KR102375256B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지 수단; 상기 기판 지지 수단에 대향하고 상기 챔버 리드의 하면에 결합되어 상기 기판에 가스를 공급하는 가스 분사 수단; 및 상기 가스 분사 수단은 제 1 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 중앙에 배치되는 제 1 가스 공급관 및 제 2 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 측면에 배치되는 제 2 가스 공급관을 포함하되, 상기 기판에 박막이 증착되는 증착량에 따라 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스의 분사량이 조절되는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 복수의 가스 공급관을 배치하여 박막의 균일도를 향상시키는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 디스플레이, 반도체 소자, 태양전지(Solar Cell) 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.
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.
도 1은 종래의 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 기판 처리 장치는 챔버(10), 챔버 리드(chamber lid; 20), 기판 지지 수단(30), 및 가스 분사 수단(40)을 구비한다.
챔버(10)는 기판 처리 공정을 위한 반응 공간을 제공한다. 이때, 챔버(10)의 일측 바닥면은 반응 공간을 배기 시키기 위한 배기구(12)에 연통된다.
챔버 리드(20)는 반응 공간을 밀폐하도록 챔버(10)의 상부에 설치되는 것으로, 전원 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(22)에 연결된다.
또한, 챔버 리드(20)의 중앙 부분은 기판 처리 공정을 위한 공정 가스를 공급하는 가스 공급관(24)에 연통된다.
기판 지지 수단(30)은 챔버(10)의 내부에 설치되어 외부로부터 로딩되는 적어도 하나의 기판(S)을 지지한다. 이러한 기판 지지 수단(30)은 챔버 리드(20)에 대향되는 대향 전극으로써, 기판 지지 수단(30)을 지지하는 지지축(32)을 통해 전기적으로 접지된다. 이때, 지지축(32)은 지지축(32)과 챔버(10)의 하면을 밀봉하는 벨로우즈(34)에 의해 둘러싸인다.
가스 분사 수단(40)은 기판 지지 수단(30)에 대향되도록 챔버 리드(20)의 하부에 설치된다. 상기 가스 분사 수단(40)과 챔버 리드(20) 사이에는 챔버 리드(20)을 관통하는 가스 공급관(24)으로부터 공정 가스가 공급되는 가스 버퍼 공간(42)이 형성된다. 이때, 공정 가스는 기판(S) 상에 소정의 박막을 형성하기 위한 소스 가스와 반응 가스가 혼합된 형태로 이루어져 상기 가스 버퍼 공간(42)에 공급된다. 이러한, 가스 분사 수단(40)은 가스 버퍼 공간(42)에 연통된 복수의 가스 분사 홀(44)을 통해 공정 가스를 반응 공간에 분사한다.
이와 같은, 종래의 기판 처리 방법은 기판(S)을 기판 지지 수단(30)에 로딩시킨 다음, 챔버(10)의 반응 공간에 소정의 공정 가스를 분사하면서 챔버 리드(20)에 플라즈마 전원을 공급하여 가스 분사 수단(40)과 기판 지지 수단(30) 사이에 플라즈마 방전(P)을 형성함으로써 플라즈마 방전(P)에 의해 이온화되는 공정 가스의 분자들을 기판(S)에 증착시켜 기판(S) 상에 소정의 박막을 형성한다.
그러나, 종래의 기판 처리 방법은 가스 분사 수단(40)이 상기 챔버 리드(20)의 중앙에 배치되어 상기 기판(S)의 중앙부에서 박막이 더 많이 증착되어 박막의 증착 균일도(uniformity)가 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 제 1 가스 공급관과 제 2 가스 공급관을 각각 챔버 리드의 중앙과 측면에 배치하여 박막의 증착 균일도를 향상시키는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지 수단; 상기 기판 지지 수단에 대향하고 상기 챔버 리드의 하면에 결합되어 상기 기판에 가스를 공급하는 가스 분사 수단; 및 상기 가스 분사 수단은 제 1 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 중앙에 배치되는 제 1 가스 공급관 및 제 2 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 측면에 배치되는 제 2 가스 공급관을 포함하고, 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스는 동일한 가스인 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 가스 분사 수단은 상기 제 1 가스를 확산시키는 제 1 가스 버퍼 공간 및 상기 제 2 가스를 확산시키는 제 2 가스 버퍼 공간을 포함할 수 있고, 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스는 동일한 비율로 반응 가스와 소스 가스가 혼합된 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 가스 분사 수단은 제 3 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 측면 및 상기 제 2 가스 공급관의 반대측에 배치되는 제 3 가스 공급관을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지 수단; 상기 기판 지지 수단에 대향하고 상기 챔버 리드의 하면에 결합되어 상기 기판에 가스를 공급하는 가스 분사 수단; 및 상기 가스 분사 수단은 제 1 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 중앙에 배치되는 제 1 가스 공급관 및 제 2 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 측면에 배치되는 제 2 가스 공급관을 포함하고, 상기 기판에 박막이 증착되는 증착량에 따라 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스의 분사량이 조절되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하여 상기 기판의 중앙부에서 박막의 두께가 상기 기판의 주변부에서 박막의 두께보다 두껍게 형성된 경우 상기 제 2 가스의 분사량을 증가시키는 것을 포함할 수 있고, 상기 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하여 상기 기판의 중앙부에서 박막의 두께가 상기 기판의 주변부에서 박막의 두께보다 얇게 형성된 경우 상기 제 1 가스의 분사량을 증가시키는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버 내부로 기판을 투입하는 단계; 상기 기판이 배치되는 기판 지지 수단을 회전시키는 단계; 상기 공정 챔버를 덮는 챔버 리드와 연결되고, 상기 기판 지지 수단에 대향하는 가스 분사 수단에 있어서, 상기 챔버 리드 중앙부에 연결되는 제 1 가스 공급관에서 제 1 가스가 공급되고 상기 챔버 리드의 측면에 연결되는 제 2 가스 공급관에서 제 2 가스가 공급되는 단계; 및 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스는 서로 동일한 가스를 동일한 유량으로 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하여 상기 기판의 중앙부의 두께가 상기 기판의 주변부보다 두껍게 형성된 경우 상기 제 2 가스의 분사량을 증가시키는 단계를 포함할 수 있고, 상기 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하여 상기 기판의 중앙부의 두께가 상기 기판의 주변부보다 얇게 형성된 경우 상기 제 1 가스의 분사량을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지 수단; 및 상기 기판 지지 수단에 대향하고 상기 챔버 리드의 하면에 결합되어 상기 기판에 가스를 공급하는 가스 분사 수단을 포함할 수 있다. 상기 가스 분사 수단은, 제 1 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 중앙에 배치되는 제 1 가스 공급관; 제 2 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 측면에 배치되는 제 2 가스 공급관; 상기 제 1 가스 공급관으로부터 공급된 제 1 가스를 확산시키는 제 1 가스 버퍼 공간; 및 상기 제 2 가스 공급관으로부터 공급된 제 2 가스를 확산시키는 제 2 가스 버퍼 공간을 포함할 수 있다. 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스는 각각 반응 가스와 소스 가스가 혼합된 가스일 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버 내부로 기판을 투입하는 단계; 상기 기판이 배치되는 기판 지지 수단을 회전시키는 단계; 상기 공정 챔버를 덮는 챔버 리드와 연결되고, 상기 기판 지지 수단에 대향하는 가스 분사 수단에 있어서, 상기 챔버 리드 중앙부에 연결되는 제 1 가스 공급관에서 반응 가스와 소스 가스가 혼합된 제 1 가스가 공급되고 상기 챔버 리드의 측면에 연결되는 제 2 가스 공급관에서 반응 가스와 소스 가스가 혼합된 제 2 가스가 공급되는 단계; 및 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
삭제
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
제 1 가스 공급관과 제 2 가스 공급관을 각각 챔버 리드의 중앙과 측면에 배치하여 박막의 균일도를 향상시킬 수 있고, 제 1 가스 공급관과 제 2 가스 공급관으로부터 분사되는 가스의 양을 조절하여 박막의 균일도(uniformity)를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 도 2의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 6a는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 제 1 가스 공급관으로만 제 1 가스가 공급되는 경우 기판의 위치에 따른 박막의 두께를 나타낸 도면이다.
도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 제 2 가스 공급관으로만 제 2 가스가 공급되는 경우 기판의 위치에 따른 박막의 두께를 나타낸 도면이다.
