KR19980039925A - 반도체 식각챔버의 세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불활성 가스를 이용하여 식각챔버 내부에 잔존하는 반응생성물 및 반응가스를 퍼지(Purge)하는 반도체 식각챔버의 세정방법에 관한 것이다.

본 발명은, 식각챔버로 공급되는 반응가스를 펌프에 의해서 외부로 펌핑하도록 구성된 반도체 식각챔버의 세정방법에 있어서, 상기 식각챔버 내부로 불활성가스를 공급하여 반응생성물 및 기타 반응가스를 퍼지하는 단계와 상기 반응생성물 및 기타 반응가스를 강제펌핑하는 단계를 반복적으로 수행하도록 이루어짐을 특징으로 한다.

따라서, 불활성가스를 이용하여 식각챔버 내부에 잔존하는 반응생성물 및 기타 반응가스를 3차에 걸친 퍼지 및 펌핑동작에 의하여 제거토록함에 따라 식각챔버 내부를 완전히 세정시키는 효과가 있다.

Description

반도체 식각챔버의 세정방법

본 발명은 반도체 식각챔버의 세정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 불활성 가스를 이용하여 식각챔버 내부에 잔존하는 반응생성물 및 반응가스를 퍼지(Purge)하는 반도체 식각챔버의 세정방법에 관한 것이다.

통상, 식각공정은 케미컬(Chemical)을 이용하는 습식식각공정과 반응가스를 이용하는 건식식각공정이 있다. 상기 건식식각공정이 진행된 식각챔버 내부에는 후속공정에서 공정불량을 야기하는 반응생성물 및 기타 반응가스가 잔존하게 된다.

따라서, 식각챔버 내부에 잔존하는 상기 반응생성물 및 기타 반응가스를 제거하기 위하여 식각챔버와 연결된 진공펌프는 강제 펌핑동작을 수행한다.

그러나, 공정진행시 웨이퍼를 식각하기 위하여 사용되는 반응가스중 염소(Cl₂), 설퍼 헥사플루오라이드(SF₆) 등의 유독성 가스는 기화된 상태에서도 그 입자가 무거우므로 진공펌프의 강제펌핑에 의해서도 식각챔버 내부에서 완전히 제거되지 않아 후속공정에서 불량원인으로 작용하는 문제점이 있었다.

또한, 식각챔버 내부로부터 상기 반응생성물 및 기타 반응가스를 완전히 제거하기 위해서 오랜시간 동안 진공펌프에 의한 펌핑동작을 수행시키면, 가스제거 효율은 높아지나, 식각공정 효율이 저하되고, 그에 따라 반도체장치의 수율이 저하되는 문제점이 발생한다.

본 발명의 목적은, 식각공정 진행 전후에 식각챔버 내부에 잔존하는 반응생성물 및 기타 반응가스를 완전히 제거할 수 있는 반도체 식각챔버의 세정방법을 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명에 따른 반도체 식각챔버의 세정방법의 일 실시예를 설명하기 위한 식각챔버의 구성도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 식각챔버 12 : 상부전극

14 : 하부전극 16 : 웨이퍼

18 : 가스 분사기 20 : 가스봄베

22 : 밸브 24 : 진공펌프

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 식각챔버의 세정방법은, 식각챔버로 공급되는 반응가스를 펌프에 의해서 외부로 펌핑하도록 구성된 반도체 식각챔버의 세정방법에 있어서, 상기 식각챔버 내부로 불활성가스를 공급하여 반응생성물 및 기타 반응가스를 퍼지하는 단계와 상기 반응생성물 및 기타 반응가스를 강제펌핑하는 단계를 반복적으로 수행하도록 이루어진다.

상기 불활성가스로서 가볍고, 입자의 크기가 작은 헬륨가스를 사용하여 식각챔버 내부의 상기 반응생성물 및 기타 반응가스를 제거함이 바람직하다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 반도체 식각챔버의 세정방법의 일 실시예를 설명하기 위한 식각챔버의 구성도이다.

도1을 참조하면, 상측 내부에 가스분사기(18) 및 상부전극(12)이 순차적으로 형성되고, 하측 내부에 웨이퍼(16)가 위치하는 하부전극(14)이 형성된 식각챔버(10)가 설치되어 있다.

상기 식각챔버(10)의 일측에는 반응가스를 공급하는 가스봄베(20)가 연결되고, 식각챔버(10)의 다른 일측에는 밸브(22)가 설치된 배관라인을 통하여 진공펌프(24)가 연결되어 있다.

따라서, 가스봄베(20)에서 공급되는 반응가스가 가스분사기(18)를 통하여 식각챔버(10) 내부에 공급된다. 그리고 하부전극(14)에서 전계방출되는 자유전자는 전계에 의해서 가속된 후, 반응가스를 통과하며 반응가스에 에너지를 전달한다. 이에 따라 반응가스는 이온화되어 플라즈마상태가 되고, 상기 플라즈마상태의 양전하는 웨이퍼(16) 상의 특정영역을 식각한다.

또한, 밸브(22)가 열린 상태에서 진공펌프(24)는 펌핑동작을 수행하여 식각챔버(10) 내부의 진공상태를 조절하고, 반응생성물 및 기타 반응가스를 외부로 방출한다.

그리고, 연속되는 식각공정진행 전후에 식각챔버(10) 내부에 반응생성물 및 기타 반응가스가 잔존하면 이들을 제거하기 위한 세정공정을 진행한다.

식각챔버 세정공정 진행조건

단계	1	2	3	4	5	6	7	8
압력(Torr)	2.0	2.0	0	2.0	0	2.0	0	0
간격(㎝)	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.5	1.5
헬륨량(SCCM)	200	200	0	200	0	200	0	0
시간(SEC)		10	10	10	10	10	15

상기 표1을 참조하여 식각챔버의 세정공정을 설명하면, 1단계에서 상부전극(12)과 하부전극(14) 사이의 간격을 1.0 ㎝ 정도로 조절한 후, 2.0 Torr 의 압력으로 200 SCCM 정도의 불활성가스 즉 헬륨(He)가스를 식각챔버(10)로 공급할 수 있도록 준비한다. 상기 헬륨가스는 웨이퍼를 식각하기 위하여 사용되는 반응가스중 가장 가볍고 입자가 작은 가스이다.

이어서, 2단계에서 가스봄베(20)에서 2.0 Torr 의 압력으로 10초 동안 200 SCCM 정도의 헬륨가스가 상부전극(12)과 하부전극(14) 사이의 간격이 1.0 ㎝ 정도로 조절된 식각챔버(10)에 공급되어 식각챔버(10) 내부에 잔존하는 반응생성물 및 기타 반응가스를 1차 퍼지한다. 이때, 헬륨가스는 반응생성물 및 기타 부식성, 유독성 등의 반응가스와 혼합되고 헬륨가스와 혼합된 반응생성물 및 기타 반응가스는 가벼워진다.

후속의, 3단계에서 헬륨가스의 공급을 중단한 후, 10 초동안 헬륨가스와 혼합된 반응생성물 및 기타 반응가스를 진공펌프(24)의 펌핑에 의해서 식각챔버(10) 외부로 1차 펌핑한다.

계속해서, 4단계에서 가스봄베(20)에서 2.0 Torr 의 압력으로 10초 동안 200 SCCM 정도의 헬륨가스를 식각챔버(10)에 공급하여 식각챔버(10) 내부에 잔존하는 반응생성물 및 기타 반응가스를 2차 퍼지한다.

5단계에서 헬륨가스의 공급을 중단한 후, 10 초동안 헬륨가스와 혼합된 반응생성물 및 기타 반응가스를 식각챔버(10) 외부로 2차 펌핑한다.

계속해서, 6단계에서 가스봄베(20)에서 2.0 Torr 의 압력으로 10초 동안 200 SCCM 정도의 헬륨가스를 식각챔버(10)에 공급하여 식각챔버(10) 내부에 잔존하는 반응생성물 및 기타 반응가스를 3차 퍼지한다.

이어서, 7단계에서 헬륨가스의 공급을 중단하고 상부전극(12)과 하부전극(14) 사이의 간격을 1.5 ㎝ 정도로 조절한 후, 15 초동안 헬륨가스와 혼합된 반응생성물 및 기타 반응가스를 식각챔버(10) 외부로 3차 펌핑한다.

마지막으로, 8단계에서 식각공정 진행을 위한 대기상태로 유지한다.

따라서, 본 발명에 의하면 헬륨가스를 이용하여 식각챔버 내부에 잔존하는 반응생성물 및 기타 반응가스를 3차에 걸친 퍼지 및 펌핑동작에 의하여 제거토록함에 따라 식각챔버 내부를 완전히 세정시켜 후속공정에서 공정불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (2)

1. 식각챔버로 공급되는 반응가스를 펌프에 의해서 외부로 펌핑하도록 구성된 반도체 식각챔버의 세정방법에 있어서,

   상기 식각챔버 내부로 불활성가스를 공급하여 반응생성물 및 기타 반응가스를 퍼지하는 단계와 상기 반응생성물 및 기타 반응가스를 강제펌핑하는 단계를 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 식각챔버의 세정방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 불활성가스로서 헬륨가스를 사용함을 특징으로 하는 상기 반도체 식각챔버의 세정방법.