KR102125471B1 - Wafer Processing Apparatus - Google Patents

Wafer Processing Apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR102125471B1
KR102125471B1 KR1020160080805A KR20160080805A KR102125471B1 KR 102125471 B1 KR102125471 B1 KR 102125471B1 KR 1020160080805 A KR1020160080805 A KR 1020160080805A KR 20160080805 A KR20160080805 A KR 20160080805A KR 102125471 B1 KR102125471 B1 KR 102125471B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas supply
gas
waveguide
curtain
gate valve
Prior art date
Application number
KR1020160080805A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180002103A (en
Inventor
이대준
김용진
백춘금
Original Assignee
주식회사 원익아이피에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 원익아이피에스 filed Critical 주식회사 원익아이피에스
Priority to KR1020160080805A priority Critical patent/KR102125471B1/en
Publication of KR20180002103A publication Critical patent/KR20180002103A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102125471B1 publication Critical patent/KR102125471B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02046—Dry cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02312—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • H01L21/02315—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a gas or vapour treatment by exposure to a plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/67034—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for drying
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/60—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation
    • H01L2021/60007—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation involving a soldering or an alloying process
    • H01L2021/60022—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation involving a soldering or an alloying process using bump connectors, e.g. for flip chip mounting
    • H01L2021/60097—Applying energy, e.g. for the soldering or alloying process
    • H01L2021/60172—Applying energy, e.g. for the soldering or alloying process using static pressure
    • H01L2021/60187—Isostatic pressure, e.g. degassing using vacuum or pressurised liquid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 실시예의 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 갖는 공정 챔버, 상기 처리 공간 상부에 위치하며 상기 처리 공간으로 가스를 분사하는 샤워 헤드, 공정 가스 공급관을 통해 유입된 공정 가스를 상기 샤워 헤드로 공급하는 가스 공급 블록, 상기 가스 공급 블록 상부에 위치되며 상기 공정 챔버로 클리닝 가스를 공급하는 클리닝 가스 공급부, 상기 클리닝 가스 공급부와 상기 가스 공급 블록을 연결하는 중공형의 도파관, 상기 도파관과 결합되고 상기 공정 챔버로 상기 클리닝 가스의 공급을 단속하는 게이트 밸브 조립체, 및 상기 게이트 밸브 조립체와 상기 가스 공급 블록 사이의 도파관으로 커튼 가스를 공급하여 상기 공정 가스가 상기 게이트 밸브측으로 유입됨을 방지하도록 구성된 커튼 가스 공급부를 포함한다. The substrate processing apparatus of this embodiment supplies a process chamber having a processing space therein, a shower head located above the processing space and spraying gas into the processing space, and supplying process gas introduced through a process gas supply pipe to the shower head The gas supply block to be located above the gas supply block, a cleaning gas supply unit supplying a cleaning gas to the process chamber, a hollow waveguide connecting the cleaning gas supply unit and the gas supply block, coupled to the waveguide, and the process A gate valve assembly that interrupts the supply of the cleaning gas to the chamber, and a curtain gas supply unit configured to supply the curtain gas to the waveguide between the gate valve assembly and the gas supply block to prevent the process gas from flowing into the gate valve side Includes.

Description

기판 처리 장치{Wafer Processing Apparatus}Substrate processing device {Wafer Processing Apparatus}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 공정 가스의 역류를 방지할 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus capable of preventing backflow of process gas.

반도체 집적 회로 장치의 집적 밀도가 기하 급수적으로 감소됨에 따라, 미세 패턴에 대한 요구가 증대되고 있다. 균일한 두께 및 선폭을 갖는 미세 패턴을 제작하기 위하여, 반도체 기판(웨이퍼)상에 증착 또는 식각을 위해 제공되는 가스들이 고르게 분사되는 작업이 수반되어야 한다. As the integration density of semiconductor integrated circuit devices decreases exponentially, there is an increasing demand for fine patterns. In order to fabricate a fine pattern having a uniform thickness and line width, a process in which gases provided for deposition or etching on a semiconductor substrate (wafer) are uniformly sprayed must be involved.

현재, 반도체 기판상에 고르게 가스를 분사하기 위하여, 반도체 기판 상부에서 가스를 공급하는 샤워 헤드(shower head) 방식이 이용되고 있다. Currently, in order to spray gas evenly on a semiconductor substrate, a shower head method for supplying gas from the upper portion of the semiconductor substrate is used.