도 6c는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 제 1 가스 공급관 및 제 2 가스 공급관으로 제 1 가스 및 제 2 가스가 공급되는 경우 기판의 위치에 따른 박막의 두께를 나타낸 도면이다.
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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 도 2의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버(110); 상기 공정 챔버(110)의 상부를 덮는 챔버 리드(120); 상기 공정 챔버(110)의 내부에 설치되어 기판(S)을 지지하는 기판 지지 수단(130); 상기 기판 지지 수단(130)에 대향하고 상기 챔버 리드(120)의 하면에 결합되어 상기 기판(S)에 가스를 공급하는 가스 분사 수단(140); 및 상기 가스 분사 수단(140)은 제 1 가스를 공급하고 상기 챔버 리드(120)의 중앙에 배치되는 제 1 가스 공급관(124) 및 제 2 가스를 공급하고 상기 챔버 리드(120)의 측면에 배치되는 제 2 가스 공급관(224)을 포함하고, 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스는 동일한 가스인 것을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 공정 챔버(110)는 상부가 개구된 "U"자 형태로 형성될 수 있다. 이러한, 상기 공정 챔버(110)의 일측에는 상기 기판(S)이 출입하는 기판 출입구(미도시)가 형성될 수 있고, 바닥면에는 공정 공간의 가스를 배기하기 위한 적어도 하나의 배기구(미도시)가 형성될 수 있다.
상기 챔버 리드(120)는 상기 공정 챔버(110)의 상부에 설치되어 상기 공정 챔버(110)의 상부를 덮을 수 있다. 이때, 상기 공정 챔버(110)와 상기 챔버 리드(120) 간의 결합 부분에는 오-링(O-ring) 등과 같은 절연 부재(미도시)가 개재될 수 있다.
상기 절연 부재(미도시)는 상기 챔버 리드(120)와 상기 공정 챔버(110) 사이를 밀봉함과 아울러 상기 챔버 리드(120)와 상기 공정 챔버(110)를 전기적으로 분리시키는 역할을 할 수 있다.
상기 챔버 리드(120)의 상면의 중앙에는 외부의 가스 공급 장치(미도시)에 연결된 상기 제 1 가스 공급관(124)이 배치될 수 있다. 상기 챔버 리드(120)의 측면에는 외부의 가스 공급 장치(미도시)에 연결된 상기 제 2 가스 공급관(224)이 배치될 수 있다.
상기 챔버 리드(120)는 전원 케이블을 통해 외부의 플라즈마 전원 공급부(122)에 연결됨으로써 상기 플라즈마 전원 공급부(122)로부터 플라즈마 전원을 인가받을 수 있다. 여기서, 상기 전원 케이블에는 임피던스 매칭 회로가 설치될 수 있다. 상기 임피던스 매칭 회로는 상기 챔버 리드(120)에 공급되는 플라즈마 전원의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시키기 위한 적어도 2개의 임피던스 소자(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 임피던스 소자는 가변 커패시터 및 가변 인덕터 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 기판 지지 수단(130)은 상기 공정 챔버(110)의 내부에 설치되어 상기 기판(S)을 지지할 수 있다. 상기 기판 지지 수단(130)은 상기 공정 챔버(110)에 설치되어 기판 반송 장치(미도시)에 의해 공정 공간으로 반입되는 상기 기판(S)을 지지할 수 있다. 이때, 상기 기판 지지 수단(130)은 상기 공정 챔버(110)에 승강 가능하게 설치될 수 있는데, 이 경우, 상기 기판 지지 수단(130)은 상기 공정 챔버(110)의 바닥면을 관통하는 지지축(132)에 의해 승강 가능하게 결합됨으로써 승강 장치(미도시)의 구동에 따른 상기 지지축(132)의 승강에 따라 공정 위치 또는 기판 로딩 및 언로딩 위치로 승강된다. 상기 지지축(132)과 상기 공정 챔버(110) 사이는 벨로우즈(134)에 의해 밀봉된다.
상기 가스 분사 수단(140)은 상기 기판 지지 수단(130)에 대향하고 상기 챔버 리드(120)의 하면에 결합되어 상기 기판(S)에 가스를 공급할 수 있다. 상기 가스 분사 수단(140)은 상기 기판 지지 수단(130)에 마주보도록 상기 챔버 리드(120)의 하면에 결합되어 외부로부터 개별적으로 공급되는 가스를 상기 기판(S) 상에 분사할 수 있다.
