KR20080079453A - 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080079453A
KR20080079453A KR1020070019642A KR20070019642A KR20080079453A KR 20080079453 A KR20080079453 A KR 20080079453A KR 1020070019642 A KR1020070019642 A KR 1020070019642A KR 20070019642 A KR20070019642 A KR 20070019642A KR 20080079453 A KR20080079453 A KR 20080079453A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
gas
etching
thin film
chamber
Prior art date
Application number
KR1020070019642A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101255763B1 (ko
Inventor
강대봉
Original Assignee
주성엔지니어링(주)
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 주성엔지니어링(주) filed Critical 주성엔지니어링(주)
Priority to KR1020070019642A priority Critical patent/KR101255763B1/ko
Publication of KR20080079453A publication Critical patent/KR20080079453A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101255763B1 publication Critical patent/KR101255763B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L21/30655—Plasma etching; Reactive-ion etching comprising alternated and repeated etching and passivation steps, e.g. Bosch process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • 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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
    • H01L21/687—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명의 기판 처리 방법은 기판을 로딩하는 단계와, 상기 기판을 증착 위치로 이동시키는 단계와, 상기 기판에 박막을 증착하는 단계와, 상기 박막 증착이 완료된 기판을 식각 위치로 이동시키는 단계와, 상기 박막을 식각하는 단계를 포함하고, 상기 박막을 식각하는 단계는 상기 증착 위치보다 낮은 위치에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 발명은 기판과 가스가 분사되는 가스 노즐 사이의 간격을 조정함으로써, 박막의 두께 균일도를 높일 수 있는 효과가 있다.
증착, 식각, HDP-CVD, 기판 지지대, 노즐, 챔버

Description

기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
도 1은 본 발명의 기판 처리 방법이 수행되는 기판 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 기판 처리 장치의 동작을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 기판과 가스 분사부의 노즐과의 간격에 따른 식각 균일도를 나타낸 실험 데이터이다.
< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 챔버 200: 기판 지지대
210: 하부 RF 전원 220: 승강 부재
300: 가스 분사부 310: 노즐
400: 플라즈마 발생원 500: 이송 로봇
본 발명은 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동일 챔버 내에서 이루어지는 증착 및 식각 공정 시 막의 균일성을 향상시키기 위한 기판 처리 방 법에 관한 것이다.
최근에는 전기 소자의 고집적화의 경향 때문에 디자인 룰이 점점 작아짐에 따라 새로운 반도체 제조 장치들을 사용하여 제조되며, 상기 반도체 제조 장치 각각은 반도체 제조 라인에서 전자 소자의 제조 공정 주기를 단축시키기 위한 공정 레시피(Recipe)를 가지고 있다.
특히, 상기 공정 레시피 중 하나는 기판 처리 장치 내에서 증착 및 식각 공정을 반복적으로 인 시튜(In-situ)를 수행하는 보쉬 공정(Bosch Process)을 일컬을 수 있다. 여기서, 상기 보쉬 공정은 기판 처리 장치 내에서 서로 다른 공정 가스를 사용하여 증착 및 식각을 반복하여 수행되고, 이에 의해 소자의 품질을 높이며, 이는 전자 소자인 MEMS(Micro Electro Mechanical System)를 제조하는데 널리 사용되고 있다.
하지만, 반도체 소자의 선폭이 크게 줄어들면서, 반도체 소자를 제조하기 위한 증착 및 식각 공정이 단일 챔버 내에서 수행되더라도 각 공정별로 공정 조건 예를 들어, 압력, 가스의 종류 등이 다르기 때문에 공정의 균일성을 유지하기가 매우 어려워지는 문제점이 야기된다.
또한, 상기 공정에 투입되는 기판은 챔버 내 동일 위치에서 증착 및 식각이 이루어지기 때문에 다양한 공정 조건 변화와 관련하여 챔버 내부의 공정 변수들에 의해 많은 시행 착오를 겪어 최적화하는 과정이 필요하고, 이에 의해 공정 범위가 좁아져 최적의 기판 처리 균일도를 유지할 수 없는 문제점이 야기된다.
하지만, 상기 공정에 투입되는 기판은 동일 위치에서 증착 및 식각이 이루어 지기 때문에 다양한 공정 조건 변화와 관련하여 챔버 내부의 공정 변수들에 의해 많은 시행 착오를 겪어 최적화하는 과정이 필요하고, 이에 의해 공정 범위가 좁아져 최적의 기판 처리 균일도를 유지할 수 없는 문제점이 야기된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 기판 처리 방법은 증착 및 식각이 수행될 때, 기판과 가스가 분사되는 가스 노즐 사이의 거리를 변화시켜 기판 상에 균일한 막을 형성시킬 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기판 처리 방법은 기판을 로딩하는 단계와, 상기 기판을 증착 위치로 이동시키는 단계와, 상기 기판에 박막을 증착하는 단계와, 상기 박막 증착이 완료된 기판을 식각 위치로 이동시키는 단계와, 상기 박막을 식각하는 단계를 포함하고, 상기 박막을 식각하는 단계는 상기 증착 위치보다 낮은 위치에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 식각 위치는 기판과 가스 분사부의 노즐과의 간격이 50 내지 140mm 인 것을 특징으로 한다.
상기 증착 위치는 기판과 가스 분사부의 노즐과의 간격이 수 mm 내지 120m인 것을 특징으로 한다.
상기 가스 분사부에서 분사되는 반응 가스는 기판 면을 기준으로 소정 경사를 갖도록 분사되는 것을 특징으로 한다.
상기 박막의 증착 및 식각은 플라즈마를 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판을 증착 위치로 이동시키는 단계 내지 상기 박막을 식각하는 단계는 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위하여 내부에 소정 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버의 내부에 설치되며 기판이 안착되는 기판 지지대와, 상기 기판 지지대의 하부에 연결되며 상기 기판 지지대의 승강 운동을 위한 승강 부재와, 상기 챔버 내부에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생원과, 상기 기판 지지대의 상부에 설치되어 반응 가스가 분사되는 가스 분사부를 이용한 기판 처리 방법에 있어서, 상기 챔버의 내부로 기판이 반입되어 상기 기판 지지대 상에 안치되는 단계와, 상기 기판 지지대를 상승시켜 상기 가스 분사부에 근접시키는 단계와, 상기 기판 지지대를 정지시키고 증착 공정을 수행하는 단계와, 상기 증착 공정을 중단하는 단계와, 상기 기판 지지대를 하강하여 상기 가스 분사부로부터 소정 거리 이격시키는 단계와, 상기 기판 지지대를 정지시키고 식각 공정을 수행하는 단계와, 상기 식각 공정을 중단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 지지대를 상승시켜 상기 가스 분사부에 근접시키는 단계 내지 상기 식각 공정을 중단하는 단계는 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 분사부는 기판 지지대 상부면을 기준으로 소정 경사를 갖는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 방법이 수행되는 기판 처리 장치를 나타낸 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 방법을 나타낸 순서도이고, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 기판 처리 장치의 동작을 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 기판과 가스 분사부의 노즐과의 간격에 따른 식각 균일도를 나타낸 실험 데이터이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 HDP-CVD(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition) 타입의 기판 처리 장치는 챔버(100)와, 상기 챔버(100) 내의 하부에 마련되어 기판(G)이 안착되는 기판 지지대(200)와, 상기 기판(G)의 상부에서 반응 가스를 분사하는 가스 분사부(300)와, 상기 챔버(100) 내부로 분사된 가스를 플라즈마로 여기시키는 플라즈마 발생원(400)을 포함한다. 또한, 상기 챔버(100) 내의 공정 온도를 형성하기 위해 가열 수단(미도시)이 챔버(100)의 내측 또는 기판 지지대(200)의 내측 및 하부에 형성될 수 있다.
상기 챔버(100)는 상부가 돔(Dome) 형상을 가지는 원통형으로 형성되고, 내부에는 기판 처리가 이루어지도록 소정 공간이 형성된다. 여기서, 상기 챔버(100)의 측벽에는 기판(G)의 로딩 및 언로딩을 위해 게이트(110)가 마련되어 있으며, 상기 챔버(100)의 외부에는 기판(G)을 상기 게이트(110)를 통해 챔버(100) 내부로 이 송시키기 위해 게이트(110)와 인접하도록 이송 로봇(500)이 마련된다. 또한, 상기 챔버(100)의 측벽 하부에는 배기구(120)와 상기 배기구(120)에 연결된 배기 펌프(130)가 마련되어 있으며, 상기 배기구(120)는 챔버(100) 내부를 진공으로 형성하거나 챔버(100) 내에서 공정이 진행된 후의 잔여 가스를 배출시킨다.
상기 기판 지지대(200)는 챔버(100)의 하부에 마련되어 있으며, 상기 기판 지지대(200)에는 상기 기판 지지대(200)에 고주파 전력을 인가하기 위한 하부 RF(Radio Frequency) 전원(210)과, 상기 기판 지지대(200)를 승하강 시키기 위한 승강 부재(220)가 연결된다. 이에 의해, 상기 하부 RF 전원(210)은 상기 기판 지지대(200)에 고주파를 인가하여, 챔버(100) 내부에 형성된 플라즈마의 이온을 기판(G)의 상부로 당길 수 있다. 상기 승강 부재(220)는 기판 지지대(200)의 상부에 안착된 기판(G)을 상승시켜 상기 기판(G)을 가스 분사부(300)의 노즐(310)과 소정 간격으로 유지시킨다. 상기에서는 상기 기판 지지대(200)에 하나의 기판(G)이 안착되는 것으로 도시되었으나, 다수의 기판(G)이 안착될 수 있음은 물론이다.
상기 가스 분사부(300)는 반응 가스가 기판(G)의 상부에서 분사될 수 있도록 7자 형의 인젝터 타입으로 형성되고, 인젝터 타입의 가스 분사부(300)의 노즐(310)은 원형으로 형성된다. 여기서, 상기 가스 분사부(300)의 일단은 챔버(100)의 하부를 관통하여 형성되며, 상기 관통구를 통해 반응 가스가 인입된다. 물론, 상기 인젝터 타입의 가스 분사부(300)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기에서는 가스 분사부(300)를 인젝터 타입으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 샤워 헤드 방식으로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 플라즈마 발생원(400)은 챔버(100)의 외측 상부에 위치하는 코일부(410)가 마련되고, 상기 코일부(410)에는 상부 RF 전원(420)이 연결된다. 즉, 상부 RF 전원(420)에 의해 상기 코일부(410)에 전원을 가하면, 상기 코일부(410)에 고주파 전력이 공급되고, 이에 의해 챔버(100) 내부에 전자기장이 유도되어 챔버(100) 내부에 인입된 반응 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 가지는 HDP-CVD 방식의 기판 처리 장치에서 공정이 진행되는 과정을 도 2 내지 도 6을 참조하여 살펴본다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 기판을 로딩하는 단계(S10)와, 상기 기판을 증착 위치로 이동하는 단계(S20)와, 상기 기판에 박막을 증착하는 단계(S30)와, 상기 박막 증착이 완료된 기판을 식각 위치로 이동하는 단계(S40)와, 상기 증착된 박막을 식각하는 단계(S50)를 포함하고, 여기서 상기 기판을 이동하는 단계(S20) 내지 상기 증착된 박막을 식각하는 단계(S50)는 반복적으로 수행될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(100)의 외부에 마련된 이송 로봇(500)으로부터 기판(G)이 챔버(100) 내로 인입되면, 기판 지지대(200)는 승강 부재(220)에 의해 소정 거리 상승하고, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(G)을 기판 지지대(200)의 상부에 안착시켜 기판(G)을 로딩하는 단계(S10)를 수행한다. 이때, 상기 이송 로봇(500)이 기판 지지대(200)에 기판(G)을 안착시킬 때, 상기 이송 로봇(500)과 기판 지지대(200)는 서로 간섭되지 않는 것이 바람직하다.
이후, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기판(G)은 기판 지지대(200)에 의해 증착 공정이 진행될 증착 위치로 소정 간격 상승하여 기판을 증착 위치로 이동하는 단계(S20)를 수행한다. 여기서, 상기 증착 위치는 기판(G)과 가스 분사부(300)의 노즐(310)과의 간격(A)이 수 mm 내지 120mm 인 것이 바람직하다. 이러한 간격(A)은 기판(G) 상에 박막이 증착될 때 박막의 두께 균일도가 우수한 위치로 즉, 증착 균일도가 최적화된 위치이다. 또한, 상기 증착 위치는 기판(G) 상에 증착되는 박막의 두께, 챔버(100) 내의 각종 변수 예를 들면, 챔버 크기, 반응 가스의 종류, 반응 가스량, 가스 분사 방식 등에 의해 변경될 수 있다.
이후, 상기 가스 분사부(300)의 노즐(310)로부터 증착에 사용될 반응 가스가 분사되고, 플라즈마 발생원(400)으로부터 챔버(100) 내에 유도된 전자기장에 의해 상기 반응 가스를 플라즈마화하여, 활성화된 이온을 기판(G)을 향해 이동시킴으로써, 기판(G)에 박막을 증착하는 단계(S30)를 수행한다. 여기서, 상기 가스 분사부(300)의 노즐(310)은 기판(G) 면을 기준으로 0 내지 90도 사이의 경사로 형성되고, 이에 의해 반응 가스는 기판에 대하여 소정 각도의 경사를 갖도록 분사될 수 있다.
이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 박막 증착이 완료된 기판(G)을 기판 지지대(200)에 의해 식각 공정이 진행될 식각 위치로 소정 간격 하강하여 기판을 식각 위치로 이동하는 단계(S40)를 수행한다. 여기서 박막의 식각이 진행되는 위치는 박막의 증착이 진행되는 위치보다 낮은 위치에서 수행되며, 구체적으로는 박막의 식각이 이루어지는 식각 위치 즉, 기판(G)과 가스 분사부의 노즐의 간격(B)은 박막의 증착이 이루어지는 증착 위치 즉, 기판(G)과 가스 분사부의 노즐의 간격(A)보다 크 도록 한다. 예를 들어, 기판(G)과 가스 분사부(300)의 노즐(310)의 간격(A)이 50mm에서 박막의 증착이 이루어질 경우, 박막의 식각이 이루어지는 기판(G)과 가스 분사부(300)의 노즐(310)의 간격(B)은 51 내지 140mm 인 것이 바람직하다. 이러한 간격(B)은 기판(G) 상에 박막이 식각될 때 박막의 두께 균일도가 우수한 위치로 즉, 식각 균일도가 최적화된 위치이다. 또한, 상기 식각 위치는 기판(G) 상에 증착되는 박막의 두께, 챔버(100) 내의 각종 변수 예를 들면, 챔버 크기, 반응 가스의 종류, 반응 가스량, 가스 분사 방식 등에 의해 변경될 수 있다.
이후, 상기 가스 분사부(300)의 노즐(310)로부터 식각에 사용될 반응 가스가 분사되어 챔버(100) 내에 유도된 전자기장에 의해 상기 반응 가스는 플라즈마화되어 활성화된 이온을 기판(G)을 향해 이동시킴으로써, 기판(G) 상에 증착된 박막을 식각하는 단계(S50)를 수행한다. 여기서, 상기 가스 분사부(300)의 노즐(310)은 기판(G) 면을 기준으로 0 내지 90도 사이의 경사를 형성하고, 이에 의해 반응 가스는 기판에 대하여 소정 각도의 경사를 갖도록 분사될 수 있다.
이후, 기판을 증착 위치로 이동하는 단계(S20) 내지 증착된 박막을 식각하는 단계(S50)를 반복적으로 수행하고, 이에 의해 원하는 박막을 얻으면 기판(G)을 언로딩하여 공정을 마친다.
이하에서는 상기 과정을 통해 수행되는 공정에 대한 실험 데이터를 참조하여 설명한다.
박막의 균일도 및 박막의 두께는 박막의 증착 및 식각을 반복함으로써 측정되었다. 여기서 박막의 균일도는 증착 및 식각을 거친 후, 박막의 두께가 전 부분 에 고르게 형성된 것을 의미하며 균일도 0인 경우는 박막의 전 부분에서의 박막 두께의 오차가 거의 없는 것을 의미한다.
박막의 증착 시 증착 가스로는 Si가 함유된 가스를 사용하였으며, 챔버(100) 내의 공정 온도는 250 내지 700도를 유지하였다. 또한, 상기 기판(G)과 가스 분사부(300)의 노즐(310)과의 간격(A)은 수 mm 내지 120mm 사이에서 상기 간격을 달리하여 증착 공정을 진행하였다.
또한, 증착된 박막의 식각 시 식각 가스로는 N이 함유된 가스와 O가 함유된 가스를 독립 또는 혼합하여 사용하였으며, 기판(G)과 가스 분사부(300)의 노즐(310)의 간격은 50 내지 140mm 사이에서 상기 간격을 달리하며 식각 공정을 진행하였다. 여기서 상기 박막이 식각되는 식각 위치는 박막이 증착되는 위치보다 낮은 위치에서 진행되었다.
상기 박막의 증착 및 식각의 반복에 따른 박막의 균일도는 식각 균일도가 증착 균일도에 비해 상당한 영향을 미치므로, 식각 균일도를 조절하여 보다 나은 박막의 균일도를 형성할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, X축은 기판과 가스 분사부의 노즐과의 간격(B), Y축은 식각 균일도를 나타내고, 상기 실험 데이터는 상기 기판과 가스 분사부의 노즐과의 간격(B)을 달리하며 식각 균일도의 변화량을 측정하였다. 즉, 기판(G)과 가스 분사부(300)의 노즐(310)의 간격(B)이 멀어질수록 식각 균일도가 선형적으로 향상되며, 특히, 기판(G)과 가스 분사부(300)의 노즐(310)과의 간격(B)이 130mm 일 때, 식각 균일도는 약 3% 이내로 유지할 수 있다. 이는 기판(G)과 가스 분사 부(300)의 노즐(310)과의 간격을 조정하는 것만으로도 기판(G)의 박막 균일도를 높일 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 가스 분사 장치를 HDP-CVD에 적용하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않으며, 다양한 구조의 CVD, ALD(Atomic Layer Deposition) 또는 식각 장치에 적용될 수 있음은 물론이다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 기판 처리 방법은 기판과 가스가 분사되는 가스 노즐 사이의 간격을 조정함으로써, 박막의 두께 균일도를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기판과 가스가 분사되는 가스 노즐 사이의 간격을 조정함으로써, 시스템 변화에 따른 의존도를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 기판을 로딩하는 단계와,
    상기 기판을 증착 위치로 이동시키는 단계와,
    상기 기판에 박막을 증착하는 단계와,
    상기 박막 증착이 완료된 기판을 식각 위치로 이동시키는 단계와,
    상기 박막을 식각하는 단계
    를 포함하고,
    상기 박막을 식각하는 단계는 상기 증착 위치보다 낮은 위치에서 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 식각 위치는 기판과 가스 분사부의 노즐과의 간격이 50 내지 140mm 인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 증착 위치는 기판과 가스 분사부의 노즐과의 간격이 수 mm 내지 120m인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 가스 분사부에서 분사되는 반응 가스는 기판 면을 기준으로 소정 경사를 갖도록 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 박막의 증착 및 식각은 플라즈마를 이용하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판을 증착 위치로 이동시키는 단계 내지 상기 박막을 식각하는 단계는 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 내부에 소정 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버의 내부에 설치되며 기판이 안착되는 기판 지지대;
    상기 기판 지지대의 하부에 연결되며 상기 기판 지지대의 승강 운동을 위한 승강 부재;
    상기 챔버 내부에 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생원;
    상기 기판 지지대의 상부에 설치되어 반응 가스가 분사되는 가스 분사부;
    를 이용한 기판 처리 방법에 있어서,
    상기 챔버의 내부로 기판이 반입되어 상기 기판 지지대 상에 안치되는 단계;
    상기 기판 지지대를 상승시켜 상기 가스 분사부에 근접시키는 단계;
    상기 기판 지지대를 정지시키고 증착 공정을 수행하는 단계;
    상기 증착 공정을 중단하는 단계;
    상기 기판 지지대를 하강하여 상기 가스 분사부로부터 소정 거리 이격시키는 단계;
    상기 기판 지지대를 정지시키고 식각 공정을 수행하는 단계;
    상기 식각 공정을 중단하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 기판 지지대를 상승시켜 상기 가스 분사부에 근접시키는 단계 내지 상기 식각 공정을 중단하는 단계는 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 상기 가스 분사부는 기판 지지대 상부면을 기준으로 소정 경사를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
KR1020070019642A 2007-02-27 2007-02-27 기판 처리 방법 KR101255763B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070019642A KR101255763B1 (ko) 2007-02-27 2007-02-27 기판 처리 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070019642A KR101255763B1 (ko) 2007-02-27 2007-02-27 기판 처리 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080079453A true KR20080079453A (ko) 2008-09-01
KR101255763B1 KR101255763B1 (ko) 2013-04-17

Family

ID=40020380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070019642A KR101255763B1 (ko) 2007-02-27 2007-02-27 기판 처리 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101255763B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113818005A (zh) * 2020-06-19 2021-12-21 拓荆科技股份有限公司 一种薄膜制备设备及方法
CN113818003A (zh) * 2020-06-19 2021-12-21 拓荆科技股份有限公司 一种薄膜制备方法及设备
WO2022108842A1 (en) * 2020-11-18 2022-05-27 Applied Materials, Inc. Silicon oxide gap fill using capacitively coupled plasmas

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100497200B1 (ko) * 2003-04-09 2005-06-23 동부아남반도체 주식회사 스퍼터 식각 방법 및 이를 이용하여 형성된 반도체 소자의금속플러그
KR100589488B1 (ko) * 2003-06-24 2006-06-13 동부일렉트로닉스 주식회사 스퍼터 에치 방법
KR101265081B1 (ko) * 2004-06-30 2013-05-16 엘지디스플레이 주식회사 노광용 척 및 이를 이용한 액정표시소자의 제조방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113818005A (zh) * 2020-06-19 2021-12-21 拓荆科技股份有限公司 一种薄膜制备设备及方法
CN113818003A (zh) * 2020-06-19 2021-12-21 拓荆科技股份有限公司 一种薄膜制备方法及设备
WO2022108842A1 (en) * 2020-11-18 2022-05-27 Applied Materials, Inc. Silicon oxide gap fill using capacitively coupled plasmas
TWI797833B (zh) * 2020-11-18 2023-04-01 美商應用材料股份有限公司 用於使用電容耦合電漿的氧化矽間隙填充的沉積方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101255763B1 (ko) 2013-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100201386B1 (ko) 화학기상증착장비의 반응가스 분사장치
US7410668B2 (en) Methods, systems, and apparatus for uniform chemical-vapor depositions
KR101577782B1 (ko) 기판 처리장치 및 이의 세정방법
CN111326443A (zh) 用于制造半导体器件的设备
KR100842745B1 (ko) 스캔 인젝터를 가지는 플라즈마 공정 장비 및 공정 방법
KR101255763B1 (ko) 기판 처리 방법
KR20110006136A (ko) 기판 처리 장치 및 이의 배기 방법
KR101832404B1 (ko) 가스분사장치 및 기판처리장치
KR100791677B1 (ko) 반도체 소자 제조를 위한 고밀도 플라즈마 화학기상증착장치
KR20080061814A (ko) 플라즈마 증착장치 및 방법
KR20210078264A (ko) 기판 처리 방법
KR20090051984A (ko) 기판 처리 장치
KR101869949B1 (ko) 복합막 증착방법 및 기판 처리 장치
KR20210076736A (ko) 박막 형성 방법 및 기판 처리 장치
KR101081736B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 방법
KR20080061103A (ko) 가스 공급 장치 및 이를 갖는 막 형성 장치
KR20220084880A (ko) 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치
KR101062682B1 (ko) 공정챔버의 측벽을 통하여 공정가스를 분사하고 배출하는 플라즈마 공정장비 및 이를 이용한 기판의 처리방법
US20190341275A1 (en) Edge ring focused deposition during a cleaning process of a processing chamber
KR101703499B1 (ko) 포토 레지스트 박리 장치 및 박리 방법
KR20150035247A (ko) 샤워헤드
KR101925581B1 (ko) 챔버 세정 방법
KR101423554B1 (ko) 플라즈마 식각 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 식각 방법
KR100791995B1 (ko) 가스 공급 장치 및 이를 갖는 막 형성 장치
KR20070078007A (ko) 박막 증착 장치의 운영 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160219

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170221

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200221

Year of fee payment: 8