KR101198243B1 - Cleaning method of apparatus for depositing carbon containing film - Google Patents

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Abstract

탄소(C) 함유 박막을 증착하는 박막 증착 장치의 건식 세정 방법을 제공한다. 본 발명은, 할로겐족을 포함하는 세정 가스는 리모트 플라즈마 발생기로 활성화시켜 박막 증착 장치의 반응기로 공급하고, 탄소를 제거하는 가스는 활성화없이 세정 가스의 공급과 동시에 반응기로 공급하여 반응기 내부를 인시튜 클리닝(in-situ cleaning)하는 것이다. 이 방법은 고체 상태의 부산물 발생이 없는 방법이며, 일정한 수량의 웨이퍼를 공정 진행한 후 박막 증착 장치의 휴지(休止)없이 인시튜 클리닝을 진행할 수 있으므로, 박막 증착 장치의 생산성을 극대화할 수 있다.Provided is a dry cleaning method of a thin film deposition apparatus for depositing a carbon (C) -containing thin film. According to the present invention, a cleaning gas containing a halogen group is activated by a remote plasma generator and supplied to the reactor of the thin film deposition apparatus, and a gas for removing carbon is supplied to the reactor simultaneously with the supply of the cleaning gas without activation, thereby cleaning the inside of the reactor. (in-situ cleaning). This method is a method of generating no by-products in the solid state, and since the in-situ cleaning can be performed without stopping the thin film deposition apparatus after processing a certain amount of wafers, the productivity of the thin film deposition apparatus can be maximized.

Description

탄소 함유 박막을 증착하는 박막 증착 장치의 건식 세정 방법{Cleaning method of apparatus for depositing carbon containing film}Clean method of apparatus for depositing carbon containing film

도 1은 본 발명에 따른 세정 방법을 수행할 수 있는 박막 증착 장치의 도면이다.1 is a view of a thin film deposition apparatus capable of performing a cleaning method according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 세정 방법의 제1 실시예를 보이는 순서도이다. 2 is a flow chart showing a first embodiment of the cleaning method according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 세정 방법의 제2 실시예를 보이는 순서도이다. 3 is a flow chart showing a second embodiment of the cleaning method according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1...박막 증착 장치 10...반응기 11...샤워헤드 1 ... thin film deposition apparatus 10 ... reactor 11 ... showerhead

12...웨이퍼 블록 W...웨이퍼 20...가스 공급 장치12 ... wafer block W ... wafer 20 ... gas supply

22...리모트 플라즈마 발생기22.Remote plasma generator

본 발명은 반도체 제조 장치의 세정 방법에 관한 것으로, 특히 탄소(C) 함유 박막을 증착하는 박막 증착 장치의 반응기를 건식 세정하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning method for a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to a method for dry cleaning a reactor of a thin film deposition apparatus for depositing a carbon (C) -containing thin film.

일반적으로 반도체 소자는 이온주입 공정, 박막 공정, 확산 공정, 사진 공정, 식각 공정 등과 같은 다수의 단위 공정들을 거쳐서 제조된다. 이러한 단위 공 정들 중에서 박막 공정은 반도체 소자 제조의 재현성 및 신뢰성에 있어서 개선이 요구되는 필수적인 공정이다.Generally, a semiconductor device is manufactured through a plurality of unit processes such as an ion implantation process, a thin film process, a diffusion process, a photo process, an etching process, and the like. Among these unit processes, the thin film process is an essential process requiring improvement in the reproducibility and reliability of semiconductor device manufacturing.

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, 웨이퍼를 안착시키기 위한 웨이퍼 블록을 포함한다. The thin film of the semiconductor device is formed on the wafer by sputtering, evaporation, chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), or the like. The thin film deposition apparatus for performing this method typically includes a reactor, a gas line for supplying various gases into the reactor, and a wafer block for seating the wafer.

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.By the way, during a thin film formation process using a thin film vapor deposition apparatus, the reaction product produced | generated at the time of thin film formation process accumulates (attaches) not only in the surface of a semiconductor thin film but in an inner wall of a reactor. Since the thin film deposition apparatus for semiconductor mass production processes a large amount of wafers, if the semiconductor manufacturing process is continuously performed while the reaction product is attached to the inside of the reactor, the characteristics of the semiconductor process film quality may be changed. The most representative example is a particle generated by a change in film resistance or a change in thickness, and finally a reaction product is peeled off. These particles cause defects in the deposition process and adhere to the wafer, reducing the yield of semiconductor devices.

이 때문에 기존의 제조 방법에서는 막질 변화가 생기기 전까지 일정 시간 또는 일정 매수의 웨이퍼 증착 공정을 진행한 후에는 박막 증착 장치를 휴지(休止)시키고, 반응기를 대기 중에 노출시켜 반응기와 그 내부의 구성요소 각각을 분리한다. 알코올과 같은 휘발성 물질을 사용하여 반응기 및 각 구성요소에 증착된 이물질을 세정한 후, 분리된 반응기를 다시 체결한다. 보통 이러한 세정 방법을 엑스 시튜 클리닝(ex-situ cleaning)이라고 하는데, 이 방법은 반도체 제조시 생산성을 크게 줄이고, 장비의 변경점 발생 등 부가적인 문제점이 있다.For this reason, in the conventional manufacturing method, the thin film deposition apparatus is paused after a predetermined time or a certain number of wafer deposition processes until the film quality changes, and the reactor is exposed to the atmosphere to expose each of the reactor and its internal components. To separate. Volatile materials, such as alcohols, are used to clean the reactor and foreign matter deposited in each component, and then the separate reactor is refastened. This cleaning method is commonly referred to as ex-situ cleaning, which greatly reduces productivity in semiconductor manufacturing and has additional problems such as equipment changes.

박막 증착 장치의 세정 방법 중의 다른 것은 박막 증착 장치를 휴지시킴 없이, 부식성 가스를 이용하여 반응기 내부의 증착물을 제거하는 건식 세정(dry cleaning) 방법, 이른바 인시튜 클리닝(in-situ cleaning)이다. 예를 들어, 실리콘(Si), 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx)을 증착하는 박막 증착 장치의 세정을 위한 세정 가스로 CF4, C2F6, C3F8, C4F8, CHF3 또는 SF6와 같은 과불화화합물(perfluorizedcompound) 가스 혹은 NF3를 반응기에 주입하여 이들 막을 제거한다.Another method of cleaning thin film deposition apparatus is a dry cleaning method, so-called in-situ cleaning, which removes deposits in a reactor using a corrosive gas without stopping the thin film deposition apparatus. For example, CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 8 as a cleaning gas for cleaning a thin film deposition apparatus that deposits silicon (Si), silicon oxide (SiOx), and silicon nitride (SiNx). In order to remove these membranes, a perfluorinated compound gas such as CHF 3 or SF 6 or NF 3 is injected into the reactor.

특히, 반도체 소자가 집적화됨에 따라 누설 전류(leakage current)를 감소하기 위해, SiOCH와 같은 저유전율(low-k) 박막 증착 등 박막에 탄소를 함유토록 하는 시도가 발생하고 있다. 그리고, TaN과 같은 금속 질화막도 탄소를 10-20% 함유토록 증착하는 경우가 있다. 이와 같이, 박막에 탄소가 5% 이상 함유되도록 증착하는 박막 증착 장치에서, 통상적인 부식성 가스를 이용하여 건식 세정하면 불화탄소(CF*) 계열의 백색 파우더가 부산물로 발생한다. 이에, 탄소 함유 박막을 증착하는 박막 증착 장치의 개선된 건식 세정 방법이 요구되고 있다. In particular, as semiconductor devices are integrated, attempts have been made to contain carbon in thin films such as low-k thin film deposition such as SiOCH in order to reduce leakage current. Metal nitride films such as TaN may also be deposited to contain 10-20% of carbon. As described above, in a thin film deposition apparatus for depositing 5% or more of carbon in a thin film, dry cleaning using a conventional corrosive gas generates a fluorocarbon (CF *)-based white powder as a by-product. Accordingly, there is a need for an improved dry cleaning method of a thin film deposition apparatus for depositing a carbon-containing thin film.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 탄소 함유 박막을 증착하는 박막 증착 장치의 건식 세정 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a dry cleaning method for a thin film deposition apparatus for depositing a carbon-containing thin film.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 세정 방법은, 탄소 함유 박막을 증착하는 박막 증착 장치의 건식 세정 방법으로서, 할로겐족을 포함하는 세정 가스는 리모트 플라즈마 발생기로 활성화시켜 상기 박막 증착 장치의 반응기로 공급하고, 탄소를 제거하는 가스는 활성화없이 상기 세정 가스의 공급과 동시에 상기 반응기로 공급하여 상기 반응기 내부를 세정하는 단계를 포함하며, 상기 세정 가스와 상기 탄소를 제거하는 가스는 서로 반응하지 않는 것을 특징으로 하는 세정 방법이다.The cleaning method according to the present invention for achieving the above technical problem is a dry cleaning method of a thin film deposition apparatus for depositing a carbon-containing thin film, the cleaning gas containing a halogen group is activated by a remote plasma generator to the reactor of the thin film deposition apparatus The gas for supplying and removing carbon may be supplied to the reactor at the same time as the supply of the cleaning gas without activation to clean the inside of the reactor, wherein the cleaning gas and the gas for removing carbon do not react with each other. It is a washing | cleaning method characterized by the above-mentioned.

