KR101966049B1 - 기판처리장치 및 그 세정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 기판처리장치는 챔버, 상기 챔버 내부에 구비되어 기판이 처리되는 반응공간을 제공하는 하나 이상의 반응기, 상기 반응기 중에 적어도 하나로 플라즈마 가스를 공급하는 리모트 플라즈마 공급원 및 상기 반응기 중에서 적어도 하나 및 상기 챔버 중에 적어도 하나를 통해 가스를 펌핑하여 배기하는 펌핑부를 구비하고, 상기 각 반응기는 반응기커버와, 제1 공급라인을 통해 상기 리모트 플라즈마 공급원과 연결되는 샤워헤드와, 상기 반응기커버에 대해 상하로 이동 가능하게 구비되어 상기 샤워헤드와의 사이에 반응공간을 제공하며 상기 기판을 지지하는 기판지지부와, 상기 샤워헤드의 바깥쪽에서 상기 반응기커버를 따라 상기 반응공간에서 잔류가스가 배기되는 배기통로와, 상기 배기통로와 연결되어 잔류가스를 배기하는 배기라인과, 상기 배기라인과 일단부가 연결되어 플라즈마 가스를 공급하도록 선택적으로 개방되는 제2 공급라인을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판처리장치 및 그 세정방법 {Substrate processing apparatus and cleaning method thereof}
본 발명은 기판처리장치 및 그 세정방법에 대한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 기판(이하, '기판'이라 한다) 상에 박막을 형성하기 위한 공정은 화학기상증착법(CVD, chemical vapor deposition), 플라즈마 화학기상증착법(PECVD, plasma enhanced chemical vapor deposition), 원자층증착법(ALD, atomic layer deposition) 등의 기술이 사용되고 있다.
전술한 공정은 기판처리장치를 통해 수행되는데, 기판에 대한 증착공정이 수행되는 경우에 기판 이외의 영역에도 증착이 이루어질 수 있으며, 나아가 잔존가스가 원활하게 배기되지 않는 경우에 상기 잔존가스가 배기되는 배기라인 등에 파티클 등의 이물질이 누적될 수 있다.
이 경우, 상기 기판에 대한 증착공정을 수행하는 경우에 박막의 균일도가 떨어질 수 있으며, 나아가 파티클 등이 상기 기판에 대한 반응공간으로 유입될 수 있다.
따라서, 상기 기판처리장치는 주기적으로 내부를 세정해주는 세정공정을 진행해야하는데, 상기 기판처리장치의 내부 구조에 따라 세정이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 기판에 대한 증착공정을 수행하는 기판처리장치의 내부의 파티클 등의 이물질을 제거할 수 있는 기판처리장치 및 그 세정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 챔버, 상기 챔버 내부에 구비되어 기판이 처리되는 반응공간을 제공하는 하나 이상의 반응기, 상기 반응기 중에 적어도 하나로 플라즈마 가스를 공급하는 리모트 플라즈마 공급원 및 상기 반응기 중에서 적어도 하나 및 상기 챔버 중에 적어도 하나를 통해 가스를 펌핑하여 배기하는 펌핑부;를 구비하고, 상기 각 반응기는 반응기커버와, 제1 공급라인을 통해 상기 리모트 플라즈마 공급원과 연결되는 샤워헤드와, 상기 반응기커버에 대해 상하로 이동 가능하게 구비되어 상기 샤워헤드와의 사이에 반응공간을 제공하며 상기 기판을 지지하는 기판지지부와, 상기 샤워헤드의 바깥쪽에서 상기 반응기커버를 따라 상기 반응공간에서 잔류가스가 배기되는 배기통로와, 상기 배기통로와 연결되어 잔류가스를 배기하는 배기라인과, 상기 배기라인과 일단부가 연결되어 플라즈마 가스를 공급하도록 선택적으로 개방되는 제2 공급라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제2 공급라인은 타단부가 상기 제1 공급라인과 연결되어 상기 리모트 플라즈마 공급원에서 플라즈마 가스가 공급된다.
또한, 상기 배기통로는 상기 반응기커버와 상기 샤워헤드 사이를 통해 상부를 향해 형성될 수 있다.
나아가, 상기 배기통로는 상기 반응기커버의 내측에서 상부를 향해 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 반응공간은 상기 챔버의 내부와 연통될 수 있다.
예를 들어, 상기 반응기커버와 상기 기판지지부 사이의 간격을 통해 상기 반응공간이 상기 챔버의 내부와 연통될 수 있다.
한편, 상기 펌핑부는 상기 배기라인과 연결되어 가스를 펌핑하여 배기하는 제1 펌프와, 상기 챔버 내부의 가스를 펌핑하여 배기하는 제2 펌프를 각각 구비할 수 있다.
또한, 상기 펌핑부는 상기 배기라인 및 상기 챔버와 모두 연결되어 상기 배기라인 및 상기 챔버 중에 적어도 하나에서 가스를 펌핑하여 배기하는 제3 펌프를 구비할 수 있다.
한편, 상기 제1 공급라인을 통해 상기 샤워헤드로 상기 플라즈마 가스를 공급하는 경우에 상기 플라즈마 가스는 상기 반응공간에서 상기 배기통로 및 상기 배기라인을 통해 상기 챔버의 외부로 배출된다.
또한, 상기 제2 공급라인을 통해 상기 배기통로의 아래쪽으로 상기 플라즈마 가스를 공급하는 경우에 상기 플라즈마 가스는 상기 배기통로를 거쳐 상기 챔버의 내측을 통해 상기 챔버의 외부로 배출된다.
나아가, 상기 기판처리장치는 상기 챔버의 내부와 연결되어 플라즈마 가스를 공급하는 제3 공급라인을 더 구비할 수 있다.
이 때, 상기 제3 공급라인은 상기 제1 공급라인과 연결되어 상기 리모트 플라즈마 공급원에서 플라즈마 가스가 공급될 수 있다.
한편, 상기 제3 공급라인을 통해 상기 챔버의 내측으로 상기 플라즈마 가스를 공급하는 경우에 상기 플라즈마 가스는 상기 챔버의 내측을 거쳐 상기 챔버의 외부로 배출될 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 목적은 챔버의 내측에 별도의 반응공간을 제공하며 일측이 상기 반응공간에 연결되고 타측이 상기 챔버 외부로 연결된 배기통로가 형성된 기판처리장치를 세정하는 방법에 있어서, 상기 배기통로의 타측에서 일측으로 세정가스를 공급하는 단계 및 상기 반응공간에 구비된 샤워헤드를 통해 세정가스를 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 세정방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 반응공간은 상기 챔버 내부와 연통되며, 상기 챔버 외부로 연결된 상기 배기통로의 타측이 상기 반응공간에 연결된 일측에 비해 상대적으로 더 높게 위치할 수 있다.
또한, 상기 배기통로의 타측에서 일측으로 세정가스를 공급하는 단계에서, 증착공정 중에 상기 반응공간에서 잔존가스가 상기 배기통로를 통해 배기되는 방향과 반대방향으로 상기 세정가스를 공급할 수 있다.
또한, 상기 배기통로의 타측에서 일측으로 세정가스를 공급하는 단계에서, 상기 챔버의 내측을 통해 상기 세정가스를 상기 챔버의 외부로 배출시키게 된다.
한편, 상기 반응공간에 구비된 샤워헤드를 통해 상기 세정가스를 공급하는 단계에서, 상기 반응공간에서 상기 배기통로를 통해 상기 세정가스를 상기 챔버의 외부로 배출시키게 된다.
나아가, 상기 챔버의 내측으로 상기 세정가스를 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 챔버의 내측으로 상기 세정가스를 공급하는 단계는 상기 반응공간에 구비된 샤워헤드를 통해 세정가스를 공급하는 단계에 앞서 수행될 수 있다.
또한, 상기 챔버의 내측으로 상기 세정가스를 공급하는 단계에서, 상기 챔버의 내벽을 거쳐 상기 세정가스를 상기 챔버의 외부로 배출할 수 있다.
전술한 구성을 가지는 본 발명에 따르면, 챔버의 내부에 별도의 반응공간을 구비하고 상기 반응공간에서 상부를 향해 배기통로가 형성된 경우에 상기 배기통로 상에 누적될 수 있는 파티클 소스 등을 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 전술한 구성을 가지는 본 발명에 따르면, 챔버의 내측에 쌓일 수 있는 이물질 등의 파티클 소스를 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 평면도,
도 2는 종래 기술에 따른 기판처리장치의 내부 구성을 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 내부 구성을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 제1 세정방법을 도시한 순서도,
도 5 내지 도 6은 본 발명의 제1 세정방법의 각 단계에 따른 세정가스의 흐름을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제2 세정방법을 도시한 순서도,
도 8은 본 발명의 제2 세정방법에서 제2 모드에 따른 세정가스의 흐름을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 내부 구성을 도시한 단면도,
도 10 내지 도 12는 도 9에 따른 기판처리장치에서 제2 세정방법에 따른 세정가스의 흐름을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치(1000) 및 그 세정방법에 대해서 상세하게 살펴보도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치(1000)의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 기판처리장치(1000)는 챔버(10)를 구비한다. 상기 챔버(10)는 상기 기판처리장치(1000)의 외관을 형성하며, 상기 챔버(10)의 일측을 통해 기판이 인입될 수 있다.
이 경우, 상기 챔버(10)의 내측에는 상기 기판에 대한 반응공간(112)(도 2 참조)을 각각 제공하는 복수개의 반응기(100, 200, 300, 400)를 구비할 수 있다. 상기 각 반응기(100, 200, 300, 400)가 별도로 기판에 대한 반응공간(112)을 제공하게 되므로, 복수개의 기판에 대한 증착공정을 동시에 수행할 수 있게 되어 상기 기판처리장치(1000)의 생산성(Throughput)을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 기판처리장치(1000)가 원자층증착법(ALD : Atomic Layer Deposition)에 의해 기판에 박막을 증착하는 경우에 종래 원자층증착법에 의해 증착하는 장치에 비해 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다.
도 1에서는 상기 챔버(10)의 내측에 4개의 반응기(100, 200, 300, 400)가 구비된 것으로 도시되지만, 이에 한정되지는 않으며, 상기 반응기(100, 200, 300, 400)의 개수는 적절히 변형될 수 있다.
상기 챔버(10)의 내측으로 이송된 상기 기판은 상기 각 반응기(100, 200, 300, 400)에 안착될 수 있다. 이를 위하여 상기 챔버(10)의 내측 중앙부에 상기 기판을 이동시키는 이송장치(미도시)가 구비될 수 있다.
도 2는 상기 챔버(10)의 내측에 위치한 반응기(100, 200, 300, 400) 중에 하나의 반응기(100)의 내부구성을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 기판처리장치(1000)는 상기 반응기(100, 200, 300, 400) 중에 적어도 하나로 플라즈마 가스를 공급하는 리모트 플라즈마 공급원(160)을 구비할 수 있다.
또한, 상기 반응기(100)는 반응기커버(110)와, 제1 공급라인(162)을 통해 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)과 연결되는 샤워헤드(120)와, 상기 반응기커버(110)에 대해 상하로 이동 가능하게 구비되어 상기 샤워헤드(120)와의 사이에 반응공간(112)을 제공하며 상기 기판을 지지하는 기판지지부(130)와, 상기 샤워헤드(120)의 바깥쪽에서 상기 반응기커버(110)를 따라 상부를 향해 잔류가스가 배기되는 배기통로(140)와, 상기 배기통로(140)와 연결되어 잔류가스를 배기하는 배기라인(142)과, 상기 배기라인(142)과 연결되는 제1 펌프(150)와 상기 챔버(10)와 연결되는 제2 펌프(155)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 기판처리장치(1000)는 상기 챔버(10)와 연결되는 제3 공급라인(164)을 더 구비할 수 있다. 상기 제3 공급라인(164)은 상기 챔버(10)의 내측으로 불활성가스 또는 세정가스를 공급할 수 있다.
상기 제3 공급라인(164)은 라디칼 상태의 세정가스를 공급하도록 리모트 플라즈마 공급원과 연결될 수 있다. 도면에서 상기 제3 공급라인(164)은 상기 제1 공급라인(162)을 통해 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)과 연결되는 것으로 도시되지만 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 제3 공급라인(164)은 전술한 리모트 플라즈마 공급원(160)과 별개의 리모트 플라즈마 공급원(미도시)과 연결되어 라디칼 상태의 세정가스를 공급받을 수 있다. 이하에서는 상기 제3 공급라인(164)이 상기 제1 공급라인(162)을 통해 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)과 연결되는 경우를 상정하여 설명한다.
상기 반응기(100)는 전술한 챔버(10)의 내측에 복수개가 구비되며, 각 반응기(100, 200, 300, 400)가 상기 기판이 처리되는 반응공간(112)을 제공하게 된다. 따라서, 하나의 챔버(10)를 구비하는 경우에도 상기 챔버(10)의 내측에 구비된 반응기(100)의 개수에 대응하는 기판에 대해 동시에 증착공정을 수행할 수 있게 된다.
