KR101925580B1 - 기판처리장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합막을 증착하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것으로서, 이종 박막으로 적층된 복합막을 증착할 때 사용되는 기판처리장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 형태는 기판상에 복수개의 이종 박막이 증착되는 반응 챔버와, 상기 반응 챔버와 연결되며 이종 박막의 소스 가스원마다 각각 구비된 소스 가스 공급 라인과, 상기 소스 가스원마다 각각 구비된 소스 가스 배기 라인과, 상기 반응 챔버와 연결된 배기관과, 상기 소스 가스 배기 라인에 연결된 소스 가스 배기관과, 상기 소스 가스원에서 공급되는 소스 가스를 상기 소스 가스 공급 라인과 소스 가스 배기 라인 중 어느 하나로 흘러보내는 유로 전환 밸브를 포함한다.

Description

기판처리장치 및 그 동작 방법{Apparatus for wafer deposition and method for operating the same}
본 발명은 복합막을 증착하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것으로서, 이종 박막으로 적층된 복합막을 증착할 때 사용되는 기판처리장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
최근 들어 반도체 소자의 선폭이 미세화(100nm 이하)되고, 반도체 기판의 대형화 및 박막 적층의 미세화 및 다층화에 따라 균일한 복합막의 도포와 높은 스텝 커버리지(step coverage) 특성이 요구되고 있다. 특히, 반도체 장치의 집적도가 증가하여 패턴의 디자인 룰이 작아짐에 따라서 소자의 미세 패턴간의 전기적 절연을 위한 복합막 증착 기술이 중요시되고 있다.
예를 들어, 나노스케일 모스펫(Nanoscale MOSFET)을 제작하기 위해서 매우 작은 선폭을 갖는 라인 패턴 등을 가져야 하는데, 이러한 라인 패턴들을 구현하기 위해서 하드마스크 등을 이용하여 식각하여 구현한다. 그런데, 상기의 하드마스크로는 기판위에 질화막, TEOS(TetraEthOxySilane) 산화막이 반복 적층된, 즉, 이종박막이 교대 적층된 복합막이 사용될 수 있다.
일반적으로 PECVD 특성 상 공정 진행 시 이종의 박막을 증착하기 위해서 기체 및 액상의 원료를 이용한 플라즈마를 각각 형성해야 하며, 이러한 플라즈마를 형성하기 위해서는 반응기에 저압 처리 기체를 주입한 후 전기장을 생성하도록 전기 에너지를 인가해주어야 한다. 또한 반응기 내부에 안정적 플라즈마를 형성하기 위해서 기체 및 액상 원료부터 기화된 가스의 안정화 시간이 필요하며, 기상 및 액상의 원료를 이용한 플라즈마 증착 후 이온화된 기체 분자의 효율적인 펌핑을 통해서 반응기 내부의 미 반응 가스를 제거하는 과정을 가져야 한다.
예를 들어, 연속적 질화/테오스 공정(In-Situ Nitride/TEOS Process)을 통해 질화막 및 산화막으로 된 이종 박막을 증착하기 위해서 반응기 내/외부 원료 공급 시스템은 기체 및 액상 원료의 안정적 공정을 위해서 도 1과 같이 각각 독립적으로 구성되어져야 한다.
이러한 독립적 구조에서 복합막 증착 시에 파티클 발생 감소 및 안정적 플라즈마 형성을 위해서 반응성 가스인 소스 가스의 적절한 제어 및 미 반응 가스의 효율적인 관리가 우수한 박막 성장에 중요한 요소로 작용한다. 그런데, 도 1과 같이 동일한 배기관을 사용하는 기판처리장치 구조에서는 반응성 가스의 제어를 하기 위한 공정 시간의 증가를 가져오게 되며, 공정 시간 증가는 생산성 저하의 문제점을 발생시킨다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이 질화막과 TEOS 산화막을 서로 교번하며 증착하여 복합막을 제작할 경우, 도 2에 도시한 바와 같이 반응 챔버내로 질화막 소스 가스인 제1소스 가스와 산화막 소스 가스인 제2소스 가스를 번갈아 가며 분사해야 한다. 따라서 제1소스 가스와 제2소스 가스를 번갈아 분사하기 위해서는, 제1소스 가스 유입 및 중단, 제2소스 가스 유입 및 중단을 번갈아 해야 하며, 또한 이종 소스 가스간에 퍼지 및 펌핑 시간을 위한 간격을 필요로 하기 때문에 공정 시간의 증가를 가져오는 문제가 있다.
(선행기술1) 한국등록특허 10-0168197
본 발명의 기술적 과제는 복합막 증착 시에 소스 가스의 적절한 제어 및 미 반응 소스 가스의 효율적인 관리를 하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 복합막 증착 시에 파티클 발생 감소 및 안정적 플라즈마 형성을 하도록 하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 복합막 증착 시에 공정 시간을 최소화하는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 기판상에 복수개의 이종 박막이 증착되는 반응 챔버와, 상기 반응 챔버와 연결되며 이종 박막의 소스 가스원마다 각각 구비된 소스 가스 공급 라인과, 상기 소스 가스원마다 각각 구비된 소스 가스 배기 라인과, 상기 반응 챔버와 연결된 배기관과, 상기 소스 가스 배기 라인에 연결된 소스 가스 배기관과, 상기 소스 가스원에서 공급되는 소스 가스를 상기 소스 가스 공급 라인과 소스 가스 배기 라인 중 어느 하나로 흘러보내는 유로 전환 밸브를 포함한다.
또한, 상기 소스 가스원은, 제1박막을 증착하는 제1소스 가스를 저장한 제1소스 가스원과, 제2박막을 증착하는 제2소스 가스를 저장한 제2소스 가스원을 포함한다.
또한, 상기 유로 전환 밸브는, 상기 제1소스 가스원에서 공급되는 제1소스 가스를 상기 소스 가스 공급 라인과 소스 가스 배기 라인 중 어느 하나로 흘러보내는 제1유로 전환 밸브와, 상기 제2소스 가스원에서 공급되는 제2소스 가스를 상기 소스 가스 공급 라인과 소스 가스 배기 라인 중 어느 하나로 흘러보내는 제2유로 전환 밸브를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 형태는 복수의 이종 박막이 적층된 복합막을 증착하는 기판 처리 방법에 있어서, 이종 박막 증착에 사용되는 복수의 소스 가스를 소스 가스원으로부터 연속적으로 흘러보내는 과정과, 밸브 전환을 통하여 복수의 소스 가스를 반응 챔버 내부로 교차 공급하여 배기관을 통해 배출하고, 이때, 반응 챔버 내부로 공급되지 않는 소스 가스는 상기 배기관과 다른 별도의 소스 가스 배기관을 통해 배출하는 소스 가스 공급 과정을 포함한다. 상기 복수의 소스 가스는, 제1박막을 증착하는 제1소스 가스와 제2박막을 증착하는 제2소스 가스이다.
상기 소스 가스 공급 과정은, 상기 제1박막 증착이 이루어지는 구간에서는 상기 제1소스 가스를 반응 챔버 내부로 공급하여 배기관을 통해 배출하며, 상기 배기관과 다른 별도의 소스 가스 배기관을 통해 상기 제2소스 가스를 배출하는 과정과, 상기 제2박막 증착이 이루어지는 구간에서는 상기 제2소스 가스를 반응 챔버 내부로 공급하여 상기 배기관을 통해 배출하며, 상기 배기관과 다른 별도의 소스 가스 배기관을 통해 상기 제1소스 가스를 배기하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 반응 챔버의 배기관과 구별되는 별도의 배기관을 구비함으로서, 복합막 증착 시에 반응성 가스를 적절하게 제어하고, 미 반응 가스를 효율적으로 관리를 할 수 있다. 따라서 복합막 증착 시에 파티클의 발생을 감소시키고 안정적인 플라즈마를 형성할 수 있다. 또한, 소스 가스 공급을 중단하지 않고 계속 흘러보낼수 있게 되어, 복합막 증착 시에 공정 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 종래에 이종 박막을 가지는 복합막 증착을 위한 기판처리장치를 도시한 그림이다.
도 2는 종래에 이종 소스 가스가 시간 간격을 가지고 분사되는 모습을 도시흔 그림이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이종막 증착시의 기판처리장치의 구성 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제1박막인 질화막이 증착될 때의 소스 가스 흐름을 도시한 그림이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제2박막인 산화막이 증착될 때의 소스 가스 흐름을 도시한 그림이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제1소스 가스와 제2소스 가스가 서로 교대로 교번하여 반응 챔버 및 소스가스 배기펌프로 흘러가는 흐름을 도시한 그림이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 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. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이종막 증착시의 기판처리장치의 구성 블록도이다.
이하 설명에서는 제1박막과 제2박막이 교대로 적층된 복합막을 제조할 때의 예를 들어 설명하겠으나, 이보다 많은 이종 박막이 교대로 적층된 복합막의 경우에도 본 발명이 적용될 수 있음이 자명할 것이다. 또한, 제1박막의 예로서 질화막, 제2박막의 예로서 산화막을 예로 들어 설명하겠으나, 이들 박막에 한정되지 않고 박막이 적층되는 구조를 가진다면 다른 재질의 박막도 본 발명이 적용될 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예는 플라즈마 화학기상증착(PECVD)의 기판처리장치를 예로 들어 설명하겠으나, 이에 한정되지 않고 열 화학기상증착(thermal-CVD), 원자층증착(ALD;Atomic Layer Deposition) 등의 다양한 증착 방식에도 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는, 반응공간이 마련된 반응 챔버(100), 제1,2소스 가스원(130,140), 제1,2소스 가스 공급 라인(131,141), 제1,2소스 가스 배기 라인(133,143), 배기관(165), 소스 가스 배기관(175), 제1,2유로 전환 밸브(135,145)를 포함한다.
반응 챔버(100)는 소정의 반응 영역을 마련하고, 이를 기밀하게 유지시켜 기판상에 복수개의 이종 박막, 예컨대, 질화막과 산화막이 교대로 적층된 복합막을 증착시킨다. 반응 챔버(100)는 대략 원형의 평면부 및 평면부로부터 상향 연장된 측벽부를 포함하여 소정의 공간을 가지는 반응부와, 대략 원형으로 반응부 상에 위치하여 반응 챔버(100)를 기밀하게 유지하는 덮개를 포함할 수 있다. 물론, 반응부 및 덮개는 원형 이외에 다양한 형상으로 제작될 수 있는데, 예를들어 기판(10) 형상에 대응하는 형상으로 제작될 수 있다.
기판 지지부(110)는 반응 챔버(100)의 하부에 마련되며, 샤워 헤드(120)와 대향하는 위치에 설치된다. 기판 지지부(110)는 반응 챔버(100) 내로 유입된 기판(10)이 안착될 수 있도록 예를들어 정전척 등이 마련될 수 있다. 또한, 기판 지지부(110)는 대략 원형으로 마련될 수 있으나, 기판(10) 형상과 대응되는 형상으로 마련될 수 있으며, 기판(10)보다 크게 제작될 수 있다. 기판 지지부(110) 하부에는 기판 지지부(110)를 승하강 이동시키는 기판 승강기(미도시)가 마련된다. 기판 승강기는 기판 지지부(110) 상에 기판(10)이 안착되면 기판 지지부(110)를 가스 분사부(120)와 근접하도록 이동시킨다. 또한, 기판 지지부(110) 내부에는 히터(미도시)가 장착된다. 히터는 소정 온도로 발열하여 기판(10)을 가열함으로써 기상의 소스 및 액상의 소스에 의한 소정의 막, 예를들어 식각 정지막 및 층간 절연막이 기판(10) 상에 용이하게 증착되도록 한다. 한편, 기판 지지부(110) 내부에는 히터 이외에 냉각관(미도시)이 더 마련될 수 있다. 냉각관은 기판 지지부(110) 내부에 냉매가 순환되도록 함으로써 냉열이 기판 지지부(110)를 통해 기판(10)에 전달되어 기판(10)의 온도를 원하는 온도로 제어할 수 있다.
