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KR20070082786A - Semiconductor manufacturing equipment - Google Patents

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Publication number
KR20070082786A
KR20070082786A KR1020060015865A KR20060015865A KR20070082786A KR 20070082786 A KR20070082786 A KR 20070082786A KR 1020060015865 A KR1020060015865 A KR 1020060015865A KR 20060015865 A KR20060015865 A KR 20060015865A KR 20070082786 A KR20070082786 A KR 20070082786A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
process chamber
semiconductor substrate
chamber
gas
guide rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020060015865A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김정남
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060015865A priority Critical patent/KR20070082786A/en
Publication of KR20070082786A publication Critical patent/KR20070082786A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H10P72/0406
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/335Cleaning

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

Semiconductor fabricating equipment is provided to completely remove a native oxide layer formed on a semiconductor substrate by enabling precise management of a cleaning process. A semiconductor substrate is received in a process chamber(110). Reaction gas for processing the semiconductor substrate is introduced into a gas introduction line(115) connected to the process chamber. Gas in the process chamber and reaction byproducts generated in the process chamber are exhausted through an exhaust line(116) connected to the process chamber. The inside of the process chamber is heated by a heater. A guide bar(118) penetrates the process chamber to be extended to the periphery of the semiconductor substrate received in the process chamber. A thermocouple measures the temperature of the periphery of the semiconductor substrate, inserted into the guide bar. The reaction gas introduced into the gas introduction line can be distributed in various directions of the chamber by a gas distribution plate installed in the process chamber.

Description

반도체 제조설비{Semiconductor manufacturing equipment}Semiconductor manufacturing equipment

도 1은 종래 반도체 자연산화막의 제거방법을 설명하기 위한 개략적 공정 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view illustrating a conventional method for removing a semiconductor native oxide film.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 일실시예를 도시한 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing an embodiment of a semiconductor manufacturing equipment according to the present invention.

도 3은 도 1의 가스분배판과 이에 지지된 가이드 봉을 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a gas distribution plate of FIG. 1 and a guide rod supported thereto.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

100 : 반도체 제조설비100: semiconductor manufacturing equipment

110 : 프로세스 챔버110: process chamber

111 : 외부 챔버111: outer chamber

112 : 내부 챔버112: inner chamber

115 : 가스유입라인115: gas inflow line

116 : 배기라인116: exhaust line

118 : 가이드 봉118: guide rod

130 : 로드락 챔버130: load lock chamber

본 발명은 반도체소자를 제조하기 위한 설비에 관한 것으로, 특히, 웨이퍼와 같은 반도체기판 상에 형성되는 자연산화막을 제거하는 반도체 제조설비에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to equipment for manufacturing semiconductor devices, and more particularly, to semiconductor manufacturing equipment for removing natural oxide films formed on semiconductor substrates such as wafers.

반도체소자의 고집적화 및 소형화 추세에 따라 반도체기판 상에 잔존하는 자연산화막, 유기물 및 금속물 등의 미세 파티클(Particle)이 제품의 수율과 신뢰성에 지대한 영향을 미치고 있다. 따라서, 최근에는 이러한 미세 파티클을 세정하는 세정공정의 중요성이 크게 대두되고 있다. With the trend toward higher integration and miniaturization of semiconductor devices, fine particles such as natural oxide films, organic materials, and metals remaining on semiconductor substrates have a profound effect on product yield and reliability. Therefore, in recent years, the importance of the cleaning process for cleaning such fine particles has emerged greatly.

통상, 자연산화막 제거공정은 일정량의 세정액이 담긴 배스(Bath) 내부에 반도체기판을 투입한 후, 일정 시간 동안 대기함으로써 웨이퍼 상에 존재하는 자연산화막을 제거하는 습식 세정이 주로 사용되고 있다. In general, a natural oxide removal process mainly uses a wet cleaning method in which a semiconductor substrate is placed in a bath containing a predetermined amount of a cleaning liquid and then waits for a predetermined time to remove a natural oxide film present on a wafer.

도 1은 세정액을 이용하여 콘택홀 내부에 존재하는 자연산화막을 제거하는 종래의 공정을 설명하기 위한 개략적 공정 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a conventional process of removing a native oxide film present in a contact hole using a cleaning liquid.

일반적인 반도체소자의 콘택홀 형성방법은, 도 1에 도시된 바와 같이 불순물 도핑(Doping)에 의해서 접합부(12)가 형성된 반도체기판(10) 상에 절연막(14) 및 감광막(16)을 순차적으로 형성한다. In a typical method of forming a contact hole in a semiconductor device, as shown in FIG. 1, an insulating film 14 and a photosensitive film 16 are sequentially formed on a semiconductor substrate 10 on which a junction 12 is formed by impurity doping. do.

그리고, 상기 감광막(16) 상에 콘택홀 마스크(Contact hole mask)를 위치시킨 후, 노광 및 현상함으로써 감광막 패턴(16)을 형성하고, 상기 감광막 패턴(16)을 식각 마스크로 사용하여 절연막(14)을 플라즈마 식각함으로써 접합부(12) 상부의 반도체기판(10)을 노출시키는 콘택홀(19)을 형성하게 된다. 이때, 상기 콘택홀 (19)을 형성하는 과정에서 상기 콘택홀(19)이 형성되는 부위의 반도체기판(10)은 외부에 노출됨으로써 상기 콘택홀(19) 내부의 반도체기판(10) 상에는 자연산화막(18)이 형성될 수 있다. After the contact hole mask is positioned on the photoresist layer 16, the photoresist layer pattern 16 is formed by exposing and developing the photoresist layer 16, and the insulating layer 14 is formed using the photoresist pattern 16 as an etch mask. ) By plasma etching to form a contact hole 19 exposing the semiconductor substrate 10 on the junction portion 12. At this time, in the process of forming the contact hole 19, the semiconductor substrate 10 of the portion where the contact hole 19 is formed is exposed to the outside, and thus a natural oxide film is formed on the semiconductor substrate 10 inside the contact hole 19. 18 can be formed.

따라서, 이상과 같은 콘택홀 형성공정 후 또는 후속공정의 진행 전에는 상기 반도체기판(10) 상에 형성된 자연산화막(18)을 제거하는 세정공정을 수행한다. 여기서, 상기 세정공정은 SC1(Standard Chemical 1)과 불화수소(HF)가 일정한 비율로 혼합된 세정액을 이용하여 반도체기판(10)의 상면을 습식 세정하여 자연산화막을 제거함으로써 이루어진다. Therefore, a cleaning process is performed to remove the native oxide film 18 formed on the semiconductor substrate 10 after the contact hole forming process or before the subsequent process. Here, the cleaning process is performed by wet cleaning the upper surface of the semiconductor substrate 10 using a cleaning solution in which SC1 (Standard Chemical 1) and hydrogen fluoride (HF) are mixed at a constant ratio to remove the natural oxide film.

그러나, 종래의 세정액을 이용한 자연산화막 제거방법은, 반도체기판 표면의 표면장력(Surface Tension) 등의 문제에 기인하여 콘택홀의 바닥면 즉, 접합부 상부면까지 세정액이 충분히 유입되지 못함으로써 콘택홀 내부에 자연산화막을 완전히 제거하지 못하고 잔존시키는 현상이 발생되고 있다. 특히, 이와 같은 현상은 반도체소자가 고집적화됨에 따라 콘택홀의 직경이 점점 작아짐에 따라 더욱 심하게 발생되고 있다. However, in the conventional method of removing the natural oxide film using the cleaning solution, due to problems such as surface tension on the surface of the semiconductor substrate, the cleaning solution does not sufficiently flow to the bottom surface of the contact hole, that is, the upper part of the junction part, and thus, the inside of the contact hole is prevented. The phenomenon of remaining without removing the natural oxide film completely is occurring. In particular, such a phenomenon occurs more seriously as the diameter of the contact hole becomes smaller as the semiconductor device is highly integrated.

따라서, 상기 자연산화막이 콘택홀 내부에 잔존함으로써 상기 콘택홀 내부에 매립되는 도전성 물질과 접합부 사이의 콘택저항이 증가하여 반도체 제품의 수율 및 신뢰성이 급격히 떨어지는 문제점이 발생하고 있다. As a result, the natural oxide film remains in the contact hole, resulting in an increase in contact resistance between the conductive material and the junction portion embedded in the contact hole, leading to a sharp drop in yield and reliability of a semiconductor product.

그러므로, 최근에는 고온의 챔버 내부에 플라즈마 가스 등을 유입시켜 자연산화막을 제거하는 건식 세정이 새롭게 사용되고 있다. 그리고, 이때의 챔버 내부의 온도는 상기 챔버의 일측 내벽에 홀을 형성하고, 이 홀에 온도를 감지할 수 있 는 써모커플(Thermocouple; 'T/C' 라고도함)을 삽입함으로써 측정 및 조절하고 있다. Therefore, recently, the dry cleaning which removes a natural oxide film by inflowing plasma gas etc. into a high temperature chamber is newly used. In this case, the temperature inside the chamber is measured and controlled by forming a hole in one inner wall of the chamber and inserting a thermocouple (also referred to as 'T / C') capable of sensing the temperature therein. have.

하지만, 종래의 경우에는 세정이 직접 이루어지는 반도체기판의 주변 온도를 측정하는 것이 아니라 상기 챔버의 일측 내벽에 형성된 홀을 통해 상기 챔버 내부의 주변온도만을 측정하고 있기 때문에, 실제 세정이 이루어지는 부분의 온도와 상기 써모커플이 측정한 온도는 많은 차이가 발생하고 있다. 따라서, 종래 써모커플이 측정한 온도를 기초로 하여 상기 챔버 내부의 온도를 조절할 경우에는 실제 세정이 이루어지는 부분의 온도를 세정에 적합한 온도로 정확하게 조절하지 못하게 되는 문제가 발생되며, 이는 자연산화막을 완전히 제거하지 못하게 되는 주요 원인이 될 수도 있다. However, in the conventional case, since only the ambient temperature inside the chamber is measured through a hole formed in one inner wall of the chamber, the ambient temperature of the semiconductor substrate, which is directly cleaned, is measured. There are many differences in the temperature measured by the thermocouple. Therefore, when the temperature inside the chamber is adjusted based on the temperature measured by the conventional thermocouple, a problem arises in that the temperature of the portion where the actual cleaning is performed cannot be accurately adjusted to a temperature suitable for cleaning, which completely removes the natural oxide film. It can also be a major cause of failure to remove.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로써, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 챔버 내부의 실제 세정이 이루어지는 부분의 온도를 정확히 측정할 수 있는 반도체 제조설비를 제공하는데 있다. Accordingly, the present invention has been made in view of such a problem, and the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a semiconductor manufacturing equipment that can accurately measure the temperature of the actual cleaning portion inside the chamber.

이와 같은 기술적 과제를 구현하기 위한 본 발명은 반도체기판이 그 내부에 수용되는 프로세스 챔버와, 상기 프로세스 챔버에 연결되며 상기 반도체기판을 처리하기 위한 반응가스가 유입되는 가스유입라인과, 상기 프로세스 챔버에 연결되며 상기 프로세스 챔버 내부의 가스와 상기 프로세스 챔버 내부에서 생성된 반응부산물이 배기되는 배기라인과, 상기 프로세스 챔버의 내부를 가열하는 히터와, 상기 프로세스 챔버를 관통하여 상기 프로세스 챔버의 내부에 수용된 상기 반도체기판의 주변부까지 연장형성된 가이드 봉 및, 상기 가이드 봉의 내부에 끼워져 상기 반도체기판의 주변부 온도를 측정하는 써모커플을 포함한다. The present invention for implementing the above technical problem is a process chamber in which a semiconductor substrate is accommodated therein, a gas inlet line connected to the process chamber and a reaction gas for processing the semiconductor substrate is introduced, and in the process chamber An exhaust line connected to and exhausting gas inside the process chamber and reaction by-products generated in the process chamber, a heater for heating the inside of the process chamber, and the accommodating inside the process chamber through the process chamber. The guide rod extends to the periphery of the semiconductor substrate, and a thermocouple inserted into the guide rod to measure the temperature of the periphery of the semiconductor substrate.

이때, 상기 가이드 봉은 상기 프로세스 챔버의 일측을 관통하여 상기 반도체기판의 주변부까지 연장형성된 다음 상기 프로세스 챔버의 타측을 통해 상기 프로세스 챔버의 외측으로 돌출될 수 있다. In this case, the guide rod may penetrate one side of the process chamber to extend to the periphery of the semiconductor substrate and then protrude out of the process chamber through the other side of the process chamber.

다른 실시예로, 상기 가이드 봉은 상기 프로세스 챔버의 하측을 관통하여 상기 반도체기판의 주변부까지 연장형성된 다음 상기 프로세스 챔버의 내부에서 상기 반도체기판이 적층되는 높이만큼 상기 반도체기판을 따라 상기 프로세스 챔버의 상부로 연장된 후 상기 프로세스 챔버의 상측을 통해 상기 프로세스 챔버의 외측으로 돌출될 수 있다. In another embodiment, the guide rod extends through the lower side of the process chamber and extends to the periphery of the semiconductor substrate. After extending, it may protrude out of the process chamber through the upper side of the process chamber.

한편, 상기 반도체 제조설비는 상기 프로세스 챔버의 내부에 설치되며, 상기 가스유입라인으로 유입되는 반응가스를 상기 챔버 내 여러 방향으로 분배시키는 가스분배판을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 가스분배판은 상기 가스유입라인이 연결된 상기 프로세스 챔버의 내부 일측에 설치되되 상기 프로세스 챔버의 바닥면에 대하여 수직으로 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 가이드 봉은 상기 가스분배판에 고정될 수 있다. The semiconductor manufacturing apparatus may further include a gas distribution plate installed inside the process chamber and distributing the reaction gas flowing into the gas inflow line in various directions in the chamber. In this case, the gas distribution plate may be installed on one side of the process chamber to which the gas inlet line is connected, but may be installed perpendicularly to the bottom surface of the process chamber. In this case, the guide rod may be fixed to the gas distribution plate.

또한, 상기 반도체 제조설비는 상기 가스유입라인에 연결되며 상기 가스유입라인을 통해 유입되는 반응가스를 여기시키는 리모트 플라즈마 발생유닛 및, 상기 프로세스 챔버의 내부에 설치되며 상기 플라즈마 발생유닛에 의해 여기된 반응가스 를 활성화시키는 UV 램프를 더 포함할 수 있다. In addition, the semiconductor manufacturing equipment is connected to the gas inlet line and the remote plasma generating unit for exciting the reaction gas flowing through the gas inlet line, and the reaction is installed in the process chamber and excited by the plasma generating unit It may further include a UV lamp for activating the gas.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the scope of the invention to those skilled in the art will fully convey. Like numbers refer to like elements throughout.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 일실시예를 도시한 개략도이고, 도 3은 도 1의 가스분배판과 이에 지지된 가이드 봉을 도시한 사시도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing an embodiment of a semiconductor manufacturing equipment according to the present invention, Figure 3 is a perspective view showing a gas distribution plate and the guide rods supported therein in FIG.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조설비(100)는 세정 등의 공정이 진행되는 프로세스 챔버(110)와, 상기 프로세스 챔버(110)에 연결된 로드락 챔버(130)를 포함한다. 이때, 상기 프로세스 챔버(110)는 상기 로드락 챔버(130)의 하부에 연결될 수 있다. 2 and 3, the semiconductor manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a process chamber 110 in which a process such as cleaning is performed, and a load lock chamber connected to the process chamber 110. 130). In this case, the process chamber 110 may be connected to a lower portion of the load lock chamber 130.

먼저, 상기 로드락 챔버(130)에 대해 설명하면, 상기 로드락 챔버(130)는 외부로부터 로딩된 반도체기판(90)이 상기 프로세스 챔버(110)로 이송되기 전 일정시간 동안 임시 대기하는 장소이다. 따라서, 상기 로드락 챔버(130)의 일측에는 게이트 밸브(131)가 설치된다. 이에, 외부로부터 로딩된 반도체기판(90)은 상기 게이트 밸브(131)를 통해서 상기 로드락 챔버(130)의 내부로 이송된다. 이후, 공정이 진행되는 동안 상기 게이트 밸브(131)는 닫혀지고, 상기 로드락 챔버(130) 내부는 상기 프로세스 챔버(110)의 내부 압력과 동일하게 변경된다. First, the load lock chamber 130 will be described. The load lock chamber 130 is a place where the semiconductor substrate 90 loaded from the outside temporarily waits for a predetermined time before being transferred to the process chamber 110. . Therefore, a gate valve 131 is installed at one side of the load lock chamber 130. Accordingly, the semiconductor substrate 90 loaded from the outside is transferred into the load lock chamber 130 through the gate valve 131. Thereafter, the gate valve 131 is closed while the process is in progress, and the inside of the load lock chamber 130 is changed to be equal to the internal pressure of the process chamber 110.

그리고, 상기 로드락 챔버(130)의 하부에는 개구부(136)가 형성되고, 상기 개구부(136)는 상기 프로세스 챔버(110)의 개구부(123)와 연결된다. 결과적으로, 상기 로드락 챔버(130)의 내부로 이송된 반도체 기판(90)은 상기 연결부를 통하여 상기 프로세스 챔버(110)의 내부로 이송된다. In addition, an opening 136 is formed below the load lock chamber 130, and the opening 136 is connected to the opening 123 of the process chamber 110. As a result, the semiconductor substrate 90 transferred into the load lock chamber 130 is transferred into the process chamber 110 through the connection part.

또한, 상기 로드락 챔버(130)의 내부에는 다수의 반도체기판(90)이 한꺼번에 이송되도록 소정크기의 공간이 마련되고, 상기 공간의 하부에는 상기 로드락 챔버(130)로 이송된 보트(150)를 상기 프로세스 챔버(110)로 이송하는 이송유닛(170)이 구비된다. 따라서, 상기 반도체기판(90)은 보트(150) 등에 다수 적재되어 상기 로드락 챔버(130)의 내부로 이송될 수 있다. 이 경우, 상기 이송유닛(170)은 상하 등의 방향으로 이동되며, 상기 로드락 챔버(130)로 이송된 반도체기판(90)을 상기 프로세스 챔버(110)의 내부로 이송한다. 참조번호 160은 보트(150)를 지지하는 보트 지지대이고, 참조번호 133은 상기 로드락 챔버(130)에 분위기 가스를 도입하기 위한 가스도입라인이며, 참조번호 135는 상기 로드락 챔버(130)를 진공으로 형성하기 위한 가스배기라인이다. In addition, a space of a predetermined size is provided in the load lock chamber 130 so that a plurality of semiconductor substrates 90 are transferred at once, and a boat 150 transferred to the load lock chamber 130 at a lower portion of the space. Transfer unit 170 for transferring the to the process chamber 110 is provided. Therefore, the semiconductor substrate 90 may be loaded in a boat 150 or the like and transferred into the load lock chamber 130. In this case, the transfer unit 170 is moved in the vertical direction and the like, and transfers the semiconductor substrate 90 transferred to the load lock chamber 130 into the process chamber 110. Reference numeral 160 is a boat support for supporting the boat 150, reference numeral 133 is a gas introduction line for introducing an atmosphere gas into the load lock chamber 130, reference numeral 135 is to refer to the load lock chamber 130 Gas exhaust line for forming by vacuum.

상기 프로세스 챔버(110)는 내부 챔버(112)와 상기 내부 챔버(112)의 외부에 배치되는 외부 챔버(111)를 포함한다. 상기 내부 챔버(112)는 상기 세정 등의 공정이 직접 진행되는 장소이다. 따라서, 상기 내부 챔버(112)의 내부에는 상기 보트(150)에 적재된 반도체기판(90)이 그 내부로 이송되도록 소정 공간이 마련된다. 그리고, 상기 내부 챔버(112)의 일측에는 상기 반도체기판(90)을 처리하기 위한 반응 가스가 유입되는 가스유입라인(115)이 마련되고, 상기 내부 챔버(112)의 타측에는 상기 내부 챔버(112) 내부의 가스와 상기 내부 챔버(112)의 내부에서 생성된 반응부산물이 배기되는 배기라인(116)이 마련된다. 따라서, 상기 내부 챔버(112)의 내부 공간으로 이송된 반도체기판(90)은 상기 가스유입라인(115)을 통해 유입된 반응가스 등에 의해서 세정되고, 상기 세정 공정 중 생성되는 반응부산물은 상기 배기라인(116)을 통해 배기된다. 여기서, 상기 가스유입라인(115)이나 상기 배기라인(116)은 각각 상기 내부 챔버(112)의 측벽 중앙부에 마련될 수 있다. The process chamber 110 includes an inner chamber 112 and an outer chamber 111 disposed outside the inner chamber 112. The inner chamber 112 is a place where the process such as cleaning proceeds directly. Therefore, a predetermined space is provided inside the inner chamber 112 so that the semiconductor substrate 90 loaded on the boat 150 is transferred into the inner chamber 112. In addition, a gas inflow line 115 through which a reaction gas for processing the semiconductor substrate 90 is introduced is provided at one side of the inner chamber 112, and the inner chamber 112 is located at the other side of the inner chamber 112. Exhaust line 116 is provided to exhaust the gas inside the reaction chamber and the reaction by-products generated inside the internal chamber 112. Therefore, the semiconductor substrate 90 transferred to the internal space of the inner chamber 112 is cleaned by the reaction gas introduced through the gas inflow line 115, and the reaction by-products generated during the cleaning process are exhaust lines. Exhaust through 116. Here, the gas inflow line 115 or the exhaust line 116 may be provided at the center of the side wall of the inner chamber 112, respectively.

또한, 상기 내부 챔버(112)의 내부에는 상기 가스유입라인(115)으로 유입되는 반응가스를 상기 챔버(112) 내 여러 방향으로 분배시키는 가스분배판(117)이 설치될 수 있다. 일실시예로, 상기 가스분배판(117)은 상기 가스유입라인(115)이 연결된 상기 내부 챔버(112)의 내부 일측에 설치되되 상기 내부 챔버(112)의 바닥면에 대하여 수직으로 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 가스유입라인(115)으로 유입된 반응가스는 상기 가스분배판(117)에 의해 상기 내부 챔버(112)의 하측방향과 상기 내부 챔버(112)의 상측방향으로 분배될 수 있다. In addition, a gas distribution plate 117 may be installed in the inner chamber 112 to distribute the reaction gas flowing into the gas inflow line 115 in various directions in the chamber 112. In one embodiment, the gas distribution plate 117 may be installed on one inner side of the inner chamber 112 to which the gas inlet line 115 is connected, but may be installed perpendicularly to the bottom surface of the inner chamber 112. have. In this case, the reaction gas introduced into the gas inflow line 115 may be distributed by the gas distribution plate 117 in the lower direction of the inner chamber 112 and the upper direction of the inner chamber 112.

한편, 상기 반도체 제조설비(100)는 상기 내부 챔버(112)를 가열하는 히터(113)와, 상기 외부 챔버(111)와 상기 내부 챔버(112)를 관통하여 상기 내부 챔버(112)의 내부에 수용된 상기 반도체기판(90)의 주변부까지 연장형성된 가이드 봉(118)과, 상기 가이드 봉(118)의 내부에 끼워져 상기 반도체기판(90)의 주변부 온도를 측정하는 써모커플(119)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 히터(113)는 할로겐 램프를 이용한 방식과 열선을 이용한 방식이 모두 사용될 수 있다. 그리고, 상 기 가이드 봉(118)은 그 내부에 상기 써모커플(119)이 끼워지도록 중공으로 형성될 수 있고, 열전도율이 높은 재질 예를 들면, 알루미늄 등의 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 써모커플(119)은 상기 가이드봉(118)을 따라 상기 반도체기판(90)의 주변까지 끼워짐으로써 상기 반도체기판(90)의 주변부 온도를 측정할 수 있게 된다. 여기서, 상기 가이드 봉(118)은 상기 외부 챔버(111)와 내부 챔버(112)의 하측을 관통하여 상기 반도체기판(90)의 주변부까지 연장형성된 다음 상기 내부 챔버(112)의 내부에서 상기 반도체기판(90)이 적층되는 높이만큼 상기 적층된 반도체기판(90)을 따라 상기 내부 챔버(112)의 상부로 소정길이 연장된 후 상기 내부 챔버(112)의 상측을 통해 상기 내부 챔버(112)와 상기 외부 챔버(111)의 외측으로 돌출될 수 있다. 이때, 상기 가이드 봉(118)은 상기 내부 챔버(112)의 바닥면에 대하여 수직으로 설치된 가스분배판(117)에 고정될 수도 있다. On the other hand, the semiconductor manufacturing equipment 100 penetrates the heater 113 for heating the inner chamber 112, the outer chamber 111 and the inner chamber 112 to the inside of the inner chamber 112. Further comprising a guide rod 118 extending to the periphery of the semiconductor substrate 90 accommodated, and a thermocouple 119 inserted into the guide rod 118 to measure the temperature of the peripheral portion of the semiconductor substrate 90. Can be. In this case, the heater 113 may be used both a method using a halogen lamp and a method using a hot wire. In addition, the guide rod 118 may be formed in a hollow so that the thermocouple 119 is fitted therein, and may be formed of a material having high thermal conductivity, for example, aluminum. Therefore, the thermocouple 119 is fitted to the periphery of the semiconductor substrate 90 along the guide rod 118 to measure the temperature of the peripheral portion of the semiconductor substrate 90. Here, the guide rod 118 extends to the periphery of the semiconductor substrate 90 through the lower side of the outer chamber 111 and the inner chamber 112 and then inside the inner chamber 112. The predetermined length is extended to the upper portion of the inner chamber 112 along the stacked semiconductor substrate 90 by a height at which the 90 is stacked, and then the inner chamber 112 and the inner chamber 112 are disposed through the upper side of the inner chamber 112. It may protrude to the outside of the outer chamber 111. In this case, the guide rod 118 may be fixed to the gas distribution plate 117 installed perpendicular to the bottom surface of the inner chamber 112.

또한, 상기 반도체 제조설비(100)는 상기 가스유입라인(115)에 연결되며 상기 가스유입라인(115)을 통해 유입되는 반응가스를 여기시키는 리모트 플라즈마 발생유닛(190)과, 상기 내부 챔버(112)의 내부에 설치되며 상기 리모트 플라즈마 발생유닛(190)에 의해 여기된 반응가스를 활성화시키는 UV 램프(114) 및, 공정이 진행되는 동안 상기 내부 챔버(112)로 이송된 반도체기판(90)을 회전시키는 기판회전유닛(121)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 상기 내부 챔버(112)로 유입되는 반응가스는 상기 리모트 플라즈마 발생유닛(190)과 상기 UV 램프(114) 등의 작용에 의하여 더욱 활성화된 상태로 세정 공정을 진행한다. 따라서, 상기 세정 효과는 더욱 증대된다. 또한, 상기 내부 챔버(112)로 이송된 반도체기판(90)이 세정되는 동안 상기 반도체기판(90)은 상기 기판회전유닛(121)에 의하여 회전되기 때문에 상기 세정율은 상기 반도체기판(90) 전체적으로 균일할 수 있게 된다. 참조번호 180은 상기 로드락 챔버(130)와 상기 프로세스 챔버(110)를 선택적으로 연통시키는 이너 밸브이고, 참조번호 120은 보트 지지대(160)가 안착되는 안착대이며, 참조번호 122는 기판회전유닛(121)과 안착대(120)를 연결하는 회전축이다. In addition, the semiconductor manufacturing equipment 100 is connected to the gas inlet line 115 and the remote plasma generating unit 190 to excite the reaction gas flowing through the gas inlet line 115, and the inner chamber 112 ) Is installed inside the UV lamp 114 for activating the reaction gas excited by the remote plasma generating unit 190 and the semiconductor substrate 90 transferred to the inner chamber 112 during the process. It may further include a substrate rotating unit 121 to rotate. Therefore, the reaction gas flowing into the inner chamber 112 proceeds with the cleaning process in a more activated state by the action of the remote plasma generating unit 190 and the UV lamp 114. Thus, the cleaning effect is further increased. In addition, since the semiconductor substrate 90 is rotated by the substrate rotating unit 121 while the semiconductor substrate 90 transferred to the inner chamber 112 is cleaned, the cleaning rate is entirely changed in the semiconductor substrate 90. It can be uniform. Reference numeral 180 is an inner valve for selectively communicating with the load lock chamber 130 and the process chamber 110, reference numeral 120 is a seat for the boat support 160 is seated, reference numeral 122 is a substrate rotating unit It is a rotating shaft connecting the 121 and the seating plate (120).

이하, 이상과 같이 본 발명 반도체 제조설비(100)를 이용하여 자연산화막을 제거하는 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a method of removing the natural oxide film using the semiconductor manufacturing apparatus 100 of the present invention as described above will be described in detail.

먼저, 자연산화막이 형성된 반도체기판들(90)이 보트(150)에 다수 적재된 채로 본 발명 반도체 제조설비(100)로 로딩되면, 상기 로드락 챔버(130)의 게이트 밸브(131)는 오픈된다. 따라서, 상기 반도체기판들(90)은 상기 보트(150)에 적재된 채로 상기 게이트 밸브(131)를 통해 상기 로드락 챔버(130)의 내부로 이송된다. First, when the semiconductor substrates 90 on which the natural oxide film is formed are loaded into the semiconductor manufacturing apparatus 100 of the present invention with a large number of substrates loaded on the boat 150, the gate valve 131 of the load lock chamber 130 is opened. . Therefore, the semiconductor substrates 90 are transferred into the load lock chamber 130 through the gate valve 131 while being loaded in the boat 150.

이후, 상기 반도체기판들(90)이 이송되면, 상기 게이트 밸브(131)는 클로우즈되고, 상기 로드락 챔버(130)의 압력은 상기 프로세스 챔버(110)의 압력과 동일한 압력으로 변경 및 유지된다. Thereafter, when the semiconductor substrates 90 are transferred, the gate valve 131 is closed and the pressure of the load lock chamber 130 is changed and maintained at the same pressure as the pressure of the process chamber 110.

계속하여, 상기 로드락 챔버(130)와 상기 프로세스 챔버(110)의 사이에 마련된 이너 밸브(180)는 오픈되고, 이송유닛(170)은 상기 로드락 챔버(130) 내 반도체기판들(90)을 상기 프로세스 챔버(110)의 내부로 이송한다. Subsequently, an inner valve 180 provided between the load lock chamber 130 and the process chamber 110 is opened, and the transfer unit 170 opens the semiconductor substrates 90 in the load lock chamber 130. Is transferred into the process chamber 110.

이후, 상기 반도체기판들(90)이 상기 프로세스 챔버(110)의 내부로 이송되면, 상기 이너 밸브9170)는 클로우즈된다. 이와 동시에 상기 프로세스 챔버(110)에 연결된 가스유입라인(115)으로는 자연산화막 제거에 적합한 반응가스가 공급되는데, 리모트 플라즈마 발생유닛(190)은 이 공급되는 반응가스를 여기시킨다. 결과적으로, 상기 프로세스 챔버(110) 내부에는 여기된 반응가스들이 유입되어 상기 반도체기판(90) 상에 형성된 자연산화막을 제거한다. 또한, 이와 같은 반응가스의 유입과 함께 또는 상기 반응가스의 유입 후에 상기 히터(113)와 상기 UV 램프(114)는 구동된다. 따라서, 상기 프로세스 챔버(110)의 내부는 세정에 적합한 온도로 유지되고, 이 유지되는 동안 상기 여기된 반응가스들은 UV 램프(114)에서 조사된 광의 작용에 의하여 더욱 활성화된다. 여기서, 상기 반응가스로는 플루오르 화합물을 포함하는 NF3 가스가 사용될 수 있고, 이를 운송하는 캐리어 가스로는 질소 및 수소가 혼합된 혼합가스가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 자연산화막의 세정은 약 30여초 동안 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 반도체기판(90) 상에 형성된 자연산화막은 모두 세정(제거)되며, 상기 세정되면서 생성된 반응부산물은 상기 챔버(112) 내부의 온도가 상승됨에 따라 상기 반도체기판(90)으로부터 점차 분리되어 상기 배기라인(116)을 통해 외부로 배기된다. Thereafter, when the semiconductor substrates 90 are transferred into the process chamber 110, the inner valve 9170 is closed. At the same time, a reaction gas suitable for natural oxide film removal is supplied to the gas inlet line 115 connected to the process chamber 110, and the remote plasma generating unit 190 excites the supplied reaction gas. As a result, excited reaction gases are introduced into the process chamber 110 to remove the native oxide film formed on the semiconductor substrate 90. In addition, the heater 113 and the UV lamp 114 are driven together with or after the inflow of the reaction gas. Thus, the interior of the process chamber 110 is maintained at a temperature suitable for cleaning, during which the excited reactant gases are further activated by the action of light irradiated from the UV lamp 114. Here, NF 3 gas containing a fluorine compound may be used as the reaction gas, and a mixed gas in which nitrogen and hydrogen are mixed may be used as a carrier gas for transporting it. In addition, the cleaning of the natural oxide layer may be performed for about 30 seconds. In this case, all of the natural oxide film formed on the semiconductor substrate 90 is cleaned (removed), and the reaction by-products generated during the cleaning are gradually removed from the semiconductor substrate 90 as the temperature inside the chamber 112 is increased. Separated and exhausted to the outside through the exhaust line 116.

한편, 이와 같은 자연산화막 세정공정에서 세정이 직접 이루어지는 반도체기판(90)의 주변온도는 매우 중요하다. 그러나, 종래의 경우에는 세정이 직접 이루어지는 반도체기판(90)의 주변 온도를 측정하는 것이 아니라 상기 챔버의 일측 내벽에 형성된 홀을 통해 상기 챔버 내부의 주변온도만을 측정하고 있었기 때문에, 실제 세정이 이루어지는 부분의 온도와 상기 써모커플이 측정한 온도는 많은 차이가 있었으며, 이로 인하여 정확한 공정관리가 어려웠다. 그러나, 본 발명의 경우에는 상기 외부 챔버(111)와 상기 내부 챔버(112)를 관통하여 상기 내부 챔버(112)의 내부에 수용된 상기 반도체기판(90)의 주변부까지 연장형성된 가이드 봉(118)과, 상기 가이드 봉(118)의 내부에 끼워져 상기 반도체기판(90)의 주변부 온도를 측정하는 써모커플(119)이 구비되기 때문에 세정이 직접 이루어지는 상기 반도체기판(90)의 주변 온도 측정이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따르면, 정확한 공정관리가 가능하여 상기 반도체기판(90) 상에 형성된 자연산화막을 모두 제거할 수 있는 효과가 있다. On the other hand, the ambient temperature of the semiconductor substrate 90 which is directly cleaned in this natural oxide film cleaning process is very important. However, in the conventional case, since the ambient temperature of the inside of the chamber was measured only through the hole formed in the inner wall of one side of the chamber, the ambient temperature of the semiconductor substrate 90, which is directly cleaned, was measured. The temperature of the thermocouple and the temperature measured by the thermocouple had a lot of difference, which made it difficult to accurately control the process. However, in the present invention, the guide rod 118 extends through the outer chamber 111 and the inner chamber 112 and extends to the periphery of the semiconductor substrate 90 accommodated in the inner chamber 112. Since the thermocouple 119 is inserted into the guide rod 118 to measure the temperature of the peripheral portion of the semiconductor substrate 90, the ambient temperature of the semiconductor substrate 90 may be directly measured. Therefore, according to the present invention, it is possible to remove the natural oxide film formed on the semiconductor substrate 90 by accurate process management.

이상, 본 발명은 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As mentioned above, although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiments, it is only an example, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the scope of the present invention should be defined by the appended claims and their equivalents.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 제조설비에는 내부 챔버를 관통하여 내부 챔버의 내부에 수용된 반도체기판의 주변부까지 연장형성된 가이드 봉과, 이 가이드 봉의 내부에 끼워져 반도체기판의 주변부 온도를 측정하는 써모커플이 구비되기 때문에 세정이 직접 이루어지는 반도체기판의 주변 온도 측정이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 세정 공정의 정확한 공정관리가 가능하여 반도체기판 상에 형성된 자연산화막을 모두 제거할 수 있는 효과가 있다. As described above, the semiconductor manufacturing equipment according to the present invention includes a guide rod extending through the inner chamber to the periphery of the semiconductor substrate accommodated in the inner chamber, and a thermocouple inserted into the guide rod to measure the temperature of the periphery of the semiconductor substrate. Since it is provided, it is possible to measure the ambient temperature of the semiconductor substrate which is directly cleaned. Therefore, according to the present invention, it is possible to remove the natural oxide film formed on the semiconductor substrate by precise process control of the cleaning process.

Claims (6)

반도체기판이 그 내부에 수용되는 프로세스 챔버;A process chamber in which a semiconductor substrate is accommodated therein; 상기 프로세스 챔버에 연결되며, 상기 반도체기판을 처리하기 위한 반응가스가 유입되는 가스유입라인;A gas inlet line connected to the process chamber and into which a reaction gas for processing the semiconductor substrate is introduced; 상기 프로세스 챔버에 연결되며, 상기 프로세스 챔버 내부의 가스와 상기 프로세스 챔버 내부에서 생성된 반응부산물이 배기되는 배기라인;An exhaust line connected to the process chamber and configured to exhaust gas in the process chamber and reaction by-products generated in the process chamber; 상기 프로세스 챔버의 내부를 가열하는 히터;A heater for heating the interior of the process chamber; 상기 프로세스 챔버를 관통하여 상기 프로세스 챔버의 내부에 수용된 상기 반도체기판의 주변부까지 연장형성된 가이드 봉; 및, A guide rod extending through the process chamber to a periphery of the semiconductor substrate accommodated in the process chamber; And, 상기 가이드 봉의 내부에 끼워져 상기 반도체기판의 주변부 온도를 측정하는 써모커플을 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비. And a thermocouple inserted into the guide rod to measure the temperature of the peripheral portion of the semiconductor substrate. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 가이드 봉은 상기 프로세스 챔버의 일측을 관통하여 상기 반도체기판의 주변부까지 연장형성된 다음 상기 프로세스 챔버의 타측을 통해 상기 프로세스 챔버의 외측으로 돌출된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비. The guide rod penetrates through one side of the process chamber and extends to the periphery of the semiconductor substrate, and then protrudes out of the process chamber through the other side of the process chamber. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 가이드 봉은 상기 프로세스 챔버의 하측을 관통하여 상기 반도체기판의 주변부까지 연장형성된 다음 상기 프로세스 챔버의 내부에서 상기 반도체기판이 적층되는 높이만큼 상기 반도체기판을 따라 상기 프로세스 챔버의 상부로 연장된 후 상기 프로세스 챔버의 상측을 통해 상기 프로세스 챔버의 외측으로 돌출된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비. The guide rod penetrates through the lower side of the process chamber and extends to the periphery of the semiconductor substrate, and then extends along the semiconductor substrate to an upper portion of the process chamber by a height at which the semiconductor substrate is stacked in the process chamber. The semiconductor manufacturing equipment, characterized in that protruding out of the process chamber through the upper side of the chamber. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 프로세스 챔버의 내부에 설치되며, 상기 가스유입라인으로 유입되는 반응가스를 상기 챔버 내 여러 방향으로 분배시키는 가스분배판을 더 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비. And a gas distribution plate installed inside the process chamber and distributing the reaction gas flowing into the gas inlet line in various directions in the chamber. 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 가스분배판은 상기 가스유입라인이 연결된 상기 프로세스 챔버의 내부 일측에 설치되되 상기 프로세스 챔버의 바닥면에 대하여 수직으로 설치되며, The gas distribution plate is installed on one side of the inside of the process chamber connected to the gas inlet line, is installed perpendicular to the bottom surface of the process chamber, 상기 가이드 봉은 상기 가스분배판에 고정된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비. The guide rod is a semiconductor manufacturing equipment, characterized in that fixed to the gas distribution plate. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 가스유입라인에 연결되며, 상기 가스유입라인을 통해 유입되는 반응가스를 여기시키는 리모트 플라즈마 발생유닛 및, A remote plasma generating unit connected to the gas inlet line and exciting the reaction gas introduced through the gas inlet line; 상기 프로세스 챔버의 내부에 설치되며, 상기 플라즈마 발생유닛에 의해 여 기된 반응가스를 활성화시키는 UV 램프를 더 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비. And a UV lamp installed in the process chamber to activate a reaction gas excited by the plasma generating unit.
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