KR102076512B1 - Substrate processing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 기판들이 안착된 기판 지지부 상에 공간적으로 분리된 제 1 가스 분사 영역, 제 2 가스 분사 영역, 제 3 가스 분사 영역, 및 제 4 가스 분사 영역에 가스를 분사하는 단계; 및 상기 기판 지지부에 안착된 기판들이 상기 제 1 가스 분사 영역, 상기 제 2 가스 분사 영역, 상기 제 3 가스 분사 영역, 및 상기 제 4 가스 분사 영역을 통과하도록 1 회전하는 공정 싸이클 주기에 따라 상기 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함하고, 상기 가스를 분사하는 단계는 상기 공정 싸이클 주기에서 소정 구간마다 상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 3 가스 분사 영역에 가스를 동시에 분사하는 단계; 및 상기 공정 싸이클 주기에서 지속적으로 상기 제 2 가스 분사 영역과 상기 제 4 가스 분사 영역에 가스를 분사하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법에 관한 것이다.The present invention includes the steps of: injecting gas into a first gas injection region, a second gas injection region, a third gas injection region, and a fourth gas injection region spatially separated on a substrate support on which a plurality of substrates are seated; And the substrate is rotated by one rotation so that the substrates mounted on the substrate support part pass through the first gas injection region, the second gas injection region, the third gas injection region, and the fourth gas injection region. And rotating the support, wherein the spraying the gas comprises simultaneously spraying the gas into the first gas spraying region and the third gas spraying region at predetermined intervals in the process cycle period; And injecting gas into the second gas injection region and the fourth gas injection region continuously in the process cycle period.
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 기판 상에 분사되는 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분리하여 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시킬 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for spatially separating a source gas and a reactive gas injected onto a substrate to increase deposition uniformity of a thin film deposited on the substrate. It is about.
일반적으로, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서는 기판 표면에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 하며, 이를 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막 증착 공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토 공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등의 반도체 제조 공정을 수행하게 된다.In general, in order to manufacture a solar cell, a semiconductor device, a flat panel display, a predetermined thin film layer, a thin film circuit pattern, or an optical pattern must be formed on a surface of a substrate. Semiconductor manufacturing processes such as a thin film deposition process, a photo process for selectively exposing the thin film using a photosensitive material, and an etching process for forming a pattern by removing the thin film of the selectively exposed portion are performed.
이러한 반도체 제조 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판 처리 장치의 내부에서 진행되며, 최근에는 플라즈마를 이용하여 증착 또는 식각 공정을 수행하는 기판 처리 장치가 많이 사용되고 있다.Such a semiconductor manufacturing process is performed inside a substrate processing apparatus designed in an optimal environment for the process, and in recent years, a substrate processing apparatus for performing a deposition or etching process using plasma has been widely used.
플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에는 플라즈마를 이용하여 박막을 형성하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치, 박막을 식각하여 패터닝하는 플라즈마 식각장치 등이 있다.The substrate processing apparatus using plasma includes a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) apparatus for forming a thin film using plasma, a plasma etching apparatus for etching and patterning a thin film.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a general substrate processing apparatus.
도 1을 참조하면, 일반적인 기판 처리 장치는 챔버(10), 플라즈마 전극(20), 서셉터(30), 및 가스 분사 수단(40)을 구비한다.Referring to FIG. 1, a general substrate processing apparatus includes a
챔버(10)는 기판 처리 공정을 위한 반응 공간을 제공한다. 이때, 챔버(10)의 일측 바닥면은 반응 공간을 배기시키기 위한 배기구(12)에 연통된다.
플라즈마 전극(20)은 반응 공간을 밀폐하도록 챔버(10)의 상부에 설치된다.The
플라즈마 전극(20)의 일측은 정합 부재(22)를 통해 RF(Radio Frequency) 전원(24)에 전기적으로 접속된다. 이때, RF 전원(24)은 RF 전력을 생성하여 플라즈마 전극(20)에 공급한다.One side of the
또한, 플라즈마 전극(20)의 중앙 부분은 기판 처리 공정을 위한 소스 가스를 공급하는 가스 공급관(26)에 연통된다.In addition, the central portion of the
정합 부재(22)는 플라즈마 전극(20)과 RF 전원(24) 간에 접속되어 RF 전원(24)으로부터 플라즈마 전극(20)에 공급되는 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다.The matching
서셉터(30)는 챔버(10)의 내부에 설치되어 외부로부터 로딩되는 복수의 기판(W)을 지지한다. 이러한 서셉터(30)는 플라즈마 전극(20)에 대향되는 대향 전극으로써, 서셉터(30)를 승강시키는 승강축(32)을 통해 전기적으로 접지된다.The
승강축(32)은 승강 장치(미도시)에 의해 상하 방향으로 승강된다. 이때, 승강축(32)은 승강축(32)과 챔버(10)의 바닥면을 밀봉하는 벨로우즈(34)에 의해 감싸여진다.The
가스 분사 수단(40)은 서셉터(30)에 대향되도록 플라즈마 전극(20)의 하부에 설치된다. 이때, 가스 분사 수단(40)과 플라즈마 전극(20) 사이에는 플라즈마 전극(20)을 관통하는 가스 공급관(26)으로부터 공급되는 소스 가스가 확산되는 가스 확산 공간(42)이 형성된다. 이러한, 가스 분사 수단(40)은 가스 확산 공간(42)에 연통된 복수의 가스 분사홀(44)을 통해 소스 가스를 반응 공간의 전 부분에 균일하게 분사한다.The gas injection means 40 is installed below the
이와 같은, 일반적인 기판 처리 장치는 기판(W)을 서셉터(30)에 로딩시킨 다음, 챔버(10)의 반응 공간에 소정의 소스 가스를 분사함과 아울러 플라즈마 전극(20)에 RF 전력을 공급해 반응 공간에 전자기장을 형성함으로써 상기 전자기장에 의해 기판(W) 상에 형성되는 플라즈마를 이용해 기판(W) 상의 소정의 박막을 형성하게 된다.In such a general substrate processing apparatus, the substrate W is loaded into the
그러나, 일반적인 기판 처리 장치는 소스 가스가 분사 공간과 플라즈마 공간이 동일하기 때문에 반응 공간에 형성되는 플라즈마 밀도의 균일도에 따라 기판(W)에 증착되는 박막 물질의 균일도가 결정되고, 이로 인해 박막 물질의 막질 제어에 어려움이 있다.However, in the general substrate processing apparatus, since the source gas has the same injection space and the plasma space, the uniformity of the thin film material deposited on the substrate W is determined according to the uniformity of the plasma density formed in the reaction space. There is a difficulty in controlling the membrane quality.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판 상에 분사되는 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분리하여 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있으며, 챔버 내에 증착되는 누적 두께를 최소화하여 파티클을 개선할 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention is to solve the above-described problems, by spatially separating the source gas and the reactive gas injected on the substrate to increase the deposition uniformity of the thin film deposited on the substrate, it is possible to facilitate the film quality control of the thin film, It is a technical object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of improving particles by minimizing accumulated thickness deposited in a chamber.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 복수의 기판을 지지하도록 상기 공정 챔버에 설치되어 소정 방향으로 회전하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및 상기 챔버 리드에 설치되어 서로 상이한 제 1 및 제 2 가스를 공간적으로 분리하여 상기 복수의 기판으로 분사하는 가스 분사부를 포함하고, 상기 가스 분사부는 상기 챔버 리드에 설치되고, 복수의 접지 전극 부재 사이에 마련되는 가스 분사 공간에 공급되는 상기 제 1 가스를 분사하는 제 1 가스 분사 모듈; 및 상기 제 1 가스 분사 모듈과 이격되도록 상기 챔버 리드에 설치되고, 복수의 접지 전극 부재 사이에 마련되는 가스 분사 공간에 공급되는 상기 제 2 가스를 분사하는 제 2 가스 분사 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.The substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above technical problem is a process chamber; A substrate support unit installed in the process chamber to support a plurality of substrates and rotating in a predetermined direction; A chamber lid covering an upper portion of the process chamber so as to face the substrate support; And a gas injector installed in the chamber lid to spatially separate the first and second gases different from each other and to inject the plurality of substrates, wherein the gas injector is provided in the chamber lid and is disposed between the plurality of ground electrode members. A first gas injection module for injecting the first gas supplied to the gas injection space provided in the gas injection space; And a second gas injection module installed in the chamber lid to be spaced apart from the first gas injection module and injecting the second gas supplied to the gas injection space provided between the plurality of ground electrode members. have.
상기 제 1 및 제 2 가스 분사 모듈 중 적어도 하나의 가스 분사 모듈은 접지 전극 부재들 사이에 배치되어 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성하는 플라즈마 전극 부재를 포함하여 구성될 수 있다.At least one gas injection module of the first and second gas injection modules may include a plasma electrode member disposed between the ground electrode members to form a plasma in the gas injection space.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 복수의 기판을 지지하도록 상기 공정 챔버에 설치되어 소정 방향으로 회전하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및 상기 기판 지지부 상의 제 1 가스 분사 영역에 중첩되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 제 1 가스 분사 영역에 제 1 가스를 분사하는 제 1 가스 분사 모듈, 및 상기 제 1 가스 분사 영역과 공간적으로 분리되는 제 2 가스 분사 영역에 중첩되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 제 2 가스 분사 영역에 제 2 가스를 분사하는 제 2 가스 분사 모듈을 포함하여 이루어지는 가스 분사부를 포함하고, 상기 제 2 가스 분사 모듈은 복수의 접지 전극 부재와 교대로 배치된 플라즈마 전극 부재에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 상기 제 2 가스를 플라즈마화하여 분사할 수 있다.The substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above technical problem is a process chamber; A substrate support unit installed in the process chamber to support a plurality of substrates and rotating in a predetermined direction; A chamber lid covering an upper portion of the process chamber so as to face the substrate support; And a first gas injection module installed in the chamber lid so as to overlap the first gas injection region on the substrate support, and spatially separated from the first gas injection region, and a first gas injection module for injecting a first gas into the first gas injection region. And a gas injector installed in the chamber lid so as to overlap the second gas injecting region, the second gas injecting module configured to inject a second gas into the second gas injecting region. The second gas may be plasma-formed and sprayed according to the plasma power supplied to the plasma electrode member alternately arranged with the ground electrode member.
상기 제 1 가스 분사 모듈은 복수의 접지 전극 부재 사이에 공급되는 상기 제 1 가스를 그대로 분사하거나, 상기 복수의 접지 전극 부재와 교대로 배치된 플라즈마 전극 부재에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 상기 제 1 가스를 플라즈마화하여 분사할 수 있다.The first gas injection module injects the first gas supplied between the plurality of ground electrode members as it is, or the first gas according to a plasma power source supplied to the plasma electrode members alternately arranged with the plurality of ground electrode members. Can be sprayed by plasma.
상기 제 1 및 제 2 가스 분사 모듈 각각은 복수로 구성되고, 상기 복수의 제 2 가스 분사 모듈 각각은 복수의 제 1 가스 분사 모듈과 교대로 배치될 수 있다.Each of the first and second gas injection modules may be configured in plural, and each of the plurality of second gas injection modules may be alternately disposed with the plurality of first gas injection modules.
상기 가스 분사부는 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 모듈 사이에 배치되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 제 3 가스를 상기 복수의 기판으로 분사하는 제 3 및 제 4 가스 분사 모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다.The gas injector may further include third and fourth gas injector modules installed in the chamber lid to be disposed between the first and second gas injector modules to inject a third gas to the plurality of substrates. .
상기 제 3 및 제 4 가스 분사 모듈 각각은 복수의 접지 전극 부재 사이에 공급되는 상기 제 3 가스를 그대로 분사하거나, 상기 복수의 접지 전극 부재와 교대로 배치된 플라즈마 전극 부재에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 상기 제 3 가스를 플라즈마화하여 분사할 수 있다.Each of the third and fourth gas injection modules injects the third gas supplied between the plurality of ground electrode members as it is, or according to a plasma power source supplied to the plasma electrode members alternately arranged with the plurality of ground electrode members. The third gas may be sprayed by plasma.
상기 제 1 가스는 상기 기판에 형성될 박막 물질을 포함하는 소스 가스이고, 상기 제 2 가스는 상기 기판에 분사된 제 1 가스와 반응하여 상기 기판에 박막을 형성하기 위한 반응 가스이며, 상기 제 3 가스는 상기 제 1 및 제 2 가스를 퍼지하기 위한 퍼지 가스일 수 있다.The first gas is a source gas including a thin film material to be formed on the substrate, the second gas is a reaction gas for reacting with the first gas injected to the substrate to form a thin film on the substrate, the third The gas may be a purge gas for purging the first and second gases.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 복수의 기판을 지지하도록 상기 공정 챔버에 설치되어 소정 방향으로 회전하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및 복수의 접지 전극 부재 사이에 마련된 가스 분사 공간을 포함하도록 형성되어 상기 챔버 리드에 일정한 간격으로 설치된 복수의 가스 분사 모듈을 포함하여 이루어지는 가스 분사부를 포함하고, 상기 복수의 가스 분사 모듈 중 적어도 하나는 상기 접지 전극 부재와 교대로 배치된 플라즈마 전극 부재에 인가되는 플라즈마 전원에 따라 상기 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성한다.The substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above technical problem is a process chamber; A substrate support unit installed in the process chamber to support a plurality of substrates and rotating in a predetermined direction; A chamber lid covering an upper portion of the process chamber so as to face the substrate support; And a gas injection unit formed to include a gas injection space provided between the plurality of ground electrode members, the gas injection unit including a plurality of gas injection modules provided at regular intervals on the chamber lid, wherein at least one of the plurality of gas injection modules includes: Plasma is formed in the gas injection space according to a plasma power source applied to the plasma electrode member alternately arranged with the ground electrode member.
상기 플라즈마는 상기 가스 분사 공간에 공급되는 가스를 플라즈마화하고, 상기 플라즈마화된 가스는 상기 기판 지지부의 소정 영역에만 분사된다. 이때, 상기 가스는 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스 중 어느 한 종류의 가스일 수 있다.The plasma converts a gas supplied to the gas ejection space into a plasma, and the plasmaized gas is injected only to a predetermined region of the substrate support. In this case, the gas may be any one of a source gas, a reaction gas, and a purge gas.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버에 설치된 기판 지지부에 복수의 기판들을 일정한 간격으로 안착시키는 단계(A); 상기 복수의 기판들이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계(B); 및 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드에 일정한 간격으로 배치된 제 1 및 제 2 가스 분사 모듈 각각을 통해 서로 상이한 제 1 및 제 2 가스를 공간적으로 분리하여 상기 복수의 기판으로 분사하는 단계(C)를 포함하여 이루어지고, 상기 단계(C)에서 상기 제 1 가스 분사 모듈은 복수의 접지 전극 부재 사이의 가스 분사 공간에 공급되는 상기 제 1 가스를 상기 복수의 기판으로 분사하고, 상기 제 2 가스 분사 모듈은 복수의 접지 전극 부재 사이의 가스 분사 공간에 공급되는 상기 제 2 가스를 상기 제 1 가스와 공간적으로 분리되도록 상기 복수의 기판으로 분사한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing method comprising: seating a plurality of substrates at regular intervals on a substrate support installed in a process chamber; Rotating the substrate support on which the plurality of substrates are seated (B); And a plurality of substrates by spatially separating the first and second gases different from each other through the first and second gas injection modules disposed at regular intervals in the chamber lid covering the upper portion of the process chamber so as to face the substrate support. And a step (C), wherein the first gas injection module injects the first gas supplied to a gas injection space between a plurality of ground electrode members to the plurality of substrates. The second gas injection module injects the second gas supplied to the gas injection spaces between the plurality of ground electrode members to the plurality of substrates so as to be spatially separated from the first gas.
상기 기판 처리 방법은 상기 챔버 리드의 중심부에 설치된 펌핑 관을 통해 상기 공정 챔버 내부를 펌핑하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.The substrate processing method may further include pumping the inside of the process chamber through a pumping tube installed at the center of the chamber lid.
상기 단계(C)는 상기 제 1 가스 분사 모듈을 통해 상기 제 1 가스를 분사하는 제 1 가스 분사 단계와 상기 제 2 가스 분사 모듈을 통해 상기 제 2 가스를 분사하는 제 2 가스 분사 단계를 동시에 수행하거나 순차적으로 수행할 수 있다.The step (C) is performed simultaneously with the first gas injection step of injecting the first gas through the first gas injection module and the second gas injection step of injecting the second gas through the second gas injection module. Or sequential.
상기 제 1 가스 분사 단계는 상기 제 1 가스 분사 모듈의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 플라즈마에 의해 플라즈마화된 제 1 가스를 상기 복수의 기판으로 분사한다.In the first gas injection step, a plasma is formed in the gas injection space of the first gas injection module to inject the first gas plasmad by the plasma onto the plurality of substrates.
상기 제 1 가스 분사 단계는 상기 제 1 가스 분사 모듈의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 플라즈마에 의해 플라즈마화된 제 1 가스를 상기 복수의 기판으로 분사하고, 상기 제 2 가스 분사 단계는 상기 제 2 가스 분사 모듈의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 플라즈마에 의해 플라즈마화된 제 2 가스를 상기 복수의 기판으로 분사한다.The first gas injection step forms a plasma in a gas injection space of the first gas injection module to inject a first gas plasmad by the plasma onto the plurality of substrates, and the second gas injection step includes the second gas injection step. Plasma is formed in the gas injection space of the gas injection module to inject the second gas plasmad by the plasma to the plurality of substrates.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버에 설치된 기판 지지부에 복수의 기판들을 일정한 간격으로 안착시키는 단계(A); 상기 복수의 기판들이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계(B); 및 상기 기판 지지부 상에 공간적으로 분리되는 제 1 및 제 2 가스 분사 영역에 중첩되도록 배치된 제 1 및 제 2 가스 분사 모듈 각각을 통해 상기 제 1 가스 분사 영역에 제 1 가스를 분사하고, 상기 제 2 가스 분사 영역에 제 2 가스를 분사하는 단계(C)를 포함하여 이루어지고, 상기 단계(C)에서, 상기 제 2 가스 분사 모듈은 복수의 접지 전극 부재 사이에 마련되어 상기 제 2 가스가 공급되는 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성하여 상기 플라즈마에 의해 플라즈마화된 제 2 가스를 상기 제 2 가스 분사 영역에 분사할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing method comprising: seating a plurality of substrates at regular intervals on a substrate support installed in a process chamber; Rotating the substrate support on which the plurality of substrates are seated (B); And injecting a first gas into the first gas injection region through each of the first and second gas injection modules disposed to overlap the first and second gas injection regions spatially separated on the substrate support. And a step (C) of injecting a second gas into a second gas injection region, wherein in the step (C), the second gas injection module is provided between a plurality of ground electrode members to supply the second gas. Plasma may be formed in a gas injection space to inject the second gas plasmad by the plasma into the second gas injection region.
상기 단계(C)에서, 상기 제 1 가스 분사 모듈은 복수의 접지 전극 부재 사이에 공급되는 상기 제 1 가스를 상기 제 1 가스 분사 영역에 분사하거나, 복수의 접지 전극 부재 사이에 공급되는 상기 제 1 가스를 플라즈마화하여 상기 제 1 가스 분사 영역에 분사할 수 있다.In the step (C), the first gas injection module injects the first gas supplied between the plurality of ground electrode members to the first gas injection region, or the first gas supplied between the plurality of ground electrode members. Gas may be plasma-injected into the first gas injection region.
상기 단계(C)는 상기 제 1 가스 분사 모듈을 통해 상기 제 1 가스 또는 상기 플라즈마화된 제 1 가스를 분사하는 제 1 가스 분사 단계와 상기 제 2 가스 분사 모듈을 통해 상기 플라즈마화된 제 2 가스를 분사하는 제 2 가스 분사 단계를 동시에 수행하거나 순차적으로 수행할 수 있다.The step (C) is a first gas injection step of injecting the first gas or the plasmaized first gas through the first gas injection module and the plasmad second gas through the second gas injection module. The second gas injection step of spraying may be performed simultaneously or sequentially.
상기 제 1 및 제 2 가스 분사 영역 각각은 상기 기판 지지부 상에 교대로 배치되고, 상기 단계(C)는 상기 제 1 가스 분사 모듈을 통해 상기 제 1 가스 또는 상기 플라즈마화된 제 1 가스를 분사하는 제 1 가스 분사 단계와 상기 제 2 가스 분사 모듈을 통해 상기 플라즈마화된 제 2 가스를 분사하는 제 2 가스 분사 단계를 동시에 수행하거나 순차적으로 수행할 수 있다.Each of the first and second gas ejection regions are alternately disposed on the substrate support, and the step (C) injects the first gas or the plasmalized first gas through the first gas ejection module. The first gas injection step and the second gas injection step of injecting the plasmated second gas through the second gas injection module may be simultaneously or sequentially performed.
상기 제 1 및 제 2 가스 분사 영역 각각은 상기 기판 지지부 상에 교대로 배치되고, 상기 단계(C)는 상기 제 1 가스 분사 모듈을 통해 상기 제 1 가스 또는 상기 플라즈마화된 제 1 가스를 분사하는 제 1 가스 분사 단계와 상기 제 2 가스 분사 모듈을 통해 상기 플라즈마화된 제 2 가스를 분사하는 제 2 가스 분사 단계를 포함하고, 상기 제 1 가스 분사 단계 또는 상기 제 2 가스 분사 단계는 소정 구간마다 가스를 분사할 수 있다.Each of the first and second gas ejection regions are alternately disposed on the substrate support, and the step (C) injects the first gas or the plasmalized first gas through the first gas ejection module. And a second gas injection step of injecting the plasmad second gas through the first gas injection step and the second gas injection module, wherein the first gas injection step or the second gas injection step is performed at predetermined intervals. Gas can be injected.
상기 단계(C)는 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 모듈 사이에 배치된 제 3 및 제 4 가스 분사 모듈 각각을 통해 제 3 가스를 상기 복수의 기판으로 분사하는 제 3 가스 분사 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.The step (C) further includes a third gas injection step of injecting a third gas into the plurality of substrates through each of the third and fourth gas injection modules disposed between the first and second gas injection modules. Can be done.
상기 제 3 및 제 4 가스 분사 모듈 각각은 복수의 접지 전극 부재 사이에 공급되는 상기 제 3 가스를 상기 복수의 기판으로 분사하거나, 복수의 접지 전극 부재 사이에 공급되는 상기 제 3 가스를 플라즈마화하여 상기 복수의 기판으로 분사할 수 있다.Each of the third and fourth gas injection modules injects the third gas supplied between the plurality of ground electrode members to the plurality of substrates, or converts the third gas supplied between the plurality of ground electrode members into plasma. The substrate may be sprayed onto the plurality of substrates.
상기 단계(C)는 상기 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 통해 상기 제 1 내지 제 3 가스를 동시에 분사하거나, 상기 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈 각각을 통해 상기 제 1 가스와 상기 제 3 가스와 상기 제 2 가스 및 상기 제 3 가스의 순서로 분사할 수 있다.In the step (C), the first to third gases may be simultaneously injected through the first to fourth gas injection modules, or the first and third gases may be respectively injected through the first to fourth gas injection modules. And may be injected in the order of the second gas and the third gas.
상기 단계(C)는 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 모듈 각각을 통해 상기 제 1 및 제 2 가스를 동시 또는 교대로 분사하고, 상기 제 3 및 제 4 가스 분사 모듈 각각을 통해 상기 제 3 가스를 지속적으로 분사할 수 있다.In step (C), the first and second gas injection modules are injected simultaneously or alternately through the first and second gas injection modules, respectively, and the third gas is injected through the third and fourth gas injection modules, respectively. Continuous spraying is possible.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버에 설치된 기판 지지부에 복수의 기판들을 일정한 간격으로 안착시키는 단계(A); 상기 복수의 기판들이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계(B); 및 복수의 접지 전극 부재 사이에 마련된 가스 분사 공간을 포함하도록 형성되어 상기 기판 지지부 상에 일정한 간격으로 배치된 복수의 가스 분사 모듈 각각을 통해 상기 기판 지지부 상에 가스를 분사하는 단계(C)를 포함하여 이루어지고, 상기 단계(C)에서, 상기 복수의 가스 분사 모듈 중 적어도 하나는 상기 접지 전극 부재와 교대로 배치된 플라즈마 전극 부재에 인가되는 플라즈마 전원에 따라 상기 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing method comprising: seating a plurality of substrates at regular intervals on a substrate support installed in a process chamber; Rotating the substrate support on which the plurality of substrates are seated (B); And (C) injecting gas onto the substrate support through each of the plurality of gas ejection modules formed to include a gas ejection space provided between the plurality of ground electrode members and disposed at regular intervals on the substrate support. In the step (C), at least one of the plurality of gas injection modules may form a plasma in the gas injection space according to the plasma power applied to the plasma electrode member disposed alternately with the ground electrode member. have.
상기 플라즈마는 상기 가스 분사 공간에 공급되는 가스를 플라즈마화하고, 상기 플라즈마화된 가스는 상기 기판 지지부의 소정 영역에만 분사된다. 이때, 상기 가스는 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스 중 어느 한 종류의 가스일 수 있다.The plasma converts a gas supplied to the gas ejection space into a plasma, and the plasmaized gas is injected only to a predetermined region of the substrate support. In this case, the gas may be any one of a source gas, a reaction gas, and a purge gas.
본 발명에 따른 기판 처리 방법은 복수의 기판들이 안착된 기판 지지부 상에 공간적으로 분리된 제 1 가스 분사 영역, 제 2 가스 분사 영역, 제 3 가스 분사 영역, 및 제 4 가스 분사 영역에 가스를 분사하는 단계; 및 상기 기판 지지부에 안착된 기판들이 상기 제 1 가스 분사 영역, 상기 제 2 가스 분사 영역, 상기 제 3 가스 분사 영역, 및 상기 제 4 가스 분사 영역을 통과하도록 1 회전하는 공정 싸이클 주기에 따라 상기 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 가스를 분사하는 단계는 상기 공정 싸이클 주기에서 소정 구간마다 상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 3 가스 분사 영역에 가스를 동시에 분사하는 단계; 및 상기 공정 싸이클 주기에서 지속적으로 상기 제 2 가스 분사 영역과 상기 제 4 가스 분사 영역에 가스를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.The substrate processing method according to the present invention injects gas into a first gas injection region, a second gas injection region, a third gas injection region, and a fourth gas injection region that are spatially separated on a substrate support on which a plurality of substrates are seated. Making; And the substrate is rotated by one rotation so that the substrates mounted on the substrate support part pass through the first gas injection region, the second gas injection region, the third gas injection region, and the fourth gas injection region. Rotating the support. The injecting the gas may include simultaneously injecting a gas into the first gas injection region and the third gas injection region at predetermined intervals in the process cycle period; And continuously injecting gas into the second gas injection region and the fourth gas injection region in the process cycle period.
본 발명에 따른 기판 처리 방법은 복수의 기판들이 안착된 기판 지지부 상에 공간적으로 분리된 제 1 가스 분사 영역, 제 2 가스 분사 영역, 제 3 가스 분사 영역, 및 제 4 가스 분사 영역에 가스를 분사하는 단계; 및 상기 기판 지지부에 안착된 기판들이 상기 제 1 가스 분사 영역, 상기 제 2 가스 분사 영역, 상기 제 3 가스 분사 영역, 및 상기 제 4 가스 분사 영역을 통과하도록 1 회전하는 공정 싸이클 주기에 따라 상기 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 가스를 분사하는 단계는 상기 공정 싸이클 주기에서 소정 구간마다 상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 3 가스 분사 영역에 가스를 동시에 분사하는 단계; 상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 3 가스 분사 영역에 가스를 동시에 분사할 때, 상기 제 2 가스 분사 영역과 상기 제 4 가스 분사 영역에 대한 가스 분사를 중단하는 단계; 상기 공정 싸이클 주기에서 소정 구간마다 상기 제 2 가스 분사 영역과 상기 제 4 가스 분사 영역에 가스를 동시에 분사하는 단계; 및 상기 제 2 가스 분사 영역과 상기 제 4 가스 분사 영역에 가스를 동시에 분사할 때, 상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 3 가스 분사 영역에 대한 가스 분사를 중단하는 단계를 포함할 수 있다.The substrate processing method according to the present invention injects gas into a first gas injection region, a second gas injection region, a third gas injection region, and a fourth gas injection region that are spatially separated on a substrate support on which a plurality of substrates are seated. Making; And the substrate is rotated by one rotation so that the substrates mounted on the substrate support part pass through the first gas injection region, the second gas injection region, the third gas injection region, and the fourth gas injection region. Rotating the support. The injecting the gas may include simultaneously injecting a gas into the first gas injection region and the third gas injection region at predetermined intervals in the process cycle period; Stopping gas injection to the second gas injection region and the fourth gas injection region when simultaneously injecting gas into the first gas injection region and the third gas injection region; Simultaneously injecting gas into the second gas injection region and the fourth gas injection region at predetermined intervals in the process cycle period; And stopping gas injection to the first gas injection region and the third gas injection region when simultaneously injecting gas into the second gas injection region and the fourth gas injection region.
본 발명에 따른 기판 처리 방법은 복수의 기판들이 안착된 기판 지지부 상에 공간적으로 분리된 제 1 가스 분사 영역, 제 2 가스 분사 영역, 제 3 가스 분사 영역, 및 제 4 가스 분사 영역에 가스를 분사하는 단계; 및 상기 기판 지지부에 안착된 기판들이 상기 제 1 가스 분사 영역, 상기 제 2 가스 분사 영역, 상기 제 3 가스 분사 영역, 및 상기 제 4 가스 분사 영역을 통과하도록 1 회전하는 공정 싸이클 주기에 따라 상기 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 가스를 분사하는 단계는 상기 공정 싸이클 주기에서 지속적으로 상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 3 가스 분사 영역에 가스를 분사하는 단계; 및 상기 공정 싸이클 주기에서 소정 구간마다 상기 제 2 가스 분사 영역과 상기 제 4 가스 분사 영역에 가스를 동시에 분사하는 단계를 포함할 수 있다.The substrate processing method according to the present invention injects gas into a first gas injection region, a second gas injection region, a third gas injection region, and a fourth gas injection region that are spatially separated on a substrate support on which a plurality of substrates are seated. Making; And the substrate is rotated by one rotation so that the substrates mounted on the substrate support part pass through the first gas injection region, the second gas injection region, the third gas injection region, and the fourth gas injection region. Rotating the support. The injecting the gas may include continuously injecting gas into the first gas injection region and the third gas injection region in the process cycle period; And simultaneously injecting gas into the second gas injection region and the fourth gas injection region at predetermined intervals in the process cycle period.
본 발명에 따른 기판 처리 방법은 복수의 기판들이 안착된 기판 지지부 상에 공간적으로 분리된 제 1 가스 분사 영역, 제 2 가스 분사 영역, 제 3 가스 분사 영역, 및 제 4 가스 분사 영역에 가스를 분사하는 단계; 및 상기 기판 지지부에 안착된 기판들이 상기 제 1 가스 분사 영역, 상기 제 2 가스 분사 영역, 상기 제 3 가스 분사 영역, 및 상기 제 4 가스 분사 영역을 통과하도록 1 회전하는 공정 싸이클 주기에 따라 상기 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 가스를 분사하는 단계는 상기 공정 싸이클 주기에서 소정 구간마다 상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 3 가스 분사 영역에 가스를 교대로 분사하는 단계; 및 상기 공정 싸이클 주기에서 지속적으로 상기 제 2 가스 분사 영역과 상기 제 4 가스 분사 영역에 가스를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.The substrate processing method according to the present invention injects gas into a first gas injection region, a second gas injection region, a third gas injection region, and a fourth gas injection region that are spatially separated on a substrate support on which a plurality of substrates are seated. Making; And the substrate is rotated by one rotation so that the substrates mounted on the substrate support part pass through the first gas injection region, the second gas injection region, the third gas injection region, and the fourth gas injection region. Rotating the support. The injecting the gas may include injecting gas alternately into the first gas injection region and the third gas injection region at predetermined intervals in the process cycle period; And continuously injecting gas into the second gas injection region and the fourth gas injection region in the process cycle period.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 기판 지지부 상에 공간적으로 분리되어 배치된 복수의 가스 분사 모듈을 통해 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분리하여 기판 상에 분사함으로써 각 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있으며, 공정 챔버 내에 증착되는 누적 두께를 최소화하여 파티클을 개선할 수 있다.According to the above solution, the substrate processing apparatus and the substrate processing method according to the present invention spatially separate the source gas and the reactive gas through a plurality of gas injection modules disposed spatially separated on the substrate support portion on the substrate By spraying, the deposition uniformity of the thin films deposited on each substrate may be increased, the film quality control of the thin films may be easily performed, and the cumulative thickness deposited in the process chamber may be minimized to improve particles.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 장치와 이를 이용한 기판 처리 방법은 퍼지 가스를 통해 소스 가스와 반응 가스가 기판으로 분사되는 도중에 반응하는 것을 방지함으로써 박막 물질의 균일도 및 박막 물질의 막질 제어를 더욱 용이하게 할 수 있다.In addition, the substrate processing apparatus and the substrate processing method using the same according to the present invention prevent the reaction of the source gas and the reaction gas to the substrate through the purge gas to facilitate the uniformity of the thin film material and the film quality control of the thin film material. can do.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 가스 분사 모듈의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4a는 전술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈의 동작 순서를 설명하기 위한 파형도이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 2에 도시된 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 통한 기판 처리 방법의 변형 예들을 설명하기 위한 파형도들이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈의 동작 순서를 설명하기 위한 파형도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은 전술한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12는 전술한 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 전술한 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a general substrate processing apparatus.
2 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically illustrating a cross section of the gas injection module illustrated in FIG. 2.
4A is a view for explaining a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention described above.
4B is a waveform diagram illustrating an operation procedure of the first to fourth gas injection modules illustrated in FIG. 4A.
5A through 5D are waveform diagrams for describing modifications of the substrate processing method through the first to fourth gas injection modules illustrated in FIG. 2.
6 is a view for explaining a modified embodiment of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a waveform diagram illustrating an operation procedure of the first to fourth gas injection modules illustrated in FIG. 6.
8 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the first and third gas injection modules illustrated in FIG. 8.
10 is a view for explaining a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention described above.
11 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention described above.
13 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
14 is a view for explaining a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention described above.
이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 가스 분사 모듈의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.2 is a diagram schematically illustrating a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a cross section of the gas injection module illustrated in FIG. 2.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치(100)는 공정 챔버(110), 챔버 리드(Chamber Lid; 115), 기판 지지부(120), 및 가스 분사부(130)를 포함하여 구성된다.2 and 3, the
공정 챔버(110)는 기판 처리 공정, 예를 들어 박막 증착 공정을 위한 반응 공간을 제공한다. 상기의 공정 챔버(110)의 바닥면 또는 측면은 반응 공간의 가스 등을 배기시키기 위한 배기관(미도시)에 연통된다.The
챔버 리드(115)는 공정 챔버(110)의 상부를 덮도록 공정 챔버(110)의 상부에 설치되어 전기적으로 접지된다. 이러한 챔버 리드(115)는 가스 분사부(130)를 지지하는 것으로, 가스 분사부(130)가 삽입 설치되는 복수의 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)를 포함하여 이루어진다. 이때, 복수의 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)은 챔버 리드(115)의 중심점을 기준으로 대각선 방향으로 대칭되도록 90도 단위로 이격되도록 챔버 리드(115)에 형성될 수 있다.The
도 2에서, 챔버 리드(115)는 4개의 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)를 구비하는 것으로 도시되었지만, 이에 한정되지 않고, 챔버 리드(115)는 중심점을 기준으로 서로 대칭되는 2N(단, N은 자연수)개의 모듈 설치부를 구비할 수 있다. 이때, 복수의 모듈 설치부 각각은 챔버 리드(115)의 중심점을 기준으로 대각선 방향으로 상호 대칭되도록 구비된다. 이하, 챔버 리드(115)는 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)를 구비하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.In FIG. 2, the
전술한 상기 챔버 리드(115)에 의해 밀폐되는 공정 챔버(110)의 반응 공간은 챔버 리드(115)에 설치된 펌핑 관(117)을 통해 외부의 펌핑 수단(미도시)에 연결된다.The reaction space of the
상기 펌핑 관(117)은 챔버 리드(115)의 중심부에 형성된 핌핑 홀(115e)을 통해 공정 챔버(110)의 반응 공간에 연통된다. 이에 따라, 펌핑 관(117)을 통한 펌핑 수단의 펌핑 동작에 따라 공정 챔버(110)의 내부는 진공 상태 또는 대기압 상태가 된다.The
기판 지지부(120)는 공정 챔버(110) 내부에 회전 가능하게 설치된다. 이러한 기판 지지부(120)는 공정 챔버(110)의 중앙 바닥면을 관통하는 회전축(미도시)에 의해 지지된다. 상기 회전축은 축 구동 부재(미도시)의 구동에 따라 회전됨으로써 기판 지지부(120)를 소정 방향으로 회전시킨다. 그리고, 공정 챔버(110)의 하면 외부로 노출되는 상기의 회전축은 공정 챔버(110)의 하면에 설치되는 벨로우즈(미도시)에 의해 밀폐된다.The
상기 기판 지지부(120)는 외부의 기판 로딩 장치(미도시)로부터 로딩되는 복수의 기판(W)을 지지한다. 이때, 기판 지지부(120)은 원판 형태를 가지는 것으로, 복수의 기판(W), 예를 들어 반도체 기판 또는 웨이퍼가 일정한 간격을 가지도록 원 형태로 배치된다.The
가스 분사부(130)는 챔버 리드(115)에 형성된 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d) 각각에 삽입 설치된다. 이러한 가스 분사부(130)는 기판 지지부(120)의 회전에 따라 회전되는 복수의 기판(W) 상에 제 1 및 제 2 가스를 공간적으로 분리하여 분사한다.The
상기 제 1 가스는 기판(W) 상에 증착될 박막 물질을 포함하는 소스 가스(Source Gas)가 될 수 있다. 상기 소스 가스는 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 알루미늄(Al) 등을 함유하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘(Si)을 함유하여 이루어진 소스 가스는 실란(Silane; SiH4), 디실란(Disilane; Si2H6), 트리실란(Trisilane; Si3H8), TEOS(Tetraethylorthosilicate), DCS(Dichlorosilane), HCD(Hexachlorosilane), TriDMAS(Tri-dimethylaminosilane) 및 TSA(Trisilylamine) 등이 될 수 있다.The first gas may be a source gas including a thin film material to be deposited on the substrate (W). The source gas may contain silicon (Si), titanium group elements (Ti, Zr, Hf, etc.), aluminum (Al), and the like. For example, the source gas containing silicon (Si) may be silane (Silane; SiH4), disilane (Disilane; Si2H6), trisilane (Si3H8), TEOS (Tetraethylorthosilicate), DCS (Dichlorosilane), HCD ( Hexachlorosilane), Tri-dimethylaminosilane (TriDMAS) and Trisylylamine (TSA).
상기 제 2 가스는 전술한 소스 가스와 반응하여 소스 가스에 함유된 박막 물질이 기판(W) 상에 증착되도록 하는 반응 가스(Reactant Gas)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 반응 가스는 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(N2O), 및 오존(O3) 중 적어도 어느 한 종류의 가스로 이루어질 수 있다.The second gas may be made of a reactant gas that reacts with the above-described source gas so that the thin film material contained in the source gas is deposited on the substrate (W). For example, the reaction gas may include at least one of nitrogen (N 2), oxygen (O 2), nitrogen dioxide (N 2 O), and ozone (O 3).
가스 분사부(130)는 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d) 각각에 삽입 설치되어 기판 지지부(120) 상에 공간적으로 분리되도록 정의된 제 1 내지 제 4 가스 분사 영역에 제 1 및 제 2 가스를 공간적으로 분리하여 분사하는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)을 포함하여 구성된다.The
제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각은 챔버 리드(115)의 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d) 각각에 삽입 설치되어 기판 지지부(120)의 중심점을 기준으로 X축 및 Y축 방향으로 서로 대칭되도록 배치된다.Each of the first to fourth
제 1 가스 분사 모듈(130a)은 기판 지지부(120) 상에 정의된 제 1 가스 분사 영역에 중첩되는 제 1 모듈 설치부(115a)에 삽입 설치되어 제 1 가스 분사 영역에 플라즈마화된 제 1 가스를 하향 분사한다. 이를 위해, 제 1 가스 분사 모듈(130a)은 접지 프레임(210), 접지 격벽 부재(220), 복수의 절연 부재(230), 및 복수의 플라즈마 전극 부재(240)를 포함하여 구성된다.The first
접지 프레임(210)은 접지 격벽 부재(220)에 의해 분리된 복수의 가스 분사 공간(212)을 가지도록 하면이 개구되도록 형성된다. 이러한 접지 프레임(210)은 챔버 리드(115)의 제 1 모듈 설치부(115a)에 삽입 설치되어 챔버 리드(115)를 통해 전기적으로 접지된다. 이를 위해, 접지 프레임(210)은 상면 플레이트(210a) 및 접지 측벽들(210b)로 이루어진다.The
상면 플레이트(210a)는 직사각 형태로 형성되어 챔버 리드(115)의 제 1 모듈 설치부(115a)에 결합된다. 이러한 상면 플레이트(210a)에는 복수의 절연 부재 지지 홀(214), 및 복수의 가스 공급 홀(216)이 형성된다.The
복수의 절연 부재 지지 홀(214) 각각은 복수의 가스 분사 공간(212) 각각에 연통되도록 상면 플레이트(210a)를 관통하여 형성된다. 이러한 복수의 절연 부재 지지 홀(214) 각각은 직사각 형태의 평면을 가지도록 형성된다.Each of the plurality of insulating member support holes 214 is formed through the
복수의 가스 공급 홀(216) 각각은 복수의 가스 분사 공간(212) 각각에 연통되도록 상면 플레이트(210a)를 관통하여 형성된다. 이러한 복수의 가스 공급 홀(216) 각각은 가스 공급 관을 통해 외부의 가스 공급 수단(미도시)에 연결됨으로써 가스 공급 수단(미도시)으로부터 가스 공급 관을 통해 제 1 가스를 공급받는다.Each of the plurality of gas supply holes 216 is formed through the
접지 측벽들(210b) 각각은 상면 플레이트(210a)의 장변 및 단변 가장자리 부분으로부터 수직하게 돌출되어 상면 플레이트(210a)의 하부에 가스 분사 공간(212)을 마련한다. 이러한 접지 측벽들(210b) 각각은 챔버 리드(115)를 통해 전기적으로 접지된다. 이때, 상기 장변 접지 측벽들은 접지 전극의 역할을 한다.Each of the
접지 격벽 부재(220)는 상면 플레이트(210a)의 중앙 하면으로부터 수직하게 돌출되어 접지 측벽들(210b)의 장변들과 나란하게 배치된다. 이러한 접지 격벽 부재(220)는 소정 높이를 가지도록 접지 프레임(210)의 내부에 형성됨으로써 접지 프레임(210)의 내부에 공간적으로 분리되는 복수의 가스 분사 공간(212)을 마련한다. 상기 접지 격벽 부재(220)는 접지 프레임(210)에 일체화되거나 전기적으로 결합되어 접지 프레임(210)을 통해 전기적으로 접지됨으로써 접지 전극의 역할을 한다.The ground
전술한, 접지 측벽들(210b)의 장변들과 접지 격벽 부재(220)는 접지 프레임(220)에 일정한 간격으로 나란하게 배치되어 복수의 접지 전극 부재를 형성한다.The above-described long sides of the
복수의 절연 부재(230) 각각은 절연 물질로 이루어져 접지 프레임(210)에 형성된 절연 부재 지지 홀(214)에 삽입됨과 아울러 체결 부재(미도시)에 의해 접지 프레임(210)의 상면에 결합된다.Each of the plurality of insulating
복수의 플라즈마 전극 부재(240) 각각은 도전성 물질로 이루어져 절연 부재(230)에 관통 삽입되어 접지 프레임(210)의 하면으로부터 소정 높이로 돌출됨으로써 가스 분사 공간(212)에 배치된다. 이때, 복수의 플라즈마 전극 부재(240) 각각은 접지 격벽 부재(220) 및 접지 프레임(210)의 측벽들(210b) 각각과 동일한 높이로 돌출되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 복수의 플라즈마 전극 부재(240)는 전술한 접지 전극 부재와 소정 간격으로 나란하도록 교대로 배치된다.Each of the plurality of
상기 플라즈마 전극 부재(240)는 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(140)에 전기적으로 접속됨으로써 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간(212)에 플라즈마를 형성한다. 이에 따라, 상기 플라즈마는 가스 분사 공간(212)에 공급되는 제 1 가스는 플라즈마화 하고, 플라즈마화된 제 1 가스는 상기 제 1 가스 분사 영역에 하향 분사된다. 상기 플라즈마화된 제 1 가스는 가스 분사 공간(212)에 공급되는 제 1 가스의 유속(또는 흐름)에 의해 가스 분사 공간(212)으로부터 하향 분사될 수 있다.The
플라즈마 전원 공급부(140)는 소정의 주파수를 가지는 플라즈마 전원을 발생하고, 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원을 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각에 공통적으로 공급하거나 개별적으로 공급한다. 이때, 플라즈마 전원은 고주파(예를 들어, HF(High Frequency) 전력 또는 VHF(Very High Frequency) 전력이 공급된다. 예를 들어, HF 전력은 3㎒ ~ 30㎒ 범위의 주파수를 가지며, VHF 전력은 30㎒ ~ 300㎒ 범위의 주파수를 가질 수 있다.The plasma
한편, 상기 급전 케이블에는 임피던스 매칭 회로(미도시)가 접속된다.On the other hand, an impedance matching circuit (not shown) is connected to the feed cable.
상기 임피던스 매칭 회로는 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각에 공급되는 플라즈마 전원의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다. 이러한 임피던스 매칭 회로는 가변 커패시터 및 가변 인덕터 중 적어도 하나로 구성되는 적어도 2개의 임피던스 소자(미도시)로 이루어질 수 있다.The impedance matching circuit matches the load impedance and the source impedance of the plasma power supplied from the plasma
이와 같은 제 1 가스 분사 모듈(130a)은 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 플라즈마 전극 부재(240)에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간(212)에 플라즈마를 형성하여 가스 분사 공간(212)에 공급되는 제 1 가스를 플라즈마화하여 상기 제 1 가스 분사 영역에 하향 분사한다.The first
제 2 가스 분사 모듈(130b)은 전술한 제 1 가스 분사 영역과 공간적으로 분리되도록 기판 지지부(120) 상에 정의된 제 2 가스 분사 영역에 중첩되는 제 2 모듈 설치부(115b)에 삽입 설치되어 제 2 가스 분사 영역에 플라즈마화된 제 2 가스를 하향 분사한다. 이를 위해, 제 2 가스 분사 모듈(130b)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(210), 접지 격벽 부재(220), 복수의 절연 부재(230), 및 복수의 플라즈마 전극 부재(240)를 포함하여 구성되는 것으로, 이러한 구성들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다. 이와 같은 구성들을 통해, 제 2 가스 분사 모듈(130b)은 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(140)에 전기적으로 접속됨으로써 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 플라즈마 전극 부재(240)에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간(212)에 플라즈마를 형성하여 가스 분사 공간(212)에 공급되는 제 2 가스를 플라즈마화하여 상기 제 2 가스 분사 영역에 하향 분사한다.The second
제 3 가스 분사 모듈(130c)은 전술한 제 2 가스 분사 영역과 공간적으로 분리되도록 기판 지지부(120) 상에 정의된 제 3 가스 분사 영역에 중첩되는 제 3 모듈 설치부(115c)에 삽입 설치되어 제 3 가스 분사 영역에 플라즈마화된 제 1 가스를 하향 분사한다. 이를 위해, 제 3 가스 분사 모듈(130c)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(210), 접지 격벽 부재(220), 복수의 절연 부재(230), 및 복수의 플라즈마 전극 부재(240)를 포함하여 구성되는 것으로, 이러한 구성들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다. 이와 같은 구성들을 통해, 제 3 가스 분사 모듈(130c)은 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(140)에 전기적으로 접속됨으로써 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 플라즈마 전극 부재(240)에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간(212)에 플라즈마를 형성하여 가스 분사 공간(212)에 공급되는 제 1 가스를 플라즈마화하여 상기 제 3 가스 분사 영역에 하향 분사한다.The third
제 4 가스 분사 모듈(130b)은 전술한 제 1 및 제 3 가스 분사 영역과 공간적으로 분리되도록 제 1 및 제 3 가스 분사 영역 사이의 기판 지지부(120) 상에 정의된 제 4 가스 분사 영역에 중첩되는 제 4 모듈 설치부(115d)에 삽입 설치되어 제 4 가스 분사 영역에 플라즈마화된 제 2 가스를 하향 분사한다. 이를 위해, 제 4 가스 분사 모듈(130d)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(210), 접지 격벽 부재(220), 복수의 절연 부재(230), 및 복수의 플라즈마 전극 부재(240)를 포함하여 구성되는 것으로, 이러한 구성들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다. 이와 같은 구성들을 통해, 제 4 가스 분사 모듈(130d)은 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(140)에 전기적으로 접속됨으로써 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 플라즈마 전극 부재(240)에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간(212)에 플라즈마를 형성하여 가스 분사 공간(212)에 공급되는 제 2 가스를 플라즈마화하여 상기 제 4 가스 분사 영역에 하향 분사한다.The fourth
이상과 같은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치(100)는 기판 지지부(120) 상에 공간적으로 분리하여 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)을 배치하고, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각을 통해 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스를 공간적으로 분리하여 회전되는 기판 지지부(120) 상에 분사함으로써 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스의 상호 반응을 통해 각 기판(W)에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있으며, 공정 챔버(110) 내에 증착되는 누적 두께를 최소화하여 파티클을 개선할 수 있다.The
도 4a는 전술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈의 동작 순서를 설명하기 위한 파형도이다.4A is a view for explaining a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention described above, and FIG. 4B is a view illustrating an operation procedure of the first to fourth gas injection modules shown in FIG. 4A. It is a waveform diagram for that.
도 4a 및 도 4b를 도 3과 결부하여 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.4A and 4B, a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described as follows.
먼저, 복수의 기판(W)을 기판 지지부(120)에 일정한 간격으로 로딩시킨다.First, the plurality of substrates W are loaded on the
그런 다음, 복수의 기판(W)이 로딩된 기판 지지부(120)를 소정 방향으로 회전시킨다.Then, the
이어서, 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c) 각각의 가스 분사 공간(212)에 제 1 가스를 공급함과 아울러 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c) 각각의 플라즈마 전극 부재(240)에 플라즈마 전원을 인가함으로써 기판 지지부(120) 상의 제 1 및 제 3 가스 분사 영역 각각에 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)를 하향 분사한다. 이때, 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)는 기판 지지부(120)가 소정 방향으로 1 회전하는 공정 싸이클 주기에 상관없이 지속적으로 분사된다.Subsequently, the first gas is supplied to the
이와 동시에, 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d) 각각의 가스 분사 공간(212)에 제 2 가스를 공급함과 아울러 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d) 각각의 플라즈마 전극 부재(240)에 플라즈마 전원을 인가함으로써 기판 지지부(120) 상의 제 2 및 제 4 가스 분사 영역 각각에 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 지속적으로 하향 분사한다. 이때, 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)는 상기 공정 싸이클 주기에 상관없이 지속적으로 분사된다.At the same time, the second gas is supplied to the
이에 따라, 기판 지지부(120) 상에 안착된 복수의 기판(W) 각각은 기판 지지부(120)의 회전에 따라 상기 제 1 내지 제 4 가스 분사 영역을 통과하게 되고, 이에 따라, 복수의 기판(W) 각각 상에는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각으로부터 공간적으로 분리되어 분사되는 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)의 상호 반응에 의해 소정의 박막 물질이 증착되게 된다.Accordingly, each of the plurality of substrates W seated on the
전술한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에서는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각은 전술한 바와 같이 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)를 동시에 분사하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 제어 모듈(미도시)의 제어에 따른 동작 순서에 따라 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)를 분사할 수도 있다.In the above-described substrate processing apparatus and substrate processing method, each of the first to fourth
도 5a 내지 도 5d는 도 2에 도시된 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 통한 기판 처리 방법의 변형 예들을 설명하기 위한 파형도들이다.5A through 5D are waveform diagrams for describing modifications of the substrate processing method through the first to fourth gas injection modules illustrated in FIG. 2.
도 5a에서 알 수 있듯이, 제 1 변형 예에 따른 기판 처리 방법은 각 공정 싸이클마다 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각의 동작을 순차적으로 수행하여 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)를 순차적으로 분사한다. 이때, 각 공정 싸이클은 제 1 내지 제 4 구간으로 이루어질 수 있다. 이러한 제 1 변형 예에 따른 기판 처리 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.As can be seen in FIG. 5A, the substrate treating method according to the first modified example sequentially performs operations of each of the first to fourth
먼저, 각 공정 싸이클의 제 1 구간에서는 제 1 가스 분사 모듈(130a)만을 통해 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)를 상기 제 1 가스 분사 영역에 분사한다.First, in a first section of each process cycle, the first gas PG1 that has been plasma-formed is injected into the first gas injection region through only the first
이어, 각 공정 싸이클의 제 2 구간에서는 제 1 가스 분사 모듈(130a)을 통한 가스 분사를 중단하고, 제 2 가스 분사 모듈(130b)만을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 상기 제 2 가스 분사 영역에 분사된다.Subsequently, in the second section of each process cycle, gas injection through the first
이어, 각 공정 싸이클의 제 3 구간에서는 제 2 가스 분사 모듈(130b)을 통한 가스 분사를 중단하고, 제 3 가스 분사 모듈(130c)만을 통해 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)를 상기 제 3 가스 분사 영역에 분사된다.Subsequently, in the third section of each process cycle, gas injection through the second
그런 다음, 각 공정 싸이클의 제 4 구간에서는 제 3 가스 분사 모듈(130c)을 통한 가스 분사를 중단하고, 제 4 가스 분사 모듈(130d)만을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 상기 제 4 가스 분사 영역에 분사된다.Then, in the fourth section of each process cycle, the gas injection through the third
도 5b에서 알 수 있듯이, 제 2 변형 예에 따른 기판 처리 방법은 각 공정 싸이클마다 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)의 동작과 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)의 동작을 교대로 수행하여 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)를 교대로 분사할 수 있다. 이때, 각 공정 싸이클은 제 1 내지 제 4 구간으로 이루어질 수 있다. 이러한 제 2 변형 예에 따른 기판 처리 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.As shown in FIG. 5B, the substrate processing method according to the second modification may include operations of the first and third
먼저, 각 공정 싸이클의 제 1 구간에서는 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)만을 통해 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)를 상기 제 1 및 제 3 가스 분사 영역에 동시에 분사한다.First, in the first section of each process cycle, the first gas PG1, which has been plasma-formed, is sprayed simultaneously to the first and third gas injection regions through only the first and third
이어, 각 공정 싸이클의 제 2 구간에서는 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)을 통한 가스 분사를 중단하고, 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)만을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 상기 제 2 및 제 4 가스 분사 영역에 동시에 분사한다.Subsequently, in the second section of each process cycle, gas injection through the first and third
이어, 각 공정 싸이클의 제 3 구간에서는 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)을 통한 가스 분사를 중단하고, 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)만을 통해 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)를 상기 제 1 및 제 3 가스 분사 영역에 동시에 분사한다.Subsequently, in the third section of each process cycle, the gas injection through the second and fourth
그런 다음, 각 공정 싸이클의 제 2 구간에서는 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)을 통한 가스 분사를 중단하고, 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)만을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 상기 제 2 및 제 4 가스 분사 영역에 동시에 분사한다.Then, in the second section of each process cycle, the gas injection through the first and third
도 5c에서 알 수 있듯이, 제 3 변형 예에 따른 기판 처리 방법은 각 공정 싸이클마다 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)을 통해 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)를 제 1 및 제 3 가스 분사 영역에 소정 구간마다 동시에 분사하고, 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 상기 제 2 및 제 4 가스 분사 영역에 지속적으로 동시에 분사할 수 있다.As shown in FIG. 5C, the substrate treating method according to the third modified example may include the first gas PG1 that has been plasma-formed through the first and third
도 5d에서 알 수 있듯이, 제 4 변형 예에 따른 기판 처리 방법은 각 공정 싸이클마다 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)을 통해 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)를 제 1 및 제 3 가스 분사 영역에 지속적으로 동시에 분사하고, 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 상기 제 2 및 제 4 가스 분사 영역에 소정 구간마다 동시에 분사할 수 있다.As shown in FIG. 5D, the substrate treating method according to the fourth modified example may include the first gas PG1 that has been plasma-formed through the first and third
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a modified embodiment of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예의 변형 예에 따른 기판 처리 장치는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각에서 분사되는 가스의 종류를 제외하고는 도 2에 도시된 기판 처리 장치와 동일하기 때문에, 이하에서는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각에서 분사되는 가스의 종류에 대해서만 설명하기로 한다.Referring to FIG. 6, the substrate processing apparatus according to the modified example of the first embodiment of the present invention except for the type of gas injected from each of the first to fourth
제 1 가스 분사 모듈(130a)은 가스 공급 수단으로부터 전술한 제 1 가스를 공급받아 플라즈마화된 제 1 가스를 제 1 가스 분사 영역에 하향 분사한다.The first
제 2 가스 분사 모듈(130b)은 가스 공급 수단으로부터 제 3 가스를 공급받아 플라즈마화된 제 3 가스(PG3)를 제 2 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이때, 제 3 가스는 전술한 제 1 및 제 2 가스를 퍼지(Purge)하기 위한 퍼지 가스가 될 수 있다. 상기 제 3 가스는 기판(W)에 증착되지 않고 남은 제 1 가스 및/또는 제 1 가스와 반응하지 않고 잔존하는 제 2 가스를 퍼지하기 위한 것으로, 질소(N2), 아르곤(Ar), 제논(Ze), 및 헬륨(He) 중 적어도 어느 한 종류의 가스로 이루어질 수 있다.The second
제 3 가스 분사 모듈(130c)은 가스 공급 수단으로부터 전술한 제 2 가스를 공급받아 플라즈마화된 제 2 가스를 제 3 가스 분사 영역에 하향 분사한다.The third
제 4 가스 분사 모듈(130d)은 가스 공급 수단으로부터 제 3 가스를 공급받아 플라즈마화된 제 3 가스(PG3)를 제 4 가스 분사 영역에 하향 분사한다.The fourth
도 7은 도 6에 도시된 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈의 동작 순서를 설명하기 위한 파형도이다.FIG. 7 is a waveform diagram illustrating an operation procedure of the first to fourth gas injection modules illustrated in FIG. 6.
