KR102108261B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR102108261B1
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gas
plasma
gas processing
substrate
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김영준
조순천
이종석
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세메스 주식회사
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Abstract

기판 처리 장치가 제공된다. 기판 처리 장치는 기판에 대한 공정 처리를 위한 처리 공간을 제공하는 공정 챔버와, 상기 기판을 지지하는 기판 지지부, 및 상기 처리 공간의 상부에 배치되어 제1 채널을 통하여 이송된 제1 공정 가스를 상기 기판으로 분사하고, 제2 채널을 통하여 이송된 제2 공정 가스를 상기 기판으로 분사하는 샤워헤드를 포함하되, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널에 증착된 파티클은 플라즈마 반응되어 배출된다.

Description

기판 처리 장치{Apparatus for treating substrate}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정에서 웨이퍼 또는 기판에 박막을 증착하기 위한 기상화학증착(CVD) 장치에서는 고품질의 박막을 낮은 온도에서 증착하기 위하여 플라즈마를 이용하여 반응가스를 활성화시켜 웨이퍼나 기판에 박막을 증착하도록 하고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 일 면(aspect)은, 기판의 처리 공간을 제공하는 공정 챔버와, 상기 기판을 지지하는 기판 지지부, 및 상기 처리 공간의 상부에 배치된 샤워 헤드를 포함하되, 상기 샤워 헤드는, 제1 플라즈마가 생성되는 제1 가스 처리 공간과, 상기 제1 가스 처리 공간과 분리되어 상기 제1 가스 처리 공간의 하부에 배치되고, 제2 플라즈마가 생성되는 제2 가스 처리 공간과, 상기 제2 가스 처리 공간을 관통하고, 상기 제1 가스 처리 공간에 연결된 제1 분사홀, 및 상기 제2 가스 처리 공간에 연결된 제2 분사홀을 포함하고, 상기 제2 가스 처리 공간에 증착된 파티클은 상기 제2 가스 처리 공간에서의 플라즈마 생성에 의하여 제거된다.
상기 샤워헤드는, RF 전력을 입력 받는 제1 전극 플레이트와, 상기 제1 전극 플레이트의 하측에 배치되고, 상기 제1 분사홀 및 제2 분사홀을 구비하며, 접지된 분사부, 및 유전 재질로 구성되고, 상기 제1 전극 플레이트 및 상기 분사부의 사이의 가장자리에 환형으로 배치된 환형 유전 플레이트를 포함한다.
상기 제2 가스 처리 공간에 증착된 파티클은 상기 제2 플라즈마로 변환되어 상기 제2 분사홀을 통해 배출된다.
상기 기판 처리 장치는 상기 제2 가스 처리 공간에 배치되고, RF 전력을 입력 받아 상기 제2 가스 처리 공간에서의 플라즈마 생성을 수행하는 플라즈마 플레이트를 더 포함한다.
상기 플라즈마 플레이트는, RF 전력을 입력 받는 제2 전극 플레이트와, 유전 재질로 구성되고, 상기 제2 전극 플레이트의 상부면에 밀착하여 배치된 상부 유전 플레이트, 및 유전 재질로 구성되고, 상기 제2 전극 플레이트의 하부면에 밀착하여 배치된 하부 유전 플레이트를 포함한다.
상기 상부 유전 플레이트는 상기 분사부의 상측 하우징에 일정 거리만큼 이격되어 배치되고, 상기 하부 유전 플레이트는 상기 분사부의 하측 하우징에 일정 거리만큼 이격되어 배치된다.
상기 기판 처리 장치는 상기 제2 가스 처리 공간에 연통되어 상기 제2 가스 처리 공간에 증착된 파티클의 플라즈마 변환을 보조하기 위한 보조 가스의 입력 경로를 제공하는 보조 가스 유입관을 더 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분사부와 플라즈마 플레이트의 배치 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 분사부와 플라즈마 플레이트에 의해 플라즈마 생성이 수행되는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 플라즈마가 기판으로 분사되는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 공정 가스가 기판으로 분사되는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 가스 처리 공간에 증착된 파티클이 제2 플라즈마로 변환되어 배출되는 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 기판 지지부(200), 샤워헤드(300), 제1 가스 탱크(410), 제2 가스 탱크(420), 제1 전력 공급부(510), 제2 전력 공급부(520) 및 히터(600)를 포함하여 구성된다.
공정 챔버(100)는 기판(W)의 처리 공간(101)을 제공한다. 공정 챔버(100)의 바닥면에는 배출구(110)가 구비될 수 있다. 배출구(110)는 배출 라인(120)에 연결된다. 기판(W)에 대한 공정 처리 중 발생된 부산물 및 가스는 배출구(110) 및 배출 라인(120)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
기판 지지부(200)는 기판(W)을 지지하는 역할을 수행한다. 기판 지지부(200)는 처리 공간(101)의 하부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 기판 지지부(200)는 공정 챔버(100)의 바닥면에 안착되어 배치될 수 있다.
샤워헤드(300)는 기판(W)에 대한 공정을 위한 공정 가스를 기판(W)으로 분사하는 역할을 수행한다. 샤워헤드(300)는 처리 공간(101)의 상부에 배치될 수 있다. 이에, 샤워헤드(300)에서 분사된 공정 가스는 하측 방향으로 분사되어 기판(W)에 도달하게 된다.
본 발명에서 기판(W)의 처리에 이용되는 공정 가스는 제1 공정 가스(GS1) 및 제2 공정 가스(GS2)를 포함할 수 있다. 제1 공정 가스(GS1)와 제2 공정 가스(GS2)가 상호간의 반응하여 기판(W)에 분사될 수 있다. 예를 들어, 제1 공정 가스(GS1)는 반응 가스로서의 역할을 수행하고, 제2 공정 가스(GS2)는 소스 가스로서의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 제1 공정 가스(GS1)는 제2 공정 가스(GS2)를 활성화시킬 수 있다. 제1 공정 가스(GS1)는 플라즈마로 변환된 이후에 제2 공정 가스(GS2)와 반응할 수 있다. 이하, 제1 공정 가스(GS1)가 이용되어 생성된 플라즈마를 제1 플라즈마라 한다.
샤워헤드(300)는 제1 채널을 통하여 제1 플라즈마를 기판(W)으로 분사하고, 제2 채널을 통하여 이송된 제2 공정 가스(GS2)를 기판(W)으로 분사할 수 있다. 제1 채널 및 제2 채널은 서로 격리되어 제공된 가스의 이동 경로로서, 제1 채널 및 제2 채널을 통과하는 제1 플라즈마 및 제2 공정 가스(GS2)는 서로 충돌하지 않을 수 있다. 제1 플라즈마 및 제2 공정 가스(GS2)는 샤워헤드(300)에서 분사된 이후에 서로 충돌하여 반응할 수 있다. 그리고, 제1 플라즈마에 의하여 활성화된 제2 공정 가스(GS2)가 기판(W)에 도달하여 기판(W)에 대한 공정 처리를 수행하게 된다. 예를 들어, 활성화된 제2 공정 가스(GS2)가 기판(W)에 박막으로 증착될 수 있다.
샤워헤드(300)는 제1 전극 플레이트(310), 분사부(320) 및 환형 유전 플레이트(330)를 포함하여 구성된다. 제1 전극 플레이트(310)는 RF 전력을 입력 받을 수 있다. RF 전력은 제1 전력 공급부(510)에 의하여 제공될 수 있다. 제1 전극 플레이트(310)는 일측 넓은 면이 공정 챔버(100)의 내부 상측면에 밀착하도록 배치될 수 있다.
분사부(320)는 제1 전극 플레이트(310)의 하측에 배치되어 제1 플라즈마 및 제2 공정 가스(GS2)를 분사하는 역할을 수행한다. 이를 위하여, 분사부(320)는 제1 플라즈마 및 제2 공정 가스(GS2)를 개별적으로 분사하는 제1 분사홀(SH1) 및 제2 분사홀(SH2)을 구비할 수 있다. 제1 분사홀(SH1)은 후술하는 제2 가스 처리 공간(103)을 관통하고, 제1 가스 처리 공간(102)에 연결될 수 있다. 제2 분사홀(SH2)은 제2 가스 처리 공간(103)에 연결될 수 있다.
환형 유전 플레이트(330)는 제1 전극 플레이트(310)와 분사부(320)를 전기적으로 분리하는 역할을 수행한다. 이를 위하여, 환형 유전 플레이트(330)는 유전 재질로 구성되어 제1 전극 플레이트(310)와 분사부(320)의 사이에 구비될 수 있다. 환형 유전 플레이트(330)는 제1 전극 플레이트(310) 및 분사부(320)의 사이의 가장자리에 환형으로 배치될 수 있다. 또한, 제1 전극 플레이트(310)와 분사부(320)는 가장자리를 제외한 나머지 부분이 일정 거리만큼 이격될 수 있다. 이에, 제1 전극 플레이트(310)와 분사부(320)의 사이에 일정 공간이 형성될 수 있다. 이하, 제1 전극 플레이트(310)와 분사부(320)의 사이에 형성된 공간을 제1 가스 처리 공간(102)이라 한다.
제1 가스 처리 공간(102)은 제1 분사홀(SH1)에 연통되고, 제1 공정 가스(GS1)를 이용한 제1 플라즈마 생성을 위하여 제공될 수 있다.
분사부(320)는 접지될 수 있다. 제1 전력 공급부(510)가 제1 전극 플레이트(310)로 RF 전력을 공급하는 경우 제1 가스 처리 공간(102)에서 플라즈마 생성이 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 공정 가스(GS1)가 제1 가스 처리 공간(102)에 주입된 상태에서 제1 전극 플레이트(310)로 RF 전력이 입력된 경우 제1 공정 가스(GS1)가 제1 플라즈마로 변환될 수 있다. 제1 플라즈마는 제1 분사홀(SH1)을 통해 분사될 수 있다.
분사부(320)는 제2 분사홀(SH2)에 연통되고, 제2 공정 가스(GS2)의 확산을 위한 제2 가스 처리 공간(103)을 포함할 수 있다. 분사부(320)는 상측 하우징(321) 및 하측 하우징(322)을 포함할 수 있다. 상측 하우징(321) 및 하측 하우징(322)의 사이에 제2 가스 처리 공간(103)이 형성될 수 있다. 제2 가스 처리 공간(103)은 제1 가스 처리 공간(102)과 분리되어 제1 가스 처리 공간(102)의 하부에 배치될 수 있다. 분사부(320)로 공급된 제2 공정 가스(GS2)는 제2 가스 처리 공간(103)에서 확산되면서 제2 분사홀(SH2)을 통해 배출될 수 있다. 또한, 제2 가스 처리 공간(103)은 제2 공정 가스(GS2)를 이용한 플라즈마 생성을 위하여 제공될 수 있다. 이하, 제2 가스 처리 공간(103)에서 생성된 플라즈마를 제2 플라즈마라 한다.
본 발명의 제2 채널에 증착된 파티클은 제2 플라즈마로 변환되어 배출될 수 있다. 구체적으로, 제2 가스 처리 공간(103)에 증착된 파티클은 제2 가스 처리 공간(103)에서의 플라즈마 생성에 의하여 제거될 수 있다.
기판(W)에 대한 공정 처리가 수행된 이후에 샤워헤드(300)에 대한 세정이 수행될 수 있다. 기판(W)에 대한 공정 처리가 수행되면서 제2 가스 처리 공간(103)에 증착된 파티클이 존재할 수 있다. 특히, 산 또는 염기 성질을 갖는 제2 공정 가스(GS2)가 주입되는 경우 제2 가스 처리 공간(103)에 파티클이 증착될 수 있다. 제2 가스 처리 공간(103)에 증착된 파티클은 제2 플라즈마 로 변환된 이후에 제2 분사홀(SH2)을 통해 배출될 수 있다.
제2 가스 처리 공간(103)에는 RF 전력을 입력 받아 제2 가스 처리 공간(103)에서의 플라즈마 생성을 수행하는 플라즈마 플레이트(700)가 구비될 수 있다. RF 전력은 제2 전력 공급부(520)에 의하여 제공될 수 있다. 플라즈마 플레이트(700)로 RF 전력이 입력됨에 따라 제2 가스 처리 공간(103)에 증착된 파티클이 제2 플라즈마로 변환되어 제2 분사홀(SH2)을 통해 배출될 수 있다. 플라즈마 플레이트(700)에 대한 자세한 설명은 도 2 및 도 3을 통하여 후술하기로 한다.
제2 플라즈마는 배출구(110)를 통해 공정 챔버(100)의 외부로 배출될 수 있다.
제1 가스 탱크(410)는 제1 공정 가스(GS1)를 수용하고, 제2 가스 탱크(420)는 제2 공정 가스(GS2)를 수용할 수 있다. 제1 가스 탱크(410)와 공정 챔버(100)를 연결하는 가스 경로상에는 밸브(미도시)가 구비되고, 이와 마찬가지로 제2 가스 탱크(420)와 공정 챔버(100)를 연결하는 가스 경로상에도 밸브(미도시)가 구비될 수 있다. 기판(W)에 대한 공정 처리가 수행되는 경우 밸브가 개방되어 제1 공정 가스(GS1) 및 제2 공정 가스(GS2)가 공정 챔버(100)의 내부로 주입될 수 있다. 또한, 기판(W)에 대한 공정 처리가 완료된 경우 밸브가 폐쇄되어 공정 챔버(100)의 내부로 제1 공정 가스(GS1) 및 제2 공정 가스(GS2)가 주입되는 것이 차단될 수 있다.
히터(600)는 분사부(320)를 가열하는 역할을 수행한다. 분사부(320)로 주입된 제2 공정 가스(GS2)는 가열된 이후에 제2 분사홀(SH2)을 통해 분사될 수 있다. 제2 공정 가스(GS2)가 가열됨에 따라 제1 플라즈마와의 반응이 보다 활발하게 수행될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 플레이트를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분사부와 플라즈마 플레이트의 배치 관계를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 분사부와 플라즈마 플레이트에 의해 플라즈마 생성이 수행되는 것을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 플라즈마 플레이트(700)는 제2 전극 플레이트(710), 상부 유전 플레이트(720) 및 하부 유전 플레이트(730)를 포함하여 구성된다.
제2 전극 플레이트(710)는 RF 전력을 입력 받는 역할을 수행한다. 제2 전극 플레이트(710)는 제2 전력 공급부(520)로부터 RF 전력을 입력 받을 수 있다. 상부 유전 플레이트(720)는 유전 재질로 구성되고, 제2 전극 플레이트(710)의 상부면에 밀착하여 배치될 수 있다. 하부 유전 플레이트(730)는 유전 재질로 구성되고, 제2 전극 플레이트(710)의 하부면에 밀착하여 배치될 수 있다.
제2 전극 플레이트(710), 상부 유전 플레이트(720) 및 하부 유전 플레이트(730)에는 관통홀(PH)이 구비될 수 있다. 관통홀(PH)은 제1 분사홀(SH1)의 통로로 이용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 플라즈마 플레이트(700)는 분사부(320)의 제2 가스 처리 공간(103)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 플라즈마 플레이트(700)는 분사부(320)의 상측 하우징(321) 및 하측 하우징(322)의 사이에 배치될 수 있다. 상측 하우징(321) 및 하측 하우징(322)은 접지된 것일 수 있다.
상부 유전 플레이트(720)는 상측 하우징(321)에 일정 거리만큼 이격되어 배치되고, 하부 유전 플레이트(730)는 하측 하우징(322)에 일정 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 분사부(320) 및 플라즈마 플레이트(700)는 유전체 장벽 방전(DBD; Dielectric Barrier Discharge) 방식으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이를 위하여, 상부 유전 플레이트(720) 및 하부 유전 플레이트(730)는 유전체 장벽으로의 역할을 수행할 수 있다.
제2 전극 플레이트(710)로 RF 전력이 입력된 경우 상부 유전 플레이트(720)와 상부 하우징의 사이에서 부분 방전이 수행되고, 하부 유전 플레이트(730)와 하부 하우징의 사이에서 부분 방전이 수행될 수 있다. 부분 방전에 의하여 상부 유전 플레이트(720)와 상부 하우징의 사이 공간(이하, 상부 가스 처리 공간이라 한다)(103a)에서 플라즈마 생성이 수행되고, 하부 유전 플레이트(730)와 하부 하우징의 사이 공간(이하, 하부 가스 처리 공간이라 한다)(103b)에서 플라즈마 생성이 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상부 가스 처리 공간(103a) 및 하부 가스 처리 공간(103b)에서 파티클이 제2 플라즈마(PLa, PLb)로 변환될 수 있다. 제2 플라즈마(PLa, PLb)는 전술한 바와 같이, 제2 분사홀(SH2)을 통해 배출될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 플라즈마가 기판으로 분사되는 것을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 플라즈마는 제1 분사홀(SH1)을 통해 기판(W)으로 분사될 수 있다.
제1 공정 가스(GS1)는 플라즈마로 변환된 이후에 분사될 수 있다. 이를 위하여, 제1 가스 탱크(410)에서 제1 공정 가스(GS1)가 제1 가스 처리 공간(102)으로 주입된 이후에 제1 전력 공급부(510)에 의하여 제1 전극 플레이트(310)로 RF 전력이 공급될 수 있다. 제1 가스 처리 공간(102)은 전극 플레이트 및 분사부(320)의 사이에 형성될 수 있다. 전극 플레이트 및 분사부(320)는 환형 유전 플레이트(330)에 의하여 분리되고, 분사부(320)는 접지될 수 있다. 전극 플레이트로 RF 전력이 입력됨에 따라 제1 가스 처리 공간(102)에서 제1 공정 가스(GS1)는 제1 플라즈마(PL1)로 변환되어 제1 분사홀(SH1)을 통해 분사될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 공정 가스가 기판으로 분사되는 것을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 제2 공정 가스(GS2)는 제2 분사홀(SH2)을 통해 기판(W)으로 분사될 수 있다.
제2 가스 탱크(420)에서 주입된 제2 공정 가스(GS2)는 분사부(320)의 제2 가스 처리 공간(103)으로 이동하고, 제2 가스 처리 공간(103)에서 확산되면서 제2 분사홀(SH2)을 통해 분사될 수 있다. 제2 가스 처리 공간(103)에서 확산되면서 제2 공정 가스(GS2)는 히터(600)에 의하여 가열될 수 있다.
도 5 및 도 6은 제1 플라즈마 및 제2 공정 가스(GS2)가 개별적으로 분사되는 것을 도시하고 있으나, 제1 플라즈마 및 제2 공정 가스(GS2)는 동시에 분사될 수 있다. 이에, 제1 플라즈마와 제2 공정 가스(GS2)가 상호 반응한 이후에 기판(W)에 도달할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 가스 처리 공간에 증착된 파티클이 제2 플라즈마로 변환되어 배출되는 것을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 제2 가스 처리 공간(103)에 존재하는 파티클은 제2 플라즈마로 변환된 이후에 배출될 수 있다.
기판(W)에 대한 공정 처리가 완료된 이후에 제2 가스 처리 공간(103)의 세정을 위하여 플라즈마 플레이트(700)로 RF 전력이 입력될 수 있다. 이에, 제2 가스 처리 공간(103)에 증착된 파티클은 제2 플라즈마(PL2)로 변환되어 제2 분사홀(SH2)을 통해 배출될 수 있다. 제2 분사홀(SH2)을 통해 배출된 플라즈마(PL2)는 배출구(110)를 통해 공정 챔버(100)의 외부로 배출될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 기판 처리 장치(20)는 공정 챔버(100), 기판 지지부(200), 샤워헤드(300), 제1 가스 탱크(410), 제2 가스 탱크(420), 제1 전력 공급부(510), 제2 전력 공급부(520), 히터(600), 보조 가스 탱크(800) 및 보조 가스 유입관(900)을 포함하여 구성된다.
공정 챔버(100), 기판 지지부(200), 샤워헤드(300), 제1 가스 탱크(410), 제2 가스 탱크(420), 제1 전력 공급부(510), 제2 전력 공급부(520) 및 히터(600)에 대해서는 전술하였으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
보조 가스 탱크(800)는 보조 가스(GS3)를 수용하는 역할을 수행한다. 보조 가스(GS3)는 제2 가스 처리 공간(103)에 증착된 파티클의 플라즈마 변환을 보조하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 보조 가스(GS3)는 산소 기체, 삼불화질소, 질소 기체 또는 수증기일 수 있다.
보조 가스 유입관(900)은 제2 가스 처리 공간(103)에 연통되어 보조 가스(GS3)의 입력 경로를 제공하는 역할을 수행한다.
보조 가스(GS3)와 파티클이 반응한 이후에 플라즈마 플레이트(700)로 RF 전력이 입력되어 플라즈마 생성이 수행될 수 있다. 보조 가스(GS3)에 의하여 파티클의 플라즈마 변환이 보다 용이하게 수행될 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10, 20: 기판 처리 장치 100: 공정 챔버
110: 배출구 120: 배출 라인
200: 기판 지지부 300: 샤워헤드
310: 제1 전극 플레이트 320: 분사부
330: 환형 유전 플레이트 410: 제1 가스 탱크
420: 제2 가스 탱크 510: 제1 전력 공급부
520: 제2 전력 공급부 600: 히터
700: 플라즈마 플레이트 710: 제2 전극 플레이트
720: 상부 유전 플레이트 730: 하부 유전 플레이트
800: 보조 가스 탱크 900: 보조 가스 유입관

Claims (7)

  1. 기판의 처리 공간을 제공하는 공정 챔버;
    상기 기판을 지지하는 기판 지지부;
    상기 처리 공간의 상부에 배치된 샤워 헤드; 및
    제2 가스 처리 공간에 배치되고, RF 전력을 입력 받아 제2 가스 처리 공간에서의 플라즈마 생성을 수행하는 플라즈마 플레이트를 포함하되,
    상기 샤워 헤드는,
    제1 플라즈마가 생성되는 제1 가스 처리 공간;
    상기 제1 가스 처리 공간과 분리되어 상기 제1 가스 처리 공간의 하부에 배치되고, 제2 플라즈마가 생성되는 제2 가스 처리 공간;
    상기 제2 가스 처리 공간을 관통하고, 상기 제1 가스 처리 공간에 연결된 제1 분사홀;
    상기 제2 가스 처리 공간에 연결된 제2 분사홀; 및
    상기 제1 분사홀 및 상기 제2 분사홀을 구비한 분사부를 포함하고,
    상기 플라즈마 플레이트는,
    RF 전력을 입력 받는 제2 전극 플레이트;
    유전 재질로 구성되고, 상기 제2 전극 플레이트의 상부면에 밀착하여 배치된 상부 유전 플레이트; 및
    유전 재질로 구성되고, 상기 제2 전극 플레이트의 하부면에 밀착하여 배치된 하부 유전 플레이트를 포함하고,
    상기 상부 유전 플레이트는 상기 분사부의 상측 하우징에 일정 거리만큼 이격되어 플라즈마의 생성을 위한 상부 가스 처리 공간을 형성하고,
    상기 하부 유전 플레이트는 상기 분사부의 하측 하우징에 일정 거리만큼 이격되어 플라즈마의 생성을 위한 하부 가스 처리 공간을 형성하며,
    상기 제2 가스 처리 공간에 증착된 파티클은 상기 상부 가스 처리 공간 및 상기 하부 가스 처리 공간을 포함하는 상기 제2 가스 처리 공간에서의 플라즈마 생성에 의하여 제거되는 기판 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 샤워헤드는,
    상기 분사부의 상측에 배치되고, RF 전력을 입력 받는 제1 전극 플레이트; 및
    유전 재질로 구성되고, 상기 제1 전극 플레이트 및 접지된 상기 분사부의 사이의 가장자리에 환형으로 배치된 환형 유전 플레이트를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 가스 처리 공간에 증착된 파티클은 상기 제2 플라즈마로 변환되어 상기 제2 분사홀을 통해 배출되는 기판 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 가스 처리 공간에 연통되어 상기 제2 가스 처리 공간에 증착된 파티클의 플라즈마 변환을 보조하기 위한 보조 가스의 입력 경로를 제공하는 보조 가스 유입관을 더 포함하는 기판 처리 장치.
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