KR20070093820A - 회전 서셉터를 지닌 반도체가공장치 - Google Patents

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KR20070093820A
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아키라 시미즈
고원용
박형상
탁영덕
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에이에스엠 저펜 가부시기가이샤
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Abstract

가공 표적 상에 박막을 증착시키는 장치는 반응 공간; 상하이동가능한 동시에 그의 중심축 둘레를 회전가능한 서셉터; 및 반응 공간을 소스 가스 구획부 및 퍼지 가스 구획부를 포함하는 다수의 구획부로 분할하는 격리벽을 포함하고, 상기 서셉터가 막 증착을 위해 상승된 경우, 상기 서셉터와 상기 격리벽 사이에 작은 간극이 형성되고, 이에 따라 각각의 구획부 사이에 가스 분리를 확립시키고, 각 소스 가스 구획부 및 각 퍼지 가스 구획부는 서셉터의 서셉터-회전 방향으로 교대로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
서셉터, 소스 가스, 퍼지 가스, 구획부, 간극

Description

회전 서셉터를 지닌 반도체가공장치{SEMICONDUCTOR-PROCESSING APPARATUS WITH ROTATING SUSCEPTOR}
도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 상면도(단, 도면에서는 예시목적을 위해서 상판은 생략됨);
도 2는 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 정면도(단, 도면에서는 예시목적을 위해서 상판은 생략됨);
도 3은 본 발명의 일실시형태에 의한 격리벽(3)의 개략적 부분 사시도;
도 4는 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 사시도(단, 도면에서는 예시목적을 위해서 상판은 생략됨);
도 5는 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 단면도 및 부분 확대도(단, 도면에서는 예시목적을 위해서 상판은 생략됨);
도 6은 본 발명의 일실시형태에 의한 도 7에 표시한 단면의 위치를 표시한 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 상면도(단, 도면에서는 예시목적을 위해서 상판은 생략됨);
도 7은 본 발명의 일실시형태에 의한 격리벽(3) 및 상판(20)의 (도 6에서 A-B 선을 따라 취한) 개략적 부분 단면 사시도.
도 8은 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(1), 격리벽(3a), (3b), 상 판(20) 및 배기판(30)의 (도 6에서 A-B 선을 따라 취한) 개략적 부분 단면도(이 도면은 척도는 없음);
도 9는 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(1'), 격리벽(3c), (3d), 상판(20') 및 배기판(30')의 (도 6에서 A-B 선을 따라 취한) 개략적 부분 단면도(이 도면은 척도는 없음);
도 10은 본 발명의 일실시형태에 의한 가스 흐름 방향(51), (52), (53), (54) 및 서셉터 회전 방향(55)을 나타낸, 도 8에 표시한 구성의 개략적 부분 단면도;
도 11은 본 발명의 일실시형태에 의한 가스 흐름 방향(52), (53), (54), (56), (57) 및 서셉터 회전 방향(55)을 나타낸, 도 9에 표시한 구성의 개략적 부분 단면도;
도 12는 본 발명의 일실시형태에 의한 샤워판(40)(전극으로서도 작용함)을 지닌 상판(20') 및 격리벽(3c), (3d)의 개략적 부분 밑면도;
도 13은 본 발명의 일실시형태에 의한 원형 배기구(33)를 지닌 서셉터(1') 및 배기 컷아웃부(6)의 개략적 부분 상면도;
도 14는 본 발명의 일실시형태에 의한 도 13에 표시된 b-b 선을 따라 취한 서셉터(1')의 개략적 부분 단면도;
도 15는 본 발명의 일실시형태에 의한 도 13에 표시된 a-a 선을 따라 취한 서셉터(1')의 개략적 부분 단면도;
도 16은 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(101), 상판(120), 상부외 벽(121), 격리벽(103), 배기판(130) 및 측면외벽(140)의 부분 단면의 개략 사시도;
도 17은 본 발명의 일실시형태에 의한 격리벽(3a), (3b), (3c), (3d)의 배관을 표시한 개략도;
도 18은 본 발명의 일실시형태에 의한 장치에서의 가스 흐름을 표시한 가상적 개략 단면도(단, 도면에서 격리벽(3a), (3b) 간의 각도(45°)는 180°로 가상적으로 확대되어 있음);
도 19는 본 발명의 일실시형태에 의한 도 18에 표시된 c-c 선을 따라 취한 배기 시스템의 개략 단면도;
도 20은 본 발명의 일실시형태에 의한 도 18에 표시된 서셉터(1)의 개략 상면도;
도 21은 본 발명의 일실시형태에 의한 도 18에 표시된 배기판(30)의 개략 상면도;
도 22는 본 발명의 일실시형태에 의한 도 21에 표시된 배기판(30)의 개략 사시도;
도 23은 본 발명의 일실시형태에 의한 장치의 개략적인 가상 단면도;
도 24는 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 상면도(단, 도면에서는 예시목적을 위해서 상판은 생략됨);
도 25는 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 상면도(단, 도면에서는 예시목적을 위해서 상판은 생략됨);
도 26은 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 상면 도(단, 도면에서는 예시목적을 위해서 상판은 생략됨);
도 27은 본 발명의 일실시형태에 의한 회전중인 표적(2)을 지닌 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 상면도(단, 도면에서는 예시목적을 위해서 상판은 생략됨);
도 28은 본 발명의 일실시형태에 의한 도 27에 표시된 격리벽(3), 및 표적-회전 영역(202)을 지닌 서셉터(1)의 개략 단면도(단, 도면에서는 예시목적을 위해서 상판은 생략됨);
도 29는 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(301), 격리벽(303), 배기판(330) 및 측면 외벽(340)의 부분 단면의 개략 사시도;
도 30은 본 발명의 일실시형태에 의한 상부외벽(321) 및 격리벽(303)이 해체된 경우를 표시한 개략도;
도 31은 본 발명의 일실시형태에 의한 격리벽(303)의 개략 사시도;
도 32는 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(301)의 개략 사시도;
도 33은 본 발명의 일실시형태에 의한 배기판(330)의 개략 사시도;
도 34는 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(301), 격리벽(303), 배기판(330), 측면 외벽(340) 및 상부외벽(321)의 부분 단면의 개략사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 101, 301: 서셉터
2: 표적
3, 3a, 3b, 3c, 3d, 103, 303: 격리벽
20, 20', 120: 상판
30, 130, 330: 배기판
40: 샤워판
121, 321: 상부외벽
140, 340: 측면외벽
202: 표적-회전 영역
관련된 출원의 교차 참조
본 출원은 2006년 3월 15일자로 출원된 미국 특허출원 제 11/376,048호의 일부계속출원으로, 이 특허문헌에 개시된 내용은 전체적으로 참고로 본 명세서에 병합되어 있다.
발명의 배경
발명의 기술분야
본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼 등의 가공 표적 상에 예를 들어 원자층 화학적 기상 증착(ALCVD: atomic layer chemical vapor deposition)에 의해 박막을 증착시키기 위한 막 증착 장치 및 방법에 관한 것이다.
관련된 기술의 설명
더욱 고집적 회로를 취급가능하게 하는 반도체 장치에 대한 증대되는 요구에 따라, 종래의 CVD(chemical vapor deposition)법보다 더 양호한 박막 증착을 위한 제어성을 얻는 ALCVD법이 주목되고 있다. 이 분야의 종래 기술로는 미국 특허 제 6,572,705호, 제 6,652,924호, 제 6,764,546호 및 제 6,645,574호를 들 수 있다. ALCVD에 있어서, 막 증착에 사용되는 반응물 가스 A 및 B(이들 두 종의 가스로 한정되지 않고, 증착될 막의 종류에 따라 A, B, C 및 D 등의 다수의 가스를 이용하여 교체시킬 수 있음)를 가공 표적에 교대로 흡착시키고, 흡착된 층만을 이용해서 막을 증착시킨다. 이 때문에, 이 방법에 의하면 조절된 상태에서 수개의 분자로부터 박막의 증착이 가능하고, 단차를 지닌 단면도 효과적으로(양호한 스텝 커버리지(step coverage)) 코팅될 수 있다.
이 ALCVD 프로세스를 수행할 때에는, 가스 A에서 가스 B로 혹은 그 반대로 교체하기 전에 반응기로부터 남아 있는 가스를 완전히 방출하는 것이 중요하다. 또, 밸브는 소스 가스와 퍼지 가스(purge gas) 간을 교체하기 위해서 빈번하게 개폐되어야한 하므로 빨리 그의 수명에 달하는 경향이 있다. 또한, 질량-유량 제어 및 기타 종래의 유량제어수단은 정시 프로세스 모니터링을 저해하는 고속 가스 교체의 요구조건 때문에 사용될 수 없다. 가스가 반응기 내부에 남아 있는 경우, CVD 반응은 기상에서 일어나고, 이어서 분자층 레벨에 대한 막 두께의 제어가 곤란해진다. 또, 기상에서의 반응은 원치 않는 미립자로 되는 커다란 입자를 생성한다. 전통적으로, 긴 퍼지 시간은 반응기로부터 남아있는 가스 A 또는 B를 완전히 방출시키기 위해 요구되고 있고, 이것은 생산성을 감소시킨다.
한편, 스테이지 상에 다수의 가공 표적을 탑재시키고 나서 해당 스테이지를 회전시키면서 그 밑의 다수의 샤워 헤드로 이동시킴으로써 막을 증착시키는 방법이 생산성을 향상시키기 위해 제안되어 있다(미국 특허 제 6,902,620 B1호 공보). 그러나, 이 방법은 전구체 A 및 B에 의해 공유되어 많은 이용할 수 없는 공간을 지닌 샤워헤드의 내부는 장기간 동안 퍼지시킬 것이 요구되고 있다. 상기 특허문헌에 있어서, 전구체 A 및 B가 별개의 샤워헤드를 점유하도록 하는 마찬가지의 방법도 제안되어 있다. 그러나, 이 경우, 가스 커튼(gas curtain)에 의한 분리는 나란히 위치되어 있는 전구체 A 및 B 간의 화학 반응을 방지할 수 없고, 그 결과 미립자가 생성된다. 게다가, 이 방법은 반응 챔버가 가공 표적보다 클 필요가 있고, 이것은 3종, 4종 혹은 그 이상의 종류의 전구체가 사용될 경우 장치 크기가 증대되지 않으면 안되는 것을 의미한다.
종래의 방법에 의해 제시된 다른 문제점은 PEALD(plasma enhanced atomic layer deposition)하에서 RF 플라즈마의 고속의 반복된 온/오프 절환의 필요성이며, 이 온(on) 주기는 플라즈마를 안정화시키기 위해 적어도 1초 길이 또는 바람직하게는 2초일 필요가 있다. 이 요구를 만족시키기 위해 챔버 임피던스 변화를 자동적으로 조정하는 정합회로 때문에, 가변 커패시터는 반복된 온/오프 과정에서의 병목을 제공하는 안정된 지점을 발견하기 위해 RF 플라즈마를 온 상태로 한 직후 이동시킬 필요가 있다.
또한, 이용할 수 없는 공간에서의 퍼지 효율을 향상시키기 위해 배기 밸브가 샤워헤드에 부착된 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 미국 특허 공개 공보 제 2004/0221808호, 제 2005/0208217호 및 제 2005/0229848호가 있고, 이들은 모두 본 출원과 동일한 양수인의 소유이다). 그러나, 몇몇 경우에 있어서, 이들은 충분한 효율을 제공할 수 없다.
발명의 개요
따라서, 일측면에 있어서, 본 발명의 목적은 상기 문제점의 하나 이상을 해소할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다. 일실시형태에 있어서, 반도체 웨이퍼 등의 가공 표적 상에 박막을 증착시키기 위한 장치는 반응 챔버; 다수의 가공 표적을 탑재하고, 상하 이동가능하며 그의 중심축 둘레를 회전가능한 서셉터(susceptor); 및 반응챔버를 소스 가스 챔버 및 퍼지 가스 챔버를 포함하는 다수의 챔버(구획부)로 분할하는 격리벽을 포함하고, 상기 서셉터가 막 증착을 위해 상승하면, 상기 서셉터와 상기 격리벽 사이에 작은 간극이 형성되고, 이에 따라 각각의 챔버 사이에 가스 분리를 확립하고, 각 소스 가스 챔버 및 각 퍼지 가스 챔버는 서셉터의 서셉터-회전방향으로 교대로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 다수의 표적이 탑재되는 서셉터는 회전하면서 소스 가스 A의 흡착, 퍼지, 흡착된 소스 가스 A와 소스 가스 B와의 반응 및 퍼지 단계를 계속적으로 교대로 행함으로써, 각 표적 상에 박막을 증착시킨다.
상기에 있어서, 각 표적은 해당 표적을 가공하는 동안 각 구획부 내의 서셉터-회전방향에 여전히 머무를 필요는 없다. 표적이 서셉터-회전방향으로 계속적으로 이동하는 동안, 표적은 각 구획부에서 지정된 처리를 받는다. 서셉터의 회전속도(즉, 서셉터의 원주 방향에서의 각 표적의 이동 속도)는 필요한 퍼지 횟수뿐만 아니라 사용된 전구체의 흡착 속도 및 반응속도로부터 결정될 수 있다. ALD 막 증착 실시형태에 있어서, 상기 시간 파라미터 중 가장 긴 것은 회전속도로서 사용될 수 있다. ALD 막 증착 프로세스는 자체 포화반응이므로, 각 최적 시간을 적합화하기 위해 회전중인 서셉터를 중지시키거나 회전 속도를 변화시킬 필요는 없다.
일실시형태에 있어서, 서셉터 온도는 사용된 가스의 종류의 흡착 및 분해 온도에 따라 약 50℃ 내지 약 500℃의 범위에서 조절될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 샤워헤드 온도(구획부의 온도)는 약 50℃ 내지 약 500℃의 범위에서 조절될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 벽과 막 증착 동안 상승된 서셉터 사이에 형성된 작은 간극은 약 0.5 ㎜ 내지 약 2 ㎜의 범위에서 설정될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 상기 장치는 각 반응 챔버를 더욱 완전히 분리시키기 위해, 이들 벽의 바닥부를 따라 형성된 다수의 가스 유입구로부터 불활성 가스를 도입하고 나서 서셉터에 형성된 배기구로부터 불활성 가스를 배출시키도록 구성되어 있다. 본 발명의 일실시형태에 있어서, "분리"란 물리적 분리를 완전하게 할 필요가 없는 실질적인 가스 분리를 의미한다. 다른 실시형태에 있어서, "분리"는 압력 분리, 온도 분리(샤워 판이 이용된 경우) 또는 전기 분리를 포함할 수 있다.
일실시형태에 있어서, 다수의 챔버는 교대로 위치된 소스 가스 챔버 및 퍼지 가스 챔버를 포함할 수 있으므로, 막 증착 결과는 일부의 소스 가스가 인접한 챔버로 누설될 경우에도 영향을 받지 않을 것이다. 또한, 각 소스 가스의 흡착 및/또는 반응은 최적의 압력으로 별도로 제어될 수 있다. 소스 가스 챔버가 나란히 설치되지 않지만 퍼지 가스 챔버에 의해 분리되어 있다면, 설정치가 소스 가스 챔버 간의 압력차를 발생시킬 경우에도 안정한 제어가 가능해진다.
일실시형태에 있어서, 표적들 자체는 자체 포화 프로세스가 아닌 CVD 유사 프로세스를 수행하기 위해서, 서셉터보다 빠르게 회전될 수도 있다.
각 벽-분할 챔버는 동일한 크기일 필요는 없다. 각 챔버가 가공 표적보다 작은 경우에도, 소스 가스 흡착 및/또는 반응 혹은 퍼지는 가공 표적이 서셉터 회전에 의해서 반응 챔버를 통해 통과하면서 수행될 수 있다.
전술한 실시형태 중 적어도 하나에 의하면, 각 소스 가스가 지정된 별개의 챔버 속으로 유입되기 때문에 소스 가스 교체를 위한 필요 이상의 퍼지는 필요치 않다. 가공 표적의 표면은 가공 표적이 퍼지 챔버를 통과하는 동안 서셉터 회전에 의해 퍼지될 수 있으므로, 퍼지 프로세스는 표적이 다음 소스 가스에 폭로될 때에 완결될 수 있다. 이것에 의해 생산성의 충분한 향상이 실현된다. 또한, 전술한 실시형태 중 적어도 하나에 있어서, 소스 가스는 기상에 혼합되지 않아, 미립자 생성을 억제하여, 막 두께의 균일성을 향상시킨다. 게다가, 서셉터에 의해 흡착된 소스 가스만이 반응을 일으키므로 불필요한 막 증착이 방지되기 때문에 유지보수 사이클이 연장될 수 있다. 또한, 전술한 실시형태 중 적어도 하나에 있어서, 고속 가스 교체가 더 이상 불필요하여, 밸브 수명이 연장되고, 비정상용 질량-유량 제어를 이용하는 소스 가스 유량의 정시 모니터링을 가능하게 함으로써, 안정된 생산 장치를 제공한다.
상기 모든 실시형태에 있어서, 일실시형태에서 사용되는 어떠한 구성 요소도 교체가 실현가능하지 않거나 악영향을 미치지 않는 한 다른 실시형태에서도 교체가 능하게 혹은 추가적으로 이용될 수 있다. 또한, 본 발명은 장치 및 방법에 동등하게 적용될 수 있다. 또, 본 발명은 장치 및 방법 모두에 적용가능하다.
관련된 기술에 대해서 얻어지는 이점과 본 발명을 요약할 목적으로, 본 발명의 소정의 목적 및 이점을 상기에 설명하였으나, 물론 이러한 목적이나 이점은 모두 반드시 본 발명의 임의의 특정 실시형태에 의해서 달성될 수 있는 것이 아님을 이해할 필요가 있다. 따라서, 예를 들어, 당업자는 본 명세서에 교시되거나 제안될 수 있는 기타 목적이나 이점을 반드시 얻는 일 없이도 본 명세서에 교시된 하나의 이점 혹은 이점군들을 얻거나 최적화하는 방법으로 구현되거나 수행될 수 있는 것을 인식할 것이다.
본 발명의 추가의 측면, 특징 및 이점은 이하의 바람직한 실시형태의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
바람직한 실시형태의 상세한 설명
이하, 본 발명을 바람직한 실시형태 및 도면을 참조해서 상세히 설명한다. 그러나, 바람직한 실시형태 및 도면은 본 발명을 제한하기 위해 의도된 것은 아니다.
본 발명은 이하의 실시형태를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 각종 방식으로 예측될 수 있고, 도면에서 사용된 참조부호는 실시형태의 이해를 용이하게 할 목적으로 사용된 것일 뿐, 그 부호로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 있어서, 상이한 용어 혹은 명칭이 동일한 요소에 할당될 수도 있고, 그 경우, 상이 한 용어 혹은 명칭 중의 하나는 다른 것과 기능적으로 혹은 구조적으로 중복되거나 다른 것을 포함하거나 혹은 다른 호환적으로 사용될 수 있다.
일실시형태에 있어서, 반도체-가공 장치는 (i) 반응 공간(예를 들어, (100)); (ii) 상부에 다수의 표적-지지 영역을 지니고, 상기 표적-지지 영역 상에 각각 다수의 반도체 표적(예를 들어, (2))을 탑재하기 위해 반응 공간 내부에 배치되며, 그의 축방향의 상부 위치와 하부 위치 간에 이동가능하고, 상기 상부 위치에 있을 경우 그의 축 둘레를 회전가능한 서셉터(예를 들어, (1), (1'), (101)); 및 (iii) 다수의 구획부의 중심축으로부터 각각 방사상으로 뻗어 있는 구획벽(예를 들어, (3); (3a)-(3d), (103))에 의해 분할된 가공용의 다수의 구획부(예를 들어, (C1)-(C4); (P1)-(P2) 및 (R1)-(R3); (P1)-(P4) 및 (R1)-(R4); (P1)-(P3), (R1)-(R2), 및 (RFA))를 포함하며, 상기 다수의 구획부는 서셉터가 구획벽과 접촉하는 일없이 표적상에 막 증착을 행하기 위해 상기 상부 위치에서 연속적으로 회전할 수 있도록 서셉터 위쪽의 반응공간에 간극(예를 들어, Δ)을 두고 배치되어 있고, 상기 다수의 구획부는 표적이 탑재되어 있는 서셉터를 연속적으로 상기 상부위치에서 회전시키면서 동시에 구획부에서 상이한 프로세스를 가동시키도록 구성되어 있다.
상기 실시형태는 이하의 실시형태를 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다:
구획벽 중 적어도 하나는 반응 가스 또는 퍼지 가스(예를 들어, N2, Ar, He 또는 Ne)를 구획벽 중 적어도 하나의 의해 규정된 다수의 구획부 중 하나로 도입하 기 위한 적어도 하나의 가스 유출 구멍(예를 들어, (11), (18), (40))을 지닐 수 있다. 구획벽의 중앙부(예를 들어, (4))는 퍼지 가스 또는 불활성 가스를 다수의 구획부의 중앙부로 도입하기 위한 가스 유출 구멍(예를 들어, (10))을 지닐 수 있다. 구획벽은 가스에 대해서 다수의 구획부를 분리하기 위한 가스 커튼으로서 서셉터를 향해서 불활성 가스를 배출하기 위한 가스 유출 구멍(예를 들어, (5), (12), (17), (105))을 지닐 수 있다.
구획벽 중 적어도 하나는 서셉터-회전방향에 대해서 앞면 및 뒷면(예를 들어, (3aF), (3bF); (3aB), (3bB))을 지닐 수 있고, 상기 적어도 하나의 구획벽은 다수의 구획부 중 2개를 분리하고, 앞면 및 뒷면 중 한쪽은 반응 가스 또는 퍼지 가스를 상기 2개의 다수의 구획부 중 하나로 도입하기 위한 적어도 하나의 가스 유출 구멍(예를 들어, (11), (18))을 지니며, 앞면 및 뒷면 중 다른 쪽은 2개의 다수의 구획부 중 하나를 가스에 대해서 2개의 다수의 구획부 중 다른 쪽으로부터 분리하기 위한 가스 커튼으로서 서셉터를 향해서 불활성 가스를 배출하기 위한 가스 유출 구멍(예를 들어, (17), (12))을 지닌다. 상기 구획벽의 앞면 및 뒷면(예를 들어, (3aF) 및 (3aB); (3bF) 및 (3bB))은 각각 서로 비스듬히(즉, 소정 각도를 이루어) 서셉터와 대면하는 동시에, 또한 서로 떨어져서 대면하는 평면을 지닐 수 있다.
다수의 구획부 중 적어도 하나(예를 들어, (C6))에는 반응 가스 또는 퍼지 가스를 도입하기 위한 다수의 구획부 중 적어도 하나의 상부에 가스 유출구(예를 들어, (40))가 설치되어 있을 수 있다. 서셉터는 가스를 통과시키기 위한 표적- 지지 영역 둘레에 형성된 환형상 슬릿(예를 들어, (33))을 지닐 수 있다.
서셉터는 표적-지지 영역 사이에 각각 형성되어 가스를 통과시키기 위한 슬릿(예를 들어, (6), (106))을 지닐 수 있다. 상기 슬릿은 서셉터의 주변부로부터 서셉터의 중심축을 향해 뻗어 있는 오목부에 의해 구성될 수 있다.
반도체 가공 장치는 서셉터 밑에 형성된 가스 유입구(예를 들어, (31), (32), (37a)-(37d))를 지닌 배기 시스템(예를 들어, (30))을 더 포함할 수 있다. 배기 시스템은 서셉터를 축 둘레에 회전시키는 일없이 서셉터와 함께 서셉터의 축방향으로 이동가능할 수 있다.
다수의 구획부(예를 들어, (P1)-(P3) 대 (R1)-(R3); (P1)-(P4) 대 (R1)-(R4); (RFA) 대 (P1)-(P2)/(R1)-(R2))는 서셉터-회전방향으로 상이한 크기를 지닐 수 있다. 다수의 구획부(예를 들어, (P1)-(P3); (P1)-(P4) 및 (R1)-(R4); (P1)-(P3) 및 (R1)-(R2)) 중 적어도 하나는 각 표적-지지 영역이 다수의 구획부 중 적어도 하나에 대응하는 영역에 충분히 포함될 수 없는 크기를 지닐 수 있다. 다수의 구획부 중 적어도 하나(예를 들어, (RFA))에는 RF 전원 유닛 또는 어닐링 유닛이 설치될 수 있다. 다수의 구획부 중 적어도 하나에는 해당 다수의 구획부 중 적어도 하나에 반응 가스를 도입하기 위한 샤워판(예를 들어, (40))이 설치될 수 있다.
각 표적-지지 영역(예를 들어, (202))은 서셉터보다 빠른 회전 속도로 그의 축 둘레를 회전할 수 있다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은 (a) 반응 공간(예를 들어, (100)) 내부에 배치된 서셉터(예를 들어, (1), (1'), (101)) 상에 배치되어 있는 표적-지지 영역 상 에 각각 다수의 반도체 표적(예를 들어, (2))을 탑재시키는 단계; (b) 다수의 구획부의 중심축으로부터 각각 방사상으로 뻗어 있는 구획벽(예를 들어, (3); (3a)-(3d); (103))에 의해 분할된 가공용의 다수의 구획부(예를 들어, (C1)-(C4); (P1)-(P2) 및 (R1)-(R3); (P1)-(P4) 및 (R1)-(R4); (P1)-(P3), (R1)-(R2), 및 (RFA))가 간극(예를 들어, Δ)을 두고 서셉터 위에 배치되어 있는 상부 위치에서 서셉터를 구획벽과 접촉시키는 일 없이 연속적으로 회전시켜 막을 증착시킬 수 있도록 상기 상부 위치에서 서셉터를 그의 축 둘레로 회전시키는 단계; 및 (c) 표적이 탑재되어 있는 서셉터를 상기 상부 위치에서 연속적으로 회전시키는 동시에 독립적으로 각 구획부 내에서의 가공 조건을 작성하여, 표적을 가공하는 단계를 포함하는 반도체 표적을 가공하는 방법에 적용될 수 있다.
상기 실시형태는 이하의 실시형태를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다:
상기 작성 단계는 반응 가스 또는 퍼지 가스를 구획벽 중 적어도 하나에 형성된 적어도 하나의 가스 유출 구멍(예를 들어, (11), (18), (40))으로부터 상기 구획벽 중 적어도 하나에 의해 규정된 다수의 구획부 중 하나 속으로 도입하는 것을 포함할 수 있다. 상기 작성 단계는 퍼지 가스 또는 불활성 가스를 구획벽의 중앙부(예를 들어, (4))에 형성된 가스 유출 구멍(예를 들어, (10))으로부터 다수의 구획부의 중앙부로 도입하는 것을 포함할 수 있다. 상기 작성 단계는 가스 커튼으로서 불활성 가스를 구획벽에 형성된 가스 유출 구멍(예를 들어, (5), (12), (17), (105))으로부터 서셉터를 향해 방출하고, 이에 따라 가스에 대해서 다수의 구획부를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 작성 단계는 (I) 반응 가스 또는 퍼지 가스를 구획벽 중 적어도 하나에 마련된 앞면 또는 뒷면(예를 들어, (3aF), (3bF); (3aB), (3bB))에 형성된 적어도 하나의 가스 유출 구멍(예를 들어, (11), (18) 또는 (12), (17))으로부터 구획벽 중 적어도 하나에 의해 분할된 다수의 구획부의 2개 중 하나에 도입하는 단계; 및 (II) 2개의 다수의 구획부 중 하나를 가스에 대해서 2개의 다수의 구획부중 다른 쪽과 분리하는 가스 커튼으로서 불활성 가스를 구획벽 중 적어도 하나에 마련된 앞면 및 뒷면 중 다른 쪽에 형성된 적어도 하나의 가스 유출 구멍(예를 들어, (11), (18) 또는 (12), (17))으로부터 서셉터를 향해서 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 반응 가스 또는 퍼지 가스 및 불활성 가스는 서로 떨어진 방향으로 도입될 수 있다.
상기 작성 단계는 반응 가스 또는 퍼지 가스를 다수의 구획부 중 적어도 하나의 상부에 형성된 가스 유출구(예를 들어, (40))로부터 다수의 구획부 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 작성 단계는 서셉터의 표적-지지 영역 둘레에 형성된 환형상 슬릿(예를 들어, (33))을 통해서 가스를 통과시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 작성 단계는 표적-지지 영역 사이에 각각 형성된, 서셉터에 마련된 슬릿(예를 들어, (6), (106))을 통해 가스를 통과시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 가스는 서셉터의 주변부로부터 서셉터의 중심축을 향해 뻗어 있는 슬릿을 통과할 수 있다.
상기 작성 단계는 반응 공간으로부터 서셉터 밑에 설치된 가스 유입구(예를 들어, (31), (32); (37a)-(37d))를 통해 가스를 방출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 방법은 상기 작성 단계 이전에 그의 축둘레로 회전시키는 일없이 서셉터와 함께 서셉터의 축방향으로 가스 유입구를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 작성 단계는 서셉터보다 빠른 회전 속도로 그의 축 둘레에 각 표적-지지 영역(예를 들어, (202))을 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 작성 단계는 반응 가스를 다수의 구획부(예를 들어, (R1)-(R3); (R1)-(R4); (R1)-(R2)) 중 하나에 도입하는 단계 및 퍼지 가스를 서셉터-회전방향으로 구획부 중 하나에 인접해서 그 상류쪽의 다수의 구획부(예를 들어, 각각 (P1)-(P3); (P1)-(P4); (P1)-(P3))의 다른 쪽으로 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 다수의 구획부(예를 들어, (P1)-(P3); (P1)-(P4) 및 (R1)-(R4); (P1)-(P3) 및 (R1)-(R2))의 상기 다른 쪽은 표적-지지 영역 상의 각 표적이 서셉터의 회전 내내 다수의 구획부의 다른 쪽에 상당하는 영역에 충분히 포함될 수 없는 크기를 지닐 수 있다.
상기 작성 단계는 다수의 구획부 중 적어도 하나(예를 들어, (RFA))에서 표적을 어닐링하거나 RF 전력을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 작성 단계는 다수의 구획부를 통해 진행하면서 표적상에 원자층을 증착시키기 위해 서셉터의 회전속도를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 작성 단계는 서셉터를 회전시키면서 다수의 구획부 중 적어도 하나에 RF 전력을 항상 인 가함으로써, RF 전력의 간헐적인 온/오프 조작을 필요로 하는 일없이 표적상에 원자층을 증착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
각 도면을 참조해서, 본 발명을 제한하고자 의도되지 않은 바람직한 실시형태를 다음과 같이 설명할 것이다:
도 1은 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 상면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 사시도이며, 이들 도면에서 상판은 예시목적을 위해 생략되어 있다. 4개의 표적(2)(예를 들어, 반도체 기판)은 서셉터(1) 상에 형성된 각각의 표적-지지 영역 상에 탑재되어 있다. 표적-지지 영역의 크기는 표적(2)과 거의 혹은 실질적으로 동일한 크기이거나 약간 크므로, 도면에서는 생략되어 있다. 서셉터(1)는 4개보다 많은 표적(예를 들어, 5개, 6개, 8개, 10개 및 이들 임의의 두 숫자 사이의 숫자 등) 또는 4개 미만의 표적(예를 들어, 2개 또는 3개)을 유지하도록 구성될 수 있다. 또한, 표적-지지 영역은 모두 사용될 필요는 없고, 주어진 프로세스에 따라 표적-지지 영역보다 적은 수의 표적이 그 위에 유지될 수 있다.
가공 표적은 반도체 기판 또는 소자일 수 있고, 또한 그 직경은 200 ㎜ 또는 300 ㎜일 수 있지만, 그 크기 및 형상은 이들로 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 4에서는, 격리벽(3)에 의해 분할된 4개의 구획부(C1) 내지 (C4)가 형성되어 있다. 예를 들어, 구획부(C1), (C3)는 퍼지 가스 구획부인 반면, 구획부(C2), (C4)는 반응 가스 구획부이고, 여기서 퍼지 가스 구획부와 반응 가스 구획부가 교대로 배열되어 있고, 따라서, 퍼지 가스 구획부가 완충자로서 작용할 수 있기 때문에 반응 가스에 대해서 각 구획부의 격리가 확보될 수 있다. 구획부의 개수는 4개일 필요는 없고, 표적-지지 영역의 개수와는 독립적으로, 주어진 프로세스에 따라 결정될 수 있다. 도 24는 본 발명의 다른 실시형태에 의한 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 상면도이다. 이들 도면에 있어서, 상판은 예시 목적을 위해 생략되어 있다. 또, 후술하는 바와 같이 서셉터(1)에 설치될 수 있는 배기구도 예시 목적을 위해 생략되어 있다.
도 24에서는, 퍼지 가스 구획부(P1) 내지 (P3) 및 반응 가스 구획부(R1) 내지 (R3)로 이루어진 6개의 구획부가 있고, 서셉터-회전방향으로 교대로 배열되어 있다. 도 1에 있어서와 마찬가지로, 각 반응 가스 구획부에는 상이한 반응 가스가 제공된다. 이 구성에 있어서, 일부의 반응 가스가 (R1), (R2) 또는 (R3)으로부터 인접한 구획부로 누설되는 경우에도, 그 누설된 반응 가스는 퍼지 가스 구획부(P1) 내지 (P3)가 완충 영역으로서 작용하기 때문에 다른 반응 가스 구획부로 들어가지 않을 것이다. 도 1에서처럼, 격리벽(3)은 해당 격리벽을 이용한 가스 흐름의 조작이 상대적으로 상이한 중앙부에서 혹은 그 부근에서 반응가스의 원치않는 혼합을 방지하도록 중앙 퍼지구(4)를 지닌다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 의한 도 1의 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 정면도이다. 중앙 퍼지구(4)는 격리벽(3)의 바닥으로부터 아래쪽으로 돌출한다. 도 5는 일실시형태에 있어서의 중앙 퍼지구(4)의 구성을 개략적으로 표시하고 있다. 이 도면에 있어서, 서셉터(1)는 중앙에서 오목부(예를 들어, 깊이 약 2 ㎜ 내지 약 20 ㎜, 폭 약 5 ㎜ 내지 약 40 ㎜)를 지닌다. 상기 중앙 퍼지구(4)는 하 단부에 퍼지 가스가 방출되는 개구를 지닌 관형상 출구(10)를 지닐 수 있다. 관형상 출구(10)는 약 5 ㎜ 내지 약 40 ㎜의 길이를 지닐 수 있다. 관형상 출구(10)로부터 배출된 퍼지 가스는 중앙부로부터 서셉터(1)의 주변을 향해 흐른다. 이 퍼지 가스 흐름은 구획부 간의 반응 가스의 원치않는 혼합을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 의한 격리벽(3)의 개략적 부분 사시도이다. 격리벽(3)은 하단부에 유출구멍(5)을 지닌다. 유출구멍(5)은 중앙부로부터 주변부로 배열되어 있다. 이 도면에서는, 유출구멍(5)이 일렬로 배열되어 있지만, 다른 유출구멍이 상기 유출구멍(5) 다음에 일렬로 배열될 수 있으므로, 2종의 상이한 유형의 가스가 각각 격리벽(3)의 앞면 및 뒷면으로부터 방출될 수 있다. 또한, 유출구멍(5)으로부터 방출되는 가스 흐름의 각도는 설계된 구획부 속으로 가스를 효과적으로 방출시키도록 배열될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 반응 가스는 지정된 구획부를 향해 소정 각도로 배출되는 한편, 퍼지 가스는 가스 커튼으로서 기능하도록 아래쪽으로 직진해서 배출된다. 퍼지 가스 구획부가 설치된 경우, 퍼지 가스는 상기 구획부에 효과적으로 들어가도록 해당 구획부를 향해 소정 각도로 배출될 수 있다. 격리벽의 폭은 약 5 ㎜ 내지 약 100 ㎜, 바람직하게는 약 20 ㎜ 내지 약 40 ㎜(도 8에 있어서의 격리벽의 높이 α+β 및 유출 구멍의 크기는 후술함)일 수 있다.
도 2의 실시형태에 있어서, 서셉터(1)는 배기 컷아웃부(exhaust cutout)(6)를 지니고, 이 컷아웃부를 통해서 반응 가스 및/또는 퍼지 가스가 아래쪽으로 통과 하므로, 반응 가스의 오염이나 원치않는 혼합이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다. 컷아웃부(6)는 인접하는 표적-지지 영역 사이에 형성되어, 하나의 표적-지지 영역 위로 통과하는 가스가 인접하는 표적-지지 영역으로 들어가기 전에 컷아웃부(6)를 통해 배출될 것이다. 일실시형태에 있어서, 컷아웃부(6)는 도 13, 도 16 또는 도 20에 표시된 바와 같이 주변부로부터 중앙부를 향해 확대된다. 컷아웃부(6)의 주변부에서의 폭은 약 5 ㎜ 내지 약 100 ㎜의 범위일 수 있고, 주변부로부터 중앙부를 향한 길이는 약 100 ㎜ 내지 약 400 ㎜일 수 있다. 컷아웃부(6)는 중앙부를 향해 점차로 좁아질 수 있거나, 또는 길이방향에서 일정한 폭을 지닐 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 컷아웃부(6)는 다수의 슬릿으로 형성될 수 있다. 컷아웃부는 해당 컷아웃부를 통해서 구획부에서의 가스 배출을 촉진시킬 수 있는 한 어떠한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 일실시형태에 있어서, 컷아웃부는 서셉터의 바닥부에서의 개구부보다 서셉터 표면의 정상부에서 넓은 개구부를 지닐 수 있다. 도 8(후술함)에 있어서, 서셉터의 컷아웃부는 테이퍼 형상의 면을 지닌다.
도 7은 본 발명의 일실시형태에 의한 격리벽(3a), (3b) 및 상판(20)의 (도 6에서 A-B 선을 따라 취한) 부분 단면도 및 사시도이다. 이 도면에 있어서, 상판(20)이 표시되어 있다. 전형적으로, 상판(20)은 격리벽(3a), (3b)에 접속된 별도의 부품이다. 상판(20)은 알루미늄으로 이루어질 수 있는 반면, 격리벽(3a), (3b)은 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 일실시형태에 있어서, 상판(20)은 단일 부품으로서 격리벽과 일체로 형성될 수 있다.
이 도면에 있어서, 격리벽(3a)은 서셉터-회전방향에서 앞면(3aF) 및 뒷 면(3aB)을 지닌다. 격리벽(3b)은 서셉터-회전방향에서 앞면(3bF)과 뒷면(3bB)을 지닌다. 앞면(3aF)은 격리벽(3a), (3b) 사이의 구획부에 효과적으로 가스를 방출할 수 있도록 서셉터의 축방향에 대해서 비스듬한 유출구멍(11)을 지닌다. 일실시형태에 있어서, 유출구멍(11)으로부터 가스 흐름의 배출 각도는 서셉터와 대면하는 상판(20)의 평면에 대해서 약 5° 내지 약 90°(바람직하게는 약 10° 내지 약 85°)일 수 있다. 일실시형태에 있어서, 유출구멍의 개수는 5개 내지 300개(바람직하게는 10개 내지 200개)일 수 있다. 일실시형태에 있어서, 유출구멍의 직경은 약 0.1 ㎜ 내지 약 5 ㎜(바람직하게는 약 0.5 ㎜ 내지 약 2 ㎜)일 수 있다. 상기 유출 구멍의 구조적 특징은 앞면(3bF) 상의 유출구멍(18)에 적용될 수 있다.
뒷면(3aB), (3bB)상의 각 유출구멍(17), (12)은 배출각도를 제외하고, 유출구멍(11)의 것과 마찬가지 구조적인 특징을 지닐 수 있다. 이 도면에 있어서, 유출구멍(17), (12)은 가스 커튼으로서 작용하는 퍼지 가스 또는 불활성 가스를 배출하기 위한 것이고, 따라서, 전형적으로 배출각도는 서셉터의 축방향과 평행하다. 일실시형태에 있어서, 유출구멍(17), (12)의 배출각도는 장치에 설치된 배기 시스템에 따라 조정될 수 있다. 즉, 가스는 배기 시스템의 방향으로 배출될 수 있으므로, 가스는 효과적으로 또한 안정적으로 흐를 수 있고, 따라서, 양호한 가스 커튼을 형성할 수 있다. 퍼지 가스 또는 불활성 가스 배출용의 유출구멍의 개수는 반응 가스 배출용의 유출구멍보다 많을 수 있다.
격리벽에 형성된 유출구멍의 형상은 원형일 필요는 없고, 타원형 혹은 장방형(슬릿 등)일 수 있다. 도 7에 있어서, 매니폴드(13), (14), (15), (16)는 각각 구멍(17), (11), (18), (12)에 연결되어 있다. 중앙부에서의 관형상 출구(10)는 떨어져서 설치될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 유출구멍은 배관에 접속될 필요는 없고, 중공의 격리벽에 형성될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(101), 상판(120), 상부외벽(121), 격리벽(103), 배기판(130), 측면외벽(140) 및 서셉터 지지부(107)의 부분 단면의 개략 사시도이다. 도 16에 있어서, 격리벽(103)은 중공이고, 유출구멍(105)은 격리벽(103)의 바닥면에 형성되어 있다. 또한, 중앙 퍼지구(104)는 배관에 접속되지 않고, 격리벽(103)의 바닥면에 형성되어 있다. 퍼지 가스 또는 불활성 가스는 구멍(63)을 통해 격리벽(103)의 내부로 도입된다. 구멍(61), (64)은 퍼지 가스 또는 불활성 가스를 격리벽(103)의 내부에 도입하는 데 이용된다. 구멍(62)은 격리벽(103)의 다른 내부(도면에는 도시 생략됨)에 도입하는 데 이용된다. 그 경우, 격리벽(103)의 내부의 날개부분(중앙부로부터 그의 주변부로 뻗어있는 부분)은 2개의 길이방향 단면으로 분할되어, 그 중 하나는 퍼지 가스 또는 불활성 가스용이고, 나머지 하나는 반응 가스용이다.
도 17은 본 발명의 일실시형태에 의한 격리벽(3a), (3b), (3c), (3d)의 배관을 표시한 개략도이다. 단, 격리벽은 그의 중앙부로부터 그의 주변부로 뻗어 있는 날개부분을 지닌 하나의 단편으로서 일체적으로 형성될 수 있고, 그 경우, 날개부분은 일괄적으로 격리벽으로 칭한다. 또한, 격리벽은 간단히 반응 공간을 분할하는 각 부분이라 칭할 수 있고, 그 경우, 다수의 격리벽은 중앙부에 연결되어 있다. 도 17에 있어서, 격리벽(3a) 내지 (3d)은 도 7에 표시된 것과 같은 도관 및 매니폴드를 이용한다.
도 17에 있어서, 서셉터 지지부(7)는 반시계방향으로 서셉터를 회전시킨다. 소스 가스 A는 MFC(mass flow controller)(73) 및 밸브(76)를 통해서 라인(82)을 거쳐 격리벽(3a)에 도입된다. 소스 가스 A는 도 7에 표시된 것과 같이 격리벽(3a)으로부터 경사진 각도로 구획부(C2)를 향해서 배출된다. 즉, 소스 가스 A는 서셉터-회전방향에 대항하는 방향으로 도입된다. 소스 가스 B는 MFC(71) 및 밸브(74)를 통해서 라인(83)을 거쳐 격리벽(3c)에 도입된다. 소스 가스 B는 도 7에 표시된 것과 같이 격리벽(3c)으로부터 경사진 각도로 구획부(C4)를 향해서 도입된다. 퍼지 가스는 MFC(72) 및 밸브(75)를 통해서 라인(81), (82)을 거쳐 격리벽(3a) 내지 (3d) 및 중앙 퍼지구(4)로 도입된다.
각 격리벽은 서셉터-회전방향에 대해서 앞면 및 뒷면(도시생략)을 지닌다. 소스 가스 A 및 소스 가스 B는 격리벽(3a), (3c)의 각각의 앞면으로부터 배출된다. 퍼지 가스는 도 7에 표시된 것과 같이 격리벽(3a), (3b), (3c), (3d)의 각 뒷면으로부터 서셉터의 축방향으로 아래쪽으로 직진하여 배출된다. 퍼지 가스는 격리벽(3b), (3d)의 각 앞면으로부터 경사진 각도로 배출된다. 퍼지 가스는 중앙 퍼지구(4)로부터 아래쪽으로 직진하여 배출된다. 도 18은 본 발명의 일실시형태에 의한 장치에서의 가스 흐름을 표시한 가상적인 개략적 단면도이고, 여기서 격리벽(3a), (3b) 간의 각도(45°)는 180°로 가상적으로 확대되어 있다. 소스 가스 A는 서셉터가 회전하는 동안 격리벽(3a)으로부터 서셉터-회전방향과는 반대방향으로 표적(2) 위로 진행한다. 다음에, 소스 가스 A는 구획부(C2)로부터 서셉터의 주변부 및 배기구(37b)(도 21 참조)를 통해서 배기 채널(30b)로 배출된다. 배기 압력은 압력센서(36b)에 의해 측정될 수 있다. 격리벽(3a)으로부터의 퍼지 가스는 배기구(37a)(도 21 참조)를 통해서 배기 채널(30a)로 방출된다. 배기 압력은 압력센서(36a)에 의해 측정될 수 있다.
도 21은 본 발명의 일실시형태에 의한 도 18에 표시된 배기판(30)의 개략 상면도이다. 도 22는 본 발명의 일실시형태에 의한 도 21에 표시된 배기판(30)의 개략 사시도이다. 배기판(30)은 구획부(C1) 내지 (C4)에 대응하는 개구부(37a) 내지 (37d)를 지닌다. 이들 개구부는 각각 배기 채널(30a) 내지 (30d)(도 19 참조)에 연결되어 있다. (37a) 내지 (37d)와 같은 배기구가 (C1) 내지 (C4)와 같은 구획부에 대응할 경우, 서셉터와 격리벽 사이에 작은 간극을 지닌 채 형성된 구획부는 개별적으로 압력센서(36a), (36b) 및 배기 시스템 등의 압력 측정 수단에 의해 압력 조절될 수 있다. 또한 각 구획부의 압력은 각각의 반응 가스가 기상에서 함께 혼합되지 않도록 개별적으로 설정될 수 있다. 배기판(30)의 중앙부에는, 서셉터(1)의 샤프트(7)가 삽입되는 통공(38)이 있다.
배기구(37a) 내지 (37d)는 도 21에 표시된 개구부일 필요는 없고, 그의 중앙부로부터 주변부를 향해 방사성으로 뻗어 있는 다수의 슬릿으로 구성될 수 있다.
도 23은 배기 채널(30a), (30b) 및 배기판(30)을 도시한 본 발명의 일실시형태에 의한 장치의 개략적인 가상 단면도이다. 배기판(30)은 서셉터(1)처럼 이동가능하다. 서셉터(1)는 회전도 가능하지만, 배기판(30)은 회전가능하지 않다. 서보 모터(91)는 서셉터(1) 및 배기판(30)을 승강시킨다. 배기판(30)은 시 일(seal)을 파손시키는 일 없이 서셉터(1)를 회전시킨 채로 배기판(30)이 회전하지 않도록 자성 시일(magnetic seal)(95)을 이용해서 서셉터(1)에 연결되어 있다. 배기 채널(30a), (30b)은 각각 벨로우즈(bellows)(93a), (93b)를 통해 배기관(94a), (94b)에 연결되어 있다. 장치의 내부는 배기관(96)에 연결되어 있고 벨로우즈(92)에 의해 밀봉되어 있다. 일실시형태에 있어서, 배기판은 이동가능하지 않고, 반응 공간 내의 배기의 정상 흐름이 효과적으로 확립되는 한 장치에 고정되어 있고, 이에 따라 가스에 대해 각 구획부를 효과적으로 격리시킬 수 있다. 서셉터와 배기판이 함께 이동가능한 경우, 격리벽으로부터의 가스는 반응 공간으로부터 안정적으로 배출될 수 있다.
도 2에 표시된 바와 같이, 일실시형태에 있어서, 격리벽(3)의 하단부와 서셉터(1)의 상부면 간의 거리(Δ)는 표적(2)의 두께보다 크고, 이에 따라 서셉터는 구획벽과 접촉하는 일 없이 표적 상에 막의 증착을 위해 상부 위치에서 계속해서 회전될 수 있고, 구획부는 가스 흐름 혹은 기상의 견지에서 분리될 수 있다. 상기 거리(Δ)는 0.5 ㎜, 1.0 ㎜, 1.5 ㎜, 2.0 ㎜, 3,0 ㎜, 4.0 ㎜를 포함하는 약 0.4 ㎜ 내지 약 5.0 ㎜로 설정될 수 있고, 상기 수치 중 임의의 두 수 사이(바람직하게는 약 0.5 ㎜ 내지 약 2.0 ㎜)의 범위이다. 격리벽(3)의 하단부와 표적(2)의 상부면 사이의 거리는 0.2 ㎜, 0.5 ㎜, 1.0 ㎜, 2.0 ㎜를 포함하는 약 0.1 ㎜ 내지 약 3.0 ㎜일 수 있고, 상기 수치 중 임의의 두 수 사이의 범위이다.
도 8은 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(1), 격리벽(3a), (3b), 상판(20) 및 배기판(30)의 (도 6의 A-B 선을 따라 취한) 개략적인 부분 단면도이다. 격리벽의 축은 중앙 퍼지구가 아닌 두꺼운 선(21)으로 표시되어 있다. 격리벽(3a), (3b)은 반응 공간(100)을 분할하여, 상판(20)을 샌드위치시키고, 그 상판 밑에는 구획부(C5)가 형성되어 있다. 격리벽(3a)은 서셉터-회전방향에 대해서 앞면(3aF)과 뒷면(3aB)을 지닌다. 격리벽(3a)의 앞면(3aF)에는 반응 가스용의 유출구멍(11)이 형성되어 있고, 격리벽(3a)의 뒷면(3aB)에는 퍼지 가스 또는 불활성 가스용의 유출구멍(17)이 형성되어 있다. 격리벽(3b)은 서셉터-회전방향에 대해서 앞면(3bF)과 뒷면(3bB)을 지닌다. 격리벽(3b)의 앞면(3bF)에는 반응 가스용의 유출구멍(18)이 형성되어 있고, 격리벽(3b)의 뒷면(3bB)에는 퍼지 가스 또는 불활성 가스용의 유출구멍(12)이 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 배기판(30)은 배기구(31), (32)를 지닌다.
상부면에서부터 최하단부까지 측정된 격리벽(3a)의 두께(α+β)는 일실시형태에 있어서 약 10 ㎜ 내지 약 100 ㎜일 수 있다. 격리벽(3a), (3b)은 상판(20)의 하부평면으로부터 (α)만큼 돌출되어 있다. 이 차이(α)는 1.0 ㎜, 1.5 ㎜, 2.0 ㎜, 3.0 ㎜, 4.0 ㎜를 포함하는 약 0.5 ㎜ 내지 약 5.0 ㎜의 범위일 수 있고, 상기 수치 중 임의의 두 수 사이의 범위(바람직하게는 1.0 ㎜ 내지 2.0 ㎜)이다.
도 10은 본 발명의 일실시형태에 의한 가스 흐름 방향(51), (52), (53), (54) 및 서셉터 회전 방향(55)을 나타낸, 도 8에 표시된 구성의 개략적인 부분 단면도이다. 서셉터(1)는 방향(55)으로 회전한다. 유출구멍(11)으로부터 방출되는 반응 가스는 서셉터-회전방향(55)과는 반대인 방향(51)으로 흐르고, 여기서, 반응 가스는 표적의 표면과 접촉하여, ALD 막이 그 표적 상에 증착된다. 이것은 자 체 포화 반응이므로, 표적이 구획부(C5)에 머무는 동안 ALD 막의 증착이 완결되도록 소정 속도로 서셉터(1)가 회전하는 한, 시간 제어는 정확하게 행할 필요가 없다. 퍼지 가스 또는 불활성 가스는 각각 유출구멍(17), (12)으로부터 방향(52), (53)으로 직진해서 아래쪽으로 배출된다. 반응 가스는 화살표(54)로 표시된 바와 같이 배기판(30)의 배기구(32)에 흡인되는 한편, 퍼지 가스는 화살표(58)로 표시된 바와 같이 배기판(30)의 배기구(31)에 흡인됨으로써, 반응 가스 흐름과 퍼지 가스 흐름을 효과적으로 분리한다. 본 실시형태에 있어서, 퍼지 가스 흐름(52), (53)은 가스 커튼으로서 기능하고, 반응 가스 흐름(51)은 인접한 구획부로 들어가는 것이 차단된다. 또한, 반응 가스는 구획부(C5)로부터 표적-지지 영역 사이에 형성된 컷아웃부를 통해서 배출되므로, 반응 가스는 인접한 구획부로 들어가는 것이 차단된다.
도 9는 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(1'), 격리벽(3c), (3d), 상판(20') 및 배기판(30')의 개략적 부분 단면도이다. 본 실시형태에 있어서, 샤워판(shower plate)(40)은 격리벽(3c), (3d)에 의해 규정된 구획부(C6)에 있어서 상판(20')의 하부면에 설치되어 있다. 샤워판(40)은 반응 가스를 배출하는데 이용되므로, 격리벽(3c)은 반응 가스 배출용 유출구멍을 지닐 필요가 없다. 샤워판(40)도 퍼지 가스용으로 사용될 수 있다. 도 12는 본 발명의 일실시형태에 의한 샤워판(40)을 지닌 상판(20) 및 격리벽(3c), (3d)의 개략적인 부분 밑면도이다. 샤워판은 배출가스 통과용의 구멍(도시생략)을 다수 지닌다. 샤워판도 전극으로서 작용하고, 구획부(C6)는 플라즈마 CVD 처리 챔버 또는 어닐링 챔버로서 이용될 수 있다.
격리벽(3c)은 유출구멍(17')을 지닌 뒷면(3cB)을 구비한다. 격리벽(3d)은 격리벽(3c)과 유사한 구조를 지니며, 유출구멍(12')을 지닌 뒷면(3dB)을 구비한다. 또, 본 실시형태에 있어서, 서셉터(1')는 표적(2) 둘레에 형성된 원형 배기구(33)(환형상 슬릿)를 지녀 반응 가스 흐름을 효과적으로 형성하도록 한다(도 13 내지 도 15 참조). 또한, 배기판(30)은 원형 배기구(33)를 통과한 가스를 일괄적으로 입수하기 위한 배기구(39)를 지닌다. 도 13은 본 발명의 일실시형태에 의한 배기구(33)를 지닌 서셉터(1') 및 배기 컷아웃부(6)의 개략적인 부분 상면도이다. 원형 배기구(33)는 표적-지지 영역(도면에서의 관계에 있어서 원형 배기구의 위치를 표시하는 표적(2)에 상당함)의 주변부 근방에 배치되어 있다.
도 14는 본 발명의 일실시형태에 의한 도 13에 표시된 b-b 선을 따라 취한 서셉터(1')의 개략적인 부분 단면도이다. 도 15는 본 발명의 일실시형태에 의한 도 13에 표시된 a-a 선을 따라 취한 서셉터(1')의 개략적인 부분 단면도이다. 원형 배기구(33)는 서셉터의 정상 면상의 상부의 연속적인 환형상 개구부(33a) 및 이 상부의 연속적인 환형상 개구부(33a)보다 넓은 폭을 지닌(예를 들어, 2 내지 3배 넓은) 하부의 다수의 개구부(33b)로 구성되어 있다. 상부의 연속적인 환형상 개구부(33a)는 약 1 ㎜ 내지 약 10 ㎜(바람직하게는 약 2 ㎜ 내지 약 5 ㎜) 범위일 수 있다. 원형 배기구는 단차를 나타내는 도 14에 표시된 단면을 지닌다. 그러나, 원형 배기구는 단차를 지닐 필요는 없고, 서셉터의 상부면보다 서셉터의 하부면에 넓은 개구부를 지닌 테이퍼형상의 면을 지닐 수 있다. 다른 실시형태에 있 어서, 원형 배기구는 단차 또는 테이퍼 형상의 면을 지니지 않고 직사각형 단면을 지닌다. 다른 실시형태에 있어서, 원형 배기구는 서셉터의 바닥면보다 서셉터의 정상면에 넓은 개구부를 지닌다. 이 원형 배기구를 이용함으로써, 구획부에서의 더욱 안정적인 가스 흐름이 형성될 수 있고, 이에 따라 가스의 혼합을 효과적으로 방지하여 표적 위에서의 가스분포를 더욱 균일하게 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시형태에 의한 가스 흐름 방향(52), (53), (54), (56), (57) 및 서셉터 회전 방향(55)을 나타낸, 도 9에 표시된 구성의 개략적인 부분 단면도이다. 가스 흐름(52), (53)은 도 10과 마찬가지일 수 있다. 도 11에 있어서, 반응 가스는 화살표(56)로 표시된 바와 같이 샤워판(40)으로부터 표적(2)을 향해 흐른다. 반응 가스는 화살표(57)로 표시된 바와 같이 원형 배기구(33)를 통해 배기판(30')으로 통과한다. 배기판(30')은 도 10에 표시된 것과 다른 형상을 지니며, 구체적으로는, 원형 배기구(33)를 통과한 가스가 공통의 배기구(39)로 갈 수 있도록 도 10에 표시된 것보다 넓은 개구부를 지닌다. 화살표(52)로 표시된 퍼지 가스는 화살표(58')로 표시된 바와 같이 배기판(30')의 배기구(31')로 입수된다. 배기판은 도 22에 표시된 바와 같이 구성될 수 있다. 즉, 도 8 및 도 9에 있어서의 각 배기구(31), (32), (31'), (39)는 배기 채널에 연결된 개구 혹은 슬릿으로 구성된다.
격리벽의 구성은 예를 들어 도 25 및 도 26에 표시된 바와 같이 변경될 수 있다. 도 25 및 도 26은 각각 본 발명의 일실시형태에 의한 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 상면도이며, 이들 도면에서는 상판은 예시의 목적을 위해 생략되어 있다. 두 실시형태에 있어서, 각 반응 가스 구획부(R1-R4; R1-R2)는 퍼지 가스 구획부(P1-P4; P1-P3)에 의해 샌드위치되어 있으므로, 반응 가스가 다른 반응 가스 구획부에 들어가는 것을 방지할 수 있다. 도 26에서는, 플라즈마 CVD 처리/어닐링 구획부(RFA)가 형성되어 있다. 종래의 장치와 달리, RF의 간헐적인 온/오프 조작을 필요로 하는 일없이 PEALD막을 증착시키기 위해서, 가공 표적은 RF 플라즈마가 연속적으로 생성되는 구획부(RFA)를 통과할 수 있다. 2개 이상의 구획부에는 샤워 플레이트 또는 전극이 장착될 수 있다. 샤워 플레이트는 전극으로서 작용할 필요는 없고 RF 전원에 접속될 필요는 없다. 한편, 전극은 샤워 플레이트 없이도 구획부에 설치될 수 있다.
각 구획부의 크기는 반응 종류(흡수 속도, 반응 속도 등), 서셉터의 회전 속도 등에 의거해서 결정될 수 있고, 또한, 각 표적-지지 영역이 구획부에 대응하는 영역에 충분히 포함되지 않도록 될 수 있다. 전형적으로, 퍼지 가스 구획부는 반응 가스 구획부보다 작은 영역을 필요로 한다. 도 24에 있어서, 퍼지 가스 구획부(P1) 내지 (P3)는 서셉터의 중앙부에 대해서 주변각으로서 측정된 바와 같이 표적(2)보다 작다. 예를 들어, 표적-지지 영역의 중앙부에 대한 주변각이 60°일 경우, 퍼지 가스 구획부(P1), (P2), (P3)의 중앙부에 대한 주변각은 60°보다 작은, 예를 들어 30° 내지 45°이다. 일실시형태에 있어서, 퍼지 가스 구획부의 주변각은 표적-지지 영역의 중앙부에 대한 주변각의 약 20% 내지 약 90%(30%, 50%, 70%를 포함하고, 상기 임의의 두 수치 사이의 범위임)일 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 퍼지 가스 구획부의 주변각은 도 1에 표시된 것과 같이 표적-지지 영역 의 중앙부에 대한 주변각의 약 100% 내지 약 200%(120%, 150%, 180%를 포함하고, 상기 임의의 두 수치 사이의 범위임)일 수 있고, 여기서, 구획부(C1), (C3)는 퍼지 가스 구획부인 반면, 구획부(C2), (C4)는 반응 가스 구획부이다.
일실시형태에 있어서, 반응 가스 구획부의 주변각은 퍼지 가스 구획부의 것보다 클 수 있고, 전형적으로, 표적-지지 영역의 중앙부에 대한 주변각의 약 60% 내지 약 200%(80%, 100%, 120%, 150%를 포함하고, 상기 임의의 두 수치 사이의 범위임)일 수 있다. 일실시형태에 있어서, 반응 가스 구획부의 주변각은 표적-지지 영역의 것보다 클 수 있다.
도 25 및 도 26에 표시된 구성은 각 구획부의 크기에 대해서 상기 범위내일 수 있다. 도 26에 있어서, 구획부(RFA)는 전극으로서 작용하는 샤워판을 이용하고 플라즈마를 균일하게 발생하기 위해 RF 전력의 균일한 인가를 필요로 하기 때문에 가장 크다. 비-플라즈마 ALD 프로세스를 위해서, 반응은 자체 포화되므로, 상기 프로세스는 표적에 대해서 부분적으로 적용될 수 있고, 반응시간은 최소 반응시간이 만족스러운 한 결정적이지 않다. 따라서, 반응 가스 구획부가 서셉터의 중앙부에 대한 주변각으로서 측정된 바와 같이 표적보다 작은 경우에도, 표적의 가공은 효과적으로 수행될 수 있다.
또, 일실시형태에 있어서, 표적-지지 영역 자체는 회전될 수 있다. 표적-지지 영역의 회전은 플라즈마 CVD 등의 비자체 포화 반응을 행할 경우 유효하다. 그 경우, 구획부의 크기는 표적에 적용된 프로세스의 높은 균일성을 달성하기 위해서 다른 구획부보다 클 수 있다. 표적-지지 영역이 회전가능하다면, 구획부가 비 교적 작은 경우에도, 높은 균일성이 효과적으로 달성될 수 있다. 그 경우, 바람직하게는, 표적-지지 영역은 더욱 균일성을 위해 서셉터보다 빠르게 회전한다. 표적-지지 영역의 회전도 ALD 등의 자체 포화 반응에 효과적이다. 도 27은 본 발명의 일실시형태에 의한 회전중인 표적(2)을 지닌 서셉터(1) 및 격리벽(3)의 개략 상면도이고, 여기서, 상판은 예시 목적을 위해 생략되어 있다. 도 28은 본 발명의 일실시형태에 의한 도 27에 표시된 격리벽(3) 및 표적-회전 영역(202)을 지닌 서셉터(1)의 개략적인 측면단면도이다.
일실시형태에 있어서, 표적-지지 영역의 회전속도는 약 5 rpm 내지 약 400 rpm, 바람직하게는 약 10 rpm 내지 약 180 rpm일 수 있다. 일실시형태에 있어서, 표적-지지 영역의 속도는 서셉터의 것보다 적어도 1.5배(2배, 5배, 10배를 포함하고, 상기 임의의 두 수치 사이의 범위임) 빠를 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 표적-지지 영역의 회전속도는 반응 종류에 따라 서셉터보다 낮을 수 있다. 전형적으로, 서셉터의 반응속도는 반응 종류, 최소 증착 시간, 구획부의 크기 등에 따라 약 2 rpm 내지 약 100 rpm, 바람직하게는 약 5 rpm 내지 약 60 rpm일 수 있다.
다음에, 일실시형태에 있어서, 박막이 가공 표적 상에 증착되는 방법을 도면을 참조해서 설명한다. 본 실시형태는 본 발명을 제한하기 위해 의도된 것은 아니다. 도 8에 있어서, 다수의 반도체 웨이퍼(2)는 가공-표적 탑재 수단(진공 로봇 등, 도시생략)을 이용해서 서셉터(1) 위에 탑재되고, 서셉터(1)와 배기판(30)은 상하이동수단(도 23에 있어서의 서보모터(91) 등)을 이용해서 반응위치로 상승된 다. 이때, 서셉터(1)와 격리벽(3) 사이의 간극(Δ)은 예를 들어 0.5 ㎜ 내지 2 ㎜ 사이의 특정 치수로 조정된다.
이어서, 도 10에 표시된 바와 같이 격리벽의 유출 구멍(17)으로부터 특정량의 불활성 가스를 도입한다. 다음에, 도 8 및 도 10에 표시된 바와 같은 구획부(C5)(도 1에서의 구획부(C2)에 상당함)의 유출 구멍(11)으로부터 특정량의 전구체 A를 도입한다. 도 1의 퍼지 가스 구획부(C1), (C3)의 유출 구멍(12)으로부터 특정량의 퍼지 가스가 도입되고, 이어서, 도 1에 있어서 구획부(C4) 내의 유출구멍(11)으로부터 전구체 B가 도입된다. 서셉터는 박막을 증착시키기 위해서 특정 속도로 도 1에 있어서 반시계 방향으로 회전되어, 가공 표적에 흡착된 전구체 A와 전구체 B를 반응시킨다. 이 프로세스는 반응 가스 구획부(C2)로부터 퍼지 가스 구획부(C1), 반응 가스 구획부(C4) 및 퍼지 가스 구획부(C3)의 순서로 시작될 수 있다.
서셉터는 특정 막 두께가 얻어질 때까지 회전되고, 그 후 반응 가스 구획부(C2) 및 (C4)에의 전구체 공급 및 퍼지 가스 구획부(C1) 및 (C3)에의 퍼지가스 공급을 중지하고, 서셉터를 특정 위치로 하강시켜 가공 표적을 제거한다.
여기서, 전구체가 도입되는 반응 가스 구획부(C2), (C4)는 도 9 및 도 11에 표시된 상부 유동형일 수 있다. 도 9에 표시된 구성에 대한 것처럼, 샤워판(40)은 필요한 경우 RF 전극으로서도 작용하는 샤워헤드에 의해 교체될 수 있으므로, RF 플라즈마 가공이 수행될 수 있다. 또한, 1개의 퍼지 가스 구획부는 도 9 및 도 11에 표시된 상부 유동형에 준할 수 있고, RF 플라즈마에 의한 어닐링은 각 회 전에 대응하는 막증착 사이클에 편입될 수 있다. 또, 도 24 및 도 25에 표시된 바와 같이 반응 가스 구획부 및/또는 퍼지 가스 구획부를 가공 표적보다 작게 하는 것도 가능하다.
서셉터의 회전속도는 전구체의 흡착 속도와 반응 속도뿐만 아니라 요구되는 퍼지 횟수에 의존하고, 항상 가장 긴 것으로부터 결정된다. 증착 막의 두께는 서셉터의 회전 횟수에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 전구체 A 및 B로서 각각 TMA(트리메틸 알루미늄) 및 H2O(물)를 이용하는 Al2O3(알루미나) 막 증착 프로세스에 있어서, 대략 0.11 ㎚ 두께의 막은 전구체 A 공급, 퍼지, 전구체 B 공급 및 퍼지로 이루어진 각 서셉터 회전에 대해서 증착될 수 있다. 따라서, 전구체는 4 ㎚ 두께의 막을 증착시키기 위해 36회 회전될 필요가 있다.
이 경우, 반응 공간은 4 구역으로 분할되고, 가장 긴 시간을 필요로 하는 H2O 퍼지의 기간은 750 msec로 설정되어 있다. 이것은 서셉터 속도를 20 rpm으로 전환시키고, 이때 4개의 반도체 웨이퍼는 1.8 분의 막 증착 시간 동안 처리될 수 있다. 그 결과, 쓰루풋(throughput)은 1시간당 133매의 웨이퍼로 된다. 이에 대해서 종래의 방법하에서, 쓰루풋은 반응기에서 전구체를 교체하는 데 필요 이상의 퍼지 시간이 요구되기 때문에 1시간당 40매 정도의 웨이퍼였다. 본 특허출원의 본 실시형태에 있어서, 4개의 가공 표적은 서셉터 상에 탑재된다. 소정의 종래의 방법하에서 구획부의 개수가 단순히 4개로 증가될 경우, 이러한 구성은 등가의 쓰루풋을 달성할 수 있다. 그러나, 각 구획부는 별도의 가스 라인 및 배기 펌 프뿐만 아니라, RF가 사용될 경우 별도의 RF 회로도 필요하게 되므로, 장치 비용이 증가된다. 또한, 유지보수 사이클은 샤워헤드에 흡착된 전구체 A 및 B의 반응에 의해 이러한 종래의 구성에 의하면 더욱 짧아진다. 또, 서셉터 상에 탑재될 수 있는 가공 표적의 개수는 본 특허출원 하에서 4개로 한정되지 않는다. 사용된 전구체 A 및 B가 더 높은 흡착 속도 및 반응 속도를 지닌다면 서셉터의 회전속도는 20 rpm으로 한정되지 않고, 또는 서셉터 속도는 상승될 수 있다. 이것에 의해 쓰루풋을 더욱 향상시킬 수 있다. 추가의 도면에 표시된 바와 같이, 포화 프로세스가 아닌 CVD-유사 프로세스를 수행하기 위해서 서셉터보다 빠른 속도로 웨이퍼를 회전시키는 것도 가능하다.
제안된 방법의 이용은 각각의 전구체가 전용의 반응 챔버(구획부)로만 도입되고 이에 따라 종래의 프로세스하에서의 생산성 저감, 프로세스 불안정성 및 반복성 저하의 주된 원인으로 되는 전구체 교체를 위한 필요 이상의 퍼지를 필요로 하지 않기 때문에 생산성을 상당히 향상시킨다. 또한, 반응 가스 구획부 및 퍼지 가스 구획부의 교대 배치는 전구체가 기상에서 함께 혼합되는 것을 방지하고, 이것은 미립자 생성을 억제하고, 불필요한 영역에서 막이 증착되는 것을 방지하며, 결과적으로 긴 유지보수 사이클로 된다. 또한, 전구체는 연속적으로 도입될 수 있고, 이것은 밸브 수명을 연장시키고, 질량-유량 제어기 등을 이용한 프로세스 모니터링을 허용한다. 그 결과, 비정상용 재료 공급 부피의 정시 모니터링 등이 가능해진다. 본 출원과 동일한 양수인의 소유인 미국 특허 공개 제 2004/0221808호, 제 2005/0208217호 및 제 2005/0229848호에는 ALD 프로세스를 개시하고 있고, 이들 특허문헌에 개시된 것은 참조로 전체로서 본 명세서에 병합되어 있다.
도 29 내지 도 34는 본 발명의 다른 실시형태를 도시하고 있다. 도 29는 서셉터(301), 격리벽(303), 배기판(330) 및 측면 외벽(340)의 부분 단면의 개략 사시도이다. 서셉터(301)는 4개의 단면을 지니고, 인접한 단면은 배기 컷아웃부(306)에 의해 분리되어 있다. 각 단면은 기판이 끼워맞춤되는 오목부인 표적-지지 영역(302)을 지닌다. 상부외벽은 도 29에서 생략되어 있지만, 도 30에 표시된 바와 같이 상부외벽(321)은 격리벽(303) 위쪽에 배치되어 있다. 도 30은 상부외벽(321)과 격리벽(303)이 해체된 상태를 표시한 개략도이다.
상부외벽(321)은 반응 챔버를 밀봉하기 위해 측면 외벽(340)의 상부에 접속되도록 아래쪽으로 뻗어 있는 환형상 에지부(323)를 지닌다(도 34 참조). 도 34는 서셉터(301), 격리벽(303), 배기판(330), 측면 외벽(340) 및 상부외벽(321)의 부분 단면의 개략 사시도이다. 도 30에 표시된 바와 같이, 본 실시형태에 있어서, 상부외벽(321)은 오목부 혹은 홈(322)을 지니고, 이 홈 속에는 격리벽(303)이 끼워맞추어져서 가스 흐름 채널을 형성한다. 상부외벽(321)의 정상부는 각각의 가스 흐름 채널에 연통된 구멍(361), (362), (363), (364), (365) 등을 지니고, 이들 구멍을 통해서 지정된 가스가 격리벽(303) 내의 각각의 가스 흐름 채널에 도입된다. 본 실시형태에 있어서, 격리벽(303)은 십자 형태이고, 4개의 벽 혹은 아암은 중앙 퍼지구(304)가 형성되어 있는 중앙으로부터 방사상으로 뻗어 있다.
도 31은 격리벽(303)의 개략 사시도이다. 본 실시형태에 있어서, 각 벽은 3면(격리벽의 중심으로부터 보아서 좌우로 비스듬한 면과 중앙면)인 하부를 지닌 다. 각 면은 길이방향과 수직인 방향에서 실질적으로 혹은 거의 동일한 폭을 지닐 수 있고, 또한, 본 실시형태에 있어서 정렬된 다수의 구멍을 지닌다. 제 1 구획벽(351)에 있어서, 오른쪽으로 비스듬한 면과 중앙 면은 퍼지 가스(예를 들어, N2 또는 Ar)를 구멍(311)을 통해서 배출하는 데 이용된다. 제 1 구획벽(351)의 왼쪽으로 비스듬한 면은 반응 가스 A를 구멍(312)을 통해 배출하는 데 이용된다. 제 3 구획벽(353)(제 1 구획벽(351)과 반대쪽)은 왼쪽으로 비스듬한 면이 반응 가스 B를 배출하는 데 이용되는 것을 제외하고 동일한 구조를 지닌다. 제 2 구획벽(352) 및 제 4 구획벽(352)은 일렬로 배열되어 있고, 3면이 모두 퍼지 가스(예를 들어, N2 또는 Ar)를 배출하는 데 이용된다. 중앙 퍼지구(304)도 퍼지 가스(예를 들어, N2 또는 Ar)를 배출하는 데 이용된다.
각 구획벽의 내부는 가스 격리에 대해서 2개의 가스 흐름 채널로 분할될 수 있고, 예를 들어, 오른쪽으로 비스듬한 면과 중앙면이 서로 가스-연통되어 가스 흐름 채널을 형성하고, 왼쪽으로 비스듬한 면이 오른쪽으로 비스듬한 면과 중앙면으로부터 가스-격리시키고, 또 다른 가스 흐름 채널을 형성한다. 그 경우에, 상부외벽(321)은 각 가스 흐름 채널에 대해 1개의 가스 유입구멍을 지닐 수 있다. 도 34에 있어서, 상부외벽(321)은 제 1 구획벽의 오른쪽으로 비스듬한 면 및 중앙면과 가스-연통되는 퍼지 가스 유입구멍(361)과, 제 1 구획벽의 왼쪽으로 비스듬한 면과 가스-연통되는 반응 가스 A 유입구멍(362)을 지닌다. 마찬가지로, 상부외벽(321)은 제 2 구획벽의 오른쪽으로 비스듬한 면 및 중앙면과, 그리고 제 2 구획벽의 왼 쪽으로 비스듬한 면과 각각 가스-연통되어 있는 2개의 퍼지 가스 유입구멍(364)을 지닌다. 제 3 및 제 4 구획벽은 제 1 및 제 2 구획벽에 각각 대응하는 구조를 지닌다. 도 34는 제4 구획벽의 오른쪽으로 비스듬한 면과 접속된 퍼지 가스 유입구멍(363)을 나타내고 있다. 상부외벽(321)도 중앙 퍼지구(304)에 연결된 퍼지 가스 유입구멍(365)을 지닌다.
도 32는 서셉터(301)의 개략 사시도이다. 서셉터는 4개의 구역으로 용이하게 분할되고, 인접한 구역은 배기 컷아웃부(306)에 의해 분리되어 있다. 각 구역은 기판이 끼워맞춤되는 오목부인 기판-지지 영역(302)을 지닌다. 서셉터 지지부(307)는 서셉터(301)를 회전시킨다.
도 33은 배기판(330)의 개략 사시도이다. 서셉터 지지부(307)는 배기판(330)의 중앙 구멍(338)을 통해 삽입된다(도 34 참조). 배기판(330)은 4개의 구역(337a), (337b), (337c) 및 (337d)으로 방사상으로 분할되어 있다. 각 구역은 배기 채널에 연결된 구멍을 지닌다. 구역(337a)은 배기 채널(330a)에 연결된 구멍(330a')을 지니고, 마찬가지로 구역(337b)은 배기 채널(330b)에 연결된 구멍(330b')을 지닌다. 인접한 구역 사이에는 칸막이(divider)(360)가 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 칸막이(360)는 배출 가스 흐름을 용이하게 하도록 격리벽에 의해서 3면으로 되어 있다. 칸막이(360)는 모두 중앙 부근에 외주를 따라 연결되어 있다.
구조가 특정되지 않은 상기 실시형태에 있어서, 당업자는 통상의 실험 과정으로서 본 명세서의 개시내용에 비추어 그러한 구조를 용이하게 제공할 수 있다.
실시예 1
전구체로서 TEB(트리에틸보론), WF6(텅스텐 헥사플루오르화물), NH3(암모니아) 및 퍼지 가스 또는 불활성 가스로서 Ar을 이용해서 WNC(텅스텐 나이트라이드 카바이드) 막 증착의 일례에 있어서, 본 발명의 일실시형태 및 종래의 방법에 의한 방법의 막 증착 결과가 이하에 표시되어 있다. 본 발명의 실시형태를 위해서, 도 8, 도 17 및 도 24에 표시된 장치를 이용하였다:
간극(Δ): 1.2 ㎜
격리벽의 높이(α+β): 51.5 ㎜
상판의 두께(β): 50 ㎜
컷아웃부의 폭: 10 ㎜
퍼지 가스 구획부의 주변각: 20°
반응 가스 구획부의 주변각: 30°
퍼지 가스 및 반응 가스용의 유출구멍 개수: 50개
웨이퍼의 직경: 300 ㎜
중앙부로부터의 퍼지 가스의 유량: 20 sccm
구획부로의 퍼지 가스의 유량: 1000 sccm
전구체 TEB의 유량: 캐리어 N2 가스와 함께 400 sccm
전구체 WF6의 유량: 15 sccm
전구체 NH3의 유량: 400 sccm
구획부(P1) 내지 (P3)의 압력: 200 ㎩
구획부(R1)의 압력: 300 ㎩
구획부(R2)의 압력: 150 ㎩
구획부(R3)의 압력: 150 ㎩
반응 챔버의 온도(증착 온도): 320 ℃
비교 방법(미국 특허 공개 공보 제 2004/0221808호, 제 2005/0208217호 및 제 2005/0229848호): 샤워헤드 배기수단을 갖춘 샤워헤드형.
증착은 하기 표 1에 표시된 조건하에서 수행하였다.
TEB WF6 NH3 사이클 타임 쓰루풋*
종래의 방법 펄스 퍼지 펄스 퍼지 펄스 퍼지 6.5 11 웨이퍼매수/시간
1 초 1.5 초 0.5 초 1 초 0.5 초 2 초
본 특허출원 20 rpm 3 96 웨이퍼매수/시간
* 증착속도: 0.08 ㎚/사이클 (막 두께: 4 ㎚)
막 증착 결과(WNC, 25 ㎚)의 비교는 하기 표 2에 표시되어 있다.
두께 ㎚ Rs Ω/□ Rs 1σ% 저항 μΩ cm 미립자 증가*
종래의 방법 25.4 152 2.2 386.0 52
실시예 1 25.1 145 0.5 363.9 8
* 미립자: 0.16 ㎛이상
표 2에 표시된 바와 같이, 실시예 1에 있어서, 퍼지 가스와 전구체 가스의 연속적인 흐름을 이용해서 퍼지 가스 구획부 사이에 각 반응가스 구획부를 샌드위치시킴으로써 전구체의 혼합이 효과적으로 억제되기 때문에, 막에의 미립자 혼입은 상당히 억제되었다. 또, 막 특성의 균일성은 실시예 1에서 매우 높았다. 또한, 쓰루풋은 종래의 방법에서보다 실시예 1에서 약 9배 높았다.
실시예 2
본 발명의 일실시형태에 따른 PEALD에 의한 Ru 막 증착의 일례에 대해 이하에 설명한다. 본 발명의 이 실시예에 대해서는, 도 9, 도 13 및 도 26에 표시된 장치를 이용하여 이하에 규정되지 않은 조건은 실시예 1과 마찬가지로 해서 시뮬레이션을 행하여 쓰루풋을 계산하였다:
퍼지 가스 구획부의 주변각: 15 °
반응 가스 구획부의 주변각: 20 °
RFA 구획부의 주변각: 90°
RF 전력: 200 W, 13.56 ㎒
중앙부로터의 퍼지 가스의 유량: 20 sccm
구획부로의 퍼지 가스의 유량: 1000 sccm
전구체 Ru의 유량: He 캐리어 가스와 함께 400 sccm
전구체 NH3의 유량: 400 sccm
구획부(P1) 내지 (P2)의 압력: 200 ㎩
구획부(R1)의 압력: 400 ㎩
구획부(RFA)의 압력: 150 ㎩
반응 챔버의 온도(증착 온도): 320 ℃
비교 방법(미국 특허 공개 공보 제 2004/0221808호, 제 2005/0208217호 및 제 2005/0229848호): 샤워헤드 배기수단을 지닌 샤워헤드형.
증착은 하기 표 3에 표시된 조건하에서 시뮬레이션하였다.
Ru* NH3 RF 사이클 타임 쓰루풋*
종래의 방법 펄스 퍼지 흐름 온(on) 퍼지
1 초 1.5 초 0.5 초 2 초 2 초 7 5 웨이퍼매수/시간
실시예 2 20 rpm 3 48 웨이퍼매수/시간
* 성장 속도: 0.02 ㎚/사이클(막 두께: 2 ㎚)
그 결과, 시뮬레이션은 쓰루풋이 종래의 방법에서보다 실시예 2에서 약 10배 높은 것으로 드러났다.
조건 및/또는 구조가 특정되어 있지 않은 본 개시에 있어서, 당업자는 통상의 실험 과정으로서 본 명세서의 개시내용에 비추어 그러한 조건 및/또는 구조를 용이하게 제공할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시형태 및 이하의 기타 각종 실시형태를 포함한다:
1) 가공 표적인 반도체 웨이퍼 상에 박막을 증착시키는 장치에 있어서, 반응 챔버, 다수의 가공 표적이 탑재되는 서셉터 및 상기 서셉터를 상하 이동시키는 승강 수단; 서셉터를 중심축 둘레로 회전시키는 회전수단; 및 반응기를 다수의 챔버로 분할하는 벽을 포함하고, 막을 증착시킬 경우, 서셉터를 상승시켜 벽을 따라 작은 간극을 형성하고, 이에 따라 각각의 반응 챔버를 분리시키고, 소스 가스 챔버 및 퍼지 가스 챔버를 교대로 설치하여, 가공 표적이 탑재되어 있는 상기 서셉터 수단을 회전시켜 상기 가공 표적 상에 박막을 증착시키는 것을 특징으로 하는 장치.
2) 막을 증착할 경우, 상기 서셉터를 상승시켜, 반응 챔버를 다수의 챔버로 분리하고 있는 벽들을 따라 형성된 작은 간극 속으로 불활성 가스를 도입하고 나서, 각각의 챔버를 분리하기 위해서, 서셉터 수단 상에 형성된 벽과 직접 대면하는 위치에 설치된 배기구로부터 상기 불활성 가스를 배출하는 것을 특징으로 하는 상기 1)항에 기재된 장치.
3) 상기 불활성 가스는 N2, Ar, He 또는 Ne인 것을 특징으로 하는 상기 2)항에 기재된 장치.
4) 서셉터의 회전방향으로 출구측 벽으로부터 소스 가스 또는 퍼지 가스를 도입하고 입구쪽으로부터 배출하는 것을 특징으로 하는 상기 1)항에 기재된 장치.
5) 벽들에 의해 분할된 공간으로부터 소스 가스 또는 퍼지 가스를 도입하고, 서셉터 위의 각 가공 표적의 외주 상에 형성된 배기구로부터 배출하는 것을 특징으로 하는 상기 1)항에 기재된 장치.
6) 가공 표적보다 작은 벽-분할 챔버를 통해 서셉터 회전에 의해 가공표적을 통과시키면서 소스 가스를 흡수 및/또는 반응 또는 퍼지시키는 것을 특징으로 하는 상기 1)항에 기재된 장치.
7) 서셉터가 연속적으로 회전하는 것을 특징으로 하는 상기 1)항에 기재된 장치.
8) 막을 증착시키거나 어닐링 효과를 제공하기 위해서 1개 이상의 벽-분할 챔버에 RF 플라즈마를 인가하는 것을 특징으로 하는 상기 1)항에 기재된 장치.
9) 상기 서셉터와 벽 사이의 작은 간극에 의해 형성된 챔버는 압력측정수단 및 압력제어수단에 의해 별개로 압력 제어되는 것을 특징으로 하는 상기 1)항에 기재된 장치.
10) 각각의 소스 가스가 기상에서 함께 혼합되지 않도록 각 챔버 내의 압력을 설정하는 것을 특징으로 하는 상기 9)항에 기재된 장치.
11) RF의 간헐적인 온/오프 동작을 필요로 하는 일 없이 PEALD 막을 증착하기 위해서 RF 플라즈마가 연속적으로 생성되는 RF 플라즈마 챔버를 통해서 서셉터 회전에 의해 가공표적을 통과시키는 것을 특징으로 하는 상기 1)항에 기재된 장치.
12) 상기 가공 표적을 상기 서셉터의 회전속도보다 빠른 속도로 회전시키면서 막을 증착시키는 것을 특징으로 하는 상기 1)항에 기재된 장치.
당업자라면 본 발명의 정신으로부터 벗어나는 일 없이 수많은 각종 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 형태는 단지 예시에 불과하므로, 본 발명의 범위를 제한하고자 의도된 것이 아님을 명백히 이해할 필요가 있다.
이상, 본 발명의 일실시형태에 의하면, 다수의 챔버는 교대로 위치된 소스 가스 챔버 및 퍼지 가스 챔버를 포함할 수 있으므로, 막 증착 결과는 일부의 소스 가스가 인접한 챔버로 누설될 경우에도 영향을 받지 않을 것이다. 또한, 각 소스 가스의 흡착 및/또는 반응은 최적의 압력으로 별도로 제어될 수 있다. 소스 가스 챔버가 나란히 설치되지 않지만 퍼지 가스 챔버에 의해 분리되어 있다면, 설정치가 소스 가스 챔버 간의 압력차를 발생시킬 경우에도 안정한 제어가 가능해진다.
또, 본 발명의 일실시형태에 있어서, 표적들 자체는 자체 포화 프로세스가 아닌 CVD 유사 프로세스를 수행하기 위해서, 서셉터보다 빠르게 회전될 수도 있다.
각 벽-분할 챔버는 동일한 크기일 필요는 없다. 각 챔버가 가공 표적보다 작은 경우에도, 소스 가스 흡착 및/또는 반응 혹은 퍼지는 가공 표적이 서셉터 회전에 의해서 반응 챔버를 통해 통과하면서 수행될 수 있다.
전술한 실시형태 중 적어도 하나에 의하면, 각 소스 가스가 지정된 별개의 챔버 속으로 유입되기 때문에 소스 가스 교체를 위한 필요 이상의 퍼지는 필요하지 않게 된다. 가공 표적의 표면은 가공 표적이 퍼지 챔버를 통과하는 동안 서셉터 회전에 의해 퍼지될 수 있으므로, 퍼지 프로세스는 표적이 다음 소스 가스에 폭로될 때에 완결될 수 있다. 이것에 의해 생산성의 충분한 향상이 실현된다. 또한, 전술한 실시형태 중 적어도 하나에 있어서, 소스 가스는 기상에 혼합되지 않아, 미립자 생성을 억제하여, 막 두께의 균일성을 향상시킨다. 게다가, 서셉터에 의해 흡착된 소스 가스만이 반응을 일으키므로 불필요한 막 증착이 방지되므로 유지보수 사이클이 연장될 수 있다. 또한, 전술한 실시형태 중 적어도 하나에 있어서, 고속 가스 교체가 더 이상 불필요하여, 밸브 수명이 연장되고, 비정상용 질량-유량 제어를 이용하는 소스 가스 유량의 정시 모니터링을 가능하게 함으로써, 안정 된 생산 장치를 제공한다.

Claims (37)

  1. 표적 상에 박막을 증착시키기 위한 장치에 있어서,
    반응 공간;
    상부에 다수의 표적-지지 영역을 지니고, 상기 표적-지지 영역 상에 다수의 표적을 각각 탑재하기 위해 상기 반응공간 내부에 배치된 서셉터; 및
    각각 다수의 구획부의 중심축으로부터 방사상으로 뻗은 구획벽들에 의해 분할된 가공용의 다수의 구획부를 포함하고,
    상기 서셉터는 그의 축방향에서 상부 위치와 하부 위치 간에 이동가능하고 또한 상부 위치에 있을 때 그의 축 둘레를 회전가능하며,
    상기 다수의 구획부는 상기 서셉터가 구획벽들과 접촉하는 일없이 표적 상에 막 증착을 위해 상부 위치에서 연속적으로 회전할 수 있도록 간극을 두고 상기 서셉터 위의 반응공간 내부에 배치되고, 상기 다수의 구획부는 상기 표적이 탑재되어 있는 서셉터를 상기 상부 위치에서 회전시키는 동시에 상기 구획부 내에서 상이한 처리를 가동시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 구획벽 중 적어도 하나는 상기 구획벽 중 적어도 하나에 의해 규정된 다수의 구획부 중 적어도 하나 속으로 반응 가스 또는 퍼지 가스를 도입하기 위한 적어도 하나의 가스유출구멍을 지닌 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 구획벽의 중앙에는 상기 다수의 구획부의 중앙에 퍼지 가스 또는 불활성 가스를 도입하기 위한 가스 유출구멍을 지닌 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 구획벽은 다수의 구획부를 가스에 대해서 분리하는 가스 커튼으로서 상기 서셉터를 향해 불활성 가스를 배출하기 위해 가스유출구멍을 지닌 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 구획벽 중 적어도 하나는 서셉터-회전방향에 대해서 앞면 및 뒷면을 지니고, 상기 구획벽 중 적어도 하나는 상기 다수의 구획부 중 2개를 분리하고, 상기 앞면과 뒷면은 2개의 다수의 구획부 중 하나에 반응 가스 또는 퍼지 가스를 도입하기 위해 적어도 하나의 가스유출구멍을 지니며, 상기 앞면과 뒷면 중 다른 쪽은 상기 2개의 다수의 구획부 중 한쪽을 상기 2개의 다수의 구획부 중 다른 쪽과 가스에 대해서 분리하는 가스 커튼으로서 상기 서셉터를 향해 불활성 가스를 배출하기 위해 적어도 하나의 가스 유출구멍을 지니는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 구획벽의 앞면 및 뒷면은 각각 서로 비스듬히 상기 서셉터와 대면하는 동시에 서로 떨어져서 대면하는 평면을 지니는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 구획부 중 적어도 하나에는 반응 가스 또는 퍼지 가스를 도입하기 위해 상기 다수의 구획부 중 적어도 하나의 상부에 가스 유출구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 서셉터는 가스를 통과시키기 위해 상기 표적-지지 영역 둘레에 형성된 환형상 슬릿을 지니는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 서셉터는 상기 표적-지지 영역 사이에 각각 형성된 가스 통과용 슬릿을 지니는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 슬릿은 상기 서셉터의 주변으로부터 상기 서셉터의 중심축을 향해 뻗어 있는 오목부에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 서셉터 밑에 설치된 가스 유입구를 지닌 배기 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 배기 시스템은 서셉터의 축 둘레를 회전하는 일 없이 상기 서셉터와 함께 상기 서셉터의 축방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 구획부는 서셉터-회전방향에 있어서 크기가 상이한 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 1항에 있어서, 각 표적-지지 영역은 상기 서셉터보다 빠른 회전속도로 그의 축 둘레를 회전가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 구획부 중 적어도 하나는 각 표적-지지 영역이 상기 다수의 구획부 중 적어도 하나에 대응하는 영역에 충분히 포함될 수 없도록 하는 크기를 지니는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 구획부 중 적어도 하나에는 RF 전원 유닛 또는 어닐링 유닛이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 구획부 중 적어도 하나에는 상기 다수의 구획부 중 적어도 하나에 반응가스를 도입하기 위한 샤워판(shower plate)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 가공 표적 상에 박막을 증착시키기 위한 장치에 있어서,
    반응 공간;
    상하이동가능하고, 중심축 둘레를 회전가능하며, 다수의 가공 표적을 탑재하기 위한 서셉터; 및
    반응 공간을 소스 가스 구획부 및 퍼지 가스 구획부를 포함하는 다수의 구획부로 분할하는 격리벽을 포함하고,
    상기 서셉터가 막 증착을 위해 상승하면, 상기 서셉터와 상기 격리벽 사이에 작은 간극이 형성되고, 이에 따라 각각의 구획부 사이에 가스 분리를 확립하고, 각 소스 가스 구획부 및 각 퍼지 가스 구획부는 서셉터의 서셉터-회전방향으로 교대로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 작은 간극은 약 0.5 ㎜ 내지 약 2.0 ㎜인 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 반도체 표적을 가공하는 방법에 있어서,
    반응 공간 내부에 배치된 서셉터 상에 형성된 표적-지지 영역 상에 각각 다수의 반도체 표적을 탑재하는 단계;
    다수의 구획부의 중심축으로부터 각각 방사상으로 뻗어 있는 구획벽에 의해 분할된 처리용의 다수의 구획부가 간극을 지닌 채 상기 서셉터 위에 배치되어 있는 상부 위치에서 상기 서셉터를 구획벽과 접촉하는 일 없이 연속적으로 회전시켜 막을 증착시키도록 상기 서셉터를 그의 축 둘레로 회전시키는 단계; 및
    상기 표적이 탑재되어 있는 서셉터를 상기 상부 위치에서 연속적으로 회전시 킴과 동시에 독립적으로 각 구획부에서 처리 조건을 작성함으로써, 상기 표적을 가공하는 작성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 작성 단계는 상기 구획벽 중 적어도 하나에 형성된 적어도 하나의 가스유출구멍으로부터 상기 구획벽 중 적어도 하나에 의해 규정된 다수의 구획부 중 하나 속으로 반응 가스 또는 퍼지 가스를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 작성 단계는 상기 구획벽의 중앙에 형성된 가스 유출 구멍으로부터 상기 다수의 구획부의 중앙으로 퍼지 가스 또는 불활성 가스를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 20항에 있어서, 상기 작성 단계는 가스 커튼으로서 상기 구획벽에 형성된 가스 유출 구멍으로부터 서셉터를 향해서 불활성 가스를 배출하고, 이에 따라 가스에 대해서 다수의 구획부를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 20항에 있어서, 상기 작성 단계는
    상기 구획벽 중 적어도 하나에 설치된 앞면 혹은 뒷면에 형성된 적어도 하나의 가스 유출 구멍으로부터 상기 구획벽 중 적어도 하나에 의해 분할된 다수의 구획부의 2개중 하나 속으로 반응 가스 또는 퍼지 가스를 도입하는 단계; 및
    가스에 대해서 2개의 다수의 구획부 중 하나를 2개의 다수의 구획부 중 다른 쪽과 분리하는 가스 커튼으로서 상기 구획벽 중 적어도 하나에 설치된 다른 쪽 앞면 및 뒷면에 형성된 적어도 하나의 가스 유출 구멍으로부터 서셉터를 향해서 불활성 가스를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 반응 가스 또는 퍼지 가스 및 불활성 가스는 서로 떨어진 방향으로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 20항에 있어서, 상기 작성 단계는 다수의 구획부 중 적어도 하나의 상부에 형성된 가스 유출구로부터 다수의 구획부 중 적어도 하나에 반응 가스 또는 퍼지 가스를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 작성 단계는 서셉터의 표적-지지 영역 둘레에 형성된 환형상 슬릿을 통해 가스를 통과시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 20항에 있어서, 상기 작성 단계는 표적-지지 영역 사이에 각각 형성된 서셉터에 마련된 슬릿을 통해서 가스를 통과시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 가스는 상기 서셉터의 주변으로부터 해당 서셉터의 중심축을 향해 뻗어 있는 슬릿을 통해서 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 20항에 있어서, 상기 작성 단계는 상기 서셉터 아래쪽에 형성된 가스유입구를 통해 상기 반응공간으로부터 가스를 배출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 작성 단계 이전에 상기 서셉터의 축 둘레로 회전시키는 일없이 상기 서셉터와 함께 해당 서셉터의 축방향으로 가스유입구를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 20항에 있어서, 상기 작성 단계는 상기 서셉터보다 빠른 회전속도로 각 표적-지지 영역을 그의 축 둘레로 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 20항에 있어서, 상기 작성 단계는 다수의 구획부 중 하나에 반응 가스를 도입하는 단계; 및 서셉터-회전방향에서 상기 구획부의 하나와 인접한 상류쪽의 다수의 구획부 중의 다른 것에 퍼지 가스를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 다수의 구획부 중의 다른 것은 표적-지지 영역 상의 각 표적이 상기 서셉터를 회전시킬 때는 언제나 상기 다수의 구획부 중의 다른 것에 대응하는 영역에 충분히 포함될 수 없도록 하는 크기를 지니는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 20항에 있어서, 상기 작성 단계는 상기 다수의 구획부 중 적어도 하나에 있어서 표적에 어닐링을 행하거나 RF 전력을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제 20항에 있어서, 상기 작성 단계는 상기 서셉터의 회전속도를 제어하여 상기 다수의 구획부를 통해 진행하는 동안 표적상에 원자층을 증착시키는 단계를 포함하는 방법.
  37. 제 36항에 있어서, 상기 작성 단계는 상기 서셉터가 회전하는 동안 상기 다수의 구획부 중 적어도 하나에 RF 전력을 항상 인가하고, 이에 따라 RF 전력의 간헐적인 온/오프 조작을 필요로 하는 일 없이 표적 상에 원자층을 퇴적시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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