KR102614922B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102614922B1
KR102614922B1 KR1020200188108A KR20200188108A KR102614922B1 KR 102614922 B1 KR102614922 B1 KR 102614922B1 KR 1020200188108 A KR1020200188108 A KR 1020200188108A KR 20200188108 A KR20200188108 A KR 20200188108A KR 102614922 B1 KR102614922 B1 KR 102614922B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
gas
reaction space
passivation
substrate processing
Prior art date
Application number
KR1020200188108A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220097679A (ko
Inventor
최진우
오승준
남진우
이장희
박영학
서안나
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020200188108A priority Critical patent/KR102614922B1/ko
Priority to US17/564,280 priority patent/US20220208515A1/en
Priority to CN202111647647.XA priority patent/CN114695059A/zh
Publication of KR20220097679A publication Critical patent/KR20220097679A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102614922B1 publication Critical patent/KR102614922B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H01J37/32834—Exhausting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32853—Hygiene
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 저마늄(Ge)을 포함하는 불순물이 부착된 기판의 표면을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 방법은, 판을 처리하는 반응 공간으로서 하나 이상의 절연성 부재가 노출된 상기 반응 공간에 피처리 기판이 반입된 이 후: 상기 반응 공간으로 상기 패시베이션 가스 및 상기 공정 가스를 동시에 또는 순차적으로 공급하는 제1 단계; 및 상기 패시베이션 가스의 공급을 중지하고 상기 공정 가스가 공급되는 상태에서 상기 플라즈마 소스를 제어하여 상기 반응 공간에 플라즈마를 발생시키는 제2 단계를 수행한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자가 고집적화됨에 따라 활성 영역의 크기도 감소하게 되었다. 이로서 활성 영역에 형성되는 MOS 트랜지스터의 채널 길이도 줄어들게 되었다. MOS 트랜지스터 채널 길이가 작아지면, 단채널 효과(Short Channel Effect)에 의해 트랜지스터의 동작 성능을 저하시킨다. 이로써 기판 상에 형성되는 소자들의 크기를 축소시키면서 소자의 성능을 극대화시키기 위하여 다양한 연구가 진행되고 있다.
이중 대표적인 것으로 핀(fin) 구조를 가지는 핀 펫(fin-FET) 소자를 들 수 있다. 이와 같은 핀펫 소자는 규소(Si)를 포함하는 웨이퍼 등의 기판을 식각하여 형성될 수 있다. 이때, 식각 과정에서 발생되는 기판 표면의 거칠기는 트랜지스터의 성능 저하의 원인이 될 수 있다. 이에, 일반적으로는 라디칼을 기판 표면에 전달하는 어닐링 처리를 통해 기판 표면 손상과 거칠기를 개선한다. 이러한 손상을 치유하기 위한 방법으로서 수소 플라스마를 이용한 어닐링 방법이 제안된 바 있다. 이 방법은 공정 챔버에 수소를 주입하고 플라스마를 형성하면, 라디칼 형태의 수소가 채널 표면에 있는 실리콘 원자를 이동 가능하게 만듬으로써 이러한 손상을 치유하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 이를 실제로 플라스마 처리 장치에 적용을 하기 위해서는 파티클 발생과 같은 여러 문제들이 해결될 필요가 있다.
본 발명은 기판을 효율적으로 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판에 대한 표면 처리를 효과적으로 수행할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 장치에 제공되는 절연성 부품들을 보호하고 기판의 파티클 오염을 줄일 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 장치에 제공되는 절연성 부품들을 보호하고 기판의 파티클 오염을 줄이면서도 전체 공정 시간을 단축시켜 단위 시간당 생산량이 증가될 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판에 잔류하는 불순물을 효과적으로 제거할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 표면 손상과 거칠기를 효과적으로 개선할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는, 반응 공간을 가지며 하나 이상의 절연성 부재가 상기 반응 공간에 노출되어 제공되는 공정 챔버; 상기 반응 공간에서 기판을 지지는 기판 지지 부재; 상기 반응 공간으로 패시베이션 가스 및 공정 가스를 선택적으로 공급하는 가스 공급 부재; 상기 가스를 플라즈마로 여기시는 플라즈마 소스; 및 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 가스 공급 부재, 그리고 상기 플라즈마 소스를 제어하되, 상기 반응 공간에 피처리 기판이 반입되어 상기 피처리 기판이 상기 지지 부재에 지지된 이 후: 상기 반응 공간으로 상기 패시베이션 가스 및 상기 공정 가스를 동시에 또는 순차적으로 공급하는 제1 단계; 및 상기 패시베이션 가스의 공급을 중지하고 상기 공정 가스가 공급되는 상태에서 상기 플라즈마 소스를 제어하여 상기 반응 공간에 플라즈마를 발생시키는 제2 단계를 수행하도록 상기 가스 공급 부재 및 상기 플라즈마 소스를 제어한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 피처리 기판에는, 저마늄(Ge)을 포함하는 불순물이 부착되고, 상기 피처리 기판은, 규소(Si)를 포함하는 소재로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 절연성 부재는, 쿼츠, Al2O3, AlN 및 Y2O3 중 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 패시베이션 가스는 질소계 가스를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 공정 가스는 수소를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 패시베이션 가스로부터 여기된 플라즈마는 질소 라디칼을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 공정 가스로부터 여기된 플라즈마는 수소 라디칼을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 공정 챔버에는, 상기 반응 공간을 배기하는 배기 라인과 연결되는 배기홀이 적어도 하나 이상 형성되고, 상기 제어기는, 상기 반응 공간의 압력이 50mTorr 내지 1Torr 사이의 압력이 되도록 상기 배기 라인과 연결된 감압 부재를 제어하면서, 상기 패시베이션 가스가 10sccm 내지 1000sccm으로 10초 내지 60초 동안 공급되도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어기는, 상기 패시베이션 가스의 공급과 함께, 상기 공정 가스를 10sccm 내지 1000sccm으로 공급할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 단계 동안, 상기 기판의 온도를 제1 온도로 조절하고, 이후 상기 기판의 온도를 상기 제1온도와 상이한 온도인 제2 온도로 조절하도록 상기 기판 지지부를 제어할 수 있다.
본 발명은 저마늄(Ge)을 포함하는 불순물이 부착된 기판의 표면을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 방법은, 기판을 처리하는 반응 공간으로서 하나 이상의 절연성 부재가 노출된 상기 반응 공간에 피처리 기판이 반입된 이 후: 상기 반응 공간으로 상기 패시베이션 가스 및 상기 공정 가스를 동시에 또는 순차적으로 공급하는 제1 단계; 및 상기 패시베이션 가스의 공급을 중지하고 상기 공정 가스가 공급되는 상태에서 상기 플라즈마 소스를 제어하여 상기 반응 공간에 플라즈마를 발생시키는 제2 단계를 수행한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 피처리 기판은, 규소(Si)를 포함하는 소재로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 절연성 부재는, 쿼츠, Al2O3, AlN 및 Y2O3 중 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 패시베이션 가스는 질소계 가스를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 공정 가스는 수소를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 패시베이션 가스로부터 여기된 플라즈마는 질소 라디칼을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 공정 가스로부터 여기된 플라즈마는 수소 라디칼을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 반응 공간의 압력이 50mTorr 내지 1Torr 사이의 압력이 되도록 제어된 분위기에서, 상기 패시베이션 가스가 10sccm 내지 1000sccm으로 10초 내지 60초 동안 공급할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 패시베이션 가스의 공급과 함께, 상기 공정 가스를 10sccm 내지 1000sccm으로 공급할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 실시예의 기판 처리 장치는, 반응 공간을 가지며 쿼츠, Al2O3, AlN 및 Y2O3 중 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 하나 이상의 절연성 부재가 상기 반응 공간에 노출되어 제공되는 공정 챔버; 상기 반응 공간에서 기판을 지지는 기판 지지 부재; 상기 반응 공간으로 질소계 가스를 포함하는 패시베이션 가스, 및 수소를 포함하는 공정 가스를 선택적으로 공급하는 가스 공급 부재; 상기 가스를 플라즈마로 여기시는 플라즈마 소스; 및 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 가스 공급 부재, 그리고 상기 플라즈마 소스를 제어하되, 상기 반응 공간에 저마늄(Ge)을 포함하는 불순물이 부착되고 규소(Si)를 포함하는 소재로 제공되는 피처리 기판이 반입되어 상기 피처리 기판이 상기 지지 부재에 지지된 이 후: 상기 반응 공간으로 상기 패시베이션 가스 및 상기 공정 가스를 동시에 또는 순차적으로 공급하는 제1 단계; 및 상기 패시베이션 가스의 공급을 중지하고 상기 공정 가스가 공급되는 상태에서 상기 플라즈마 소스를 제어하여 상기 반응 공간에 플라즈마를 발생시키는 제2 단계를 수행하도록 상기 가스 공급 부재 및 상기 플라즈마 소스를 제어한다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판에 대한 표면 처리를 효과적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 장치에 제공되는 절연성 부품들을 보호하고 기판의 파티클 오염을 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 장치에 제공되는 절연성 부품들을 보호하고 기판의 파티클 오염을 줄이면서도 전체 공정 시간을 단축시켜 단위 시간당 생산량이 증가될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판에 잔류하는 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 표면 손상과 거칠기를 효과적으로 개선할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 도 2의 S20 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 도 2의 S40 및 S50 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 2의 S50 단계를 거쳐, 절연성 부품들의 표면이 질소 패시베이션되어 변화하는 것을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2의 S50단계가 수행되는 과정에서 제1 처리 단계에서의 기판의 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 제1 처리 단계가 수행된 이후 기판의 모습을 보여주는
도면이다.
도 8은 도 2의 S50단계가 수행되는 과정에서 제2 처리 단계에서의 기판의 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 도 2의 S50단계가 수행된 이후 기판의 모습을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 도 2의 S20 및 S40 단계를 동시에 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 도 2의 S40 및 S50 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치는 기판(W)에 대하여 플라스마 공정 처리를 수행한다. 기판 처리 장치는 공정 챔버(100), 기판 지지 부재(200), 가스 공급 부재(300), 마이크로파 인가 유닛(400), 그리고 제어기(500)를 포함한다.
공정 챔버(100)는 반응 공간(101)을 가질 수 있다. 반응 공간(101)은 기판(W)이 처리되는 공간일 수 있다. 공정 챔버(100)의 일 측벽에는 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 개구는 기판(W)이 공정 챔버(100) 내부로 출입할 수 있는 통로로 제공된다. 개구는 도어(미도시)에 의해 개폐된다. 공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(121)과 연결된다. 배기 라인(121)은 감압 부재(123)와 연결될 수 있다. 감압 부재(123)는 펌프일 수 있다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 가스는 배기 라인(121)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
또한, 감압 부재(123)가 배기 라인(121)을 통해 제공하는 감압에 의해 반응 공간(101)의 압력은 설정 압력으로 유지될 수 있다. 반응 공간(101)의 압력은 진공에 가까운 압력으로 유지될 수 있다. 즉, 공정 챔버(100)는 기판(W)을 처리하는 동안 반응 공간(101)의 압력이 진공에 가까운 압력으로 유지되는 진공 챔버일 수 있다. 예컨대, 후술하는 제어기(500)는 반응 공간(101)의 압력은 10 mTorr 내지 4 Torr 사이(예컨대, 10 mTorr 이상, 그리고 4 Torr 이하)의 압력이 되도록 감압 부재(123)를 제어할 수 있다.
공정 챔버(100) 내부에는 기판 지지 부재(200)가 위치한다. 기판 지지 부재(200)는 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 부재(200)는 정전기력을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전척(ESC)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 기판 지지 부재(200)는 정전척(ESC)을 포함하는 것으로 설명된다. 기판 지지 부재(200)는 유전판(210), 하부 전극(220), 히터(230), 지지판(240), 절연판(270), 그리고 포커스 링(280)을 포함한다.
유전판(210)은 기판 지지 부재(200)의 상단부에 위치한다. 유전판(210)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 유전판(210)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 유전판(210)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 때문에, 기판(W) 가장자리영역은 유전판(210)의 외측에 위치한다. 유전판(210)에는 제1공급 유로(211)가 형성된다. 제1공급 유로(211)는 유전판(210)의 상면으로부터 저면으로 제공된다. 제1공급 유로(211)는 서로 이격하여 복수개 형성되며, 기판(W)의 저면으로 열전달 매체가 공급되는 통로로 제공된다.
유전판(210)의 내부에는 하부 전극(220)과 히터(230)가 매설된다. 하부 전극(220)은 히터(230)의 상부에 위치한다. 하부 전극(220)은 하부 전원(221)과 전기적으로 연결된다. 하부 전원(221)은 직류 전원을 포함한다. 하부 전극(220)과 하부 전원(221) 사이에는 하부 전원 스위치(222)가 설치된다. 하부 전극(220)은 하부 전원 스위치(222)의 온/오프(ON/OFF)에 의해 하부 전원(221)과 전기적으로 연결될 수 있다. 하부 전원 스위치(222)가 온(ON) 되면, 하부 전극(220)에는 직류 전류가 인가된다. 하부 전극(220)에 인가된 전류에 의해 하부 전극(220)과 기판(W) 사이에는 전기력이 작용하며, 전기력에 의해 기판(W)은 유전판(210)에 흡착된다.
히터(230)는 기판(W)의 온도를 설정 온도로 조절하는 온도 조절 부재일 수 있다. 또한, 히터(230)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다. 히터(230)는 나선 형상의 코일을 포함한다. 히터(230)는 균일한 간격으로 유전판(210)에 매설될 수 있다. 히터(230)는 히터 전원(231)으로부터 전력을 전달 받아 승온될 수 있다. 또한, 히터(230)와 히터 전원(231) 사이에는 히터 전원 스위치(232)가 설치될 수 있다. 히터(230)는 히터 전원 스위치(232)의 온/오프에 의해 히터 전원(231)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 히터 전원(231)이 히터(230)에 인가하는 전력의 크기에 따라 히터(230)의 온도는 달라질 수 있다. 예컨대, 히터(230)에 인가되는 전력의 크기에 비례하여 히터(230)의 온도도 함께 높아질 수 있다. 또한, 히터(230)는 히터(230)의 온도를 센싱하는 히터 센서(미도시)와 서로 연결될 수 있다. 히터 센서는 히터(230)의 온도를 실시간으로 감지하고, 감지된 히터(230)의 실시간 온도를 후술하는 제어기(500)로 전달할 수 있다. 제어기(500)는 히터 센서가 감지하는 히터(230)의 온도에 근거하여 히터(230)에 전달되는 전력의 크기를 달리할 수 있다.
유전판(210)의 하부에는 지지판(240)이 위치한다. 유전판(210)의 저면과 지지판(240)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다. 지지판(240)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 지지판(240)의 상면은 중심 영역이 가장자리영역보다 높게 위치되도록 단차질 수 있다. 지지판(240)의 상면 중심 영역은 유전판(210)의 저면에 상응하는 면적을 가지며, 유전판(210)의 저면과 접착된다. 지지판(240)에는 제1순환 유로(241), 제2순환 유로(242), 그리고 제2공급 유로(243)가 형성된다.
제1순환 유로(241)는 열전달 매체가 순환하는 통로로 제공된다. 제1순환 유로(241)는 지지판(240) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1순환 유로(241)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1순환 유로(241)들은 서로 연통될 수 있다. 제1순환 유로(241)들은 동일한 높이에 형성된다.
제2순환 유로(242)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2순환 유로(242)는 지지판(240) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제2순환 유로(242)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제2순환 유로(242)들은 서로 연통될 수 있다. 제2순환 유로(242)는 제1순환 유로(241)보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 제2순환 유로(242)들은 동일한 높이에 형성된다. 제2순환 유로(242)는 제1순환 유로(241)의 하부에 위치될 수 있다.
제2공급 유로(243)는 제1순환 유로(241)부터 상부로 연장되며, 지지판(240)의 상면으로 제공된다. 제2공급 유로(243)는 제1공급 유로(211)에 대응하는 개수로 제공되며, 제1순환 유로(241)와 제1공급 유로(211)를 연결한다.
제1순환 유로(241)는 열전달 매체 공급 라인(251)을 통해 열전달 매체 저장부(252)와 연결된다. 열전달 매체 저장부(252)에는 열전달 매체가 저장된다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함한다. 실시예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함한다. 헬륨 가스는 공급 라인(251)을 통해 제1순환 유로(241)에 공급되며, 제2공급 유로(243)와 제1공급 유로(211)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급된다. 헬륨 가스는 플라스마에서 기판(W)으로 전달된 열이 기판 지지 부재(200)으로 전달되는 매개체 역할을 한다. 플라스마에 함유된 이온 입자들은 기판 지지 부재(200)에 형성된 전기력에 끌려 기판 지지 부재(200)으로 이동하며, 이동하는 과정에서 기판(W)과 충돌하여 식각 공정을 수행한다. 이온 입자들이 기판(W)에 충돌하는 과정에서 기판(W)에는 열이 발생한다. 기판(W)에서 발생된 열은 기판(W) 저면과 유전판(210)의 상면 사이 공간에 공급된 헬륨 가스를 통해 기판 지지 부재(200)으로 전달된다. 이에 의해, 기판(W)은 설정온도로 유지될 수 있다.
제2순환 유로(242)는 냉각 유체 공급 라인(261)을 통해 냉각 유체 저장부(262)와 연결된다. 냉각 유체 저장부(262)에는 냉각 유체가 저장된다. 냉각 유체 저장부(262) 내에는 냉각기(263)가 제공될 수 있다. 냉각기(263)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킨다. 이와 달리, 냉각기(263)는 냉각 유체 공급 라인(261) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(261)을 통해 제2순환 유로(242)에 공급된 냉각 유체는 제2순환 유로(242)를 따라 순환하며 지지판(240)을 냉각한다. 지지판(240)의 냉각은 유전판(210)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다.
지지판(240)의 하부에는 절연판(270)이 제공된다. 절연판(270)은 지지판(240)에 상응하는 크기로 제공된다. 절연판(270)은 지지판(240)과 챔버(100)의 바닥면 사이에 위치한다. 절연판(270)은 절연 재질로 제공되며, 지지판(240)과 챔버(100)를 전기적으로 절연시킨다.
포커스 링(280)은 기판 지지 부재(200)의 가장자리 영역에 배치된다. 포커스 링(280)은 링 형상을 가지며, 유전판(210)의 둘레를 따라 배치된다. 포커스 링(280)의 상면은 외측부(280a)가 내측부(280b)보다 높도록 단차질 수 있다. 포커스 링(280)의 상면 내측부(280b)는 유전판(210)의 상면과 동일 높이에 위치된다. 포커스 링(280)의 상면 내측부(280b)는 유전판(210)의 외측에 위치된 기판(W)의 가장자리영역을 지지한다. 포커스 링(280)의 외측부(280a)는 기판(W) 가장자리영역을 둘러싸도록 제공된다. 포커스 링(280)은 플라스마가 형성되는 영역의 중심에 기판(W)이 위치하도록 전기장 형성 영역을 확장시킨다. 이에 의해, 기판(W)의 전체 영역에 걸쳐 플라스마가 균일하게 형성되어 기판(W)의 각 영역이 균일하게 식각될 수 있다.
가스 공급 부재(300)는 공정 챔버(100)의 반응 공간(101)으로 가스를 공급한다. 가스 공급 부재(300)는 공정 챔버(100)의 측벽에 형성된 제1 가스 공급홀(105)과 제2 가스 공급홀(108)을 통해 공정 챔버(100)의 내부로 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 부재(300)가 반응 공간(101)으로 공급하는 가스는 공정 가스와 패시베이션 가스를 포함한다. 공정 가스는 수소, 그리고 비활성 가스 중 선택되는 적어도 하나의 가스를 포함할 수 있다. 비활성 가스로는, 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 제논(Xe) 및 라돈(Rn) 등이 있을 수 있다. 패시베이션 가스는 질소계 가스 그리고 비활성 가스 중 선택되는 적어도 하나의 가스를 포함할 수 있다. 예컨대, 질소계 가스는 N2, 암모니아(NH3) 및 히드라진(N2H4) 중 선택되는 적어도 하나의 가스를 포함할 수 있다. 비활성 가스로는, 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 제논(Xe) 및 라돈(Rn) 등이 있을 수 있다.
제1 가스 공급홀(105)은 제1 가스 공급 라인(310)과 연결된다. 제1 가스 공급 라인(310)은 공정 가스 공급원(미도시)과 연결된다. 제1 가스 공급 라인(310)에는 개폐 부재(311)가 설치되어, 개폐 부재(311)의 개방/폐쇄 동작에 따라 반응 공간(101)에 대한 공정 가스의 공급 여부가 제어될 수 있다. 제2 가스 공급홀(108)은 제2 가스 공급 라인(320)과 연결된다. 제2 가스 공급 라인(320)은 패시베이션 가스 공급원(미도시)과 연결된다. 제2 가스 공급 라인(320)에는 개폐 부재(321)가 설치되어, 개폐 부재(321)의 개방/폐쇄 동작에 따라 반응 공간(101)에 대한 패시베이션 가스의 공급 여부가 제어될 수 있다.
마이크로파 인가 유닛(400)은 공정 챔버(100)의 반응 공간(101)에 에너지를 인가하여 반응 공간(101) 내의 가스를 플라즈마로 여기시키는 플라즈마 소스의 일예로 제공된다. 마이크로파 인가 유닛(400)은 공정 가스 및/또는 패시베이션 가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
공정 가스로부터 여기된 플라즈마는 수소 라디칼을 포함할 수 있다. 수소 라디칼은 기판(W)으로 전달되어 기판(W) 상에 부착된 불순물을 제거하거나, 기판(W) 표면에 대한 거칠기를 개선할 수 있다. 패시베이션 가스로부터 여기된 플라즈마는 절연성 부품들의 표면을 패시베이션 시킨다. 상기 절연성 부품들은, 예를 들면, 반응 공간(101)의 천정으로 제공되는 돔 부재(490), 측벽 라이너(미도시), 배기 배플(미도시)등일 수 있다. 이들 부품들 중 적어도 하나는, 예를 들면, 쿼츠, Al2O3, AlN, 및 Y2O3 등의 물질로 이루어질 수 있다.
마이크로파 인가 유닛(400)은 마이크로파 전원(410), 도파관(420), 마이크로파 안테나(430), 유전체판(470), 냉각판(480) 및 돔 부재(490)를 포함한다.
마이크로파 전원(410)은 마이크로파를 발생시킨다. 도파관(420)은 마이크로파 전원(410)에 연결되며, 마이크로파 전원(410)에서 발생된 마이크로파가 전달되는 통로를 제공한다.
도파관(420)의 선단 내부에는 마이크로파 안테나(430)가 위치한다. 마이크로파 안테나(430)는 도파관(420)을 통해 전달된 마이크로파를 공정 챔버(100) 내부에 인가한다. 예컨대, 마이크로파 안테나(430)는 마이크로파 전원(410)이 인가하는 전원을 전달받아 반응 공간(101)에 마이크로파를 인가할 수 있다. 일 예에 있어서, 마이크로파는 2.45 GHz의 주파수로 미리 정해진 파워의 마이크로파일 수 있다. 마이크로파 전원(410)에 인가되는 파워는 약 1000W 내지 약 3500W일 수 있다.
마이크로파 안테나(430)는 안테나판(431), 안테나 로드(433), 외부 도체 (434), 마이크로파 어답터(436), 커넥터(441), 냉각판(443), 그리고 안테나 높이 조절부(445)를 포함한다.
안테나판(431)은 두께가 얇은 원판으로 제공되며, 복수의 슬롯 홀(432)들이 형성된다. 슬롯 홀(432)들을 마이크로파가 투과하는 통로를 제공한다. 슬롯 홀(432)들은 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 슬롯 홀(432)들은 '×', '+', '-' 등의 형상으로 제공될 수 있다. 슬롯 홀들(432)은 서로 조합되어 복수개의 링 형상으로 배치될 수 있다. 링들은 동일한 중심을 가지고, 서로 상이한 크기의 반경을 가진다.
안테나 로드(433)는 원기둥 형상의 로드(rod)로 제공된다. 안테나 로드(433)는 그 길이 방향이 상하 방향으로 배치된다. 안테나 로드(433)는 안테나판(431)의 상부에 위치하며, 하단부가 안테나판(431)의 중심에 삽입 고정된다. 안테나 로드(433)는 마이크로파를 안테나판(431)에 전파한다.
외부 도체(434)는 도파관(420)의 선단부 하부에 위치한다. 외부 도체(434)의 내부에는 도파관(420)의 내부공간과 연결되는 공간이 상하방향으로 형성된다. 외부 도체(434)의 내부에는 안테나 로드(433)의 일부 영역이 위치한다.
도파관(420)의 선단부 내부에는 마이크로파 어답터(436)가 위치한다. 마이크로파 어답터(436)는 상단부가 하단부보다 큰 반경을 가지는 콘 형상을 가진다. 마이크로파 어답터(436)의 하단부에는 저면이 개방된 수용 공간이 형성된다.
수용 공간에는 커넥터(441)가 위치한다. 커넥터(441)는 링 형상으로 제공된다. 커넥터(441)의 외측면은 수용 공간의 내측면에 상응하는 반경을 가진다. 커넥터(441)의 외측면은 수용 공간의 내측면에 접촉되어 고정 위치한다. 커넥터(441)는 전도성 재질로 제공될 수 있다. 안테나 로드(433)의 상단부는 수용 공간 내에 위치하며, 커넥터(441)의 내측 영역에 끼워진다. 안테나 로드(433)의 상단부는 커넥터(441)에 억지로 끼워지며, 커넥터(441)를 통해 마이크로파 어답터(436)와 전기적으로 연결된다.
냉각판(443)은 마이크로파 어답터(436)의 상단에 결합된다. 냉각판(443)은 마이크로파 어답터(436)의 상단부 보다 큰 반경을 갖는 판으로 제공될 수 있다. 냉각판(443)은 마이크로파 어답터(436)보다 열전도성이 우수한 재질로 제공될 수 있다. 냉각판(443)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 재질로 제공될 수 있다. 냉각판(443)은 마이크로파 어답터(436)의 냉각을 촉진하여, 마이크로파 어답터(436)의 열변형을 방지한다.
안테나 높이 조절부(445)는 마이크로파 어답터(436)와 안테나 로드(433)를 연결한다. 그리고, 안테나 높이 조절부(445)는 마이크로파 어답터(436)에 대한 안테나판(431)의 상대 높이가 변경되도록 안테나 로드(433)를 이동시킨다. 안테나 높이 조절부(445)는 볼트를 포함한다. 볼트(445)는 마이크로파 어답터(436)의 상부에서 하부로 상하방향으로 마이크로파 어답터(436)에 삽입되며, 하단부가 수용 공간에 위치한다. 볼트(445)는 마이크로파 어답터(436)의 중심영역에 삽입된다. 볼트(445)의 하단부는 안테나 로드(433)의 상단부에 삽입된다. 안테나 로드(433)의 상단부에는 볼트(445)의 하단부가 삽입 및 체결되는 나사홈이 소정 깊이로 형성된다. 안테나 로드(433)는 볼트(445)의 회전에 따라 상하방향으로 이동된다. 예컨대, 볼트(445)를 시계방향으로 회전하는 경우 안테나 로드(433)는 상승하고, 반시계방향으로 회전하는 경우 안테나 로드(433)는 하강할 수 있다. 안테나 로드(433)의 이동과 함께 안테나판(431)은 상하방향으로 이동될 수 있다.
유전체판(470)은 안테나판(431)의 상부에 위치한다. 유전체판(470)은 알루미나, 석영등의 유전체로 제공된다. 마이크로파 안테나(430)에서 수직 방향으로 전파된 마이크로파는 유전체판(470)의 반경 방향으로 전파된다. 유전체판(470)에 전파된 마이크로파는 파장이 압축되며, 공진된다. 공진된 마이크로파는 안테나판(431)의 슬롯 홀(432)들에 투과된다.
유전체판(470)의 상부에는 냉각판(480)이 제공된다. 냉각판(480)은 유전체판(470)을 냉각한다. 냉각판(480)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 냉각판(480)은 내부에 형성된 냉각 유로(미도시)에 냉각 유체를 흘려 유전체판(470)을 냉각할 수 있다. 냉각 방식은 수냉식 및 공랭식을 포함한다.
안테나판(431)의 하부에는 돔 부재(490)가 제공된다. 돔 부재(490)는 알루미나, 석영등의 유전체로 제공된다. 안테나판(431)의 슬롯 홀(432)들을 투과한 마이크로파는 돔 부재(490)를 거쳐 공정 챔버(100) 내부로 방사된다. 방사된 마이크로파의 전계에 의하여 공정 챔버(100) 내에 공급된 공정 가스는 플라스마 상태로 여기된다. 돔 부재(490)의 상면은 안테나판(431)의 저면과 소정 간격으로 이격될 수 있다.
안테나 높이 조절부(445)는 마이크로파 어답터(436)에 대한 안테나판(431)의 상대 높이가 변경되도록 안테나 로드(433)를 상하방향으로 이동시킬 수 있다. 안테나 높이 조절부(445)는 안테나 로드(433)를 상하방향으로 이동시켜, 안테나판(431)과 돔 부재(490) 사이를 적절한 간격으로 유지시킬 수 있다.
제어기(500)는 기판 처리 장치를 제어할 수 있다. 제어기(500)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 기판 처리 장치가 수행할 수 있도록, 기판 처리 장치의 감압 부재(123), 기판 지지 부재(200), 가스 공급 부재(300), 그리고 마이크로파 인가 유닛(400) 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다. 또한, 제어기(500)는 기판 처리 장치의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 장치에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.
제어기(500)는 히터 전원(231)이 히터(230)에 전달하는 전력의 크기를 조절하여 기판(W)의 온도를 설정 온도로 유지시킬 수 있다. 예컨대, 제어기(500)는 히터 센서가 감지하는 히터(230)의 온도를 실시간으로 인식할 수 있다. 또한, 제어기(500)에는 미리 수행된 실험적 데이터인 히터(230)의 온도에 따라 기판(W)의 온도가 변화하는 파라미터들이 입력되어 있을 수 있다. 제어기(500)는 공정 가스와 패시베이션 가스의 공급을 제어할 수 있다. 제어기(500)는 감압 부재(123)를 제어하여 반응 공간(101)의 압력을 조절할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 플로우 차트이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법은 S10 단계, S20 단계, S30 단계, S40 단계 및 S50 단계를 순차적으로 수행한다. 또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, S10 단계 및 S20 단계는 순차적으로 수행되고, S20 단계의 이후에 S30 단계, S40 단계 및 S50 단계는 동시에 진행될 수 있다. 또는, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, S10 단계 이후에, S20 단계와 S40 단계는 동시에 또는 순차적으로 수행되면서, S30 단계가 수행된 후, S50 단계가 진행될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법은 패시베이션 단계와 플라즈마 어닐링 단계를 동시에 진행한다. 이에 따라, 플라즈마 어닐링 이전에 수행되는 패시베이션에 소요되는 시간을 단축시켜 공정 진행 시간을 단축시킬 수 있다.
반응 공간으로 반입되는 처리되는 기판(W)은 규소(Si)를 포함하는 소재로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 반응 공간(101)으로 기판(W)을 반입한다(S10 단계). 기판(W)이 반응 공간(101)에 반입되어 있는 상태에서 반응 공간(101)에 패시베이션 가스의 일 예로 질소계 가스를 공급한다(S20 단계). 질소계 가스는 50mTorr 내지 1Torr의 압력 분위기에서 10sccm 내지 1000sccm의 유량으로 10초 내지 60초 동안 공급될 수 있다. 반응 공간(101)에 질소계 가스가 충분히 공급되면 질소계 가스의 공급을 중단한다(S30 단계).
기판(W)이 반응 공간(101)에 반입되어 있는 상태에서 반응 공간(101)에 공정 가스를 공급한다(S40 단계). 공정 가스는 일 예로 수소 가스 및 불활성 가스이다. 공정 가스는 반응 공간(101)에 질소계 가스가 잔류하는 상태에서 도입된다. 반응 공간(101) 내에 공정 가스가 도입되고, 질소계 가스가 반응 공간(101)내에 잔류하는 상태에서 반응 공간(101) 내의 가스를 플라즈마로 여기시킨다(S50 단계). 실시 예에 있어서, 반응 공간(101)은 마이크로파 전원(410)이 온(On)상태로 제어됨으로써, 반응 공간(101) 내의 공정 가스 및 질소계 가스는 플라즈마 상태로 여기된다.
상술한 S10 내지 S50 단계에 의하면, 기판(W)이 반입된 상태에서 질소계 가스를 공급 후, 플라즈마가 발생되는 단계에서 질소 가스 공급을 중단하여 잔류하는 질소계 가스를 이용한 패시베이션과 수소 플라즈마 어닐링이 동시에 진행될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 도 2의 S20 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다. 도 2에 도 3을 더 참조하여 S20 단계가 수행되는 상태의 기판 처리 장치를 설명한다. 도 3을 참조하면, 제2 가스 공급 라인(320)의 개폐 부재(321)를 개방하여 반응 공간(101)으로 질소계 가스를 도입한다. 이 때, 마이크로파 전원(410)은 오프(Off) 상태로 제어된다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 도 2의 S40 및 S50 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다. 도 2에 도 4을 더 참조하여 S40 및 S50 단계가 수행되는 상태의 기판 처리 장치를 설명한다. 도 4를 참조하면, 제1 가스 공급 라인(310)의 개폐 부재(311)를 개방하여 반응 공간(101)으로 공정 가스를 도입한다. 공정 가스의 도입에 따라 공정 가스는 기판(W)의 주변에 흐르며, 질소계 가스는 기판(W)의 주변을 벗어난 영역에 잔류한다. 이 때, 마이크로파 전원(410)은 온(On) 상태로 제어된다. 마이크로파 전원(410)은 온(On) 상태로 제어됨에 따라 도입되는 공정 가스와 잔류하는 질소계 가스는 플라즈마 상태로 여기된다.
도 5는 도 2의 S50 단계를 거쳐, 절연성 부품들의 표면이 질소 패시베이션되어 변화하는 것을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 5는 물질이 쿼츠(SiO2)인 경우에 대하여 예시하고 있지만, 통상의 기술자는 다른 절연성 물질들(예를 들면, Al2O3, AlN, 및 Y2O3)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 5를 참조하면, 쿼츠 재질의 부품의 표면의 일부가 실리콘 산질화물(SiON)로 전환되어 있음을 볼 수 있다. 즉, 종전의 쿼츠 표면 위에 SiON이 새로운 층으로서 퇴적(deposition)된 것이 아니라, 종전의 쿼츠 표면이 패시베이션에 의하여 소정 두께에 걸쳐 SiON으로 전환된 것이다. 여기서　질소(N)는 패시베이션에 이용된　질소계 가스로부터 유래한 것이고, 그 외의 원소들, 즉 실리콘(Si)과 산소(O)는 쿼츠로부터 유래한 것일 수 있다.
도 6은 도 2의 S50단계가 수행되는 과정에서 제1 처리 단계에서의 기판의 모습을 보여주는 도면이다. 도 7은 도 2의 S50단계가 수행되는 과정에서 제2 처리 단계에서의 기판의 모습을 보여주는 도면이다. 제1 처리 단계와 제2 처리 단계는 기판에 대한 수소 플라즈마 어닐링(hydrogen plasma annealing, HPA)을 수행하는 단계의 일 예에다.
도 6을 참조하면, 제1 처리 단계는 기판(W) 상에 잔류하는 불순물(I)을 제거하는 불순물 제거 단계일 수 있다. 제1 처리 단계에 제거하는 불순물(I)은 기판(W)을 식각하면서 발생된 부산물, 기판(W)에 형성된 막이 식각 공정을 통해 미처 제거되지 못한 잔여막일 수 있다. 예컨대, 기판(W) 상에 부착된 불순물(I)은 저마늄(Ge)을 포함하는 화합물일 수 있다. 예컨대, 불순물(I)은 SiGe, 또는 GeO를 포함할 수 있다.
제1 처리 단계에는 제어기(500)가 기판 지지 부재(200)를 제어하여 기판(W)의 온도를 제1 온도로 유지시킬 수 있다. 제1 온도는 섭씨 50 도 내지 300 도 사이의 온도(예컨대, 섭씨 50도 이상, 그리고 섭씨 300도 이하인 온도)일 수 있다. 보다 한정적으로, 제1 온도는 섭씨 160도 내지 섭씨 200도 이하일 수 있다. 또한, 공정 가스로부터 여기된 수소 라디칼을 기판(W)의 표면으로 전달하는 동안, 기판(W)의 온도를 제1 온도로 유지시켜 기판(W) 상에 잔류하는 불순물(I)을 제거할 수 있다. 규소(Si) 및 저마늄(Ge)이 수소 라디칼과 반응하여 휘발성 종이 되면, 기판(W)의 표면으로부터 제거될 수 있다.
제1 처리 단계(S10)의 수행이 완료되면, 도 7에 도시된 바와 같이 기판(W) 상에 부착된 불순물(I)은 기판(W)으로부터 제거될 수 있다.
도 8은 도 2의 S50단계가 수행되는 과정에서 제2 처리 단계에서의 기판의 모습을 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 제2 처리 단계는 기판(W)의 표면 거칠기를 줄이는 표면 거칠기 개선 단계일 수 있다. 기판(W)은 상술한 바와 같이 규소(Si)를 포함하는 소재로 제공될 수 있다.
제2 처리 단계에는 제어기(500)가 기판 지지 부재(200)를 제어하여 기판(W)의 온도를 상술한 제1 온도와 상이한 온도인 제2 온도로 유지시킬 수 있다. 제2 온도는 제1 온도보다 높은 온도일 수 있다. 제2 온도는 섭씨 400 도 내지 700 도 사이의 온도(예컨대, 400도 이상, 그리고 700도 이하인 온도)일 수 있다. 또한, 공정 가스로부터 여기된 수소 라디칼을 기판(W)의 표면으로 전달하는 동안, 기판(W)의 온도를 제1 온도에서 제2 온도로 변경 및 제2 온도로 유지시켜 기판(W)의 표면 거칠기를 개선할 수 있다.
제2 처리 단계의 수행이 완료되면, 도 9에 도시된 바와 같이 기판(W) 상의 표면 거칠기가 개선될 수 있다.
제2 처리 단계는 제1 처리 단계가 수행된 이후에 수행된다. 제2 처리 단계는 기판(W)으로부터 불순물이 제거된 상태로 수행되므로, 반도체 소자의 성능 열화의 문제점을 최소화할 수 있다.
제1 온도와 제2 온도는 규소(Si) 및 저마늄(Ge)이 휘발성 종(SiH4, GeH4)이 되는 우세한 온도 영역에 따라 구분 지어질 수 있다. 규소(Si) 및 저마늄(Ge)이 수소 라디칼과 반응하여 휘발성 종이 되면, 기판(W)의 표면으로부터 제거될 수 있다.
수소 라디칼에 의해 저마늄(Ge)이 제거되는 온도 영역은 섭씨 50 도 내지 섭씨 300 도 일 수 있다. 실시 예에 있어서 수소 라디칼에 의해 저마늄(Ge) 제거 효율이 가장 높은 온도는 약 180도 정도이다. 제1 처리 단계에서 기판(W)의 온도는 300 도를 넘지 않는 것이 바람직하다. 기판(W)을 이루고 있는 규소(Si)의 경우, 수소 라디칼에 의해 제거되는 온도 영역은 약 섭씨 300 도 내지 섭씨 400 도 정도 인데, 제1 처리 단계(S10)에서 기판(W)의 온도가 섭씨 300 도를 넘는 경우, 저마늄(Ge)을 포함하는 불순물만 제거되는 것이 아니라, 기판(W) 자체에 손상을 발생시킬 수 있기 때문에 적절치 못하다.
제2처리 단계는 상술한 바와 같이 기판(W)의 온도가 400 도 내지 700 도 정도로 유지되는 것이 바람직하다. 규소(Si)의 경우, 수소 라디칼 분위기에서 기판(W)의 온도가 섭씨 400 도 내지 섭씨 700도 정도로 유지되는 경우, 규소(Si)는 표면 확산을 하여 기판(W)의 표면 거칠기를 개선하기 때문이다. 제2 처리 단계에서 기판(W)의 온도는 섭씨 400도를 넘는 것이 바람직하다. 기판(W)에 포함되는 규소(Si)의 경우, 수소 라디칼에 의해 제거되는 온도 영역은 약 섭씨 300도 내지 400도 정도인데, 제2 처리 단계에서 기판(W)의 온도가 섭씨 400도 아래로 떨어지는 경우, 기판(W)의 표면 거칠기가 개선되는 것이 아니라, 기판(W) 자체에 손상을 발생시킬 수 있기 때문에 적절치 못하다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 도 2의 S20 및 S40 단계를 동시에 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다. 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 도 2의 S40 및 S50 단계를 수행하는 기판 처리 장치의 모습을 보여주는 도면이다. 도 2에 도 10 및 도 11을 순차적으로 더 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 설명한다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 S20 단계에 따른 질소계 가스의 도입에 있어서, S40 단계의 공정 가스의 공급이 함께 이루어질 수 있다. S20 단계와 S40 단계가 함께 이루어진다고 하더라도, S30 단계는 S50 단계가 행해지기 전에 행해진다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 의하면, 반응 공간(101)으로 기판(W)을 반입한다(S10 단계). 기판(W)이 반응 공간(101)에 반입되어 있는 상태에서 반응 공간(101)에 패시베이션 가스의 일 예로 질소계 가스를 공급한다(S20 단계). 질소계 가스는 50mTorr 내지 1Torr의 압력 분위기에서 10sccm 내지 1000sccm의 유량으로 10초 내지 60초 동안 공급될 수 있다. 질소계 가스를 공급함과 함께, 반응 공간(101)에 공정 가스를 공급한다(S40 단계). 공정 가스는 50mTorr 내지 1Torr의 압력 분위기에서 10sccm 내지 1000sccm의 유량으로 10초 내지 60초 동안 공급될 수 있다.
도 11을 참조하면, 반응 공간(101)에 질소계 가스가 충분히 공급되면 질소계 가스의 공급을 중단한다(S30 단계). 반응 공간(101) 내에 공정 가스가 도입되고, 질소계 가스가 반응 공간(101)내에 잔류하는 상태에서 반응 공간(101) 내의 가스를 플라즈마로 여기시킨다(S50 단계). 실시 예에 있어서, 반응 공간(101)은 마이크로파 전원(410)이 온(On)상태로 제어됨으로써, 반응 공간(101) 내의 공정 가스 및 질소계 가스는 플라즈마 상태로 여기된다.
상술한 S10 내지 S50 단계에 의하면, 기판(W)이 반입된 상태에서 질소계 가스를 공급 후, 플라즈마가 발생되는 단계에서 질소 가스 공급을 중단하여 잔류하는 질소계 가스를 이용한 패시베이션과 수소 플라즈마 어닐링이 동시에 진행될 수 있다.
기판(W)에 대한 수소 플라즈마 어닐링이 진행되면, 표면에 SiON 패시베이션층을 갖는 부품은 SiO2로 전환될 수 있다. 다시 말해. 표면에 SiON 패시베이션층을 갖는 부품에 대하여 수소 플라즈마 어닐링(HPA)을 수행하면 SiON이 패시베이션 되기 전 상태인 SiO2로 전환될 수 있다. 본 발명의 실시예에 의하면, 공정 가스의 도입 및 플라즈마로 여기시키기 이전에 공급하여 반응 공간(101)에 잔류하는 질소계 가스를 이용하여 절연성 부품을 질소 패시베이션함과 동시에 수소 플라즈마 어닐링을 진행하는 공정으로 전체 공정시간을 단축시키면서도, 수소 플라즈마 어닐링 공정을 수행하는데 있어서 절연성 부품의 질소 패시베이션된 표면이 유지될 수 있다.
한편, SiON 층의　질소가 대부분 소진됨으로써 SiON이 SiO2로 전환되게 되면, SiO2의 산소는 수소 라디칼과 반응하여 OH*의 형태로 분리될 수 있다. 이는 SiO2에서 산소의 손실로 이어지기 때문에 쿼츠 부품의 손상을 의미하게 된다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 의하면, 수소 플라즈마 어닐링의 공정의 진행과 동시에 패시베이션을 수행함으로써 전체 공정시간을 단축시키면서 쿼츠 부품의 손상을 막을 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시 예에 의하면, 종래 기술 대비 단위 시간당 생산량(UPEH)이 1.5배 가량 증가될 수 있다.
상술한 바와 같이 수소 플라즈마 어닐링 처리가 완료된 기판(W) 반응 공간(101)으로부터 반출될 수 있다. 기판(W)은, 예를 들면, 로봇 아암 등의 수단에 의하여 반출될 수 있다.
기판(W)이 반출된 이후, 다음 처리 대상의 기판을 반응 공간(101)으로 반입하고, S20 단계 내지 S50 단계를 수행할 수 있다. 한편, 필요성 및 실험 결과에 따라서 하나의 기판에 대한 S10 단계 내지 S50 단계의 수행 이후, 다음 처리 대상이 되는 n개의 기판에 대하여는 S50 단계만을 수행할 수 있다. n개는 패시베이션된 절연성 부재의 표면이 패시베이션에 따른 효과를 상실하기 전까지의 시점으로 적절히 조절될 수 있다.
또한, 상술한 예에서는 마이크로파를 통해 수소 라디칼을 포함하는 플라즈마를 생성하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상술한 실시 예는 기판(W)의 온도를 조절하는 온도 조절 부재, 그리고 공정 가스로부터 플라즈마를 생성하는 플라즈마 소스를 가지는 장치라면 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
공정 챔버 : 100
기판 지지 부재 : 200
하부 전극 : 220
히터 : 230
가스 공급 부재 : 300
마이크로파 인가 유닛 : 400
제어기 : 500

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    반응 공간을 가지며 하나 이상의 절연성 부재가 상기 반응 공간에 노출되어 제공되는 공정 챔버;
    상기 반응 공간에서 기판을 지지는 기판 지지 부재;
    상기 반응 공간으로 패시베이션 가스 및 공정 가스를 선택적으로 공급하는 가스 공급 부재;
    상기 가스를 플라즈마로 여기시는 플라즈마 소스; 및
    제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 가스 공급 부재, 그리고 상기 플라즈마 소스를 제어하되,
    상기 반응 공간에 피처리 기판이 반입되어 상기 피처리 기판이 상기 지지 부재에 지지된 이 후:
    상기 반응 공간으로 상기 패시베이션 가스 및 상기 공정 가스를 동시에 또는 순차적으로 공급하는 제1 단계; 및
    상기 패시베이션 가스의 공급을 중지하고 상기 공정 가스가 공급되는 동안에 상기 플라즈마 소스를 제어하여 상기 반응 공간에 플라즈마를 발생시키는 제2 단계를 수행하도록 상기 가스 공급 부재 및 상기 플라즈마 소스를 제어하되,
    상기 패시베이션 가스가 상기 반응 공간에 잔류한 상태에서 상기 공정 가스를 공급하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피처리 기판에는,
    저마늄(Ge)을 포함하는 불순물이 부착되고,
    상기 피처리 기판은,
    규소(Si)를 포함하는 소재로 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연성 부재는,
    쿼츠, Al2O3, AlN 및 Y2O3 중 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 것인 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패시베이션 가스는 질소계 가스를 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 공정 가스는 수소를 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 패시베이션 가스로부터 여기된 플라즈마는 질소 라디칼을 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공정 가스로부터 여기된 플라즈마는 수소 라디칼을 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 공정 챔버에는,
    상기 반응 공간을 배기하는 배기 라인과 연결되는 배기홀이 적어도 하나 이상 형성되고,
    상기 제어기는,
    상기 반응 공간의 압력이 50mTorr 내지 1Torr 사이의 압력이 되도록 상기 배기 라인과 연결된 감압 부재를 제어하면서,
    상기 패시베이션 가스가 10sccm 내지 1000sccm으로 10초 내지 60초 동안 공급되도록 제어하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 패시베이션 가스의 공급과 함께, 상기 공정 가스를 10sccm 내지 1000sccm으로 공급하는 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 단계 동안, 상기 기판의 온도를 제1 온도로 조절하고, 이후 상기 기판의 온도를 상기 제1 온도와 상이한 온도인 제2 온도로 조절하도록 상기 기판 지지 부재를 제어하는 기판 처리 장치.
  11. 저마늄(Ge)을 포함하는 불순물이 부착된 기판의 표면을 처리하는 기판 처리 방법에 있어서,
    기판을 처리하는 반응 공간으로서 하나 이상의 절연성 부재가 노출된 상기 반응 공간에 피처리 기판이 반입된 이 후:
    상기 반응 공간으로 패시베이션 가스 및 공정 가스를 동시에 또는 순차적으로 공급하는 제1 단계; 및
    상기 패시베이션 가스의 공급을 중지하고 상기 공정 가스가 공급되는 동안에 상기 반응 공간에 플라즈마를 발생시키는 제2 단계를 수행하되,
    상기 패시베이션 가스가 상기 반응 공간에 잔류한 상태에서 상기 공정 가스를 공급하는 기판 처리 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 피처리 기판은,
    규소(Si)를 포함하는 소재로 제공되는 기판 처리 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 절연성 부재는,
    쿼츠, Al2O3, AlN 및 Y2O3 중 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 것인 기판 처리 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 패시베이션 가스는 질소계 가스를 포함하는 기판 처리 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 공정 가스는 수소를 포함하는 기판 처리 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 패시베이션 가스로부터 여기된 플라즈마는 질소 라디칼을 포함하는 기판 처리 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 공정 가스로부터 여기된 플라즈마는 수소 라디칼을 포함하는 기판 처리 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 반응 공간의 압력이 50mTorr 내지 1Torr 사이의 압력이 되도록 제어된 분위기에서, 상기 패시베이션 가스가 10sccm 내지 1000sccm으로 10초 내지 60초 동안 공급하는 기판 처리 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 패시베이션 가스의 공급과 함께, 상기 공정 가스를 10sccm 내지 1000sccm으로 공급하는 기판 처리 방법.
  20. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    반응 공간을 가지며 쿼츠, Al2O3, AlN 및 Y2O3 중 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 하나 이상의 절연성 부재가 상기 반응 공간에 노출되어 제공되는 공정 챔버;
    상기 반응 공간에서 기판을 지지는 기판 지지 부재;
    상기 반응 공간으로 질소계 가스를 포함하는 패시베이션 가스, 및 수소를 포함하는 공정 가스를 선택적으로 공급하는 가스 공급 부재;
    상기 가스를 플라즈마로 여기시는 플라즈마 소스; 및
    제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 가스 공급 부재, 그리고 상기 플라즈마 소스를 제어하되,
    상기 반응 공간에 저마늄(Ge)을 포함하는 불순물이 부착되고 규소(Si)를 포함하는 소재로 제공되는 피처리 기판이 반입되어 상기 피처리 기판이 상기 지지 부재에 지지된 이 후:
    상기 반응 공간으로 상기 패시베이션 가스 및 상기 공정 가스를 동시에 또는 순차적으로 공급하는 제1 단계; 및
    상기 패시베이션 가스의 공급을 중지하고 상기 공정 가스가 공급되는 동안에 상기 플라즈마 소스를 제어하여 상기 반응 공간에 플라즈마를 발생시키는 제2 단계를 수행하도록 상기 가스 공급 부재 및 상기 플라즈마 소스를 제어하되,
    상기 패시베이션 가스가 상기 반응 공간에 잔류한 상태에서 상기 공정 가스를 공급하는 기판 처리 장치.
KR1020200188108A 2020-12-30 2020-12-30 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 KR102614922B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200188108A KR102614922B1 (ko) 2020-12-30 2020-12-30 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US17/564,280 US20220208515A1 (en) 2020-12-30 2021-12-29 Apparatus and method for treating substrate
CN202111647647.XA CN114695059A (zh) 2020-12-30 2021-12-30 用于处理基板的装置和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200188108A KR102614922B1 (ko) 2020-12-30 2020-12-30 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220097679A KR20220097679A (ko) 2022-07-08
KR102614922B1 true KR102614922B1 (ko) 2023-12-20

Family

ID=82119150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200188108A KR102614922B1 (ko) 2020-12-30 2020-12-30 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220208515A1 (ko)
KR (1) KR102614922B1 (ko)
CN (1) CN114695059A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240170256A1 (en) * 2022-11-22 2024-05-23 Tokyo Electron Limited VHF Broadband Coaxial Adapter

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004514272A (ja) 2000-06-14 2004-05-13 アプライド　マテリアルズ　インコーポレイテッド 基板のクリーニング装置及び方法
US20190326115A1 (en) * 2014-09-15 2019-10-24 Applied Materials, Inc. Pre-clean of silicon germanium for pre-metal contact at source and drain and pre-high k at channel

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100745495B1 (ko) * 1999-03-10 2007-08-03 동경 엘렉트론 주식회사 반도체 제조방법 및 반도체 제조장치
US7323080B2 (en) * 2004-05-04 2008-01-29 Semes Co., Ltd. Apparatus for treating substrate
US20060102197A1 (en) * 2004-11-16 2006-05-18 Kang-Lie Chiang Post-etch treatment to remove residues
US8715455B2 (en) * 2007-02-06 2014-05-06 Tokyo Electron Limited Multi-zone gas distribution system for a treatment system
US10475626B2 (en) * 2015-03-17 2019-11-12 Applied Materials, Inc. Ion-ion plasma atomic layer etch process and reactor
KR102504290B1 (ko) * 2015-12-04 2023-02-28 삼성전자 주식회사 수소 플라스마 어닐링 처리 준비 방법, 수소 플라스마 어닐링 처리 방법, 및 수소 플라스마 어닐링 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004514272A (ja) 2000-06-14 2004-05-13 アプライド　マテリアルズ　インコーポレイテッド 基板のクリーニング装置及び方法
US20190326115A1 (en) * 2014-09-15 2019-10-24 Applied Materials, Inc. Pre-clean of silicon germanium for pre-metal contact at source and drain and pre-high k at channel

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220097679A (ko) 2022-07-08
CN114695059A (zh) 2022-07-01
US20220208515A1 (en) 2022-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10998204B2 (en) Method of processing substrate and substrate processing apparatus
KR101331420B1 (ko) 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
KR101028625B1 (ko) 기판의 질화 처리 방법 및 절연막의 형성 방법
KR20150098197A (ko) 에칭 방법 및 플라즈마 처리 장치
JP2016528734A (ja) エピタキシャル成長に先立って基板表面を予洗浄するための方法及び装置
JP5358436B2 (ja) プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
KR20210122209A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2021082701A (ja) 膜をエッチングする方法及びプラズマ処理装置
JP5425361B2 (ja) プラズマ表面処理方法、プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
KR102614922B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP7025952B2 (ja) エッチングする方法及びプラズマ処理装置
TW202002014A (zh) 基板處理方法及基板處理裝置
KR20130109062A (ko) 반도체 장치 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체
US10818476B2 (en) Substrate processing apparatus
KR102674205B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2009224755A (ja) 半導体デバイスの製造方法及び基板処理装置
US20230005715A1 (en) Apparatus and method for treating substrate
KR102052337B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
TWI837617B (zh) 處理基板之設備及方法
KR101895931B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
US20230298860A1 (en) Apparatus And Method Of Treating Substrate
JP2023132206A (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
WO2022196369A1 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
TW202338900A (zh) 處理基板之設備及方法
JP2008091667A (ja) 基板処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant