KR20220046482A - 가스 공급 유닛 및 이를 포함한 기판 처리 장치 - Google Patents

가스 공급 유닛 및 이를 포함한 기판 처리 장치 Download PDF

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KR20220046482A
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코에이 아이다
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에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
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Abstract

가스 공급 유닛이 개시된다. 예시적인 가스 공급 유닛은, 복수의 주입 구멍을 구비한 상부 플레이트; 및 주입 구멍으로부터의 가스 흐름을 안내하도록 상부 플레이트에 대해 구성되고 배열되는 분할기 플레이트를 포함하되, 복수의 주입 구멍 중 하나는 중심 주입 구멍이고, 복수의 주입 구멍 중 상기 하나 이외의 다른 것은 외부 주입 구멍으로서 중심 주입 구멍 주위에 동심으로 배열되고, 분할기 플레이트는 중심 주입 구멍과 유체 연통하는 중심 관통 구멍을 구비하고 상부 플레이트를 향해 연장된 복수의 돌출부를 구비함으로써 복수의 구역을 생성하고, 구역 각각은 외부 주입 구멍 중 하나와 유체 연통한다.

Description

가스 공급 유닛 및 가스 공급 유닛을 포함하는 기판 처리 장치 {Gas Supply Unit and Substrate Processing Apparatus Including Gas Supply Unit}
본 개시는 일반적으로 가스 공급 유닛, 및 이를 포함한 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기판의 특정 부분 상의 막 증착을 제어할 수 있는 가스 공급 유닛, 및 이를 포함한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하는 공정에서, 회로 라인 폭이 감소함에 따라 보다 정밀한 공정 제어가 요구되고 있다. 중요한 반도체 공정 중 하나인 막 증착 공정에서, 높은 막 균일성을 달성하기 위한 다양한 노력이 이루어졌다.
균일한 막 증착을 위한 주요 인자 중 하나는 가스 공급 유닛이다. 공통 가스 공급 유닛에는 샤워기 플레이트가 사용된다. 샤워 플레이트는 동축 형상으로 기판 상에 가스를 균일하게 공급하는 장점을 갖는다. 그러나, 기판의 에지부에서의 막의 두께 및 기판의 중심부에서의 막의 두께는, 예를 들어 배기 포트 및 게이트 밸브에서의 가스 흐름으로 인해 균일하지 않을 수 있다.
이 부분에서 진술된 문제점 및 해결책에 대한 임의의 논의를 포함하여 모든 논의는 단지 본 개시에 대한 맥락을 제공하는 목적으로 본 개시에 포함되었고, 그 논의의 일부 또는 전부가 본 발명이 이루어진 당시에 알려졌거나 달리 종래 기술을 구성하고 있음을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 된다.
본 발명의 내용은 선정된 개념을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이들 개념은 하기의 본 발명의 예시적 구현예의 상세한 설명에 더 상세하게 기재되어 있다. 본 발명의 내용은 청구된 요지의 주된 특징 또는 필수적인 특징을 구분하려는 의도가 아니며 청구된 요지의 범주를 제한하기 위해 사용하려는 의도 또한 아니다.
본 개시의 예시적인 구현예에 따라, 가스 공급 유닛이 제공된다. 가스 공급 유닛은, 복수의 주입 구멍을 구비한 상부 플레이트; 및 상기 주입 구멍으로부터의 가스 흐름을 안내하도록 상기 상부 플레이트에 대해 구성되고 배열되는 분할기 플레이트를 포함하되, 상기 복수의 주입 구멍 중 하나는 중심 주입 구멍이고, 상기 복수의 주입 구멍 중 다른 하나는 외부 주입 구멍으로서 상기 중심 주입 구멍 주위에 동심으로 배열되고, 상기 분할기 플레이트는 상기 중심 주입 구멍과 유체 연통하는 중심 관통 구멍을 구비하고 상기 상부 플레이트를 향해 연장된 복수의 돌출부를 구비함으로써 복수의 구역을 생성하고, 상기 구역 각각은 상기 외부 주입 구멍 중 하나와 유체 연통한다.
다양한 구현예에서, 구역 중 적어도 하나에는 실질적으로 사다리꼴 형상이 제공될 수 있다.
다양한 구현예에서, 구역의 수는 네 개일 수 있으며, 여기서 구역 하나의 크기는 다른 세 개의 구역의 크기보다 크다.
다양한 구현예에서, 돌출부는 중심으로부터 반경 방향 바깥으로 배열될 수 있다.
다양한 구현예에서, 가스 공급 유닛은 가스 공급 유닛 외부의 가스 흐름을 안내하기 위해 복수의 구멍이 구비된 샤워 플레이트를 추가로 포함할 수 있되, 상기 샤워 플레이트는 상부 플레이트의 하부 표면에 부착된다.
다양한 구현예에서, 가스 공급 유닛은 상부 플레이트의 상부 표면에 연결된 절연체를 추가로 포함할 수 있되, 절연체는 중심 주입 구멍과 유체 연통하는 중심 구멍을 구비하고, 각각이 외부 주입 구멍과 유체 연통하는 복수의 외부 구멍을 구비한다.
다양한 구현예에서, 가스 공급 유닛은, 분할기 플레이트의 하부 표면과 샤워 플레이트의 상부 표면 사이에 배치되고 구역의 중심 관통 구멍 및 주변부와 유체 연통하도록 구성된, 가스 유동 채널을 추가로 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 가스 공급 유닛은, 복수의 가스 분할기를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 중심 구멍 및 외부 구멍과 유체 연통한다.
다양한 구현예에서, 가스 공급 유닛은 분기 가스 라인으로 분기하도록 구성된 공통 가스 라인을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 가스 분할기에 연결된다.
다양한 구현예에서, 가스 공급 유닛은 액체 가스 라인, 및 공통 가스 라인의 상류에 연결되도록 구성된 건조 가스 라인을 추가로 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 가스 공급 유닛은 가스 분할기의 유량을 제어하도록 구성된 제어기를 추가로 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 기판 처리 장치가 제공된다. 기판 처리 장치는 반응 챔버; 기판을 지지하도록 구성되고 배열되며 반응 챔버 내에 위치하는 서셉터를 포함하되, 상기 장치는 가스 공급 유닛을 포함하고, 샤워 플레이트는 상기 서셉터와 마주하도록 구성되고 배열된다.
다양한 구현예에서, 기판 처리 장치는 반응 챔버의 측벽에 배치되는 기판 이송 튜브를 추가로 포함할 수 있되, 구역 중 최대 구역은 기판 이송 튜브의 근처에 배치된다.
다양한 구현예에서, 기판 처리 장치는, 반응 챔버의 측벽에 배치된 진공 포트를 추가로 포함할 수 있되, 구역 중 최대 구역은 진공 포트의 근처에 배치된다.
본 개시의 예시적인 실시예에 대한 더 완전한 이해는 다음의 예시적인 도면과 관련하여 고려될 때, 발명의 상세한 설명 및 청구 범위를 참조함으로써 도출될 수 있다.
도 1은 본 발명의 구현예에 사용할 수 있는 막을 증착하기 위한 PEALD(플라즈마 강화 원자층 증착) 장치의 개략적인 표시이다.
도 2는 분할기 플레이트를 포함한 가스 공급 유닛을 보여주는 개략도이다.
도 3은 분할기 및 가스 라인을 포함한 가스 공급 유닛을 보여주는 개략도이다.
도면의 요소는 간략하고 명료하게 도시되어 있으며, 반드시 축적대로 도시되지 않았음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 개시에서 예시된 구현예의 이해를 돕기 위해 도면 중 일부 구성 요소의 치수는 다른 구성 요소에 비해 과장될 수 있다.
특정 구현예 및 실시예가 아래에 개시되었지만, 당업자는 본 개시가 구체적으로 개시된 구현예 및/또는 본 개시의 용도 및 이들의 명백한 변형물 및 균등물을 넘어 확장된다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 범주는 본원에 설명된 특정 구현예에 의해 제한되지 않도록 의도된다.
본원에 제시된 예시는 임의의 특정한 재료, 장치, 구조, 또는 소자의 실제 뷰를 의도하려 하는 것은 아니며, 단지 본 개시의 구현예를 설명하기 위해 사용되는 표현이다.
본 개시에서, "가스"는 정상 온도 및 압력에서 가스, 증기화된 고체 및/또는 증기화된 액체인 재료를 포함할 수 있으며, 맥락에 따라 단일 가스 또는 가스 혼합물로 구성될 수 있다. 공정 가스 이외의 가스, 즉 샤워 플레이트 등과 같은 가스 공급 유닛을 통과하지 않고 유입되는 가스는, 예를 들어 반응 공간을 밀폐하기 위해 사용될 수 있고, 희귀 가스 또는 다른 불활성 가스와 같은 밀폐 가스를 포함할 수 있다. 용어 불활성 가스는 상당한 정도까지 화학 반응에 참여하지 않고/않거나 플라즈마 전력이 인가될 경우에 전구체를 여기시킬 수 있는 가스를 지칭한다. 용어 전구체 및 반응물은 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "기판"은, 사용될 수 있는, 또는 그 위에 소자, 회로, 또는 막이 형성될 수 있는, 임의의 하부 재료 또는 재료들을 지칭할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "막" 및 "박막"은 본원에 개시된 방법에 의해 증착된 임의의 연속적인 또는 비연속적인 구조 및 재료를 지칭할 수 있다. 예를 들어, "막" 및 "박막"은 2D 재료, 나노막대, 나노튜브, 또는 나노입자 또는 심지어는 부분 또는 전체 분자층 또는 부분 또는 전체 원자층 또는 원자 및/또는 분자 클러스터를 포함할 수 있다. "막" 및 "박막"은 핀홀을 포함하는 재료 또는 층을 포함할 수 있지만, 여전히 적어도 부분적으로 연속적일 수 있다.
공정은, 예를 들어 도 1에 나타낸 장치를 포함하는 임의의 적절한 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 도 1은 PECVD 장치의 개략도이다. 이 도면에서, 서로 마주하며 평행한 한 쌍의 전기 전도성 평판 전극(30, 110)을 반응 챔버(100)의 내부에 제공하고, HRF 전력(예를 들어, 13.56 MHz 또는 27 MHz)을 일측(30)에 인가하고 타측(110)을 전기적으로 접지시킴으로써, 플라즈마가 전극들 사이에서 여기될 수 있다. 온도 조절기가 서셉터(110)(하부 전극)에 제공되어, 그 위에 놓인 기판의 온도는 주어진 온도로 일정하게 유지될 수 있다. 상부 전극(30)은 샤워 플레이트로서의 역할도 수행하며, 반응물 가스 및 전구체 가스는 샤워 플레이트(30)를 통해 반응 챔버(100)로 유입될 수 있다. 추가적으로, 반응 챔버(110)에는 배기 라인(140)이 제공될 수 있고, 이를 통해 반응 챔버(100)의 내부에 있는 가스가 배기될 수 있다.
또한, 반응 챔버(100) 아래에 배치된 이송 챔버(150)가 제공될 수 있고, 이송 구역이 제공될 수 있다. 웨이퍼가 이송 챔버(150) 내로 또는 이로부터 이송되는 웨이퍼 이송 튜브(135) 및 게이트 밸브(130)가 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 가스를 여기시키기 위한 원격식 플라즈마 유닛이 사용될 수 있다.
일부 구현예에서, 다중 챔버 모듈(서로 근접하게 배치된 웨이퍼를 공정 처리하기 위한 두 개 또는 네 개의 챔버 또는 컴파트먼트)이 이용될 수 있고, 반응물 가스는 공유된 라인을 통해 공급될 수 있는 반면에 전구체 가스는 공유되지 않는 라인을 통해 공급될 수 있다.
당업자는 프로그램된, 그렇지 않으면 증착 및 본원의 다른 곳에서 설명되는 반응기 세정 공정이 수행되도록 구성된, 하나 이상의 제어기(들)가 장치에 포함된다는 것을 이해할 것이다. 제어기(들)는, 당업자가 이해하는 바와 같이, 다양한 전력원, 가열 시스템, 펌프, 로보틱스, 및 반응기의 가스 유량 제어기 또는 밸브들과 통신할 수 있다.
도 1 및 도 2를 추가로 참조하면, 가스 공급 유닛(1)이 나타나 있다. 가스 공급 유닛(1)은, 중심 주입 구멍(5) 및 외부 주입 구멍(6, 7, 8, 9)을 구비한 상부 플레이트(3)를 포함한다. 외부 주입 구멍(6, 7, 8, 9)은 중심 주입 구멍(5) 주위에 동심으로 배열된다.
가스 공급 유닛(1)은, 상부 플레이트(3)에 대해 구성되고 배열된 분할기 플레이트(10)를 추가로 포함한다. 분할기 플레이트(10)는, 중심 주입 구멍(5) 및 구역(16, 17, 18, 19)과 유체 연통하는 중심 관통 구멍(15)으 가지며, 이들 각각은 외부 주입 구멍(6,7,8,9)과 유체 연통한다.
가스 공급 유닛(1)은, 분할기 플레이트(10)로부터 상부 플레이트(3)를 향해 연장된 돌출부(25, 26, 27, 28)를 추가로 포함한다. 돌출부(25, 26, 27, 28)는 구역(16, 17, 18, 19)을 생성하도록 구성되고, 중심으로부터 반경 방향 바깥으로 배열될 수 있다. 모든 구역(16, 17, 18, 19)은 실질적으로 동일한 사다리꼴 형상을 가질 수 있거나, 일부 구역의 크기는 다른 구역의 크기보다 클 수 있다. 제1 구역(16)은 웨이퍼 이송 튜브(135)의 근처에 배치될 수 있다. 제2 구역(18)은 진공 포트(140)의 근처에 배치될 수 있다.
가스 공급 유닛(1)은, 가스의 흐름을 기판 쪽으로 안내하기 위해, 복수의 구멍을 갖는 샤워 플레이트(30)를 추가로 포함할 수 있다. 샤워 플레이트(30)는 상부 플레이트(3)의 하부 표면에 부착될 수 있다.
가스 공급 유닛(1)은, 상부 플레이트(3)의 상부 표면에 연결된 절연체(40)를 추가로 포함할 수 있다. 절연체(40)는, 중심 주입 구멍(5)과 유체 연통하는 중심 구멍(45), 및 외부 주입 구멍(6,7,8,9)과 유체 연통하는 외부 구멍(46, 47, 48, 49)을 포함할 수 있다.
가스 공급 유닛(1)은, 분할기 플레이트(10)의 하부 표면과 샤워 플레이트(30)의 상부 표면 사이에 배치되고 구역(16, 17, 18, 19)의 중심 관통 구멍(15) 및 주변부와 유체 연통하도록 구성된, 가스 유동 채널(60)을 추가로 포함할 수 있다.
도 3을 추가로 참조하면, 가스 공급 유닛(1)은, 다섯 개의 가스 분할기(70)를 추가로 포함할 수 있으며, 이는 중심 구멍(45) 및 외부 구멍(47)과 각각 유체 연통한다. 가스 공급 유닛(1)은 공통 가스 라인(80)을 추가로 포함할 수 있으며, 이는 분기 가스 라인(81, 82, 83, 84, 85)으로 분기한다. 분기 가스 라인(81, 82, 83, 84, 85) 각각은 가스 분할기(70)에 연결된다. 가스 공급 유닛(1)은 액체 가스 라인(100) 및 건조 가스 라인(90)을 추가로 포함할 수 있으며, 이는 공통 가스 라인(80)의 상류에 연결되도록 구성된다.
탄소 층을 형성하기 위한 액체 가스로서 탄소 전구체가 반응 챔버 내로 도입될 수 있다. 예시적인 전구체는, 화학식 CxHyNz로 표시된 화합물을 포함하고, 여기서 x는 2 이상의 자연수일 수 있고, y는 자연수일 수 있고, z는 0 또는 자연수일 수 있다. 예를 들어, x는 약 2 내지 약 15 범위일 수 있고, y는 4 내지 약 30 범위일 수 있고, z는 약 0 내지 약 10일 수 있다. 전구체는, 두 개 이상의 탄소 원자 및 하나 이상의 수소 원자를 갖는 사슬 또는 환형 분자를 포함할 수 있으며, 분자는 상기 화학식으로 표시된다. 특정 예시로서, 전구체는 하나 이상의 환형(예, 방향족) 구조 및/또는 적어도 하나의 이중 결합(일부 경우에 두 개 이상 또는 세 개 이상의 이중 결합을 포함함)을 갖는 화합물일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 특정 예시로서, 탄소 전구체는 1,3,5, 트리메틸벤젠 또는 2,4,6, 트리메틸피리딘이거나 이를 포함할 수 있다.
하나 이상의 불활성 가스는 건조 가스로서, 예를 들어 아르곤, 헬륨, 및 질소 중 하나 이상을 임의의 조합으로 포함할 수 있다. 불활성 가스는 반응 챔버 내의 플라즈마를 점화하거나 반응 챔버 내에 플라즈마의 점화를 용이하게 하고, 반응 챔버로부터 반응물 및/또는 부산물을 퍼지하고/퍼지하거나, 반응 챔버로 전구체의 전달을 보조하기 위한 캐리어 가스로서 사용될 수 있다. 플라즈마를 점화하고 유지하기 위해 사용되는 전력은 약 50 W 내지 약 8,000 W 범위일 수 있다. 전력의 주파수는 약 2.0 MHz 내지 약 27.12 MHz 범위일 수 있다.
가스 공급 유닛은, 가스 불할기(70)의 유량을 제어하도록 구성된 제어기(200)를 포함할 수 있다. 유량을 조절함으로써, 각 구역(16, 17, 18, 19)에서의 가스의 양이 제어될 수 있다. 따라서, 특정 주변 부분에 형성된 막의 균일성 또는 특성은, 선택적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 구역(16 및 18)에 증착된 막의 균일성은 선택적으로 제어될 수 있다.
위에 설명된 본 개시의 예시적 구현예는 본 발명의 범주를 제한하지 않는데, 그 이유는 이들 구현예는 본 발명의 구현예의 예시일 뿐이기 때문이다. 임의의 균등한 구현예는 본 발명의 범주 내에 있도록 의도된다. 확실하게, 본원에 나타내고 설명된 것 외에도, 설명된 요소의 대안적인 유용한 조합과 같은 본 발명의 다양한 변경은 설명으로부터 당업자에게 분명할 수 있다. 이러한 변경 및 구현예도 첨부된 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (14)

  1. 가스 공급 유닛으로서,
    복수의 주입 구멍을 구비한 상부 플레이트; 및
    주입 구멍으로부터의 가스 흐름을 안내하도록 상부 플레이트에 대해 구성되고 배열된 분할기 플레이트를 포함하되,
    복수의 주입 구멍 중 하나는 중심 주입 구멍이고 복수의 주입 구멍 중 상기 하나 이외의 다른 것은 외부 주입 구멍으로서 중심 주입 구멍 주위에 동심으로 배열되고,
    분할기 플레이트는 중심 주입 구멍과 유체 연통하는 중심 관통 구멍을 구비하고, 상부 플레이트를 향해 연장되는 복수의 돌출부를 구비함으로써 복수의 구역을 생성하며, 구역 각각은 외부 주입 구멍 중 하나와 유체 연통하는, 가스 공급 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 구역 중 적어도 하나는 실질적으로 사다리꼴 형상을 구비하는, 가스 공급 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 구역의 수는 네 개이고, 구역 하나의 크기는 상기 다른 세 개의 구역의 크기보다 큰, 가스 공급 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 돌출부는 중심으로부터 바깥으로 반경 방향 배열되는, 가스 공급 유닛.
  5. 제1항에 있어서, 가스 공급 유닛 외부에 가스 흐름을 안내하기 위해 복수의 구멍이 구비된 샤워 플레이트를 추가로 포함하되, 샤워 플레이트는 상부 플레이트의 하부 표면에 부착되는 가스 공급 유닛.
  6. 제1항에 있어서, 상부 플레이트의 상부 표면에 연결된 절연체를 추가로 포함하되, 절연체는 중심 주입 구멍과 유체 연통하는 중심 구멍을 구비하고, 각각이 외부 주입 구멍과 유체 연통하는 복수의 외부 구멍을 구비하는, 가스 공급 유닛.
  7. 제5항에 있어서, 분할기 플레이트의 하부 표면과 샤워 플레이트의 상부 표면 사이에 배치되고 구역의 중심 관통 구멍 및 주변부와 유체 연통하도록 구성된, 가스 유동 채널을 추가로 포함하는, 가스 공급 유닛.
  8. 제6항에 있어서, 복수의 가스 분할기를 추가로 포함하되, 이들 각각은 중심 구멍 및 외부 구멍과 유체 연통하는, 가스 공급 유닛.
  9. 제8항에 있어서, 분기 가스 라인으로 분기하도록 구성된 공통 가스 라인을 추가로 포함하되, 이들 각각은 가스 분할기에 연결되는, 가스 공급 유닛.
  10. 제9항에 있어서, 공통 가스 라인의 상류에 연결되도록 구성된 건조 가스 라인 및 액체 가스 라인을 추가로 포함하는, 가스 공급 유닛.
  11. 제10항에 있어서, 가스 분할기의 유량을 제어하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하는, 가스 공급 유닛.
  12. 기판 처리 장치로서,
    반응 챔버;
    기판을 지지하도록 구성되고 배열되며 반응 챔버 내에 위치하는 서셉터를 포함하되, 장치는 제1항의 가스 공급 유닛을 포함하고, 샤워 플레이트는 서셉터와 대면하도록 구성되고 배열되는, 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서, 반응 챔버의 측벽에 배치되는 기판 이송 튜브를 추가로 포함하되, 구역 중 최대 구역은 기판 이송 튜브의 근처에 배치되는, 기판 처리 장치.
  14. 제12항에 있어서, 반응 챔버의 측벽에 배치된 진공 포트를 추가로 포함하되, 구역 중 최대 구역은 진공 포트의 근처에 배치되는, 기판 처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5453124A (en) * 1992-12-30 1995-09-26 Texas Instruments Incorporated Programmable multizone gas injector for single-wafer semiconductor processing equipment
US6245192B1 (en) * 1999-06-30 2001-06-12 Lam Research Corporation Gas distribution apparatus for semiconductor processing
US6866746B2 (en) * 2002-01-26 2005-03-15 Applied Materials, Inc. Clamshell and small volume chamber with fixed substrate support
US20030213560A1 (en) * 2002-05-16 2003-11-20 Yaxin Wang Tandem wafer processing system and process
CN101802254B (zh) * 2007-10-11 2013-11-27 瓦伦斯处理设备公司 化学气相沉积反应器
US20110048325A1 (en) * 2009-03-03 2011-03-03 Sun Hong Choi Gas Distribution Apparatus and Substrate Processing Apparatus Having the Same
US8845806B2 (en) * 2010-10-22 2014-09-30 Asm Japan K.K. Shower plate having different aperture dimensions and/or distributions
JP6007143B2 (ja) * 2013-03-26 2016-10-12 東京エレクトロン株式会社 シャワーヘッド、プラズマ処理装置、及びプラズマ処理方法

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