 추가 또는 대체되는 에너지공급을 통해 결합을 제거할 수 있으며, 이로써 후술하는 불소배출단계를 통해 불소가 배출되도록 환경을 조성할 수 있다.
상기 불소배출단계는, 전술한 펌핑단계(S220)에 대응되는 단계로서, 결합제거단계를 통해 결합이 제거된 불소에 대한 배출을 수행하는 단계로서, 내부공간 배기 및 펌핑을 통해 불소를 제거할 수 있다.
한편, 이 과정에서 질소를 포함하는 불활성가스를 강한 압력으로 공급함으로써 결합이 제거된 불소에 대한 배출을 강화할 수 있으며, 더 나아가 배기구에 대한 완전 개방을 통해 배기성능을 향상할 수 있다.
또한, 상기 제2클리닝단계(S200)는, 공정챔버에 불활성가스를 공급하여 공정챔버 내부를 퍼지할 수 있다.
즉, 상기 제2클리닝단계(S200)는, 공정챔버에 불활성가스를 공급할 수 있으며, 전술한 펌핑단계(S220) 뿐만 아니라, 제2클리닝단계(S200) 전반, 또는 적어도 일부 시간 동안 질소를 포함하는 불활성가스를 공급할 수 있다.
또한, 상기 제2클리닝단계(S200)는, 내부공간 압력을 주기를 가지고 변화시킬 수 있으며, 일예로서, 압력을 고압 및 저압으로 변화시킴으로써 배기를 촉진할 수 있다.
상기 안정화단계(S300)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1클리닝단계(S100)와 제2클리닝단계(S200) 사이에 공정챔버에 대한 펌핑을 수행하는 단계로서, 제1클리닝단계(S100) 이후에 내부공간에 대한 충분한 펌핑을 통한 배기를 수행하여 내부공간에 대한 안정화를 수행할 수 있다.
이때, 상기 안정화단계(S300)는, 내부공간에 대한 배기를 통해 박막증착단계(S400) 이후에 잔류하는 실리콘 반응생성물을 제1클리닝단계(S100)를 통해 클리닝한 이후에 추가적인 배기 및 펌핑을 수행함으로써 잔류하는 반응생성물, 불소를 포함하는 클리닝가스 및 실리콘을 포함하는 공정가스를 모두 배기할 수 있다.
상기 안정화단계(S300)는, 제1클리닝단계(S100)가 수행되는 상대적으로 저온상태인 제2온도(T2)에서 수행될 수 있으며, 필요에 의해 후속으로 진행되는 승온단계(S210)와 같이 온도가 상승하면서 수행될 수도 있다.
한편 전술한 제2클리닝단계(S200) 및 안정화단계(S300) 각 과정에서의 퍼지 및 배기에 대하여 설명하면 다음과 같다.
상기 안정화단계(S300) 동안 퍼지가스 공급과 동시에 완전 개방을 통한 배기가 수행될 수 있으며, 다른 예로서 별도의 퍼지가스 공급은 생략되고 완전 개방을 통한 펌핑이 수행될 수 있다.
이후, 승온단계(S210) 및 펌핑단계(S220) 동안, 주기적 또는 비주기적 퍼지가스 공급이 수행됨과 동시에 배기구를 완전 개방한 상태에서 펌핑이 수행될 수 있으며, 보다 구체적으로는 지속적으로 배기구를 완전 개방한 상태에서 펌핑이 수행되는 동안 주기적 또는 비주기적으로 퍼지가스를 공급할 수 있다.
또한, 이후 감온단계(S230) 동안은, 별도의 퍼지가스 공급없이 지속적으로 배기구를 완전 개방한 상태에서 펌핑이 수행될 수 있다.
한편, 이하에서는 본 발명에 따른 기판처리방법의 반응메커니즘과 이에 따른 효과를 설명한다.
본 발명에 따른 일 실시예로서, 불소를 포함하는 클리닝가스, 실리콘을 포함하는 공정가스 및 질소를 포함하는 불활성가스에 대하여, 제1클리닝단계(S100)를 통해 실리콘 반응생성물을 클리닝가스를 통해 제거하는 단계에서 실리콘과 불소 사이의 화학적결합, 즉 Si-F 결합이 SiF3와 같은 형태로 내부공간 및 각종 구성에 부착될 수 있다.
즉, Si-F 결합에 따른 부산물은 SiF3를 포함하고, 이와 같은 부산물은 내부공간에 흄(Fume)으로 잔존하고, 따라서 이후 박막증착단계(S400)에서 파티클로 작용하는 문제점이 있다.
이때, Si-F 결합에너지를 붕괴하기 위해서는 600℃ 이상의 열에너지가 필요한 바, 제2클리닝단계(S200)를 통해 내부공간을 600℃ 이상의 제1온도(T1)로 상승하여 열에너지를 제공함으로써, Si-F 결합을 제거하고 SiF3를 SiF2 또는 SiF로 변화시키면서 분해되는 불소를 효과적으로 배출하여 제거할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
T1: 제1온도
T2: 제2온도
Claims (17)
- 기판처리를 위한 내부공간을 형성하는 공정챔버를 통한 기판처리방법으로서,
상기 내부공간에 클리닝가스를 공급하여 클리닝을 수행하는 제1클리닝단계(S100)와;
상기 제1클리닝단계(S100) 이후에 상기 내부공간의 온도가 600℃ 이상인 상태에서 상기 공정챔버에 대한 배기를 수행하는 제2클리닝단계(S200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1클리닝단계(S100)는,
상기 내부공간 온도가 600℃ 미만인 제2온도(T2)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 클리닝가스는,
불소를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 제2클리닝단계(S200)는,
상기 내부공간 온도를 상기 제2온도(T2)에서 600℃ 이상인 제1온도(T1)로 승온하는 승온단계(S210)와, 상기 승온단계(S210) 도중 및 이후 중 적어도 일부 시간 동안에 상기 내부공간을 펌핑하는 펌핑단계(S220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 펌핑단계(S220)는,
적어도 일부 시간 동안 상기 내부공간 온도가 상기 제1온도(T1)로 유지되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 제1온도(T1)는,
600℃ 이상 850℃ 미만인 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2클리닝단계(S200)는,
적어도 일부 시간 동안 상기 공정챔버에 불활성가스를 공급하여 상기 공정챔버 내부를 퍼지하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 불활성가스는,
질소를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 펌핑단계(S220)는,
상기 공정챔버에 불활성가스를 복수회 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2클리닝단계(S200)는,
상기 내부공간 압력을 변화시키면서 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1클리닝단계(S100)와 상기 제2클리닝단계(S200) 사이에 상기 공정챔버에 대한 펌핑을 수행하는 안정화단계(S300)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1클리닝단계(S100) 이전에 상기 공정챔버 내에 공정가스를 공급하여 기판에 박막을 증착하는 박막증착단계(S400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 공정가스는,
실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 기판처리를 위한 내부공간을 형성하는 공정챔버를 통한 기판처리방법으로서,
상기 내부공간에 실리콘을 포함하는 공정가스를 공급하여 기판에 박막을 증착하는 박막증착단계(S400)와;
상기 박막증착단계(S400) 이후에 상기 내부공간에 불소를 포함하는 클리닝가스를 공급하여 클리닝을 수행하는 제1클리닝단계(S100)와;
상기 제1클리닝단계(S100) 이후에 실리콘과 불소 사이의 결합으로 형성되는 부산물을 제거하는 제2클리닝단계(S200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 제2클리닝단계(S200)는,
상기 부산물에 대한 에너지공급을 통해 상기 실리콘과 상기 불소 사이의 결합을 제거하는 결합제거단계와, 상기 결합제거단계를 통해 결합이 제거된 불소를 배출하는 불소배출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 제2클리닝단계(S200)가 수행되는 상기 내부공간 온도인 제1온도(T1)가 상기 제1클리닝단계(S100)가 수행되는 상기 내부공간 온도인 제2온도(T2) 보다 높은 것을 특징으로 하는 기판처리방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 부산물은,
SiF3를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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