KR102490340B1 - 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법에 관한 것이다.
본 발명은 기판(10) 상에 반응가스와 소스가스가 혼합된 공정가스를 이용해 기판처리를 수행하는 기판처리장치로서, 밀폐된 처리공간(S)를 형성하는 공정챔버(100)와, 상기 공정챔버(100)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와, 상기 공정챔버(100)에 설치되어 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부(300)와, 상기 처리공간(S)으로 상기 공정가스를 공급하기 위한 가스공급부(500)를 포함하며, 상기 가스공급부(500)는, 상기 처리공간(S)으로 가스를 공급하기 위하여 상기 가스분사부(300)에 결합되는 가스공급라인(510)과, 상기 가스공급라인(510)에 반응가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 반응가스주입라인(520)과, 상기 가스공급라인(510)에 소스가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 소스가스주입라인(530)과, 상기 가스공급라인(510)에 퍼지가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 퍼지가스주입라인(540)과, 상기 소스가스주입라인(530)에 연결되어 소스가스를 외부로 바이패스하는 소스가스바이패스라인(550)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.

Description

기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법{Substrate processing apparatus and substrate processing method using the same}
본 발명은 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 기판 상에 기판처리를 수행하는 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법에 관한 것이다.
복합막형성을 위한 기판처리장치는, 기판위에 질화막, TEOS(TetraEthOxySilane) 산화막이 반복 적층된 복합막을 형성하기 위하여 하나의 공정챔버 내에서 질화막을 형성하기 위한 공정과 산화막을 형성하기 위한 공정을 연속적 공정(In-situ)으로 수행할 수 있다.
실리콘질화막이나 실리콘산화막과 같은 박막은 여러 가스들이 혼합된 혼합가스를 이용해 증착이 이루어지므로, 복합막증착공정을 수행하는 기판처리장치의 경우, 실리콘질화막 증착을 위한 여러 개의 가스들과 실리콘산화막 증착을 위한 여러 개의 가스들을 교번하여 공정챔버로 공급해야 한다.
종래의 복합막증착을 위한 기판처리장치의 경우, 각 박막 증착을 위한 여러 개의 가스들을 모두 함께 혼합한 상태로 외부로 바이패스 하다가 모두 함께 혼합한 상태로 한꺼번에 공정챔버로 공급하는 방식을 적용하고 있다.
그런데, 이러한 방식은, 공정챔버 내부에 급격한 압력변화를 야기하여 증착공정을 불안정하게 하는 요소로 작용하며 형성되는 박막의 양호도(두께조절)가 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 방식은, 박막 증착을 위한 여러 개의 가스들, 특히 소스가스(반응성 전구체 가스)가 모두 함께 혼합된 상태로 공정챔버로 공급되므로, 약한 플라즈마 환경에서도 기판 상에 원치않는 증착이 이루어질 수 있고 그에 따라 플라즈마가 항시 온(on)된 상태에서 기판처리를 수행하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 반응가스와 소스가스가 혼합된 공정가스를 이용하여 기판상에 기판처리를 수행하는데 있어 반응가스와 독립적으로 소스가스를 외부로 바이패스하고 반응가스를 소스가스 공급전에 미리 공정챔버로 공급함으로써, 공정챔버의 압력변동을 최소화하고 상시 플라즈마환경에서 기판처리를 수행할 수 있는 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 기판(10) 상에 반응가스와 소스가스가 혼합된 공정가스를 이용해 기판처리를 수행하는 기판처리장치로서, 밀폐된 처리공간(S)를 형성하는 공정챔버(100)와, 상기 공정챔버(100)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와, 상기 공정챔버(100)에 설치되어 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부(300)와, 상기 처리공간(S)으로 상기 공정가스를 공급하기 위한 가스공급부(500)를 포함하며, 상기 가스공급부(500)는, 상기 처리공간(S)으로 가스를 공급하기 위하여 상기 가스분사부(300)에 결합되는 가스공급라인(510)과, 상기 가스공급라인(510)에 반응가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 반응가스주입라인(520)과, 상기 가스공급라인(510)에 소스가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 소스가스주입라인(530)과, 상기 가스공급라인(510)에 퍼지가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 퍼지가스주입라인(540)과, 상기 소스가스주입라인(530)에 연결되어 소스가스를 외부로 바이패스하는 소스가스바이패스라인(550)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.
상기 가스공급부(500)는, 상기 반응가스주입라인(520)에 설치되는 반응가스밸브(610)와, 상기 소스가스주입라인(530)에 설치되는 소스가스밸브(620)와, 상기 퍼지가스주입라인(540)에 설치되는 퍼지가스밸브(630)와, 상기 소스가스바이패스라인(550)에 설치되는 바이패스밸브(640)를 포함할 수 있다.
상기 기판처리장치는, 기판(10) 상에 제1공정에 의한 제1박막과 제2공정에 의한 제2박막이 교번하여 적층되는 복합막증착공정을 수행하는 복합막증착장치일 수 있다.
상기 제1박막은 제1반응가스와 제1소스가스가 혼합된 제1공정가스에 의해 형성되며, 상기 제2박막은 제2반응가스와 제2소스가스가 혼합된 제2공정가스에 의해 형성될 수 있다.
상기 제1박막 및 상기 제2박막 중 하나는 실리콘질화막(SiNx)이고, 나머지 하나는 실리콘산화막(SiOx)일 수 있다.
상기 반응가스주입라인(520)은, 상기 가스공급라인(510)에 상기 제1반응가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 제1반응가스주입라인(522)과, 상기 가스공급라인(510)에 상기 제2반응가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 제2반응가스주입라인(524)을 포함할 수 있다.
상기 소스가스주입라인(530)은, 상기 가스공급라인(510)에 상기 제1소스가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 제1소스가스주입라인(532)과, 상기 가스공급라인(510)에 상기 제2소스가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 제2소스가스주입라인(534)을 포함할 수 있다.
상기 소스가스바이패스라인(550)는, 상기 제1소스가스주입라인(532)에 연결되어 상기 제1소스가스를 외부로 바이패스하는 제1소스가스바이패스라인(552)과, 상기 제2소스가스주입라인(534)에 연결되어 상기 제2소스가스를 외부로 바이패스하는 제2소스가스바이패스라인(554)을 포함할 수 있다.
상기 반응가스밸브(610)는, 상기 제1반응가스주입라인(522)에 설치되는 제1반응가스밸브(612)와, 상기 제2반응가스주입라인(524)에 설치되는 제2반응가스밸브(614)를 포함할 수 있다.
상기 소스가스밸브(620)는, 상기 제1소스가스주입라인(532)에 설치되는 제1소스가스밸브(622)와, 상기 제2소스가스주입라인(534)에 설치되는 제2소스가스밸브(624)를 포함할 수 있다.
상기 바이패스밸브(640)는, 상기 제1소스가스바이패스라인(552)에 설치되는 제1바이패스밸브(642)와, 상기 제2소스가스바이패스라인(554)에 설치되는 제2바이패스밸브(644)를 포함할 수 있다.
상기 가스공급부(500)는, 상기 제1반응가스주입라인(522)에 상기 제1반응가스를 공급하는 제1반응가스공급부(710)와, 상기 제2반응가스주입라인(524)에 상기 제2반응가스를 공급하는 제2반응가스공급부(720)와, 상기 제1소스가스주입라인(532)에 상기 제1소스가스를 공급하는 제1소스가스공급부(730)와, 상기 제2소스가스주입라인(534)에 상기 제2소스가스를 공급하는 제2소스가스공급부(740)와, 상기 퍼지가스주입라인(540)에 상기 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급부(750)를 포함할 수 있다.
상기 퍼지가스공급부(750)는, 상기 제1공정을 위한 제1퍼지가스를 공급하는 제1퍼지가스공급부(752)와, 상기 제2공정을 위한 제2퍼지가스를 공급하는 제2퍼지가스공급부(754)를 포함할 수 있다.
상기 가스공급부(500)는, 상기 가스공급라인(510)의 적어도 일부, 상기 반응가스주입라인(520)의 적어도 일부, 상기 소스가스주입라인(530)의 적어도 일부, 상기 퍼지가스주입라인(540)의 적어도 일부, 및 상기 소스가스바이패스라인(550)의 적어도 일부가 내부에 구비되며, 상기 반응가스밸브(610), 상기 소스가스밸브(620), 상기 퍼지가스밸브(630) 및 상기 바이패스밸브(640)가 설치되는 가스공급블록(50)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 기판처리장치는, 공정단계에 따라 상기 가스공급라인(510)을 따라 흐르는 가스의 조성이 가변되도록, 상기 반응가스밸브(610), 상기 소스가스밸브(620), 상기 퍼지가스밸브(630) 및 상기 바이패스밸브(640)를 제어하는 제어부를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은, 기판(10) 상에 제1공정에 의한 제1박막과 제2공정에 의한 제2박막이 교번하여 적층되는 복합막증착공정을 수행하는 청구항 7에 따른 기판처리장치에서 수행되는 기판처리방법으로서, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제1반응가스를 공급하여 상기 제1공정을 준비하는 제1공정준비단계와, 상기 제1공정준비단계 후에, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제1반응가스와 상기 제1소스가스를 공급하여 상기 제1공정을 수행하는 제1공정단계와. 상기 제1공정단계 후에, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제2반응가스를 공급하여 상기 제2공정을 준비하는 제2공정준비단계와, 상기 제2공정준비단계 후에, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제2반응가스와 상기 제2소스가스를 공급하여 상기 제2공정을 수행하는 제2공정단계를 포함하며, 상기 제1공정준비단계, 상기 제1공정단계, 상기 제2공정준비단계, 및 상기 제2공정단계는 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법을 개시한다.
상기 기판처리방법은, 상기 제1공정단계 전 적어도 일부 구간에서 상기 제1소스가스를 상기 제1소스가스바이패스라인(552)을 통해 외부로 바이패스할 수 있다.
상기 기판처리방법은, 상기 제2공정단계 전 적어도 일부 구간에서 상기 제2소스가스를 상기 제2소스가스바이패스라인(554)을 통해 외부로 바이패스할 수 있다.
상기 제1공정준비단계 및 상기 제2공정준비단계는, 각각 제1공정 및 제2공정 사이의 공정전환을 위한 퍼지-펌핑단계를 포함할 수 있다.
상기 제1공정준비단계는, 소스가스의 공정챔버(100)로의 공급을 차단한 상태로 직전 제2공정에서의 제2반응가스 및 플라즈마세기를 유지하여 플라즈마 퍼지를 수행하는 플라즈마퍼지단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제2공정준비단계는, 소스가스의 공정챔버(100)로의 공급을 차단한 상태로 직전 제1공정에서의 제1반응가스 및 플라즈마세기를 유지하여 플라즈마 퍼지를 수행하는 플라즈마퍼지단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 기판처리방법은, 상기 제1공정준비단계 및 상기 제1공정단계에서, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제1공정을 위한 제1퍼지가스를 공급하며, 상기 제2공정준비단계 및 상기 제2공정단계에서, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제2공정을 위한 제2퍼지가스를 공급할 수 있다.
상기 기판처리방법은, 상기 처리공간(S)에 플라즈마환경이 유지된 상태에서 수행될 수 있다.
상기 제1박막 및 상기 제2박막 중 하나는 실리콘질화막(SiNx)이고, 나머지 하나는 실리콘산화막(SiOx)일 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법는, 반응가스와 소스가스가 혼합된 공정가스를 이용하여 기판상에 기판처리를 수행하는데 있어 반응가스와 독립적으로 소스가스를 외부로 바이패스하고 반응가스를 소스가스 공급전에 미리 공정챔버로 공급함으로써, 공정챔버의 압력변동을 최소화하고 상시 플라즈마환경에서 기판처리를 수행할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는, 도 1의 기판처리장치에 가스를 공급하기 위한 가스공급부의 구성을 간략화 하여 보여주는 개념도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 기판처리장치에서 수행되는 기판처리방법을 설명하는 순서도이다.
도 4는, 도 3의 기판처리방법에 따른 공정단계에 따라 가스공급부를 통해 공정챔버로 공급되는 가스를 보여주는 그래프이다.
도 5a 내지 도 5d는, 도 3의 기판처리방법에 따른 각 공정단계에서 가스공급부를 통한 가스의 흐름을 보여주는 개념도이다.
도 6은, 도 1의 기판처리장치의 가스공급블록에 구비되는 가스공급라인을 보여주는 도면이다.
이하 본 발명에 따른 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 반응가스와 소스가스가 혼합된 공정가스를 이용해 기판처리를 수행하는 기판처리장치로서, 밀폐된 처리공간(S)를 형성하는 공정챔버(100)와, 상기 공정챔버(100)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와, 상기 공정챔버(100)에 설치되어 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부(300)와, 상기 처리공간(S)으로 상기 공정가스를 공급하기 위한 가스공급부(500)를 포함한다.
상기 기판처리장치는, 기판(10) 상에 반응가스와 소스가스가 혼합된 공정가스를 이용해 기판처리(예로서, 박막증착공정)을 수행하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
특히, 상기 기판처리장치는, 기판(10) 상에 제1공정에 의한 제1박막과 제2공정에 의한 제2박막이 교번하여 적층되는 복합막증착공정을 수행하는 기판처리장치일 수 있다.
상기 제1공정은 제1반응가스와 제1소스가스가 혼합된 제1공정가스를 통해 제1박막을 증착하는 공정이며, 제2공정은 제2반응가스와 제2소스가스가 혼합된 제2공정가스를 통해 제2박막을 증착하는 공정일 수 있다.
본 발명에서 복막합증착공정은, 서로 다른 종류의 박막들을 기판(10) 상에 적층하는 공정으로, 예로서, 기판위에 실리콘질화막(SiNx)을 형성하는 제1공정과 실리콘산화막(SiOx)을 형성하는 제2공정을 반복하여 수행하여 실리콘질화막과 실리콘산화막을 다층으로 반복 적층하는 공정일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 개략 단면도로서, 상기 기판처리장치는, 화학 기상 증착(Chemical Vaper Deposition; CVD) 장치, 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced CVD; PECVD)일 수 있다.
도 1의 경우, 단일한 기판(10)에 대한 기판처리(예로서, 복합막증착)을 수행하는 기판처리장치를 예로서 도시하였으나, 다수의 기판(10)들을 대상으로 기판처리를 수행하는 배치타입 기판처리장치도 가능함은 물론이다.
상기 공정챔버(100)는, 기판처리를 위한 밀폐된 처리공간(S)를 형성하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 공정챔버(100)는, 상측이 개방된 챔버본체(110)와, 챔버본체(110)의 상부에 결합되어 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 상부리드(120)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 공정챔버(100)는, 일측에 기판인입 또는 기판반출을 위한 하나 이상의 게이트(11)가 형성될 수 있다.
상기 기판지지부(200)는, 공정챔버(100)에 설치되어 하나 이상의 기판(10)을 지지하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 기판지지부(200)는, 공정환경에 따라 다양한 재질로 이루어질 수 있고, 예를 들어 그래파이트(Graphite)에 대한 SiC 코팅을 통해 형성될 수 있다.
예로서, 상기 기판지지부(200)는, 상면에 하나 이상의 기판(10)들이 안착되는 기판안착부(202)가 구비되는 기판안착플레이트와, 기판안착플레이트의 중앙부에 결합되어 기판안착플레이트를 지지하는 샤프트부를 포함할 수 있다.
상기 기판안착플레이트는, 상면에 기판(10)이 안착되는 기판안착부가 상면에 형성되며, 평면형상이 원형, 각형 등으로 이루어지는 플레이트일 수 있다.
상기 샤프트부는, 공정챔버(100)의 하측에서 관통되어 공정챔버(100)에 설치될 수 있다.
이때, 상기 기판지지부(200)는, 샤프트부의 상하이동을 구동하는 구동부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 구동부는, 샤프트부의 상하이동을 위한 상하구동부에 더하여, 샤프트부와 결합되어 수직방향 회전축을 중심으로 기판지지부를 회전시키는 회전구동부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 가스분사부(300)는, 공정챔버(100)에 설치되어 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 가스분사부(300)는, 기판지지부(200)와 대향되어 공정챔버(100) 상측에 설치되며, 처리공간(S) 내의 기판지지부(200)에 안착된 기판(10)에 공정가스를 분사할 수 있다.
예로서, 상기 가스분사부(300)는, 기판지지부(200)의 상면에 안착되는 기판(10)에 가스를 분사하기 위하여, 기판지지부(200)와 대응되는 평면형상으로 공정챔버(100)의 상부리드(120)에 설치될 수 있다.
상기 가스분사부(300)는, 플라즈마 발생을 위해 RF 전원과 연결될 수 있으며, 이때 기판지지부(200)는 접지될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 반대로, 기판지지부(200)에 RF 전력이 인가되고 가스분사부(300)가 접지되는 실시예도 가능하다.
이때, 상기 기판처리장치는, 처리공간(S) 내부의 가스를 퍼지-펌핑하기 위한 배기부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 배기부는, 처리공간(S) 내의 가스를 외부로 배기하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 배기부는, 공정챔버(100) 하부에 형성되는 배기구(114)를 통해 외부의 진공펌프(20)와 연결될 수 있다.
상기 가스공급부(500)는, 공정챔버(100) 처리공간(S)으로 공정가스를 공급하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 공정가스는 반응가스와 소스가스의 혼합가스이며, 반응가스 및 소스가스 중 적어도 하나는 한 종류 이상의 가스가 혼합된 혼합가스일 수 있다.
또한, 상기 가스공급부(500)는, 공정가스 이외에 퍼지가스도 공급하도록 구성될 수 있다.
예로서, 상기 가스공급부(500)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 처리공간(S)으로 가스를 공급하기 위하여 가스분사부(300)에 결합되는 가스공급라인(510)과, 가스공급라인(510)에 반응가스를 공급하기 위하여 가스공급라인(510)에 연결되는 반응가스주입라인(520)과, 가스공급라인(510)에 소스가스를 공급하기 위하여 가스공급라인(510)에 연결되는 소스가스주입라인(530)과, 가스공급라인(510)에 퍼지가스를 공급하기 위하여 가스공급라인(510)에 연결되는 퍼지가스주입라인(540)과, 소스가스주입라인(530)에 연결되어 소스가스를 외부로 바이패스하는 소스가스바이패스라인(550)을 포함할 수 있다.
상기 가스공급라인(510)은, 처리공간(S)으로 가스를 공급하기 위하여 상기 가스분사부(300)에 결합되는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 가스공급라인(510)은, 외부에서 공급받은 가스가 가스분사부(300)를 향해 이동할 수 있는 유로(배관)으로, 다양한 재질, 형상 및 구조로 이루어질 수 있다.
상기 가스공급라인(510)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 끝단이 가스분사부(300)에 결합됨으로써 가스분사부(300)에 가스공급라인(510)을 따라 이동한 가스가 공급될 수 있다.
한편, 복합막증착공정과 같이 복수의 종류의 가스를 이용한 기판처리장치의 경우, 각 가스마다 가스분사부(300)에 결합되는 별도의 가스공급라인들이 설치되는데, 이러한 경우 가스공급라인의 구조가 복잡해지고 가스공급라인에 형성되는 데드볼륨이 증대되는 문제점이 있다.
반면, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 단일한 가스공급라인(510)에 다수의 가스들을 주입한 후 단일한 가스공급라인(510)을 통해 공정챔버(100)로 가스를 공급함으로써, 종래의 기판처리장치의 문제점을 해결하고 기판처리의 양호도(두께균일성)를 크게 개선할 수 있다.
특히, 본 발명은, 복합막증착공정을 수행하는 기판처리장치에 적용되는 경우 서로 다른 종류의 박막을 교번하여 증착하여 복합막을 형성함에도 불구하고, 단일한 가스공급라인을 통해 다수의 공정가스 및 퍼지가스를 공급할 수 있는 이점이 있다.
상기 반응가스주입라인(520)은, 가스공급라인(510)에 반응가스를 공급하기 위하여 가스공급라인(510)에 연결되는 유로(배관)로 다양한 구성이 가능하다.
상기 반응가스주입라인(520)을 통해 주입된 반응가스는 가스공급라인(510)을 따라 공정챔버(100)로 공급될 수 있다.
상기 소스가스주입라인(530)은, 가스공급라인(510)에 소스가스를 공급하기 위하여 가스공급라인(510)에 연결되는 유로(배관)로 다양한 구성이 가능하다.
상기 소스가스주입라인(530)을 통해 주입된 소스가스는 가스공급라인(510)을 따라 공정챔버(100)로 공급될 수 있다.
상기 퍼지가스주입라인(540)은, 가스공급라인(510)에 퍼지가스를 공급하기 위하여 가스공급라인(510)에 연결되는 유로(배관)로 다양한 구성이 가능하다.
상기 퍼지가스주입라인(540)을 통해 주입된 퍼지가스는 가스공급라인(510)을 따라 공정챔버(100)로 공급될 수 있다.
상기 소스가스바이패스라인(550)은, 소스가스주입라인(530)에 연결되어 소스가스를 외부로 바이패스하는 유로(배관)으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 소스가스바이패스라인(550)을 따라 소스가스주입라인(540)을 흐르는 소스가스가 외부로 바이패스될 수 있고, 진공펌프(20)를 통해 배출될 수 있다.
이때, 상기 가스공급부(500)는, 반응가스주입라인(520)에 설치되는 반응가스밸브(610)와, 소스가스주입라인(530)에 설치되는 소스가스밸브(620)와, 퍼지가스주입라인(540)에 설치되는 퍼지가스밸브(630)와, 소스가스바이패스라인(550)에 설치되는 바이패스밸브(640)를 포함할 수 있다.
상기 반응가스밸브(610)는 반응가스주입라인(520)을 통한 반응가스의 흐름을 제어하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하며, 개폐동작을 통해 반응가스의 공급여부 또는 공급량을 조절할 수 있다.
유사하게, 소스가스밸브(620)는 소스가스주입라인(530)을 통한 소스가스의 흐름을 제어하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하며, 개폐동작을 통해 소스가스의 공급여부 또는 공급량을 조절할 수 있다.
마찬가지로, 퍼지가스밸브(630)는, 퍼지가스주입라인(540)을 통한 퍼지가스의 흐름을 제어하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하며, 개폐동작을 통해 퍼지가스의 공급여부 또는 공급량을 조절할 수 있다.
상기 바이패스밸브(640)는 소스가스바이패스라인(550)을 통한 소스가스의 흐름을 제어하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하며, 개폐동작을 통해 소스가스를 외부로 바이패스시킬 수 있다.
이하, 상기 기판처리장치가 기판(10) 상에 제1공정에 의한 제1박막과 제2공정에 의한 제2박막이 교번하여 적층되는 복합막증착공정을 수행하는 복합막증착장치인 실시예를 중심으로 가스공급부(500)의 구조를 자세히 설명한다.
이때, 상기 제1박막은 제1반응가스와 제1소스가스가 혼합된 제1공정가스에 의해 형성되며, 상기 제2박막은 제2반응가스와 제2소스가스가 혼합된 제2공정가스에 의해 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제1박막 및 상기 제2박막 중 하나는 실리콘질화막(SiNx)이고, 나머지 하나는 실리콘산화막(SiOx)일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1박막은 실리콘질화막(SiNx)이며, 상기 제1공정가스는 실리콘질화막(SiNx)을 형성하기 위하여 제1반응가스(NH3, N2, NO2)와 제1소스가스(SiN4)의 혼합가스일 수 있다.
상기 제1소스가스는 제1소스가스에 대한 캐리어가스(예로서, Ar)와 혼합될 수 있다.
마찬가지로, 상기 제2박막은 실리콘산화막(SiOx)이며, 상기 제2공정가스는 제2반응가스(O2를 포함하는 가스)와 제2소스가스(TEOS)의 혼합가스일 수 있다.
상기 제2소스가스는 제2소스가스에 대한 캐리어가스(예로서, He)와 혼합될 수 있다.
먼저, 상기 반응가스주입라인(520)은, 제1반응가스와 제2반응가스를 가스공급라인(510)에 주입해야 하므로, 가스공급라인(510)에 제1반응가스를 공급하기 위하여 가스공급라인(510)에 연결되는 제1반응가스주입라인(522)과, 가스공급라인(510)에 제2반응가스를 공급하기 위하여 가스공급라인(510)에 연결되는 제2반응가스주입라인(524)을 포함할 수 있다.
상기 제1반응가스주입라인(522)과 제2반응가스주입라인(524)는, 서로 독립적으로 구성되어 각각 가스공급라인(510)에 연결될 수 있다.
유사하게, 상기 소스가스주입라인(530)은, 제1소스가스와 제2소스가스를 가스공급라인(510)에 주입해야 하므로, 가스공급라인(510)에 제1소스가스를 공급하기 위하여 가스공급라인(510)에 연결되는 제1소스가스주입라인(532)과, 가스공급라인(510)에 제2소스가스를 공급하기 위하여 가스공급라인(510)에 연결되는 제2소스가스주입라인(534)을 포함할 수 있다.
상기 제1소스가스주입라인(532)과 제2소스가스주입라인(534)는, 서로 독립적으로 구성되어 각각 가스공급라인(510)에 연결될 수 있다.
이때, 상기 소스가스바이패스라인(550)은, 제1소스가스 및 제2소스가스에 대한 바이패스를 위하여, 제1소스가스주입라인(532)에 연결되어 제1소스가스를 외부로 바이패스하는 제1소스가스바이패스라인(552)과, 제2소스가스주입라인(534)에 연결되어 제2소스가스를 외부로 바이패스하는 제2소스가스바이패스라인(554)을 포함할 수 있다.
상기 제1소스가스바이패스라인(552) 및 제2소스가스바이패스라인(554)은, 가스공급라인(510)과 독립적으로 형성된다.
이때, 상기 반응가스밸브(610)는, 제1반응가스주입라인(522) 및 제2반응가스주입라인(524) 각각의 가스흐름을 제어하기 위하여, 제1반응가스주입라인(522)에 설치되는 제1반응가스밸브(612)와, 제2반응가스주입라인(524)에 설치되는 제2반응가스밸브(614)를 포함할 수 있다.
마찬가지로, 상기 소스가스밸브(620)는, 제1소스가스주입라인(532)에 설치되는 제1소스가스밸브(622)와, 제2소스가스주입라인(534)에 설치되는 제2소스가스밸브(624)를 포함할 수 있다.
유사하게, 상기 바이패스밸브(640)는, 제1소스가스바이패스라인(552)에 설치되는 제1바이패스밸브(642)와, 제2소스가스바이패스라인(554)에 설치되는 제2바이패스밸브(644)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 가스공급부(500)는, 제1반응가스주입라인(522)에 제1반응가스를 공급하는 제1반응가스공급부(710)와, 제2반응가스주입라인(524)에 제2반응가스를 공급하는 제2반응가스공급부(720)와, 제1소스가스주입라인(532)에 제1소스가스를 공급하는 제1소스가스공급부(730)와, 제2소스가스주입라인(534)에 제2소스가스를 공급하는 제2소스가스공급부(740)와, 퍼지가스주입라인(540)에 상기 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급부(750)를 포함할 수 있다.
상기 제1반응가스공급부(710)는, 제1반응가스주입라인(522)와 연결되어 제1반응가스주입라인(522)에 제1반응가스를 공급하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 제2반응가스공급부(720)는, 제2반응가스주입라인(524)와 연결되어 제2반응가스주입라인(524)에 제2반응가스를 공급하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 제1소스가스공급부(730)는, 제1소스가스주입라인(532)와 연결되어 제1소스가스주입라인(532)에 제1소스가스를 공급하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 가스공급부(500)는, 제1소스가스주입라인(532)에 제1소스가스를 위한 제1캐리어가스를 공급하는 제1캐리어가스공급부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
즉, 상기 제1소스가스주입라인(532)를 통해 제1소스가스와 제1캐리어가스가 공정챔버(100)로 공급될 수 있다.
상기 제2소스가스공급부(740)는, 제2소스가스주입라인(534)와 연결되어 제2소스가스주입라인(534)에 제2소스가스를 공급하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 가스공급부(500)는, 제2소스가스주입라인(534)에 제2소스가스를 위한 제2캐리어가스를 공급하는 제2캐리어가스공급부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
즉, 상기 제2소스가스주입라인(534)를 통해 제2소스가스와 제2캐리어가스가 공정챔버(100)로 공급될 수 있다.
상기 퍼지가스공급부(750)는, 퍼지가스주입라인(540)와 연결되어 퍼지가스주입라인(540)에 퍼지가스를 공급하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 퍼지가스공급부(750)는, 각 공정별 특성을 고려하여 제1공정 및 제2공정 별로 서로 다른 종류의 퍼지가스를 퍼지가스주입라인(540)으로 공급하도록 구성됨이 바람직하나, 각 공정에 동일한 종류(한 종류)의 퍼지가스를 주입하도록 구성되는 것도 가능함은 물론이다.
예로서, 상기 퍼지가스공급부(750)는, 제1공정을 위한 제1퍼지가스를 공급하는 제1퍼지가스공급부(752)와, 제2공정을 위한 제2퍼지가스를 공급하는 제2퍼지가스공급부(754)를 포함할 수 있다.
상기 제1퍼지가스공급부(752)는, 퍼지가스주입라인(540)을 통해 제1퍼지가스를 공급하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 제1퍼지가스는 제1공정시 제1공정가스와 함께 공정챔버(100)로 공급되거나 또는 퍼지-펌핑을 위해 단독으로 공정챔버(100)로 공급되는 가스로, 제1공정이 실리콘질화막(SiNx)을 형성하기 위해 소스가스(SiH4)와 반응가스(NH3, N2O)가 혼합된 혼합가스를 이용한 공정인 경우, He일 수 있다.
상기 제2퍼지가스공급부(754)는, 퍼지가스주입라인(540)을 통해 제2퍼지가스를 공급하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 제2퍼지가스는 제2공정시 제2공정가스와 함께 공정챔버(100)로 공급되거나 또는 퍼지-펌핑을 위해 단독으로 공정챔버(100)로 공급되는 가스로, 제2공정이 실리콘산화막(SiOx)을 형성하기 위해 소스가스(TEOS, Ar)와 반응가스(O2)가 혼합된 혼합가스를 이용한 공정인 경우, Ar일 수 있다.
이때, 상기 퍼지가스공급부(750)는, 제1퍼지가스의 공급을 제어하기 위해 퍼지가스밸브(630)와 제1퍼지가스공급부(752) 사이에 설치되는 제1퍼지가스밸브와, 제2퍼지가스의 공급을 제어하기 위해 퍼지가스밸브(630)와 상기 제2퍼지가스공급부(754) 사이에 설치되는 제2퍼지가스밸브를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 가스공급부(500)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 가스공급라인(510)의 적어도 일부, 반응가스주입라인(520)의 적어도 일부, 소스가스주입라인(530)의 적어도 일부, 퍼지가스주입라인(540)의 적어도 일부, 및 소스가스바이패스라인(550)의 적어도 일부가 내부에 구비되는 가스공급블록(50)을 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 가스공급블록(50)에는, 반응가스밸브(610), 소스가스밸브(620), 퍼지가스밸브(630), 및 바이패스밸브(640)가 설치될 수 있다.
도 6의 경우, 가스공급블록(50)에 형성된 제1반응가스주입라인(522), 제2반응가스주입라인(524), 제1소스가스주입라인(532), 제2소스가스주입라인(534), 퍼지가스주입라인(540), 제1소스가스바이패스라인(552), 제2소스가스바이패스라인(554), 및 가스공급라인(510)을 개념적으로 도시하였다.
여기서, 상기 제1소스가스바이패스라인(552) 및 제2소스가스바이패스라인(554)은, 가스공급블록(50) 내 3차원 공간 상에서 제1반응가스주입라인(522), 제2반응가스주입라인(524), 제1소스가스주입라인(532), 제2소스가스주입라인(534), 퍼지가스주입라인(540), 및 가스공급라인(510)과 중첩되지 않도록 형성되어야 함은 물론이다.
또한, 가스공급블록(50)의 구조가 공정에 미치는 영향을 최소화하기 위하여, 상기 제1반응가스주입라인(522) 및 제1소스가스주입라인(532)는 서로 근접하게 위치되며, 상기 제1반응가스주입라인(522) 및 제1소스가스주입라인(532)는 서로 근접하게 위치됨이 바람직하다.
한편, 도 6의 경우, 제1반응가스주입라인(522)(또는 제2반응가스주입라인(524)) 및 제1소스가스주입라인(532)(또는 제2소스가스주입라인(534))가 각각 독립적으로 가스공급라인(510)에 연결된 실시예를 도시하였으나, 제1반응가스주입라인(522)(또는 제2반응가스주입라인(524))과 제1소스가스주입라인(532) (또는 제2소스가스주입라인(534))가 제1반응가스밸브(612)(또는 제2반응가스밸브(614)) 및 제1소스가스밸브(622)(또는 제2소스가스밸브(624))의 후단에서 병합(merge)된 후 가스공급라인(510)에 연결되는 실시예도 가능함은 물론이다.
상기 가스공급블록(50)은, 설계에 따라 다양한 위치에 설치될 수 있으나, 바람직하게는 공정챔버(100)의 하부에 설치될 수 있다.
이러한 경우, 공정챔버(100) 하측의 가스공급블록(50)에서 상부리드(120)까지 단일한 배관라인인 가스공급라인(510)만 설치되면 충분하므로 종래와 같이 복수의 가스공급라인이 상부리드(120)까지 연결될 필요가 없고, 상부리드(120)를 챔버본체(110)에서 분리할 때 단일가스공급라인(400)만 분리되면 되므로 유지보수가 용이해지는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 가스공급구조를 단일한 가스공급라인(510)으로 단순화할 수 있는 이점이 있는데, 더 나아가 가스공급블록(50)을 통해 다수의 가스들에 대한 복잡한 가스공급연결관계를 하나의 블록으로 통합하여 단순화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 가스공급블록(50)에 다수의 가스주입라인들을 밀집시킴으로써 가스주입라인들 사이의 거리를 최소화하여 가스를 퍼지-펌핑하는데 소요되는 시간을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
한편, 상기 기판처리장치는, 반응가스밸브(610), 소스가스밸브(620), 퍼지가스밸브(630) 및 바이패스밸브(640)를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부가, 반응가스밸브(610), 소스가스밸브(620), 퍼지가스밸브(630) 및 바이패스밸브(640) 각각의 개폐를 제어함으로써, 공정단계에 따라 가스공급라인(510)을 따라 흐르는 가스의 조성이 가변되어 공정챔버(100)에 공급될 수 있다.
상기 제어부의 작동은 이하, 도 3 내지 도 5e를 참조하며, 본 발명에 따른 기판처리장치에서 수행되는 기판처리방법과 함께 자세히 설명한다.
상기 기판처리방법은, 기판(10) 상에 제1공정에 의한 제1박막과 제2공정에 의한 제2박막이 교번하여 적층되는 복합막증착공정을 수행할 수 있다.
예로서, 상기 기판처리방법은, 가스공급라인(510)을 통해 공정챔버(100)로 제1반응가스를 공급하여 제1공정을 준비하는 제1공정준비단계(S302)와, 제1공정준비단계 후에, 가스공급라인(510)을 통해 공정챔버(100)로 제1반응가스와 제1소스가스를 공급하여 제1공정을 수행하는 제1공정단계와(S304), 제1공정단계 후에, 가스공급라인(510)을 통해 공정챔버(100)로 제2반응가스를 공급하여 제2공정을 준비하는 제2공정준비단계(S306)와, 제2공정준비단계 후에, 가스공급라인(510)을 통해 공정챔버(100)로 제2반응가스와 제2소스가스를 공급하여 제2공정을 수행하는 제2공정단계(S308)를 포함할 수 있다.
상기 제1공정준비단계, 제1공정단계, 제2공정준비단계, 및 제2공정단계는, 제1박막 및 제2박막을 교번하여 적층하기 위하여, 반복 수행될 수 있다.
먼저, 상기 제1공정준비단계는, 제1공정을 수행하기 전에 미리 제1반응가스를 공정챔버(100)로 공급하는 단계일 수 있다.
상기 제1공정준비단계는, 제1공정 및 제2공정 사이의 공정전환을 위한 퍼지-펌핑단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1공정준비단계는, 직전 제2공정단계에서 수행된 제2공정에 따른 플라즈마에 대한 플라즈마퍼지를 수행하는 플라즈마퍼지단계를 추가로 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 플라즈마퍼지단계는, 소스가스의 공정챔버(100)로의 공급을 차단한 상태로 직전 제2공정에서의 제2반응가스 및 플라즈마세기를 유지하여 플라즈마 퍼지를 수행할 수 있다.
즉, 상기 제1공정준비단계에서 플라즈마퍼지단계는, 제2공정단계 직후 수행될 수 있다. 특히, 상기 제1공정준비단계에서 플라즈마퍼지단계는, 제2공정단계의 제2반응가스, 제2소스가스의 캐리어가스를 동일하게 공정챔버(100)로 공급하면서, 제2공정단계에서의 플라즈마세기를 유지할 수 있다. (제2소스가스는 제2공정단계 직후 제2소스가스공급부(740)로부터의 공급이 차단된 상태)
이러한 제1공정준비단계에 플라즈마퍼지단계를 둠으로써, 증착되는 박막의 막질(치밀도)를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
상기 퍼지-펌핑단계는, 플라즈마퍼지단계 중 또는 플라즈마퍼지단계 완료 후 수행될 수 있다.
상기 제1공정준비단계에서는, 소스가스(제1소스가스 및 제2소스가스)를 제외한 다른 반응가스, 캐리어가스, 및 퍼지가스 중 적어도 하나가 공정챔버(100)로 공급될 수 있다.
상기 제1공정준비단계에서 제1반응가스가 공정챔버(100)로 공급되는 시점은 공정에 따라 다양하게 최적화될 수 있고, 제1반응가스는 제1공정준비단계가 완료될 때까지 지속적으로 공급될 수 있다.
예로서, 상기 제1공정준비단계에서, 제1반응가스는 플라즈마퍼지단계 중 또는 퍼지-펌핑단계 중에 공정챔버(100)로 공급될 수 있다.
한편, 상기 제1공정준비단계는, 제1공정단계 전 적어도 일부 구간(P1_에서 제1소스가스를 상기 제1소스가스바이패스라인(552)을 통해 외부로 바이패스시킬 수 있다.
상기 제1소스가스가 바이패스되는 시점은 제1반응가스의 공급시점과 제1공정단계 사이라면 공정종류에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 제1소스가스는 제1공정단계가 시작하기 전까지 지속적으로 바이패스될 수 있다.
상기 제1소스가스가 바이패스되는 구간(P1)의 시간간격은 공정환경에 따라 적절히 최적화 될 수 있고, 예로서, 제1공정준비단계 중 제1공정단계가 시작되기 3s전부터 제1공정단계 시작시점까지로 설정될 수 있다.
도 5a는, 제1공정준비단계, 특히 제1반응가스가 공급되며 제1소스가스가 바이패스되고 있는 시점에서의 가스흐름을 도시하고 있다.
이때, 상기 제어부는, 제1반응가스밸브(612), 제1바이패스밸브(642), 제2바이패스밸브(644), 퍼지가스밸브(630)를 개방하고, 제2반응가스밸브(614), 제1소스가스밸브(622), 제2소스가스밸브(624)를 차단할 수 있다.
도 4는, 공정챔버(100)로 공급되는 제1반응가스, 제1소스가스, 제2반응가스, 제2소스가스, 및 퍼지가스의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다.
도 4에서, b구간(t2-t3)는 제1공정단계, c구간(t3-t4) 및 d구간(t4-t5)은 제2공정준비단계, e구간(t6-t7)은 제2공정단계, f구간(t7-t8) 및 a구간(t7-t8)은 제1공정준비단계이며, b,c,d,e,f,a 구간은 반복될 수 있다. 또한, 도 4에서, M구간(t1-t4)에서는 공정챔버(100)로 제1퍼지가스가 공급되며, N구간(t4-t7)에서는 공정챔버(100)로 제2퍼지가스가 공급될 수 있고, M구간 및 N구간은 반복될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1공정준비단계(f구간(t6-t7), a구간(t7-t8))에서, 가스공급라인(510)을 통해 제1반응가스(t7 시점에 공급시작)와 퍼지가스가 공급되며, 제1소스가스는 제1소스가스공급부(730)로부터 공급되지 않다가 a구간(제1반응가스의 공급시점과 제1공정단계 사이 구간) 중 미리 설정된 시점에서 바이패스되며, 제2소스가스는 제2소스가스공급부(740)로부터 공급되지 않으며, 제2반응가스는 제2반응가스밸브(614)에 의해 차단되어 가스공급라인(510)을 통해 공급되지 않을 수 있다.
이때, 제1소스가스에 대한 캐리어가스 및 제2소스가스에 대한 캐리어가스는 각각 제1소스가스바이패스라인(552) 및 제2소스가스바이패스라인(554)를 통해 바이패스될 수 있다.
한편, 제1공정준비단계의 경우, 제1반응가스만 공정챔버(100)로 공급될 수 있는 것은 아니고, 제1공정준비단계의 적어도 일부 구간(f구간)에서 제2반응가스도 공정챔버(100)로 함께 공급되는 예도 가능함은 물론이다. 예로서, 도 4에서 f구간은, 제2공정단계 직후 제2반응가스가 차단되지 않고 공정챔버(100)로 공급되며 플라즈마의 세기가 제2공정과 동일하게 유지되는 플라즈마퍼지단계를 의미할 수 있다.
한편, 상기 제1공정준비단계에서 공급되는 퍼지가스는 제1공정을 위한 제1퍼지가스일 수 있다.
상기 제1공정준비단계는, 제1소스가스공급부(730)로부터 제1소스가스가 공급되지 않거나 제1소스가스공급부(730)로부터 공급된 제1소스가스가 바이패스되므로 제1박막이 형성되지 않는다.
다음으로, 상기 제1공정단계는, 가스공급라인(510)을 통해 공정챔버(100)로 제1반응가스와 제1소스가스를 공급하여 제1공정을 수행하는 단계일 수 있다.
상기 제1공정단계에서 제1박막이 형성될 수 있다.
상기 제1소스가스가 공정챔버(100)로 공급되는 구간(b)의 간격(t8-t9)은 공정에 따라 다양하게 최적화될 수 있다.
도 5b는, 제1공정단계에서의 가스흐름을 도시하고 있다.
이때, 상기 제어부는, 제1반응가스밸브(612), 제1소스가스밸브(622), 제2바이패스밸브(644), 퍼지가스밸브(630)를 개방하고, 제1바이패스밸브(642), 제2반응가스밸브(614), 제2소스가스밸브(624)를 차단할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1공정단계(b구간(t2-t3 및 t8-t9구간))에서, 가스공급라인(510)을 통해 퍼지가스, 제1반응가스 및 제1소스가스가 공급되며, 제2소스가스는 제2소스가스공급부(740)를 통해 공급되지 않으며, 제2반응가스는 제2반응가스밸브(614)에 의해 차단되어 가스공급라인(510)을 통해 공급되지 않을 수 있다.
즉, 제1공정준비단계의 적어도 일부구간(P1)에서 바이패스되던 제1소스가스가 제1공정단계에서 공정챔버(100)로 공급될 수 있다. (제1공정준비단계 중 제1소스가스가 바이패스되는 구간(P1) 및 제1공정단계(b구간)를 제외한 구간의 경우, 제1소스가스공급부(730)를 통한 제1소스가스주입라인(532)으로의 제1소스가스 공급이 원천적으로 차단된다.)
이때, 제1소스가스의 캐리어가스는 제1소스가스와 마찬가지로 바이패스되다 제1공정단계와 함께 공정챔버(100)로 공급될 수 있고, 제2소스가스의 캐리어가스는 제2소스가스바이패스라인(554)를 통해 바이패스될 수 있다.
상기 제1소스가스의 캐리어가스 및 제1반응가스는 제1소스가스와 달리 제1공정단계 완료 후에도 공정챔버(100)로 공급될 수 있다.(플라즈마퍼지단계)
상기 제1공정단계에서 공급되는 퍼지가스는 제1공정을 위한 제1퍼지가스일 수 있다.
다음으로, 상기 제2공정준비단계는, 제2공정을 수행하기 전에 미리 제2반응가스를 공정챔버(100)로 공급하는 단계일 수 있다.
상기 제2공정준비단계는, 제1공정 및 제2공정 사이의 공정전환을 위한 퍼지-펌핑단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2공정준비단계는, 직전 제1공정단계에서 수행된 제1공정에 따른 플라즈마에 대한 플라즈마퍼지를 수행하는 플라즈마퍼지단계를 추가로 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 플라즈마퍼지단계는, 소스가스의 공정챔버(100)로의 공급을 차단한 상태로 직전 제1공정에서의 제1반응가스 및 플라즈마세기를 유지하여 플라즈마 퍼지를 수행할 수 있다.
즉, 상기 제2공정준비단계에서 플라즈마퍼지단계는, 제1공정단계 직후 수행될 수 있다. 특히, 상기 제2공정준비단계에서 플라즈마퍼지단계는, 제1공정단계의 제1반응가스, 제1소스가스의 캐리어가스를 동일하게 공정챔버(100)로 공급하면서, 제1공정단계에서의 플라즈마세기를 유지할 수 있다. (제1소스가스는 제1공정단계 직후 제1소스가스공급부(730)로부터의 공급이 차단된 상태)
이러한 제2공정준비단계에 플라즈마퍼지단계를 둠으로써, 증착되는 박막의 막질(치밀도)를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
상기 퍼지-펌핑단계는, 플라즈마퍼지단계 중 또는 플라즈마퍼지단계 완료 후 수행될 수 있다.
상기 제2공정준비단계에서는, 소스가스(제1소스가스 및 제2소스가스)를 제외한 다른 반응가스, 캐리어가스, 및 퍼지가스 중 적어도 하나가 공정챔버(100)로 공급될 수 있다.
상기 제2공정준비단계에서 제2반응가스가 공정챔버(100)로 공급되는 시점은 공정에 따라 다양하게 최적화될 수 있고, 제2반응가스는 제2공정준비단계가 완료될 때까지 지속적으로 공급될 수 있다.
예로서, 상기 제2공정준비단계에서, 제2반응가스는 플라즈마퍼지단계 중 또는 퍼지-펌핑단계 중에 공정챔버(100)로 공급될 수 있다.
한편, 상기 제2공정준비단계는, 제2공정단계 전 적어도 일부 구간(P2)에서 제2소스가스를 상기 제2소스가스바이패스라인(554)을 통해 외부로 바이패스시킬 수 있다.
상기 제2소스가스가 바이패스되는 시점은 제2반응가스의 공급시점과 제2공정단계 사이라면 공정종류에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 제2소스가스는 제2공정단계가 시작하기 전까지 지속적으로 바이패스될 수 있다.
상기 제2소스가스가 바이패스되는 구간(P2)의 시간간격은 공정환경에 따라 적절히 최적화 될 수 있고, 예로서, 제2공정준비단계 중 제2공정단계가 시작되기 3s전부터 제2공정단계 시작시점까지로 설정될 수 있다.
도 5c는, 제2공정준비단계, 특히 제2반응가스가 공급되며 제2소스가스가 바이패스되고 있는 시점에서의 가스흐름을 도시하고 있다.
이때, 상기 제어부는, 제2반응가스밸브(614), 제1바이패스밸브(642), 제2바이패스밸브(644), 퍼지가스밸브(630)를 개방하고, 제1반응가스밸브(612), 제1소스가스밸브(622), 제2소스가스밸브(624)를 차단할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2공정준비단계(c구간(t3-t4), d구간(t4-t5))에서, 가스공급라인(510)을 통해 제2반응가스(t4 시점에 공급시작)와 퍼지가스가 공급되며, 제2소스가스는 제2소스가스공급부(740)로부터 공급되지 않다가 d구간(제2반응가스의 공급시점과 제2공정단계 사이 구간) 중 미리 설정된 시점에서 바이패스되며, 제1소스가스는 제1소스가스공급부(730)로부터 공급되지 않으며, 제1반응가스는 제1반응가스밸브(612)에 의해 차단되어 가스공급라인(510)을 통해 공급되지 않을 수 있다.
이때, 제1소스가스에 대한 캐리어가스 및 제2소스가스에 대한 캐리어가스는 각각 제1소스가스바이패스라인(552) 및 제2소스가스바이패스라인(554)를 통해 바이패스될 수 있다.
한편, 제2공정준비단계의 경우, 제2반응가스만 공정챔버(100)로 공급될 수 있는 것은 아니고, 제2공정준비단계의 적어도 일부 구간(c구간)에서 제1반응가스도 공정챔버(100)로 함께 공급되는 예도 가능함은 물론이다. 예로서, 도 4에서, c구간은, 제1공정단계 직후 제1반응가스가 차단되지 않고 공정챔버(100)로 공급되며 플라즈마의 세기가 제1공정과 동일하게 유지되는 플라즈마퍼지단계를 의미할 수 있다.
한편, 상기 제2공정준비단계에서 공급되는 퍼지가스는 제2공정을 위한 제1퍼지가스일 수 있다.
상기 제2공정준비단계는, 제2소스가스공급부(740)로부터 제2소스가스가 공급되지 않거나 제2소스가스공급부(740)로부터 공급된 제2소스가스가 바이패스되므로 제2박막이 형성되지 않는다.
마지막으로, 상기 제2공정단계는, 가스공급라인(510)을 통해 공정챔버(100)로 제2반응가스와 제2소스가스를 공급하여 제2공정을 수행하는 단계일 수 있다.
상기 제2공정단계에서 제2박막이 형성될 수 있다.
상기 제2소스가스가 공정챔버(100)로 공급되는 시간간격(e구간(t5-t6, t11-t12))은 공정에 따라 다양하게 최적화될 수 있다.
도 5d는, 제2공정단계에서의 가스흐름을 도시하고 있다.
이때, 상기 제어부는, 제2반응가스밸브(614), 제2소스가스밸브(624), 제1바이패스밸브(642), 퍼지가스밸브(630)를 개방하고, 제2바이패스밸브(644), 제1반응가스밸브(612), 제1소스가스밸브(622)를 차단할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2공정단계(e구간(t5-t6 및 t11-t12구간))에서, 가스공급라인(510)을 통해 퍼지가스, 제2반응가스 및 제2소스가스가 공급되며, 제1소스가스는 제1소스가스공급부(730)를 통해 공급되지 않으며, 제1반응가스는 제1반응가스밸브(612)에 의해 차단되어 가스공급라인(510)을 통해 공급되지 않을 수 있다.
즉, 제2공정준비단계의 적어도 일부구간(P2)에서 바이패스되던 제2소스가스가 제2공정단계에서 공정챔버(100)로 공급될 수 있다. (제2공정준비단계 중 제2소스가스가 바이패스되는 구간(P2) 및 제2공정단계(e구간)를 제외한 구간의 경우, 제2소스가스공급부(740)를 통한 제2소스가스주입라인(534)으로의 제2소스가스 공급이 원천적으로 차단된다.)
이때, 제2소스가스의 캐리어가스는 제2소스가스와 마찬가지로 바이패스되다 제2공정단계와 함께 공정챔버(100)로 공급될 수 있고, 제1소스가스의 캐리어가스는 제1소스가스바이패스라인(552)를 통해 바이패스될 수 있다.
상기 제2소스가스의 캐리어가스 및 제2반응가스는 제2소스가스와 달리 제2공정단계 완료 후에도 공정챔버(100)로 공급될 수 있다.(플라즈마퍼지단계)
상기 제2공정단계에서 공급되는 퍼지가스는 제2공정을 위한 제2퍼지가스일 수 있다.
즉, 본 발명은 소스가스를 반응가스와 별도로 바이패스시키고 소스가스를 공급하기 전에 미리 반응가스를 공정챔버(100)로 공급함으로써, 반응가스와 소스가스가 한꺼번에 공정챔버(100)에 공급됨으로써 야기되는 급격한 압력변화를 방지하고 그에 따라 급격한 압력변화에 의해 공정환경이 불안정해지는 것을 방지할 수 있어, 기판처리의 균일도 및 표면특성(표면 및 계면 거칠기)이 개선될 수 있는 이점이 있다.
또한, 반응가스와 소스가스를 동시에 공급하는 경우 대유량으로 인해 공정챔버(100) 내부의 압력변화 폭이 큰데 반해, 반응가스와 소스가스를 시간차를 두고 공급하는 경우 공정챔버(100) 내부의 최대 압력변화 폭을 감소시킬 수 있어 공정환경 안정화에 걸리는 시간을 감소시킬 수 있고, 그에 따라 공정에 소요되는 공정시간을 최소화 하여 장치의 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 기판처리방법은, 처리공간(S)에 플라즈마환경이 유지된 상태에서 수행될 수 있다.
종래와 같이 소스가스와 반응가스가 항상 혼합된 상태로 공정챔버에 공급되거나 바이패스되는 경우, 소스가스에 의해 낮은 출력의 플라즈마환경에서도 원치않는 박막이 형성될 수 있다.
다시 말해, 플라즈마가 유지되는 환경 하에서는 종래와 같이 소스가스와 반응가스를 동시에 바이패스 한 후 동시에 공정챔버(100)로 공급하는 경우, 공정환경을 안정화(압력 안정화)하는 시간 동안 소스가스에 의해 기판(10) 상에 원치 않는 증착이 발생할 수 있다.
그런데, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 소스가스 보다 상대적으로 공급유량이 많으며 플라즈마 환경에서도 단독으로 기판(10) 상에 증착되지 않는 반응가스를 소스가스 보다 먼저 공정챔버에 공급하여 압력 안정화 시간을 두고 이후 반응가스 보다 상대적으로 공급유량이 적은 소스가스를 공급함으로써, 상시 플라즈마 환경에서 공정을 수행할 수 있고, 소스가스 공급 시 소스가스 공급으로 인한 압력변화가 적어 별도의 안정화 시간을 둘 필요 없이 곧바로 증착공정이 수행될 수 있다.
먼저, 공정을 상시 플라즈마 환경에서 수행하는 경우, 공정챔버(100) 내의 파티클이 저감되는 효과와, 파티클 저감에 따라 공정챔버(100)의 퍼지-펌핑 시간이 단축되어 퍼지-펌핑이 효율적으로 이루어지므로 박막의 표면 및 계면 거칠기가 개선되는 효과와, 플라즈마 온-오프 없이 플라즈마 환경이 유지되므로 플라즈마 안정화에 소요되는 시간이 단축되는 효과가 있다.
다음으로, 소스가스 공급 시 별도의 안정화 시간을 두지 않고 곧 바로 증착공정이 수행되는 경우, 증착공정 초기의 막질의 양호성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
다만, 처리공간(S)의 플라즈마환경은 제1공정단계(b구간)와 제2공정단계(e구간)에서는 박막형성을 위해 고출력으로, 나머지 단계에서는 단순히 플라즈마환경을 유지할 수 있을 정도의 저출력으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판처리방법이, 플라즈마퍼지단계를 포함하는 경우, 제1공정준비단계 및 제2공정준비단계에서도 플라즈마퍼지구간의 경우 공정단계와 동일한 고출력의 플라즈마 환경이 조성될 수 있음은 물론이다.
이때, 상기 기판처리방법은, 필요에 따라(박막종류 또는 공정종류) 제1공정단계 및 제2공정단계 중 적어도 하나의 단계에서, 인가중인 RF 플라즈마에 더하여 인가중인 플라즈마의 주파수(예로서, HF RF)와 다른 주파수(예로서, LF RF)의 RF전력을 추가로 인가할 수 있다.
예로서, 도 4를 참조하면, 전 구간에서 HF RF 전력에 의한 플라즈마가 형성되는 경우를 가정했을 때, 제2박막이 실리콘산화막(SiOx)이며, 제2공정가스가 제2반응가스(O2를 포함하는 가스)와 제2소스가스(TEOS)의 혼합가스인 경우, 제2소스가스(TEOS)에 의한 제2박막이 형성되는 구간 e에서는, LF RF 전력에 의한 플라즈마가 추가로 형성될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10:기판 100:공정챔버
200:기판지지부 300:가스분사부

Claims (20)

  1. 기판(10) 상에 반응가스와 소스가스가 혼합된 공정가스를 이용해 기판처리를 수행하는 기판처리장치로서,
    밀폐된 처리공간(S)를 형성하는 공정챔버(100)와, 상기 공정챔버(100)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와, 상기 공정챔버(100)에 설치되어 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부(300)와, 상기 처리공간(S)으로 상기 공정가스를 공급하기 위한 가스공급부(500)를 포함하며,
    상기 가스공급부(500)는, 상기 처리공간(S)으로 가스를 공급하기 위하여 상기 가스분사부(300)에 결합되는 가스공급라인(510)과, 상기 가스공급라인(510)에 반응가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 반응가스주입라인(520)과, 상기 가스공급라인(510)에 소스가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 소스가스주입라인(530)과, 상기 가스공급라인(510)에 퍼지가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 퍼지가스주입라인(540)과, 상기 소스가스주입라인(530)에 연결되어 소스가스를 외부로 바이패스하는 소스가스바이패스라인(550)을 포함하며,
    상기 처리공간(S) 내부의 가스를 퍼지-펌핑하기 위하여 외부의 진공펌프(20)와 연결되는 배기부를 추가로 포함하며,
    상기 소스가스바이패스라인(550)은,
    상기 공정챔버(100) 외부에서 상기 배기부와 접속하여 상기 진공펌프(20)를 통해 바이패스되는 상기 소스가스를 외부로 배출하며,
    상기 가스공급부(500)는,
    상기 처리공간(S)에 상기 반응가스가 공급되는 동안 상기 소스가스를 상기 소스가스바이패스라인(550)을 통해 바이패스하도록 상기 소스가스주입라인(530) 중 상기 소스가스바이패스라인(550) 후단 및 상기 반응가스주입라인(520) 전단에 구비되는 소스가스밸브(620)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스공급부(500)는,
    상기 반응가스주입라인(520)에 설치되는 반응가스밸브(610)와, 상기 퍼지가스주입라인(540)에 설치되는 퍼지가스밸브(630)와, 상기 소스가스바이패스라인(550)에 설치되는 바이패스밸브(640)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기판처리장치는, 기판(10) 상에 제1공정에 의한 제1박막과 제2공정에 의한 제2박막이 교번하여 적층되는 복합막증착공정을 수행하는 복합막증착장치인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1박막은 제1반응가스와 제1소스가스가 혼합된 제1공정가스에 의해 형성되며, 상기 제2박막은 제2반응가스와 제2소스가스가 혼합된 제2공정가스에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1박막 및 상기 제2박막 중 하나는 실리콘질화막(SiNx)이고, 나머지 하나는 실리콘산화막(SiOx)인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 반응가스주입라인(520)은, 상기 가스공급라인(510)에 상기 제1반응가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 제1반응가스주입라인(522)과, 상기 가스공급라인(510)에 상기 제2반응가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 제2반응가스주입라인(524)을 포함하며,
    상기 소스가스주입라인(530)은, 상기 가스공급라인(510)에 상기 제1소스가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 제1소스가스주입라인(532)과, 상기 가스공급라인(510)에 상기 제2소스가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 제2소스가스주입라인(534)을 포함하며,
    상기 소스가스바이패스라인(550)는, 상기 제1소스가스주입라인(532)에 연결되어 상기 제1소스가스를 외부로 바이패스하는 제1소스가스바이패스라인(552)과, 상기 제2소스가스주입라인(534)에 연결되어 상기 제2소스가스를 외부로 바이패스하는 제2소스가스바이패스라인(554)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 반응가스밸브(610)는, 상기 제1반응가스주입라인(522)에 설치되는 제1반응가스밸브(612)와, 상기 제2반응가스주입라인(524)에 설치되는 제2반응가스밸브(614)를 포함하며,
    상기 소스가스밸브(620)는, 상기 제1소스가스주입라인(532)에 설치되는 제1소스가스밸브(622)와, 상기 제2소스가스주입라인(534)에 설치되는 제2소스가스밸브(624)를 포함하며,
    상기 바이패스밸브(640)는, 상기 제1소스가스바이패스라인(552)에 설치되는 제1바이패스밸브(642)와, 상기 제2소스가스바이패스라인(554)에 설치되는 제2바이패스밸브(644)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 가스공급부(500)는, 상기 제1반응가스주입라인(522)에 상기 제1반응가스를 공급하는 제1반응가스공급부(710)와, 상기 제2반응가스주입라인(524)에 상기 제2반응가스를 공급하는 제2반응가스공급부(720)와, 상기 제1소스가스주입라인(532)에 상기 제1소스가스를 공급하는 제1소스가스공급부(730)와, 상기 제2소스가스주입라인(534)에 상기 제2소스가스를 공급하는 제2소스가스공급부(740)와, 상기 퍼지가스주입라인(540)에 상기 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급부(750)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 퍼지가스공급부(750)는,
    상기 제1공정을 위한 제1퍼지가스를 공급하는 제1퍼지가스공급부(752)와, 상기 제2공정을 위한 제2퍼지가스를 공급하는 제2퍼지가스공급부(754)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 가스공급부(500)는,
    상기 가스공급라인(510)의 적어도 일부, 상기 반응가스주입라인(520)의 적어도 일부, 상기 소스가스주입라인(530)의 적어도 일부, 상기 퍼지가스주입라인(540)의 적어도 일부, 및 상기 소스가스바이패스라인(550)의 적어도 일부가 내부에 구비되며, 상기 반응가스밸브(610), 상기 소스가스밸브(620), 상기 퍼지가스밸브(630) 및 상기 바이패스밸브(640)가 설치되는 가스공급블록(50)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 기판처리장치는,
    공정단계에 따라 상기 가스공급라인(510)을 따라 흐르는 가스의 조성이 가변되도록, 상기 반응가스밸브(610), 상기 소스가스밸브(620), 상기 퍼지가스밸브(630) 및 상기 바이패스밸브(640)를 제어하는 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 기판(10) 상에 제1공정에 의한 제1박막과 제2공정에 의한 제2박막이 교번하여 적층되는 복합막증착공정을 수행하는 청구항 7에 따른 기판처리장치에서 수행되는 기판처리방법으로서,
    상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제1반응가스를 공급하여 상기 제1공정을 준비하는 제1공정준비단계와,
    상기 제1공정준비단계 후에, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제1반응가스와 상기 제1소스가스를 공급하여 상기 제1공정을 수행하는 제1공정단계와.
    상기 제1공정단계 후에, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제2반응가스를 공급하여 상기 제2공정을 준비하는 제2공정준비단계와,
    상기 제2공정준비단계 후에, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제2반응가스와 상기 제2소스가스를 공급하여 상기 제2공정을 수행하는 제2공정단계를 포함하며,
    상기 제1공정준비단계, 상기 제1공정단계, 상기 제2공정준비단계, 및 상기 제2공정단계는 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1공정준비단계는,
    상기 제1공정단계 전 적어도 일부 구간에서 상기 제1소스가스를 상기 제1소스가스바이패스라인(552)을 통해 외부로 바이패스하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 기판처리방법은,
    상기 제2공정단계 전 적어도 일부 구간에서 상기 제2소스가스를 상기 제2소스가스바이패스라인(554)을 통해 외부로 바이패스하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1공정준비단계 및 상기 제2공정준비단계는,
    각각 제1공정 및 제2공정 사이의 공정전환을 위한 퍼지-펌핑단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  16. 밀폐된 처리공간(S)를 형성하는 공정챔버(100)와, 상기 공정챔버(100)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와, 상기 공정챔버(100)에 설치되어 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 가스분사부(300)와, 상기 처리공간(S)으로 공정가스를 공급하기 위한 가스공급부(500)를 포함하며,
    상기 가스공급부(500)는, 상기 처리공간(S)으로 가스를 공급하기 위하여 상기 가스분사부(300)에 결합되는 가스공급라인(510)과, 상기 가스공급라인(510)에 반응가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 반응가스주입라인(520)과, 상기 가스공급라인(510)에 소스가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 소스가스주입라인(530)과, 상기 가스공급라인(510)에 퍼지가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 퍼지가스주입라인(540)과, 상기 소스가스주입라인(530)에 연결되어 소스가스를 외부로 바이패스하는 소스가스바이패스라인(550)을 포함하며,
    상기 가스공급부(500)는,
    상기 반응가스주입라인(520)에 설치되는 반응가스밸브(610)와, 상기 소스가스주입라인(530)에 설치되는 소스가스밸브(620)와, 상기 퍼지가스주입라인(540)에 설치되는 퍼지가스밸브(630)와, 상기 소스가스바이패스라인(550)에 설치되는 바이패스밸브(640)를 포함하며,
    상기 기판(10) 상에 제1공정에 의한 제1박막과 제2공정에 의한 제2박막이 교번하여 적층되는 복합막증착공정을 수행하며,
    상기 제1박막은 제1반응가스와 제1소스가스가 혼합된 제1공정가스에 의해 형성되며, 상기 제2박막은 제2반응가스와 제2소스가스가 혼합된 제2공정가스에 의해 형성되며,
    상기 반응가스주입라인(520)은, 상기 가스공급라인(510)에 상기 제1반응가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 제1반응가스주입라인(522)과, 상기 가스공급라인(510)에 상기 제2반응가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 제2반응가스주입라인(524)을 포함하며,
    상기 소스가스주입라인(530)은, 상기 가스공급라인(510)에 상기 제1소스가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 제1소스가스주입라인(532)과, 상기 가스공급라인(510)에 상기 제2소스가스를 공급하기 위하여 상기 가스공급라인(510)에 연결되는 제2소스가스주입라인(534)을 포함하며,
    상기 소스가스바이패스라인(550)는, 상기 제1소스가스주입라인(532)에 연결되어 상기 제1소스가스를 외부로 바이패스하는 제1소스가스바이패스라인(552)과, 상기 제2소스가스주입라인(534)에 연결되어 상기 제2소스가스를 외부로 바이패스하는 제2소스가스바이패스라인(554)을 포함하며,
    상기 반응가스밸브(610)는, 상기 제1반응가스주입라인(522)에 설치되는 제1반응가스밸브(612)와, 상기 제2반응가스주입라인(524)에 설치되는 제2반응가스밸브(614)를 포함하며,
    상기 소스가스밸브(620)는, 상기 제1소스가스주입라인(532)에 설치되는 제1소스가스밸브(622)와, 상기 제2소스가스주입라인(534)에 설치되는 제2소스가스밸브(624)를 포함하며,
    상기 바이패스밸브(640)는, 상기 제1소스가스바이패스라인(552)에 설치되는 제1바이패스밸브(642)와, 상기 제2소스가스바이패스라인(554)에 설치되는 제2바이패스밸브(644)를 포함하는 기판처리장치에서 수행되는 기판처리방법으로서,
    상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제1반응가스를 공급하여 상기 제1공정을 준비하는 제1공정준비단계와,
    상기 제1공정준비단계 후에, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제1반응가스와 상기 제1소스가스를 공급하여 상기 제1공정을 수행하는 제1공정단계와.
    상기 제1공정단계 후에, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제2반응가스를 공급하여 상기 제2공정을 준비하는 제2공정준비단계와,
    상기 제2공정준비단계 후에, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제2반응가스와 상기 제2소스가스를 공급하여 상기 제2공정을 수행하는 제2공정단계를 포함하며,
    상기 제1공정준비단계, 상기 제1공정단계, 상기 제2공정준비단계, 및 상기 제2공정단계는 반복 수행되며,
    상기 제1공정준비단계 및 상기 제2공정준비단계는,
    각각 제1공정 및 제2공정 사이의 공정전환을 위한 퍼지-펌핑단계를 포함하며,
    상기 제1공정준비단계는,
    소스가스의 상기 공정챔버(100)로의 공급을 차단한 상태로 직전 제2공정에서의 제2반응가스 및 플라즈마세기를 유지하여 플라즈마 퍼지를 수행하는 플라즈마퍼지단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제2공정준비단계는,
    소스가스의 상기 공정챔버(100)로의 공급을 차단한 상태로 직전 제1공정에서의 제1반응가스 및 플라즈마세기를 유지하여 플라즈마 퍼지를 수행하는 플라즈마퍼지단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  18. 청구항 12에 있어서,
    상기 기판처리방법은,
    상기 제1공정준비단계 및 상기 제1공정단계에서, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제1공정을 위한 제1퍼지가스를 공급하며,
    상기 제2공정준비단계 및 상기 제2공정단계에서, 상기 가스공급라인(510)을 통해 상기 공정챔버(100)로 상기 제2공정을 위한 제2퍼지가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  19. 청구항 12에 있어서,
    상기 기판처리방법은,
    상기 처리공간(S)에 플라즈마환경이 유지된 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  20. 청구항 12 내지 청구항 19 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1박막 및 상기 제2박막 중 하나는 실리콘질화막(SiNx)이고, 나머지 하나는 실리콘산화막(SiOx) 인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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