또한, 반도체 디바이스의 특성을 균일하게 하는 기판 처리 방법의 일환으로, 적어도 2종류의 공정 가스를 교대로 공급하여, 기판 표면에서 반응시키는 교대 공급 방법, 일명 ALD(atomic layer deposition) 방식이 있다. 교대 공급 방법시, 각 가스가 기판 표면 이외에서 반응되는 것을 억제하기 위해서, 각 가스를 공급하는 동안에 클리닝 가스(퍼지 가스)를 제공하여 잔류 가스를 제거하고 있다.In addition, as part of a substrate processing method for uniformizing the characteristics of a semiconductor device, there is an alternating supply method in which at least two kinds of process gases are alternately supplied and reacted on a substrate surface, also known as an atomic layer deposition (ALD) method. In the alternate supply method, in order to suppress each gas from reacting outside the substrate surface, a cleaning gas (purge gas) is provided during each gas supply to remove residual gas.

본 발명은 공정 챔버의 오염을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 제공할 것이다. The present invention will provide a substrate processing apparatus capable of preventing contamination of a process chamber.

본 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 처리 공간을 갖는 공정 챔버, 상기 처리 공간 상부에 위치하며 상기 처리 공간으로 가스를 분사하는 샤워 헤드, 공정 가스 공급관을 통해 유입된 공정 가스를 상기 샤워 헤드로 공급하는 가스 공급 블록, 상기 가스 공급 블록 상부에 위치되며 상기 공정 챔버로 클리닝 가스를 공급하는 클리닝 가스 공급부, 상기 클리닝 가스 공급부와 상기 가스 공급 블록을 연결하는 중공형의 도파관, 상기 도파관과 결합되고 상기 공정 챔버로 상기 클리닝 가스의 공급을 단속하는 게이트 밸브 조립체, 및 상기 게이트 밸브 조립체와 상기 가스 공급 블록 사이의 도파관으로 커튼 가스를 공급하여 상기 공정 가스가 상기 게이트 밸브측으로 유입됨을 방지하도록 구성된 커튼 가스 공급부를 포함한다. The substrate processing apparatus according to the present exemplary embodiment includes a process chamber having a processing space therein, a shower head positioned above the processing space and spraying gas into the processing space, and the shower gas flowing through the process gas supply pipe Gas supply block to be supplied to, a gas supply block located above the gas supply block, a cleaning gas supply unit supplying cleaning gas to the process chamber, a hollow waveguide connecting the cleaning gas supply unit and the gas supply block, and coupled to the waveguide A gate valve assembly that interrupts the supply of the cleaning gas to the process chamber, and a curtain gas configured to supply curtain gas to a waveguide between the gate valve assembly and the gas supply block to prevent the process gas from flowing into the gate valve side Includes supply.

발명에 따르면, 공정 가스 주입시, 공정 가스 주입구 보다 상류에 역류 방지 가스를 공급하는 커튼 가스 공급부를 설치하여, 공정 가스의 역류를 차단할 수 있다. According to the present invention, when injecting a process gas, a curtain gas supply unit for supplying a backflow prevention gas to the upstream of the process gas inlet can be installed to block the backflow of the process gas.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커튼 가스 공급부와 도파관의 관계를 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 커튼 가스 공급 시점을 설명하기 ALD 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 5의 게이트 밸브 및 커튼 가스 공급관을 확대하여 보여주는 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are perspective views showing a relationship between a curtain gas supply part and a waveguide according to an embodiment of the present invention.
4 is an ALD timing diagram illustrating a timing of supplying a curtain gas according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
6 is an enlarged cross-sectional view of the gate valve and the curtain gas supply pipe of FIG. 5.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims. In the drawings, the sizes and relative sizes of layers and regions may be exaggerated for clarity of explanation. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 기판 처리 장치는 처리 공간(100a)을 갖는 공정 챔버(100)를 포함할 수 있다. 공정 챔버(100)는 웨이퍼(w)가 입출될 도어 밸브(D1), 기판 지지대(110), 샤워 헤드(120), 가스 공급 블록(130), 공정 가스 공급부(140) 및 클리닝 가스 공급부(150)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus of this embodiment may include a process chamber 100 having a processing space 100a. The process chamber 100 is a door valve (D1) to which the wafer (w) will enter and exit, a substrate support 110, a shower head 120, a gas supply block 130, a process gas supply unit 140, and a cleaning gas supply unit 150 ).