가스 분사부(120)는 반응 챔버(100) 내의 상부에 기판 지지부(110)와 대향하는 위치에 설치되며, 제1소스 가스 및 제2소스 가스를 반응 챔버(100)의 하측으로 분사한다. 가스 분사부(120)은 상부가 제1소스 가스원(130), 제2소스 가스원(140)과 연결되고, 하부는 기판(10)에 소스 가스를 분사하기 위한 복수의 분사홀(122)이 형성된다. 가스 분사부(120)은 대략 원형으로 제작되지만, 기판(10) 형상으로 제작될 수도 있다. 또한, 가스 분사부(120)는 기판 지지부(110)와 동일 크기로 제작될 수 있다.
플라즈마 발생부(150)는 플라즈마를 이용하여 제1소스 가스 및 제2소스 가스를 플라즈마 상태로 여기시키기 위해 설치한다. 플라즈마 발생부(150)는 반응 챔버(100)의 기판 상부의 샤워헤드에 전력을 인가하고 기판 지지부에 접지시켜, 기판의 증착 공간인 반응 공간에 RF를 이용하여 플라즈마를 여기시키는 축전결합플라즈마(CCP;Capacitively Coupled Plasma) 방식으로 구동될 수 있다. 본 발명의 실시예 설명에서는 축전결합플라즈마(CCP) 방식을 예로 들었으나, 이에 한정되지 않고 유도결합플라즈마(ICP:Inductively Coupled Plasma )방식으로도 구현 가능하다.
소스 가스원(130,140)은 이종 박막의 소스 가스마다 각각 구비되며, 소스 가스를 연속적으로 공급한다. 소스 가스원은 제1소스 가스원(130)과 제2소스 가스원(140)을 포함하는데, 상기 제1소스 가스원(130)은 기판(10) 상에 제1박막인 질화막을 증착하는데 사용되는 제1소스 가스를 저장한다. 제1소스 가스원(130)은 PECVD 방식에 의해 기판 상에 제1박막인 질화막(SiN3 또는 Si3N4 또는 SiN:H)을 증착하는데 사용되는 실리콘 함유 소스 및 질소 함유 소스, 예를 들어 SiH4 및 NH3를 저장한다. 따라서 실리콘 함유 소스(예컨대,SiH4)를 저장한 제1-1소스원(132), 질소 함유 소스(예컨대, NH3)를 저장한 제1-2소스원(134)을 포함한다. 또한, 질화막을 증착하는데 있어서 헬륨(He), N2와 같은 기타 소스를 더 첨가할 수도 있는데, 이를 위해 기타공정 소스 가스원(136)를 별도로 포함할 수도 있다.
제2소스 가스원(140)은 기판(10) 상에 제2박막인 산화막을 증착하기 위한 제1소스 가스를 저장한다. 제2소스 가스원(140)은 기화 소스 및 액상 소스가 저장되어 기화기(148)을 통해 기화되어 반응 챔버(100) 내부로 공급된다. 따라서 제2소스 가스원(140)은 액상 소스를 저장하는 제2소스 가스원인 제2-1소스원(142) 및 기상인 O2가 저장되는 제2-2소스원(144), 그리고 기화 소스를 저장하는 기화 소스 가스원(146)를 포함한다.
제2-1소스원(142)에 저장된 액상 소스는 액상 소스를 기화시키는 기화기(148)를 통해 기화되어 제2소스 가스 공급 라인(141)을 통해 가스 분사부(120)로 공급되어 분사된다. 이때, 기화 소스 가스원(146)에 저장된 He 가스 또한 기화기(148)에 전달된다. 물론, 기화기(148)는 기상의 기화 가스(He)를 이용한다면 제2소스 가스원 측에만 설치되어 액상 소스만을 기화시킬 수도 있다. 한편, 제2소스 가스원는 제2박막, 예를들어, 실리콘 산화막(SiO2)을 형성하기 위한 주 소스로서의 액상의 TEOS 및 기상의 O2를 저장한다. 이러한 제2소스 가스원(140)은 제2-1소스원(TEOS 저장부) 및 제2-2소스원(O2 저장부)으로 구분될 수도 있다.
제1,2소스 가스 공급 라인(131,141)은 제1,2유로 전환 밸브(135,145)와 반응 챔버(100)를 각각 연결시키며 각 소스 가스원마다 각각 구비된다. 즉, 제1소스 가스원(130)의 제1유로 전환 밸브(135)와 연결되는 제1소스 가스 공급 라인(131), 제2소스 가스원(140)의 제2유로 전환 밸브(145)와 연결되는 제2소스 가스 공급 라인(141)을 구비한다.
제1,2소스 가스 배기 라인(133,143)은 소스 가스 배기관(175)에 연결되어 소스 가스원으로부터의 소스 가스를 소스 가스 배기관(175)으로 제공한다. 제1,2소스 가스 배기 라인(133,143)은 각 소스 가스원마다 마련되는데, 제1소스 가스원(130)에 연결되는 제1소스 가스 배기 라인(133), 제2소스 가스원(140)에 연결되는 제2소스 가스 배기 라인(143)을 구비한다.
배기관(165)은 반응 챔버 내부에서 증착되지 않은 미반응 소스 가스를 외부로 배출하는 배기 펌프(160)에 연결된 배기 라인이다. 이러한 배기관(165)은 반응 챔버 내부에서 증착되고 남은 제1소스 가스인 N2, NH3, He, SiH4, 또는, 반응 챔버 내부에서 증착되고 남은 제2소스 가스인 TEOS, O2, He를 배기 펌프로 배출시킨다.
소스 가스 배기관(175)은 제1,2소스 가스 배기 라인(133,143)에 연결되며, 제1,2소스 가스원(130,140)에서 제1,2소스 가스 배기 라인(133,143)을 거쳐 공급되는 소스 가스를 소스가스 배기펌프(170)를 통해 외부로 배출한다. 상기 배기관(165)과 소스 가스 배기관(175)은 서로 구별된 별도의 펌핑이 이루어지는 펌프라인으로서, 배기관(165)을 통해 배출되는 소스 가스가 소스 가스 배기관(175)을 통해 배출되는 소스 가스와 혼합되지 않도록 한다. 마찬가지로, 소스 가스 배기관(175)을 통해 배출되는 소스 가스가 배기관(165)을 통해 배출되는 소스 가스와 혼합되지 않도록 한다.
상기와 같이 배기관(165)과 소스 가스 배기관(175)을 각각 별도로 구비하는 것은, 공정 진행시에 서로 혼합되지 않도록 하기 위함이다. 예를 들어, 제1박막인 질화막을 증착하는 구간인 경우, 제1소스 가스가 반응 챔버(100) 내부로 분사되어 배기관(165)을 통해 배출되고, 제2소스 가스는 제2소스 가스 배기 라인(143)을 통해 소스 가스 배기관(175)을 통해 배출된다. 만약, 배기관(165)과 소스 가스 배기관(175)이 서로 관통 연결된 라인일 경우, 제2소스 가스가 배기관(165)을 따라 반응 챔버 내부로 흘러들어갈 우려가 있기 때문이다. 한편, 경우에 따라서, 상기 배기관(165)과 소스 가스 배기관(175) 간을 서로 오픈/클로즈 가능하도록 밸브 전환되는 펌핑교차 개폐밸브(180)를 구비할 수 있다.
제1,2유로 전환 밸브(135,145)는 각 소스 가스원마다 구비되며, 소스 가스원에서 공급되는 소스 가스를 제1,2소스 가스 공급 라인(131,141)과 제1,2소스 가스 배기 라인(133,143) 중 어느 하나로 흘러보낸다. 제1,2유로 전환 밸브(135,145)는, 상기 제1소스 가스원(130)에서 공급되는 제1소스 가스를 상기 제1소스 가스 공급 라인(131)과 제1소스 가스 배기 라인(133) 중 어느 하나로 흘러보내는 제1유로 전환 밸브(135)와, 상기 제2소스 가스원(140)에서 공급되는 제2소스 가스를 상기 제2소스 가스 공급 라인(141)과 제2소스 가스 배기 라인(143) 중 어느 하나로 흘러보내는 제2유로 전환 밸브(145)를 포함한다.
따라서 상기 제1유로 전환 밸브(135)와 제2유로 전환 밸브(145)는, 서로 다른 공급 라인을 통해 제1소스 가스와 제2소스 가스가 반응 챔버(100) 내부로 교차 공급되도록 한다. 박막의 증착에 따른 소스 가스 흐름을 도시하기 위해 간략하게 기판처리장치를 도시한 도 4 및 도 5와 함께 자세히 설명한다.
도 4를 참조하면, 예를 들어, 제1박막인 질화막이 증착되는 제1박막의 증착 구간에서는, 제1유로 전환 밸브(135)를 제1소스 가스 공급 라인(131)으로 개방하고 제1소스 가스 배기 라인(133)을 폐쇄하여, 제1소스 가스가 제1소스 가스 공급 라인(131)으로 공급되어 반응 챔버(100) 내부로 분사되도록 하며, 제1소스 가스 배기 라인(133)은 폐쇄되어 있어 소스 가스 배기관(175)으로 제1소스 가스가 흘러가지 않는다. 이때, 제2유로 전환 밸브(145)는 제2소스 가스 공급 라인(141)을 폐쇄하고 제2소스 가스 배기 라인(143)을 개방하여 제2소스 가스원에서 제공되는 제2소스 가스가 소스 가스 배기관(175)을 통해 배출되도록 한다.
반면에, 도 5를 참조하면 제2박막인 산화막이 증착되는 제2박막의 증착 구간에서는, 제2유로 전환 밸브(145)를 제2소스 가스 공급 라인(141)으로 개방하고 제2소스 가스 배기 라인(143)을 폐쇄하여, 제2소스 가스가 제2소스 가스 공급 라인(141)으로 공급되어 반응 챔버(100) 내부로 분사되며, 제2소스 가스 배기 라인(145)은 폐쇄되어 있어 소스 가스 배기관(175)으로 제2소스 가스가 흘러가지 않는다. 이때, 제1유로 전환 밸브(135)는 제1소스 가스 공급 라인(131)을 폐쇄하고 제1소스 가스 배기 라인(133)을 개방하여 제1소스 가스원에서 제공되는 제1소스 가스가 소스 가스 배기관(175)을 통해 배출되도록 한다.
결국, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1소스 가스와 제2소스 가스는 소스 가스원으로부터 끊어짐 없이 연속적으로 제공되지만, 밸브 전환에 의하여 반응 챔버 내부로 이격없이 제1소스 가스와 제2소스 가스가 차례로 공급되며, 반응 챔버로 공급되지 않는 소스 가스는 별도의 소스 가스 배기관을 통해 외부로 배출된다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
100: 반응 챔버 110: 기판지지부
120: 가스분사부 130: 제1소스 가스원
131: 제1소스 가스 공급 라인 133: 제1소스 가스 배기 라인
135: 제1유로 전환 밸브 140: 제2소스 가스원
141: 제2소스 가스 공급 라인 143: 제2소스 가스 배기 라인
145: 제2유로 전환 밸브 150: 플라즈마 발생부
160: 배기 펌프 165: 배기관
170: 소스 가스 배기 펌프 175: 소스 가스 배기관

Claims (11)

  1. 기판상에 복수개의 이종 박막이 증착되는 반응 챔버;
    제1박막을 증착하는 제1소스 가스를 저장한 제1소스 가스원;
    제2박막을 증착하는 제2소스 가스를 저장한 제2소스 가스원;
    상기 반응 챔버와 연결되며, 이종 박막의 소스 가스원마다 각각 구비된 소스 가스 공급 라인;
    상기 소스 가스원마다 각각 구비된 소스 가스 배기 라인;
    상기 반응 챔버와 연결된 배기관;
    상기 소스 가스 배기 라인에 연결되고, 상기 배기관과 구별된 별도의 펌핑이 이루어지는 소스 가스 배기관;
    상기 소스 가스원에서 공급되는 소스 가스를 상기 소스 가스 공급 라인과 소스 가스 배기 라인 중 어느 하나로 흘러보내는 유로 전환 밸브; 및
    상기 배기관과 상기 소스 가스 배기관 간을 서로 오픈/클로즈 가능하도록 밸브 전환되는 펌핑교차 개폐밸브;를 포함하고,
    상기 제1소스 가스원은, 실리콘 함유 소스를 저장한 제1-1소스원, 질소 함유 소스를 저장한 제1-2소스원, 및 헬륨(He)과 N2 중 적어도 어느 하나를 함유하는 기타 소스를 저장한 기타공정 소스 가스원을 포함하며,
    상기 제2소스 가스원은, 실리콘 함유 소스를 저장한 제2-1소스원, 산소 함유 소스를 저장한 제2-2소스원, 및 헬륨(He)을 함유하는 기타 소스를 저장한 기타 소스 가스원을 포함하고,
    상기 유로 전환 밸브는, 상기 제1소스 가스원에서 공급되는 제1소스 가스를 상기 소스 가스 공급 라인과 소스 가스 배기 라인 중 어느 하나로 흘려보내도록 상기 제1-1소스원, 상기 제1-2소스원, 상기 기타공정 소스 가스원 각각에 구비되는 제1유로 전환 밸브들, 및 상기 제2소스 가스원에서 공급되는 제2소스 가스를 상기 소스 가스 공급 라인과 소스 가스 배기 라인 중 어느 하나로 흘려보내는 제2유로 전환 밸브를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 배기관과 상기 소스 가스 배기관은 분리되어 별도의 펌핑이 이루어지는 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제1유로 전환 밸브와 제2유로 전환 밸브는, 제1소스 가스와 제2소스 가스가 반응 챔버 내로 교차 공급되도록 하는 기판 처리 장치.
