KR20190132137A - thin film formation apparatus and thin film formation apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 기술적 사상은 박막 형성 장치 및 이를 이용한 박막 형성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공간 분할형 박막 형성 장치 및 이를 이용한 박막 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film forming apparatus and a thin film forming method using the same, and more particularly, to a spatial division thin film forming apparatus and a thin film forming method using the same.
반도체 소자의 제조 장치의 하나로 박막 형성 장치, 예컨대 원자층 증착 장치나 화학 기상 증착 장치가 사용될 수 있다. 박막 형성 장치는 생산성 증대를 위하여 진공 챔버를 박막 증착 영역과 퍼지 영역으로 구분하는 공간 분할 방식으로 웨이퍼 상에 박막을 증착할 수 있다. As one of the semiconductor device manufacturing apparatuses, a thin film forming apparatus such as an atomic layer deposition apparatus or a chemical vapor deposition apparatus may be used. In order to increase productivity, the thin film forming apparatus may deposit a thin film on a wafer in a spatial division method that divides a vacuum chamber into a thin film deposition region and a purge region.
다시 말해, 공간 분할 방식의 박막 형성 장치는 진공 챔버 내의 회전 테이블 상에 웨이퍼를 탑재한 후, 웨이퍼를 진공 챔버 내의 박막 증착 영역 및 퍼지 영역으로 회전 테이블을 회전시키면서 웨이퍼 상에 박막을 형성할 수 있다. 그런데, 공간 분할 방식의 박막 형성 장치는 웨이퍼 내의 박막의 균일도가 좋지 않고 박막의 식각 특성도 우수하지 않을 수 있다.In other words, the thin film forming apparatus of the space division method may mount the wafer on the rotating table in the vacuum chamber, and then form the thin film on the wafer while rotating the rotating table to the thin film deposition region and the purge region in the vacuum chamber. . However, the thin film forming apparatus of the space division method may not have good uniformity of the thin film in the wafer and may not have excellent etching characteristics of the thin film.
본 발명의 기술적 사상이 해결하려는 과제는 웨이퍼 상에 형성된 박막의 균일도 및 박막의 식각 특성을 향상시킬 수 있는 박막 형성 장치 및 이를 이용하는 박막 형성 방법을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a thin film forming apparatus and a thin film forming method using the same, which can improve the uniformity of the thin film formed on the wafer and the etching characteristics of the thin film.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한박막 형성 장치는 진공 챔버와, 상기 진공 챔버 내에 설치되고, 표면 근방에 서로 떨어져 복수개의 웨이퍼를 각각 적재할 수 있는 적재부들을 구비하는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블과 연결되어 상기 회전 테이블을 공전시킬 수 있는 회전 테이블 구동부와, 상기 적재부에 탑재된 상기 웨이퍼와 연결되어 상기 웨이퍼를 자전시킬 수 있는 웨이퍼 회전 유니트를 포함한다. 상기 웨이퍼 회전 유니트는, 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 홀더와, 상기 웨이퍼 홀더와 연결되고 상기 웨이퍼를 승하강시킬 수 있는 홀더 리프트 핀과, 상기 웨이퍼 홀더를 회전시킬 수 있는 웨이퍼 홀더 구동부를 포함한다. In order to solve the above-mentioned problems, the thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention, the vacuum chamber, and the mounting portion which is installed in the vacuum chamber, can be stacked in the vicinity of the surface of the plurality of wafers, respectively And a rotating table driving unit connected to the rotating table to revolve the rotating table, and a wafer rotating unit connected to the wafer mounted on the loading unit to rotate the wafer. . The wafer rotating unit includes a wafer holder for supporting the wafer, a holder lift pin connected to the wafer holder and capable of raising and lowering the wafer, and a wafer holder driver capable of rotating the wafer holder.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치는 복수개의 박막 증착 영역들 및 복수개의 퍼지 영역들을 포함하는 진공 챔버와, 상기 진공 챔버 내에 설치되고, 표면 근방에 서로 떨어져 복수개의 웨이퍼를 각각 적재할 수 있는 적재부들을 구비하는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블 상에서 상기 박막 증착 영역들에 각각 반응 가스를 공급하는 반응 가스 노즐들과, 상기 회전 테이블 상에서 상기 퍼지 영역들에 각각 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 노즐들과, 상기 회전 테이블과 연결되어 상기 회전 테이블을 일 방향으로 공전시킬 수 있는 회전 테이블 구동부와, 상기 적재부에 탑재된 상기 웨이퍼들중 어느 하나와 연결되어 상기 웨이퍼를 선택적으로 일 방향으로 자전시킬 수 있는 웨이퍼 회전 유니트를 포함한다. 상기 웨이퍼 회전 유니트는 상기 웨이퍼의 하부에서 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 홀더와, 상기 웨이퍼 홀더와 연결되고 상기 웨이퍼를 승하강시킬 수 있는 홀더 리프트 핀과, 상기 웨이퍼 홀더를 회전시킬 수 있는 웨이퍼 홀더 구동부를 포함한다. According to an aspect of the inventive concept, a thin film forming apparatus includes a vacuum chamber including a plurality of thin film deposition regions and a plurality of purge regions, and a plurality of wafers disposed in the vacuum chamber and spaced apart from each other near a surface thereof. A rotary table having loadable stacks, reactive gas nozzles for supplying reactive gases to the thin film deposition regions on the rotary table, and purge gases for supplying the purge regions to the purge regions on the rotary table, respectively. A purge gas nozzle, a rotary table driver connected to the rotary table to revolve the rotary table in one direction, and one of the wafers mounted on the stacker to selectively rotate the wafer in one direction It includes a wafer rotating unit that can be rotated by a. The wafer rotating unit includes a wafer holder for supporting the wafer at the bottom of the wafer, a holder lift pin connected to the wafer holder and capable of raising and lowering the wafer, and a wafer holder driver capable of rotating the wafer holder. Include.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 박막 형성 방법은 박막 증착 영역들 및 퍼지 영역들이 형성된 진공 챔버의 회전 테이블 상의 적재부들에 각각 웨이퍼들을 로딩하는 단계와, 상기 회전 테이블을 1차 공전시키는 단계와, 상기 회전 테이블의 1차 공전에 따라 상기 박막 증착 영역들을 통과할 때 웨이퍼 상에 1차 서브 박막을 형성하는 단계와, 상기 회전 테이블을 1차 공전을 중지시키는 단계와, 상기 적재부들 상에 로딩된 웨이퍼들중 적어도 하나를 자전시키는 단계와, 상기 회전 테이블을 2차 공전시키는 단계와, 상기 회전 테이블의 2차 공전에 따라 상기 박막 증착 영역들을 통과할 때 상기 1차 서브 박막 상에 2차 서브 박막을 형성하여 최종 박막을 형성하는 단계를 포함한다. According to an aspect of the inventive concept, a method of forming a thin film may include loading wafers into loading portions on a rotating table of a vacuum chamber in which thin film deposition regions and purge regions are formed, and first rotating the rotating table. Forming a first sub-film on a wafer as it passes through the thin film deposition regions in accordance with the first idle of the turntable, stopping the first idle of the turntable on the stacks; Rotating at least one of the loaded wafers, secondary revolving the rotary table, and secondary on the primary sub-film as it passes through the thin film deposition regions in accordance with secondary revolving of the rotary table Forming a sub thin film to form a final thin film.
본 발명의 박막 형성 장치는 진공 챔버 내에 복수개의 웨이퍼를 적재할 수 있는 적재부들을 구비하고 회전할 수 있는 회전 테이블과, 적재부에 탑재된 웨이퍼를 자전시킬 수 있는 웨이퍼 회전 유니트를 포함한다. The thin film forming apparatus of the present invention includes a rotary table having a loading section capable of loading a plurality of wafers in a vacuum chamber and rotating, and a wafer rotating unit capable of rotating a wafer mounted on the loading section.
또한, 본 발명의 박막 형성 방법은 회전 테이블의 1차 공전을 중지시킨 후에 웨이퍼를 자전시키고 다시 회전 테이블을 2차 공전시켜 박막을 형성한다. 이와 같은 본 발명의 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법에 의하면 웨이퍼 상에 형성된 박막의 균일도 및 식각 특성을 향상시킬 수 있다. In addition, in the thin film forming method of the present invention, after stopping the first revolution of the rotary table, the wafer is rotated and the rotary table is subjected to the second idle again to form the thin film. According to the thin film forming apparatus and thin film forming method of the present invention as described above can improve the uniformity and etching characteristics of the thin film formed on the wafer.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치를 설명하기 위하여 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I 라인에 따른 박막 형성 장치를 설명하기 위하여 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 박막 형성 장치의 회전 테이블과 회전 테이블을 고정하는 코어부를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 보조선(S)에 따른 박막 형성 장치를 설명하기 위하여 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 1의 박막 형성 장치의 회전 테이블 상에 웨이퍼를 적재하고 웨이퍼를 자전(회전)시키는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치의 웨이퍼 회전 유니트를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치의 웨이퍼 자전(회전)을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치의 회전 테이블 상의 적재부의 배열을 설명하기 위한 평면도이다.
도 9 및 10은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치를 포함하는 박막 형성 시스템을 설명하기 위한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상의 박막 형성 장치를 이용한 박막 형성 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 도 11의 웨이퍼의 자전 단계를 설명하기 위한 상세 흐름도이다.
도 13a 내지 도 13e는 도 11에 의한 박막 형성 방법을 수행할 때 회전 테이블 및 웨이퍼의 동작 과정을 설명하기 위한 평면도이다.1 is a plan view schematically illustrating a thin film forming apparatus according to an embodiment of the inventive concept.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating the thin film forming apparatus along the line II in FIG. 1.
3 is a cross-sectional view illustrating a core part for fixing the rotary table and the rotary table of the thin film forming apparatus of FIG.
4 is a cross-sectional view schematically illustrating the thin film forming apparatus of the auxiliary line S of FIG. 1.
5A to 5C are diagrams for explaining the loading of the wafer on the rotary table of the thin film forming apparatus of FIG. 1 and the rotation of the wafer (rotation).
6A to 6C are diagrams for describing a wafer rotating unit of a thin film forming apparatus according to an embodiment of the inventive concept.
7A to 7B are plan views illustrating wafer rotation (rotation) of a thin film forming apparatus according to an embodiment of the inventive concept.
8A to 8E are plan views illustrating an arrangement of a mounting unit on a rotating table of a thin film forming apparatus according to an embodiment of the inventive concept.
9 and 10 are plan views illustrating a thin film forming system including a thin film forming apparatus according to an embodiment of the inventive concept.
11 is a flowchart illustrating an embodiment of a thin film forming method using a thin film forming apparatus according to the inventive concept.
12 is a detailed flowchart for describing a rotating step of the wafer of FIG. 11.
13A to 13E are plan views illustrating an operation process of a rotating table and a wafer when the thin film forming method of FIG. 11 is performed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 본 발명의 실시예들은 어느 하나로만 구현될 수도 있고, 또한, 이하의 실시예들은 하나 이상을 조합하여 구현될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 하나의 실시예에 국한하여 해석되지는 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments of the present invention may be implemented in any one, and the following embodiments may be implemented in combination of one or more. Therefore, the technical idea of the present invention is not limited to one embodiment.
첨부 도면은 반드시 일정한 비율로 도시된 것이라 할 수 없으며, 몇몇 예시들에서, 실시예들의 특징을 명확히 보여주기 위하여 도면에 도시된 구조물중 적어도 일부의 비례는 과장될 수도 있다. The accompanying drawings are not necessarily drawn to scale, and in some instances, proportions of at least some of the structures shown in the drawings may be exaggerated to clearly show features of the embodiments.
상세한 설명에서 제1, 제2 등이 편의상 다양한 소자, 구성 요소 및/또는 섹션들(또는 영역들)을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들(또는 영역들)은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성 요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 아울러서, 상세한 설명에서 제1, 제2 등의 구성 요소는 설명의 편의를 위하여 나누어 설명하는 것이어서 청구범위의 제1 및 제2 등의 구성 요소에 바로 대응되지 않을 수 있다.In the description, the first, second, etc. are used to describe various elements, components, and / or sections (or regions) for convenience, but these elements, components, and / or sections (or regions) Of course, it is not limited by the term. These terms are only used to distinguish one element, component or section from another element, component or section. In addition, components of the first, second, etc. in the detailed description are described separately for convenience of description and may not directly correspond to components of the first and second claims.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치를 설명하기 위하여 모식적으로 도시한 평면도이다. 1 is a plan view schematically illustrating a thin film forming apparatus according to an embodiment of the inventive concept.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예 의한 박막 형성 장치(10)는 대략 원형의 평면 형상을 갖는 편평한 진공 챔버(1)와, 진공 챔버(1) 내에 설치되고 진공 챔버(1)의 중심에 회전 중심을 갖는 회전 테이블(2)을 구비할 수 있다. 회전 테이블(2)은 서셉터(susceptor)라 칭할 수도 있다. Specifically, the thin
박막 형성 장치(10)는 챔버 본체(12)의 주위 벽부에는 반송구(15)가 형성되어 있다. 웨이퍼(W)는 반송구(15)를 통해 반송 로봇(107)에 의해 진공 챔버(1)로 반송되거나 또는 진공 챔버(1)로부터 밖으로 반송될 수 있다. 반송구(15)에는 게이트 밸브(15a)가 설치되고, 이에 의해 반송구(15)가 개폐될 수 있다. In the thin
회전 테이블(2)은 일 방향(A), 예컨대 시계 방향으로 공전(회전)할 수 있다. 회전 테이블(2)에는 웨이퍼(W)가 적재되는 복수의 적재부(24)가 형성되어 있다. 일 실시예에서, 회전 테이블(2)은 외주연을 따르도록 외측에 11개의 적재부(24)와, 그 내측에 5개의 적재부(24)가 설치되어 있을 수 있다. 회전 테이블(2)에서 적재부(24)의 다양한 구성 및 배열은 후에 보다 더 자세하게 설명한다. The
웨이퍼(W)는 일 방향(B), 예컨대 반시계 방향(B)으로 자전(회전)할 수 있다. 웨이퍼(W)의 자전은 후에 설명하는 바와 같이 웨이퍼 회전 유니트(도 2의 WRU)에 의해 자전할 수 있다. 웨이퍼(W)는 한바퀴 회전하지 않고 60도, 90도, 180도 또는 270도의 각도로 회전시킬 수 도 있다. 도 1에서는 모든 웨이퍼(W)를 자전시키는 것으로 도시하지만 필요에 따라서 선택적으로 어느 하나 또는 복수개의 웨이퍼를 자전(회전)시킬 수 있다. The wafer W may rotate (rotate) in one direction B, for example, in a counterclockwise direction B. FIG. As described later, the rotation of the wafer W can be rotated by the wafer rotating unit (WRU in FIG. 2). The wafer W may be rotated at an angle of 60 degrees, 90 degrees, 180 degrees, or 270 degrees without rotating once. In FIG. 1, all the wafers W are shown to be rotated, but any one or a plurality of wafers can be selectively rotated (rotated) as necessary.
회전 테이블(2)의 공전은 큰 원으로 회전하는 것을 의미하며, 웨이퍼(W)의 자전은 회전 테이블(2)보다 작은 원으로 회전하는 것을 의미할 수 있다. 일 실시예에서, 회전 테이블(2)의 공전 및 웨이퍼(W)의 자전은 서로 반대 방향으로 회전하는 것을 도시하지만 동일한 방향으로도 회전할 수 있다. The revolution of the
회전 테이블(2)의 공전 및 웨이퍼(W)의 자전을 통하여 웨이퍼(W) 상에 박막을 형성할 경우, 웨이퍼(W)의 박막 균일도, 특히 웨이퍼(W)의 중심부 및 에지부(즉 둘레부)간의 박막 균일도를 향상시킬 수 있다. 웨이퍼(W)의 중심부 및 에지부(즉 둘레부)간의 박막 균일도를 향상시킬 경우, 반도체 소자의 제조시 수행되는 박막 식각시 식각 특성도 향상시킬 수 있다. When the thin film is formed on the wafer W through the revolution of the
진공 챔버(1)에는 회전 테이블(2)의 상방에 서로 이격된 2개의 평판부(4A 및 4B)가 설치되어 있다. 평판부(4A 및 4B)는 대략 부채형의 상면 형상을 갖고 있다. 부채형의 평판부(4A 및 4B)는 일측은 중심부에 위치하는 코어부(21)에 근접하고 원호가 챔버 본체(12)의 내주벽에 접하여 설치되어 있다. 도 1에서, 참조번호 5는 코어부(21)를 둘러싸도록 천장판(도 2의 11)에 장착된 돌출부(5)일 수 있다. 평판부(4A, 4B)는, 예를 들어 알루미늄 등의 금속에 의해 형성할 수 있다. 설명의 편의상, 도 1에서는 천장판(도 2의 11)을 생략하여 도시한다. 평판부(4A) 및 평판부(4B)는 동일한 구성을 가질 수 있다. The
챔버 본체(12)의 내주면과 회전 테이블(2)의 외주연 사이의 공간에 굴곡부(46A, 46B)가 위치할 수 있다. 굴곡부(46A, 46B)는 평판부(4A, 4B)의 일측에 위치할 수 있다. 평판부(4A)의 하부에 해당되는 위치에 굴곡부(46A)가 형성되고, 평판부(4B)의 하부에 해당되는 위치에 굴곡부(46B)가 형성되어 있다. The
평판부(4A, 4B)의 하부에는 각각 퍼지 가스 노즐(41, 42)이 설치되어 있다. 퍼지 가스 노즐(41, 42)은 회전 테이블(2)의 회전 방향과 교차하는 방향으로 연장되도록 설치될 수 있다. 퍼지 가스 노즐(41, 42)은 회전 테이블(2)의 회전 방향에 따라 이격되어 설치될 수 있다. 퍼지 가스 노즐(41, 42)을 통하여 퍼지 가스, 예컨대 질소 가스가 주입될 수 있다. 퍼지 가스 노즐(41, 42)은 챔버 본체(12)의 주위벽부로부터 진공 챔버(1) 내로 도입되어 진공 챔버(1)의 반경 방향으로 연장되어 있다. 퍼지 가스 노즐(41, 42)은 일단부가 챔버 본체(12)의 외주벽에 장착되고, 이에 의해 회전 테이블(2)의 표면과 대략 평행하게 지지되어 있다.
평판부(4A, 4B)를 제외한 부분에는 반응 가스 노즐(31, 32)이 이격되어 설치되어 있다. 반응 가스 노즐(31, 32)은 챔버 본체(12)의 외주벽으로부터 진공 챔버(1) 내로 도입되고, 진공 챔버(1)의 반경 방향으로 연장되어 있다. 반응 가스 노즐(31, 32)은 회전 테이블(2)의 회전 방향과 교차하는 방향으로 연장되도록 설치될 수 있다. 반응 가스 노즐(31, 32)은 회전 테이블(2)의 회전 방향에 따라 이격되어 설치될 수 있다. 반응 가스 노즐(31, 32)에는 이들의 길이 방향으로 약 10㎜의 간격으로 배열되고, 약 0.5㎜의 구경을 가질 수 있다.
반응 가스 노즐(31)로부터는 제1 반응 가스가 공급되고, 반응 가스 노즐(32)로부터는 제2 반응 가스가 공급될 수 있다. 일 실시예에서, 반응 가스 노즐(31)에는 산화 실리콘막의 실리콘 원료인 비스터셜부틸아미노실란(BTBAS)의 공급원이 접속되고, 반응 가스 노즐(32)에는, BTBAS를 산화하여 산화 실리콘을 생성하는 산화 가스로서의 오존 가스(O3)의 공급원이 접속될 수 있다. The first reaction gas may be supplied from the
퍼지 가스 노즐(41, 42) 및 반응 가스 노즐(31, 32)을 진공 챔버(1)에 공급할 경우, 평판부(4A, 4B) 및 굴곡부(46A, 46B)에 의해 진공 챔버(1)는 제1 영역(481), 제2 영역(482) 및 제3 영역(483)으로 구분될 수 있다. 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)은 2개의 제3 영역들(483)에 의해 구분될 수 있다. When the
다시 말해, 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)은 반응 가스가 주입되어 웨이퍼 상에 박막이 증착되는 박막 증착 영역들일 수 있다. 제3 영역(483)은 퍼지 가스가 주입되는 퍼지 영역들일 수 있다. 박막 증착 영역들 및 퍼지 영역들은 회전 테이블(2)의 회전 방향에 따라 교번되도록 설치될 수 있다. In other words, the
제1 영역(481)은 챔버 본체(12)의 일부가 외측으로 확대되어 있고 배기구(61)가 형성될 수 있다. 제2 영역(482)은 챔버 본체(12)의 일부가 외측으로 확대되어 있고 배기구(62)가 형성되어 있다. 배기구(61, 62)는, 예를 들어 압력 조정기 및 터보 분자 펌프 등을 포함하는 배기 시스템에 별도로 또는 공통으로 접속되고, 이에 의해 진공 챔버(1) 내의 압력이 조정될 수 있다. In the
배기구(61, 62)는 각각 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)에 형성되어 후술하는 바와 같이 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)의 압력이 분리 공간(H)의 압력보다도 낮아질 수 있다. 배기구(61)는 반응 가스 노즐(31)과 평판부(4B) 사이에 설치되어 있다. 배기구(62)는 반응 가스 노즐(32)과 평판부(4A) 사이에 있어서 평판부(4A)에 근접하여 설치될 수 있다. The
이에 의해, 반응 가스 노즐(31)로부터 공급되는 제1 반응 가스(예를 들어, BTBAS 가스)는 배기구(61)로 주로 배기되고, 반응 가스 노즐(32)로부터 공급되는 제2 반응 가스(O3 가스)는 배기구(62)로 주로 배기된다. 이러한 배기구(61, 62)의 배치는 반응 가스들의 분리에 기여할 수 있다. As a result, the first reaction gas (for example, BTBAS gas) supplied from the
박막 형성 장치(10)에는 장치 전체의 동작의 컨트롤을 행하기 위한 제어부(100)가 설치되어 있다. 제어부(100)는 예를 들어 컴퓨터로 구성되는 프로세스 컨트롤러(100a)와, 사용자 인터페이스부(100b)와, 메모리 장치(100c)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스부(100b)는 박막 형성 장치(10)의 동작 상황을 표시하는 디스플레이나 박막 형성 장치(10)의 조작자가 프로세스 레시피를 선택하거나, 프로세스 관리자가 프로세스 레시피의 파라미터를 변경하기 위한 키보드나 터치 패널(도시하지 않음) 등을 갖는다.The thin
메모리 장치(100c)는 프로세스 컨트롤러(100a)에 다양한 프로세스를 실시시키는 제어 프로그램, 프로세스 레시피 및 각종 프로세스에 있어서의 파라미터 등을 기억하고 있다. 이들 프로그램에는, 예를 들어 후술하는 박막 형성 방법을 행하게 하기 위한 스텝군을 갖고 있는 것이 있다. 이들 제어 프로그램이나 프로세스 레시피는, 사용자 인터페이스부(100b)로부터의 지시에 따라서, 프로세스 컨트롤러(100a)에 의해 판독되어 실행된다. The
또한, 이들 프로그램은, 컴퓨터 판독 가능 기억 매체(100d)에 저장되고, 이들에 대응한 입출력 장치(도시하지 않음)를 통해 메모리 장치(100c)에 인스톨할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기억 매체(100d)는, 하드 디스크, CD, CD-R/RW, DVD-R/RW, 플렉시블 디스크, 반도체 메모리 등일 수 있다. 또한, 프로그램은 통신 회선을 통해 메모리 장치(100c)에 다운로드할 수 있다. In addition, these programs are stored in the computer-
도 2는 도 1의 I-I 라인에 따른 박막 형성 장치를 설명하기 위하여 모식적으로 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating the thin film forming apparatus of the line I-I of FIG. 1.
구체적으로, 도 2에서 필요에 따라 퍼지 가스 노즐(41)을 도시하지 않는다. 진공 챔버(1)는 편평한 바닥이 있는 원통 형상을 갖는 챔버 본체(12)와, 예를 들어 O링 등의 밀봉 부재(13)를 통해 챔버 본체(12)의 상면에 기밀하게 적재되는 천장판(11)을 갖고 있다. 천장판(11) 및 챔버 본체(12)는 예를 들어 알루미늄(Al) 등의 금속에 의해 제작될 수 있다. Specifically, the
적재부(24)는 오목부로서 구성될 수 있다. 적재부(24)는 예컨대 300㎜의 직경을 갖는 웨이퍼(W)가 적재되도록 그 직경보다도 4㎜ 정도 큰 내경을 갖고, 웨이퍼(W)의 두께와 거의 동등한 깊이를 가질 수 있다. 적재부(24)에 웨이퍼(W)를 적재하였을 때에는 웨이퍼(W)의 표면과 회전 테이블(2)의 표면이 동일한 높이로 될 수 있다. 즉, 웨이퍼(W)의 두께에 의한 단차가 발생하지 않으므로, 회전 테이블(2) 상에 있어서의 가스의 흐름에 흐트러짐이 발생하는 것을 저감시킬 수 있다. The mounting
웨이퍼(W)가 적재부(24)에 수납되게 되므로 회전 테이블(2)이 회전해도 적재부(24)에 적재되는 웨이퍼(W)는 회전 테이블(2)의 외측으로 튀어나오는 일 없이 적재부(24)에 머무를 수 있다. 필요에 따라서, 후술하는 바와 같이 적재부(24)에 웨이퍼를 확실하게 고정시켜 두기 위해 웨이퍼 가이드 링을 사용할 수도 있다. Since the wafer W is accommodated in the stacking
300㎜의 직경을 갖는 웨이퍼(W)라 함은, 직경이 엄밀하게 300㎜인 것을 의미하는 것이 아니라, 직경 300㎜의 웨이퍼 또는 직경 12인치의 웨이퍼로서 시판되고 있는 웨이퍼를 의미할 수 있다. 회전 테이블(2)은 중앙에 원형의 개구부를 갖고 있고, 개구부의 주위에서 원통 형상의 코어부(21)에 의해 상하로부터 끼워져 보유 지지되어 있다.The wafer W having a diameter of 300 mm does not mean that the diameter is strictly 300 mm, but may mean a wafer commercially available as a wafer having a diameter of 300 mm or a wafer having a diameter of 12 inches. The
웨이퍼(W)의 하부에는 웨이퍼(W)를 자전(회전)시킬 수 있는 웨이퍼 회전 유니트(WRU)가 연결될 수 있다. 상기 웨이퍼 회전 유니트(WRU)는 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 홀더(WH)와, 웨이퍼 홀더(WH)와 연결되고 웨이퍼(W)를 승하강시킬 수 있는 홀더 리프트 핀(16c)과, 웨이퍼 홀더(WH)를 회전시킬 수 있는 웨이퍼 홀더 구동부(94)를 포함할 수 있다. The lower portion of the wafer W may be connected to a wafer rotating unit (WRU) capable of rotating (rotating) the wafer (W). The wafer rotating unit WRU includes a wafer holder WH for supporting a wafer W, a
도 2에서는 웨이퍼 회전 유니트(WRU)가 적재부들(24)에 탑재된 웨이퍼들(W) 모두에 연결되어 있는 것으로 도시하였으나, 웨이퍼 회전 유니트(WRU)는 적재부들(24)에 탑재된 웨이퍼들(W)중 어느 하나에 연결되어 있을 수 있다. 홀더 리프트 핀(16c)은 회전 테이블(2)을 관통하여 설치될 수 있다. 도 2에서는 편의상 홀더 리프트 핀(16c)이 회전 테이블(2)의 하부 부재들을 관통하는 것으로 도시하였으나, 일부만을 관통하거나 관통하지 않게 구성할 수 있다. In FIG. 2, the wafer rotating unit WRU is connected to all of the wafers W mounted on the
부채형의 평판부(4A 및 도 1의 4B)는 정상부가 코어부(21)를 둘러싸도록 천장판(11)에 장착된 돌출부(5)의 외주에 근접하고 그 원호가 챔버 본체(12)의 내주벽을 따르도록 배치되어 있다. 평판부(4A, 도 1의 4B)는 천장판(11)의 하면에 장착되어 있을 수 있다. 코어부(21), 회전축(221) 및 회전 샤프트(222)는 서로 공통인 회전축을 갖고, 따라서 회전 테이블 구동부(23)에 의해 회전 샤프트(222), 회전축(221) 및 코어부(21), 나아가서는 회전 테이블(2)이 회전할 수 있다.The fan-shaped
회전축(221) 및 회전 테이블 구동부(23)는 상면이 개방된 통 형상의 케이스체(20) 내에 수납되어 있다. 케이스체(20)는 그 상면에 설치된 플랜지부(20a)를 통해 진공 챔버(1)의 저부 이면에 기밀하게 장착되어 있고, 이에 의해 케이스체(20)의 내부 분위기가 외부 분위기로부터 격리되어 있다.The
천장판(11)의 하면에 회전 테이블(2)을 고정하는 코어부(21)를 둘러싸도록 장착된 돌출부(5)는 회전 테이블(2)의 표면에 근접하게 설치될 수 있다. 천장판(11)의 상부 중앙에는 퍼지 가스 공급관(51)이 접속되어 N2 가스가 공급될 수 있다. 퍼지 가스 공급관(51)으로부터 공급되는 N2 가스에 의해 코어부(21)와 천장판(11) 사이의 공간, 코어부(21)의 외주와 돌출부(5)의 내주 사이의 공간 및 돌출부(5)와 회전 테이블(2) 사이의 공간은 제1 영역(도 1의 481) 및 제2 영역(482)에 비해 높은 압력을 가질 수 있다. 다시 말해, 중앙 공간은, 제1 영역(도 1의 481) 및 제2 영역(482)에 대해 압력 장벽을 제공할 수 있어 이에 의해 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)을 확실하게 분리할 수있다. 제1 반응 가스(예를 들어, BTBAS 가스)와 제2 반응 가스(예를 들어, O3 가스)가 중앙 공간을 통과하여 혼합되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.The
회전 테이블(2)과 챔버 본체(12)의 저부 사이의 공간에는 가열부로서의 환 형상의 히터 유닛(7)이 설치되고, 이에 의해 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)가, 회전 테이블(2)을 통해 소정의 온도로 가열될 수 있다. 또한, 블록 부재(71a)가 회전 테이블(2)의 하방 및 외주 부근에 히터 유닛(7)을 둘러싸도록 설치되어 있다. 이로 인해, 히터 유닛(7)이 배치되어 있는 공간이 히터 유닛(7)의 외측의 영역으로부터 구획되어 있다. In the space between the rotary table 2 and the bottom of the chamber
블록 부재(71a)로부터 내측으로 가스가 유입되는 것을 방지하기 위해 블록 부재(71a)의 상면과 회전 테이블(2)의 하면 사이에 근소한 간극이 유지되도록 배치될 수 있다. 히터 유닛(7)이 수용되는 영역에는 이 영역을 퍼지하기 위해, 복수의 퍼지 가스 공급관(73)이 챔버 본체(12)의 저부를 관통하도록 소정의 간격을 두고 접속되어 있다. 히터 유닛(7)의 상방에는 히터 유닛(7)을 보호하는 보호 플레이트(7a)가 블록 부재(71a)와 융기부(R)에 의해 지지되어 있어 회전 테이블(2)의 하방의 공간에 BTBAS 가스나 오존 가스가 가령 유입되었다고 해도 히터 유닛(7)을 보호할 수 있다. In order to prevent the gas from flowing inward from the
히터 유닛(7)은 예를 들어 동심원 형상으로 배치되는 복수의 램프 히터에 의해 구성할 수 있다. 각 램프 히터를 독립적으로 제어함으로써 회전 테이블(2)의 온도를 균일화할 수 있다.The
챔버 본체(12)의 저부에는, 환 형상의 히터 유닛(7)의 내측에 융기부(R)를 가질 수 있다. 융기부(R)의 상면은 회전 테이블(2) 및 코어부(21)에 접근하고 있고, 융기부(R)의 상면과 회전 테이블(2)의 이면 사이 및 융기부(R)의 상면과 코어부(21)의 이면 사이에 근소한 간극을 남기고 있다. The bottom part of the chamber
챔버 본체(12)의 저부는 회전축(221)이 빠져 나가는 중심 구멍을 갖고 있다. 이 중심 구멍의 내경은 회전축(221)의 직경보다도 약간 크고 플랜지부(20a)를 통해 케이스체(20)와 연통되는 간극을 남기고 있다. 퍼지 가스 공급관(72)이 플랜지부(20a)의 상부에 접속되어 있다.The bottom of the chamber
이러한 구성에 의해 회전축(221)과 챔버 본체(12)의 저부의 중심 구멍 사이의 간극, 코어부(21)와 회전 테이블(2)의 저부의 융기부(R) 사이의 간극 및 융기부(R)와 회전 테이블(2)의 이면 사이의 간극을 통해, 퍼지 가스 공급관(72)으로부터 히터 유닛(7)의 하방의 공간으로 N2 가스가 흐른다. 또한, 퍼지 가스 공급관(73)으로부터 히터 유닛(7)의 하방의 공간으로 N2 가스가 흐른다. 그리고 이들 N2 가스는 블록 부재(71a)와 회전 테이블(2)의 이면 사이의 간극을 통해 배기구(도 1의 61)로 유입된다. 이와 같이 흐르는 N2 가스는 BTBAS 가스(또는 오존 가스)의 반응 가스가 회전 테이블(2)의 하방의 공간을 회류하여 오존 가스(또는 BTBAS 가스)와 혼합하는 것을 억제하는 퍼지 가스로서 작용할 수 있다. With this configuration, the gap between the
굴곡부(46A, 도 1의 46B)는 평판부(4A, 도 1의 4B)와 일체로 형성될 수 있다. 굴곡부(46A, 46B)는 회전 테이블(2)과 챔버 본체(12) 사이의 공간을 대략 메우고 있어 반응 가스 노즐(31, 32)로부터의 반응 가스들이 공간을 통과하여 혼합되는 것을 저지할 수 있다. 굴곡부(46A, 46B)가 있기 때문에 퍼지 가스 노즐(도 1의 41)로부터의 N2 가스는 회전 테이블(2)의 외측을 향해 흐르기 어렵다. 굴곡부(46A)의 하방에 블록 부재(71b)를 설치하면 퍼지 가스가 회전 테이블(2)의 하방까지 흐르는 것을 더욱 억제할 수 있다. The
도 3은 도 1의 박막 형성 장치의 회전 테이블과 회전 테이블을 고정하는 코어부를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a core part for fixing the rotary table and the rotary table of the thin film forming apparatus of FIG. 1.
구체적으로, 코어부(21)는 상부 허브(21a)와 하부 허브(21b)로 이루어진다. 상부 허브(21a)에는 코어부(21)의 중심으로부터 어긋난 위치에 관통 구멍(127)이 형성되고, 하부 허브(21b)에는, 관통 구멍(127)과 대응하는 위치에 나사 구멍(128)이 형성되어 있다. 볼트(123)가 와셔(124)를 통해 관통 구멍(127)에 삽입되고, 나사 구멍(128)에 나사 삽입됨으로써, 상부 허브(21a)와 하부 허브(21b)가 회전 테이블(2)을 상하로부터 압박하고, 이에 의해 회전 테이블(2)이 고정된다. Specifically, the
예를 들어, 회전 테이블(2)의 교환은 볼트(123)를 제거함으로써 용이하게 행할 수 있다. 도 3에는 1개의 볼트(123)를 나타냈지만, 복수의 관통 구멍(127)과 대응하는 나사 구멍(128)을 형성하여, 복수의 볼트(123)에 의해 코어부(21)를 회전 테이블(2)에 고정해도 된다. 코어부(21)의 하부 허브(21b)는 회전축(221)에 고정되어 있고, 회전축(221)은 회전 샤프트(도 2의 222)를 통해 회전 테이블 구동부(도 2의 23)에 접속되어 있다. For example, the rotation table 2 can be easily replaced by removing the
도 4는 도 1의 보조선(S)에 따른 박막 형성 장치를 설명하기 위하여 모식적으로 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view schematically illustrating the thin film forming apparatus of the auxiliary line S of FIG. 1.
구체적으로, 평판부(4B)는 평판부(4B)가 2분할되도록 반경 방향으로 연장되는 홈부(43)를 갖고, 홈부(43)에는 퍼지 가스 노즐(42)이 수용되어 있다. 퍼지 가스 노즐(42)은 퍼지 가스의 가스 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 퍼지 가스는 질소(N2) 가스나 불활성 가스이면 좋고 박막 형성에 영향을 미치지 않는 가스이면 퍼지 가스의 종류는 특별히 한정되지 않는다. Specifically, the
본 실시 형태에 있어서는, 퍼지 가스로서 N2 가스가 이용된다. 퍼지 가스 노즐(42)은 회전 테이블(2)의 표면을 향해 N2 가스를 토출하기 위한 토출 구멍(42h)을 갖고 있다. 토출 구멍(42h)은 약 0.5㎜의 구경을 갖고 퍼지 가스 노즐(42)의 길이 방향을 따라 약 10㎜의 간격으로 배열되어 있다. 퍼지 가스 노즐(42)의 하단부로부터 회전 테이블(2)의 표면까지의 간격은 0.5㎜ 내지 4㎜이면 좋다.In this embodiment, N2 gas is used as a purge gas. The
회전 테이블(2)과 평판부(4B)에 의해 높이 h1, 즉 평판부(4B)의 하면(44)과 회전 테이블(2)의 표면으로부터의 높이 h1을 갖는 분리 공간(H)이 형성된다. 높이 h1은 예를 들어 0.5㎜ 내지 10㎜이면 바람직하고, 가능한 한 작게 하면 더욱 바람직하다. 회전 테이블(2)의 회전 요동에 의해 회전 테이블(2)이 평판부(4B)의 하면(44)에 충돌하는 것을 피하기 위해 회전 테이블(2)과 평판부(4B)간의 높이 h1은 3.5㎜ 내지 6.5㎜ 정도이면 바람직할 수 있다. The rotary table 2 and the
평판부(4B)의 양측의 영역에는, 회전 테이블(2)의 표면과 천장판(11)의 하면에 의해 구획되는 제1 영역(481)과 제2 영역(482)이 형성되어 있다. 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)의 높이, 즉 회전 테이블(2)로부터 천장판(11)까지의 높이는 예를 들어 15㎜ 내지 150㎜이다. 제1 영역(481)에는 반응 가스 노즐(31)이 설치되고, 제2 영역(482)에는 반응 가스 노즐(32)이 설치되어 있다. In the area | region on both sides of the
반응 가스 노즐(31, 32)은 하향으로 개방되는 복수의 토출 구멍(33)이 형성되어 있다. 퍼지 가스 노즐(42)로부터 질소(N2) 가스를 공급하면, 이 N2 가스는 분리 공간(H)으로부터 제1 영역(481)과 제2 영역(482)을 향해 흐른다. 분리 공간(H)의 높이가 상기한 바와 같이 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)에 비해 낮으므로, 분리 공간(H)에 있어서의 압력을 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)에 있어서의 압력보다도 용이하게 높게 유지할 수 있다. The
환언하면, 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)에 있어서의 압력보다도 분리 공간(H)에 있어서의 압력을 높게 유지할 수 있도록 평판부(4B)의 높이 및 폭 및 퍼지 가스 노즐(42)로부터의 N2 가스의 공급량을 결정할 수 있다. 분리 공간(H)은 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)에 대해 압력 장벽을 제공할 수 있어 이에 의해 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)을 확실하게 분리할 수 있다.In other words, the height and width of the
도 5a 내지 도 5c는 도 1의 박막 형성 장치의 회전 테이블 상에 웨이퍼를 적재하고 웨이퍼를 자전(회전)시키는 것을 설명하기 위한 도면이다. 5A to 5C are diagrams for explaining the loading of the wafer on the rotary table of the thin film forming apparatus of FIG. 1 and the rotation of the wafer (rotation).
구체적으로, 도 5a는 회전 테이블(2)의 일부를 도시하는 사시도이고, 도 5b는 도 5a의 적재부(24)를 확대하여 도시한 도면이고, 도 5c는 도 5a의 웨이퍼(W)의 일측에 웨이퍼 가이드 링(18)이 설치된 상태를 도시한 도면이다. Specifically, FIG. 5A is a perspective view showing a part of the
회전 테이블(2)의 적재부(24)에는 상하 이동(승강) 가능한 3개의 풋셔 리프트 핀(16a)이 설치되어 있다. 다시 말해, 풋셔 리프트 핀(16a)은 웨이퍼(W)의 하부에서 삼각형 모양으로 서로 떨어져 위치하는 세개의 서브 풋셔 리프트 핀들로 구성될 수 있다. 3개의 풋셔 리프트 핀(16a) 상에는 푸셔(P)가 설치되어 있으므로 풋셔 리프트 핀(16a)은 풋셔(P)를 지지하고 푸셔(P)를 상하 이동시킬 수 있다. Three pusher lift pins 16a are provided on the mounting
회전 테이블(2)의 적재부(24)에는 상하 이동(승강) 가능한 홀더 리프트 핀(16c)이 설치되어 있다. 홀더 리프트 핀(16c) 상에는 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 홀더(WH)가 설치되어 있다. 홀더 리프트 핀(16c)은 삼각형 모양의 서브 풋셔 리프트 핀들(16a)의 내부에 위치하고 풋셔(P)를 관통하는 하나의 서브 홀더 리프트 핀으로 구성될 수 있다. A
홀더 리프트 핀(16c)은 웨이퍼 홀더(WH)와 연결되어 웨이퍼(W)를 승하강시킬 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 웨이퍼 홀더(WH)에는 홀더 리프트 핀(16c)을 통해 웨이퍼 홀더(WH)를 자전(회전)시킬 수 있는 웨이퍼 홀더 구동부(도 2의 94)가 연결될 수 있다. 웨이퍼 홀더(WH), 홀더 리프트 핀(16c) 및 홀더 구동부(도 2의 94)는 웨이퍼 회전 유니트(WRU)를 구성할 수 있다. The
적재부(24)에는 푸셔(P)를 수용 가능한 푸셔(P)의 형상에 대응한 형상을 갖는 오목부(24b)가 형성되어 있다. 풋셔 리프트 핀(16a)이 하강하여 푸셔(P)를 오목부(24b)에 수용하면, 푸셔(P)의 상면과 적재부(24)의 저면은 동일한 높이에 위치할 수 있다. The
도 5b에 도시한 바와 같이 적재부(24)의 외주에 웨이퍼 지지부(24a)가 형성되어 있다. 웨이퍼 지지부(24a)는 적재부(24)의 외주를 따라 복수개(예를 들어, 8개) 형성될 수 있다. 적재부(24)에 적재되는 웨이퍼(W)는 웨이퍼 지지부(24a)에 의해 지지될 수 있다. As shown in FIG. 5B, the
웨이퍼(W)와 적재부(24)의 저면 사이에는 일정한 간격이 유지되어 웨이퍼(W)의 이면이 적재부(24)의 저면에 직접 접촉하지 않을 수 있다. 이에 따라, 적재부(24)의 저면과의 사이의 공간을 두고 회전 테이블(2)에 의해 웨이퍼가 가열되므로 웨이퍼(W)를 균일하게 가열할 수 있다. A constant gap is maintained between the wafer W and the bottom of the
도 5a에 도시한 바와 같이 적재부(24)의 주위에는 원형의 가이드 홈(18g)이 형성되어 있고, 여기에 웨이퍼 가이드 링(18)이 끼워 맞추어질 수 있다. 도 5c에 도시한 바와 같이 가이드 홈(18g)에 웨이퍼 가이드 링(18)이 끼워 맞추어질 수 있다. 웨이퍼 가이드 링(18)은 웨이퍼(W)의 외경보다도 약간 큰 내경을 갖고 있고, 웨이퍼 가이드 링(18)이 가이드 홈(18g)에 끼워 맞추어졌을 때 웨이퍼(W)는 웨이퍼 가이드 링(18)의 내측에 배치된다. As shown in Fig. 5A, a
도 5c에 도시한 바와 같이 웨이퍼 가이드 링(18)의 상면에는 갈고리부(18a)가 설치될 수 있다. 갈고리부(18a)는 웨이퍼(W)에 접하는 일 없이 웨이퍼 가이드 링(18)의 내측을 향해 웨이퍼(W)의 외측 테두리로부터 약간 내측까지 연장되어 있다. 예를 들어, 진공 챔버(도 1의 1) 내에서 무언가의 원인에 의해 급격한 압력 변동이 있었던 경우에는, 그 압력 변동에 의해, 웨이퍼(W)가 적재부(24)로부터 튀어나올 가능성이 있다. 그러나 웨이퍼 가이드 링(18)에 설치된 갈고리부(18a)에 의해 웨이퍼(W)는 압박되므로, 적재부(24)에 유지될 수 있다.As illustrated in FIG. 5C, a
가이드 홈(18g)의 외측에는 웨이퍼 가이드 링(18)을 승강시키기 위한 4개의 가이드 리프트 핀(16b)이 설치되어 있다. 가이드 리프트 핀(16b)이 웨이퍼 가이드 링(18)을 들어올리고 있는 동안에 회전 테이블(2)과 웨이퍼 가이드 링(18) 사이에 반송 로봇(도 1의 107)에 의해 웨이퍼(W)가 반입될 수 있다. Four guide lift pins 16b for raising and lowering the
풋셔 리프트 핀(16a)에 의해 각각 푸셔(P) 및 웨이퍼 홀더(WH)가 들어 올려져, 푸셔(P) 및 웨이퍼 홀더(WH)가 반송 로봇(도 1의 107)으로부터 웨이퍼(W)를 수취하면 반송 로봇(107)이 퇴출될 수 있다. 풋셔 리프트 핀(16a)이 강하하여 푸셔(P)를 적재부(24)의 오목부(24b)에 수용한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 지지부(24a)에 의해 지지됨으로써 적재부(24)에 적재된다. 계속하여, 가이드 리프트 핀(16b)이 강하하여 웨이퍼 가이드 링(18)을 가이드 홈(18g)에 수용하면 웨이퍼(W)는 웨이퍼 가이드 링(18)에 의해 확실하게 적재부(24)에 수용되게 된다.The pusher P and the wafer holder WH are lifted by the pusher lift pins 16a, respectively, so that the pusher P and the wafer holder WH receive the wafer W from the transfer robot (107 in FIG. 1). The
회전 테이블(2)의 적재부(24)에 적재된 웨이퍼(W)는 앞서 설명한 바와 같이 박막 형성 공정 동안에 웨이퍼 회전 유니트(WRU)에 의해 자전(회전)될 수 있다. 웨이퍼(W)의 자전은 가이드 리프트 핀(16b)에 의해 웨이퍼 가이드 링(18)을 상승시킨 후, 홀더 리프트 핀(16c)에 의해 웨이퍼(W)를 상승시키고 웨이퍼 홀더 구동부(도 2의 94)에 의해 웨이퍼 홀더(WH)를 회전시켜 웨이퍼(W)를 자전(회전)시킬 수 있다. 이어서, 홀더 리프트 핀(16c)을 하강시켜 적재부(24)에 수용한 후, 웨이퍼 가이드 링(18)을 가이드 홈(18g)에 수용하면 웨이퍼(W)는 적재부(24)에 다시 수용될 수 있다.The wafer W loaded on the mounting
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치의 웨이퍼 회전 유니트를 설명하기 위한 도면들이다. 6A to 6C are diagrams for describing a wafer rotating unit of a thin film forming apparatus according to an embodiment of the inventive concept.
구체적으로, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 회전 유니트(WRU)를 설명하기 위한 사시도이고, 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 회전 유니트(WRU)의 단면도일 수 있다. Specifically, FIGS. 6A and 6B are perspective views illustrating a wafer rotating unit (WRU) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6C is a cross-sectional view of a wafer rotating unit (WRU) according to an embodiment of the present invention. Can be.
도 6a 내지 도 6c의 웨이퍼 회전 유니트(WRU)는 홀더 리프트 핀(16c) 및 웨이퍼 홀더(WH)를 포함할 수 있다. 도 6a의 웨이퍼 홀더(WH)는 원형 모양의 판형 부재이고, 도 6b의 웨이퍼 홀더(WH)는 부채형 모양의 판형 부재일 수 있다. 도 6b의 웨이퍼 홀더(WH)는 도 5a에 도시한 바와 같을 수 있다. 홀더 리프트 핀(16c)은 풋셔(P)를 승하강시킬 수 있는 풋셔 리프트 핀(16a)의 내측에 위치할 수 있다. The wafer rotating unit WRU of FIGS. 6A-6C may include a
도 6c의 웨이퍼 회전 유니트(WRU)는 홀더 리프트 핀(16c)의 내부에는 진공 라인(90)이 더 설치되고, 웨이퍼 홀더(WH)의 표면에는 진공 라인(90)과 연결되는 진공홀(92)이 더 설치되어 있을 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 홀더(WH)의 표면에 위치하는 웨이퍼(도 1의 W)는 웨이퍼 홀더(WH)와 진공으로 홀딩한 상태에서 회전(자전)될 수 있다. In the wafer rotating unit WRU of FIG. 6C, a
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치의 웨이퍼 자전(회전)을 설명하기 위한 평면도들이다. 7A to 7B are plan views illustrating wafer rotation (rotation) of a thin film forming apparatus according to an embodiment of the inventive concept.
구체적으로, 박막 형성 장치(도 1의 10)는 회전 테이블(2) 상에 복수개의 적재부들(24)이 위치할 수 있다. 도 7a 및 도 7b에서는 편의상 적재부들(14)을 6개 형성한 것을 도시한다. 적재부들(24)의 각각에는 서로 떨어져 삼각형 모양으로 풋셔 리프트 핀(16a)이 위치할 수 있다. 다시 말해, 풋셔 리프트 핀(16a)은 웨이퍼(W)의 하부에서 삼각형 모양으로 서로 떨어져 위치하는 세개의 서브 풋셔 리프트 핀들로 구성될 수 있다. In detail, in the thin
아울러서, 홀더 리프트 핀(16c)은 삼각형 모양의 서브 풋셔 리프트 핀들(16a)의 내부에 하나의 서브 홀더 리프트 핀으로 구성될 수 있다. 홀더 리프트 핀(16c) 상에 위치하는 웨이퍼 홀더이 반시계 방향, 예컨대 B 방향으로 회전할 경우 웨이퍼(W)도 같이 회전할 수 있다. In addition, the
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치의 회전 테이블 상의 적재부의 배열을 설명하기 위한 평면도이다. 8A to 8E are plan views illustrating an arrangement of a mounting unit on a rotating table of a thin film forming apparatus according to an embodiment of the inventive concept.
구체적으로, 회전 테이블(2)은 도 1에 도시한 바와 같이 16개의 적재부(24)를 갖는 것에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능할 수 있다. Specifically, the rotary table 2 is not limited to having 16 mounting
일 실시예에서, 도 8a에 도시한 바와 같이 회전 테이블(2)은 직경 300㎜를 갖는 웨이퍼가 적재 가능한 적재부(24)를 회전 테이블(2)의 내측에 6개, 그 외측에 6개를 배열하여 총 12개의 적재부(24)를 포함할 수 있다. 또한, 도 8b에 도시한 바와 같이 회전 테이블(2)은 적재부(24)를 회전 테이블(2)의 내측에 6개, 그 외측에 12개를 배열하여 총 18개의 적재부(24)를 포함할 수 있다. In one embodiment, as shown in Fig. 8A, the rotary table 2 has six
일 실시예에서, 도 8c에 도시하는 바와 같이 회전 테이블(2)은 적재부(24)를 회전 테이블(2)의 내측에 5개, 그 외측에 10개 배열하여 총 15개의 적재부(24)를 포함할 수 있다. 도 8d에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)은 적재부(24)를 회전 테이블(2)의 외측(외주를 따른 영역)에 11개의 적재부(24)를 배열할 수 있다. 도 8e에 도시한 바와 같이 회전 테이블(2)은 적재부(24)를 회전 테이블(2)의 외측에 10개의 적재부(24)를 배열할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 기술적 사상에 의한 박막 장치(도 1의 10)는 하나의 진공 챔버(도 1의 1)를 포함할 경우 적재부(24)를 많이 설치하여 처리량을 증대시킬 수 있다.In one embodiment, as shown in FIG. 8C, the rotary table 2 has five
도 9 및 10은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치를 포함하는 박막 형성 시스템을 설명하기 위한 평면도이다.9 and 10 are plan views illustrating a thin film forming system including a thin film forming apparatus according to an embodiment of the inventive concept.
구체적으로, 도 9의 박막 형성 시스템은 한 개의 진공 챔버(1)를 포함하는 것이고, 도 10의 박막 형성 시스템은 2개의 진공 챔버(1)를 포함하는 것이다. 박막 형성 시스템은 진공 챔버(1)와 접속되고 반송 로봇(107)을 포함하는 진공 반송실(106), 진공 반송실(106)과 로드락실(105a 내지 105c)을 통해 접속되는 대기 반송실(102), 대기 반송실(102)에 결합되는 FOUP(Front-Opening Unified Pod)등 웨이퍼 캐리어가 적재되는 스테이지(F)를 구비할 수 있다. Specifically, the thin film forming system of FIG. 9 includes one
도 9의 박막 형성 시스템은 회전 테이블(2)에 300㎜의 직경을 갖는 16매의 웨이퍼를 적재할 수 있고, 도 10의 박막 형성 시스템은 하나의 회전 테이블(2)에 300㎜의 직경을 갖는 6매의 웨이퍼를 적재할 수 있다. 이에 따라, 도 9의 박막 형성 시스템은 도 10에 비해 웨이퍼 처리량을 증가시킬 수 있다. The thin film forming system of FIG. 9 can load 16 wafers having a diameter of 300 mm on the
다음에, 지금까지 예시한 도면을 적절하게 참조하면서 본 발명의 박막 형성 장치(10)를 이용한 박막 형성 방법을 설명한다. Next, a thin film forming method using the thin
도 11은 본 발명의 기술적 사상의 박막 형성 장치를 이용한 박막 형성 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 12는 도 11의 웨이퍼의 자전 단계를 설명하기 위한 상세 흐름도이고, 도 13a 내지 도 13e는 도 11에 의한 박막 형성 방법을 수행할 때 회전 테이블 및 웨이퍼의 동작 과정을 설명하기 위한 평면도이다. FIG. 11 is a flowchart illustrating an embodiment of a thin film forming method using a thin film forming apparatus according to the inventive concept, FIG. 12 is a detailed flowchart for describing a rotating step of the wafer of FIG. 11, and FIGS. 13A to 13. 13E is a plan view for describing an operation process of a rotating table and a wafer when performing the thin film forming method of FIG. 11.
구체적으로, 박막 형성 방법은 박막 증착 영역들 및 퍼지 영역들이 형성된 진공 챔버(도 1의 1)를 준비하는 단계(스텝 S10)와 진공 챔버(도 1의 1)의 회전 테이블(2) 상에 위치한 적재부들(24)에 각각 웨이퍼들(W)을 로딩(적재)하는 단계(스텝 S20)를 포함한다. 다시 말해, 박막 증착 영역들 및 퍼지 영역들이 형성된 진공 챔버(도 1의 1)의 회전 테이블(2) 상의 적재부들(24)에 각각 웨이퍼들(W)을 로딩(적재)한다.Specifically, the thin film forming method includes preparing a vacuum chamber (1 of FIG. 1) in which thin film deposition regions and purge regions are formed (step S10) and located on the rotary table 2 of the vacuum chamber (1 of FIG. 1). And loading (loading) the wafers W into the mounting
보다 자세하게, 도 1, 도 2, 도 5, 도 9 및 도 10 등에 도시한 바와 같이 회전 테이블(2)의 적재부들(24)중 하나를 반송구(15)에 정렬시켜 게이트 밸브(15a)를 개방한다. 다음에, 앞서 설명한 바와 같이 가이드 리프트 핀(16b)에 의해 웨이퍼 가이드 링(18)이 들어 올려지면 반송 로봇(107)에 의해 반송구(15)를 통해 진공 챔버(1) 내에 웨이퍼(W)가 반입되어 회전 테이블(2)과 웨이퍼 가이드 링(18) 사이에 보유 지지된다. More specifically, as shown in FIGS. 1, 2, 5, 9, 10 and the like, one of the
웨이퍼(W)는 풋셔 리프트 핀(16a)에 의해 들어 올려지는 푸셔(P)에 의해 웨이퍼 홀더(WH) 상에 수취된다. 반송 로봇(107)이 진공 챔버(1)로부터 퇴출된 후에 풋셔 리프트 핀(16a)을 하강시켜 적재부(24)에 적재(로딩)된다. 계속해서, 가이드 리프트 핀(16b)에 의해 웨이퍼 가이드 링(18)이 가이드 홈(18g)에 끼워 맞추어진다. 상기 일련의 동작이 복수회 반복되어 회전 테이블(2)의 내측 및/또는 외측의 적재부(24)에 각각 웨이퍼(W)가 적재되어 웨이퍼(W)의 반송이 종료된다.The wafer W is received on the wafer holder WH by the pusher P lifted by the
이렇게 되면, 도 13a에 도시한 바와 같이 회전 테이블(2) 상에 웨이퍼들(W)이 탑재된 상태가 된다. 도 13a 내지 도 13e에서는 편의상 적재부들(14)이 6개 형성한 것을 도시한 것이고, 6개의 적재부들(14) 상에 1-6개의 웨이퍼(W)가 탑재된 것을 도시한다. 도 13a 내지 도 13e에서, AR1 및 AR2는 편의상 박막 증착 영역들을 도시한 것이고, 도 1, 2, 4의 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)에 해당할 수 있다. AR3은 편의상 퍼지 영역들을 도시한 것이고, 도 1, 2, 4의 제3 영역(483)에 해당할 수 있다. In this case, the wafers W are mounted on the
다음에, 진공 챔버(1)를 미리 설정된 설정 압력으로 유지한다(스텝 S22). 예컨대, 도 1 및 도 2의 진공 챔버(1) 내를 배기 시스템(미도시)에 의해 배기되는 동시에 퍼지 가스 노즐(41, 42), 퍼지 가스 공급관(51), 퍼지 가스 공급관(72, 73)으로부터 N2 가스가 공급되어 압력 조정기(미도시)에 의해 진공 챔버(1) 내의 압력을 미리 설정한 압력으로 유지된다. Next, the
계속하여, 진공 챔버 내의 회전 테이블을 공정 온도로 가열하여 웨이퍼를 적정 온도로 유지한다(스텝 S24). 예컨대, 도 1 및 도 2의 회전 테이블(2)은 히터 유닛(7)에 의해 미리 소정의 공정 온도(예를 들어, 300℃)로 가열되어 있고 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)에 적재되어 있어 이에 따라 웨이퍼(W)도 적정 온도로 가열되어 유지된다. Subsequently, the rotary table in the vacuum chamber is heated to the process temperature to maintain the wafer at an appropriate temperature (step S24). For example, the rotary table 2 of FIGS. 1 and 2 is heated to a predetermined process temperature (for example, 300 ° C.) by the
다음에, 회전 테이블(2)을 1차 공전(회전)시킨다(스텝 S30). 예컨대, 도 13a의 화살표로 도시한 바와 같이 회전 테이블(2)이 상부로부터 보아 시계방향으로 1차 공전(회전)을 시작한다.Next, the rotary table 2 is first idled (rotated) (step S30). For example, as shown by the arrow in Fig. 13A, the
박막 형성 방법은 회전 테이블(2)의 1차 공전에 따라 진공 챔버의 박막 증착 영역들을 통과할 때 1차 서브 박막을 형성하는 단계를 포함한다(스텝 S40). The thin film forming method includes forming the primary sub thin film when passing through the thin film deposition regions of the vacuum chamber in accordance with the primary revolution of the turntable 2 (step S40).
보다 상세하게, 도 1, 2, 4 등에 설명된 바와 같이 웨이퍼(W)가 가열되어 소정의 온도로 유지된 후, BTBAS 가스가 반응 가스 노즐(31)을 통해 제1 영역(481)으로 공급되고, 오존 가스가 반응 가스 노즐(32)을 통해 제2 영역(482)으로 공급된다. 웨이퍼(W)가 반응 가스 노즐(31)의 하방을 통과할 때에 웨이퍼(W)의 표면에 BTBAS 분자가 흡착될 수 있다. 웨이퍼(W)가 반응 가스 노즐(32)의 하방을 통과할 때에 웨이퍼(W)의 표면에 오존(O3) 분자가 흡착되어 오존 분자에 의해 BTBAS 분자가 산화된다. More specifically, after the wafer W is heated and maintained at a predetermined temperature as described in FIGS. 1, 2, 4, etc., the BTBAS gas is supplied to the
이렇게 되면, 회전 테이블(2)의 회전에 의해 웨이퍼(W)가 제1 영역(481), 제2 영역(482) 및 제3 영역(483)을 1회 통과하면 웨이퍼(W)의 표면에 1 분자층(또는 2 이상의 분자층)의 산화 실리콘층이 형성될 수 있다. 회전 테이블(2)의 회전에 의해 웨이퍼(W)가 제1 영역(481), 제2 영역(482) 및 제3 영역(483)을 복수회의 사이클, 예컨대 수십 내지 수백 사이클로 통과하면 웨이퍼(W)의 표면에 산화 실리콘층의 1차 서브 박막이 형성될 수 있다. 다시 말해, 회전 테이블(2)을 1차 공전시키면서 웨이퍼(W) 상에 1차 서브 박막을 형성하는 단계는 복수회 수행할 수 있다. In this case, when the wafer W passes through the
다음에, 회전 테이블(2)의 1차 공전을 중지시킨다(스텝 S50). 즉, 도 13b에 도시한 바와 같이 회전 테이블(2)을 1차 공전을 중지시킨다. 회전 테이블(2)의 1차 공전 중지는 후술하는 바와 같이 회전 테이블 상에 로딩된 웨이퍼의 자전을 수행하여 위하여 1차 공전을 중지하는 것이다. Next, the primary revolution of the
계속하여, 회전 테이블(2)에 로딩된 웨이퍼들(W)중 적어도 하나를 자전시킨다(스텝 S60). 즉, 도 13c에 도시한 바와 같이 회전 테이블(2) 상에 로딩된 웨이퍼(W), 즉 2번째 웨이퍼(W)를 선택적으로 회전시킬 수 있다. 또는, 회전 테이블(2) 상에 로딩된 모든 웨이퍼(W), 즉 1-6번째 웨이퍼(W)를 모두 회전시킬 수 있다. Subsequently, at least one of the wafers W loaded on the
일 실시예에서, 적재부들(24) 상에 로딩된 웨이퍼들(W)중 적어도 하나를 자전시키는 단계에서, 웨이퍼(W)는 60도, 90도, 180도 또는 270도의 각도로 회전시킬 수 있다. 회전 테이블(2)에 로딩된 웨이퍼들(W)중 적어도 하나를 자전시킴으로서 후술하는 2차 서브 박막을 형성하여 웨이퍼(W) 상의 박막 균일도 및 박막 식각 특성을 향상시키기 위함이다. In one embodiment, in the step of rotating at least one of the wafers W loaded on the
여기서, 회전 테이블(2)에 로딩된 웨이퍼들(W)중 적어도 하나를 자전시키는 단계(S60)는 다음의 세부 단계를 포함할 수 있다. Here, the step S60 of rotating at least one of the wafers W loaded on the rotary table 2 may include the following detailed steps.
예컨대, 도 1, 2, 5, 6에 도시한 바와 같이 회전 테이블(2)의 적재부들(24)의 하부에 웨이퍼들(W)을 지지 및 회전시킬 수 있는 웨이퍼 홀더(WH), 홀더 리프트 핀(16C) 및 웨이퍼 홀더 구동부(94)를 포함하는 웨이퍼 회전 유니트(WRU)를 설치한다(단계 S62). 웨이퍼 홀더(WH), 홀더 리프트 핀(16C) 및 웨이퍼 홀더 구동부(94)에 대하여는 앞서 설명하였으므로 구체적인 설명은 생략한다.For example, as shown in FIGS. 1, 2, 5, and 6, a wafer holder WH and a holder lift pin capable of supporting and rotating the wafers W below the
계속하여, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 회전 테이블(2)의 복수개의 적재부들(24) 상에 로딩된 웨이퍼들(W)중 적어도 하나를 홀더 리프트 핀(16c)에 의해 승강시킨다(단계 S64). Subsequently, at least one of the wafers W loaded on the plurality of
다음에, 도 1, 2, 5 및 6에 도시한 바와 같이 웨이퍼 홀더 구동부(94)를 이용하여 홀더 리프트 핀(16c) 상에 위치하는 웨이퍼 홀더(WH)를 회전시킨다(스텝 S66). 웨이퍼 홀더(WH)의 회전은 도 1, 2, 5 및 6에 도시한 바와 같이 홀더 리프트 핀(16c)의 내부에 설치된 진공 라인(90) 및 웨이퍼 홀더(WH)의 표면에는 진공 라인(90)과 연결되는 진공홀(92)을 이용하여 웨이퍼 홀더(WH)가 웨이퍼(WH)를 진공으로 홀딩한 상태에서 수행할 수 있다. Next, as shown in FIGS. 1, 2, 5, and 6, the wafer holder WH positioned on the
계속하여, 도 5 및 6에 도시한 바와 같이 자전(회전)된 적어도 하나의 웨이퍼(W)를 홀더 리프트 핀(16c)에 의해 하강시켜 적재부(24) 상에 웨이퍼(W)를 다시 탑재한다(스텝 S68).Subsequently, as shown in FIGS. 5 and 6, the rotated (rotated) at least one wafer W is lowered by the
다음에, 회전 테이블(2)을 2차 공전(회전)시킨다(스텝 S70). 예컨대, 도 13e의 화살표로 도시한 바와 같이 회전 테이블(2)을 상부로부터 보아 시계방향으로 2차 공전(회전)을 시작한다. Next, the rotary table 2 is subjected to secondary revolution (rotation) (step S70). For example, as shown by the arrow of Fig. 13E, the secondary table (rotation) is started in the clockwise direction from the top of the rotary table 2 as seen from the top.
계속하여, 회전 테이블(2)의 2차 공전에 따라 진공 챔버의 박막 증착 영역들을 통과할 때 1차 서브 박막 상에 2차 서브 박막을 형성하여 최종 박막을 형성한다(스텝 S80). 2차 서브 박막을 형성하는 것은 앞서 1차 서브 박막을 형성하는 것과 마찬가지일 수 있다. 2차 서브 박막은 회전 테이블(2)을 공전시켜 웨이퍼(W)가 박막 증착 영역을 복수회의 사이클, 수십 내지 수백 사이클로 통과할 때 산화 실리콘층으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 회전 테이블(2)을 2차 공전시키면서 웨이퍼(W) 상에 2차 서브 박막을 형성하는 단계를 수회 수행할 수 있다. 1차 서브 박막 상에 2차 서브 박막을 형성하여 최종 박막을 형성함으로써 박막의 균일도 및 박막의 식각 특성을 향상시킬 수 있다. Subsequently, when passing through the thin film deposition regions of the vacuum chamber in accordance with the secondary revolution of the
다음에, 최종 박막을 형성한 후 회전 테이블을 정지시킨 후 웨이퍼(W)는 반입 동작과 반대의 동작에 의해, 반송 로봇(107)에 의해 진공 챔버(1)로부터 반출되고 박막 형성 방법은 종료될 수 있다. Next, after stopping the rotary table after forming the final thin film, the wafer W is taken out of the
앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법은 산화 실리콘층의 박막 형성에 한정되지 않고 질화 실리콘층의 박막 형성에도 적용할 수 있다. The thin film forming apparatus and the thin film forming method according to the embodiment of the present invention described above are not limited to the thin film formation of the silicon oxide layer, but may be applied to the thin film formation of the silicon nitride layer.
본 발명의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법은 트리메틸알루미늄(TMA)과 오존 가스를 사용한 산화알루미늄층(Al2O3)의 박막 형성, 테트라키스에틸메틸아미노지르코늄(TEMAZr)과 오존 가스를 사용한 산화 지르코늄층(ZrO2)의 박막 형성, 테트라키스 에틸 메틸 아미노 하프늄(TEMAH)과 오존 가스를 사용한 산화 하프늄층(HfO2)의 박막 형성에 이용할 수 있다. Thin film forming apparatus and thin film forming method according to an embodiment of the present invention is a thin film of aluminum oxide layer (Al 2 O 3 ) using trimethylaluminum (TMA) and ozone gas, tetrakisethylmethylaminozirconium (TEMAZr) and ozone It can be used to form a thin film of a zirconium oxide layer (ZrO 2 ) using gas, and to form a thin film of a hafnium oxide layer (HfO 2 ) using tetrakisethyl methyl amino hafnium (TEMAH) and ozone gas.
본 발명의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법은 스트론튬 비스테트라 메틸헵탄디오나토(Sr(THD)2)와 오존 가스를 사용한 산화 스트론튬층(SrO)의 박막 형성, 티타늄 메틸 펜탄 디오나토비스테트라메틸 헵탄디오나토(Ti(MPD)(THD))와 오존 가스를 사용한 산화 티탄층(TiO2)의 박막 형성 등에도 이용할 수 있다. Thin film forming apparatus and thin film forming method according to an embodiment of the present invention is a thin film of strontium oxide layer (SrO) using strontium bistetra methylheptanedionato (Sr (THD) 2 ) and ozone gas, titanium methyl pentane diona It can also be used for forming a thin film of a titanium oxide layer (TiO 2 ) using tobistetramethyl heptanedionate (Ti (MPD) (THD)) and ozone gas.
본 발명의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법은 오존 가스가 아닌 산소 플라즈마를 이용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법은 플라즈마, 예컨대 원격 플라즈마를 이용하는 것을 설명하지 않았지만 플라즈마를 이용하여 박막을 형성하는 것에도 이용할 수 있다. The thin film forming apparatus and the thin film forming method according to an embodiment of the present invention may use oxygen plasma instead of ozone gas. Although the thin film forming apparatus and the thin film forming method according to an embodiment of the present invention are not described using a plasma, for example, a remote plasma, the thin film forming apparatus and the thin film forming method may be used to form a thin film using plasma.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 개략적으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may be embodied in other specific forms without changing the essential features of the present invention. I can understand that you can. In addition, it is to be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
1: 진공 챔버, 2: 회전 테이블, 10: 박막 형성 장치, 16a: 풋셔 리프트 핀, 16b: 가이드 리프트 핀, 16c: 홀더 리프트 핀, 24: 적재부, WH: 웨이퍼 홀더, 94: 웨이퍼 홀더 구동부, WRU: 웨이퍼 회전 유니트Reference Signs List 1: vacuum chamber, 2: rotary table, 10: thin film forming apparatus, 16a: pusher lift pin, 16b: guide lift pin, 16c: holder lift pin, 24: loading part, WH: wafer holder, 94: wafer holder drive, WRU: Wafer Rotating Unit
Claims (10)
상기 진공 챔버 내에 설치되고, 표면 근방에 서로 떨어져 복수개의 웨이퍼를 각각 적재할 수 있는 적재부들을 구비하는 회전 테이블;
상기 회전 테이블과 연결되어 상기 회전 테이블을 공전시킬 수 있는 회전 테이블 구동부; 및
상기 적재부에 탑재된 상기 웨이퍼와 연결되어 상기 웨이퍼를 자전시킬 수 있는 웨이퍼 회전 유니트를 포함하되,
상기 웨이퍼 회전 유니트는,
상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 홀더와, 상기 웨이퍼 홀더와 연결되고 상기 웨이퍼를 승하강시킬 수 있는 홀더 리프트 핀과, 상기 웨이퍼 홀더를 회전시킬 수 있는 웨이퍼 홀더 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치. A vacuum chamber;
A rotary table installed in the vacuum chamber, the rotary table including loading units capable of loading each of a plurality of wafers apart from each other near a surface thereof;
A rotary table driver connected to the rotary table and capable of revolving the rotary table; And
A wafer rotating unit connected to the wafer mounted on the loading unit and capable of rotating the wafer,
The wafer rotation unit,
And a wafer holder for supporting the wafer, a holder lift pin connected to the wafer holder and capable of raising and lowering the wafer, and a wafer holder driver capable of rotating the wafer holder.
상기 진공 챔버 내에 설치되고, 표면 근방에 서로 떨어져 복수개의 웨이퍼를 각각 적재할 수 있는 적재부들을 구비하는 회전 테이블;
상기 회전 테이블 상에서 상기 박막 증착 영역들에 각각 반응 가스를 공급하는 반응 가스 노즐들;
상기 회전 테이블 상에서 상기 퍼지 영역들에 각각 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 노즐들;
상기 회전 테이블과 연결되어 상기 회전 테이블을 일 방향으로 공전시킬 수 있는 회전 테이블 구동부; 및
상기 적재부에 탑재된 상기 웨이퍼들중 어느 하나와 연결되어 상기 웨이퍼를 선택적으로 일 방향으로 자전시킬 수 있는 웨이퍼 회전 유니트를 포함하되,
상기 웨이퍼 회전 유니트는 상기 웨이퍼의 하부에서 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 홀더와, 상기 웨이퍼 홀더와 연결되고 상기 웨이퍼를 승하강시킬 수 있는 홀더 리프트 핀과, 상기 웨이퍼 홀더를 회전시킬 수 있는 웨이퍼 홀더 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치. A vacuum chamber comprising a plurality of thin film deposition regions and a plurality of purge regions;
A rotary table installed in the vacuum chamber, the rotary table including loading units capable of loading each of a plurality of wafers apart from each other near a surface thereof;
Reactive gas nozzles respectively supplying reactive gases to the thin film deposition regions on the rotary table;
Purge gas nozzles respectively supplying purge gas to the purge regions on the rotary table;
A rotary table driver connected to the rotary table and capable of revolving the rotary table in one direction; And
A wafer rotation unit connected to any one of the wafers mounted on the loading unit and capable of selectively rotating the wafer in one direction;
The wafer rotating unit includes a wafer holder for supporting the wafer at the bottom of the wafer, a holder lift pin connected to the wafer holder and capable of raising and lowering the wafer, and a wafer holder driving unit capable of rotating the wafer holder. Thin film forming apparatus comprising a.
상기 회전 테이블을 1차 공전시키는 단계;
상기 회전 테이블의 1차 공전에 따라 상기 박막 증착 영역들을 통과할 때 웨이퍼 상에 1차 서브 박막을 형성하는 단계;
상기 회전 테이블을 1차 공전을 중지시키는 단계;
상기 적재부들 상에 로딩된 웨이퍼들중 적어도 하나를 자전시키는 단계;
상기 회전 테이블을 2차 공전시키는 단계; 및
상기 회전 테이블의 2차 공전에 따라 상기 박막 증착 영역들을 통과할 때 상기 1차 서브 박막 상에 2차 서브 박막을 형성하여 최종 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법. Loading wafers into loads on a rotating table of a vacuum chamber in which thin film deposition regions and purge regions are formed, respectively;
Primary revolving the rotating table;
Forming a primary sub thin film on a wafer as it passes through the thin film deposition regions in accordance with the primary revolution of the turntable;
Stopping primary rotation of the rotary table;
Rotating at least one of the wafers loaded on the stacks;
Secondary idling the rotary table; And
Forming a final thin film by forming a secondary sub thin film on the primary sub thin film when passing through the thin film deposition regions according to the secondary revolving of the turntable.
상기 적재부들의 하부에 상기 웨이퍼들을 지지 및 회전시킬수 있는 웨이퍼 홀더, 홀더 리프트 핀 및 웨이퍼 홀더 구동부를 포함하는 웨이퍼 회전 유니트를 설치하는 단계, 상기 적재부들 상에 로딩된 웨이퍼들중 적어도 하나를 상기 홀더 리프트 핀에 의해 승강시키는 단계, 상기 웨이퍼 홀더 구동부를 이용하여 상기 홀더 리프트 핀 상에 위치하는 상기 웨이퍼 홀더를 회전시키는 단계, 및 상기 홀더 리프트 핀에 의해 상기 회전된 적어도 하나의 웨이퍼를 하강시켜 상기 적재부 상에 다시 탑재하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.9. The method of claim 8, wherein selectively rotating at least one of the wafers loaded on the stacks,
Installing a wafer rotating unit including a wafer holder, a holder lift pin, and a wafer holder driver capable of supporting and rotating the wafers under the stacks, wherein at least one of the wafers loaded on the stacks is placed in the holder; Elevating by a lift pin; rotating the wafer holder positioned on the holder lift pin by using the wafer holder driver; and lowering the loaded at least one wafer by the holder lift pin; And remounting it on the portion.
상기 홀더 리프트 핀의 내부에 설치된 진공 라인 및 상기 웨이퍼 홀더의 표면에는 상기 진공 라인과 연결되는 진공홀을 이용하여 상기 웨이퍼 홀더가 상기 웨이퍼를 진공으로 홀딩한 상태에서 수행하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.The method of claim 8, wherein the rotating of the wafer holder positioned on the holder lift pin using the wafer holder driver includes:
A thin film forming method, wherein the wafer holder holds the wafer in a vacuum by using a vacuum hole connected to the vacuum line and a vacuum line installed inside the holder lift pin and a surface of the wafer holder. .
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