KR20220026136A - 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치 및 수소 라디칼을 이용한 기판 처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치 및 수소 라디칼을 이용한 기판 처리방법이고, 기판이 내부에 로딩되며 내부로 금속원자를 함유하는 유기 또는 무기 화합물 소스가 공급되며 가스를 배출하는 가스 배기부가 구비된 증착용 챔버부, 상기 증착용 챔버부 내로 제1반응 가스를 공급하는 제1가스 공급부, 상기 증착용 챔버부 내로 제2반응 가스를 공급하는 제2가스 공급부, 상기 증착용 챔버부 내로 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 공급하는 수소 라디칼 공급부를 포함하여 LD(Atomic Layer Deposition) 방법을 이용한 박막 증착 과정에서 리모트 플라즈마 방식으로 수소 라디칼을 여기한 후 챔버 내로 공급하여 하지막 손상(Damage)을 방지하고, 우수한 단차피복율로 종횡비(Aspect Ratio)가 높은 패턴에서도 균일한 수소 라디컬 처리가 가능하여 우수한 특성의 막질을 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치 및 수소 라디칼을 이용한 기판 처리방법에 관한 발명이다.
일반적으로 반도체용 기판 상에 박막을 증착하는 방법은 CVD(Chemical Vapor Deposition), ALE(Atomic Layer Epitaxy), ALD(Atomic Layer Deposition) 등의 방법이 개시된 바 있다.
반도체용 기판 상에는 반도체 소자의 각종 배리어막이나 전극 등을 형성하는데 사용되는 TiN의 박막을 증착시켜 처리하며, TiN의 박막을 기판 상에 증착하는 데 있어 주로 ALD(Atomic Layer Deposition) 방법을 사용하고 있다.
반도체용 기판 상에 금속 박막 즉, TiN의 박막을 기판 상에 증착하는 데 있어 기판이 위치된 챔버 내에 반응가스와 함께 CCP (Capacitively Coupled Plasma) 방식으로 H 라디칼을 공급하고 있다.
그러나, 종래의 반도체용 기판에 TiN 등의 금속 박막을 증착하는 중에 반응가스와 함께 CCP (Capacitively Coupled Plasma) 방식으로 H 라디칼을 공급하고 있어, 금속 박막층에 하지막 손상(Damage)이 발생하고, Ground 방향으로의 방향성을 가지는 특징으로 단차피복율이 좋지 않아 균일한 막질 처리가 어려운 문제가 있었다.
이러한 문제점은 PEALD 공정이 High Aspect Ratio 패턴에서 단차피복율이 Thermal ALD 공정보다 좋지 않은 것으로도 확인되고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 ALD(Atomic Layer Deposition) 방법을 이용한 박막 증착 과정에서 리모트 플라즈마 방식으로 수소 라디칼을 챔버 내로 공급하여 기판에 증착되는 금속 박막의 전기적 특성을 향상시키는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치 및 수소 라디칼을 이용한 기판 처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 리모트 플라즈마 방식으로 여기된 수소 라디칼을 가스 배기부로 배출시키고, 필요한 경우에만 밸브를 열어 챔버 내로 공급하는 구조를가짐으로써 리모트 플라즈마 발생기의 지속적인 작동을 가능하게 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치 및 수소 라디칼을 이용한 기판 처리방법을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 일 실시예는 기판이 내부에 로딩되며 내부로 금속원자를 함유하는 유기 또는 무기 화합물 소스가 공급되며 가스를 배출하는 가스 배기부가 구비된 증착용 챔버부, 상기 증착용 챔버부 내로 제1반응 가스를 공급하는 제1가스 공급부, 상기 증착용 챔버부 내로 제2반응 가스를 공급하는 제2가스 공급부, 상기 증착용 챔버부 내로 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 공급하는 수소 라디칼 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 증착용 챔버부의 상부에는 상기 제1가스 공급부와 상기 제2가스 공급부가 연결되는 메인 가스 공급라인부가 위치되며, 상기 증착용 챔버부의 내부에는 상기 메인 가스 공급라인부와 연결되어 기판의 상면으로 반응가스를 분사하는 샤워 헤드부가 위치되고, 상기 제1가스 공급부는 상기 메인 가스 공급라인부와 연결되는 제1반응가스 공급라인부를 포함하며, 상기 제2가스 공급부는 상기 메인 가스 공급라인부와 연결되는 제2반응가스 공급라인부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 수소 라디칼 공급부는 상기 증착용 챔버부 내로 수소 라디칼을 공급하는 수소 라디칼 공급라인부 및 상기 수소 라디칼 공급라인부에 위치되어 수소 라티칼을 리모트 플라즈마로 여기하는 리모트 플라즈마 생성기를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 수소 라디칼 공급라인부는 상기 제2반응가스 공급라인부에 연결될 수 있다.
본 발명에서 상기 제1가스 공급부는 TiCl4의 제1반응 가스를 증착용 챔버부의 내부로 공급하고, 상기 제2가스 공급부는 NH3의 제2반응 가스를 증착용 챔버부의 내부로 공급할 수 있다.
본 발명에서 상기 수소 라디칼 공급부는 상기 수소 라디칼 공급 라인부와 상기 가스 배기부를 연결하여 리모트 플라즈마 생성기로 여기된 수소 라디칼을 상기 가스 배기부로 배출시키는 수소 라디칼 분기 라인부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 수소 라디칼 공급부는 상기 소 라디칼 공급라인부에 위치되어 수소 라디칼의 공급량을 제어하는 수소 라디칼 공급량 제어밸브를 포함하고, 상기 수소 라디칼 분기 라인부의 일단부는 상기 수소 라디칼 공급 라인부에 위치되는 수소 라디칼 공급량 제어밸브와 상기 리모트 플라즈마 생성기의 사이에서 상기 수소 라디칼 공급 라인부에 연결되어 리모트 플라즈마 생성기를 거쳐 리모트 플라즈마가 여기된 상태의 수소 라디칼을 상기 수소 라디칼 분기 라인부로 배출하며, 상기 가스 배기부에는 배출되는 배기 가스의 압력을 조절하고, 일정 압력으로 유지할 수 있도록 하는 제1압력 조절부가 위치되고, 상기 수소 라디칼 분기 라인부에는 상기 가스 배기부로 배기되는 수소 라디칼의 배기 압력을 조절하는 제2압력 조절부가 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 일 실시예는 상기 가스 배기부에 위치되며 상기 증착용 챔버부의 내부에서 미반응된 물질들을 온도 변화에 따라 분말(Powder) 형태로 걸러주는 가스반응 분말 포집부를 더 포함하고, 상기 수소 라디칼 분기 라인부의 타단부는 상기 가스반응 분말 포집부에 연결되어 가스반응 분말 포집부의 내부로 수소 라디칼을 배기할 수 있다.
본 발명에서 상기 가스반응 분말 포집부는 상기 가스 배기부와 상기 수소 라디칼 분기 라인부의 타단부가 연결되는 분말 포집용 하우징부, 상기 분말 포집용 하우징부의 내부에서 상부 측에 위치되어 상기 가스 배기부를 통해 유입되는 배기 가스와 수소 라디칼 분기 라인부를 통해 유입되는 수소 라디칼을 가열하는 가스 가열부 및 상기 가스 가열부의 하부 측에 이격되게 위치되어 가스를 냉각하고 가스가 통과하는 가스 배출 통로를 지그재그 형태로 형성하며 분말을 포집하기 위한 다수의 분말 포집용 미세구멍이 위치된 복수의 가스 냉각부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 분말 포집용 하우징부에는 상기 가스 가열부가 내부로 슬라이드 이동되어 삽입되는 상기 제1슬라이드 삽입부와 복수의 상기 가스 냉각부가 내부로 슬라이드 이동되어 삽입되는 복수의 제2슬라이드 삽입부가 위치될 수 있다.
본 발명에서 복수의 상기 가스 냉각부는 일 측에 분말을 포집하는 다수의 제1분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 타측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 제1가스 통로용 개방부가 위치된 제1가스 냉각부, 상기 제1가스 냉각부의 하부 측에 위치되고, 타 측에 분말을 포집하는 다수의 제2분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 일측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 제2가스 통로용 개방부가 위치된 제2가스 냉각부 및 상기 제2가스 냉각부의 하부 측에 위치되고, 일 측에 분말을 포집하는 다수의 제3분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 타측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 제3가스 통로용 개방부가 위치된 제3가스 냉각부를 포함하며, 상기 제1가스 냉각부와 상기 제3가스 냉각부는 일 측에 분말을 포집하는 다수의 분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 타측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 가스 통로용 개방부가 위치된 한쌍의 분말 포집용 패널이 이격되게 위치되고, 분말 포집용 패널의 사이에 냉각수가 순환되는 냉각용 파이프가 위치되는 구조를 가지며, 상기 제2가스 냉각부는 타 측에 분말을 포집하는 다수의 분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 타측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 가스 통로용 개방부가 위치된 한쌍의 분말 포집용 패널이 이격되게 위치되고, 분말 포집용 패널의 사이에 냉각수가 순환되는 냉각용 파이프가 위치되는 구조를 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 제1가스 냉각부, 상기 제2가스 냉각부, 상기 제3가스 냉각부는 상기 분말 포집용 미세구멍을 통과하는 가스 내에 포함된 분말을 포집하는 분말 포집용 망체가 한쌍의 상기 분말 포집용 패널 사이에 위치될 수 있다.
또한, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리방법의 일 실시예는 기판이 내부에 로딩된 증착용 챔버 내에 TiCl4의 제1반응 가스를 증착용 챔버부의 내부로 공급하고, NH3의 제2반응 가스를 증착용 챔버부의 내부로 공급하여 기판 상에 TiN 박막을 증착하는 ALD 증착 공정에서 증착용 챔버부의 내부로 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 공급하여 기판 상에 증착되는 TiN 박막에 잔존되는 Cl 성분을 제거하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 수소 라디칼 공급 라인부를 수소 라디칼 분기 라인부로 상기 증착용 챔버부의 가스 배기부와 연결하여 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 가스 배기부로 배기하고 상기 수소 라디칼 공급 라인부의 유로를 간헐적으로 개폐하여 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 상기 증착용 챔버부의 내부로 간헐적으로 공급할 수 있다.
본 발명은 ALD(Atomic Layer Deposition) 방법을 이용한 박막 증착 과정에서 리모트 플라즈마 방식으로 수소 라디칼을 여기한 후 챔버 내로 공급하여 하지막 손상(Damage)을 방지하고, 우수한 단차피복율로 종횡비(Aspect Ratio)가 높은 패턴에서도 균일한 수소 라디컬 처리가 가능하여 우수한 특성의 막질을 얻을 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 리모트 플라즈마 방식으로 여기된 수소 라디칼을 가스 배기부로 배출시키고, 필요한 경우에만 밸브를 열어 챔버 내로 공급하는 구조를가짐으로써 리모트 플라즈마 발생기의 지속적인 작동을 가능하게 하고, 이로써 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 챔버 내로 안정적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 일 실시예를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 다른 실시예에서 가스반응 분말 포집부의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치에서 리모트 플라즈마 방식으로 여기된 수수 라디칼을 내부에 공급하는 예에서 ALD 사이클을 도시한 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 다른 실시예에서 가스반응 분말 포집부의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치에서 리모트 플라즈마 방식으로 여기된 수수 라디칼을 내부에 공급하는 예에서 ALD 사이클을 도시한 그래프.
본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 일 실시예를 도시한 개략도이고, 도 1을 참고하여 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 일 실시예는 기판 상에 금속 박막을 ALD(Atomic Layer Deposition) 방법을 통해 증착하는 기판 처리장칭인 것을 일 예로 한다.
ALD(Atomic Layer Deposition) 방법을 통해 실리콘 기판 등 반도체용 기판 상에 금속 박막을 증착시키는 것은 공지의 기술로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 일 실시예는 표면에 금속 박막이 증착되는 기판이 내부에 로딩되는 증착용 챔버부(100)를 포함한다.
증착용 챔버부(100) 내에는 기판이 안착되는 서셉터부(110)가 위치되며, 서셉터부(110)는 탄화규소 흑연으로 제조되어 증착 공정에 사용되는 공지의 세셉터(susceptor)를 포함하는 것으로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
증착용 챔버부(100)의 상부 측에는 증착용 챔버부(100)의 내부로 제1반응 가스를 공급하는 제1가스 공급부(200)와 제2반응 가스를 공급하는 제2가스 공급부(300)가 연결된다.
증착용 챔버부(100)의 상부에는 제1가스 공급부(200)와 제2가스 공급부(300)가 연결되는 메인 가스 공급라인부(100a)가 위치된다.
또한, 증착용 챔버부(100)의 내부에는 메인 가스 공급라인부(100a)와 연결되어 기판의 상면으로 반응가스를 분사하는 샤워 헤드부(120)를 포함한다.
제1가스 공급부(200)는 TiCl4의 제1반응 가스를 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급하고, 제2가스 공급부(300)는 NH3의 제2반응 가스를 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급하는 것을 일 예로 한다.
증착용 챔버부(100)의 하부에는 증착용 챔버부(100)의 내부에서 증착 반응 후 생성된 HCl 가스 등의 부산물을 배출하는 가스 배기부(130)가 구비된다.
가스 배기부(130)에는 배출되는 배기 가스의 압력을 조절하고, 일정 압력으로 유지할 수 있도록 하는 제1압력 조절부(140)가 위치될 수 있다.
제1압력 조절부(140)는 공지의 가스 배출용 레귤레이터인 것을 일 예로 하고, 압력을 조절할 수 있는 외부 안전 밸브를 포함하고, 공지의 압력 조절기로 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
증착용 챔버부(100)의 내부에서는 TiCl4 + NH3 = TiN(증착박막) + HCl(부산물)의 반응식으로 ALD 공정으로 TiN을 기판 상에 증착하고, HCl 가스가 부산물로 배출되어 가스 배기부(130)를 통해 배출된다.
제1가스 공급부(200)는 메인 가스 공급라인부(100a)와 연결되는 제1반응가스 공급라인부(210)를 포함하여 제1반응가스 공급라인부(210)를 통해 TiCl4의 제1반응 가스를 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급한다.
제1가스 공급부(200)는 TiCl4의 제1반응 가스를 저장하고 제1반응가스 공급라인부(210)와 연결되는 제1가스 저장 탱크(220)를 포함한다.
제1가스 공급부(200)는 제1가스 저장 탱크(220) 뿐만 아니라 제1반응가스 공급라인부(210)에 위치되어 제1반응 가스의 공급량을 제어하는 제1가스 공급량 제어밸브(230)를 더 포함한다.
제1가스 공급부(200)는 필요에 따라 제1반응가스 공급라인부(210)에 위치되어 제1가스 저장 탱크(220)의 내부에 저장된 제1반응 가스를 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급시키는 제1가스 공급용 펌프(미도시)를 더 포함할 수 있다.
제2가스 공급부(300)는 메인 가스 공급라인부(100a)와 연결되는 제2반응가스 공급라인부(310)를 포함하여 제2반응가스 공급라인부(310)를 통해 NH3의 제2반응 가스를 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급한다.
또한, 제2가스 공급부(300)는 NH3의 제2반응 가스를 저장하고 제2반응가스 공급라인부(310)와 연결되는 제2가스 저장 탱크(320)를 포함한다.
제2가스 공급부(300)는 제2가스 저장 탱크(320), 제2반응가스 공급라인부(310)에 위치되어 제2반응 가스의 공급량을 제어하는 제2가스 공급량 제어밸브(330)를 더 포함한다.
제2가스 공급부(300)는 필요에 따라 제2반응가스 공급라인부(310)에 위치되어 제2반응가스 공급라인부(310)에 위치되어 제2가스 저장 탱크(320)의 내부에 저장된 제2반응 가스를 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급시키는 제2가스 공급용 펌프를 더 포함할 수 있다.
제1가스 공급부(200)와 제2가스 공급부(300)는 이외에도 가스를 챔버 내로 공급하는 공지의 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급하는 공지의 가스 공급 구조를 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 일 실시예는 증착용 챔버부(100)의 내부로 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 공급하는 수소 라디칼 공급부(400)를 포함한다.
수소 라디칼 공급부(400)는 증착용 챔버부(100) 내로 수소 라디칼을 공급하는 수소 라디칼 공급라인부(410), 수소 라디칼 공급라인부(410)에 위치되어 수소 라티칼을 리모트 플라즈마로 여기하는 리모트 플라즈마 생성기(420)를 포함한다.
수소 라디칼 공급부(400)는 수소 라디칼을 저장하고 수소 라디칼 공급라인부(410)와 연결되는 수소 라디칼 저장 탱크(430)를 포함한다.
수소 라디칼 공급부(400)는 수소 라디칼 저장 탱크(430), 수소 라디칼 공급라인부(410)에 위치되어 수소 라디칼의 공급량을 제어하는 수소 라디칼 공급량 제어밸브(440)를 포함한다.
수소 라디칼공급량 제어밸부는 증착용 챔버부(100)와 리모트 플라즈마 생성기(420)의 사이에 위치되어 리모트 플라즈마 생성기(420)를 거쳐 리모트 플라즈마가 여기된 후 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급되는 수소 라디칼의 공급량을 제어한다.
또한, 수소 라디칼 공급부(400)는 필요에 따라 수소 라디칼 공급라인부(410)에 위치되어 수소 라디칼 저장 탱크(430) 내의 수소 라디칼을 증착용 챔버부(100) 내로 공급시키기 위한 수소 라디칼 공급용 펌프(미도시)를 더 포함할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 기판 상에 ALD 공정으로 TiN을 증착하기 위해 제1가스 공급부(200)로 TiCl4의 제1반응 가스를 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급하고, 제2가스 공급부(300)로 NH3의 제2반응 가스를 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급한다.
수소 라디칼 공급라인부(410)는 제2반응가스 공급라인부(310)에 연결되어 제2반응가스 공급라인부(310)를 통해 메인 가스 공급라인부(100a)를 거쳐 증착용 챔버부(100)의 내부로 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 공급한다.
그리고, 증착용 챔버부(100)의 내부에서는 TiCl4 + NH3 = TiN(증착박막) + HCl(부산물)의 반응식으로 ALD 공정으로 TiN을 기판 상에 증착하고, HCl 가스가 부산물로 배출되어 가스 배기부(130)를 통해 배출되는데 기판 상에 증착된 TiN(증착박막) 상에 Cl 성분이 잔존되어 기판 상에 증착된 TiN(증착박막)의 전기적 성질을 열화(저항 증가)시키게 된다.
수소 라디칼 공급부(400)는 증착용 챔버부(100)의 내부로 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 공급함으로써 기판 상에 증착된 TiN(증착박막) 상에 잔존되는 Cl성분을 제거하여 TiN(증착박막)의 전기적 성질이 열화(저항 증가)되는 것을 방지하며 하지막 손상(Damage)을 방지하고, 우수한 단차피복율로 종횡비(Aspect Ratio)가 높은 패턴에서도 균일한 수소 라디컬 처리가 가능한 것이다.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시한 개략도이고, 도 2를 참고하면 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 다른 실시예는 수소 라디칼 공급부(400)는 수소 라디칼 공급 라인부와 가스 배기부(130)를 연결하여 리모트 플라즈마 생성기(420)로 여기된 수소 라디칼을 가스 배기부(130)로 배출시키는 수소 라디칼 분기 라인부(450)를 더 포함한다.
그리고, 수소 라디칼 분기 라인부(450)의 일단부는 수소 라디칼 공급 라인부에 위치되는 수소 라디칼 공급량 제어밸브(440)와 리모트 플라즈마 생성기(420)의 사이에서 수소 라디칼 공급 라인부에 연결되어 리모트 플라즈마 생성기(420)를 거쳐 리모트 플라즈마가 여기된 상태의 수소 라디칼을 수소 라디칼 분기 라인부(450)로 배출한다.
그리고, 수소 라디칼 분기 라인부(450)의 타단부는 가스 배기부(130)에서 제1압력 조절부(140)와 출구 측으로 이격되게 위치되어 제1압력 조절부(140)를 통해 조절되는 증착용 챔버부(100)의 배기 압력에 영향을 주지 않도록 한다.
수소 라디칼 분기 라인부(450)에는 가스 배기부(130)로 배기되는 수소 라디칼의 배기 압력을 조절하는 제2압력 조절부(460)가 위치될 수 있다.
제2압력 조절부(460)는 수소 라디칼 분기 라인부(450)를 통해 가스 배기부(130)로 배기되는 수소 라디칼의 배기 압력을 조절하고 일정 압력으로 유지할 수 있다.
제2압력 조절부(460)는 공지의 가스 배출용 레귤레이터인 것을 일 예로 하고, 압력을 조절할 수 있는 외부 안전 밸브를 포함하고, 공지의 압력 조절기로 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 다른 실시예는 가스 배기부(130)에 위치되며 증착용 챔버부(100)의 내부에서 미반응된 물질들을 온도 변화에 따라 분말(Powder) 형태로 걸러주는 가스반응 분말 포집부(500)를 더 포함한다.
또한, 수소 라디칼 분기 라인부(450)의 타단부는 가스반응 분말 포집부(500)에 연결되어 가스반응 분말 포집부(500)의 내부로 수소 라디칼을 배기한다.
가스반응 분말 포집부(500)는 증착용 챔버부(100)의 내부에서 미반응된 물질들을 온도 변화에 따라 분말(Powder) 형태로 걸러주는 역할을 하므로 리모트 플라즈마로 여기되어 반응성 높은 수소 라디칼을 공급하면 포집(Trap) 효율을 증가시킬뿐 아니라 포집된 분말(Powder) 내부의 Cl 함량을 줄여 가스반응 분말 포집부(500)의 내부 부품에 대한 부식을 감소시켜 부품의 내구성을 향상시키고, 장기간 안정적으로 작동될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 다른 실시예에서 가스반응 분말 포집부(500)의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3을 참고하면, 가스반응 분말 포집부(500)는 가스 배기부(130)와 수소 라디칼 분기 라인부(450)의 타단부가 연결되는 분말 포집용 하우징부(510), 분말 포집용 하우징부(510)의 내부에서 상부 측에 위치되어 가스 배기부(130)를 통해 유입되는 배기 가스와 수소 라디칼 분기 라인부(450)를 통해 유입되는 수소 라디칼을 가열하는 가스 가열부(520), 가스 가열부(520)의 하부 측에 이격되게 위치되어 가스를 냉각하고 가스가 통과하는 가스 배출 통로를 지그재그 형태로 형성하며 분말을 포집하기 위한 다수의 분말 포집용 미세구멍이 위치된 복수의 가스 냉각부(530)를 포함한다.
분말 포집용 하우징부(510)에는 가스 가열부(520)와 복수의 가스 냉각부(530)가 내부로 슬라이드 이동되어 삽입되는 제1슬라이드 삽입부(511)와 복수의 제2슬라이드 삽입부(512)가 위치된다.
제1슬라이드 삽입부(511)와 제2슬라이드 삽입부(512)는 분말 포집용 하우징부(510)의 전면 또는 측면에 개방된 형태로 가스 가열부(520)가 복수의 가스 냉각부(530)가 각각 슬라이드 이동되어 내부로 결합될 수 있다.
가스 배기부(130)는 분말 포집용 하우징부(510)의 상면에 연결되고, 수소 라디칼 분리 가인부는 분말 포집용 하우징부(510)의 일측면에서 상부 측에 위치되는 것을 일 예로 한다.
가스 가열부(520)는 가스 배기부(130)를 통해 유입되는 배기 가스와 수소 라디칼 분기 라인부(450)를 통해 유입되는 수소 라디칼을 가열하여 두 개의 가스가 서로 원활하게 반응될 수 있도록 한다.
복수의 가스 냉각부(530)는 일 측에 분말을 포집하는 다수의 제1분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 타측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 제1가스 통로용 개방부가 위치된 제1가스 냉각부(531), 제1가스 냉각부(531)의 하부 측에 위치되고, 타 측에 분말을 포집하는 다수의 제2분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 일측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 제2가스 통로용 개방부가 위치된 제2가스 냉각부(532), 제2가스 냉각부(532)의 하부 측에 위치되고, 일 측에 분말을 포집하는 다수의 제3분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 타측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 제3가스 통로용 개방부가 위치된 제3가스 냉각부(533)를 포함한다.
제1가스 냉각부(531)는 일 측에 분말을 포집하는 다수의 제1분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 타측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 제1가스 통로용 개방부가 위치된 한쌍의 제1분말 포집용 패널(531a)이 이격되게 위치되고, 제1분말 포집용 패널(531a)의 사이에 냉각수가 순환되는 제1냉각용 파이프(531b)가 위치되는 구조를 가진다.
또한, 제2가스 냉각부(532)는 타 측에 분말을 포집하는 다수의 제2분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 타측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 제2가스 통로용 개방부가 위치된 한쌍의 제2분말 포집용 패널(532a)이 이격되게 위치되고, 제2분말 포집용 패널(532a)의 사이에 냉각수가 순환되는 제2냉각용 파이프(532b)가 위치되는 구조를 가진다.
또한, 제3가스 냉각부(533)는 일 측에 분말을 포집하는 다수의 제3분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 타측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 제3가스 통로용 개방부가 위치된 한쌍의 제3분말 포집용 패널(533a)이 이격되게 위치되고, 제3분말 포집용 패널(533a)의 사이에 냉각수가 순환되는 제3냉각용 파이프(533b)가 위치되는 구조를 가진다.
제1냉각용 파이프(531b), 제2냉각용 파이프(532b), 제3냉각용 파이프(533b)에 냉각수를 순환 공급하는 냉각수 공급부의 구조는 공지의 냉각수 순환 구조 또는 냉각수 공급 구조를 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 제1가스 냉각부(531)는 한쌍의 제1분말 포집용 패널(531a) 사이에서 일측에 위치되는 제1분말 포집용 망체(531c)를 더 포함하고, 제2냉각부는 한쌍의 제2분말 포집용 패널(532a) 사이에서 타측에 위치되는 제2분말 포집용 망체(532c)를 더 포함하고, 제3가스 냉각부(533)는 한쌍의 제3분말 포집용 패널(533a) 사이에서 일측에 위치되는 제3분말 포집용 망체(533c)를 더 포함한다.
제1분말 포집용 망체(531c)는 제1분말 포집용 미세구멍을 통과하는 가스에 포함된 분말을 포집하고, 제2분말 포집용 망체(532c)는 제2분말 포집용 미세구멍을 통과하는 가스에 포함된 분말을 포집하고, 제3분말 포집용 망체(533c)는 제3분말 포집용 미세구멍을 통과하는 가스에 포함된 분말을 포집한다.
제1분말 포집용 망체(531c), 제2분말 포집용 망체(532c), 제3분말 포집용 망체(533c)는 한쌍의 분말 포집용 패널 사이에 위치되어 분말 포집용 미세구멍을 통과하는 가스 내에 포함된 분말을 포집하여 분말 포집 효율을 향상시키고, 분말의 포집량을 크게 증대시킬 수 있다.
제1가스 냉각부(531), 제2가스 냉각부(532), 제3가스 냉각부(533)는 각각 한쌍의 분말 포집용 패널 및 그 사이에 위치되는 분말 포집용 망체로 분말을 포집할 수 있고, 기설정된 량 이상으로 포집되는 경우 즉, 주기적으로 분말 포집용 하우징부(510)에서 분리되어 포집된 분말을 제거한 후 다시 분말 포집용 하우징부(510)로 결합되어 재사용된다.
한쌍의 제1분말 포집용 패널(531a), 한쌍의 제2분말 포집용 패널(532a), 한쌍의 제3분말 포집용 패널(533a)은 사이 공간이 외측 둘레를 따라 개방된 형태로 형성되어 사이에 위치된 제1분말 포집용 망체(531c), 제2분말 포집용 망체(532c), 제2분말 포집용 망체(532c)의 외측 둘레가 각각 개방된다.
제1가스 냉각부(531), 제2가스 냉각부(532)제3가스 냉각부(53)주기적으로 분말 포집용 하우징부(510)에서 분리되어 각각 개방된 제1분말 포집용 망체(531c)의 외측 둘레, 제2분말 포집용 망체(532c)의 외측 둘레, 제2분말 포집용 망체(532c)의 외측 둘레를 통해 포집된 분말을 간단하게 제거하고 다시 분말 포집용 하우징부(510)로 결합될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치에서 리모트 플라즈마 방식으로 여기된 수수 라디칼을 내부에 공급하는 예에서 ALD 사이클을 도시한 그래프이다.
도 4를 참고하면 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼은 기판의 박막 증착 공정 즉, ALD 공정을 통한 박막 증착 시 증착용 챔버부(100)의 내부로 단속적으로 가스가 공급된다.
도 4에서와 같이 수소 라디칼을 단속적으로 공급하는 경우 리모트 플라즈마를 이용해 수소를 공급하여 실제 반도체 제조 공정에 사용하고 있는 것은 한계가 있습니다.
이는 리모트 플라즈마를 이용해 수소를 라디컬화된 후 재결합에 의해 수소로 변환되기 쉽기 때문이고, 실제 리모트 플라즈마 생성기(420)는 일정압력 이상이 되면 플라즈마 점화(Ignition)가 되지 않아 제 기능을 수행할 수 없다.
특히, ALD 공정과 같이 단계적으로 수소 라디칼 가스를 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급하기 위해 리모트 플라즈마 생성기(420)를 켜놓고 수소 라디칼을 가두어 놨다가 공급하는 컨셉의 경우 리모트 플라즈마 생성기(420)의 내부 압력이 증가하여 리모트 플라즈마 생성기(420)의 작동이 중단되어 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급되는 수소 라디칼을 안정적으로 리모트 플라즈마로 여기하지 못하게 된다.
즉, 압력에 민감한 리모트 플라즈마 생성기(420)의 특성 상 라디칼 배출구의 직경은 25mm 내지 60mm이고, 도 3에서와 같이 수소 라디칼 가스를 증착용 챔버부(100)의 내부로 단속적으로 가스를 공급하는 경우 수소 라디칼의 배출이 없는 시간이 장기화되는 경우 리모트 플라즈마 생성기(420)의 작동이 정지된다.
이에 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 다른 실시예는 수소 라디칼 분기 라인부(450)를 증착용 챔버부(100)의 가스 배기부(130)에 연결하여 리모트 플라즈마 생성기(420)를 통과하여 리모트 플라즈마가 여기된 수소 라디칼을 가스 배기부(130)로 배기하고, 수소 라디칼을 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급해야 되는 경우 수소 라디칼 공급량 제어밸브(440)를 열어 수소 라디칼을 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급한다.
즉, 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치의 다른 실시예는 ALD 박막 증착 공정에서 수소 라디칼 공급량 제어밸브(440)가 닫힌 상태에서 리모트 플라즈마 생성기(420)를 통과하여 리모트 플라즈마가 여기된 수소 라디칼을 가스 배기부(130)로 배기하고, 수소 라디칼을 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급해야 되는 경우 수소 라디칼 공급량 제어밸브(440)를 열어 수소 라디칼을 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급하여 리모트 플라즈마 생성기(420)의 작동이 정지되는 사고를 방지하고 단속적으로 공급되는 리모트 플라즈마가 여기된 수소 라디칼을 증착용 챔버부(100)의 내부로 안정적으로 공급할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리방법은 기판이 내부에 로딩된 증착용 챔버부(100) 내에 TiCl4의 제1반응 가스를 공급하고, NH3의 제2반응 가스를 증착용 챔버부(100)의 내부로 공급하여 기판 상에 TiN 박막을 증착하는 ALD 증착 공정에서 증착용 챔버부(100)의 내부로 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 공급하여 기판 상에 증착되는 TiN 박막에 잔존되는 Cl 성분을 제거한다.
또한, 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리방법은 증착용 챔버부(100)의 내부로 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 수소 라디칼 공급 라인부로 단속적으로 공급한다.
그리고, 본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리방법은 수소 라디칼 공급 라인부를 수소 라디칼 분기 라인부(450)로 증착용 챔버부(100)의 가스 배기부(130)와 연결하여 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 가스 배기부(130)로 배기하고 수소 라디칼 공급 라인부의 유로를 간헐적 즉, 단속적으로 개폐하여 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 수소 라디칼 공급 라인부로 단속적으로 공급한다.
본 발명에 따른 수소 라디칼을 이용한 기판 처리방법은 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 가스 배기부(130)로 배기하는 중에 수소 라디칼 공급 라인부의 유로를 간헐적 즉, 단속적으로 개폐하여 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 수소 라디칼 공급 라인부로 단속적으로 공급함으로써 리모트 플라즈마 생성기(420)의 작동이 정지되는 사고를 방지하고 단속적으로 공급되는 리모트 플라즈마가 여기된 수소 라디칼을 증착용 챔버부(100)의 내부로 안정적으로 공급할 수 있다.
본 발명은 ALD(Atomic Layer Deposition) 방법을 이용한 박막 증착 과정에서 리모트 플라즈마 방식으로 수소 라디칼을 여기한 후 챔버 내로 공급하여 하지막 손상(Damage)을 방지하고, 우수한 단차피복율로 종횡비(Aspect Ratio)가 높은 패턴에서도 균일한 수소 라디컬 처리가 가능하여 우수한 특성의 막질을 얻을 수 있다.
본 발명은 리모트 플라즈마 방식으로 여기된 수소 라디칼을 가스 배기부(130)로 배출시키고, 필요한 경우에만 밸브를 열어 챔버 내로 공급하는 구조를가짐으로써 리모트 플라즈마 발생기의 지속적인 작동을 가능하게 하고, 이로써 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 챔버 내로 안정적으로 공급할 수 있다.
100 : 증착용 챔버부
100a : 메인 가스 공급라인부
110 : 서셉터부 120 : 샤워 헤드부
130 : 가스 배기부 140 : 제1압력 조절부
200 : 제1가스 공급부 210 : 제1반응가스 공급라인부
220 : 제1가스 저장 탱크 230 : 제1가스 공급량 제어밸브
300 : 제2가스 공급부 310 : 제2반응가스 공급라인부
320 : 제2가스 저장 탱크 330 : 제2가스 공급량 제어밸브
400 : 수소 라디칼 공급부 410 : 수소 라디칼 공급라인부
420 : 리모트 플라즈마 생성기 430 : 수소 라디칼 저장 탱크
440 : 수소 라디칼 공급량 제어밸브 450 : 수소 라디칼 분기 라인부
460 : 제2압력 조절부 500 : 가스반응 분말 포집부
510 : 분말 포집용 하우징부 511 : 제1슬라이드 삽입부
512 : 제2슬라이드 삽입부 520 : 가스 가열부
530 : 가스 냉각부 531 : 제1가스 냉각부
531a : 제1분말 포집용 패널 531b : 제1냉각용 파이프
531c : 제1분말 포집용 망체 532 : 제2가스 냉각부
532a : 제2분말 포집용 패널 532b : 제2냉각용 파이프
532c : 제2분말 포집용 망체 533 : 제3가스 냉각부
533a : 제3분말 포집용 패널 533b : 제3냉각용 파이프
533c : 제3분말 포집용 망체
110 : 서셉터부 120 : 샤워 헤드부
130 : 가스 배기부 140 : 제1압력 조절부
200 : 제1가스 공급부 210 : 제1반응가스 공급라인부
220 : 제1가스 저장 탱크 230 : 제1가스 공급량 제어밸브
300 : 제2가스 공급부 310 : 제2반응가스 공급라인부
320 : 제2가스 저장 탱크 330 : 제2가스 공급량 제어밸브
400 : 수소 라디칼 공급부 410 : 수소 라디칼 공급라인부
420 : 리모트 플라즈마 생성기 430 : 수소 라디칼 저장 탱크
440 : 수소 라디칼 공급량 제어밸브 450 : 수소 라디칼 분기 라인부
460 : 제2압력 조절부 500 : 가스반응 분말 포집부
510 : 분말 포집용 하우징부 511 : 제1슬라이드 삽입부
512 : 제2슬라이드 삽입부 520 : 가스 가열부
530 : 가스 냉각부 531 : 제1가스 냉각부
531a : 제1분말 포집용 패널 531b : 제1냉각용 파이프
531c : 제1분말 포집용 망체 532 : 제2가스 냉각부
532a : 제2분말 포집용 패널 532b : 제2냉각용 파이프
532c : 제2분말 포집용 망체 533 : 제3가스 냉각부
533a : 제3분말 포집용 패널 533b : 제3냉각용 파이프
533c : 제3분말 포집용 망체
Claims (14)
- 기판이 내부에 로딩되며 내부로 금속원자를 함유하는 유기 또는 무기 화합물 소스가 공급되며 가스를 배출하는 가스 배기부가 구비된 증착용 챔버부;
상기 증착용 챔버부 내로 제1반응 가스를 공급하는 제1가스 공급부;
상기 증착용 챔버부 내로 제2반응 가스를 공급하는 제2가스 공급부; 및
상기 증착용 챔버부 내로 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 공급하는 수소 라디칼 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 증착용 챔버부의 상부에는 상기 제1가스 공급부와 상기 제2가스 공급부가 연결되는 메인 가스 공급라인부가 위치되며,
상기 증착용 챔버부의 내부에는 상기 메인 가스 공급라인부와 연결되어 기판의 상면으로 반응가스를 분사하는 샤워 헤드부가 위치되고,
상기 제1가스 공급부는 상기 메인 가스 공급라인부와 연결되는 제1반응가스 공급라인부를 포함하며,
상기 제2가스 공급부는 상기 메인 가스 공급라인부와 연결되는 제2반응가스 공급라인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 수소 라디칼 공급부는,
상기 증착용 챔버부 내로 수소 라디칼을 공급하는 수소 라디칼 공급라인부; 및
상기 수소 라디칼 공급라인부에 위치되어 수소 라티칼을 리모트 플라즈마로 여기하는 리모트 플라즈마 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 수소 라디칼 공급라인부는 상기 제2반응가스 공급라인부에 연결되는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치.
- 청구항 4에 있어서,
상기 제1가스 공급부는 TiCl4의 제1반응 가스를 증착용 챔버부의 내부로 공급하고, 상기 제2가스 공급부는 NH3의 제2반응 가스를 증착용 챔버부의 내부로 공급하는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 수소 라디칼 공급부는 상기 수소 라디칼 공급 라인부와 상기 가스 배기부를 연결하여 리모트 플라즈마 생성기로 여기된 수소 라디칼을 상기 가스 배기부로 배출시키는 수소 라디칼 분기 라인부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 수소 라디칼 공급부는 상기 소 라디칼 공급라인부에 위치되어 수소 라디칼의 공급량을 제어하는 수소 라디칼 공급량 제어밸브를 포함하고,
상기 수소 라디칼 분기 라인부의 일단부는 상기 수소 라디칼 공급 라인부에 위치되는 수소 라디칼 공급량 제어밸브와 상기 리모트 플라즈마 생성기의 사이에서 상기 수소 라디칼 공급 라인부에 연결되어 리모트 플라즈마 생성기를 거쳐 리모트 플라즈마가 여기된 상태의 수소 라디칼을 상기 수소 라디칼 분기 라인부로 배출하며,
상기 가스 배기부에는 배출되는 배기 가스의 압력을 조절하고, 일정 압력으로 유지할 수 있도록 하는 제1압력 조절부가 위치되고,
상기 수소 라디칼 분기 라인부에는 상기 가스 배기부로 배기되는 수소 라디칼의 배기 압력을 조절하는 제2압력 조절부가 위치되는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치.
- 청구항 7에 있어서,
상기 가스 배기부에 위치되며 상기 증착용 챔버부의 내부에서 미반응된 물질들을 온도 변화에 따라 분말(Powder) 형태로 걸러주는 가스반응 분말 포집부를 더 포함하고,
상기 수소 라디칼 분기 라인부의 타단부는 상기 가스반응 분말 포집부에 연결되어 가스반응 분말 포집부의 내부로 수소 라디칼을 배기하는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 가스반응 분말 포집부는,
상기 가스 배기부와 상기 수소 라디칼 분기 라인부의 타단부가 연결되는 분말 포집용 하우징부;
상기 분말 포집용 하우징부의 내부에서 상부 측에 위치되어 상기 가스 배기부를 통해 유입되는 배기 가스와 수소 라디칼 분기 라인부를 통해 유입되는 수소 라디칼을 가열하는 가스 가열부; 및
상기 가스 가열부의 하부 측에 이격되게 위치되어 가스를 냉각하고 가스가 통과하는 가스 배출 통로를 지그재그 형태로 형성하며 분말을 포집하기 위한 다수의 분말 포집용 미세구멍이 위치된 복수의 가스 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치.
- 청구항 9에 있어서,
상기 분말 포집용 하우징부에는 상기 가스 가열부가 내부로 슬라이드 이동되어 삽입되는 상기 제1슬라이드 삽입부와 복수의 상기 가스 냉각부가 내부로 슬라이드 이동되어 삽입되는 복수의 제2슬라이드 삽입부가 위치되는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치.
- 청구항 9에 있어서,
복수의 상기 가스 냉각부는,
일 측에 분말을 포집하는 다수의 제1분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 타측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 제1가스 통로용 개방부가 위치된 제1가스 냉각부;
상기 제1가스 냉각부의 하부 측에 위치되고, 타 측에 분말을 포집하는 다수의 제2분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 일측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 제2가스 통로용 개방부가 위치된 제2가스 냉각부; 및
상기 제2가스 냉각부의 하부 측에 위치되고, 일 측에 분말을 포집하는 다수의 제3분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 타측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 제3가스 통로용 개방부가 위치된 제3가스 냉각부를 포함하며,
상기 제1가스 냉각부와 상기 제3가스 냉각부는 일 측에 분말을 포집하는 다수의 분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 타측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 가스 통로용 개방부가 위치된 한쌍의 분말 포집용 패널이 이격되게 위치되고, 분말 포집용 패널의 사이에 냉각수가 순환되는 냉각용 파이프가 위치되는 구조를 가지며,
상기 제2가스 냉각부는 타 측에 분말을 포집하는 다수의 분말 포집용 미세구멍이 위치되고, 타측에 지그재그 형태의 가스 통로를 형성하는 가스 통로용 개방부가 위치된 한쌍의 분말 포집용 패널이 이격되게 위치되고, 분말 포집용 패널의 사이에 냉각수가 순환되는 냉각용 파이프가 위치되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치.
- 청구항 11에 있어서,
상기 제1가스 냉각부, 상기 제2가스 냉각부, 상기 제3가스 냉각부는 상기 분말 포집용 미세구멍을 통과하는 가스 내에 포함된 분말을 포집하는 분말 포집용 망체가 한쌍의 상기 분말 포집용 패널 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리장치.
- 기판이 내부에 로딩된 상기 증착용 챔버 내에 TiCl4의 제1반응 가스를 증착용 챔버부의 내부로 공급하고, NH3의 제2반응 가스를 증착용 챔버부의 내부로 공급하여 기판 상에 TiN 박막을 증착하는 ALD 증착 공정에서 증착용 챔버부의 내부로 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 공급하여 기판 상에 증착되는 TiN 박막에 잔존되는 Cl 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리방법.
- 청구항 13에 있어서,
상기 수소 라디칼 공급 라인부를 수소 라디칼 분기 라인부로 상기 증착용 챔버부의 가스 배기부와 연결하여 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 가스 배기부로 배기하고 상기 수소 라디칼 공급 라인부의 유로를 간헐적으로 개폐하여 리모트 플라즈마로 여기된 수소 라디칼을 상기 증착용 챔버부의 내부로 간헐적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 수소 라디칼을 이용한 기판 처리방법.
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| KR20050085779A (ko) * | 2002-12-20 | 2005-08-29 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 고품질 저온 실리콘질화물층 형성 방법 및 장치 |
| KR20080106566A (ko) * | 2006-04-04 | 2008-12-08 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 성막장치의 배기계 구조, 성막장치, 및 배기가스의 처리방법 |
-
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