KR20190114089A - 가스 분배 판을 갖는 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

가스 분배 판을 갖는 플라즈마 처리 장치 Download PDF

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Abstract

플라즈마 처리 장치는 기판이 안착되는 지지대, 다수의 분사구를 갖는 가스 분배 판(gas distribution plate; GDP), 공정 가스를 공급하는 주 분배기(main splitter), 및 가속 가스 또는 감속 가스를 공급하는 보조 분배기(additional splitter)를 포함한다. 상기 다수의 분사구는 다수의 중앙 분사구, 다수의 외곽 분사구, 상기 공정 가스 및 상기 가속 가스를 분출하는 다수의 중간 분사구, 다수의 제1 분사구, 및 다수의 제2 분사구를 포함한다.

Description

가스 분배 판을 갖는 플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS INCLUDING GAS DISTRIBUTION PLATE}
가스 분배 판을 갖는 플라즈마 처리 장치 및 그 운영 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에 플라즈마 처리 장치가 이용되고 있다. 반도체 소자의 고집적화에 따라 패턴의 종횡비는 점점 증가하고 있다. 높은 종횡비를 갖는 패턴의 형성을 위하여, 균일한 플라즈마 밀도를 갖는 공정 가스를 제공할 수 있는 플라즈마 처리 장치가 요구된다.
본 개시의 실시예들에 따른 과제는 플라즈마 밀도를 균일하게 제어할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공하는데 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 과제는 플라즈마 밀도를 균일하게 제어할 수 있는 플라즈마 처리 장치의 운영 방법을 제공하는데 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 플라즈마 처리 장치는 기판이 안착되는 지지대를 포함한다. 상기 지지대와 마주보며 다수의 분사구를 갖는 가스 분배 판(gas distribution plate; GDP)이 배치된다. 상기 가스 분배 판에 공정 가스를 공급하는 주 분배기(main splitter)가 연결된다. 상기 가스 분배 판에 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 증가시키는 가속 가스 또는 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 감소시키는 감속 가스를 선택적으로 공급하는 보조 분배기(additional splitter)가 연결된다. 상기 다수의 분사구는 상기 가스 분배 판의 중심에 인접하고, 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 중앙 분사구; 상기 가스 분배 판의 최 외곽에 인접하고, 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 외곽 분사구; 상기 주 분배기 및 상기 보조 분배기에 연결되고, 상기 공정 가스 및 상기 가속 가스를 분출하며, 상기 가스 분배 판의 중심과 상기 다수의 외곽 분사구 사이의 중간지점에 인접한 다수의 중간 분사구; 상기 다수의 중앙 분사구 및 상기 다수의 중간 분사구 사이에 배치되고 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 제1 분사구; 및 상기 다수의 중간 분사구 및 상기 다수의 외곽 분사구 사이에 배치되고 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 제2 분사구를 포함한다.
본 개시의 실시예들에 따른 플라즈마 처리 장치는 기판이 안착되는 지지대를 포함한다. 상기 지지대와 마주보며 다수의 분사구를 갖는 가스 분배 판(gas distribution plate; GDP)이 배치된다. 상기 가스 분배 판에 공정 가스를 공급하는 주 분배기(main splitter)가 연결된다. 상기 가스 분배 판에 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 증가시키는 가속 가스 또는 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 감소시키는 감속 가스를 선택적으로 공급하는 보조 분배기(additional splitter)가 연결된다. 상기 다수의 분사구는 상기 가스 분배 판의 중심에 인접하고, 상기 주 분배기 및 상기 보조 분배기에 연결되고, 상기 공정 가스 및 상기 감속 가스를 분출하는 다수의 중앙 분사구; 상기 가스 분배 판의 최 외곽에 배치되고, 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 외곽 분사구; 상기 가스 분배 판의 중심과 상기 다수의 외곽 분사구 사이의 중간지점에 인접한 다수의 중간 분사구; 상기 다수의 중앙 분사구 및 상기 다수의 중간 분사구 사이에 배치되고 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 제1 분사구; 및 상기 다수의 중간 분사구 및 상기 다수의 외곽 분사구 사이에 배치되고 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 제2 분사구를 포함한다.
본 개시의 실시예들에 따른 가스 분배 판(gas distribution plate; GDP)은 공정 가스를 공급하는 주 분배기(main splitter) 및 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 감소시키는 감속 가스를 공급하는 보조 분배기(additional splitter)에 연결되는 다수의 중앙 분사구를 포함한다. 상기 다수의 중앙 분사구의 외측에 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 외곽 분사구가 배치된다. 상기 주 분배기 및 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 증가시키는 가속 가스를 공급하는 상기 보조 분배기에 연결되고, 상기 다수의 중앙 분사구의 중심과 상기 다수의 외곽 분사구 사이의 중간지점에 인접한 다수의 중간 분사구가 배치된다. 상기 다수의 중앙 분사구 및 상기 다수의 중간 분사구 사이에 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 제1 분사구가 배치된다. 상기 다수의 중간 분사구 및 상기 다수의 외곽 분사구 사이에 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 제2 분사구가 배치된다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 주 분배기(main splitter) 및 보조 분배기(additional splitter)에 연결된 가스 분배 판(gas distribution plate; GDP)이 제공된다. 상기 보조 분배기는 공정 가스의 플라즈마 밀도를 증가시키는 가속 가스 및/또는 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 감소시키는 감속 가스를 국부적으로 공급하는 역할을 할 수 있다. 플라즈마 밀도를 균일하게 제어할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 실시예로서, 플라즈마 처리 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2 내지 도 6은 본 개시에 따른 실시예로서, 플라즈마 처리 장치에 적용되는 가스 분배 판(gas distribution plate; GDP)의 일면을 보여주는 정면도이다.
도 7 내지 도 16은 도 1의 일부분에 대한 다양한 실시예들을 설명하기 위한 구성도들이다.
도 17은 본 개시에 따른 실시예로서, 플라즈마 처리 장치에 적용되는 가스 분배 판의 일면을 보여주는 정면도이다.
도 18 및 도 19는 도 1의 일부분에 대한 다양한 실시예들을 설명하기 위한 구성도들이다.
도 20 및 도 21은 본 개시에 따른 실시예로서, 플라즈마 처리 장치에 적용되는 가스 분배 판의 일면을 보여주는 정면도이다.
도 1은 본 개시에 따른 실시예로서, 플라즈마 처리 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는 챔버(3), 배기구(9), 지지대(11), 가스 분배 판(gas distribution plate; GDP; 20), 주 분배기(main splitter; 50), 및 보조 분배기(additional splitter; 70)를 포함할 수 있다. 상기 지지대(11)는 제1 전원 공급 장치(5)에 접속될 수 있으며, 상기 가스 분배 판(GDP; 20)은 제2 전원 공급 장치(6)에 접속될 수 있다. 상기 주 분배기(50)는 메인 가스 공급 장치(7)에 연결될 수 있으며, 상기 보조 분배기(70)는 보조 가스 공급 장치(8)에 연결될 수 있다. 상기 지지대(11) 상에 기판(15)이 안착될 수 있다.
상기 가스 분배 판(GDP; 20)은 다수의 리저버(reservoir; 1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E), 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28), 다수의 메인 유입구(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38), 및 다수의 보조 유입구(41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48)를 포함할 수 있다. 상기 주 분배기(50)는 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)를 포함할 수 있다. 상기 주 분배기(50) 및 상기 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 메인 배관(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68)이 연결될 수 있다. 상기 보조 분배기(70)는 다수의 보조 유량 제어기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78)를 포함할 수 있다. 상기 보조 분배기(70) 및 상기 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 보조 배관(81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88)이 연결될 수 있다.
상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 중심에 인접한 중앙 리저버(1C), 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 최 외곽에 인접한 외곽 리저버(8E), 상기 중앙 리저버(1C) 및 상기 외곽 리저버(8E) 사이에 배치되고 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 중심과 상기 외곽 리저버(8E) 사이의 중간지점에 인접한 중간 리저버(4M), 상기 중앙 리저버(1C) 및 상기 중간 리저버(4M) 사이에 배치된 제1 리저버(2M), 상기 중간 리저버(4M) 및 상기 외곽 리저버(8E) 사이에 배치된 제2 리저버(5M), 상기 제1 리저버(2M) 및 상기 중간 리저버(4M) 사이에 배치된 제3 리저버(3M), 상기 제2 리저버(5M) 및 상기 외곽 리저버(8E) 사이에 배치된 제4 리저버(6M), 그리고 상기 제4 리저버(6M) 및 상기 외곽 리저버(8E) 사이에 배치된 제5 리저버(7E)를 포함할 수 있다.
상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 중심에 인접한 다수의 중앙 분사구(21), 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 최 외곽에 인접한 다수의 외곽 분사구(28), 상기 다수의 중앙 분사구(21) 및 상기 다수의 외곽 분사구(28) 사이에 배치되고 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 중심과 상기 다수의 외곽 분사구(28) 사이의 중간지점에 인접한 다수의 중간 분사구(24), 상기 다수의 중앙 분사구(21) 및 상기 다수의 중간 분사구(24) 사이에 배치된 다수의 제1 분사구(22), 상기 다수의 중간 분사구(24) 및 상기 다수의 외곽 분사구(28) 사이에 배치된 다수의 제2 분사구 (25), 상기 다수의 제1 분사구(22) 및 상기 다수의 중간 분사구(24) 사이에 배치된 다수의 제3 분사구(23), 상기 다수의 제2 분사구 (25) 및 상기 다수의 외곽 분사구(28) 사이에 배치된 다수의 제4 분사구(26), 그리고 상기 다수의 제4 분사구(26) 및 상기 다수의 외곽 분사구(28) 사이에 배치된 다수의 제5 분사구(27)를 포함할 수 있다.
상기 다수의 메인 유입구(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38)는 제1 유입구(31), 제2 메인 유입구(32), 제3 메인 유입구(33), 제4 메인 유입구(34), 제5 메인 유입구(35), 제6 메인 유입구(36), 제7 메인 유입구(37), 및 제8 메인 유입구(38)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유입구(41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48)는 제1 보조 유입구(41), 제2 보조 유입구(42), 제3 보조 유입구(43), 제4 보조 유입구(44), 제5 보조 유입구(45), 제6 보조 유입구(46), 제7 보조 유입구(47), 및 제8 보조 유입구(48)를 포함할 수 있다.
상기 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)는 제1 메인 유량 제어기(51), 제2 메인 유량 제어기(52), 제3 메인 유량 제어기(53), 제4 메인 유량 제어기(54), 제5 메인 유량 제어기(55), 제6 메인 유량 제어기(56), 제7 메인 유량 제어기(57), 및 제8 메인 유량 제어기(58)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 메인 배관(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68)은 제1 메인 배관(61), 제2 메인 배관(62), 제3 메인 배관(63), 제4 메인 배관(64), 제5 메인 배관(65), 제6 메인 배관(66), 제7 메인 배관(67), 및 제8 메인 배관(68)을 포함할 수 있다.
상기 다수의 보조 유량 제어기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78)는 제1 보조 유량 제어기(71), 제2 보조 유량 제어기(72), 제3 보조 유량 제어기(73), 제4 보조 유량 제어기(74), 제5 보조 유량 제어기(75), 제6 보조 유량 제어기(76), 제7 보조 유량 제어기(77), 및 제8 보조 유량 제어기(78)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 배관(81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88)은 제1 보조 배관(81), 제2 보조 배관(82), 제3 보조 배관(83), 제4 보조 배관(84), 제5 보조 배관(85), 제6 보조 배관(86), 제7 보조 배관(87), 및 제8 보조 배관(88)을 포함할 수 있다.
상기 지지대(11)는 상기 챔버(3) 내에 배치될 수 있다. 상기 지지대(11)는 상기 기판(15)을 고정하는 역할을 할 수 있다. 상기 지지대(11)는 정전 척(electrostatic chuck; ESC), 진공 척(vacuum chuck), 또는 클램프 척(clamp chuck)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전원 공급 장치(5)는 상기 지지대(11)를 경유하여 상기 챔버(3) 내에 전기장을 인가하는 역할을 할 수 있다. 상기 기판(15)은 다양한 모양, 다양한 크기, 및 다양한 종류의 물질을 포함할 수 있다. 이하에서는 간략한 설명을 위하여, 상기 기판(15)이 약300mm의 직경을 갖는 반도체 웨이퍼인 경우를 상정하여 설명하기로 한다. 상기 기판(15)은 차례로 적층된 다수의 박막을 포함할 수 있으나 간략한 설명을 위하여 생략하기로 한다.
상기 가스 분배 판(GDP; 20)은 상기 챔버(3) 내에 상기 지지대(11)와 마주보도록 배치될 수 있다. 상기 제2 전원 공급 장치(6)는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)을 경유하여 상기 챔버(3) 내에 전기장을 인가하는 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제2 전원 공급 장치(6)는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)에 접지 전원을 공급할 수 있다.
상기 메인 가스 공급 장치(7)는 다수의 공정 가스를 저장하고 공급할 수 있는 가스 캐비닛(gas cabinet), 가스 박스(gas box), 가스 공급 시스템(gas supply system), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를들면, 상기 메인 가스 공급 장치(7)는 HF, C4F6, C4F8, CHF3, CH2F2, C5F8, O2, H2, 또는 이들의 혼합과 같은 다양한 종류의 공정 가스를 독립적으로, 순차적으로, 번갈아 가며 반복적으로, 또는 한꺼번에 두 가지 이상의 공정 가스를 혼합하여 상기 주 분배기(50)에 공급하는 역할을 할 수 있다. 상기 보조 가스 공급 장치(8)는 다수의 보조 가스를 저장하고 공급할 수 있는 가스 캐비닛, 가스 박스, 가스 공급 시스템, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를들면, 상기 보조 가스 공급 장치(8)는 He, Ne, Ar, Kr, Xe, 또는 이들의 혼합과 같은 다양한 종류의 보조 가스를 독립적으로, 순차적으로, 번갈아 가며 반복적으로, 또는 한꺼번에 두 가지 이상의 공정 가스를 혼합하여 상기 보조 분배기(70)에 공급하는 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 메인 가스 공급 장치(7) 및 상기 보조 가스 공급 장치(8)는 상기 챔버(3)의 외부에 배치될 수 있다.
상기 주 분배기(50) 및 상기 보조 분배기(70)는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 주 분배기(50)는 상기 메인 가스 공급 장치(7)로부터 공정 가스를 공급 받아 상기 가스 분배 판(GDP; 20)에 보내는 역할을 할 수 있다. 상기 보조 분배기(70)는 상기 보조 가스 공급 장치(8)로부터 보조 가스를 공급 받아 상기 가스 분배 판(GDP; 20)에 보내는 역할을 할 수 있다. 상기 주 분배기(50)에서 공급되는 공정 가스 및 상기 보조 분배기(70)에서 공급되는 보조 가스는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)를 통하여 상기 챔버(3)의 내부로 분출될 수 있다. 상기 주 분배기(50)에서 공급되는 공정 가스 및 상기 보조 분배기(70)에서 공급되는 보조 가스는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)를 통하여 상기 기판(15)의 표면에 공급될 수 있다. 상기 배기구(9)는 상기 챔버(3) 내부의 반응 부산물을 배출하는 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 챔버(3)의 내벽 또는 외부에 상기 주 분배기(50)에서 공급되는 공정 가스를 플라즈마화 하기 위한 추가적인 장치들이 장착될 수 있으나 간략한 설명을 위하여 생략하기로 한다.
상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)는 서로 격리될 수 있다. 상기 중앙 리저버(1C)는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 중심에 배치될 수 있다. 상기 중앙 리저버(1C)는 상기 기판(15)의 중심에 정렬될 수 있다. 상기 외곽 리저버(8E)는 상기 기판(15)의 가장자리에 정렬될 수 있다. 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 일면에 상기 기판(15)과 마주보도록 배치될 수 있다. 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)는 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 연통될 수 있다. 예를들면, 상기 다수의 중앙 분사구(21)는 상기 중앙 리저버(1C)에 연통될 수 있으며, 상기 다수의 중간 분사구(24)는 상기 중간 리저버(4M)에 연통될 수 있고, 상기 다수의 외곽 분사구(28)는 상기 외곽 리저버(8E)에 연통될 수 있다. 상기 다수의 외곽 분사구(28)는 상기 기판(15)의 가장자리에 정렬될 수 있다. 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 유효 폭은 상기 다수의 외곽 분사구(28)에 의하여 결정될 수 있다.
상기 다수의 메인 유입구(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38) 및 상기 다수의 보조 유입구(41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48)는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)와 다른 면에 배치될 수 있다. 상기 다수의 메인 유입구(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38)는 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 연통될 수 있다. 예를들면, 상기 제1 메인 유입구(31)는 상기 중앙 리저버(1C)에 연통될 수 있으며, 상기 제8 메인 유입구(38)는 상기 외곽 리저버(8E)에 연통될 수 있다. 상기 다수의 보조 유입구(41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48)는 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 연통될 수 있다. 예를들면, 상기 제1 보조 유입구(41)는 상기 중앙 리저버(1C)에 연통될 수 있으며, 상기 제4 보조 유입구(44)는 상기 중간 리저버(4M)에 연통될 수 있고, 상기 제8 보조 유입구(48)는 상기 외곽 리저버(8E)에 연통될 수 있다.
상기 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58) 및 상기 다수의 보조 유량 제어기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78)는 질량 유량 제어기(mass flow controller; MFC), 솔레노이드 밸브 (solenoid operated valve), 공기 실린더 밸브 (air cylinder operated valve), 공기 모터 밸브 (air motor operated valve), 다이어프램 밸브 (diaphragm operated valve), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58) 및 상기 다수의 보조 유량 제어기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78)의 각각은 독립적으로 원격 제어될 수 있다.
상기 제1 메인 배관(61)은 상기 제1 메인 유입구(31) 및 상기 제1 메인 유량 제어기(51)에 연결될 수 있다. 상기 제2 메인 배관(62)은 상기 제2 메인 유입구(32) 및 상기 제2 메인 유량 제어기(52)에 연결될 수 있다. 상기 제3 메인 배관(63)은 상기 제3 메인 유입구(33) 및 상기 제3 메인 유량 제어기(53)에 연결될 수 있다. 상기 제4 메인 배관(64)은 상기 제4 메인 유입구(34) 및 상기 제4 메인 유량 제어기(54)에 연결될 수 있다. 상기 제5 메인 배관(65)은 상기 제5 메인 유입구(35) 및 상기 제5 메인 유량 제어기(55)에 연결될 수 있다. 상기 제6 메인 배관(66)은 상기 제6 메인 유입구(36) 및 상기 제6 메인 유량 제어기(56)에 연결될 수 있다. 상기 제7 메인 배관(67)은 상기 제7 메인 유입구(37) 및 상기 제7 메인 유량 제어기(57)에 연결될 수 있다. 상기 제8 메인 배관(68)은 상기 제8 메인 유입구(38) 및 상기 제8 메인 유량 제어기(58)에 연결될 수 있다.
상기 제1 보조 배관(81)은 상기 제1 보조 유입구(41) 및 상기 제1 보조 유량 제어기(71)에 연결될 수 있다. 상기 제2 보조 배관(82)은 상기 제2 보조 유입구(42) 및 상기 제2 보조 유량 제어기(72)에 연결될 수 있다. 상기 제3 보조 배관(83)은 상기 제3 보조 유입구(43) 및 상기 제3 보조 유량 제어기(73)에 연결될 수 있다. 상기 제4 보조 배관(84)은 상기 제4 보조 유입구(44) 및 상기 제4 보조 유량 제어기(74)에 연결될 수 있다. 상기 제5 보조 배관(85)은 상기 제5 보조 유입구(45) 및 상기 제5 보조 유량 제어기(75)에 연결될 수 있다. 상기 제6 보조 배관(86)은 상기 제6 보조 유입구(46) 및 상기 제6 보조 유량 제어기(76)에 연결될 수 있다. 상기 제7 보조 배관(87)은 상기 제7 보조 유입구(47) 및 상기 제7 보조 유량 제어기(77)에 연결될 수 있다. 상기 제8 보조 배관(88)은 상기 제8 보조 유입구(48) 및 상기 제8 보조 유량 제어기(78)에 연결될 수 있다.
도 2 내지 도 6은 본 개시에 따른 실시예로서, 플라즈마 처리 장치에 적용되는 가스 분배 판(gas distribution plate; GDP)의 일면을 보여주는 정면도이다.
도 2를 참조하면, 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)의 각각은 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E) 중 대응하는 하나의 가장자리를 따라 정렬될 수 있다. 다수의 중앙 분사구(21)는 가스 분배 판(GDP; 20)의 중심에 인접하고 중앙 리저버(1C)의 가장자리를 따라 환상으로 배치될 수 있다. 다수의 제1 분사구(22)는 상기 다수의 중앙 분사구(21)의 외측을 둘러싸고 제1 리저버(2M)의 가장자리를 따라 환상으로 배치될 수 있다. 다수의 제3 분사구(23)는 상기 다수의 제1 분사구(22)의 외측을 둘러싸고 제3 리저버(3M)의 가장자리를 따라 환상으로 배치될 수 있다. 다수의 중간 분사구(24)는 상기 다수의 제3 분사구(23)의 외측을 둘러싸고 중간 리저버(4M)의 가장자리를 따라 환상으로 배치될 수 있다. 다수의 제2 분사구 (25)는 상기 다수의 중간 분사구(24)의 외측을 둘러싸고 제2 리저버(5M)의 가장자리를 따라 환상으로 배치될 수 있다. 다수의 제4 분사구(26)는 상기 다수의 제2 분사구 (25)의 외측을 둘러싸고 제4 리저버(6M)의 가장자리를 따라 환상으로 배치될 수 있다. 다수의 제5 분사구(27)는 상기 다수의 제4 분사구(26)의 외측을 둘러싸고 제5 리저버(7E)의 가장자리를 따라 환상으로 배치될 수 있다. 다수의 외곽 분사구(28)는 상기 다수의 제5 분사구(27)의 외측을 둘러싸고 외곽 리저버(8E)의 가장자리를 따라 환상으로 배치될 수 있다. 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)는 동심원 상에 배치될 수 있다.
상기 중앙 리저버(1C)는 가스 분배 판(GDP; 20)의 중심에 배치될 수 있다. 상기 외곽 리저버(8E)는 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E) 중 최 외곽에 배치될 수 있다. 상기 외곽 리저버(8E)는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 최 외곽에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 중앙 리저버(1C)는 원반 모양을 이룰 수 있다. 상기 제1 리저버(2M), 상기 제3 리저버(3M), 상기 중간 리저버(4M), 상기 제2 리저버(5M), 상기 제4 리저버(6M), 상기 제5 리저버(7E), 및 상기 외곽 리저버(8E)의 각각은 애뉼라 링(annular ring) 모양 또는 도넛 모양을 이룰 수 있다. 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)는 동심원 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 리저버(2M), 상기 제3 리저버(3M), 상기 중간 리저버(4M), 상기 제2 리저버(5M), 상기 제4 리저버(6M), 상기 제5 리저버(7E), 및 상기 외곽 리저버(8E) 각각은 실질적으로 동일한 수평 폭을 가질 수 있다. 상기 중앙 리저버(1C)의 반지름은 상기 제1 리저버(2M), 상기 제3 리저버(3M), 상기 중간 리저버(4M), 상기 제2 리저버(5M), 상기 제4 리저버(6M), 상기 제5 리저버(7E), 및 상기 외곽 리저버(8E)의 각각과 실질적으로 동일한 수평 폭을 가질 수 있다.
상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)의 각각은 하나 또는 다수의 제1 소-분사구(29A)를 포함할 수 있다. 예를들면, 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)의 각각은 삼각형으로 배치된 상기 제1 소-분사구(29A)를 3개씩 포함할 수 있다. 상기 제1 소-분사구(29A)는 약5mm 이하의 직경을 갖는 것일 수 있다. 본 발명자들의 연구에 따르면, 상기 제1 소-분사구(29A)의 직경이 5mm를 초과하는 경우, 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)의 내부 또는 인접한 곳에서 예측할 수 없으며 제어할 수도 없는 급격한 화학 반응이 빈번하게 발생할 수 있는 것으로 확인되었다.
상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 유효 폭(W)은 상기 다수의 외곽 분사구(28)에 의하여 결정될 수 있다. 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 유효 폭(W)은 상기 외곽 리저버(8E)가 이루는 원의 지름과 유사하거나 실질적으로 동일한 것으로 해석될 수 있다. 상기 다수의 중앙 분사구(21)는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 중심으로부터 상기 유효 폭(W)의 16분의1(W/16)에 해당되는 거리에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 다수의 제1 분사구(22) 내지 상기 다수의 외곽 분사구(28)는 상기 다수의 중앙 분사구(21)의 외측에 상기 유효 폭(W)의 16분의1(W/16)에 해당되는 거리만큼 차례로 떨어지게 배치될 수 있다. 상기 다수의 중간 분사구(24)는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 중심으로부터 상기 유효 폭(W)의 4분의1(W/4)에 해당되는 거리에 인접하게 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 일면은 샤워 헤드(shower head)로 지칭될 수 있다. 상기 제1 소-분사구(29A)는 소-분사구로 지칭될 수 있다.
도 3을 참조하면, 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)의 각각은 제1 소-분사구(29A)를 하나씩 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 다수의 중간 분사구(24)의 각각에 포함된 제1 소-분사구(29A)의 수는 다수의 중앙 분사구(21), 다수의 제1 분사구(22), 다수의 제3 분사구(23), 다수의 제2 분사구 (25), 다수의 제4 분사구(26), 다수의 제5 분사구(27), 및 다수의 외곽 분사구(28)의 각각에 포함된 상기 제1 소-분사구(29A)의 수보다 클 수 있다. 일 실시예에서, 상기 다수의 중간 분사구(24)의 각각은 삼각형으로 배치된 3개의 상기 제1 소-분사구(29A)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 중앙 분사구(21), 상기 다수의 제1 분사구(22), 상기 다수의 제3 분사구(23), 상기 다수의 제2 분사구 (25), 상기 다수의 제4 분사구(26), 상기 다수의 제5 분사구(27), 및 상기 다수의 외곽 분사구(28)의 각각은 상기 제1 소-분사구(29A)를 하나씩 포함할 수 있다.
본 발명자들의 연구에 따르면, 상기 다수의 중간 분사구(24)의 각각이 상기 제1 소-분사구(29A)를 3개씩 포함하고, 상기 다수의 중앙 분사구(21), 상기 다수의 제1 분사구(22), 상기 다수의 제3 분사구(23), 상기 다수의 제2 분사구 (25), 상기 다수의 제4 분사구(26), 상기 다수의 제5 분사구(27), 및 상기 다수의 외곽 분사구(28)의 각각이 상기 제1 소-분사구(29A)를 하나씩 포함할 공정 가스의 플라즈마 밀도를 균일하게 제어하기에 매우 효율적인 것으로 확인되었다.
도 5를 참조하면, 다수의 중앙 분사구(21), 다수의 제1 분사구(22), 다수의 제3 분사구(23), 다수의 제2 분사구 (25), 다수의 제4 분사구(26), 다수의 제5 분사구(27), 및 다수의 외곽 분사구(28)의 각각은 제1 소-분사구(29A)를 하나씩 포함할 수 있다. 다수의 중간 분사구(24)의 각각은 제2 소-분사구(29B)를 하나씩 포함할 수 있다. 상기 제2 소-분사구(29B)는 상기 제1 소-분사구(29A)보다 클 수 있다. 상기 제2 소-분사구(29B) 및 상기 제1 소-분사구(29A)의 직경은 5:3의 비율을 가질 수 있다. 상기 제2 소-분사구(29B)는 약5mm 이하의 직경을 갖는 것일 수 있다. 상기 제1 소-분사구(29A)는 약3mm 이하의 직경을 갖는 것일 수 있다.
본 발명자들의 연구에 따르면, 상기 제2 소-분사구(29B) 및 상기 제1 소-분사구(29A)의 직경이 5:3의 비율을 가질 경우 공정 가스의 플라즈마 밀도를 균일하게 제어하기에 매우 효율적인 것으로 확인되었다.
도 6을 참조하면, 다수의 중앙 분사구(21), 다수의 제1 분사구(22), 다수의 제3 분사구(23), 다수의 제2 분사구 (25), 다수의 제4 분사구(26), 다수의 제5 분사구(27), 및 다수의 외곽 분사구(28)의 각각은 각각은 삼각형으로 배치된 3개의 제1 소-분사구(29A)를 포함할 수 있다. 다수의 중간 분사구(24)의 각각은 삼각형으로 배치된 3개의 제2 소-분사구(29B)를 포함할 수 있다. 상기 제2 소-분사구(29B) 및 상기 제1 소-분사구(29A)의 직경은 5:3의 비율을 가질 수 있다. 상기 제2 소-분사구(29B)는 약5mm 이하의 직경을 갖는 것일 수 있다. 상기 제1 소-분사구(29A)는 약3mm 이하의 직경을 갖는 것일 수 있다.
본 발명자들의 연구에 따르면, 상기 제2 소-분사구(29B) 및 상기 제1 소-분사구(29A)의 직경이 5:3의 비율을 가질 경우 공정 가스의 플라즈마 밀도를 균일하게 제어하기에 매우 효율적인 것으로 확인되었다.
도 7 내지 도 16은 도 1의 일부분에 대한 다양한 실시예들을 설명하기 위한 구성도들이다.
도 7을 참조하면, 다수의 메인 유입구(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38)는 제1 메인 유입구(31) 내지 제8 메인 유입구(38)를 포함할 수 있다. 다수의 보조 유입구(41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48)는 제1 보조 유입구(41) 내지 제8 보조 유입구(48)를 포함할 수 있다. 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)는 제1 메인 유량 제어기(51) 내지 제8 메인 유량 제어기(58)를 포함할 수 있다. 다수의 보조 유량 제어기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78)는 제1 보조 유량 제어기(71) 내지 제8 보조 유량 제어기(78)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 7을 다시 한번 참조하면, 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 유효 폭(W)은 상기 다수의 외곽 분사구(28)에 의하여 결정될 수 있다. 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 유효 폭(W)은 상기 외곽 리저버(8E)가 이루는 원의 지름과 유사하거나 실질적으로 동일한 것으로 해석될 수 있다. 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 유효 폭(W)은 상기 기판(15)의 수평 폭보다 크거나 동일할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(15)의 수평 폭은 약300mm 일 수 있으며, 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 유효 폭(W)은 약320mm 일 수 있다.
상기 메인 가스 공급 장치(7)로부터 공급된 공정 가스는 상기 주 분배기(50) 및 상기 가스 분배 판(GDP; 20)을 경유하여 상기 기판(15)을 향하여 상기 챔버(3) 내에 공급될 수 있다. 상기 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)는 상기 다수의 메인 배관(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68) 및 상기 다수의 메인 유입구(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38)를 경유하여 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 공급되는 공정 가스의 유량을 독립적으로 제어하는 역할을 할 수 있다. 상기 주 분배기(50) 에서 공급되는 공정 가스는 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)를 통하여 상기 챔버(3) 내에 분출될 수 있다. 상기 챔버(3) 내에 공급되는 공정 가스는 플즈마화되어 상기 기판(15)의 표면에 공급될 수 있다. 상기 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)의 각각을 독립적으로 제어하여 상기 기판(15)의 전면에 걸쳐서 균일한 밀도의 플라즈마화된 공정 가스가 공급될 수 있도록 조절할 수 있다.
