KR101589107B1 - 공정챔버의 세정방법 - Google Patents

공정챔버의 세정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101589107B1
KR101589107B1 KR1020090031328A KR20090031328A KR101589107B1 KR 101589107 B1 KR101589107 B1 KR 101589107B1 KR 1020090031328 A KR1020090031328 A KR 1020090031328A KR 20090031328 A KR20090031328 A KR 20090031328A KR 101589107 B1 KR101589107 B1 KR 101589107B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
process chamber
gas
substrate
temperature
wall
Prior art date
Application number
KR1020090031328A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100112838A (ko
Inventor
전성진
윤영수
Original Assignee
주성엔지니어링(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주성엔지니어링(주) filed Critical 주성엔지니어링(주)
Priority to KR1020090031328A priority Critical patent/KR101589107B1/ko
Publication of KR20100112838A publication Critical patent/KR20100112838A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101589107B1 publication Critical patent/KR101589107B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C23C16/18—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metallo-organic compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 금속질화물 박막을 증착하는 공정챔버를 세정하는 공정챔버의 세정방법에 관한 것으로, 공정챔버의 세정방법은, 내벽을 가지는 공정챔버를 준비하는 단계; 상기 공정챔버의 내부에 기판을 안치시키는 단계; 소스가스로써 전이금속을 포함한 금속 유기물의 전구체와 반응가스로써 질소를 포함한 물질이 반응하여 금속질화물을 형성할 수 있도록, 상기 기판은 제 1 온도를 유지하고, 상기 공정챔버의 상기 내벽은 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도를 유지시키는 단계; 상기 소스가스와 상기 반응가스를 공급하여, 상기 금속질화물을 상기 기판 상에 제 1 두께로 형성하고, 상기 내벽에 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께로 형성하는 단계; 상기 공정챔버의 외부로 상기 기판을 반출시키는 단계; 상기 공정챔버에 식각가스를 공급하여, 상기 내벽의 상기 금속질화물을 식각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
공정챔버, 세정, 박막

Description

공정챔버의 세정방법{Method of Cleaning Process Chamber}
본 발명은 금속질화물 박막을 증착하는 공정챔버를 세정하는 공정챔버의 세정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자, 표시장치 및 박막 태양전지를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 된다.
박막증착공정에서 금속 유기물의 전구체를 이용하여 금속질화물의 박막을 기판 상에 증착하는 경우, 금속 유기물의 전구체가 다량의 탄소를 포함하고 있어, 탄소를 포함하는 반응 부산물이 생성되어 공정챔버의 내벽에 흡착된다. 공정챔버의 내벽에 흡착된 탄소를 포함한 부산물은 원활하게 분해되어 배출되기 어렵고, 탄소를 포함한 부산물이 축적되면, 박리현상 등에 의해 미립자 형태로 기판 상에 적하되어 기판 상에 증착되는 박막의 특성을 저하시키는 문제를 야기할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 공정챔버의 내벽에 탄소를 포함한 반응 부산물의 흡착을 방지하기 위하여, 소스가스 및 반응가스의 반응에 의해 금속질화물이 형성될 수 있도록 기판과 공정챔버의 내벽을 각각 제 1 온도와 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 유지한 상태에서 금속질화물을 형성하고, 세정가스에 의해 공정챔버의 내벽에 부착된 금속질화물을 제거하는 공정챔버의 세정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공정챔버의 세정방법은, 내벽을 가지는 공정챔버를 준비하는 단계; 상기 공정챔버의 내부에 기판을 안치시키는 단계; 소스가스로써 전이금속을 포함한 금속 유기물의 전구체와 반응가스로써 질소를 포함한 물질이 반응하여 금속질화물을 형성할 수 있도록, 상기 기판은 제 1 온도를 유지하고, 상기 공정챔버의 상기 내벽은 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도를 유지시키는 단계; 상기 소스가스와 상기 반응가스를 공급하여, 상기 금속질화물을 상기 기판 상에 제 1 두께로 형성하고, 상기 내벽에 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께로 형성하는 단계; 상기 공정챔버의 외부로 상기 기판을 반출시키는 단계; 상기 공정챔버에 식각가스를 공급하여, 상기 내벽의 상기 금속질화물을 식각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 공정챔버의 세정방법에 있어서, 상기 전이금속은 Ti, Ta 및 Hf 중 하나을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 공정챔버의 세정방법에 있어서, 상기 금속질화물은 TiN인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 공정챔버의 세정방법에 있어서, 상기 금속 유기물의 전구체는 TDMAT(tetrakis-(dimethylamido) titanium: Ti[N(CH3)2]4), TDEAT(tetrakis-(diethylamido) titanium: Ti[N(C2H5)2]4), TTIP(Titanium Tetra IsoPropoxide: Ti(OCH3H7)4), 및 TEMAT(tetrakis-(ethylmethylamino) titanium: Ti[N(CH3)(CH2CH3)]4) 중 하나를 선택하여 사용하고, 상기 반응가스는 해리된 질소 혹은 NH3를 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 공정챔버의 세정방법에 있어서, 상기 제 1 온도는 240도 내지 300도이고, 상기 제 2 온도는 160도 내지 200도인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 공정챔버의 세정방법에 있어서, 상기 식각가스는 ClF3인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공정챔버의 세정방법은 다음과 같은 효과가 있다.
금속 유기물의 전구체를 사용하는 소스가스와 질소를 포함한 반응가스의 반응에 의해 금속질화물이 증착될 수 있도록, 기판과 공정챔버의 내벽을 각각 제 1 온도와 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 유지시키고, 소스가스와 반응가스의 공급에 의해 금속질화물을 기판 상에 제 1 두께로 형성하고 공정챔버의 내벽에 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께로 형성한다. 금속질화물의 증착공정 동안, 소스가스와 반응가스의 반응에 의해 금속질화물이 형성되는 온도는 금속 유기물의 전구체에 의해 발생되는 탄소를 함유한 반응 부산물이 잔류하기에는 너무 높은 온도이므로, 반응 부산물은 공정챔버의 내벽에 흡착되지 않고 공정챔버의 외부로 배출된다.
따라서, 금속질화물의 증착공정 동안, 탄소를 함유한 반응 부산물은 공정챔버의 외부로 배출되어, 실질적으로 공정챔버의 내벽에 흡착되지 않는다. 세정가스에 의해 분해되기 어려운 탄소를 함유한 반응 부산물이 공정챔버의 내벽에 흡착되지 않으므로, 공정챔버의 세정이 용이하고, 반응 부산물에 의해 기판 상에 증착되는 박막이 오염되지 않으므로 박막의 특성을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 내부 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 TiN 박막의 증착률을 도시한 그래프이다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1과 같이 박막증착을 위한 기판처리장치(10)는, 밀폐된 반응공간을 제공하는 공정챔버(12), 공정챔버(12)의 내부에 설치되고, 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 분사하기 위한 가스분사장치(14), 가스분사장치(14)의 하부에 설치되고 기판(16)이 안치되는 기판 안치대(18), 가스분사장치(14)에 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 공급하는 가스공급관(20) 및 반응공간의 가스를 배기시키는 배기구(22)를 포함한다.
기판안치수단(18)은 공정챔버(12)에서 저면의 중심을 관통하여, 공정챔버(12) 외부의 구동장치(도시하지 않음)와 연결되어 승강 또는 하강이 가능한 샤프트(32), 샤프트(32)와 연결되는 메인 서셉터(34) 및 메인 서셉터(34)에 설치되어 기판(16)이 안치되는 다수의 서브 서셉터(36)으로 구성된다. 도 1과 같은 기판처리장치(10)는 가스분사장치(14) 및 기판안치수단(18) 중에 하나가 회전하거나, 또는 가스분사장치(14) 및 기판안치수단(18)가 서로 반대방향 또는 동일방향으로 모두 회전할 수 있다.
도 1에서 기판안치수단(18)은 샤프트(32), 메인 서셉터(34) 및 다수의 서브 서셉터(36)로 구성되어 있으나, 도면으로 도시하지 않았지만, 필요에 따라, 메인 서셉터(34) 상에 기판(16)이 안치되는 기판안치영역을 정의하고, 기판안치영역에 메인 서셉터(34)를 관통하고 수직으로 승하강 가능한 다수의 핀을 설치하여, 다수 의 핀의 승하강에 의해 기판(16)을 안치 또는 반출할 수 있는 기판안치수단(18)을 설치할 수 있다.
도 2와 같이, 가스분사장치(14)는 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 공급하기 위한 다수의 공급관을 포함하는 가스공급관(20), 가스공급관(20)과 연결되는 제 1 내지 제 4 가스분사기(22, 24, 26, 28)로 구성된다. 제 1 내지 제 4 가스 분사기(22, 24, 26, 28)의 하면에는 가스를 분사하기 위한 다수의 가스분사홀(30)이 설치된다. 도 2에서는 4 개의 가스분사기를 도시하였지만, 필요에 따라 8 개의 가스분사기를 설치할 수 있다. 제 1 및 제 3 가스 분사기(22, 26)는 서로 180°를 이루고, 제 2 및 제 4 가스 분사기(24, 28)는 각각 제 1 및 제 3 가스 분사기(22, 26)의 사이에 설치되고, 제 1 및 제 3 가스 분사기(22, 26)와 90°를 이룬다. 제 1 내지 제 4 가스 분사기(22, 24, 26, 28)는 파이프 형태이다.
기판안치수단(18) 상에 다수의 기판(16)을 안치시키고, 제 1 내지 제 4 가스분사기(22, 24, 26, 28)를 통하여, 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 분사하면, 가스분사장치(14)에 의해, 기판(16) 상에 소스가스, 퍼지가스 및 반응가스가 순차적으로 공급되면서 원하는 박막이 형성된다. 도 1 및 도 2에서는 회전가능한 가스분사장치(14)를 도시하였지만, 가스분사장치(14)가 고정되고 기판안치수단(18)이 회전할 수 있다. 그리고, 다수의 가스분사기를 가진 가스분사장치(14) 대신 샤워헤드를 사용하고, 반응가스는 별도의 가스관을 통하여 공급할 수 있다.
도 1 및 도 2와 같은 기판처리장치(10)에서, 소스가스로써 금속 유기물(metal organic)의 전구체(precursor)와 반응가스로써 질소를 포함한 가스를 사용하여 전이금속질화물의 박막을 기판(16) 상에 증착한다. 전이금속은 Ta, Ti, 및 Hf 중 하나를 선택하여 사용한다. 전이금속질화물로써 TiN의 박막을 기판(16) 상에 증착하는 경우, 소스가스인 금속 유기물의 전구체는 제 1 가스분사기(22)를 통하여 분사되고, 반응가스는 제 2 가스분사기(24)를 통하여 분사되고, 퍼지가스는 제 3 및 제 4 가스분사기(26, 28)를 통하여 분사된다. 반응가스로 해리된 질소를 사용하는 경우, 외부에서 플라즈마화 되어 여기된 질소를 별도의 도파관을 통하여 공정챔버(12)의 부로 공급하거나 제 2 가스분사기(24)를 통하여 분사되는 질소를 포함한 가스를 플라즈마화하여 공급할 수 있다.
전이금속화합물로써 TiN 박막을 기판(16) 상에 증착하는 경우, 소스가스로써, 금속 유기물의 전구체는 TDMAT(tetrakis-(dimethylamido) titanium: Ti[N(CH3)2]4), TDEAT(tetrakis-(diethylamido) titanium: Ti[N(C2H5)2]4), TTIP(Titanium Tetra IsoPropoxide: Ti(OCH3H7)4), 및 TEMAT(tetrakis-(ethylmethylamino) titanium: Ti[N(CH3)(CH2CH3)]4) 중 하나를 선택하여 사용하고, 반응가스는 질소를 포함한 N2, HCN, 혹은 NH3를 사용하고, 퍼지가스는 Ar과 같은 불활성 가스를 사용한다.
TiN 박막은 도 1 및 도 2의 기판처리장치(10)를 사용하여 원자층 증착방법으로 형성한다. 가스분사장치(14)를 이용하여 기판(16) 상에 제 1 단계로, 제 1 가스분사기(22)를 통하여 소스가스가 분사되고, 제 2 단계로, 제 1 내지 제 4 가스분사기(22, 24, 26, 28)를 통하여 퍼지가스가 분사되고, 제 3 단계로, 제 2 가스분사기(24)를 통하여 반응가스가 분사되고, 제 4 단계로, 제 1 내지 제 4 가스분사기(22, 24, 26, 28)를 통하여 퍼지가스를 분사시켜 TiN 박막을 형성한다. 제 2 및 제 4 단계에서 반응에 참여하지 않은 소스가스와 반응가스는 퍼지가스에 의해 퍼지된다. 그리고, 제 1 내지 제 4 단계를 일회의 증착주기로 정의하고, 증착주기를 수 회 내지 수 백 회 반복하여 원하는 두께의 TiN 박막을 형성한다.
기판(16) 상에 Ti를 포함한 금속 유기물의 전구체와 해리된 질소 혹은 NH3를 반응시킨 TiN 박막을 증착하기 위해서, 기판(16)은 240도 내지 300도의 온도를 유지하여야 한다. 통상의 공정장치는 공정챔버(12)는 기판(16)이 안치되는 기판안치대(18)가 240도 내지 300도의 온도를 유지하지만, 공정챔버(12)의 내벽은 Ti를 포함한 금속 유기물의 전구체와 해리된 질소 혹은 NH3가 반응되지 않도록 하기 위하여, 100도 이하의 온도로 설정된다. 따라서, 공정챔버(12)의 내벽에 완전하게 반응한 TiN 박막이 형성되는 대신, 탄소와 TiN이 불완전하게 결합한 반응 부산물이 흡착 혹은 일부 증착된다.
100도 이하의 온도로 설정된 공정챔버(12)의 내벽에 흡착된 다량의 탄소를 함유하는 반응 부산물은 식각가스, 예를 들면 ClF3와 같은 식각가스에 의해 분해되지 않는다. 따라서, 공정챔버(12)의 내벽에 흡착된 탄소를 함유하는 반응 부산물이 식각가스에 의해 분해되어 원활하게 공정챔버(12)의 외부로 배출하는 것이 어렵고, 반응 부산물이 박리현상 등에 의해 미립자 형태로 기판(16) 상에 적하되어 기판(16) 상에 증착되는 박막의 특성을 저하시키는 문제를 야기할 수 있다.
공정챔버(12)의 내벽에 흡착된 탄소를 함유한 반응 부산물로 인한, 박막증착공정에서 TiN 박막의 특성저하를 방지하기 위하여, 공정챔버(12)의 내벽에 흡착된 탄소를 포함하고 불완전하게 결합한 TiN의 반응 부산물에서 탄소를 제거하여, TiN을 고밀도화(densification)시키는 방법을 사용할 수 있다. TiN의 고밀도화는 공정챔버(12)의 내부에 플라즈마 상태의 질소를 공급하여 질소와 탄소의 화합물(CNx)을 생성시켜 공정챔버(12)의 외부로 배출시키면, 공정챔버(12)의 내벽에는 표면에 흡착된 탄소가 제거된 TiN 박막이 고밀도화되어 흡착된 상태를 유지하게 된다. 그러나, 여전히 공정챔버(12)의 내벽에 탄소가 다량 함유된 불안정한 TiN 박막이 증착되어 있고, 이로 인해 박막증착공정을 장기간 지속할 경우 TiN 박막의 박리현상 등에 의해 미립자 형태로 기판(16) 상에 적하되어 기판(16) 상에 증착되는 TiN 박막의 특성을 저하시키는 문제를 야기할 수 있다.
공정챔버(12)의 내벽에 탄소를 함유한 반응 부산물이 흡착되는 이유는, 공정챔버(12)의 내벽이 기판안치대(18)과 다르게 Ti을 포함한 금속 유기물의 전구체인 소스가스와 질소를 포함한 반응가스가 정상적으로 반응하여 TiN 박막을 형성하기 어려운 환경하에 있기 때문이다. 따라서, 본 발명은 공정챔버(12)의 내벽을 TiN 박막이 완전하게 증착될 수 온도를 유지시키고, TiN 박막을 증착하는 공정 동안에 생성된 탄소를 함유한 반응 부산물을 공정챔버(12)의 외부로 배출하여, 공정챔버(12)의 내벽에 탄소를 함유한 반응부산물의 흡착을 방지하는 방법을 사용한다.
기판(16)은 Ti를 포함한 금속 유기물의 전구체의 소스가스와 질소를 포함한 반응가스가 최적으로 반응하여 TiN 박막이 증착될 수 있는 제 1 온도를 유지하고, 공정챔버(12)의 내벽은 제 1 온도보다 낮지만, 최소한 Ti을 포함한 금속 유기물의 전구체의 소스가스와 질소를 포함한 반응가스가 반응하여 TiN 박막이 증착될 수 있는 제 2 온도로 설정한다.
도 3은 원자층 증착방법으로 TiN 박막을 형성할 때, 증착온도에 따른 증착율을 도시한 그래프이다. 도 3에서, Ti을 포함한 금속 유기물의 전구체는 300 내지 800 mg/min, 질소를 포함한 반응가스는 1 내지 5slm, 및 퍼지가스로써 Ar을 1 내지 3 slm을 공급하여 TiN 박막을 형성한다. 도 3을 참조하면, TiN 박막은 온도가 증가함에 따라 증착률이 증가함을 알 수 있다. 또한 240도 미만의 온도구간에서는 온도 에 따른 증착율의 변화가 비선형적 특징을 나타냄을 알 수 있다.
공정챔버(12)의 환경 및 생산성을 고려하여, 소스가스인 Ti을 포함한 금속유기물의 전구체와 반응가스인 NH3의 최적의 반응온도인 제 1 온도는 240도 내지 300도이고, 최소한 소스가스인 Ti을 포함한 금속 유기물의 전구체와 반응가스인 해리된 질소 혹은 NH3가 반응하여 TiN이 증착될 수 있는 제 2 온도는 160도 내지 200도를 유지한다. 공정챔버(12)의 내벽이 제 2 온도인 160도 내지 200도를 유지하기 위해서, 공정챔버(12) 내부에 위치한 열원의 복사열을 감안하여 공정챔버(12)의 외벽을 130도 내지 180도 정도로 가열한다.
제 1 온도를 유지하는 기판(16) 상에 적층되는 TiN 박막의 제 1 증착률은 제 2 온도를 유지하는 공정챔버(12)의 내벽 상에 적층되는 TiN 박막의 제 2 증착률 보다 높다. 제 1 온도와 제 2 온도를 동일하게 유지하면, 기판(16)과 공정챔버(12)의 내벽 상에 동일한 두께의 TiN 박막이 증착되어, 공정챔버(12)의 세정주기가 단축되어 공정챔버(12)의 생산성이 저하된다. 따라서, 공정챔버(12)의 내벽에 증착되는 TiN 박막의 증착률을 기판(16) 상에 증착되는 TiN 박막의 증착률보다 낮게 유지시켜, 공정챔버(12)의 세정주기를 연장시킨다. 또한, 공정챔버(12)의 내벽온도를 기판(16)온도보다 낮게 함으로써 공정챔버로 유입된 반응가스의 대부분이 기판(16)상에서 반응하여 공정챔버(12)의 내벽에는 증착되는 TiN박막의 증착율이 더욱 낮게 할 수 있다.
기판처리의 생산성을 높이기 위해 도 1 및 도 2와 같이, 다수의 기판(16)을 기판안치대(34) 상에 안치하여 동시에 박막증착공정을 진행한다. 물론 기판안치대(34) 상에 하나의 기판(16)을 안치하고 원자층 증착공정을 진행할 수 있다. 기판안치대(34) 상에 하나의 기판(16)을 안치하고 공정을 진행하는 것을 매엽식(single type)이라고 하고, 다수의 기판(16)을 기판안치대(34) 상에 안치하여 공정을 진행하는 방법을 배치방식(batch type)이라 한다.
공정챔버(12) 내벽의 증착된 박막은 공정챔버(12)로부터 기판(16)을 반출시킨 후에, 세정가스로 염소와 불소를 포함한 ClF3를 공급하여 식각하면, 반응식은 다음과 같다.
ClF3(기체) + TiN(고체) -> TiF4(기체) + Cl2(기체) + N2(기체)
TiN과 ClF3의 반응에 의한 생성물인 TiF4, Cl2 및 N2는 모두 가스상태로 공정챔버(12)의 배기구(22)를 통하여 배출된다. 따라서, 공정챔버(12)의 내벽에서 TiN 박막은 완전히 제거된다.
본 발명의 공정챔버를 세정하는 단계는, 공정챔버(12)의 내부로 기판(16)을 반입하여 기판안치대(18) 상에 기판(16)을 안치시키는 단계, 소스가스로써 전이금속을 포함하는 금속 유기물의 전구체와 반응가스로써 질소를 포함하는 물질이 반응하여 금속 질화물이 형성될 수 있도록, 기판(16)을 240도 내지 300도를 유지하고, 공정챔버(12)의 내벽을 160도 내지 200도로 유지시키는 단계, 가스분사기(14)를 통하여, 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스로써 Ar을 공급하고, 소스가스와 반응가스의 반응에 의해, 금속 질화물을 기판(16) 상에 제 1 두께로 형성하고, 공정챔버(12)의 내벽에 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께로 형성하고, 소스가스와 반응가스의 반응에 의해 생성되는 탄소를 포함하는 반응 부산물을 공정챔버(12)의 외부로 배출시키는 단계, 공정챔버(12)의 외부로 기판(16)을 반출시키는 단계, 및 공정챔버(12)에 식각가스로써 ClF3을 공급하여, 공정챔버(12)의 내벽에 부착되어 있는 TiN과 같은 금속질화물을 식각하는 단계를 포함한다.
본 발명에서, 기판(16)과 공정챔버(12)의 내벽에 TiN과 같은 금속질화물이 증착될 때, 기판(16)과 공정챔버(12)의 내벽이 각각 240도 내지 300도 및 160도 내지 200도를 유지하여, 소스가스와 반응가스의 반응에 의해 금속질화물이 형성될 수 있는 온도이지만, 금속 유기물의 전구체에 의해 발생되는 탄소를 함유한 반응 부산물이 잔류하기에는 너무 높은 온도를 사용한다. 금속질화물의 증착공정 동안, 탄소를 함유한 반응 부산물은 공정챔버(12)의 외부로 배출되어, 실질적으로 공정챔 버(12)의 내벽에 흡착되지 않는다. 따라서, 세정가스에 의해 분해되기 어려운 탄소를 다량 함유한 반응 부산물이 공정챔버(12)의 내벽에 흡착되지 않으므로, 공정챔버(12)의 세정이 용이하고, 반응 부산물에 의해 기판(16) 상에 증착되는 박막이 오염되지 않으므로 박막의 특성을 개선할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 내부 구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 TiN 박막의 증착률을 도시한 그래프

Claims (6)

  1. 챔버를 준비하는 단계;
    상기 챔버의 내부에 기판을 안치시키는 단계;
    소스가스로서 전이금속을 포함한 금속 유기물의 전구체와 반응가스로서 질소를 포함한 물질이 반응하여 금속질화물을 형성할 수 있도록, 상기 기판은 제 1 온도를 유지하고, 상기 챔버의 내벽은 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도를 유지시키는 단계;
    상기 소스가스와 상기 반응가스를 공급하여, 상기 금속질화물을 상기 기판 상에 제 1 두께로 형성하고 상기 내벽에 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께로 형성하는 단계;
    상기 챔버의 외부로 상기 기판을 반출시키는 단계;
    상기 챔버에 식각가스를 공급하여, 상기 내벽의 상기 금속질화물을 식각하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제 1 온도 및 제 2 온도는 탄소를 함유하지 않는 상기 금속질화물이 형성되는 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 챔버의 세정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전이금속은 Ti, Ta 및 Hf 중 하나을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 챔버의 세정방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속질화물은 TiN인 것을 특징으로 하는 챔버의 세정방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 금속 유기물의 전구체는 TDMAT(tetrakis-(dimethylamido) titanium: Ti[N(CH3)2]4), TDEAT(tetrakis-(diethylamido) titanium: Ti[N(C2H5)2]4), TTIP(Titanium Tetra IsoPropoxide: Ti(OCH3H7)4), 및 TEMAT(tetrakis-(ethylmethylamino) titanium: Ti[N(CH3)(CH2CH3)]4) 중 하나를 선택하여 사용하고, 상기 반응가스는 해리된 질소 또는 NH3를 사용하는 것을 특징으로 하는 챔버의 세정방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 온도는 240도 내지 300도이고, 상기 제 2 온도는 160도 내지 200도인 것을 특징으로 하는 챔버의 세정방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 식각가스는 ClF3인 것을 특징으로 하는 챔버의 세정방법.
KR1020090031328A 2009-04-10 2009-04-10 공정챔버의 세정방법 KR101589107B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090031328A KR101589107B1 (ko) 2009-04-10 2009-04-10 공정챔버의 세정방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090031328A KR101589107B1 (ko) 2009-04-10 2009-04-10 공정챔버의 세정방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100112838A KR20100112838A (ko) 2010-10-20
KR101589107B1 true KR101589107B1 (ko) 2016-01-27

Family

ID=43132623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090031328A KR101589107B1 (ko) 2009-04-10 2009-04-10 공정챔버의 세정방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101589107B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101376956B1 (ko) * 2012-05-16 2014-03-21 주식회사 유니텍스 기상 증착용 반응로 및 유기 박막의 제조 방법
KR102172753B1 (ko) 2014-03-05 2020-11-02 삼성전자주식회사 반도체 제조 장비 운용 방법
KR101540718B1 (ko) * 2014-03-11 2015-07-31 국제엘렉트릭코리아 주식회사 기판 처리 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100706810B1 (ko) 2006-02-07 2007-04-12 삼성전자주식회사 박박 형성 장치의 세정 방법 및 이를 이용한 박막 형성방법
KR100753158B1 (ko) 2006-06-19 2007-08-30 삼성전자주식회사 공정 챔버의 세정 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100272311B1 (ko) * 1998-12-04 2000-12-01 황철주 반도체 소자 제조방법
US6364954B2 (en) * 1998-12-14 2002-04-02 Applied Materials, Inc. High temperature chemical vapor deposition chamber

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100706810B1 (ko) 2006-02-07 2007-04-12 삼성전자주식회사 박박 형성 장치의 세정 방법 및 이를 이용한 박막 형성방법
KR100753158B1 (ko) 2006-06-19 2007-08-30 삼성전자주식회사 공정 챔버의 세정 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100112838A (ko) 2010-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7378354B2 (en) Atomic layer deposition methods
TWI462156B (zh) 循環沈積薄膜之方法
US7077904B2 (en) Method for atomic layer deposition (ALD) of silicon oxide film
TWI752516B (zh) 使用表面保護材料來形成薄膜的方法
CN106367730B (zh) 用于沉积第13族金属或类金属氮化物膜的方法
JP4704618B2 (ja) ジルコニウム酸化膜の製造方法
KR100734748B1 (ko) 인시튜 질화물(in-situ nitride) 박막증착방법
TWI564959B (zh) A cleaning method, a manufacturing method of a semiconductor device, a substrate processing device, and a recording medium
TWI641718B (zh) MOCVD layer growth method including subsequent multi-stage purification steps
US7393783B2 (en) Methods of forming metal-containing structures
TWI474399B (zh) 循環沉積薄膜之方法
JP2020529520A (ja) チャンバ生産性向上のための希土類系オキシフッ化物ａｌｄコーティング
US9382270B2 (en) Substituted silacyclopropane precursors and their use for the deposition of silicon-containing films
JP2006257554A (ja) 薄膜蒸着方法
JP2004165668A (ja) ハフニウム化合物を利用した薄膜蒸着方法
KR101630234B1 (ko) 공정챔버의 세정방법
KR20160123575A (ko) 전자 소자 제조 장치와 세정 방법 및 이를 이용한 전자 소자의 제조 방법
KR101589107B1 (ko) 공정챔버의 세정방법
US20070184188A1 (en) Method for cleaning a thin film forming apparatus and method for forming a thin film using the same
KR20090025053A (ko) 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법
KR102665773B1 (ko) 챔버 세정 방법, 박막 증착 방법 및 기판 처리 장치
KR20100112837A (ko) 공정챔버 세정 방법
KR20240027421A (ko) 기판처리방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190104

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 5