KR100963287B1 - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

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Abstract

기판처리장치는 기판에 대한 공정공간을 제공하는 챔버; 상기 공정공간을 향하여 제1 소스가스를 공급하는 제1 공급부재; 상기 공정공간에 전계를 형성하여 상기 제1 소스가스로부터 라디칼을 생성하는 플라즈마 소스; 그리고 상기 제1 공급부재의 하부에 위치하며, 상기 기판을 향하여 제2 소스가스를 공급하는 제2 공급부재를 포함한다. 상기 장치는 상기 챔버 내에 설치된 지지부재를 더 포함하며, 상기 제2 공급부재는 상기 지지부재 상에 놓여진 상기 기판의 중심에 대응되도록 하단이 배치되어 상기 기판의 중심을 향하여 상기 제2 소스가스를 공급하는 공급노즐을 구비할 수 있다.
제1 공급부재, 제2 공급부재, 분사판, 확산판

Description

기판처리장치 및 기판처리방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마를 이용한 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.
반도체 장치는 실리콘 기판 상에 많은 층들(layers)을 가지고 있으며, 이와 같은 층들은 증착공정을 통하여 기판 상에 증착된다. 이와 같은 증착공정은 몇가지 중요한 이슈들을 가지고 있으며, 이와 같은 이슈들은 증착된 막들을 평가하고 증착방법을 선택하는 데 있어서 중요하다.
첫번째는 증착된 막의 '질'(qulity)이다. 이는 조성(composition), 오염도(contamination levels), 손실도(defect density), 그리고 기계적·전기적 특성(mechanical and electrical properties)을 의미한다. 막들의 조성은 증착조건에 따라 변할 수 있으며, 이는 특정한 조성(specific composition)을 얻기 위하여 매우 중요하다.
두번째는, 웨이퍼를 가로지르는 균일한 두께(uniform thickness)이다. 특히, 단차(step)가 형성된 비평면(nonplanar) 형상의 패턴 상부에 증착된 막의 두께가 매우 중요하다. 증착된 막의 두께가 균일한지 여부는 단차진 부분에 증착된 최소 두께를 패턴의 상부면에 증착된 두께로 나눈 값으로 정의되는 스텝 커버리지(step coverage)를 통하여 판단할 수 있다.
증착과 관련된 또 다른 이슈는 공간을 채우는 것(filling space)이다. 이는 금속라인들 사이를 산화막을 포함하는 절연막으로 채우는 갭 필링(gap filling)을 포함한다. 갭은 금속라인들을 물리적 및 전기적으로 절연시키기 위하여 제공된다.
이와 같은 이슈들 중 균일도는 증착공정과 관련된 중요한 이슈 중 하나이며, 불균일한 막은 금속배선(metal line) 상에서 높은 전기저항(electrical resistance)을 가져오며, 기계적인 파손의 가능성을 증가시킨다.
본 발명의 목적은 공정균일도를 확보할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 우수한 스텝 커버리지(step coverage)를 가지는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명에 의하면, 기판처리장치는 라디칼이 생성되는 생성공간 및 기판에 대한 공정공간을 제공하는 챔버; 상기 생성공간에 제1 소스가스를 공급하는 제1 공급부재; 상기 생성공간에 전계를 형성하여 상기 제1 소스가스로부터 상기 라디칼을 생성하는 상부 플라즈마 소스; 상기 공정공간에 제2 소스가스를 공급하는 제2 공급부재; 상기 공정공간에 전계를 형성하는 하부 플라즈마 소스를 포함한다.
상기 장치는 상기 상부 플라스마 소스에 연결되어 상기 상부 플라스마 소스에 제1 전류를 공급하는 제1 전원; 그리고 상기 하부 플라스마 소스에 연결되어 상기 하부 플라스마 소스에 제2 전류를 공급하는 제2 전원을 포함할 수 있다.
상기 상부 플라스마 소스는 상기 챔버의 측부를 감싸는 제1 상부세그먼트 및 제2 상부세그먼트를 포함하며, 상기 제1 및 제2 상부세그먼트는 상기 챔버의 상하방향을 따라 교대로 배치될 수 있다.
상기 장치는 상기 챔버 내에 설치된 지지부재를 더 포함하며, 상기 제2 공급부재는 상기 지지부재 상에 놓여진 상기 기판과 대체로 나란하게 배치되어 상기 챔버의 내부공간을 상기 생성공간 및 상기 공정공간으로 구획하는 분사판을 포함할 수 있다.
상기 장치는 상기 분사판에 연결되어 상기 분사판에 상기 제2 소스가스를 공급하는 제2 공급라인을 더 포함하며, 상기 분사판은 상기 생성공간 및 상기 공정공간을 연통하며, 상기 생성공간에 공급된 상기 제1 소스가스를 상기 공정공간으로 분사하는 제1 분사홀; 그리고 상기 제2 공급라인에 연결되어 상기 제2 소스가스를 상기 공정공간으로 분사하는 제2 분사홀을 가질 수 있다.
상기 장치는 상기 챔버 내에 설치된 지지부재를 더 포함하고, 상기 제1 공급부재는 상기 생성공간과 대향되는 상기 챔버의 천정벽에 상기 지지부재 상에 놓여진 상기 기판과 대체로 나란하게 배치되는 확산판을 포함하며, 상기 확산판과 상기 천정벽 사이에는 상기 제1 소스가스가 공급되는 버퍼공간이 형성될 수 있다.
상기 장치는 상기 챔버 내에 설치된 지지부재를 더 포함하며, 상기 제2 공급부재는 상기 지지부재 상에 놓여진 상기 기판과 대체로 나란하도록 배치되는 제1 분사판; 상기 제1 분사판의 하부에 상기 제1 분사판으로부터 이격되도록 배치되는 제2 분사판; 그리고 상기 제1 분사판의 상부 및 상기 제2 분사판의 하부를 연결하는 연결라인을 포함하며, 상기 생성공간은 상기 제1 분사판의 상부에 배치되고, 상기 공정공간은 상기 제2 분사판의 하부에 배치될 수 있다.
상기 제2 공급부재는 상기 제1 및 제2 분사판의 사이에 배치되고 상기 지지 부재 상에 놓여진 상기 기판의 중심에 대응되도록 하단이 배치되어 하부를 향하여 상기 제2 소스가스를 공급하는 공급노즐을 구비할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판처리방법은 챔버 내에 제공된 생성공간을 향하여 제1 소스가스를 공급하는 단계; 상기 생성공간에 전계를 형성하여 상기 제1 소스가스로부터 라디칼을 생성하고, 생성된 라디칼을 상기 챔버 내에 제공된 공정공간에 공급하는 단계; 그리고 상기 공정공간에 제2 소스가스를 공급하는 단계; 상기 공정공간에 전계를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 생성공간 및 상기 공정공간에 서로 다른 전계를 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 우수한 스텝 커버리지를 확보할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 8을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
한편, 이하에서는 ICP(Inductively Coupled Plasma) 방식의 플라스마 공정을 예로 들어 설명하나, 본 발명은 다양한 플라스마 공정에 응용될 수 있다. 또한, 이하에서는 기판을 예로 들어 설명하나, 본 발명은 다양한 피처리체에 응용될 수 있 다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 분사판의 밑면을 나타내는 도면이며, 도 3은 도 1의 확산판을 나타내는 도면이다.
기판처리장치는 기판(W)에 대한 공정이 이루어지는 공정공간을 제공하는 챔버(10)를 구비하며, 챔버(10)는 상부가 개방된 하부챔버(12) 및 하부챔버(12)의 개방된 상부를 폐쇄하는 상부챔버(14)를 포함한다. 하부챔버(12) 내에서는 기판(W)에 대한 공정이 이루어지며, 상부챔버(14) 내에서는 후술하는 제1 소스가스로부터 라디칼이 생성된다.
하부챔버(12) 내에는 지지 플레이트(20)가 설치되며, 지지 플레이트(20) 상에는 기판(W)이 놓여진다. 기판(W)은 하부챔버(12) 일측에 형성된 입구(12a)를 통해 하부챔버(12) 내부로 투입되며, 투입된 기판은 지지 플레이트(20) 상에 놓여진다. 또한, 지지 플레이트(20)는 정전기 척(electrostatic chuck, E-chuck)일 수 있으며, 지지 플레이트(20) 상에 놓여진 웨이퍼의 온도를 정밀하게 제어하기 위하여 기판(W)의 뒷면에 일정 압력의 헬륨(He)을 분사할 수 있다. 헬륨(He)은 매우 높은 열 전도도를 가진다.
하부챔버(12)의 바닥에는 배기구(12c)가 형성되며, 배기구(12c)에 연결된 배기라인(12d)을 통해 공정가스 및 반응 부산물이 외부로 배출된다. 배기라인(12d) 상에는 펌프(12e)가 설치되어 반응부산물 등을 강제배출한다. 한편, 배기구(12c)를 통해 챔버(10) 내를 소정의 진공도까지 감압시킬 수 있다. 하부챔버(12)의 측벽에는 웨이퍼(W)가 출입하는 입구(12) 및 입구(12)를 개폐하는 게이트 밸브(12a)가 설치된다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 공정공간과 대향되는 상부챔버(14)의 천정벽에는 분사판(40)이 설치된다. 분사판(40)은 지지 플레이트(20)에 놓여진 기판(W)과 대체로 나란하게 배치되며, 상부챔버(14)의 천정벽으로부터 일정 거리 이격되도록 배치되어 천정벽과의 사이에 버퍼공간을 형성한다. 상부챔버(14)의 천정벽 상에는 공급홀(16a)이 형성되며, 공급홀(16a)은 제1 공급라인(17a)에 연결된다. 제1 공급라인(17a)은 제1 소스가스를 공급하며, 제1 소스가스는 공급홀(16a)을 통해 버퍼공간에 공급된다. 버퍼공간에 공급된 제1 소스가스는 분사판(40)에 형성된 분사홀(42a,42b)을 통해 공정공간으로 분사된다. 한편, 제1 공급라인(17a)은 밸브(17b)를 통해 개폐된다.
상부챔버(14)의 외주면에는 플라즈마 소스(16,18)가 설치된다. 플라즈마 소스(16,18)는 상부챔버(14)의 측부를 감싸도록 배치되며, 제1 세그먼트(16)와 제2 세그먼트(18)를 포함한다. 제1 및 제2 세그먼트(16,18)는 고주파 전원(RF generator)에 연결되며, 제1 및 제2 세그먼트(16,18)와 고주파 전원 사이에는 임피던스 정합(impedence matching)을 위한 정합기(19)가 연결된다. 제1 및 제2 세그먼트(16,18)는 상부챔버(14)의 상단으로부터 상부챔버(14)의 하단에 이르기까지 교대 로 배치되며, 이를 통해 상부챔버(14) 내부에 더욱 균일한 전계를 형성할 수 있다.
고주파 전원을 통해 공급된 고주파 전류는 제1 및 제2 세그먼트(16,18)에 공급되며, 제1 및 제2 세그먼트(16,18)는 고주파 전류를 자기장으로 변환하며, 챔버(10) 내부에 공급된 제1 소스가스로부터 라디칼(radicals)을 생성한다. 제1 소스가스는 아산화질소(nitrous oxide, N2O) 또는 암모니아(NH3)를 포함한다.
기판처리장치는 공급유닛(30)을 더 포함한다. 공급유닛(30)은 분사판(40)의 하부에 설치된 공급노즐(32), 공급노즐(32)에 연결된 제2 공급라인(34), 제2 공급라인(34)을 개폐하는 밸브(34a)를 포함한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 공급노즐(32)은 분사판(40)의 하부에 설치되며, 공급노즐(32)의 하단은 지지 플레이트(20)에 놓여진 기판(W)의 중심에 대향되도록 배치되어 공급노즐(32)은 기판(W)의 중심을 향하여 제2 소스가스를 공급한다. 제2 공급라인(34)은 공급노즐(32)에 연결되며, 공급노즐(32)에 제2 소스가스를 공급한다. 제2 소스가스는 실리콘-함유(silicon-containing) 가스를 포함하며, 이는 실란(SiH4)을 포함한다.
도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 기판처리장치는 하부챔버(12)의 상단에 설치된 확산판(50)을 더 포함한다. 확산판(50)은 지지 플레이트(20)에 놓여진 기판(W)과 대체로 나란하도록 배치되며, 공급노즐(32)의 하부에 위치한다. 확산판(50)의 상부에서는 제1 소스가스로부터 라디칼이 생성되며, 생성된 라디칼은 확 산판(50)에 형성된 확산홀들(52)을 통해 확산판(50)의 하부로 확산된다. 또한, 공급노즐(32)은 확산판(50)의 상부에 제2 소스가스를 분사하며, 분사된 제2 소스가스는 라디칼과 반응함과 동시에 확산판(50)에 형성된 확산홀들(52)을 통해 확산판(50)의 하부로 확산된다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명에 따른 기판처리방법을 상세히 설명하기로 한다. 제1 공급라인(17a)을 통해 공급된 제1 소스가스는 상부챔버(14)의 천정벽과 분사판(40) 사이에 형성된 버퍼공간에 공급된 후, 분사홀들(42a,42b)을 통해 공정공간에 공급된다. 상부챔버(14)의 측부에 설치된 제1 및 제2 세그먼트(16,18)는 외부로부터 공급된 고주파 전류를 자기장으로 변환하며, 공정공간에 공급된 제1 소스가스로부터 라디칼(radicals)을 생성한다. 한편, 공급노즐(32)은 확산판(50)의 상부에 제2 소스가스를 공급하며, 제2 소스가스는 라디칼과 반응함과 동시에 확산판(50)에 형성된 확산홀들(52)을 통해 확산판(50)의 하부로 확산되어 기판(W) 상에 막을 증착한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 5는 도 4의 분사판을 나타내는 도면이다. 이하에서는 도 1에 도시한 실시예와 구별되는 구성에 대해서만 설명하기로 하며, 이하에서 생략된 설명은 도 1에 대한 설명을 통해 이해될 수 있다.
공급유닛(30)은 지지 플레이트(20)의 상부에 배치되는 분사판(32)을 더 포함 한다. 분사판(32)은 지지 플레이트(20)에 놓여진 기판(W)과 대체로 나란하도록 배치되며, 공정공간을 분사판(32)의 상부에 위치하는 제1 공정공간과 분사판(32)의 하부에 위치하는 제2 공정공간으로 구획한다. 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 분사판(32)은 제1 분사홀(32a) 및 제2 분사홀(32b)을 포함한다. 제1 및 제2 분사홀(32a,32b)은 분사판(32)의 중심을 기준으로 각각 동심원 상에 배치되며, 분사판(32)의 중심으로부터 분사판(32)의 가장자리를 향하여 교대로 배치된다.
제1 분사홀(32a)은 제2 공급라인(34)과 연결되며, 서로 연통된다. 제2 공급라인(34)은 제1 분사홀(32a)에 제2 소스가스를 공급하며, 제2 소스가스는 제1 분사홀(32a)을 통해 제2 공정공간에 공급된다. 제2 분사홀(32b)은 분사판(32)을 관통하여 형성되며, 제1 및 제2 공정공간을 연통한다.
이하, 도 4 내지 도 5를 참고하여 본 발명에 따른 기판처리방법을 상세히 설명하기로 한다. 제1 공급라인(17a)을 통해 공급된 제1 소스가스는 분사판(32)의 상부에 위치하는 제1 공정공간에 공급된다. 상부챔버(14)의 측부에 설치된 제1 및 제2 세그먼트(16,18)는 외부로부터 공급된 고주파 전류를 자기장으로 변환하며, 공정공간에 공급된 제1 소스가스로부터 라디칼(radicals)을 생성한다. 생성된 라디칼은 분사판(32)의 제2 분사홀(32b)을 통해 제2 공정공간에 공급된다. 한편, 제2 공급라인(34)은 제1 분사홀(32a)에 제2 소스가스를 공급하며, 제2 소스가스는 제1 분사홀(32a)을 통해 제2 공정공간(기판(W)의 상부)에 공급된다. 제2 소스가스는 제2 공정공간에서 라디칼과 반응하여 기판(W) 상에 막을 증착한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 이하에서는 도 4 및 도 5에 도시한 실시예와 구별되는 구성에 대해서만 설명하기로 하며, 이하에서 생략된 설명은 도 4 및 도 5에 대한 설명을 통해 이해될 수 있다.
플라즈마 소스는 제1 공정공간을 감싸는 상부 플라즈마 소스(16a,18a)와 제2 공정공간을 감싸는 하부 플라즈마 소스(16b,18b)를 포함한다. 상부 플라즈마 소스(16a,18a)와 하부 플라즈마 소스(16b,18b)는 별도의 고주파 전원(RF generator)에 연결되며, 상부 플라즈마 소스(16a,18a) 및 하부 플라즈마 소스(16b,18b)와 고주파 전원 사이에는 임피던스 정합(impedence matching)을 위한 정합기(19a,19b)가 각각 연결된다.
또한, 상부 플라즈마 소스(16a,18a)는 제1 상부세그먼트(16a) 및 제2 상부세그먼트(18a)를 포함하며, 하부 플라즈마 소스(16b,18b)는 제1 하부세그먼트(16b) 및 제2 하부세그먼트(18b)를 포함한다. 제1 상부세그먼트(16a) 및 제2 상부세그먼트(18a)는 상부챔버(14)의 상단으로부터 분사판(32)의 상부면과 대응되는 높이에 이르기까지 교대로 배치되며, 제1 하부세그먼트(16b) 및 제2 하부세그먼트(18b)는 분사판(32)의 하부면과 대응되는 높이로부터 상부챔버(14)의 하단에 이르기까지 교대로 배치된다. 따라서, 분사판(32)의 상부 및 분사판(32)의 하부에 서로 다른(또는 같은) 전계를 각각 형성할 수 있으며(예를 들어, 전계의 강도 또는 밀도), 이를 통해 공정률(예를 들어, 균일도)을 조절할 수 있다.
고주파 전원을 통해 상부 플라즈마 소스(16a,18a)에 공급된 고주파 전류는 제1 상부세그먼트(16a) 및 제2 상부세그먼트(18a)에 공급되며, 제1 상부세그먼트(16a) 및 제2 상부세그먼트(18a)는 고주파 전류를 자기장으로 변환하며, 제1 공정공간에 공급된 제1 소스가스로부터 라디칼(radicals)을 생성한다. 생성된 라디칼은 분사판(32)의 제2 분사홀(32b)을 통해 제2 공정공간에 공급된다.
고주파 전원을 통해 하부 플라즈마 소스(16b,18b)에 공급된 고주파 전류는 제1 하부세그먼트(16b) 및 제2 하부세그먼트(18b)에 공급되며, 제1 하부세그먼트(16b) 및 제2 하부세그먼트(18b)는 고주파 전류를 자기장으로 변환한다. 이를 통해, 제2 공정공간에 공급된 라디칼과 제2 소스가스는 반응하여 기판(W) 상에 막을 증착한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 8은 도 7의 하부 분사판을 나타내는 도면이다. 이하에서는 도 1에 도시한 실시예와 구별되는 구성에 대해서만 설명하기로 하며, 이하에서 생략된 설명은 도 1에 대한 설명을 통해 이해될 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 공정공간과 대향되는 상부챔버(14)의 천정벽에는 확산판(40)이 설치된다. 확산판(40)은 지지 플레이트(20)에 놓여진 기판(W)과 대체로 나란하게 배치되며, 상부챔버(14)의 천정벽으로부터 일정 거리 이격되도록 배치되어 천정벽과의 사이에 버퍼공간을 형성한다. 버퍼공간에 공급된 제1 소스가스는 분사판(40)에 형성된 분사홀(42)을 통해 공정공간으로 분사된다.
공급유닛(30)은 지지 플레이트(20)의 상부에 배치되는 제1 및 제2 분사판(54,50)을 더 포함한다. 제1 분사판(54)은 지지 플레이트(20)에 놓여진 기판(W)과 대체로 나란하도록 배치되며, 제2 분사판(50)은 제1 분사판(54)의 하부에 제1 분사판(54)으로부터 이격되도록 배치된다. 공정공간은 제1 분사판(54)의 상부에 위치하는 제1 공정공간과 제2 분사판(50)의 하부에 위치하는 제2 공정공간으로 구획된다.
도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 공급유닛(30)은 제1 및 제2 공정공간을 연통하는 연결라인(56)을 더 포함한다. 연결라인(56)의 상단은 제1 분사판(54)에 연결되며, 연결라인(56)의 하단은 제2 분사판(50)에 연결된다. 또한, 제2 분사판(50) 상에는 복수의 분사홀들(52)이 형성되며, 분사홀(52)은 제1 및 제2 분사판(50) 사이에 형성된 이격된 공간과 연통된다.
또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 공급노즐(32)은 제1 및 제2 분사판(50) 사이에 형성된 이격된 공간에 배치된다. 공급노즐(32)의 하단은 지지 플레이트(20)에 놓여진 기판(W)의 중심에 대향되도록 배치되어 기판(W)의 중심을 향하며, 제2 분사판(50)의 상부면에 제2 소스가스를 분사한다. 따라서, 제2 소스가스는 분사홀(52)을 통해 제2 공정공간에 공급된다.
플라즈마 소스는 제1 공정공간을 감싸는 상부 플라즈마 소스(16a,18a)와 제2 공정공간을 감싸는 하부 플라즈마 소스(16b,18b)를 포함한다. 상부 플라즈마 소 스(16a,18a)와 하부 플라즈마 소스(16b,18b)는 별도의 고주파 전원(RF generator)에 연결되며, 상부 플라즈마 소스(16a,18a) 및 하부 플라즈마 소스(16b,18b)와 고주파 전원 사이에는 임피던스 정합(impedence matching)을 위한 정합기(19a,19b)가 각각 연결된다.
또한, 상부 플라즈마 소스(16a,18a)는 제1 상부세그먼트(16a) 및 제2 상부세그먼트(18a)를 포함하며, 하부 플라즈마 소스(16b,18b)는 제1 하부세그먼트(16b) 및 제2 하부세그먼트(18b)를 포함한다. 제1 상부세그먼트(16a) 및 제2 상부세그먼트(18a)는 상부챔버(14)의 상단으로부터 제1 분사판(54)의 상부면과 대응되는 높이에 이르기까지 교대로 배치되며, 제1 하부세그먼트(16b) 및 제2 하부세그먼트(18b)는 제2 분사판(50)의 하부면과 대응되는 높이로부터 상부챔버(14)의 하단에 이르기까지 교대로 배치된다. 따라서, 제1 분사판(54)의 상부 및 제2 분사판(50)의 하부에 서로 다른(또는 같은) 전계를 각각 형성할 수 있으며(예를 들어, 전계의 강도 또는 밀도), 이를 통해 공정률(예를 들어, 균일도)을 조절할 수 있다.
고주파 전원을 통해 상부 플라즈마 소스(16a,18a)에 공급된 고주파 전류는 제1 상부세그먼트(16a) 및 제2 상부세그먼트(18a)에 공급되며, 제1 상부세그먼트(16a) 및 제2 상부세그먼트(18a)는 고주파 전류를 자기장으로 변환하며, 제1 공정공간에 공급된 제1 소스가스로부터 라디칼(radicals)을 생성한다. 생성된 라디칼은 분사판(32)의 제2 분사홀(32b)을 통해 제2 공정공간에 공급된다.
고주파 전원을 통해 하부 플라즈마 소스(16b,18b)에 공급된 고주파 전류는 제1 하부세그먼트(16b) 및 제2 하부세그먼트(18b)에 공급되며, 제1 하부세그먼 트(16b) 및 제2 하부세그먼트(18b)는 고주파 전류를 자기장으로 변환한다. 이를 통해, 제2 공정공간에 공급된 라디칼과 제2 소스가스는 반응하여 기판(W) 상에 막을 증착한다.
한편, 기판처리장치는 챔버(10) 내부를 클리닝하기 위한 세정유닛(60)을 더 포함한다. 세정유닛(60)은 제1 공급라인(17a)에 연결된 제3 공급라인(62) 및 외부로부터 공급된 세정가스로부터 세정 플라즈마를 생성하는 생성챔버(64)를 포함한다. 생성챔버(64) 내에서 생성된 세정 플라즈마는 제3 공급라인(62) 및 제1 공급라인(17a)을 통해 챔버(10) 내부에 공급되며, 챔버(10)의 내부를 세정한다. 세정가스는 삼불화질소(NF3) 및 아르곤(Ar)을 포함한다.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 분사판의 밑면을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 확산판을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 분사판을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 하부 분사판을 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 챔버 12 : 하부챔버
14 : 상부챔버 16, 18 : 플라즈마 소스
19 : 정합기 20 : 지지 플레이트
30 : 공급유닛 60 : 세정유닛

Claims (10)

  1. 라디칼이 생성되는 생성공간 및 기판에 대한 공정공간을 제공하는 챔버;
    상기 생성공간에 제1 소스가스를 공급하는 제1 공급부재;
    상기 생성공간에 전계를 형성하여 상기 제1 소스가스로부터 상기 라디칼을 생성하는 상부 플라즈마 소스;
    상기 공정공간에 제2 소스가스를 공급하는 제2 공급부재;
    상기 공정공간에 전계를 형성하는 하부 플라즈마 소스; 및
    상기 챔버 내에 설치된 지지부재;를 포함하며,
    상기 제2 공급부재는 상기 지지부재 상에 놓여진 상기 기판과 대체로 나란하게 배치되어 상기 챔버의 내부공간을 상기 생성공간 및 상기 공정공간으로 구획하는 분사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 상부 플라스마 소스에 연결되어 상기 상부 플라스마 소스에 제1 전류를 공급하는 제1 전원; 및
    상기 하부 플라스마 소스에 연결되어 상기 하부 플라스마 소스에 제2 전류를 공급하는 제2 전원을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상부 플라스마 소스는 상기 챔버의 측부를 감싸는 제1 상부세그먼트 및 제2 상부세그먼트를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 상부세그먼트는 상기 챔버의 상하방향을 따라 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 장치는 상기 분사판에 연결되어 상기 분사판에 상기 제2 소스가스를 공급하는 제2 공급라인을 더 포함하며,
    상기 분사판은,
    상기 생성공간 및 상기 공정공간을 연통하며, 상기 생성공간에 공급된 상기 제1 소스가스를 상기 공정공간으로 분사하는 제1 분사홀; 및
    상기 제2 공급라인에 연결되어 상기 제2 소스가스를 상기 공정공간으로 분사하는 제2 분사홀을 가지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 장치는 상기 챔버 내에 설치된 지지부재를 더 포함하고,
    상기 제1 공급부재는 상기 생성공간과 대향되는 상기 챔버의 천정벽에 상기 지지부재 상에 놓여진 상기 기판과 대체로 나란하게 배치되는 확산판을 포함하며,
    상기 확산판과 상기 천정벽 사이에는 상기 제1 소스가스가 공급되는 버퍼공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 장치는 상기 챔버 내에 설치된 지지부재를 더 포함하며,
    상기 제2 공급부재는,
    상기 지지부재 상에 놓여진 상기 기판과 대체로 나란하도록 배치되는 제1 분사판;
    상기 제1 분사판의 하부에 상기 제1 분사판으로부터 이격되도록 배치되는 제2 분사판; 및
    상기 제1 분사판의 상부 및 상기 제2 분사판의 하부를 연결하는 연결라인을 포함하며,
    상기 생성공간은 상기 제1 분사판의 상부에 배치되고, 상기 공정공간은 상기 제2 분사판의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 공급부재는 상기 제1 및 제2 분사판의 사이에 배치되고 상기 지지부재 상에 놓여진 상기 기판의 중심에 대응되도록 하단이 배치되어 하부를 향하여 상기 제2 소스가스를 공급하는 공급노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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