본 발명에 있어서, 상기 세정 가스는 NF3, C2F6, CF4, CHF3, F2 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다. 상기 탄소를 제거하는 가스는 산소(O)를 포함하거나 수소(H)를 포함하는 가스인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하기로, 상기 탄소를 제거하는 가스는 O2, N2O, O3, NH3, H2 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.In the present invention, the cleaning gas is preferably any one selected from the group consisting of NF 3 , C 2 F 6 , CF 4 , CHF 3, F 2 and a combination thereof. The gas for removing the carbon is preferably a gas containing oxygen (O) or hydrogen (H). More preferably, the gas for removing carbon is any one selected from the group consisting of O 2 , N 2 O, O 3 , NH 3 , H 2 and combinations thereof.

본 발명에 있어서, 상기 세정 가스와 탄소를 제거하는 가스를 공급하기 전에, 상기 반응기 내부의 부산물 표면의 탄소를 일차적으로 제거하기 위하여 O2 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 상기 세정하는 단계 이후에 상기 세정 가스의 잔류물을 제거하기 위하여 수소를 함유하는 가스로 상기 박막 증착 장치를 처리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 수소를 함유하는 가스는 H2, NH3, SiH4, H2O 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. In the present invention, prior to supplying the cleaning gas and the gas for removing carbon, it is preferable to perform O 2 treatment in order to primarily remove carbon on the surface of the by-product inside the reactor. After the cleaning step, preferably further comprising the step of treating the thin film deposition apparatus with a gas containing hydrogen to remove residues of the cleaning gas. In this case, the hydrogen-containing gas may be any one selected from the group consisting of H 2 , NH 3 , SiH 4 , H 2 O, and a combination thereof.

본 발명에 있어서, 상기 세정하는 단계 이후에 상기 탄소 함유 박막으로 상 기 반응기 내부를 시즈닝(seasoning)하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, after the cleaning step, it is preferable to further include the step of (seasoning) the inside of the reactor with the carbon-containing thin film (season).

이상과 같이, 본 발명은 탄소 함유 박막을 증착하는 박막 증착 장치에 대하여 인시튜 클리닝할 수 있는 방법을 제공한다. 기존에 부식성 가스만으로 세정할 경우, 반응기 내에 고체 형태의 부산물이 발생하기 때문에 반응기를 완전히 세정할 수가 없다. 본 발명에서는 반응기 내의 금속 부산물은 할로겐족을 포함하는 세정 가스로 제거하며, 여기에 탄소를 제거하는 가스를 더 추가하여, 고체 성분의 부산물 생성없이 반응기를 세정할 수 있도록 한다. As described above, the present invention provides a method capable of in situ cleaning for a thin film deposition apparatus for depositing a carbon-containing thin film. In the case of the conventional cleaning with only corrosive gas, it is not possible to completely clean the reactor because solid by-products are generated in the reactor. In the present invention, the metal by-products in the reactor are removed with a cleaning gas containing a halogen group, and a gas for removing carbon is further added thereto so that the reactor can be cleaned without generating by-products of the solid component.

특히, 본 발명은 부분적인 가스의 활성화를 통한 반응기의 세정 방법을 소개한다. 세정 가스는 활성화시킨 것을 사용하며 탄소를 제거하는 가스는 활성화없이 사용하는 것이다. 이러한 방법은 반응기별 재현성이 우수하여, 보다 넓은 세정 공정 마진(margin)을 가진다. In particular, the present invention introduces a method of cleaning a reactor via partial gas activation. The cleaning gas is activated and the carbon removing gas is used without activation. This method has excellent reproducibility for each reactor and has a wider cleaning process margin.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다음에 설명되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

우선, 본 발명에 따른 세정 방법은 도 1과 같은 박막 증착 장치의 세정에 이용될 수 있다. First, the cleaning method according to the present invention can be used for cleaning the thin film deposition apparatus as shown in FIG.

도 1의 박막 증착 장치(1)는 내부공간을 가지는 반응기(10)와, 상기 반응기(10)의 내부공간에 승강 가능하게 설치되며 웨이퍼(W)가 배치되는 웨이퍼 블 럭(12)과, 상기 웨이퍼 블럭(12)에 배치된 웨이퍼(W)에 박막이 형성되도록 가스를 분사하는 샤워헤드(11)를 구비한다. The thin film deposition apparatus 1 of FIG. 1 includes a reactor 10 having an internal space, a wafer block 12 installed to be elevated in an internal space of the reactor 10, and a wafer W disposed thereon, and The shower head 11 which injects gas so that a thin film is formed in the wafer W arrange | positioned at the wafer block 12 is provided.

박막 증착 장치(1)는 실리콘 웨이퍼, 또는 LCD용 유리 기판 등과 같은 반도체용 웨이퍼(W) 상에 탄소 함유 박막을 증착하기 위한 것으로, 가스 라인을 통해 반응기(10)로 소스 가스 및 공정용 불활성 가스 등을 공급하는 가스 공급 장치(20)도 포함한다. 본 발명에 따른 세정 방법에 있어서, 세정 가스는 할로겐족을 포함하는 것으로, 리모트 플라즈마 발생기(22)로 활성화시켜 반응기(10)로 공급하게 된다. The thin film deposition apparatus 1 is for depositing a carbon-containing thin film on a semiconductor wafer W such as a silicon wafer or a glass substrate for LCD, and the source gas and the process inert gas to the reactor 10 through a gas line. The gas supply apparatus 20 which supplies etc. is also included. In the cleaning method according to the present invention, the cleaning gas includes a halogen group and is activated by the remote plasma generator 22 to be supplied to the reactor 10.

상기 할로겐족을 포함하는 세정 가스는 NF3, C2F6, CF4, CHF3, F2 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다. 상기 탄소를 제거하는 가스는 산소를 포함하거나 수소를 포함하는 가스인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하기로, 상기 탄소를 제거하는 가스는 O2, N2O, O3, NH3, H2 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다. The cleaning gas containing the halogen group is preferably any one selected from the group consisting of NF 3 , C 2 F 6 , CF 4 , CHF 3, F 2, and a combination thereof. The gas for removing the carbon is preferably a gas containing oxygen or a hydrogen. More preferably, the gas for removing carbon is any one selected from the group consisting of O 2 , N 2 O, O 3 , NH 3 , H 2 and combinations thereof.

다음으로, 도 1의 박막 증착 장치(1)의 반응기(10)를 세정하는 방법의 구체적인 실시예들에 관하여 설명하기로 한다. Next, specific embodiments of the method of cleaning the reactor 10 of the thin film deposition apparatus 1 of FIG. 1 will be described.

(제1 실시예)(First embodiment)

도 2는 본 발명에 따른 박막 증착 장치 세정 방법의 제1 실시예를 보이는 순서도이다.Figure 2 is a flow chart showing a first embodiment of a thin film deposition apparatus cleaning method according to the present invention.

도 1과 도 2를 참조하면, 먼저 도 2의 단계 s1에서와 같이 박막 증착 장 치(1)의 반응기(10) 내부를 세정에 적합한 압력으로 조절한다. 반응기(10) 내부의 압력은 0.3~10 torr 범위이면 된다. 반응기(10) 내부의 압력이 낮을수록 세정 효율은 증가한다. 대략 0.5~4 torr로 유지한다. 1 and 2, first, as in step s1 of FIG. 2, the inside of the reactor 10 of the thin film deposition apparatus 1 is adjusted to a pressure suitable for cleaning. The pressure inside the reactor 10 may be in the range of 0.3 to 10 torr. The lower the pressure inside the reactor 10, the greater the cleaning efficiency. Maintain about 0.5 ~ 4 torr.

다음으로, 단계 s2에서와 같이 할로겐족을 포함하는 세정 가스는 리모트 플라즈마 발생기(22)로 활성화시켜 반응기(10)로 공급하고, 세정 가스의 공급과 동시에 탄소를 제거하는 가스는 활성화없이 반응기(10)로 공급하여, 박막 증착 장치(1)의 휴지없이 반응기(10) 내부를 세정한다. 세정 단계(s2)의 유지 시간은 반응기(10)의 오염 정도에 따라 달라지며 웨이퍼 1000매를 처리한 후 또는 500매를 처리한 후에 따라 변화될 수 있다. 조건에 따라 바뀌겠으나, 대략 1000Å/min으로 제거가 된다고 보이므로 200Å 1000매를 사용했다면 200분 동안 세정한다. Next, as in step s2, the cleaning gas containing the halogen group is activated by the remote plasma generator 22 and supplied to the reactor 10, and the gas for removing carbon at the same time as the supply of the cleaning gas is activated without the activation of the reactor 10. The inside of the reactor 10 is cleaned without the pause of the thin film deposition apparatus 1 by supplying to the. The holding time of the cleaning step s2 depends on the degree of contamination of the reactor 10 and may vary depending on after processing 1000 sheets or after processing 500 sheets. It will change depending on the conditions, but it seems to be removed at approximately 1000Å / min, so if you use 1000 sheets of 200Å, wash for 200 minutes.

박막 증착 장치(1)에서 TaCN과 같은 박막을 증착하는 경우에, 상기 할로겐족을 포함하는 세정 가스로는 NF3를, 상기 탄소를 제거하는 가스로는 O2를 사용함이 바람직하다. 리모트 플라즈마 발생기(22)를 작동시켜 세정 가스가 플라즈마화되어 반응기(10) 내로 공급되도록 하면 세정 효율을 더욱 극대화시킬 수 있다. 플라즈마 발생을 위한 기저의 공정 가스로는 Ar을 사용할 수가 있다. In the case of depositing a thin film such as TaCN in the thin film deposition apparatus 1, it is preferable to use NF 3 as the cleaning gas containing the halogen group and O 2 as the gas for removing the carbon. By operating the remote plasma generator 22 to cause the cleaning gas to be plasmaized and supplied into the reactor 10, the cleaning efficiency may be further maximized. Ar may be used as a base process gas for plasma generation.

기존에 일반적인 건식 세정 가스로 사용하는 부식성 가스만으로 세정할 경우, 반응기 내 잔재하는 탄소와 불소가 반응하여 불화탄소를 형성하여 고체 형태의 부산물이 발생하기 때문에 반응기를 완전히 세정할 수가 없다. 본 발명에서는 반응기 내의 금속 부산물은 할로겐족을 포함하는 세정 가스로 제거하며, 여기에 탄소 를 제거하는 가스를 더 추가하여, 고체 성분의 부산물 생성없이 반응기를 세정할 수 있도록 한다. 그러므로 일정한 수량의 웨이퍼를 공정 진행한 후, 박막 증착 장치의 휴지없이 인시튜 클리닝을 진행할 수 있으므로, 박막 증착 장치의 생산성을 극대화할 수 있다. 특히 본 발명은 부분적인 가스의 활성화를 통한 것이다. 세정 가스는 활성화시킨 것을 사용하며 탄소를 제거하는 가스는 활성화없이 사용하는 것이다. In the case of cleaning only with corrosive gas, which is generally used as a general dry cleaning gas, it is impossible to completely clean the reactor because carbon residues in the reactor and fluorine react to form carbon fluoride to generate by-products in solid form. In the present invention, the metal by-products in the reactor are removed with a cleaning gas containing a halogen group, and a gas for removing carbon is further added thereto so that the reactor can be cleaned without generating by-products of a solid component. Therefore, after a certain number of wafers are processed, in-situ cleaning can be performed without stopping the thin film deposition apparatus, thereby maximizing the productivity of the thin film deposition apparatus. In particular, the present invention is through partial gas activation. The cleaning gas is activated and the carbon removing gas is used without activation.

