KR102003361B1 - Method and apparatus for in-situ dry clean processing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실리콘 기판에 형성된 산화물 또는 질화물을 제거하는 건식 세정 방법으로서, 챔버 내부에 배치된 상태로 가열된 실리콘 기판에 상기 실리콘 산화물 또는 상기 실리콘 질화물과 반응하는 반응가스를 공급하여 상기 실리콘 산화물 또는 상기 실리콘 질화물의 적어도 일부를 헥사플루오로규산암모늄((NH4)2SiF6)으로 변화시키는 반응 생성물 생성단계 및 상기 헥사플루오로규산암모늄이 형성된 실리콘 기판에 가열된 열전달 가스를 공급하여 상기 헥사플루오로규산암모늄을 제거하는 반응 생성물 제거단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 기판에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 제거하기 위하여, 하나의 챔버에서 헥사플루오로규산암모늄을 생성시키고 제거하는 공정을 수행할 수 있으며, 생산성과 하드웨어 안정성을 개선할 수 있다.The present invention relates to a dry cleaning method for removing oxides or nitrides formed on a silicon substrate, comprising the steps of: supplying a reaction gas, which reacts with the silicon oxide or the silicon nitride, A step of producing a reaction product in which at least a part of the silicon nitride is changed to ammonium hexafluorosilicate ((NH 4 ) 2 SiF 6 ) and a step of supplying a heated heat transfer gas to the silicon substrate on which the ammonium hexafluorosilicate is formed, And a reaction product removing step of removing ammonium silicate.
According to the present invention, in order to remove silicon oxide or silicon nitride formed on the substrate, a process of generating and removing ammonium hexafluorosilicate in one chamber can be performed, and productivity and hardware stability can be improved.
Description
본 발명은 인시튜 건식 세정 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 기판에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 제거하기 위하여, 하나의 챔버에서 헥사플루오로규산암모늄을 생성시키고 제거하는 공정을 수행할 수 있으며, 생산성과 하드웨어 안정성을 개선할 수 있는 인시튜(In-situ) 건식 세정 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an in situ dry cleaning method and apparatus. More specifically, the present invention is directed to a process for producing and removing ammonium hexafluorosilicate in one chamber to remove silicon oxide or silicon nitride formed on a substrate, which process can improve productivity and hardware stability, To an in-situ dry cleaning method and apparatus.
반도체 장치 회로가 점차 고집적화 및 고미세화 됨에 따라, 폴리실리콘, 실리콘 산화물 그리고 질화물 등 이종 패턴간 높은 선택비 특성을 보이는 식각 및 세정 기술이 요구되고 있다.As semiconductor device circuits become increasingly highly integrated and highly refined, etching and cleaning techniques that exhibit high selectivity between hetero patterns such as polysilicon, silicon oxide and nitride have been desired.
일반적으로, 습식 식각 기술은 파티클(particle) 제거 특성은 우수하나, 고종횡비(High Aspect Ratio) 패턴에서의 표면 장력에 의한 세정 능력 저하 및 원자 레벨(atomic level)의 미세 식각을 위한 선택비 제어가 어려운 문제를 가지고 있다. 또한, 건식 식각 기술은 웨이퍼에 입사되는 이온 충격(Ion Bombardment)으로 인하여, 식각 후 웨이퍼 표면에 손상층(Damage layer)이 생성되기 때문에, 이를 제거하기 위한 후속 공정들이 필요한 문제가 있다.Generally, the wet etching technique has excellent particle removal characteristics, but it has a low selectivity ratio for low etching ability due to the surface tension in the high aspect ratio pattern and fine etching of the atomic level. I have a difficult problem. In addition, since the dry etching technique generates a damage layer on the wafer surface after etching due to ion bombardment incident on the wafer, there is a problem in that a subsequent process for removing the damage layer is required.
최근 들어, 이러한 문제점을 해결하는 대체 기술로서, 가스 반응 또는 라디칼(Radical) 반응에 의해 실리콘 산화물 또는 질화물을 헥사플루오로규산암모늄((NH4)2SiF6) 고체층으로 변화시키고, 이렇게 생성된 헥사플루오로규산암모늄 고체층을 가열하여 제거하는 건식 세정 기술이 도입되었다.The recent years, as an alternative technique to solve this problem, the gas reaction or a radical (Radical) and hexafluoro-silicon oxide or a nitride by reacting silicic acid ammonium ((NH 4) 2 SiF 6 ) changes into a solid layer, thus generating A dry scrubbing technique has been introduced to heat and remove the ammonium hexafluorosilicate solid layer.
그러나, 건식 세정 기술은 다른 기술에 비해 제거 속도가 낮아 일정 두께 이상의 박막을 제거할 경우에는 헥사플루오로규산암모늄을 생성하는 반응단계와 헥사플루오로규산암모늄을 제거하는 열처리단계를 반복 진행해야 하는데, 이로 인해 기존 습식 및 건식 식각에 비해 생산성이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.However, in the case of removing the thin film having a thickness equal to or more than a certain thickness due to a low removal rate compared with other techniques, the dry cleaning technique needs to be repeatedly carried out in a reaction step of producing ammonium hexafluorosilicate and a heat treatment step of removing ammonium hexafluorosilicate, As a result, the productivity is significantly lowered compared with the conventional wet etching and dry etching.
도 1은 종래의 Ex-situ 방식의 건식 세정 기술을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional Ex-situ dry cleaning technique.
도 1을 참조하면, 종래의 Ex-situ 방식의 건식 세정 기술은, 반응 챔버에서 헥사플루오로규산암모늄을 생성시킨 후, 기판을 열처리 챔버로 이송하여 120도 이상 가열된 척에 배치함으로써, 척으로부터 기판으로의 열 전도를 이용하여 온도로 헥사플루오로규산암모늄을 증발시켜 제거하는 기술로서, 이 기술에 따르면, 일정 두께 이상의 산화물 또는 질화물을 제거하기 위한 반복 진행 시 이송 장치의 병목(bottleneck) 현상이 발생하여 생산성이 저하되는 문제점이 있다.Referring to FIG. 1, a conventional Ex-situ dry cleaning technique is a method in which ammonium hexafluorosilicate is produced in a reaction chamber, the substrate is transferred to a heat treatment chamber and placed in a chuck heated to 120 degrees or more, According to this technology, a bottleneck phenomenon of the transfer device during repeated processes to remove oxides or nitrides of a certain thickness or more can be prevented by evaporating and removing ammonium hexafluorosilicate at a temperature using heat conduction to the substrate. There is a problem that productivity is lowered.
도 2는 종래의 In-situ 방식의 건식 세정 기술을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a conventional in-situ dry cleaning technique.
도 2를 참조하면, 종래의 In-situ 방식의 건식 세정 기술은, 하나의 챔버에서 헥사플루오로규산암모늄을 생성시키는 반응과 헥사플루오로규산암모늄을 제거하는 열처리를 동시에 진행하는 기술로서, 종래의 Ex-situ 방식보다 병목 문제는 개선되나, 열처리를 위해 척을 가열된 샤워 헤드로 근접시키는 과정을 수행해야 하기 때문에, 척을 포함한 하부 모듈의 중량으로 인한 무빙(moving) 속도의 제한과 반복 진행으로 인한 고장 등에 기인하여 시간당 생산 대수(Unit Per Hour, UPH), 평균 고장 간격(Mean Time Between Failure, MTBF)를 포함하여 전반적인 생산성이 저하되는 문제점이 있다.Referring to FIG. 2, a conventional in-situ dry cleaning technique is a technique for simultaneously performing a reaction for producing ammonium hexafluorosilicate in one chamber and a heat treatment for removing ammonium hexafluorosilicate, The bottleneck problem is improved over the Ex-situ method, but since the process of bringing the chuck close to the heated showerhead for heat treatment has to be carried out, the limitation of the moving speed due to the weight of the lower module including the chuck, (UPH) and Mean Time Between Failure (MTBF), which are caused by a failure due to a failure due to a failure or the like.
본 발명은 기판에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 제거하기 위하여, 하나의 챔버에서 헥사플루오로규산암모늄을 생성시키고 제거하는 공정을 수행할 수 있으며, 생산성과 하드웨어 안정성을 개선할 수 있는 인시튜(In-situ) 건식 세정 방법 및 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.In order to remove silicon oxide or silicon nitride formed on a substrate, the present invention can perform a process of producing and removing ammonium hexafluorosilicate in one chamber, -situ) dry cleaning method and apparatus.
구체적으로, 본 발명은 척을 고정한 상태에서 샤워 헤드를 통해 가열된 열전달 가스를 실리콘 기판에 직접 분사하여 헥사플루오로규산암모늄을 기화시켜 제거함으로써, 공정 속도를 높이고 고장 발생률을 줄여, 종래 기술의 생산성 저하 및 하드웨어 불안정성을 개선할 수 있는 인시튜 건식 세정 방법 및 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Specifically, the present invention is directed to a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: injecting a heat transfer gas heated through a showerhead onto a silicon substrate in a state where a chuck is fixed, thereby vaporizing and removing ammonium hexafluorosilicate to thereby increase the process speed, And to provide an in-tube dry cleaning method and apparatus capable of reducing deterioration and hardware instability.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 실리콘 기판에 형성된 산화물 또는 질화물을 제거하는 건식 세정 방법으로서, 챔버 내부에 배치된 실리콘 기판에 상기 실리콘 산화물 또는 상기 실리콘 질화물과 반응하는 반응가스를 공급하여 상기 실리콘 산화물 또는 상기 실리콘 질화물의 적어도 일부를 헥사플루오로규산암모늄((NH4)2SiF6)으로 변화시키는 반응 생성물 생성단계 및 상기 헥사플루오로규산암모늄이 형성된 실리콘 기판에 가열된 열전달 가스를 공급하여 상기 헥사플루오로규산암모늄을 제거하는 반응 생성물 제거단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a dry cleaning method for removing an oxide or nitride formed on a silicon substrate, the method comprising: supplying a reactive gas, which reacts with the silicon oxide or the silicon nitride, Oxide or silicon nitride is changed to ammonium hexafluorosilicate ((NH 4 ) 2 SiF 6 ), and a step of supplying a heated heat transfer gas to the silicon substrate on which the ammonium hexafluorosilicate is formed, And a reaction product removing step of removing ammonium hexafluorosilicate.
본 발명에 따른 건식 세정 방법에 있어서, 상기 열전달 가스는 적어도 H20를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning method according to the present invention, the heat transfer gas may include at least H 2 O.
본 발명에 따른 건식 세정 방법에 있어서, 상기 열전달 가스의 가열온도는 200-1000℃인 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning method according to the present invention, the heating temperature of the heat transfer gas is 200-1000 ° C.
본 발명에 따른 건식 세정 방법에 있어서, 상기 반응 생성물 생성단계는, 상기 실리콘 기판을 상기 챔버 내부의 척(chuck)에 배치하는 단계, 적어도 NF3를 포함하는 제1 반응가스를 플라즈마 처리하여 상기 실리콘 기판으로 공급하는 단계 및 적어도 NH3를 포함하는 제2 반응가스를 플라즈마 처리를 하지 않고 상기 실리콘 기판으로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning method according to the present invention, the reaction product generation step may include the steps of disposing the silicon substrate in a chuck inside the chamber, plasma processing the first reaction gas containing at least NF 3 , And supplying the second reaction gas containing at least NH 3 to the silicon substrate without plasma processing.
본 발명에 따른 건식 세정 방법에 있어서, 상기 제2 반응가스는 가열된 상태로 공급되고, 상기 제2 반응가스의 가열온도는 100-1000℃인 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning method according to the present invention, the second reaction gas is supplied in a heated state, and the heating temperature of the second reaction gas is 100-1000 ° C.
본 발명에 따른 건식 세정 방법에 있어서, 상기 반응 생성물 제거단계에서는, 상기 챔버에 구비된 샤워 헤드를 통해 공급되는 가열된 열전달 가스의 공급 경로와는 독립적인 경로를 통하여 N2 또는 Ar을 포함하는 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning method according to the present invention, in the reaction product removing step, a gas containing N 2 or Ar is supplied through a path independent of the heated heat transfer gas supply path supplied through the showerhead provided in the chamber Is supplied.
본 발명에 따른 건식 세정 방법에 있어서, 상기 척의 온도는 상온-100℃로 제어되는 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning method according to the present invention, the temperature of the chuck is controlled at a normal temperature of -100 ° C.
본 발명에 따른 건식 세정 방법에 있어서, 상기 샤워 헤드의 가열온도는 100-200℃인 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning method according to the present invention, the heating temperature of the showerhead is 100-200 占 폚.
본 발명에 따른 건식 세정 방법에 있어서, 상기 챔버 내부 벽면의 가열온도는 80-100℃인 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning method according to the present invention, the heating temperature of the inner wall surface of the chamber is 80-100 ° C.
본 발명에 따른 건식 세정 방법에 있어서, 상기 반응 생성물 생성단계 및 상기 반응 생성물 제거단계는 하나의 챔버에서 인시튜(In-situ) 방식으로 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning method according to the present invention, the reaction product producing step and the reaction product removing step are continuously performed in an in-situ manner in one chamber.
본 발명은 실리콘 기판에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 제거하는 건식 세정 장치로서, 챔버 내부에 구비되며 처리 대상인 실리콘 기판이 배치되는 척(chuck), 상기 척을 가열하는 척 가열부, 플라즈마 발생을 위한 RF 전원이 인가되며 제1 가스 공급로가 구비된 RF 전극, 상기 RF 전원의 접지단에 연결된 상태로 플라즈마 생성영역을 사이에 두고 상기 RF 전극과 이격되어 있으며, 제2 가스 공급로 및 상기 제2 가스 공급로와 물리적으로 구분된 제3 가스 공급로가 구비된 샤워 헤드 및 상기 샤워 헤드로 공급되는 가스를 가열하는 가스 가열부를 포함하고, 상기 실리콘 기판은 상기 척 가열부에 의해 가열되는 척의 가열온도에 대응하여 가열되고, 상기 제1 가스 공급로를 통과한 적어도 NF3를 포함하는 제1 반응가스가 상기 RF 전원에 의해 플라즈마 처리되어 상기 제2 가스 공급로를 거쳐 상기 실리콘 기판으로 공급되고, 적어도 NH3를 포함하는 제2 반응가스가 상기 제3 가스 공급로를 통해 플라즈마 처리되지 않은 상태로 상기 실리콘 기판으로 공급되어 상기 실리콘 산화물 또는 상기 실리콘 질화물의 적어도 일부가 헥사플루오로규산암모늄((NH4)2SiF6)으로 변화되고, 상기 가스 가열부에 의해 가열된 열전달 가스가 상기 제3 가스 공급로를 통해 상기 실리콘 기판에 분사되어 상기 헥사플루오로규산암모늄이 제거된다.The present invention relates to a dry cleaning apparatus for removing silicon oxide or silicon nitride formed on a silicon substrate, comprising: a chuck provided in a chamber and on which a silicon substrate to be processed is disposed; a chuck heating unit for heating the chuck; An RF electrode to which an RF power source is applied and has a first gas supply path, a second electrode connected to the ground terminal of the RF power source and spaced apart from the RF electrode via a plasma generation region, A showerhead having a third gas supply path physically separated from the gas supply path, and a gas heating unit for heating the gas supplied to the shower head, wherein the silicon substrate is heated by the heating temperature of the chuck heated by the chuck heating unit , And the first reaction gas including at least NF 3 that has passed through the first gas supply path is heated by the RF power source And a second reaction gas containing at least NH 3 is supplied to the silicon substrate in a state that the second reaction gas is not subjected to plasma treatment through the third gas supply path to be supplied to the silicon substrate through the second gas supply path, Wherein at least a part of the oxide or the silicon nitride is changed to ammonium hexafluorosilicate ((NH 4 ) 2 SiF 6 ), and the heat transfer gas heated by the gas heating unit is transferred to the silicon substrate And the ammonium hexafluorosilicate is removed.
본 발명에 따른 건식 세정 장치에 있어서, 상기 열전달 가스는 적어도 H20를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the dry scrubber according to the present invention, the heat transfer gas may include at least H 2 O.
본 발명에 따른 건식 세정 장치에 있어서, 상기 열전달 가스의 가열온도는 200-1000℃인 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning apparatus according to the present invention, the heating temperature of the heat transfer gas is 200-1000 ° C.
본 발명에 따른 건식 세정 장치에 있어서, 상기 제2 반응가스는 가열된 상태로 공급되고, 상기 제2 반응가스의 가열온도는 100-1000℃인 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning apparatus according to the present invention, the second reaction gas is supplied in a heated state, and the heating temperature of the second reaction gas is 100-1000 ° C.
본 발명에 따른 건식 세정 장치에 있어서, 상기 샤워 헤드의 제3 가스 공급로를 통해 공급되는 가열된 열전달 가스의 공급 경로와는 독립적으로, 상기 제1 가스 공급로와 상기 제2 가스 공급로를 통해 N2 또는 Ar을 포함하는 가스가 공급되는 것을 특징으로 한다.In the dry scrubbing apparatus according to the present invention, it is preferable that, in the shower head, the first gas supply passage and the second gas supply passage are provided independently of the supply path of the heated heat transfer gas supplied through the third gas supply passage of the showerhead N 2, or Ar.
본 발명에 따른 건식 세정 장치에 있어서, 상기 척의 온도는 상온-100℃로 제어되는 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning apparatus according to the present invention, the temperature of the chuck is controlled at a normal temperature of -100 ° C.
본 발명에 따르면, 기판에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 제거하기 위하여, 하나의 챔버에서 헥사플루오로규산암모늄을 생성시키고 제거하는 공정을 수행할 수 있으며, 생산성과 하드웨어 안정성을 개선할 수 있는 인시튜(In-situ) 건식 세정 방법 및 장치가 제공되는 효과가 있다.According to the present invention, in order to remove silicon oxide or silicon nitride formed on a substrate, it is possible to perform a process of generating and removing ammonium hexafluorosilicate in one chamber, The present invention provides an in-situ dry cleaning method and apparatus.
구체적으로, 척을 고정한 상태에서 샤워 헤드를 통해 가열된 열전달 가스를 실리콘 기판에 직접 분사하여 헥사플루오로규산암모늄을 기화시켜 제거함으로써, 공정 속도를 높이고 고장 발생률을 줄여, 종래 기술의 생산성 저하 및 하드웨어 불안정성을 개선할 수 있는 인시튜 건식 세정 방법 및 장치가 제공되는 효과가 있다.Specifically, by injecting the heat transfer gas heated through the showerhead in a state where the chuck is fixed directly onto the silicon substrate to vaporize and remove ammonium hexafluorosilicate, the process speed can be increased and the failure occurrence rate can be reduced, There is provided an in-tub-type cleaning method and apparatus capable of improving instability.
도 1은 종래의 Ex-situ 방식의 건식 세정 기술을 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 종래의 In-situ 방식의 건식 세정 기술을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 건식 세정 방법을 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 건식 세정 장치를 나타낸 도면이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 건식 세정 방법과 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면들이다.FIG. 1 is a view for explaining a conventional dry cleaning technique of an Ex-situ system,
2 is a view for explaining a conventional in-situ dry cleaning technique, and FIG.
3 is a view illustrating a dry cleaning method according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a view illustrating a dry cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention,
5 and 6 are views for explaining exemplary operations of the dry cleaning method and apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional description of embodiments of the present invention disclosed herein is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the inventive concept But may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and can take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. It should be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element may be referred to as a second element, The component may also be referred to as a first component.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there are features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof described herein, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 건식 세정 방법을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 건식 세정 방법이 수행되는 장치의 예시적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 건식 세정 방법의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면들이다.FIG. 3 is a view showing a dry cleaning method according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view showing an exemplary structure of an apparatus in which a dry cleaning method according to an embodiment of the present invention is performed, and FIGS. 5 and 6 6 are views for explaining an exemplary operation of the dry cleaning method according to an embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 건식 세정 방법은 실리콘 기판(40)에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 제거하는 방법으로서, 반응 생성물 생성단계(S100) 및 반응 생성물 제거단계(S300)를 포함한다.3 to 6, a dry cleaning method according to an embodiment of the present invention is a method for removing silicon oxide or silicon nitride formed on a
반응 생성물 생성단계(S100)에서는, 챔버(10) 내부에 배치된 실리콘 기판(40)에 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 반응하는 반응가스를 공급하여 반응을 유도함으로써, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물의 적어도 일부를 헥사플루오로규산암모늄((NH4)2SiF6)으로 변화시키는 과정이 수행된다. 즉, 반응 생성물 생성단계(S100)가 수행되고 나면, 실리콘 기판(40)의 표면에 존재하던 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물의 전부 또는 일부가 헥사플루오로규산암모늄 고체층으로 치환된다.In the reaction product production step (S100), a reaction gas which reacts with silicon oxide or silicon nitride is supplied to the silicon substrate (40) disposed in the chamber (10) to induce the reaction so that at least a part of the silicon oxide or silicon nitride Ammonium hexafluorosilicate ((NH 4 ) 2 SiF 6 ) is performed. That is, after the reaction product production step (S100) is performed, all or part of the silicon oxide or silicon nitride existing on the surface of the
예를 들어, 반응 생성물 생성단계(S100)는, 단계 S110, 단계 S120, 단계 S130, 단계 S140, 단계 S150을 포함하여 구성될 수 있다.For example, the reaction product generation step (S100) may include steps S110, S120, S130, S140, and S150.
단계 S110에서는, 실리콘 기판(40)을 챔버(10) 내부의 척(20)에 배치하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 실리콘 기판(40)은 도시하지 않은 이송장치에 의해 챔버(10) 내부의 척(20)으로 이송되어 배치될 수 있다. 또한, 실리콘 기판(40)은 상온 또는 가열된 상태일 수 있으며, 이를 위한 구성으로서는, 척 가열부(30)를 이용하여 실리콘 기판(40)이 배치되는 척(20)이 상온-100℃의 온도를 갖도록 제어할 수 있다. 실리콘 기판(40)은 척(20)에 접촉된 상태로 배치되기 때문에, 척(20)의 가열온도에 대응하는 온도로 가열된다.In step S110, the process of disposing the
단계 S120에서는, 제1 반응가스를 플라즈마 생성영역으로 주입하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 제1 반응가스는 적어도 NF3를 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로는, NF3, O2, He, Ar을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 제1 반응가스는 챔버(10)의 상단으로부터 플라즈마 생성영역으로 주입될 수 있으며, 이를 위해, 챔버(10)의 상부 영역에 배치된 RF 전극(60)에는 제1 반응가스의 주입 경로를 제공하는 제1 가스 공급로(62)가 구비될 수 있다.In step S120, a process of injecting the first reaction gas into the plasma generation region is performed. For example, the first reaction gas may include at least NF 3 , and more specifically, NF 3 , O 2 , He, and Ar. For example, the first reaction gas may be injected from the top of the
단계 S130에서는, RF 전원(50)을 인가하여 플라즈마 생성영역에 플라즈마를 생성하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 챔버(10)의 내부에는 플라즈마 생성영역을 사이에 두고 상측에 RF 전극(60)이 배치되고 하측에 후술하는 샤워 헤드(70)가 배치될 수 있으며, RF 전원(50)의 양극은 RF 전극(60)에 전기적으로 연결되고 음극은 샤워 헤드(70)에 전기적으로 연결될 수 있다. RF 전원(50)이 인가되는 경우, RF 전극(60)과 샤워 헤드(70)로 주입된 제1 반응가스가 플라즈마 반응에 의해 라디칼화되어 샤워 헤드(70)에 구비된 제2 가스 공급로(72)를 통해 실리콘 기판(40)으로 공급된다.In step S130, a process of generating a plasma in the plasma generation region by applying the
단계 S140에서는, 제2 반응가스를 플라즈마 처리를 하지 않고 샤워 헤드(70)로 직접 주입하여 실리콘 기판(40)으로 공급하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 플라즈마 생성영역의 하측에 배치되는 샤워 헤드(70)에는 라디칼화된 제1 반응가스가 통과하는 경로를 제공하는 제2 가스 공급로(72) 이외에 추가로, 제2 반응가스 및 후술하는 열전달 가스가 주입되는 통로를 제공하는 제3 가스 공급로(74)가 구비될 수 있으며, 제2 가스 공급로(72)와 제3 가스 공급로(74)는 물리적으로 구분되는 경로를 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 반응가스는 적어도 NH3를 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로는, NH3, H2를 포함할 수 있다.In step S140, a process of directly injecting the second reaction gas into the showerhead 70 without plasma processing and supplying the second reaction gas to the
예를 들어, 제2 반응가스는 100-1000℃의 온도로 가열된 상태로 공급되도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성하는 이유를 설명하면 다음과 같다. 일반적으로, 실리콘 기판에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 제거를 위하여, NF3와 불활성 가스를 플라즈마 반응 영역으로 주입하여 플루오르 라디칼을 생성하고, NH3 또는 H2 가스는 플라즈마를 거치지 않고 샤워헤드를 통해 실리콘 기판으로 공급한다. 이때 수소의 활성화 정도는 플루오르 라디칼에 의해 영향을 받게 되는데, 이러한 방법은 수소 활성화 효율이 낮고 제어가 힘든 문제를 안고 있다. 도 6에 개시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예는, 플라즈마 처리되지 않고 주입되는 NH3 또는 H2와 같은 제2 반응가스의 온도를 제어함으로써 헥사플루오로규산암모늄 고체층 생성에 필요한 수소 활성화 수준을 향상시킬 수 있고 미세 온도 가변을 통한 정밀 제어가 가능해 진다.For example, the second reaction gas may be configured to be supplied in a heated state at a temperature of 100-1000 占 폚. The reason for such a configuration will be described as follows. Generally, in order to remove silicon oxide or silicon nitride formed on a silicon substrate, NF 3 and an inert gas are injected into a plasma reaction region to generate fluorine radicals, and NH 3 or H 2 gas is supplied to the silicon To the substrate. At this time, the degree of activation of hydrogen is influenced by the fluorine radical. This method has a problem of low hydrogen activation efficiency and difficult control. 6, an embodiment of the present invention provides a method for controlling the level of hydrogen activation required for the formation of an ammonium hexafluorosilicate solid layer by controlling the temperature of a second reaction gas, such as NH 3 or H 2 , And it is possible to perform precise control through fine temperature variation.
단계 S150에서는, 플라즈마 처리된 제1 반응가스와 플라즈마 처리되지 않은 제2 반응가스가 실리콘 기판(40)에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 반응하여, 반응 생성물로서 헥사플루오로규산암모늄이 생성되는 과정이 수행된다. 예를 들어, 헥사플루오로규산암모늄은 고체층으로 생성될 수 있으며, 실리콘 기판(40)의 표면에 존재하던 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물의 전부 또는 일부가 헥사플루오로규산암모늄 고체층으로 치환될 수 있다.In step S150, the process in which the plasma-treated first reaction gas and the non-plasma-treated second reaction gas react with silicon oxide or silicon nitride formed on the
실리콘 기판(40)에 실리콘 산화물이 형성되어 있는 경우를 예로 들어, 플라즈마 처리되어 공급되는 제1 반응가스에 함유된 라디칼 성분들과 플라즈마 처리되지 않고 공급되는 제2 반응가스의 가스 성분들의 반응에 의해 실리콘 산화물이 헥사플루오로규산암모늄으로 변화되는 과정을 반응식으로 설명하면 다음과 같다.For example, in the case where silicon oxide is formed on the
2NH4F(g) + 4HF(g) + SiO2 = (NH4)2SiF6(g) + 2H2O2 NH 4 F (g) + 4 HF (g) + SiO 2 = (NH 4 ) 2 SiF 6 (g) + 2H 2 O
반응 생성물 제거단계(S300)에서는, 헥사플루오로규산암모늄이 생성된 실리콘 기판(40)에 가열된 열전달 가스를 공급하여 헥사플루오로규산암모늄을 제거하는 과정이 수행된다.In the reaction product removing step (S300), a process of removing ammonium hexafluorosilicate by supplying a heated heat transfer gas to the
예를 들어, 열전달 가스는 적어도 가열된 H20를 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로는, 가열된 H20, N2를 포함할 수 있다.For example, the heat transfer gas may comprise a H 2 0 at least the heating can be more specifically, includes a heating H 2 0, N 2.
이러한 열전달 가스의 가열온도는 200-1000℃일 수 있다. 열전달 가스의 가열온도를 이와 같이 구성하면, 헥사플루오로규산암모늄을 효과적으로 기화시켜 제거할 수 있다.The heating temperature of the heat transfer gas may be 200-1000 캜. By structuring the heating temperature of the heat transfer gas in this manner, ammonium hexafluorosilicate can be effectively vaporized and removed.
예를 들어, 반응 생성물 제거단계(S300)에서는, 챔버(10)에 구비된 샤워 헤드(70)를 통해 공급되는 가열된 열전달 가스의 공급 경로와는 독립적인 경로를 통하여 N2 또는 Ar을 포함하는 가스를 공급할 수 있다.For example, in the reaction product removing step S300, a reaction gas containing N 2 or Ar is supplied through a path which is independent of the supply path of the heated heat transfer gas supplied through the showerhead 70 provided in the
가열된 열전달 가스에 의해 헥사플루오로규산암모늄이 기화하여 제거되는 과정을 반응식으로 설명하면 다음과 같다.The process of vaporizing and removing ammonium hexafluorosilicate by the heated heat transfer gas is described as follows.
(NH4)2SiF6(g) = SiF4(g) + 2NH3(g) + 2HF(g) (NH 4) 2 SiF 6 ( g) = SiF 4 (g) + 2NH 3 (g) + 2HF (g)
앞서, 도 1을 참조하여 설명한 종래의 Ex-situ 방식의 건식 세정 기술은, 반응 챔버에서 헥사플루오로규산암모늄을 생성시킨 후, 기판을 열처리 챔버로 이송하여 120도 이상 가열된 척에 배치함으로써, 척으로부터 기판으로의 열 전도를 이용하여 온도로 헥사플루오로규산암모늄을 증발시켜 제거하는 기술로서, 이 기술에 따르면, 일정 두께 이상의 산화물 또는 질화물을 제거하기 위한 반복 진행 시 이송 장치의 병목(bottleneck) 현상이 발생하여 생산성이 저하되는 문제점이 있다.The conventional Ex-situ dry cleaning technique described with reference to FIG. 1 is a method in which ammonia hexafluorosilicate is produced in a reaction chamber, the substrate is transferred to a heat treatment chamber, and placed in a chuck heated to 120 ° C or higher, According to this technique, a bottleneck of the transfer device during repeated processes to remove oxides or nitrides of a certain thickness or more can be prevented. In addition, the present invention relates to a technique for removing ammonium hexafluorosilicate at a temperature using heat conduction from a chuck to a substrate, There is a problem that productivity is lowered due to occurrence of a phenomenon.
또한, 도 2를 참조하여 설명한 종래의 In-situ 방식의 건식 세정 기술은, 하나의 챔버에서 헥사플루오로규산암모늄을 생성시키는 반응과 헥사플루오로규산암모늄을 제거하는 열처리를 동시에 진행하는 기술로서, 종래의 Ex-situ 방식보다 병목 문제는 개선되나, 열처리를 위해 척을 가열된 샤워 헤드로 근접시키는 과정을 수행해야 하기 때문에, 척을 포함한 하부 모듈의 중량으로 인한 무빙(moving) 속도의 제한과 반복 진행으로 인한 고장 등에 기인하여 시간당 생산 대수(Unit Per Hour, UPH), 평균 고장 간격(Mean Time Between Failure, MTBF)를 포함하여 전반적인 생산성이 저하되는 문제점이 있다.The conventional in-situ dry cleaning technique described with reference to FIG. 2 is a technique for simultaneously performing a reaction for generating ammonium hexafluorosilicate in one chamber and a heat treatment for removing ammonium hexafluorosilicate, The bottleneck problem is improved over the conventional Ex-situ method, but since the process of bringing the chuck close to the heated showerhead for heat treatment has to be performed, the limitation of the moving speed due to the weight of the lower module including the chuck, There is a problem that the overall productivity is deteriorated including the unit per hour (UPH) and the mean time between failure (MTBF) due to the failure due to the progress.
그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 하나의 챔버에서 헥사플루오로규산암모늄을 생성시키고 제거하는 공정을 수행하고, 척을 고정한 상태에서 샤워 헤드를 통해 가열된 열전달 가스를 실리콘 기판에 분사하여 헥사플루오로규산암모늄을 제거하기 때문에, 공정 속도가 빨라지고 고장 발생률이 현저히 줄어들어, 종래 기술의 생산성 저하 및 하드웨어 불안정성을 개선할 수 있다.However, according to an embodiment of the present invention, a process of generating and removing ammonium hexafluorosilicate in one chamber is performed, and a heat transfer gas heated through a showerhead is sprayed onto the silicon substrate while the chuck is fixed, Since ammonium fluorosilicate is removed, the process speed is increased and the rate of occurrence of faults is remarkably reduced, which can improve productivity and hardware instability of the prior art.
예를 들어, 헥사플루오로규산암모늄을 제거하는 과정에서, 실리콘 기판(40)이 접촉 배치되는 척(20)은 가열된 상태일 수 있으며, 이에 따르면, 실리콘 기판(40)은 척(20)의 가열온도에 대응하는 온도로 가열되기 때문에, 헥사플루오로규산암모늄의 제거 효율을 높일 수 있다.For example, in the process of removing ammonium hexafluorosilicate, the
예를 들어, 샤워 헤드(70)의 가열온도는 100-200℃일 수 있으며, 챔버(10) 내부 벽면의 가열온도는 80-100℃일 수 있다.For example, the heating temperature of the showerhead 70 may be 100-200 占 폚, and the heating temperature of the inner wall of the
앞서 설명한 바 있지만, 본 발명의 일 실시 예에 따르며, 반응 생성물 생성단계(S100) 및 반응 생성물 제거단계(S300)는 하나의 챔버에서 인시튜(In-situ) 방식으로 연속적으로 수행될 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, the reaction product production step (S100) and the reaction product removal step (S300) can be continuously performed in an in-situ manner in one chamber.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 건식 세정 장치를 나타낸 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 건식 세정 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면들이다.FIG. 4 is a view showing a dry cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are views for explaining an exemplary operation of a dry cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예는 실리콘 기판(40)에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 제거하는 건식 세정 장치로서, 챔버(10), 척(20), 척 가열부(30), RF 전극(60), 샤워 헤드(70) 및 가스 가열부(80)를 포함한다. 도 4 내지 도 6에 개시된 구성요소 이외에도 다른 구성요소들이 건식 세정 장치에 포함될 수 있으나, 본 발명의 특징과 관련성이 낮은 구성요소들은 도 4 내지 도 6에서 생략하였음을 밝혀둔다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 건식 세정 장치는 앞서 상세히 설명한 건식 세정 방법을 수행하는 예시적인 장치 구성으로서, 방법에 대한 설명이 장치에도 적용될 수 있음을 밝혀둔다.4 to 6, an embodiment of the present invention is a dry cleaning apparatus for removing silicon oxide or silicon nitride formed on a
챔버(10)는 실리콘 기판(40)에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 제거하는 전체 공정이 수행되는 공간을 제공한다.The
척(20)은 챔버(10) 내부에 구비되며 처리 대상인 실리콘 기판(40)이 배치되는 구성요소이다.The
척 가열부(30)는 척(20)을 가열하는 구성요소이다.The
RF 전극(60)은 챔버(10) 내부의 상부 영역에 배치되어 있으며 플라즈마 발생을 위한 RF 전원(50)이 인가되며 제1 가스 공급로(62)가 구비되어 있다. The
샤워 헤드(70)는 RF 전원(50)의 접지단에 전기적으로 연결된 상태로 플라즈마 생성영역을 사이에 두고 RF 전극(60)과 이격되어 있으며, 제2 가스 공급로(72) 및 제2 가스 공급로(72)와 물리적으로 구분된 제3 가스 공급로(74)가 구비되어 있다. 샤워 헤드(70)는 RF 전원(50)의 접지단에 연결되어 접지되어 있기 때문에, 실리콘 기판(40)으로 주입되는 이온(Ion) 성분은 최대한 억제하면서 반응성 라디칼 성분만 통과시킬 수 있다.The showerhead 70 is electrically connected to the ground terminal of the
RF 전원(50)이 인가되는 경우, RF 전극(60)과 샤워 헤드(70)로 주입된 제1 반응가스가 플라즈마 반응에 의해 라디칼화되어 샤워 헤드(70)에 구비된 제2 가스 공급로(72)를 통해 실리콘 기판(40)으로 공급된다.When the
가스 가열부(80)는 샤워 헤드(70)로 공급되는 가스를 가열하는 구성요소이다.The
본 발명의 일 실시 예에 따른 건식 세정 장치의 이러한 구성 하에서, 실리콘 기판(40)은 척 가열부(30)에 의해 가열되는 척(20)의 가열온도에 대응하여 가열된다.The
또한, 제1 가스 공급로(62)를 통과한 적어도 NF3를 포함하는 제1 반응가스가 RF 전원(50)에 의해 플라즈마 처리되어 제2 가스 공급로(72)를 거쳐 실리콘 기판(40)으로 공급되고, 적어도 NH3를 포함하는 제2 반응가스가 제3 가스 공급로(74)를 통해 플라즈마 처리되지 않은 상태로 실리콘 기판(40)으로 공급되어 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물의 적어도 일부가 헥사플루오로규산암모늄((NH4)2SiF6)로 변화된다.The first reaction gas including at least NF 3 that has passed through the first
또한, 가스 가열부(80)에 의해 가열된 열전달 가스가 제3 가스 공급로(74)를 통해 실리콘 기판(40)에 분사되어 헥사플루오로규산암모늄이 기화되어 제거된다.Further, the heat transfer gas heated by the
예를 들어, 샤워 헤드(70)의 제3 가스 공급로(74)를 통해 공급되는 가열된 열전달 가스의 공급 경로와는 독립적으로, 제1 가스 공급로(62)와 상기 제2 가스 공급로(72)를 통해 플라즈마 처리되지 않은 N2 또는 Ar을 포함하는 가스가 공급될 수 있다.For example, the first
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 제거하기 위하여, 하나의 챔버에서 헥사플루오로규산암모늄을 생성시키고 제거하는 공정을 수행할 수 있으며, 생산성과 하드웨어 안정성을 개선할 수 있는 인시튜(In-situ) 건식 세정 방법 및 장치가 제공되는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, it is possible to perform a process of generating and removing ammonium hexafluorosilicate in one chamber in order to remove silicon oxide or silicon nitride formed on a substrate, There is an effect that an in-situ dry cleaning method and apparatus capable of improving the cleaning efficiency can be provided.
구체적으로, 척을 고정한 상태에서 샤워 헤드를 통해 가열된 열전달 가스를 실리콘 기판에 직접 분사하여 헥사플루오로규산암모늄을 기화시켜 제거함으로써, 공정 속도를 높이고 고장 발생률을 줄여, 종래 기술의 생산성 저하 및 하드웨어 불안정성을 개선할 수 있는 인시튜 건식 세정 방법 및 장치가 제공되는 효과가 있다.Specifically, by injecting the heat transfer gas heated through the showerhead in a state where the chuck is fixed directly onto the silicon substrate to vaporize and remove ammonium hexafluorosilicate, the process speed can be increased and the failure occurrence rate can be reduced, There is provided an in-tub-type cleaning method and apparatus capable of improving instability.
10: 챔버
20: 척(chuck)
30: 척 가열부
40: 실리콘 기판
50: RF 전원
60: RF 전극
62: 제1 가스 공급로
70: 샤워 헤드
72: 제2 가스 공급로
74: 제3 가스 공급로
80: 가스 가열부
S100: 반응 생성물 생성단계;
S200: 반응 생성물 제거단계10: chamber
20: chuck
30: chuck heating section
40: silicon substrate
50: RF power
60: RF electrode
62: a first gas supply path
70: Shower head
72: second gas supply path
74: third gas supply path
80: gas heating section
S100: reaction product production step;
S200: reaction product removal step
Claims (16)
챔버 내부에 고정된 상태로 구비되며, 처리 대상인 실리콘 기판이 배치되는 척(chuck);
상기 척을 가열하는 척 가열부;
플라즈마 발생을 위한 RF 전원이 인가되며 제1 가스 공급로가 구비된 RF 전극;
상기 RF 전원의 접지단에 연결된 상태로 플라즈마 생성영역을 사이에 두고 상기 RF 전극과 이격되어 있으며, 제2 가스 공급로 및 상기 제2 가스 공급로와 물리적으로 구분된 제3 가스 공급로가 구비된 샤워 헤드; 및
상기 샤워 헤드로 공급되는 가스를 챔버 외부에서 가열하는 가스 가열부를 포함하고,
상기 실리콘 기판은 상기 척 가열부에 의해 가열되는 척의 가열온도에 대응하여 가열되고,
상기 제1 가스 공급로를 통과한 적어도 NF3를 포함하는 제1 반응가스가 상기 RF 전원에 의해 플라즈마 처리되어 상기 제2 가스 공급로를 거쳐 상기 실리콘 기판으로 공급되고, 적어도 NH3를 포함하는 제2 반응가스가 상기 가스 가열부에 의해 챔버 외부에서 가열되어 상기 제3 가스 공급로를 통해 플라즈마 처리되지 않은 상태로 상기 실리콘 기판으로 공급되어 상기 실리콘 산화물 또는 상기 실리콘 질화물의 적어도 일부가 헥사플루오로규산암모늄((NH4)2SiF6)으로 변화되고,
상기 가스 가열부에 의해 챔버 외부에서 가열된 열전달 가스가 상기 제3 가스 공급로를 통해 상기 실리콘 기판에 분사되어 상기 헥사플루오로규산암모늄이 제거되고,
상기 실리콘 산화물 또는 상기 실리콘 질화물의 적어도 일부를 상기 헥사플루오로규산암모늄으로 변화시키는 공정과 상기 헥사플루오로규산암모늄을 제거하는 공정은 하나의 챔버 내에서 상기 척이 고정된 상태에서 인시튜(In-situ) 방식으로 연속적으로 수행되는, 건식 세정 장치.1. A dry cleaning apparatus for removing silicon oxide or silicon nitride formed on a silicon substrate,
A chuck fixed in the chamber and having a silicon substrate to be processed disposed therein;
A chuck heating section for heating the chuck;
An RF electrode to which a RF power source for plasma generation is applied and has a first gas supply path;
And a third gas supply path which is separated from the RF electrode and is physically separated from the second gas supply path and the second gas supply path while being connected to the ground terminal of the RF power supply, Shower head; And
And a gas heating unit for heating the gas supplied to the showerhead from the outside of the chamber,
The silicon substrate is heated in response to a heating temperature of the chuck to be heated by the chuck heating unit,
Claim that the first reaction gas containing at least NF 3 having passed through a first gas supply wherein the plasma processing by the RF power is supplied to the silicon substrate via a second gas supply, comprising at least NH 3 2 reaction gas is heated outside the chamber by the gas heating unit and supplied to the silicon substrate without being plasma-treated through the third gas supply path so that at least a part of the silicon oxide or the silicon nitride is hexafluorosilicic acid Ammonium ((NH 4 ) 2 SiF 6 )
A heat transfer gas heated from the chamber by the gas heating unit is injected to the silicon substrate through the third gas supply path to remove the ammonium hexafluorosilicate,
Wherein the step of changing at least a part of the silicon oxide or the silicon nitride to the ammonium hexafluorosilicate and the step of removing the ammonium hexafluorosilicate are carried out in a single chamber by using an In- situ manner. < / RTI >
상기 열전달 가스는 적어도 H20를 포함하는 것을 특징으로 하는, 건식 세정 장치.12. The method of claim 11,
The heat-conducting gas, the dry cleaning apparatus comprises at least H 2 0.
상기 열전달 가스의 가열온도는 200-1000℃인 것을 특징으로 하는, 건식 세정 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the heating temperature of the heat transfer gas is 200-1000 ° C.
상기 제2 반응가스의 가열온도는 100-1000℃인 것을 특징으로 하는, 건식 세정 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the heating temperature of the second reaction gas is 100-1000 占 폚.
상기 샤워 헤드의 제3 가스 공급로를 통해 공급되는 가열된 열전달 가스의 공급 경로와는 독립적으로, 상기 제1 가스 공급로와 상기 제2 가스 공급로를 통해 N2 또는 Ar을 포함하는 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는, 건식 세정 장치.12. The method of claim 11,
A gas containing N 2 or Ar is supplied through the first gas supply path and the second gas supply path independently of the supply path of the heated heat transfer gas supplied through the third gas supply path of the shower head Wherein the cleaning device is a dry cleaning device.
상기 척의 온도는 상온-100℃로 제어되는 것을 특징으로 하는, 건식 세정 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the temperature of the chuck is controlled at a normal temperature of -100 ° C.
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