상기 보조 가스 공급 장치(8)로부터 공급된 보조 가스는 상기 보조 분배기(70) 및 상기 가스 분배 판(GDP; 20)을 경유하여 상기 기판(15)을 향하여 상기 챔버(3) 내에 공급될 수 있다. 상기 다수의 보조 유량 제어기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78)는 상기 다수의 보조 배관(81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88) 및 상기 다수의 보조 유입구(41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48)를 경유하여 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 공급되는 보조 가스의 유량을 독립적으로 제어하는 역할을 할 수 있다.
상기 보조 분배기(70)에서 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 공급되어 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)를 통하여 분출되는 보조 가스는 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 증가시키는 가속 가스 및 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 감소시키는 감속 가스를 포함할 수 있다. 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 공급되는 보조 가스는 상기 챔버(3) 내에 공급되는 공정 가스의 플즈마화를 가속하거나 감속하는 역할을 할 수 있다. 상기 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58) 및 상기 다수의 보조 유량 제어기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78)의 각각을 독립적으로 제어하여 상기 기판(15)의 전면에 걸쳐서 균일한 밀도의 플라즈마화된 공정 가스가 공급될 수 있도록 조절할 수 있다.
상기 보조 가스는 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 감소시키는 상기 감속 가스를 포함할 수 있다. 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 공급되는 보조 가스의 이온화 에너지(ionization energy)가 상대적으로 클 경우 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)를 통하여 분출되어 상기 챔버(3) 내에 공급되는 공정 가스의 플라즈마화는 감속될 수 있다. 예를 들면, 20eV 이상의 이온화 에너지(ionization energy)를 갖는 감속 가스를 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 선택적으로 공급하여 상기 챔버(3) 내에 공급되는 공정 가스의 플라즈마 밀도(plasma density)를 국부적으로 낮출 수 있다. 일 실시예에서, He, Ne, 또는 이들의 조합과 같은 감속 가스를 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 선택적으로 공급하여 상기 챔버(3) 내에 공급되는 공정 가스의 플라즈마 밀도를 국부적으로 낮출 수 있다.
상기 보조 가스는 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 증가시키는 가속 가스를 포함할 수 있다. 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 공급되는 보조 가스의 이온화 에너지(ionization energy)가 상대적으로 낮을 경우 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)를 통하여 분출되어 상기 챔버(3) 내에 공급되는 공정 가스의 플라즈마화는 가속될 수 있다. 예를 들면, 20eV 미만의 이온화 에너지(ionization energy)를 갖는 가속 가스를 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 선택적으로 공급하여 상기 챔버(3) 내에 공급되는 공정 가스의 플라즈마 밀도(plasma density)를 국부적으로 높일 수 있다. 일 실시예에서, Ar, Kr, Xe, 또는 이들의 조합과 같은 보조 가스를 상기 다수의 리저버(1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 선택적으로 공급하여 상기 챔버(3) 내에 공급되는 공정 가스의 플라즈마 밀도를 국부적으로 높일 수 있다.
본 발명자들의 연구에 따르면, 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 중심과 가장자리 사이의 중간지점에 있어서 상기 챔버(3) 내에 공급되는 공정 가스의 플라즈마 밀도는 상대적으로 낮게 형성될 수 있는 것으로 확인되었다. 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 가장자리는 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) 중 최 외곽에 배치된 상기 다수의 외곽 분사구(28)에 의하여 결정될 수 있다. 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 유효 폭(W)은 상기 다수의 외곽 분사구(28)에 의하여 결정될 수 있다. 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 중간지점은 중심으로부터 상기 유효 폭(W)의 4분의1(W/4) 만큼 떨어진 곳에 위치할 수 있다. 상기 다수의 중간 분사구(24)는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 중심으로부터 상기 유효 폭(W)의 4분의1(W/4) 만큼 떨어진 곳에 인접할 수 있다. 상기 다수의 중간 분사구(24)는 상기 중간 리저버(4M)에 연통될 수 있다.
상기 제4 보조 유량 제어기(74)를 이용하여 상기 제4 보조 배관(84) 및 상기 제4 보조 유입구(44)를 경유하여 상기 중간 리저버(4M)에 상대적으로 낮은 이온화 에너지(ionization energy)를 갖는 가속 가스를 공급하여 공정 가스의 플라즈마 밀도를 국부적으로 증가시킬 수 있다. 상기 제4 보조 유량 제어기(74)를 이용하여 20eV 미만의 이온화 에너지(ionization energy)를 갖는 가속 가스를 상기 중간 리저버(4M)에 공급하여 공정 가스의 플라즈마 밀도를 국부적으로 증가시킬 수 있다. 상기 제4 보조 유량 제어기(74)를 이용하여 Ar, Kr, Xe, 또는 이들의 조합과 같은 보조 가스를 상기 중간 리저버(4M)에 공급하여 공정 가스의 플라즈마 밀도를 국부적으로 증가시킬 수 있다. 상기 제4 보조 유량 제어기(74)를 이용하여 Ar, Kr, Xe, 또는 이들의 조합과 같은 보조 가스를 상기 중간 리저버(4M)에 공급하여 상기 기판(15)의 전면에 걸쳐서 균일한 밀도의 플라즈마화된 공정 가스가 공급될 수 있도록 조절할 수 있다.
본 발명자들의 연구에 따르면, 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 중심 영역에 있어서 상기 챔버(3) 내에 공급되는 공정 가스의 플라즈마 밀도는 상대적으로 높게 형성될 수 있는 것으로 확인되었다. 상기 다수의 중앙 분사구(21)는 상기 가스 분배 판(GDP; 20)의 중심에 인접할 수 있다. 상기 다수의 중앙 분사구(21)는 상기 중앙 리저버(1C)에 연통될 수 있다. 상기 제1 보조 유량 제어기(71)를 이용하여 상기 제1 보조 배관(81) 및 상기 제1 보조 유입구(41)를 경유하여 상기 중앙 리저버(1C)에 상대적으로 높은 이온화 에너지(ionization energy)를 갖는 감속 가스를 공급하여 공정 가스의 플라즈마 밀도를 국부적으로 감소시킬 수 있다. 상기 제1 보조 유량 제어기(71)를 이용하여 20eV 이상의 이온화 에너지(ionization energy)를 갖는 감속 가스를 상기 중앙 리저버(1C)에 공급하여 공정 가스의 플라즈마 밀도를 국부적으로 감소시킬 수 있다. 상기 제1 보조 유량 제어기(71)를 이용하여 He, Ne, 또는 이들의 조합과 같은 감속 가스를 상기 중앙 리저버(1C)에 공급하여 공정 가스의 플라즈마 밀도를 국부적으로 감소시킬 수 있다. 상기 제1 보조 유량 제어기(71)를 이용하여 He, Ne, 또는 이들의 조합과 같은 보조 가스를 상기 중앙 리저버(1C)에 공급하여 상기 기판(15)의 전면에 걸쳐서 균일한 밀도의 플라즈마화된 공정 가스가 공급될 수 있도록 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 보조 유량 제어기(71)를 이용하여 상기 중앙 리저버(1C)에 상대적으로 높은 이온화 에너지를 갖는 감속 가스를 공급하고, 상기 제4 보조 유량 제어기(74)를 이용하여 상기 중간 리저버(4M)에 상대적으로 낮은 이온화 에너지를 갖는 가속 가스를 공급하여, 상기 기판(15)의 전면에 걸쳐서 균일한 밀도의 플라즈마화된 공정 가스가 공급될 수 있도록 조절할 수 있다. 상기 제1 보조 유량 제어기(71)를 이용하여 상기 중앙 리저버(1C)에 20eV 이상의 이온화 에너지를 갖는 감속 가스를 공급하고, 상기 제4 보조 유량 제어기(74)를 이용하여 상기 중간 리저버(4M)에 20eV 미만의 이온화 에너지를 갖는 가속 가스를 공급하여, 상기 기판(15)의 전면에 걸쳐서 균일한 밀도의 플라즈마화된 공정 가스가 공급될 수 있도록 조절할 수 있다. 상기 제1 보조 유량 제어기(71)를 이용하여 상기 중앙 리저버(1C)에 He, Ne, 또는 이들의 조합과 같은 감속 가스를 공급하고, 상기 제4 보조 유량 제어기(74)를 이용하여 상기 중간 리저버(4M)에 Ar, Kr, Xe, 또는 이들의 조합과 같은 가속 가스를 공급하여, 상기 기판(15)의 전면에 걸쳐서 균일한 밀도의 플라즈마화된 공정 가스가 공급될 수 있도록 조절할 수 있다.
도 8을 참조하면, 가스 분배 판(GDP; 20)은 다수의 리저버(reservoir; 1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E), 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28), 다수의 메인 유입구(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38), 및 다수의 보조 유입구(41, 44)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유입구(41, 44)는 제1 보조 유입구(41) 및 제4 보조 유입구(44)를 포함할 수 있다.
보조 분배기(70)는 다수의 보조 유량 제어기(71, 74)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유량 제어기(71, 74)는 제1 보조 유량 제어기(71) 및 제4 보조 유량 제어기(74)를 포함할 수 있다. 상기 보조 분배기(70) 및 상기 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 보조 배관(81, 84)이 연결될 수 있다. 상기 다수의 보조 배관(81, 84)은 제1 보조 배관(81) 및 제4 보조 배관(84)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 보조 배관(81)은 보조 배관으로 지칭될 수 있다.
메인 분배기(50)에서 상기 다수의 리저버(reservoir; 1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E)에 공급되는 공정 가스는 상기 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28)를 통하여 분출될 수 있다. 상기 보조 분배기(70)는 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 증가시키는 가속 가스 및 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 감소시키는 감속 가스를 중앙 리저버(1C) 및 중간 리저버(4M)에 선택적으로 공급하는 역할을 할 수 있다. 예를들면, 다수의 중앙 분사구(21)는 상기 공정 가스 및 상기 감속 가스를 분출할 수 있다. 다수의 중간 분사구(24)는 상기 공정 가스 및 상기 가속 가스를 분출할 수 있다.
도 9를 참조하면, 가스 분배 판(GDP; 20)은 다수의 리저버(reservoir; 1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E), 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28), 다수의 메인 유입구(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38), 및 제4 보조 유입구(44)를 포함할 수 있다. 보조 분배기(70)는 제4 보조 유량 제어기(74)를 포함할 수 있다. 상기 제4 보조 유량 제어기(74) 및 상기 제4 보조 유입구(44) 사이에 제4 보조 배관(84)이 연결될 수 있다. 다수의 중간 분사구(24)는 공정 가스 및 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 증가시키는 가속 가스를 분출할 수 있다.
도 10을 참조하면, 가스 분배 판(GDP; 20)은 다수의 리저버(reservoir; 1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E), 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28), 다수의 메인 유입구(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38), 및 제1 보조 유입구(41)를 포함할 수 있다. 보조 분배기(70)는 제1 보조 유량 제어기(71)를 포함할 수 있다. 상기 제1 보조 유량 제어기(71) 및 상기 제1 보조 유입구(41) 사이에 제1 보조 배관(81)이 연결될 수 있다. 다수의 중앙 분사구(21)는 공정 가스 및 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 감소시키는 감속 가스를 분출할 수 있다.
도 11을 참조하면, 주 분배기(50)는 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 54, 55, 58)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 54, 55, 58)는 제1 메인 유량 제어기(51), 제2 메인 유량 제어기(52), 제4 메인 유량 제어기(54), 제5 메인 유량 제어기(55), 및 제8 메인 유량 제어기(58)를 포함할 수 있다. 상기 주 분배기(50) 및 상기 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 메인 배관(61, 62, 64, 65, 68)이 연결될 수 있다. 상기 다수의 메인 배관(61, 62, 64, 65, 68)은 제1 메인 배관(61), 제2 메인 배관(62), 제4 메인 배관(64), 제5 메인 배관(65), 및 제8 메인 배관(68)을 포함할 수 있다. 상기 제2 메인 배관(62)은 상기 제2 메인 유입구(32) 및 상기 제3 메인 유입구(33)에 연결될 수 있다. 상기 제5 메인 배관(65)은 상기 제5 메인 유입구(35) 및 상기 제6 메인 유입구(36)에 연결될 수 있다. 상기 제8 메인 배관(68)은 상기 제7 메인 유입구(37) 및 상기 제8 메인 유입구(38)에 연결될 수 있다.
도 12를 참조하면, 가스 분배 판(GDP; 20)은 다수의 리저버(reservoir; 1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E), 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28), 다수의 메인 유입구(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38), 및 다수의 보조 유입구(41, 44)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유입구(41, 44)는 제1 보조 유입구(41) 및 제4 보조 유입구(44)를 포함할 수 있다.
주 분배기(50)는 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 54, 55, 58)를 포함할 수 있다. 상기 주 분배기(50) 및 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 메인 배관(61, 62, 64, 65, 68)이 연결될 수 있다. 보조 분배기(70)는 다수의 보조 유량 제어기(71, 74)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유량 제어기(71, 74)는 제1 보조 유량 제어기(71) 및 제4 보조 유량 제어기(74)를 포함할 수 있다. 상기 보조 분배기(70) 및 상기 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 보조 배관(81, 84)이 연결될 수 있다. 상기 다수의 보조 배관(81, 84)은 제1 보조 배관(81) 및 제4 보조 배관(84)을 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 주 분배기(50)는 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 54, 58)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 54, 58)는 제1 메인 유량 제어기(51), 제2 메인 유량 제어기(52), 제4 메인 유량 제어기(54), 및 제8 메인 유량 제어기(58)를 포함할 수 있다. 상기 주 분배기(50) 및 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 메인 배관(61, 62, 64, 68)이 연결될 수 있다. 상기 다수의 메인 배관(61, 62, 64, 68)은 제1 메인 배관(61), 제2 메인 배관(62), 제4 메인 배관(64), 및 제8 메인 배관(68)을 포함할 수 있다. 상기 제2 메인 배관(62)은 상기 제2 메인 유입구(32), 상기 제3 메인 유입구(33), 상기 제5 메인 유입구(35), 및 상기 제6 메인 유입구(36)에 연결될 수 있다. 상기 제8 메인 배관(68)은 상기 제7 메인 유입구(37) 및 상기 제8 메인 유입구(38)에 연결될 수 있다.
도 14를 참조하면, 가스 분배 판(GDP; 20)은 다수의 리저버(reservoir; 1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E), 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28), 다수의 메인 유입구(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38), 및 다수의 보조 유입구(41, 44)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유입구(41, 44)는 제1 보조 유입구(41) 및 제4 보조 유입구(44)를 포함할 수 있다.
주 분배기(50)는 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 54, 58)를 포함할 수 있다. 상기 주 분배기(50) 및 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 메인 배관(61, 62, 64, 68)이 연결될 수 있다. 보조 분배기(70)는 다수의 보조 유량 제어기(71, 74)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유량 제어기(71, 74)는 제1 보조 유량 제어기(71) 및 제4 보조 유량 제어기(74)를 포함할 수 있다. 상기 보조 분배기(70) 및 상기 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 보조 배관(81, 84)이 연결될 수 있다. 상기 다수의 보조 배관(81, 84)은 제1 보조 배관(81) 및 제4 보조 배관(84)을 포함할 수 있다.
도 15를 참조하면, 가스 분배 판(GDP; 20)은 다수의 리저버(reservoir; 1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E), 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28), 다수의 메인 유입구(31, 32, 34, 35, 38), 및 다수의 보조 유입구(41, 42, 44, 45, 48)를 포함할 수 있다. 제3 리저버(3M)는 제1 리저버(2M)에 연통될 수 있다. 제4 리저버(6M)는 제2 리저버(5M)에 연통될 수 있다. 제5 리저버(7E)는 외곽 리저버(8E)에 연통될 수 있다. 상기 다수의 메인 유입구(31, 32, 34, 35, 38)는 제1 메인 유입구(31), 제2 메인 유입구(32), 제4 메인 유입구(34), 제5 메인 유입구(35), 및 제8 메인 유입구(38)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유입구(41, 42, 44, 45, 48)는 제1 보조 유입구(41), 제2 보조 유입구(42), 제4 보조 유입구(44), 제5 보조 유입구(45), 및 제8 보조 유입구(48)를 포함할 수 있다.
주 분배기(50)는 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 54, 55, 58)를 포함할 수 있다. 상기 주 분배기(50) 및 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 메인 배관(61, 62, 64, 65, 68)이 연결될 수 있다. 보조 분배기(70)는 다수의 보조 유량 제어기(71, 72, 74, 75, 78)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유량 제어기(71, 72, 74, 75, 78)는 제1 보조 유량 제어기(71), 제2 보조 유량 제어기(72), 제4 보조 유량 제어기(74), 제5 보조 유량 제어기(75), 및 제8 보조 유량 제어기(78)를 포함할 수 있다. 상기 보조 분배기(70) 및 상기 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 보조 배관(81, 82, 84, 85, 88)이 연결될 수 있다. 상기 다수의 보조 배관(81, 82, 84, 85, 88)은 제1 보조 배관(81), 제2 보조 배관(82), 제4 보조 배관(84), 제5 보조 배관(85), 및 제8 보조 배관(88)을 포함할 수 있다.
도 16을 참조하면, 가스 분배 판(GDP; 20)은 다수의 리저버(reservoir; 1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E), 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28), 다수의 메인 유입구(31, 32, 34, 35, 38), 및 다수의 보조 유입구(41, 44)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유입구(41, 44)는 제1 보조 유입구(41) 및 제4 보조 유입구(44)를 포함할 수 있다.
주 분배기(50)는 다수의 메인 유량 제어기(51, 52, 54, 55, 58)를 포함할 수 있다. 상기 주 분배기(50) 및 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 메인 배관(61, 62, 64, 65, 68)이 연결될 수 있다. 보조 분배기(70)는 다수의 보조 유량 제어기(71, 74)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유량 제어기(71, 74)는 제1 보조 유량 제어기(71) 및 제4 보조 유량 제어기(74)를 포함할 수 있다. 상기 보조 분배기(70) 및 상기 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 보조 배관(81, 84)이 연결될 수 있다. 상기 다수의 보조 배관(81, 84)은 제1 보조 배관(81) 및 제4 보조 배관(84)을 포함할 수 있다.
도 17은 본 개시에 따른 실시예로서, 플라즈마 처리 장치에 적용되는 가스 분배 판의 일면을 보여주는 정면도이다.
도 17을 참조하면, 제3 리저버(3M)는 제1 리저버(2M)에 연통될 수 있다. 제4 리저버(6M)는 제2 리저버(5M)에 연통될 수 있다. 제5 리저버(7E)는 외곽 리저버(8E)에 연통될 수 있다.
일 실시예에서, 도 15 내지 도 17의 실시예는 도 3 내지 도 6의 실시예와 결합되어 다양한 응용이 가능함을 알 수 있다.
도 18 및 도 19는 도 1의 일부분에 대한 다양한 실시예들을 설명하기 위한 구성도들이다.
도 18을 참조하면, 가스 분배 판(GDP; 20)은 다수의 리저버(reservoir; 1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E), 다수의 분사구(21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28), 다수의 메인 유입구(31, 34, 38), 및 다수의 보조 유입구(41, 44, 48)를 포함할 수 있다. 제1 리저버(2M), 제2 리저버(5M), 제3 리저버(3M), 및 제4 리저버(6M)는 중간 리저버(4M)에 연통될 수 있다. 제5 리저버(7E)는 외곽 리저버(8E)에 연통될 수 있다. 상기 다수의 메인 유입구(31, 34, 38)는 제1 메인 유입구(31), 제4 메인 유입구(34), 및 제8 메인 유입구(38)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유입구(41, 44, 48)는 제1 보조 유입구(41), 제4 보조 유입구(44), 및 제8 보조 유입구(48)를 포함할 수 있다.
주 분배기(50)는 다수의 메인 유량 제어기(51, 54, 58)를 포함할 수 있다. 상기 주 분배기(50) 및 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 메인 배관(61, 64, 68)이 연결될 수 있다. 보조 분배기(70)는 다수의 보조 유량 제어기(71, 74, 78)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유량 제어기(71, 74, 78)는 제1 보조 유량 제어기(71), 제4 보조 유량 제어기(74), 및 제8 보조 유량 제어기(78)를 포함할 수 있다. 상기 보조 분배기(70) 및 상기 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 보조 배관(81, 84, 88)이 연결될 수 있다. 상기 다수의 보조 배관(81, 84, 88)은 제1 보조 배관(81), 제4 보조 배관(84), 및 제8 보조 배관(88)을 포함할 수 있다.
도 19를 참조하면, 보조 분배기(70)는 다수의 보조 유량 제어기(71, 74)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 보조 유량 제어기(71, 74)는 제1 보조 유량 제어기(71) 및 제4 보조 유량 제어기(74)를 포함할 수 있다. 상기 보조 분배기(70) 및 가스 분배 판(GDP; 20) 사이에 다수의 보조 배관(81, 84)이 연결될 수 있다. 상기 다수의 보조 배관(81, 84)은 제1 보조 배관(81) 및 제4 보조 배관(84)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도 18 및 도 19의 실시예는 도 3 내지 도 6의 실시예와 결합되어 다양한 응용이 가능함을 알 수 있다.
도 20 및 도 21은 본 개시에 따른 실시예로서, 플라즈마 처리 장치에 적용되는 가스 분배 판의 일면을 보여주는 정면도이다.
도 20을 참조하면, 제1 리저버(2M), 제2 리저버(5M), 제3 리저버(3M), 및 제4 리저버(6M)는 중간 리저버(4M)에 연통될 수 있다. 제5 리저버(7E)는 외곽 리저버(8E)에 연통될 수 있다. 다수의 중간 분사구(24)의 각각은 삼각형으로 배치된 3개의 제1 소-분사구(29A)를 포함할 수 있다. 다수의 중앙 분사구(21), 다수의 제1 분사구(22), 다수의 제3 분사구(23), 다수의 제2 분사구 (25), 다수의 제4 분사구(26), 다수의 제5 분사구(27), 및 다수의 외곽 분사구(28)의 각각은 상기 제1 소-분사구(29A)를 하나씩 포함할 수 있다.
도 21을 참조하면, 제1 리저버(2M), 제2 리저버(5M), 제3 리저버(3M), 및 제4 리저버(6M)는 중간 리저버(4M)에 연통될 수 있다. 제5 리저버(7E)는 외곽 리저버(8E)에 연통될 수 있다. 다수의 중앙 분사구(21), 다수의 제1 분사구(22), 다수의 제3 분사구(23), 다수의 제2 분사구 (25), 다수의 제4 분사구(26), 다수의 제5 분사구(27), 및 다수의 외곽 분사구(28)의 각각은 제1 소-분사구(29A)를 하나씩 포함할 수 있다. 다수의 중간 분사구(24)의 각각은 제2 소-분사구(29B)를 하나씩 포함할 수 있다. 상기 제2 소-분사구(29B)는 상기 제1 소-분사구(29A)보다 클 수 있다. 상기 제2 소-분사구(29B) 및 상기 제1 소-분사구(29A)의 직경은 5:3의 비율을 가질 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 따른 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다.
3: 챔버 5, 6: 전원 공급 장치
7: 메인 가스 공급 장치 8: 보조 가스 공급 장치
9: 배기구 11: 지지대
15: 기판
20: 가스 분배 판(gas distribution plate; GDP)
1C, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7E, 8E: 리저버(reservoir)
21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28: 분사구
29A, 29B: 소-분사구
31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38: 메인 유입구
41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48: 보조 유입구
50: 주 분배기(main splitter)
51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58: 메인 유량 제어기
61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68: 메인 배관
70: 보조 분배기(additional splitter)
71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78: 보조 유량 제어기
81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88: 보조 배관

Claims (10)

  1. 기판이 안착되는 지지대;
    상기 지지대와 마주보며 다수의 분사구를 갖는 가스 분배 판(gas distribution plate; GDP);
    상기 가스 분배 판에 연결되고 공정 가스를 공급하는 주 분배기(main splitter); 및
    상기 가스 분배 판에 연결되고 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 증가시키는 가속 가스 또는 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 감소시키는 감속 가스를 선택적으로 공급하는 보조 분배기(additional splitter)를 포함하되,
    상기 다수의 분사구는
    상기 가스 분배 판의 중심에 인접하고, 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 중앙 분사구;
    상기 가스 분배 판의 최 외곽에 인접하고, 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 외곽 분사구;
    상기 주 분배기 및 상기 보조 분배기에 연결되고, 상기 공정 가스 및 상기 가속 가스를 분출하며, 상기 가스 분배 판의 중심과 상기 다수의 외곽 분사구 사이의 중간지점에 인접한 다수의 중간 분사구;
    상기 다수의 중앙 분사구 및 상기 다수의 중간 분사구 사이에 배치되고 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 제1 분사구; 및
    상기 다수의 중간 분사구 및 상기 다수의 외곽 분사구 사이에 배치되고 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 제2 분사구를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가속 가스는 20eV 미만의 이온화 에너지(ionization energy)를 갖는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 가속 가스는 Ar, Kr, Xe, 또는 이들의 조합을 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 다수의 중앙 분사구, 상기 다수의 제1 분사구, 상기 다수의 제2 분사구, 및 상기 다수의 외곽 분사구의 각각은 하나 또는 다수의 제1 소-분사구를 포함하고,
    상기 다수의 중간 분사구의 각각은 하나 또는 다수의 제2 소-분사구를 포함하되,
    상기 제2 소-분사구의 직경은 상기 제1 소-분사구의 직경보다 큰 플라즈마 처리 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 다수의 분사구의 각각은 하나 또는 다수의 소-분사구를 포함하되,
    상기 다수의 중간 분사구의 각각에 포함된 상기 소-분사구의 수는 상기 다수의 중앙 분사구, 상기 다수의 제1 분사구, 상기 다수의 제2 분사구, 및 상기 다수의 외곽 분사구의 각각에 포함된 상기 소-분사구의 수보다 큰 플라즈마 처리 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 다수의 중앙 분사구 및 상기 보조 분배기 사이의 보조 배관을 더 포함하되,
    상기 다수의 중앙 분사구는 상기 공정 가스 및 상기 감속 가스를 분출하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 감속 가스는 20eV 이상의 이온화 에너지(ionization energy)를 갖는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 감속 가스는 He, Ne, 또는 이들의 조합을 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 기판이 안착되는 지지대;
    상기 지지대와 마주보며 다수의 분사구를 갖는 가스 분배 판(gas distribution plate; GDP);
    상기 가스 분배 판에 연결되고 공정 가스를 공급하는 주 분배기(main splitter); 및
    상기 가스 분배 판에 연결되고 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 증가시키는 가속 가스 또는 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 감소시키는 감속 가스를 선택적으로 공급하는 보조 분배기(additional splitter)를 포함하되,
    상기 다수의 분사구는
    상기 가스 분배 판의 중심에 인접하고, 상기 주 분배기 및 상기 보조 분배기에 연결되고, 상기 공정 가스 및 상기 감속 가스를 분출하는 다수의 중앙 분사구;
    상기 가스 분배 판의 최 외곽에 배치되고, 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 외곽 분사구;
    상기 가스 분배 판의 중심과 상기 다수의 외곽 분사구 사이의 중간지점에 인접한 다수의 중간 분사구;
    상기 다수의 중앙 분사구 및 상기 다수의 중간 분사구 사이에 배치되고 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 제1 분사구; 및
    상기 다수의 중간 분사구 및 상기 다수의 외곽 분사구 사이에 배치되고 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 제2 분사구를 포함하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 공정 가스를 공급하는 주 분배기(main splitter) 및 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 감소시키는 감속 가스를 공급하는 보조 분배기(additional splitter)에 연결되는 다수의 중앙 분사구;
    상기 다수의 중앙 분사구의 외측에 배치되고 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 외곽 분사구;
    상기 주 분배기 및 상기 공정 가스의 플라즈마 밀도를 증가시키는 가속 가스를 공급하는 상기 보조 분배기에 연결되고, 상기 다수의 중앙 분사구의 중심과 상기 다수의 외곽 분사구 사이의 중간지점에 인접한 다수의 중간 분사구;
    상기 다수의 중앙 분사구 및 상기 다수의 중간 분사구 사이에 배치되고 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 제1 분사구; 및
    상기 다수의 중간 분사구 및 상기 다수의 외곽 분사구 사이에 배치되고 상기 주 분배기에 연결되는 다수의 제2 분사구를 포함하는 가스 분배 판(gas distribution plate; GDP).
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111128812A (zh) * 2020-01-17 2020-05-08 长江存储科技有限责任公司 一种干法刻蚀装置
USD936187S1 (en) * 2020-02-12 2021-11-16 Applied Materials, Inc. Gas distribution assembly lid
KR102652014B1 (ko) * 2020-05-12 2024-03-28 세메스 주식회사 기판 처리 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5958140A (en) * 1995-07-27 1999-09-28 Tokyo Electron Limited One-by-one type heat-processing apparatus
KR20070093704A (ko) * 2006-03-15 2007-09-19 삼성전자주식회사 반도체 제조장치용 샤워헤드
KR20100063743A (ko) * 2007-09-28 2010-06-11 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치
US20150255305A1 (en) * 2014-03-04 2015-09-10 Tokyo Electron Limited Plasma etching method and plasma etching apparatus
KR20170026940A (ko) * 2015-08-31 2017-03-09 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5683517A (en) * 1995-06-07 1997-11-04 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with programmable reactant gas distribution
US5976261A (en) * 1996-07-11 1999-11-02 Cvc Products, Inc. Multi-zone gas injection apparatus and method for microelectronics manufacturing equipment
JP4147608B2 (ja) * 1998-03-06 2008-09-10 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
KR100271770B1 (ko) * 1998-09-03 2001-02-01 윤종용 반도체장치 제조를 위한 플라즈마 공정챔버
WO2002008487A1 (en) * 2000-07-24 2002-01-31 The University Of Maryland, College Park Spatially programmable microelectronics process equipment using segmented gas injection showerhead with exhaust gas recirculation
KR100400044B1 (ko) * 2001-07-16 2003-09-29 삼성전자주식회사 간격 조절 장치를 가지는 웨이퍼 처리 장치의 샤워 헤드
JP4374487B2 (ja) * 2003-06-06 2009-12-02 株式会社Ｓｅｎ イオン源装置およびそのクリーニング最適化方法
TW200428514A (en) * 2003-06-12 2004-12-16 Promos Technologies Inc Plasma reaction chamber and process of dry etching
KR100999583B1 (ko) * 2008-02-22 2010-12-08 주식회사 유진테크 기판처리장치 및 기판처리방법
US8066895B2 (en) * 2008-02-28 2011-11-29 Applied Materials, Inc. Method to control uniformity using tri-zone showerhead
JP5336968B2 (ja) * 2009-07-30 2013-11-06 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置用電極及びプラズマ処理装置
WO2012133188A1 (ja) * 2011-03-25 2012-10-04 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP6034655B2 (ja) * 2012-10-25 2016-11-30 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR20150140936A (ko) * 2014-06-09 2015-12-17 삼성전자주식회사 유도 결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma : ICP)를 이용한 식각 장치
JP2016036018A (ja) * 2014-07-31 2016-03-17 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びガス供給部材

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5958140A (en) * 1995-07-27 1999-09-28 Tokyo Electron Limited One-by-one type heat-processing apparatus
KR20070093704A (ko) * 2006-03-15 2007-09-19 삼성전자주식회사 반도체 제조장치용 샤워헤드
KR20100063743A (ko) * 2007-09-28 2010-06-11 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치
US20150255305A1 (en) * 2014-03-04 2015-09-10 Tokyo Electron Limited Plasma etching method and plasma etching apparatus
KR20170026940A (ko) * 2015-08-31 2017-03-09 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법

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