도 6과 도 7을 참조하여 본 발명의 제 1 실시 예의 변형 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.6 and 7, a substrate processing method using a substrate processing apparatus according to a modified example of the first embodiment will be described below.
먼저, 복수의 기판(W)을 기판 지지부(120)에 일정한 간격으로 로딩시킨다.First, the plurality of substrates W are loaded on the
그런 다음, 복수의 기판(W)이 로딩된 기판 지지부(120)를 소정 방향으로 회전시킨다.Then, the
이어서, 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c) 각각을 통해 제 1 및 제 2 가스(G1, G2)를 공간적으로 분리하여 소정 구간마다 교대로 분사함과 아울러 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)을 통해 플라즈마화된 제 3 가스(PG3)를 지속적으로 분사한다.Subsequently, the first and second gases G1 and G2 are spatially separated through the first and third
이에 따라, 회전하는 기판 지지부(120) 상에 안착된 복수의 기판(W) 각각 상에는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각으로부터 공간적으로 분리되어 분사되는 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)의 상호 반응에 의해 소정의 박막 물질이 증착되게 된다. 이때, 플라즈마화된 제 3 가스(PG3)는 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)가 기판(W) 상으로 분사되는 도중에 혼합되어 반응하는 것을 방지하여 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)가 기판(W)의 상면에 분사된 후 상호 혼합되어 반응되도록 한다.As a result, plasma-forming injection is performed on each of the plurality of substrates W seated on the rotating
이상과 같은, 본 발명의 제 1 실시 예의 변형 예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 제 3 가스(G3)를 통해 기판(W) 상으로 분사되는 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)의 혼합을 방지함으로써 각 기판(W)에 증착되는 박막의 증착 균일도 및 막질을 더욱 증가시킬 수 있다.As described above, the substrate processing apparatus and the substrate processing method according to the modification of the first embodiment of the present invention include the plasma-formed first and second gases PG1 sprayed onto the substrate W through the third gas G3. By preventing the mixing of PG2), the deposition uniformity and film quality of the thin films deposited on the respective substrates W can be further increased.
한편, 본 발명의 제 1 실시 예의 변형 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법은 도 4b, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 동작 순서에 따라 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각을 동작시킴으로써 전술한 플라즈마화된 제 1 내지 제 3 가스(PG1, PG2, PG3)를 공간적으로 분리하여 제 1 내지 제 4 가스 분사 영역에 분사할 수도 있다.On the other hand, the substrate processing method using a substrate processing apparatus according to a modification of the first embodiment of the present invention according to the operation sequence shown in Figs. 4b, 5a to 5d, the first to fourth gas injection module (130a, 130b, By operating the respective 130c and 130d, the above-described plasma first to third gases PG1, PG2 and PG3 may be spatially separated and injected into the first to fourth gas injection regions.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.8 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치(200)는 공정 챔버(110), 챔버 리드(115), 기판 지지부(120), 및 가스 분사부(130)를 포함하여 구성되는 것으로, 가스 분사부(130)를 제외한 다른 구성들은 전술한 기판 처리 장치(100)와 동일하므로 동일한 구성들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다.8, the
가스 분사부(130)는 챔버 리드(115)에 형성된 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d) 각각에 삽입 설치되어 플라즈마화되지 않은 제 1 가스와 플라즈마화된 제 2 가스를 공간적으로 분리하여 기판 지지부(120) 쪽으로 하향 분사한다. 이를 위해, 가스 분사부(130)는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(330a, 130b, 330c, 130d)을 포함하여 구성된다.The
제 1 가스 분사 모듈(330a)은 전술한 제 1 가스 분사 영역에 중첩되는 제 2 모듈 설치부(115b)에 삽입 설치되어 가스 공급 수단으로부터 공급되는 제 1 가스를 그대로 제 1 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이를 위해, 제 1 가스 분사 모듈(330b)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(410), 접지 격벽 부재(420), 및 복수의 가스 공급 홀(430)을 포함하여 구성된다.The first
접지 프레임(410)은 접지 격벽 부재(420)에 의해 분리된 복수의 가스 분사 공간(412)을 가지도록 하면이 개구되도록 형성된다. 이러한 접지 프레임(410)은 챔버 리드(115)의 제 1 모듈 설치부(115a)에 삽입 설치되어 챔버 리드(115)를 통해 전기적으로 접지된다. 이를 위해, 접지 프레임(410)은 상면 플레이트(410a) 및 접지 측벽들(410b)로 이루어진다.The
상면 플레이트(410a)는 직사각 형태로 형성되어 챔버 리드(115)의 제 1 모듈 설치부(115a)에 결합된다.The
접지 측벽들(410b) 각각은 상면 플레이트(410a)의 장변 및 단변 가장자리 부분으로부터 수직하게 돌출되어 상면 플레이트(410a)의 하부에 가스 분사 공간(412)을 마련한다. 이러한 접지 측벽들(410b) 각각은 챔버 리드(115)를 통해 전기적으로 접지된다. 이때, 상기 장변 접지 측벽들은 접지 전극의 역할을 한다.Each of the
접지 격벽 부재(420)는 상면 플레이트(410a)의 중앙 하면으로부터 수직하게 돌출되어 접지 측벽들(410b)의 장변들과 나란하게 배치된다. 이러한 접지 격벽 부재(420)는 소정 높이를 가지도록 접지 프레임(410)의 내부에 형성됨으로써 접지 프레임(410)의 내부에 공간적으로 분리되는 복수의 가스 분사 공간(412)을 마련한다. 상기 접지 격벽 부재(420)는 접지 프레임(410)에 일체화되거나 전기적으로 결합되어 접지 프레임(410)을 통해 전기적으로 접지됨으로써 접지 전극의 역할을 한다.The ground
전술한, 접지 측벽들(410b)의 장변들과 접지 격벽 부재(420)는 접지 프레임(420)에 일정한 간격으로 나란하게 배치되어 복수의 접지 전극 부재를 형성한다.The above-described long sides of the
복수의 가스 공급 홀(430) 각각은 복수의 가스 분사 공간(412) 각각에 연통되도록 접지 프레임(410)의 상면 플레이트(410a)를 관통하여 형성된다. 이러한 복수의 가스 공급 홀(430) 각각은 가스 공급 관을 통해 외부의 가스 공급 수단에 연결됨으로써 가스 공급 수단으로부터 가스 공급 관을 통해 제 1 가스를 공급받는다.Each of the plurality of gas supply holes 430 is formed through the
이와 같은, 제 1 가스 분사 모듈(330a)은 가스 공급 수단으로부터 가스 분사 공간(412)에 공급되는 제 1 가스를 플라즈마화하지 않고 그대로 상기 제 1 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 즉, 제 1 가스 분사 모듈(330a)은 도 2에 도시된 제 1 가스 분사 모듈(130a)과 달리 플라즈마 전극 부재가 설치되지 않기 때문에 가스 분사 공간(412)에 공급되는 제 1 가스를 그대로 하향 분사한다. 이로 인하여, 제 1 가스 분사 모듈(330a)에 공급되는 제 1 가스는 플라즈마에 의해 플라즈마화되지 않고도 제 2 가스와 반응하여 기판 상에 증착될 수 있는 박막 물질을 포함하여 이루어진다.As described above, the first
제 2 가스 분사 모듈(130b)은 전술한 제 1 가스 분사 영역에 중첩되는 제 2 모듈 설치부(115b)에 삽입 설치되어 제 2 가스 분사 영역에 플라즈마화된 제 2 가스를 하향 분사한다. 이를 위해, 제 2 가스 분사 모듈(130b)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(210), 접지 격벽 부재(220), 복수의 절연 부재(230), 및 복수의 플라즈마 전극 부재(240)를 포함하여 구성되는 것으로, 이러한 구성들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다. 이와 같은 구성들을 통해, 제 2 가스 분사 모듈(130b)은 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(140)에 전기적으로 접속됨으로써 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 플라즈마 전극 부재(240)에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간(212)에 플라즈마를 형성하여 가스 분사 공간(212)에 공급되는 제 2 가스를 플라즈마화하여 상기 제 2 가스 분사 영역에 하향 분사한다.The second
제 3 가스 분사 모듈(330c)은 전술한 제 3 가스 분사 영역에 중첩되는 제 3 모듈 설치부(115c)에 삽입 설치되어 가스 공급 수단으로부터 공급되는 제 1 가스를 플라즈마화하지 않고 그대로 상기 제 3 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이를 위해, 제 3 가스 분사 모듈(330c)은 도 9에 도시된 제 1 가스 분사 모듈(330a)과 동일한 구성을 가지므로 이에 대한 설명은 제 1 가스 분사 모듈(330a)에 대한 설명으로 대신하기로 한다.The third
제 4 가스 분사 모듈(130d)은 전술한 제 4 가스 분사 영역에 중첩되는 제 4 모듈 설치부(115d)에 삽입 설치되어 제 4 가스 분사 영역에 플라즈마화된 제 2 가스를 하향 분사한다. 이를 위해, 제 4 가스 분사 모듈(130d)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(210), 접지 격벽 부재(220), 복수의 절연 부재(230), 및 복수의 플라즈마 전극 부재(240)를 포함하여 구성되는 것으로, 이러한 구성들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다. 이와 같은 구성들을 통해, 제 4 가스 분사 모듈(130d)은 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(140)에 전기적으로 접속됨으로써 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 플라즈마 전극 부재(240)에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간(212)에 플라즈마를 형성하여 가스 분사 공간(212)에 공급되는 제 2 가스를 플라즈마화하여 상기 제 2 가스 분사 영역에 하향 분사한다.The fourth
도 10은 전술한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention described above.
도 10을 참조하여 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.A substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10.
먼저, 복수의 기판(W)을 기판 지지부(120)에 일정한 간격으로 로딩시킨다.First, the plurality of substrates W are loaded on the
그런 다음, 복수의 기판(W)이 로딩된 기판 지지부(120)를 소정 방향으로 회전시킨다.Then, the
이어서, 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(330a, 330c) 각각의 가스 분사 공간(412)에 제 1 가스를 공급하여 상기 제 1 및 제 3 가스 분사 영역 각각에 제 1 가스(G1)를 하향 분사한다. 이때, 제 1 가스(G1)는 기판 지지부(120)가 소정 방향으로 1 회전하는 공정 싸이클 주기에 상관없이 지속적으로 분사된다.Subsequently, the first gas is supplied to the
이와 동시에, 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d) 각각의 가스 분사 공간(212)에 제 2 가스를 공급함과 아울러 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d) 각각의 플라즈마 전극 부재(240)에 플라즈마 전원을 인가함으로써 기판 지지부(120) 상의 제 2 및 제 4 가스 분사 영역 각각에 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 지속적으로 하향 분사한다. 이때, 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)는 상기 공정 싸이클 주기에 상관없이 지속적으로 분사된다.At the same time, the second gas is supplied to the
이에 따라, 기판 지지부(120) 상에 안착된 복수의 기판(W) 각각은 기판 지지부(120)의 회전에 따라 상기 제 1 내지 제 4 가스 분사 영역을 통과하게 되고, 이에 따라, 복수의 기판(W) 각각 상에는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(330a, 130b, 330c, 130d) 각각으로부터 공간적으로 분리되어 분사되는 제 1 가스(G1)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)의 상호 반응에 의해 소정의 박막 물질이 증착되게 된다.Accordingly, each of the plurality of substrates W seated on the
전술한 제 2 실시 예의 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에서는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(330a, 130b, 330c, 130d) 각각은 제 1 가스(G1)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 동시에 분사하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 제어 모듈(미도시)의 제어에 따른 도 4b, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 동작 순서에 따라 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(330a, 130b, 330c, 130d) 각각을 동작시킴으로써 전술한 제 1 가스(G1)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 제 1 내지 제 4 가스 분사 영역에 분사할 수도 있다.In the above-described substrate processing apparatus and substrate processing method of the second embodiment, each of the first to fourth
도 11은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.11 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치(500)는 공정 챔버(110), 챔버 리드(115), 기판 지지부(120), 및 가스 분사부(130)를 포함하여 구성되는 것으로, 가스 분사부(130)를 제외한 다른 구성들은 전술한 기판 처리 장치(100)와 동일하므로 동일한 구성들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다.Referring to FIG. 11, a
가스 분사부(130)는 챔버 리드(115)에 형성된 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d) 각각에 삽입 설치되어 플라즈마화되지 않은 제 1 가스와 플라즈마화된 제 2 가스 및 제 3 가스를 공간적으로 분리하여 기판 지지부(120) 쪽으로 하향 분사한다. 이를 위해, 가스 분사부(130)는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(330a, 130b, 330c, 130d)을 포함하여 구성된다.The
제 1 가스 분사 모듈(330a)은 전술한 제 1 가스 분사 영역에 중첩되는 제 1 모듈 설치부(115a)에 삽입 설치되어 가스 공급 수단으로부터 공급되는 제 1 가스를 플라즈마화하지 않고 그대로 상기 제 1 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이를 위해, 제 1 가스 분사 모듈(330a)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(410), 접지 격벽 부재(420), 및 복수의 가스 공급 홀(430)을 포함하여 구성되는 것으로, 이에 대한 설명은 도 9에 대한 설명으로 대신하기로 한다.The first
제 2 가스 분사 모듈(130b)은 전술한 제 2 가스 분사 영역에 중첩되는 제 2 모듈 설치부(115b)에 삽입 설치되어 전술한 플라즈마화된 제 3 가스를 상기 제 2 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이를 위해, 제 2 가스 분사 모듈(130b)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(210), 접지 격벽 부재(220), 복수의 절연 부재(230), 및 복수의 플라즈마 전극 부재(240)를 포함하여 구성되는 것으로, 이러한 구성들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다. 이와 같은, 제 2 가스 분사 모듈(130b)은 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(140)에 전기적으로 접속됨으로써 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 플라즈마 전극 부재(240)에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간(212)에 플라즈마를 형성하여 가스 분사 공간(212)에 공급되는 제 3 가스를 플라즈마화하여 상기 제 2 가스 분사 영역에 하향 분사한다.The second
제 3 가스 분사 모듈(130c)은 전술한 제 3 가스 분사 영역에 중첩되는 제 3 모듈 설치부(115c)에 삽입 설치되어 전술한 플라즈마화된 제 2 가스를 상기 제 3 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이를 위해, 제 3 가스 분사 모듈(130c)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(210), 접지 격벽 부재(220), 복수의 절연 부재(230), 및 복수의 플라즈마 전극 부재(240)를 포함하여 구성되는 것으로, 이러한 구성들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다. 이와 같은, 제 3 가스 분사 모듈(130c)은 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(140)에 전기적으로 접속됨으로써 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 플라즈마 전극 부재(240)에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간(212)에 플라즈마를 형성하여 가스 분사 공간(212)에 공급되는 제 2 가스를 플라즈마화하여 상기 제 3 가스 분사 영역에 하향 분사한다.The third
제 4 가스 분사 모듈(130d)은 전술한 제 4 가스 분사 영역에 중첩되는 제 4 모듈 설치부(115d)에 삽입 설치되어 전술한 플라즈마화된 제 3 가스를 상기 제 4 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이를 위해, 제 4 가스 분사 모듈(130d)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(210), 접지 격벽 부재(220), 복수의 절연 부재(230), 및 복수의 플라즈마 전극 부재(240)를 포함하여 구성되는 것으로, 이러한 구성들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다. 이와 같은, 제 4 가스 분사 모듈(130d)은 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(140)에 전기적으로 접속됨으로써 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 플라즈마 전극 부재(240)에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간(212)에 플라즈마를 형성하여 가스 분사 공간(212)에 공급되는 제 3 가스를 플라즈마화하여 상기 제 4 가스 분사 영역에 하향 분사한다.The fourth
도 12는 전술한 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention described above.
도 12를 참조하여 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.A substrate processing method using a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 12.
먼저, 복수의 기판(W)을 기판 지지부(120)에 일정한 간격으로 로딩시킨다.First, the plurality of substrates W are loaded on the
그런 다음, 복수의 기판(W)이 로딩된 기판 지지부(120)를 소정 방향으로 회전시킨다.Then, the
이어서, 제 1 가스 분사 모듈(330a)에 제 1 가스를 공급하여 상기 제 1 가스 분사 영역에 제 1 가스(G1)를 하향 분사하고, 이와 동시에, 제 3 가스 분사 모듈(130c)에 제 2 가스 및 플라즈마 전원을 공급하여 제 3 가스 분사 영역에 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 하향 분사한다. 이때, 상기 제 1 가스(G1) 및 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)는 기판 지지부(120)가 소정 방향으로 1 회전하는 공정 싸이클 주기에 상관없이 지속적으로 분사된다.Subsequently, the first gas is supplied to the first
상기 제 1 가스(G1) 및 플라즈마화된 제 2 가스(PG2) 각각의 동시 분사와 동시에, 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d) 각각에 제 3 가스 및 플라즈마 전원을 공급하여 제 2 및 제 4 가스 분사 영역 각각에 플라즈마화된 제 3 가스(PG3)를 지속적으로 하향 분사한다. 이때, 플라즈마화된 제 3 가스(PG3)는 상기 공정 싸이클 주기에 상관없이 지속적으로 분사된다.Simultaneously spraying each of the first gas G1 and the plasmaized second gas PG2, a third gas and a plasma power supply are supplied to each of the second and fourth
이에 따라, 기판 지지부(120) 상에 안착된 복수의 기판(W) 각각은 기판 지지부(120)의 회전에 따라 상기 제 1 내지 제 4 가스 분사 영역을 통과하게 되고, 이에 따라, 복수의 기판(W) 각각 상에는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(330a, 130b, 130c, 130d) 각각으로부터 공간적으로 분리되어 분사되는 제 1 가스(G1)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)의 상호 반응에 의해 소정의 박막 물질이 증착되게 된다. 이때, 플라즈마화된 제 3 가스(PG3)는 제 1 가스(G1)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)가 기판(W) 상으로 분사되는 도중에 혼합되어 반응하는 것을 방지하여 제 1 가스(G1)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)가 기판(W)의 상면에 분사된 후 상호 혼합되어 반응되도록 한다.Accordingly, each of the plurality of substrates W seated on the
한편, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법은 도 4b, 도 5a 내지 도 5d, 도 7에 도시된 동작 순서에 따라 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(330a, 130b, 130c, 130d) 각각을 동작시킴으로써 전술한 제 1 가스(G1)와 플라즈마화된 제 2 및 제 3 가스(PG2, PG3)를 공간적으로 분리하여 제 1 내지 제 4 가스 분사 영역에 분사할 수도 있다.On the other hand, the substrate processing method using a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention, the first to fourth gas injection module (330a, 130b) in accordance with the operation sequence shown in Figs. 4b, 5a to 5d, 7 , The first gas G1 and the plasmalized second and third gases PG2 and PG3 may be spatially separated from each other, and the first gas G1 may be injected into the first to fourth gas injection regions. .
도 13은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.13 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치(600)는 공정 챔버(110), 챔버 리드(115), 기판 지지부(120), 및 가스 분사부(130)를 포함하여 구성되는 것으로, 가스 분사부(130)를 제외한 다른 구성들은 전술한 기판 처리 장치(100)와 동일하므로 동일한 구성들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다.Referring to FIG. 13, the
가스 분사부(130)는 챔버 리드(115)에 형성된 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d) 각각에 삽입 설치되어 플라즈마화되지 않은 제 1 가스와 플라즈마화된 제 2 가스 및 제 3 가스를 공간적으로 분리하여 기판 지지부(120) 쪽으로 하향 분사한다. 이를 위해, 가스 분사부(130)는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(330a, 330b, 130c, 330d)을 포함하여 구성된다.The
제 1 가스 분사 모듈(330a)은 전술한 제 1 가스 분사 영역에 중첩되는 제 1 모듈 설치부(115a)에 삽입 설치되어 가스 공급 수단으로부터 공급되는 제 1 가스를 플라즈마화하지 않고 그대로 상기 제 1 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이를 위해, 제 1 가스 분사 모듈(330a)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(410), 접지 격벽 부재(420), 및 복수의 가스 공급 홀(430)을 포함하여 구성되는 것으로, 이에 대한 설명은 도 9에 대한 설명으로 대신하기로 한다.The first
제 2 가스 분사 모듈(330b)은 전술한 제 2 가스 분사 영역에 중첩되는 제 2 모듈 설치부(115a)에 삽입 설치되어 가스 공급 수단으로부터 공급되는 제 3 가스를 플라즈마화하지 않고 그대로 상기 제 2 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이를 위해, 제 2 가스 분사 모듈(330b)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(410), 접지 격벽 부재(420), 및 복수의 가스 공급 홀(430)을 포함하여 구성되는 것으로, 이에 대한 설명은 도 9에 대한 설명으로 대신하기로 한다.The second
제 3 가스 분사 모듈(130c)은 전술한 제 3 가스 분사 영역에 중첩되는 제 3 모듈 설치부(115c)에 삽입 설치되어 전술한 플라즈마화된 제 2 가스를 상기 제 3 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이를 위해, 제 3 가스 분사 모듈(130c)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(210), 접지 격벽 부재(220), 복수의 절연 부재(230), 및 복수의 플라즈마 전극 부재(240)를 포함하여 구성되는 것으로, 이러한 구성들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다. 이와 같은, 제 3 가스 분사 모듈(130c)은 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(140)에 전기적으로 접속됨으로써 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 플라즈마 전극 부재(240)에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간(212)에 플라즈마를 형성하여 가스 분사 공간(212)에 공급되는 제 2 가스를 플라즈마화하여 상기 제 3 가스 분사 영역에 하향 분사한다.The third
제 4 가스 분사 모듈(330d)은 전술한 제 4 가스 분사 영역에 중첩되는 제 4 모듈 설치부(115d)에 삽입 설치되어 가스 공급 수단으로부터 공급되는 제 3 가스를 플라즈마화하지 않고 그대로 상기 제 4 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이를 위해, 제 4 가스 분사 모듈(330d)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(410), 접지 격벽 부재(420), 및 복수의 가스 공급 홀(430)을 포함하여 구성되는 것으로, 이에 대한 설명은 도 9에 대한 설명으로 대신하기로 한다.The fourth
도 14는 전술한 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.14 is a view for explaining a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention described above.
도 14를 참조하여 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 14, a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
먼저, 복수의 기판(W)을 기판 지지부(120)에 일정한 간격으로 로딩시킨다.First, the plurality of substrates W are loaded on the
그런 다음, 복수의 기판(W)이 로딩된 기판 지지부(120)를 소정 방향으로 회전시킨다.Then, the
이어서, 제 1 가스 분사 모듈(330a)에 제 1 가스를 공급하여 상기 제 1 가스 분사 영역에 제 1 가스(G1)를 하향 분사하고, 이와 동시에, 제 3 가스 분사 모듈(130c)에 제 2 가스 및 플라즈마 전원을 공급하여 제 3 가스 분사 영역에 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 하향 분사한다. 이때, 상기 제 1 가스(G1) 및 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)는 기판 지지부(120)가 소정 방향으로 1 회전하는 공정 싸이클 주기에 상관없이 지속적으로 분사된다.Subsequently, the first gas is supplied to the first
상기 제 1 가스(G1) 및 플라즈마화된 제 2 가스(PG2) 각각의 동시 분사와 동시에, 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(330b, 330d) 각각에 제 3 가스를 공급하여 제 2 및 제 4 가스 분사 영역 각각에 플라즈마화되지 않은 제 3 가스(G3)를 지속적으로 하향 분사한다. 이때, 제 3 가스(G3)는 상기 공정 싸이클 주기에 상관없이 지속적으로 분사된다.Simultaneous injection of each of the first gas G1 and the plasmated second gas PG2 simultaneously supplies a third gas to each of the second and fourth
이에 따라, 기판 지지부(120) 상에 안착된 복수의 기판(W) 각각은 기판 지지부(120)의 회전에 따라 상기 제 1 내지 제 4 가스 분사 영역을 통과하게 되고, 이에 따라, 복수의 기판(W) 각각 상에는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(330a, 330b, 130c, 330d) 각각으로부터 공간적으로 분리되어 분사되는 제 1 가스(G1)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)의 상호 반응에 의해 소정의 박막 물질이 증착되게 된다. 이때, 상기 제 3 가스(G3)는 제 1 가스(G1)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)가 기판(W) 상으로 분사되는 도중에 혼합되어 반응하는 것을 방지하여 제 1 가스(G1)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)가 기판(W)의 상면에 분사된 후 상호 혼합되어 반응되도록 한다.Accordingly, each of the plurality of substrates W seated on the
한편, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법은 도 4b, 도 5a 내지 도 5d, 도 7에 도시된 동작 순서에 따라 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(330a, 330b, 130c, 330d) 각각을 동작시킴으로써 전술한 제 1 및 제 3 가스(G1, G3)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 제 1 내지 제 4 가스 분사 영역에 분사할 수도 있다.On the other hand, the substrate processing method using a substrate processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention is the first to fourth gas injection module (330a, 330b) according to the operation sequence shown in Figs. 4b, 5a to 5d, 7 , 130c and 330d, respectively, may spatially separate the above-described first and third gases G1 and G3 and the plasmaized second gas PG2 into the first to fourth gas injection regions. .
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, it is to be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
110: 공정 챔버 115: 챔버 리드
117: 펌핑 관 120: 기판 지지부
130: 가스 분사부 130a: 제 1 가스 분사 모듈
130b: 제 2 가스 분사 모듈 130c: 제 3 가스 분사 모듈
130d: 제 4 가스 분사 모듈 140: 플라즈마 전원 공급부
210: 접지 프레임 220: 접지 격벽 부재
230: 절연 부재 240: 플라즈마 전극 부재110: process chamber 115: chamber lead
117: pumping pipe 120: substrate support
130:
130b: second
130d: fourth gas injection module 140: plasma power supply
210: ground frame 220: ground bulkhead member
230: insulating member 240: plasma electrode member
Claims (6)
상기 기판 지지부에 안착된 기판들이 상기 제 1 가스 분사 영역, 상기 제 2 가스 분사 영역, 상기 제 3 가스 분사 영역, 및 상기 제 4 가스 분사 영역을 통과하도록 1 회전하는 공정 싸이클 주기에 따라 상기 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함하고,
상기 가스를 분사하는 단계는,
상기 공정 싸이클 주기에서 소정 구간마다 상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 3 가스 분사 영역에 가스를 동시에 분사하는 단계; 및
상기 공정 싸이클 주기에서 지속적으로 상기 제 2 가스 분사 영역과 상기 제 4 가스 분사 영역에 가스를 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.On the substrate support on which the plurality of substrates are seated, corresponding to the lower surface of the plurality of gas injection modules inserted into the plurality of module mounting portions formed in the chamber lid disposed above the chamber and extending at least partially from the chamber lid toward the substrate support. Injecting gas into a first gas injection region, a second gas injection region, a third gas injection region, and a fourth gas injection region spatially separated from each other; And
The substrate support part according to a process cycle in which the substrates seated on the substrate support part rotate once to pass through the first gas injection area, the second gas injection area, the third gas injection area, and the fourth gas injection area. Rotating the;
Injecting the gas,
Simultaneously injecting gas into the first gas injection region and the third gas injection region at predetermined intervals in the process cycle period; And
And injecting gas into the second gas injection region and the fourth gas injection region continuously in the process cycle period.
상기 가스를 분사하는 단계는 박막 물질이 함유된 소스 가스, 상기 소스 가스와 반응하여 상기 소스 가스에 함유된 박막 물질이 기판 상에 증착되도록 하는 반응 가스, 및 퍼지 가스 중에서 어느 하나의 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.The method of claim 1,
The injecting of the gas may include injecting any one of a source gas containing a thin film material, a reaction gas reacting with the source gas to deposit the thin film material contained in the source gas on a substrate, and a purge gas. The substrate processing method characterized by the above-mentioned.
상기 제 1 가스 분사 영역, 상기 제 2 가스 분사 영역, 상기 제 3 가스 분사 영역, 상기 제 4 가스 분사 영역 중에서 적어도 하나의 가스 분사 영역에는 플라즈마화된 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.The method of claim 1,
Plasma gas is injected into at least one of the first gas injection region, the second gas injection region, the third gas injection region, and the fourth gas injection region.
상기 기판 지지부에 안착된 기판들이 상기 제 1 가스 분사 영역, 상기 제 2 가스 분사 영역, 상기 제 3 가스 분사 영역, 및 상기 제 4 가스 분사 영역을 통과하도록 1 회전하는 공정 싸이클 주기에 따라 상기 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함하고,
상기 가스를 분사하는 단계는,
상기 공정 싸이클 주기에서 소정 구간마다 상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 3 가스 분사 영역에 가스를 동시에 분사하는 단계;
상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 3 가스 분사 영역에 가스를 동시에 분사할 때, 상기 제 2 가스 분사 영역과 상기 제 4 가스 분사 영역에 대한 가스 분사를 중단하는 단계;
상기 공정 싸이클 주기에서 소정 구간마다 상기 제 2 가스 분사 영역과 상기 제 4 가스 분사 영역에 가스를 동시에 분사하는 단계; 및
상기 제 2 가스 분사 영역과 상기 제 4 가스 분사 영역에 가스를 동시에 분사할 때, 상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 3 가스 분사 영역에 대한 가스 분사를 중단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.On the substrate support on which the plurality of substrates are seated, corresponding to the lower surface of the plurality of gas injection modules inserted into the plurality of module mounting portions formed in the chamber lid disposed above the chamber and extending at least partially from the chamber lid toward the substrate support. Injecting gas into a first gas injection region, a second gas injection region, a third gas injection region, and a fourth gas injection region spatially separated from each other; And
The substrate support part according to a process cycle in which the substrates seated on the substrate support part rotate once to pass through the first gas injection area, the second gas injection area, the third gas injection area, and the fourth gas injection area. Rotating the;
Injecting the gas,
Simultaneously injecting gas into the first gas injection region and the third gas injection region at predetermined intervals in the process cycle period;
Stopping gas injection to the second gas injection region and the fourth gas injection region when simultaneously injecting gas into the first gas injection region and the third gas injection region;
Simultaneously injecting gas into the second gas injection region and the fourth gas injection region at predetermined intervals in the process cycle period; And
And discontinuing gas injection to the first gas injection region and the third gas injection region when simultaneously injecting gas into the second gas injection region and the fourth gas injection region. Treatment method.
상기 기판 지지부에 안착된 기판들이 상기 제 1 가스 분사 영역, 상기 제 2 가스 분사 영역, 상기 제 3 가스 분사 영역, 및 상기 제 4 가스 분사 영역을 통과하도록 1 회전하는 공정 싸이클 주기에 따라 상기 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함하고,
상기 가스를 분사하는 단계는,
상기 공정 싸이클 주기에서 지속적으로 상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 3 가스 분사 영역에 가스를 분사하는 단계; 및
상기 공정 싸이클 주기에서 소정 구간마다 상기 제 2 가스 분사 영역과 상기 제 4 가스 분사 영역에 가스를 동시에 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.On the substrate support on which the plurality of substrates are seated, corresponding to the lower surface of the plurality of gas injection modules inserted into the plurality of module mounting portions formed in the chamber lid disposed above the chamber and extending at least partially from the chamber lid toward the substrate support. Injecting gas into a first gas injection region, a second gas injection region, a third gas injection region, and a fourth gas injection region spatially separated from each other; And
The substrate support part according to a process cycle in which the substrates seated on the substrate support part rotate once to pass through the first gas injection area, the second gas injection area, the third gas injection area, and the fourth gas injection area. Rotating the;
Injecting the gas,
Continuously injecting gas into the first gas injection region and the third gas injection region in the process cycle period; And
And simultaneously injecting gas into the second gas injection region and the fourth gas injection region at predetermined intervals in the process cycle period.
상기 기판 지지부에 안착된 기판들이 상기 제 1 가스 분사 영역, 상기 제 2 가스 분사 영역, 상기 제 3 가스 분사 영역, 및 상기 제 4 가스 분사 영역을 통과하도록 1 회전하는 공정 싸이클 주기에 따라 상기 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함하고,
상기 가스를 분사하는 단계는,
상기 공정 싸이클 주기에서 소정 구간마다 상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 3 가스 분사 영역에 가스를 교대로 분사하는 단계; 및
상기 공정 싸이클 주기에서 지속적으로 상기 제 2 가스 분사 영역과 상기 제 4 가스 분사 영역에 가스를 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.On the substrate support on which the plurality of substrates are seated, corresponding to a lower surface of the plurality of gas injection modules inserted into the plurality of module mounting portions formed in the chamber lid disposed above the chamber and extending at least partially from the chamber lid toward the substrate support. Injecting gas into a first gas injection region, a second gas injection region, a third gas injection region, and a fourth gas injection region spatially separated from each other; And
The substrate support part according to a process cycle in which the substrates seated on the substrate support part rotate once to pass through the first gas injection area, the second gas injection area, the third gas injection area, and the fourth gas injection area. Rotating the;
Injecting the gas,
Alternately injecting gas into the first gas injection region and the third gas injection region at predetermined intervals in the process cycle period; And
And injecting gas into the second gas injection region and the fourth gas injection region continuously in the process cycle period.
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