또한, 상기 각 반응기(100, 200, 300, 400)는 상기 기판에 대해 원료가스와 반응가스와 같은 공정가스를 공급하는 샤워헤드(120)를 개별적으로 구비하여, 상기 기판에 증착되는 박막의 균일도를 향상시킬 수 있다. 이하, 상기 반응기(100)의 구성에 대해서 살펴보기로 한다.
먼저, 상기 반응기(100)는 상기 반응기커버(110)와 상기 반응기커버(110)를 향해 상하로 이동 가능하게 구비되는 기판지지부(130)를 구비한다.
상기 기판지지부(130)는 히터와 같은 가열부재(미도시)를 구비하여 상기 기판을 미리 정해진 온도로 가열할 수 있다. 또한, 상기 기판지지부(130)는 상하로 소정거리 이동 가능하게 구비된다. 상기 기판지지부(130)와 상기 반응기커버(110)의 사이에 반응공간(112)을 제공할 수 있다.
이때, 상기 반응기커버(110)의 내측에는 상기 기판에 대해 플라즈마 가스와 같은 세정가스를 공급하는 제1 공급라인(162)과 연결되는 샤워헤드(120)를 구비할 수 있다. 한편 도면에는 도시되지 않았지만 상기 샤워헤드(120)는 상기 기판을 향해 공정가스를 공급하는 공정가스 공급원과 연결되어 공정가스를 공급할 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이 기판지지부(130)와 반응기커버(110) 사이에 반응공간(112)을 제공하는 경우에 상기 기판지지부(130)가 상승하여 상기 반응기커버(110)와 접촉하여 상기 반응기커버(110)와 상기 기판지지부(130) 사이에 간격이 없이 반응공간을 형성하게 되면, 상기 기판처리장치(1000)에 의해 증착공정이 반복되는 경우에 상기 기판지지부(130)는 상하로 이동을 반복하게 되며, 이 경우 상기 반응기커버(110)의 단부는 상기 기판지지부(130)의 상면 또는 측면과 반복적으로 접촉하게 된다.
전술한 접촉이 반복되는 경우에 상기 반응기커버(110)의 단부와 상기 기판지지부(130)의 상면 또는 측면 사이에 파티클 등이 발생하여 상기 기판의 반응공간(112)으로 유입될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1000)의 경우 전술한 파티클 유입에 따른 문제점을 해결하기 위하여 상기 반응기커버(110)와 상기 기판지지부(130) 사이에 소정의 간격(135)이 형성되도록 할 수 있다. 즉, 상기 기판지지부(130)가 상하로 이동하는 경우에도 상기 반응기커버(110)와 상기 기판지지부(130)가 서로 접촉하지 않도록 하여 파티클 발생을 차단하게 된다.
이 경우, 도면에 도시된 바와 같이 상기 반응기커버(110)와 상기 기판지지부(130)의 상면 또는 측면 사이에 소정의 간격(135)이 형성되어, 상기 반응공간(112)은 상기 간격(135)을 통해 상기 챔버(10)의 내부와 연통될 수 있다.
한편, 상기 반응기(100)는 공정가스 또는 세정가스를 상기 기판을 향해 공급하는 샤워헤드(120)를 구비할 수 있다. 상기 샤워헤드(120)는 상기 반응기커버(110)의 내측에 구비되어 상기 기판을 향해 공정가스 또는 세정가스를 공급하게 된다. 상기 기판에 대한 공정 진행중에는 상기 샤워헤드(120)를 통해 공정가스를 공급하게 되며, 상기 기판처리장치(1000)의 내부 세정공정을 진행하는 중에는 상기 제1 공급라인(162)과 연결되어 상기 샤워헤드(120)를 통해 세정가스를 공급하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 기판처리장치(1000)는 상기 샤워헤드(120)에 절연부(122)를 더 구비할 수 있다. 상기 절연부(122)는 상기 샤워헤드(120)에 RF 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시켜 공정을 진행하는 경우에 필요하게 된다. 즉, 상기 샤워헤드(120)에 RF 전원을 인가하는 경우에 반응기커버(110)와의 절연을 위하여 절연부(122)를 더 구비하게 된다. 이 경우 절연을 위하여 상기 절연부(122)가 상기 샤워헤드(120)를 감싸도록 구비될 수 있다.
상기 샤워헤드(120)를 통해 상기 반응공간(112)으로 공정가스가 공급되는 경우에 상기 반응공간(112)의 잔존가스는 전술한 배기라인(142)을 통해 배기된다.
이 경우, 상기 공정가스가 공급되는 반응공간(112)과 상기 배기라인(142)을 연결하는 배기통로(140)가 제공된다.
상기 배기통로(140)는 상기 반응기커버(110)에 제공될 수 있으며 상부를 향해 형성되어 상기 배기라인(142)과 연결된다.
구체적으로, 상기 배기통로(140)는 상기 반응기커버(110)와 상기 샤워헤드(120) 사이의 공간을 따라 형성될 수 있다. 즉, 상기 반응기커버(110)와 상기 샤워헤드(120)가 소정의 간격만큼 이격되어 형성되고, 상기 반응기커버(110)와 상기 샤워헤드(120)가 이격되어 형성된 공간을 따라 상기 배기통로(140)가 구비된다. 비록 도면에는 도시되지 않지만 상기 배기통로는 상기 반응기커버(110)의 내측에서 상부를 향해 형성될 수도 있다.
구체적으로 상기 배기통로(140)는 상기 샤워헤드(120) 또는 상기 절연부(122)의 측면과 상기 반응기커버(110) 사이 및 상기 절연부(122)의 상면과 상기 반응기커버(110) 사이의 공간을 따라 제공된다.
상기 배기통로(140)를 따라 배기된 잔존가스는 상기 배기라인(142)의 제1 펌프(150)를 통해 반응기(100)의 외부로 배기된다.
이때, 상기 배기라인(142)은 상기 반응기커버(110)의 중앙부에 연결된다. 즉, 상기 배기라인(142)은 상기 반응기커버(110)의 중앙부에서 어느 일측으로 치우쳐서 연결되는 것이 아니라 상기 반응기커버(110)의 중앙부에 연결될 수 있다. 이와 같이 상기 배기라인(142)이 상기 반응기커버(110)의 중앙부에 연결된 구조는 상기 배기라인(142)에서 상기 반응공간(112)까지 연결된 상기 배기통로(140)의 길이가 상기 반응공간(112)의 외곽 전체에 걸쳐 실질적으로 동일하게 되므로, 상기 제1 펌프(150)의 흡입력이 상기 반응공간(112) 전체에 걸쳐 균일하게 작용할 수 있다. 또한, 이와 같이 상기 제1 펌프(150)의 흡입력이 상기 반응공간(112) 전체에 걸쳐 균일하게 작용하는 경우 상기 반응공간(112)에 존재하는 잔류가스가 균일하게 배출되는 효과가 있다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 반응기(100)의 반응공간(112)은 완전히 밀폐상태를 유지하는 것이 아니므로 상기 반응기(100)에서 공정가스 또는 세정가스가 상기 챔버(10)의 내측으로 유출될 수 있다. 따라서, 상기 챔버(10)의 내부의 가스를 펌핑하여 배기하는 제2 펌프(155)를 더 구비할 수 있다.
한편, 상기 기판처리장치(1000)는 기판에 대한 증착공정이 수행되는 경우에 기판 이외의 영역에도 증착이 이루어질 수 있으며, 나아가 잔존가스가 원활하게 배기되지 않는 경우에 상기 잔존가스가 배기되는 배기라인(142), 배기통로(140) 등에 파티클 등의 이물질이 누적될 수 있다. 따라서, 상기 기판처리장치(1000)는 주기적으로 내부를 세정해주는 세정공정을 필요로 한다.
상기 세정공정을 위하여 상기 기판처리장치(1000)는 상기 제1 공급라인(162)과 연결되어 플라즈마 가스를 공급하는 리모트 플라즈마(remote plasma) 공급원(160)과, 상기 제1 공급라인(162)과 상기 챔버(10)의 내부를 연결시켜 플라즈마 가스를 공급하는 제3 공급라인(164)을 구비할 수 있다. 상기 제3 공급라인(164)은 상기 제1 공급라인(162)에서 분기되어 형성될 수 있다.
상기 리모트 플라즈마 공급원(160)은 가스공급원(미도시)에서 공급되는 세정가스를 활성화시켜 라디칼(radical) 상태로 공급하게 된다. 상기 활성화된 세정가스는 상기 제1 공급라인(162)을 통해 상기 샤워헤드(120)로 공급된다. 상기 샤워헤드(120)를 통해 상기 반응공간(112)으로 공급된 세정가스는 상기 제1 펌프(150)의 구동에 의해 상기 배기통로(140)와 배기라인(142)을 따라 배기된다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 반응기(100)의 반응공간(112)은 완전히 밀폐상태를 유지하는 것이 아니므로 상기 반응기(100)에서 가스가 상기 챔버(10)의 내측으로 유출될 수 있다. 따라서, 상기 챔버(10)의 내측에도 파우더(powder) 등이 누적될 수 있으며, 이러한 파우더는 파티클의 소스가 될 수 있다. 따라서, 상기 챔버(10)의 내측도 세정공정을 진행할 필요가 있으며, 이를 위하여 상기 제1 공급라인(162)에서 분기되어 상기 챔버(10)의 내부를 향해 플라즈마 가스를 공급하는 제3 공급라인(164)을 구비할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 공급라인(162)과 제3 공급라인(164)에는 각각 제1 밸브(170)와 제3 밸브(172)가 구비될 수 있다. 상기 제1 밸브(170)는 상기 제1 공급라인(162)을 선택적으로 개방하여 상기 플라즈마 가스를 상기 샤워헤드(120)로 공급한다. 또한, 상기 제3 밸브(172)는 상기 제3 공급라인(164)을 선택적으로 개방하여 상기 플라즈마 가스를 상기 챔버(10)의 내측으로 공급하게 된다. 이러한 제1 밸브(170) 및 제3 밸브(172)의 개방동작은 상기 기판처리장치(1000)의 제어부(미도시)에 의해 제어된다.
이 경우, 상기 제3 밸브(172)가 개방되어 상기 플라즈마 가스가 상기 챔버(10)의 내측으로 공급된 경우 상기 가스는 상기 제2 펌프(155)의 구동에 의해 외부로 배기된다.
그런데, 전술한 리모트 플라즈마 공급원(160)에서 공급되는 세정가스는 상기 제1 공급라인(162) 및 샤워헤드(120)를 통해 반응공간(112)으로 공급된다. 이때, 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)에서 공급되는 세정가스의 라디칼은 상기 제1 공급라인(162) 및 샤워헤드(120)를 지나는 중에 상당량이 소멸될 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 펌프(150)가 구동을 하여도 상기 배기통로(140) 및 배기라인(142)의 세정은 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 이 경우, 세정공정을 수행하여도 상기 기판처리장치(1000)의 배기통로(140)와 배기라인(142)에는 파우더 등의 파티클 소스가 여전히 잔존할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 상기 배기라인(142)과 연결되는 제2 공급라인(180)을 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 공급라인(180)을 선택적으로 개방하는 제2 밸브(182)가 구비될 수 있다.
상기 제2 공급라인(180)은 라디칼 상태의 세정가스를 상기 배기라인(142)으로 공급하도록 리모트 플라즈마 공급원과 연결될 수 있다. 도 3에서 상기 제2 공급라인(180)은 상기 제1 공급라인(162)을 통해 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)과 연결되는 것으로 도시되지만 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 제2 공급라인(180)은 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)과 별개의 리모트 플라즈마 공급원(미도시)과 연결되어 라디칼 상태의 세정가스를 공급받을 수 있다. 이하에서는 상기 제2 공급라인(180)이 상기 제1 공급라인(162)을 통해 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)과 연결되는 경우를 상정하여 설명한다.
이 경우, 상기 제2 밸브(182)를 개방하는 경우에 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)에서 공급되는 플라즈마화된 세정가스는 상기 반응기커버(110)에서 수직하게 연장된 상기 배기라인(142)의 수직라인(142a)을 통해 직접 상기 배기통로(140)로 유입된다.
즉, 도 2와 같이 상기 세정가스가 제1 공급라인(162), 샤워헤드(120) 및 반응공간(112)을 거쳐 배기통로(140)에 도달하는 것이 아니라, 상기 배기라인(142)의 수직라인(142a)을 통해 직접 상기 배기통로(140)로 유입된다. 따라서, 상기 세정가스의 라디칼이 소멸되지 않은 상태로 상기 배기라인(142) 또는 상기 배기통로(140)에 도달하게 되어, 상기 배기라인(142) 또는 상기 배기통로(140)에 잔존하는 파우더 등의 이물질을 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 기판처리장치(1000')는 전술한 반응기(100, 200, 300, 400) 중에서 적어도 하나 및 상기 챔버(10) 중에 적어도 하나를 통해 가스를 펌핑하여 배기하는 펌핑부(151)를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 펌핑부(151)는 상기 배기라인(142) 및 상기 챔버(10)와 모두 연결되어 상기 배기라인(142) 및 상기 챔버(10) 중에 적어도 하나를 통해 가스를 펌핑하여 배기하는 제3 펌프(157)를 구비할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 기판처리장치(1000')는 상기 배기라인(142) 및 상기 챔버(10)와 각각 연결되는 별도의 펌프를 구비하는 것이 아니라 단일펌프를 구비하여 밸브 조작을 통해 상기 배기라인(142) 또는 상기 챔버(10)에서 가스를 펌핑하여 배기하게 된다.
예를 들어, 상기 배기라인(142)은 제1 배기밸브(144)를 통해 상기 제3 펌프(157)와 연결될 수 있으며, 상기 챔버(10)에서 연장된 챔버 배기라인(11)은 제2 배기밸브(146)를 통해 상기 제3 펌프(157)와 연결될 수 있다.
따라서, 상기 제1 배기밸브(144)가 개방되고 제2 배기밸브(146)가 폐쇄되는 경우에 상기 배기라인(142)을 통해 가스가 배기된다. 또한, 상기 제1 배기밸브(144)가 폐쇄되고 제2 배기밸브(146)가 개방되는 경우에 상기 챔버(10)의 내부의 가스가 챔버 배기라인(11)을 통해 배기된다.
이하, 전술한 구성을 가지는 기판처리장치(1000')의 세정공정에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 세정방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 세정방법은 상기 배기통로(140)의 타측에서 일측으로 세정가스를 공급하는 제1 모드 단계(S410)와, 상기 반응공간(112)에 구비된 샤워헤드(120)를 통해 상기 세정가스를 공급하는 제2 모드 단계(S420)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 배기통로(140)는 그 일측이 상기 반응공간(112)에 연결되며 그 타측이 상기 챔버(12) 외부로 연결된다. 이때, 앞서 살펴본 바와 같이 상기 배기통로(140)의 타측이 상기 반응공간(112)에 연결된 일측에 비해 상대적으로 더 높게 위치한다.
아래 [표 1]은 전술한 제1 세정방법의 각 모드에 대응하여 도 3에 따른 기판처리장치(1000')에서 상기 제1 밸브(170), 제2 밸브(182), 제3 밸브(172), 제1 배기밸브(144), 제2 배기밸브(146)의 개폐동작과 상기 제3 펌프(157)의 구동을 정리한 표이다.
제1 밸브 제2 밸브 제3 밸브 제1 배기밸브 제2 배기밸브 제3 펌프
제1 모드 폐쇄 개방 폐쇄 폐쇄 개방 구동
제2 모드 개방 폐쇄 폐쇄 개방 폐쇄 구동
상기 [표 1]에서 알 수 있듯이, 도 3에 따른 기판처리장치(1000')의 제1 세정방법에서 제3 펌프(157)는 각 모드에서 계속 구동상태를 유지하게 된다.
도 5는 상기 제1 모드에 따른 플라즈마 세정가스의 흐름을 도시한 도면이다. 도 5 및 이후 설명하는 도 6, 도 8에서 상기 제1 밸브(170), 제2 밸브(182) 및 제3 밸브(172), 제1 배기밸브(144) 및 제2 배기밸브(146)가 페쇄된 경우에 검은색으로 도시되고, 개방된 경우에 흰색으로 도시된다.
도 5와 상기 [표 1]을 참조하면, 상기 제1 세정방법에서는 먼저 상기 배기통로(140)를 통해 상기 반응공간(112)으로 세정가스를 공급하는 제1 모드를 포함한다.
상기 제1 모드에서는 상기 제2 공급라인(180)을 통해 상기 배기통로(140)를 거쳐 상기 반응공간(112)으로 상기 플라즈마 가스를 공급하며, 이때, 상기 제1 공급라인(162) 및 제3 공급라인(164)은 폐쇄된다. 이를 위하여 상기 제2 밸브(182)는 개방되며, 상기 제1 밸브(170)와 제3 밸브(172)는 폐쇄된다.
또한, 상기 플라즈마 가스는 상기 반응공간(112)에서 전술한 간격(135)을 통해 상기 챔버(10)의 내측으로 유출되고 이어서 상기 챔버 배기라인(11)을 거쳐 상기 제3 펌프(157)를 통해 상기 챔버(10)의 외부로 배출된다. 이 때, 상기 제1 배기밸브(144)는 폐쇄되고, 제2 배기밸브(146)는 개방된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 모드에서 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)에서 공급된 플라즈마 세정가스는 상기 제2 공급라인(180)을 통해 상기 배기라인(142)의 수직라인(142a)으로 공급된다. 이때 상기 플라즈마 세정가스는 상기 배기라인(142)의 수직라인(142a) 및 배기통로(140)를 통해 아래쪽으로 공급되어 상기 반응공간(112)으로 공급된다. 즉, 상기 플라즈마 세정가스는 증착공정 중에 상기 배기라인(142) 및 배기통로(140)를 따라 배기되는 배기가스의 흐름과 반대되는 방향으로 공급되어 상기 배기통로(140)로 공급된다.
상기 플라즈마 세정가스는 상기 배기라인(142)의 일부 및 상기 배기통로(140)를 세정하고, 상기 챔버(10)의 내측으로 유출된다. 상기 챔버(10)의 내측으로 유출된 세정가스는 상기 챔버(10)의 내벽을 세정한 다음, 상기 제3 펌프(157)의 구동에 의해 상기 챔버(10)의 외부로 배기된다.
이어서, 상기 제1 세정방법의 경우, 상기 반응공간(112)에 구비된 샤워헤드(120)를 통해 상기 세정가스를 공급하는 제2 모드가 수행된다. 도 6은 상기 제2 모드에 따른 플라즈마 세정가스의 흐름을 도시한 도면이다.
도 6 및 상기 [표 1]을 참조하면, 상기 제2 모드에서 상기 제1 공급라인(162)을 통해 상기 샤워헤드(120)로 상기 플라즈마 가스를 공급하며, 이때 상기 제2 공급라인(180) 및 제3 공급라인(164)은 폐쇄된다. 이를 위하여 상기 제1 밸브(170)는 개방되며, 상기 제2 밸브(182)와 제3 밸브(172)는 폐쇄된다.
상기 플라즈마 가스는 상기 반응공간(112)에서 상기 배기통로(140)로 이동하여 상기 배기라인(142)을 거쳐 상기 제3 펌프(157)를 통해 상기 챔버(10)의 외부로 배출된다. 이때 상기 제1 배기밸브(144)는 개방되고, 제2 배기밸브(146)는 폐쇄된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)에서 공급된 플라즈마 세정가스는 상기 제1 공급라인(162) 및 샤워헤드(120)를 거쳐 상기 반응공간(112)으로 공급된다. 상기 반응공간(112)을 세정한 다음, 상기 세정가스는 상기 제3 펌프(157)의 구동에 의해 상기 배기통로(140) 및 배기라인(142)을 거쳐 외부로 배기된다.
한편, 전술한 상기 제1 세정방법의 각 모드는 반복적으로 수행될 수 있다. 나아가, 상기 제1 세정방법의 제1 모드에서 상기 배기통로(140)에 쌓여 있는 파우더 등을 제거 하게 된다.
또한, 전술한 제1 세정방법에서 상기 제2 모드는 세정을 하는 공정의 마지막 단계에서 수행되거나, 또는 증착공정을 수행하기에 앞서 수행되는 것이 바람직하다. 상기 제2 모드에 의해 상기 배기통로(140) 또는 배기라인(142)에 잔존할 수 있는 파우더 등을 상기 제1 배기밸브(144)의 개방 및 상기 제3 펌프(157)의 구동에 의해 배출할 수 있기 때문이다.
도 7은 본 발명의 제2 세정방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 상기 제2 세정방법은 상기 제1 세정방법은 상기 배기통로(140)의 타측에서 일측으로 세정가스를 공급하는 제1 모드 단계(S710)와, 상기 챔버(10)의 내측으로 상기 세정가스를 공급하는 제2 모드 단계(S720)와, 상기 반응공간(112)에 구비된 샤워헤드(120)를 통해 상기 세정가스를 공급하는 제3 모드 단계(S730)를 구비할 수 있다.
아래 [표 2]는 전술한 제2 세정방법의 각 모드에 대응하여 도 3에 따른 기판처리장치(1000')에서 상기 제1 밸브(170), 제2 밸브(182), 제3 밸브(172), 제1 배기밸브(144), 제2 배기밸브(146)의 개폐동작과 상기 제3 펌프(157)의 구동을 정리한 표이다.
제1 밸브 제2 밸브 제3 밸브 제1 배기밸브 제2 배기밸브 제3 펌프
제1 모드 폐쇄 개방 폐쇄 폐쇄 개방 구동
제2 모드 폐쇄 폐쇄 개방 폐쇄 개방 구동
제3 모드 개방 폐쇄 폐쇄 개방 폐쇄 구동
상기 [표 2]에서 알 수 있듯이, 도 3에 따른 기판처리장치(1000')의 제2 세정방법에서는 전술한 제1 세정방법과 동일하게 제3 펌프(157)는 각 모드에서 계속 구동상태를 유지하게 된다.
여기서, 상기 제2 세정방법의 제1 모드와 제3 모드는 전술한 도 4 내지 도 6의 제1 세정방법의 제1 모드 및 제2 모드와 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다.
상기 제2 세정방법의 상기 제2 모드에서 상기 챔버(10)의 내측으로 상기 세정가스를 공급하게 된다. 도 8은 상기 제2 모드에 따른 플라즈마 세정가스의 흐름을 도시한 도면이다.
도 8 및 상기 [표 2]를 참조하면, 상기 제2 세정방법의 상기 제2 모드에서 상기 제3 공급라인(164)을 통해 상기 챔버(10)의 내측으로 상기 플라즈마 가스를 공급하며, 이때, 상기 제1 공급라인(162)과 제2 공급라인(180)은 폐쇄된다. 이를 위하여 상기 제3 밸브(172)는 개방되며, 상기 제1 밸브(170)와 제2 밸브(182)는 폐쇄된다.
또한, 상기 플라즈마 가스는 상기 챔버(10)의 내측에서 상기 챔버 배기라인(11)을 거쳐 상기 제3 펌프(157)를 통해 상기 챔버(10)의 외부로 배출된다. 이때 상기 제1 배기밸브(144)는 폐쇄되고, 제2 배기밸브(146)는 개방된다.
도 8에 도시된 바와 같이 상기 제2 세정방법의 상기 제2 모드에서 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)에서 공급된 플라즈마 세정가스는 제3 공급라인(164)을 통해 상기 챔버(10)의 내측으로 공급된다. 상기 챔버(10)의 내측으로 공급된 상기 세정가스는 상기 챔버(10)의 내벽을 세정한 다음, 상기 제3 펌프(157)의 구동에 의해 상기 챔버(10)의 외부로 배기된다.
본 실시예에 따른 제2 세정방법의 경우 상기 제1 모드 또는 제2 모드에서 상기 챔버의 내측에 누적된 파우더 등을 반복하여 제거하여 세정효율을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치(1000'')를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 상기 기판처리장치(1000'')에서 전술한 펌핑부(151)는 상기 배기라인(142)과 연결되는 제1 펌프(150)와, 상기 챔버(10)와 연결되는 제2 펌프(155)를 개별적으로 구비하게 된다. 도 9에서 도 3과 동일한 번호의 구성요소에 대해서는 이미 상술하였으므로 반복적인 설명은 생략한다.
즉, 본 실시예에 따른 기판처리장치(1000'')는 상기 배기라인(142) 및 상기 챔버(10)와 각각 연결되는 별도의 펌프를 구비하여 상기 배기라인(142) 또는 상기 챔버(10)에서 가스를 펌핑하여 배기하게 된다.
도 10 내지 도 12는 도 9에 따른 기판처리장치(1000'')에서 전술한 제1 세정방법 또는 제2 세정방법에 따른 각 모드에서 세정가스의 흐름을 도시한 도면이다.
상기 제1 세정방법은 전술한 바와 같이 상기 배기통로(140)를 통해 아래쪽으로 세정가스를 공급하는 제1 모드 단계와, 상기 반응공간(112)에 구비된 샤워헤드(120)를 통해 상기 세정가스를 공급하는 제2 모드 단계로 이루어진다.
아래 [표 3]은 전술한 제1 세정방법의 각 모드에 대응하여 도 9에 따른 기판처리장치(1000'')에서 상기 제1 밸브(170), 제2 밸브(182), 제3 밸브(172)의 개폐동작과 제1 펌프(150), 제2 펌프(155)의 구동을 정리한 표이다.
제1 밸브 제2 밸브 제3 밸브 제1 펌프 제2 펌프
제1 모드 폐쇄 개방 폐쇄 정지 구동
제2 모드 개방 폐쇄 폐쇄 구동 정지
도 10은 전술한 제1 세정방법에서 상기 제1 모드에 따른 플라즈마 세정가스의 흐름을 도시한 도면이다. 도 10과 상기 [표 3]을 참조하면, 상기 제1 세정방법에서는 먼저 상기 배기통로(140)를 통해 상기 반응공간(112)으로 세정가스를 공급하는 제1 모드를 포함한다.
상기 제1 모드에서는 상기 제2 공급라인(180)을 통해 상기 배기통로(140)를 거쳐 상기 반응공간(112)으로 상기 플라즈마 가스를 공급하며, 이때, 상기 제1 공급라인(162) 및 제3 공급라인(164)은 폐쇄된다. 이를 위하여 상기 제2 밸브(182)는 개방되며, 상기 제1 밸브(170)와 제3 밸브(172)는 폐쇄된다.
또한, 상기 플라즈마 가스는 상기 반응공간(112)에서 전술한 간격(135)을 통해 상기 챔버(10)의 내측으로 유출되고 이어서 상기 제2 펌프(155)를 통해 상기 챔버(10)의 외부로 배출된다. 이 때, 상기 제1 펌프(150)는 정지하고 상기 제2 펌프(155)는 구동할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1 모드에서 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)에서 공급된 플라즈마 세정가스는 상기 제2 공급라인(180)을 통해 상기 배기라인(142)의 수직라인(142a)으로 공급된다. 이때 상기 플라즈마 세정가스는 상기 배기라인(142)의 수직라인(142a) 및 배기통로(140)를 통해 아래쪽으로 공급되어 상기 반응공간(112)으로 공급된다. 즉, 상기 플라즈마 세정가스는 증착공정 중에 상기 배기라인(142) 및 배기통로(140)를 따라 배기되는 배기가스의 흐름과 반대되는 방향으로 공급되어 상기 배기통로(140)로 공급된다.
상기 플라즈마 세정가스는 상기 배기라인(142)의 일부 및 상기 배기통로(140)를 세정하고, 상기 반응공간(112)을 거쳐 상기 챔버(10)의 내측으로 유출된다. 상기 챔버(10)의 내측으로 공급된 세정가스는 상기 챔버(10)의 내벽을 세정한 다음, 상기 제2 펌프(155)의 구동에 의해 상기 챔버(10)의 외부로 배기된다.
이어서, 상기 제1 세정방법의 경우, 상기 반응공간(112)에 구비된 샤워헤드(120)를 통해 상기 세정가스를 공급하는 제2 모드가 수행된다. 도 11은 상기 제2 모드에 따른 플라즈마 세정가스의 흐름을 도시한 도면이다.
도 11 및 상기 [표 3]을 참조하면, 상기 제2 모드에서 상기 제1 공급라인(162)을 통해 상기 샤워헤드(120)로 상기 플라즈마 가스를 공급하며, 이때 상기 제2 공급라인(180) 및 제3 공급라인(164)은 폐쇄된다. 이를 위하여 상기 제1 밸브(170)는 개방되며, 상기 제2 밸브(182)와 제3 밸브(172)는 폐쇄된다.
상기 플라즈마 가스는 상기 반응공간(112)에서 상기 배기통로(140)로 이동하여 상기 배기라인(142) 및 상기 제1 펌프(150)를 통해 상기 챔버(10)의 외부로 배출된다. 이때 상기 제1 펌프(150)는 구동하고 상기 제2 펌프(155)는 정지된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)에서 공급된 플라즈마 세정가스는 상기 제1 공급라인(162) 및 샤워헤드(120)를 거쳐 상기 반응공간(112)으로 공급된다. 상기 반응공간(112)을 세정한 다음, 상기 세정가스는 상기 제1 펌프(150)의 구동에 의해 상기 배기통로(140) 및 배기라인(142)을 거쳐 외부로 배기된다.
한편, 본 발명에 따른 제2 세정방법은 전술한 바와 같이 상기 배기통로(140)를 통해 아래쪽으로 세정가스를 공급하는 제1 모드 단계와, 상기 챔버(10)의 내측으로 상기 세정가스를 공급하는 제2 모드 단계와, 상기 반응공간(112)에 구비된 샤워헤드(120)를 통해 상기 세정가스를 공급하는 제3 모드 단계로 이루어진다.
아래 [표 4]는 전술한 제2 세정방법의 각 모드에 대응하여 도 9에 따른 기판처리장치(1000'')에서 상기 제1 밸브(170), 제2 밸브(182), 제3 밸브(172)의 개폐동작과 제1 펌프(150), 제2 펌프(155)의 구동을 정리한 표이다.
제1 밸브 제2 밸브 제3 밸브 제1 펌프 제2 펌프
제1 모드 폐쇄 개방 폐쇄 정지 구동
제2 모드 폐쇄 폐쇄 개방 정지 구동
제3 모드 개방 폐쇄 폐쇄 구동 정지
전술한 제1 세정방법의 제1 모드와 제2 모드는 제2 세정방법의 제1 모드와 제3 모드와 동일하므로, 이하에서는 제2 세정방법의 제2 모드에 대해서 살펴보기로 한다.
상기 제2 세정방법의 상기 제2 모드에서 상기 챔버(10)의 내측으로 상기 세정가스를 공급하게 된다. 도 12는 상기 제2 모드에 따른 플라즈마 세정가스의 흐름을 도시한 도면이다.
도 12 및 상기 [표 4]를 참조하면, 상기 제2 세정방법의 상기 제2 모드에서 상기 제3 공급라인(164)을 통해 상기 챔버(10)의 내측으로 상기 플라즈마 가스를 공급하며, 이때, 상기 제1 공급라인(162)과 제2 공급라인(180)은 폐쇄된다. 이를 위하여 상기 제3 밸브(172)는 개방되며, 상기 제1 밸브(170)와 제2 밸브(182)는 폐쇄된다.
또한, 상기 플라즈마 가스는 상기 챔버(10)의 내측에서 상기 제2 펌프(155)를 통해 상기 챔버(10)의 외부로 배출된다. 이때 상기 제1 펌프(150)는 정지하고 상기 제2 펌프(155)는 구동하게 된다.
도 12에 도시된 바와 같이 상기 제2 세정방법의 상기 제2 모드에서 상기 리모트 플라즈마 공급원(160)에서 공급된 플라즈마 세정가스는 제3 공급라인(164)을 통해 상기 챔버(10)의 내측으로 공급된다. 상기 챔버(10)의 내측으로 공급된 상기 세정가스는 상기 챔버(10)의 내벽을 세정한 다음, 상기 제2 펌프(155)의 구동에 의해 상기 챔버(10)의 외부로 배기된다.
전술한 바와 같이 챔버의 내측에 반응공간을 제공하는 반응기를 복수개 구비하고, 상기 각 반응기에서 상부를 향해 배기통로 및 배기라인이 형성되는 기판처리장치를 살펴보면, 상기 배기통로 등에 파우더 등이 쌓여 파티클의 소스가 될 수 있으며, 이러한 파우더 등이 반응공간으로 유입될 수 있다.
이를 방지하기 위하여 라디칼 상태의 세정가스를 공급하여 세정하는 방안을 고려할 수 있다. 하지만, 세정가스가 좁은 공급라인 및 샤워헤드를 지나는 중에 상당량의 라디칼이 소멸되어 세정효율이 떨어질 수 있다.
또한, 배기통로 및 배기라인 등의 유로 면적을 넓히는 방안을 고려할 수 있다. 그런데, 전술한 기판처리장치의 경우 장치 상부에 각종 가스 공급을 위한 장치 및 상부 배기를 위한 각종 배기장치 등이 설치되므로, 배기통로의 유로면적을 넓히는데 한계가 있게 된다.
따라서, 상기 파티클 문제를 해결하기 위하여 기판처리장치의 내부 세정을 장시간 수행하거나, 보다 자주 수행하게 되면 기판처리장치의 구동 정지 시간이 증가하게 되어 필연적으로 생산성(throughput) 저하를 유발하게 된다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 리모트 플라즈마 공급원과 배기라인을 선택적으로 연결하여 활성화된 세정가스를 배기통로를 향해 직접 공급하여 배기통로의 세정효과를 극대화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 세정방법은 배기통로로 직접 라디칼 상태의 세정가스를 공급하여 배기통로 및 챔버의 세정효과를 높일 수 있으며, 세정단계의 마지막 또는 증착공정 전에 샤워헤드를 통해 세정가스를 공급하여 배기통로 상의 잔존하는 파티클을 제거할 수 있다.
나아가, 챔버의 내부로 직접 라디칼 상태의 세정가스를 공급하여 챔버의 내부벽에 잔존하는 파우더 등을 효과적으로 제거할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
10..챔버
100..반응기
110..반응기커버
120..샤워헤드
130..기판지지부
140..배기통로
142..배기라인
150..제1 펌프
155..제2 펌프
157..제3 펌프
162..제1 공급라인
164..제3 공급라인
180..제2 공급라인

Claims (21)

  1. 챔버;
    상기 챔버 내부에 구비되어 기판이 처리되는 반응공간을 제공하는 하나 이상의 반응기;
    상기 반응기 중에 적어도 하나로 플라즈마 가스를 공급하는 리모트 플라즈마 공급원; 및
    상기 반응기 중에서 적어도 하나 및 상기 챔버 중에 적어도 하나를 통해 가스를 펌핑하여 배기하는 펌핑부;를 구비하고,
    상기 각 반응기는 반응기커버와, 제1 공급라인을 통해 상기 리모트 플라즈마 공급원과 연결되는 샤워헤드와, 상기 반응기커버에 대해 상하로 이동 가능하게 구비되어 상기 샤워헤드와의 사이에 반응공간을 제공하며 상기 기판을 지지하는 기판지지부와, 상기 샤워헤드의 바깥쪽에서 상기 반응기커버를 따라 상기 반응공간에서 잔류가스가 배기되는 배기통로와, 상기 배기통로와 연결되어 잔류가스를 배기하는 배기라인과, 상기 배기라인과 일단부가 연결되어 플라즈마 가스가 상기 배기라인 및 배기통로의 배기가스의 흐름과 반대되는 방향으로 공급될 수 있도록 선택적으로 개방되는 제2 공급라인;을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공급라인은 타단부가 상기 제1 공급라인과 연결되어 상기 리모트 플라즈마 공급원에서 플라즈마 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배기통로는 상기 반응기커버와 상기 샤워헤드 사이를 통해 상부를 향해 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배기통로는 상기 반응기커버의 내측에서 상부를 향해 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반응공간은 상기 챔버의 내부와 연통되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반응기커버와 상기 기판지지부 사이의 간격을 통해 상기 반응공간이 상기 챔버의 내부와 연통되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 펌핑부는 상기 배기라인과 연결되어 가스를 펌핑하여 배기하는 제1 펌프와, 상기 챔버 내부의 가스를 펌핑하여 배기하는 제2 펌프를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 펌핑부는 상기 배기라인 및 상기 챔버와 모두 연결되어 상기 배기라인 및 상기 챔버 중에 적어도 하나에서 가스를 펌핑하여 배기하는 제3 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 공급라인을 통해 상기 샤워헤드로 상기 플라즈마 가스를 공급하는 경우에 상기 플라즈마 가스는 상기 반응공간에서 상기 배기통로 및 상기 배기라인을 통해 상기 챔버의 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제2 공급라인을 통해 상기 배기통로의 아래쪽으로 상기 플라즈마 가스를 공급하는 경우에 상기 플라즈마 가스는 상기 배기통로를 거쳐 상기 챔버의 내측을 통해 상기 챔버의 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 챔버의 내부와 연결되어 플라즈마 가스를 공급하는 제3 공급라인을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제3 공급라인은 상기 제1 공급라인과 연결되어 상기 리모트 플라즈마 공급원에서 플라즈마 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제3 공급라인을 통해 상기 챔버의 내측으로 상기 플라즈마 가스를 공급하는 경우에 상기 플라즈마 가스는 상기 챔버의 내측을 거쳐 상기 챔버의 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 챔버의 내측에 별도의 반응공간을 제공하며 일측이 상기 반응공간에 연결되고 타측이 상기 챔버 외부로 연결된 배기통로가 형성된 기판처리장치를 세정하는 방법에 있어서,
    증착공정 중에 상기 반응공간에서 잔존가스가 상기 배기통로를 통해 배기되는 방향과 반대방향으로 세정가스가 공급되도록 상기 배기통로의 타측에서 일측으로 세정가스를 공급하는 단계; 및
    상기 반응공간에 구비된 샤워헤드를 통해 세정가스를 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 세정방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 반응공간은 상기 챔버 내부와 연통되며, 상기 챔버 외부로 연결된 상기 배기통로의 타측이 상기 반응공간에 연결된 일측에 비해 상대적으로 더 높게 위치하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 세정방법.
  16. 삭제
  17. 제15항에 있어서,
    상기 배기통로의 타측에서 일측으로 세정가스를 공급하는 단계에서,
    상기 챔버의 내측을 통해 상기 세정가스를 상기 챔버의 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 세정방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 반응공간에 구비된 샤워헤드를 통해 상기 세정가스를 공급하는 단계에서,
    상기 반응공간에서 상기 배기통로를 통해 상기 세정가스를 상기 챔버의 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 세정방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 반응공간을 거치지 않고 상기 챔버의 내부로 세정가스를 공급할 수 있는 별도의 공급라인을 구비하여, 상기 공급라인을 통해 상기 챔버의 내측으로 상기 세정가스를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 세정방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 챔버의 내측으로 상기 세정가스를 공급하는 단계는 상기 반응공간에 구비된 샤워헤드를 통해 세정가스를 공급하는 단계에 앞서 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 세정방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 챔버의 내측으로 상기 세정가스를 공급하는 단계에서,
    상기 챔버의 내측을 거쳐 상기 세정가스를 상기 챔버의 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 세정방법.
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