기판 지지대(110)는 웨이퍼가 안착되는 스테이지(111) 및 처리 공간(100a)의 바닥부에 위치되어 상기 스테이지(121)를 지지하는 지지부(112)를 포함할 수 있다. 지지부(112)는 처리 공간(100a)의 저부를 관통하도록 구성되며, 처리 공간(110) 외부에 구비될 수 있는 승강부(도시되지 않음)에 의해 구동력을 제공받을 수 있다. 상기 승강부로부터 구동력을 제공받은 지지부(112)에 의해, 도어 밸브(D1)를 통해 장입된 웨이퍼(w)는 처리 공간(100a) 내부로 상승될 수 있다. The substrate support 110 may include a stage 111 on which the wafer is seated and a support portion 112 positioned on the bottom of the processing space 100a to support the stage 121. The support 112 is configured to penetrate the bottom of the processing space 100a, and may be provided with a driving force by an elevation (not shown) that may be provided outside the processing space 110. The wafer w charged through the door valve D1 may be raised into the processing space 100a by the support part 112 provided with the driving force from the lifting part.

샤워 헤드(120)는 공정 챔버(100)의 상부에 위치되어, 공정 가스를 상기 처리 공간(100a)에 제공할 수 있다. The shower head 120 is positioned above the process chamber 100 to provide process gas to the processing space 100a.

상기 가스 공급 블록(130)은 샤워 헤드(120) 상부에 위치되어, 제공되는 가스들을 적절히 혼합시켜 상기 샤워 헤드(120)로 공급할 수 있다. 가스 공급 블록(130)은 예를 들어, Al2O5 물질과 같은 절연블록으로 구성될 수 있다. The gas supply block 130 is located above the shower head 120 and can properly supply the supplied gases to the shower head 120. The gas supply block 130 may be made of an insulating block, for example, Al 2 O 5 material.

상기 공정 가스 공급부(140)는 상기 가스 공급 블록(130)에 연결될 수 있다. 상기 공정 가스 공급부(140)는 적어도 하나의 공정 가스 공급원(141)과 연결되는 공급관(145)으로 구성될 수 있다. 각각의 공급원(141)은 성막을 위한 다양한 원료 가스를 포함할 수 있다. The process gas supply unit 140 may be connected to the gas supply block 130. The process gas supply unit 140 may be configured with a supply pipe 145 connected to at least one process gas supply source 141. Each source 141 may include various source gases for film formation.

예를 들어, 복수의 공급원(141)이 구비되는 경우, 복수의 공급원(141a,141b,141c)들은 각각 서브 공급관(142a,142b,142c)에 의해 연결될 수 있고, 상기 복수의 서브 공급관(142a,142b,142c)은 하나의 메인 공급관(145)에 의해 통합될 수 있다. 본 실시예에서, 공정 가스 공급부(140)의 공급관(145)은 상기 메인 공급관에 해당할 수 있다. For example, when a plurality of sources 141 are provided, the plurality of sources 141a, 141b, and 141c may be connected by sub-supply pipes 142a, 142b, and 142c, respectively, and the plurality of sub-supply pipes 142a, 142b, 142c) may be integrated by one main supply pipe (145). In this embodiment, the supply pipe 145 of the process gas supply unit 140 may correspond to the main supply pipe.

상기 공정 가스 공급부(140)는 복수의 가스들이 동시에 또는 선택적으로 공급될 수 있도록 상기 서브 공급관(142a~142c)마다 개폐 밸브(143, 143a~143c)가 구비될 수 있다. 아울러, 상기 복수의 공급원들(141, 141a~141c)과 상기 개폐 밸브(143, 143a~143c) 사이 각각에 매스플로우 콘트롤러(MFC, 도시되지 않음)가 더 구비될 수 있다. The process gas supply unit 140 may be provided with on-off valves 143 and 143a to 143c for each of the sub-supply pipes 142a to 142c so that a plurality of gases can be simultaneously or selectively supplied. In addition, a mass flow controller (MFC, not shown) may be further provided between each of the plurality of sources 141, 141a-141c and the on-off valves 143, 143a-143c.

클리닝 가스 공급부(150)는 가스 공급 블록(130) 상부에 위치되어, 상기 공정 챔버(100)의 처리 공간(100a) 내부에 적어도 하나의 클리닝 가스를 제공하도록 구성될 수 있다. 상기 클리닝 가스 공급부(150)와 상기 가스 공급 블록(130)은 중공형의 도파관(160)에 의해 상호 연결될 수 있다. 클리닝 가스 공급부(150)는 클리닝 가스원(152)과 연결된 리모트 플라즈마 유닛(156)을 포함할 수 있다. 상기 클리닝 가스원(152) 및 리모트 플라즈마 유닛(156)은 상부로부터 순차적으로 배치될 수 있으며, 상기 클리닝 가스원(152)과 리모트 플라즈마 유닛(156) 사이에 개폐 밸브(154)가 구비될 수 있다. 상기 개폐 밸브(154)는 클리닝 가스원(152)로부터 제공되는 가스를 선택적으로 상기 리모트 플라즈마 유닛(156)에 제공하는 역할을 수행할 수 있다. 이와 같은 클리닝 가스 공급부(150) 역시 복수 개가 구비될 수 있으며, 상기 클리닝 가스로는 불활성 가스, 예컨대, 질소, 헬륨, 네온 또는 아르곤 가스가 이용될 수 있다. 상기 리모트 플라즈마 유닛(156)은 제공된 클리닝 가스를 플라즈마화시킬 수 있다. The cleaning gas supply unit 150 is located above the gas supply block 130 and may be configured to provide at least one cleaning gas inside the processing space 100a of the process chamber 100. The cleaning gas supply unit 150 and the gas supply block 130 may be interconnected by a hollow waveguide 160. The cleaning gas supply unit 150 may include a remote plasma unit 156 connected to the cleaning gas source 152. The cleaning gas source 152 and the remote plasma unit 156 may be sequentially arranged from the top, and an on-off valve 154 may be provided between the cleaning gas source 152 and the remote plasma unit 156. . The on-off valve 154 may serve to selectively provide the gas provided from the cleaning gas source 152 to the remote plasma unit 156. A plurality of cleaning gas supply units 150 may be provided, and an inert gas such as nitrogen, helium, neon, or argon gas may be used as the cleaning gas. The remote plasma unit 156 may plasma the provided cleaning gas.

한편, 상기 클리닝 가스 공급부(150)와 상기 가스 공급 블록(130) 사이를 연결하는 도파관(160)에 게이트 밸브(170)가 더 설치될 수 있다. 상기 게이트 밸브(170)는 상기 가스 공급 블록(130)로부터 역류되는 공정 가스의 유입을 차단하는 역할 및 플라즈마화된 클리닝 가스를 가스 공급 블록(130)에 선택적으로 제공하는 역할을 수행할 수 있다. Meanwhile, a gate valve 170 may be further installed on the waveguide 160 connecting between the cleaning gas supply unit 150 and the gas supply block 130. The gate valve 170 may serve to block the inflow of process gas flowing back from the gas supply block 130 and selectively provide plasmad cleaning gas to the gas supply block 130.

일반적으로, 웨이퍼상의 성막 공정은 클리닝 가스가 차단된 상태에서 진행되는 것이 일반적이다. 이에 따라, 웨이퍼 성막 공정시, 상기 게이트 밸브(170)는 폐쇄될 수 있다. 그런데, 상기 성막 과정에서, 공정 가스들이 샤워 헤드(120) 방향뿐만 아니라, 다시 도파관(160) 방향(클리닝 가스 공급부 방향)으로 역류되는 현상이 종종 발생될 수 있다. 이와 같은 현상은 ALD 장비의 경우 챔버 내부 압력을 수시로 변화시키는 원인이 될 수 있다. In general, the film-forming process on the wafer is generally performed while the cleaning gas is blocked. Accordingly, during the wafer deposition process, the gate valve 170 may be closed. By the way, in the film forming process, a phenomenon in which the process gases are reversed not only in the direction of the shower head 120 but also in the direction of the waveguide 160 (in the direction of the cleaning gas supply) may often occur. Such a phenomenon may cause the pressure inside the chamber to change frequently in the case of ALD equipment.