세정 가스와 탄소를 제거하는 가스를 동시에 활성화시켜 공급하는 경우에는 이 둘이 먼저 반응을 하여 테프론과 같은 유기 부산물을 발생케 하며, 유기 부산물을 발생시키지 않으려면 세정 가스와 탄소를 제거하는 가스의 각 유량을 매우 좁은 범위 내에서 조절해야 하는 문제가 있음을 본 발명자들의 실험 결과 알 수 있었다. 따라서, 본 발명에서는 세정 가스만을 활성화시켜 세정 효율은 극대화하고 탄소를 제거하는 가스는 활성화시키지 않아 유기 부산물의 발생없이 탄소 제거를 하는 방법을 제안하는 것이다. 이러한 방법은 유기 부산물이 발생되지 않도록 세정 가스와 탄소를 제거하는 가스의 각 유량을 세심하게 조절해야 할 필요가 없어 반응기별 재현성이 우수하여, 보다 넓은 세정 공정 마진을 가진다. In the case of activating and supplying the cleaning gas and the carbon removing gas at the same time, the two react first to generate organic by-products such as Teflon, and each flow rate of the cleaning gas and the gas removing carbon to prevent organic by-products is generated. Experimental results of the present inventors can see that there is a problem that must be adjusted within a very narrow range. Therefore, the present invention proposes a method of activating only the cleaning gas to maximize the cleaning efficiency and not removing the carbon without removing the carbon without activating the gas that removes carbon. This method does not need to carefully control the flow rate of the cleaning gas and the gas to remove the carbon so that organic by-products are not generated, and excellent reproducibility for each reactor, has a wider cleaning process margin.

세정 단계(s2) 반응이 끝나면 반응기(10) 내부에 잔류하는 가스를 제거하는 퍼지 단계 s3를 수행한다. 반응기(10) 내부와 가스 라인, 그리고 리모트 플라즈마 발생기(22)를 퍼지한다. 이것은 반응기(10) 내부와 가스 라인 등에 세정 가스 등이 남아 있지 않도록 하기 위해서이다. 이러한 문제가 없는 경우에는 이 퍼지 단 계(s3)는 생략할 수 있다. 여기서의 퍼지 가스는 불활성 가스, 예컨대 Ar 또는 N2를 이용할 수 있다. After the washing step (s2) reaction is completed, a purge step s3 for removing the gas remaining in the reactor 10 is performed. The inside of the reactor 10, the gas line, and the remote plasma generator 22 are purged. This is to prevent the cleaning gas or the like from remaining inside the reactor 10 and the gas line. If there is no such problem, this purge step s3 can be omitted. The purge gas here may use an inert gas such as Ar or N 2 .

(제2 실시예)(Second Embodiment)

도 3은 본 발명에 따른 박막 증착 장치 세정 방법의 제2 실시예를 보이는 순서도이다. Figure 3 is a flow chart showing a second embodiment of the thin film deposition apparatus cleaning method according to the present invention.

제2 실시예의 방법은 제1 실시예와 유사하나, 추가적인 단계들이 포함되는 점이 다르다. The method of the second embodiment is similar to the first embodiment, except that additional steps are included.

도 1과 도 3을 참조하여, 먼저 도 3의 단계 s11에서와 같이 박막 증착 장치(1)의 반응기(10) 내부를 세정에 적합한 압력으로 조절한다. Referring to FIGS. 1 and 3, first, as in step s11 of FIG. 3, the inside of the reactor 10 of the thin film deposition apparatus 1 is adjusted to a pressure suitable for cleaning.

다음으로, 단계 s12에서와 같이 O2 처리를 실시한다. 이러한 O2 처리(s12)는, 반응기(10) 내부의 부산물 표면의 탄소를 산화시켜 일차적으로 제거하기 위하여 실시하는 것이다. Next, the O 2 process is performed as in step s12. This O 2 treatment (s12) is performed to oxidize and primarily remove carbon on the surface of the by-product inside the reactor 10.

계속하여 단계 s14에서와 같이, 할로겐족을 포함하는 세정 가스는 리모트 플라즈마 발생기(22)로 활성화시켜 반응기(10)로 공급하고, 세정 가스의 공급과 동시에 탄소를 제거하는 가스는 활성화없이 반응기(10)로 공급하여 반응기(10) 내부를 세정한다. Subsequently, as in step s14, the cleaning gas containing the halogen group is activated by the remote plasma generator 22 and supplied to the reactor 10, and the gas for removing carbon at the same time as the supply of the cleaning gas is activated without the activation of the reactor 10. It is supplied to clean the inside of the reactor (10).

세정 단계(s14) 반응이 끝나면 반응기(10) 내부에 잔류하는 가스를 제거하는 단계 s14를 수행한다. 단계 s14에 대해서는 앞의 제1 실시예에서 단계 s3의 설명을 그대로 원용할 수 있다. After completion of the washing step (s14), the step S14 of removing the gas remaining in the reactor 10 is performed. For step s14, the description of step s3 may be used as it is in the first embodiment.

그런 다음에, 더욱 추가적으로, 단계 s15로 도시한 바와 같이, 세정 가스의 잔류물을 제거하기 위하여 수소를 함유하는 가스로 박막 증착 장치(1)를 처리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 수소를 함유하는 가스는 H2, NH3, SiH4, H2O 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 이러한 수소를 함유하는 가스를 단순히 퍼지시키거나, 여기에 플라즈마를 발생시켜 처리할 수도 있다. Then, further additionally, it is preferable to further include treating the thin film deposition apparatus 1 with a gas containing hydrogen to remove the residue of the cleaning gas, as shown in step s15. In this case, the hydrogen-containing gas may be any one selected from the group consisting of H 2 , NH 3 , SiH 4 , H 2 O, and a combination thereof. A gas containing such hydrogen may be simply purged, or a plasma may be generated and treated therein.

그런 다음에는, 탄소 함유 박막으로 반응기(10) 내부를 시즈닝하는 단계인 단계 s16을 실시하여, 반응기(10) 내부를 박막 증착에 최적인 상태로 만들어 놓는다. Then, step s16, which is a step of seasoning the inside of the reactor 10 with a carbon-containing thin film, is performed to make the inside of the reactor 10 optimal for thin film deposition.

세정 완료 후 웨이퍼를 로딩하여 박막을 증착하기 위해서는 반응기 내 분위기 조성이 필요하다. 세정 완료 후 처음 증착된 박막과 그 다음 공정으로 증착된 박막 사이에 동일한 물성을 얻을 수 없는 문제(박막의 두께가 작아지는 첫 장 effect)가 발생하기 때문이다. 이에, 세정 공정의 마지막 단계로서, 첫 장 웨이퍼를 로딩하기 전에 반응기 내 표면에 웨이퍼에 증착하려는 박막 막질을 미리 도포해 놓는 시즈닝 단계(s16)를 진행함이 바람직하다. In order to deposit the thin film by loading the wafer after the cleaning is completed, an atmosphere composition in the reactor is required. This is because the same property cannot be obtained between the first thin film deposited after the completion of the cleaning process and the thin film deposited by the subsequent process (first field effect of decreasing the thickness of the thin film). Therefore, as a final step of the cleaning process, it is preferable to proceed with the seasoning step (s16) of applying the thin film to be deposited on the wafer in advance on the surface of the reactor before loading the first long wafer.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 설명하였지만 본 발명은 상기한 실시예들로 제한되지 않으며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Of course, this also belongs to the scope of the present invention.

본 발명에 따르면, 탄소 함유 박막을 증착하는 박막 증착 장치를 효과적으로 세정할 수 있다. 반응기 내의 금속 부산물은 할로겐족을 포함하는 세정 가스로 세정하되, 이 세정 가스는 리모트 플라즈마 발생기로 활성화시키고, 동시에, 탄소를 제거하는 가스를 활성화없이 공급하여, 고체 성분의 부산물 생성없이 반응기를 세정할 수 있도록 한다. 그러므로 일정한 수량의 웨이퍼를 공정 진행한 후, 박막 증착 장치의 휴지없이 인시튜 클리닝을 진행할 수 있으므로, 박막 증착 장치의 생산성을 극대화할 수 있다.According to the present invention, the thin film deposition apparatus for depositing a carbon-containing thin film can be effectively cleaned. The metal by-products in the reactor can be cleaned with a cleaning gas containing a halogen group, which can be activated by a remote plasma generator and at the same time supplying a gas that removes carbon without activation, thereby cleaning the reactor without generating byproducts of the solid component. Make sure Therefore, after a certain number of wafers are processed, in-situ cleaning can be performed without stopping the thin film deposition apparatus, thereby maximizing the productivity of the thin film deposition apparatus.

