KR20130108803A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130108803A
KR20130108803A KR1020120030555A KR20120030555A KR20130108803A KR 20130108803 A KR20130108803 A KR 20130108803A KR 1020120030555 A KR1020120030555 A KR 1020120030555A KR 20120030555 A KR20120030555 A KR 20120030555A KR 20130108803 A KR20130108803 A KR 20130108803A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
gas injection
substrate
space
injection
Prior art date
Application number
KR1020120030555A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101929481B1 (ko
Inventor
한정훈
최규진
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 KR1020120030555A priority Critical patent/KR101929481B1/ko
Publication of KR20130108803A publication Critical patent/KR20130108803A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101929481B1 publication Critical patent/KR101929481B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
    • 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
    • C23C16/50—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 using electric discharges
    • C23C16/505—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 using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509—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 using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]

Abstract

본 발명은 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분리해 기판에 분사하여 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시킬 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 복수의 기판을 지지하도록 상기 공정 챔버에 설치되어 소정 방향으로 회전하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및 상기 챔버 리드에 일정한 간격으로 삽입 설치되어 기판 상에 서로 상이한 제 1 및 제 2 가스를 분사하는 복수의 가스 분사 모듈을 가지는 가스 분사부를 포함하고, 상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은 상기 제 1 가스를 분사하는 제 1 가스 분사 공간; 상기 제 2 가스를 분사하는 제 2 가스 분사 공간; 및 상기 제 2 가스 분사 공간에 설치되어 상기 제 1 가스 분사 공간으로부터 분사되는 상기 제 1 가스가 상기 제 2 가스 분사 공간으로 흐르는 것을 방지하는 가스 홀 패턴 부재를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시킬 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서는 기판 표면에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 하며, 이를 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막 증착 공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토 공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등의 반도체 제조 공정을 수행하게 된다.
이러한 반도체 제조 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판 처리 장치의 내부에서 진행되며, 최근에는 플라즈마를 이용하여 증착 또는 식각 공정을 수행하는 기판 처리 장치가 많이 사용되고 있다.
플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에는 플라즈마를 이용하여 박막을 형성하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치, 박막을 식각하여 패터닝하는 플라즈마 식각장치 등이 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 기판 처리 장치는 챔버(10), 플라즈마 전극(20), 서셉터(30), 및 가스 분사 수단(40)을 구비한다.
챔버(10)는 기판 처리 공정을 위한 반응 공간을 제공한다. 이때, 챔버(10)의 일측 바닥면은 반응 공간을 배기시키기 위한 배기구(12)에 연통된다.
플라즈마 전극(20)은 반응 공간을 밀폐하도록 챔버(10)의 상부에 설치된다.
플라즈마 전극(20)의 일측은 정합 부재(22)를 통해 RF(Radio Frequency) 전원(24)에 전기적으로 접속된다. 이때, RF 전원(24)은 RF 전력을 생성하여 플라즈마 전극(20)에 공급한다.
또한, 플라즈마 전극(20)의 중앙 부분은 기판 처리 공정을 위한 소스 가스를 공급하는 가스 공급관(26)에 연통된다.
정합 부재(22)는 플라즈마 전극(20)과 RF 전원(24) 간에 접속되어 RF 전원(24)으로부터 플라즈마 전극(20)에 공급되는 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다.
서셉터(30)는 챔버(10)의 내부에 설치되어 외부로부터 로딩되는 복수의 기판(W)을 지지한다. 이러한 서셉터(30)는 플라즈마 전극(20)에 대향되는 대향 전극으로써, 서셉터(30)를 승강시키는 승강축(32)을 통해 전기적으로 접지된다.
승강축(32)은 승강 장치(미도시)에 의해 상하 방향으로 승강된다. 이때, 승강축(32)은 승강축(32)과 챔버(10)의 바닥면을 밀봉하는 벨로우즈(34)에 의해 감싸여진다.
가스 분사 수단(40)은 서셉터(30)에 대향되도록 플라즈마 전극(20)의 하부에 설치된다. 이때, 가스 분사 수단(40)과 플라즈마 전극(20) 사이에는 플라즈마 전극(20)을 관통하는 가스 공급관(26)으로부터 공급되는 소스 가스가 확산되는 가스 확산 공간(42)이 형성된다. 이러한, 가스 분사 수단(40)은 가스 확산 공간(42)에 연통된 복수의 가스 분사구(44)를 통해 소스 가스를 반응 공간의 전 부분에 균일하게 분사한다.
이와 같은, 일반적인 기판 처리 장치는 기판(W)을 서셉터(30)에 로딩시킨 다음, 챔버(10)의 반응 공간에 소정의 소스 가스를 분사함과 아울러 플라즈마 전극(20)에 RF 전력을 공급해 반응 공간에 전자기장을 형성함으로써 상기 전자기장에 의해 기판(W) 상에 형성되는 플라즈마를 이용해 기판(W) 상의 소정의 박막을 형성하게 된다.
그러나, 일반적인 기판 처리 장치는 상기 소스 가스가 분사되는 공간과 상기 플라즈마가 형성되는 공간이 동일하기 때문에 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 기판 상에 형성되는 플라즈마의 밀도를 균일하게 하는데 어려움이 있고, 이로 인해 박막 물질의 막질 제어에 어려움이 있다.
둘째, 기판 상의 전영역에 소스 가스가 분사되므로 소스 가스의 사용 효율성이 저하된다.
셋째, 박막 물질이 가스 분사 수단의 가스 분사구에 증착되고, 이로 인한 파티클로 인해 공정 불량이 발생할 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분리해 기판에 분사하여 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시킬 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 소스 가스의 사용 효율성을 증대시키고, 박막 물질이 가스 분사구에 증착되는 것을 최소화할 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 복수의 기판을 지지하도록 상기 공정 챔버에 설치되어 소정 방향으로 회전하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및 상기 챔버 리드에 일정한 간격으로 삽입 설치되어 기판 상에 서로 상이한 제 1 및 제 2 가스를 분사하는 복수의 가스 분사 모듈을 가지는 가스 분사부를 포함하고, 상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은 상기 제 1 가스를 분사하는 제 1 가스 분사 공간; 상기 제 2 가스를 분사하는 제 2 가스 분사 공간; 및 상기 제 2 가스 분사 공간에 설치되어 상기 제 1 가스 분사 공간으로부터 분사되는 상기 제 1 가스가 상기 제 2 가스 분사 공간으로 흐르는 것을 방지하는 가스 홀 패턴 부재를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은 상기 제 1 가스 분사 공간에 공급되는 상기 제 1 가스를 활성화시켜 분사할 수 있다.
상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은 공간적으로 분리된 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 공간을 가지는 접지 전극 프레임; 및 상기 접지 전극 프레임과 전기적으로 절연되도록 상기 제 1 가스 분사 공간에 삽입 설치되어 상기 제 1 가스 분사 공간에 플라즈마를 발생시켜 상기 제 1 가스를 활성화시키는 플라즈마 전극을 포함하고, 상기 가스 홀 패턴 부재는 상기 제 2 가스 분사 공간의 하면을 덮도록 상기 접지 전극 프레임에 설치되거나 일체화되어 상기 제 2 가스 분사 공간에 공급되는 상기 제 2 가스를 상기 제 1 가스의 분사 압력보다 높은 압력으로 분사한다.
상기 기판 처리 장치는 플라즈마를 이용하여 상기 제 2 가스를 활성화시켜 상기 제 2 가스 분사 공간에 공급하는 가스 활성화 공급 수단을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은 상기 제 2 가스 분사 공간에 공급되는 상기 제 2 가스를 활성화시켜 분사할 수 있다.
상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은 공간적으로 분리된 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 공간을 가지는 접지 전극 프레임; 상기 접지 전극 프레임과 전기적으로 절연되도록 상기 제 1 가스 분사 공간에 삽입 설치되어 상기 제 1 가스 분사 공간에 플라즈마를 발생시켜 상기 제 1 가스를 활성화시키는 제 1 플라즈마 전극; 및 상기 접지 전극 프레임과 전기적으로 절연되도록 상기 제 2 가스 분사 공간에 삽입 설치되어 상기 제 2 가스 분사 공간에 플라즈마를 발생시켜 상기 제 2 가스를 활성화시키는 제 2 플라즈마 전극을 포함하고, 상기 가스 홀 패턴 부재는 상기 제 2 가스 분사 공간의 하면을 덮도록 상기 접지 전극 프레임에 설치되거나 일체화되어 상기 활성화된 제 2 가스를 분사한다.
상기 가스 홀 패턴 부재는 상기 제 2 가스 분사 공간에 연통되도록 형성되어 상기 제 2 가스를 상기 제 1 가스의 분사 압력보다 높은 압력으로 분사하는 복수의 가스 분사구를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가스 홀 패턴 부재를 통해 기판 상에 분사되는 상기 제 2 가스의 분사량은 상기 기판 지지부의 중심부에 인접한 상기 각 가스 분사 모듈의 내측에서 상기 기판 지지부의 가장자리에 인접한 상기 각 가스 분사 모듈의 외측으로 갈수록 증가할 수 있다.
상기 제 2 가스의 분사량은 상기 제 1 가스의 분사량보다 적은 것을 특징으로 한다.
상기 가스 홀 패턴 부재는 극성이 없는 절연판으로 형성될 수 있다. 상기 가스 홀 패턴 부재는 가스 홀 패턴의 직경에 의해 상기 제 2 가스의 분사량을 조절하는 가스 분사구를 가질 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버에 설치된 기판 지지부에 복수의 기판을 일정한 간격으로 안착시키는 단계; 상기 복수의 기판이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계; 및 상기 기판 지지부의 상부에 일정한 간격으로 배치된 복수의 가스 분사 모듈 각각에 공간적으로 분리되어 마련된 제 1 및 제 2 가스 분사 공간 각각을 통해 서로 상이한 제 1 및 제 2 가스를 기판 상에 분사하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 가스를 기판 상에 분사하는 단계에서 상기 제 2 가스는 상기 제 2 가스 분사 공간에 설치된 가스 홀 패턴 부재에 의해 상기 제 1 가스가 상기 제 2 가스 분사 공간으로 흐르는 것이 방지되도록 기판 상에 분사될 수 있다.
상기 제 1 가스는 상기 제 1 가스 분사 공간에 발생되는 플라즈마에 의해 활성화되어 기판 상에 분사될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 가스를 기판 상에 분사하는 단계는 플라즈마를 이용하여 상기 제 2 가스를 활성화시키고, 활성화된 제 2 가스를 상기 제 2 가스 분사 공간에 공급하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제 2 가스는 상기 제 2 가스 분사 공간에 발생되는 플라즈마에 의해 활성화되어 기판 상에 분사될 수 있다.
상기 제 2 가스는 상기 제 2 가스 분사 공간에 연통되도록 상기 가스 홀 패턴 부재에 형성된 복수의 가스 분사구에 의해 상기 제 1 가스의 분사 압력보다 높은 압력을 가지도록 기판 상에 분사될 수 있다.
상기 복수의 가스 분사구를 통해 기판 상에 분사되는 제 2 가스의 분사량은 상기 기판 지지부의 중심부에 인접한 상기 각 가스 분사 모듈의 내측에서 상기 기판 지지부의 가장자리에 인접한 상기 각 가스 분사 모듈의 외측으로 갈수록 증가할 수 있다.
상기 제 2 가스는 상기 기판에 형성될 박막 물질을 포함하는 소스 가스이고, 상기 제 1 가스는 상기 기판에 분사된 제 2 가스와 반응하여 상기 기판에 박막을 형성하기 위한 반응 가스일 수 있다.
상기 제 2 가스는 상기 제 1, 제 2 가스를 퍼지하기 위한 퍼지 가스 및 상기 박막에 도핑될 도펀트 가스 중 적어도 한 종류의 가스와 상기 소스 가스가 혼합된 혼합 가스일 수 있다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 반응 공간을 공간적으로 분할하도록 배치된 복수의 가스 분사 모듈 각각을 통해 제 2 가스와 제 1 가스를 분사하여 각 기판에 박막을 증착함으로써 박막의 증착 균일도, 증착 속도 및 증착 효율을 향상시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있으며, 각 가스 분사 모듈의 가스 홀 패턴 부재를 이용해 소스 가스의 사용 효율성을 증대 및 박막 물질이 가스 분사구와 가스 분사 공간에 증착되는 것을 최소화할 수 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 기판 지지부에 배치된 복수의 가스 분사 모듈을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 복수의 가스 분사 모듈의 일 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 가스 홀 패턴 부재를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 가스 홀 패턴 부재의 다른 실시 예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 복수의 가스 분사 모듈의 다른 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면으로써, 도 2에 도시된 복수의 가스 분사 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 각 가스 분사 모듈에서 분사되는 제 2 가스의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 실리콘 계열의 소스 가스에 의해 형성되는 실리콘 입자의 크기와 상기 도펀트 가스와 실리콘 계열의 소스 가스에 의해 형성되는 실리콘 입자의 크기를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 각 가스 분사 모듈에서 분사되는 제 2 가스의 다른 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 각 가스 분사 모듈에서 분사되는 제 2 가스의 또 다른 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 기판 지지부에 배치된 복수의 가스 분사 모듈을 개념적으로 나타내는 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 복수의 가스 분사 모듈의 일 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버(110), 챔버 리드(Chamber Lid; 115), 기판 지지부(120), 및 가스 분사부(130)를 포함하여 구성된다.
공정 챔버(110)는 기판 처리 공정(예를 들어, 박막 증착 공정)을 위한 반응 공간을 제공한다. 상기의 공정 챔버(110)의 바닥면 또는 측면은 반응 공간의 가스 등을 배기시키기 위한 배기관(미도시)에 연통될 수 있다.
챔버 리드(115)는 공정 챔버(110)의 상부를 덮도록 공정 챔버(110)의 상부에 설치되어 전기적으로 접지된다. 이러한 챔버 리드(115)는 가스 분사부(130)를 지지하는 것으로, 기판 지지부(120)의 상부를 복수의 공간으로 분할하도록 형성된 복수의 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)를 포함하여 이루어진다. 이때, 복수의 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)는 챔버 리드(115)의 중심점을 기준으로 대각선 방향으로 대칭되도록 90도 단위로 이격되도록 챔버 리드(115)에 방사 형태로 형성될 수 있다.
도 2에서, 챔버 리드(115)는 4개의 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)를 구비하는 것으로 도시되었지만, 이에 한정되지 않고, 챔버 리드(115)는 중심점을 기준으로 서로 대칭되는 2N(단, N은 자연수)개의 모듈 설치부를 구비할 수 있다. 이때, 복수의 모듈 설치부 각각은 챔버 리드(115)의 중심점을 기준으로 대각선 방향으로 상호 대칭되도록 구비된다. 이하, 챔버 리드(115)는 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)를 구비하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
전술한 상기 챔버 리드(115)에 의해 밀폐되는 공정 챔버(110)의 반응 공간은 챔버 리드(115)에 설치된 펌핑 관(117)을 통해 외부의 펌핑 수단(미도시)에 연결된다.
상기 펌핑 관(117)은 챔버 리드(115)의 중심부에 형성된 핌핑 홀(115e)을 통해 공정 챔버(110)의 반응 공간에 연통된다. 이에 따라, 공정 챔버(110)의 내부는 펌핑 관(117)을 통한 펌핑 수단의 펌핑 동작에 따라 진공 상태 또는 대기압 상태가 된다. 한편, 반응 공간의 배기 공정은 상기 펌핑관(117) 및 펌핑 홀(115e)을 이용한 상부 중앙 배기 방식을 이용하므로 보다 용이하게 수행될 수 있다.
기판 지지부(120)는 공정 챔버(110) 내부에 회전 가능하게 설치되어 전기적으로 플로팅(Floating) 된다. 이러한 기판 지지부(120)는 공정 챔버(110)의 중앙 바닥면을 관통하는 회전축(미도시)에 의해 지지된다. 상기 회전축은 축 구동 부재(미도시)의 구동에 따라 회전됨으로써 기판 지지부(120)를 소정 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 회전시킨다. 그리고, 공정 챔버(110)의 하면 외부로 노출되는 상기의 회전축은 공정 챔버(110)의 하면에 설치되는 벨로우즈(미도시)에 의해 밀폐된다.
상기 기판 지지부(120)는 외부의 기판 로딩 장치(미도시)로부터 로딩되는 적어도 하나의 기판(W)을 지지한다. 이때, 기판 지지부(120)는 원판 형태를 가지는 것으로, 복수의 기판(W), 예를 들어 반도체 기판 또는 웨이퍼가 될 수 있다. 이 경우, 기판 처리 공정의 생산성 향상을 위해 기판 지지부(120)에는 복수의 기판(W)이 일정한 간격을 가지도록 원 형태로 배치되는 것이 바람직하다.
가스 분사부(130)는 챔버 리드(115)의 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d) 각각에 삽입 설치되어 기판 지지부(120)의 중심점을 기준으로 X축 및 Y축 방향으로 서로 대칭되도록 배치된 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)을 포함하여 구성된다. 이러한, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각은 일정한 간격으로 분리되어 기판 지지부(120)와 각 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)이 중첩되는 가스 분사 영역에만 제 1 및 제 2 가스(G1, G2)를 분사한다. 이에 따라, 인접한 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)에서 분사되는 제 1 및 제 2 가스(G1, G2)는 기판 지지부(120) 상의 각 가스 분사 영역에 분사되어 공간적으로 분리된다. 반면에, 각 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)에서 분사되는 제 1 및 제 2 가스(G1, G2)는 각 가스 분사 영역 내에서 가까이 분사된다. 이때, 제 1 가스(G1)는 플라즈마에 의해 활성화되어 기판(W) 상으로 분사된다.
상기 제 2 가스(G2)는 기판(W) 상에 증착될 박막 물질을 포함하는 소스 가스(Source Gas)(SG)가 될 수 있다. 상기 소스 가스는 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 또는 알루미늄(Al) 등과 같은 박막 물질을 함유하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘(Si)의 박막 물질을 함유하여 이루어진 소스 가스는 TEOS(Tetraethylorthosilicate), DCS(Dichlorosilane), HCD(Hexachlorosilane), TriDMAS(Tri-dimethylaminosilane), TSA(Trisilylamine), SiH2Cl2, SiH4, Si2H6, Si3H8, Si4H10, 및 Si5H12 중에서 선택된 가스일 수 있다.
상기 제 1 가스는 전술한 소스 가스(SG)와 반응하여 소스 가스(SG)에 함유된 박막 물질이 기판(W) 상에 증착되도록 하는 반응 가스(Reactant Gas)(RG)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 반응 가스(RG)는 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(N2O), 및 오존(O3) 중 적어도 어느 한 종류의 가스로 이루어질 수 있다.
제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각은 접지 전극 프레임(210), 가스 홀 패턴 부재(230), 절연 부재(240), 및 플라즈마 전극(250)을 포함하여 구성된다.
접지 전극 프레임(210)은 제 1 가스(G1)를 분사하는 제 1 가스 분사 공간(S1)과 제 2 가스(G2)를 분사하는 제 2 가스 분사 공간(S2)을 가지도록 형성된다. 이러한 접지 전극 프레임(210)은 챔버 리드(115)의 각 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)에 삽입 설치되어 챔버 리드(115)를 통해 전기적으로 접지된다. 이를 위해, 접지 전극 프레임(210)은 상면 플레이트(210a), 접지 측벽들(210b), 및 접지 격벽 부재(210c)로 이루어진다.
상면 플레이트(210a)는 직사각 형태로 형성되어 챔버 리드(115)의 해당 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)에 결합된다. 이러한 상면 플레이트(210a)에는 절연 부재 지지 홀(212), 제 1 가스 공급 홀(214), 및 제 2 가스 공급 홀(216)이 형성된다.
절연 부재 지지 홀(212)은 제 1 가스 분사 공간(S1)에 연통되도록 상면 플레이트(210a)를 관통하여 형성된다. 이러한 절연 부재 지지 홀(214)은 직사각 형태의 평면을 가지도록 형성될 수 있다.
제 1 가스 공급 홀(214)은 제 1 가스 분사 공간(S1)에 연통되도록 상면 플레이트(210a)를 관통하여 형성된다. 이러한 제 1 가스 공급 홀(214)은 가스 공급 관(미도시)을 통해 외부의 제 1 가스 공급 수단(미도시)에 연결됨으로써 제 1 가스 공급 수단(미도시)으로부터 가스 공급 관을 통해 제 1 가스(G1), 즉 상기 반응 가스를 공급받는다. 상기 제 1 가스 공급 홀(214)은 상기 절연 부재 지지 홀(212)의 양측에 일정한 간격을 가지도록 복수로 형성되어 제 1 가스 분사 공간(S1)에 연통될 수 있다. 상기 제 1 가스 공급 홀(214)에 공급되는 제 1 가스(G1)는 제 1 가스 분사 공간(S1)에 공급되어 제 1 가스 분사 공간(S1) 내에서 확산되어 제 1 압력을 가지도록 기판 쪽으로 하향 분사된다. 이를 위해, 제 1 가스 분사 공간(S1)의 하면은 상기 제 1 가스(G1)가 기판 쪽으로 하향 분사되도록 별도의 가스 분사 홀 패턴 없이 통자로 개구된 형태를 갖는 제 1 가스 분사구(231)의 역할을 한다.
제 2 가스 공급 홀(216)은 제 2 가스 분사 공간(S2)에 연통되도록 상면 플레이트(210a)를 관통하여 형성된다. 이러한 제 2 가스 공급 홀(216)은 가스 공급 관(미도시)을 통해 외부의 제 2 가스 공급 수단(미도시)에 연결됨으로써 제 2 가스 공급 수단(미도시)으로부터 가스 공급 관을 통해 제 2 가스(G2), 즉 상기 소스 가스를 공급받는다. 상기 제 2 가스 공급 홀(216)은 상면 플레이트(210a)에 일정한 간격을 가지도록 복수로 형성되어 제 2 가스 분사 공간(S2)에 연통될 수 있다.
접지 측벽들(210b) 각각은 상면 플레이트(210a)의 장변 및 단변 가장자리 하면으로부터 소정 높이를 가지도록 수직하게 돌출되어 상면 플레이트(210a)의 하부에 사각 형태의 하면 개구부를 마련한다. 이러한 접지 측벽들(210b) 각각은 챔버 리드(115)를 통해 전기적으로 접지되어 접지 전극의 역할을 한다. 상기 접지 측벽들(210b)과 기판(W) 간의 거리(또는 간격)은 10 ~ 25mm 범위로 설정되는 것이 바람직하다.
접지 격벽 부재(210c)는 상면 플레이트(210a)의 중앙 하면으로부터 소정 높이를 가지도록 수직하게 돌출되어 접지 측벽들(210b)의 장변들과 나란하게 배치된다. 이러한 접지 격벽 부재(210c)는 접지 측벽들(210b)에 의해 마련되는 하면 개구부에 공간적으로 분리되는 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2)을 마련한다. 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2)은 상기 접지 격벽 부재(210c)를 중앙에 두고 나란하게 형성되어 적은 공간에서 2개의 서로 다른 가스를 분사하거나, 상기 접지 격벽 부재를 사이에 두고 2개의 서로 다른 공간에 플라즈마를 발생 시킬 수 있다. 이와 같은, 상기 접지 격벽 부재(210c)는 접지 전극 프레임(210)에 일체화되거나 전기적으로 결합되어 접지 전극 프레임(210)을 통해 전기적으로 접지됨으로써 접지 전극의 역할을 한다.
전술한 접지 전극 프레임(210)의 설명에서는 접지 전극 프레임(210)이 상면 플레이트(210a)와 접지 측벽들(210b) 및 접지 격벽 부재(210c)로 구성되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 접지 전극 프레임(210)은 상면 플레이트(210a)와 접지 측벽들(210b) 및 접지 격벽 부재(210c)가 서로 일체화된 하나의 몸체가 형성될 수 있다.
한편, 상기 접지 전극 프레임(210)의 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2) 각각은 기판 지지부(120) 상에 배치되는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각의 위치에 따라 서로 변경될 수 있다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2)의 위치는 기판 지지부(120)의 회전에 따라 회전하는 기판(W)이 제 2 가스(G2)에 먼저 노출된 후, 제 1 가스(G1)에 노출되도록 각 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)의 위치 및 기판 지지부(120)의 회전 방향에 대응되도록 설정된다.
가스 홀 패턴 부재(230)는 제 2 가스 분사 공간(S2)에 설치되어 상기 접지 격벽 부재(210c)를 사이에 두고 인접한 제 1 가스 분사 공간(S1)으로부터 분사되는 제 1 가스(G1)가 제 2 가스 분사 공간(S2)으로 확산, 역류, 및 침투하는 것을 방지한다. 이때, 상기 제 1 가스(G1)가 제 2 가스 분사 공간(S2)으로 확산, 역류, 및 침투할 경우, 제 2 가스 분사 공간(S2) 내에서 상기 제 1 가스(G1)와 상기 제 2 가스(G2)가 반응하게 되고, 이로 인해 제 2 가스 분사 공간(S2)의 내벽에 이상 박막이 증착되거나 파우더 성분의 이상 박막이 형성되어 기판에 떨어지는 파티클이 생성된다.
상기 가스 홀 패턴 부재(230)는 제 2 가스 분사 공간(S2)의 하면을 덮도록 제 2 가스 분사 공간(S2)을 마련하는 접지 측벽들(210b)과 접지 격벽 부재(210c) 각각의 하면에 일체화되거나, 극성을 가지지 않는 절연 재질의 절연판(또는 샤워 헤드) 형태로 형성되어 제 2 가스 분사 공간(S2)의 하면에 결합될 수 있다. 이에 따라, 접지 전극 프레임(210)의 상면 플레이트(210a)와 가스 홀 패턴 부재(230) 사이의 제 2 가스 분사 공간(S2)에는 소정의 가스 확산 공간 또는 가스 버퍼링 공간이 마련된다.
상기 가스 홀 패턴 부재(230)는 제 2 가스 공급 홀(216)을 통해 제 2 가스 분사 공간(S2)에 공급된 제 2 가스(G2)를 기판 쪽으로 하향 분사하는 복수의 제 2 가스 분사구(232)를 포함하여 구성된다.
상기 복수의 제 2 가스 분사구(232)는 상기 제 2 가스(G2)가 확산되는 제 2 가스 분사 공간(S2)에 연통되도록 홀 패턴 형태로 형성되어 상기 제 2 가스(G2)를 상기 제 1 가스(G1)의 분사 압력보다 높은 제 2 압력을 가지도록 기판 쪽으로 하향 분사한다. 이때, 제 2 가스(G2)는 홀 패턴 형태로 형성된 제 2 가스 분사구(232)를 통해 분사되므로 홀 패턴이 형성되지 않은 제 1 가스 분사구(231)를 통해 분사되는 제 1 가스(G1)의 분사 압력보다 가스가 분사되는 직경이 홀 패턴에 의해 작기 때문에 높은 압력을 가지도록 기판 상에 분사된다. 이로 인해, 상기 가스 홀 패턴 부재(230)는 기판 상에 분사되는 제 2 가스(G2)의 분사 압력을 통해 제 1 가스 분사 공간(S1)으로부터 분사되는 제 1 가스(G1)가 제 2 가스 분사 공간(S2)으로 확산, 역류, 및 침투하는 것을 방지한다. 또한, 상기 가스 홀 패턴 부재(230)는 제 2 가스 분사구(232)를 통해 상기 제 2 가스(G2)를 하향 분사하고, 홀이 형성된 판형상으로 인해 상기 제 2 가스(G2)를 지연시키거나 정체시켜 제 2 가스(G2)의 사용량을 감소시킬 수 있다. 게다가, 가스 분사구(232)의 홀 패턴 형상을 조절 함으로서 가스의 유량을 조절할 수 있어서 상기 제 제 2 가스(G2)의 사용 효율성을 증대시킨다.
일 실시 예에 따른 상기 복수의 제 2 가스 분사구(232)는, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 일정한 간격으로 가지도록 격자 형태로 배치되거나, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 가스 분사 모듈의 길이 방향으로 따라 엇갈리는 형태로 배치될 수 있다.
다른 실시 예에 따른 상기 복수의 제 2 가스 분사구(232)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 기판 지지부(120)의 회전에 따른 각속도에 기초해 기판(W)에 분사되는 제 2 가스(G2)의 분사량을 보상하도록 배치될 수 있다. 즉, 기판 지지부(120)의 중심부에 인접한 기판(W)의 내측 영역은 기판 지지부(120)의 가장자리에 인접한 기판(W)의 외측 영역보다 빠른 각속도를 가지게 된다. 이에 따라, 제 2 가스(G2)의 분사량이 각 가스 분사 모듈의 길이(또는 장변) 방향으로 균일할 경우, 기판(W)의 내측 영역에 증착되는 박막과 기판(W)의 외측 영역에 증착되는 박막의 두께가 불균일하게 된다. 이에 따라, 본 발명은 제 2 가스(G2)의 분사량이 각 가스 분사 모듈의 내측(130i)에서 각 가스 분사 모듈의 외측(130o)으로 갈수록 증가하도록 상기 복수의 제 2 가스 분사구(232)를 형성 및 배치함으로써 각속도에 따른 박막의 두께 불균일을 보상하게 된다.
일 예로써, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 각 가스 분사 모듈의 길이(또는 장변) 방향을 따라 형성된 인접한 제 2 가스 분사구들(232) 간의 간격(i1, i2, i3, i4, i5)은 각 가스 분사 모듈의 내측(130i)에서 각 가스 분사 모듈의 외측(130o)으로 갈수록 감소할 수 있다.
다른 예로써, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 각 가스 분사 모듈의 길이(또는 장변) 방향을 따라 형성된 제 2 가스 분사구들(232)의 개수는 각 가스 분사 모듈의 내측(130i)에서 각 가스 분사 모듈의 외측(130o)으로 갈수록 증가할 수 있다. 이때, 상기 제 2 가스 분사구들(232)의 간격은 각 가스 분사 모듈의 내측(130i)에서 각 가스 분사 모듈의 외측(130o)으로 갈수록 감소할 수도 있다.
또 다른 예로써, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 각 가스 분사 모듈의 길이(또는 장변) 방향을 따라 형성된 제 2 가스 분사구들(232)의 직경(d1, d2, d3, d4, d5)은 각 가스 분사 모듈의 내측(130i)에서 각 가스 분사 모듈의 외측(130o)으로 갈수록 증가할 수 있다. 이때, 상기 제 2 가스 분사구들(232)의 간격은 각 가스 분사 모듈의 내측(130i)에서 각 가스 분사 모듈의 외측(130o)으로 갈수록 감소할 수도 있다.
또 다른 예로써, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이, 제 2 가스 분사구들(232)은 각 가스 분사 모듈의 단변 방향에 나란한 슬릿(Slit) 형태로 형성되고, 각 가스 분사 모듈의 길이(또는 장변) 방향을 따라 형성된 제 2 가스 분사구들(232)의 길이는 각 가스 분사 모듈의 내측(130i)에서 각 가스 분사 모듈의 외측(130o)으로 갈수록 증가할 수 있다. 이때, 상기 제 2 가스 분사구들(232)의 간격은 각 가스 분사 모듈의 내측(130i)에서 각 가스 분사 모듈의 외측(130o)으로 갈수록 감소할 수도 있다.
전술한 상기 제 2 가스 분사구(232)는 제 1 가스 분사구보다 좁게 형성되어 분사되는 가스의 양을 제 2 가스 분사구(232)의 직경 크기로 조절할 수 있다. 상기 제 2 가스 분사구(232)의 직경을 제 1 가스 분사구보다 좁게 형성할 수 있는 것은 제 2 가스 분사구(232)는 상대적으로 적은 양의 제 2 가스인 소스 가스를 분사하고, 제 1 가스 분사구는 상기 소스 가스보다 상대적으로 많은 양의 제 1 가스인 반응 가스를 분사하기 때문이다.
절연 부재(240)는 절연 물질로 이루어져 접지 전극 프레임(210)에 형성된 절연 부재 지지 홀(212)에 삽입됨과 아울러 체결 부재(미도시)에 의해 접지 전극 프레임(210)의 상면에 결합된다. 이러한 절연 부재(240)는 제 1 가스 분사 공간(S1)에 연통되는 전극 삽입 홀을 포함하여 구성된다.
플라즈마 전극(250)은 도전성 재질로 이루어져 절연 부재(240)의 전극 삽입 홀에 관통 삽입되어 접지 전극 프레임(210)의 하면으로부터 소정 높이로 돌출됨으로써 제 1 가스 분사 공간(S1)에 배치된다. 이때, 플라즈마 전극(250)은 접지 격벽 부재(210c) 및 접지 전극 프레임(210)의 측벽들(210b) 각각과 동일한 높이로 돌출되는 것이 바람직하다.
상기 플라즈마 전극(250)은 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(140)에 전기적으로 접속됨으로써 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 공급되는 플라즈마 전원에 따라 제 1 가스 분사 공간(S1)에 플라즈마를 발생시킨다. 즉, 상기 플라즈마는 접지 전극의 역할을 하는 접지 측벽(210b) 및 접지 격벽 부재(210c) 각각과 플라즈마 전원이 공급되는 플라즈마 전극(250) 사이에 발생됨으로써 제 1 가스 분사 공간(S1)에 공급되는 제 1 가스(G1)를 활성화시킨다. 이에 따라, 상기 활성화된 제 1 가스(PG1)는 제 1 가스 분사 공간(S1)에 공급되는 제 1 가스(G1)의 유속(또는 흐름)에 의해 제 1 가스 분사 공간(S1)으로부터 하향 분사될 수 있다.
플라즈마 전원 공급부(140)는 소정의 주파수를 가지는 플라즈마 전원을 발생하고, 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원을 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각에 공통적으로 공급하거나 개별적으로 공급한다. 이때, 플라즈마 전원은 고주파(예를 들어, HF(High Frequency) 전력 또는 VHF(Very High Frequency) 전력이 공급된다. 예를 들어, HF 전력은 3㎒ ~ 30㎒ 범위의 주파수를 가지며, VHF 전력은 30㎒ ~ 300㎒ 범위의 주파수를 가질 수 있다.
한편, 상기 급전 케이블에는 임피던스 매칭 회로(미도시)가 접속된다.
상기 임피던스 매칭 회로는 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각에 공급되는 플라즈마 전원의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다. 이러한 임피던스 매칭 회로는 가변 커패시터 및 가변 인덕터 중 적어도 하나로 구성되는 적어도 2개의 임피던스 소자(미도시)로 이루어질 수 있다.
전술한 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각은 플라즈마 전극(250)에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 제 1 가스 분사 공간(S1)에 플라즈마를 발생시켜 제 1 가스 분사 공간(S1)의 제 1 가스(G1)를 활성화하여 하향 분사함과 동시에 가스 홀 패턴 부재(230)를 통해 제 2 가스 분사 공간(S2)의 제 2 가스(G2)를 소정의 압력으로 하향 분사한다. 이때, 각 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)은 가스 홀 패턴 부재(230)를 이용해 제 1 가스 분사 공간(S1)으로부터 하향 분사되는 활성화된 제 1 가스(PG1)가 제 2 가스 분사 공간(S2)으로 역류(또는 침투)하는 것을 방지함으로써 제 2 가스 분사 공간(S2)의 내부에서 제 2 가스(G2)와 활성화된 제 1 가스(PG1)가 반응해 제 2 가스 분사 공간(S2)의 내벽에 박막 물질이 증착되는 것을 방지한다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치(100) 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 기판 지지부(120) 상에 복수의 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)을 일정한 간격으로 로딩한 후, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 기판(W)이 로딩된 기판 지지부(120)를 소정 방향(예를 들어, 시계 반대 방향)으로 회전시키면서 각 가스 분사 모듈을 통해 제 2 가스(G2)와 활성화된 제 1 가스(PG1)를 회전되는 기판 지지부(120) 상에 하향 분사한다. 이에 따라, 기판 지지부(120)의 회전에 따라 각 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)의 하부를 통과하는 각 기판(W) 상에는 각 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)로부터 분사되는 제 2 가스(G2)와 활성화된 제 1 가스(PG1)의 상호 반응에 의해 소정의 박막 물질이 증착되게 된다. 이때, 제 2 가스(G2)와 활성화된 제 1 가스(PG1)는 가스 분사 모듈 각각에 인접하게 형성된 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2)을 통해 가까이 분사되고, 이로 인해 제 2 가스(G2), 즉 소스 가스가 보다 빨리 활성화된 제 1 가스(PG1)와 만나 반응하여 손실 없이 효율적으로 분해된다.
이상과 같은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치(100) 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 반응 공간을 공간적으로 분할하도록 배치된 복수의 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각을 통해 제 2 가스(G2)와 활성화된 제 1 가스(PG1)를 분사하여 각 기판(W)에 박막을 증착함으로써 박막의 증착 균일도, 증착 속도 및 증착 효율을 향상시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있으며, 각 가스 분사 모듈의 가스 홀 패턴 부재(230)를 이용해 소스 가스의 사용 효율성을 증대 및 박막 물질이 가스 분사구와 가스 분사 공간에 증착되는 것을 최소화할 수 있다.
도 7은 도 2에 도시된 복수의 가스 분사 모듈의 다른 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 7을 도 2와 결부하면, 다른 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각은 전술한 제 1 및 제 2 가스(G1, G2) 각각을 모두 활성화시켜 기판(W) 상으로 하향 분사하는 것으로, 접지 전극 프레임(410), 가스 홀 패턴 부재(230), 제 1 및 제 2 절연 부재(440, 442), 제 1 및 제 2 플라즈마 전극(450, 452)을 포함하여 구성된다.
접지 전극 프레임(410)은 제 1 가스(G1)를 분사하는 제 1 가스 분사 공간(S1)과 제 2 가스(G2)를 분사하는 제 2 가스 분사 공간(S2)을 가지도록 형성된다. 이러한 접지 프레임(410)은 챔버 리드(115)의 각 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)에 삽입 설치되어 챔버 리드(115)를 통해 전기적으로 접지된다. 이를 위해, 접지 프레임(410)은 상면 플레이트(410a), 접지 측벽들(410b), 및 접지 격벽 부재(410c)로 이루어진다.
상면 플레이트(410a)는 직사각 형태로 형성되어 챔버 리드(115)의 해당 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)에 결합된다. 이러한 상면 플레이트(410a)에는 제 1 절연 부재 지지 홀(412), 제 1 가스 공급 홀(414), 제 2 절연 부재 지지 홀(415), 및 제 2 가스 공급 홀(416)이 형성된다.
제 1 절연 부재 지지 홀(412)은 제 1 가스 분사 공간(S1)에 연통되도록 상면 플레이트(410a)를 관통하여 형성된다. 이러한 제 1 절연 부재 지지 홀(412)은 직사각 형태의 평면을 가지도록 형성될 수 있다.
제 1 가스 공급 홀(414)은 제 1 가스 분사 공간(S1)에 연통되도록 상면 플레이트(410a)를 관통하여 형성된다. 이러한 제 1 가스 공급 홀(414)은 가스 공급 관(미도시)을 통해 외부의 제 1 가스 공급 수단(미도시)에 연결됨으로써 제 1 가스 공급 수단(미도시)으로부터 가스 공급 관을 통해 제 1 가스(G1), 즉 상기 반응 가스를 공급받는다. 상기 제 1 가스 공급 홀(414)은 상기 제 1 절연 부재 지지 홀(412)의 양측에 일정한 간격을 가지도록 복수로 형성되어 제 1 가스 분사 공간(S1)에 연통될 수 있다. 상기 제 1 가스 공급 홀(414)에 공급되는 제 1 가스(G1)는 제 1 가스 분사 공간(S1)에 공급되어 제 1 가스 분사 공간(S1) 내에서 확산되어 제 1 압력을 가지도록 기판 쪽으로 하향 분사된다. 이를 위해, 제 1 가스 분사 공간(S1)의 하면은 상기 제 1 가스(G1)가 기판 쪽으로 하향 분사되도록 별도의 가스 분사 홀 패턴 없이 통자로 개구된 형태를 갖는 제 1 가스 분사구(231)의 역할을 한다.
제 2 절연 부재 지지 홀(415)은 제 2 가스 분사 공간(S2)에 연통되도록 상면 플레이트(410a)를 관통하여 형성된다. 이러한 제 2 절연 부재 지지 홀(415)은 직사각 형태의 평면을 가지도록 형성될 수 있다.
제 2 가스 공급 홀(416)은 제 2 가스 분사 공간(S2)에 연통되도록 상면 플레이트(410a)를 관통하여 형성된다. 이러한 제 2 가스 공급 홀(416)은 가스 공급 관(미도시)을 통해 외부의 제 2 가스 공급 수단(미도시)에 연결됨으로써 제 2 가스 공급 수단(미도시)으로부터 가스 공급 관을 통해 제 2 가스(G2), 즉 상기 소스 가스를 공급받는다. 상기 제 2 가스 공급 홀(416)은 상기 제 2 절연 부재 지지 홀(415)의 양측에 일정한 간격을 가지도록 복수로 형성되어 제 2 가스 분사 공간(S2)에 연통될 수 있다.
접지 측벽들(410b)과 접지 격벽 부재(410c)는 전술한 도 4와 동일하게 상면 플레이트(410a)로부터 소정 높이를 가지도록 수직하게 돌출됨으로써 접지 전극 프레임(410)에 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2)을 마련한다.
가스 홀 패턴 부재(230)는 제 2 가스 분사 공간(S2)의 하면에 설치되어 상기 접지 격벽 부재(410c)를 사이에 두고 인접한 제 1 가스 분사 공간(S1)으로부터 분사되는 제 1 가스(G1)가 제 2 가스 분사 공간(S2)으로 확산, 역류, 및 침투하는 것을 방지한다. 이와 같은, 가스 홀 패턴 부재(230)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 복수의 제 2 가스 분사구(232)를 포함하여 구성되므로, 상기 제 2 가스 분사구(232)에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
제 1 절연 부재(440)는 절연 물질로 이루어져 접지 프레임(410)에 형성된 제 1 절연 부재 지지 홀(412)에 삽입됨과 아울러 체결 부재(미도시)에 의해 접지 프레임(410)의 상면에 결합된다. 이러한 제 1 절연 부재(440)는 제 1 가스 분사 공간(S1)에 연통되는 제 1 전극 삽입 홀을 포함하여 구성된다.
제 1 플라즈마 전극(450)은 도전성 재질로 이루어져 제 1 절연 부재(440)의 제 1 전극 삽입 홀에 관통 삽입되어 접지 프레임(410)의 하면으로부터 소정 높이로 돌출됨으로써 제 1 가스 분사 공간(S1)에 배치된다. 이러한, 제 1 플라즈마 전극(450)은, 전술한 바와 같이, 전술한 급전 케이블을 통해 전술한 플라즈마 전원 공급부(140)에 전기적으로 접속됨으로써 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 공급되는 플라즈마 전원에 따라 제 1 가스 분사 공간(S1)에 플라즈마를 발생시킨다.
제 2 절연 부재(442)는 절연 물질로 이루어져 접지 프레임(410)에 형성된 제 2 절연 부재 지지 홀(415)에 삽입됨과 아울러 체결 부재(미도시)에 의해 접지 프레임(410)의 상면에 결합된다. 이러한 제 2 절연 부재(442)는 제 2 가스 분사 공간(S2)에 연통되는 제 2 전극 삽입 홀을 포함하여 구성된다.
제 2 플라즈마 전극(452)은 도전성 재질로 이루어져 제 2 절연 부재(442)의 제 2 전극 삽입 홀에 관통 삽입되어 접지 프레임(410)의 하면으로부터 소정 높이로 돌출됨으로써 제 2 가스 분사 공간(S2)에 배치된다. 이때, 제 2 플라즈마 전극(452)은 전술한 가스 홀 패턴 부재(230)로부터 소정 높이로 이격되도록 돌출되는 것이 바람직하다. 이는, 제 2 플라즈마 전극(452)이 가스 홀 패턴 부재(230)에 가깝도록 제 2 가스 분사 공간(S2)에 배치될 경우 제 2 플라즈마 전극(452)과 가스 홀 패턴 부재(230) 간의 전압차에 의한 아킹(Arcking)이 발생될 수 있기 때문이다. 또한, 제 2 플라즈마 전극(452)이 가스 홀 패턴 부재(230)에 접촉될 경우, 가스 홀 패턴 부재(230)가 접지 역할을 하지 못해 전압차가 존재하지 않아 플라즈마가 잘 생성되지 않는다.
상기 제 2 플라즈마 전극(452)은 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(142)에 전기적으로 접속됨으로써 플라즈마 전원 공급부(142)로부터 공급되는 플라즈마 전원에 따라 제 2 가스 분사 공간(S2)에 플라즈마를 발생시킨다. 즉, 상기 플라즈마는 접지 전극의 역할을 하는 접지 측벽(410b) 및 접지 격벽 부재(410c) 각각과 플라즈마 전원이 공급되는 제 2 플라즈마 전극(452) 사이에 발생됨으로써 제 2 가스 분사 공간(S2)에 공급되는 제 2 가스(G2)를 활성화시킨다. 이에 따라, 상기 활성화된 제 2 가스(PG2)는 가스 홀 패턴 부재(230)의 제 2 가스 분사구(232)에 의해 소정 압력으로 하향 분사될 수 있다.
전술한 바와 같은, 다른 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각은 플라즈마 전극(250)에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2) 각각에 플라즈마를 발생시켜 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2) 각각의 제 1 및 제 2 가스(G1, G2) 각각을 모두 활성화하여 하향 분사함과 동시에 가스 홀 패턴 부재(230)를 통해 제 2 가스 분사 공간(S2)의 제 2 가스(G2)를 소정의 압력으로 하향 분사한다. 이때, 각 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)은 가스 홀 패턴 부재(230)를 이용해 제 1 가스 분사 공간(S1)으로부터 하향 분사되는 활성화된 제 1 가스(PG1)가 제 2 가스 분사 공간(S2)으로 역류, 확산, 및 침투하는 것을 방지함으로써 제 2 가스 분사 공간(S2)의 내부에서 활성화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)가 반응해 제 2 가스 분사 공간(S2)의 내벽에 박막 물질이 증착되는 것을 방지한다.
이와 같은, 다른 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)을 포함하는 본 발명의 다른 실시 예의 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 제 2 가스(G2)를 활성화시켜 기판(W) 상에 분사하는 것을 제외하고는 전술한 기판 처리 방법과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
이상과 같은 본 발명의 다른 실시 예의 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 반응 공간을 공간적으로 분할하도록 배치된 복수의 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각을 통해 활성화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)를 분사하여 각 기판(W)에 박막을 증착함으로써 박막의 증착 균일도, 증착 속도 및 증착 효율을 더욱 향상시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있으며, 각 가스 분사 모듈의 가스 홀 패턴 부재(230)를 이용해 소스 가스의 사용 효율성을 증대 및 박막 물질이 가스 분사구와 가스 분사 공간에 증착되는 것을 최소화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면으로써, 도 2에 도시된 복수의 가스 분사 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 8을 도 2와 결부하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버(110), 챔버 리드(115), 기판 지지부(120), 가스 분사부(130), 및 가스 활성화 공급 수단(260)을 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 기판 처리 장치에서 가스 활성화 공급 수단(260)을 제외한 나머지 구성들은 전술한 도 2 내지 도 6에 도시된 기판 처리 장치와 동일하므로 동일한 구성들에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
가스 활성화 공급 수단(260)은 제 2 가스 공급 수단(미도시)으로부터 공급되는 제 2 가스(G2)를 활성화시키고, 가스 공급관(262)을 통해 활성화된 제 2 가스(PG)를 전술한 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각의 제 2 가스 분사 공간(S2)에 공급한다. 이러한 가스 활성화 공급 수단(260)은 리모트 플라즈마 발생 방식에 기초하여 공급되는 제 2 가스(G2)를 활성화시킬 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 가스 활성화 공급 수단(260)을 이용해 제 2 가스(G2)를 활성화시키고, 활성화된 제 2 가스(PG2)를 각 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)에 공급하여 기판(W) 상에 분사하는 것을 제외하고는 전술한 기판 처리 방법과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
이상과 같은 본 발명의 또 다른 실시 예의 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 반응 공간을 공간적으로 분할하도록 배치된 복수의 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각을 통해 활성화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)를 분사하여 각 기판(W)에 박막을 증착함으로써 박막의 증착 균일도, 증착 속도 및 증착 효율을 더욱 향상시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있으며, 각 가스 분사 모듈의 가스 홀 패턴 부재(230)를 이용해 소스 가스의 사용 효율성을 증대 및 박막 물질이 가스 분사구와 가스 분사 공간에 증착되는 것을 최소화할 수 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시 예들에 따른 기판 처리 장치에서는 제 1 및 제 2 가스(G1, G2), 즉 반응 가스(RG)와 소스 가스(SG)를 이용하여 기판 상에 박막 물질을 증착하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 전술한 소스 가스(SG)와 다른 종류의 가스를 혼합한 혼합 가스와 상기 반응 가스(RG)를 이용하여 기판 상에 박막 물질을 증착할 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 전술한 상기 제 2 가스(G2)는 퍼지 가스(Purge Gas)(PG) 및 도펀트 가스(Dopant Gas)(DG) 중 적어도 한 종류의 가스(PG, DG)와 상기 소스 가스(SG)가 혼합된 혼합 가스(SG+PG, SG+DG, SG+DG+PG)일 수 있다. 이때, 퍼지 가스(PG)는 기판(W)에 증착되지 않고 남은 소스 가스 및/또는 반응 가스와 반응하지 않고 잔존하는 소스 가스를 퍼지하기 위한 것으로, 질소(N2), 아르곤(Ar), 제논(Ze), 및 헬륨(He) 중 적어도 어느 한 종류의 가스로 이루어질 수 있다. 그리고, 도펀트 가스(DG)는 상기 박막 물질에 도핑될 도펀트를 포함하는 것으로, C2H4, NH3, PH3, 또는 B2H6 등이 될 수 있다. 이때, 도펀트 가스(DG)는 C2H4와 NH3 중 어느 한 종류의 가스와, PH3와 B2H6 중 어느 한 종류의 가스가 혼합되어 이루어질 수 있다.
상기 소스 가스(SG)와 상기 퍼지 가스(PG)가 혼합된 혼합 가스(SG+PG)와 상기 반응 가스(RG)를 사용하는 기판 상에 박막 물질을 증착하는 경우에 있어서, 퍼지 가스(PG)는 기판(W)에 증착되지 않고 남은 소스 가스 및/또는 반응 가스와 반응하지 않고 잔존하는 소스 가스를 제거함으로써 박막 물질의 막질을 향상시킨다.
상기 소스 가스(SG)와 상기 도펀트 가스(DG)가 혼합된 혼합 가스(SG+DG)와 상기 반응 가스(RG)는 기판 상에 폴리 실리콘 박막을 형성하는 박막 증착 공정에 사용될 수 있다. 이 경우, 반응 가스(RG) 대비 상기 소스 가스(SG)와 상기 도펀트 가스(DG) 각각의 조성비는 폴리 실리콘 박막의 막질, 입자 크기, 및 전도도 특성에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이때, 폴리 실리콘 박막을 캡핑층(capping layer)으로 형성하는 경우 상기 도펀트 가스(DG)의 조성비는 폴리 실리콘 박막에 도핑되는 도펀트의 도핑 농도가 높도록 설정된다. 또한, 나노 폴리 실리콘 박막을 형성하는 경우, 상기 도펀트 가스(DG)의 조성비는 폴리 실리콘 박막에 도핑되는 도펀트의 도핑 농도가 낮도록 설정된다.
예를 들어, C2H4와 NH3 중 어느 한 종류의 가스를 포함하여 이루어지는 도펀트 가스(DG)와 실리콘 계열의 소스 가스(SG)가 혼합된 제 2 가스(G2)를 사용하여 기판 상에 폴리 실리콘 박막을 형성할 경우, 도펀트 가스(DG)의 C 또는 N이 실리콘 입자의 성장을 방해하게 되고, 이로 인해 실리콘 입자의 크기는 작아지게 된다.
도 10은 실리콘 계열의 소스 가스(SG)에 의해 형성되는 실리콘 입자의 크기와 상기 도펀트 가스(DG)와 실리콘 계열의 소스 가스(SG)에 의해 형성되는 실리콘 입자의 크기를 나타내는 도면이다.
도 10의 (a)와 같이 실리콘 계열의 소스 가스(SG)에 의해 형성되는 실리콘 입자의 크기는 도 10의 (b)와 같이 상기 도펀트 가스(DG)와 실리콘 계열의 소스 가스(SG)에 의해 형성되는 실리콘 입자보다 큰 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명은 소스 가스와 도펀트 가스가 혼합된 제 2 가스(G2)를 이용하여 폴리 실리콘 박막을 형성할 경우 실리콘 입자의 크기를 줄일 수 있다.
한편, 전술한 실시 예들에 따른 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에서는 복수의 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각이 동일한 가스를 분사하는 것을 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다.
일 예로써, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 중 일부의 가스 분사 모듈(130a, 130c)은 상기 소스 가스(SG)와 상기 도펀트 가스(DG)의 혼합 가스(SG+DG)로 이루어진 제 2 가스(G2) 및 상기 제 1 가스(G1)를 분사하고, 나머지 가스 분사 모듈(130b, 130d)은 상기 소스 가스(SG)와 상기 퍼지 가스(PG)의 혼합 가스(SG+PG)로 이루어진 제 2 가스(G2) 및 상기 제 1 가스(G1)를 분사할 수 있다. 이때, 상기 일부의 가스 분사 모듈(130a, 130c)은 기판 지지부(120)의 중심부를 기준으로 대각선 방향으로 대칭되고, 상기 나머지 가스 분사 모듈(130b, 130d) 역시 기판 지지부(120)의 중심부를 기준으로 대각선 방향으로 대칭된다.
다른 예로써, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 중 일부의 가스 분사 모듈(130a, 130c)은 상기 소스 가스(SG)와 상기 도펀트 가스(DG) 및 상기 퍼지 가스(PG)의 혼합 가스(SG+DG+PG)로 이루어진 제 2 가스(G2) 및 상기 제 1 가스(G1)를 분사하고, 나머지 가스 분사 모듈(130b, 130d)은 상기 소스 가스(SG)와 상기 도펀트 가스(DG)의 혼합 가스(SG+DG)로 이루어진 제 2 가스(G2) 및 상기 제 1 가스(G1)를 분사할 수 있다.
결과적으로, 상기 복수의 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각에서 분사되는 상기 제 2 가스(G2)는 상기 도펀트 가스(DG) 및 상기 퍼지 가스(PG) 중에서 선택되는 적어도 한 종류의 가스(DG, PG)를 포함하게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 공정 챔버 115: 챔버 리드
120: 기판 지지부 130: 가스 분사부
130a: 제 1 가스 분사 모듈 130b: 제 2 가스 분사 모듈
130c: 제 3 가스 분사 모듈 130d: 제 4 가스 분사 모듈
140: 플라즈마 전원 공급부 210: 접지 전극 프레임
230: 가스 홀 패턴 부재 250: 플라즈마 전극

Claims (23)

  1. 공정 챔버;
    복수의 기판을 지지하도록 상기 공정 챔버에 설치되어 소정 방향으로 회전하는 기판 지지부;
    상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및
    상기 챔버 리드에 일정한 간격으로 삽입 설치되어 기판 상에 서로 상이한 제 1 및 제 2 가스를 분사하는 복수의 가스 분사 모듈을 가지는 가스 분사부를 포함하고,
    상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은,
    상기 제 1 가스를 분사하는 제 1 가스 분사 공간;
    상기 제 2 가스를 분사하는 제 2 가스 분사 공간; 및
    상기 제 2 가스 분사 공간에 설치되어 상기 제 1 가스 분사 공간으로부터 분사되는 상기 제 1 가스가 상기 제 2 가스 분사 공간으로 흐르는 것을 방지하는 가스 홀 패턴 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은 상기 제 1 가스 분사 공간에 공급되는 상기 제 1 가스를 활성화시켜 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은,
    공간적으로 분리된 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 공간을 가지는 접지 전극 프레임; 및
    상기 접지 전극 프레임과 전기적으로 절연되도록 상기 제 1 가스 분사 공간에 삽입 설치되어 상기 제 1 가스 분사 공간에 플라즈마를 발생시켜 상기 제 1 가스를 활성화시키는 플라즈마 전극을 포함하고,
    상기 가스 홀 패턴 부재는 상기 제 2 가스 분사 공간의 하면을 덮도록 상기 접지 전극 프레임에 설치되거나 일체화되어 상기 제 2 가스 분사 공간에 공급되는 상기 제 2 가스를 상기 제 1 가스의 분사 압력보다 높은 압력으로 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    플라즈마를 이용하여 상기 제 2 가스를 활성화시켜 상기 제 2 가스 분사 공간에 공급하는 가스 활성화 공급 수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은 상기 제 2 가스 분사 공간에 공급되는 상기 제 2 가스를 활성화시켜 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은,
    공간적으로 분리된 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 공간을 가지는 접지 전극 프레임;
    상기 접지 전극 프레임과 전기적으로 절연되도록 상기 제 1 가스 분사 공간에 삽입 설치되어 상기 제 1 가스 분사 공간에 플라즈마를 발생시켜 상기 제 1 가스를 활성화시키는 제 1 플라즈마 전극; 및
    상기 접지 전극 프레임과 전기적으로 절연되도록 상기 제 2 가스 분사 공간에 삽입 설치되어 상기 제 2 가스 분사 공간에 플라즈마를 발생시켜 상기 제 2 가스를 활성화시키는 제 2 플라즈마 전극을 포함하고,
    상기 가스 홀 패턴 부재는 상기 제 2 가스 분사 공간의 하면을 덮도록 상기 접지 전극 프레임에 설치되거나 일체화되어 상기 활성화된 제 2 가스를 상기 제 1 가스의 분사 압력보다 높은 압력으로 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 홀 패턴 부재는 상기 제 2 가스 분사 공간에 연통되도록 형성되어 상기 제 2 가스를 상기 제 1 가스의 분사 압력보다 높은 압력으로 분사하는 복수의 가스 분사구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가스 홀 패턴 부재를 통해 기판 상에 분사되는 상기 제 2 가스의 분사량은 상기 기판 지지부의 중심부에 인접한 상기 각 가스 분사 모듈의 내측에서 상기 기판 지지부의 가장자리에 인접한 상기 각 가스 분사 모듈의 외측으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 각 가스 분사 모듈의 길이 방향을 따라 형성된 상기 인접한 가스 분사구들 간의 간격은 상기 각 가스 분사 모듈의 내측에서 상기 각 가스 분사 모듈의 외측으로 갈수록 감소하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 각 가스 분사 모듈의 길이 방향을 따라 형성된 상기 가스 분사구들의 크기 및 개수 중 적어도 하나는 상기 각 가스 분사 모듈의 내측에서 상기 각 가스 분사 모듈의 외측으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 가스는 상기 기판에 형성될 박막 물질을 포함하는 소스 가스이고,
    상기 제 1 가스는 상기 기판에 분사된 제 2 가스와 반응하여 상기 기판에 박막을 형성하기 위한 반응 가스인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 가스는 퍼지 가스 및 도펀트 가스 중 적어도 한 종류의 가스를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 가스의 분사량은 상기 제 1 가스의 분사량보다 적은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 홀 패턴 부재는 극성이 없는 절연판으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 홀 패턴 부재는 가스 홀 패턴의 직경에 의해 상기 제 2 가스의 분사량을 조절하는 가스 분사구를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  16. 공정 챔버에 설치된 기판 지지부에 복수의 기판을 일정한 간격으로 안착시키는 단계;
    상기 복수의 기판이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계; 및
    상기 기판 지지부의 상부에 일정한 간격으로 배치된 복수의 가스 분사 모듈 각각에 공간적으로 분리되어 마련된 제 1 및 제 2 가스 분사 공간 각각을 통해 서로 상이한 제 1 및 제 2 가스를 기판 상에 분사하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 가스를 기판 상에 분사하는 단계에서 상기 제 2 가스는 상기 제 2 가스 분사 공간에 설치된 가스 홀 패턴 부재에 의해 상기 제 1 가스가 상기 제 2 가스 분사 공간으로 흐르는 것이 방지되도록 기판 상에 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 가스는 상기 제 1 가스 분사 공간에 발생되는 플라즈마에 의해 활성화되어 기판 상에 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 가스를 기판 상에 분사하는 단계는 플라즈마를 이용하여 상기 제 2 가스를 활성화시키고, 활성화된 제 2 가스를 상기 제 2 가스 분사 공간에 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 가스는 상기 제 2 가스 분사 공간에 발생되는 플라즈마에 의해 활성화되어 기판 상에 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 가스는 상기 제 2 가스 분사 공간에 연통되도록 상기 가스 홀 패턴 부재에 형성된 복수의 가스 분사구에 의해 상기 제 1 가스의 분사 압력보다 높은 압력을 가지도록 기판 상에 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 분사구를 통해 기판 상에 분사되는 제 2 가스의 분사량은 상기 기판 지지부의 중심부에 인접한 상기 각 가스 분사 모듈의 내측에서 상기 기판 지지부의 가장자리에 인접한 상기 각 가스 분사 모듈의 외측으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  22. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 가스는 상기 기판에 형성될 박막 물질을 포함하는 소스 가스이고,
    상기 제 1 가스는 상기 기판에 분사된 제 2 가스와 반응하여 상기 기판에 박막을 형성하기 위한 반응 가스인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 2 가스는 퍼지 가스 및 도펀트 가스 중 적어도 한 종류의 가스를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
KR1020120030555A 2012-03-26 2012-03-26 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 KR101929481B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120030555A KR101929481B1 (ko) 2012-03-26 2012-03-26 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120030555A KR101929481B1 (ko) 2012-03-26 2012-03-26 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180158419A Division KR102046391B1 (ko) 2018-12-10 2018-12-10 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130108803A true KR20130108803A (ko) 2013-10-07
KR101929481B1 KR101929481B1 (ko) 2018-12-14

Family

ID=49631357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120030555A KR101929481B1 (ko) 2012-03-26 2012-03-26 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101929481B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240017762A (ko) 2022-08-01 2024-02-08 이종수 희석액 수용 용기
WO2024049022A1 (ko) * 2022-09-01 2024-03-07 주식회사 테스 건식 식각 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11225715B2 (en) 2019-04-11 2022-01-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Showerhead, semiconductor manufacturing apparatus including the same, and semiconductor manufacturing method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060079198A (ko) * 2003-08-20 2006-07-05 비코 인스트루먼츠 인코포레이티드 수직 유동 회전 디스크 반응기용 알킬 압출 유동
KR20100077828A (ko) * 2008-12-29 2010-07-08 주식회사 케이씨텍 원자층 증착장치
KR20110018230A (ko) * 2009-08-17 2011-02-23 주성엔지니어링(주) 기판처리장치
KR20110024558A (ko) * 2009-09-02 2011-03-09 주식회사 아토 가스분사장치 및 이를 이용한 기판처리장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140138328A (ko) 2010-11-05 2014-12-03 비코 에이엘디 인코포레이티드 다중 플라즈마 챔버를 구비한 라디칼 반응기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060079198A (ko) * 2003-08-20 2006-07-05 비코 인스트루먼츠 인코포레이티드 수직 유동 회전 디스크 반응기용 알킬 압출 유동
KR20100077828A (ko) * 2008-12-29 2010-07-08 주식회사 케이씨텍 원자층 증착장치
KR20110018230A (ko) * 2009-08-17 2011-02-23 주성엔지니어링(주) 기판처리장치
KR20110024558A (ko) * 2009-09-02 2011-03-09 주식회사 아토 가스분사장치 및 이를 이용한 기판처리장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240017762A (ko) 2022-08-01 2024-02-08 이종수 희석액 수용 용기
WO2024049022A1 (ko) * 2022-09-01 2024-03-07 주식회사 테스 건식 식각 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101929481B1 (ko) 2018-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101503512B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20130133622A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN108277478B (zh) 基板加工装置及基板加工方法
KR102014877B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20170022459A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101954758B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101690971B1 (ko) 기판 처리 장치
KR101929481B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102046391B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101561675B1 (ko) 기판 처리 장치
KR101984524B1 (ko) 기판 처리 장치
KR101830322B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101987138B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20130134291A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20130097425A (ko) 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법
KR20130097430A (ko) 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법
KR102067037B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
KR102029952B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102405776B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102076512B1 (ko) 기판 처리 방법
KR102053303B1 (ko) 기판 처리 장치
KR20130141409A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102567720B1 (ko) 기판 처리 장치
KR102146793B1 (ko) 기판 처리 장치
KR102254808B1 (ko) 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant