KR102461199B1 - Substrate processing apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판처리장치를 개시하며, 챔버 내에 구성되며, 적어도 하나의 공정 대상이 상면에 로딩되고, 공정을 위하여 회전하는 서셉터(Susceptor); 상기 서셉터의 회전 중심을 기준으로 서로 마주하도록 상기 서셉터의 상부에 구성되며, 상기 서셉터의 상부를 제1 공간과 제2 공간으로 분할하는 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 가스 분사 장치; 상기 제1 공간에 대응하는 상기 챔버의 제1 가장자리영역과 제1 중심영역의 소스가스를 각각 펌핑하는 소스가스 펌핑 장치; 및 상기 제2 공간에 대응하는 상기 챔버의 제2 가장자리영역과 제2 중심영역의 반응가스를 각각 펌핑하는 반응가스 펌핑 장치;를 포함한다.The present invention discloses a substrate processing apparatus, comprising: a susceptor configured in a chamber, loaded with at least one processing object on an upper surface, and rotating for processing; a purge gas spraying device configured to face each other with respect to the rotational center of the susceptor and spraying a purge gas that divides the upper portion of the susceptor into a first space and a second space; a source gas pumping device for pumping source gas in a first edge region and a first central region of the chamber corresponding to the first space; and a reaction gas pumping device for respectively pumping the reaction gas in the second edge region and the second central region of the chamber corresponding to the second space.

Description

기판처리장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS} Substrate processing equipment {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼와 같은 반도체 기판에 박막을 형성하는 공정을 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus performing a process of forming a thin film on a semiconductor substrate such as a wafer.

웨이퍼와 같은 반도체 기판 상에 박막이 소스가스와 반응가스를 이용하여 미세하고 균일한 두께를 가지며 스텝 커버리지 특성이 우수하도록 형성될 수 있다.A thin film may be formed on a semiconductor substrate such as a wafer using a source gas and a reactive gas to have a fine and uniform thickness and to have excellent step coverage characteristics.

이 경우, 소스가스와 반응가스는 분리된 공간에서 각각 별도의 공정에 이용되어야 한다. 그러나, 소스가스와 반응가스의 펌핑이 원활하지 않은 경우, 소스가스와 반응가스의 혼합에 의한 CVD(Chemical Vapor Deposition, 이하 "CVD"라 함) 반응이 웨이퍼 상에 발생할 수 있다. 이러한 CVD 반응은 웨이퍼 상에 불균일한 두께의 박막이 증착되는 원인이 된다.In this case, the source gas and the reaction gas should be used in separate processes in a separate space. However, when the pumping of the source gas and the reaction gas is not smooth, a CVD (Chemical Vapor Deposition, hereinafter referred to as "CVD") reaction by mixing the source gas and the reaction gas may occur on the wafer. This CVD reaction causes a thin film of non-uniform thickness to be deposited on the wafer.

그리고, 박막은 동일 웨이퍼 상에서도 다양한 원인에 따라 위치에 따라서 불균일하게 형성될 수 있다In addition, the thin film may be formed non-uniformly according to the location depending on various causes even on the same wafer.

그러므로, 기판처리장치는 박막을 균일한 두께로 형성할 수 있도록 구조적인 개선이 요구되는 실정이다.Therefore, there is a need for structural improvement in the substrate processing apparatus so that a thin film can be formed with a uniform thickness.

특허문헌 1: 한국등록특허 10-1452222(등록일 : 2014년 10월 13일, 명칭 : 원자층 증착 장치)Patent Document 1: Korean Patent Registration 10-1452222 (Registration Date: October 13, 2014, Title: Atomic Layer Deposition Device) 특허문헌 2: 한국등록특허 10-1084311(등록일 : 2011년 11월 10일, 명칭 : 원자층 증착 장치)Patent Document 2: Korean Patent No. 10-1084311 (Registration Date: November 10, 2011, Title: Atomic Layer Deposition Device)

본 발명은 소스가스와 반응 가스의 펌핑 구조를 개선함으로써 SDP ALD에서 균일한 두꼐의 박막을 형성함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to form a thin film of uniform thickness in SDP ALD by improving the pumping structure of a source gas and a reaction gas.

또한, 본 발명은 SDP ALD에서 소스가스와 반응 가스의 펌핑 구조를 개선함으로써 소스가스와 반응가스의 혼합에 의한 불균일한 박막의 증착을 방지함을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to prevent non-uniform thin film deposition due to mixing of the source gas and the reaction gas by improving the pumping structure of the source gas and the reaction gas in SDP ALD.

또한, 본 발명은 소스가스와 반응 가스의 펌핑 구조를 개선함으로써 웨이퍼의 위치 별 노출 시간 및 패턴 밀도의 차이로 인한 불균일한 박막의 증착을 방지함을 또다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to prevent non-uniform thin film deposition due to differences in exposure time and pattern density for each position of the wafer by improving the pumping structure of the source gas and the reaction gas.

상기한 목적을 해결하기 위한 본 발명의 기판처리장치는, 챔버 내에 구성되며, 적어도 하나 이상의 기판이 상면에 로딩되는 서셉터(Susceptor); 상기 서셉터의 회전 중심을 기준으로 서로 마주하도록 상기 서셉터의 상부에 구성되며, 상기 서셉터의 상부를 제1 공간과 제2 공간으로 분할하는 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사 장치; 상기 제1 공간에 대응하는 상기 챔버의 제1 가장자리영역과 제1 중심영역의 소스가스를 각각 펌핑하는 소스가스 펌핑 장치; 및 상기 제2 공간에 대응하는 상기 챔버의 제2 가장자리영역과 제2 중심영역의 반응가스를 각각 펌핑하는 반응가스 펌핑 장치;를 포함하되, 상기 서셉터의 중심부에 상기 퍼지가스를 분사하는 중심 퍼지가스 분사 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A substrate processing apparatus of the present invention for solving the above object is configured in a chamber, at least one or more substrates are loaded on the upper surface of the susceptor (Susceptor); a purge gas injection device configured to face each other with respect to the rotational center of the susceptor and spraying a purge gas that divides the upper portion of the susceptor into a first space and a second space; a source gas pumping device for pumping source gas in a first edge region and a first central region of the chamber corresponding to the first space; and a reaction gas pumping device for pumping the reaction gas in the second edge region and the second central region of the chamber corresponding to the second space, respectively, including, a central purge for injecting the purge gas into the center of the susceptor It characterized in that it further comprises a gas injection device.

또한, 본 발명의 기판처리장치는, 챔버 내에 구성되며, 적어도 하나 이상의 기판이 상면에 로딩되는 서셉터(Susceptor); 상기 서셉터의 중심을 기준으로 상기 서셉터의 상부에 방사상으로 배치되며, 상기 서셉터의 상부를 제1 공간과 제2 공간으로 분할하는 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사 장치; 상기 서셉터의 상부 제1 공간에 소스가스를 분사하는 소스가스 분사 장치; 상기 서셉터의 상부 제2 공간에 반응가스를 분사하는 반응가스 분사 장치; 상기 제1 공간의 상기 챔버의 제1 가장자리영역를 배기하는 제1 패스트 배기라인; 상기 제1 공간의 상기 챔버의 중심부의 제1 중심영역을 배기하는 제1 슬로우 배기라인; 상기 제2 공간의 상기 챔버의 제2 가장자리영역을 배기하는 제2 패스트 배기라인; 및 상기 제2 공간의 상기 챔버의 중심부의 제2 중심영역을 배기하는 제2 슬로우 배기라인;을 포함하되, 상기 서셉터의 중심부에 상기 퍼지가스를 분사하는 중심 퍼지가스 분사 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the substrate processing apparatus of the present invention is configured in the chamber, at least one or more substrates are loaded on the upper surface of the susceptor (Susceptor); a purge gas injection device disposed radially on the upper portion of the susceptor with respect to the center of the susceptor and spraying a purge gas that divides the upper portion of the susceptor into a first space and a second space; a source gas injection device for injecting the source gas into the first space above the susceptor; a reaction gas injection device for injecting a reaction gas into the upper second space of the susceptor; a first fast exhaust line for exhausting a first edge region of the chamber in the first space; a first slow exhaust line exhausting a first central region of the central portion of the chamber of the first space; a second fast exhaust line for exhausting a second edge region of the chamber in the second space; and a second slow exhaust line for exhausting a second central region of the central portion of the chamber of the second space; including, but further comprising a central purge gas injection device for injecting the purge gas into the central portion of the susceptor characterized.

본 발명은 기판에 박막을 증착하기 위하여 분할된 공간에 분사된 소스가스와 반응가스가 각 공간 별 챔버의 가장자리영역과 중심 영역에서 펌핑되며 중심 영역의 소스가스와 반응 가스의 펌핑량을 각각 제어하는 펌핑 구조를 갖는다.In order to deposit a thin film on a substrate, the source gas and the reaction gas injected into the divided space are pumped in the edge area and the center area of the chamber for each space, and the pumping amount of the source gas and the reaction gas in the center area is controlled, respectively. It has a pumping structure.

그러므로, 본 발명은 개선된 펌핑 구조에 의하여 균일한 두꼐의 박막을 형성할 수 있다. 그리고, 본 발명은 소스가스와 반응가스의 혼합에 의한 불균일한 박막의 증착을 방지할 수 있고, 공정 대상인 웨이퍼의 위치 별 노출 시간 및 패턴 밀도의 차이로 인한 불균일한 박막의 증착을 방지할 수 있다.Therefore, according to the present invention, a thin film having a uniform thickness can be formed by an improved pumping structure. In addition, the present invention can prevent the non-uniform thin film deposition due to the mixing of the source gas and the reactive gas, and can prevent the non-uniform thin film deposition due to the difference in exposure time and pattern density for each position of the wafer to be processed. .

도 1은 본 발명의 기판처리장치의 바람직한 실시예를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 A-A 부분의 챔버 단면을 간략히 나타낸 단면도.
도 3은 웨이퍼의 위치에 따른 각속도 변화를 설명하는 도면.
도 4는 각속도의 변화에 따른 박막의 두께 변화를 도시한 그래프.
도 5는 웨이퍼의 위치에 따른 패턴 밀도의 차이를 설명하는 도면하기 위한 도면.
도 6은 패턴 밀도의 차이에 따른 박막의 두께 변화를 도시한 그래프.
도 7은 각속도의 변화와 패턴 밀도의 복합적인 차이로 인한 박막의 두께 변화를 도시한 그래프.1 is a view showing a preferred embodiment of the substrate processing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a cross-section of a chamber in a portion AA of FIG. 1 .
3 is a view for explaining the change in angular velocity according to the position of the wafer.
4 is a graph showing the change in the thickness of the thin film according to the change of the angular velocity.
5 is a view for explaining a difference in pattern density depending on the position of the wafer;
6 is a graph showing a change in the thickness of a thin film according to a difference in pattern density.
7 is a graph showing a change in the thickness of a thin film due to a complex difference in a change in angular velocity and a pattern density;

이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 참조부호들 중 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The same reference numerals among the reference numerals shown in the respective drawings indicate the same members.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one element from other elements. used

본 발명은 박막의 형성을 위한 공정을 수행하는 기판처리장치의 서셉터 중심 영역에 대한 소스가스와 반응가스의 펌핑을 제어할 수 있는 개선된 펌핑 구조를 개시한다. 본 발명은 보다 바람직하게 공간 분할 플라즈마 원자층 증착(Space Divided Plasma Atomic Layer Deposition, 이하 "SDP ALD"라 함)에 의한 박막을 형성하는 기판처리장치에 적용될 수 있다.The present invention discloses an improved pumping structure capable of controlling the pumping of a source gas and a reaction gas to a susceptor central region of a substrate processing apparatus performing a process for forming a thin film. The present invention is more preferably applied to a substrate processing apparatus for forming a thin film by space divided plasma atomic layer deposition (Space Divided Plasma Atomic Layer Deposition, hereinafter referred to as "SDP ALD").

도 1은 본 발명에 의해 실시되는 기판처리장치의 챔버 내의 평면 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 기판처리장치의 챔버(100) 내의 서셉터(110)를 기준으로 하는 키트(Kit)들의 평면적인 배치 관계와 소스가스와 반응가스의 펌핑 구조를 이해할 수 있다.1 is a view for explaining a planar structure in a chamber of a substrate processing apparatus implemented by the present invention. Referring to FIG. 1 , the planar arrangement relationship of kits based on the susceptor 110 in the chamber 100 of the substrate processing apparatus and the pumping structure of the source gas and the reaction gas can be understood.

그리고, 도 2는 도 1의 A-A 부분의 챔버 단면을 간략히 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하면, 챔버(100) 내부의 서셉터(110)와 키트들의 수직적 구조 및 챔버(100) 외부의 펌핑 구조를 이해할 수 있다.And, FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a cross-section of the chamber at a portion A-A of FIG. 1 . Referring to FIG. 2 , the vertical structure of the susceptor 110 and kits inside the chamber 100 and the pumping structure outside the chamber 100 can be understood.

이에, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 기판처리장치의 실시예에 대하여 설명한다.Accordingly, an embodiment of the substrate processing apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 .

챔버(100)는 내부에 서셉터(110), 퍼지키트들(120, 122), 리액턴트 키트들(130, 132), 플라즈마 키트(134), 소스키트들(140~144) 및 중심 퍼지키트(160)를 수용한다.The chamber 100 has a susceptor 110, purge kits 120, 122, reactant kits 130, 132, plasma kit 134, source kits 140 to 144 and a central purge kit therein. (160) is accepted.

이 중, 서셉터(110)는 챔버(100) 내에 구성되며, 적어도 하나의 기판이 상면에 로딩되고, 공정을 위하여 회전하도록 구성된다. 본 발명의 설명을 위하여 기판은 웨이퍼(W)로 예시한다. Among them, the susceptor 110 is configured in the chamber 100 , at least one substrate is loaded on the upper surface, and is configured to rotate for processing. For the description of the present invention, the substrate is exemplified as a wafer (W).

서셉터(110)는 원형 플레이트 또는 링형 플레이트과 같이 회전에 용이한 평면 구조를 가질 수 있으며 본 발명의 설명을 위하여 원형 플레이트로 예시한다. 상기한 구조의 서셉터(110)는 박막을 형성하는 공정을 위하여 하부의 회전축(112)을 중심으로 예시적으로 수평의 시계 방향으로 정속으로 회전할 수 있다. 회전축(112)은 서셉터(110)의 회전 중심에 위치하며, 모터(도시되지 않음)와 같은 회전 동력원의 회전력을 서셉터(110)로 전달하는 역할을 한다.The susceptor 110 may have a flat structure that is easy to rotate, such as a circular plate or a ring-shaped plate, and is exemplified as a circular plate for the description of the present invention. The susceptor 110 having the above structure may rotate at a constant speed in a horizontal clockwise direction around the lower rotation shaft 112 for the process of forming the thin film. The rotation shaft 112 is positioned at the rotation center of the susceptor 110 , and serves to transmit the rotational force of a rotational power source such as a motor (not shown) to the susceptor 110 .

서셉터(110)는 복수의 웨이퍼(W)를 등각으로 이격된 위치들에 로딩할 수 있다. 이때, 웨이퍼(W)가 로딩되는 위치들의 이격 간격은 후술되는 퍼지키트들(120, 122), 리액턴트 키트들(130, 132), 플라즈마 키트(134)의 배치 간격을 고려하여 결정될 수 있다. 예시적으로, 웨이퍼(W)가 로딩되는 위치들의 이격 간격은 퍼지키트들(120, 122), 리액턴트 키트들(130, 132), 플라즈마 키트(134)의 배치 간격과 동일하게 결정될 수 있다.The susceptor 110 may load the plurality of wafers W at equiangularly spaced positions. In this case, the spacing between the positions at which the wafer W is loaded may be determined in consideration of the arrangement intervals of the purge kits 120 and 122 , the reactant kits 130 and 132 , and the plasma kit 134 to be described later. Illustratively, the spacing between the positions at which the wafer W is loaded may be determined to be the same as the spacing between the purge kits 120 and 122 , the reactant kits 130 and 132 , and the plasma kit 134 .

챔버(100)는 서셉터(110)의 회전을 보장하기 위한 원통형 내부 공간을 갖는 것으로 이해될 수 있다. The chamber 100 may be understood to have a cylindrical inner space for ensuring rotation of the susceptor 110 .

서셉터(110)와 챔버(100)의 내벽 사이는 챔버(100)의 가장자리영역(105)으로 정의될 수 있다.A space between the susceptor 110 and the inner wall of the chamber 100 may be defined as an edge region 105 of the chamber 100 .

그리고, 퍼지키트들(120, 122)은 서셉트(100)의 회전 중심을 기준으로 서로 마주하도록 서셉터(100)의 상부에 구성된다. 퍼지키트들(120, 122)은 퍼지가스 분사 장치로 이해될 수 있으며, 퍼지가스를 분사하여서 회전하는 서셉터(100)의 상부를 제1 공간과 제2 공간으로 분할하는 퍼지 영역을 각각 형성한다. In addition, the purge kits 120 and 122 are configured on top of the susceptor 100 to face each other based on the rotation center of the susceptor 100 . The purge kits 120 and 122 may be understood as a purge gas injection device, and form a purge region that divides the upper portion of the rotating susceptor 100 into a first space and a second space by injecting a purge gas, respectively. .

퍼지키트들(120, 122)은 서셉터(110)를 향하는 저면에 퍼지 가스를 분사하는 분사 헤드들(도시되지 않음)을 구비할 수 있다. 퍼지가스가 분사되는 퍼지키트들(120, 122)의 하부 영역은 퍼지 영역으로 정의할 수 있다. The purge kits 120 and 122 may include spray heads (not shown) for spraying a purge gas on a bottom surface facing the susceptor 110 . A lower region of the purge kits 120 and 122 to which the purge gas is injected may be defined as a purge region.

퍼지키트들(120, 122)의 사이에는 중심 퍼지키트(160)가 구성된다. 중심 퍼지키트(160)는 서셉터의 중심부에 퍼지가스를 분사하는 중심 퍼지가스 분사 장치로 이해될 수 있다. 상기한 중심 퍼지키트(160)는 서셉터(100)의 상기 회전 중심에 대응하며 서셉터(100)의 상부에 퍼지키트들(120, 122)과 열을 이루도록 구성된다. 중심 퍼지키트(160)도 서셉터(100)를 향하는 저면에 퍼지키트들(120, 122)과 열을 이루며 중심 퍼지영역의 형성을 위하여 하부로 퍼지가스를 분사하는 퍼지 헤드들(162)를 구비한다.A central purge kit 160 is configured between the purge kits 120 and 122 . The central purge kit 160 may be understood as a central purge gas injection device that injects a purge gas into the center of the susceptor. The central purge kit 160 corresponds to the rotation center of the susceptor 100 and is configured to form a row with the purge kits 120 and 122 on the susceptor 100 . The central purge kit 160 is also provided with purge heads 162 that form a column with the purge kits 120 and 122 on the bottom surface facing the susceptor 100 and inject a purge gas downward to form a central purge area. do.

중심 퍼지키트(160)에 의하여 형성되는 중심 퍼지영역에 의하여 퍼지키트들(120, 122)에 의한 퍼지 영역들이 이어진다. The purge areas by the purge kits 120 and 122 are followed by the central purge area formed by the center purge kit 160 .

즉, 서셉터(110)의 상부 영역은 회전 중심을 가로지르며 열을 이루는 중심 퍼지키트(160)의 중심 퍼지영역과 퍼지키트들(120, 122)의 퍼지영역들에 의해 제1 공간과 제2 공간으로 분할된다. 제1 공간은 소스가스의 분사 및 펌핑이 이루어지는 공간으로 정의할 수 있고, 제2 공간은 반응가스의 분사 및 펌핑이 이루어지는 공간으로 정의할 수 있다. That is, the upper region of the susceptor 110 crosses the rotation center and forms a first space and a second space by the central purge area of the central purge kit 160 and the purge areas of the purge kits 120 and 122 . divided into space. The first space may be defined as a space where the source gas is injected and pumped, and the second space may be defined as a space where the reaction gas is injected and pumped.

상기한 중심 퍼지키트(160) 및 퍼지키트들(120, 122)의 구성에 의하여 서셉터(110) 상부의 제1 공간과 제2 공간은 분리되며, 제1 공간의 소스가스와 제2 공간의 반응가스의 혼합이 방지될 수 있다. 그러므로, 소스가스와 반응가스의 미세 CVD 결합에 의한 웨이퍼(W) 상의 불균일한 박막의 증착이 방지될 수 있다.The first space and the second space above the susceptor 110 are separated by the configuration of the central purge kit 160 and the purge kits 120 and 122, and the source gas of the first space and the second space are separated. Mixing of the reaction gases can be prevented. Therefore, the non-uniform thin film deposition on the wafer W by the fine CVD combination of the source gas and the reaction gas can be prevented.

그리고, 중심 퍼지키트(160)는 서셉터(110)의 회전 중심에 대응하는 위치에 형성된다. 그러므로 중심 퍼지키트(160)의 하부는 서셉터(110)의 중심 영역 즉 챔버(100)의 중심 영역으로 정의할 수 있다. And, the central purge kit 160 is formed at a position corresponding to the rotation center of the susceptor (110). Therefore, the lower portion of the central purge kit 160 may be defined as the central region of the susceptor 110 , that is, the central region of the chamber 100 .

중심 퍼지키트(160)는 서셉터(110)를 향하는 저면에 소스가스를 펌핑하기 중심 소스가스 배기구(164S) 및 반응가스를 펌핑하기 위한 중심 반응가스 배기구(164R)을 구비한다. 여기에서, 중심 소스가스 배기구(164S)와 중심 반응가스 배기구(164R)는 제1 중심영역 배기구 및 제2 중심영역 배기구로 이해될 수 있다. The central purge kit 160 includes a central source gas exhaust port 164S for pumping the source gas and a central reaction gas exhaust port 164R for pumping the reaction gas on the bottom surface facing the susceptor 110 . Here, the central source gas exhaust port 164S and the central reaction gas exhaust port 164R may be understood as a first central region exhaust port and a second central region exhaust port.

중심 소스가스 배기구(164S)와 중심 반응가스 배기구(164R)는 열을 이루는 퍼지 헤드들(162)의 양측에 형성된다. 여기에서, 퍼지 헤드들(162)은 중심 퍼지가스 분사구들로 이해될 수 있다. 보다 구체적으로, 중심 소스가스 배기구(164S)는 중심 퍼지영역에 의해 구분되는 제1 영역 쪽에 배치되고, 중심 반응가스 배기구(164R)는 중심 퍼지영역에 의해 구분되는 제2 영역 쪽에 배치된다. The central source gas exhaust port 164S and the central reaction gas exhaust port 164R are formed on both sides of the purge heads 162 forming a row. Here, the purge heads 162 may be understood as central purge gas injection holes. More specifically, the central source gas exhaust port 164S is disposed on the side of the first region divided by the central purge region, and the central reaction gas exhaust port 164R is disposed on the side of the second region separated by the central purge region.

그러므로 중심 퍼지키트(160)의 하부가 챔버(100)의 중심 영역으로 정의되는 바를 참조하여, 중심 소스가스 배기구(164S)는 제1 중심 영역에 위치하고, 중심 반응가스 배기구(164R)는 제2 중심 영역에 위치한 것으로 이해될 수 있다.Therefore, referring to the bar where the lower part of the central purge kit 160 is defined as the central region of the chamber 100, the central source gas exhaust port 164S is located in the first central region, and the central reaction gas exhaust port 164R is the second central region. It can be understood as being located in an area.

한편, 서셉터(110)의 상부 영역 중, 제1 공간에는 소스가스를 분사하는 소스키트들(140, 142, 144)가 구성되고, 제2 공간에는 반응가스를 분사하는 리액턴트 키트들(130, 132) 및 공정 대상에 대한 플라즈마 처리를 수행하는 플라즈마 키트(134)가 구성된다. 본 발명은 실시예로서 3 개의 소스키트들, 2개의 리액턴트 키트 및 1 개의 플라즈마 키트가 구성된 것을 예시하였으나, 증착을 위한 박막의 두께나 재질 등을 고려하여 다양한 수로 소스키트, 리액턴트 키트 및 플라즈마 키트가 구성될 수 있다.Meanwhile, among the upper regions of the susceptor 110 , source kits 140 , 142 , 144 for spraying source gas are configured in a first space, and reactant kits 130 for spraying reaction gas in a second space , 132) and a plasma kit 134 for performing plasma treatment on a process target are configured. The present invention exemplifies that three source kits, two reactant kits, and one plasma kit are configured as an embodiment, but in consideration of the thickness or material of the thin film for deposition, there are various numbers of source kits, reactant kits and plasma A kit may be constructed.

상기한 구성에서, 소스키트들(140, 142, 144)은 소스가스 공급라인(예시적으로 도 2의 143)을 통하여 공급되는 소스가스를 저면의 분사 헤드들을 통하여 서셉터(110) 상의 웨이퍼(W)로 분사하여서 소스가스를 웨이퍼(W) 상에 증착한다. 그리고, 리액턴트 키트들(130, 132)은 반응가스 공급라인(예시적으로 도 2의 133)을 통하여 공급되는 반응가스를 저면의 분사헤드들을 통하여 서셉터(110) 상의 웨이퍼(W)로 분사하여서 반응가스를 웨이퍼(W) 상에 증착한다. 그리고, 플라즈마 키트(134)는 하부에 의치한 서셉터(110)의 웨이퍼(W) 상부에 플라즈마를 형성함으로써 증착된 소스가스와 반응가스의 결합을 유도함으로써 박막을 형성한다.In the above configuration, the source kits 140 , 142 , 144 transmit the source gas supplied through the source gas supply line (eg, 143 in FIG. 2 ) to the wafer ( W) to deposit the source gas on the wafer (W). In addition, the reactant kits 130 and 132 inject the reaction gas supplied through the reaction gas supply line (eg, 133 in FIG. 2 ) to the wafer W on the susceptor 110 through the injection heads on the bottom surface. Thus, the reaction gas is deposited on the wafer (W). Then, the plasma kit 134 forms a thin film by inducing a combination of the deposited source gas and the reactive gas by forming plasma on the wafer W of the susceptor 110 placed on the lower portion.

서셉터(110)의 상부 영역에는 제1 공간과 제2 공간을 구분하는 퍼지키트들(120, 122), 제1 공간의 소스키트들(140, 142, 144) 및 제2 공간의 리액턴트 키트(130, 132) 및 플라즈마 키트(134)가 중앙 퍼지키트(160)를 중심으로 방사형으로 배치된다.In the upper region of the susceptor 110, the fuzzy kits 120 and 122 for dividing the first space and the second space, the source kits 140, 142, 144 of the first space, and the reactant kit of the second space Reference numerals 130 and 132 and the plasma kit 134 are radially arranged around the central purge kit 160 .

상기한 구성에 의하여, 서셉터(110)에 로딩된 웨이퍼(W)는 시계 방향으로 회전하면서 제1 공간의 소스키트들(140, 142, 144)과 제2 공간의 리액턴트 키트(130, 132) 및 플라즈마 키트(134)를 순차적으로 시계 방향으로 경유하며 박막을 증착한다. 상기와 같이 웨이퍼(W)에 박막을 증착하는 과정은 박막이 목적하는 두께로 증착될 때까지 미리 설정된 회수만큼 반복될 수 있다.According to the above configuration, the wafer W loaded on the susceptor 110 rotates clockwise while the source kits 140 , 142 , 144 in the first space and the reactant kits 130 and 132 in the second space rotate. ) and the plasma kit 134 sequentially clockwise to deposit a thin film. The process of depositing the thin film on the wafer W as described above may be repeated a preset number of times until the thin film is deposited to a desired thickness.

참고로, 소스가스가 분사되는 제1 공간의 소스키트들(140, 142, 144)을 경유하는 과정에서 웨이퍼(W)의 상부에 소스가스가 증착되고, 퍼지키트(122)를 지나면서 웨이퍼(W) 상의 불순물이 제거되며, 반응가스가 분사되는 제2 공간의 리액턴트 키트(130, 132)를 경유하는 과정에서 웨이퍼(W)의 상부에 반응가스가 추가 증착된다. 그 후 플라즈마 키트(134)를 경유하는 과정에서 증착된 소스가스 및 반응가스의 반응에 의해서 목적하는 박막이 형성될 수 있다. 그리고, 웨이퍼(W)는 추가 박막의 형성을 위하여 퍼지키트(120)을 경유하여 제1 공간으로 재 진입된다.For reference, the source gas is deposited on the upper portion of the wafer (W) in the process of passing through the source kits 140, 142, and 144 of the first space where the source gas is sprayed, and as the source gas passes through the purge kit 122, the wafer ( Impurities on W) are removed, and a reaction gas is additionally deposited on the upper portion of the wafer W while passing through the reactant kits 130 and 132 in the second space where the reaction gas is injected. Thereafter, a desired thin film may be formed by the reaction of the source gas and the reaction gas deposited in the course of passing through the plasma kit 134 . Then, the wafer W is re-entered into the first space via the purge kit 120 to form an additional thin film.

한편, 본 발명의 실시예는 소스가스 펌핑 장치 및 반응가스 펌핑 장치를 포함한다. 소스가스 펌핑 장치는 서셉터(110) 상부의 제1 공간에 대응하는 챔버(100)의 제1 가장자리영역과 제1 중심영역의 소스가스를 각각 펌핑한다. 그리고, 반응가스 펌핑 장치는 서셉터(110) 상부의 제2 공간에 대응하는 챔버(100)의 제2 가장자리영역과 제2 중심영역의 반응가스를 각각 펌핑한다.Meanwhile, an embodiment of the present invention includes a source gas pumping device and a reactive gas pumping device. The source gas pumping apparatus pumps the source gas in the first edge region and the first central region of the chamber 100 corresponding to the first space above the susceptor 110 , respectively. In addition, the reaction gas pumping apparatus pumps the reaction gas in the second edge region and the second central region of the chamber 100 corresponding to the second space above the susceptor 110 , respectively.

상기한 소스가스 펌핑 장치 및 반응가스 펌핑 장치에 의해서, 본 발명은 박막의 증착을 위하여 분할된 제1 및 제2 공간에 분사된 소스가스와 반응가스를 각 공간 별 챔버의 가장자리영역과 중심 영역에서 펌핑하고, 중심 영역의 소스가스와 반응 가스의 펌핑량을 각각 제어할 수 있다.By the above-described source gas pumping device and reactive gas pumping device, the present invention applies the source gas and the reactive gas injected into the first and second spaces divided for deposition of the thin film in the edge region and the center region of the chamber for each space. pumping, and it is possible to control the pumping amounts of the source gas and the reaction gas of the central region, respectively.

그리고, 본 발명은 상기한 소스가스 펌핑 장치 및 반응가스 펌핑 장치에 의해서 소스가스와 반응가스의 혼합에 의한 불균일한 박막의 증착을 방지할 수 있고, 공정 대상인 웨이퍼의 위치 별 노출 시간 및 패턴 밀도의 차이로 인한 불균일한 박막의 증착을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can prevent the deposition of a non-uniform thin film due to the mixing of the source gas and the reaction gas by the source gas pumping device and the reaction gas pumping device described above, Deposition of non-uniform thin films due to differences can be prevented.

본 발명에서 서셉터(110)의 제1 공간에 대응하는 챔버(100)의 가장자리영역(105)에는 소스가스 배기구(150SE)가 형성되며, 서셉터(110)의 제2 공간에 대응하는 챔버(100)의 가장자리영역(105)에는 반응가스 배기구(150RE)가 형성된다. 본 발명의 실시예로서 제1 공간과 제2 공간의 가장자리영역(105)은 챔버(100)의 측벽과 서셉터(110) 사이로 정의될 수 있다.In the present invention, a source gas exhaust port 150SE is formed in the edge region 105 of the chamber 100 corresponding to the first space of the susceptor 110, and a chamber ( A reaction gas exhaust port 150RE is formed in the edge region 105 of the 100 . In an embodiment of the present invention, the edge region 105 of the first space and the second space may be defined between the sidewall of the chamber 100 and the susceptor 110 .

챔버(100)는 제1 공간과 제2 공간의 가장자리영역(105)의 하부에 각각 소스가스를 펌핑하기 위한 가장자리영역 소스가스 배기구(150SE)와 반응가스를 펌핑하기 위한 가장자리영역 반응가스 배기구(150RE)를 구비한다. 즉, 소스가스 배기구(150SE)와 반응가스 배기구(150RE)는 제1 공간배기구와 제2 공간배기구로 이해될 수 있다.The chamber 100 has an edge region source gas exhaust port 150SE for pumping a source gas and an edge region reaction gas exhaust port 150RE for pumping a reaction gas under the edge region 105 of the first space and the second space, respectively. ) is provided. That is, the source gas exhaust port 150SE and the reaction gas exhaust port 150RE may be understood as a first space exhaust port and a second space exhaust port.

그리고, 중심 퍼지키트(160)에는 상술한 바와 같이 중심 소스가스 배기구(164S) 및 중심 반응가스 배기구(164R)가 구성된다.In addition, the central purge kit 160 includes a central source gas exhaust port 164S and a central reaction gas exhaust port 164R as described above.

상기한 구성을 기초로, 소스가스 펌핑 장치는 소스가스 펌프(154S), 서셉터(110)의 제1 공간에 대응하는 챔버(100)의 가장자리영역(105)에 형성된 가장자리영역 소스가스 배기구(150SE)와 소스가스 펌프(154S)를 연결하는 소스가스 배기 라인(156S), 중심 퍼지키트(160)의 제1 중심 영역에 형성된 중심 소스가스 배기구(164S)와 소스가스 배기 라인(156S)을 연결하는 소스가스 배기 라인(158S) 및 소스가스 배기 라인(158S)에 구성되어서 펌핑량을 제어하는 미터링 밸브(152S)를 구비한다. Based on the above configuration, the source gas pumping device includes the source gas pump 154S and the edge region source gas exhaust port 150SE formed in the edge region 105 of the chamber 100 corresponding to the first space of the susceptor 110 . ) and the source gas exhaust line 156S connecting the source gas pump 154S, the central source gas exhaust port 164S formed in the first central region of the central purge kit 160 and the source gas exhaust line 156S. A metering valve 152S is provided in the source gas exhaust line 158S and the source gas exhaust line 158S to control the pumping amount.

또한, 반응가스 펌핑 장치는 반응가스 펌프(154R), 서셉터(110)의 제2 공간에 대응하는 챔버(100)의 가장자리영역(105)에 형성된 가장자리영역 반응가스 배기구(150RE)와 반응가스 펌프(154R)를 연결하는 반응가스 배기 라인(156R), 중심 퍼지키트(160)의 제2 중심 영역에 형성된 중심 반응가스 배기구(164R)와 반응가스 배기 라인(156R)을 연결하는 반응가스 배기 라인(158R) 및 반응가스 배기 라인(158R)에 구성되어서 펌핑량을 제어하는 미터링 밸브(152R)를 구비한다.In addition, the reaction gas pumping apparatus includes a reaction gas pump 154R, an edge area reaction gas exhaust port 150RE formed in the edge area 105 of the chamber 100 corresponding to the second space of the susceptor 110, and a reaction gas pump. A reactive gas exhaust line 156R connecting 154R, a reactive gas exhaust line connecting the central reactive gas exhaust port 164R and the reactive gas exhaust line 156R formed in the second central region of the central purge kit 160 ( 158R) and a metering valve 152R configured in the reaction gas exhaust line 158R to control the pumping amount.

상기한 바에서 미터링 밸브(152S, 152R)는 유량제어기를 예시한 것이며, 유량제어기는 온/오프(ON/OFF) 밸브 및 게이트 밸브 등으로 구성될 수 있다.In the above bar, the metering valves 152S and 152R exemplify a flow controller, and the flow controller may include an ON/OFF valve and a gate valve.

상기와 같이 소스가스 펌핑 장치는 중심 소스가스 배기구(164S)와 소스가스 펌프(154S)가 소스가스 배기 라인(158S)을 통하여 연결되고 가장자리영역 소스가스 배기구(150SE)와 소스가스 펌프(154S)가 소스가스 배기 라인(156S)을 통하여 연결된다. As described above, in the source gas pumping device, the central source gas exhaust port 164S and the source gas pump 154S are connected through the source gas exhaust line 158S, and the edge region source gas exhaust port 150SE and the source gas pump 154S are It is connected through a source gas exhaust line 156S.

그러므로, 소스가스 펌프(154S)가 펌핑을 개시하면, 서셉터(110)의 제1 공간에 대응하는 챔버(100)의 가장자리영역(105)의 소스가스가 가장자리영역 소스가스 배기구(150SE)와 소스가스 배기 라인(156S)을 통하여 배기된다. 또한, 서셉터(110)의 제1 공간에 대응하는 챔버(100)의 제1 중심 영역의 소스가스는 중심 소스가스 배기구(164S), 소스가스 배기 라인(158S) 및 미터링 밸브(152S)를 통하여 배기된다. 이때, 미터링 밸브(152S)의 펌핑량은 매뉴얼 방식 또는 제어판(도시되지 않음)을 통한 전자 제어 방식으로 조절될 수 있다. 그러므로, 서셉터(110)의 제1 공간에 대응하는 챔버(100)의 제1 중심 영역의 소스가스의 펌핑량은 균일한 두께의 박막을 형성하기 위한 적절한 레벨로 조절될 수 있다.Therefore, when the source gas pump 154S starts pumping, the source gas of the edge region 105 of the chamber 100 corresponding to the first space of the susceptor 110 is transferred to the edge region source gas exhaust port 150SE and the source. It is exhausted through the gas exhaust line 156S. In addition, the source gas of the first central region of the chamber 100 corresponding to the first space of the susceptor 110 is passed through the central source gas exhaust port 164S, the source gas exhaust line 158S and the metering valve 152S. is exhausted At this time, the pumping amount of the metering valve 152S may be adjusted by a manual method or an electronic control method through a control panel (not shown). Therefore, the pumping amount of the source gas in the first central region of the chamber 100 corresponding to the first space of the susceptor 110 may be adjusted to an appropriate level for forming a thin film having a uniform thickness.

또한 반응가스 펌핑 장치는 중심 반응가스 배기구(164R)와 반응가스 펌프(154R)가 반응가스 배기 라인(158R)을 통하여 연결되고 가장자리영역 반응가스 배기구(150RE)와 반응가스 펌프(154R)가 반응가스 배기 라인(156R)을 통하여 연결된다. In addition, in the reaction gas pumping device, the central reaction gas exhaust port 164R and the reaction gas pump 154R are connected through a reaction gas exhaust line 158R, and the edge area reaction gas exhaust port 150RE and the reaction gas pump 154R are connected to the reaction gas It is connected through an exhaust line 156R.

그러므로, 반응가스 펌프(154R)가 펌핑을 개시하면, 서셉터(110)의 제2 공간에 대응하는 챔버(100)의 가장자리영역(105)의 소스가스가 가장자리영역 반응가스 배기구(150RE)와 반응가스 배기 라인(156R)을 통하여 배기된다. 또한, 서셉터(110)의 제2 공간에 대응하는 챔버(100)의 제2 중심 영역의 반응가스는 중심 반응가스 배기구(164R), 반응가스 배기 라인(158R) 및 미터링 밸브(152R)를 통하여 배기된다. 이때, 미터링 밸브(152R)의 펌핑량은 매뉴얼 방식 또는 제어판(도시되지 않음)을 통한 전자 제어 방식으로 조절될 수 있다. 그러므로, 서셉터(110)의 제2 공간에 대응하는 챔버(100)의 제2 중심 영역의 반응가스의 펌핑량은 균일한 두께의 박막을 형성하기 위한 적절한 레벨로 조절될 수 있다.Therefore, when the reaction gas pump 154R starts pumping, the source gas of the edge area 105 of the chamber 100 corresponding to the second space of the susceptor 110 reacts with the edge area reaction gas exhaust port 150RE. It is exhausted through a gas exhaust line 156R. In addition, the reaction gas of the second central region of the chamber 100 corresponding to the second space of the susceptor 110 is passed through the central reaction gas exhaust port 164R, the reaction gas exhaust line 158R and the metering valve 152R. is exhausted In this case, the pumping amount of the metering valve 152R may be adjusted by a manual method or an electronic control method through a control panel (not shown). Therefore, the pumping amount of the reaction gas in the second central region of the chamber 100 corresponding to the second space of the susceptor 110 may be adjusted to an appropriate level for forming a thin film having a uniform thickness.

상기한 구성에서, 가장자리영역 소스가스 배기구(150SE)에 연결된 소스가스 배기 라인(156S)과 가장자리영역 반응가스 배기구(150RE)에 연결된 반응가스 배기 라인(156R)은 빠르게 가장자리영역을 배기하는 패스트 배기라인으로 이해될 수 있다. 이와 반대로, 중심 소스가스 배기구(164S)에 연결된 소스가스 배기 라인(158S)과 중심 반응가스 배기구(164R)에 연결된 반응가스 배기 라인(158R)은 가장자리영역보다 느리게 배기하는 슬로우 배기라인으로 이해될 수 있다.In the above configuration, the source gas exhaust line 156S connected to the edge region source gas exhaust port 150SE and the reactive gas exhaust line 156R connected to the edge region reaction gas exhaust port 150RE are fast exhaust lines that quickly exhaust the edge region. can be understood as On the contrary, the source gas exhaust line 158S connected to the central source gas exhaust port 164S and the reactive gas exhaust line 158R connected to the central reaction gas exhaust port 164R may be understood as slow exhaust lines that exhaust slower than the edge region. have.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의해 박막 공정에 의해 형성되는 웨이퍼(W) 상의 박막의 두께는 도 3 내지 도 7의 설명과 같이 제어될 수 있다.The thickness of the thin film on the wafer W formed by the thin film process according to the embodiment of the present invention configured as described above may be controlled as described in FIGS. 3 to 7 .

도 3은 웨이퍼의 위치에 따른 각속도 변화를 설명하는 도면이고, 도 4는 각속도의 변화에 따른 박막의 두께 변화를 도시한 그래프이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a change in angular velocity according to a position of a wafer, and FIG. 4 is a graph illustrating a change in thickness of a thin film according to a change in angular velocity.

SDP ALD 증착을 위해 회전하는 서셉터(110)의 회전에 의한 웨이퍼(W) 상의 각 위치 TP, CP, BP 별 각속도는 상이하다. 즉, 각 위치 TP, CP, BP 별로 노출시간(Exposure Time)의 차이가 발생한다. 여기에서 각 위치 TP, CP, BP 의 순서대로 서셉터(110)의 회전 중심에서 가까우며, 위치 CP는 웨이퍼(W)의 중심을 의미한다. The angular velocities of each position TP, CP, and BP on the wafer W due to the rotation of the rotating susceptor 110 for SDP ALD deposition are different. That is, a difference in exposure time occurs for each location TP, CP, and BP. Here, each position TP, CP, BP is close to the rotation center of the susceptor 110 in the order, and the position CP means the center of the wafer (W).

SDP ALD 증착 공정을 진행할 때 도 3과 같이 웨이퍼(W)가 서셉터(110)의 중심을 기준으로 시계방향(CW)으로 회전하면, 각 위치 TP, CP, BP의 각속도는 서셉터(110)의 회전 중심에서 멀수록 높아진다. 그러나, 박막 공정을 위해 웨이퍼(W)의 각 위치 TP, CP, BP 별 노출시간은 각속도의 증가에 반비례한다.When the SDP ALD deposition process is performed, if the wafer W rotates in the clockwise direction (CW) with respect to the center of the susceptor 110 as shown in FIG. 3 , the angular velocity of each position TP, CP, and BP is the susceptor 110 The farther away from the center of rotation of However, for the thin film process, the exposure time for each position TP, CP, and BP of the wafer W is inversely proportional to the increase of the angular velocity.

도 4는 웨이퍼의 위치에 따른 각속도 차이에 의한 박막의 두께(THK) 변화를 예시한다. 도 4에서, THK Trend는 본 발명의 실시예를 적용하지 않은 경우를 예시한 것이고, Ideal THK는 본 발명의 실시예를 적용한 경우를 예시한 것이다. 도 4를 참조하면, 웨이퍼(W)의 각 위치 TP, CP, BP 별 노출시간은 각속도의 증가에 반비례함을 알 수 있다. 4 illustrates a change in the thickness (THK) of a thin film due to a difference in angular velocity according to the position of the wafer. In FIG. 4, THK Trend exemplifies the case in which the embodiment of the present invention is not applied, and Ideal THK illustrates the case in which the embodiment of the present invention is applied. Referring to FIG. 4 , it can be seen that the exposure time for each position TP, CP, and BP of the wafer W is inversely proportional to the increase of the angular velocity.

즉, 본 발명은 도 4의 THK Trend와 같이 박막의 두께의 균일성이 불량한 경우, 미터링 밸브들(152R, 152S)을 조절함으로써 서셉터(110)의 제1 공간의 제1 중심 영역의 소스가스와 서셉터(110)의 제2 공간의 제2 중심 영역의 반응가스의 펌핑량을 증가시킬 수 있다. 이때 중심 영역의 펌핑량은 가장자리영역의 펌핑력을 감안하여 상대적으로 조절함이 바람직하다. 그 결과, 소스가스와 반응가스의 혼합에 의한 불균일한 박막의 증착을 방지할 수 있고, 공정 대상인 웨이퍼의 위치 별 노출 시간을 균일화함에 의해 불균일한 박막의 증착을 방지할 수 있다.That is, the present invention provides a source gas in the first central region of the first space of the susceptor 110 by adjusting the metering valves 152R and 152S when the uniformity of the thickness of the thin film is poor as in the THK Trend of FIG. 4 . and the amount of pumping of the reaction gas in the second central region of the second space of the susceptor 110 may be increased. In this case, it is preferable that the pumping amount of the central region is relatively adjusted in consideration of the pumping force of the edge region. As a result, it is possible to prevent the non-uniform thin film deposition due to the mixing of the source gas and the reactive gas, and it is possible to prevent the non-uniform thin film deposition by uniformizing the exposure time for each position of the wafer to be processed.

한편, 도 5는 웨이퍼의 위치에 따른 패턴 밀도의 차이를 설명하는 도면이고, 도 6은 패턴 밀도의 차이에 따른 박막의 두께 변화를 도시한 그래프이다.Meanwhile, FIG. 5 is a diagram illustrating a difference in pattern density according to a position of a wafer, and FIG. 6 is a graph illustrating a change in thickness of a thin film according to a difference in pattern density.

각 위치 TP, CP, BP 별로 웨이퍼(W)의 증착할 표면적 즉 패턴 밀도(Pattern Density)를 비교하면, 패턴 밀도는 웨이퍼(W)의 중심인 위치 CP가 가장 높고 웨이퍼(W)의 측면인 위치 TP, BP에 가까울수록 낮아진다. 그러므로, 본 발명의 실시예를 적용하지 않은 경우 위치별 증착량(THK Trend)은 웨이퍼(W)의 중심인 위치 CP가 가장 높고 웨이퍼(W)의 측면인 위치 TP, BP에 가까울수록 낮아진다.When comparing the surface area to be deposited, that is, the pattern density of the wafer W for each position TP, CP, and BP, the pattern density is the position where CP, the center of the wafer W, is the highest, and the position on the side of the wafer W The closer to TP and BP, the lower it is. Therefore, when the embodiment of the present invention is not applied, the deposition amount (THK Trend) for each position is the highest at the position CP, which is the center of the wafer W, and decreases as it approaches the positions TP and BP, which are the side surfaces of the wafer W.

본 발명은 도 6의 THK Trend와 같이 패턴 밀도에 의해서 박막의 두께의 균일성이 불량한 경우, 미터링 밸브들(152R, 152S)을 조절함으로써 서셉터(110)의 제1 공간의 제1 중심 영역의 소스가스와 서셉터(110)의 제2 공간의 제2 중심 영역의 반응가스의 펌핑량을 조절할 수 있다. 이때 중심 영역의 펌핑량은 가장자리영역의 펌핑력을 감안하여 상대적으로 조절함이 바람직하다. 그 결과, 패턴 밀도의 차이로 인한 불균일한 박막의 증착을 방지할 수 있다. According to the present invention, when the uniformity of the thickness of the thin film is poor due to the pattern density as in the THK Trend of FIG. 6 , the first central region of the first space of the susceptor 110 is adjusted by adjusting the metering valves 152R and 152S. A pumping amount of the source gas and the reaction gas in the second central region of the second space of the susceptor 110 may be adjusted. In this case, it is preferable that the pumping amount of the central region is relatively adjusted in consideration of the pumping force of the edge region. As a result, it is possible to prevent non-uniform thin film deposition due to a difference in pattern density.

그리고, 도 7은 각속도의 변화와 패턴 밀도의 복합적인 차이로 인한 박막의 두께 변화를 도시한 그래프이다. 도 7은 도 3 내지 도 6의 각속도 차이에 의한 노출 시간의 차이와 패턴 밀도의 차이를 본 발명에 의해 조절함으로써 THK Trend와 같이 불균일한 박막의 두께가 Ideal THK로 조절될 수 있다.And, FIG. 7 is a graph showing the change in the thickness of the thin film due to the complex difference between the change in the angular velocity and the pattern density. 7 shows that the thickness of the non-uniform thin film as shown in the THK trend can be adjusted to ideal THK by adjusting the difference in exposure time and pattern density due to the difference in angular velocity of FIGS. 3 to 6 according to the present invention.

본 발명에 의하면 패턴 웨이퍼의 모든 부위에 걸쳐 우수한 스텝 커버리지(Step Coverage)를 확보할 수 있고 실제 양산공정에서 생산능력 손실(Capa Loss)을 절감시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to secure excellent step coverage over all regions of the patterned wafer and reduce capacity loss in the actual mass production process.

또한 패턴 웨이퍼 상부의 펌핑력을 강화할 수 있으므로 미세한 CVD 반응을 방지하고 반응 가스의 정체를 해소할 수 있다. 즉, 순수 ALD 반응을 촉진시켜 우수한 막질 특성을 확보할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the pumping force on the upper part of the pattern wafer can be strengthened, it is possible to prevent a minute CVD reaction and eliminate the stagnation of the reaction gas. That is, there is an advantage in that excellent film properties can be secured by promoting the pure ALD reaction.

본 발명은 도면들에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이들로부터 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.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.

100 : 챔버 110 : 서셉터
120, 122 : 퍼지키트 130, 132 : 리액턴트키트
134 : 플라즈마키트 140~144 : 소스키트
150RE : 가장자리 반응가스 배기구
150SE : 가장자리 소스가스 배기구
152R, 152S : 미터링 밸브 154R : 반응가스 배기펌프
154S : 소스가스 배기펌프 160 : 중심 퍼지키트
162 : 퍼지헤드 164R : 중심 반응가스 배기구
164S : 중심 소스가스 배기구 100: chamber 110: susceptor
120, 122: purge kit 130, 132: reactant kit
134: plasma kit 140-144: source kit
150RE: Edge reaction gas exhaust port
150SE : Edge source gas exhaust port
152R, 152S: Metering valve 154R: Reaction gas exhaust pump
154S: source gas exhaust pump 160: central purge kit
162: purge head 164R: central reaction gas exhaust port
164S: Center source gas exhaust port

Claims (11)

챔버 내에 구성되며, 적어도 하나 이상의 기판이 상면에 로딩되는 서셉터(Susceptor);
상기 서셉터의 회전 중심을 기준으로 서로 마주하도록 상기 서셉터의 상부에 구성되며, 상기 서셉터의 상부를 제1 공간과 제2 공간으로 분할하는 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사 장치;
상기 제1 공간에 대응하는 상기 챔버의 제1 가장자리영역과 제1 중심영역의 소스가스를 각각 펌핑하는 소스가스 펌핑 장치;
상기 제2 공간에 대응하는 상기 챔버의 제2 가장자리영역과 제2 중심영역의 반응가스를 각각 펌핑하는 반응가스 펌핑 장치; 및
상기 서셉터의 중심부에 상기 퍼지가스를 분사하는 중심 퍼지가스 분사 장치를 포함하되,
상기 중심 퍼지가스 분사 장치는,
상기 제1 공간의 제1 중심 영역을 펌핑하기 위한 제1 중심영역배기구;
상기 제2 공간의 제2 중심 영역을 펌핑하기 위한 제2 중심영역배기구; 및
상기 제1 중심영역배기구와 상기 제2 중심영역배기구 사이에 형성되어 퍼지가스를 분사하는 복수의 중심 퍼지가스 분사구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.a susceptor configured in the chamber and having at least one substrate loaded thereon;
a purge gas injection device configured to face each other with respect to the rotation center of the susceptor and spraying a purge gas that divides the upper portion of the susceptor into a first space and a second space;
a source gas pumping device for pumping source gas in a first edge region and a first central region of the chamber corresponding to the first space;
a reaction gas pumping device for pumping reaction gases in a second edge region and a second central region of the chamber corresponding to the second space; and
Comprising a central purge gas injection device for injecting the purge gas to the center of the susceptor,
The central purge gas injection device,
a first central region exhaust port for pumping a first central region of the first space;
a second central region exhaust port for pumping a second central region of the second space; and
and a plurality of central purge gas injection holes formed between the first central region exhaust port and the second central region exhaust port to inject a purge gas. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제1 공간의 상기 제1 가장자리영역과 상기 제2 공간의 상기 제2 가장자리영역은 상기 챔버의 측벽과 상기 서셉터의 사이로 정의되며,
상기 챔버는
상기 제1 공간의 제1 가장자리영역의 하부에 제1 공간배기구와
상기 제2 공간의 제2 가장자리영역의 하부에 제2 공간배기구를 더 포함하는 기판처리장치.The method of claim 1,
The first edge region of the first space and the second edge region of the second space are defined between a sidewall of the chamber and the susceptor,
the chamber is
a first space exhaust port at a lower portion of the first edge region of the first space;
The substrate processing apparatus further comprising a second space exhaust port under the second edge region of the second space. 제3 항에 있어서,
상기 소스가스 펌핑 장치는
제1 펌프를 포함하며,
상기 제1 중심영역 배기구와 제1 중심영역 배기라인을 통하여 연결되고,
상기 제1 공간배기구와 제1 배기라인을 통하여 연결되며,
상기 제1 중심영역 배기라인의 배기유량을 제어하는 제1 유량제어기
를 포함하고,
상기 반응가스 펌핑 장치는
제2 펌프를 포함하며,
상기 제2 중심영역 배기구와 제2 중심영역 배기라인을 통하여 연결되고,
상기 제2 공간배기구와 제2 배기라인을 통하여 연결되며,
상기 제2 중심영역 배기라인의 배기유량을 제어하는 제2 유량제어기
를 포함하는 기판처리장치.4. The method of claim 3,
The source gas pumping device is
a first pump;
connected through the first central region exhaust port and a first central region exhaust line;
It is connected to the first space exhaust port through a first exhaust line,
a first flow controller for controlling the exhaust flow rate of the first central region exhaust line
including,
The reaction gas pumping device is
a second pump;
connected through the second central region exhaust port and a second central region exhaust line;
It is connected to the second space exhaust port through a second exhaust line,
a second flow controller for controlling the exhaust flow rate of the second central region exhaust line
A substrate processing apparatus comprising a. 제1 항에 있어서,
상기 소스가스 펌핑 장치는 상기 제1 중심영역의 펌핑량을 제어하는 제1 유량제어기를 포함하고,
상기 반응가스 펌핑 장치는 상기 제2 중심영역의 펌핑량을 제어하는 제2 유량제어기를 포함하는 기판처리장치.The method of claim 1,
The source gas pumping device includes a first flow controller for controlling the pumping amount of the first central region,
The reaction gas pumping apparatus includes a second flow controller for controlling a pumping amount of the second central region. 챔버 내에 구성되며, 적어도 하나 이상의 기판이 상면에 로딩되는 서셉터(Susceptor);
상기 서셉터의 중심을 기준으로 상기 서셉터의 상부에 방사상으로 배치되며, 상기 서셉터의 상부를 제1 공간과 제2 공간으로 분할하는 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사 장치;
상기 서셉터의 상부 제1 공간에 소스가스를 분사하는 소스가스 분사 장치;
상기 서셉터의 상부 제2 공간에 반응가스를 분사하는 반응가스 분사 장치;
상기 제1 공간의 상기 챔버의 제1 가장자리영역를 배기하는 제1 패스트 배기라인;
상기 제1 공간의 상기 챔버의 중심부의 제1 중심영역을 배기하는 제1 슬로우 배기라인;
상기 제2 공간의 상기 챔버의 제2 가장자리영역을 배기하는 제2 패스트 배기라인;
상기 제2 공간의 상기 챔버의 중심부의 제2 중심영역을 배기하는 제2 슬로우 배기라인; 및
상기 서셉터의 중심부에 상기 퍼지가스를 분사하는 중심 퍼지가스 분사장치를 포함하되,
상기 중심 퍼지가스 분사장치는
상기 제1 슬로우 배기라인과 상기 제2 슬로우 배기라인을 포함하며,
상기 제1 슬로우 배기라인과 상기 제2 슬로우 배기라인 사이에 형성되어 상기 퍼지가스를 분사하는 복수의 중심 퍼지가스 분사구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.a susceptor configured in the chamber and having at least one substrate loaded thereon;
a purge gas injection device disposed radially on the upper portion of the susceptor with respect to the center of the susceptor and spraying a purge gas that divides the upper portion of the susceptor into a first space and a second space;
a source gas injection device for injecting the source gas into the first space above the susceptor;
a reaction gas injection device for injecting a reaction gas into the upper second space of the susceptor;
a first fast exhaust line for exhausting a first edge region of the chamber in the first space;
a first slow exhaust line exhausting a first central region of the central portion of the chamber of the first space;
a second fast exhaust line for exhausting a second edge region of the chamber in the second space;
a second slow exhaust line exhausting a second central region of the central portion of the chamber of the second space; and
Comprising a central purge gas injector for injecting the purge gas to the center of the susceptor,
The central purge gas injection device is
It includes the first slow exhaust line and the second slow exhaust line,
and a plurality of central purge gas injection holes formed between the first slow exhaust line and the second slow exhaust line to inject the purge gas. 삭제delete 제6 항에 있어서,
상기 제1 슬로우 배기라인은 배기유량을 조절하기 위한 제1 유량제어기를 포함하고,
상기 제2 슬로우 배기라인은 배기유량을 조절하기 위한 제2 유량제어기
를 포함하는 기판처리장치.7. The method of claim 6,
The first slow exhaust line includes a first flow controller for adjusting the exhaust flow rate,
The second slow exhaust line is a second flow controller for controlling the exhaust flow rate
A substrate processing apparatus comprising a. 제6 항에 있어서,
상기 제1 패스트 배기라인과 상기 제1 슬로우 배기라인은 제1 펌프에 연결되고,
상기 제2 패스트 배기라인과 상기 제2 슬로우 배기라인은 제2 펌프에 연결되는 것을
특징으로 하는 기판처리장치.7. The method of claim 6,
The first fast exhaust line and the first slow exhaust line are connected to a first pump,
that the second fast exhaust line and the second slow exhaust line are connected to a second pump
A substrate processing apparatus, characterized in that. 제6 항에 있어서,
상기 제1 공간에서 상기 제1 슬로우 배기라인으로 배기된 가스와
상기 제2 공간에서 상기 제2 슬로우 배기라인으로 배기된 가스는
각각 별도의 펌프에 의해서 배기되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.7. The method of claim 6,
The gas exhausted from the first space to the first slow exhaust line and
The gas exhausted from the second space to the second slow exhaust line is
Substrate processing apparatus, characterized in that each exhaust by a separate pump. 제6 항에 있어서,
상기 제1 패스트 배기라인과 상기 제1 슬로우 배기라인의 배기를 제어하는 제1 배기제어부와
상기 제2 패스트 배기라인과 상기 제2 슬로우 배기라인의 배기를 제어하는 제2 배기제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. 7. The method of claim 6,
a first exhaust control unit for controlling exhaust of the first fast exhaust line and the first slow exhaust line;
A second exhaust control unit for controlling exhaust of the second fast exhaust line and the second slow exhaust line
A substrate processing apparatus comprising a.
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