CN104380435B - 基板加工装置及基板加工方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种加工基板的装置和方法，其中，所述装置包括：加工腔室；用于支撑至少一个基板的基板支撑体，其中，所述基板支撑体设置在所述加工腔室中，并朝预定方向旋转；与所述基板支撑体相对的腔室盖，所述腔室盖用于覆盖所述加工腔室；以及具有用于将气体分配给所述基板的多个气体分配模块的气体分配器，其中，每个所述气体分配模块连接到所述腔室盖，其中，每个所述气体分配模块包括彼此相对的电源电极和接地电极，在所述电源电极和所述接地电极之间形成等离子体放电空间，并且所述等离子体放电空间与由所述基板支撑体支撑的所述基板的薄膜形成区域不重叠。

Description

基板加工装置及基板加工方法
技术领域
本发明涉及一种基板加工装置，更具体地，涉及一种加工基板的装置和方法，其可有助于改善沉积在基板上的薄膜的沉积均匀性。
背景技术
通常，为了制造太阳能电池、半导体器件和平板显示器件，需要在基板的表面上形成预定的薄膜层、薄膜电路图案或者光学图案。因此，需要实施半导体制造工艺，例如，将预定材料的薄膜沉积在基板上的薄膜沉积工艺、通过使用光敏材料选择性地曝光薄膜的光工艺，以及通过选择性地移除薄膜的被曝光部分来形成图案的蚀刻工艺。
该半导体制造工艺在被设计成适合最佳环境的基板加工装置的内部进行。近来，利用等离子体的基板加工装置通常被用于进行沉积或蚀刻工艺。
这种使用等离子体的半导体制造工艺可以是用于形成薄膜的PEVCD(等离子体增强化学气相沉积)装置，或者是用于蚀刻并图案化薄膜的等离子体蚀刻装置。
图1示出了根据现有技术的基板加工装置。
参见图1，根据现有技术的基板加工装置可以包括腔室10、电源电极20、承托器30，和气体分配构件40。
腔室10为基板加工提供了反应空间。在这种情况下，腔室10的底表面的预定部分与用于排放来自反应空间的气体的排气管12连通。
电源电极20设置在腔室10上，以便密封该反应空间。
电源电极20的一侧通过匹配部件22与RF(射频)电源24电连接。射频电源24产生射频功率，并将产生的射频功率供应给电源电极20。
此外，电源电极20的中心部分与为基板加工提供来源气的气体供应管26连通。
匹配部件22被连接在电源电极20与射频电源24之间，以使得负载阻抗与射频功率的电源阻抗匹配，所述射频功率从射频电源24供应到电源电极20。
承托器30设置在腔室10的内部，并且承托器30支撑从外部载入的多个基板W。承托器30对应于与电源电极20相反的相反电极，并且承托器30通过用于升降承托器30的升降轴32来电气接地。
升降轴32通过升降装置(未示出)上下移动。在这种情况下，升降轴32被用于密封升降轴32和腔室10的底表面的波纹管34包围。
气体分配构件40设置在电源电极20的下方，其中，气体分配构件40面对基板30。在这种情况下，在气体分配构件40和电源电极20之间形成气体扩散空间42。由穿透电源电极20的气体供应管26提供的来源气在气体扩散空间42的内部扩散。气体分配构件40通过与气体扩散空间42相通的多个气体分配孔44将来源气均匀地分配到反应空间的整个区域中。
在根据现有技术的基板加工装置的情况下，在将基板(W)装载到承托器30上之后，预定的来源气被分配到腔室10的反应空间中，并且将射频功率提供给电源电极20，以便在反应空间中形成等离子体，从而在基板(W)上形成预定的薄膜。
然而，在根据现有技术的基板加工装置的情况下，用于分配来源气的空间与用于形成等离子体的空间相同。因此，等离子体放电在基板(W)上进行，基板(W)可能因等离子体放电而受到损害，从而使得在基板(W)上的薄膜的质量下降。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面是提供一种加工基板的装置和方法，其有助于防止等离子体放电被转移到基板上，从而防止所述基板被等离子体放电损害，并且防止沉积在基板上的薄膜的质量下降。
技术方案
为了获得这些优点和其他优点以及根据本发明的目的，提供一种基板加工装置，该基板加工装置包括：加工腔室；用于支撑至少一个基板的基板支撑体，其中，所述基板支撑体设置在所述加工腔室中，并且所述基板支撑体朝预定方向旋转；与所述基板支撑体相对的腔室盖，所述腔室盖用于覆盖所述加工腔室的上侧；以及具有用于将气体分配给所述基板的多个气体分配模块的气体分配器，其中所述多个气体分配模块连接到所述腔室盖，其中每个所述气体分配模块包括彼此相对的电源电极和接地电极，等离子体放电空间形成在所述电源电极和所述接地电极之间，并且等离子体放电空间与由所述基板支撑体支撑的基板的薄膜形成区域不重叠。
在本发明的另一方面中，一种基板加工装置包括：加工腔室；用于支撑至少一个基板的基板支撑体，其中，所述基板支撑体设置在所述加工腔室中，并且所述基板支撑体朝预定方向旋转；与基板支撑体相对的腔室盖，所述腔室盖用来覆盖所述加工腔室的上侧；以及气体分配器，所述气体分配器具有用于将气体分配给所述基板的多个气体分配模块，其中，所述多个气体分配模块连接到所述腔室盖，其中，每个所述气体分配模块包括彼此相对的电源电极和接地电极，等离子体放电空间形成在电源电极和接地电极之间，其中，所述基板支撑体与预定的升降装置连接，当通过使用升降装置使得基板支撑体向下移动时，所述等离子体放电空间与由基板支撑体支撑的基板的薄膜形成区域不重叠，而当通过使用升降装置使得所述基板支撑体向上移动时，所述等离子体放电空间与由所述基板支撑体支撑的基板的薄膜形成区域重叠。
在本发明的另一方面中，提供一种基板加工方法，所述基板加工方法包括：在加工腔室中安装多个气体分配模块，并且将至少一个基板装载到基板支撑体上；旋转所述基板支撑体；以及将来自多个气体分配模块中的至少一个气体分配模块的气体分配给所述基板，并且产生等离子体放电，其中，每个气体分配模块包括彼此相对的电源电极和接地电极，等离子体放电空间形成在所述电源电极与所述接地电极之间，并且所述等离子体放电空间与由所述基板支撑体支撑的基板的薄膜形成区域不重叠。
在本发明的另一方面中，提供一种基板加工方法，所述基板加工方法包括：在加工腔室中安装多个气体分配模块，并且将至少一个基板装载到基板支撑体上；旋转所述基板支撑体；将来自多个气体分配模块中的至少一个气体分配模块的气体分配给所述基板，并且产生第一等离子体放电；以及将来自所述多个气体分配模块中的至少一个气体分配模块的第二气体分配给所述基板，并且产生第二等离子体放电；其中，在等离子体放电空间与装载到所述基板支撑体上的基板的薄膜形成区域重叠的条件下进行所述第一等离子体放电，而其中在等离子体放电空间与装载到所述基板支撑体上的基板的薄膜形成区域不重叠的条件下进行所述第二等离子体放电。