  7. 복수의 이종 박막이 적층된 복합막을 증착하는 기판 처리 방법에 있어서,
    제1박막을 증착하는 제1소스 가스와 제2박막을 증착하는 제2소스 가스를, 제1소스 가스원 및 제2소스 가스원에서 연속적으로 흘러보내는 과정;
    밸브 전환을 통하여 복수의 소스 가스를 반응 챔버 내부로 교차 공급하여 배기관을 통해 배출하고, 이때, 반응 챔버 내부로 공급되지 않는 소스 가스는 상기 배기관과 구별된 별도의 펌핑이 이루어지는 소스 가스 배기관을 통해 배출하는 소스 가스 공급 과정;을 포함하고,
    상기 제1소스 가스원은, 실리콘 함유 소스를 저장한 제1-1소스원, 질소 함유 소스를 저장한 제1-2소스원, 및 헬륨(He)과 N2 중 적어도 어느 하나를 함유하는 기타 소스를 저장한 기타공정 소스 가스원을 포함하며,
    상기 제2소스 가스원은, 실리콘 함유 소스를 저장한 제2-1소스원, 산소 함유 소스를 저장한 제2-2소스원, 및 헬륨(He)을 함유하는 기타 소스를 저장한 기타 소스 가스원을 포함하고,
    상기 밸브를 전환하는 과정은,
    상기 제1소스 가스원에서 공급되는 제1소스 가스를 상기 소스 가스 공급 라인과 소스 가스 배기 라인 중 어느 하나로 흘려보내도록, 상기 제1-1소스원, 상기 제1-2소스원, 상기 기타공정 소스 가스원 각각에 구비되는 제1유로 전환 밸브들, 및 상기 제2소스 가스원에서 공급되는 제2소스 가스를 상기 소스 가스 공급 라인과 소스 가스 배기 라인 중 어느 하나로 흘려보내는 제2유로 전환 밸브 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어하는 과정을 포함하고,
    상기 복수의 소스 가스를 반응 챔버 내부로 교차 공급하여 배기관을 통해 배출하고, 상기 반응 챔버 내부로 공급되지 않는 소스 가스는 상기 소스 가스 배기관을 통해 배출하는 과정은,
    상기 배기관과 상기 소스 가스 배기관 간을 서로 오픈/클로즈하는 과정을 포함하는 기판 처리 방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 소스 가스 공급 과정은,
    상기 제1박막 증착이 이루어지는 구간에서는 상기 제1소스 가스를 반응 챔버 내부로 공급하여 배기관을 통해 배출하며, 상기 배기관과 다른 별도의 소스 가스 배기관을 통해 상기 제2소스 가스를 배출하는 과정;
    상기 제2박막 증착이 이루어지는 구간에서는 상기 제2소스 가스를 반응 챔버 내부로 공급하여 상기 배기관을 통해 배출하며, 상기 배기관과 다른 별도의 소스 가스 배기관을 통해 상기 제1소스 가스를 배기하는 과정;
    을 포함하는 기판 처리 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 이종 박막은, 상기 제1소스 가스에 의한 질화막과, 상기 제2소스 가스에 의한 산화막인 기판 처리 방법.
  11. 청구항 7, 청구항 9, 및 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1소스 가스는, N2, NH3, He, SiH4 중에서 적어도 어느 하나 이상 함유하며, 상기 제2소스 가스는 TEOS, He, O2 중에서 적어도 어느 하나 이상 함유하는 기판 처리 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR102490340B1 (ko) * 2018-11-22 2023-01-19 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법
KR102446230B1 (ko) * 2018-12-11 2022-09-22 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100479639B1 (ko) * 2002-04-06 2005-03-30 재단법인서울대학교산학협력재단 다층 박막의 제조를 위한 화학 기상 증착 장치 및 이를 이용한 다층 박막 증착 방법
JP2010539730A (ja) * 2007-09-18 2010-12-16 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード シリコン含有膜を形成する方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0168197B1 (ko) 1995-12-14 1999-02-01 김광호 반도체 장치의 트렌치 소자분리 방법
US6383300B1 (en) * 1998-11-27 2002-05-07 Tokyo Electron Ltd. Heat treatment apparatus and cleaning method of the same
KR100496906B1 (ko) * 2002-10-21 2005-06-28 주식회사 아이피에스 Ａｌｄ 박막증착장치
JP4423914B2 (ja) * 2003-05-13 2010-03-03 東京エレクトロン株式会社 処理装置及びその使用方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100479639B1 (ko) * 2002-04-06 2005-03-30 재단법인서울대학교산학협력재단 다층 박막의 제조를 위한 화학 기상 증착 장치 및 이를 이용한 다층 박막 증착 방법
JP2010539730A (ja) * 2007-09-18 2010-12-16 レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード シリコン含有膜を形成する方法

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