KR20190032142A - Method of forming a thin film - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a substrate processing device and a substrate processing method. In the substrate processing device and the substrate processing method according to the present invention, source gas is deposited on a substrate, the source gas deposited on the substrate is reacted with reaction gas, and plasma is generated to dope impurities in a single atomic layer thin film deposited on the substrate. Therefore, a film quality of the thin film doped in a height direction of the thin film may be uniformly improved compared with doping an atomic layer thin film having a thickness of several tens of A which has been processed several tens of times on the substrate.

Description

박막형성방법{Method of forming a thin film} [0001] The present invention relates to a method of forming a thin film,

본 발명은 박막의 막질을 향상시킬 수 있는 박막형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film forming method capable of improving the film quality of a thin film.

반도체소자, 평판표시소자 또는 태양전지 등은, 실리콘 웨이퍼 또는 글라스 등과 같은 기판에 필요한 물질을 증착하여 박막을 형성하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 증착된 박막들 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토리소그라피공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 목적하는 패턴을 형성하는 식각공정 등과 같은 반도체 제조공정에 의하여 제조된다.A semiconductor device, a flat panel display device, or a solar cell may be a thin film deposition process for depositing a material necessary for a substrate such as a silicon wafer or glass to form a thin film, a method for exposing or hiding a selected region of thin films deposited using a photosensitive material A photolithography process, an etching process for forming a desired pattern by removing a thin film of a selected region, and the like.

기판에 박막을 형성하는 박막증착공정은 기판측으로 소스가스 및 반응가스를 분사하여, 소스가스와 반응가스의 반응에 의하여 기판에 박막을 증착하기도 하며, 필요에 따라 플라즈마를 발생시키기도 한다.In the thin film deposition process for forming a thin film on a substrate, a source gas and a reactive gas are injected to the substrate side, a thin film is deposited on the substrate by reaction of the source gas and the reactive gas, and plasma is generated if necessary.

박막증착공정중의 하나인 원자층증착(ALD: Atomic Layer Deposition)공정은 기판을 처리하기 위한 공간이 분할된 공간분할 플라즈마(SDP: Space Divided Plasma) 증착장치에서 수행하기도 한다.Atomic layer deposition (ALD), which is one of the thin film deposition processes, may be performed in a space dividing plasma (SDP) deposition apparatus in which a space for processing substrates is divided.

종래의 기판처리장치 및 기판처리방법은, 챔버의 내부를 소스가스가 분사되는 영역과 반응가스가 분사되는 영역으로 구획 분할한 다음, 소스가스 → 퍼지가스 → 반응가스 → 퍼지가스 → 소스가스의 순으로 수십회이상 순환 가스를 분사하여, 기판에 박막을 증착한다.In the conventional substrate processing apparatus and substrate processing method, a chamber is divided into a region where a source gas is injected and a region where a reactive gas is injected, and then a source gas, a purge gas, a reactive gas, a purge gas, And the thin film is deposited on the substrate.

그 후, 기판에 수백 A 두께의 박막을 완전히 증착한 다음, 플라즈마로 박막을 도핑(Doping) 한다.Thereafter, a thin film having a thickness of several hundreds of A is completely deposited on the substrate, and then the thin film is doped with plasma.

상기와 같은 종래의 기판처리장치 및 기판처리방법은, 기판에 박막을 완전히 형성한 다음 박막을 도핑 하므로, 박막의 상측 부위에 비하여 하측 부위가 상대적으로 덜 도핑 될 수 있다. 이로 인해, 하측 부위의 박막의 막질의 차이가 상측 부위와 도핑 농도가 상이하게 불순물이 도핑 될 우려가 있다.Since the conventional substrate processing apparatus and substrate processing method as described above are completely formed on the substrate and then doped with the thin film, the lower region may be relatively less doped than the upper region of the thin film. Therefore, there is a possibility that the difference in the film quality of the lower side portion of the thin film is doped with the impurity at a different doping concentration from the upper side portion.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것일 수 있다.It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of solving all the problems of the conventional art as described above.

본 발명의 다른 목적은 기판에 형성된 박막의 막질을 향상시킬 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것일 수 있다.It is another object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of improving the film quality of a thin film formed on a substrate.

상기 목적을 달성하기 위한 본 실시예에 따른 박막 형성 방법은, 기판 상에 박막을 형성하는 방법으로서, 상기 기판 상에 소스가스와 제1퍼지가스와 반응가스와 제2퍼지가스를 순차적으로 분사하여 단일 원자층 박막을 형성하는 단계; 및 상기 단일 원자층 박막에 불순물을 도핑(Doping)하는 단계를 포함하는 박막 형성 방법일 수 있다.A method of forming a thin film according to the present invention for achieving the above object is a method for forming a thin film on a substrate, comprising the steps of sequentially spraying a source gas, a first purge gas, a reactive gas and a second purge gas on the substrate Forming a single atomic layer thin film; And a step of doping the single atomic layer thin film with an impurity.

상기 불순물을 도핑하는 단계는 상기 단일 원자층 박막에 도핑하는 도핑불순물은 금속, p형 도판트(dopant), N형 도판트(dopant), 도체, 고유전체, 저유전체 중 어느 하나를 도핑하는 단계인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.The doping of the impurity may include doping the doping impurity into the single atomic layer thin film by doping any one of a metal, a p-type dopant, an n-type dopant, a conductor, And the like.

상기 불순물을 도핑하는 단계는 RF 파워를 이용하여 플라즈마, 마이크로파, 자외선 중의 하나를 사용하여 도핑하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.The doping of the impurity may be a thin film forming method characterized by using RF power to perform doping using one of plasma, microwave, and ultraviolet rays.

상기 단일 원자층 박막을 형성하는 단계와 상기 불순물을 도핑하는 단계를 단일 사이클(Cycle)로 구성하여 상기 사이클을 반복하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.Wherein the step of forming the single atomic layer thin film and the step of doping the impurity are performed in a single cycle and the cycle is repeated.

상기 불순물을 도핑하는 단계 전에, 상기 단일 원자층 박막의 불순물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.And removing the impurities of the single atomic layer thin film before the step of doping the impurity.

상기 단일 원자층 박막을 형성하는 단계, 상기 불순물을 제거하는 단계, 상기 불순물을 도핑하는 단계를 순차적으로 단일 사이클(Cycle)로 구성하고, 상기 사이클을 반복하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.Wherein the step of forming the single atomic layer thin film, the step of removing the impurities, and the step of doping the impurities are sequentially formed into a single cycle, and the cycle is repeated .

기판 상에 박막을 형성하는 방법으로서, 상기 기판 상에 소스가스와 제1퍼지가스와 반응가스와 제2퍼지가스를 제1서브 사이클로 하여 상기 제1서브 사이클을 반복하여 수 내지 수십 A 두께의 원자층 박막을 형성하는 단계, 상기 원자층 박막에 불순물을 도핑하는 단계; 및 상기 수 내지 수십 A 두께의 원자층 박막을 형성하는 단계와 상기 원자층 박막에 불순물을 도핑하는 단계를 사이클로 하여 상기 사이클을 반복하는 단계;를 포함하는 박막 형성 방법 일 수 있다.A method of forming a thin film on a substrate, the method comprising: forming a first sub-cycle of a source gas, a first purge gas, a reactive gas, and a second purge gas on the substrate, Forming a layered thin film, doping the atomic layer thin film with an impurity; And repeating the cycle by cycling the step of forming the atomic layer thin film having a thickness of several to several tens of A and the step of doping the atomic layer thin film with the impurity.

상기 불순물을 도핑하는 단계는 상기 단일 원자층 박막에 도핑하는 도핑불순물은 금속, p형 도판트(dopant), N형 도판트(dopant), 도체, 고유전체, 저유전체 중 어느 하나를 도핑하는 단계인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.The doping of the impurity may include doping the doping impurity into the single atomic layer thin film by doping any one of a metal, a p-type dopant, an n-type dopant, a conductor, And the like.

상기 불순물을 도핑하는 단계 전에, 상기 단일 원자층 박막의 불순물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.And removing the impurities of the single atomic layer thin film before the step of doping the impurity.

상기 단일 원자층 박막을 형성하는 단계, 상기 불순물을 제거하는 단계, 상기 불순물을 도핑하는 단계를 순차적으로 단일 사이클(Cycle)로 구성하고, 상기 사이클을 반복하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.Wherein the step of forming the single atomic layer thin film, the step of removing the impurities, and the step of doping the impurities are sequentially formed into a single cycle, and the cycle is repeated .

기판이 탑재 지지되는 기판지지부가 설치된 챔버의 공간에서 상기 기판측으로 분사되는 소스가스와 반응가스의 반응 및 RF 파워 또는 마이크로파 또는 자외선을 이용하여 상기 기판에 박막을 형성하는 박막형성방법 에 있어서, 상기 소스가스를 상기 기판에 분사하여 흡착하는 소스공정; 상기 반응가스를 분사하고 상기 RF파워 또는 상기 마이크로파 또는 자외선 중 하나를 인가하는 반응공정; 상기 챔버의 공간에 플라즈마를 발생시켜 도핑을 하는 공정 단일 사이클로 하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법 일 수 있다.1. A thin film forming method for forming a thin film on a substrate using a reaction between a source gas and a reactive gas injected from the space of a chamber provided with a substrate supporting part on which the substrate is supported and reaction gas and RF power or microwaves or ultraviolet rays, A source step of injecting and adsorbing gas onto the substrate; A reaction step of injecting the reaction gas and applying the RF power or one of the microwave or ultraviolet rays; And forming a plasma in the space of the chamber to perform a doping process.

상기 소스공정 또는 반응공정 후에 퍼지가스를 분사하는 퍼지공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법 일 수 있다.And a purge step of injecting a purge gas after the source process or the reaction process.

상기 불순물을 제거하는 단계는 상기 소스가스에서 기인하거나 상기 소스가스와 상기 반응가스의 불완전 반응으로 상기 단일 원자층 박막 내에 잔류하게 되는 제거불순물 중 어느 하나를 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.Wherein the step of removing the impurity is a step of removing any one of the impurity caused by the source gas or the impurity remaining in the single atomic layer thin film due to an incomplete reaction of the source gas and the reactive gas Lt; / RTI >

상기 도핑된 박막에서 제거되어야 할 제거불순물은 탄소, 염소, 수소, 질소, 및 불소 중에서 선택된 적어도 하나의 원소이거나, 금속이거나, 유전체이거나, 또는 이들의 화합물인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.The removing impurity to be removed in the doped thin film may be a thin film forming method characterized by being at least one element selected from among carbon, chlorine, hydrogen, nitrogen, and fluorine, metal, dielectric, or a compound thereof .

상기 불순물을 제거하는 단계는 이온화된 산소 이온, 이온화된 수소 이온, 이온화된 질소 이온, 이온화 된 아르곤(Ar) 이온, 이온화된 헬륨(He) 이온 중 어느 하나 이상을 이용하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.Wherein the step of removing the impurities includes at least one of ionized oxygen ions, ionized hydrogen ions, ionized nitrogen ions, ionized argon (Ar) ions, and ionized helium (He) ions Lt; / RTI >

상기 불순물을 도핑하는 단계 후에, 상기 도핑된 박막의 불순물을 제거하는 제거불순물 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법 일 수 있다.And a removing impurity step of removing an impurity of the doped thin film after the step of doping the impurity.

상기 불순물을 도핑하는 단계 후에 상기 도핑된 박막의 불순물을 제거하는 단계는 상기 소스가스에서 기인하거나 상기 소스가스와 상기 반응가스의 불완전 반응으로 상기 단일 원자층 박막 내에 잔류하게 되는 불순물 중 어느 하나를 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.The step of removing impurities of the doped thin film after the step of doping the impurity And removing any one of the impurities caused by the source gas or remaining in the single atomic layer thin film due to incomplete reaction of the source gas and the reactive gas.

상기 도핑된 박막에서 제거되어야 할 제거불순물은 탄소, 염소, 수소, 질소, 및 불소 중에서 선택된 적어도 하나의 원소이거나, 금속이거나, 유전체이거나, 또는 이들의 화합물인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.The removing impurity to be removed in the doped thin film may be a thin film forming method characterized by being at least one element selected from among carbon, chlorine, hydrogen, nitrogen, and fluorine, metal, dielectric, or a compound thereof .

상기 불순물을 도핑하는 단계 후에 상기 불순물을 제거하는 단계는 상기 불순물 도핑된 불순물을 제거하는 이온은 이온화된 산소 이온, 이온화된 수소 이온, 이온화된 질소 이온, 이온화 된 아르곤(Ar) 이온, 이온화된 헬륨(He) 이온 중 어느 하나 이상을 이용하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법 일 수 있다.The step of removing the impurity after the step of doping the impurity may include a step of removing the impurity-doped impurity from the ionized oxygen ion, the ionized hydrogen ion, the ionized nitrogen ion, the ionized argon (Ar) ion, the ionized helium (He) ions may be used as the thin film forming method.

본 실시예에 따른 기판처리장치 및 기판처리방법은, 기판에 소스가스를 흡착시키고 제1퍼지가스와 반응가스와 제2퍼지가스를 순차적으로 분사하여 박막을 증착하고, 기판에 증착된 박막의 불순물 도핑하는 단계를 추가하고, 상기 방법을 연속 공정을 진행하여 박막을 형성한다. 그러면, 기판에 박막이 완전하게 형성된 후 박막을 도핑하는 것에 비하여, 박막의 높이 방향으로 박막에 불순물이 균일하게 도핑되어 막질이 향상 및 순도를 높이는 효과가 있다.A substrate processing apparatus and a substrate processing method according to the present embodiment are characterized by comprising: depositing a thin film by adsorbing a source gas on a substrate, sequentially injecting a first purge gas, a reactive gas, and a second purge gas; A doping step is added and the process is continued to form a thin film. Then, impurities are uniformly doped into the thin film in the height direction of the thin film, as compared with the case where the thin film is completely formed on the substrate and then the thin film is doped, thereby improving the film quality and increasing the purity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 일부 분해 사시도.
도 2는 도 1의 'A' 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 증착 방법에 의한 ALD 1공정 사이클 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 고온을 이용한 증착 방법에 의한 ALD 1 공정 사이클 그래프.
도 5는 본 발명에 불순물제거공정을 추가한 ALD 1 공정 사이클 그래프.1 is a partially exploded perspective view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a sectional view taken along the line A 'in FIG. 1;
FIG. 3 is a ALD 1 process cycle diagram by the plasma deposition method according to the present invention.
FIG. 4 is a ALD 1 process cycle diagram according to the deposition method using a high temperature according to the present invention. FIG.
FIG. 5 is a ALD 1 process cycle graph in which the impurity removing step is added to the present invention.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.It should be noted that, in the specification of the present invention, the same reference numerals as in the drawings denote the same elements, but they are numbered as much as possible even if they are shown in different drawings.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present specification should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 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, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 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.

"및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및/또는 제3항목"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 또는 제3항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.It should be understood that the term "and / or" includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "first item, second item and / or third item" may include not only the first item, the second item or the third item but also two of the first item, Means a combination of all items that can be presented from the above.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결된다 또는 설치된다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 설치될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결된다 또는 설치된다"라고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 이웃하는"과 "∼에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected or installed" to another element, it may be directly connected or installed with the other element, although other elements may be present in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected or installed" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, S100, S110, S120 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 결정하여 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고, 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며, 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In each step, the identification codes (for example, S100, S110, S120, etc.) are used for convenience of explanation, and the identification codes do not describe and explain the order of each step, Unless the order is described, it may happen differently from the stated order. That is, each step may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in reverse order.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치 및 기판처리방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a substrate processing apparatus and a substrate processing method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 일부 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 ‘A’의 단면도이다.1 is a partially exploded perspective view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of 'A' of FIG.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치는 챔버(110)를 포함할 수 있으며, 챔버(110)의 내부에는 실리콘 웨이퍼 또는 글라스 등과 같은 기판(S)이 투입되어 처리되는 공간이 형성될 수 있다.As shown, the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention may include a chamber 110, and a space S in which a substrate S such as a silicon wafer or glass is introduced into the chamber 110 Can be formed.

챔버(110)는 상면이 개방된 본체(111)와 본체(111)의 개방된 상단면(上端面)에 결합되는 리드(115)를 포함할 수 있다. 본체(111)와 리드(115)가 상호 결합되어 상대적으로 하측과 상측에 각각 위치되므로, 챔버(110)의 하면측은 본체(111)의 하면측에 해당하고, 챔버(110)의 상면은 리드(115)에 해당한다.The chamber 110 may include a main body 111 having an opened top surface and a lead 115 coupled to an open top end surface of the main body 111. The lower surface of the chamber 110 corresponds to the lower surface of the main body 111 and the upper surface of the chamber 110 corresponds to the lower surface of the lead 110. [ 115).

챔버(110)의 측면에는 기판(S)을 챔버(110)로 반입하거나, 챔버(110)의 기판(S)을 외부로 반출하기 위한 기판출입구(111a)가 형성될 수 있다. 그리고, 챔버(110)의 하면에는, 기판(S)의 처리 후, 챔버(110)의 공간에 잔존하는 이물질을 포함한 가스를 외부로 배출하기 위한 배출구(111b)가 형성될 수 있다.A substrate entrance 111a may be formed on the side surface of the chamber 110 to bring the substrate S into the chamber 110 or to move the substrate S of the chamber 110 to the outside. A discharge port 111b may be formed on the lower surface of the chamber 110 for discharging gas containing foreign substances remaining in the chamber 110 after the substrate S is processed.

챔버(110)의 내부 하면측에는 기판(S)이 탑재 지지되는 기판지지부(120)가 설치될 수 있다. 기판지지부(120)의 하면 중심부에는 구동축(130)의 상단부가 연결될 수 있고, 구동축(130)의 하단부는 챔버(110)의 하면 외측으로 돌출될 수 있다. 챔버(110)의 하면 외측에 위치된 구동축(130)의 부위에는 구동축(130)을 회전 및 승강시키기 위한 구동부(미도시)가 연결될 수 있다. 그러므로, 기판지지부(120)는 구동축(130)에 의하여 회전 및 승강될 수 있다.A substrate supporting part 120 on which the substrate S is mounted and supported may be installed on the inner bottom surface of the chamber 110. The upper end of the driving shaft 130 may be connected to the center of the lower surface of the substrate supporting part 120 and the lower end of the driving shaft 130 may protrude to the outside of the lower surface of the chamber 110. [ A drive unit (not shown) for rotating and lifting the drive shaft 130 may be connected to a portion of the drive shaft 130 located outside the lower surface of the chamber 110. Therefore, the substrate support 120 can be rotated and lifted by the drive shaft 130. [

기판지지부(120)에는, 기판지지부(120)의 중심을 기준으로, 복수의 기판(S)이 방사상으로 탑재 지지될 수 있고, 기판지지부(120)에는 기판(S)을 가열하기 위한 히터 등과 같은 가열수단(미도시)이 설치될 수 있다.A plurality of substrates S can be radially mounted on and supported by the substrate support 120 on the basis of the center of the substrate support 120 and a heater or the like for heating the substrate S can be mounted on the substrate support 120 Heating means (not shown) may be provided.

기판지지부(120)는 서셉터(Susceptor) 등으로 마련될 수 있으며, 구동축(130)을 기준으로 자전하는 형태로 회전할 수 있다. 그러므로, 기판지지부(120)가 자전하면, 기판(S)은 구동축(130)을 기준으로 공전하는 형태로 회전할 수 있다.The substrate support 120 may be a susceptor or the like, and may rotate in a rotating manner with respect to the driving shaft 130. Therefore, when the substrate supporting portion 120 rotates, the substrate S can rotate in the form of revolving with respect to the driving shaft 130. [

기판(S)에 박막을 증착하기 위해서는, 공정가스가 챔버(110)로 공급되어야 한다. 공정가스는 소스가스와 반응가스를 포함할 수 있다. 챔버(110)의 상면에는 소스가스 및 반응가스를 각각 분사하는 소스가스 분사부(140) 및 반응가스 분사부(150)가 각각 설치될 수 있다. 소스가스 분사부(140)는 챔버(110)의 내부 제1영역(110a)의 공간에 소스가스를 분사하고, 반응가스 분사부(150)는 제2영역(110b)의 공간에 반응가스를 분사하여, 기판지지부(120)에 탑재 지지되어 기판지지부(120)와 함께 회전하는 기판(S)의 방향으로 소스가스 및 반응가스를 각각 균일하게 공급할 수 있다. 이때, 제1영역(110a)과 제2영역(110b)은 후술할 퍼지가스에 의하여 공간적으로 구획 분할될 수 있다.In order to deposit a thin film on the substrate S, a process gas must be supplied to the chamber 110. The process gas may include a source gas and a reactive gas. A source gas spraying part 140 and a reaction gas spraying part 150 for spraying a source gas and a reactive gas, respectively, may be provided on the upper surface of the chamber 110, respectively. The source gas injecting section 140 injects the source gas into the space of the first region 110a of the chamber 110 and the reactive gas injecting section 150 injects the reactive gas into the space of the second region 110b The source gas and the reaction gas can be uniformly supplied in the direction of the substrate S supported on the substrate supporting part 120 and rotated together with the substrate supporting part 120. At this time, the first region 110a and the second region 110b may be divided into spaces by a purge gas to be described later.

챔버(110)의 상면에는 기판지지부(120)측으로 불활성가스인 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사부(170)가 설치될 수 있다. 퍼지가스 분사부(170)는 제1영역(110a)과 제2영역(110b) 및 제3영역(110c)의 사이로 퍼지가스를 분사하여, 제1영역(110a)과 제2영역(110b) 및 제3영역(110c)을 공간적으로 구획 분리할 수 있다. 그러면, 각각의 영역의 가스들이 상호 혼합되는 것이 방지된다.A purge gas spraying unit 170 for spraying a purge gas, which is an inert gas, toward the substrate supporting unit 120 may be installed on the upper surface of the chamber 110. [ The purge gas injector 170 injects purge gas between the first region 110a and the second region 110b and the third region 110c to form the purge gas injected into the first region 110a and the second region 110b, The third region 110c can be spatially divided and separated. Then, the gases in the respective regions are prevented from intermixing.

기판(S)은 기판지지부(120)의 중심을 기준으로 공전하는 형태로 회전하므로, 기판(S)이 회전하여 소스가스 분사부(140) 및 반응가스 분사부(150) 그리고, 도핑부(180)의 하측에 위치되면, 기판(S)과 소스가스 분사부(140)는 대향하는 것이 바람직하고, 기판(S)과 반응가스 분사부(150)는 대향하는 것이 바람직하다.The substrate S rotates in the form of revolving around the center of the substrate support 120 so that the substrate S rotates to form the source gas injection unit 140 and the reaction gas injection unit 150 and the doping unit 180 The substrate S and the source gas injecting section 140 are preferably opposed to each other and the substrate S and the reactive gas injecting section 150 are preferably opposed to each other.

기판(S)의 전면(全面)으로 소스가스 및 반응가스가 각각 분사될 수 있도록, 기판지지부(120)의 반경방향을 향하는 소스가스 분사부(140) 및 반응가스 분사부(150) 및 도핑부(180)의 길이는 각각 기판(S)의 직경 보다 길거나 짧을 수 있다.The source gas spraying part 140 and the reaction gas spraying part 150 and the doping part 150 facing the radial direction of the substrate supporting part 120 are formed so that the source gas and the reaction gas can be injected onto the entire surface of the substrate S, The length of the substrate 180 may be longer or shorter than the diameter of the substrate S, respectively.

제1영역(110a)의 소스가스 분사부(140)는 기판지지부(120)의 회전방향을 따라 소정 각도 이격되어 설치될 수 있다. 즉, 소스가스 분사부(140)는 기판지지부(120)의 중심을 기준으로, 제1영역(110a)에서 방사상으로 배치되는 것이 바람직하다.The source gas spraying part 140 of the first area 110a may be installed at a predetermined angle along the rotation direction of the substrate supporting part 120. [ That is, the source gas spraying part 140 is preferably disposed radially in the first region 110a with respect to the center of the substrate supporting part 120. [

소스가스 분사부(140)와 반응가스 분사부(150) 및 도핑부(180)는 교호하면서 순환 반복하는 형태로 배치될 수 있다. 즉, 소스가스 분사부(140) → 퍼지가스 분사부(170) → 반응가스 분사부(150) → 퍼지가스 분사부(170) → 도핑부(180) → 퍼지가스 분사부(170) → 소스가스 분사부(140)의 순으로 순차적으로 반복 순환하는 형태로 배치 및 공정이 진행 될 수 있다.The source gas injecting section 140, the reaction gas injecting section 150, and the doping section 180 may be alternately arranged in a circulating manner. That is, the source gas injecting unit 140, the purge gas injecting unit 170, the reactive gas injecting unit 150, the purge gas injecting unit 170, the doping unit 180, the purge gas injecting unit 170, And the sprayer 140 may be sequentially and repeatedly circulated in this order.

그리하여, 소스가스 분사부(140)는 챔버(110)의 제1영역(110a)으로 소스가스를 분사하여 기판(S)에 소스가스가 흡착되게 할 수 있고, 퍼지가스 분사부(170)는 퍼지가스를 분사하여 기판(S)에 흡착되고 남아있는 소스가스를 제거할 수 있다. 그리고, 반응가스 분사부(150)는 챔버(110)의 제2영역(110b)으로 반응가스를 분사하여 기판(S)에 흡착된 소스가스가 기판(S)에 박막이 증착 되도록 할 수 있다. 도핑부(180)는 챔버(110)의 제3영역(110c)으로 도핑 가스를 분사하여 기판(S)의 내부에 불순물을 도핑 할 수 있다.Thus, the source gas injecting section 140 can inject the source gas into the first region 110a of the chamber 110 to cause the source gas to be adsorbed to the substrate S, and the purge gas injecting section 170 can inject The source gas adsorbed on the substrate S and the remaining source gas can be removed. The reaction gas spraying unit 150 may spray the reaction gas into the second region 110b of the chamber 110 to deposit a thin film on the substrate S by the source gas adsorbed on the substrate S. [ The doping unit 180 may inject dopant into the third region 110c of the chamber 110 to dope the substrate S with impurities.

도핑불순물의 종류는 금속, p형 도판트(dopant), N형 도판트(dopant), 도체, 고유전체, 저유전체일 수 있다.The doping impurity species may be a metal, a p-type dopant, an n-type dopant, a conductor, a high dielectric, or a low dielectric.

기판지지부(120)에 기판(S)을 탑재 지지한 상태에서 기판지지부(120)를 회전시키면, 기판(S)이 순차적으로 제1영역(110a) → 제2영역(110b)에 위치되므로, 소스가스와 반응가스의 반응에 의하여 기판(S)에 소스가스가 흡착되어 박막이 형성된다.When the substrate supporting portion 120 is rotated while the substrate S is mounted on the substrate supporting portion 120, the substrate S is sequentially positioned in the first region 110a to the second region 110b, The source gas is adsorbed to the substrate S by the reaction of the gas and the reactive gas to form a thin film.

반응가스를 이용하여 박막을 증착시킬 때는 600도 ~ 900도의 고온의 온도(Thermal)에서 반응가스를 분사하여 기판(S)에 박막을 증착 시킬 수도 있고, 200도 ~ 400도의 저온의 온도에서 플라즈마(Plasma)를 이용하여 박막을 증착시킬 수 있다. 이를 위하여 제2영역(110b)측 챔버(110)의 상면에는 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 발생부(160)가 설치될 수 있다.When a thin film is deposited using a reactive gas, a thin film may be deposited on the substrate S by spraying a reactive gas at a high temperature of 600 to 900 degrees Celsius, or a plasma may be deposited at a low temperature of 200 to 400 degrees Celsius Plasma) can be used to deposit the thin film. For this purpose, a plasma generator 160 for generating plasma may be installed on the upper surface of the chamber 110 on the side of the second region 110b.

소스가스와 반응가스 만의 반응을 이용하여 기판(S)에 박막을 형성하면, 상대적으로 증착된 막의 막질이 저하될 수 있으므로, 도핑부(180)에서 생성된 플라즈마를 이용하여 박막에 불순물을 도핑 할 수 있다. When the thin film is formed on the substrate S using only the reaction of the source gas and the reactive gas, the film quality of the relatively deposited film may be lowered. Therefore, impurities are doped into the thin film using the plasma generated by the doping unit 180 .

본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치는 박막의 막질을 더욱 향상시키기 위하여, 기판(S)에 소스가스를 흡착하고, 기판(S)에 증착된 소스가스를 반응가스와 반응시킨 다음, 기판(S)에 증착된 박막의 내부를 도핑 처리할 수 있다. In order to further improve the film quality of the thin film, the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention may include a method of adsorbing the source gas to the substrate S, reacting the source gas deposited on the substrate S with the reactive gas, The inside of the thin film deposited on the substrate S can be doped.

또한, 기판(s)에 제3영역(110c)의 도핑부(180)에서 생성된 플라즈마를 이용하여 박막의 막질의 고유전체와 저유전체를 도핑할 수 있다.In addition, the plasma generated in the doping portion 180 of the third region 110c may be used to dope the dielectric and low dielectric materials of the thin film.

더 구체적으로 설명하면, 기판지지부(120)에 기판(S)을 탑재 지지한 상태에서 제1영역(110a)에 위치된 기판(S)측으로 소스가스를 분사한다. 그러면, 기판(S)에 소스가스가 흡착된다. 그 후, 기판지지부(120)가 시계 방향으로 회전하면, 기판(S)은 퍼지가스가 분사되는 영역을 통과하므로, 기판(S)에 흡착되지 않은 소스가스는 퍼지가스에 의하여 제거될 수 있다.More specifically, the source gas is injected toward the substrate S located in the first region 110a in a state where the substrate S is mounted on the substrate supporter 120. Then, the source gas is adsorbed on the substrate S. Thereafter, when the substrate supporting portion 120 rotates clockwise, the substrate S passes through the region where the purge gas is injected, so that the source gas not adsorbed to the substrate S can be removed by the purge gas.

이러한 상태에서, 기판지지부(120)가 시계 방향으로 더 회전하여 기판(S)이 제2영역(110b)의 반응가스 분사부(150)의 하측에 위치되면, 기판(S)측으로 반응가스가 분사된다. 그러면, 기판(S)에 증착된 반응가스가 흡착된 소스와 반응하므로, 기판(S)에 박막이 증착 되어, 단일 원자층 박막을 형성할 수 있다.In this state, when the substrate support 120 further rotates clockwise and the substrate S is positioned below the reaction gas injection part 150 of the second area 110b, the reaction gas is injected toward the substrate S side do. Then, since the reaction gas deposited on the substrate S reacts with the adsorbed source, a thin film is deposited on the substrate S to form a single atom layer thin film.

반응가스 분사부(150)는 기판지지부(120)의 회전방향을 따라 소정 각도 이격된 제1반응가스 분사부(151)와 제2반응가스 분사부(155)로 나뉠 수가 있다. 제1반응가스 분사부(151)와 제2반응가스 분사부(155)에서는 동일한 반응가스가 분사 될 수 도 있고, 상이한 가스가 순차적으로 분사 또는 선택적으로 분사 될 수 있다. 또한, 제1반응가스 분사부(151) 및 제2반응가스 분사부(155)에서 분사되는 반응가스의 양은 기판(S)에 형성하고자 하는 박막의 특성에 따라 적절하게 조절할 수 있다.The reaction gas injecting unit 150 may be divided into a first reaction gas injecting unit 151 and a second reaction gas injecting unit 155 spaced apart from each other by a predetermined angle along the rotation direction of the substrate supporting unit 120. The same reaction gas may be injected in the first reaction gas injection part 151 and the second reaction gas injection part 155, and different gases may be sequentially injected or selectively injected. The amount of reaction gas injected from the first reaction gas injection part 151 and the second reaction gas injection part 155 can be appropriately adjusted according to the characteristics of the thin film to be formed on the substrate S. [

반응 가스 증착시에 플라즈마를 이용한 증착으로 공정 단계를 설명을 하면, 소스가스 분사부(140) → 퍼지가스 분사부(170) → 반응가스 분사부(150) → 플라즈마 발생부(160) → 퍼지가스 분사부(170) → 도핑부(180)의 순서로 공정을 진행 될 수 있다. 또한, 반응 가스 증착시에 고온을 이용한 증착으로 공정 단계를 설명을 하면, 소스가스 분사부(140) → 퍼지가스 분사부(170) → 반응가스 분사부(150) → 퍼지가스 분사부(170) → 도핑부(180)의 순서로 공정을 진행 될 수 있다.The source gas injecting section 140 → the purge gas injecting section 170 → the reactive gas injecting section 150 → the plasma generating section 160 → the purge gas injecting section 150 → the reactive gas injecting section 150 → the plasma generating section 160 → the purge gas The spraying part 170 and the doping part 180 may be sequentially performed. The source gas spraying part 140 → the purge gas spraying part 170 → the reaction gas spraying part 150 → the purge gas spraying part 170, → the doping unit 180 in this order.

또한, 기판지지부(120)가 제2공간(110b)에서 시계 방향으로 더 회전하여 기판(S)이 제3공간(110c)의 도핑부(180)의 하측에 위치되면, 기판(S)에 증착된 단일 원자층 박막은 제3공간(110c)에 분사된 불순물의 종류에 따라 플라즈마에 의하여 분순물이 박막에 도핑되는 단계가 된다. When the substrate supporting part 120 further rotates clockwise in the second space 110b and the substrate S is positioned below the doping part 180 of the third space 110c, The single atomic layer thin film is doped with impurities into the thin film by plasma according to the kind of impurities injected into the third space 110c.

상기 단일 원자층 박막을 형성하는 단계와 상기 불순물을 도핑하는 단계를 단일 사이클(Cycle)로 구성하여 상기 사이클을 반복 할 수 있다.The step of forming the single atomic layer thin film and the step of doping the impurity may be repeated in a single cycle to repeat the cycle.

즉, 기판(S)에 박막 형성되는 단계 후에 그 다음 공정인 박막에 불순물을 도핑하는 공정을 실시하므로, 기판(S)에 박막 공정이 수십회 형성된 후의 상태에서 박막을 플라즈마로 불순물 도핑 공정을 실시하는 것에 비하여, 한 사이클(cycle)박막에 불순물 도핑이 균일하게 될 수 있다.That is, since the step of forming the thin film on the substrate S is followed by the step of doping the thin film which is the next step after the thin film is formed on the substrate S, the thin film is subjected to impurity doping process with plasma , The impurity doping can be made uniform in one cycle of the thin film.

상기 기판(S) 상에 소스가스와 제1퍼지가스와 반응가스와 제2퍼지가스를 제1서브 사이클로 하여 상기 제1서브 사이클을 반복하여 수 내지 수십 A 두께의 원자층 박막을 형성하는 단계를 가질 수 있으며, 상기 원자층 박막에 불순물을 도핑을 하고, 상기 수 내지 수십 A 두께의 원자층 박막을 형성하는 단계와 상기 원자층 박막에 불순물을 도핑하는 단계를 사이클로 하여 상기 사이클을 반복할 수 있다.Repeating the first sub-cycle by forming a source gas, a first purge gas, a reactive gas, and a second purge gas on the substrate (S) to form an atomic layer thin film having a thickness of several to several tens of A Lt; / RTI > The atomic layer thin film is doped with impurities, The cycle may be repeated by cycling the step of forming the atomic layer thin film having the thickness of several to several tens of A and the step of doping the atomic layer thin film with the impurity.

또한, 상기 단일 원자층 박막을 형성하는 단계와 상기 불순물을 도핑하는 단계를 단일 사이클(Cycle)로 구성하여 상기 사이클을 반복 할 수 있다.In addition, the step of forming the single atom layer thin film and the step of doping the impurity may be repeated in a single cycle to repeat the cycle.

상기 불순물을 도핑하는 단계 전에, 상기 단일 원자층 박막의 불순물을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 미리 원하지 않는 불순물을 제거하고, 원하는 불순물을 도핑하여 박막의 원하는 불순물로 순도를 높일 수 있으며, 상기 단을 원자층 박막을 증착하고, 원하지 않는 불순물을 제거하고, 원하는 불순물을 도핑하는 단계를 하나의 사이클로 반복 할 수 있다.And removing impurities of the single atomic layer thin film before the step of doping the impurity. Removing undesired impurities and doping desired impurities to increase the purity with desired impurities of the thin film and depositing the said layers on the atomic layer thin film, removing undesired impurities, and doping the desired impurities, Repeat in cycles.

챔버(110)의 외측에는 플라즈마 발생부(160)로 RF(Radio Frequency) 전원 등을 인가하기 위한 전원장치(181) 및 임피던스를 정합하기 위한 매처(185)가 설치될 수 있다. 전원장치(181)는 접지될 수 있으며, 플라즈마 발생부(160)를 매개로 접지될 수 있다.A power supply unit 181 for applying a RF power or the like to the plasma generating unit 160 and a matcher 185 for matching the impedance may be installed outside the chamber 110. The power supply 181 may be grounded and grounded via the plasma generator 160.

불순물 도핑 공정은 RF 파워를 이용한 플라즈마(Plasma), 마이크로파(Microwave), 자외선(ultraviolet rays, UV) 등을 이용하여 도핑 공정을 실시 할 수 있다.The doping process can be performed using plasma, plasma, ultraviolet rays (UV), or the like using RF power.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리방법에 대하여 도 1 내 도 4을 참조하여 설명한다.A substrate processing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Fig.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리방법은, 기판(S)을 챔버(110)에 반입하여 기판지지부(120)에 로딩할 수 있다. 즉, 복수의 기판(S)을 챔버(110)에 반입하여 기판지지부(120)에 탑재 지지할 수 있으며, 기판(S)은 기판지지부(120)가 시계 방향으로 회전함에 따라 제1영역(110a) → 제2영역(110b) → 제3영역(110c)을 순차적으로 반복하여 통과할 수 있다.As shown in the figure, the substrate processing method according to an embodiment of the present invention can load the substrate S into the chamber 110 and into the substrate supporting part 120. That is, a plurality of substrates S can be carried into the chamber 110 and supported on the substrate support 120. The substrate S can be supported by the first region 110a (110a) as the substrate support 120 rotates clockwise ), The second area 110b, and the third area 110c.

도 3에서는, 본 실시예에 대한 기판처리방법으로 플라즈마를 이용한 공정 증착 방법에 대해 간략하게 설명의 편의를 위하여 펄스 그래프로 도시한다.In FIG. 3, a process deposition method using plasma as a substrate processing method according to the present embodiment is shown as a pulse graph for convenience of explanation.

기판(S)에 박막을 형성하기 위하여, 제1영역(110a)에서는 챔버(110)의 상측에 설치된 소스가스 분사부(140)에서 기판(S)측으로 소스가스를 분사할 수 있다. 그러면, 제1영역(110a)에 위치된 기판(S)에 소스가스가 흡착될 수 있다.In order to form a thin film on the substrate S, a source gas may be injected from the source gas injecting portion 140 provided on the upper side of the chamber 110 to the substrate S side in the first region 110a. Then, the source gas can be adsorbed to the substrate S positioned in the first region 110a.

그 후, 기판지지부(120)가 시계 방향으로 더 회전하면, 기판(S)은 제1영역(110a)과 제2영역(110b) 사이의 퍼지가스가 분사되는 영역을 통과하며, 기판(S)에 흡착이 안된 소스가스는 퍼지가스에 의하여 제거된다.Thereafter, when the substrate support 120 further rotates clockwise, the substrate S passes through the area where the purge gas is injected between the first area 110a and the second area 110b, The source gas that has not been adsorbed is removed by the purge gas.

그 후, 기판지지부(120)가 시계 방향으로 더 회전하면, 기판(S)은 반응가스 분사부(150)가 위치된 제2영역(110b)을 순차적으로 통과하며, 반응가스는 소스가스와 반응하여 박막이 증착 될 때, 플라즈마 발생부(160)에서 생성된 플라즈마에 의해 기판(S)에 단일 원자층 박막이 증착될 수 있다. 그 후, 도핑부(180)가 위치된 제3영역(110c)을 순차적으로 통과하면서, 단일 원자층 박막의 내부에 불순물을 도핑 할 수 있다.Thereafter, when the substrate supporting unit 120 further rotates clockwise, the substrate S sequentially passes through the second region 110b in which the reactive gas injecting unit 150 is located, and the reactive gas reacts with the source gas A single atomic layer thin film may be deposited on the substrate S by the plasma generated in the plasma generating part 160. [ Thereafter, impurities can be doped into the single atomic layer thin film while sequentially passing through the third region 110c where the doping portion 180 is located.

단일 원자층 박막에 불순물을 도핑 할 수 있고, 전술한 것 같이 불순물의 종류를 선택적으로 도핑 할 수 있다. 도핑불순물의 종류는 도전성 향상을 목적으로 금속, 도체 일 수 있다. 또한, 도핑불순물의 또 다른 종류는 유전율 증가하기 위한 고유전체, 저유전체 일 수 있다. 또한, 도핑불순물의 또 다른 종류는 트랜지스터의 채널용 P형 도판트(dopant), N형 도판트(dopant) 일 수 있다.The single atomic layer thin film can be doped with impurities, and the kind of the impurity can be selectively doped as described above. The kind of the doping impurity may be a metal or a conductor for the purpose of improving conductivity. In addition, another kind of doping impurity can be a high dielectric constant, low dielectric constant for increasing the dielectric constant. Still another kind of doping impurity may be a P-type dopant or an N-type dopant for a channel of a transistor.

단일 원자층 박막의 도핑 단계의 시간은 사이클 전체 시간의 1/6이하(6Rod) 또는 1/8(8Rod)이하 일 수 있다.The time of the doping step of the single atomic layer thin film may be less than 1/6 (6 Rods) or 1/8 (8 Rods) of the whole cycle time.

단일 원자층 박막을 형성하는 단계에서 불순물을 도핑하는 단계를 단일 사이클(cycle)로 구성하여 상기 사이클을 반복할 수 도 있다. 불순물을 도핑하는 단계의 시간은 상기 사이클의 전체 시간의 1/6이하(6Rod) 또는 1/8(8Rod)이하 일 수 있다. 6Rod는 리드(115)에 가스 분사 장치의 개수가 6개 일 수 있다. 또한 8Rod는 리드(115)에 가스 분사 장치의 개수가 8개 일 수 있다.The step of doping the impurity in the step of forming the single atom layer thin film may be repeated in a single cycle to repeat the cycle. The time of the step of doping the impurity may be less than or equal to 1/6 (6 Rod) or 1/8 (8 Rod) of the total time of the cycle. The number of gas injectors may be six in the lead 115 of the 6Rod. In addition, the number of gas injectors may be eight in the lead 115 of the 8Rod.

또한, 소스가스 분사 후에 퍼지가스가 분사되고 소스가스 후에 분사되는 퍼지가스는 제1퍼지가스라고 할 수 있다, 소스가스 분사 후에 반응가스와 퍼지가스가 분사되고, 반응가스 후에 퍼지가스는 제2퍼지가스라고 할 수 있다. 따라서, 소스가스 분사후에 제1퍼지가스와 반응가스와 제2퍼지가스를 제1서브사이클로하여 증착을 할 수 있다. 한편, 박막의 불순물을 도핑하는 단계를 가질 수 있으므로, 상기 제1서브사이클 공정 이후 바로 불순물을 도핑하는 공정을 하나의 사이클로 반복하는 공정 단계를 가질 수 있다.After the source gas is injected, the purge gas is injected and the purge gas injected after the source gas is called the first purge gas. After the source gas injection, the reaction gas and the purge gas are injected, Gas can be said. Therefore, after the source gas injection, the first purge gas, the reactive gas, and the second purge gas can be deposited in the first sub cycle. On the other hand, since it may have a step of doping an impurity of the thin film, it may have a process step of repeating the process of doping impurities immediately after the first subcycle process in one cycle.

도 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 ALD 증착공정후 도핑공정이 포함된 그래프이다. 앞서 설명한 부분은 제외하고, 도 3과 도 4의 차이점을 설명하면, RF 파워를 이용한 반응공정과 높은 열을 이용한 공정에서의 차이점이 있다. 낮은 온도에서 RF파워를 사용하기 때문에 낮은 온도의 증착 공정을 실시할 수 있으며, 높은 온도의 도4의 공정은 높은 온도의 증착 공정을 실시할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치는 단일 원자층 박막을 증착할 때 고온의 온도에서 증착의 단계를 진행 할 수 있다. FIGS. 3 and 4 are graphs illustrating the doping process after an ALD deposition process according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. Except for the parts described above, the difference between FIGS. 3 and 4 is that there is a difference between the reaction process using RF power and the process using high heat. Low temperature deposition processes can be performed because RF power is used at low temperatures, and the high temperature process of FIG. 4 can be performed at a high temperature deposition process. A substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention may proceed with a deposition step at a high temperature when depositing a single atomic layer thin film.

도 5는 본발명의 실시예에 따른 ALD 증착공정후 불순물 도핑 공정이 실시되기 전에 불순물제거 공정을 추가하여 실시 할 수 있다.FIG. 5 illustrates a process of removing an impurity after an ALD deposition process according to an embodiment of the present invention before the doping process is performed.

기판(S)에 증착된 단일 원자층 박막이 플라즈마에 의하여 불순물 제거하는 공정 단계를 추가하므로, 기판(S)에 증착된 단일 원자층 박막의의 불순물이 완전하게 제거되는 등, 기판(S)에 증착된 단일 원자층 박막의 막질이 더욱 향상될 수 있다. 향상된 박막은 최종 도핑공정을 실시하므로, 불필요한 불순물을 모두 제거된 후에 원하는 불순물의 종류를 도핑 할 수 있다.Since the single atomic layer thin film deposited on the substrate S is added with a process step of removing impurities by the plasma, the impurity of the single atomic layer thin film deposited on the substrate S is completely removed, The film quality of the deposited single atom layer thin film can be further improved. Since the improved thin film is subjected to the final doping process, it is possible to dope a desired kind of impurity after all unnecessary impurities have been removed.

불순물제거 공정은 박막내의 카본(Carbon)계의 불순물을 제거를 위해서는 산소(O2)가스를 제3영역(110c)에 분사하여 산소 플라즈마로 막 내의 불순물을 제거 할 수 있다. 또한, 박막내의 염소(Cl)계의 불순물을 제거하기 위해서는 수소(H2)가스를 제3영역(110c)에 분사하여 수소 플라즈마로 막 내의 불순물을 제거 할 수 있다. In order to remove carbon-based impurities in the thin film, oxygen (O 2) gas may be injected into the third region 110 c to remove impurities in the film by oxygen plasma. In order to remove chlorine (Cl) based impurities in the thin film, hydrogen (H2) gas may be injected into the third region 110c to remove impurities in the film with hydrogen plasma.

수소, 산소, 질소 등은 불순물제거 가스 즉, 트리트먼트공정에서 트리트먼트 가스로 분사 처리 될 수 있다.Hydrogen, oxygen, nitrogen, and the like can be treated with an impurity removing gas, that is, a treatment gas in a treatment process.

또한, 상기 제거불순물은 탄소, 염소, 수소, 질소, 및 불소 중에서 선택된 적어도 하나의 원소이거나, 금속이거나, 유전체이거나, 또는 이들의 화합물일 수 있다.Further, the removal impurities may be at least one element selected from among carbon, chlorine, hydrogen, nitrogen, and fluorine, metal, dielectric, or a compound thereof.

기판(S)의 처리란, 기판(S)의 전면(全面)에 박막을 형성하거나, 기판(S)에 금속 배선 등과 같은 패턴을 형성하거나, 상기 패턴을 덮는 형태로 기판(S)에 박막을 형성하거나, 형성된 박막의 외부의 표면의 막질의 변화 또는 형성된 박막 내부의 막질을 변화시키는 하는 것을 포함할 수 있다.The processing of the substrate S is a process of forming a thin film on the entire surface of the substrate S or forming a pattern such as metal wiring on the substrate S or forming a thin film on the substrate S Or changing the film quality of the outer surface of the formed film or changing the film quality inside the formed film.

또한, 상기 불순물 도핑 공정이 완료된 후에 불순물제거 공정을 추가하여 실시할 수 있다. 상기 단일 원자층 박막을 형성하는 단계를 실시하고, 상기 불순물을 제거하는 단계를 실시하고, 상기 불순물을 도핑하는 단계를 순차적으로 단일 사이클(Cycle)로 구성할 수 있으며, 순차적으로 상기 사이클을 반복 할 수 있다.Further, the impurity removing step may be further performed after the impurity doping step is completed. The step of forming the single atomic layer thin film may be performed to remove the impurities and the step of doping the impurities may be sequentially formed into a single cycle and the cycle may be repeated in sequence .

상기 불순물을 제거하는 단계는 이온화된 산소 이온, 이온화된 수소 이온, 이온화된 질소 이온, 이온화 된 아르곤(Ar) 이온, 이온화된 헬륨(He) 이온 중 어느 하나 이상을 이용할 수 있다. The step of removing the impurities may use at least one of ionized oxygen ions, ionized hydrogen ions, ionized nitrogen ions, ionized argon (Ar) ions, and ionized helium (He) ions.

도핑된 박막에서 제거되어야 할 제거불순물은 탄소, 염소, 수소, 질소, 및 불소 중에서 선택된 적어도 하나의 원소이거나, 금속이거나, 유전체이거나, 또는 이들의 화합물일 수 있다.The removal impurity to be removed in the doped thin film may be at least one element selected from among carbon, chlorine, hydrogen, nitrogen, and fluorine, metal, dielectric, or a compound thereof.

상기 도핑불순물은 박막에 도핑되는 불순물이고, 상기 제거불순물은 박막에서 제거 되어야 할 불순물일 수 있다.The doping impurity is an impurity doped into the thin film, and the removing impurity may be an impurity to be removed from the thin film.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 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 invention. 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: 챔버
120: 기판지지부
140: 소스가스 분사부
150: 반응가스 분사부
160: 플라즈마 발생부
180: 도핑부
170: 퍼지가스 분사부110: chamber
120:
140: Source gas injection part
150:
160: Plasma generator
180: doping portion
170: Purge gas distributor

Claims (19)

기판 상에 박막을 형성하는 방법으로서,
상기 기판 상에 소스가스와 제1퍼지가스와 반응가스와 제2퍼지가스를 순차적으로 분사하여 단일 원자층 박막을 형성하는 단계; 및
상기 단일 원자층 박막에 불순물을 도핑(Doping)하는 단계를 포함하는 박막 형성 방법.A method of forming a thin film on a substrate,
Forming a single atomic layer thin film by sequentially spraying a source gas, a first purge gas, a reactive gas, and a second purge gas on the substrate; And
And doping the single atomic layer thin film with an impurity. 제1항에 있어서,
상기 불순물을 도핑하는 단계는
상기 단일 원자층 박막에 도핑하는 도핑불순물은 금속, p형 도판트(dopant), N형 도판트(dopant), 도체, 고유전체, 및 저유전체 중 어느 하나를 도핑하는 단계인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.The method according to claim 1,
The step of doping the impurity
Wherein the doping impurities doped into the single atomic layer thin film are doped with any one of a metal, a p-type dopant, an n-type dopant, a conductor, a high dielectric constant and a low dielectric constant. / RTI > 제1항에 있어서,
상기 불순물을 도핑하는 단계는
RF 파워를 이용하여 플라즈마, 마이크로파, 및 자외선 중의 하나를 사용하여 도핑하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.The method according to claim 1,
The step of doping the impurity
Wherein the doping is performed using one of plasma, microwave, and ultraviolet using RF power. 제1항에 있어서,
상기 단일 원자층 박막을 형성하는 단계와 상기 불순물을 도핑하는 단계를 단일 사이클(Cycle)로 구성하여 상기 사이클을 반복하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of forming the single atomic layer thin film and the step of doping the impurity are performed in a single cycle and the cycle is repeated. 제1항에 있어서,
상기 불순물을 도핑하는 단계 전에,
상기 단일 원자층 박막의 불순물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.The method according to claim 1,
Before the step of doping the impurity,
And removing impurities of the single atomic layer thin film. 제5항에 있어서,
상기 단일 원자층 박막을 형성하는 단계, 상기 불순물을 제거하는 단계, 상기 불순물을 도핑하는 단계를 순차적으로 단일 사이클(Cycle)로 구성하고, 상기 사이클을 반복하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the step of forming the single atomic layer thin film, the step of removing the impurity, and the step of doping the impurity are sequentially performed in a single cycle, and the cycle is repeated. 기판 상에 박막을 형성하는 방법으로서,
상기 기판 상에 소스가스와 제1퍼지가스와 반응가스와 제2퍼지가스를 제1서브 사이클로 하여 상기 제1서브 사이클을 반복하여 수 내지 수십 A 두께의 원자층 박막을 형성하는 단계;
상기 원자층 박막에 불순물을 도핑하는 단계; 및
상기 수 내지 수십 A 두께의 원자층 박막을 형성하는 단계와 상기 원자층 박막에 불순물을 도핑하는 단계를 사이클로 하여 상기 사이클을 반복하는 단계; 를 포함하는 박막 형성 방법.A method of forming a thin film on a substrate,
Repeating the first sub-cycle by forming a source gas, a first purge gas, a reactive gas, and a second purge gas on the substrate to form an atomic layer thin film of several to several tens of A thick;
Doping the atomic layer thin film with an impurity; And
Repeating the cycle by cycling the step of forming the atomic layer thin film having a thickness of several to several tens of A and the step of doping the atomic layer thin film with impurities; To form a thin film. 제7항에 있어서, 상기 불순물을 도핑하는 단계는
상기 단일 원자층 박막에 도핑하는 도핑불순물은 금속, p형 도판트(dopant), N형 도판트(dopant), 도체, 고유전체, 및 저유전체 중 어느 하나를 도핑하는 단계인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.8. The method of claim 7, wherein doping the impurity comprises:
Wherein the doping impurities doped into the single atomic layer thin film are doped with any one of a metal, a p-type dopant, an n-type dopant, a conductor, a high dielectric constant and a low dielectric constant. / RTI > 제7항에 있어서,
상기 불순물을 도핑하는 단계 전에,
상기 단일 원자층 박막의 불순물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.8. The method of claim 7,
Before the step of doping the impurity,
And removing impurities of the single atomic layer thin film. 제9항에 있어서,
상기 단일 원자층 박막을 형성하는 단계, 상기 불순물을 제거하는 단계, 상기 불순물을 도핑하는 단계를 순차적으로 단일 사이클(Cycle)로 구성하고, 상기 사이클을 반복하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the step of forming the single atomic layer thin film, the step of removing the impurity, and the step of doping the impurity are sequentially performed in a single cycle, and the cycle is repeated. 기판이 탑재 지지되는 기판지지부가 설치된 챔버의 공간에서 상기 기판측으로 분사되는 소스가스와 반응가스의 반응 및 RF 파워 또는 마이크로파 또는 자외선을 이용하여 상기 기판에 박막을 형성하는 박막형성방법에 있어서,
상기 소스가스를 상기 기판에 분사하여 흡착하는 소스공정;
상기 반응가스를 분사하고 상기 RF파워 또는 상기 마이크로파 또는 자외선 중 하나를 인가하는 반응공정;
상기 챔버의 공간에 플라즈마를 발생시켜 도핑을 하는 공정 단일 사이클로 하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법.1. A thin film forming method for forming a thin film on a substrate using a reaction between a source gas and a reactive gas injected from a space of a chamber provided with a substrate supporting part on which the substrate is supported and reacted, and RF power or microwaves or ultraviolet rays,
A source step of injecting and adsorbing the source gas to the substrate;
A reaction step of injecting the reaction gas and applying the RF power or one of the microwave or ultraviolet rays;
And a plasma is generated in a space of the chamber to perform a doping process in a single cycle. 제11항에 있어서,
상기 소스공정 또는 반응공정 후에 퍼지가스를 분사하는 퍼지공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법.12. The method of claim 11,
And a purge step of injecting a purge gas after the source process or the reaction process. 제5항에 있어서, 상기 불순물을 제거하는 단계는
상기 소스가스에서 기인하거나 상기 소스가스와 상기 반응가스의 불완전 반응으로 상기 단일 원자층 박막 내에 잔류하게 되는 제거불순물 중 어느 하나를 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.6. The method of claim 5, wherein removing impurities comprises:
And removing any one of the removing impurities which are caused by the source gas or remain in the single atomic layer thin film due to incomplete reaction of the source gas and the reactive gas. 제13항에 있어서,
상기 도핑된 박막에서 제거되어야 할 제거불순물은 탄소, 염소, 수소, 질소, 및 불소 중에서 선택된 적어도 하나의 원소이거나, 금속이거나, 유전체이거나, 또는 이들의 화합물인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the removal impurity to be removed from the doped thin film is at least one element selected from among carbon, chlorine, hydrogen, nitrogen, and fluorine, or is a metal, a dielectric, or a compound thereof. 제5에 있어서, 상기 불순물을 제거하는 단계는
이온화된 산소 이온, 이온화된 수소 이온, 이온화된 질소 이온, 이온화 된 아르곤(Ar) 이온, 이온화된 헬륨(He) 이온 중 어느 하나 이상을 이용하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.The method of claim 5, wherein removing the impurities comprises:
Wherein at least one of an ionized oxygen ion, an ionized hydrogen ion, an ionized nitrogen ion, an ionized argon (Ar) ion, and an ionized helium (He) ion is used. 제5항에 있어서,
상기 불순물을 도핑하는 단계 후에,
상기 도핑된 박막의 불순물을 제거하는 제거불순물 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법.6. The method of claim 5,
After the step of doping the impurity,
Further comprising a removing impurity step of removing impurities of the doped thin film. 제16항에 있어서,
상기 불순물을 도핑하는 단계 후에 상기 도핑된 박막의 불순물을 제거하는 단계는
상기 소스가스에서 기인하거나 상기 소스가스와 상기 반응가스의 불완전 반응으로 상기 단일 원자층 박막 내에 잔류하게 되는 불순물 중 어느 하나를 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.17. The method of claim 16,
The step of removing impurities of the doped thin film after the step of doping the impurity
Wherein the step of removing any one of impurities caused by the source gas or remaining in the single atomic layer thin film due to incomplete reaction of the source gas and the reactive gas. 제16항에 있어서,
상기 도핑된 박막에서 제거되어야 할 제거불순물은 탄소, 염소, 수소, 질소, 및 불소 중에서 선택된 적어도 하나의 원소이거나, 금속이거나, 유전체이거나, 또는 이들의 화합물인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.17. The method of claim 16,
Wherein the removal impurity to be removed from the doped thin film is at least one element selected from among carbon, chlorine, hydrogen, nitrogen, and fluorine, or is a metal, a dielectric, or a compound thereof. 제16항에 있어서,
상기 불순물을 도핑하는 단계 후에 상기 불순물을 제거하는 단계는
상기 불순물 도핑된 불순물을 제거하는 이온은 이온화된 산소 이온, 이온화된 수소 이온, 이온화된 질소 이온, 이온화 된 아르곤(Ar) 이온, 이온화된 헬륨(He) 이온 중 어느 하나 이상을 이용하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
17. The method of claim 16,
The step of removing the impurity after the step of doping the impurity
Wherein the ions for removing the impurity-doped impurities use at least one of ionized oxygen ions, ionized hydrogen ions, ionized nitrogen ions, ionized argon (Ar) ions, and ionized helium (He) ions Thin film forming method.
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E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)