在本发明的另一方面中，提供一种基板加工装置，所述基板加工装置包括：加工腔室；用于支撑至少一个基板的基板支撑体，其中所述基板支撑体设置在加工腔室中，所述基板支撑体朝预定方向旋转，所述基板支撑体的旋转速度是可变的；与所述基板支撑体相对的腔室盖，所述腔室盖用于覆盖所述加工腔室的上侧；以及气体分配器，所述气体分配器具有用于将气体分配给所述基板的多个气体分配模块，其中，所述多个气体分配模块连接到所述腔室盖，其中，每个所述气体分配模块设置有用于分配第一气体的第一气体分配空间和用于分配第二气体的第二气体分配空间，所述第一气体分配空间和所述第二气体分配空间在空间上彼此分离，其中，所述基板支撑体与预定的升降装置连接，并通过使用升降装置上下移动，以便改变所述气体分配模块与所述基板支撑体之间的间距。
在本发明的另外一方面中，提供一种基板加工方法，所述基板加工方法包括：在加工腔室中安装多个气体分配模块，并且将至少一个基板装载到基板支撑体上；确定所述气体分配模块和所述基板支撑体之间的间距，并且通过移动所述基板支撑体来调整所述间距；确定所述基板支撑体的旋转速度，并且根据所述旋转速度来旋转所述基板支撑体；以及通过将来自多个气体分配模块中的至少一个气体分配模块的气体分配给所述基板来进行薄膜形成工艺以形成薄膜层，其中，每个气体分配模块设置有用于分配第一气体的第一气体分配空间，以及用于分配第二气体的第二气体分配空间，所述第一气体分配空间和所述第二气体分配空间在空间上彼此分离，并且在薄膜形成工艺期间，通过所述第一气体和所述第二气体来形成所述薄膜层。
有益效果
根据上述结构，具有如下效果。
与现有技术中等离子体放电空间形成在电源电极与基板之间区域的结构不同，本发明中等离子体放电空间形成在彼此相对的电源电极与接地电极之间。因此，等离子体放电空间与由基板支撑部120支撑的基板上的薄膜形成区域不重叠，从而能够解决因等离子体放电导致基板损坏以及沉积于基板上的膜质变差的问题。
附图说明
图1示出根据现有技术的基板加工装置；
图2示出根据本发明的一个实施例的基板加工装置；
图3示出根据本发明的一个实施例的布置在基板支撑体上的多个气体分配模块的概念图；
图4示出根据本发明的一个实施例的布置在基板上的气体分配模块的横截面图；
图5示出根据本发明另一实施例的布置在基板上的气体分配模块的横截面图；
图6示出根据本发明另一实施例的布置在基板上的气体分配模块的横截面图；
图7示出根据本发明另一实施例的气体分配模块的横截面图；
图8示出根据本发明另一实施例的气体分配模块的横截面图；
图9示出根据本发明另一实施例的气体分配模块的横截面图；
图10示出根据本发明另一实施例的基板加工装置；
图11和图12示出利用图10所示的基板加工装置的基板加工方法的流程图；以及
图13是示出根据本发明另一实施例的气体分配模块的横截面图。
具体实施方式
以下，将参照附图对本发明的实施例进行详细描述。
图2示出根据本发明的一个实施例的基板加工装置。图3示出根据本发明的一个实施例的布置在基板支撑体上的多个气体分配模块的概念图。图4是根据本发明的一个实施例的布置在基板(W)上的气体分配模块的横截面图。
参照图2至图4，根据本发明的一个实施例的基板加工装置可以包括加工腔室110、腔室盖115、基板支撑体120，以及气体分配器130。
加工腔室110为基板加工提供反应空间，例如，薄膜沉积工艺。加工腔室110的底表面和/或侧表面可以与用于排放来自反应空间的气体的排气管(未示出)相通。
腔室盖115设置在加工腔室110上，也就是说，腔室盖115覆盖加工腔室110，其中，腔室盖115电接地。腔室盖115支撑气体分配器130，其中，腔室盖115包括多个模块接收器115a、115b、115c和115d以将基板支撑体120的上侧划分成多个空间。所述多个模块接收器115a、115b、115c和115d在腔室盖115中设置成径向图案，也就是说，相对于腔室盖115的中心点，多个模块接收器115a、115b、115c和115d可以设置成相互间隔90°。
加工腔室110和腔室盖115可以形成为多边形结构，例如，如附图所示的六边形结构，或者可以形成为圆形的或者椭圆形的结构。
在图2中，腔室盖115包括四个模块接收器115a、115b、115c和115d，但并不限于这个数。例如，腔室盖115可能包括2N(“N”是大于0的整数)个模块接收器，这些模块接收器相对于腔室盖115的中心点对称地设置，但是并非一定如此。腔室盖115可以包括奇数个模块接收器。以下，假设腔室盖115包括第一至第四模块接收器115a、115b、115c和115d。
由上述腔室盖115密封的加工腔室115的反应空间通过设置在腔室盖115中的泵管117连接到外部泵构件(未示出)。
通过设置在腔室盖115中心的泵孔115e，使得泵管117与加工腔室110中的反应空间相通。因此，通过使用泵管117并按照泵构件的泵操作，加工腔室115的内部可以是真空状态或者大气状态。在这种情况下，反应空间的排气过程可以使用利用泵管117和泵孔115e的上侧中央排气方法，但是并不限于此种方法。也可以省略泵管117和泵孔115e。
基板支撑体120可旋转地设置在加工腔室110的内部，其中，基板支撑体120可以电浮置或者接地。基板支撑体120被穿过加工腔室110的底表面的中心部分的旋转轴(未示出)支撑。通过将轴驱动部件(未示出)驱动来旋转该旋转轴，使得基板支撑体120朝着预定的方向(例如，逆时针方向)旋转。暴露在加工腔室100的底表面外部的旋转轴被设置在加工腔室110的底表面的波纹管(未示出)密封。
基板支撑体120支撑通过外部基板装载装置(未示出)装载的至少一个基板(W)。所述基板支撑体120可以形成为圆板形状。基板支撑体120可以支撑所述多个基板(W)，例如，半导体基板或者晶片。优选地，该多个基板(W)可以以固定的间距并以圆形的图案布置在基板支撑体120上来提高产量。
气体分配器130包括第一至第四气体分配模块130a、130b、130c和130d，该第一至第四气体分配模块相对于基板支撑体120的中央部分在空间上彼此分离，并且分别被插入到第一至第四模块接收器115a、115b、115c和115d。第一至第四气体分配模块130a、130b、130c和130d分别将第一气体(G1)和第二气体(G2)分配到基板支撑体120的气体分配区域。相应地，分别从第一至第四气体分配模块130a、130b、130c、130d分配的第一气体(G1)和第二气体(G2)在装载到基板支撑体120上的基板(W)上反应，从而在基板(W)上形成薄膜层。
第一气体(G1)通过等离子体放电来激活，并且被激活的第一气体被分配到基板(W)上。第一气体(G1)可以是将在后面说明的反应气(RG)，其通过与来源气(SG)反应来形成薄膜层。例如，反应气(RG)可以是选自氮气(N2)、氧气(O2)、二氧化氮(NO2)和臭氧(O3)中的至少一种气体。
第二气体(G2)可以是包括要沉积在基板(W)上的薄膜材料的来源气(SG)。第二气体(G2)，来源气可以包含硅(Si)、钛族元素(Ti、Zr、Hf等)，或者铝(Al)的薄膜材料。例如，包含薄膜材料硅(Si)的来源气可以是选自TEOS(正硅酸乙脂)、DCS(二氯硅烷)、HCD(六氯硅烷)、TriDMAS(三(二甲基氨基硅烷))、TSA(三甲硅烷基胺(Trisilylamine))、SiH2Cl2、SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10和Si5H12的气体。
每个第一至第四气体分配模块130a、130b、130c和130d可以包括接地电极框架210、气孔图案部件230、绝缘部件240和电源电极250。
接地电极框架210可以设置有用于分配第一气体(G1)的第一气体分配空间(S1)，以及用于分配第二气体(G2)的第二气体分配空间(S2)。接地电极框架210插入到腔室盖115中的每个模块接收器115a、115b、115c和115d中，并通过腔室盖115电接地。为此，接地电极框架210可以包括上板210a、接地侧壁210b，以及接地阻挡部件210c。
上板210a形成为矩形形状，并与相应的模块接收器115a、115b、115c和115d连接。在上板210中，有绝缘部件支撑孔212、第一气体供应孔214，和第二气体供应孔216。
绝缘部件支撑孔212穿透上板210a，使得绝缘部件支撑孔212与第一气体分配空间(S1)相通。绝缘部件支撑孔212形成为具有矩形形状的平面。
第一气体供应孔214穿透上板210a，使得第一气体供应孔214与第一气体分配空间(S1)相通。由于第一气体供应孔214通过气体供应管(未示出)与外部提供的第一气体供应构件(未示出)连接，第一气体供应孔214被供应以第一气体(G1)，也就是说，从第一气体供应构件(未示出)通过气体供应管(未示出)的反应气(RG)。多个第一气体供应孔214可以形成在绝缘部件支撑孔212的两侧，其中，多个第一气体供应孔214可以以固定的间距设置，并与第一气体分配空间(S1)相通。供应到第一气体供应孔214的第一气体(G1)被供应到第一气体分配空间(S1)，所述第一气体(G1)被在第一气体分配空间(S1)内进行的等离子体放电所激活，然后，第一气体在第一压力下朝向基板(W)向下分配。为此，第一气体分配空间(S1)的下表面作为具有完全开放的形状的第一气体分配部分231，使得无需额外的气体分配孔图案，第一气体(G1)向下分配。
第二气体供应孔216穿透上板210a，使得第二气体供应孔216与第二气体分配空间(S2)相通。由于第二气体供应孔216通过气体供应管(未示出)与外部提供的第二气体供应构件(未示出)连接，第二气体供应孔216被供应以第二气体(G2)，也就是，从第二气体供应构件(未示出)通过气体供应管(未示出)的来源气(SG)。多个第二气体供应孔216可以在上板210a中以固定的间距设置，并且可以与第二气体分配空间(S2)相通。
具有预定高度的多个接地侧壁210b中的每一个从上板210a的长边和短边的下表面垂直地突出，从而在上板210a的下侧制备矩形形状的开孔。每个接地侧壁210b通过腔室盖115电接地，因此，每个接地侧壁210b起着接地电极的作用。
具有预定高度的接地阻挡部件210c从上板210a的中心部分的下表面垂直地突出，其中，接地阻挡部件210c被布置为与接地侧壁210b的长边平行。第一气体分配空间(S1)和第二气体分配空间(S2)通过使用接地阻挡部件210c而彼此分离。接地阻挡部件210c可以与接地电极框架210形成为一体，或者可以与接地电极框架210电连接并且通过接地电极框架210电接地，因此，接地阻挡部件210c可以起到接地电极的作用。
在以上的描述中，接地电极框架210包括上板210a、接地侧壁210b，和接地阻挡部件210c，但并不限于此种结构。例如，在接地电极框架210中所包含的上板210a、接地侧壁210b，和接地阻挡部件210c可以形成为一体。
同时，也可以改变在接地电极框架210中的第一和第二气体分配空间(S1、S2)的位置。也就是说，第一和第二气体分配空间(S1、S2)的位置可以被定位成，将通过基板支撑体120的旋转来旋转的基板(W)首先暴露于第二气体(G2)中，然后，暴露于第一气体(G1)中，或者可以被定位成将通过基板支撑体120的旋转来旋转的基板(W)首先暴露于第一气体(G1)中，然后，暴露于第二气体(G2)中。
气孔图案部件230设置在第二气体分配空间(S2)中，其中，气孔图案部件230防止第一气体(G1)扩散、回流或者渗入到第二气体分配空间(S2)，第一气体(G1)从第一气体分配空间(S1)分配出来，第一气体分配空间(S1)邻近第二气体分配空间(S2)，同时接地阻挡部件210c设置在第一和第二气体分配空间(S1、S2)之间。也就是说，如果第一气体(G1)扩散、回流或者渗入到第二气体分配空间(S2)中，第一气体(G1)可能与在第二气体分配空间(S2)内的第二气体(G2)反应，从而薄膜可能在第二气体分配空间(S2)的内侧壁上沉积，或者粉末材料的薄膜可能在第二气体分配空间(S2)的内侧壁上形成，从而微粒可以下落到基板(W)上。因此，气孔图案部件230防止薄膜在第二气体分配空间(S2)的内侧壁上沉积，或者防止粉末材料的薄膜在第二气体分配空间(S2)的内侧壁上形成。
气孔图案部件230可以与各接地侧壁210b和接地阻挡部件210c的下表面形成为一体以用于制备第二气体分配空间(S2)，以便覆盖第二气体分配空间(S2)的下表面，或者可以形成在非极性绝缘材料的绝缘板(或喷头)中并与第二气体分配空间(S2)的下表面连接。相应地，在接地电极框架210的上板210a和气孔图案部件230之间的第二气体分配空间(S2)中制备预定的气体扩散空间或者气体缓冲空间。
气孔图案部件230可以包括多个第二气体分配部分232以朝向基板(W)向下分配第二气体(G2)，第二气体(G2)通过第二气体供应孔216被供应到第二气体分配空间(S2)。
多个第二分配部分232形成为孔图案形状，以与第二气体分配空间(S2)(第二气体(G2)在其中扩散)相通。因此，第二气体(G2)在第二压力下朝向基板(W)向下分配，其中，第二气体(G2)的第二压力高于第一气体(G1)的分配压力。气孔图案部件230提高被分配到基板(W)上的第二气体(G2)的分配压力，从而防止被分配到第一气体分配空间(S1)的第一气体(G1)扩散、回流或者渗入到第二气体分配空间(S2)中。
此外，气孔图案部件230通过第二气体分配部分232向下分配第二气体(G2)，并且气孔图案部件230形成为具有孔的板形状，以便延缓或者减慢第二气体(G2)的流动，从而减少第二气体(G2)的气体消耗。另外，可以通过改变气体分配部分232的孔图案的形状来调整气体的流量，从而提高利用第二气体(G2)的效率。
绝缘部件240由绝缘材料组成。绝缘部件240被插入到绝缘部件支撑孔212中，并通过使用啮合部件(未示出)连接到接地电极框架210的上表面。绝缘部件240可以包括与第一气体分配空间(S1)相通的电极插入孔。
电源电极250由导电材料组成。穿透电极插入孔的电源电极250突出于接地电极框架210的下表面，从而将具有预定高度的电源电极250设置在第一气体分配空间(S1)中。在这种情况下，电源电极250的突出高度与起着接地电极作用的接地电极框架210的接地侧壁210b以及接地阻挡部件210c的突出高度相同。
通过使用馈电电缆将电源电极250和等离子体功率供应器140电连接，从而根据由等离子体功率供应器140供应的等离子体功率在第一气体分配空间(S1)中产生等离子体放电。也就是说，在起着接地电极作用的每个接地侧壁210b和接地阻挡部件210c，与被供应以等离子体功率的电源电极250之间产生等离子体放电，从而激活供应到第一气体分配空间(S1)的第一气体(G1)。
等离子体功率供应器140产生具有预定频率的等离子体功率，并通过馈电电缆将等离子体功率一起或分别地供应到第一至第四气体分配模块130a、130b、130c和130d中。在这种情况下，给等离子体功率供应高频(HF)功率或者甚高频(VHF)功率。例如，高频功率的频率范围在3MHz～30MHz，而甚高频功率的频率范围在30MHz～300MHz。
同时，馈电电缆与阻抗匹配电路(未示出)连接。阻抗匹配电路将负载阻抗，与从等离子体功率供应器140中供应到第一至第四气体分配模块130a、130b、130c和130d中的等离子体功率的电源阻抗匹配。阻抗匹配电路可以包含至少两个阻抗元件(未示出)，所述阻抗元件由可变电容器和可变电感器中的至少一种形成。
根据被供应到电源电极250中的等离子体功率，上述第一至第四气体分配模块130a、130b、130c和130d分别在第一气体分配空间(S1)中产生等离子体放电，通过等离子体放电来激活第一气体分配空间(S1)中的第一气体(G1)，并且向下分配被激活的第一气体(G1)。同时，各个第一至第四气体分配模块130a、130b、130c和130d通过气孔图案部件230在预定的压力下向下分配第二气体分配空间(S2)中的第二气体(G2)。
如上所述，与现有技术不同的是，本发明的等离子体放电空间不在电源电极和基板之间形成，而是形成在彼此相对的电源电极和接地电极之间。根据本发明，由于等离子体放电空间与被基板支撑体120支撑的基板(W)上的薄膜形成区域不重叠，所以可以防止基板(W)被等离子体放电损害以及防止沉积在基板(W)上的薄膜的质量变坏。
特别地，如图4所示，根据本发明的一个实施例，电源电极240和基板(W)之间的高度(H)大于电源电极240和接地电极210b之间的距离(D)，从而克服了等离子体放电引起的问题。如果电源电极240和基板(W)之间的高度(H)小于电源电极240和接地电极210b之间的距离(D)，在电源电极240和用于支撑基板(W)的基板支撑体120之间可能发生等离子体放电，因此，基板(W)可能被等离子体放电损坏。
根据本发明的一个实施例，电源电极250和接地电极210b相对于基板(W)的表面垂直地突出。因此，由等离子体放电产生的阳离子或电子不会被转移到基板(W)的表面，而是转移到与基板(W)的表面平行的电源电极250或者接地电极210b的方向，从而最小化在基板(W)上等离子体放电的影响。
在下文中，将根据本发明的一个实施例详细描述使用基板加工装置100的基板加工方法。
首先，将多个气体分配模块130a、130b、130c和130d安装在加工腔室110中，并且将至少一个基板(W)装载到基板支撑体120上。
当载有基板(W)的基板支撑体120朝着预定的方向(例如，逆时针方向)旋转时，第一气体(G1)和第二气体(G2)通过多个气体分配模块中的至少一个气体分配模块向下分配到基板(W)上，从而产生等离子体放电。相应地，通过从各个气体分配模块分配的第一气体(G1)和第二气体(G2)的相互反应，将预定的薄膜材料沉积到每个基板(W)上，其中各个基板(W)根据基板支撑体120的旋转，经过每个气体分配模块130a、130b、130c和130d的下方。
根据本发明的一个实施例，通过多个气体分配模块130a、130b、130c和130d来分配第一气体(G1)和第二气体(G2)(多个气体分配模块130a、130b、130c和130d被布置成将反应空间划分成多个分隔空间)，来将薄膜沉积在每个基板(W)上，从而改善了薄膜沉积的均匀性，提高了沉积速度和沉积效率，并且有助于控制薄膜的质量。
在现有技术的情况下，由于将来源气分配到基板(W)的整个区域上，这降低了来源气的使用效率。同时，本发明使用了多个气体分配模块130a、130b、130c和130d，从而提高了来源气的利用效率。
图5示出根据本发明另一实施例的布置在基板上的气体分配模块的横截面图。图6示出根据本发明另一实施例的布置在基板上的气体分配模块的横截面图。除了电源电极250的突出高度，图5和图6在结构上相对于图4相同，因此，相同的附图标记将在所有附图中使用，以指代相同或相似的部件，并且对于相同的部件的详细说明将被省略。
如图5所示，电源电极250以这样的方式突出：电源电极250的突出高度高于起着接地电极作用的接地电极框架210的接地侧壁210b。如图6所示，电源电极250以这样的方式突出：电源电极250的突出高度低于起着接地电极作用的接地电极框架210的接地侧壁210b。
在图5和图6的结构中，电源电极240的末端和接地电极210b的末端之间的距离(D2)大于电源电极240和接地电极210b的设置成相同高度的预定部分之间的距离(D1)。为了克服因等离子体放电引起的问题，优选地，电源电极240和基板(W)之间的高度(H)大于电源电极240的末端和接地电极210b的末端之间的距离(D2)。
图7示出根据本发明另一实施例的布置在基板上的气体分配模块的横截面图。在图7中，电源电极250额外地设置在如图4所示的气体分配模块的第二气体分配空间(S2)中。在下文中，仅将不同的结构显示如下。
根据本发明的另一实施例，如图7所示，电源电极250额外地设置在第二气体分配空间(S2)中。为此，穿过上板210a的绝缘部件支撑孔212与第二气体分配空间(S2)相通，并且绝缘部件240被插入到绝缘部件支撑孔212中。在这种情况下，绝缘部件240包括与第二气体分配空间(S2)相通的电极插入孔，因此，电源电极250穿过电极插入孔，并且通过电极插入孔而突出。
设置在第二气体分配空间(S2)中的电源电极250与设置在第一气体分配空间(S1)中的电源电极的结构相同。
图8示出根据本发明的另一实施例的气体分配模块的横截面图，其省略了来自如图4所示的气体分配模块的第二气体分配空间(S2)的气孔图案部件230。也就是说，气孔图案部件230能获得上述优点，然而，并非一定要设置气孔图案部件230。
图9示出根据本发明的另一实施例的气体分配模块的横截面图，其省略了来自如图7所示的气体分配模块的第二气体分配空间(S2)的气孔图案部件230。
图10示出根据本发明的另一实施例的基板加工装置的横截面图。图11和图12示出利用图10的基板加工装置的基板加工方法。
根据图10的基板加工装置，基板支撑体120与预定的升降装置(未示出)连接，从而使得基板支撑体120通过升降装置(未示出)来上下移动，这种用于使基板支撑体120移动的升降装置可以是本领域技术人员众所周知的各种装置当中的任何一种。
以下，仅对不同于上述本发明实施例的结构描述如下。
根据图10的基板加工装置，基板支撑体120上下移动。相应地，如图11和图12所示，基板支撑体120上下移动有助于调整电源电极250和基板(W)之间的高度(H)。
因此，如图11所示，随着基板支撑体120通过使用升降装置向上移动，电源电极250和基板(W)之间的高度(H)小于电源电极250和接地电极210b之间的距离(D)。在这种情况下，在电源电极250和基板支撑体120之间可以产生等离子体放电，从而，等离子体放电空间可以与被基板支撑体120支撑的基板(W)的薄膜形成区域重叠。如果等离子体放电空间与薄膜形成区域重叠，基板(W)的表面很大程度上被等离子体放电影响。
同时，在沉积过程之前进行预先清理过程以移除来自基板(W)的异物。如果沉积过程之前的预先清理过程在等离子体放电空间与基板(W)的薄膜形成区域重叠的条件下进行，可以提高清理效率。因此，根据本发明的另一实施例，可以在等离子体放电空间与基板(W)的薄膜形成区域重叠的条件下进行沉积过程之前的预先清理过程或者调整基板(W)表面粗糙度的过程。
通过使用升降装置使得基板支撑体120向上移动，电源电极250和基板(W)之间的高度(H)会减少，使得薄膜沉积速度升高。除了沉积过程之前的预先清理过程和调整基板(W)的表面粗糙度的过程之外，受等离子体影响比较小的薄膜形成过程可以在等离子体放电空间与基板(W)的薄膜形成区域重叠的条件下进行。
在图12中，通过使用升降装置使得基板支撑体120向下移动，电源电极250和基板(W)之间的高度(H)变得大于电源电极250和接地电极210b之间的距离(D)。在这种情况下，等离子体放电空间与由基板支撑体120支撑的基板(W)的薄膜形成区域不重叠，因此，在进行薄膜沉积的过程中，没有因等离子体放电而在基板(W)上产生不良影响。
图13示出根据本发明的另一实施例的气体分配模块的横截面图。
参见图2、图10和图13，根据本发明的另一实施例，反应气和来源气分别被分配到第一气体分配空间(S1)和第二气体分配空间(S2)，所述第一气体分配空间(S1)和所述第二气体分配空间(S2)在空间上彼此分离，使得能够实现对反应气和来源气分别进行控制。
特别地，反应气和来源气的流量可以通过调整基板支撑体120的旋转速度或者调整每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间的间距来控制，从而控制薄膜层的质量和薄膜层的沉积速度。这些将详细描述如下。
首先，在每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间保持固定的间距的同时，调整基板支撑体120的旋转速度，以控制反应气和来源气的流量，从而控制薄膜层的质量和薄膜层的沉积速度。这种方法将参照下表1进行描述。
[表1]
如以上表1所示，如果基板支撑体120以相对较快的第一旋转速度旋转，第一气体(反应气)和第二气体(来源气)彼此反应，从而使薄膜层沉积在基板(W)上。也就是说，如果基板支撑体120以相对较快的第一旋转速度旋转时，沉积速度变快，然而，与一般的化学气相沉积过程类似，薄膜层的质量变坏。
如果基板支撑体120以相对较慢的第二旋转速度旋转时，第一气体(反应气)和第二气体(来源气)按顺序在基板(W)上分层，从而沉积出薄膜层。也就是说，如果基板支撑体120以相对较慢的第二旋转速度旋转，沉积速度变慢，但是，与一般的原子层沉积类似，提高了薄膜层质量。
如果基板支撑体120以慢于第一旋转速度而快于第二旋转速度的第三旋转速度旋转，第一气体(反应气)和第二气体(来源气)中的一些气体发生反应，从而将薄膜层沉积在基板(W)上，而剩余的气体按顺序在基板(W)上分层，从而沉积出薄膜层。也就是，如果基板支撑体120以对应于中等速度的第三旋转速度旋转，那么沉积速度中等，并且薄膜层的质量与通过结合一般的化学气相沉积和原子层沉积而获得的薄膜的质量相似。
根据本发明的另一实施例，薄膜层的质量和薄膜层的沉积速度可以很容易地通过调整基板支撑体120的旋转速度来控制。因此，可以鉴于要沉积的薄膜的特性来确定基板支撑体120的旋转速度。
在将基板支撑体120的旋转速度保持在预定速度的同时，调整每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间的间距以控制薄膜层的质量以及薄膜层的沉积速度。这种方法将参照下表2进行描述。
[表2]
如以上表2所示，如果每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间的间距设置成相对较大的第一间距(参见图13中的“L”)，第一气体(反应气)和第二气体(来源气)彼此反应，从而将薄膜层沉积到基板(W)上。也就是说，如果设置成相对较大的第一间距，沉积速度变慢，类似于一般的化学气相沉积，薄膜层的质量变坏。
如果每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间的间距设置成相对较小的第二间距(参见图13中的“L”)，第一气体(反应气)和第二气体(来源气)按顺序在基板(W)上分层，从而沉积出薄膜层。也就是说，如果设置成相对较小的第二间距，沉积速度变快，类似于一般的原子层沉积过程，薄膜层的质量得到提高。
如果每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间的间距设置成小于第一间距且大于第二间距的第三间距，第一气体(反应气)和第二气体(来源气)中的一些气体彼此反应，从而将薄膜层沉积在基板(W)上，而剩余的气体按顺序在基板(W)上分层，从而沉积出薄膜层。也就是说，如果设置对应于中等间距的第三间距，沉积速度中等，而薄膜层的质量类似于通过结合一般的化学气相沉积和原子层沉积而获得的薄膜质量。
根据本发明的另一实施例，薄膜层质量和薄膜层沉积速度可以很容易地通过调整每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间的间距(参见图13中的“L”)来控制。因此，每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间的间距(参见图13中的“L”)可以鉴于要沉积的薄膜的特性来确定。
根据本发明的另一实施例，薄膜层质量和薄膜层沉积速度可以很容易地通过调整基板支撑体120的旋转速度和每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间的间距(参见图13中的“L”)来控制。
根据本发明的另一实施例，不同于现有技术，本发明的等离子体放电空间没有形成在电源电极250和基板(W)之间，而是形成在彼此相对的电源电极250和接地电极210b之间，使得可以防止基板(W)被等离子体放电损害。此外，根据本发明的一个实施例，电源电极250和接地电极210b相对于基板(W)的表面垂直突出，从而，因等离子体放电产生的阳离子或电子不转移到基板(W)的表面，而是被转移到与基板(W)的表面平行的电源电极250和接地电极210b的方向上，从而最小化在基板(W)上的等离子体放电的影响。
以下，将根据本发明的另一实施例的利用基板加工装置100的基板加工方法详细描述如下。
首先，将多个气体分配模块130a、130b、130c和130d安装到加工腔室110的内部，并将至少一个基板(W)装载到基板支撑体120上。
在确定了每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间的间距之后，通过升降基板支撑体120来调整间距。确定每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间的间距的过程可以在装载基板(W)之前进行。
如上所述，根据要形成的薄膜层的特性来完成确定每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间的间距(L)的过程。更具体地，如果通过第一气体(反应气)和第二气体(来源气)的相互反应在基板(W)上沉积薄膜层，其中薄膜层的质量相似于化学气相沉积薄膜层的质量，那么间距(L)被确定为相对较大的第一间距。如果第一气体(反应气)和第二气体(来源气)按顺序在基板(W)上分层，从而薄膜层沉积在基板(W)上，其中薄膜层的质量与原子层沉积工艺的质量相似，那么间距(L)被确定为相对较小的第二间距。如果通过第一气体(反应气)和第二气体(来源气)中的一些气体反应来在基板(W)上沉积薄膜层，而剩余的气体按顺序在基板(W)上分层，从而在基板(W)上沉积出薄膜层，其中薄膜层的质量类似于通过结合一般的化学气相沉积工艺和原子层沉积工艺所得到的薄膜的质量，那么间距(L)被确定为小于第一间距且大于第二间距的第三间距。
然后，确定基板支撑体120的旋转速度，并且所述基板支撑体120以所确定的旋转速度旋转。
在这种情况下，如上所述，根据要形成的薄膜层的特性来完成确定基板支撑体120的旋转速度。更具体地，如果通过第一气体(反应气)和第二气体(来源气)的相互反应在基板(W)上沉积薄膜层，其中薄膜层的质量相似于化学气相沉积薄膜层的质量，那么旋转速度被确定为相对较快的第一旋转速度。如果第一气体(反应气)和第二气体(来源气)按顺序在基板(W)上分层，从而薄膜层沉积在基板(W)上，其中薄膜层的质量与原子层沉积薄膜层的质量相似，那么旋转速度被确定为相对较慢的第二旋转速度。如果通过第一气体(反应气)和第二气体(来源气)中的一些气体反应来在基板(W)上沉积薄膜层，而剩余的气体按顺序在基板(W)上分层，从而薄膜层沉积在基板(W)上，其中薄膜层的质量类似于通过结合一般的化学气相沉积过程和原子层沉积过程而得到的薄膜的质量，那么旋转速度被确定为慢于第一旋转速度且快于第二旋转速度的第三旋转速度。
然后，通过使用多个气体分配模块中的至少一个气体分配模块来将第一气体(G1)和第二气体(G2)向下分配到基板(W)来进行所述薄膜形成过程，从而形成与上述实施例一致的薄膜层。
所述薄膜层形成过程可能包括第一薄膜形成过程和第二薄膜形成过程。在这种情况下，第一薄膜形成过程和第二薄膜形成过程分别在不同的加工条件下进行，以便可以获得质量彼此不同的第一和第二薄膜层。
具体地，在第一薄膜形成过程中基板支撑体120的旋转速度可以不同于第二薄膜形成过程中基板支撑体120的旋转速度，或者在第一薄膜形成过程中每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间的间距可以不同于在第二薄膜形成过程中每个气体分配模块130a、130b、130c和130d与基板支撑体120之间的间距。
第一薄膜层的材料和第二薄膜层的材料可以由相同或不同的材料构成。
如上所述，根据本发明的另一实施例，通过被布置以在空间上将反应空间划分的多个气体分配模块130a、130b、130c和130d来分配第一气体(G1)和第二气体(G2)，来将所述薄膜沉积在基板(W)上，从而提高薄膜沉积的均匀性，提高沉积速度和沉积效率，并且有助于控制薄膜的质量。
在现有技术的情况下，由于将来源气分配到基板整个区域上，其降低了来源气的使用效率。同时，本发明使用多个气体分配模块130a、130b、130c和130d，从而提高了来源气使用效率。
应理解为，所属领域的技术人员在不变更本发明的技术思想或必要特征的范围内可以以其他具体实施形态实施本发明。因此，上述的实施例在所有方面仅仅作为示例而提出，并非旨在限定本发明。本发明的范围并非限定于上述的详细说明，而是限定于权利要求，应理解为，权利要求以及通过其均等的概念导出的所有的变更或变形的形态均属于本发明的范围。

Claims (14)

1.一种基板加工装置，包括：
加工腔室；
用于支撑至少一个基板的基板支撑体，其中，所述基板支撑体设置在所述加工腔室中，并且所述基板支撑体朝预定方向旋转；
与所述基板支撑体相对的腔室盖，所述腔室盖用于覆盖所述加工腔室的上侧；以及
具有用于将气体分配给所述基板的多个气体分配模块的气体分配器，其中，所述多个气体分配模块连接到所述腔室盖，
其中，每个所述气体分配模块包括彼此相对的电源电极和接地电极，在所述电源电极和所述接地电极之间形成等离子体放电空间，并且所述等离子体放电空间与由所述基板支撑体支撑的所述基板的薄膜形成区域不重叠，
其中，所述多个气体分配模块中的每一个气体分配模块设置有用于分配第一气体的第一气体分配空间和用于分配第二气体的第二气体分配空间，所述第一气体分配空间和所述第二气体分配空间在空间上彼此分离，
其中，所述电源电极和所述接地电极在所述第一气体分配空间中形成，
其中，所述基板支撑体与预定的升降装置连接，当通过使用升降装置使得所述基板支撑体向下移动时，所述等离子体放电空间与由所述基板支撑体支撑的所述基板的薄膜形成区域不重叠。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电源电极和所述基板之间的高度大于所述电源电极和所述接地电极之间的距离。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述电源电极和所述接地电极之间的距离对应于所述电源电极的末端和所述接地电极的末端之间的距离。
4.根据权利要求1所述的装置，
其中，当所述基板支撑体向下移动时，所述电源电极和所述基板之间的高度大于所述电源电极和所述接地电极之间的距离，并且
当所述基板支撑体向上移动时，所述电源电极和所述基板之间的高度小于所述电源电极和所述接地电极之间的距离。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述电源电极和所述接地电极之间的距离对应于所述电源电极的末端和所述接地电极的末端之间的距离。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电源电极和所述接地电极相对于所述基板表面垂直突出，以将由等离子体放电所产生的阳离子或电子转移到平行于所述基板表面的方向。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二气体分配空间另外设置有气孔图案部件，所述气孔图案部件防止从所述第一气体分配空间分配的所述第一气体流向所述第二气体分配空间。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二气体分配空间设置有附加的电源电极和接地电极。
9.一种基板加工方法，包括：
在加工腔室中安装多个气体分配模块，并且将至少一个基板装载到基板支撑体上；
旋转所述基板支撑体；
将来自所述多个气体分配模块中的至少一个气体分配模块的气体分配给所述基板，并且产生等离子体放电；
将来自所述多个气体分配模块中的至少一个气体分配模块的第一气体分配给所述基板，并且产生第一等离子体放电；以及
将来自所述多个气体分配模块中的至少一个气体分配模块的第二气体分配给所述基板，并且产生第二等离子体放电，
其中，每个所述气体分配模块包括彼此相对的电源电极和接地电极，在所述电源电极和所述接地电极之间形成等离子体放电空间，并且所述等离子体放电空间与由所述基板支撑体支撑的所述基板的薄膜形成区域不重叠，
其中，所述多个气体分配模块中的每一个气体分配模块设置有用于分配第一气体的第一气体分配空间和用于分配第二气体的第二气体分配空间，所述第一气体分配空间和所述第二气体分配空间在空间上彼此分离，
其中，所述电源电极和所述接地电极在所述第一气体分配空间中形成，
其中，在等离子体放电空间与装载到所述基板支撑体上的基板的薄膜形成区域重叠的条件下进行所述第一等离子体放电，并且
其中，在所述等离子体放电空间与装载到所述基板支撑体上的基板的薄膜形成区域不重叠的条件下进行所述第二等离子体放电。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述电源电极和所述基板之间的高度大于所述电源电极和所述接地电极之间的距离的条件下进行所述等离子体放电。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述电源电极和所述接地电极之间的距离对应于所述电源电极的末端和所述接地电极的末端之间的距离。
12.根据权利要求9所述的方法，
其中，每个所述气体分配模块包括彼此相对的电源电极和接地电极，在所述电源电极和所述接地电极之间形成等离子体放电空间，
其中，当通过向上移动所述基板支撑体，使得所述电源电极和所述基板之间的高度小于所述电源电极和所述接地电极之间的距离时，进行所述第一等离子体放电，并且
其中，当通过向下移动所述基板支撑体，使得所述电源电极和所述基板之间的高度大于所述电源电极和所述接地电极之间的距离时，进行所述第二等离子体放电。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述电源电极和所述接地电极之间的距离对应于所述电源电极的末端和所述接地电极的末端之间的距离。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一等离子体放电包括在沉积过程之前的预先清理过程，而所述第二等离子体放电包括沉积过程。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6846964B2 (ja) * 2017-03-16 2021-03-24 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置
KR102155281B1 (ko) * 2017-07-28 2020-09-11 주성엔지니어링(주) 기판처리장치의 가스분사장치, 기판처리장치, 및 기판처리방법
KR102515110B1 (ko) * 2018-01-29 2023-03-28 주성엔지니어링(주) 기판처리장치
US20210035780A1 (en) * 2018-04-19 2021-02-04 Jusung Engineering Co., Ltd. Substrate treatment device
WO2019212270A1 (ko) * 2018-05-03 2019-11-07 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치
US20190376184A1 (en) * 2018-06-12 2019-12-12 Lam Research Corporation Chemical vapor deposition shower head for uniform gas distribution
US11898248B2 (en) * 2019-12-18 2024-02-13 Jiangsu Favored Nanotechnology Co., Ltd. Coating apparatus and coating method

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6083355A (en) * 1997-07-14 2000-07-04 The University Of Tennessee Research Corporation Electrodes for plasma treater systems
JP4212210B2 (ja) 1999-12-07 2009-01-21 株式会社小松製作所 表面処理装置
DE10060002B4 (de) * 1999-12-07 2016-01-28 Komatsu Ltd. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung
DE10134513A1 (de) * 2001-07-16 2003-01-30 Unaxis Balzers Ag Hebe-und Stützvorichtung
JP4121269B2 (ja) * 2001-11-27 2008-07-23 日本エー・エス・エム株式会社 セルフクリーニングを実行するプラズマｃｖｄ装置及び方法
KR100965758B1 (ko) * 2003-05-22 2010-06-24 주성엔지니어링(주) 액정표시장치용 플라즈마 강화 화학기상증착 장치의샤워헤드 어셈블리
JP2005125746A (ja) * 2003-09-30 2005-05-19 Ricoh Co Ltd 基板成形用金型装置、ディスク基板及び基板成形製造方法
JP4378301B2 (ja) * 2005-02-28 2009-12-02 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法及び基板処理プログラム
JP4745920B2 (ja) * 2006-08-28 2011-08-10 三菱重工業株式会社 放電電極、薄膜製造装置、及び太陽電池の製造方法
KR100905278B1 (ko) 2007-07-19 2009-06-29 주식회사 아이피에스 박막증착장치, 박막증착방법 및 반도체 소자의 갭-필 방법
JP5096849B2 (ja) 2007-09-13 2012-12-12 株式会社Ｓｏｋｕｄｏ 基板処理装置および基板処理方法
KR101440788B1 (ko) 2008-01-16 2014-09-19 참엔지니어링(주) 플라즈마 처리장치
KR100963291B1 (ko) * 2008-02-22 2010-06-11 주식회사 유진테크 기판처리장치 및 기판처리방법
KR101562327B1 (ko) * 2008-07-08 2015-10-22 주성엔지니어링(주) 가스분배판 및 이를 포함하는 기판처리장치
KR101390785B1 (ko) 2008-07-30 2014-04-30 (주)소슬 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101497413B1 (ko) 2008-08-28 2015-03-02 주식회사 뉴파워 프라즈마 용량 결합 플라즈마 반응기 및 이를 이용한 플라즈마 처리 방법 및 이것에 의해 제조된 반도체 장치
KR101031315B1 (ko) * 2008-09-17 2011-04-29 에이피시스템 주식회사 기판 처리 시스템
US8851012B2 (en) 2008-09-17 2014-10-07 Veeco Ald Inc. Vapor deposition reactor using plasma and method for forming thin film using the same
JP2012519956A (ja) * 2009-03-03 2012-08-30 ジュソン エンジニアリング カンパニー リミテッド ガス分配装置およびこれを備える基板処理装置
JP5207007B2 (ja) * 2009-05-12 2013-06-12 日本電気株式会社 モデル検証システム、モデル検証方法および記録媒体
JP5648349B2 (ja) 2009-09-17 2015-01-07 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
CN102668032A (zh) * 2009-11-20 2012-09-12 京瓷株式会社 沉积膜形成装置
KR101561013B1 (ko) 2009-12-22 2015-10-14 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치
KR20110076115A (ko) * 2009-12-29 2011-07-06 주식회사 케이씨텍 가스분사 유닛 및 이를 구비하는 원자층 증착장치
KR20110077743A (ko) 2009-12-30 2011-07-07 주식회사 케이씨텍 다성분 박막의 증착을 위한 원자층 증착장치
KR101039524B1 (ko) 2010-02-19 2011-06-09 주성엔지니어링(주) 플라즈마 처리 장치
KR101693673B1 (ko) * 2010-06-23 2017-01-09 주성엔지니어링(주) 가스분배수단 및 이를 포함한 기판처리장치
KR101697970B1 (ko) 2010-07-29 2017-01-19 주성엔지니어링(주) 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한 챔버 세정 방법
KR20130086620A (ko) 2010-11-05 2013-08-02 시너스 테크놀리지, 인코포레이티드 다중 플라즈마 챔버를 구비한 라디칼 반응기

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