KR20130139651A - 박막 제조방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

박막 제조방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130139651A
KR20130139651A KR1020120063304A KR20120063304A KR20130139651A KR 20130139651 A KR20130139651 A KR 20130139651A KR 1020120063304 A KR1020120063304 A KR 1020120063304A KR 20120063304 A KR20120063304 A KR 20120063304A KR 20130139651 A KR20130139651 A KR 20130139651A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
gas injection
thin film
reaction
injecting
Prior art date
Application number
KR1020120063304A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101835755B1 (ko
Inventor
윤태호
나두현
Original Assignee
주식회사 원익아이피에스
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 주식회사 원익아이피에스 filed Critical 주식회사 원익아이피에스
Priority to KR1020120063304A priority Critical patent/KR101835755B1/ko
Publication of KR20130139651A publication Critical patent/KR20130139651A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101835755B1 publication Critical patent/KR101835755B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 박막 제조방법 및 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 복수의 기판 상에 박막을 제조하는 방법에 있어서, 상기 복수의 기판을 챔버 내부의 기판지지부에 안착시키고, 상기 기판지지부를 회전시키는 과정; 및 상기 기판지지부의 상부에 구비되는 가스분사장치를 통해 상기 기판 상에 원료가스를 분사하는 원료가스 분사영역과 반응가스를 분사하는 반응가스 분사영역 각각에 원료가스와 반응가스를 공급하여 상기 복수의 기판 상에 박막을 증착하는 과정;을 포함하고, 상기 박막을 증착하는 과정에서 상기 반응가스 분사영역에 플라즈마를 형성하고, 상기 반응가스 분사영역에 형성된 플라즈마의 확산을 방지하기 위하여 상기 원료가스 분사영역과 상기 반응가스 분사영역 사이에 확산방지가스를 분사하는 것을 특징으로 하고, 가스분사영역의 일부 영역에 플라즈마를 선택적으로 형성하여 박막의 균일도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

박막 제조방법 및 기판 처리 장치{Manufacturing method for thin film and substrate process apparatus}
본 발명은 박막 제조방법 및 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스분사영역의 일부 영역에 플라즈마를 선택적으로 형성하여 박막의 균일도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 박막 제조방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 스케일이 점차 축소됨에 따라 극박막에 대한 요구가 갈수록 증대되고 있으며, 콘택홀 크기가 감소되면서 단차 도포성(step coverage)에 대한 문제도 점점 더 심각해지고 있다. 이에 따른 여러 가지 문제들을 극복할 수 있는 증착방법으로서 원자층증착(atomic layer deposition, ALD)방법이 사용되고 있다.
원자층 박막증착방법의 원리를 간단하게 설명하면 다음과 같다. 기판이 챔버 내로 공급된 원료가스에 노출되면 기판 표면과의 반응을 통해 원료가스가 기판 표면에 화학 흡착되어 단원자층을 형성한다. 그러나 기판 표면이 원료가스로 포화되면 단원자층 이상의 원료가스는 동일한 리간드 간의 비반응성으로 인해 화학 흡착 상태를 형성하지 못하고 물리 흡착 상태에 있게 된다. 이후, 기판이 퍼지(purge)가스에 노출이 되면 기판 상에 존재하던 물리 흡착 상태의 원료가스는 퍼지가스에 의해서 제거된다. 이어서 기판이 반응가스에 노출되면, 반응가스가 기판 표면에 화학 흡착되어 있는 원료가스와 리간드 상호 간 치환반응을 하면서 두 번째 층이 형성되고, 첫 번째 층과 반응하지 못한 반응가스는 물리 흡착 상태에 있다가, 다시 기판이 퍼지가스에 노출되면 퍼지가스에 의해 제거된다. 그리고 이 두 번째 층의 표면은 원료가스와 반응할 수 있는 상태에 있게 된다. 상기한 과정이 하나의 사이클을 이루고 기판에 원하는 두께의 박막이 형성될 때까지 여러 사이클을 반복한다.
원자층을 형성하기 위한 기판처리장치는 내부에 공간부가 형성되어 있는 챔버와, 챔버 내부에 회전 가능하게 설치되며 복수의 기판이 안착되는 기판지지부를 구비한다. 또한, 챔버의 상부에는 기판을 향해 가스를 공급하는 가스분사장치가 설치된다.
이와 같은 가스분사장치는 챔버를 형성하는 탑리드 하부 중심부에 복수 개의 가스분사공이 형성된 중앙가스 분사유닛이 결합되고, 탑리드의 하부에 중앙가스 분사유닛의 원주방향을 따라 부채꼴과 유사한 형태로 형성되며 복수 개의 가스분사공이 형성된 공정가스 분사유닛 및 퍼지가스 분사유닛이 복수 개 결합된다. 또한, 탑리드에는 복수의 가스주입공이 형성되어 있으며, 각 가스주입공은 각각의 분사유닛에 형성된 가스분사공과 연통된다.
기판지지부는 챔버 내에서 승강 및 회전 가능하도록 설치되어, 박막 증착 중 복수의 기판이 각 분사유닛으로부터 분사되는 가스를 순차적으로 공급받을 수 있도록 한다. 예컨대, 기판은 공정이 시작되는 시점에 원료가스를 공급받고, 순차적으로 퍼지가스, 반응가스, 퍼지가스를 공급받아 박막 증착이 이루어진다.
한편, 박막이 증착되는 과정에서 박막 증착을 촉진시키기 위하여 기판지지부와 가스분사장치 사이의 반응가스 분사영역에 플라즈마를 형성할 수도 있다. 예컨대 금속 재질의 가스분사유닛에 직류전원 또는 RF 전원과 연결된 전극을 설치하고, 금속 재질의 기판지지부를 접지시킨 후 전원을 인가하면 기판지지부와 가스분사유닛 사이에 플라즈마가 형성된다. 통상 플라즈마가 형성되는 영역은 공정가스, 예컨대 반응가스가 분사되는 반응가스 분사영역인데, 그 이외의 가스 분사영역으로 플라즈마가 확산되는 경우에는 기판 상에 원하는 박막을 증착하기 어려운 문제점이 있다. 플라즈마의 확산은 전극주위의 퍼지가스로 사용되는 아르곤(Ar)이나 헬륨(He) 등과 같은 불활성 가스가 쉽게 이온화되면서 발생될 수 있다. 불활성 가스는 단원자 분자로서 반응가스 분사영역에서 반응가스가 활성화 및 이온화 되면서 발생한 전자의 영향을 받아 이온화되기 쉬운 특성을 갖는다. 이렇게 이온화된 불활성 가스에서 발생된 전자들에 의하여 2차 방전이 발생되면서 퍼지가스 분사영역은 물론 가스분사장치와 기판지지대 사이의 가스분사영역 전체에 걸쳐 플라즈마가 형성된다. 이렇게 챔버 내부 전체에 걸쳐 플라즈마가 확산될 경우, 원료가스와 반응가스 간에 화학기상반응이 일어나 파티클이 발생하게 된다.이로 인해 기판 상에 원하지 않는 박막이 형성되어 박막의 품질이 저하되고, 이에 따라 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
KR 2009-129215 A1 KR 2010-0076663 A1 KR 2009-0102309 A1
본 발명은 박막의 증착 균일도를 향상시킬 수 있는 박막 제조방법 및 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명은 박막의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 박막 제조방법 및 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 박막 제조방법은, 복수의 기판 상에 박막을 제조하는 방법에 있어서, 상기 복수의 기판을 챔버 내부의 기판지지부에 안착시키고, 상기 기판지지부를 회전시키는 과정; 및 상기 기판지지부의 상부에 구비되는 가스분사장치를 통해 상기 기판 상에 원료가스를 분사하는 원료가스 분사영역과 반응가스를 분사하는 반응가스 분사영역 각각에 원료가스와 반응가스를 공급하여 상기 복수의 기판 상에 박막을 증착하는 과정;을 포함하고, 상기 박막을 증착하는 과정에서 상기 반응가스 분사영역에 플라즈마를 형성하고, 상기 반응가스 분사영역에 형성된 플라즈마의 확산을 방지하기 위하여 상기 원료가스 분사영역과 상기 반응가스 분사영역 사이에 확산방지가스를 분사하는 것을 특징으로 한다.
상기 확산방지가스가 분사되는 확산방지가스 분사영역과 상기 원료가스 분사영역 사이에 상기 확산방지가스와 상기 원료가스의 혼합을 방지하기 위한 퍼지가스를 분사할 수도 있다. 이때, 상기 퍼지가스는 아르곤 가스를 포함할 수도 있다.
그리고 상기 확산방지가스는 네거티브 그로우 가스일 수 있으며, 이때 상기 확산방지가스는 O2 가스 또는 N2 가스를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 확산방지가스는 아르곤 가스를 더 포함할 수도 있다.
상기 원료가스는 아민 계열을 함유하는 가스를 포함하는 가스일 수도 있고, 상기 원료가스는 비스다이에틸아미노실란(Bis(diethylamino) Silane, BDEAS), 다이이소프로필아미노실란(Diisopropylamino silane, DIPAS) 및 비스에틸메틸아미노실란(Bis(ethylmethylamino) Silane, BEMAS) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수도 있다.
상기 원료가스는 할로겐화합물을 함유하는 가스를 포함할 수도 있고, 상기 원료가스는 헥사클로로다이실란(Hexaclorodisilane, HCDS) 및 디클로로실란(Diclorodisilane, DCS) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 내부 공간이 형성된 챔버; 상기 챔버의 내부에 회전 가능하게 설치되어 복수의 기판을 지지하는 기판지지부; 상기 챔버의 상부에 구비되며, 적어도 하나의 가스도입구가 형성된 탑리드; 상기 기판지지부 상부에 구비되어 상기 기판으로 가스를 분사하는 가스분사장치; 및 상기 가스분사장치와 상기 기판지지부 사이에 형성되는 가스분사영역의 일부에 플라즈마를 형성하는 플라즈마 발생부;를 포함하며, 상기 가스분사장치와 상기 기판지지부 사이에는 원료가스가 분사되는 원료가스 분사영역과 반응가스가 분사되는 반응가스 분사영역이 형성되고, 상기 플라즈마 발생부는 상기 반응가스 분사영역에 플라즈마를 형성하며, 상기 원료가스 분사영역과 상기 반응가스 분사영역 사이에 상기 반응가스 분사영역에 형성되는 플라즈마의 확산을 방지하는 확산방지가스가 분사되는 확산방지가스 분사영역이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 확산방지가스 분사영역과 상기 원료가스 분사영역 사이에는 상기 확산방지가스와 원료가스의 혼합을 방지하기 위한 퍼지가스가 분사되는 퍼지가스 분사영역이 형성될 수도 있다.
그리고 상기 가스분사장치의 중심부와 상기 기판지지부 사이에 중앙 가스분사영역이 형성될 수도 있다.
이때, 상기 중앙가스 분사영역에는 상기 확산방지가스 분사영역과 동일한 가스가 분사될 수도 있다.
상기 가스분사장치는 상기 기판지지부 상부에 방사상으로 가스를 분사하는 복수의 가스분사유닛을 포함하며, 상기 복수의 가스분사유닛은 원료가스를 분사하는 원료가스 분사유닛, 반응가스를 분사하는 반응가스 분사유닛 및 확산방지가스를 분사하는 확산방지가스 분사유닛을 포함할 수도 있다.
상기 복수의 가스분사유닛은 상기 원료가스 분사유닛과 상기 확산방지가스 분사유닛 사이에 퍼지가스 분사유닛을 포함할 수도 있다.
상기 플라즈마 발생부는 상기 반응가스 분사유닛과 상기 기판지지부 사이에 RF가 인가되어 플라즈마를 발생시킬 수도 있다.
상기 가스분사장치는 상기 기판지지부 상부에 방사상으로 가스를 분사하는 복수의 가스분사유닛을 포함하며, 상기 복수의 가스분사유닛은 원료가스를 분사하는 원료가스 분사유닛과, 반응가스를 분사하는 반응가스 분사유닛과, 확산방지가스를 분사하는 확산방지가스 분사유닛 및 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사유닛을 포함할 수도 있다.
상기 가스분사장치는 상기 중앙가스 분사영역에 확산방지가스를 분사하는 중앙가스 분사유닛을 포함할 수도 있다.
상기 플라즈마 발생부는 상기 반응가스 분사유닛과 상기 기판지지부 사이에 RF가 인가되어 상기 반응가스 분사영역에 플라즈마를 발생시킬 수도 있다.
상기 퍼지가스 분사영역에는 아르곤 가스가 분사될 수도 있다.
상기 확산방지가스 분사영역에는 네거티브 그로우 가스가 분사될 수도 있고, 상기 확산방지가스 분사영역에는 O2 가스 또는 N2 가스가 분사될 수도 있다.
상기 확산방지가스 분사영역에는 아르곤 가스가 분사될 수도 있다.
상기 원료가스 분사영역에는 아민 계열을 함유하는 가스가 분사될 수도 있다.
상기 원료가스 분사영역에는 비스다이에틸아미노실란(Bis(diethylamino) Silane, BDEAS), 다이이소프로필아미노실란(Diisopropylamino silane, DIPAS) 및 비스에틸메틸아미노실란(Bis(ethylmethylamino) Silane, BEMAS) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가스가 분사될 수도 있다.
상기 원료가스 분사영역에는 할로겐화합물을 함유하는 가스가 분사될 수도 있다.
상기 원료가스 분사영역에는 헥사클로로다이실란(Hexaclorodisilane, HCDS) 및 디클로로실란(Diclorodisilane, DCS) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가스가 분사될 수도 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 박막 제조방법 및 기판 처리 장치는, 퍼지가스 분사영역에 아르곤 가스대신 음이온 생성이 잘되는 네거티브 그로우(negative glow) 가스인 O2/N2를 공급하여 전극 사이에서 형성된 전자의 밀도를 감소시켜,반응영역 분사영역에 형성된 플라즈마가 인접한 다른 가스분사영역으로 확산되는 것을 억제할 수 있다. 플라즈마의 확산은 전자 밀도 및 일정 전자온도에 의해 중성종이 이온화되어 확산될 수 있다. 높은 에너지의 전자는 중성종을 쉽게 이온화 시키고, 중성종으로부터 이온화되어 발생된 전자들의 밀도가 높아질 경우 이온화 확률계수가 증가하여 플라즈마가 쉽게 확산될 수 있다, 본 발명에서는 이러한 이온화 확률계수를 감소시키기 위해 전자에너지 및 전자밀도를 감소시킬 수 있는 방법으로, 음이온 생성이 잘되는 O2, N2 및 O2/Ar, N2/Ar을 퍼지가스를 전극 주위에 Ar 대신 공급하여 전극으로부터 생성된 전자밀도를 감소시켜 플라즈마 전극 주위의 퍼지 영역으로 확산됨을 최소화 및 방지하여 원하지 않는 기상반응을 방지할 수 있다. 따라서 파티클 발생을 억제하여 기판 상에 원하지 않는 박막이 형성되는 것을 방지할 수 있어 박막의 증착 균일도를 향상시킬 수 있다. 또한, 박막을 증착하는 과정에서 반응가스 분사영역에 형성되는 플라즈마를 안정적으로 유지할 수 있고, 이에 따라 고품질의 박막을 형성할 수 있다. 그리고 박막의 증착 불량을 억제할 수 있으므로 생산성도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리장치의 개략적 단면도.
도 2는 가스분사장치의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 박막 제조방법을 이용하여 박막을 증착하는 과정을 보여주는 순서도.
도 4는 가스 분사영역별로 공급되는 가스의 종류를 도식화한 개념도.
도 5는 가스 분사영역에 플라즈마가 형성되는 형태를 보여주는 개념도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리장치의 개략적 단면도이고, 도 2는 가스분사장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리장치는 챔버(100), 기판지지부(120), 가스분사장치 및 플라즈마 발생부(150)를 포함한다.
챔버(100)는 상부가 개방된 본체(110)와, 본체(110)의 상부에 개폐 가능하게 설치되며 복수의 가스도입구(114)가 형성된 탑리드(112)를 구비한다. 탑리드(112)가 본체(110)의 상부에 결합되어 본체(110) 내부를 폐쇄하면, 챔버(100)의 내부에는 예컨대, 증착 공정 등 기판(W)에 대한 처리가 행해지는 공간부(102)가 형성된다.
공간부(102)는 일반적으로 진공 분위기로 형성되어야 하므로, 챔버(100)의 소정 위치에는 공간부(102)에 존재하는 가스의 배출을 위한 배기구(104)가 형성되어 있고, 배기구(104)는 외부에 구비되는 펌프(미도시)에 연결된 배기관(140)과 연결된다.
또한, 본체(102)의 바닥면에는 후술할 기판지지부(120)의 회전축(121)이 삽입되는 관통공(106)이 형성되어 있다. 본체(102)의 측벽에는 기판(W)을 챔버(100) 내부로 반입하거나, 외부로 반출하기 위한 게이트벨브(미도시)가 형성된다.
기판지지부(120)는 기판(W)을 지지하기 위한 구성으로서, 지지플레이트(122)와 회전축(121)을 구비한다. 지지플레이트(122)는 원판 형상으로 챔버(100) 내부에 수평방향으로 구비되고, 회전축(121)은 지지플레이트(122)의 저면에 수직으로 연결된다. 회전축(121)은 관통공(106) 외부의 모터 등의 구동수단(미도시)에 연결되어 지지플레이트(122)를 승강 및 회전시킨다. 이때, 회전축(121)과 관통공(106) 사이는 벨로우즈(미도시) 등을 이용하여 밀폐시킴으로써 박막을 증착하는 과정에서 챔버(100) 내부의 진공이 해제되는 것을 방지한다.
또한, 지지플레이트(122)의 상부에는 복수의 기판안착부(124)가 일정 간격을 가지며 형성된다. 기판안착부(124)는 박막 증착을 위한 지지플레이트(122)의 회전 시 장착된 기판(W)의 이탈을 방지할 수 있도록 함몰된 형태로 형성되는 것이 좋다. 이때, 기판안착부(124)에 장착된 기판에서 지지플레이트(122)의 중심, 다시 말해서 기판지지부(120)의 중심 방향에 위치한 부분을 기판 내측이라 하고, 기판지지부(120)의 가장자리 방향에 위치한 부분을 기판 외측이라 한다. 또한, 지지플레이트(122)의 하측 또는 내부에는 히터(미도시)가 구비되어 기판(W)을 일정한 공정 온도로 가열할 수도 있다.
가스분사장치는 기판지지부(120) 상부에 이격되어 구비되며, 기판지지부(120) 측으로 원료가스(S), 반응가스(R), 퍼지가스(P) 등의 공정가스를 분사한다.
가스분사장치는 기판지지부(120)에 방사상으로 가스를 분사하고, 샤워 헤드 타입 또는 노즐 타입으로 형성될 수 있으며, 이하에서는 샤워 헤드 타입의 가스분사장치에 대해서 설명한다.
도 2를 참조하면, 가스분사장치는 탑리드(112)의 하부 중심부에 결합되는 중앙가스 분사유닛(130C)과, 탑리드(112)의 하부에 중앙가스 분사유닛(130C)의 원주방향을 따라 결합되는 복수의 가스 분사유닛(130S, 130R, 130P)을 포함한다. 복수의 가스 분사유닛(130S, 130R, 130P)는 다시 공정가스를 분사하는 공정가스 분사유닛(130S, 130R)과 복수의 퍼지가스 분사유닛(130P)으로 구분될 수 있다. 중앙가스 분사유닛(130C)은 상부가 개방된 중공의 원통형으로 형성되어 하부에 복수 개의 가스분사공(132C)이 형성된다. 그리고 각각의 가스 분사유닛(130S, 130R, 130P)은 상부가 개방되고 내부에 가스가 확산되는 공간이 형성되는 부채꼴과 유사한 형태로 형성되며, 하부에 가스를 분사하는 복수의 가스 분사공(132S, 132R, 132P)이 형성된다. 각각의 가스 분사유닛(130S, 130R, 130P)은 중앙가스 분사유닛(130C)의 원주방향을 따라 방사상으로 배열되어 원형을 이루게 된다. 또한, 각각의 가스 분사유닛에 형성되는 가스분사공들(132C, 132S, 132R, 132P)은 각각의 가스 분사유닛에 대응되는 가스를 공급하는 가스도입구(114)와 각각 연통된다.
중앙가스 분사유닛(130C)은 탑리드(112)의 하부 중심부에 결합되어 그 사이에 가스가 확산되는 공간을 형성하고, 각각의 가스 분사유닛(130S, 130R, 130P)은 탑리드(112)의 하부에서 중앙가스 분사유닛(130C)의 원주방향을 따라 탑리드(112)의 하부 일부를 점유하는 형태로 결합된다. 중앙가스 분사유닛(130C)은 복수 개의 가스 분사유닛(130S, 130R, 130P) 중에서도 공정가스 분사유닛(130S, 130R)으로부터 분사되는 서로 다른 종류의 가스들이 기판지지부(120)의 중심부에서 서로 혼합되지 않도록 에어 커튼 역할을 하는 퍼지가스를 분사함으로써 퍼지가스 분사영역(P)이 형성된다. 다시 말해서, 공정이 수행되는 동안 공정가스는 기판지지부(120)의 가장자리 방향에 형성되는 배기유로(미도시)를 통해 배기구(104)로 배출되기 때문에 기판지지부(120)의 가장자리쪽으로 이동하기는 하지만, 기판지지부(120)와 가스분사장치 사이에 형성되는 압력 구배 차이에 의해 기판지지부(120)의 중심부에서 서로 혼합되는 현상이 발생하게 된다. 따라서 기판지지부(120)의 중심부에 커튼가스인 퍼지가스를 분사하기 위한 중앙가스 분사유닛(130C)을 구비하여 기판지지부(120)의 중심부에 퍼지가스 분사영역(P)을 형성함으로써 기판지지부(120)의 중심부에서 서로 다른 공정가스가 서로 혼합되는 현상을 억제할 수 있다. 이와 같은 중앙가스 분사유닛(130C)은 필요에 따라 가스분사장치의 구성에서 제외될 수도 있다.
공정가스 분사유닛(130S, 130R)은 실질적으로 박막을 형성하는 공정가스를 분사하며, 원료가스를 분사하는 복수의 원료가스 분사공(132S)이 형성된 원료가스 분사유닛(130S)과, 반응가스를 분사하는 복수의 반응가스 분사공(132R)이 형성된 반응가스 분사유닛(130R)을 포함한다.
그리고 퍼지가스 분사유닛(130P)은 원료가스 분사유닛(130S)과 반응가스 분사유닛(130R) 사이마다 배치되며, 퍼지가스를 분사하는 복수의 퍼지가스 분사공(132P)이 형성된다. 퍼지가스 분사유닛(130P)은 기판지지부(120)의 반경방향에서 원료가스와 반응가스가 서로 혼합되는 것을 억제하며, 공정 중 기판 상에 생성되는 잔류물을 제거한다. 본 발명에서는 반응가스가 분사되는 반응가스 분사영역에 형성되는 플라즈마가 원료가스 분사영역 측으로 확산되는 것을 방지하기 위하여 퍼지가스 분사유닛(130P)을 통해 퍼지가스와 확산방지가스를 분사한다. 이에 퍼지가스 분사유닛(130P)은 두 개의 가스도입구(114)를 통해 퍼지가스와 확산방지가스를 독립적으로 유입시킬 수도 있도록 형성될 수도 있고, 하나의 가스도입구(114)를 통해 퍼지가스와 확산방지가스를 선택적으로 유입시킬 수 있도록 형성될 수도 있다. 또한, 퍼지가스 분사유닛(130P)은 반경방향으로 이등분되고, 이등분된 분사유닛에는 가스도입구(114)가 각각 형성되어 퍼지가스와 확산방지가스를 독립적으로 분사할 수도 있다.
이와 같은 구성을 통해 원료가스 분사유닛(130S)의 하부에는 원료가스 분사영역(S)이 형성되고, 반응가스 분사영역(R) 하부에는 반응가스 분사영역(R)이 형성되며, 퍼지가스 분사유닛(130P) 하부에는 퍼지가스 분사영역(P)이 형성된다. 그리고 원료가스 분사영역(S)과 반응가스 분사영역(R) 사이에는 퍼지가스 분사영역(P)이 각각 위치하게 된다. 본 발명에서는 퍼지가스 분사영역(P)을 통해 확산방지가스를 분사하므로, 이하에서는 퍼지가스와 확산방지가스가 함께 분사되는 가스 분사영역을 확산방지가스 분사영역(D)이라 한다.
또한, 가스분사장치에서 반응가스 분사유닛(130R)은 탑리드(112)는 물론, 인접한 중앙가스 분사유닛(130C) 및 원료가스 분사유닛(130S, 130R)들과 전기적으로 절연되도록 한다. 즉, 반응가스 분사영역(R)에 플라즈마(200)를 국부적으로 형성하기 위해서 반응가스 분사유닛(130R)에 전원을 선택적으로 인가하기 위함이다. 이를 위해 반응가스 분사유닛(130R)을 세라믹 등의 절연물질을 이용하여 별도로 제작된 절연체(134)에 수납하여 탑리드(112)에 결합할 수도 있다. 절연체(134)는 반응가스 분사유닛(130R)이 탑리드(112), 원료가스 분사유닛(130S) 및 퍼지가스 분사유닛(130P)과 접촉되지 않도록 반응가스 분사유닛(130R)의 가장자리를 둘러싸는 형태로 형성될 수도 있고, 가스도입구(114)와 연통되는 관통구(미도시)가 형성되고 내부에 공간이 형성되어 반응가스 분사유닛(130R)이 수납될 수 있도록 형성될 수도 있다. 절연체(134)는 이외에도 탑리드(112), 원료가스 분사유닛(130S) 및 퍼지가스 분사유닛(130P)과 전기적으로 분리될 수 있는 형태라면 다양한 형태로 형성될 수 있음은 물론이다. 반응가스 분사유닛(130R)와 절연체(134)를 탑리드(112)에 결합하는 경우, 반응가스 분사유닛(130R)과 탑리드(112) 사이에 가스가 확산될 수 있는 공간이 형성될 수 있도록 반응가스 분사유닛(130R)과 절연체(134)를 결합하는 것이 좋다. 또한, 절연체(134)는 반응가스 분사유닛(130R)보다 하부방향, 즉 기판지지부(120) 쪽으로 소정 길이 돌출되도록 형성함으로써 반응가스 분사영역(R)에 형성된 플라즈마(200)가 확산가스 분사영역(D) 및 원료가스 분사영역(S)으로 확산되는 것을 차단할 수도 있다. 이때, 돌출된 절연체(134)의 단부와 기판지지대(120) 사이의 거리는 반응가스 분사영역(R)에 형성되는 플라즈마 쉬스(sheath)의 두께보다 작게 형성되는 것이 좋다.
그리고 플라즈마 발생부(150)는 이렇게 형성된 반응가스 분사유닛(130R)에 전원을 인가하고, 기판지지대에 접지시켜 증착 공간인 반응 공간에 RF를 이용하여 플라즈마를 여기시키는 용량결합플라즈마(CCP;Capacitively Coupled Plasma) 방식으로 구동될 수 있다.
이와 같이 구성된 기판처리장치는 박막을 증착하는 과정에서 가스분사장치를 통해 원료가스(S), 반응가스(R), 퍼지가스(P) 및 확산방지가스를 기판(W) 상부로 지속적으로 공급하고, 잔류가스 및 부산물 등은 배기구(104)를 통해 배기관(140)으로 배출된다.
이하에서는 본 발명의 박막 증착 방법을 실시 예를 통해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 박막 제조방법을 이용하여 박막을 증착하는 과정을 보여주는 순서도이고, 도 4는 가스 분사영역별로 공급되는 가스의 종류를 도식화한 개념도이고, 도 5는 가스 분사영역에 플라즈마가 형성되는 형태를 보여주는 개념도이다.
도 3을 참조하면, 박막 제조과정은 기판을 챔버(100)에 내에 장착하는 과정, 챔버(100) 내부 분위기, 기판 온도를 제어하는 과정 및 박막을 증착하는 과정 및 기판을 챔버(100) 외부로 반출하는 과정을 포함한다.
먼저, 기판(W)을 챔버(100) 내의 기판지지부(120)에 장착한다(S110). 기판(W)은 지지플레이트(122)의 기판안착부(124)에 장착되며, 복수 개의 기판(W)이 장착될 수 있다.
기판(W)이 기판지지부(120)에 장착되면, 챔버(100) 내부를 진공으로 형성하여 챔버(100) 내의 공기를 제거한다. 그리고 가열부를 동작시켜 기판지지부(120)를 가열하여 기판(W)의 온도를 제어한다(S111).
이후, 기판지지부(120)를 회전(S112)시키고, 반응가스 분사유닛(130R)에 전원을 인가하여 반응가스 분사영역(R)에 플라즈마(200)를 형성(S113)한다.
다음, 가스분사장치를 통해 기판지지부(120) 상에 원료가스(S), 반응가스(R) 등의 공정가스와, 퍼지가스(P)를 분사하면서 박막을 증착한다(S114). 이때, 반응가스 분사영역에서는 반응가스 분사유닛과 기판지지부 간의 전위차에 의해 반응가스가 활성종으로 여기되어 플라즈마가 형성된다.
도 4(a)를 참조하면, 원료가스 분사영역(S)에는 박막 구성 원료 물질을 함유하는 원료가스가 분사될 수 있고, 반응가스 분사영역(R)에는 화학적으로 안정한 아르곤 가스 등의 불활성 가스와, 박막의 구성 원료 물질을 포함하는 반응가스가 분사될 수 있으며, 원료가스 분사영역(S)과 반응가스 분사영역(R) 사이의 확산방지가스 분사영역(D)에는 퍼지가스와 아르곤 가스보다 이온화 에너지가 큰 네거티브 그로우 가스인 산소(O2) 또는 질소(N2) 함유가스 등을 포함하는 확산방지가스가 분사될 수 있다. 이때, 확산방지가스 분사영역(D)에는 산소(O2) 또는 질소(N2) 함유가스와 함께 아르곤 가스를 분사할 수도 있다.
도 4(b)를 참조하면, 반응가스 분사영역(R)과 원료가스 분사영역(S) 사이의 확산방지가스 분사영역을 보조 확산방지가스 분사영역(D)과 퍼지가스 분사영역(P)으로 분리할 수도 있다. 이 경우 앞에서 설명한 바와 같이 퍼지가스 분사유닛을 확산방지가스 분사유닛과 퍼지가스 분사유닛으로 분리 구성하고 각각의 가스 분사유닛을 통해 확산방지가스와 퍼지가스를 독립적으로 분사할 수도 있다. 이때, 확산방지가스 분사영역(D)은 반응가스 분사영역(R) 주변, 반응가스 분사영역(R) 양쪽에 배치되도록 한다.
예컨대 산화막(SiO2)을 증착하는 경우, 원료가스는 비스다이에틸아미노실란(Bis(diethylamino) Silane, BDEAS), 다이이소프로필아미노실란(Diisopropylamino silane, DIPAS) 및 비스에틸메틸아미노실란(Bis(ethylmethylamino) Silane, BEMAS) 등과 같은 아민 계열의 가스가 사용되고, 반응가스로는 산소(O2)가 사용될 수 있다. 또한, 질화막(SiN)을 증착하는 경우에는 원료가스로 헥사클로로다이실란(Hexaclorodisilane, HCDS) 및 디클로로실란(Diclorodisilane, DCS) 등과 같은 할로겐화합물을 함유하는 가스가 사용될 수 있고, 반응가스로는 암모늄(NH3)이 사용될 수 있다. 이때, 반응가스에는 아르곤 가스가 함유되어 아르곤 가스의 유량에 따라 반응가스 분사영역(R)에서의 플라즈마 밀도가 조절될 수 있다. 그리고 퍼지가스는 아르곤 가스가 사용될 수 있고, 확산방지가스는 아르곤 가스보다 이온화 에너지가 큰 가스를 포함하는 가스가 사용될 수 있다. 또한, 필요에 따라 확산방지가스에는 아르곤 가스가 포함될 수도 있다. 이때, 확산방지가스에 포함되는 아르곤 가스의 양은 반응가스에 포함되는 아르곤 가스의 양보다 적게 포함되는 것이 좋다. 여기에서 확산방지가스에 포함되는 아르곤 가스의 양이 반응가스에 포함되는 아르곤 가스의 양보다 많은 경우에는 확산방지가스 분사영역(D)에 공급되는 아르곤 가스가 이온화되어 반응가스 분사영역(R)으로부터 확산된 플라즈마에 의해 2차 방전을 일으킴으로써 가스 분사영역 전체에 걸쳐 플라즈마가 확산될 수 있기 때문이다.
이러한 확산방지가스는 산소(O), 질소(N) 함유 가스 등과 같이 중성종 상태에서 원료가스와 반응을 일으키지 않고, 아르곤 가스보다 이온화 에너지가 큰 가스가 사용될 수 있는데, 증착하는 박막의 종류에 따라 다양한 종류의 가스가 사용될 수 있다. 예컨대 산화막(SiO2)을 증착하는 경우에는 확산방지가스로 산소(O2)가 사용될 수 있고, 질화막(SiN)을 증착하는 경우에는 질소(N2)가 사용될 수 있다. 이와 같은 확산방지가스는 아르곤 가스에 비해 큰 이온화 에너지를 갖고 있기 때문에 반응가스가 여기되면서 발생하는 전자에 의해 쉽게 이온화되지 않고 중성종 상태를 유지할 수 있다. 따라서 도 5에 도시된 바와 같이 확산방지가스 분사영역(D)으로 공급되는 확산방지가스가 반응가스 분사영역(R)에 국부적으로 형성된 플라즈마(200)를 고립시키는 역할을 함으로써 반응가스 분사영역(R)에 플라즈마(200)를 선택적으로 형성할 수 있다.
이에 따라 기판(W) 상에 원하지 않는 박막이 형성되는 것을 방지할 수 있는 동시에, 반응가스 분사영역(R)에서 플라즈마 밀도를 일정하게 유지하면서 박막을 형성할 수 있기 때문에 고품질의 박막을 증착할 수 있다.
이와 같은 방법으로 박막이 증착되는 동안 기판 상에 증착된 박막 두께를 측정하여 박막이 원하는 두께로 증착되었는지 여부를 확인(S115)하여, 박막이 원하는 두께로 증착될 때까지 S112 내지 S115까지의 과정을 반복하여 원하는 두께의 박막을 증착한다.
이후 박막이 원하는 두께로 증착되면 가스분사 및 기판지지부(120)의 회전을 정지시키고 기판(W)을 챔버(100) 외부로 반출(S116)한다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 챔버 102 : 공간부
104 : 배기구 106 : 관통공
110 : 본체 112 : 탑리드
114 : 가스도입구 120 : 기판지지부
121 : 회전축 122 : 지지플레이트
124 : 기판안착부 130C : 중앙가스 분사유닛
130S : 원료가스 분사유닛 130R : 반응가스 분사유닛
130P : 퍼지가스 분사유닛 132C :가스분사공
132S : 원료가스 분사공 132R : 반응가스 분사공
132P : 퍼지가스 분사공 134 : 절연체

Claims (28)

  1. 복수의 기판 상에 박막을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 기판을 챔버 내부의 기판지지부에 안착시키고, 상기 기판지지부를 회전시키는 과정; 및
    상기 기판지지부의 상부에 구비되는 가스분사장치를 통해 상기 기판 상에 원료가스를 분사하는 원료가스 분사영역과 반응가스를 분사하는 반응가스 분사영역 각각에 원료가스와 반응가스를 공급하여 상기 복수의 기판 상에 박막을 증착하는 과정;을 포함하고,
    상기 박막을 증착하는 과정에서 상기 반응가스 분사영역에 플라즈마를 형성하고,
    상기 반응가스 분사영역에 형성된 플라즈마의 확산을 방지하기 위하여 상기 원료가스 분사영역과 상기 반응가스 분사영역 사이에 확산방지가스를 분사하는 박막 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 확산방지가스가 분사되는 확산방지가스 분사영역과 상기 원료가스 분사영역 사이에 상기 확산방지가스와 상기 원료가스의 혼합을 방지하기 위한 퍼지가스를 분사하는 박막 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 퍼지가스는 아르곤 가스를 포함하는 박막 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 확산방지가스는 네거티브 그로우 가스인 박막 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 확산방지가스는 O2 가스 또는 N2 가스를 포함하는 박막 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 확산방지가스는 아르곤 가스를 더 포함하는 박막 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 원료가스는 아민 계열을 함유하는 가스를 포함하는 가스인 박막 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 원료가스는 비스다이에틸아미노실란(Bis(diethylamino) Silane, BDEAS), 다이이소프로필아미노실란(Diisopropylamino silane, DIPAS) 및 비스에틸메틸아미노실란(Bis(ethylmethylamino) Silane, BEMAS) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 박막 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 원료가스는 할로겐화합물을 함유하는 가스를 포함하는 박막 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 원료가스는 헥사클로로다이실란(Hexaclorodisilane, HCDS) 및 디클로로실란(Diclorodisilane, DCS) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 박막 제조방법.
  11. 내부 공간이 형성된 챔버;
    상기 챔버의 내부에 회전 가능하게 설치되어 복수의 기판을 지지하는 기판지지부;
    상기 챔버의 상부에 구비되며, 적어도 하나의 가스도입구가 형성된 탑리드;
    상기 기판지지부 상부에 구비되어 상기 기판으로 가스를 분사하는 가스분사장치; 및
    상기 가스분사장치와 상기 기판지지부 사이에 형성되는 가스분사영역의 일부에 플라즈마를 형성하는 플라즈마 발생부;를 포함하며,
    상기 가스분사장치와 상기 기판지지부 사이에는 원료가스가 분사되는 원료가스 분사영역과 반응가스가 분사되는 반응가스 분사영역이 형성되고,
    상기 플라즈마 발생부는 상기 반응가스 분사영역에 플라즈마를 형성하며,
    상기 원료가스 분사영역과 상기 반응가스 분사영역 사이에 상기 반응가스 분사영역에 형성되는 플라즈마의 확산을 방지하는 확산방지가스가 분사되는 확산방지가스 분사영역이 형성되는 기판 처리 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 확산방지가스 분사영역과 상기 원료가스 분사영역 사이에는 상기 확산방지가스와 원료가스의 혼합을 방지하기 위한 퍼지가스가 분사되는 퍼지가스 분사영역이 형성되는 기판 처리 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 가스분사장치의 중심부와 상기 기판지지부 사이에 중앙 가스분사영역이 형성되는 기판 처리 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 중앙가스 분사영역에는 상기 확산방지가스 분사영역과 동일한 가스가 분사되는 기판 처리 장치.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 가스분사장치는 상기 기판지지부 상부에 방사상으로 가스를 분사하는 복수의 가스분사유닛을 포함하며,
    상기 복수의 가스분사유닛은 원료가스를 분사하는 원료가스 분사유닛, 반응가스를 분사하는 반응가스 분사유닛 및 확산방지가스를 분사하는 확산방지가스 분사유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 복수의 가스분사유닛은 상기 원료가스 분사유닛과 상기 확산방지가스 분사유닛 사이에 퍼지가스 분사유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 플라즈마 발생부는 상기 반응가스 분사유닛과 상기 기판지지부 사이에 RF가 인가되어 플라즈마를 발생시키는 기판 처리 장치.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 가스분사장치는 상기 기판지지부 상부에 방사상으로 가스를 분사하는 복수의 가스분사유닛을 포함하며,
    상기 복수의 가스분사유닛은 원료가스를 분사하는 원료가스 분사유닛과, 반응가스를 분사하는 반응가스 분사유닛과, 확산방지가스를 분사하는 확산방지가스 분사유닛 및 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 가스분사장치는 상기 중앙가스 분사영역에 확산방지가스를 분사하는 중앙가스 분사유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 플라즈마 발생부는 상기 반응가스 분사유닛과 상기 기판지지부 사이에 RF가 인가되어 상기 반응가스 분사영역에 플라즈마를 발생시키는 기판 처리 장치.
  21. 청구항 12에 있어서,
    상기 퍼지가스 분사영역에는 아르곤 가스가 분사되는 기판 처리 장치.
  22. 청구항 13에 있어서,
    상기 확산방지가스 분사영역에는 네거티브 그로우 가스가 분사되는 기판 처리 장치.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 확산방지가스 분사영역에는 O2 가스 또는 N2 가스가 분사되는 기판 처리 장치.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 확산방지가스 분사영역에는 아르곤 가스가 분사되는 기판 처리 장치.
  25. 청구항 11에 있어서,
    상기 원료가스 분사영역에는 아민 계열을 함유하는 가스가 분사되는 기판 처리 장치.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 원료가스 분사영역에는 비스다이에틸아미노실란(Bis(diethylamino) Silane, BDEAS), 다이이소프로필아미노실란(Diisopropylamino silane, DIPAS) 및 비스에틸메틸아미노실란(Bis(ethylmethylamino) Silane, BEMAS) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가스가 분사되는 기판 처리 장치.
  27. 청구항 11에 있어서,
    상기 원료가스 분사영역에는 할로겐화합물을 함유하는 가스가 분사되는 기판 처리 장치.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 원료가스 분사영역에는 헥사클로로다이실란(Hexaclorodisilane, HCDS) 및 디클로로실란(Diclorodisilane, DCS) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가스가 분사되는 기판 처리 장치.
KR1020120063304A 2012-06-13 2012-06-13 박막 제조방법 및 기판 처리 장치 KR101835755B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120063304A KR101835755B1 (ko) 2012-06-13 2012-06-13 박막 제조방법 및 기판 처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120063304A KR101835755B1 (ko) 2012-06-13 2012-06-13 박막 제조방법 및 기판 처리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130139651A true KR20130139651A (ko) 2013-12-23
KR101835755B1 KR101835755B1 (ko) 2018-04-19

Family

ID=49984785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120063304A KR101835755B1 (ko) 2012-06-13 2012-06-13 박막 제조방법 및 기판 처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101835755B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160030434A (ko) * 2014-09-10 2016-03-18 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 카트리지 헤드, 가스 공급 유닛 및 기록 매체
KR20160069138A (ko) * 2014-12-08 2016-06-16 주성엔지니어링(주) 기판 처리방법
WO2016118573A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition of films using spatially separated injector chamber
WO2016205510A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Applied Materials, Inc. Injector for batch processing and methods of use
KR20210043732A (ko) * 2018-09-14 2021-04-21 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 다수의 전구체들의 균일한 전달을 위한 분할형 샤워헤드

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101095687B1 (ko) 2010-10-25 2011-12-20 주식회사 케이씨텍 8분기 구조를 갖는 원자층 증착 장치

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160030434A (ko) * 2014-09-10 2016-03-18 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 카트리지 헤드, 가스 공급 유닛 및 기록 매체
KR20160069138A (ko) * 2014-12-08 2016-06-16 주성엔지니어링(주) 기판 처리방법
WO2016093564A1 (ko) * 2014-12-08 2016-06-16 주성엔지니어링(주) 기판 처리방법
US10373821B2 (en) 2014-12-08 2019-08-06 Jusung Engineering Co., Ltd. Substrate processing method
WO2016118573A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition of films using spatially separated injector chamber
US9698009B2 (en) 2015-01-22 2017-07-04 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition of films using spatially separated injector chamber
WO2016205510A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Applied Materials, Inc. Injector for batch processing and methods of use
US11261525B2 (en) 2015-06-19 2022-03-01 Applied Materials, Inc. Injector for batch processing and methods of use
US11530480B2 (en) 2015-06-19 2022-12-20 Applied Materials, Inc. Injector for batch processing and methods of use
KR20210043732A (ko) * 2018-09-14 2021-04-21 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 다수의 전구체들의 균일한 전달을 위한 분할형 샤워헤드
US11834743B2 (en) 2018-09-14 2023-12-05 Applied Materials, Inc. Segmented showerhead for uniform delivery of multiple precursors

Also Published As

Publication number Publication date
KR101835755B1 (ko) 2018-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10867786B2 (en) Substrate processing method
US7392759B2 (en) Remote plasma apparatus for processing substrate with two types of gases
KR100936694B1 (ko) 플라즈마 발생부를 구비하는 원자층 증착 장치
KR101610773B1 (ko) 박막 형성 방법 및 이의 제조 장치
US10900121B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device and apparatus of manufacturing semiconductor device
US20110039026A1 (en) Film deposition apparatus, film deposition method, and computer readable storage medium
KR101561013B1 (ko) 기판처리장치
US20140220260A1 (en) Substrate processing apparatus and method of depositing a film
US20100099271A1 (en) Method for improving process control and film conformality of pecvd film
KR20170092462A (ko) 성막 방법
KR20110074713A (ko) 플라즈마 처리 장치
TWI721227B (zh) 成膜裝置及成膜方法
KR101835755B1 (ko) 박막 제조방법 및 기판 처리 장치
KR102014877B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US20190284691A1 (en) Film forming method and film forming apparatus
KR20170022459A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN102776491B (zh) 成膜装置和成膜方法
US6664202B2 (en) Mixed frequency high temperature nitride CVD process
US11118264B2 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
KR101929481B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20190065934A (ko) 실리콘 질화막의 성막 방법 및 성막 장치
KR102046391B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US20200354832A1 (en) Substrate processing apparatus
KR20210132890A (ko) 기판처리장치
KR102567720B1 (ko) 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right