KR20240018827A - Dry cleaning apparatus using collimated radical - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치는 챔버, 상기 챔버의 하부 영역에 구비되며 건식 세정의 대상인 실리콘 기판이 배치되는 정전 척(electrostatic chuck), 상기 챔버의 상부 영역에 설치된 헬리콘(helicon) 플라즈마 소스부, 상기 헬리콘 플라즈마 소스부로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부, 상기 챔버의 중간 영역에 설치되어 있으며 상기 실리콘 기판을 향하는 복수의 제1 콜리메이팅 홀이 형성되어 있는 콜리메이터(collimator), 상기 콜리메이터의 하부면에 결합되어 있으며 상기 콜리메이터에 형성된 복수의 제1 콜리메이팅 홀과 중심이 일치하는 복수의 제2 콜리메이팅 홀이 형성되어 있는 샤워 헤드 및 상기 샤워 헤드로 가열가스를 공급하는 가열가스 공급부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 플라즈마 생성영역과 기판이 세정되는 영역 사이에 콜리메이터와 샤워 헤드를 설치하여 플라즈마 생성영역에서 랜덤 운동(random motion)을 하는 입자들이 콜리메이터와 샤워 헤드를 통과함으로써 기판을 향하는 정 방향성이 강화되고, 정 방향성이 강화된 라디칼들이 기판에 도달할 수 있도록 함으로써 식각균일도 및 선택비를 개선할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a dry cleaning device using collimated radicals.
The dry cleaning device using collimated radicals according to the present invention includes a chamber, an electrostatic chuck provided in the lower region of the chamber and on which the silicon substrate to be dry cleaned is placed, and a helicon (installed in the upper region of the chamber) A helicon plasma source unit, a reaction gas supply unit that supplies a reaction gas to the helicon plasma source unit, a collimator installed in the middle area of the chamber and having a plurality of first collimating holes facing the silicon substrate. , a shower head coupled to the lower surface of the collimator and having a plurality of second collimating holes whose centers coincide with the plurality of first collimating holes formed in the collimator, and a heating device for supplying heating gas to the shower head. Includes a gas supply unit.
According to the present invention, a collimator and a shower head are installed between the plasma generation area and the area where the substrate is cleaned, so that particles in random motion in the plasma generation area pass through the collimator and the shower head so that they have a positive direction toward the substrate. There is an effect of improving etch uniformity and selectivity by allowing radicals with enhanced forward direction to reach the substrate.

Description

콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치{DRY CLEANING APPARATUS USING COLLIMATED RADICAL}Dry cleaning device using collimated radicals {DRY CLEANING APPARATUS USING COLLIMATED RADICAL}

본 발명은 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 플라즈마 생성영역과 기판이 세정되는 영역 사이에 콜리메이터와 샤워 헤드를 설치하여 플라즈마 생성영역에서 랜덤 운동(random motion)을 하는 입자들이 콜리메이터와 샤워 헤드를 통과함으로써 기판을 향하는 정 방향성이 강화되고, 정 방향성이 강화된 라디칼들이 기판에 도달할 수 있도록 함으로써 식각균일도 및 선택비를 개선할 수 있는 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dry cleaning device using collimated radicals. More specifically, the present invention installs a collimator and a shower head between the plasma generation area and the area where the substrate is cleaned, so that particles in random motion in the plasma generation area pass through the collimator and the shower head and head toward the substrate. It relates to a dry cleaning device using collimated radicals that can improve etch uniformity and selectivity by allowing radicals with enhanced orientation and enhanced forward orientation to reach the substrate.

실리콘 산화물과 질화물은 반도체 소자에서 대표적으로 사용되고 있는 유전체 화합 물질로서, 이들 박막을 식각하는 방법으로 종래에는 습식 식각과 건식 식각 방법이 사용되어 왔다.Silicon oxide and nitride are dielectric compounds typically used in semiconductor devices, and wet etching and dry etching methods have conventionally been used to etch these thin films.

그러나 반도 장치 회로가 점차 고집적화 및 고미세화 됨에 따라, 기존 습식 식각으로는 고종횡비(High Aspect Ratio) 패턴에 존재하는 자연산화막 제거가 어렵고, 원자 레벨(atomic level)의 미세 식각을 위한 선택비 제어가 어려운 문제를 가지고 있다.However, as semiconductor device circuits become increasingly more highly integrated and finer, it is difficult to remove the natural oxide film present in the high aspect ratio pattern with existing wet etching, and selectivity control for fine etching at the atomic level is difficult. I have a difficult problem.

또한, 건식 식각은 웨이퍼 표면에 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.In addition, dry etching has a problem in that a damage layer is created on the wafer surface after etching due to ion bombardment incident on the wafer surface, and subsequent processes are required to remove it.

최근 들어, 이러한 문제점을 해결하는 대체 기술로, 플라즈마화된 반응가스를 이용하여 기판 상에 형성된 실리콘 산화물 또는 질화물을 헥사플루오로규산암모늄((NH4)2SiF6) 고체층으로 변화시키고, 이렇게 생성된 헥사플루오로규산암모늄 고체층을 가열하여 제거하는 건식 세정 기술이 도입되었다.Recently, as an alternative technology to solve this problem, the silicon oxide or nitride formed on the substrate is changed into a solid layer of ammonium hexafluorosilicate ((NH 4 ) 2 SiF 6 ) using a plasmaized reaction gas. A dry cleaning technology was introduced to remove the resulting solid layer of ammonium hexafluorosilicate by heating.

하지만, 이와 관련한 종래 기술에 따르면, 플라즈마 밀도가 낮아 건식 식각을 통한 세정 공정에서 고선택비를 가지면서도 고식각율을 구현할 수 없다는 문제점이 있다.However, according to the related art, there is a problem in that the plasma density is low and a high etch rate cannot be achieved while having a high selectivity in a cleaning process through dry etching.

또한, 플라즈마 생성영역에서 생성된 랜덤 운동(random motion)을 하는 입자들 중에서 기판을 향하여 수직하게 입사되는 정 방향성을 가진 입자들 뿐만 아니라 정 방향성을 갖지 않는 입자들까지 기판에 입사되어 고선택비와 고식각율 구현이 어려워지고, 기판 표면에 대한 이온 충격으로 기판 표면에 물리적인 데미지가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.In addition, among the particles in random motion generated in the plasma generation area, not only particles with a positive direction are incident perpendicularly toward the substrate, but even particles without a positive direction are incident on the substrate, resulting in high selectivity and There is a problem that it becomes difficult to implement a high etch rate, and physical damage may occur on the substrate surface due to ion bombardment on the substrate surface.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0071368호(공개일자: 2009년 07월 01일, 명칭: 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-0071368 (Publication date: July 1, 2009, Name: Substrate processing method, substrate processing device, and storage medium) 대한민국 등록특허공보 제10-0784661호(등록일자: 2007년 12월 05일, 명칭: 반도체 소자의 제조방법)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0784661 (Registration date: December 5, 2007, Name: Semiconductor device manufacturing method) 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0077282호(공개일자: 2019년 07월 03일, 명칭: 플라즈마 발생 장치)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0077282 (Publication date: July 3, 2019, Name: Plasma generator)

본 발명의 기술적 과제는 플라즈마 생성영역과 기판이 세정되는 영역 사이에 콜리메이터와 샤워 헤드를 설치하여 플라즈마 생성영역에서 랜덤 운동(random motion)을 하는 입자들이 콜리메이터와 샤워 헤드를 통과함으로써 기판을 향하는 정 방향성이 강화되고, 정 방향성이 강화된 라디칼들이 기판에 도달할 수 있도록 함으로써 식각균일도 및 선택비를 개선할 수 있는 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치를 제공하는 것이다.The technical problem of the present invention is to install a collimator and a shower head between the plasma generation area and the area where the substrate is cleaned, so that particles in random motion in the plasma generation area pass through the collimator and the shower head in a positive direction toward the substrate. The present invention provides a dry cleaning device using collimated radicals that can improve etch uniformity and selectivity by allowing the radicals with enhanced forward direction to reach the substrate.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 건식 세정 공정에 헬리콘 플라즈마 소스들을 적용함으로써 높은 플라즈마 밀도를 얻을 수 있고, 이로 인해 건식 식각을 통한 세정 공정에서 고선택비를 가지면서도 고식각율을 구현할 수 있는 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치를 제공하는 것이다.In addition, the technical problem of the present invention is to obtain high plasma density by applying helicon plasma sources to the dry cleaning process, and thereby to achieve high selectivity and high etch rate in the cleaning process through dry etching. A dry cleaning device using mated radicals is provided.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 낮은 압력에서도 높은 라디칼 플럭스를 생성할 수 있는 헬리콘 플라즈마를 적용하여 1 밀리토르(mTorr)에서 수 토르(Torr)의 넓은 공정압력범위를 갖는 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치를 제공하는 것이다.In addition, the technical problem of the present invention is to use collimated radicals with a wide process pressure range from 1 milliTorr (mTorr) to several Torr by applying helicon plasma, which can generate high radical flux even at low pressure. A dry cleaning device is provided.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 플라즈마 생성영역과 건식 세정영역의 분리를 통해 기판에 대한 플라즈마 데미지, 즉, 이온충격에 의한 피지컬 데미지가 없는 공정의 구현이 가능한 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치를 제공하는 것이다.In addition, the technical problem of the present invention is to provide a dry cleaning device using collimated radicals that can implement a process without plasma damage to the substrate, that is, physical damage due to ion shock, by separating the plasma generation area and the dry cleaning area. It is provided.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 낮은 압력과 높은 플라즈마 밀도 구현으로 고선택비를 요구하는 1znm(10nm 초반)급 이하 디바이스의 아주 좁고 깊은 구조의 공정에도 적용 가능한 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치를 제공하는 것이다.In addition, the technical problem of the present invention is to provide a dry cleaning device using collimated radicals that can be applied to the process of a very narrow and deep structure of 1znm (early 10nm) level devices that require high selectivity by implementing low pressure and high plasma density. It is provided.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 콜리메이티드 라디칼(collimated radical)을 이용한 건식 세정 장치는 챔버, 상기 챔버의 하부 영역에 구비되며 건식 세정의 대상인 실리콘 기판이 배치되는 정전 척(electrostatic chuck), 상기 챔버의 상부 영역에 설치된 헬리콘(helicon) 플라즈마 소스부, 상기 헬리콘 플라즈마 소스부로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부, 상기 챔버의 중간 영역에 설치되어 있으며 상기 실리콘 기판을 향하는 복수의 제1 콜리메이팅 홀이 형성되어 있는 콜리메이터(collimator), 상기 콜리메이터의 하부면에 결합되어 있으며 상기 콜리메이터에 형성된 복수의 제1 콜리메이팅 홀과 중심이 일치하는 복수의 제2 콜리메이팅 홀이 형성되어 있는 샤워 헤드 및 상기 샤워 헤드로 가열가스를 공급하는 가열가스 공급부를 포함한다.A dry cleaning device using collimated radicals according to the present invention to solve these technical problems includes a chamber, an electrostatic chuck provided in a lower area of the chamber and on which a silicon substrate to be dry cleaned is placed. , a helicon plasma source unit installed in the upper area of the chamber, a reaction gas supply unit that supplies a reaction gas to the helicon plasma source unit, and a plurality of first devices installed in the middle area of the chamber and facing the silicon substrate. A collimator having collimating holes formed thereon, a shower head coupled to a lower surface of the collimator and having a plurality of second collimating holes whose centers coincide with the plurality of first collimating holes formed in the collimator. and a heating gas supply unit that supplies heating gas to the shower head.

본 발명에 따른 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치에 있어서, 상기 콜리메이터에 형성된 제1 콜리메이팅 홀과 상기 샤워 헤드에 형성된 제2 콜리메이팅 홀은 상기 실리콘 기판의 중심을 기준으로 점진적으로 커지는 직경을 갖는 복수의 동심원 상에 균일하게 분포하되, 상기 복수의 동심원 중에서 최외곽 동심원의 직경은 상기 실리콘 기판의 직경보다 큰 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning device using collimated radicals according to the present invention, the first collimating hole formed in the collimator and the second collimating hole formed in the shower head have a gradually increasing diameter based on the center of the silicon substrate. It is uniformly distributed on a plurality of concentric circles, and the diameter of the outermost concentric circle among the plurality of concentric circles is larger than the diameter of the silicon substrate.

본 발명에 따른 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치에 있어서, 상기 헬리콘 플라즈마 소스부가 제공하는 RF 전력에 의해 상기 헬리콘 플라즈마 소스부와 상기 콜리메이터 사이의 제1 영역에서 상기 반응가스가 플라즈마화되어 랜덤 라디칼이 생성되고, 상기 랜덤 라디칼은 상기 콜리메이터에 형성된 제1 콜리메이팅 홀을 통과하면서 콜리메이티드 라디칼로 변환되어 상기 실리콘 기판을 향하는 정 방향성이 1차적으로 강화되고, 상기 제1 콜리메이팅 홀을 통과한 콜리메이티드 라디칼이 상기 제2 콜리메이팅 홀을 통과하면서 상기 실리콘 기판을 향하는 정 방향성이 2차적으로 강화되는 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning device using collimated radicals according to the present invention, the reaction gas is converted into plasma in the first area between the helicon plasma source and the collimator by the RF power provided by the helicon plasma source. Random radicals are generated, and the random radicals are converted into collimated radicals while passing through the first collimating hole formed in the collimator, so that the forward direction toward the silicon substrate is primarily strengthened, and the random radicals are converted into collimated radicals while passing through the first collimating hole formed in the collimator. As the collimated radicals pass through the second collimating hole, the forward direction toward the silicon substrate is secondarily strengthened.

본 발명에 따른 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치에 있어서, 상기 콜리메이터는 도전성 재질을 갖고, 상기 콜리메이터는 접지됨으로써 상기 제1 영역에서 생성된 랜덤 운동을 하는 플라즈마 성분이 상기 콜리메이터를 통과하면서 상기 실리콘 기판을 향하는 정 방향성이 강화되는 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning device using collimated radicals according to the present invention, the collimator has a conductive material, and the collimator is grounded, so that the plasma component in random motion generated in the first region passes through the collimator and touches the silicon. It is characterized by enhanced forward direction toward the substrate.

본 발명에 따른 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치에 있어서, 상기 샤워 헤드는 도전성 재질을 갖고, 상기 샤워 헤드는 상기 콜리메이터의 하부면에 접촉되도록 결합됨으로써 상기 콜리메이터와 함께 접지되는 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning device using collimated radicals according to the present invention, the shower head is made of a conductive material, and the shower head is grounded together with the collimator by being coupled to contact the lower surface of the collimator.

본 발명에 따른 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치에 있어서, 상기 샤워 헤드에는 상기 가열가스가 유입되는 가열가스 유입부와 상기 가열가스가 분사되는 복수의 가열가스 분사구가 형성되어 있고, 상기 가열가스 유입부는 상기 샤워 헤드의 측면 영역에서 시작하여 상기 샤워 헤드의 외곽 영역을 제외한 중심 영역에 상기 제2 콜리메이팅 홀과 연통되지 않도록 형성되어 있고, 상기 가열가스 분사구는 상기 가열가스 유입부로부터 상기 실리콘 기판을 향하는 하방으로 형성되어 있고, 상기 가열가스는 상기 가열가스 유입부를 통하여 유입된 후 상기 가열가스 분사구를 통하여 상기 기판이 위치하는 하방으로 분사되되, 상기 가열가스 유입부와 상기 가열가스 분사구를 통한 상기 가열가스의 공급경로와 상기 제1 콜리메이팅 홀과 상기 제2 콜리메이팅 홀을 통한 상기 콜리메이티드 라디칼의 공급경로는 물리적으로 구분되는 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning device using collimated radicals according to the present invention, the shower head is formed with a heating gas inlet through which the heating gas flows and a plurality of heating gas injection ports through which the heating gas is sprayed, and the heating gas The inlet part starts from the side area of the shower head and is formed in the central area excluding the outer area of the shower head so as not to communicate with the second collimating hole, and the heating gas injection hole is configured to inject the silicon substrate from the heating gas inlet part. It is formed downwardly, and the heating gas flows in through the heating gas inlet and then is injected downward where the substrate is located through the heating gas injection port, and the heating gas flows through the heating gas inlet and the heating gas injection port. The supply path of the heating gas and the supply path of the collimated radicals through the first collimating hole and the second collimating hole are physically separated.

본 발명에 따른 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치에 있어서, 상기 반응가스 공급부로부터 상기 헬리콘 플라즈마 소스부로 공급된 반응가스는 상기 헬리콘 플라즈마 소스부가 제공하는 RF 전력에 의해 상기 제1 영역에서 플라즈마 처리되어 상기 콜리메이터에 형성된 제1 콜리메이팅 홀과 상기 샤워 헤드에 형성된 제2 콜리메이팅 홀을 거쳐 상기 실리콘 기판으로 공급됨으로써 상기 실리콘 기판에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물이 헥사플루오로규산암모늄((NH4)2SiF6)을 포함하는 반응층으로 변화되고, 상기 가열가스 공급부에 의해 공급되는 가열가스가 상기 샤워 헤드에 형성된 가열가스 유입부와 가열가스 분사구를 통하여 상기 반응층으로 분사되어 상기 반응층이 제거되는 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning device using collimated radicals according to the present invention, the reaction gas supplied from the reaction gas supply unit to the helicon plasma source unit is converted into plasma in the first area by the RF power provided by the helicon plasma source unit. The silicon oxide or silicon nitride formed on the silicon substrate by being processed and supplied to the silicon substrate through the first collimating hole formed in the collimator and the second collimating hole formed in the shower head is converted to ammonium hexafluorosilicate ((NH 4 ) is changed to a reaction layer containing 2 SiF 6 ), and the heating gas supplied by the heating gas supply unit is injected into the reaction layer through the heating gas inlet and the heating gas injection port formed in the shower head to form the reaction layer. It is characterized by being removed.

본 발명에 따른 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치에 있어서, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 상기 콜리메이터와 상기 샤워 헤드에 의해 물리적으로 구분됨으로써, 상기 제1 영역에서 생성되는 플라즈마 성분에 포함된 이온 성분이 상기 실리콘 기판을 충격하여 발생하는 상기 실리콘 기판의 물리적 손상이 방지되는 것을 특징으로 한다.In the dry cleaning device using collimated radicals according to the present invention, the first area and the second area are physically separated by the collimator and the shower head, and thus are included in the plasma component generated in the first area. It is characterized in that physical damage to the silicon substrate caused by the ion component impacting the silicon substrate is prevented.

본 발명에 따른 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치에 있어서, 상기 정전 척을 가열하는 척 가열부 및 상기 정전 척에 바이어스 전원을 공급하는 척 바이어스 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The dry cleaning device using collimated radicals according to the present invention further includes a chuck heating unit that heats the electrostatic chuck and a chuck bias power unit that supplies bias power to the electrostatic chuck.

본 발명에 따르면, 플라즈마 생성영역과 기판이 세정되는 영역 사이에 콜리메이터와 샤워 헤드를 설치하여 플라즈마 생성영역에서 랜덤 운동(random motion)을 하는 입자들이 콜리메이터와 샤워 헤드를 통과함으로써 기판을 향하는 정 방향성이 강화되고, 정 방향성이 강화된 라디칼들이 기판에 도달할 수 있도록 함으로써 식각균일도 및 선택비를 개선할 수 있는 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치가 제공되는 효과가 있다.According to the present invention, a collimator and a shower head are installed between the plasma generation area and the area where the substrate is cleaned, so that particles in random motion in the plasma generation area pass through the collimator and the shower head so that they have a positive direction toward the substrate. There is an effect of providing a dry cleaning device using collimated radicals that can improve etching uniformity and selectivity by allowing radicals with enhanced forward direction to reach the substrate.

또한, 건식 세정 공정에 헬리콘 플라즈마 소스들을 적용함으로써 높은 플라즈마 밀도를 얻을 수 있고, 이로 인해 건식 식각을 통한 세정 공정에서 고선택비를 가지면서도 고식각율을 구현할 수 있는 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, by applying helicon plasma sources to the dry cleaning process, high plasma density can be obtained, and as a result, dry etching using collimated radicals can achieve a high selectivity and high etch rate in the cleaning process through dry etching. There is an effect of providing a cleaning device.

또한, 낮은 압력에서도 높은 라디칼 플럭스를 생성할 수 있는 헬리콘 플라즈마를 적용하여 1 밀리토르(mTorr)에서 수 토르(Torr)의 넓은 공정압력범위를 갖는 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, a dry cleaning device using collimated radicals with a wide process pressure range from 1 milliTorr (mTorr) to several Torr is provided by applying helicon plasma, which can generate high radical flux even at low pressure. It works.

또한, 플라즈마 생성영역과 건식 세정영역의 분리를 통해 기판에 대한 플라즈마 데미지, 즉, 이온충격에 의한 피지컬 데미지가 없는 공정의 구현이 가능한 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, there is an effect of providing a dry cleaning device using collimated radicals that can implement a process without plasma damage to the substrate, that is, physical damage due to ion shock, by separating the plasma generation area and the dry cleaning area.

또한, 낮은 압력과 높은 플라즈마 밀도 구현으로 고선택비를 요구하는 1znm(10nm 초반)급 이하 디바이스의 아주 좁고 깊은 구조의 공정에도 적용 가능한 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, by implementing low pressure and high plasma density, there is an effect of providing a dry cleaning device using collimated radicals that can be applied to the process of a very narrow and deep structure of 1znm (early 10nm) level devices that require high selectivity.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 샤워 헤드의 하나의 예시적인 평면 형상을 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 예시적인 단면 형상을 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 샤워 헤드의 다른 예시적인 평면 형상을 나타낸 도면이고,
도 5는 도 4의 예시적인 단면 형상을 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 헬리콘 플라즈마 소스부의 주요 부분을 예시적으로 설명하기 위한 사시도이고,
도 7은 도 6의 상부 자석과 하부 자석을 예시적으로 설명하기 위한 사시도이고,
도 8은 도 7의 유전체 튜브들의 배치관계를 예시적으로 설명하기 위한 평면도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 헬리콘 플라즈마 소스부를 전체적이고 예시적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 헬리콘 플라즈마 소스부를 설명하기 위한 예시적인 회로도이고,
도 11은 도 6의 유전체 튜브들을 예시적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 12는 도 6의 전력 분배부를 예시적으로 설명하기 위한 사시도이다.1 is a diagram showing a dry cleaning device using collimated radicals according to an embodiment of the present invention;
2 is a diagram showing one exemplary plan shape of a shower head according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a diagram showing an exemplary cross-sectional shape of Figure 2;
4 is a diagram showing another exemplary plan shape of a shower head according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 is a diagram showing an exemplary cross-sectional shape of Figure 4;
Figure 6 is a perspective view illustrating main parts of the helicon plasma source unit in an embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a perspective view illustrating the upper magnet and lower magnet of FIG. 6 by way of example;
FIG. 8 is a plan view illustrating the arrangement relationship of the dielectric tubes of FIG. 7,
Figure 9 is a diagram for overall and exemplary explanation of the helicon plasma source unit in one embodiment of the present invention;
10 is an exemplary circuit diagram for explaining a helicon plasma source unit in an embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a diagram illustrating the dielectric tubes of FIG. 6 by way of example;
FIG. 12 is a perspective view illustrating the power distribution unit of FIG. 6 by way of example.

본 명세서에 개시된 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.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are merely illustrative for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention are presented in various forms. It can be implemented in various ways and is not limited to the embodiments described in this specification.

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.Since the embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in this specification. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 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 a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless clearly defined in this specification, should not be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning. .

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 샤워 헤드의 하나의 예시적인 평면 형상을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 예시적인 단면 형상을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 샤워 헤드의 다른 예시적인 평면 형상을 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 예시적인 단면 형상을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a dry cleaning device using collimated radicals according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an exemplary plan shape of a shower head according to an embodiment of the present invention. , FIG. 3 is a diagram showing an exemplary cross-sectional shape of FIG. 2, FIG. 4 is a diagram showing another exemplary plan shape of a shower head in an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an exemplary cross-section of FIG. 4. This is a drawing showing the shape.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치는 챔버(10), 정전 척(electrostatic chuck, 20), 콜리메이터(collimator, 30), 샤워 헤드(shower head, 40), 반응가스 공급부(50), 가열가스 공급부(60), 척 가열부(70), 척 바이어스 전원부(80) 및 헬리콘(helicon) 플라즈마 소스부(100)를 포함하여 구성된다.1 to 5, a dry cleaning device using collimated radicals according to an embodiment of the present invention includes a chamber 10, an electrostatic chuck 20, a collimator 30, and a shower head. (shower head, 40), reaction gas supply unit 50, heating gas supply unit 60, chuck heating unit 70, chuck bias power unit 80, and helicon plasma source unit 100. do.

챔버(10)는 실리콘 기판(S)에 형성된 실리콘 산화물과 실리콘 질화물 등의 세정 대상물을 제거하는 건식 세정 공정이 수행되는 공간을 제공한다.The chamber 10 provides a space where a dry cleaning process is performed to remove cleaning objects such as silicon oxide and silicon nitride formed on the silicon substrate S.

정전 척(20)은 챔버(10)의 하부 영역에 구비되며 건식 세정의 대상인 실리콘 기판(S)을 처킹(chucking)하여 안정화시킴으로써, 실리콘 기판(S)이 배치되는 구성요소이다.The electrostatic chuck 20 is provided in the lower area of the chamber 10 and is a component on which the silicon substrate S, which is the subject of dry cleaning, is placed by chucking and stabilizing the silicon substrate S.

헬리콘 플라즈마 소스부(100)는 챔버(10)의 상부 영역에 설치되어 있으며, 반응가스를 플라즈마화하는 구성요소로서, 이러한 헬리콘 플라즈마 소스부(100)의 구체적인 구성에 대해서는 이후 도 6 내지 도 12를 추가로 참조하여 보다 구체적이고 예시적으로 설명한다.The helicon plasma source unit 100 is installed in the upper area of the chamber 10 and is a component that converts the reaction gas into plasma. The specific configuration of the helicon plasma source unit 100 will be described later in FIGS. 6 to 6. A more specific and illustrative explanation is provided with additional reference to 12.

콜리메이터(30)는 챔버(10)의 중간 영역에 설치되어 있으며, 이 콜리메이터(30)에는 실리콘 기판(S)을 향하는 복수의 제1 콜리메이팅 홀(H1)이 형성되어 있다.The collimator 30 is installed in the middle area of the chamber 10, and a plurality of first collimating holes H1 facing the silicon substrate S are formed in the collimator 30.

샤워 헤드(40)는 콜리메이터(30)의 하부면에 결합되어 있으며, 이 샤워 헤드(40)에는 콜리메이터(30)에 형성된 복수의 제1 콜리메이팅 홀(H1)과 중심이 일치하는 복수의 제2 콜리메이팅 홀(H2)이 형성되어 있다.The shower head 40 is coupled to the lower surface of the collimator 30, and the shower head 40 has a plurality of second collimating holes whose centers coincide with the plurality of first collimating holes H1 formed in the collimator 30. A collimating hole (H2) is formed.

예를 들어, 헬리콘 플라즈마 소스부(100)가 제공하는 RF 전력에 의해 헬리콘 플라즈마 소스부(100)와 콜리메이터(30) 사이의 제1 영역(R1)에서 반응가스가 플라즈마화되어 랜덤 라디칼이 생성되고, 이 랜덤 라디칼은 콜리메이터(30)에 형성된 제1 콜리메이팅 홀(H1)을 통과하면서 콜리메이티드 라디칼로 변환되어 실리콘 기판(S)을 향하는 정 방향성이 1차적으로 강화되고, 제1 콜리메이팅 홀(H1)을 통과한 콜리메이티드 라디칼이 샤워 헤드(40)에 형성된 제2 콜리메이팅 홀(H2)을 통과하면서 실리콘 기판(S)을 향하는 정 방향성이 2차적으로 강화되도록 구성될 수 있다.For example, the reaction gas is converted into plasma in the first region (R1) between the helicon plasma source unit 100 and the collimator 30 by the RF power provided by the helicon plasma source unit 100, and random radicals are generated. Generated, these random radicals are converted into collimated radicals while passing through the first collimating hole (H1) formed in the collimator 30, so that the forward direction toward the silicon substrate (S) is primarily strengthened, and the first collimating hole (H1) is generated. The collimated radical passing through the mating hole (H1) passes through the second collimating hole (H2) formed in the shower head 40, and the positive direction toward the silicon substrate (S) may be secondarily strengthened. .

예를 들어, 콜리메이터(30)에 형성된 제1 콜리메이팅 홀(H1)과 샤워 헤드(40)에 형성된 제2 콜리메이팅 홀(H2)은 실리콘 기판(S)의 중심을 기준으로 점진적으로 커지는 직경을 갖는 복수의 동심원 상에 균일하게 분포하되, 복수의 동심원 중에서 최외곽 동심원의 직경은 건식 세정의 대상인 실리콘 기판(S)의 직경보다 크도록 구성될 수 있다.For example, the first collimating hole H1 formed in the collimator 30 and the second collimating hole H2 formed in the shower head 40 have a gradually increasing diameter based on the center of the silicon substrate S. It may be uniformly distributed on a plurality of concentric circles, and the diameter of the outermost concentric circle among the plurality of concentric circles may be larger than the diameter of the silicon substrate S that is the subject of dry cleaning.

예를 들어, 콜리메이터(30)와 샤워 헤드(40)는 도전성 재질을 갖고, 샤워 헤드(40)는 콜리메이터(30)의 하부면에 접촉되도록 결합됨으로써 콜리메이터(30)와 함께 접지됨으로써 콜리메이터(30)의 상부에 위치하는 제1 영역(R1)에서 생성된 랜덤 운동을 하는 플라즈마 성분 중이 콜리메이터(30)를 통과하면서 실리콘 기판(S)을 향하는 정 방향성이 강화되도록 구성될 수 있다.For example, the collimator 30 and the shower head 40 are made of a conductive material, and the shower head 40 is coupled so as to contact the lower surface of the collimator 30, thereby being grounded together with the collimator 30. The positive directionality of the randomly moving plasma components generated in the first region R1 located in the upper part of the plasma component passing through the collimator 30 toward the silicon substrate S may be strengthened.

예를 들어, 샤워 헤드(40)에는 가열가스가 유입되는 가열가스 유입부(42)와 가열가스가 분사되는 복수의 가열가스 분사구(44)가 형성되어 있고, 가열가스 유입부(42)는 샤워 헤드(40)의 측면 영역에서 시작하여 샤워 헤드(40)의 외곽 영역을 제외한 중심 영역에 제2 콜리메이팅 홀(H2)과 연통되지 않도록 형성되어 있고, 복수의 가열가스 분사구(44)는 가열가스 유입부(42)로부터 실리콘 기판(S)을 향하는 하방으로 형성되어 있고, 가열가스는 가열가스 유입부(42)를 통하여 유입된 후 복수의 가열가스 분사구(44)를 통하여 기판(S)이 위치하는 하방으로 분사되되, 가열가스 유입부(42)와 가열가스 분사구(44)를 통한 가열가스의 공급경로와 제1 콜리메이팅 홀(H1)과 제2 콜리메이팅 홀(H2)을 통한 콜리메이티드 라디칼의 공급경로는 물리적으로 구분되도록 구성될 수 있다.For example, the shower head 40 is formed with a heating gas inlet 42 through which heating gas flows and a plurality of heating gas injection ports 44 through which heating gas is sprayed, and the heating gas inlet 42 is formed in the shower head 40. Starting from the side area of the head 40, the central area excluding the outer area of the shower head 40 is formed so as not to communicate with the second collimating hole (H2), and the plurality of heating gas nozzles 44 are configured to provide heating gas. It is formed downward from the inlet 42 toward the silicon substrate S, and the heating gas flows in through the heating gas inlet 42 and then the substrate S is positioned through the plurality of heating gas injection holes 44. It is injected downward, and is collimated through the supply path of the heating gas through the heating gas inlet 42 and the heating gas injection port 44 and the first collimating hole (H1) and the second collimating hole (H2). The supply path of radicals can be configured to be physically distinct.

예를 들어, 플라즈마 생성영역인 제1 영역(R1)과 기판 세정영역인 제2 영역(R2)은 콜리메이터(30)와 샤워 헤드(40)에 의해 물리적으로 구분됨으로써, 제1 영역(R1)에서 생성되는 플라즈마 성분에 포함된 이온 성분이 제2 영역(R2)에 위치하는 실리콘 기판(S)을 충격하여 발생하는 실리콘 기판(S)의 물리적 손상이 방지되도록 구성될 수 있다.For example, the first area R1, which is a plasma generation area, and the second area R2, which is a substrate cleaning area, are physically separated by the collimator 30 and the shower head 40, so that It may be configured to prevent physical damage to the silicon substrate S that occurs when ion components included in the generated plasma component impact the silicon substrate S located in the second region R2.

반응가스 공급부(50)는 헬리콘 플라즈마 소스부(100)로 플라즈마 생성을 위한 반응가스를 공급하는 구성요소이다. 예를 들어, 반응가스는 NF3, O2, He, Ar, NH3, H2 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다. The reaction gas supply unit 50 is a component that supplies reaction gas for plasma generation to the helicon plasma source unit 100. For example, the reaction gas may include one or more of NF 3 , O 2 , He, Ar, NH 3 , and H 2 .

가열가스 공급부(60)는 샤워 헤드(40)의 측면을 통하여 가열가스를 공급하는 구성요소이다. 예를 들어, 가열가스는 비활성가스, 증기 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 실리콘 기판(S) 표면의 대상물을 승화시켜 제거할 수 있는 임의의 가스일 수 있다.The heating gas supply unit 60 is a component that supplies heating gas through the side of the shower head 40. For example, the heating gas may include an inert gas, steam, etc., but is not limited thereto, and may be any gas that can sublimate and remove an object on the surface of the silicon substrate (S).

척 가열부(70)는 정전 척(20)을 가열하는 구성요소이고, 척 바이어스 전원부(80)는 정전 척(20)에 바이어스 전원을 공급하는 구성요소이다.The chuck heating unit 70 is a component that heats the electrostatic chuck 20, and the chuck bias power supply unit 80 is a component that supplies bias power to the electrostatic chuck 20.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 척 바이어스 전원부(80)를 통하여 정전 척(20)에 바이어스 전력을 인가할 수 있어 필요시 이방성 식각도 가능하며, 등방성 식각과 및 이방성 식각이 필요에 따라 선택적으로 구현 가능하며, 정전 척(20)을 적용하여 실리콘 기판(S) 척킹이 가능함으로써 척 가열부(70)에서 발생하는 열을 빠르고 정확하게 실리콘 기판(S)에 전달할 수 있고, 실리콘 기판(S)의 온도를 일정하게 유지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, bias power can be applied to the electrostatic chuck 20 through the chuck bias power supply unit 80, so that anisotropic etching is possible when necessary, and isotropic etching and anisotropic etching can be selectively performed as needed. It is possible to implement, and by applying the electrostatic chuck 20, it is possible to chucking the silicon substrate (S), so that the heat generated from the chuck heating unit 70 can be quickly and accurately transferred to the silicon substrate (S). The temperature can be kept constant.

예를 들어, 반응가스 공급부(50)로부터 헬리콘 플라즈마 소스부(100)로 공급된 반응가스는 헬리콘 플라즈마 소스부(100)가 제공하는 RF 전력에 의해 제1 영역(R1)에서 플라즈마 처리되어 콜리메이터(30)에 형성된 제1 콜리메이팅 홀(H1)과 샤워 헤드(40)에 형성된 제2 콜리메이팅 홀(H2)을 거쳐 실리콘 기판(S)으로 공급됨으로써 실리콘 기판(S)에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물이 헥사플루오로규산암모늄((NH4)2SiF6)을 포함하는 반응층으로 변화되고, 가열가스 공급부(60)에 의해 공급되는 가열가스가 샤워 헤드(40)에 형성된 가열가스 유입부(42)와 가열가스 분사구(44)를 통하여 반응층으로 분사되어 반응층이 제거되도록 구성될 수 있다.For example, the reaction gas supplied from the reaction gas supply unit 50 to the Helicon plasma source unit 100 is plasma-processed in the first region R1 by the RF power provided by the Helicon plasma source unit 100. Silicon oxide formed on the silicon substrate (S) by being supplied to the silicon substrate (S) through the first collimating hole (H1) formed in the collimator 30 and the second collimating hole (H2) formed in the shower head 40, or Silicon nitride is changed into a reaction layer containing ammonium hexafluorosilicate ((NH 4 ) 2 SiF 6 ), and the heating gas supplied by the heating gas supply unit 60 is supplied through the heating gas inlet ( 42) and the heating gas can be configured to be sprayed into the reaction layer through the injection port 44 to remove the reaction layer.

본 발명의 일 실시 예에 있어서, 반응층 생성 및 제거를 통한 건식 세정 과정을 구체적이고 예시적으로 설명하면 다음과 같다.In one embodiment of the present invention, the dry cleaning process through creation and removal of the reaction layer will be specifically and illustratively described as follows.

반응층 생성과 관련하여, 챔버(10) 내부에 배치된 실리콘 기판(S)에 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 반응하는 반응가스를 공급하여 반응을 유도함으로써, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물의 적어도 일부를 헥사플루오로규산암모늄((NH4)2SiF6)을 포함하는 반응층으로 변화시키는 과정이 수행된다. 즉, 반응층 생성 과정이 수행되고 나면, 실리콘 기판(S)의 표면에 존재하던 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물의 전부 또는 일부가 헥사플루오로규산암모늄을 포함하는 반응층으로 치환된다.In relation to generating a reaction layer, a reaction gas that reacts with silicon oxide or silicon nitride is supplied to the silicon substrate (S) disposed inside the chamber 10 to induce a reaction, thereby converting at least a portion of the silicon oxide or silicon nitride into hexafluoride. A process of changing the reaction layer to a reaction layer containing ammonium silicate ((NH 4 ) 2 SiF 6 ) is performed. That is, after the reaction layer creation process is performed, all or part of the silicon oxide or silicon nitride existing on the surface of the silicon substrate (S) is replaced with a reaction layer containing ammonium hexafluorosilicate.

반응층 생성과 관련한 장치 동작의 예를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.An example of device operation related to generating a reaction layer will be described in more detail as follows.

먼저, 실리콘 기판(S)을 챔버(10) 내부의 정전 척(20)에 배치하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 실리콘 기판(S)은 도시하지 않은 이송장치에 의해 챔버(10) 내부의 정전 척(20)으로 이송되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 기판(S)은 상온 또는 가열된 상태일 수 있으며, 이를 위한 구성으로서는, 척 가열부(70)를 이용하여 실리콘 기판(S)이 배치되는 정전 척(20)이, 예를 들어, 상온 내지 100℃의 온도를 갖도록 제어할 수 있다. 실리콘 기판(S)은 정전 척(20)에 접촉된 상태로 배치되기 때문에, 정전 척(20)의 가열온도에 대응하는 온도로 가열될 수 있다.First, a process of placing the silicon substrate S on the electrostatic chuck 20 inside the chamber 10 is performed. For example, the silicon substrate S may be transferred and placed on the electrostatic chuck 20 inside the chamber 10 by a transfer device (not shown). For example, the silicon substrate S may be at room temperature or in a heated state, and as a configuration for this, the electrostatic chuck 20 on which the silicon substrate S is placed using the chuck heating unit 70 may be, for example, For example, it can be controlled to have a temperature ranging from room temperature to 100°C. Since the silicon substrate S is placed in contact with the electrostatic chuck 20, it can be heated to a temperature corresponding to the heating temperature of the electrostatic chuck 20.

다음으로, 반응가스를 헬리콘 플라즈마 소스부(100)를 통하여 플라즈마 생성영역으로 공급하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 반응가스는 NF3, O2, He, Ar, NH3, H2 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 반응가스는 챔버(10)의 상부 영역에 설치된 헬리콘 플라즈마 소스부(100)를 통하여 플라즈마 생성영역인 제1 영역(R1)으로 공급될 수 있다.Next, a process of supplying the reaction gas to the plasma generation area through the helicon plasma source unit 100 is performed. For example, the reaction gas may include one or more of NF 3 , O 2 , He, Ar, NH 3 , and H 2 . For example, this reaction gas may be supplied to the first region R1, which is the plasma generation region, through the helicon plasma source unit 100 installed in the upper region of the chamber 10.

다음으로, 헬리콘 플라즈마 소스부(100)가 플라즈마를 생성하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 챔버(10)의 내부에는 플라즈마 생성영역인 제1 영역(R1)을 사이에 두고 상측에 헬리콘 플라즈마 소스부(100)가 배치되고 하측에 콜리메이터(30)와 샤워 헤드(40)가 배치될 수 있으며, 콜리메이터(30)와 샤워 헤드(40)는 공통 접지되도록 구성될 수 있다.Next, a process in which the helicon plasma source unit 100 generates plasma is performed. For example, inside the chamber 10, the helicon plasma source unit 100 is disposed on the upper side with the first region R1, which is the plasma generation region, in between, and the collimator 30 and the shower head 40 are located on the lower side. may be arranged, and the collimator 30 and the shower head 40 may be configured to have a common ground.

이러한 구성 하에, 헬리콘 플라즈마 소스부(100)가 RF 전력을 인가하는 경우, 반응가스가 제1 영역(R1)에서 플라즈마 반응에 의해 라디칼화되어 랜덤 라디칼이 생성되고, 이 랜덤 라디칼은 콜리메이터(30)와 샤워 헤드(40)를 통과하면서 정 방향성이 강화되어 실리콘 기판(S)으로 공급된다.Under this configuration, when the helicon plasma source unit 100 applies RF power, the reaction gas is radicalized by a plasma reaction in the first region R1 to generate random radicals, and these random radicals are generated in the collimator 30 ) and the shower head 40, the positive direction is strengthened and supplied to the silicon substrate (S).

즉, 제1 영역(R1)에서 생성된 랜덤 라디칼은 콜리메이터(30)에 형성된 제1 콜리메이팅 홀(H1)을 통과하면서 콜리메이티드 라디칼로 변환되어 실리콘 기판(S)을 향하는 정 방향성이 1차적으로 강화되고, 제1 콜리메이팅 홀(H1)을 통과한 콜리메이티드 라디칼이 샤워 헤드(40)에 형성된 제2 콜리메이팅 홀(H2)을 통과하면서 실리콘 기판(S)을 향하는 정 방향성이 2차적으로 강화되도록 구성될 수 있다.That is, the random radicals generated in the first region (R1) are converted into collimated radicals while passing through the first collimating hole (H1) formed in the collimator 30, and the positive direction toward the silicon substrate (S) is primary. is strengthened, and as the collimated radicals passing through the first collimating hole (H1) pass through the second collimating hole (H2) formed in the shower head 40, the positive direction toward the silicon substrate (S) is secondary. It can be configured to be strengthened.

다음으로, 플라즈마 처리된 반응가스가 실리콘 기판(S)에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 반응하여, 반응 생성물로서 헥사플루오로규산암모늄이 생성되는 과정이 수행된다. 예를 들어, 헥사플루오로규산암모늄은 고체층으로 생성될 수 있으며, 실리콘 기판(S)의 표면에 존재하던 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물의 전부 또는 일부가 헥사플루오로규산암모늄 고체층으로 치환될 수 있다.Next, a process is performed in which the plasma-treated reaction gas reacts with silicon oxide or silicon nitride formed on the silicon substrate (S), and ammonium hexafluorosilicate is generated as a reaction product. For example, ammonium hexafluorosilicate may be produced as a solid layer, and all or part of the silicon oxide or silicon nitride present on the surface of the silicon substrate (S) may be replaced with a solid layer of ammonium hexafluorosilicate. .

실리콘 기판(S)에 실리콘 산화물이 형성되어 있는 경우를 예로 들어, 플라즈마 처리되어 공급되는 반응가스에 함유된 라디칼 성분들에 의해 실리콘 산화물이 헥사플루오로규산암모늄으로 변화되는 과정을 반응식으로 설명하면 다음 반응식 1과 같다.For example, in the case where silicon oxide is formed on a silicon substrate (S), the process in which silicon oxide is changed into ammonium hexafluorosilicate by radical components contained in the reaction gas supplied after plasma treatment is explained in the following reaction equation: It is the same as Scheme 1.

[반응식 1][Scheme 1]

2NH4F(g) + 4HF(g) + SiO2 = (NH4)2SiF6(g) + 2H2O2NH 4 F(g) + 4HF(g) + SiO2 = (NH 4 ) 2 SiF 6 (g) + 2H 2 O

다음으로, 헥사플루오로규산암모늄이 생성된 실리콘 기판(S)에 가열가스 공급부(60)에 의해 공급되는 가열가스를 샤워 헤드(40)를 통해 분사함으로써 헥사플루오로규산암모늄을 포함하는 반응층을 승화 또는 기화시켜 제거하는 과정이 수행된다.Next, a reaction layer containing ammonium hexafluorosilicate is formed by spraying the heating gas supplied by the heating gas supply unit 60 through the shower head 40 to the silicon substrate S on which the ammonium hexafluorosilicate is generated. A process of removal by sublimation or vaporization is performed.

예를 들어, 가열가스의 온도는 100℃ 내지 200℃일 수 있다. 가열가스의 온도를 이와 같이 구성하면, 헥사플루오로규산암모늄을 효과적으로 승화 또는 기화시켜 제거할 수 있다.For example, the temperature of the heating gas may be 100°C to 200°C. If the temperature of the heating gas is configured in this way, ammonium hexafluorosilicate can be effectively sublimated or vaporized and removed.

예를 들어, 가열가스에 의해 헥사플루오로규산암모늄이 승화 또는 기화하여 제거되는 과정을 설명하면 다음 반응식 2와 같다.For example, the process in which ammonium hexafluorosilicate is sublimated or vaporized and removed by heating gas is described in Scheme 2 below.

[반응식 2][Scheme 2]

(NH4)2SiF6(g) = SiF4(g) + 2NH3(g) + 2HF(g)(NH 4 ) 2 SiF 6 (g) = SiF 4 (g) + 2NH 3 (g) + 2HF (g)

예를 들어, 헥사플루오로규산암모늄을 포함하는 반응층을 제거하는 과정에서, 실리콘 기판(S)이 접촉 배치되는 정전 척(20)은 척 가열부(70)에 의해 가열된 상태일 수 있으며, 이에 따르면, 실리콘 기판(S)은 정전 척(20)의 가열온도에 대응하는 온도로 가열되기 때문에, 헥사플루오로규산암모늄의 제거 효율을 높일 수 있다.For example, in the process of removing the reaction layer containing ammonium hexafluorosilicate, the electrostatic chuck 20 on which the silicon substrate S is placed in contact may be heated by the chuck heating unit 70, According to this, since the silicon substrate S is heated to a temperature corresponding to the heating temperature of the electrostatic chuck 20, the removal efficiency of ammonium hexafluorosilicate can be increased.

이하에서는 도 6 내지 도 12를 추가로 참조하여 헬리콘 플라즈마 소스부(100)의 구체적이고 예시적인 구성을 설명한다. 다만, 본 발명의 일 실시 예에 적용될 수 있는 헬리콘 플라즈마 소스부(100)의 구성이 이하의 설명에 한정되지는 않는다.Hereinafter, a specific and exemplary configuration of the helicon plasma source unit 100 will be described with additional reference to FIGS. 6 to 12. However, the configuration of the helicon plasma source unit 100 applicable to an embodiment of the present invention is not limited to the following description.

도 6 내지 도 12를 추가로 참조하면, 헬리콘 플라즈마 소스부(100)는 챔버(152)의 상부면(153)의 중심에서 일정한 반경을 가진 원주 상에 균일한 간격으로 배치된 주변 유전체 튜브들(112a~112f), 주변 유전체 튜브들(112a~112f)를 감싸도록 배치된 주변 안테나들(116a~116f), 주변 유전체 튜브들(112a~112f)로부터 수직으로 이격되고 동일한 제1 평면에 배치된 상부 자석들(132a~132f) 및 상부 자석들(132a~132f)과 주변 유전체 튜브들(112a~112f) 사이에 동일한 제2 평면에 각각 배치된 하부 자석들(192a~192f)을 포함한다. 상부 자석(132a)과 하부 자석(192a)의 중심축은 서로 일치한다. 도 1의 챔버(10)와 도 6의 챔버(152)는 동일한 구성요소임을 밝혀둔다.With further reference to FIGS. 6 to 12, the helicon plasma source unit 100 includes peripheral dielectric tubes disposed at even intervals on a circumference with a constant radius from the center of the upper surface 153 of the chamber 152. (112a to 112f), peripheral antennas (116a to 116f) arranged to surround the peripheral dielectric tubes (112a to 112f), vertically spaced apart from the peripheral dielectric tubes (112a to 112f) and disposed in the same first plane It includes upper magnets 132a to 132f and lower magnets 192a to 192f each disposed in the same second plane between the upper magnets 132a to 132f and the peripheral dielectric tubes 112a to 112f. The central axes of the upper magnet 132a and the lower magnet 192a coincide with each other. It should be noted that the chamber 10 of FIG. 1 and the chamber 152 of FIG. 6 are the same component.

챔버(152)는 원통 형상 또는 사각통 형상을 가질 수 있다. 챔버(152)는 가스를 공급하는 가스 공급부 및 가스를 배출하는 배기부를 포함할 수 있다. 챔버(152)는 기판 홀더(154) 및 기판 홀더(154) 상에 장착되는 기판(156)을 포함할 수 있다. 상기 챔버(152)는 상부면(153)을 포함할 수 있다. 상기 상부면(153)은 상기 챔버(152)의 뚜껑일 수 있다. 상기 상부면(153)은 금속 또는 금속 합금으로 형성될 수 있다. 상기 상부면은 x-y 평면에 배치될 수 있다.The chamber 152 may have a cylindrical shape or a square cylinder shape. The chamber 152 may include a gas supply unit that supplies gas and an exhaust unit that exhausts gas. The chamber 152 may include a substrate holder 154 and a substrate 156 mounted on the substrate holder 154 . The chamber 152 may include an upper surface 153. The upper surface 153 may be a lid of the chamber 152. The upper surface 153 may be formed of metal or metal alloy. The upper surface may be positioned in the x-y plane.

상기 상부면(153)에는 주변 관통홀들(111a~111f)이 배치될 수 있다. 상기 상부면은 사각판 또는 원판 형상일 수 있다. 상기 주변 관통홀들(111a~111f)은 상기 상부면(153)의 중심에서 일정한 반경을 가진 원주 상에 일정한 간격을 가지고 배치될 수 있다. 상기 주변 관통홀(111a)의 내경은 상기 주변 유전체 튜브(112a)의 내경과 실질적으로 동일할 수 있다. 상기 상부면(153)의 중심에는 중심 관통홀(211)이 배치될 수 있다.Peripheral through-holes 111a to 111f may be disposed on the upper surface 153. The upper surface may have a square plate or disk shape. The peripheral through holes 111a to 111f may be arranged at regular intervals on a circumference with a constant radius from the center of the upper surface 153. The inner diameter of the peripheral through hole 111a may be substantially the same as the inner diameter of the peripheral dielectric tube 112a. A central through hole 211 may be disposed at the center of the upper surface 153.

주변 관통홀들(111a~111f) 상에 각각 주변 유전체 튜브들(112a~112f)이 배치될 수 있다. 중심 관통홀(211) 상에 중심 유전체 튜브(212)가 배치될 수 있다. 상기 상부면(153)은 2개의 판을 서로 결합하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 상부면(153) 내부에는 냉매가 흐를 수 있는 유로가 형성될 수 있다.Peripheral dielectric tubes 112a to 112f may be disposed on the peripheral through holes 111a to 111f, respectively. A central dielectric tube 212 may be disposed on the central through hole 211. The upper surface 153 may be formed by combining two plates. Accordingly, a flow path through which refrigerant can flow may be formed inside the upper surface 153.

상기 주변 유전체 튜브들(112a~112f) 및 상기 중심 유전체 튜브(212)는 뚜껑이 없는 벨자(bell-jar) 형태일 수 있다. 상기 주변 유전체 튜브들(112a~112f) 및 상기 중심 유전체 튜브(212)는 와셔 형태의 지지부와 원통 형상의 실린더부를 포함할 수 있다. 상기 주변 유전체 튜브들(112a~112f)의 내부 및 상기 중심 유전체 튜브(212)의 내부는 진공 상태로 유지될 수 있다.The peripheral dielectric tubes 112a to 112f and the central dielectric tube 212 may be in the form of a bell jar without a lid. The peripheral dielectric tubes 112a to 112f and the central dielectric tube 212 may include a washer-shaped support portion and a cylindrical cylinder portion. The interior of the peripheral dielectric tubes 112a to 112f and the interior of the central dielectric tube 212 may be maintained in a vacuum state.

상기 주변 유전체 튜브(112a~112f) 및 상기 중심 유전체 튜브(212)는 유리, 쿼츠, 알루미나, 사파이어, 또는 세라믹으로 형성될 수 있다. 상기 중심 유전체 튜브(212)의 일단은 상기 챔버(152)의 중심 관통홀(211)에 연결되고, 상기 중심 유전체 튜브(212)의 타단은 금속 뚜껑(214)에 연결될 수 있다.The peripheral dielectric tubes 112a to 112f and the central dielectric tube 212 may be made of glass, quartz, alumina, sapphire, or ceramic. One end of the central dielectric tube 212 may be connected to the central through hole 211 of the chamber 152, and the other end of the central dielectric tube 212 may be connected to the metal lid 214.

상기 주변 유전체 튜브들(112a~112f)의 일단은 상기 챔버(152)의 주변 관통홀(111a~111f)에 연결되고, 상기 주변 유전체 튜브들(112a~112f)의 타단은 금속 뚜껑들(114a~114f)에 연결될 수 있다. 상기 금속 뚜껑들(114a~114f)은 가스를 유입하기 위한 가스 유입부(115)를 포함할 수 있다. 상기 금속 뚜껑들(114a~114f)은 헬리콘 웨이브를 반사시켜 보강 간섭을 일으킬 수 있다. 상기 주변 유전체 튜브(112a~112f)의 길이는 수 센치 미터 내지 수십 센치 미터일 수 있다. 상기 주변 유전체 튜브(112a~112f)의 길이는 유전체 튜브의 반경(R), 상기 주변 유전체 튜브에서의 자속밀도의 세기(B0), 플라즈마 밀도(n0), 및 전원의 주파수(f)에 의하여 결정될 수 있다.One end of the peripheral dielectric tubes 112a to 112f is connected to the peripheral through holes 111a to 111f of the chamber 152, and the other ends of the peripheral dielectric tubes 112a to 112f are connected to metal lids 114a to 111f. 114f). The metal lids 114a to 114f may include a gas inlet 115 for introducing gas. The metal caps 114a to 114f may reflect the helicon wave and cause constructive interference. The length of the peripheral dielectric tubes 112a to 112f may be several centimeters to tens of centimeters. The length of the peripheral dielectric tubes 112a to 112f depends on the radius of the dielectric tube (R), the strength of the magnetic flux density in the peripheral dielectric tube (B 0 ), the plasma density (n 0 ), and the frequency of the power source (f). It can be decided by

반경이 R인 경우, 상기 주변 유전체 튜브 내의 플라즈마가 균일하다고 가정한 경우, m=0인 헬리콘 모드에 대하여 상기 주변 유전체 튜브(112a~112f)의 벽에서의 라디알 전류 밀도(radial current density)는 영이 된다. 상기 주변 유전체 튜브(112a~112f)의 길이(L/2=π/kz)는 헬리콘 웨이브의 반파장에 해당되고 다음과 같이 주어진다. kz는 헬리콘 웨이브의 파수(wave number)이다.When the radius is R, assuming that the plasma in the peripheral dielectric tube is uniform, the radial current density at the walls of the peripheral dielectric tubes 112a to 112f for the helicon mode with m = 0. becomes zero. The length (L/2=π/kz) of the peripheral dielectric tubes 112a to 112f corresponds to the half wavelength of the helicon wave and is given as follows. kz is the wave number of the helicon wave.

여기서, e는 전자의 전하량이고, B0는 자속 밀도의 세기이고, μ0는 투자율이이고, ω는 각주파수이고, n0은 플라즈마의 밀도이다. 주파수(f)가 13.56 Mhz이고, B0는 90 Gauss이고, n0가 4x 1012 cm-3 인 경우, 주변 유전체 튜브의 길이(L/2)는 5.65 cm일 수 있다.Here, e is the charge of the electron, B 0 is the intensity of the magnetic flux density, μ 0 is the permeability, ω is the angular frequency, and n 0 is the density of the plasma. If the frequency (f) is 13.56 Mhz, B 0 is 90 Gauss, and n 0 is 4x 10 12 cm -3 , the length (L/2) of the peripheral dielectric tube may be 5.65 cm.

주변 안테나들(116a~116f)은 기하학적 대칭성을 가질 수 있다. 상기 주변 안테나들은 동일한 구조를 가지고 서로 전기적으로 병렬 연결될 수 있다. 상기 주변 안테나들(116a~116f)은 원통 형상 또는 사각통 형상의 도전성 파이프일 수 있다. 상기 주변 안테나들(116a~116f)의 내부에 냉매가 흐를 수 있다.The peripheral antennas 116a to 116f may have geometric symmetry. The peripheral antennas may have the same structure and be electrically connected to each other in parallel. The peripheral antennas 116a to 116f may be cylindrical or square-shaped conductive pipes. Coolant may flow inside the peripheral antennas 116a to 116f.

상기 주변 안테나들(116a~116f)은 상기 상부면(153)의 중심을 기준으로 일정한 반경의 원주의 주위에 대칭적으로 될 수 있다. 상기 주변 안테나들(116a~116f)은 6개일 수 있다. 상기 주변 안테나들(116a~116f)은 상기 주변 유전체 튜브를 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 주변 안테나들(116a~116f)은 3 턴(turn)의 안테나일 수 있다. The peripheral antennas 116a to 116f may be symmetrical around the circumference of a constant radius based on the center of the upper surface 153. There may be six peripheral antennas 116a to 116f. The peripheral antennas 116a to 116f may be arranged to surround the peripheral dielectric tube. The peripheral antennas 116a to 116f may be three-turn antennas.

상기 주변 안테나들(116a~116f)은 상부 자석들(132a~132f) 및 하부 자석들(192a~192f)에 의하여 형성된 자기장을 이용하여 수십 밀리 토르 이하의 저압에서 헬리콘 플라즈마를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 상기 챔버의 압력은 1 밀리토르 내지 30 밀리토르일 수 있다. The peripheral antennas 116a to 116f can form helicon plasma at a low pressure of several tens of millitorr or less using the magnetic field formed by the upper magnets 132a to 132f and the lower magnets 192a to 192f. Preferably, the pressure of the chamber may be 1 millitorr to 30 millitorr.

상기 주변 안테나는 상기 주변 유전체 튜브 내의 중심 영역에 플라즈마 밀도를 증가시킬 수 있다. 헬리콘 플라즈마는 제공된 산소 가스를 포함하는 제1 공정 가스를 해리시킬 수 있다. 상기 헬리콘 플라즈마는 챔버 내에서 확산하여 상기 기판 상에 확산하여 전체적으로 균일한 플라즈마 밀도 분포를 형성할 수 있다.The peripheral antenna can increase plasma density in a central region within the peripheral dielectric tube. The helicon plasma may dissociate the first process gas comprising the provided oxygen gas. The helicon plasma may diffuse within the chamber and spread on the substrate to form an overall uniform plasma density distribution.

상부 자석들(132a~132f) 및 하부 자석들(192a~192f)에 의하여 형성된 자기장의 방향은 상기 주변 유전체 튜브 내에서 음의 z축 방향일 수 있다. 또한, 상기 중심 유전체 튜브 상에는 자석들이 배치되지 않으므로, 상기 중심 유전체 튜브 내에서 자기장은 방향은 양의 z축 방향일 수 있다. The direction of the magnetic field formed by the upper magnets 132a to 132f and the lower magnets 192a to 192f may be a negative z-axis direction within the peripheral dielectric tube. Additionally, since magnets are not disposed on the central dielectric tube, the direction of the magnetic field within the central dielectric tube may be in the positive z-axis direction.

상기 주변 유전체 튜브 내에서 헬리콘 플라즈마가 형성되는 부위는 구면 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 기판 상의 플라즈마 밀도 분포는 향상될 수 있다. 또한, 상기 주변 유전체 튜브 내의 헬리콘 플라즈마에 스퍼터링 손상 및 열 손상이 억제될 수 있다.The area where helicon plasma is formed within the peripheral dielectric tube may have a spherical structure. Accordingly, the plasma density distribution on the substrate can be improved. Additionally, sputtering damage and thermal damage to the helicon plasma within the peripheral dielectric tube can be suppressed.

상기 제1 RF 전원(162)은 제1 주파수의 정현파를 출력할 수 있다. 상기 제1 RF 전원(162)의 전력은 제1 임피던스 매칭 네트워크(163)를 통하여 제1 전력 분배부(122)에 제공될 수 있다. 상기 제1 RF 전원(162)의 주파수는 수백 kHz 내지 수백 MHz 일 수 있다. The first RF power source 162 may output a sine wave of a first frequency. Power from the first RF power source 162 may be provided to the first power distribution unit 122 through the first impedance matching network 163. The frequency of the first RF power source 162 may be hundreds of kHz to hundreds of MHz.

제1 전력 분배부(122)는 상기 제1 임피던스 매칭 네트워크(163)를 통하여 공급받은 전력을 병렬 연결된 주변 안테나들(116a~116f)에게 분배할 수 있다. 상기 제1 전력 분배부(122)는 제1 전력 분배 라인(122c), 및 상기 제1 전력 분배 라인(122c)을 감싸고 접지되는 제1 도전성 외피(122a)를 포함할 수 있다. 상기 제1 전력 분배부(122)의 입력단(N1)과 상기 주변 안테나들(116a~116f) 사이의 거리는 동일할 수 있다. 제1 절연부는 상기 제1 전력 분배라인(122c)과 상기 제1 도전성 외피(122a) 사이에 개재될 수 있다.The first power distribution unit 122 may distribute power supplied through the first impedance matching network 163 to peripheral antennas 116a to 116f connected in parallel. The first power distribution unit 122 may include a first power distribution line 122c, and a first conductive shell 122a that surrounds the first power distribution line 122c and is grounded. The distance between the input terminal N1 of the first power distribution unit 122 and the peripheral antennas 116a to 116f may be the same. The first insulating part may be interposed between the first power distribution line 122c and the first conductive shell 122a.

상기 제1 전력 분배부(122)는 주변 안테나들에 동일한 길이를 가지는 동축 케이블 형태를 가진다. 따라서, 주변 안테나들은 동일한 조건에서 동작될 수 있다. 또한, 주변 안테나들은 동일한 임피던스를 유지하도록, 주변 안테나의 일단은 전력 공급 라인에 연결되고, 주변 안테나의 타단은 전력 분배부를 구성하는 외피에 동일한 길이를 가지는 접지라인을 통하여 연결되어야 한다.The first power distribution unit 122 has a coaxial cable shape that has the same length as the peripheral antennas. Accordingly, peripheral antennas can be operated under the same conditions. Additionally, so that the peripheral antennas maintain the same impedance, one end of the peripheral antenna must be connected to a power supply line, and the other end of the peripheral antenna must be connected to the outer shell constituting the power distribution unit through a ground line having the same length.

상기 제1 전력 분배부(122)는 상기 제1 RF 전원(162)으로터 전력을 공급받는 동축 케이블 형태의 입력 브랜치(123), 상기 입력 브랜치(123)와 연결되고 3 갈래로 갈라지는 동축 케이블 형태의 3 웨이(way) 브랜치(124), 및 상기 3 웨이 브랜치(124)에 연결되어 2 갈래로 갈라지는 동축 케이블 형태의 T 브랜치들(125)을 포함할 수 있다.The first power distribution unit 122 has an input branch 123 in the form of a coaxial cable that receives power from the first RF power source 162, and an input branch 123 in the form of a coaxial cable that is connected to the input branch 123 and is divided into three branches. It may include a 3-way branch 124, and T branches 125 in the form of a coaxial cable that are connected to the 3-way branch 124 and split into two branches.

상기 입력 브랜치(123)는 원통 형상일 수 있다. 상기 입력 브랜치(123)는 동축 케이블 구조를 가지고 있다. 상기 입력 브랜치(123)는 원통형의 내부 도전체(123c), 내부 도전체를 감싸는 원통형의 절연체(123b), 및 절연체를 감싸는 원통형의 외부 도전체(123a)를 포함할 수 있다. 상기 내부 도전체(123c)에는 냉매가 흐를 수 있다.The input branch 123 may have a cylindrical shape. The input branch 123 has a coaxial cable structure. The input branch 123 may include a cylindrical inner conductor 123c, a cylindrical insulator 123b surrounding the inner conductor, and a cylindrical outer conductor 123a surrounding the insulator. Refrigerant may flow through the internal conductor 123c.

상기 입력 브랜치(123)의 일단은 상기 제1 임피던스 매칭 네트워크(163)에 연결되고, 상기 입력 브랜치(123)의 타단은 120도 간격으로 갈라진 상기 3 웨이(way) 브랜치(124)에 연결될 수 있다. One end of the input branch 123 may be connected to the first impedance matching network 163, and the other end of the input branch 123 may be connected to the three-way branch 124 divided at 120-degree intervals. .

상기 3 웨이(way) 브랜치(124)는 축을 따라 절단된 사각통 형상일 수 있다. 상기 3 웨이(way) 브랜치(124)는 상기 상판에 z축 방향으로 이격된 xy 평면에 배치될 수 있다. 상기 3 웨이(way) 브랜치(124)는 동축 케이블 구조를 가질 수 있다. 상기 3 웨이(way) 브랜치(124)는 원통형의 내부 도전체(124c), 내부 도전체를 감싸는 절단된 사각통 형상의 절연체(124b), 및 절연체를 감싸는 절단된 사각통 형상의 외부 도전체(124a)를 포함할 수 있다. 상기 입력 브랜치(123)의 내부 도전체(123c)를 통하여 공급된 냉매는 상기 3 웨이(way) 브랜치(124)의 내부 도전체(124c) 내부로 흐를 수 있다. 상기 3 웨이(way) 브랜치(124)의 팔의 길이는 상기 상부면의 중심으로터 상기 주변 유전체 튜브의 배치 위치 사이의 거리보다 클 수 있다. 이에 따라, T 브랜치들(125)과 주변 안테나들의 전기적 연결은 용이하게 수행될 수 있다.The three-way branch 124 may be in the shape of a square cylinder cut along the axis. The three-way branch 124 may be disposed on the upper plate in the xy plane spaced apart in the z-axis direction. The three-way branch 124 may have a coaxial cable structure. The three-way branch 124 includes a cylindrical inner conductor 124c, a cut square-cylinder-shaped insulator 124b surrounding the inner conductor, and a cut square-cylinder-shaped outer conductor (124b) surrounding the insulator. 124a) may be included. The refrigerant supplied through the internal conductor 123c of the input branch 123 may flow inside the internal conductor 124c of the 3-way branch 124. The length of the arm of the three-way branch 124 may be greater than the distance between the center of the upper surface and the location of the peripheral dielectric tube. Accordingly, electrical connection between the T branches 125 and the surrounding antennas can be easily performed.

T 브랜치들(125)은 상기 3 웨이(way) 브랜치(124)에 연결되어 전력을 2 갈래로 분배할 수 있다. 상기 T 브랜치들(125)은 절단된 사각통 형상일 수 있다. 상기 T 브랜치들(125)은 동축 케이블 구조를 가질 수 있다. 상기 T 브랜치들(125)은 원통 형상의 내부 도전체(125c), 내부 도전체를 감싸는 절연체(125b), 및 절연체를 감싸는 외부 도전체(125a)를 포함할 수 있다. 상기 내부 도전체(125c) 내부로 냉매가 흐를 수 있다. 상기 T 브랜치들(125)은 동일한 길이의 팔을 가질 수 있다.The T branches 125 can be connected to the 3-way branch 124 to distribute power into two branches. The T branches 125 may be in the shape of a cut square cylinder. The T branches 125 may have a coaxial cable structure. The T branches 125 may include a cylindrical inner conductor 125c, an insulator 125b surrounding the inner conductor, and an outer conductor 125a surrounding the insulator. Refrigerant may flow inside the internal conductor 125c. The T branches 125 may have arms of the same length.

상기 T 브랜치들(125) 각각은 한 쌍의 주변 안테나(116a,116b)에 전력을 공급할 수 있다. 상기 T 브랜치들(125)은 동일한 형상일 수 있다. 상기 내부 도전체(125c)는 상기 주변 안테나(116a,116b)와 연속적으로 연결되어 전력 및 냉매를 동시에 공급할 수 있다. 상기 3 웨이 브랜치(124)의 내부 도전체(124c)를 통하여 공급된 냉매는 상기 T 브랜치(125)의 내부 도전체(125c) 내부로 흐를 수 있다.Each of the T branches 125 may supply power to a pair of peripheral antennas 116a and 116b. The T branches 125 may have the same shape. The internal conductor 125c can be continuously connected to the peripheral antennas 116a and 116b to simultaneously supply power and refrigerant. The refrigerant supplied through the internal conductor 124c of the 3-way branch 124 may flow into the internal conductor 125c of the T branch 125.

고정판들(113)은 상기 주변 안테나들(116a~116f)을 고정하고 상기 상부면(153)에 고정될 수 있다. 상기 고정판들(113)은 스트립 라인 형태일 수 있다. 상기 고정판들(113)의 일단은 상기 주변 안테나들(116a~116f)의 일단에 연결되어 접지될 수 있다. 상기 고정판들(113)의 타단은 접지 라인(119)의 일단에 연결되어 접지될 수 있다.Fixing plates 113 may fix the peripheral antennas 116a to 116f and be fixed to the upper surface 153. The fixing plates 113 may have a strip line shape. One end of the fixing plates 113 may be connected to one end of the peripheral antennas 116a to 116f and grounded. The other end of the fixing plates 113 may be connected to one end of the ground line 119 and grounded.

상기 접지 라인(119)은 상기 고정판(113)과 상기 T 브랜치(125)의 외부 도전체(125a)를 서로 연결할 수 있다. 상기 접지 라인(119)의 일단은 상기 고정판(113)의 타단에 연결되고, 상기 접지 라인(119)의 타단은 상기 T 브랜치(125)의 외부 도전체(125a)에 연결될 수 있다. 상기 접지 라인(119)의 길이는 주변 안테나들(116a~116f)에 대하여 동일할 수 있다. 이에 따라, 주변 안테나들(116a~116f)은 모두 동일한 임피던스를 가질 수 있다.The ground line 119 may connect the fixing plate 113 and the external conductor 125a of the T branch 125 to each other. One end of the ground line 119 may be connected to the other end of the fixing plate 113, and the other end of the ground line 119 may be connected to the external conductor 125a of the T branch 125. The length of the ground line 119 may be the same for the peripheral antennas 116a to 116f. Accordingly, the peripheral antennas 116a to 116f may all have the same impedance.

가스 분배부(172)는 주변 유전체 튜브들(116a~116f)에 제1 공정 가스를 공급할 수 있다. 상기 가스 분배부(172)는 하나의 제1 전력 분배부(122)와 유사한 구조를 가지고 가스를 유전체 튜브들에 균등하게 분배할 수 있다. 상기 가스 분배부는 하나의 가스 입력 라인과 120도 간격으로 동일한 평면에 배치된 가스 출력 라인을 포함할 수 있다. 상기 가스 출력 라인은 "T" 형태의 브랜치를 통하여 상기 금속 뚜껑(114a~114f)에 연결될 수 있다. 상기 가스 분배부(172)는 금속 투껑들(114a~114f)에 동일한 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 가스 분배부(172)는 중심의 금속 뚜껑(214)에서 3 갈래로 분기되고, 다시 T 자로 분기되어 금속 뚜껑(114a~114f)에 연결될 수 있다. 상기 제1 공정 가스는 실리콘 산화 공정에는 산소 가스를 포함할 수 있다. 상기 제1 공정 가스는 막질을 향상시키고 증착 속도를 증가시키기 위하여 수소 가스를 더 포함할 수 있다.The gas distribution unit 172 may supply the first process gas to the peripheral dielectric tubes 116a to 116f. The gas distribution unit 172 has a similar structure to the first power distribution unit 122 and can evenly distribute gas to the dielectric tubes. The gas distribution unit may include one gas input line and a gas output line disposed in the same plane at 120 degree intervals. The gas output line may be connected to the metal caps 114a to 114f through a “T” shaped branch. The gas distribution portion 172 may be formed to have the same length as the metal caps 114a to 114f. Specifically, the gas distribution unit 172 may be branched into three branches from the central metal lid 214 and further branched into a T shape to be connected to the metal lids 114a to 114f. The first process gas may include oxygen gas in the silicon oxidation process. The first process gas may further include hydrogen gas to improve film quality and increase deposition rate.

중심 유전체 튜브(212)는 제2 공정 가스를 제2 가스 공급부(173)을 통하여 제공받을 수 있다. 상기 제2 공정 가스는 아르곤과 같은 불활성 가스일 수 있다. 상기 제2 공정 가스는 상기 챔버 내부로 확산되어 플라즈마의 안정화를 제공할 수 있다.The central dielectric tube 212 may receive the second process gas through the second gas supply unit 173. The second process gas may be an inert gas such as argon. The second process gas may diffuse into the chamber to provide stabilization of the plasma.

상부 자석(132a~132f)은 도넛 형상 또는 토로이드 형상일 수 있다. 상기 상부 자석(132a~132f)의 단면은 사각형 또는 원형일 수 있다. 상기 상부 자석의 자화 방향은 상기 상부 자석이 배치된 평면에 수직할 수 있다. 상기 상부 자석들은 토로이드 형상의 영구 자석일 수 있다. 상기 상부 자석들의 자화 방향은 상기 토로이드 형상의 중심축 방향일 수 있다.The upper magnets 132a to 132f may have a donut shape or a toroid shape. The cross-section of the upper magnets 132a to 132f may be square or circular. The magnetization direction of the upper magnet may be perpendicular to the plane in which the upper magnet is disposed. The upper magnets may be toroid-shaped permanent magnets. The magnetization direction of the upper magnets may be in the direction of the central axis of the toroid shape.

상기 상부 자석(132a~132f)은 상부 자석 고정판(141)에 삽입될 수 있다. 상기 상부 자석은 상기 주변 안테나의 중심에서 z 축 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 상부 자석 고정판(141)은 원판 형상 또는 사각 형상이고 비자성 물질일 수 있다.The upper magnets 132a to 132f may be inserted into the upper magnet fixing plate 141. The upper magnet may be arranged to be spaced apart from the center of the peripheral antenna in the z-axis direction. The upper magnet fixing plate 141 may have a disc shape or a square shape and may be made of a non-magnetic material.

상부 자석 이동부(140)는 상기 상판(153)에 고정 결합할 수 있다. 상기 상부 자석 이동부(140)는 상기 주변 유전체 튜브들이 배치된 평면(xy 평면)에 수직하게 연장되는 적어도 하나의 상부 자석 지지 기둥(142)을 포함할 수 있다. 상기 상부 자석 고정판(141)은 상기 상부 자석 지지 기둥(142)에 삽입되어 상기 상부 자석 지지 기둥(142)을 따라 이동할 수 있다. 상기 상부 자석 고정판(141)의 중심에는 관통홀(143)이 배치될 수 있다. 상기 입력 브랜치(123)는 상기 관통홀(143)을 관통하여 상기 제1 임피던스 매칭 네트워크(163)에 연결될 수 있다.The upper magnet moving part 140 may be fixedly coupled to the upper plate 153. The upper magnet moving unit 140 may include at least one upper magnet support pillar 142 extending perpendicular to a plane (xy plane) where the peripheral dielectric tubes are disposed. The upper magnetic fixing plate 141 is inserted into the upper magnetic support pillar 142 and can move along the upper magnetic support pillar 142. A through hole 143 may be disposed in the center of the upper magnet fixing plate 141. The input branch 123 may pass through the through hole 143 and be connected to the first impedance matching network 163.

상기 상부 자석 고정판(141)은 상기 상부 자석(132a~132f)을 고정하는 수단일 수 있다. 상기 상부 자석(132a~132f)은 상기 주변 안테나들의 중심에서 z축 방향으로 이격될 수 있다. 상기 상부 자석의 중심은 상기 주변 유전체 튜브의 중심과 정렬되어 배치될 수 있다. 상기 상부 자석(132a~132f)은 상기 상부 자석 고정판(141)에 삽입되어 고정될 수 있다. The upper magnet fixing plate 141 may be a means for fixing the upper magnets 132a to 132f. The upper magnets 132a to 132f may be spaced apart from the centers of the peripheral antennas in the z-axis direction. The center of the upper magnet may be aligned with the center of the peripheral dielectric tube. The upper magnets 132a to 132f may be inserted into and fixed to the upper magnet fixing plate 141.

하부 자석들(192a~192f)은 상기 상부 자석들(132a~132f)과 상기 주변 유전체 튜브들(112a~112f) 사이에 동일한 제2 평면에 각각 배치될 수 있다. 상기 상부 자석과 상기 하부 자석의 중심축은 서로 일치할 수 있다. 상기 하부 자석들(192a~192f)은 토로이드 형상의 영구 자석일 수 있다. 상기 하부 자석들의 자화 방향은 상기 토로이드 형상의 중심축 방향일 수 있다. 상기 상부 자석의 자화 방향은 상기 하부 자석의 자화 방향과 동일할 수 있다. 상기 상부 자석들의 외부 직경은 상기 하부 자석들의 외부 직경과 동일하거나 상기 하부 자석들의 외부 직경 보다 클 수 있다. 상기 하부 자석은 상기 상부 자석과 상기 주변 유전체 튜브의 금속 뚜껑 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 상부 자석 및 하부 자석에 의한 자기장이 상기 주변 유전체 튜브의 측면에 경사 입사하는 것이 억제될 수 있다. 그 결과, 플라즈마에 의한 유전체 튜브의 스퍼터링은 억제될 수 있다. 또한, 기판 상의 플라즈마 밀도 분포는 균일할 수 있다. 또한, 상기 주변 유전체 튜브 내부의 헬리콘 플라즈마가 상기 주변 유전체 튜브를 가열하는 것이 억제될 수 있다. The lower magnets 192a to 192f may each be disposed on the same second plane between the upper magnets 132a to 132f and the peripheral dielectric tubes 112a to 112f. The central axes of the upper magnet and the lower magnet may coincide with each other. The lower magnets 192a to 192f may be toroid-shaped permanent magnets. The magnetization direction of the lower magnets may be in the direction of the central axis of the toroid shape. The magnetization direction of the upper magnet may be the same as the magnetization direction of the lower magnet. The outer diameter of the upper magnets may be the same as the outer diameter of the lower magnets or may be larger than the outer diameter of the lower magnets. The lower magnet may be disposed between the upper magnet and the metal cap of the peripheral dielectric tube. In this case, the magnetic field caused by the upper magnet and the lower magnet can be suppressed from being obliquely incident on the side of the peripheral dielectric tube. As a result, sputtering of the dielectric tube by plasma can be suppressed. Additionally, the plasma density distribution on the substrate may be uniform. Additionally, the helicon plasma inside the peripheral dielectric tube may be suppressed from heating the peripheral dielectric tube.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 플라즈마 생성영역과 기판이 세정되는 영역 사이에 콜리메이터와 샤워 헤드를 설치하여 플라즈마 생성영역에서 랜덤 운동(random motion)을 하는 입자들이 콜리메이터와 샤워 헤드를 통과함으로써 기판을 향하는 정 방향성이 강화되고, 정 방향성이 강화된 라디칼들이 기판에 도달할 수 있도록 함으로써 식각균일도 및 선택비를 개선할 수 있는 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치가 제공되는 효과가 있다.As explained in detail above, according to the present invention, a collimator and a shower head are installed between the plasma generation area and the area where the substrate is cleaned, so that particles moving randomly in the plasma generation area pass through the collimator and the shower head. There is an effect of providing a dry cleaning device using collimated radicals that can improve etch uniformity and selectivity by strengthening the forward direction toward the substrate and allowing radicals with strengthened forward direction to reach the substrate.

또한, 건식 세정 공정에 헬리콘 플라즈마 소스들을 적용함으로써 높은 플라즈마 밀도를 얻을 수 있고, 이로 인해 건식 식각을 통한 세정 공정에서 고선택비를 가지면서도 고식각율을 구현할 수 있는 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, by applying helicon plasma sources to the dry cleaning process, high plasma density can be obtained, and as a result, dry etching using collimated radicals can achieve a high selectivity and high etch rate in the cleaning process through dry etching. There is an effect of providing a cleaning device.

또한, 낮은 압력에서도 높은 라디칼 플럭스를 생성할 수 있는 헬리콘 플라즈마를 적용하여 1 밀리토르(mTorr)에서 수 토르(Torr)의 넓은 공정압력범위를 갖는 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, a dry cleaning device using collimated radicals with a wide process pressure range from 1 milliTorr (mTorr) to several Torr is provided by applying helicon plasma, which can generate high radical flux even at low pressure. It works.

또한, 플라즈마 생성영역과 건식 세정영역의 분리를 통해 기판에 대한 플라즈마 데미지, 즉, 이온충격에 의한 피지컬 데미지가 없는 공정의 구현이 가능한 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, there is an effect of providing a dry cleaning device using collimated radicals that can implement a process without plasma damage to the substrate, that is, physical damage due to ion shock, by separating the plasma generation area and the dry cleaning area.

또한, 낮은 압력과 높은 플라즈마 밀도 구현으로 고선택비를 요구하는 1znm(10nm 초반)급 이하 디바이스의 아주 좁고 깊은 구조의 공정에도 적용 가능한 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, by implementing low pressure and high plasma density, there is an effect of providing a dry cleaning device using collimated radicals that can be applied to the process of a very narrow and deep structure of 1znm (early 10nm) level devices that require high selectivity.

10: 챔버
20: 정전 척(electrostatic chuck)
30: 콜리메이터(collimator)
40: 샤워 헤드(shower head)
42: 가열가스 유입부
44: 가열가스 분사구
50: 반응가스 공급부
60: 가열가스 공급부
70: 척 가열부
80: 척 바이어스 전원부
100: 헬리콘(helicon) 플라즈마 소스부
H1: 제1 콜리메이팅 홀
H2: 제2 콜리메이팅 홀
R1: 제1 영역
R2: 제2 영역
S: 실리콘 기판10: Chamber
20: electrostatic chuck
30: collimator
40: shower head
42: Heating gas inlet
44: Heating gas nozzle
50: Reaction gas supply unit
60: Heating gas supply unit
70: Chuck heating unit
80: Chuck bias power unit
100: helicon plasma source unit
H1: first collimating hole
H2: Second collimating hole
R1: first region
R2: second region
S: Silicone substrate

Claims (9)

콜리메이티드 라디칼(collimated radical)을 이용한 건식 세정 장치로서,
챔버;
상기 챔버의 하부 영역에 구비되며 건식 세정의 대상인 실리콘 기판이 배치되는 정전 척(electrostatic chuck);
상기 챔버의 상부 영역에 설치된 헬리콘(helicon) 플라즈마 소스부;
상기 헬리콘 플라즈마 소스부로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부;
상기 챔버의 중간 영역에 설치되어 있으며 상기 실리콘 기판을 향하는 복수의 제1 콜리메이팅 홀이 형성되어 있는 콜리메이터(collimator);
상기 콜리메이터의 하부면에 결합되어 있으며 상기 콜리메이터에 형성된 복수의 제1 콜리메이팅 홀과 중심이 일치하는 복수의 제2 콜리메이팅 홀이 형성되어 있는 샤워 헤드; 및
상기 샤워 헤드로 가열가스를 공급하는 가열가스 공급부를 포함하는, 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치.
A dry cleaning device using collimated radicals,
chamber;
An electrostatic chuck provided in a lower area of the chamber and on which a silicon substrate subject to dry cleaning is placed;
A helicon plasma source installed in the upper area of the chamber;
a reaction gas supply unit that supplies a reaction gas to the helicon plasma source unit;
a collimator installed in the middle area of the chamber and having a plurality of first collimating holes facing the silicon substrate;
a shower head coupled to a lower surface of the collimator and having a plurality of second collimating holes whose centers coincide with the plurality of first collimating holes formed in the collimator; and
A dry cleaning device using collimated radicals, including a heating gas supply unit that supplies heating gas to the shower head.
 제1항에 있어서,
상기 헬리콘 플라즈마 소스부가 제공하는 RF 전력에 의해 상기 헬리콘 플라즈마 소스부와 상기 콜리메이터 사이의 제1 영역에서 상기 반응가스가 플라즈마화되어 랜덤 라디칼이 생성되고, 상기 랜덤 라디칼은 상기 콜리메이터에 형성된 제1 콜리메이팅 홀을 통과하면서 콜리메이티드 라디칼로 변환되어 상기 실리콘 기판을 향하는 정 방향성이 1차적으로 강화되고, 상기 제1 콜리메이팅 홀을 통과한 콜리메이티드 라디칼이 상기 제2 콜리메이팅 홀을 통과하면서 상기 실리콘 기판을 향하는 정 방향성이 2차적으로 강화되는 것을 특징으로 하는, 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치.
According to paragraph 1,
The reaction gas is converted into plasma in the first area between the Helicon plasma source and the collimator by the RF power provided by the Helicon plasma source, and random radicals are generated, and the random radicals are generated in the first area formed in the collimator. As they pass through the collimating hole, they are converted into collimated radicals, and the forward direction toward the silicon substrate is primarily strengthened, and as the collimated radicals that pass through the first collimating hole pass through the second collimating hole, they are converted into collimated radicals. A dry cleaning device using collimated radicals, characterized in that the positive direction toward the silicon substrate is secondarily strengthened.
 제2항에 있어서,
상기 콜리메이터에 형성된 제1 콜리메이팅 홀과 상기 샤워 헤드에 형성된 제2 콜리메이팅 홀은 상기 실리콘 기판의 중심을 기준으로 점진적으로 커지는 직경을 갖는 복수의 동심원 상에 균일하게 분포하되, 상기 복수의 동심원 중에서 최외곽 동심원의 직경은 상기 실리콘 기판의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는, 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치.
According to paragraph 2,
The first collimating hole formed in the collimator and the second collimating hole formed in the shower head are uniformly distributed on a plurality of concentric circles with gradually increasing diameters based on the center of the silicon substrate, and among the plurality of concentric circles A dry cleaning device using collimated radicals, characterized in that the diameter of the outermost concentric circle is larger than the diameter of the silicon substrate.
 제2항에 있어서,
상기 콜리메이터는 도전성 재질을 갖고,
상기 콜리메이터는 접지됨으로써 상기 제1 영역에서 생성된 랜덤 운동을 하는 플라즈마 성분이 상기 콜리메이터를 통과하면서 상기 실리콘 기판을 향하는 정 방향성이 강화되는 것을 특징으로 하는, 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치.
According to paragraph 2,
The collimator has a conductive material,
The collimator is grounded, so that the positive directionality of the randomly moving plasma component generated in the first area toward the silicon substrate while passing through the collimator is strengthened.
 제4항에 있어서,
상기 샤워 헤드는 도전성 재질을 갖고,
상기 샤워 헤드는 상기 콜리메이터의 하부면에 접촉되도록 결합됨으로써 상기 콜리메이터와 함께 접지되는 것을 특징으로 하는, 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치.
According to clause 4,
The shower head has a conductive material,
A dry cleaning device using collimated radicals, characterized in that the shower head is grounded together with the collimator by being coupled to contact the lower surface of the collimator.
 제2항에 있어서,
상기 샤워 헤드에는 상기 가열가스가 유입되는 가열가스 유입부와 상기 가열가스가 분사되는 복수의 가열가스 분사구가 형성되어 있고,
상기 가열가스 유입부는 상기 샤워 헤드의 측면 영역에서 시작하여 상기 샤워 헤드의 외곽 영역을 제외한 중심 영역에 상기 제2 콜리메이팅 홀과 연통되지 않도록 형성되어 있고, 상기 가열가스 분사구는 상기 가열가스 유입부로부터 상기 실리콘 기판을 향하는 하방으로 형성되어 있고,
상기 가열가스는 상기 가열가스 유입부를 통하여 유입된 후 상기 가열가스 분사구를 통하여 상기 기판이 위치하는 하방으로 분사되되, 상기 가열가스 유입부와 상기 가열가스 분사구를 통한 상기 가열가스의 공급경로와 상기 제1 콜리메이팅 홀과 상기 제2 콜리메이팅 홀을 통한 상기 콜리메이티드 라디칼의 공급경로는 물리적으로 구분되는 것을 특징으로 하는, 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치.
According to paragraph 2,
The shower head is formed with a heating gas inlet through which the heating gas flows and a plurality of heating gas injection ports through which the heating gas is sprayed,
The heating gas inlet starts from the side area of the shower head and is formed in a central area excluding the outer area of the shower head so as not to communicate with the second collimating hole, and the heating gas injection port is formed from the heating gas inlet. It is formed downward toward the silicon substrate,
The heating gas flows in through the heating gas inlet and then is injected downward to where the substrate is located through the heating gas injection port, and the supply path of the heating gas through the heating gas inlet and the heating gas injection port and the first 1 A dry cleaning device using collimated radicals, characterized in that the supply path of the collimated radicals through the collimating hole and the second collimating hole are physically separated.
 제6항에 있어서,
상기 반응가스 공급부로부터 상기 헬리콘 플라즈마 소스부로 공급된 반응가스는 상기 헬리콘 플라즈마 소스부가 제공하는 RF 전력에 의해 상기 제1 영역에서 플라즈마 처리되어 상기 콜리메이터에 형성된 제1 콜리메이팅 홀과 상기 샤워 헤드에 형성된 제2 콜리메이팅 홀을 거쳐 상기 실리콘 기판으로 공급됨으로써 상기 실리콘 기판에 형성된 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물이 헥사플루오로규산암모늄((NH4)2SiF6)을 포함하는 반응층으로 변화되고,
상기 가열가스 공급부에 의해 공급되는 가열가스가 상기 샤워 헤드에 형성된 가열가스 유입부와 가열가스 분사구를 통하여 상기 반응층으로 분사되어 상기 반응층이 제거되는 것을 특징으로 하는, 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치.
According to clause 6,
The reaction gas supplied from the reaction gas supply unit to the Helicon plasma source unit is plasma-processed in the first area by the RF power provided by the Helicon plasma source unit and is processed into the first collimating hole formed in the collimator and the shower head. By being supplied to the silicon substrate through the formed second collimating hole, the silicon oxide or silicon nitride formed on the silicon substrate is changed into a reaction layer containing ammonium hexafluorosilicate ((NH 4 ) 2 SiF6),
Dry method using collimated radicals, characterized in that the heating gas supplied by the heating gas supply unit is injected into the reaction layer through a heating gas inlet and a heating gas injection port formed in the shower head to remove the reaction layer. Cleaning device.
 제7항에 있어서,
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 상기 콜리메이터와 상기 샤워 헤드에 의해 물리적으로 구분됨으로써, 상기 제1 영역에서 생성되는 플라즈마 성분에 포함된 이온 성분이 상기 실리콘 기판을 충격하여 발생하는 상기 실리콘 기판의 물리적 손상이 방지되는 것을 특징으로 하는, 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치.
In clause 7,
The first area and the second area are physically separated by the collimator and the shower head, so that the ion component contained in the plasma component generated in the first area impacts the silicon substrate, causing the A dry cleaning device using collimated radicals, characterized in that physical damage is prevented.
 제2항에 있어서,
상기 정전 척을 가열하는 척 가열부; 및
상기 정전 척에 바이어스 전원을 공급하는 척 바이어스 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 콜리메이티드 라디칼을 이용한 건식 세정 장치.
According to paragraph 2,
a chuck heating unit that heats the electrostatic chuck; and
A dry cleaning device using collimated radicals, further comprising a chuck bias power supply unit that supplies bias power to the electrostatic chuck.
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