특히, 본 발명은 부분적인 가스의 활성화를 통한 반응기의 세정 방법으로서, 세정 가스는 활성화시킨 것을 사용하며 탄소를 제거하는 가스는 활성화없이 사용한다. 이러한 방법은 반응기별 재현성이 우수하여, 보다 넓은 세정 공정 마진을 가진다. In particular, the present invention is a method of cleaning a reactor through partial activation of a gas, in which the cleaning gas is activated and the gas for removing carbon is used without activation. This method has excellent reproducibility for each reactor and has a wider cleaning process margin.

Claims (8)

탄소 함유 박막을 증착하는 박막 증착 장치의 건식 세정 방법으로서, A dry cleaning method of a thin film deposition apparatus for depositing a carbon-containing thin film, 할로겐족을 포함하는 세정 가스는 리모트 플라즈마 발생기로 활성화시켜 상기 박막 증착 장치의 반응기로 공급하고, 탄소를 제거하는 가스는 활성화없이 상기 세정 가스의 공급과 동시에 상기 반응기로 공급하여 상기 반응기 내부를 세정하는 단계를 포함하며,The cleaning gas containing the halogen group is activated by a remote plasma generator and supplied to the reactor of the thin film deposition apparatus, and the gas for removing carbon is supplied to the reactor simultaneously with the supply of the cleaning gas without activation to clean the inside of the reactor. Including; 상기 세정 가스와 상기 탄소를 제거하는 가스는 서로 반응하지 않는 것을 특징으로 하는 세정 방법. And the gas for removing carbon and the gas for removing carbon do not react with each other. 제1항에 있어서, 상기 세정 가스는 NF3, C2F6, CF4, CHF3, F2 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세정 방법. The method of claim 1, wherein the cleaning gas is any one selected from the group consisting of NF 3 , C 2 F 6 , CF 4 , CHF 3, F 2, and a combination thereof. 제1항에 있어서, 상기 탄소를 제거하는 가스는 산소(O)를 포함하거나 수소(H)를 포함하는 가스인 것을 특징으로 하는 세정 방법.The cleaning method according to claim 1, wherein the gas for removing carbon is a gas containing oxygen (O) or hydrogen (H). 제1항에 있어서, 상기 탄소를 제거하는 가스는 O2, N2O, O3, NH3, H2 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세정 방법. The method of claim 1, wherein the gas for removing carbon is any one selected from the group consisting of O 2 , N 2 O, O 3 , NH 3 , H 2, and a combination thereof. 제1항에 있어서, 상기 세정 가스와 탄소를 제거하는 가스를 공급하기 전에, 상기 반응기 내부의 부산물 표면의 탄소를 일차적으로 제거하기 위하여 O2 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 세정 방법.The cleaning method according to claim 1, wherein before the supply of the cleaning gas and the gas for removing carbon, an O 2 treatment is performed to first remove carbon on the surface of the by-product inside the reactor. 제1항에 있어서, 상기 세정하는 단계 이후에 상기 세정 가스의 잔류물을 제거하기 위하여 수소를 함유하는 가스로 상기 박막 증착 장치를 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 방법.2. The method of claim 1, further comprising treating said thin film deposition apparatus with a gas containing hydrogen to remove residues of said cleaning gas after said cleaning. 제6항에 있어서, 상기 수소를 함유하는 가스는 H2, NH3, SiH4, H2O 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세정 방법. The method of claim 6, wherein the hydrogen-containing gas is any one selected from the group consisting of H 2 , NH 3 , SiH 4 , H 2 O, and a combination thereof. 제1항에 있어서, 상기 세정하는 단계 이후에 상기 탄소 함유 박막으로 상기 반응기 내부를 시즈닝(seasoning)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 방법.The method of claim 1, further comprising seasoning the interior of the reactor with the carbon-containing thin film after the cleaning.
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