상기 가스 분사 수단(140)은 상기 제 1 가스를 공급하고 상기 챔버 리드(120)의 중앙에 배치되는 상기 제 1 가스 공급관(124) 및 상기 제 2 가스를 공급하고 상기 챔버 리드(120)의 측면에 배치되는 상기 제 2 가스 공급관(224)을 포함할 수 있다. 상기 가스 분사 수단(140)은 상기 제 1 가스를 확산시키는 상기 제 1 가스 버퍼 공간(142) 및 상기 제 2 가스를 확산시키는 상기 제 2 가스 버퍼 공간(242)을 포함할 수 있다. 상기 가스 분사 수단(140)은 상기 제 1 가스 버퍼 공간(142) 및 상기 제 2 가스 버퍼 공간(242)을 포함하여 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스가 균일하게 분사될 수 있도록 하여 박막의 균일도(uniformity)를 향상시킬 수 있다.
상기 가스 분사 수단(140)은 상기 챔버 리드(120)의 중앙에 배치되는 상기 제 1 가스 공급관(124)을 포함하고 상기 제 1 가스를 확산시키는 상기 제 1 가스 버퍼 공간(142)을 포함할 수 있다. 상기 가스 분사 수단(140)은 상기 제 1 가스를 확산 시키는 상기 제 1 가스 버퍼 공간(142)을 포함하고 상기 제 1 가스 버퍼 공간(142)을 통해 확산된 상기 제 1 가스를 상기 기판(S) 상으로 분사할 수 있도록 제 1 가스 분사 홀(144)을 포함할 수 있다.
상기 가스 분사 수단(140)은 상기 챔버 리드(120)의 중앙에 배치되는 상기 제 2 가스 공급관(224)을 포함하고 상기 제 2 가스를 확산시키는 상기 제 2 가스 버퍼 공간(242)을 포함할 수 있다. 상기 가스 분사 수단(140)은 상기 제 2 가스를 확산 시키는 상기 제 2 가스 버퍼 공간(242)을 포함하고 상기 제 2 가스 버퍼 공간(242)을 통해 확산된 상기 제 2 가스를 상기 기판(S) 상으로 분사할 수 있도록 제 2 가스 분사 홀(244)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스는 동일한 비율로 반응 가스와 소스 가스가 혼합된 것을 포함할 수 있다.
상기 제 1 가스는 상기 기판(S)에 형성될 박막의 주성분을 포함하는 소스 가스를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 가스는 산화막, HQ(hydroquinone) 산화막, High-K 물질의 박막, 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 또는 알루미늄(Al) 물질을 포함하는 소스 가스로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘(Si) 물질을 포함하는 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.
상기 제 1 가스는 반응 가스를 포함할 수 있다. 상기 제 1 가스는 상기 기판(S) 상에 형성될 박막 물질의 일부를 포함하는 반응 가스로 이루어지는 것으로, 박막 물질에 따라 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(N2O), 암모니아(NH3), 또는 오존(O3) 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한, 상기 반응 가스에는 아르곤(Ar), 제논(Ze), 또는 헬륨(He) 등의 불활성 가스가 혼합될 수 있다.
상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스는 동일한 비율로 반응 가스와 소스 가스가 혼합될 수 있다. 상기 제 2 가스는 상기 제 1 가스와 동일한 가스일 수 있고, 상기 제 1 가스가 소스 가스와 반응 가스의 혼합 가스인 경우 상기 제 1 가스의 혼합 비율과 상기 제 2 가스의 혼합 비율은 동일하게 형성될 수 있다. 상기 제 1 가스와 상기 제 2 가스는 동일한 가스이고, 상기 제 1 가스 공급관(124)과 상기 제 2 가스 공급관(224)은 각각 상기 챔버 리드(120)의 중앙과 측면에 배치되어 박막 상에 분사되는 상기 제 1 가스와 상기 제 2 가스는 분사량이 균일할 수 있고, 이에 따라 상기 기판(S) 상에 증착되는 박막의 균일도(uniformity)가 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버(110); 상기 공정 챔버(110)의 상부를 덮는 챔버 리드(120); 상기 공정 챔버(110)의 내부에 설치되어 기판(S)을 지지하는 기판 지지 수단(130); 상기 기판 지지 수단(130)에 대향하고 상기 챔버 리드(120)의 하면에 결합되어 상기 기판(S)에 가스를 공급하는 가스 분사 수단(140); 및 상기 가스 분사 수단(140)은 제 1 가스를 공급하고 상기 챔버 리드(120)의 중앙에 배치되는 제 1 가스 공급관(124) 및 제 2 가스를 공급하고 상기 챔버 리드(120)의 측면에 배치되는 제 2 가스 공급관(224)을 포함하고, 상기 기판(S)에 박막이 증착되는 증착량에 따라 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스의 분사량이 조절될 수 있다. 상기 기판(S)에 박막이 증착되는 증착량에 따라 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스의 분사량이 조절될 수 있기 때문에 상기 기판(S)에 증착되는 박막의 균일도(uniformity)를 향상시킬 수 있다.
상기 기판(S)에 증착되는 박막의 두께를 측정하여 상기 기판(S)의 중앙부에서 박막의 두께가 상기 기판(S)의 주변부에서 박막의 두께보다 두껍게 형성된 경우 상기 제 2 가스의 분사량을 증가시킬 수 있고, 상기 기판(S)에 증착되는 박막의 두께를 측정하여 상기 기판(S)의 중앙부에서 박막의 두께가 상기 기판(S)의 주변부에서 박막의 두께보다 얇게 형성된 경우 상기 제 1 가스의 분사량을 증가시킬 수 있다. 상기 제 1 가스 공급관(124)을 통해서 분사되는 상기 제 1 가스는 상기 챔버 리드(120)의 중앙부에 배치되기 때문에 상기 기판(S)에 분사되는 상기 제 1 가스는 상기 기판(S)의 중앙부에 더 많이 분사될 수 있다. 또한, 상기 제 2 가스 공급관(224)을 통해서 분사되는 상기 제 2 가스는 상기 챔버 리드(120)의 측면에 배치되기 때문에 상기 기판(S)에 분사되는 상기 제 2 가스는 상기 기판(S)의 주변부에 더 많이 분사될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 가스와 상기 제 2 가스의 분사량을 상기 기판(S)에 증착되는 박막의 두께에 따라 조절하여 박막의 균일도(uniformity)를 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참고하여 설명하면, 제 3 가스 공급관(324)이 추가된 것을 제외하고는 도 2의 기판 처리 장치와 동일하다. 추가된 부분만 설명하면, 상기 가스 분사 수단(140)은 제 3 가스를 공급하고 상기 챔버 리드(120)의 측면 및 상기 제 2 가스 공급관(224)의 반대측에 배치되는 제 3 가스 공급관(324)을 더 포함할 수 있다. 상기 제 3 가스는 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스와 동일한 가스일 수 있고, 상기 제 3 가스는 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스와 동일한 비율로 반응 가스와 소스 가스가 혼합된 것을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 5를 참고하여 설명하면, 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버(110) 내부로 기판(S)을 투입하는 단계; 상기 기판(S)이 배치되는 기판 지지 수단(130)을 회전시키는 단계; 상기 공정 챔버(110)를 덮는 챔버 리드(120)와 연결되고, 상기 기판 지지 수단(130)에 대향하는 가스 분사 수단(140)에 있어서, 상기 챔버 리드(120) 중앙부에 연결되는 제 1 가스 공급관(124)에서 제 1 가스가 공급되고 상기 챔버 리드(120)의 측면에 연결되는 제 2 가스 공급관(224)에서 제 2 가스가 공급되는 단계; 및 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스는 서로 동일한 가스를 동일한 유량으로 분사하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 기판(S)에 증착되는 박막의 두께를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스는 상기 기판(S) 상으로 동시에 분사될 수 있다. 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스는 동일한 가스를 동일한 유량으로 상기 기판(S) 상으로 분사되기 때문에 상기 기판(S) 상에 증착되는 박막의 균일도(uniformity)를 향상시킬 수 있다.
상기 기판(S)에 증착되는 박막의 두께를 측정하여 상기 기판(S)의 중앙부의 두께가 상기 기판(S)의 주변부보다 두껍게 형성된 경우 상기 제 2 가스의 분사량을 증가시키는 단계를 포함할 수 있고, 상기 기판(S)에 증착되는 박막의 두께를 측정하여 상기 기판(S)의 중앙부의 두께가 상기 기판(S)의 주변부보다 얇게 형성된 경우 상기 제 1 가스의 분사량을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제 1 가스 공급관(124)을 통해서 분사되는 상기 제 1 가스는 상기 챔버 리드(120)의 중앙부에 배치되기 때문에 상기 기판(S)에 분사되는 상기 제 1 가스는 상기 기판(S)의 중앙부에 더 많이 분사될 수 있다. 또한, 상기 제 2 가스 공급관(224)을 통해서 분사되는 상기 제 2 가스는 상기 챔버 리드(120)의 측면에 배치되기 때문에 상기 기판(S)에 분사되는 상기 제 2 가스는 상기 기판(S)의 주변부에 더 많이 분사될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 가스와 상기 제 2 가스의 분사량을 상기 기판(S)에 증착되는 박막의 두께에 따라 조절하여 박막의 균일도(uniformity)를 향상시킬 수 있다.
도 6a는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 제 1 가스 공급관(124)으로만 제 1 가스가 공급되는 경우 기판의 위치에 따른 박막의 두께를 나타낸 도면이고, 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 제 2 가스 공급관(224)으로만 제 2 가스가 공급되는 경우 기판의 위치에 따른 박막의 두께를 나타낸 도면이며, 도 6c는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 제 1 가스 공급관(124) 및 제 2 가스 공급관(224)으로 제 1 가스 및 제 2 가스가 공급되는 경우 기판의 위치에 따른 박막의 두께를 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 도 6c를 참고하여 설명하면, 도 6a에서 상기 제 1 가스 공급관(124)에서만 상기 제 1 가스가 공급되는 경우 상기 기판(S)의 중앙부에서 상기 제 1 가스의 분사량이 많아져서 박막의 두께는 상기 기판(S)의 중앙부에서 두껍게 형성될 수 있다. 또한, 도6b에서 상기 제 2 가스 공급관(224)에서만 상기 제 2 가스가 공급되는 경우 상기 기판(S)의 주변부에서 상기 제 2 가스의 분사량이 많아져서 박막의 두께는 상기 기판(S)의 주변부에서 두껍게 형성될 수 있다. 도 6c에서 본 발명의 실시 예에 따라서 상기 제 1 가스 공급관(124) 및 상기 제 2 가스 공급관(224)에서 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스가 공급되는 경우 상기 기 판(S)의 중앙부 및 주변부에서 박막이 균일하게 형성될 수 있고, 따라서 박막의 균일도(uniformity)가 향상될 수 있다. 또한, 상기 기판(S)에 형성된 박막의 두께에 따라서 상기 제 1 가스 공급관(124) 및 상기 제 2 가스 공급관(224)에서 분사되는 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스의 분사량을 조절하여 상기 기판(S) 상에 증착되는 박막의 균일도를 향상시킬 수 있다.이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 공정 챔버 120: 챔버 리드
130: 기판 지지 수단 140: 가스 분사 수단
132: 지지측 134: 벨로우즈
124: 제 1 가스 공급관 224: 제 2 가스 공급관
142: 제 1 가스 버퍼 공간 242: 제 2 가스 버퍼 공간
144: 제 1 가스 분사 홀 244: 제 2 가스 분사 홀
324: 제 3 가스 공급관

Claims (13)

  1. 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드;
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지 수단; 및
    상기 기판 지지 수단에 대향하고 상기 챔버 리드의 하면에 결합되어 상기 기판에 가스를 공급하는 가스 분사 수단을 포함하고,
    상기 가스 분사 수단은,
    제 1 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 중앙에 배치되는 제 1 가스 공급관;
    제 2 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 측면에 배치되는 제 2 가스 공급관;
    상기 제 1 가스 공급관으로부터 공급된 상기 제 1 가스를 확산시키는 제 1 가스 버퍼 공간; 및
    상기 제 2 가스 공급관으로부터 공급된 상기 제 2 가스를 확산시키는 제 2 가스 버퍼 공간을 포함하고,
    상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스는 각각 반응 가스와 소스 가스가 혼합된 가스이며,
    상기 제 1 가스 공급관은 반응 가스와 소스 가스의 혼합 가스인 상기 제 1 가스를 상기 제 1 가스 버퍼 공간에 공급하고,
    상기 제 2 가스 공급관은 반응 가스와 소스 가스의 혼합 가스인 상기 제 2 가스를 상기 제 2 가스 버퍼 공간에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가스의 혼합 비율과 상기 제 2 가스의 혼합 비율은 동일한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 분사 수단은 제 3 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 측면 및 상기 제 2 가스 공급관의 반대측에 배치되는 제 3 가스 공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드;
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지 수단;
    상기 기판 지지 수단에 대향하고 상기 챔버 리드의 하면에 결합되어 상기 기판에 가스를 공급하는 가스 분사 수단; 및
    상기 가스 분사 수단은 제 1 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 중앙에 배치되는 제 1 가스 공급관, 제 2 가스를 공급하고 상기 챔버 리드의 측면에 배치되는 제 2 가스 공급관, 상기 제 1 가스 공급관으로부터 공급된 상기 제 1 가스를 확산시키는 제 1 가스 버퍼 공간, 및 상기 제 2 가스 공급관으로부터 공급된 상기 제 2 가스를 확산시키는 제 2 가스 버퍼 공간을 포함하고,
    상기 기판에 박막이 증착되는 증착량에 따라 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스의 분사량이 조절되며,
    상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스는 각각 반응 가스와 소스 가스가 혼합된 가스이고,
    상기 제 1 가스 공급관은 반응 가스와 소스 가스의 혼합 가스인 상기 제 1 가스를 상기 제 1 가스 버퍼 공간에 공급하며,
    상기 제 2 가스 공급관은 반응 가스와 소스 가스의 혼합 가스인 상기 제 2 가스를 상기 제 2 가스 버퍼 공간에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하여 상기 기판의 중앙부에서 박막의 두께가 상기 기판의 주변부에서 박막의 두께보다 두껍게 형성된 경우 상기 제 2 가스의 분사량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하여 상기 기판의 중앙부에서 박막의 두께가 상기 기판의 주변부에서 박막의 두께보다 얇게 형성된 경우 상기 제 1 가스의 분사량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 공정 챔버 내부로 기판을 투입하는 단계;
    상기 기판이 배치되는 기판 지지 수단을 회전시키는 단계;
    상기 공정 챔버를 덮는 챔버 리드와 연결되고, 상기 기판 지지 수단에 대향하는 가스 분사 수단에 있어서, 상기 챔버 리드의 중앙부에 연결되는 제 1 가스 공급관에서 반응 가스와 소스 가스가 혼합된 제 1 가스가 공급되고 상기 챔버 리드의 측면에 연결되는 제 2 가스 공급관에서 반응 가스와 소스 가스가 혼합된 제 2 가스가 공급되는 단계; 및
    상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 분사하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 분사하는 단계는, 제 1 가스 버퍼 공간을 통해 확산된 상기 제 1 가스를 분사하고 제 2 가스 버퍼 공간을 통해 확산된 상기 제 2 가스를 분사하며,
    상기 제 1 가스와 상기 제 2 가스가 공급되는 단계는, 반응 가스와 소스 가스의 혼합 가스인 상기 제 1 가스를 상기 제 1 가스 공급관에서 상기 제 1 가스 버퍼 공간에 공급하고, 반응 가스와 소스 가스의 혼합 가스인 상기 제 2 가스를 상기 제 2 가스 공급관에서 상기 제 2 가스 버퍼 공간으로 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 분사하는 단계는, 서로 동일한 상기 제 1 가스와 상기 제 2 가스를 서로 동일한 유량으로 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하여 상기 기판의 중앙부의 두께가 상기 기판의 주변부보다 두껍게 형성된 경우 상기 제 2 가스의 분사량을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판에 증착되는 박막의 두께를 측정하여 상기 기판의 중앙부의 두께가 상기 기판의 주변부보다 얇게 형성된 경우 상기 제 1 가스의 분사량을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 분사하는 단계는,
    상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 서로 동일한 유량으로 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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