상기 게이트 밸브(170)에 의해 공정 가스가 클리닝 가스 공급부(150)로 역류되는 것은 방지될 수 있으나, 상기 게이트 밸브(170) 하단에 위치하여 도파관(160)의 내부 통로를 차단하기 위한 차단 부재 부분(도시되지 않음)에 의도치 않은 물질막이 증착될 수 있다. 이와 같은 잔류 물질막은, 게이트 밸브(170)의 하단에 생성되기 때문에 상기 클리닝 가스의 전달로도 쉽게 제거되지 않고, 게이트 밸브(170)의 기능을 저하시키거나, 심지어 웨이퍼상에 낙하되어 다른 전기적 문제를 유발할 수 있다. The process gas may be prevented from flowing back to the cleaning gas supply unit 150 by the gate valve 170, but a blocking member portion located at the bottom of the gate valve 170 to block the internal passage of the waveguide 160 An unintended film of material may be deposited (not shown). Since the residual material film is generated at the bottom of the gate valve 170, it is not easily removed even by the delivery of the cleaning gas, and the function of the gate valve 170 is lowered or even falls on the wafer to cause other electrical problems. Can cause.

본 실시예에서는 이와 같은 문제를 방지하기 위하여, 게이트 밸브(170)와 공정 가스 공급부(140)의 공급관(145) 사이의 도파관(160)에 역류 방지를 위한 커튼 가스 공급부(200)를 설치한다. 커튼 가스 공급부(200)는 커튼 가스 공급원(205)과 연결되는 커튼 가스 공급관(210)을 포함할 수 있다. 커튼 가스 공급관(210)은 게이트 밸브(170)와 상기 공급관(145) 사이의 도파관(160)과 연통되어, 상기 도파관(160) 내부로 커튼 가스를 공급할 수 있다. 여기서, 상기 커튼 가스는 예를 들어, Ar일 수 있다. In this embodiment, in order to prevent such a problem, a curtain gas supply unit 200 for preventing backflow is installed in the waveguide 160 between the gate valve 170 and the supply pipe 145 of the process gas supply unit 140. The curtain gas supply unit 200 may include a curtain gas supply pipe 210 connected to the curtain gas supply source 205. The curtain gas supply pipe 210 is in communication with the waveguide 160 between the gate valve 170 and the supply pipe 145 to supply the curtain gas into the waveguide 160. Here, the curtain gas may be, for example, Ar.

도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 도파관(160)은 일측벽에 상기 커튼 가스 공급관(210)이 삽입 고정되는 확산 홈부(H1)가 구비될 수 있다. 확산 홈부(H1)에 대응되는 도파관(160)의 내벽에 복수의 분사공(H2)이 구비된다. 이에 따라, 커튼 가스 공급관(210)을 통해 공급되는 커튼 가스들은 상기 분사공(H2)을 통해 도파관(160) 내측으로 분사된다. 2 and 3, the waveguide 160 may be provided with a diffusion groove H1 into which the curtain gas supply pipe 210 is inserted and fixed to one side wall. A plurality of injection holes H2 are provided on the inner wall of the waveguide 160 corresponding to the diffusion groove portion H1. Accordingly, the curtain gases supplied through the curtain gas supply pipe 210 are injected into the waveguide 160 through the injection hole H2.

상기 분사된 커튼 가스는 도파관(160)내에 설치된 게이트 밸브(170)의 저면에 전달되어, 상기 게이트 밸브(170) 하부면의 막 생성을 저지할 수 있다.The injected curtain gas may be transmitted to the bottom surface of the gate valve 170 installed in the waveguide 160, thereby preventing film formation on the bottom surface of the gate valve 170.

예를 들어, 상기 커튼 가스는 게이트 밸브(170) 하부 면의 막 생성을 저지할 수 있도록 공정 가스 단계와 동시에 주입될 수 있다. For example, the curtain gas may be injected at the same time as the process gas phase to prevent the film formation on the lower surface of the gate valve 170.

여기서, 도 4를 참조하여, 2개의 공정 가스를 이용하여 ALD 방식으로 박막을 증착하는 방법을 예를 들어 설명하도록 한다. Here, with reference to FIG. 4, a method of depositing a thin film in an ALD method using two process gases will be described as an example.

먼저, 성막을 위한 제 1 공정 가스를 일정 시간 공급한 다음, 퍼지 가스를 공급하여, 반응되지 않는 잔류물을 제거한다. 다음, 제 1 공정 가스와 반응될 제 2 공정 가스를 일정 시간 공급한 다음, 다시 퍼지 가스를 공급하여, 반응되지 않은 잔류물을 제거한다.First, a first process gas for film formation is supplied for a predetermined time, and then a purge gas is supplied to remove unreacted residues. Next, a second process gas to be reacted with the first process gas is supplied for a predetermined time, and then a purge gas is supplied again to remove unreacted residue.

