KR20150051834A - Substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판에 대한 박막을 증착하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus for depositing a thin film on a substrate.
일반적으로, 태양 전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서는 반도체 웨이퍼나 글라스 등의 기판에 소정의 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 영역의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등의 반도체 제조 공정을 수행하게 된다.Generally, in order to manufacture a solar cell, a semiconductor device, a flat panel display, etc., a predetermined circuit pattern or an optical pattern must be formed on a substrate such as a semiconductor wafer or glass. To this end, A photolithography process for selectively exposing a thin film using a photosensitive material, and an etching process for forming a pattern by selectively removing a thin film in an exposed region.
이러한 반도체 제조 공정들 중에서 박막 증착 공정은 물리 기상 증착(physical vapor deposition)법, 화학 기상 증착(chemical vapor deposition)법, 또는 원자층 증착(atomic layer deposition)법 등이 사용되고 있다.Among these semiconductor manufacturing processes, physical vapor deposition, chemical vapor deposition, atomic layer deposition, or the like is used for the thin film deposition process.
한편, 본 출원인에 의해 제안된 대한민국 특허공개공보 제10-2013-0080370호(이하, "특허 문헌"이라 함)에는 복수의 기판에 박막을 증착할 수 있는 세미 배치(semi-batch) 타입의 기판 처리 장치가 개시되어 있다. 특히, 특허 문헌의 기판 처리 장치는 복수의 기판을 지지하는 기판 지지부 상에 국부적으로 대향되도록 배치되어 공급되는 공정 가스를 플라즈마화하여 분사하는 복수의 전극 모듈을 포함한다. 이러한 특허 문헌의 기판 처리 장치는 기판 지지부를 회전시키면서 복수의 전극 모듈 각각을 통해 박막 증착을 위한 공정 가스를 플라즈마화하여 기판 지지부 상에 국부적으로 분사함으로써 기판 지지부의 회전에 의해 복수의 기판 각각이 플라즈마에 노출되고, 이로 인해 기판의 표면에서는 소정의 박막이 증착되게 된다.On the other hand, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0080370 (hereinafter referred to as " Patent Document ") proposed by the present applicant discloses a semi-batch type substrate on which a thin film can be deposited on a plurality of substrates A processing device is disclosed. Particularly, the substrate processing apparatus of the patent document includes a plurality of electrode modules arranged so as to be locally opposed to each other on a substrate supporter for supporting a plurality of substrates, and injecting the supplied process gas into plasma. The substrate processing apparatus of this patent document is a plasma processing apparatus in which a process gas for thin film deposition is plasmaized through each of a plurality of electrode modules while locally spraying on a substrate supporter while rotating the substrate supporter, So that a predetermined thin film is deposited on the surface of the substrate.
그러나, 특허 문헌의 기판 처리 장치에서는 기판이 고정된 상태에서 회전하는 기판 지지부의 회전 각속도로 인하여 기판 지지부의 중심부를 기준으로 기판의 내측 대비 외측의 반지름 및 원주율이 길기 때문에 기판의 외측에 대한 플라즈마 노출 시간이 기판의 내측에 비해 상대적으로 감소하게 된다. 이에 따라, 특허 문헌의 기판 처리 장치에서는 기판 지지부의 회전 각속도에 따른 기판의 내측과 외측의 플라즈마 노출 편차로 인하여 플라즈마 효율이 저하됨으로써 기판에 형성되는 박막의 균일도가 저하되고, 이로 인해 박막의 막질이 저하되는 문제점이 발생되었다.However, in the substrate processing apparatus of the patent document, due to the rotation angular velocity of the substrate supporting part rotating in a fixed state, the radius and the circumferential ratio of the substrate outside the substrate are long with respect to the center of the substrate supporting part, The time is reduced relative to the inside of the substrate. Accordingly, in the substrate processing apparatus of the patent document, the plasma efficiency is lowered due to the plasma exposure deviation between the inside and the outside of the substrate depending on the rotational angular velocity of the substrate supporting portion, so that the uniformity of the thin film formed on the substrate is lowered, A problem of lowering occurred.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 기판에 증착되는 박막의 막질을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus capable of improving film quality of a thin film deposited on a substrate.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other features and advantages of the invention will be set forth in the description which follows, or may be obvious to those skilled in the art from the description and the claims.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 공간을 마련하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부; 및 상기 기판 지지부 위에 배치되어 상기 기판에 플라즈마를 제공하는 플라즈마 모듈부를 포함하며, 상기 플라즈마 모듈부는 상기 기판으로부터 서로 마주보게 배치되어 전위차에 따라 상기 플라즈마를 형성하는 제 1 전극과 제 2 전극; 및 상기 제 1 및 제 2 전극 중 적어도 하나의 전극과 상기 기판 지지부 사이에 배치되어 상기 기판에 제공되는 상기 플라즈마를 국부적으로 감쇠시키는 플라즈마 감쇠 부재를 포함하여 구성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus comprising: a process chamber for providing a process space; A substrate support disposed within the process chamber to support at least one substrate; And a plasma module disposed on the substrate support to provide a plasma to the substrate, wherein the plasma module includes a first electrode and a second electrode arranged opposite to each other from the substrate to form the plasma according to a potential difference; And a plasma attenuation member disposed between the at least one of the first and second electrodes and the substrate support to locally attenuate the plasma provided to the substrate.
상기 플라즈마 감쇠 부재는 상기 제 2 전극의 하면과 이격되도록 상기 제 1 전극의 하면에 결합되어 상기 기판의 일부 영역에 제공되는 플라즈마를 국부적으로 감쇠시키는 절연 플레이트일 수 있다.The plasma attenuation member may be an insulating plate coupled to a lower surface of the first electrode so as to be spaced apart from a lower surface of the second electrode to locally attenuate plasma provided in a partial region of the substrate.
상기 기판 처리 장치는 상기 기판 지지부에 마주보도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및 상기 플라즈마 모듈부와 공간적으로 분리되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판에 박막을 증착하는 박막 증착 모듈부를 더 포함하여 구성될 수 있다.The substrate processing apparatus comprising: a chamber lid that covers an upper portion of the process chamber to face the substrate support; And a thin film deposition module unit installed in the chamber lead to spatially separate the plasma module unit from the plasma module unit and depositing a thin film on the substrate.
상기 박막 증착 모듈부는 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 소스 가스를 분사하는 적어도 하나의 제 1 가스 분사 모듈; 및 상기 제 1 가스 분사 모듈과 공간적으로 분리되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 반응 가스를 분사하는 적어도 하나의 제 2 가스 분사 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.Wherein the thin film deposition module includes: at least one first gas injection module installed in the chamber lid and injecting a source gas onto the substrate; And at least one second gas injection module installed in the chamber lid so as to be spatially separated from the first gas injection module and injecting a reactive gas onto the substrate.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 공간을 마련하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부; 및 상기 기판 지지부 위에 배치되어 상기 기판에 플라즈마를 제공하는 플라즈마 모듈부를 포함하며, 상기 플라즈마 모듈부로부터 기판에 제공되는 플라즈마는 상기 기판의 영역별로 상이할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus comprising: a process chamber for providing a process space; A substrate support disposed within the process chamber to support at least one substrate; And a plasma module disposed on the substrate support to provide plasma to the substrate, wherein the plasma provided from the plasma module to the substrate may be different for each region of the substrate.
상기 플라즈마 모듈부는 상기 기판으로부터 이격되면서 서로 나란한 플라즈마 전극과 접지 전극; 및 상기 플라즈마 전극과 이격되도록 상기 접지 전극의 하면에 결합되어 상기 기판의 일부 영역에 제공되는 플라즈마를 국부적으로 감쇠시키는 플라즈마 감쇠 부재를 포함하여 구성될 수 있다.The plasma module part includes a plasma electrode and a ground electrode spaced apart from the substrate and parallel to each other; And a plasma attenuating member coupled to a lower surface of the ground electrode so as to be spaced apart from the plasma electrode to locally attenuate a plasma provided in a partial area of the substrate.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 절연 플레이트를 통해 기판의 일부 영역에 제공되는 플라즈마를 국부적으로 감소시킴으로써 기판 지지부의 회전 각속도에 따른 기판의 전영역에 대한 플라즈마 노출 시간 편차를 최소화하고, 이를 통해 기판의 전영역에 걸쳐 균일한 플라즈마 트리트먼트 공정을 수행해 기판에 증착된 박막의 막질을 향상시킬 수 있다.According to the solution of the above problem, the substrate processing apparatus according to the present invention is capable of locally reducing the plasma provided on a part of the substrate through the insulating plate, thereby reducing the plasma exposure time variation Thereby enabling a uniform plasma treatment process to be performed over the entire area of the substrate to improve the film quality of the thin film deposited on the substrate.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 I-I'선의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 플라즈마 모듈부를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ'선의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 3의 Ⅲ-Ⅲ'선의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 플라즈마 감쇠 부재의 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 있어서, 기판 지지부의 회전 각속도에 따른 플라즈마 노출 편차를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 감쇠 부재의 다양한 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 17은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 18은 본 발명의 제 1 내지 제 5 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line I-I 'in Fig.
3 is an exploded perspective view schematically showing the plasma module portion shown in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line II-II 'in Fig. 3;
5 is a cross-sectional view taken along line III-III 'of FIG. 3;
6 is a view for explaining an arrangement structure of a plasma attenuating member according to the present invention.
7 is a view for explaining a plasma exposure deviation according to a rotational angular velocity of a substrate supporting part in the present invention.
8 to 12 are views for explaining various modified embodiments of the plasma attenuating member according to the embodiment of the present invention.
13 is a plan view for explaining a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
14 is a perspective view for explaining a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
15 is a plan view for explaining a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
16 is a plan view for explaining a substrate processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
17 is a plan view for explaining a substrate processing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
18 is a cross-sectional view for explaining a modified embodiment of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the first to fifth embodiments of the present invention.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. The meaning of the terms described herein should be understood as follows.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.The word " first, "" second," and the like, used to distinguish one element from another, are to be understood to include plural representations unless the context clearly dictates otherwise. The scope of the right should not be limited by these terms.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the terms "comprises" or "having" does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.It should be understood that the term "at least one" includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first item, the second item and the third item" means not only the first item, the second item or the third item, but also the second item and the second item among the first item, Means any combination of items that can be presented from more than one.
"상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.The term "on" means not only when a configuration is formed directly on top of another configuration, but also when a third configuration is interposed between these configurations.
이하에서는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of a substrate processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버(110), 기판 지지부(120), 챔버 리드(Chamber Lid; 130), 박막 증착 모듈부(140), 및 플라즈마 모듈부(150)를 포함한다.1, a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention includes a
상기 공정 챔버(110)는 기판 처리 공정을 위한 공정 공간을 제공한다. 이를 위해, 공정 챔버(110)는 바닥면과 바닥면으로부터 수직하게 형성되어 공정 공간을 정의하는 챔버 측벽을 포함하여 이루어진다.The
상기 공정 챔버(110)의 바닥면 및/또는 측면은 반응 공간의 가스 등을 배기시키기 위한 배기 장치(미도시)에 연통될 수 있다. 그리고, 상기 공정 챔버(110)의 적어도 일측 챔버 측벽에는 기판(10)이 반입되거나 반출되는 기판 출입구(미도시)가 설치되어 있다. 상기 기판 출입구(미도시)는 상기 공정 공간의 내부를 밀폐시키는 챔버 밀폐 수단(미도시)을 포함하여 이루어진다.The bottom surface and / or the side surface of the
상기 기판 지지부(120)는 공정 챔버(110)의 내부 바닥면에 회전 가능하게 설치된다. 이러한, 기판 지지부(120)는 공정 챔버(110)의 중앙 바닥면을 관통하는 회전축(미도시)에 의해 지지되며, 전기적으로 접지되거나, 일정한 전위(예를 들어, 양전위, 음전위 또는 플로팅(floating)될 수 있다. 이때, 공정 챔버(110)의 하면 외부로 노출되는 회전축은 공정 챔버(110)의 하면에 설치되는 벨로우즈(미도시)에 의해 밀폐된다.The
상기 기판 지지부(120)는 외부의 기판 로딩 장치(미도시)로부터 로딩되는 적어도 하나의 기판(10)을 지지한다. 여기서, 상기 기판(10)은 반도체 기판 또는 웨이퍼가 될 수 있으며, 기판 지지부(120)의 상면에는 복수의 기판(10)이 일정한 간격으로 배치된다. 이러한 상기 기판 지지부(120)는 회전축의 회전에 따라 소정 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전됨으로써 기판 지지부(120)의 회전 및 회전 속도에 따라 복수의 기판(10) 각각이 박막 증착 모듈부(140)와 플라즈마 모듈부(150) 각각의 하부를 지나가도록 한다. 이에 따라, 박막 증착 모듈부(140)의 하부를 지나가는 기판(10)은 박막 증착 모듈부(140)로부터 분사되는 공정 가스에 노출되고, 이로 인해 상기 기판(10) 상에서는 소정의 박막 증착을 위한 박막 증착 공정, 즉 ALD(Atomic Layer Deposition) 공정이 수행된다. 그리고, 플라즈마 모듈부(150)의 하부를 지나가는 기판(10)은 플라즈마 모듈부(150)에서 제공되는 플라즈마에 노출되고, 이로 인해 기판(10) 상에서는 박막의 막질 개선을 위한 플라즈마 트리트먼트 공정(plasma treatment process)이 수행된다.The
상기 챔버 리드(130)는 공정 챔버(110)의 상부에 설치되어 상기 공정 챔버(110)에 의해 마련되는 상기 공정 공간을 밀폐한다. 여기서, 상기 챔버 리드(130)와 상기 공정 챔버(110) 사이에는 기밀 부재(미도시)가 설치될 수 있다.The
그리고, 상기 챔버 리드(130)는 박막 증착 모듈부(140)와 플라즈마 모듈부(150) 각각을 지지한다. 이를 위해, 상기 챔버 리드(130)에는 복수의 모듈 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)가 형성되어 있다.The
상기 복수의 모듈 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)는 챔버 리드(130)의 중심점을 기준으로 산개, 즉 상기 중심점을 기준으로 균일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 중심점을 기준으로 소정의 각도로 각기 같거나 다른 각도로 이격되어 배치될 수 있다. 도 1에는 챔버 리드(130)에 4개의 모듈 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)가 형성되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 챔버 리드(130)는 중심점을 기준으로 산개하여 형성된 2N(단, N은 자연수)개 또는 2N+1개의 모듈 설치부를 포함하여 이루어질 수 있다. 이하의 설명에서는 챔버 리드(130)가 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)를 포함하여 이루어지는 것으로 가정하기로 한다.The plurality of
상기 박막 증착 모듈부(140)는 상기 기판 지지부(120)에 국부적으로 마주보도록 상기 챔버 리드(130)의 제 1 내지 제 3 모듈 설치부(130a, 130b, 130c)에 분리 가능하게 설치되어, 외부로부터 공급되는 공정 가스를 상기 기판 지지부(120) 상에 국부적으로 하향 분사함으로써 기판(10) 상에 소정의 박막이 증착되도록 한다. 이를 위해, 상기 박막 증착 모듈부(140)는 제 1 내지 제 3 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c)을 포함하여 구성될 수 있다.The thin film
상기 제 1 가스 분사 모듈(140a)은 상기 기판 지지부(120) 상에 정의된 제 1 가스 분사 영역과 마주보도록 상기 챔버 리드(130)에 분리 가능하게 설치되어, 외부의 소스 가스 공급부(미도시)로부터 공급되는 소스 가스를 상기 제 1 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 여기서, 상기 소스 가스는 기판(10) 상에 증착될 박막의 주요 재질을 포함하여 이루어지는 가스로서, 산화막, HQ(hydroquinone) 산화막, High-K 물질의 박막, 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 또는 알루미늄(Al) 물질을 포함하는 가스로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 티타늄(Ti)을 포함하여 이루어지는 소스 가스는 사염화티타늄(TiCl4) 가스 등이 될 수 있으며, 실리콘(Si) 물질을 포함하는 소스 가스로는 실란(Silane; SiH4), 디실란(Disilane; Si2H6), 트리실란(Trisilane; Si3H8), TEOS(Tetraethylorthosilicate), DCS(Dichlorosilane), HCD(Hexachlorosilane), TriDMAS(Tri-dimethylaminosilane) 및 TSA(Trisilylamine) 등이 될 수 있다.The first
상기 제 1 가스 분사 모듈(140a)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(210), 및 복수의 가스 공급 홀(220)을 포함하여 구성된다. 상기 하우징(210)은 하면이 개구되어 마련되는 가스 분사 공간(212)을 가지도록 사각 상자 형태로 형성되어 챔버 리드(130)에 마련된 제 1 모듈 설치부(130a)에 분리 가능하게 삽입 설치된다. 일 실시 예에 따른 하우징(210)은 챔버 리드(130)의 상면에 결합되어 챔버 리드(130)에 전기적으로 접지되는 접지 플레이트(210a), 및 접지 플레이트(210a)의 하면 가장자리 부분으로부터 소정 높이를 가지도록 돌출되어 가스 분사 공간(212)을 마련하는 접지 측벽(210b)을 포함하여 구성된다. 상기 복수의 가스 공급 홀(220)은 상기 접지 플레이트(210a)를 적어도 1열로 수직 관통하도록 형성되어 상기 가스 분사 공간(212)에 연통된다. 이러한 복수의 가스 공급 홀(220)은 가스 공급관(미도시)을 통해 소스 가스 공급부로부터 공급되는 소스 가스(SG)를 가스 분사 공간(212)에 공급한다. 이에 따라, 상기 가스 분사 공간(212)에 공급되는 소스 가스(SG)는 기판 지지부(120)의 회전에 따라 이동되어 상기 제 1 가스 분사 모듈(140a)의 하부, 즉 제 1 가스 분사 영역을 통과하는 기판(10)의 전영역에 분사되게 된다.The first
상기 제 1 가스 분사 모듈(140a)은 상기 챔버 리드(130)에 일정한 간격을 가지도록 복수로 설치될 수 있다. 즉, 상기 챔버 리드(130)에는 적어도 하나의 제 1 가스 분사 모듈(140a)이 설치될 수 있다.The first
다시 도 1에서, 상기 제 2 및 제 3 가스 분사 모듈(140b, 140c) 각각은 상기 제 1 가스 분사 영역과 공간적으로 분리되면서 상기 기판 지지부(120) 상에 정의된 제 2 및 제 3 가스 분사 영역에 각각 마주보도록 상기 챔버 리드(130)에 마련된 제 2 및 제 3 모듈 설치부(130b, 130c)에 각각 분리 가능하게 설치되어, 외부의 반응 가스 공급부(미도시)로부터 공급되는 반응 가스를 상기 제 2 및 제 3 가스 분사 영역 각각에 하향 분사한다. 여기서, 상기 반응 가스는 기판(10) 상에 증착될 박막의 일부 재질을 포함하도록 이루어져 상기 소스 가스와 반응하여 최종적인 박막을 형성하는 가스로서, 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 수소(H2)/질소(N2), 이산화질소(NO2) 가스, 아산화질소(N2O), 암모니아(NH3), 증기(H2O), 또는 오존(O3) 등이 될 수 있다. 이러한 상기 반응 가스는 아르곤(Ar), 제논(Ze), 헬륨(He), 또는 아르곤(Ar)/헬륨(He) 등의 가스와 함께 분사될 수 있다.Referring again to FIG. 1, each of the second and third
상기 제 2 및 제 3 가스 분사 모듈(140b, 140c) 각각은, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(210), 및 가스 공급 홀(220)을 포함하여 구성되는 것으로, 이는 전술한 제 1 가스 분사 모듈(140a)과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다. 이러한 상기 제 2 및 제 3 가스 분사 모듈(140b, 140c) 각각은 가스 공급 홀(220)을 통해 외부의 반응 가스 공급부로부터 가스 분사 공간(212)에 공급되는 반응 가스(RG)를, 기판 지지부(120)의 회전에 따라 이동되어 상기 제 2 및 제 3 가스 분사 영역을 각각 통과하는 기판(10)의 전영역에 분사한다.Each of the second and third
상기 플라즈마 모듈부(150)는 상기 제 1 내지 제 3 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c) 각각과 공간적으로 분리되면서 상기 기판 지지부(120) 상에 정의된 플라즈마 트리트먼트 영역에 마주보도록 상기 챔버 리드(130)에 마련된 제 4 모듈 설치부(130d)에 분리 가능하게 설치된다. 이러한 상기 플라즈마 모듈부(150)는 외부의 트리트먼트 가스 공급부(미도시)로부터 공급되는 트리트먼트 가스와 외부의 플라즈마 전원 공급부(미도시)로부터 공급되는 플라즈마 전원에 따라 플라즈마를 형성하여 기판(10)에 제공한다. 여기서, 상기 트리트먼트 가스는 수소(H2), 질소(N2), 수소(H2)/질소(N2), 암모니아(NH3), 염소(Cl), 또는 산소(O2) 등이 될 수 있다. 이러한 상기 트리트먼트 가스는 아르곤(Ar), 제논(Ze), 헬륨(He), 또는 아르곤(Ar)/헬륨(He) 등의 가스와 함께 상기 플라즈마 모듈부(150)에 공급될 수 있다.The
상기 플라즈마 모듈부(150)는 상기 기판 지지부(120)의 회전에 따라 상기 플라즈마 트리트먼트 영역을 통과하는 기판(10)에 플라즈마를 제공함으로써 상기 박막 증착 모듈부(140)에 의해 기판(10) 상에 증착된 박막의 표면 및 내부에 존재하는 불순물 등을 제거하여 상기 박막의 막질, 계면 특성, 접착력, 내식성, 저항성 등을 개선시킨다. 이를 위해, 상기 플라즈마 모듈부(150)는, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(311), 제 1 전극(312), 한 쌍의 제 2 전극(313a, 313b), 제 1 절연체(314), 전원 전달 부재(315), 제 2 절연체(316), 트리트먼트 가스 공급 홀(317), 및 플라즈마 감쇠 부재(318)를 포함하여 구성될 수 있다.The
상기 상부 플레이트(311)는 상기 챔버 리드(130)에 마련된 제 4 모듈 설치부(130d)를 덮도록 챔버 리드(130)의 상면에 결합되어 제 1 전극(312)과 한 쌍의 제 2 전극(313a, 313b)을 지지한다.The
상기 제 1 전극(312)은 상기 상부 플레이트(311)의 하면에 결합되어 제 4 모듈 설치부(130d)에 삽입 배치됨으로써 제 4 모듈 설치부(130d)를 정의하는 챔버 리드(130)의 각 측벽에 의해 둘러싸인다. 여기서, 일 실시 예에 따른 제 1 전극(312)은 서로 나란한 내측 격벽(312a)과 외측 격벽(312b), 및 내측 격벽(312a)과 외측 격벽(312b) 사이에 결합된 중간 격벽(312c)을 포함하도록 평면적으로 "I"자 형태를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 내측 격벽(312a)과 외측 격벽(312b)은 기판(10)의 직경보다 큰 거리로 이격된다. 이러한 제 1 전극(312)은 상부 플레이트(311)를 통해 챔버 리드(130)에 전기적으로 연결되어 전기적으로 접지 상태이므로, 이하의 설명에서는 제 1 전극(312)을 접지 전극(312)이라 정의하기로 한다.The
상기 제 1 전극(312)의 내측 격벽(312a)은 상기 기판 지지부(120)에 지지된 기판(10)의 탑(top) 부분(TA)에 중첩되도록 배치되고, 상기 제 1 전극(312)의 외측 격벽(312b)은 상기 기판 지지부(120)에 지지된 기판(10)의 버텀(bottom) 부분(BA)에 중첩되도록 배치될 수 있다. 여기서, 기판(10)의 탑 부분(TA)은 기판 지지부(120)의 중심부에 인접한 기판(10)의 내측 영역으로 정의될 수 있고, 기판(10)의 버텀 부분(BA)은 기판 지지부(120)의 가장자리 부분에 인접한 기판(10)의 외측 영역으로 정의될 수 있다.The
상기 한 쌍의 제 2 전극(313a, 313b) 각각은 소정의 갭 공간(GS1, GS2)을 사이에 두고 상기 제 1 전극(312), 보다 구체적으로는 중간 격벽(312c)과 나란하도록 배치됨으로써 상기 제 1 전극(312)과 제 4 모듈 설치부(130d)를 정의하는 챔버 리드(130)의 각 측벽에 의해 둘러싸인다. 여기서, 상기 한 쌍의 제 2 전극(313a, 313b) 각각은 상기 중간 격벽(312c)의 장변과 나란한 직사각 형태의 단면을 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 상기 한 쌍의 제 2 전극(313a, 313b) 각각의 상면에는 일정한 높이로 형성된 급전봉(313c)이 형성되어 있으며, 상기 급전봉(313c)은 상기 제 1 절연체(314)를 관통하여 상기 상부 플레이트(311)에 형성된 전극 설치 홀(311a)에 삽입된다. 여기서, 상기 한 쌍의 제 2 전극(313a, 313b)에는 상기 급전봉(313c)으로부터 플라즈마 전원이 공급되므로 이하의 설명에서는 상기 한 쌍의 제 2 전극(313a, 313b)을 제 1 및 제 2 플라즈마 전극(313a, 313b)이라 각각 정의하기로 한다.Each of the pair of
상기 제 1 플라즈마 전극(313a)과 상기 중간 격벽(312c)의 일측면 사이에는 제 1 갭 공간(GS1)이 마련되고, 상기 제 2 플라즈마 전극(313b)과 상기 중간 격벽(312c)의 타측면 사이에는 제 2 갭 공간(GS2)이 마련된다.A first gap space GS1 is provided between one side of the
상기 제 1 절연체(314)는 상기 한 쌍의 제 2 전극(313a, 313b) 각각과 상기 상부 플레이트(311) 사이에 형성되어 상기 플라즈마 전극(313a, 313b)을 전기적으로 절연시킴으로써 전기적으로 접지 상태인 상부 플레이트(311)와 상기 플라즈마 전극(313a, 313b) 간의 전기적인 접속을 방지한다. 여기서, 상기 제 1 절연체(314a)는 상기 플라즈마 전극(313a, 313b)의 상부 면적보다 상대적으로 넓은 면적을 가지도록 형성될 수도 있는데, 이 경우 상기 제 1 절연체(314a)는 상기 플라즈마 전극(313a, 313b)의 각 측면과 상부 플레이트(311) 사이에 전기장이 형성되는 것을 방지할 수 있다.The
상기 전원 전달 부재(315)는 상기 상부 플레이트(311)에 형성된 전극 설치 홀(311a)을 덮도록 상기 상부 플레이트(311)에 설치된다. 이러한 상기 전원 전달 부재(315)는 상기 전극 설치 홀(311a) 내부에서 상기 플라즈마 전극(313a, 313b)의 급전봉(313b)과 전기적으로 접속되도록 결합됨으로써 외부의 플라즈마 전원 공급부(160)로부터 공급되는 플라즈마 전원을 상기 플라즈마 전극(313a, 313b)에 공급한다. 또한, 상기 전원 전달 부재(315)는 상기 플라즈마 전극(313a, 313b)을 지지하는 역할도 한다.The
상기 제 2 절연체(316)는 상기 전원 전달 부재(315)와 상기 플라즈마 전극(313a, 313b)의 급전봉(313b) 각각과 상기 상부 플레이트(311) 사이에 형성되어 상기 전원 전달 부재(315)와 상기 플라즈마 전극(313a, 313b)의 급전봉(313b) 각각을 전기적으로 절연시키는 역할을 한다.The
상기 트리트먼트 가스 공급 홀(317)은 상기 갭 공간(GS1, GS2)과 중첩되도록 상기 상부 플레이트(311)를 수직 관통하여 형성된다. 이러한 상기 트리트먼트 가스 공급 홀(317)은 외부의 트리트먼트 가스 공급부로부터 공급되는 트리트먼트 가스(TG)를 상기 갭 공간(GS1, GS2)에 공급한다. 이때, 상기 트리트먼트 가스 공급 홀(317)은 상기 갭 공간(GS1, GS2)과 중첩되도록 상기 상부 플레이트(311)에 복수로 형성될 수 있으며, 이 경우 복수의 트리트먼트 가스 공급 홀(317)은 적어도 1열로 배열될 수 있다.The treatment
상기 플라즈마 감쇠 부재(318)는 상기 플라즈마 전극(313a, 313b)의 하면으로부터 이격되면서 상기 갭 공간(GS1, GS2)의 하면 일부를 덮도록 상기 접지 전극(312)의 하면에 결합된 절연 플레이트를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)는 스크류 또는 볼트에 의해 상기 접지 전극(312)의 하면에 결합되어 상기 플라즈마 전극(313a, 313b)의 하면과 일정한 거리로 이격된다. 이러한 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)는 갭 공간(GS1, GS2)으로부터 기판(10)에 제공되는 플라즈마 중 기판(10)의 일부에 제공되는 플라즈마를 국부적으로 감쇠시킴으로써 기판 지지부(120)의 회전 각속도에 따라 기판(10)에 제공되는 플라즈마의 편차를 최소화하고, 기판(10)의 전영역에 균일한 플라즈마가 제공되도록 하여 기판(10)의 전영역에 대해 균일한 플라즈마 트리트먼트 공정이 수행되도록 한다.The
구체적으로, 상기 플라즈마 트리트먼트 공정을 위해 상기 갭 공간(GS1, GS2)에 형성되는 플라즈마는 기판(10)에 제공되는데, 이때, 기판(10)의 영역마다 플라즈마 노출 시간은 기판 지지부(120)의 회전 각속도에 따라 달라지게 된다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 기판 지지부(120)의 중심부(CNT)에 대한 기판(10)의 버텀 부분(BA)의 반지름(r2)이 기판(10)의 탑 부분(TA)의 반지름(r1)보다 길기 때문에, 기판(10)이 기판 지지부(120)에 고정된 상태에서 기판 지지부(120)가 회전하게 되면, 상기 버텀 부분(BA)의 원주율(2πr2)이 상기 탑 부분(TA)의 원주율(2πr1)보다 길게 된다. 이러한 원주율(2πr1, 2πr2)의 편차에 의해 상기 기판(10)의 탑 부분(TA)과 상기 버텀 부분(BA) 간의 플라즈마 노출 편차(2π(r2-r1))가 발생하고, 이로 인해 상기 기판(10)의 탑 부분(TA) 대비 상기 버텀 부분(BA)의 플라즈마 노출 시간이 감쇠하게 된다.Plasma formed in the gap spaces GS1 and GS2 for the plasma treatment process is provided to the
위와 같은 기판 지지부(120)의 회전 각속도에 따라 기판(10)의 플라즈마 노출 편차를 최소화하기 위해, 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)는 기판(10)의 탑 부분(TA)에 중첩되도록 평면적으로 사각 형태로 형성되어 상기 제 1 전극(312)의 하면에 결합될 수 있다. 이때, 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)는 세라믹 등의 절연 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 기판(10)의 탑 부분(TA)에 제공되는 플라즈마를 감소 내지 차폐시키기 위한 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)는 상기 기판 지지부(120)에 지지된 각 기판(10)의 탑 부분(TA)에 중첩되도록 상기 제 1 전극(312)의 하면에 결합되어 기판(10)의 탑 부분(TA)으로 제공되는 플라즈마를 감쇠(또는 차폐)시킴으로써 기판 지지부(120)의 회전 각속도에 따라 기판(10)에 제공되는 플라즈마의 편차를 최소화한다.The
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 박막 증착 공정을 설명하면 다음과 같다.The thin film deposition process using the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will now be described.
먼저, 복수의 기판(10)을 기판 지지부(120)에 일정한 간격으로 로딩시켜 안착시킨다.First, a plurality of
그런 다음, 복수의 기판(10)이 로딩되어 안착된 기판 지지부(120)를 소정 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전시킨다.Then, the plurality of
이어서, 상기 박막 증착 모듈부(140)를 통해 공간적으로 분리되는 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)를 기판 지지부(120) 상에 분사한다. 이와 동시에 상기 플라즈마 모듈부(150)를 통해 상기 갭 공간에 플라즈마를 형성한다. 이때, 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG) 각각은 공정 챔버(110)의 공정 공간 내에서 ALD 공정과 플라즈마 트리트먼트 공정이 1 싸이클 내에서 순차적으로 수행되거나 1 싸이클 마다 순차적(또는 교번적)으로 수행되도록 동시에 분사되거나 순차적으로 분사될 수 있다. 여기서, 상기 1 싸이클은 상기 기판 지지부(120)의 1 회전으로 정의될 수 있다.A source gas SG and a reactive gas RG spatially separated through the thin film
이에 따라, 복수의 기판(10) 각각은 기판 지지부(120)의 회전에 따라 상기 제 1 내지 제 3 가스 분사 영역 각각을 통과함으로써 상기 제 1 내지 제 3 가스 분사 영역에 분사되는 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)에 순차적으로 노출되고, 이로 인해 복수의 기판(10) 각각에는 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)의 상호 반응에 의해 소정의 박막이 증착된다. 그리고, 소정의 박막이 증착된 기판(10)은 기판 지지부(120)의 회전에 따라 상기 플라즈마 트리트먼트 영역을 통과하면서 상기 플라즈마 모듈부(150)에서 제공되는 플라즈마에 노출되고, 이로 인해 기판(10)에 증착된 박막에 대한 플라즈마 트리트먼트 공정에 의해 박막의 표면 및 내부에 존재하는 불순물 등이 제거되어 박막의 막질이 개선되게 된다. 이때, 각 기판(10)에 제공되는 플라즈마의 일부가 상기 플라즈마 모듈부(150)의 하면에 설치된 플라즈마 감쇠 부재(318)에 의해 감쇠되어 상기 기판 지지부(120)의 회전 각속도에 따른 플라즈마 노출 시간의 편차가 보상됨으로써 각 기판(10)의 전영역에 걸쳐 균일한 플라즈마 트리트먼트 공정이 수행되게 된다.Accordingly, each of the plurality of
일 예로서, 기판(10) 상에 질화티타늄(TiN) 박막을 증착할 경우, 상기 박막 증착 모듈부(140)의 제 1 가스 분사 모듈(140a)은 사염화티타늄(TiCl4) 가스를 포함하는 소스 가스(SG)를 분사하고, 상기 박막 증착 모듈부(140)의 제 2 및 제 3 가스 분사 모듈(140b, 140c) 각각은 암모니아(NH3) 가스로 이루어진 반응 가스(RG)를 분사하며, 상기 플라즈마 모듈부(150)는 수소(H2)/질소(N2) 가스로 이루어진 트리트먼트 가스에 따른 플라즈마를 기판(10)에 제공한다. 이에 따라, 기판 지지부(120)의 회전에 따라 상기 제 1 내지 제 3 가스 분사 영역 각각을 통과하는 기판(10) 상에는 상기 소스 가스(SG)와 상기 반응 가스(RG)의 상호 반응에 의해 질화티타늄(TiN) 박막이 증착된다. 그리고, 질화티타늄(TiN) 박막이 증착된 기판(10)은 상기 기판 지지부(120)의 회전에 따라 상기 플라즈마 트리트먼트 영역을 통과하면서 상기 플라즈마 모듈부(150)에서 제공되는 플라즈마에 노출되고, 이로 인해 기판(10)에 증착된 상기 질화티타늄(TiN) 박막의 표면 및 내부에 존재하는 염소(chlorine) 성분은 플라즈마화된 트리트먼트 가스와 결합하여 염화수소(HCl) 가스와 질소(N2) 가스로 되어 제거됨으로써 상기 질화티타늄(TiN) 박막의 계면 특성 등의 막질이 개선되게 된다. 이러한 플라즈마 트리트먼트 공정에서는 기판 지지부(120)의 회전 각속도에 따라 상대적으로 많은 시간 동안 플라즈마에 노출되는 기판(10)의 탑 부분(TA)에 제공되는 플라즈마가 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)에 의해 감쇠됨으로써 박막의 막질 개선을 위한 플라즈마 트리트먼트 공정이 기판(10)의 전영역에 걸쳐 균일하게 수행되게 된다.As an example, the sources when depositing a titanium nitride (TiN) thin film on a
도 8 내지 도 12는 도 1 및 도 3 내지 도 6에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 감쇠 부재의 다양한 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면들이다.FIGS. 8 to 12 are views for explaining various modified embodiments of the plasma attenuating member according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 3 to 6.
먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 감쇠 부재(318)는 복수의 블랭크(blank, 318a)를 포함하도록 평면적으로 사각 형태로 형성되어 기판(10)의 탑 부분(TA)에 중첩되는 상기 제 1 전극(312)의 하면에 결합될 수 있다.8, a
상기 복수의 블랭크 영역(318a) 각각은 상기 갭 공간(GS1, GS2)에 중첩되는 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)를 관통하도록 형성될 수 있다. 이러한 상기 복수의 블랭크 영역(318a) 각각은 상기 갭 공간(GS1, GS2)에 형성되는 플라즈마의 일부가 기판(10)으로 제공되는 통로 역할을 함으로써 기판(10)의 전영역에 걸쳐 전술한 플라즈마 트리트먼트 공정이 균일하게 수행되도록 한다. 이와 같은, 상기 복수의 블랭크 영역(318a) 각각은 사각 또는 원형 등의 단면을 가지도록 형성될 수 있다. 여기서, 도 7에서는 상기 복수의 블랭크 영역(318a) 각각이 상기 갭 공간(GS1, GS2)에 중첩되도록 형성된 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 상기 복수의 블랭크 영역(318a) 각각은 상기 갭 공간(GS1, GS2)과 제 1 전극(312) 및 상기 플라즈마 전극(313a, 313b) 중 적어도 하나에 중첩되도록 형성될 수 있다.Each of the plurality of
다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 감쇠 부재(318)는 평면적으로 삼각 형태로 형성되어 기판(10)의 내측 가장자리(또는 탑 부분(TA))에서부터 중심부(CNT)까지의 영역에 중첩되는 상기 제 1 전극(312)의 하면에 결합될 수 있다. 즉, 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)는 상기 접지 전극(132)의 내측 격벽에 중첩되는 밑변, 및 기판(10)의 중심부에 중첩되는 꼭지점을 포함하는 삼각 형태로 형성될 수 있다.9, the
다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플라즈마 감쇠 부재(318)는 평면적으로 사다리꼴 형태를 가지도록 형성되어 기판(10)의 내측 가장자리(또는 탑 부분(TA))에서부터 기판(10)의 중심부(CNT)와 기판(10)의 외측 가장자리 부분(또는 버텀 부분(BA)) 사이의 중간까지의 영역에 중첩되는 상기 제 1 전극(312)의 하면에 결합될 수 있다. 즉, 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)는 상기 접지 전극(132)의 내측 격벽에 중첩되는 밑변, 기판(10)의 중심부(CNT)와 버텀 부분(BA) 사이의 중간에 중첩되는 윗변, 및 상기 밑변과 윗변 사이의 경사면을 포함하는 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다.10, the
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 플라즈마 감쇠 부재(318)는 평면적으로 삼각 형태를 가지도록 형성되어 기판(10)의 내측 가장자리(또는 탑 부분(TA))에서부터 기판(10)의 외측 가장자리 부분(또는 버텀 부분(BA))까지의 영역에 중첩되는 상기 제 1 전극(312)의 하면에 결합될 수 있다. 즉, 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)는 상기 접지 전극(132)의 내측 격벽에 중첩되는 밑변, 및 상기 접지 전극(132)의 외측 격벽 중심부에 중첩되는 꼭지점을 포함하는 삼각 형태로 형성될 수 있다.11, the
다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 플라즈마 감쇠 부재(318)는 평면적으로 사각 형태와 삼각 형태가 조합된 형태를 가지도록 형성되어 기판(10)의 내측 가장자리(또는 탑 부분(TA))에서부터 기판(10)의 외측 가장자리 부분(또는 버텀 부분(BA))까지의 영역에 중첩되는 상기 제 1 전극(312)의 하면에 결합될 수 있다. 즉, 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)는 상기 접지 전극(132)의 내측 격벽과 기판(10)의 탑 부분(TA)에 중첩되는 사각 형태, 및 상기 사각 형태에 접하는 밑변과 상기 접지 전극(132)의 외측 격벽 중심부에 중첩되는 꼭지점을 포함하는 삼각 형태로 형성될 수 있다.12, the
한편, 본 발명의 제 2 내지 제 5 실시 예에 따른 플라즈마 감쇠 부재(318)는, 도 8에 도시된 복수의 블랭크(318a)를 더 포함하여 이루어질 수도 있다. 이 경우, 상기 복수의 블랭크(318a)는 일정한 간격으로 형성되거나, 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)의 형태에 따라 다양한 간격으로 형성될 수도 있다.On the other hand, the
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)를 통해 기판(10)의 일부 영역에 제공되는 플라즈마를 국부적으로 감쇠시킴으로써 기판 지지부(120)의 회전 각속도에 따른 기판(10)의 전영역에 대한 플라즈마 노출 시간 편차를 최소화하여 기판(10)의 전영역에 걸쳐 균일한 플라즈마 트리트먼트 공정을 수행할 수 있으며, 상기 플라즈마 감쇠 부재(318)의 교체를 통해 기판(10)에 제공되는 플라즈마를 조절할 수 있다.The substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention is configured to locally attenuate the plasma provided in a partial region of the
도 13은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도로서, 이는 박막 증착 모듈을 변경하여 구성한 것이다. 이에 따라, 이하에서는 박막 증착 모듈에 대해서만 설명하기로 한다.FIG. 13 is a plan view for explaining a substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, which is constructed by modifying the thin film deposition module. Accordingly, only the thin film deposition module will be described below.
본 발명의 제 2 실시 예의 기판 처리 장치의 박막 증착 모듈(140)은 퍼지 가스(purge gas)를 분사하기 위한 제 1 및 제 2 퍼지 가스 분사 모듈(140d, 140e)을 더 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 퍼지 가스는 질소(N2), 아르곤(Ar), 제논(Ze), 헬륨(He), 또는 아르곤(Ar)/헬륨(He) 등의 가스로 이루어질 수 있다.The thin
상기 제 1 퍼지 가스 분사 모듈(140d)은 전술한 제 1 가스 분사 모듈(140a)과 제 2 가스 분사 모듈(140b) 사이에 배치되도록 전술한 상기 챔버 리드(130)에 마련된 제 4 모듈 설치부(미도시)에 분리 가능하게 설치된다. 이러한 상기 제 1 퍼지 가스 분사 모듈(140d)은 외부의 퍼지 가스 공급부(미도시)로부터 공급되는 상기 퍼지 가스를 기판(10) 상에 분사함으로써 기판(10)에 증착되지 않고 남은 소스 가스 및/또는 반응 가스와 반응하지 않고 잔존하는 소스 가스를 제거하여 박막의 막질을 향상시킨다. 이와 동시에, 상기 제 1 퍼지 가스 분사 모듈(140d)은 상기 제 1 가스 분사 모듈(140a)로부터 소스 가스가 분사되는 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 2 가스 분사 모듈(140b)로부터 반응 가스가 분사되는 제 2 가스 분사 영역 사이에 가스 장벽을 형성함으로써 제 1 및 제 2 가스 분사 영역을 공간적으로 분리한다.The first purge
상기 제 2 퍼지 가스 분사 모듈(140e)은 전술한 제 1 가스 분사 모듈(140a)과 플라즈마 모듈부(150) 사이에 배치되도록 전술한 상기 챔버 리드(130)에 마련된 제 5 모듈 설치부(미도시)에 분리 가능하게 설치된다. 이러한 상기 제 2 퍼지 가스 분사 모듈(140e)은 상기 퍼지 가스 공급부로부터 공급되는 상기 퍼지 가스를 기판(10) 상에 분사함으로써 기판(10)에 증착되지 않고 남은 소스 가스 및/또는 반응 가스와 반응하지 않고 잔존하는 소스 가스를 제거하여 박막의 막질을 향상시킨다. 이와 동시에, 상기 제 2 퍼지 가스 분사 모듈(140e)은 상기 제 1 가스 분사 모듈(140a)로부터 소스 가스가 분사되는 제 1 가스 분사 영역과 상기 제 2 퍼지 가스 분사 모듈(140e)에 형성되는 플라즈마 트리트먼트 영역 사이에 가스 장벽을 형성함으로써 상기 제 1 가스 분사 영역과 상기 플라즈마 트리트먼트 영역을 공간적으로 분리한다.The second purge
상기 제 1 및 제 2 퍼지 가스 분사 모듈(140d, 140e) 각각은, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(210), 및 가스 공급 홀(220)을 포함하여 구성되는 것으로, 이는 전술한 제 1 가스 분사 모듈(140a)과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다. 이러한 상기 제 1 및 제 2 퍼지 가스 분사 모듈(140d, 140e) 각각은 가스 공급 홀(220)을 통해 외부의 퍼지 가스 공급부로부터 가스 분사 공간(212)에 공급되는 퍼지 가스를 기판(10) 상에 분사할 수 있다.Each of the first and second purge
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치와 동일한 효과를 제공하면서, 퍼지 가스 분사 모듈(140d, 140e)을 통해 기판(10) 상에 퍼지 가스를 분사하여 기판(10)에 증착되지 않은 소스 가스 및/또는 소스 가스와 반응하지 않고 잔존하는 반응 가스를 퍼지시킴으로써 기판(10)에 증착되는 박막의 막질을 더욱 향상시킬 수 있다.The substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention provides the same effects as those of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention and is provided with the purge
도 14는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 사시도이며, 도 15는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도로서, 이는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 퍼지 가스 분사부를 추가로 구성한 것이다. 이하, 본 발명의 제 3 실시 예를 설명함에 있어 제 2 실시 예와 동일 또는 대응되는 구성에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.FIG. 14 is a perspective view for explaining a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention, FIG. 15 is a plan view for explaining a substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention, The substrate processing apparatus according to the embodiment further comprises a purge gas injection unit. Hereinafter, in explaining the third embodiment of the present invention, the description of the same or corresponding structure as that of the second embodiment will be omitted.
상기 퍼지 가스 분사부(170)는 전술한 제 1 내지 제 3 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c)과 상기 플라즈마 모듈부(150) 사이사이에 대응되는 기판 지지부(120) 상에 정의된 복수의 퍼지 가스 분사 영역 각각에 중첩되도록 챔버 리드(130)에 설치된다. 여기서, 상기 퍼지 가스 분사부(170)는 상기 제 1 내지 제 3 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c)과 상기 플라즈마 모듈부(150)의 배치 구조에 따라 "+"자, "×"자, "*"자, 또는 "Y"자 형태로 형성되어 챔버 리드(130)에 형성되어 있는 퍼지 가스 분사 모듈 설치부(130e)에 분리 가능하게 삽입 설치된다.The purge
상기 퍼지 가스 분사부(170)는 외부의 퍼지 가스 공급부로부터 공급되는 상기 퍼지 가스를 복수의 퍼지 가스 분사 영역 각각에 하향 분사함으로써 기판(10)에 증착되지 않은 소스 가스 및/또는 소스 가스와 반응하지 않고 잔존하는 반응 가스를 퍼지(purge)시키는 역할을 한다. 또한, 상기 퍼지 가스 분사부(170)는 제 1 내지 제 3 가스 분사 영역과 상기 플라즈마 트리트먼트 영역 사이사이에 퍼지 가스를 분사하여 가스 장벽을 형성함으로써 각 영역을 공간적으로 분리하는 역할도 함께 수행한다.The purge
이와 같은, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치와 동일한 효과를 제공하면서, 상기 퍼지 가스 분사부(170)에서 분사되는 퍼지 가스를 이용하여 기판(10) 상에 분사되는 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분리함으로써 기판(10)에 증착되는 박막의 막질을 향상시킬 수 있다.The apparatus for treating a substrate according to the third embodiment of the present invention provides the same effect as the apparatus for treating a substrate according to the first embodiment of the present invention while using the purge gas injected from the purge
한편, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서, 상기 퍼지 가스 분사부(170)의 하면은 상기 챔버 리드(130)의 하면으로부터 일정한 높이를 가지도록 기판 지지부(120) 쪽으로 돌출될 수 있는데, 이 경우, 상기 퍼지 가스는 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스보다 상대적으로 가까운 거리에서 기판(10) 상으로 분사되게 된다. 이에 따라, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 퍼지 가스를 이용하여 소스 가스와 반응 가스가 기판 지지부(120) 상에 분사되는 도중에 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있으며, 특히 기판 지지부(120)의 고속 회전에 따라 기판(10)의 이동 속도가 빠르더라도 소스 가스와 반응 가스의 혼합이 방지되므로 기판에 대한 ALD 공정을 고속으로 수행할 수 있다.In the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention, the lower surface of the purge
도 16은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도로서, 이는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 박막 증착 모듈부와 플라즈마 모듈부의 구성을 변경하여 구성한 것이다. 이하, 본 발명의 제 4 실시 예를 설명함에 있어 제 3 실시 예와 동일 또는 대응되는 구성에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.FIG. 16 is a plan view for explaining a substrate processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, which is constructed by changing the configuration of the thin film deposition module unit and the plasma module unit in the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention . Hereinafter, in explaining the fourth embodiment of the present invention, the description of the same or corresponding components as those of the third embodiment will be omitted.
먼저, 상기 박막 증착 모듈부(140)는 제 1 및 제 2 가스 분사 모듈(440a, 440b)을 포함하여 구성된다.First, the thin film
상기 제 1 가스 분사 모듈(440a)은 전술한 바와 같이 챔버 리드(130)에 마련된 제 1 모듈 설치부(130a, 도 14 참조)에 분리 가능하게 삽입 설치되어, 외부의 소스 가스 공급부로부터 공급되는 소스 가스를 전술한 제 1 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이러한 상기 제 1 가스 분사 모듈(440a)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(210), 및 가스 공급 홀(220)을 포함하여 구성되는 것으로, 이는 전술한 제 1 가스 분사 모듈(140a)과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.The first
상기 제 2 가스 분사 모듈(440b)은 전술한 바와 같이 챔버 리드(130)에 마련된 제 2 모듈 설치부(130b, 도 14 참조)에 분리 가능하게 삽입 설치되어, 외부의 반응 가스 공급부로부터 공급되는 반응 가스를 전술한 제 2 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이러한 상기 제 2 가스 분사 모듈(440b)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(210), 및 가스 공급 홀(220)을 포함하여 구성되는 것으로, 이는 전술한 제 2 가스 분사 모듈(140b)과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.The second
상기 제 1 및 제 2 가스 분사 모듈(440a, 440b)은 전술한 퍼지 가스 분사 모듈부(170)에 의해 공간적으로 분리된다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 영역 사이에는 상기 퍼지 가스 분사 모듈부(170)로부터 분사되는 퍼지 가스에 의한 가스 장벽에 의해 공간적으로 분리된다.The first and second
상기 플라즈마 모듈부(150)는 제 1 및 제 2 플라즈마 모듈(450a, 450b)을 포함하여 구성된다.The
상기 제 1 플라즈마 모듈(450a)은 전술한 바와 같이 챔버 리드(130)에 마련된 제 3 모듈 설치부(130c, 도 14 참조)에 분리 가능하게 삽입 설치되어, 외부의 트리트먼트 가스 공급부(미도시)로부터 공급되는 트리트먼트 가스와 외부의 플라즈마 전원 공급부(미도시)로부터 공급되는 플라즈마 전원에 따라 플라즈마를 형성하여 기판(10)에 제공한다. 여기서, 상기 제 1 플라즈마 모듈(450a)에서 형성되는 플라즈마는 기판 지지부(120)의 회전에 따라 제 1 플라즈마 트리트먼트 영역을 지나가는 기판(10)에 제공된다.The
상기 제 2 플라즈마 모듈(450b)은 전술한 바와 같이 챔버 리드(130)에 마련된 제 4 모듈 설치부(130d, 도 14 참조)에 분리 가능하게 삽입 설치되어, 상기 트리트먼트 가스 공급부로부터 공급되는 트리트먼트 가스와 상기 플라즈마 전원 공급부로부터 공급되는 플라즈마 전원에 따라 플라즈마를 형성하여 기판(10)에 제공한다. 여기서, 상기 제 2 플라즈마 모듈(450b)에서 형성되는 플라즈마는 기판 지지부(120)의 회전에 따라, 상기 퍼지 가스 분사 모듈부(170)를 사이에 두고 인접한 제 2 플라즈마 트리트먼트 영역을 지나가는 기판(10)에 제공된다.The
상기 제 1 및 제 2 플라즈마 모듈(450a, 450b) 각각은, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(311), 제 1 전극(312), 플라즈마 전극(313a, 313b), 제 1 절연체(314), 전원 전달 부재(315), 제 2 절연체(316), 트리트먼트 가스 공급 홀(317), 및 플라즈마 감쇠 부재(318)를 포함하여 구성되는 것으로, 이는 전술한 플라즈마 모듈부(150)와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.Each of the first and
상기 제 1 및 제 2 플라즈마 모듈(450a, 450b)은 전술한 퍼지 가스 분사 모듈부(170)에 의해 공간적으로 분리된다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 트리트먼트 영역 사이에는 상기 퍼지 가스 분사 모듈부(170)로부터 분사되는 퍼지 가스에 의한 가스 장벽에 의해 공간적으로 분리된다.The first and
이와 같은, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치와 동일한 효과를 제공하면서, 서로 인접하게 배치된 2개의 플라즈마 모듈(450a, 450b)을 통해 기판 지지부(120)의 회전에 따라 각 기판(10)에 대해 2회의 플라즈마 트리트먼트 공정을 수행함으로써 기판(10)에 증착되는 박막의 막질을 더욱 향상시킬 수 있다.The substrate processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention provides the same effects as those of the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention and includes two
도 17은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 평면도로서, 이는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 박막 증착 모듈부의 구성을 변경하여 구성한 것이다. 이하, 본 발명의 제 5 실시 예를 설명함에 있어 제 3 실시 예와 동일 또는 대응되는 구성에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.FIG. 17 is a plan view for explaining a substrate processing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention, which is constructed by changing the configuration of the thin film deposition module unit in the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. Hereinafter, in describing the fifth embodiment of the present invention, duplicate descriptions of the same or corresponding components to those of the third embodiment will be omitted.
상기 박막 증착 모듈부(140)는 제 1 내지 제 3 가스 분사 모듈(540a, 540b, 540c)을 포함하여 구성된다.The thin film
상기 제 1 가스 분사 모듈(540a)은 전술한 바와 같이 챔버 리드(130)에 마련된 제 1 모듈 설치부(130a, 도 14 참조)에 분리 가능하게 삽입 설치되어, 외부의 소스 가스 공급부로부터 공급되는 상기 소스 가스를 전술한 제 1 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이러한 상기 제 1 가스 분사 모듈(540a)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(210), 및 가스 공급 홀(220)을 포함하여 구성되는 것으로, 이는 전술한 제 1 가스 분사 모듈(140a)과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.The first
상기 제 2 가스 분사 모듈(540b)은 전술한 바와 같이 챔버 리드(130)에 마련된 제 3 모듈 설치부(130c, 도 14 참조)에 분리 가능하게 삽입 설치되어, 외부의 반응 가스 공급부로부터 공급되는 상기 반응 가스를 전술한 제 3 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이러한 상기 제 3 가스 분사 모듈(540b)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(210), 및 가스 공급 홀(220)을 포함하여 구성되는 것으로, 이는 전술한 제 2 가스 분사 모듈(140b)과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.The second
상기 제 3 가스 분사 모듈(540c)은 전술한 바와 같이 챔버 리드(130)에 마련된 제 2 모듈 설치부(130b, 도 14 참조)에 분리 가능하게 삽입 설치되어, 외부의 퍼지 가스 공급부로부터 공급되는 상기 퍼지 가스를 전술한 제 2 가스 분사 영역에 하향 분사한다. 이러한 상기 제 2 가스 분사 모듈(540b)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(210), 및 가스 공급 홀(220)을 포함하여 구성되는 것으로, 이는 전술한 제 1 가스 분사 모듈(140a)과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.The third
상기 제 1 내지 제 3 가스 분사 모듈(540a, 540b, 540c)은 전술한 퍼지 가스 분사 모듈부(170)에 의해 공간적으로 분리된다. 그리고, 상기 제 1 내지 제 3 가스 분사 영역 사이에는 상기 퍼지 가스 분사 모듈부(170)로부터 분사되는 퍼지 가스에 의한 가스 장벽에 의해 공간적으로 분리된다.The first to third
이와 같은, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치와 동일한 효과를 제공하면서, 제 2 가스 분사 모듈(540b)을 통해 기판(10) 상에 퍼지 가스를 분사하여 기판(10)에 증착되지 않은 소스 가스 및/또는 소스 가스와 반응하지 않고 잔존하는 반응 가스를 퍼지시킴으로써 기판(10)에 증착되는 박막의 막질을 더욱 향상시킬 수 있다.
The substrate processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is provided with the same effect as the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention and is provided on the
이상과 같은, 본 발명의 실시 예들에 따른 기판 처리 장치에서는, 박막 증착 모듈부(140)를 구성하는 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d, 140e, 440a, 440b, 540a, 540b, 540c) 각각이, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(210), 및 복수의 가스 공급 홀(220)을 포함하여 구성되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d, 140e, 440a, 440b, 540a, 540b, 540c) 각각은, 도 3 내지 도 6에 도시된 상기 플라즈마 모듈부(150)와 동일하게 구성될 수 있다. 또한, 기판(10) 상에 증착하고자 하는 박막의 재질에 따라 소스 가스, 반응 가스, 및 퍼지 가스 중 적어도 하나를 활성화시켜 기판(10) 상에 분사할 경우, 해당 가스를 분사하는 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d, 140e, 440a, 440b, 540a, 540b, 540c)의 플라즈마 전극(313a, 313b)에 상기 플라즈마 전원이 인가되도록 구성할 수도 있다. 그리고, 상기 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d, 140e, 440a, 440b, 540a, 540b, 540c)의 플라즈마 감쇠 부재(318)는 기판 지지부(120)의 회전에 따른 기판(10)의 가스 노출 시간에 따라 생략되거나 생략되지 않을 수도 있다.The
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 기판 처리 장치에서는, 기판 지지부(120)의 회전에 따른 ALD 공정에 통해 기판(10) 상에 박막을 증착하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 실시 예들에 따른 기판 처리 장치는 기판 지지부(120)의 회전에 따라 복수의 기판(10)을 이동시키면서 이동되는 각 기판(10)에 상기 소스 가스와 상기 반응 가스를 동시에 도달시키는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 공정을 통해 기판(10) 상에 소정의 박막을 증착할 수도 있다. 이 경우, 전술한 박막 증착 모듈부(140)를 구성하는 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 440a, 440b, 540a, 540b) 각각은, 도 3 내지 도 6에 도시된 상기 플라즈마 모듈부(150)와 동일하게 구성되되, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 갭 공간(GS2)에 소스 가스(SG)가 공급되고, 상기 제 2 갭 공간(GS2)에 반응 가스(RG)가 공급되도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 기판 지지부(120)의 회전에 따라 이동되는 기판(10)은 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 440a, 440b, 540a, 540b)의 하부를 통과하여 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)를 동시에 노출됨으로써 상기 기판(10)에는 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)의 상호 반응에 의한 CVD 공정에 의해 소정의 박막이 증착된다. 여기서, 기판(10) 상에 증착하고자 하는 박막의 재질에 따라 소스 가스 및/또는 반응 가스를 활성화시켜 기판(10) 상에 분사할 경우, 상기 제 1 및/또는 제 2 플라즈마 전극(313a, 313b)에 상기 플라즈마 전원이 인가되도록 구성할 수도 있다.In addition, in the substrate processing apparatus according to the embodiments of the present invention, the thin film is deposited on the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents. Will be clear to those who have knowledge of. Therefore, the scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
110: 공정 챔버 120: 기판 지지부
130: 챔버 리드 140: 박막 증착 모듈부
150: 플라즈마 모듈부 160: 플라즈마 전원 공급부
170: 퍼지 가스 분사부 311: 상부 플레이트
312: 접지 전극 313: 플라즈마 전극
314, 316: 절연체 315: 전원 전달 부재
317: 트리트먼트 가스 공급 홀 318: 플라즈마 감쇠 부재110: process chamber 120: substrate support
130: chamber lead 140: thin film deposition module part
150: Plasma module part 160: Plasma power supply part
170: purge gas injection part 311: upper plate
312: ground electrode 313: plasma electrode
314, 316: insulator 315: power supply member
317: Treatment gas supply hole 318: Plasma damping member
Claims (22)
상기 공정 챔버 내부에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부; 및
상기 기판 지지부 위에 배치되어 상기 기판에 플라즈마를 제공하는 플라즈마 모듈부를 포함하며,
상기 플라즈마 모듈부는,
상기 기판으로부터 서로 마주보게 배치되어 전위차에 따라 상기 플라즈마를 형성하는 제 1 전극과 제 2 전극; 및
상기 제 1 및 제 2 전극 중 적어도 하나의 전극과 상기 기판 지지부 사이에 배치되어 상기 기판에 제공되는 상기 플라즈마를 국부적으로 감쇠시키는 플라즈마 감쇠 부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.A process chamber for providing a process space;
A substrate support disposed within the process chamber to support at least one substrate; And
And a plasma module disposed on the substrate support to provide plasma to the substrate,
The plasma module unit includes:
A first electrode and a second electrode which are disposed facing each other from the substrate and form the plasma according to a potential difference; And
And a plasma attenuation member disposed between the at least one of the first and second electrodes and the substrate supporter for locally attenuating the plasma provided to the substrate.
상기 플라즈마 감쇠 부재는 상기 제 2 전극의 하면과 이격되도록 상기 제 1 전극의 하면에 결합되어 상기 기판의 일부 영역에 제공되는 플라즈마를 국부적으로 감쇠시키는 절연 플레이트인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plasma attenuating member is an insulating plate coupled to a lower surface of the first electrode so as to be spaced apart from a lower surface of the second electrode to locally attenuate plasma provided in a partial area of the substrate.
상기 플라즈마 감쇠 부재는 상기 기판 지지부의 중심부에 인접한 기판의 내측 영역에 중첩되도록 평면적으로 사각 형태로 형성되어 상기 제 1 전극의 하면에 결합된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the plasma attenuation member is formed in a rectangular shape in a plan view so as to overlap the inner region of the substrate adjacent to the central portion of the substrate supporting portion and is coupled to the lower surface of the first electrode.
상기 플라즈마 감쇠 부재는 상기 기판 지지부의 중심부에 인접한 기판의 내측 가장자리에서부터 상기 기판의 중심부까지의 영역에 중첩되도록 평면적으로 삼각 형태로 형성되어 상기 제 1 전극의 하면에 결합된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the plasma attenuation member is formed in a triangular shape in a plan view so as to overlap with an area from an inner edge of the substrate adjacent to the central portion of the substrate supporter to a central portion of the substrate and is coupled to the lower surface of the first electrode. .
상기 플라즈마 감쇠 부재는 상기 기판 지지부의 중심부에 인접한 기판의 내측 가장자리에서부터 상기 기판의 중심부와 기판의 외측 가장자리 사이까지의 영역에 중첩되도록 평면적으로 사다리꼴 형태로 형성되어 상기 제 1 전극의 하면에 결합된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
The plasma attenuating member is formed in a trapezoidal shape in a planar shape so as to overlap the inner edge of the substrate adjacent to the central portion of the substrate support portion and the region between the central portion of the substrate and the outer edge of the substrate, And the substrate processing apparatus.
상기 플라즈마 감쇠 부재는 상기 기판 지지부의 중심부에 인접한 기판의 내측 가장자리에서부터 상기 기판의 외측 가장자리까지의 영역에 중첩되도록 평면적으로 삼각 형태 또는 사각 형태와 삼각 형태가 조합된 형태로 형성되어 상기 제 1 전극의 하면에 결합된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the plasma attenuation member is formed in a triangular shape or a combination of a rectangular shape and a triangular shape so as to overlap with an area from an inner edge of the substrate adjacent to the central portion of the substrate support to an outer edge of the substrate, Wherein the substrate processing apparatus is coupled to a lower surface of the substrate processing apparatus.
상기 플라즈마 감쇠 부재는 상기 플라즈마가 기판으로 제공되는 통로 역할을 하는 복수의 블랭크(blank)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.7. The method according to any one of claims 2 to 6,
Wherein the plasma attenuation member comprises a plurality of blanks serving as passages through which the plasma is provided to the substrate.
상기 기판 지지부에 마주보도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및
상기 플라즈마 모듈부와 공간적으로 분리되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판에 박막을 증착하는 박막 증착 모듈부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.7. The method according to any one of claims 2 to 6,
A chamber lid covering the top of the process chamber to face the substrate support; And
Further comprising a thin film deposition module unit installed on the chamber lead to spatially deposit the thin film on the substrate so as to be spatially separated from the plasma module unit.
상기 박막 증착 모듈부는,
상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 소스 가스를 분사하는 적어도 하나의 제 1 가스 분사 모듈; 및
상기 제 1 가스 분사 모듈과 공간적으로 분리되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 반응 가스를 분사하는 적어도 하나의 제 2 가스 분사 모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.9. The method of claim 8,
The thin-
At least one first gas injection module installed in the chamber lid and injecting a source gas onto the substrate; And
And at least one second gas injection module installed in the chamber lid so as to be spatially separated from the first gas injection module and injecting a reaction gas onto the substrate.
상기 박막 증착 모듈부는 상기 제 1 가스 분사 모듈과 상기 제 2 가스 분사 모듈 및 상기 플라즈마 모듈부 각각과 공간적으로 분리되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 퍼지 가스를 분사하는 복수의 퍼지 가스 분사 모듈을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the thin film deposition module unit includes a plurality of purge gas injection modules installed in the chamber lid so as to be spatially separated from the first gas injection module, the second gas injection module, and the plasma module unit, The substrate processing apparatus further comprising:
상기 제 1 가스 분사 모듈과 상기 제 2 가스 분사 모듈 및 상기 플라즈마 모듈부 사이사이에 배치되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 가스 분사부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.10. The method of claim 9,
Further comprising a purge gas injection unit installed in the chamber lid so as to be disposed between the first gas injection module, the second gas injection module, and the plasma module unit and injecting purge gas onto the substrate. / RTI >
상기 퍼지 가스 분사부는 상기 소스 가스와 상기 반응 가스보다 상대적으로 가까운 거리에서 상기 기판 상에 퍼지 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the purge gas injector injects a purge gas onto the substrate at a relatively close distance relative to the source gas and the reactive gas.
상기 플라즈마 모듈부는 상기 제 1 가스 분사 모듈과 상기 제 2 가스 분사 모듈 각각과 공간적으로 분리되면서 상기 퍼지 가스 분사부에 의해 공간적으로 분리되도록 상기 챔버 리드에 설치된 제 1 및 제 2 플라즈마 모듈을 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 플라즈마 모듈 각각은 상기 플라즈마 전극과 상기 접지 전극 및 상기 플라즈마 감쇠 부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the plasma module part includes first and second plasma modules installed in the chamber lid so as to be spatially separated from the first gas injection module and the second gas injection module and spatially separated by the purge gas injection part,
Wherein each of the first and second plasma modules comprises the plasma electrode, the ground electrode, and the plasma attenuation member.
상기 박막 증착 모듈부는 상기 제 1 가스 분사 모듈과 상기 제 2 가스 분사 모듈 사이에 배치되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 퍼지 가스를 분사하는 제 3 가스 분사 모듈을 더 포함하고,
상기 퍼지 가스 분사부는 상기 제 1 내지 제 3 가스 분사 모듈과 상기 플라즈마 모듈부 사이사이에 대응되는 상기 기판 지지부 상에 퍼지 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the thin film deposition module further comprises a third gas injection module installed in the chamber lid so as to be disposed between the first gas injection module and the second gas injection module and injecting purge gas onto the substrate,
Wherein the purge gas injecting unit injects purge gas onto the substrate supporting portions corresponding to between the first to third gas injection modules and the plasma module portion.
상기 기판 지지부에 마주보도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및
상기 플라즈마 모듈부와 공간적으로 분리되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판에 박막을 증착하는 박막 증착 모듈부를 더 포함하며,
상기 박막 증착 모듈부는 공간적으로 분리되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분리하여 상기 기판 상에 함께 분사하는 복수의 가스 분사 모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.7. The method according to any one of claims 2 to 6,
A chamber lid covering the top of the process chamber to face the substrate support; And
Further comprising a thin film deposition module unit installed on the chamber lead to spatially deposit the thin film on the substrate so as to be spatially separated from the plasma module unit,
Wherein the thin film deposition module part comprises a plurality of gas injection modules installed in the chamber lid so as to be spatially separated so as to spatially separate a source gas and a reactive gas and to spray the substrate on the substrate.
상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은,
상기 기판으로부터 이격되면서 서로 나란한 제 1 및 제 2 플라즈마 전극과 접지 전극;
상기 제 1 플라즈마 전극과 상기 접지 전극 사이에 마련되어 상기 소스 가스가 공급되는 제 1 갭 공간; 및
상기 제 2 플라즈마 전극과 상기 접지 전극 사이에 마련되어 상기 반응 가스가 공급되는 제 2 갭 공간을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.16. The method of claim 15,
Wherein each of the plurality of gas injection modules includes:
First and second plasma electrodes and ground electrodes spaced apart from the substrate;
A first gap space provided between the first plasma electrode and the ground electrode to supply the source gas; And
And a second gap space provided between the second plasma electrode and the ground electrode to supply the reaction gas.
상기 복수의 가스 분사 모듈 각각의 제 1 및 제 2 플라즈마 전극 중 적어도 하나에는 플라즈마 전원이 인가되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.17. The method of claim 16,
Wherein plasma power is applied to at least one of the first and second plasma electrodes of each of the plurality of gas injection modules.
상기 박막 증착 모듈부는 상기 복수의 가스 분사 모듈 사이에 배치되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 퍼지 가스를 분사하는 적어도 하나의 퍼지 가스 분사 모듈을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.16. The method of claim 15,
Wherein the thin film deposition module further comprises at least one purge gas injection module installed in the chamber lid so as to be disposed between the plurality of gas injection modules and injecting purge gas onto the substrate.
상기 복수의 가스 분사 모듈과 상기 플라즈마 모듈부 사이사이에 배치되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 가스 분사부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.16. The method of claim 15,
Further comprising a purge gas injection unit installed in the chamber lid so as to be disposed between the plurality of gas injection modules and the plasma module unit and injecting purge gas onto the substrate.
상기 퍼지 가스 분사부는 상기 소스 가스와 상기 반응 가스보다 상대적으로 가까운 거리에서 상기 기판 상에 퍼지 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.20. The method of claim 19,
Wherein the purge gas injector injects a purge gas onto the substrate at a relatively close distance relative to the source gas and the reactive gas.
상기 공정 챔버 내부에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부; 및
상기 기판 지지부 위에 배치되어 상기 기판에 플라즈마를 제공하는 플라즈마 모듈부를 포함하며,
상기 플라즈마 모듈부로부터 기판에 제공되는 플라즈마는 상기 기판의 영역별로 상이한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.A process chamber for providing a process space;
A substrate support disposed within the process chamber to support at least one substrate; And
And a plasma module disposed on the substrate support to provide plasma to the substrate,
Wherein the plasma provided to the substrate from the plasma module portion is different for each region of the substrate.
상기 플라즈마 모듈부는,
상기 기판으로부터 이격되면서 서로 나란한 플라즈마 전극과 접지 전극; 및
상기 플라즈마 전극과 이격되도록 상기 접지 전극의 하면에 결합되어 상기 기판의 일부 영역에 제공되는 플라즈마를 국부적으로 감쇠시키는 플라즈마 감쇠 부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.22. The method of claim 21,
The plasma module unit includes:
A plasma electrode and a ground electrode spaced apart from the substrate; And
And a plasma attenuation member coupled to a lower surface of the ground electrode so as to be spaced apart from the plasma electrode to locally attenuate plasma provided in a partial area of the substrate.
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Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |