KR102181120B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 상에 형성된 박막의 두께 균일도를 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 원격 플라즈마 발생기에 연결되어 세정가스와 불활성가스를 프로세스 챔버의 샤워헤드로 공급할 수 있는 제 1 유로를 포함하는 제 1 부재; 및 반응가스와 소스가스를 공급하되 상기 제 1 유로와 연통하는 제 2 유로를 포함하는 제 2 부재; 를 구비하며, 상기 제 1 유로는 상기 원격 플라즈마 발생기로부터 상기 샤워헤드로 나아가는 경로 중에 단면적이 좁아지는 영역을 가지며, 상기 제 1 유로와 연통하는 상기 제 2 유로의 말단은 상기 경로 상에서 상기 단면적이 좁아지는 영역 이전에 배치되는 기판 처리 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 상에 형성되는 박막의 두께 균일도를 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자가 고집적화 됨에 따라 미세 선폭을 가지는 패턴이 요구되고 있다. 이에 따라, 현재 상용화된 노광 장비를 그대로 이용하면서 미세한 선폭을 갖는 패턴을 구현하기 위하여 DPT(Double Patterning Technology) 공정기술이 제안되고 있으며, 종횡비가 큰 단차 패턴 상에 단차도포율이 우수한 박막 증착 공정을 수행하기 위하여 원자층 증착(ALD) 공정기술이 제안되고 있다. 한편, 반도체 소자의 생산성 향상을 위하여 웨이퍼의 대구경화가 요구되고 있는 바, 웨이퍼 전면에 걸쳐 공정의 균일도가 중요한 이슈로 부각되고 있다. 최근에는 대구경의 웨이퍼 상에 DPT 공정 또는 ALD 공정 등을 구현함에 있어서 박막 형성 공정의 균일도가 중요한 문제로 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 기판 상에 형성되는 박막의 두께 균일도를 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따른 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 기판 처리 장치는 원격 플라즈마 발생기에 연결되어 세정가스와 불활성가스를 프로세스 챔버의 샤워헤드로 공급할 수 있는 제 1 유로를 포함하는 제 1 부재; 및 반응가스와 소스가스를 공급하되 상기 제 1 유로와 연통하는 제 2 유로를 포함하는 제 2 부재; 를 구비하며, 상기 제 1 유로는 상기 원격 플라즈마 발생기로부터 상기 샤워헤드로 나아가는 경로 중에 단면적이 좁아지는 영역을 가지며, 상기 제 1 유로와 연통하는 상기 제 2 유로의 말단은 상기 경로 상에서 상기 단면적이 좁아지는 영역 이전에 배치된다.
상기 기판 처리 장치에서, 상기 단면적이 좁아지는 영역은 단면적이 점진적으로 좁아지는 테이퍼 형상을 가지는 영역을 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치에서, 상기 제 1 부재는 상기 제 1 유로를 형성하도록 상기 원격 플라즈마 발생기와 연결된 도파관, 상기 샤워헤드의 인입구 및 상기 도파관과 상기 인입구 사이에 개재된 인슐레이터를 포함하고, 상기 제 2 부재는 상기 도파관 내에 말단이 삽입 배치된 인젝터를 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치에서, 상기 불활성가스는 상기 반응가스와 소스가스에 의하여 상기 도파관이 오염되는 것을 방지하기 위하여 제공되되 플라즈마에 의하여 활성화되지 않은 가스를 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치에서, 상기 단면적이 좁아지는 영역은 상기 인슐레이터 내에 형성되며, 상기 인젝터의 말단은 상기 도파관 내에 삽입되되 상기 인슐레이터의 상부와 이격되어 배치될 수 있다.
상기 기판 처리 장치에서, 상기 단면적이 좁아지는 영역은 상기 도파관 내에 형성되며, 상기 인젝터의 말단은 상기 도파관 내에 삽입되되 상기 경로 상에서 상기 단면적이 좁아지는 영역 이전에 배치될 수 있다.
상기 기판 처리 장치에서, 상기 단면적이 좁아지는 영역은 상기 샤워헤드의 인입구 내에 형성되며, 상기 인젝터의 말단은 상기 제 1 유로 내에 삽입되되 상기 경로 상에서 상기 단면적이 좁아지는 영역 이전에 배치될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 기판 상에 형성된 박막의 두께 균일도를 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 개념적으로 도해하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 제 1 유로와 제 2 유로가 연통되는 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 비교예에 따른 기판 처리 장치에서 제 1 유로와 제 2 유로가 연통되는 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 인슐레이터를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 인젝터를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 3의 기판 처리 장치에서 도파관을 통하여 제공되는 불활성가스의 유무에 따라 나타나는 증착 박막 두께 분포를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 2의 기판 처리 장치에서 도파관을 통하여 제공되는 불활성가스의 유무에 따라 나타나는 증착 박막 두께 분포를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 제 1 유로와 제 2 유로가 연통되는 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 비교예에 따른 기판 처리 장치에서 제 1 유로와 제 2 유로가 연통되는 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 인슐레이터를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 인젝터를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 3의 기판 처리 장치에서 도파관을 통하여 제공되는 불활성가스의 유무에 따라 나타나는 증착 박막 두께 분포를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 2의 기판 처리 장치에서 도파관을 통하여 제공되는 불활성가스의 유무에 따라 나타나는 증착 박막 두께 분포를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 예시적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것일 수 있다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 일부 실시예들에서 박막의 형성 방법은 화학적 기상 증착법(CVD) 또는 원자층 증착법(ALD; Atomic Layer Deposition)으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 개념적으로 도해하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 제 1 유로와 제 2 유로가 연통되는 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 기판(W) 상에 증착, 식각 및/또는 세정 등의 공정을 처리하기 위한 내부공간을 가지는 프로세스 챔버(400)를 구비한다. 프로세스 챔버(400)는 샤워헤드(450) 및 샤워헤드(450)를 지지하는 챔버리드(445)를 구비한다. 인입구(130)를 통하여 제공된 소스가스와 반응가스의 혼합가스는 샤워헤드(450) 내의 확산 플레이트를 통하여 서셉터(460)에 장착된 기판(W) 상에 도달한다. 프로세스 챔버(400)에 고주파(RF) 전력을 인가함으로써 챔버벽(440) 내의 공간에서 플라즈마를 구현할 수 있다. 구체적으로, 샤워헤드(450)와 서셉터(460)에 실장된 기판(W) 사이에 플라즈마가 구현될 수 있다.
소스가스는 기판(W) 상에 형성하고자 하는 박막의 종류에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 형성하고자 하는 박막이 실리콘 산화막인 경우, 소스가스는 SiH4, SiCl4, Si2Cl6, Si(NO2)4, Si(N2O2)2, SiF4, SiF6 또는 Si(CNO)4일 수 있으며, 반응가스는 O2를 포함할 수 있다. 그 외에 형성하고자 하는 박막의 종류에 따라서 소스가스(S)는 Si 및 H 혼합물, Si 및 N 혼합물, Si 및 F 혼합물, Si 및 O 혼합물, Si, N 및 O 혼합물을 포함할 있다. 물론, 상술한 박막과 소스가스, 반응가스의 종류는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상이 이러한 예시적인 물질의 종류에 한정되는 것은 아니다.
가스 분사기로 이해될 수 있는 샤워헤드(450)는 프로세스 챔버(300) 내의 상부에 기판 지지대(460)와 대향하는 위치에 설치되며, 각종 가스를 프로세스 챔버(400) 내의 하측으로 분사한다. 샤워헤드(450)의 상부는 인입구(130)과 연결되어 소스가스, 반응가스, 퍼지가스, 세정가스 등이 유입되고, 샤워헤드(450)의 하부는 기판(W)에 각종 가스 등을 분사하기 위한 복수의 분사홀이 형성된다. 샤워헤드(450)는 대략 원형으로 제작되지만, 기판(W)의 형상으로 제작될 수도 있다.
기판(W) 상에 형성되는 박막은 스퍼터링(sputtering) 방법, 증기 증착(evaporation) 방법, 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 방법, 원자층 증착(atomic layer deposition) 방법 등에 의하여 구현된다. 박막 형성 공정을 진행하는 동안에, 박막 형성 처리시에 생성되는 반응 생성물은 박막의 표면뿐만 아니라, 챔버 내부 표면에도 퇴적(부착)되어 버린다. 양산용 박막 증착 장치는 많은 양의 기판(W)을 처리하기 때문에 프로세스 챔버(400) 내부에 반응 생성물이 부착된 상태에서 박막 형성 처리를 계속하면, 반응 생성물이 박리되어 파티클(particle)을 발생시켜 버린다. 이 파티클은 증착 공정의 불량을 야기하고 기판(W)에 부착되어 생산 수율을 저하시킬 수 있다. 이 때문에, 일정 시간 또는 일정 매수의 기판(W)에 대하여 증착 공정이 종료된 후에는 프로세스 챔버(400) 내부를 세정하여야 한다.
프로세스 챔버(400)의 세정 방법 중의 하나는 부식성 기체를 이용하여 챔버 내부의 증착물을 제거하는 건식 세정(dry cleaning) 방법이다. 예를 들어, 실리콘(Si), 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx)을 증착하는 박막 증착 장치의 세정을 위한 세정가스로 CF4, C2F6, C3F8, C4F8 및 SF6와 같은 과불화화합물(Perfluorizedcompound) 가스 또는 NF3를 챔버에 주입하여 이들 막을 제거한다. 이러한 세정가스는 원격 플라즈마 발생기(50)를 이용하여 원격 플라즈마(remote plasma) 방식으로 플라즈마화시킬 수 있으며, 이러한 건식 세정 방법을 사용함으로써 인-시튜(in-situ) 세정 공정이 가능하게 되었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 원격 플라즈마 발생기(50)에 연결되어 세정가스와 불활성가스를 프로세스 챔버(400)의 샤워헤드(450)로 공급할 수 있는 제 1 유로(106)를 포함하는 제 1 부재(100); 및 반응가스와 소스가스를 공급하되 상기 제 1 유로와 연통하는 제 2 유로(206)를 포함하는 제 2 부재(200); 를 구비한다.
제 1 부재(100)는 제 1 유로(106)를 형성하도록 원격 플라즈마 발생기(50)와 연결된 도파관(110), 샤워헤드(450)의 인입구(130) 및 도파관(110)과 인입구(130) 사이에 개재된 인슐레이터(120)를 포함한다. 즉, 제 1 유로(106)는 도파관(110) 내부의 공간, 인슐레이터(120) 내부의 공간 및 인입구(130) 내부의 공간이 연통되어 연결된 유로로 이해할 수 있다. 제 2 부재(200)는 제 1 유로(106) 내에 말단이 삽입 배치된 인젝터(220) 및 공정가스(반응가스, 소스가스, 캐리어가스)가 흐르는 공급관(210)을 포함할 수 있다. 즉, 제 2 유로(206)는 공급관(210) 내부의 공간 및 인젝터(120) 내부의 공간이 연통되어 연결된 유로로 이해할 수 있다. 인슐레이터(120)와 인젝터(220)는 세라믹과 같은 절연물질로 구성될 수 있다. 인슐레이터(120)의 구성은 도 4에 도시되었으며, 인젝터(220)의 구성은 도 5에 도시되었다.
인젝터(220)를 통해 공정가스(반응가스, 소스가스, 캐리어가스)가 제 1 유로(106)에 유입되는 경우, 공정가스에 의하여 도파관(110)이 오염되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 플라즈마 활성화되지 않은 아르곤과 같은 소량의 불활성가스를 도파관(110)을 통하여 흐르게 할 수 있다. 이 경우, 상기 불활성가스는 공정가스가 도파관(110)으로 역류되는 것을 방지하는 차단(blocking) 가스로 이해될 수 있다.
하지만, 도파관(110)을 통해 유입된 불활성가스의 영향으로 공정가스가 샤워헤드(450)에 고루 분사되지 못하고 한쪽 방향으로 치우쳐 유입되는 현상이 발생하며, 인젝터(220) 및 도파관(110)으로부터 유입되는 가스가 서로 혼합되지 못하고 샤워헤드(450)를 통해 프로세스 챔버(400)로 유입되면서 기판 상의 균일도 측면에서 불리한 문제점이 나타날 수 있다.
반도체 공정과 같은 기판 처리 공정은 미세한 가스 농도 및 유동 등에 의하여 수율 및 성능에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 다중의 가스를 혼합하여 일정한 농도로 공급하고 가스가 챔버로 유입될 시 한쪽으로 치우치지 않고 균일한 분포를 나타낼 수 있도록 구성하는 것이 중요하다.
본 발명에서는, 제 1 유로(106)는 원격 플라즈마 발생기(50)로부터 샤워헤드(450)로 나아가는 경로 중에 단면적이 좁아지는 영역(A)을 가지며, 제 2 유로(206)의 말단은 상기 경로 상에서 단면적이 좁아지는 영역(A) 이전에 배치함으로써, 단면적이 좁아지는 영역(A) 이후에 반응가스와 소스가스는 상기 불활성가스와 균일하게 혼합되어 이러한 문제점을 해결할 수 있음을 확인하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)의 제 1 부재(100)에서 단면적이 좁아지는 영역(A)은 인슐레이터(120) 내에 형성될 수 있다. 이 경우, 인젝터(220)의 말단은 도파관(110) 내에 삽입되되 인슐레이터(120)의 상부와 소정의 거리(ΔH1)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)의 제 1 부재(100)에서 단면적이 좁아지는 영역은 도파관(110) 내에 형성될 수 있다. 즉, 도파관(110)의 단면적이 좁아지는 영역이 제공될 수 있으며, 인젝터(220)의 말단은 도파관(110) 내에 삽입되되, 원격 플라즈마 발생기(50)에서 샤워헤드(450)로 나아가는 경로 상에서 인젝터(220)의 말단이 상기 단면적이 좁아지는 영역 이전에 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 변형된 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)의 제 1 부재(100)에서 단면적이 좁아지는 영역은 샤워헤드(450)의 인입구(130) 내에 형성될 수 있다. 즉, 인입구(130)의 단면적이 좁아지는 영역이 제공될 수 있으며, 인젝터(220)의 말단은 인입구(130) 내에 삽입되되, 원격 플라즈마 발생기(50)에서 샤워헤드(450)로 나아가는 경로 상에서 인젝터(220)의 말단이 상기 단면적이 좁아지는 영역 이전에 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 비교예에 따른 기판 처리 장치에서 제 1 유로와 제 2 유로가 연통되는 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 달리, 제 1 유로(106)는 원격 플라즈마 발생기(50)로부터 샤워헤드(450)로 나아가는 경로 중에 단면적이 좁아지는 영역이 없으며, 제 2 유로(206)의 말단(즉, 인젝터(220)의 말단)은 상기 경로 상에서 인슐레이터(120)의 내부공간을 지나도록 배치될 수 있다. 이 경우, 인젝터(220)의 말단은 도파관(110) 내에 삽입되되 인슐레이터(120)의 하부로부터 소정의 거리(ΔH2)만큼 이격되도록 배치된다. 이러한 구성을 가지는 경우 공정 맵 상에서 균일도가 양호하지 않음을 확인하였는 바, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 인슐레이터를 나타내는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 세라믹과 같은 절연물질로 이루어진 인슐레이터(120)는 상하로 관통하는 내부공간을 한정하는 몸체부(122)를 포함한다. 상기 내부공간은, 제 1 유로(106)의 일부를 구성하며, 단면적이 좁아지는 영역(도 2의 A)을 포함한다. 단면적이 좁아지는 영역(A)은 단면적이 점진적으로 좁아지는 테이퍼(taper) 형상을 가지는 영역을 포함할 수 있다.
상기 내부공간을 한정하는 몸체부(122)의 측벽부는 경사면으로 구성된 제 1 측벽(124)과 유동 경로와 경사를 형성하지 않는 제 2 측벽(125)를 포함한다. 경사면으로 구성된 제 1 측벽(124)은 가스의 이송 경로 중에 충돌면으로 이해될 수 있으며, 충돌에 의해 이송되는 가스는 와류를 형성한다. 와류라 함은 유체의 회전운동에 의하여 주류(예컨대, 혼합가스가 하방으로 하강하는 흐름)와 반대방향으로 소용돌이치는 흐름을 포함한다. 즉, 강하게 회전하면서 흐르는 유체의 형태를 와류로 이해할 수 있다.
인젝터(220)로부터 유입된 공정가스와 도파관(110)으로부터 유입된 불활성가스를 균일하게 믹싱한 혼합가스를 구현하여 프로세스 챔버(400) 내로 제공하는 것은 기판(W) 상에 증착된 박막의 두께 균일도에 중요한 공정인자이다. 본 발명자는 테이퍼진 형상을 가지는 영역인 단면적이 좁아지는 영역(A)을 도입하여 유속의 변경을 도모하고 이송 경로 중에 배치된 충돌면에 의하여 와류를 형성함으로써 혼합가스의 믹싱 정도가 개선되며, 이에 의하여 기판(W) 상에 증착된 박막의 두께 균일도가 현저하게 개선됨을 확인하였다.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 기판 처리 장치(도 3 참조)에서 도파관을 통하여 제공되는 불활성가스의 유무에 따라 나타나는 증착 박막 두께 분포를 나타낸 그래프이다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 공정가스의 역류를 방지하고 도파관의 오염을 방지하기 위하여 도파관을 통하여 불활성가스를 공급하는 경우(적색), 도파관을 통하여 불활성가스를 공급하지 않는 경우(청색)보다 기판 상에 증착되는 박막의 두께 분포의 균일도가 불량해짐을 확인할 수 있다. 이러한 현상은 도파관을 통해 유입된 불활성가스의 영향으로 공정가스가 샤워헤드에 고루 분사되지 못하고 한쪽 방향으로 치우쳐 유입되기 때문이며, 인젝터 및 도파관으로부터 유입되는 가스가 서로 혼합되지 못하고 샤워헤드를 통해 프로세스 챔버로 유입되기 때문이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(도 2 참조)에서 도파관을 통하여 제공되는 불활성가스의 유무에 따라 나타나는 증착 박막 두께 분포를 나타낸 그래프이다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 공정가스의 역류를 방지하고 도파관의 오염을 방지하기 위하여 도파관을 통하여 불활성가스를 공급하는 경우(적색)와 도파관을 통하여 불활성가스를 공급하지 않는 경우(청색)에서 기판 상에 증착되는 박막의 두께 분포의 균일도 양상이 비슷함을 확인할 수 있다. 이러한 현상은 제 1 유로(106)가 원격 플라즈마 발생기(50)로부터 샤워헤드(450)로 나아가는 경로 중에 단면적이 좁아지는 영역(A)을 가지며, 제 2 유로(206)의 말단이 상기 경로 상에서 단면적이 좁아지는 영역(A) 이전에 배치됨으로써, 단면적이 좁아지는 영역(A) 이후에 반응가스와 소스가스는 상기 불활성가스와 균일하게 혼합되기 때문이다. 즉, 다중의 가스를 혼합하여 일정한 농도로 공급하고 가스가 챔버로 유입될 시 한쪽으로 치우치지 않고 균일한 분포를 나타낼 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성에 의하여 세정 효율도 상대적으로 증가함을 확인하였다.
표 1은 본 발명의 비교예와 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 세정 효율을 비교한 것이다. 식각량을 측정하기 위한 기판 상의 위치는 기판의 중심(center)를 기점으로 Middle_1 영역, Middle_2 영역, Edge 영역으로 갈수록 중심으로부터 이격거리가 커진다. 이에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 비교예와 비교하여 세정 효율이 3.27% 더 증가함을 확인할 수 있다.
[표 1]
지금까지 설명한 본 발명의 기술적 사상은 가스 혼합 인슐레이터 및 인젝터 시스템에 대한 것으로, 공정가스가 유입되는 인젝터, 세정가스가 유입되는 도파관, 공급된 가스가 혼합되고 중심으로 유동을 잡아주는 인슐레이터를 포함한다. 서로 다른 루트로 공급된 가스들은 인슐레이터 내 단면적이 좁아지는 영역을 통해 혼합되고 인슐레이터 중심으로 가스 유동을 모아주는 역할을 한다. 이러한 가스 혼합 시스템의 적용으로 가스 혼합 및 유동 최적화를 통해 공정 안정화 및 도파관 오염을 방지하여 공정 품질의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
Claims (7)
- 원격 플라즈마 발생기에 연결되어 세정가스와 불활성가스를 프로세스 챔버의 샤워헤드로 공급할 수 있는 제 1 유로를 포함하는 제 1 부재; 및 반응가스와 소스가스를 공급하되 상기 제 1 유로와 연통하는 제 2 유로를 포함하는 제 2 부재; 를 구비하며,
상기 반응가스와 상기 소스가스가 상기 제 1 유로로 역류되는 것을 차단하는 상기 불활성가스의 영향으로 상기 반응가스와 소스가스가 상기 샤워헤드에 고루 분사되지 못하고 한 쪽 방향으로 치우쳐 유입되는 것을 방지하도록, 상기 제 2 유로를 통하여 공급되는 상기 반응가스와 소스가스를 상기 제 1 유로를 통하여 공급되는 상기 불활성가스와 균일하게 혼합하기 위하여, 상기 제 1 유로와 연통되는 제 2 부재의 말단은 상기 제 1 유로를 한정하는 상기 제 1 부재의 내측으로 돌출되도록 신장하며,
상기 제 1 유로는 상기 원격 플라즈마 발생기로부터 상기 샤워헤드로 나아가는 경로 중에 단면적이 좁아지는 영역을 가지며, 상기 제 1 유로와 연통하는 상기 제 2 유로의 말단은 상기 경로 상에서 상기 단면적이 좁아지는 영역 이전에 배치된,
기판 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 단면적이 좁아지는 영역은 단면적이 점진적으로 좁아지는 테이퍼 형상을 가지는 영역을 포함하는, 기판 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 부재는 상기 제 1 유로를 형성하도록 상기 원격 플라즈마 발생기와 연결된 도파관, 상기 샤워헤드의 인입구 및 상기 도파관과 상기 인입구 사이에 개재된 인슐레이터를 포함하고,
상기 제 2 부재는 말단이 상기 도파관 내에 삽입 배치된 인젝터를 포함하는, 기판 처리 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 불활성가스는 상기 반응가스와 소스가스에 의하여 상기 도파관이 오염되는 것을 방지하기 위하여 제공되되 플라즈마에 의하여 활성화되지 않은 가스를 포함하는, 기판 처리 장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 단면적이 좁아지는 영역은 상기 인슐레이터 내에 형성되며, 상기 인젝터의 말단은 상기 도파관 내에 삽입되되 상기 인슐레이터의 상부와 이격되어 배치된, 기판 처리 장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 단면적이 좁아지는 영역은 상기 도파관 내에 형성되며, 상기 인젝터의 말단은 상기 도파관 내에 삽입되되 상기 원격 플라즈마 발생기로부터 상기 샤워헤드로 나아가는 경로 상에서 상기 단면적이 좁아지는 영역 이전에 배치된, 기판 처리 장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 단면적이 좁아지는 영역은 상기 샤워헤드의 인입구 내에 형성되며, 상기 인젝터의 말단은 상기 제 1 유로 내에 삽입되되 상기 원격 플라즈마 발생기로부터 상기 샤워헤드로 나아가는 경로 상에서 상기 단면적이 좁아지는 영역 이전에 배치된, 기판 처리 장치.
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