이때, 상기 제 1 공정 가스 주입단계, 퍼지 가스 주입단계, 제 2 공정 가스 주입단계 및 퍼지 가스 주입단계로 구성된 일련의 단계를 하나의 성막 사이클로 정의할 수 있으며, 상기 성막 사이클은 막 두께를 고려하여 다수 번 반복 실시될 수 있다. 또한, 다수번의 성막 사이클을 진행하여, 성막이 완료된 후, 챔버내에 클리닝 가스를 일정 시간 공급하여 챔버 내부를 클리닝할 수 있다. 상기 커튼 가스는 상기 클리닝 가스 공급 단계를 제외하고, 상기 성막 사이클 동안 연속적으로 주입될 수 있다. In this case, a series of steps consisting of the first process gas injection step, the purge gas injection step, the second process gas injection step, and the purge gas injection step may be defined as one deposition cycle, and the deposition cycle takes into account the film thickness. It can be repeated multiple times. In addition, a plurality of deposition cycles are performed, and after the deposition is completed, a cleaning gas may be supplied to the chamber for a predetermined time to clean the inside of the chamber. The curtain gas may be continuously injected during the deposition cycle, except for the cleaning gas supply step.

이에 따라, 성막 중 압력 변화에 의해 공정 가스들이 역류되더라도, 커튼 가스 공급부(200)에 의해, 상기 공정 가스들이 게이트 밸브(170)쪽으로 흘러 들어감이 차단될 뿐만 아니라, 게이트 밸브(170) 하부면에 비정상적인 성막을 방지할 수 있다. Accordingly, even if the process gases are reversed by the pressure change during film formation, the process gases are flowed toward the gate valve 170 by the curtain gas supply unit 200, as well as being blocked on the lower surface of the gate valve 170. It can prevent abnormal film formation.

또한, 커튼 가스 공급부(200)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 게이트 밸브(170)과 일체로, 다시 말해, 직접 연결되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 게이트 밸브(170)는 상기 도파관(160) 내부를 차단하는 차단 부재(170a)를 포함할 수 있다. 상기 차단 부재(170a) 하부에 상기 커튼 가스 공급관(210)으로부터 공급된 상기 커튼 가스를 상기 도파관(160) 내부 통로로 분사하는 커튼 가스 분사부(211)를 구비할 수 있다. In addition, the curtain gas supply unit 200 may be configured to be connected to the gate valve 170 integrally, that is, as shown in FIGS. 5 and 6. That is, the gate valve 170 may include a blocking member 170a blocking the inside of the waveguide 160. A curtain gas injection unit 211 for spraying the curtain gas supplied from the curtain gas supply pipe 210 into the inner passage of the waveguide 160 may be provided under the blocking member 170a.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 게이트 밸브와 공정 가스 공급부 사이에 커튼 가스 공급부를 설치한다. 이에 따라, 공정 가스가 역류되더라도, 게이트 밸브 저부에 의도하지 않은 성막을 방지할 수 있다. As described in detail above, according to the present invention, a curtain gas supply is provided between the gate valve and the process gas supply. Accordingly, even if the process gas is reversed, unintended film formation at the bottom of the gate valve can be prevented.

본 실시예에서는 게이트 밸브(170)로서, 부재 슬라이드 타입을 예를 들어 설명하였지만, 솔리드 웨지(solid wedge) 타입, 플렉서블(flexible) 타입, 스프링(spring) 타입, 벨로우 씰(bellow seal) 타입, 볼(ball) 타입 및 체크(check) 밸브 타입 등 다양한 형태의 밸브가 여기에 이용될 수 있다. In this embodiment, as the gate valve 170, the member slide type has been described as an example, but a solid wedge type, a flexible type, a spring type, a bellow seal type, and a ball Various types of valves such as (ball) type and check valve type may be used here.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.The present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention. Do.

100 : 반도체 제조 장치 100a : 처리 공간
120 : 샤워 헤드 130 : 가스 공급 블록
140 : 공정 가스 공급부 145 : 메인 공급관
150 : 클리닝 가스 공급부 160 : 도파관
170 : 게이트 밸브 200 : 커튼 가스 공급부100: semiconductor manufacturing apparatus 100a: processing space
120: shower head 130: gas supply block
140: process gas supply unit 145: main supply pipe
150: cleaning gas supply unit 160: waveguide
170: gate valve 200: curtain gas supply unit

Claims (7)

내부에 처리 공간을 갖는 공정 챔버;
상기 처리 공간 상부에 위치하며 상기 처리 공간으로 가스를 분사하는 샤워 헤드;
공정 가스 공급관을 통해 유입된 공정 가스를 상기 샤워 헤드로 공급하는 가스 공급 블록;
상기 가스 공급 블록 상부에 위치되며, 상기 공정 챔버로 클리닝 가스를 공급하는 클리닝 가스 공급부;
상기 클리닝 가스 공급부와 상기 가스 공급 블록을 연결하는 중공형의 도파관;
상기 도파관에 결합되어 설치되고, 상기 공정 챔버로 상기 클리닝 가스의 공급을 선택적으로 단속하는 게이트 밸브 조립체; 및
상기 공정 가스 공급관과 상기 도파관과의 제 1 연결부 및 상기 게이트 밸브 조립체 사이의 도파관 부분, 또는 상기 게이트 밸브 조립체에 커튼 가스를 공급하여, 상기 공정 가스가 상기 게이트 밸브측으로 유입되는 것이 방지되도록 상기 공정 가스를 블록킹하는 커튼 가스 공급부를 포함하며,
상기 커튼 가스 공급부는 커튼 가스 공급원 및 상기 커튼 가스 공급원과 상기 도파관 사이를 연결하는 커튼 가스 공급관을 포함하며,
상기 공정 가스가 공급될 때, 상기 커튼 가스 공급관을 통해 상기 도파관으로 상기 커튼 가스를 공급하고, 상기 클리닝 가스가 공급될 때, 상기 커튼 가스의 공급을 차단하며,
상기 커튼 가스 공급관과 상기 도파관의 제 2 연결부는 상기 제 1 연결부 보다 상부에 위치되는 기판 처리 장치. A process chamber having a processing space therein;
A shower head located above the processing space to inject gas into the processing space;
A gas supply block that supplies process gas introduced through a process gas supply pipe to the shower head;
A cleaning gas supply unit located on the gas supply block and supplying cleaning gas to the process chamber;
A hollow waveguide connecting the cleaning gas supply part and the gas supply block;
A gate valve assembly coupled to the waveguide and selectively interrupting the supply of the cleaning gas to the process chamber; And
The process gas to prevent the process gas from flowing into the gate valve side by supplying a curtain gas to a portion of the waveguide between the process gas supply pipe and the first connection portion between the waveguide and the gate valve assembly, or the gate valve assembly It includes a curtain gas supply for blocking the,
The curtain gas supply unit includes a curtain gas supply pipe and a curtain gas supply pipe connecting the curtain gas supply source and the waveguide,
When the process gas is supplied, the curtain gas is supplied to the waveguide through the curtain gas supply pipe, and when the cleaning gas is supplied, the supply of the curtain gas is cut off,
The second processing portion of the curtain gas supply pipe and the waveguide is a substrate processing apparatus positioned above the first connection portion. 제 1 항에 있어서,
상기 클리닝 가스 공급부는 상기 클리닝 가스를 활성화시키기 위한 리모트 플라즈마 유닛을 더 포함하는 기판 처리 장치. According to claim 1,
The cleaning gas supply unit further includes a remote plasma unit for activating the cleaning gas. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 도파관의 상기 제 2 연결부는 상기 커튼 가스 공급관이 삽입 고정되는 확산 홈부와,
상기 확산 홈부와 대응되는 도파관 내벽에, 상기 커튼 가스 공급관을 통해 제공되는 상기 커튼 가스를 상기 도파관 내부로 분사하는 복수의 분사공을 포함하는 기판 처리 장치. According to claim 1,
The second connection portion of the waveguide is a diffusion groove portion to which the curtain gas supply pipe is inserted and fixed,
A substrate processing apparatus including a plurality of injection holes for spraying the curtain gas provided through the curtain gas supply pipe into the waveguide inner wall corresponding to the diffusion groove portion. 제 1 항에 있어서,
상기 커튼 가스 공급부는 상기 게이트 밸브 조립체와 일체로 구성되는 기판 처리 장치. According to claim 1,
The curtain gas supply unit is a substrate processing apparatus configured integrally with the gate valve assembly. 제 5 항에 있어서,
상기 게이트 밸브 조립체는 상기 도파관 내부의 통로를 차단하는 차단 부재와,
상기 차단 부재 하부에 설치되며 상기 커튼 가스 공급관으로부터 공급된 상기 커튼 가스를 상기 도파관 내부 통로로 분사하기 위한 커튼 가스 분사부를 포함하는 기판 처리 장치.The method of claim 5,
The gate valve assembly includes a blocking member blocking a passage inside the waveguide,
A substrate processing apparatus installed under the blocking member and including a curtain gas injection unit for injecting the curtain gas supplied from the curtain gas supply pipe into the passage inside the waveguide. 삭제delete
KR1020160080805A 2016-06-28 2016-06-28 Wafer Processing Apparatus KR102125471B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160080805A KR102125471B1 (en) 2016-06-28 2016-06-28 Wafer Processing Apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160080805A KR102125471B1 (en) 2016-06-28 2016-06-28 Wafer Processing Apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180002103A KR20180002103A (en) 2018-01-08
KR102125471B1 true KR102125471B1 (en) 2020-06-24

Family

ID=61003454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160080805A KR102125471B1 (en) 2016-06-28 2016-06-28 Wafer Processing Apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102125471B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102460312B1 (en) * 2018-11-08 2022-10-28 주식회사 원익아이피에스 Valve assembly and Substrate processing apparatus
KR102381238B1 (en) * 2018-11-26 2022-04-01 주식회사 원익아이피에스 Apparatus and method for processing substrate
KR102298148B1 (en) * 2020-02-07 2021-09-06 주식회사 티마스트 Purge Kit

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100819096B1 (en) * 2006-11-21 2008-04-02 삼성전자주식회사 Semiconductor manufacturing device for processing peox process and method for cleaning use remote plasma semiconductor manufacturing device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070017851A (en) * 2005-08-08 2007-02-13 삼성전자주식회사 Semiconductor manufacturing equipment
KR20150091769A (en) * 2014-02-04 2015-08-12 주성엔지니어링(주) Device for treating substrate

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100819096B1 (en) * 2006-11-21 2008-04-02 삼성전자주식회사 Semiconductor manufacturing device for processing peox process and method for cleaning use remote plasma semiconductor manufacturing device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180002103A (en) 2018-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102525777B1 (en) Systems and methods for suppressing parasitic plasma and reducing within-wafer non-uniformity
KR102609125B1 (en) Chamber conditioning for remote plasma process
KR102125471B1 (en) Wafer Processing Apparatus
US20130337171A1 (en) N2 purged o-ring for chamber in chamber ald system
KR101151192B1 (en) Apparatus and method for hybrid chemical processing
US20030119328A1 (en) Plasma processing apparatus, and cleaning method therefor
KR20160070683A (en) Inlet for effective mixing and purging
KR102598863B1 (en) Rapid chamber cleaning using simultaneous in-situ and remote plasma sources
US20180230597A1 (en) Method and apparatus of remote plasmas flowable cvd chamber
KR101697205B1 (en) Horizontal type chamber assembly for treating substrate
KR20210044303A (en) Atomic layer treatment process using metastable activated radical species
KR101004903B1 (en) Apparatus for Chemical Vapor Deposition
KR20180018372A (en) Additive for ald deposition profile tuning in gap features
KR101275261B1 (en) Apparatus for cleaning and exhausting
KR100744528B1 (en) Apparatus for rf powered plasma enhanced atomic layer deposition using showerhead having gas separative type and the method
KR101503256B1 (en) Apparatus and method of processing substrate
KR100629990B1 (en) Gas nozzle of plasma process chamber
US11961716B2 (en) Atomic layer deposition method
KR20060013282A (en) Method for exhausting process gas, and method and apparatus of depositing an atomic layer using the same
JP7499293B2 (en) Deposition apparatus and method
KR102627887B1 (en) Dual valve type remote plasma generator
US20220181128A1 (en) Apparatus for cleaning plasma chambers
KR200187127Y1 (en) Reaction chamber comprising a shower head
KR20060084897A (en) Shower head of semiconductor production device
KR20190140886A (en) Apparatus of treating substrate

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant