KR20240048421A - Apparatus and method for processing substrate - Google Patents
Apparatus and method for processing substrate Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240048421A KR20240048421A KR1020220128200A KR20220128200A KR20240048421A KR 20240048421 A KR20240048421 A KR 20240048421A KR 1020220128200 A KR1020220128200 A KR 1020220128200A KR 20220128200 A KR20220128200 A KR 20220128200A KR 20240048421 A KR20240048421 A KR 20240048421A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- flow rate
- substrate
- power
- process chamber
- process gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 229
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 150
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 220
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 74
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 15
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 15
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 25
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 25
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 124
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- STRZQWQNZQMHQR-UAKXSSHOSA-N 5-fluorocytidine Chemical compound C1=C(F)C(N)=NC(=O)N1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 STRZQWQNZQMHQR-UAKXSSHOSA-N 0.000 description 12
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 12
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 4
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 4
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/332—Coating
- H01J2237/3321—CVD [Chemical Vapor Deposition]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
Abstract
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 공정 가스의 주입 상태를 참조하여 플라즈마 형성을 위한 전력의 공급을 제어하는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판의 공정을 위한 공정 처리 공간을 제공하는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버로 플라즈마의 발생을 위한 RF 전력을 공급하는 전력 공급부, 및 상기 공정 챔버로 주입되는 공정 가스의 유량을 참조하여 상기 전력 공급부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 공정 챔버로 주입되는 공정 가스의 유량이 균일하게 형성된 이후에 상기 RF 전력이 공급되도록 상기 전력 공급부를 제어한다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and method, and to a substrate processing apparatus and method that controls the supply of power for plasma formation with reference to the injection state of process gas.
A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a process chamber that provides a process space for processing a substrate, a power supply unit that supplies RF power for generating plasma to the process chamber, and a process chamber that is injected into the process chamber. It includes a control unit that controls the power supply unit with reference to the flow rate of the process gas, wherein the control unit controls the power supply unit so that the RF power is supplied after the flow rate of the process gas injected into the process chamber is uniform.
Description
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정 가스의 주입 상태를 참조하여 플라즈마 형성을 위한 전력의 공급을 제어하는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and method that controls the supply of power for plasma formation with reference to the injection state of process gas.
기판에 박막을 증착시키기 위하여 화학 기상 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition) 또는 원자층 박막 증착법(ALD; Atomic Layer Deposition) 등이 이용될 수 있다. 화학 기상 증착법 또는 원자층 박막 증착법에 의한 경우 소스 가스가 기판의 표면에서 화학 반응을 일으켜 박막이 형성될 수 있다. 특히, 원자층 박막 증착법에 의한 경우 기판의 표면에 부착된 원료 기체의 한 층이 박막을 형성하기 때문에 원자의 직경과 유사한 두께의 박막을 형성하는 것이 가능하다.To deposit a thin film on a substrate, chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) may be used. In the case of chemical vapor deposition or atomic layer thin film deposition, the source gas may cause a chemical reaction on the surface of the substrate to form a thin film. In particular, in the case of atomic layer thin film deposition, it is possible to form a thin film with a thickness similar to the diameter of an atom because one layer of the raw material gas attached to the surface of the substrate forms a thin film.
공정 온도의 범위를 확장하기 위하여 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD; Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 또는 플라즈마 원자층 박막 증착법(PEALD; Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)이 이용될 수 있다. 플라즈마 화학 기상 증착법 및 플라즈마 원자층 박막 증착법은 화학 기상 증착법 및 원자층 박막 증착법에 비하여 낮은 온도에서 공정 처리가 가능하기 때문에 박막의 물성이 향상될 수 있다.To expand the range of process temperature, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) or plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) may be used. Since plasma chemical vapor deposition and plasma atomic layer thin film deposition can be processed at a lower temperature than chemical vapor deposition and atomic layer thin film deposition, the physical properties of the thin film can be improved.
플라즈마의 형성을 이용한 방법은 주입된 공정 가스에 전력을 인가하여 플라즈마 입자로 변환하는 과정을 수반한다. 한편, 공정 가스가 정상적으로 주입되지 않은 상태에서 전력이 인가되는 경우 정상적인 플라즈마 입자의 형성이 수행되지 못하고, 공정이 중단될 수 있다.The method using the formation of plasma involves applying power to the injected process gas to convert it into plasma particles. Meanwhile, if power is applied while the process gas is not normally injected, normal formation of plasma particles may not be performed and the process may be stopped.
따라서, 전력의 인가 시점을 적절히 설정하여 정상적인 플라즈마 입자의 형성을 가능하게 하는 발명의 등장이 요구된다.Accordingly, there is a need for an invention that enables the formation of normal plasma particles by appropriately setting the point of application of power.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0011155호 (2016.01.29)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0011155 (2016.01.29)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공정 가스의 주입 상태를 참조하여 플라즈마 형성을 위한 전력의 공급을 제어하는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a substrate processing apparatus and method that controls the supply of power for plasma formation by referring to the injection state of the process gas.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판의 공정을 위한 공정 처리 공간을 제공하는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버로 플라즈마의 발생을 위한 RF 전력을 공급하는 전력 공급부, 및 상기 공정 챔버로 주입되는 공정 가스의 유량을 참조하여 상기 전력 공급부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 공정 챔버로 주입되는 공정 가스의 유량이 균일하게 형성된 이후에 상기 RF 전력이 공급되도록 상기 전력 공급부를 제어한다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a process chamber that provides a process space for processing a substrate, a power supply unit that supplies RF power for generating plasma to the process chamber, and a process chamber that is injected into the process chamber. It includes a control unit that controls the power supply unit with reference to the flow rate of the process gas, wherein the control unit controls the power supply unit so that the RF power is supplied after the flow rate of the process gas injected into the process chamber is uniform.
상기 제어부는 상기 공정 챔버로 주입되는 공정 가스의 유량의 변화량이 사전에 설정된 임계 변화량을 초과한 지속 시간이 사전에 설정된 임계 변화 시간을 경과하는 경우 상기 RF 전력이 공급되지 않도록 상기 전력 공급부를 제어한다.The control unit controls the power supply unit so that the RF power is not supplied when the change in flow rate of the process gas injected into the process chamber exceeds a preset threshold change amount and the duration of time elapses a preset threshold change time. .
상기 제어부는 상기 공정 챔버로 주입되는 공정 가스의 유량의 변화량이 사전에 설정된 임계 안정량의 이하인 지속 시간이 사전에 설정된 임계 안정 시간을 경과하는 경우 상기 RF 전력이 공급되도록 상기 전력 공급부를 제어한다.The control unit controls the power supply unit so that the RF power is supplied when the change in flow rate of the process gas injected into the process chamber is less than or equal to a preset critical stabilization amount and the duration of time elapses a preset critical stabilization time.
상기 임계 변화량은 상기 임계 안정량에 비하여 크거나 동일하게 설정된다.The critical change amount is set to be greater than or equal to the critical stable amount.
상기 임계 변화 시간은 상기 임계 안정 시간에 비하여 작거나 동일하게 설정된다.The threshold change time is set to be smaller than or equal to the threshold stability time.
상기 유량의 변화량은 상기 유량의 표준편차를 포함한다.The amount of change in the flow rate includes the standard deviation of the flow rate.
상기 공정 가스는 전구체(precursor)를 포함한다.The process gas includes a precursor.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치 및 방법에 따르면 공정 가스의 주입 상태를 참조하여 플라즈마 형성을 위한 전력의 공급을 제어하기 때문에 정상적인 플라즈마 입자의 형성을 가능하게 하는 장점이 있다.According to the substrate processing apparatus and method according to the embodiment of the present invention as described above, the supply of power for plasma formation is controlled with reference to the injection state of the process gas, so there is an advantage in enabling the formation of normal plasma particles.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 기판 지지부가 공정 지점으로 이동한 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 공정 가스의 유량의 변화량이 임계 변화량을 초과하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 공정 가스의 유량의 변화량이 임계 안정량의 이하로 전환되는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 공정 가스의 유량과 전력 공급 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 공정 가스의 유량의 변화량과 전력 공급 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법의 흐름도이다.1 is a diagram showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the substrate support moved to the process point.
Figure 3 is a diagram showing a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing that the amount of change in the flow rate of process gas exceeds the critical change amount.
Figure 5 is a diagram showing that the amount of change in the flow rate of the process gas is converted to below the critical stable amount.
Figure 6 is a diagram for explaining the relationship between the flow rate of process gas and power supply.
FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the change in flow rate of process gas and power supply.
Figure 8 is a flowchart of a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely intended to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings that can be commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 기판 지지부가 공정 지점으로 이동한 것을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a substrate support unit moved to a process point.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 커버(200), 기판 지지부(300), 승강부(400), 샤워헤드(500), 제어부(600), 압력 조절부(700) 및 전력 공급부(800)를 포함하여 구성된다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the
공정 챔버(100)는 기판(W)의 공정을 위한 공정 처리 공간을 제공한다. 공정 챔버(100)는 배기 덕트(110), 배출구(120) 및 배출물 이송홀(130)을 포함할 수 있다. 배기 덕트(110)는 공정 챔버(100)로 유입된 공정 가스 또는 부산물 등의 배출물을 외부로 배출시키기 위한 경로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 배기 덕트(110)는 공정 챔버(100)의 내측 가장자리를 따라 링의 형태로 배치될 수 있다.The
배출구(120)는 공정 챔버(100)의 바닥에 형성될 수 있다. 배출물 이송홀(130)은 배기 덕트(110)와 배출구(120)를 연결하여, 배기 덕트(110)에서 배출구(120)로 이동하는 배출물의 이송 경로를 제공할 수 있다. 공정 챔버(100)의 내부에서 배기 덕트(110)로 전달된 배출물은 배출물 이송홀(130)을 통해 공정 챔버(100)의 외부로 배출될 수 있다.The
공정 챔버(100)의 일측에는 기판(W)의 출입을 위한 기판 출입구(140)가 형성될 수 있다. 기판(W)은 기판 출입구(140)를 통해 공정 챔버(100)의 내부로 반입되거나 공정 챔버(100)의 외부로 반출될 수 있다.A
기판 출입구(140)에는 셔터(150)가 구비될 수 있다. 셔터(150)는 기판 출입구(140)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 셔터(150)가 기판 출입구(140)를 개방한 경우 기판 출입구(140)를 통해 기판(W)이 반입되거나 반출될 수 있다. 기판(W)에 대한 공정이 진행되는 경우에는 셔터(150)가 기판 출입구(140)를 폐쇄하여 공정 챔버(100)의 내부를 외부에 대하여 차단할 수 있다.A
커버(200)는 공정 챔버(100)의 상부 개구를 밀폐시키는 역할을 수행한다. 이를 위하여, 커버(200)는 공정 챔버(100)의 상부에 배치될 수 있다. 커버(200)는 후술하는 샤워헤드(500)의 분사 몸체(510)에 적층되어 배치될 수 있다. 커버(200)가 공정 챔버(100)의 상부 개구를 밀폐시킴에 따라 공정 챔버(100)의 상부 개구를 통한 공정 가스의 유출 및 외부 물질의 유입이 방지될 수 있다.The
커버(200)는 커버 플레이트(210), 공정 가스 유입부(220) 및 공정 가스 유입관(230)을 포함할 수 있다. 커버 플레이트(210)는 플레이트의 형태로 제공되어 공정 챔버(100)의 상부 개구를 밀폐시킬 수 있다. 공정 가스 유입부(220) 및 공정 가스 유입관(230)은 공정 가스의 이송 경로를 제공할 수 있다.The
공정 가스 유입부(220)는 커버 플레이트(210)에 결합되고, 공정 가스 유입관(230)은 공정 가스 유입부(220)에 결합될 수 있다. 공정 가스 유입관(230)에는 압력 조절부(700)가 연결될 수 있다. 압력 조절부(700)는 직접 또는 간접적으로 공정 가스 탱크(미도시)에 연결될 수 있다. 공정 가스 탱크에 수용된 공정 가스는 압력 조절부(700)를 통해 공정 가스 유입관(230)으로 이송되고, 이송된 공정 가스는 공정 가스 유입부를 통해 샤워헤드로 전달될 수 있다.The
압력 조절부(700)는 공정 가스 유입관(230)으로 공급되는 공정 가스의 압력을 조절하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 압력 조절부(700)는 공정 가스를 일시적으로 저장하는 압력 조절 탱크(미도시)를 포함할 수 있다. 공정 가스 탱크에서 공급된 공정 가스는 압력 조절 탱크를 통하여 공정 가스 유입관(230)으로 이송될 수 있다. 압력 조절 탱크가 버퍼의 역할을 수행하기 때문에 공정 가스 유입관(230)으로 이송되는 공정 가스의 압력이 균일하게 유지될 수 있다.The pressure regulator 700 serves to adjust the pressure of the process gas supplied to the process
또한, 압력 조절부(700)는 공정 가스 유입관(230)으로 공급되는 공정 가스의 유량을 측정하는 유량계(미도시)를 포함할 수 있다. 유량계에 의해 측정된 공정 가스의 유량은 제어부(600)로 전달되고, 후술하는 바와 같이 제어부(600)는 유량을 참조하여 RF 전력의 공급 여부를 제어할 수 있다.Additionally, the pressure regulator 700 may include a flow meter (not shown) that measures the flow rate of the process gas supplied to the process
기판 지지부(300)는 공정 챔버(100)에 구비되고, 기판(W)을 지지할 수 있다. 기판 지지부(300)는 기판(W)이 안착 가능한 안착면을 구비할 수 있다. 기판 지지부(300)의 안착면에 안착된 기판(W)에 대하여 공정이 수행될 수 있다.The
기판 지지부(300)는 기판(W)을 가열할 수 있다. 이를 위하여. 기판 지지부(300)의 내부에는 히터(미도시)가 구비될 수 있다. 히터에서 발산된 열은 기판 지지부(300)의 몸체를 통해 기판(W)으로 전달될 수 있다.The
기판 지지부(300)는 접지된 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 샤워헤드(500)에 RF 전력이 공급되는 경우 샤워헤드(500)와 기판 지지부(300)의 사이에 전계가 형성될 수 있다.The
기판 지지부(300)에는 지지 핀(310)이 구비될 수 있다. 지지 핀(310)은 기판(W)을 지지할 수 있다. 구체적으로, 지지 핀(310)은 기판 지지부(300)의 안착면에서 일정 거리만큼 기판(W)이 이격되도록 기판(W)을 지지할 수 있다.The
본 발명에서 기판 지지부(300)는 공정 챔버(100)의 내부에서 상하 방향으로 이동할 수 있다. 승강부(400)는 구동력을 발생시켜 기판 지지부(300)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 도 1은 기판 지지부(300)가 공정 챔버(100)의 바닥면에 안착된 것을 도시하고 있고, 도 2는 기판 지지부(300)가 공정 챔버(100)의 내부에서 상부 지점으로 이동한 것을 도시하고 있다.In the present invention, the
기판(W)이 공정 챔버(100)의 내부로 반입되거나 외부로 반출되는 경우 기판 지지부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 공정 챔버(100)의 바닥면에 안착될 수 있다. 기판(W)에 대한 공정이 수행되는 경우 기판 지지부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 공정 챔버(100)의 내부에서 상부 지점으로 이동할 수 있다. 이하, 기판(W)에 대한 공정이 수행되는 기판 지지부(300)의 위치를 공정 지점이라 한다.When the substrate W is brought into or taken out of the
기판(W)에 대한 공정이 수행되는 경우 기판(W)은 기판 지지부(300)의 안착면에 안착되는 것이 바람직하다. 기판(W)이 기판 지지부(300)의 안착면에 안착됨에 따라 기판(W)의 움직임이 방지된 상태에서 기판(W)에 대한 공정이 수행될 수 있다.When a process is performed on the substrate W, the substrate W is preferably seated on the seating surface of the
한편, 기판(W)이 공정 챔버(100)의 내부로 반입되거나 외부로 반출되는 경우 기판(W)은 기판 지지부(300)의 안착면에서 이격되는 것이 바람직하다. 기판(W)을 운반하는 이송 로봇(미도시)의 핸드(미도시)는 기판(W)의 하측면을 지지하여 기판(W)을 운반할 수 있다. 이송 로봇의 핸드가 기판(W)의 하측면으로 접근할 수 있도록 하기 위하여 기판(W)이 기판 지지부(300)의 안착면에서 일정 거리만큼 이격되어야 하는 것이다.Meanwhile, when the substrate W is brought into or taken out of the
지지 핀(310)은 기판(W)을 지지하여 기판(W)이 기판 지지부(300)의 안착면에서 이격되도록 할 수 있다. 지지 핀(310)은 핀 헤드(311) 및 핀 몸체(312)를 포함할 수 있다. 핀 헤드(311)는 기판(W)의 하측면에 직접적으로 접촉할 수 있다. 핀 몸체(312)는 핀 헤드(311)에서 하측 방향으로 연장 형성될 수 있다. 핀 몸체(312)는 일직선의 막대의 형상으로 제공될 수 있다. 핀 몸체(312)는 기판 지지부(300)를 관통할 수 있다. 이를 위하여, 기판 지지부(300)에는 관통홀이 형성될 수 있다.The
핀 몸체(312)는 관통홀을 따라 자유롭게 이동할 수 있다. 기판 지지부(300)가 공정 챔버(100)의 바닥면에 안착된 경우 핀 몸체(312)의 하측 말단이 공정 챔버(100)의 바닥면에 접촉됨으로써 핀 헤드(311)가 기판 지지부(300)의 안착면에서 이격될 수 있다. 이러한 경우 핀 헤드(311)에 의해 지지된 기판(W)은 기판 지지부(300)의 안착면에서 이격될 수 있게 된다. 한편, 기판 지지부(300)가 상승하는 경우 핀 몸체(312)가 관통홀을 따라 이동하면서 기판 지지부(300)에 대하여 지지 핀(310)이 하강할 수 있다. 지지 핀(310)의 하강은 핀 헤드(311)가 기판 지지부(300)의 헤드 수용홈(320)에 삽입될 때까지 수행될 수 있다. 핀 헤드(311)가 헤드 수용홈(320)에 삽입된 경우 핀 헤드(311)에 의한 기판(W)의 지지는 해제되고, 기판(W)은 기판 지지부(300)의 안착면에 지지될 수 있다.The
핀 헤드(311)의 직경은 핀 몸체(312)의 직경에 비하여 크게 형성될 수 있다. 헤드 수용홈(320)의 직경은 관통홀의 직경에 비하여 크게 형성되고, 핀 헤드(311)의 직경은 관통홀의 직경에 비하여 크게 형성될 수 있다. 핀 헤드(311)가 헤드 수용홈(320)에 삽입된 상태에서 기판 지지부(300)가 상승하는 경우 지지 핀(310)도 기판 지지부(300)와 함께 상승할 수 있다. 기판 지지부(300)가 상승하여 공정 지점에 위치한 경우 기판(W)은 기판 지지부(300)의 안착면에 안착된 상태를 유지할 수 있다.The diameter of the
샤워헤드(500)는 기판(W)에 대한 공정을 위한 공정 가스를 기판(W)으로 분사하는 역할을 수행한다. 샤워헤드(500)는 공정 가스 유입부(220)로부터 공정 가스를 제공받을 수 있다. 샤워헤드(500)는 공정 챔버(100)의 상부에 배치될 수 있다. 샤워헤드(500)에서 분사된 공정 가스는 하측 방향으로 분사되어 기판(W)에 도달하게 된다.The
본 발명에서 공정 가스는 소스 가스 및 반응 가스를 포함할 수 있다. 소스 가스 및 반응 가스는 순차적으로 분사될 수 있다. 소스 가스 및 반응 가스는 샤워헤드(500)에서 분사된 이후에 서로 충돌하여 반응할 수 있다. 그리고, 반응 가스에 의하여 활성화된 소스 가스가 기판(W)에 접촉하여 기판(W)에 대한 공정 처리가 수행될 수 있다. 예를 들어, 활성화된 소스 가스가 기판(W)에 박막으로 증착될 수 있다.In the present invention, the process gas may include a source gas and a reaction gas. The source gas and reaction gas may be injected sequentially. After the source gas and the reaction gas are sprayed from the
본 발명에서 공정 가스는 전구체(precursor)일 수 있으나, 본 발명의 공정 가스가 전구체에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the process gas may be a precursor, but the process gas of the present invention is not limited to the precursor.
샤워헤드(500)는 분사 몸체(510), 분사부(520) 및 가이드 링(530)을 포함할 수 있다. 분사 몸체(510)는 공정 가스를 유입 받을 수 있다. 이를 위하여, 분사 몸체(510)는 공정 가스 유입부(220)에 인접하여 배치될 수 있다. 또한, 분사 몸체(510)는 전력 공급부(800)로부터 RF 전력을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 분사 몸체(510)의 천장면에는 RF 전력을 공급받는 전극 플레이트(미도시)가 구비될 수 있다. 전술한 바와 같이, 기판 지지부(300)는 접지된 전극을 포함할 수 있다. 전극 플레이트로 RF 전력이 공급되는 경우 전극 플레이트와 기판 지지부(300)의 전극의 사이에 전계가 형성될 수 있다. RF 전력의 공급으로 형성된 전계에 의해 공정 챔버(100)로 유입된 공정 가스가 플라즈마 상태의 입자로 변환되고, 플라즈마 입자가 상호간에 반응하거나 기판(W)의 표면과 반응하여 기판(W)에 대한 공정 처리가 수행될 수 있다.The
분사부(520)는 분사 몸체(510)의 일측에 배치되어 분사 몸체(510)로 유입된 공정 가스를 분사하는 역할을 수행한다. 이를 위하여, 분사부(520)는 공정 가스를 분사하는 분사홀(521)을 구비할 수 있다. 분사홀(521)은 기판(W)의 일측면에 대응하는 형상으로 분사부(520)에 복수 개가 형성될 수 있다.The
분사 몸체(510)와 분사부(520)의 사이에는 확산 공간(S)이 형성될 수 있다. 분사 몸체(510)를 통해 유입된 공정 가스는 확산 공간(S)에서 확산된 이후에 복수의 분사홀(521)을 통해 분사될 수 있다.A diffusion space (S) may be formed between the
가이드 링(530)은 분사 몸체(510) 및 분사부(520)의 가장자리를 링의 형태로 감쌀 수 있다. 본 발명에서 분사 몸체(510)와 분사부(520)는 결합될 수 있다. 가이드 링(530)은 분사 몸체(510)와 분사부(520)의 결합 부분을 감쌀 수 있다. 가이드 링(530)은 분사 몸체(510)와 분사부(520)의 결합 부분을 통하여 공정 가스가 유출되는 것을 방지할 수 있다.The
또한, 가이드 링(530)은 기판(W)에 대한 공정이 완료된 배출물을 배기 덕트(110)로 가이드하는 역할을 수행한다. 공정 챔버(100)에는 챔버 링(160)이 구비될 수 있다. 챔버 링(160)은 공정 챔버(100)의 내부에서 링의 형태로 배치될 수 있다. 챔버 링(160)은 공정 지점에 위치한 기판 지지부(300)의 가장자리를 감쌀 수 있다. 가이드 링(530)과 챔버 링(160)의 사이에 배출물의 이송을 위한 공간(이하, 이송 공간이라 한다)이 형성될 수 있다. 기판(W)에 대한 공정이 완료된 공정 가스 및 반응 가스 등의 배출물은 이송 공간을 통해 배기 덕트(110)로 이동할 수 있다. 배기 덕트(110)의 크기가 이송 공간의 크기보다 상대적으로 크기 때문에 배기 덕트(110)의 압력이 이송 공간의 압력에 비하여 작게 형성될 수 있다. 이로 인해, 배기 덕트(110)의 배출물이 이송 공간으로 역류하는 것이 방지될 수 있다.In addition, the
기판 지지부(300)에는 에지 링(330)이 형성될 수 있다. 에지 링(330)은 기판 지지부(300)의 가장자리를 따라 링의 형태로 배치될 수 있다. 에지 링(330)은 공정 가스가 공정 챔버(100)의 하부 공간으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 기판 지지부(300)가 공정 지점에 위치한 경우 에지 링(330)은 챔버 링(160)과 일정 간격으로 이격될 수 있다. 에지 링(330)과 챔버 링(160)이 일정 간격으로 이격된 상태에서 공정 챔버(100)의 하부 공간으로 퍼지 가스가 공급되고, 공급된 퍼지 가스는 에지 링(330)과 챔버 링(160)이 이격된 틈을 통해 공정 챔버(100)의 상부 공간으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 공정 챔버(100)의 상부 공간에 공급된 공정 가스가 하부 공간으로 이동하는 것이 차단되고, 공정 가스는 배기 덕트(110) 및 배출물 이송홀(130)을 통해 배출구(120)로 이동할 수 있다. 여기서, 상부 공간은 공정 가스가 유입되어 기판(W)에 대한 공정이 수행되는 공간을 나타내고, 하부 공간은 상부 공간을 제외한 공간을 나타낸 것일 수 있다. 상부 공간과 하부 공간 간의 가스 이동이 차단됨에 따라 상부 공간으로 유입된 공정 가스의 밀도가 유지되고, 공정 가스가 기판(W)과 반응하는 반응 효율이 향상될 수 있다.An
전력 공급부(800)는 공정 챔버(100)로 플라즈마의 발생을 위한 RF 전력을 공급할 수 있다. 전술한 바와 같이, 전력 공급부(800)의 RF 전력은 샤워헤드의 분사 몸체로 공급될 수 있다.The
제어부(600)는 기판 처리 장치(10)에 대한 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 셔터(150)를 동작시켜 기판 출입구(140)를 개폐하거나, 승강부(400)를 제어하여 기판 지지부(300)를 이동시킬 수 있다. 또한, 제어부(600)는 샤워헤드(500)를 통하여 소스 가스 또는 반응 가스가 분사되는 것을 제어하거나 전력 공급부(800)에 의해 RF 전력이 공급되는 것을 제어할 수도 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 박막을 증착할 수 있다. 구체적으로, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD; Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 또는 플라즈마 원자층 박막 증착법(PEALD; Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)을 이용하여 기판(W)에 박막을 증착할 수 있다.The
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 박막의 증착을 위한 기판(W)이 구비된 공정 챔버(100)에 소스 가스가 주입될 수 있다.Referring to FIG. 3, source gas may be injected into the
기판(W)으로 분사된 소스 가스 중 일부는 기판(W)의 표면에 흡착되고, 다른 일부는 흡착되지 않을 수 있다. 흡착되지 않은 소스 가스는 흡착된 소스 가스에 적층되거나 공정 챔버(100)의 내부에서 부유할 수 있다.Some of the source gas injected into the substrate W may be adsorbed on the surface of the substrate W, and others may not be adsorbed. The non-adsorbed source gas may be layered on the adsorbed source gas or may float within the
기판(W)으로 소스 가스가 분사된 이후에 공정 챔버(100)에서 소스 가스가 퍼지될 수 있다. 공정 챔버(100)에서 소스 가스가 퍼지되는 단계는 기판(W)의 표면에 흡착되지 않은 소스 가스가 공정 챔버(100)에서 배출되는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 공정 챔버(100)에서 소스 가스가 퍼지되면, 기판(W)에 흡착된 소스 가스만이 잔류하고, 흡착된 소스 가스에 적층되거나 공정 챔버(100)에서 부유한 소스 가스는 공정 챔버(100)의 외부로 배출될 수 있다. 이에, 기판(W)의 표면에는 하나의 소스 가스층 형성될 수 있다.After the source gas is injected into the substrate W, the source gas may be purged from the
공정 챔버(100)에 반응 가스가 주입될 수 있다. 반응 가스는 샤워헤드(500)를 통해 기판(W)의 표면으로 분사될 수 있다. 반응 가스는 기판(W)에 흡착된 소스 가스와 반응하여 박막을 형성할 수 있다. 반응 가스와 소스 가스와의 반응도를 향상시키기 위하여 공정 챔버(100)에 반응 가스가 주입되면서, 공정 챔버(100)에 RF 전력이 인가되어 반응 가스가 플라즈마로 변환될 수 있다. RF 전력에 의해 소스 가스가 플라즈마로 변환될 수도 있다.A reaction gas may be injected into the
플라즈마 상태의 소스 가스 및 반응 가스가 반응하여 높은 반응 효율로 박막이 형성될 수 있다.A thin film can be formed with high reaction efficiency by reacting the source gas and the reaction gas in a plasma state.
RF 전력이 인가된 이후에 공정 챔버(100)에서 반응 가스가 퍼지될 수 있다. 즉, 반응 가스를 플라즈마로 변환시키기 위하여 RF 전력이 일정 시간동안 인가되고, 해당 시간이 경과되어 RF 전력의 공급이 중단되며, 이어서 반응 가스가 퍼지될 수 있는 것이다.Reactive gases may be purged from the
공정 챔버(100)에서 반응 가스가 퍼지되는 단계는 기판(W)의 표면에 박막을 형성하는데 이용되지 않은 반응 가스 및 플라즈마가 공정 챔버(100)에서 배출되는 단계를 포함한다.Purging the reaction gas in the
소스 가스 및 반응 가스를 플라즈마로 변환하기 위하여 RF 전력이 인가될 수 있다. 한편, 소스 가스 및 반응 가스가 정상적으로 공급되지 않은 상태에서 RF 전력이 인가되는 경우 플라즈마 변환이 수행되지 못하고, 공정 자체가 중단될 수 있다. 압력 조절부(700)에 의해 압력이 조절되어 공정 챔버(100)로 공정 가스가 공급되지만, 압력 조절부(700)로 유입되는 공정 가스의 양이 충분하지 않은 경우 공정 챔버(100)로 공급되는 공정 가스의 밀도가 낮게 형성되어 플라즈마 변환이 수행되지 못하는 것이다.RF power may be applied to convert the source gas and reaction gas into plasma. Meanwhile, if RF power is applied while the source gas and reaction gas are not normally supplied, plasma conversion may not be performed and the process itself may be stopped. The pressure is controlled by the pressure regulator 700 and the process gas is supplied to the
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)의 제어부(600)는 공정 챔버(100)로 주입되는 공정 가스의 유량을 참조하여 전력 공급부(800)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(600)는 공정 챔버(100)로 주입되는 공정 가스의 유량이 균일하게 형성된 이후에 RF 전력이 공급되도록 전력 공급부(800)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 플라즈마 미변환에 의한 공정의 중단이 방지되고, 지속적인 공정 처리가 수행될 수 있다.The
도 4는 공정 가스의 유량의 변화량이 임계 변화량(TH_FLUC)을 초과하는 것을 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a diagram showing that the amount of change in the flow rate of the process gas exceeds the critical change amount (TH_FLUC).
도 4를 참조하면, 제어부(600)는 공정 챔버(100)로 주입되는 공정 가스의 유량의 변화량이 사전에 설정된 임계 변화량(TH_FLUC)을 초과한 지속 시간이 사전에 설정된 임계 변화 시간(tf)을 경과하는 경우 RF 전력이 공급되지 않도록 전력 공급부(800)를 제어할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
도 4는 공정 가스의 유량의 변화량(이하, 유량 변화량이라 한다)을 나타내는 그래프를 도시하고 있다. 본 발명에서 유량 변화량은 유량의 표준편차일 수 있다. 즉, 일정 시간 구간동안 형성된 유량의 평균에 대한 현재 시점에서의 유량의 크기가 유량 변화량일 수 있는 것이다. 그러나, 본 발명에서 유량 변화량이 유량의 표준편차인 것은 예시적인 것으로서, 유량이 변화된 정도를 나타낼 수 있는 다양한 방식으로 유량 변화량이 산출될 수 있다. 이하, 유량의 표준편차가 유량 변화량인 것을 위주로 설명하기로 한다.FIG. 4 shows a graph showing the amount of change in the flow rate of the process gas (hereinafter referred to as the amount of change in flow rate). In the present invention, the amount of change in flow rate may be the standard deviation of the flow rate. In other words, the size of the flow rate at the current time relative to the average of the flow rate formed over a certain time period may be the flow rate change. However, in the present invention, the flow rate change amount is the standard deviation of the flow rate as an example, and the flow rate change amount can be calculated in various ways that can indicate the degree of change in the flow rate. Hereinafter, the explanation will focus on the standard deviation of flow rate, which is the amount of change in flow rate.
유량 변화량은 t1 시점에 임계 변화량(TH_FLUC)을 초과하고, 이후에도 임계 변화량(TH_FLUC)을 초과한 상태를 유지할 수 있다. t1 시점의 이전에 RF 전력이 공급되고 있는 경우 제어부(600)는 t1 시점을 기준으로 유량 변화량이 임계 변화량(TH_FLUC)을 초과한 지속 시간이 임계 변화 시간(tf)을 경과하는지를 지속적으로 확인할 수 있다. 그리하여, 제어부(600)는 t1 시점을 기준으로 임계 변화 시간(tf)을 경과한 t2 시점에 RF 전력이 공급되지 않도록 전력 공급부(800)를 제어할 수 있다. 전력 공급부(800)는 제어부(600)의 제어에 따라 RF 전력의 공급을 중단할 수 있다.The flow rate change exceeds the critical change amount (TH_FLUC) at time t1, and may remain in a state exceeding the critical change amount (TH_FLUC) thereafter. If RF power is supplied before time t1, the
한편, t1 시점을 기준으로 유량 변화량이 임계 변화량(TH_FLUC)을 초과한 지속 시간이 임계 변화 시간(tf)을 경과하지 않은 경우 제어부(600)는 지속적으로 RF 전력이 공급되도록 전력 공급부(800)를 제어할 수 있다.Meanwhile, if the duration for which the flow rate change exceeds the threshold change amount (TH_FLUC) based on time t1 has not elapsed the critical change time (tf), the
도 5는 공정 가스의 유량의 변화량이 임계 안정량의 이하로 전환되는 것을 나타낸 도면이다.Figure 5 is a diagram showing that the amount of change in the flow rate of the process gas is converted to below the critical stable amount.
도 5를 참조하면, 제어부(600)는 공정 챔버(100)로 주입되는 공정 가스의 유량의 변화량이 사전에 설정된 임계 안정량(TH_STBL)의 이하인 지속 시간이 사전에 설정된 임계 안정 시간(ts)을 경과하는 경우 RF 전력이 공급되도록 전력 공급부(800)를 제어할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
도 5는 유량 변화량을 나타내는 그래프를 도시하고 있다. 유량 변화량은 t1 시점에 임계 안정량(TH_STBL)의 이하로 전환되고, 이후에도 임계 안정량(TH_STBL)의 이하인 상태를 유지할 수 있다. t1 시점의 이전에 RF 전력의 공급이 중단된 경우 제어부(600)는 t1 시점을 기준으로 유량 변화량이 임계 안정량(TH_STBL)을 초과한 지속 시간이 임계 안정 시간(ts)을 경과하는지를 지속적으로 확인할 수 있다. 그리하여, 제어부(600)는 t1 시점을 기준으로 임계 안정 시간(ts)을 경과한 t2 시점에 RF 전력이 공급되도록 전력 공급부(800)를 제어할 수 있다. 전력 공급부(800)는 제어부(600)의 제어에 따라 RF 전력의 공급을 개시할 수 있다.Figure 5 shows a graph showing the amount of change in flow rate. The flow rate change is converted to below the critical stable amount (TH_STBL) at time t1, and may remain below the critical stable amount (TH_STBL) thereafter. If the supply of RF power is interrupted before time t1, the
한편, t1 시점을 기준으로 유량 변화량이 임계 안정량(TH_STBL)을 초과한 지속 시간이 임계 안정 시간(ts)을 경과하지 않은 경우 제어부(600)는 지속적으로 RF 전력의 공급이 중단되도록 전력 공급부(800)를 제어할 수 있다.On the other hand, if the duration for which the flow rate change exceeds the critical stabilization amount (TH_STBL) based on time t1 has not elapsed the critical stabilization time (ts), the
임계 변화량(TH_FLUC)은 임계 안정량(TH_STBL)에 비하여 크거나 동일하게 설정될 수 있다. 바람직하게는, 임계 변화량(TH_FLUC)은 임계 안정량(TH_STBL)에 비하여 크게 설정될 수 있다. 유량 변화량이 임계 변화량(TH_FLUC) 및 임계 안정량(TH_STBL)의 사이에 형성된 경우 RF 전력의 공급 또는 중단이 유지될 수 있으며, 유량 변화량이 임계 변화량(TH_FLUC) 및 임계 안정량(TH_STBL)의 범위를 벗어난 경우 RF 전력의 전환이 수행될 수 있다.The threshold change amount (TH_FLUC) may be set to be greater than or equal to the threshold stability amount (TH_STBL). Preferably, the threshold change amount (TH_FLUC) may be set larger than the threshold stability amount (TH_STBL). If the flow rate change is formed between the critical change amount (TH_FLUC) and the critical stable amount (TH_STBL), the supply or interruption of RF power can be maintained, and the flow rate change is within the range of the critical change amount (TH_FLUC) and the critical stable amount (TH_STBL). In case of deviation, switching of RF power may be performed.
임계 변화 시간(tf)은 임계 안정 시간(ts)에 비하여 작거나 동일하게 설정될 수 있다. 바람직하게는, 임계 변화 시간(tf)은 임계 안정 시간(ts)에 비하여 작게 설정될 수 있다. 유량 변화량이 임계 변화량(TH_FLUC)을 초과한 경우 상대적으로 신속하게 RF 전력의 공급이 중단되고, 유량 변화량이 임계 안정량(TH_STBL)의 이하로 전환된 경우 공정 가스의 공급이 충분이 수행될 때까지 대기한 이후에 RF 전력의 공급이 개시될 수 있다.The critical change time (tf) may be set to be smaller than or equal to the critical stability time (ts). Preferably, the critical change time (tf) may be set to be smaller than the critical stability time (ts). If the flow rate change exceeds the critical change amount (TH_FLUC), the supply of RF power is stopped relatively quickly, and if the flow rate change amount is below the critical stable amount (TH_STBL), the process gas supply is sufficient. After waiting, supply of RF power may be started.
도 6은 공정 가스의 유량과 전력 공급 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.Figure 6 is a diagram for explaining the relationship between the flow rate of process gas and power supply.
도 6을 참조하면, 제어부(600)는 공정 가스의 유량을 참조하여 RF 전력의 공급을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
도 6에서 (a)는 공정 가스의 유량을 나타낸 그래프이고, (b)는 RF 전력의 공급을 나타낸 그래프이다.In FIG. 6, (a) is a graph showing the flow rate of process gas, and (b) is a graph showing the supply of RF power.
공정 가스가 공정 챔버(100)에 유입되는 초기에는 유량이 불안정하게 형성될 수 있다. t1 시점부터 유량이 안정적으로 유입되고, 이러한 상태가 유지될 수 있다. 이러한 경우 t1 시점부터 임계 안정 시간(ts)이 경과한 t2 시점에 RF 전력의 공급이 개시될 수 있다.Initially, when the process gas flows into the
RF 전력이 공급되는 도중 t3 시점에 유량이 불안정하게 형성될 수 있다. t3 시점부터 임계 변화 시간(tf)이 경과한 t4 시점에 RF 전력의 공급이 중단될 수 있다. 그리고, t5 시점부터 유량이 다시 안정적으로 유입되고, 이러한 상태가 유지될 수 있다. 이러한 경우 t5 시점부터 임계 안정 시간(ts)이 경과한 t6 시점에 RF 전력의 공급이 개시될 수 있다.While RF power is being supplied, the flow rate may become unstable at time t3. The supply of RF power may be stopped at time t4, when the threshold change time (tf) has elapsed from time t3. And, from time t5, the flow rate is stably introduced again, and this state can be maintained. In this case, the supply of RF power may begin at time t6, when the critical stabilization time (ts) has elapsed from time t5.
이와 같이, 제어부(600)는 유량의 변화량뿐만 아니라 유량의 안정적인 공급 여부를 참조하여 RF 전력의 공급 여부를 제어할 수도 있다.In this way, the
도 7은 공정 가스의 유량의 변화량과 전력 공급 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the change in flow rate of process gas and power supply.
도 7을 참조하면, 제어부(600)는 공정 가스의 유량의 변화량을 참조하여 RF 전력의 공급을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 7, the
도 7에서 (a)는 공정 가스의 유량을 나타낸 그래프이고, (b)는 공정 가스의 유량의 변화량을 나타낸 그래프이며, (c)는 RF 전력의 공급을 나타낸 그래프이다.In FIG. 7, (a) is a graph showing the flow rate of the process gas, (b) is a graph showing the change in the flow rate of the process gas, and (c) is a graph showing the supply of RF power.
공정 가스가 공정 챔버(100)에 유입되는 초기에는 유량이 불안정하게 형성되고, 유량 변화량도 상대적으로 크게 형성될 수 있다. t1 시점부터 유량 변화량이 임계 안정량(TH_STBL)의 이하로 전환되고, 이러한 상태가 유지될 수 있다. 이러한 경우 t1 시점부터 임계 안정 시간(ts)이 경과한 t2 시점에 RF 전력의 공급이 개시될 수 있다.Initially, when the process gas flows into the
RF 전력이 공급되는 도중 t3 시점에 유량이 불안정하게 형성되고, 유량 변화량이 임계 변화량(TH_FLUC)을 초과할 수 있다. 이러한 경우 t3 시점부터 임계 변화 시간(tf)이 경과한 t4 시점에 RF 전력의 공급이 중단될 수 있다. 그리고, t5 시점부터 유량이 다시 안정적으로 유입되고, 유량 변화량이 임계 안정량(TH_STBL)의 이하로 전환될 수 있다. 이러한 경우 t5 시점부터 임계 안정 시간(ts)이 경과한 t6 시점에 RF 전력의 공급이 개시될 수 있다.While RF power is being supplied, the flow rate becomes unstable at time t3, and the flow rate change amount may exceed the threshold change amount (TH_FLUC). In this case, the supply of RF power may be stopped at time t4, when the threshold change time (tf) has elapsed from time t3. And, from time t5, the flow rate is stably introduced again, and the flow rate change amount can be converted to below the critical stable amount (TH_STBL). In this case, the supply of RF power may begin at time t6, when the critical stabilization time (ts) has elapsed from time t5.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법의 흐름도이다.Figure 8 is a flowchart of a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, RF 전력의 공급 여부를 결정하기 위하여 제어부(600)는 우선 기판(W)에 대한 공정이 수행되는 공정 챔버(100)로 주입되는 공정 가스의 유량을 수신할 수 있다(S910).Referring to FIG. 8, in order to determine whether to supply RF power, the
공정 가스의 유량은 압력 조절부(700)로부터 수신될 수 있다. 압력 조절부(700)는 구비된 유량계를 이용하여 공정 가스 유입관(230)으로 공급되는 공정 가스의 유량을 측정하고, 측정된 유량을 제어부(600)로 송신할 수 있다. 제어부(600)는 유량계에 의해 측정된 유량을 실시간으로 수신할 수 있다.The flow rate of the process gas may be received from the pressure regulator 700. The pressure regulator 700 may measure the flow rate of the process gas supplied to the process
제어부(600)는 공정 챔버(100)로 주입되는 공정 가스의 유량을 참조하여 공정 챔버(100)로 플라즈마의 발생을 위한 RF 전력이 공급되는 것을 제어할 수 있다. 이를 위하여, 제어부(600)는 공정 챔버(100)로 주입되는 공정 가스의 유량의 균일도를 판단할 수 있다(S920). 예를 들어, 제어부(600)는 유량의 변화량이 임계 변화량을 초과한 지속 시간이 임계 변화 시간을 경과하는지 여부를 확인하거나, 유량의 변화량이 임계 안정량의 이하인 지속 시간이 임계 안정 시간을 경과하는지 여부를 확인할 수 있다.The
그리고, 제어부(600)는 공정 가스의 유량의 균일도를 참조하여 공정 챔버(100)로 RF 전력의 공급 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 유량이 균일한 것으로 판단되는 경우 제어부(600)는 공정 챔버(100)로 RF 전력이 공급되도록 전력 공급부(800)를 제어할 수 있다. 한편, 유량이 균일하지 않은 것으로 판단되는 경우 제어부(600)는 공정 챔버(100)로 RF 전력이 공급되지 않도록 전력 공급부(800)를 제어할 수 있다.Additionally, the
제어부(600)의 제어에 의해 전력 공급부(800)는 공정 챔버(100)에 RF 전력을 공급하거나(S930), RF 전력의 공급을 중단할 수 있다(S940).Under the control of the
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)의 제어부(600)는 공정 가스의 유량을 참조하거나 유량 변화량을 참조하여 RF 전력의 공급 여부를 결정할 수 있다. 공정 챔버(100)로 안정적으로 공정 가스가 공급된 이후에 RF 전력이 공급됨에 따라 플라즈마 변환이 정상적으로 수행되고, 플라즈마 미변환에 의한 공정의 중단이 방지될 수 있다.In this way, the
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the above and the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features. You will understand that it exists. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
10: 기판 처리 장치
100: 공정 챔버
200: 커버
300: 기판 지지부
400: 승강부
500: 샤워헤드
600: 제어부
700: 압력 조절부
800: 전력 공급부10: substrate processing device 100: process chamber
200: Cover 300: Substrate support
400: Elevating unit 500: Shower head
600: Control unit 700: Pressure control unit
800: Power supply unit
Claims (8)
상기 공정 챔버로 플라즈마의 발생을 위한 RF 전력을 공급하는 전력 공급부; 및
상기 공정 챔버로 주입되는 공정 가스의 유량을 참조하여 상기 전력 공급부를 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는 상기 공정 챔버로 주입되는 공정 가스의 유량이 균일하게 형성된 이후에 상기 RF 전력이 공급되도록 상기 전력 공급부를 제어하는 기판 처리 장치.A process chamber that provides a processing space for processing a substrate;
a power supply unit that supplies RF power for generating plasma to the process chamber; and
A control unit that controls the power supply unit with reference to the flow rate of the process gas injected into the process chamber,
The control unit controls the power supply unit to supply the RF power after the flow rate of the process gas injected into the process chamber is uniform.
상기 제어부는 상기 공정 챔버로 주입되는 공정 가스의 유량의 변화량이 사전에 설정된 임계 변화량을 초과한 지속 시간이 사전에 설정된 임계 변화 시간을 경과하는 경우 상기 RF 전력이 공급되지 않도록 상기 전력 공급부를 제어하는 기판 처리 장치.According to claim 1,
The control unit controls the power supply unit so that the RF power is not supplied when the change in flow rate of the process gas injected into the process chamber exceeds a preset threshold change amount and the duration time elapses a preset threshold change time. Substrate processing equipment.
상기 제어부는 상기 공정 챔버로 주입되는 공정 가스의 유량의 변화량이 사전에 설정된 임계 안정량의 이하인 지속 시간이 사전에 설정된 임계 안정 시간을 경과하는 경우 상기 RF 전력이 공급되도록 상기 전력 공급부를 제어하는 기판 처리 장치.According to clause 2,
The control unit controls the power supply unit to supply the RF power when the change in flow rate of the process gas injected into the process chamber is less than or equal to a preset critical stabilization amount and the duration of time elapses a preset critical stabilization time. processing unit.
상기 임계 변화량은 상기 임계 안정량에 비하여 크거나 동일하게 설정되는 기판 처리 장치.According to clause 3,
A substrate processing device wherein the critical change amount is set to be greater than or equal to the critical stable amount.
상기 임계 변화 시간은 상기 임계 안정 시간에 비하여 작거나 동일하게 설정되는 기판 처리 장치.According to clause 3,
A substrate processing device wherein the critical change time is set to be smaller than or equal to the critical stabilization time.
상기 유량의 변화량은 상기 유량의 표준편차를 포함하는 기판 처리 장치.According to clause 3,
A substrate processing device wherein the amount of change in the flow rate includes a standard deviation of the flow rate.
상기 공정 가스는 전구체(precursor)를 포함하는 기판 처리 장치.According to claim 1,
A substrate processing device wherein the process gas includes a precursor.
상기 공정 챔버로 주입되는 공정 가스의 유량을 참조하여 상기 공정 챔버로 플라즈마의 발생을 위한 RF 전력이 공급되는 것을 제어하는 단계를 포함하되,
상기 RF 전력이 공급되는 것을 제어하는 단계는,
상기 공정 챔버로 주입되는 공정 가스의 유량의 균일도를 판단하는 단계; 및
상기 공정 가스의 유량의 균일도를 참조하여 상기 공정 챔버로 상기 RF 전력의 공급 여부를 결정하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.Receiving a flow rate of process gas injected into a process chamber where a process on a substrate is performed; and
Controlling the supply of RF power for generating plasma to the process chamber with reference to the flow rate of the process gas injected into the process chamber,
The step of controlling the supply of RF power is,
determining the uniformity of the flow rate of the process gas injected into the process chamber; and
A substrate processing method comprising determining whether to supply the RF power to the process chamber with reference to the uniformity of the flow rate of the process gas.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220128200A KR20240048421A (en) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | Apparatus and method for processing substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220128200A KR20240048421A (en) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | Apparatus and method for processing substrate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20240048421A true KR20240048421A (en) | 2024-04-15 |
Family
ID=90715861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220128200A KR20240048421A (en) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | Apparatus and method for processing substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20240048421A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160011155A (en) | 2014-07-19 | 2016-01-29 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Carbon and/or nitrogen incorporation in silicon-based films using silicon precursors with organic co-reactants by pe-ald |
-
2022
- 2022-10-06 KR KR1020220128200A patent/KR20240048421A/en unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160011155A (en) | 2014-07-19 | 2016-01-29 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Carbon and/or nitrogen incorporation in silicon-based films using silicon precursors with organic co-reactants by pe-ald |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI806986B (en) | Substrate processing apparatus and method | |
US8876974B2 (en) | Chemical vapor deposition apparatus capable of controlling discharging fluid flow path in reaction chamber | |
KR100614648B1 (en) | Apparatus for treating substrates used in manufacturing semiconductor devices | |
US9315897B2 (en) | Showerhead for film depositing vacuum equipment | |
KR100802212B1 (en) | Substrate processing apparatus | |
KR20180070971A (en) | Substrate processing apparatus | |
KR101387518B1 (en) | Apparatus for processing substrate | |
KR102102320B1 (en) | Wafer Processing Apparatus And Method of depositing Thin film Using The Same | |
US20210217609A1 (en) | Method or apparatus for forming thin film on substrate employing atomic layer epitaxy method | |
JP2015105410A (en) | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device | |
KR20190141241A (en) | ALD Devices, Methods and Valves | |
KR20160026572A (en) | Apparatus for processing a substrate | |
KR20240048421A (en) | Apparatus and method for processing substrate | |
TW201842548A (en) | Gas spraying apparatus, substrate processing facility including the same, and method for processing substrate using substrate processing facility | |
EP3478872B1 (en) | Method of coating a substrate and an apparatus | |
KR101126043B1 (en) | Substrate processing apparatus | |
KR20230168291A (en) | Method for processing substrate | |
KR101452828B1 (en) | Apparatus for processing substrate | |
KR20240003508A (en) | Apparatus for processing substrate | |
KR20240040386A (en) | Apparatus for processing substrate | |
KR20240026715A (en) | Substrate processing apparatus | |
KR20240077733A (en) | Apparatus for processing substrate | |
KR102460312B1 (en) | Valve assembly and Substrate processing apparatus | |
KR20240073395A (en) | Apparatus for processing substrate | |
KR20070022453A (en) | Apparatus for chemical vapor deposition |