WO2013180451A1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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곽재찬
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Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for depositing a thin film on a substrate.
  • a semiconductor device In order to manufacture a solar cell, a semiconductor device, a flat panel display, a predetermined thin film layer, a thin film circuit pattern, or an optical pattern should be formed on a surface of a substrate.
  • Semiconductor manufacturing processes such as a thin film deposition process, a photo process for selectively exposing the thin film using a photosensitive material, and an etching process for forming a pattern by removing the thin film of the selectively exposed portion are performed.
  • Such a semiconductor manufacturing process is performed inside a substrate processing apparatus designed in an optimal environment for the process, and in recent years, many substrate processing apparatuses that perform deposition or etching processes using plasma are widely used.
  • the substrate processing apparatus using plasma includes a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) apparatus for forming a thin film using plasma, and a plasma etching apparatus for etching and patterning a thin film.
  • PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition
  • plasma etching apparatus for etching and patterning a thin film.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a general substrate processing apparatus.
  • a general substrate processing apparatus includes a chamber 10, a plasma electrode 20, a susceptor 30, and a gas ejection means 40.
  • Chamber 10 provides a reaction space for a substrate processing process. At this time, one bottom surface of the chamber 10 communicates with an exhaust port 12 for exhausting the reaction space.
  • the plasma electrode 20 is installed above the chamber 10 to seal the reaction space.
  • One side of the plasma electrode 20 is electrically connected to an RF (Radio Frequency) power source 24 through the matching member 22.
  • the RF power source 24 generates RF power and supplies the RF power to the plasma electrode 20.
  • the central portion of the plasma electrode 20 is in communication with a gas supply pipe 26 for supplying a source gas for the substrate processing process.
  • the matching member 22 is connected between the plasma electrode 20 and the RF power supply 24 to match the load impedance and the source impedance of the RF power supplied from the RF power supply 24 to the plasma electrode 20.
  • the susceptor 30 supports a plurality of substrates W installed in the chamber 10 and loaded from the outside.
  • the susceptor 30 is an opposing electrode facing the plasma electrode 20, and is electrically grounded through the lifting shaft 32 for elevating the susceptor 30.
  • the lifting shaft 32 is lifted up and down by a lifting device (not shown). At this time, the lifting shaft 32 is wrapped by the bellows 34 sealing the lifting shaft 32 and the bottom surface of the chamber 10.
  • the gas injection means 40 is installed below the plasma electrode 20 so as to face the susceptor 30. At this time, a gas diffusion space 42 is formed between the gas injection means 40 and the plasma electrode 20 through which the source gas supplied from the gas supply pipe 26 penetrating the plasma electrode 20 is diffused.
  • the gas injection means 40 uniformly injects the source gas to the entire portion of the reaction space through the plurality of gas injection holes 44 communicated with the gas diffusion space 42.
  • Such a general substrate processing apparatus loads the substrate W into the susceptor 30, and then sprays a predetermined source gas into the reaction space of the chamber 10 and supplies RF power to the plasma electrode 20.
  • a predetermined source gas By forming a plasma in the reaction space between the susceptor 30 and the gas injection means 40, the source material of the source gas is deposited on the substrate W using the plasma.
  • the general substrate processing apparatus has the following problems.
  • the uniformity of the thin film material deposited on the substrate W is uneven due to the nonuniformity of the plasma density formed in the entire upper region of the susceptor, and there is a difficulty in controlling the film quality of the thin film material.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems, the substrate processing apparatus and the substrate to increase the deposition uniformity of the thin film deposited on the substrate to improve the productivity by spatially separating the source gas and the reactive gas injected on the substrate It is another technical subject to provide a processing method.
  • the substrate processing apparatus for achieving the above technical problem is a process chamber; A substrate support part installed on a bottom surface of the process chamber to support at least one substrate; A chamber lid covering an upper portion of the process chamber to face the substrate support; And a source gas disposed in the chamber lid and injecting a source gas into a source gas injection region on the substrate support and injecting a reaction gas into a reaction gas injection region spatially separated from the source gas injection region. And a gas injector for injecting purge gas between the reactive gas injection regions. The gas injector further injects the purge gas into a space between an inner wall of the process chamber and a side surface of the substrate supporter.
  • At least one source gas injection module installed in the chamber lid to overlap the source gas injection area to inject the source gas into the source gas injection area; At least one reactive gas injection module installed in the chamber lid to overlap the reactive gas injection area to inject the reactive gas into the reactive gas injection area; And a purge gas injection module installed in the chamber lid so as to correspond between the source gas injection region and the reaction gas injection region to inject the purge gas into a purge gas injection region between the source gas injection region and the reaction gas injection region.
  • Each of the source gas injection module and the reactive gas injection module has a ground frame having a ground sidewall for providing a gas injection space; A gas supply hole formed in the ground frame to communicate with the gas injection space and supplying gas to the gas injection space; A plasma electrode member inserted into the gas injection space and disposed in parallel with the ground sidewall, for forming a plasma in the gas injection space according to a plasma power source to activate a gas supplied to the gas injection space; And an insulating member electrically insulating the plasma electrode member from the ground frame.
  • the source gas injection module may include a ground frame having a ground side wall for providing a source gas injection space; And a gas supply hole formed in the ground frame to communicate with the source gas injection space and supplying a source gas to the source gas injection space.
  • the purge gas injection module may include a plurality of first purge gas injection holes formed in the chamber lid so as to be adjacent to both sides of the source gas injection module and the reactive gas injection module to inject the purge gas into the purge gas injection region.
  • the branch comprises a plurality of first purge gas injection members.
  • the purge gas injection module may include a second purge gas injection hole which is formed at an edge of the chamber lid and injects the purge gas into a space between an inner wall of the process chamber and a side surface of the substrate support. It may be further configured to include a purge gas injection member.
  • Lower surfaces of the source gas injection module and the reactive gas injection module and the substrate support are spaced apart by a first distance, and the lower surface of the first purge gas injection hole and the substrate support are spaced apart by a second distance closer to the first distance. It is characterized by.
  • the substrate processing apparatus further includes a gas pumping unit which is formed in the chamber lid and separates each of the source gas around the source gas injection region and the reactive gas around the reaction gas injection region and pumps them to the outside of the process chamber. It is characterized in that the configuration.
  • the gas pumping unit includes a plurality of pumping holes formed in the chamber lid so as to be adjacent to both sides of each of the source gas injection module and the reactive gas injection module or surround each of the source gas injection module and the reactive gas injection module. It is characterized by.
  • the gas pumping unit may pump gas on the center portion of the substrate supporter to the outside of the process chamber.
  • the substrate processing apparatus for achieving the above technical problem is a process chamber; A substrate support part installed on a bottom surface of the process chamber to support at least one substrate; A chamber lid covering an upper portion of the process chamber to face the substrate support; A gas injector installed in the chamber lid to spatially divide and inject source gas and reactive gas into different regions on the substrate support; And a source gas formed in the chamber lid and separated from each of the source gas around the source gas injection region to which the source gas is injected and the reactive gas around the reaction gas injection region to which the reactive gas is injected to pump out of the process chamber. Characterized in that it comprises a gas pumping unit.
  • At least one source gas injection module installed in the chamber lid to overlap the source gas injection area to inject the source gas into the source gas injection area; And at least one reactive gas injection module installed in the chamber lid to overlap the reactive gas injection area to inject the reactive gas into the reactive gas injection area.
  • the gas pumping unit includes a plurality of pumping holes formed in the chamber lid so as to be adjacent to both sides of each of the source gas injection module and the reactive gas injection module or surround each of the source gas injection module and the reactive gas injection module. It is characterized by.
  • the gas injector may activate and inject at least one kind of gas from the source gas and the reactive gas.
  • a substrate processing method including: mounting at least one substrate on a substrate support installed in a process chamber; Injecting a source gas into a source gas injection region on the substrate support and injecting a reaction gas into a reaction gas injection region spatially separated from the source gas injection region, and purging between the source gas injection region and the reaction gas injection region. Spraying gas; And rotating the substrate support on which the at least one substrate is seated.
  • the substrate processing method may further include spraying the purge gas into a space between an inner wall of the process chamber and a side surface of the substrate support.
  • the purge gas may be injected onto the substrate support at a relatively closer distance than the source gas or the reaction gas.
  • the substrate processing method may further include separating each of the source gas around the source gas injection region and the reactant gas around the reactive gas injection region and pumping them out of the process chamber.
  • the substrate processing method may further include pumping a gas on a central portion of the substrate support to the outside of the process chamber.
  • a substrate processing method including: mounting at least one substrate on a substrate support installed in a process chamber; Spatially dividing and spraying a source gas and a reactive gas into different regions on the substrate support; Separating each of the source gas around the source gas injection region into which the source gas is injected and the reaction gas around the reaction gas injection region into which the reactive gas is injected, and pumping it out of the process chamber; And rotating the substrate support on which the at least one substrate is seated.
  • the source gas and the reactive gas may be injected simultaneously or sequentially, and at least one kind of the gas and the reactive gas may be activated and injected.
  • the substrate processing apparatus and substrate processing method which concern on this invention have the following effects.
  • a thin film is formed on a substrate through an ALD (Atomic Layer Deposition) process in which the source gas and the reactive gas are separated from each other through the injection of purge gas, and the substrate is rotated to sequentially expose the source gas and the reactant gas. Forming the same may increase the deposition uniformity of the thin film deposited on the substrate and improve productivity.
  • ALD atomic layer Deposition
  • the source gas and the reactive gas are spatially separated by the purge gas, thereby preventing unwanted thin films from being deposited on the inner wall of the process chamber and the side of the substrate support except the upper surface of the substrate support including the substrate. It is possible to extend the cycles of (In-Situ) cleaning and wet cleaning.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a general substrate processing apparatus.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of the chamber lid shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the chamber lid taken along the line II ′ shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the chamber lid taken along the line II-II ′ shown in FIG. 3.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a gas injection region and a gas pumping region defined on the substrate support illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 7 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating a gas injection region and a gas pumping region defined on the substrate support illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 9 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating the pair of source gas injection modules shown in FIG. 9.
  • FIG. 11 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a plan view illustrating a gas injection region and a gas pumping region defined on the substrate support illustrated in FIG. 11.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a plan view of the chamber lid shown in FIG. 2
  • FIG. 4 is a chamber along line II ′ shown in FIG. 3.
  • 5 is a cross-sectional view of the chamber lid along the line II-II 'shown in FIG. 3
  • FIG. 6 is a plan view showing the gas injection region and the gas pumping region defined on the substrate support shown in FIG. to be.
  • a substrate processing apparatus may be provided on a process chamber 110 and a bottom surface of the process chamber 110 to support at least one substrate W.
  • the chamber lid 130 covering the upper portion of the process chamber 110, the chamber lid 130, and the source gas SG and the reactant gas RG.
  • a gas injector 140 for injecting a purge gas PG to different gas injecting regions on the substrate support 120, and a chamber lead 130 that is formed outside the gas injecting region. It is configured to include a gas pumping unit 150 for pumping.
  • the process chamber 110 provides a reaction space for a substrate processing process, for example a thin film deposition process.
  • the bottom surface and / or side surface of the process chamber 110 may be in communication with an exhaust port (not shown) for exhausting the gas of the reaction space.
  • the substrate support part 120 is rotatably installed on the inner bottom surface of the process chamber 110.
  • the substrate support 120 is supported by a rotating shaft (not shown) that penetrates the center bottom surface of the process chamber 110 and is electrically floating or grounded.
  • the rotating shaft exposed to the outside of the lower surface of the process chamber 110 is sealed by a bellows (not shown) installed on the lower surface of the process chamber 110.
  • the substrate support part 120 supports at least one substrate W loaded from an external substrate loading device (not shown).
  • the substrate support part 120 may have a disc shape.
  • the substrate W may be a semiconductor substrate or a wafer.
  • the substrate support part 120 may be disposed at regular intervals such that the plurality of substrates W have a circular shape.
  • the substrate support part 120 is rotated in a predetermined direction (for example, clockwise direction) according to the rotation of the rotation axis to rotate the substrate W to move the substrate W in a predetermined order so that the source gas and the purge gas and the reaction are performed. Sequential exposure to gases. Accordingly, the substrate W is sequentially exposed to each of the source gas, the purge gas, and the reactant gas as the substrate support part 120 rotates, and thus the single layer or the single layer is formed on the substrate W by an atomic layer deposition (ALD) process. Multiple thin films are deposited.
  • ALD atomic layer deposition
  • the chamber lid 130 is installed on the upper portion of the process chamber 110 to cover the upper portion of the process chamber 110.
  • the chamber lid 130 seals the reaction space provided in the process chamber 110 and supports the gas injector 140.
  • the gas injector 140 is inserted into the chamber lid 130 so that each of the source gas SG, the reactive gas RG, and the purge gas PG is separated from each other on the substrate support 120. While spraying to SGIA, RGIA, and PGIA, the source gas injection region SGIA and the reactive gas injection region RGIA are spatially separated by injection of the purge gas PG. In addition, the gas injector 140 further injects the purge gas PG to an outer portion of the substrate support part 120 corresponding to the space between the inner wall of the process chamber 110 and the side surface of the substrate support part 120.
  • the source gas SG and the reactant gas RG react with each other at an outer portion of the 120 to prevent an unwanted thin film from being deposited on each of an inner wall of the process chamber 110 and a side surface of the substrate support 120.
  • the gas injection unit 140 includes a pair of source gas injection modules 141a and 141b, a pair of reactive gas injection modules 142a and 142b, and a purge gas injection module 143. .
  • the source gas SG is formed of a gas including a thin film material to be deposited on the substrate W.
  • the source gas SG may include silicon (Si), titanium group elements (Ti, Zr, Hf, etc.), aluminum (Al), and the like.
  • the source gas (SG) containing silicon (Si) may be silane (Silane; SiH 4), disilane (Disilane; Si 2 H 6), trisilane (Si 3 H 8), TEOS (Tetraethylorthosilicate), or DCS (Dichlorosilane).
  • HCD Hydrochlorosilane
  • TriDMAS Tri-dimethylaminosilane
  • TSA Trisilylamine
  • the reactive gas RG may be formed of a gas that reacts with the source gas SG so that the thin film material included in the source gas SG is deposited on the substrate W.
  • the reaction gas RG may be formed of at least one of hydrogen (H 2), nitrogen (N 2), oxygen (O 2), nitrogen dioxide (N 2 O), and ozone (O 3).
  • the purge gas PG is formed of a source gas SG not deposited on the substrate W and / or an inert gas for purging the remaining reactive gas RG without reacting with the source gas SG. Can be.
  • the pair of source gas injection modules 141a and 141b are installed in the chamber lid 130 so as to be symmetrical with respect to the center of the chamber lid 130. At this time, each of the pair of source gas injection modules 141a and 141b is inserted into the pair of first module installation holes 131a and 131b formed in the chamber lid 130 and coupled to the chamber lid 130. Each of the pair of source gas injection modules 141a and 141b receives the source gas SG from an external gas supply device (not shown) and defines a pair of source gas injection regions defined on the substrate support 120. (SGIA) Spray down on each one.
  • each of the pair of source gas injection modules 141a and 141b forms a plasma in an internal space to which the source gas SG is supplied to activate (or plasma) the source gas, and converts the activated source gas into a substrate ( W) spray on.
  • each of the pair of source gas injection modules 141a and 141b may include a ground frame 181, an insulating member 183, a source gas supply hole 185, and the like, as illustrated in FIGS. 4 and 5. And a plasma electrode member 187.
  • the ground frame 181 is formed to have a source gas injection space S1 and is inserted into the first module installation holes 131a and 131b provided in the chamber lid 130. That is, the ground frame 181 includes a top plate coupled to the top surface of the chamber lid 130 and a ground sidewall protruding downward from the bottom edge of the top plate to provide a source gas injection space S1 having a predetermined area.
  • the ground frame 181 is electrically connected to the chamber lead 130 and electrically grounded by the chamber lead 130, thereby allowing the ground sidewall to serve as a ground electrode opposite to the plasma electrode member 187. do.
  • the height of the ground sidewall is preferably set equal to the height of the first module installation holes 131a and 131b or lower than the thickness of the chamber lid 130 so as not to protrude to the lower surface of the chamber lid 130.
  • the first distance d1 between the bottom surface of the ground frame 181, that is, the bottom surface of the ground sidewall and the substrate (or the substrate support part 120) may be set in a range of 5 mm to 50 mm.
  • the substrate W may be damaged by the plasma generated in the source gas injection space S1.
  • deposition efficiency may decrease due to recombination of the source gas activated and injected by the plasma.
  • the insulating member 183 is made of an insulating material (eg, a ceramic material) and inserted into an insulating member supporting hole formed in the ground frame 210 to electrically insulate the ground frame 181 and the plasma electrode member 187.
  • an insulating material eg, a ceramic material
  • the source gas supply hole 185 is formed to penetrate the upper plate of the ground frame 181 and communicate with the source gas injection space S1.
  • the source gas supply hole 185 receives the source gas SG from the gas supply device through the source gas supply pipe 188 and injects the source gas SG into the source gas injection space S1.
  • the plasma electrode member 187 is made of a conductive material and is inserted into the source gas injection space S1 through an electrode insertion hole formed in the insulating member 183, and is disposed parallel to the ground sidewall. At this time, the lower surface of the plasma electrode member 187 is preferably located on the same line as the lower surface of the ground sidewall or located in the source gas injection space S1.
  • the plasma electrode member 187 is electrically connected to the plasma power supply unit 186 through a feed cable, thereby supplying the source gas SG and the plasma power supply to the source gas injection space S1 through the source gas supply hole 185.
  • the plasma is generated in the source gas injection space S1 according to the plasma power supplied from the supply unit 186 to activate the source gas.
  • the activated source gas is injected downward onto the substrate W by the flow rate (or flow) of the source gas SG supplied to the source gas injection space S1 so that the source gas injection region is localized on the substrate support 120. (SGIA) is formed.
  • the pair of reactive gas injection modules 142a and 142b are installed in the chamber lid 130 so as to be symmetrical with respect to the center of the chamber lid 130 and disposed between the pair of source gas injection modules 141a and 141b. . At this time, each of the pair of source gas injection modules 142a and 142b is inserted into the pair of second module installation holes 132a and 132b formed in the chamber lid 130 and coupled to the chamber lid 130. Each of the pair of reactive gas injection modules 142a and 142b receives the reactive gas RG from an external gas supply device, and each of the pair of reactive gas injection regions RGIA defined on the substrate support 120. Spray on downwards.
  • each of the pair of reactive gas injection modules 142a and 142b forms a plasma in the internal space to which the reactive gas is supplied to activate the reactive gas RG, and sprays the activated reactive gas onto the substrate W.
  • each of the pair of reaction gas injection modules 142a and 142b may include a ground frame having a reaction gas injection space, an insulating member, a reaction gas supply hole for supplying the reaction gas to the reaction gas injection space, and a reaction gas injection space. It is configured to include a plasma electrode member for activating the reaction gas by forming a plasma in the above, this configuration is the same as each of the above-described pair of source gas injection module (141a, 141b), the description thereof will be described above I will replace it.
  • the purge gas injection module 143 is formed in the chamber lid 130 so as to correspond between the source gas injection modules 141a and 141b and the reactive gas injection modules 142a and 142b and the inner wall of the process chamber 110. And an edge portion of the chamber lid 130 to overlap the space between the side surface of the substrate support 120 and the substrate support 120.
  • the purge gas injection module 143 injects a purge gas PG downward into a space between the source gas injection modules 141a and 141b and the reactive gas injection modules 142a and 142b to generate a source gas injection region SGIA.
  • the reactive gas injection region RGIA are spatially separated, and the purge gas PG is injected downward into the space between the inner wall of the process chamber 110 and the side surface of the substrate support 120 to form an outer portion of the substrate support 120.
  • the source gas SG and the reactive gas RG react with each other to prevent an unwanted thin film from being deposited on the inner wall of the process chamber 110 and the side surfaces of the substrate support 120.
  • the purge gas injection module 143 includes a plurality of first purge gas injection members 143a and a second purge gas injection member 143b.
  • Each of the plurality of first purge gas injection members 143a is formed in the chamber lid 130 to correspond between the source gas injection modules 141a and 141b and the reactive gas injection modules 142a and 142b.
  • Each of the plurality of first purge gas injection members 143a injects the purge gas PG supplied from an external gas supply device downward to purge between the source gas injection region SGIA and the reactive gas injection region RGIA.
  • the gas injection area PGIA is formed.
  • each of the plurality of first purge gas injecting members 143a forms an air curtain made of purge gas between the source gas injecting region SGIA and the reactive gas injecting region RGIA, so that the source gas injecting region SGIA and The reaction gas injection region RGIA is spatially separated, and the mixing of the source gas SG and the reaction gas RG injected onto the substrate support 120 is prevented.
  • each of the plurality of first purge gas injection members 143a includes a plurality of first purge gas injection holes H1 and a plurality of first purge gas supply pipes 144.
  • Each of the plurality of first purge gas injection holes H1 is formed to penetrate the chamber lid 130 and has a predetermined distance between the adjacent source gas injection modules 141a and 141b and the reactive gas injection modules 142a and 142b. Is arranged to. In this case, the diameters and / or intervals of each of the plurality of first purge gas injection holes H1 may be formed to increase gradually from the center of the chamber lid 130 toward the outer portion.
  • Each of the plurality of first purge gas injection holes H1 sprays the purge gas PG supplied from the gas supply apparatus through each of the plurality of first purge gas supply pipes 144 on the substrate support 120.
  • a plurality of purge gas injection regions PGIA are formed in the grooves.
  • a lower surface of each of the plurality of first purge gas injection holes H1 is positioned relatively close to the substrate W or the substrate support 120.
  • the second distance d2 between each of the plurality of first purge gas injection holes H1 and the substrate W may be the aforementioned source gas injection modules 141a and 141b or the reactive gas injection modules 142a, It is set relatively closer than the first distance d1 between 142b and the substrate W.
  • the purge gas PG injected from each of the plurality of first purge gas injection holes H1 forms the purge gas injection region PGIA on the substrate support 120 to form the source gas injection region SGIA.
  • the reactive gas injection region PGIA is spatially separated and purges the remaining reactive gas RG that does not react with the source gas SG and / or the source gas SG that are not deposited on the substrate W. do.
  • Each of the plurality of first purge gas supply pipes 144 is connected to a gas supply device for supplying the purge gas PG and to each of the plurality of first purge gas injection holes H1.
  • each of the plurality of first purge gas injection members 143a is provided in the chamber lid 130 to cover each of the plurality of first purge gas injection holes H1 instead of the plurality of first purge gas supply pipes 144. It may be configured to include a first purge gas supply module (not shown) installed.
  • the first purge gas supply module may receive the purge gas PG from the gas supply device and diffuse it internally to supply each of the plurality of first purge gas injection holes H1.
  • the plurality of first purge gas injection members 143a may include at least one slit formed to cover the first purge gas supply module instead of the plurality of first purge gas injection holes H1. Can be.
  • the second purge gas injection member 143b is formed at an edge portion of the chamber lid 130 to supply purge gas PG supplied from the gas supply device between the inner wall of the process chamber 110 and the side surface of the substrate support 120.
  • the source gas SG and the reactant gas RG react with each other at the outer portion of the substrate support 120, so that unwanted thin films are formed on the inner wall of the process chamber 110 and the sides of the substrate support 120, respectively.
  • the second purge gas injection member 143b includes a plurality of second purge gas injection holes H2 and a plurality of second purge gas supply pipes 145.
  • Each of the plurality of second purge gas injection holes H2 is formed to penetrate the chamber lid 130, and the chamber lid 130 may overlap the space between the inner wall of the process chamber 110 and the side surface of the substrate support 120. It is arranged to have a constant interval along the edge portion of.
  • Each of the plurality of second purge gas injection holes H2 downwards the purge gas PG supplied from the gas supply apparatus through each of the plurality of second purge gas supply pipes 145 to the outer portion of the substrate support 120. Spray.
  • each of the plurality of second purge gas injection holes H2 is also positioned relatively close to the substrate W or the substrate support 120, similarly to the plurality of first purge gas injection holes H1 described above. . Accordingly, the purge gas PG injected from each of the plurality of second purge gas injection holes H2 forms the purge gas injection region PGIA on the outer side of the substrate support 120 to form the source gas injection module ( 141a and 141b and the source gas SG and the reactive gas RG injected from the reactive gas injection modules 142a and 142b block the progress of the inner wall of the process chamber 110.
  • the source gas SG, the reaction gas RG, and the purge gas PG in the outer portion of the substrate support 120 may be pumped to the outside of the exhaust port provided at the bottom edge of the process chamber 110.
  • Each of the plurality of second purge gas supply pipes 145 is connected to a gas supply device for supplying the purge gas PG and is connected to each of the plurality of second purge gas injection holes H2.
  • the second purge gas injection member 143b is provided in the chamber lid 130 to cover each of the plurality of second purge gas injection holes H2 instead of the plurality of second purge gas supply pipes 145. It may be configured to include a purge gas supply module (not shown).
  • the second purge gas supply module may be formed in a circular band shape to receive the purge gas PG from the gas supply device, diffuse the internally, and supply the purge gas PG to each of the plurality of second purge gas injection holes H2.
  • the second purge gas injection member 143b includes a plurality of slits formed at regular intervals so as to be covered by the second purge gas supply module instead of the plurality of second purge gas injection holes H2. Can be.
  • the gas pumping unit 150 is installed in the chamber lid 130 so as to overlap both sides of each of the source gas injection region SGIA and the reactive gas injection region RGIA, and is disposed around each of the gas injection regions SGIA and RGIA.
  • the gas is pumped out of the process chamber 110.
  • the gas pumping unit 150 is installed at the center of the chamber lid 130 to pump the gas on the center of the substrate support unit 120 to the outside of the process chamber 110.
  • the gas pumping unit 150 includes a first gas pumping member 152 and a second gas pumping member 154.
  • the first gas pumping member 152 is installed at the center of the chamber lid 130 to pump the gas in the central pumping area CPA defined at the center of the substrate support 120 to the outside.
  • the first gas pumping member 152 is configured to include a first pumping hole 152a and a first pumping pipe 152b as shown in FIG. 4.
  • the first pumping hole 152a is formed to penetrate the central portion of the chamber lid 130 and communicate with the central portion of the substrate support 120.
  • the first pumping pipe 152b is coupled to a central portion of the chamber lid 130 so as to communicate with the first pumping hole 152a and is connected to a gas exhaust device (not shown).
  • the first pumping pipe 152b sucks the gas in the central pumping area CPA through the first pumping hole 152a and exhausts the gas to the outside according to the driving of the gas exhaust device.
  • the second gas pumping member 154 may be adjacent to both sides of each of the source gas injection modules 141a and 141b and the reactive gas injection modules 142a and 142b of the gas injection unit 140 described above. Is installed on.
  • the second gas pumping member 154 may include the source gas SG or the unreacted source gas and the reactive gas injection region RGIA in the source gas pumping region SGPA defined as both sides of the source gas injection region SGIA.
  • the reactive gas RG or the unreacted reactive gas in the reactive gas pumping region RGPA defined by both sides is separated and pumped out.
  • the second gas pumping member 154 separates and pumps each of the source gas SG and the reactive gas RG, thereby preventing the formation of powder due to the mixing of the source gas and the reactant gas during pumping. Extend the overhaul cycle of the device, ie the pump.
  • the second gas pumping member 154 includes a plurality of second pumping holes 154a and a plurality of second pumping pipes 154b, as shown in FIG. 5.
  • the plurality of second pumping holes 154a may include chamber leads adjacent to both sides of each of the source gas injection modules 141a and 141b and the reactive gas injection modules 142a and 142b, or both sides of the first purge gas injection member 143a. It is formed at regular intervals to penetrate 130. In this case, the diameter and / or spacing of each of the plurality of second pumping holes 154a may be formed to increase gradually from the center of the chamber lid 130 to the outer portion.
  • a plurality of second pumping holes 154a formed at both sides of the pump pumps the reactant gas in the reactant gas pumping region RGPA.
  • the purge gas injected into the purge gas injection area PGIA by the purge gas injection module 143 may be out of the process chamber 110 together with the source gas or the reactive gas by the plurality of second pumping holes 154a. Can be pumped.
  • Lower surfaces of the plurality of second pumping holes 154a are spaced apart from the substrate W or the substrate supporter 120 by the first distance d1. Accordingly, a stepped stepped portion is provided between the bottom surface of the plurality of second pumping holes 154a and each of the first and second purge gas injection holes H1 and H2 of the aforementioned purge gas injection module 143. .
  • the stepped portion prevents the source gas SG and the reactive gas RG injected into the substrate W from proceeding to the purge gas injection region PGIA, so that the source gas SG and the reactive gas injected into the substrate W are prevented. RG can be smoothly sucked into the plurality of second pumping holes 154a.
  • the present invention is not limited thereto, and the plurality of second pumping holes are not limited thereto.
  • the lower surface of the hole 154a and the lower surface of the first and second purge gas injection holes H1 and H2 may be formed on the same line.
  • Each of the plurality of second pumping pipes 154b is coupled to the chamber lid 130 so as to communicate with each of the plurality of second pumping holes 154a and is connected to the gas exhaust device.
  • Each of the plurality of second pumping pipes 154b sucks and exhausts source gas in the source gas pumping area SGPA through the plurality of second pumping holes 154a according to the driving of the gas exhaust device.
  • the reaction gas in the reaction gas pumping region RGPA is sucked and exhausted to the outside.
  • the second gas pumping member 154 is a gas pumping module (not shown) installed in the chamber lid 130 to cover each of the plurality of second pumping holes (154a) instead of the plurality of second pumping pipes (154b) It may be configured to include.
  • the gas pumping module is connected to the gas exhaust device through one gas pumping pipe, and sucks the gas in the gas pumping area into the internal suction space through the plurality of second pumping holes 154a according to the driving of the gas exhaust device.
  • the gas sucked into the internal suction space through the one gas pumping pipe may be exhausted to the gas exhaust device.
  • the second gas pumping member 154 may include at least one pumping slit formed to cover the gas pumping module instead of the plurality of second pumping holes 154a.
  • a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention described above with reference to FIGS. 2 and 6 is as follows.
  • the plurality of substrates W are loaded on the substrate support part 120 at regular intervals and seated thereon.
  • each of the activated source gas, the activated reaction gas, and the purge gas is locally sprayed onto the substrate support 120 through the gas injector 140. That is, the plasma source and the source gas SG are supplied to the pair of source gas injection modules 141a and 141b to inject the activated source gas downward onto the substrate support 120. In addition, the plasma power and the reaction gas RG are supplied to the pair of reaction gas injection modules 142a and 142b to inject the activated reaction gas downward onto the substrate support 120. In addition, the purge gas PG is supplied to the purge gas injection module 143 to spray downward on the substrate support 120.
  • each of the source gas and the reactive gas may be simultaneously sprayed or sequentially sprayed according to a set process sequence according to the thin film deposition process.
  • Injection zone PGIA is formed.
  • the gas in the central pumping area CPA, the source gas pumping area SGPA, and the reactive gas pumping area RGPA is separately pumped by driving the gas pumping unit 150.
  • the activated source gas injected into the plurality of source gas injection regions SGIA and the activated reaction gas injected into the plurality of reactive gas injection regions RGIA are spatially separated by the purge gas injection region PGIA.
  • the gas pumping unit 150 and pumped out they are not mixed with each other while being sprayed onto the substrate support unit 120.
  • the substrate support 120 on which the plurality of substrates W is loaded and seated is rotated in a predetermined direction (eg, clockwise direction). Accordingly, the substrate W sequentially passes through the source gas injection region SGIA, the purge gas injection region PGIA, the reactive gas injection region RGIA, and the purge gas injection region PGIA, and activates the source gas and the purge.
  • the film is exposed to the gas, the activated reactant gas and the purge gas, and thus, a predetermined thin film material is deposited on the substrate W by the mutual reaction of the activated source gas and the activated reactant gas.
  • the substrate processing apparatus and the substrate processing method according to the first embodiment of the present invention as described above form a high-density plasma in the gas injection space provided in the gas injection module to activate the source gas and the reactive gas, and spray it onto the substrate W.
  • the plasma discharge space is not formed in the region between the plasma electrode and the substrate as in the prior art, but is formed between the plasma electrode and the ground electrode facing each other. Therefore, according to the present invention, since the plasma discharge space does not overlap with the substrate W forming region supported by the substrate support 120, the substrate W is damaged by the plasma discharge and is formed on the substrate W. Degradation of the film quality to be deposited can be solved.
  • the substrate processing apparatus and the substrate processing method according to the first embodiment of the present invention spatially separate each of the source gas and the reactive gas injected on the substrate support 120 through the injection of purge gas, and rotate the substrate Through the ALD (Atomic Layer Deposition) process, which exposes sequentially to the spatially separated source gas and the reactive gas, the thin film is formed on the substrate, thereby increasing the deposition uniformity of the thin film deposited on the substrate and improving productivity.
  • the source gas and the reactive gas are spatially separated to prevent the deposition of unwanted thin films on the inner wall of the process chamber 110 and the side surfaces of the substrate support part 120 except the upper surface of the substrate support part 120 including the substrate W. Thereby prolonging the cycles of in-situ cleaning and wet cleaning of the process chamber 110.
  • FIG. 7 is a schematic view illustrating a substrate processing apparatus according to a second exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a plan view illustrating a gas injection region and a gas pumping region defined on the substrate support illustrated in FIG. 2.
  • the same reference numerals are assigned to the same components, and repeated descriptions of the same components will be omitted.
  • the gas pumping unit 150 is installed in the chamber lid 130 so as to surround each of the source gas injection region SGIA and the reactive gas injection region RGIA, and is in an area surrounding each of the gas injection regions SGIA and RGIA. Gas is pumped out of the process chamber 110.
  • the gas pumping unit 150 is installed at the center of the chamber lid 130 to pump the gas on the center of the substrate support unit 120 to the outside of the process chamber 110.
  • the gas pumping unit 150 includes a first gas pumping member 152 and a second gas pumping member 154.
  • the first gas pumping member 152 is installed at the center of the chamber lid 130 to pump the gas in the central pumping area CPA defined at the center of the substrate support 120 to the outside.
  • the first gas pumping member 152 as shown in Figure 4, comprises a first pumping hole 152a, and the first pumping pipe 152b, the description thereof will be described above The description with reference to FIG. 4 will be replaced.
  • the second gas pumping member 154 is installed in the chamber lid 130 to surround each of the source gas injection modules 141a and 141b and the reactive gas injection modules 142a and 142b of the gas injection unit 140 described above. do.
  • the second gas pumping member 154 may include the source gas SG or the unreacted source gas and the reactive gas injection region RGIA in the source gas pumping region SGPA defined to surround the source gas injection region SGIA.
  • the reaction gas RG or unreacted reaction gas in the reaction gas pumping region RGPA defined to enclose is pumped out.
  • the second gas pumping member 154 includes a plurality of second pumping holes 154a and a plurality of second pumping tubes (not shown).
  • the second gas pumping member 154 having such a configuration is formed such that a plurality of second pumping holes 154a surround each of the source gas injection modules 141a and 141b and the reactive gas injection modules 142a and 142b. Except for the same, the same as the substrate processing apparatus of the first embodiment described above. Accordingly, the second gas pumping member 154 pumps the source gas in the source gas pumping area SGPA defined to surround the source gas injection modules 141a and 141b to the outside and separates the reactive gas injection module separately. The reaction gas in the reaction gas pumping region RGPA defined to surround 142a and 142b is pumped out.
  • the second gas pumping member 154 includes a gas pumping module (not shown) installed in the chamber lid 130 to cover each of the plurality of second pumping holes 154a instead of the plurality of second pumping tubes. Can be configured.
  • the gas pumping module is connected to the gas exhaust device through one gas pumping pipe, and sucks the gas in the gas pumping area into the internal suction space through the plurality of second pumping holes 154a according to the driving of the gas exhaust device.
  • the gas sucked into the internal suction space through the one gas pumping pipe may be exhausted to the gas exhaust device.
  • the second gas pumping member 154 may include at least one pumping slit formed to cover the gas pumping module instead of the plurality of second pumping holes 154a.
  • FIG. 9 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a third exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating a pair of source gas injection modules shown in FIG. 9.
  • a substrate processing apparatus may include a process chamber 110, a substrate support 120, a chamber lid 130, a gas injector 140, and a gas pump. It is configured to include a portion 150.
  • the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention having the above configuration has the same reference numerals as those of the substrate processing apparatus according to the first or second embodiment except for the gas injection unit 140. The repeated description of the same configuration will be omitted.
  • the gas injection unit 140 is the same as the above-described embodiment except that the gas injection unit 140 is injected onto the substrate support unit 120 without being activated with the source gas supplied from the external gas supply device. Accordingly, hereinafter, only a pair of source gas injection modules 141a and 141b for injecting source gas will be described, and the description of the components of the remaining gas injector 140 will be replaced with the above description. do.
  • Each of the pair of source gas injection modules 141a and 141b includes a ground frame 181, a source gas supply hole 185, and a view port 189, as shown in FIG. 10. It is composed.
  • the ground frame 181 is formed to have a source gas injection space S1 and is inserted into the first module installation holes 131a and 131b provided in the chamber lid 130. That is, the ground frame 181 includes a top plate coupled to the top surface of the chamber lid 130 and a ground sidewall protruding downward from the bottom edge of the top plate to provide a source gas injection space S1 having a predetermined area.
  • the source gas supply hole 185 is formed to penetrate the upper plate of the ground frame 181 and communicate with the source gas injection space S1.
  • the source gas supply hole 185 receives the source gas SG from the gas supply device through the source gas supply pipe 188 and injects the source gas SG into the source gas injection space S1. Accordingly, the source gas injected into the source gas injection space S1 is injected downward into the source gas injection region described above.
  • the view port 189 is formed on the top plate of the ground frame 181 to monitor the interior of the process chamber 110. That is, the view port 189 is a transparent window, which allows the operator to monitor the process state by observing the inside of the process chamber 110 from the outside.
  • the substrate processing apparatus may further include a chamber monitoring means (not shown) installed outside the view port 189 of each of the source gas injection modules 141a and 141b.
  • the chamber monitoring means may include an imaging member for imaging a thin film deposited on a substrate through the view port 189. Accordingly, the operator monitors the process state and the like through the image of the thin film captured by the chamber monitoring means.
  • the substrate processing apparatus may be applied to using a thin film of a silicon material on the substrate W.
  • FIG. 11 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a fourth exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a plan view illustrating a gas injection region and a gas pumping region defined on the substrate support illustrated in FIG. 11.
  • a substrate processing apparatus may include a process chamber 110, a substrate support 120, a chamber lid 130, a gas injector 140, and a gas pump. It is configured to include a portion 150.
  • each of the process chamber 110, the substrate support 120, and the chamber lid 130 is the same as the substrate processing apparatus of the first embodiment shown in FIGS. 2 to 6, the same reference numerals are used, and the same configuration is used. Repeated descriptions will be omitted.
  • the gas injector 140 is inserted into the chamber lid 130 so that each of the source gas SG, the reactive gas RG, and the purge gas PG is separated from each other on the substrate support 120. While spraying to SGIA, RGIA, and PGIA, the source gas injection region SGIA and the reactive gas injection region RGIA are spatially separated by injection of the purge gas PG. In addition, the gas injector 140 further injects the purge gas PG to an outer portion of the substrate support part 120 corresponding to the space between the inner wall of the process chamber 110 and the side surface of the substrate support part 120.
  • the source gas SG and the reactant gas RG react with each other at an outer portion of the 120 to prevent an unwanted thin film from being deposited on each of an inner wall of the process chamber 110 and a side surface of the substrate support 120.
  • the gas injection unit 140 includes one source gas injection module 141, one reactive gas injection module 142, and a purge gas injection module 143.
  • the source gas injection module 141 is installed at one side of the chamber lid 130. At this time, the source gas injection module 141 is inserted into the first module installation hole 131 formed in the chamber lid 130 and coupled to the chamber lid 130.
  • the source gas injection module 141 activates the source gas supplied from the gas supply device in the same manner as the source gas injection module of the substrate processing apparatus of the first embodiment as described above, so that one source gas is defined on the substrate support 120. Down injection is performed in the injection area SGIA.
  • the source gas injection module 141 may include a ground frame 181, an insulation member 183, a source gas supply hole 185, and a plasma electrode member ( 187), and these configurations are the same as the source gas injection module of the substrate processing apparatus of the first embodiment described above, and thus description thereof will be replaced with the above description.
  • the source gas injection module 141 includes a ground frame 181, a source gas supply hole 185, and a view port 189. Since the configurations are the same as those of the source gas injection module 141 of the substrate processing apparatus of the third embodiment, the description thereof will be replaced with the above description.
  • the reactive gas injection module 142 is installed in the chamber lid 130 to be symmetrical with the source gas injection module 141 with respect to the center of the chamber lid 130. At this time, the source gas injection module 141 is inserted into the second module installation hole 132 formed in the chamber lid 130 and coupled to the chamber lid 130.
  • the reactive gas injection module 142 activates the reactive gas supplied from the gas supply device in the same manner as the reactive gas injection module of the substrate processing apparatus of the first embodiment as described above, so that one reactive gas is defined on the substrate support 120. Down injection is performed in the injection region RGIA.
  • the reactive gas injection module 142 may include a ground frame having a reactive gas injection space, an insulating member, a reactive gas supply hole for supplying the reactive gas to the reactive gas injection space, and a plasma in the reactive gas injection space to activate the reactive gas. It is configured to include a plasma electrode member, this configuration is the same as the above-described source gas injection module 141, so the description thereof will be replaced by the above description.
  • the purge gas injection module 143 is formed in the chamber lid 130 so as to be parallel to both sides of the source gas injection module 141 and both sides of the reaction gas injection module 142, and to the inner wall and the substrate of the process chamber 110. It is formed in the chamber lid 130 to overlap the space between the sides of the support 120.
  • the purge gas injection module 143 injects the purge gas PG downward in both regions of each of the source gas injection modules 141a and 141b and the reactive gas injection modules 142a and 142b and the process chamber 110. Spraying the purge gas PG downward into the space between the inner wall of the substrate and the side surface of the substrate support 120 to spatially separate the source gas injection region SGIA and the reactive gas injection region RGIA, and to support the substrate support 120.
  • the purge gas injection module 143 includes a plurality of first purge gas injection members 143a and a second purge gas injection member 143b.
  • the purge gas injection module 143 having such a configuration is the substrate processing apparatus of the first embodiment described above, except that only one source gas injection module 141 is installed on both sides and one reactive gas injection module 142. Since it is the same, the description thereof will be replaced with the above description.
  • the gas pumping unit 150 is installed in the chamber lid 130 so as to overlap the center portion of the substrate support 120, and the chamber lid is adjacent to both sides of each of the source gas injection module 141 and the reactive gas injection module 142. 130 is installed.
  • the gas pumping unit 150 processes the gas in the gas pumping regions CPA, SGPA, and RGPA corresponding to the center of the substrate support 120 and the periphery of each of the gas injection regions SGIA and RGIA. Exhaust by pumping to outside.
  • the gas pumping unit 150 includes first and second gas pumping members 152 and 154.
  • the gas pumping unit 150 having such a configuration is the same as the substrate processing apparatus of the first embodiment described above, except that the gas pumping unit 150 is installed only on both sides of one source gas injection module 141 and one side of one reactive gas injection module 142. Therefore, the description thereof will be replaced with the above description.
  • the second gas pumping member 154 in the gas pumping unit 150 surrounds each of the source gas injection module 141 and the reactive gas injection module 142. It may be formed so that.

Abstract

본 발명은 플라즈마에 의한 기판의 손상을 방지할 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 바닥면에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 지지부 상의 소스 가스 분사 영역에 소스 가스를 분사하고 상기 소스 가스 분사 영역과 공간적으로 분리된 반응 가스 분사 영역에 반응 가스를 분사함과 아울러 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역 사이에 퍼지 가스를 분사하는 가스 분사부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
본 발명은 기판 상에 박막을 증착하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서는 기판 표면에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 하며, 이를 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막 증착 공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토 공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등의 반도체 제조 공정을 수행하게 된다.
이러한 반도체 제조 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판 처리 장치의 내부에서 진행되며, 최근에는 플라즈마를 이용하여 증착 또는 식각 공정을 수행하는 기판 처리 장치가 많이 사용되고 있다.
플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에는 플라즈마를 이용하여 박막을 형성하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치, 및 박막을 식각하여 패터닝하는 플라즈마 식각 장치 등이 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 기판 처리 장치는 챔버(10), 플라즈마 전극(20), 서셉터(30), 및 가스 분사 수단(40)을 구비한다.
챔버(10)는 기판 처리 공정을 위한 반응 공간을 제공한다. 이때, 챔버(10)의 일측 바닥면은 반응 공간을 배기시키기 위한 배기구(12)에 연통된다.
플라즈마 전극(20)은 반응 공간을 밀폐하도록 챔버(10)의 상부에 설치된다.
플라즈마 전극(20)의 일측은 정합 부재(22)를 통해 RF(Radio Frequency) 전원(24)에 전기적으로 접속된다. 이때, RF 전원(24)은 RF 전력을 생성하여 플라즈마 전극(20)에 공급한다.
또한, 플라즈마 전극(20)의 중앙 부분은 기판 처리 공정을 위한 소스 가스를 공급하는 가스 공급 관(26)에 연통된다.
정합 부재(22)는 플라즈마 전극(20)과 RF 전원(24) 간에 접속되어 RF 전원(24)으로부터 플라즈마 전극(20)에 공급되는 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다.
서셉터(30)는 챔버(10)의 내부에 설치되어 외부로부터 로딩되는 복수의 기판(W)을 지지한다. 이러한 서셉터(30)는 플라즈마 전극(20)에 대향되는 대향 전극으로써, 서셉터(30)를 승강시키는 승강축(32)을 통해 전기적으로 접지된다.
승강축(32)은 승강 장치(미도시)에 의해 상하 방향으로 승강된다. 이때, 승강축(32)은 승강축(32)과 챔버(10)의 바닥면을 밀봉하는 벨로우즈(34)에 의해 감싸여진다.
가스 분사 수단(40)은 서셉터(30)에 대향되도록 플라즈마 전극(20)의 하부에 설치된다. 이때, 가스 분사 수단(40)과 플라즈마 전극(20) 사이에는 플라즈마 전극(20)을 관통하는 가스 공급 관(26)으로부터 공급되는 소스 가스가 확산되는 가스 확산 공간(42)이 형성된다. 이러한, 가스 분사 수단(40)은 가스 확산 공간(42)에 연통된 복수의 가스 분사 홀(44)을 통해 소스 가스를 반응 공간의 전 부분에 균일하게 분사한다.
이와 같은, 일반적인 기판 처리 장치는 기판(W)을 서셉터(30)에 로딩시킨 다음, 챔버(10)의 반응 공간에 소정의 소스 가스를 분사함과 아울러 플라즈마 전극(20)에 RF 전력을 공급해 서셉터(30)와 가스 분사 수단(40) 사이의 반응 공간에 플라즈마를 형성함으로써 플라즈마를 이용해 소스 가스의 소스 물질을 기판(W) 상에 증착하게 된다.
그러나, 일반적인 기판 처리 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 서셉터의 상부 전영역에 형성되는 플라즈마 밀도의 불균일로 인하여 기판(W)에 증착되는 박막 물질의 균일도가 불균일하고, 박막 물질의 막질 제어에 어려움이 있다.
둘째, 서셉터의 상부 전영역에 플라즈마가 형성되기 때문에 기판(W)이 아닌 공정 챔버 내에 증착되는 소스 물질의 누적 두께가 빠르게 증가함으로써 공정 챔버의 세정 주기가 짧아지게 된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판 상에 분사되는 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분리하여 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시키고 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 바닥면에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 지지부 상의 소스 가스 분사 영역에 소스 가스를 분사하고 상기 소스 가스 분사 영역과 공간적으로 분리된 반응 가스 분사 영역에 반응 가스를 분사함과 아울러 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역 사이에 퍼지 가스를 분사하는 가스 분사부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 가스 분사부는 상기 공정 챔버의 내벽과 상기 기판 지지부의 측면 사이의 공간에 상기 퍼지 가스를 더 분사하는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 분사부는 상기 소스 가스 분사 영역에 중첩되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 소스 가스 분사 영역에 상기 소스 가스를 분사하는 적어도 하나의 소스 가스 분사 모듈; 상기 반응 가스 분사 영역에 중첩되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 반응 가스 분사 영역에 상기 반응 가스를 분사하는 적어도 하나의 반응 가스 분사 모듈; 및 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역 사이에 대응되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역 사이의 퍼지 가스 분사 영역에 상기 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 가스 분사 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각은 가스 분사 공간을 마련하는 접지 측벽을 가지는 접지 프레임; 상기 가스 분사 공간에 연통되도록 상기 접지 프레임에 형성되어 상기 가스 분사 공간에 가스를 공급하는 가스 공급 홀; 상기 가스 분사 공간에 삽입되어 상기 접지 측벽과 나란하게 배치되고, 플라즈마 전원에 따라 상기 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 가스를 활성화시키기 위한 플라즈마 전극 부재; 및 상기 플라즈마 전극 부재와 상기 접지 프레임을 전기적으로 절연시키는 절연 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 소스 가스 분사 모듈은 소스 가스 분사 공간을 마련하는 접지 측벽을 가지는 접지 프레임; 및 상기 소스 가스 분사 공간에 연통되도록 상기 접지 프레임에 형성되어 상기 소스 가스 분사 공간에 소스 가스를 공급하는 가스 공급 홀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 퍼지 가스 분사 모듈은 상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각의 양측에 인접하도록 상기 챔버 리드에 형성되어 상기 퍼지 가스 분사 영역에 상기 퍼지 가스를 분사하는 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀을 가지는 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 퍼지 가스 분사 모듈은 상기 챔버 리드의 가장자리 부분에 형성되어 상기 공정 챔버의 내벽과 상기 기판 지지부의 측면 사이의 공간에 상기 퍼지 가스를 분사하는 복수의 제 2 퍼지 가스 분사 홀을 가지는 제 2 퍼지 가스 분사 부재를 포함하여 더 구성될 수 있다.
상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각의 하면과 상기 기판 지지부는 제 1 거리만큼 이격되고, 상기 제 1 퍼지 가스 분사 홀의 하면과 상기 기판 지지부는 상기 제 1 거리보다 가까운 제 2 거리만큼 이격된 것을 특징으로 한다.
상기 기판 처리 장치는 상기 챔버 리드에 형성되어 상기 소스 가스 분사 영역 주변에 있는 소스 가스와 상기 반응 가스 분사 영역 주변에 있는 반응 가스 각각을 분리하여 상기 공정 챔버의 외부로 펌핑하는 가스 펌핑부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 펌핑부는 상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각의 양측에 인접하거나 상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각을 감싸도록 상기 챔버 리드에 형성된 복수의 펌핑 홀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 가스 펌핑부는 상기 기판 지지부의 중앙부 상에 있는 가스를 상기 공정 챔버의 외부로 펌핑할 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 바닥면에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 지지부 상의 서로 다른 영역에 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분할하여 분사하는 가스 분사부; 및 상기 챔버 리드에 형성되어 상기 소스 가스가 분사되는 소스 가스 분사 영역 주변에 있는 소스 가스와 상기 반응 가스가 분사되는 반응 가스 분사 영역 주변에 있는 반응 가스 각각을 분리하여 상기 공정 챔버의 외부로 펌핑하는 가스 펌핑부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 분사부는 상기 소스 가스 분사 영역에 중첩되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 소스 가스를 상기 소스 가스 분사 영역에 분사하는 적어도 하나의 소스 가스 분사 모듈; 및 상기 반응 가스 분사 영역에 중첩되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 반응 가스를 상기 반응 가스 분사 영역에 분사하는 적어도 하나의 반응 가스 분사 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 펌핑부는 상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각의 양측에 인접하거나 상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각을 감싸도록 상기 챔버 리드에 형성된 복수의 펌핑 홀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 분사부는 상기 소스 가스 및 반응 가스 중 적어도 한 종류의 가스를 활성화시켜 분사하는 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버의 내부에 설치된 기판 지지부에 적어도 하나의 기판을 안착시키는 단계; 상기 기판 지지부 상의 소스 가스 분사 영역에 소스 가스를 분사하고 상기 소스 가스 분사 영역과 공간적으로 분리된 반응 가스 분사 영역에 반응 가스를 분사함과 아울러 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역 사이에 퍼지 가스를 분사하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 기판이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 처리 방법은 상기 공정 챔버의 내벽과 상기 기판 지지부의 측면 사이의 공간에 상기 퍼지 가스를 분사하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상기 퍼지 가스는 상기 소스 가스 또는 상기 반응 가스보다 상대적으로 가까운 거리에서 상기 기판 지지부 상에 분사되는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 처리 방법은 상기 소스 가스 분사 영역 주변에 있는 소스 가스와 상기 반응 가스 분사 영역 주변에 있는 반응 가스 각각을 분리하여 상기 공정 챔버의 외부로 펌핑하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 기판 처리 방법은 상기 기판 지지부의 중앙부 상에 있는 가스를 상기 공정 챔버의 외부로 펌핑하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버의 내부에 설치된 기판 지지부에 적어도 하나의 기판을 안착시키는 단계; 상기 기판 지지부 상에 각기 다른 영역에 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분할하여 분사하는 단계; 상기 소스 가스가 분사되는 소스 가스 분사 영역 주변에 있는 소스 가스와 상기 반응 가스가 분사되는 반응 가스 분사 영역 주변에 있는 반응 가스 각각을 분리하여 상기 공정 챔버의 외부로 펌핑하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 기판이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상기 소스 가스와 상기 반응 가스는 동시에 분사되거나 순차적으로 분사되는 것을 특징으로 하고, 상기 소스 가스 및 반응 가스 중 적어도 한 종류의 가스는 활성화되어 분사되는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 소스 가스와 반응 가스 각각을 퍼지 가스의 분사를 통해 공간적으로 분리하고, 기판을 회전시켜 공간적으로 분리된 소스 가스와 반응 가스에 순차적으로 노출시키는 ALD(Atomic Layer Deposition) 공정을 통해 기판에 박막을 형성함으로써 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시키고 생산성을 향상시킬 수 있다.
둘째, 퍼지 가스에 의해 소스 가스와 반응 가스가 공간적으로 분리됨으로써 기판을 포함한 기판 지지부의 상면을 제외한 공정 챔버의 내벽과 기판 지지부의 측면에 원하지 않는 박막이 증착되는 것을 방지하여 공정 챔버의 인-시튜(In-Situ) 세정 및 습식 세정의 주기를 연장시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 챔버 리드의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 I-I' 선에 따른 챔버 리드의 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 Ⅱ-Ⅱ' 선에 따른 챔버 리드의 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 기판 지지부 상에 정의되는 가스 분사 영역과 가스 펌핑 영역을 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 기판 지지부 상에 정의되는 가스 분사 영역과 가스 펌핑 영역을 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 한 쌍의 소스 가스 분사 모듈을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 기판 지지부 상에 정의되는 가스 분사 영역과 가스 펌핑 영역을 나타내는 평면도이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 챔버 리드의 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 I-I' 선에 따른 챔버 리드의 단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 Ⅱ-Ⅱ' 선에 따른 챔버 리드의 단면도이며, 도 6은 도 2에 도시된 기판 지지부 상에 정의되는 가스 분사 영역과 가스 펌핑 영역을 나타내는 평면도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버(110), 공정 챔버(110)의 바닥면에 설치되어 적어도 하나의 기판(W)을 지지하는 기판 지지부(120), 공정 챔버(110)의 상부를 덮는 챔버 리드(Chamber Lid; 130), 챔버 리드(130)에 설치되어 소스 가스(Source Gas)(SG)와 반응 가스(Reactant Gas)(RG) 및 퍼지 가스(Purge Gas)(PG)를 기판 지지부(120) 상의 각기 다른 가스 분사 영역에 분사하는 가스 분사부(140), 및 챔버 리드(130)에 형성되어 가스 분사 영역 주변에 있는 가스를 외부로 펌핑하는 가스 펌핑부(150)를 포함하여 구성된다.
공정 챔버(110)는 기판 처리 공정, 예를 들어 박막 증착 공정을 위한 반응 공간을 제공한다. 상기의 공정 챔버(110)의 바닥면 및/또는 측면은 반응 공간의 가스 등을 배기시키기 위한 배기구(미도시)에 연통될 수 있다.
기판 지지부(120)는 공정 챔버(110)의 내부 바닥면에 회전 가능하게 설치된다. 이러한 기판 지지부(120)는 공정 챔버(110)의 중앙 바닥면을 관통하는 회전축(미도시)에 의해 지지되며, 전기적으로 플로팅(Floating) 또는 접지된다. 이때, 공정 챔버(110)의 하면 외부로 노출되는 상기 회전축은 공정 챔버(110)의 하면에 설치되는 벨로우즈(미도시)에 의해 밀폐된다.
상기 기판 지지부(120)는 외부의 기판 로딩 장치(미도시)로부터 로딩되는 적어도 하나의 기판(W)을 지지한다. 이때, 기판 지지부(120)는 원판 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 기판(W)은 반도체 기판 또는 웨이퍼가 될 수 있다. 이 경우, 기판 처리 공정의 생산성 향상을 위해 기판 지지부(120)에는 복수의 기판(W)이 원 형태를 가지도록 일정한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
상기 기판 지지부(120)는 회전축의 회전에 따라 소정 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전되어 기판(W)을 회전시킴으로써 정해진 순서에 따라 기판(W)을 이동시켜 소스 가스와 퍼지 가스 및 반응 가스에 순차적으로 노출되도록 한다. 이에 따라, 기판(W)은 기판 지지부(120)의 회전에 따라 소스 가스와 퍼지 가스 및 반응 가스 각각에 순차적으로 노출되고, 이로 인해 기판(W) 상에는 ALD(Atomic Layer Deposition) 공정에 의한 단층 또는 복층의 박막이 증착된다.
챔버 리드(130)는 공정 챔버(110)의 상부를 덮도록 공정 챔버(110)의 상부에 설치된다. 이러한 챔버 리드(130)는 공정 챔버(110)에 마련된 반응 공간을 밀폐함과 아울러 가스 분사부(140)를 지지한다.
가스 분사부(140)는 챔버 리드(130)에 삽입 설치되어 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG) 및 퍼지 가스(PG) 각각을 기판 지지부(120) 상의 공간적으로 분리된 각기 다른 가스 분사 영역(SGIA, RGIA, PGIA)에 분사하되, 퍼지 가스(PG)의 분사를 통해 소스 가스 분사 영역(SGIA)과 반응 가스 분사 영역(RGIA)을 공간적으로 분리한다. 또한, 가스 분사부(140)는 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면 사이의 공간에 대응되는 기판 지지부(120)의 외곽부에 퍼지 가스(PG)를 더 분사함으로써 기판 지지부(120)의 외곽부에서 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)가 서로 반응하여 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면 각각에 원하지 않는 박막이 증착되는 것을 방지한다. 이를 위해, 상기 가스 분사부(140)는 한 쌍의 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b), 한 쌍의 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b), 및 퍼지 가스 분사 모듈(143)을 포함하여 구성된다.
상기 소스 가스(SG)는 기판(W) 상에 증착될 박막 물질을 포함하는 가스로 이루어진다. 이러한 소스 가스(SG)는 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 알루미늄(Al) 등을 함유하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘(Si)을 함유하여 이루어진 소스 가스(SG)는 실란(Silane; SiH4), 디실란(Disilane; Si2H6), 트리실란(Trisilane; Si3H8), TEOS(Tetraethylorthosilicate), DCS(Dichlorosilane), HCD(Hexachlorosilane), TriDMAS(Tri-dimethylaminosilane) 및 TSA(Trisilylamine) 등이 될 수 있다.
상기 반응 가스(RG)는 상기 소스 가스(SG)와 반응하여 소스 가스(SG)에 함유된 박막 물질이 기판(W) 상에 증착되도록 하는 가스로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 반응 가스(RG)는 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(N2O), 및 오존(O3) 중 적어도 어느 한 종류의 가스로 이루어질 수 있다.
상기 퍼지 가스(PG)는 기판(W)에 증착되지 않은 소스 가스(SG) 및/또는 소스 가스(SG)와 반응하지 않고 잔존하는 반응 가스(RG)를 퍼지(Purge)시키기 위한 불활성 가스로 이루어질 수 있다.
한 쌍의 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)은 챔버 리드(130)의 중심부를 기준으로 서로 대칭되도록 챔버 리드(130)에 설치된다. 이때, 한 쌍의 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b) 각각은 챔버 리드(130)에 형성된 한 쌍의 제 1 모듈 설치 홀(131a, 131b)에 삽입되어 챔버 리드(130)에 결합된다. 이러한 한 쌍의 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b) 각각은 외부의 가스 공급 장치(미도시)로부터 상기 소스 가스(SG)를 공급받아 기판 지지부(120) 상에 정의된 한 쌍의 소스 가스 분사 영역(SGIA) 각각에 하향 분사한다. 이때, 한 쌍의 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b) 각각은 상기 소스 가스(SG)가 공급되는 내부 공간에 플라즈마를 형성하여 소스 가스를 활성화(또는 플라즈마화)시키고, 활성화된 소스 가스를 기판(W) 상에 분사한다. 이를 위해, 상기 한 쌍의 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b) 각각은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(181), 절연 부재(183), 소스 가스 공급 홀(185), 및 플라즈마 전극 부재(187)를 포함하여 구성된다.
접지 프레임(181)은 소스 가스 분사 공간(S1)을 가지도록 형성되어 챔버 리드(130)에 마련된 제 1 모듈 설치 홀(131a, 131b)에 삽입 설치된다. 즉, 접지 프레임(181)은 챔버 리드(130)의 상면에 결합되는 상면 플레이트와 상면 플레이트의 하면 가장자리 부분으로부터 하부 쪽으로 돌출되어 소정 면적의 소스 가스 분사 공간(S1)을 마련하는 접지 측벽으로 이루어진다. 이러한 접지 프레임(181)은 챔버 리드(130)에 전기적으로 접속되어 챔버 리드(130)에 의해 전기적으로 접지되고, 이로 인해 상기 접지 측벽은 플라즈마 전극 부재(187)에 대향되는 접지 전극의 역할을 하게 된다.
상기 접지 측벽의 높이는 제 1 모듈 설치 홀(131a, 131b)의 높이와 동일하게 설정되거나 챔버 리드(130)의 하면으로 돌출되지 않도록 챔버 리드(130)의 두께보다 낮게 설정되는 것이 바람직하다.
상기 접지 프레임(181)의 하면, 즉 접지 측벽의 하면과 기판(또는 기판 지지부(120)) 간의 제 1 거리(d1)는 5mm ~ 50mm 범위로 설정될 수 있다. 이때, 접지 측벽의 하면과 기판(W) 간의 제 1 거리(d1)가 5mm 미만일 경우 상기 소스 가스 분사 공간(S1)에서 발생되는 플라즈마에 의해 기판(W)이 손상될 수 있다. 그리고, 접지 측벽의 하면과 기판(W) 간의 제 1 거리(d1)가 50mm 이상일 경우, 플라즈마에 의해 활성화되어 분사되는 소스 가스의 재결합(Recombination)으로 인해 증착 효율이 저하될 수 있다.
절연 부재(183)는 절연 물질(예를 들어, 세라믹 재질)로 이루어져 접지 프레임(210)에 형성된 절연 부재 지지 홀에 삽입되어 접지 프레임(181)과 플라즈마 전극 부재(187)를 전기적으로 절연시킨다.
소스 가스 공급 홀(185)은 접지 프레임(181)의 상면 플레이트를 관통하도록 형성되어 소스 가스 분사 공간(S1)에 연통된다. 이러한 소스 가스 공급 홀(185)은 소스 가스 공급 관(188)을 통해 가스 공급 장치로부터 소스 가스(SG)를 공급받아 소스 가스 분사 공간(S1)에 분사한다.
플라즈마 전극 부재(187)는 도전성 물질로 이루어져 절연 부재(183)에 형성된 전극 삽입 홀을 통해 소스 가스 분사 공간(S1)에 삽입되어 접지 측벽과 나란하게 배치된다. 이때, 플라즈마 전극 부재(187)의 하면은 접지 측벽의 하면과 동일 선상에 위치하거나 소스 가스 분사 공간(S1)의 내부에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 플라즈마 전극 부재(187)는 급전 케이블을 통해 플라즈마 전원 공급부(186)에 전기적으로 접속됨으로써 소스 가스 공급 홀(185)을 통해 소스 가스 분사 공간(S1)에 공급되는 소스 가스(SG)와 플라즈마 전원 공급부(186)로부터 공급되는 플라즈마 전원에 따라 소스 가스 분사 공간(S1)에 플라즈마를 발생시켜 소스 가스를 활성화시킨다. 활성화된 소스 가스는 소스 가스 분사 공간(S1)에 공급되는 소스 가스(SG)의 유속(또는 흐름)에 의해 기판(W) 상으로 하향 분사됨으로써 기판 지지부(120) 상에 국부적인 소스 가스 분사 영역(SGIA)을 형성한다.
한 쌍의 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b)은 챔버 리드(130)의 중심부를 기준으로 서로 대칭되도록 챔버 리드(130)에 설치되어 한 쌍의 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b) 사이에 배치된다. 이때, 한 쌍의 소스 가스 분사 모듈(142a, 142b) 각각은 챔버 리드(130)에 형성된 한 쌍의 제 2 모듈 설치 홀(132a, 132b)에 삽입되어 챔버 리드(130)에 결합된다. 이러한 한 쌍의 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b) 각각은 외부의 가스 공급 장치로부터 상기 반응 가스(RG)를 공급받아 기판 지지부(120) 상에 정의된 한 쌍의 반응 가스 분사 영역(RGIA) 각각에 하향 분사한다. 이때, 한 쌍의 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b) 각각은 상기 반응 가스가 공급되는 내부 공간에 플라즈마를 형성하여 반응 가스(RG)를 활성화시키고, 활성화된 반응 가스를 기판(W) 상에 분사한다. 이를 위해, 상기 한 쌍의 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b) 각각은 반응 가스 분사 공간을 가지는 접지 프레임, 절연 부재, 반응 가스 분사 공간에 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급 홀, 및 반응 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 반응 가스를 활성화시키기 위한 플라즈마 전극 부재를 포함하여 구성되는 것으로, 이러한 구성은 전술한 상기 한 쌍의 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b) 각각과 동일하므로 이들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다.
퍼지 가스 분사 모듈(143)은 상기 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)과 상기 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b) 사이사이에 대응되도록 챔버 리드(130)에 형성됨과 아울러 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면 사이의 공간에 중첩되도록 챔버 리드(130)의 가장자리 부분에 형성된다. 이러한 퍼지 가스 분사 모듈(143)은 상기 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)과 상기 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b) 사이사이의 공간에 퍼지 가스(PG)를 하향 분사하여 소스 가스 분사 영역(SGIA)과 반응 가스 분사 영역(RGIA)을 공간적으로 분리하고, 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면 사이의 공간에 퍼지 가스(PG)를 하향 분사하여 기판 지지부(120)의 외곽부에서 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)가 서로 반응하여 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면 각각에 원하지 않는 박막이 증착되는 것을 방지한다. 이를 위해, 퍼지 가스 분사 모듈(143)은 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 부재(143a), 및 제 2 퍼지 가스 분사 부재(143b)를 포함하여 구성된다.
복수의 제 1 퍼지 가스 분사 부재(143a) 각각은 상기 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)과 상기 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b) 사이사이에 대응되도록 챔버 리드(130)에 형성된다. 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 부재(143a) 각각은 외부의 가스 공급 장치로부터 공급되는 상기 퍼지 가스(PG)를 하향 분사하여 소스 가스 분사 영역(SGIA)과 반응 가스 분사 영역(RGIA) 사이사이에 퍼지 가스 분사 영역(PGIA)을 형성한다. 즉, 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 부재(143a) 각각은 소스 가스 분사 영역(SGIA)과 반응 가스 분사 영역(RGIA) 사이사이에 퍼지 가스로 이루어진 에어 커튼을 형성함으로써 소스 가스 분사 영역(SGIA)과 반응 가스 분사 영역(RGIA)을 공간적으로 분리함과 아울러 기판 지지부(120) 상으로 분사되는 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)의 혼합을 방지한다. 이를 위해, 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 부재(143a) 각각은 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀(H1) 및 복수의 제 1 퍼지 가스 공급 관(144)을 포함하여 이루어진다.
복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀(H1) 각각은 챔버 리드(130)를 관통하도록 형성되며, 인접한 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)과 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b) 사이에 일정한 간격을 가지도록 배열된다. 이때, 상기 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀(H1) 각각의 직경 및/또는 간격은 챔버 리드(130)의 중심부로부터 외곽부로 갈수록 점점 증가하도록 형성될 수 있다. 이러한 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀(H1) 각각은 복수의 제 1 퍼지 가스 공급 관(144) 각각을 통해 가스 공급 장치로부터 공급되는 상기 퍼지 가스(PG)를 하향 분사함으로써 기판 지지부(120) 상에 복수의 퍼지 가스 분사 영역(PGIA)을 형성한다.
상기 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀(H1) 각각의 하면은 기판(W) 또는 기판 지지부(120)와 상대적으로 가깝게 위치된다. 예를 들어, 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀(H1) 각각과 기판(W) 간의 제 2 거리(d2)는 전술한 상기 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b) 또는 상기 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b)과 기판(W) 간의 제 1 거리(d1)보다 상대적으로 가깝게 설정된다. 이에 따라, 상기 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀(H1) 각각으로부터 분사되는 퍼지 가스(PG)는 기판 지지부(120) 상에 퍼지 가스 분사 영역(PGIA)을 형성함으로써 소스 가스 분사 영역(SGIA)과 반응 가스 분사 영역(PGIA)을 공간적으로 분리하고, 기판(W)에 증착되지 않은 소스 가스(SG) 및/또는 소스 가스(SG)와 반응하지 않고 잔존하는 반응 가스(RG)를 퍼지(Purge)한다.
복수의 제 1 퍼지 가스 공급 관(144) 각각은 퍼지 가스(PG)를 공급하는 가스 공급 장치에 연결됨과 아울러 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀(H1) 각각에 연결된다.
한편, 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 부재(143a) 각각은 상기 복수의 제 1 퍼지 가스 공급 관(144) 대신에 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀(H1) 각각을 덮도록 챔버 리드(130)에 설치된 제 1 퍼지 가스 공급 모듈(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제 1 퍼지 가스 공급 모듈은 가스 공급 장치로부터 퍼지 가스(PG)를 공급받아 내부적으로 확산시켜 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀(H1) 각각에 공급할 수 있다. 이 경우, 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 부재(143a)는 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀(H1) 대신에 상기 제 1 퍼지 가스 공급 모듈에 덮이도록 형성된 적어도 하나의 슬릿(Slit)을 포함하여 구성될 수 있다.
제 2 퍼지 가스 분사 부재(143b)는 챔버 리드(130)의 가장자리 부분에 형성되어 가스 공급 장치로부터 공급되는 퍼지 가스(PG)를 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면 사이의 공간에 하향 분사함으로써 기판 지지부(120)의 외곽부에서 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)가 서로 반응하여 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면 각각에 원하지 않는 박막이 증착되는 것을 방지한다. 이를 위해, 제 2 퍼지 가스 분사 부재(143b)는 복수의 제 2 퍼지 가스 분사 홀(H2) 및 복수의 제 2 퍼지 가스 공급 관(145)을 포함하여 이루어진다.
복수의 제 2 퍼지 가스 분사 홀(H2) 각각은 챔버 리드(130)를 관통하도록 형성되며, 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면 사이의 공간에 중첩되도록 챔버 리드(130)의 가장자리 부분을 따라 일정한 간격을 가지도록 배열된다. 이러한 복수의 제 2 퍼지 가스 분사 홀(H2) 각각은 복수의 제 2 퍼지 가스 공급 관(145) 각각을 통해 가스 공급 장치로부터 공급되는 퍼지 가스(PG)를 기판 지지부(120)의 외곽부에 하향 분사한다.
상기 복수의 제 2 퍼지 가스 분사 홀(H2) 각각의 하면 역시 전술한 상기 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀(H1)과 동일하게 기판(W) 또는 기판 지지부(120)와 상대적으로 가깝게 위치하게 된다. 이에 따라, 상기 복수의 제 2 퍼지 가스 분사 홀(H2) 각각으로부터 분사되는 퍼지 가스(PG)는 기판 지지부(120)의 외곽부에 퍼지 가스 분사 영역(PGIA)을 형성함으로써 상기 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)과 상기 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b)에서 분사되는 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)가 공정 챔버(110)의 내벽 쪽으로 진행하는 것을 차단한다. 상기 기판 지지부(120)의 외곽부에 있는 소스 가스(SG), 반응 가스(RG) 및 퍼지 가스(PG)는 공정 챔버(110)의 바닥면 가장자리 부분에 마련된 배기구를 외부로 펌핑될 수 있다.
복수의 제 2 퍼지 가스 공급 관(145) 각각은 퍼지 가스(PG)를 공급하는 가스 공급 장치에 연결됨과 아울러 복수의 제 2 퍼지 가스 분사 홀(H2) 각각에 연결된다.
한편, 제 2 퍼지 가스 분사 부재(143b)는 상기 복수의 제 2 퍼지 가스 공급 관(145) 대신에 복수의 제 2 퍼지 가스 분사 홀(H2) 각각을 덮도록 챔버 리드(130)에 설치된 제 2 퍼지 가스 공급 모듈(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제 2 퍼지 가스 공급 모듈은 원형 띠 형태로 형성되어 가스 공급 장치로부터 퍼지 가스(PG)를 공급받아 내부적으로 확산시켜 복수의 제 2 퍼지 가스 분사 홀(H2) 각각에 공급할 수 있다. 이 경우, 제 2 퍼지 가스 분사 부재(143b)는 복수의 제 2 퍼지 가스 분사 홀(H2) 대신에 상기 제 2 퍼지 가스 공급 모듈에 덮이도록 일정한 간격으로 형성된 복수의 슬릿(Slit)을 포함하여 구성될 수 있다.
가스 펌핑부(150)는 상기 소스 가스 분사 영역(SGIA)과 상기 반응 가스 분사 영역(RGIA) 각각의 양측에 중첩되도록 챔버 리드(130)에 설치되어 가스 분사 영역(SGIA, RGIA) 각각의 주변에 있는 가스를 공정 챔버(110)의 외부로 펌핑한다. 또한, 가스 펌핑부(150)는 챔버 리드(130)의 중앙부에 설치되어 상기 기판 지지부(120)의 중앙부 상에 있는 가스를 공정 챔버(110)의 외부로 펌핑한다. 이를 위해, 가스 펌핑부(150)는 제 1 가스 펌핑 부재(152) 및 제 2 가스 펌핑 부재(154)를 포함하여 구성된다.
제 1 가스 펌핑 부재(152)는 챔버 리드(130)의 중앙부에 설치되어 상기 기판 지지부(120)의 중앙부에 정의되는 중앙 펌핑 영역(CPA)에 있는 가스를 외부로 펌핑한다. 이를 위해, 제 1 가스 펌핑 부재(152)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 펌핑 홀(152a), 및 제 1 펌핑 관(152b)을 포함하여 구성된다.
제 1 펌핑 홀(152a)은 챔버 리드(130)의 중앙부를 관통하도록 형성되어 기판 지지부(120)의 중앙부에 연통된다.
제 1 펌핑 관(152b)은 상기 제 1 펌핑 홀(152a)에 연통되도록 챔버 리드(130)의 중앙부에 결합됨과 아울러 가스 배기 장치(미도시)에 연결된다. 이러한 제 1 펌핑 관(152b)은 가스 배기 장치의 구동에 따라 제 1 펌핑 홀(152a)을 통해 상기 중앙 펌핑 영역(CPA)에 있는 가스를 흡입하여 외부로 배기시킨다.
제 2 가스 펌핑 부재(154)는 전술한 가스 분사부(140)의 상기 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)과 상기 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b) 각각의 양측에 인접하도록 챔버 리드(130)에 설치된다. 이러한 제 2 가스 펌핑 부재(154)는 소스 가스 분사 영역(SGIA)의 양측으로 정의되는 소스 가스 펌핑 영역(SGPA)에 있는 소스 가스(SG) 또는 미반응 소스 가스와 반응 가스 분사 영역(RGIA)의 양측으로 정의되는 반응 가스 펌핑 영역(RGPA)에 있는 반응 가스(RG) 또는 미반응 반응 가스를 분리하여 외부로 펌핑한다. 즉, 제 2 가스 펌핑 부재(154)는 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG) 각각을 분리하여 펌핑함으로써 펌핑시 소스 가스와 반응 가스 각각의 혼합에 의한 파우더(Powder) 형성을 방지함으로써 가스 배기 장치, 즉 펌프의 정비(Overhaul) 주기를 연장시킨다. 이를 위해, 제 2 가스 펌핑 부재(154)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 제 2 펌핑 홀(154a), 및 복수의 제 2 펌핑 관(154b)을 포함하여 구성된다.
복수의 제 2 펌핑 홀(154a)은 상기 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)과 상기 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b) 각각의 양측 또는 제 1 퍼지 가스 분사 부재(143a)의 양측에 인접한 챔버 리드(130)를 관통하도록 일정한 간격으로 형성된다. 이때, 상기 복수의 제 2 펌핑 홀(154a) 각각의 직경 및/또는 간격은 챔버 리드(130)의 중심부로부터 외곽부로 갈수록 점점 증가하도록 형성될 수 있다.
상기 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)의 양측에 형성된 복수의 제 2 펌핑 홀(154a)은 상기 소스 가스 펌핑 영역(SGPA)에 있는 소스 가스를 펌핑하고, 상기 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b)의 양측에 형성된 복수의 제 2 펌핑 홀(154a)은 상기 반응 가스 펌핑 영역(RGPA)에 있는 반응 가스를 펌핑한다. 한편, 퍼지 가스 분사 모듈(143)에 의해 퍼지 가스 분사 영역(PGIA)에 분사되는 퍼지 가스는 복수의 제 2 펌핑 홀(154a)에 의해 소스 가스 또는 반응 가스와 함께 공정 챔버(110)의 외부로 펌핑될 수 있다.
상기 복수의 제 2 펌핑 홀(154a)의 하면은 기판(W) 또는 기판 지지부(120)로부터 상기 제 1 거리(d1)만큼 이격된다. 이에 따라, 상기 복수의 제 2 펌핑 홀(154a)의 하면과 전술한 퍼지 가스 분사 모듈(143)의 제 1 및 제 2 퍼지 가스 분사 홀(H1, H2) 각각 사이에 계단 형태의 단턱부가 마련된다. 상기 단턱부는 기판(W)에 분사된 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)가 퍼지 가스 분사 영역(PGIA)으로 진행하는 것을 방해함으로써 기판(W)에 분사된 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)가 상기 복수의 제 2 펌핑 홀(154a)에 원활하게 흡입될 수 있도록 한다. 이렇게 상기 복수의 제 2 펌핑 홀(154a)의 하면과 제 1 및 제 2 퍼지 가스 분사 홀(H1, H2)의 하면이 단차지게 형성되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 복수의 제 2 펌핑 홀(154a)의 하면과 제 1 및 제 2 퍼지 가스 분사 홀(H1, H2)의 하면은 동일 선상에 위치하도록 형성될 수도 있다.
복수의 제 2 펌핑 관(154b) 각각은 상기 복수의 제 2 펌핑 홀(154a) 각각에 연통되도록 챔버 리드(130)에 결합됨과 아울러 상기 가스 배기 장치에 연결된다. 이러한 복수의 제 2 펌핑 관(154b) 각각은 가스 배기 장치의 구동에 따라 복수의 제 2 펌핑 홀(154a)을 통해 상기 소스 가스 펌핑 영역(SGPA)에 있는 소스 가스를 흡입하여 외부로 배기시킴과 아울러 상기 반응 가스 펌핑 영역(RGPA)에 있는 반응 가스를 흡입하여 외부로 배기시킨다.
한편, 제 2 가스 펌핑 부재(154)는 상기 복수의 제 2 펌핑 관(154b) 대신에 복수의 제 2 펌핑 홀(154a) 각각을 덮도록 챔버 리드(130)에 설치된 가스 펌핑 모듈(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 가스 펌핑 모듈은 하나의 가스 펌핑 관을 통해 가스 배기 장치에 연결되고, 가스 배기 장치의 구동에 따라 복수의 제 2 펌핑 홀(154a)을 통해 가스 펌핑 영역에 있는 가스를 내부 흡입 공간으로 흡입하고, 상기 하나의 가스 펌핑 관을 통해 내부 흡입 공간에 흡입된 가스를 가스 배기 장치로 배기할 수 있다. 이 경우, 제 2 가스 펌핑 부재(154)는 복수의 제 2 펌핑 홀(154a) 대신에 상기 가스 펌핑 모듈에 덮이도록 형성된 적어도 하나의 펌핑 슬릿(Slit)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 2 및 도 6을 참조하여 전술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 복수의 기판(W)을 기판 지지부(120)에 일정한 간격으로 로딩시켜 안착시킨다.
그런 다음, 가스 분사부(140)를 통해 활성화된 소스 가스와 활성화된 반응 가스 및 퍼지 가스 각각을 기판 지지부(120) 상에 국부적으로 하향 분사한다. 즉, 한 쌍의 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)에 플라즈마 전원과 소스 가스(SG)를 공급하여 활성화된 소스 가스를 기판 지지부(120) 상에 하향 분사한다. 또한, 한 쌍의 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b)에 플라즈마 전원과 반응 가스(RG)를 공급하여 활성화된 반응 가스를 기판 지지부(120) 상에 하향 분사한다. 또한, 퍼지 가스 분사 모듈(143)에 퍼지 가스(PG)를 공급하여 기판 지지부(120) 상에 하향 분사한다. 여기서, 상기 소스 가스와 상기 반응 가스 각각은 박막 증착 공정에 따른 설정된 공정 순서에 따라 동시에 분사되거나 순차적으로 분사될 수 있다.
이에 따라, 기판 지지부(120) 상에는 상기 소스 가스가 분사되는 복수의 소스 가스 분사 영역(SGIA)과 상기 반응 가스가 분사되는 복수의 반응 가스 분사 영역(RGIA), 및 상기 퍼지 가스가 분사되는 퍼지 가스 분사 영역(PGIA)이 형성된다.
이어서, 가스 펌핑부(150)의 구동을 통해 중앙 펌핑 영역(CPA), 소스 가스 펌핑 영역(SGPA), 및 반응 가스 펌핑 영역(RGPA) 각각에 있는 가스를 개별적으로 분리하여 펌핑한다. 이에 따라, 복수의 소스 가스 분사 영역(SGIA)에 분사되는 활성화된 소스 가스와 복수의 반응 가스 분사 영역(RGIA)에 분사되는 활성화된 반응 가스는 퍼지 가스 분사 영역(PGIA)에 의해 공간적으로 분리됨과 아울러 가스 펌핑부(150)에 의해 개별적으로 분리되어 외부로 펌핑됨으로써 기판 지지부(120) 상으로 분사되는 동안 서로 혼합되지 않는다.
그런 다음, 복수의 기판(W)이 로딩되어 안착된 기판 지지부(120)를 소정 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전시킨다. 이에 따라, 기판(W)은 소스 가스 분사 영역(SGIA), 퍼지 가스 분사 영역(PGIA), 반응 가스 분사 영역(RGIA) 및 퍼지 가스 분사 영역(PGIA)을 순차적으로 통과하여 활성화된 소스 가스와 퍼지 가스와 활성화된 반응 가스 및 퍼지 가스에 노출되고, 이에 따라, 기판(W) 상에는 활성화된 소스 가스와 활성화된 반응 가스의 상호 반응에 의해 소정의 박막 물질이 증착되게 된다.
이상과 같은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 가스 분사 모듈의 내부에 마련된 가스 분사 공간에 고밀도 플라즈마를 형성해 소스 가스와 반응 가스를 활성화시켜 기판(W) 상에 분사함으로써 기판(W)이 플라즈마에 노출되지 않아 플라즈마에 의해 기판의 손상을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명은 플라즈마 방전 공간이, 종래와 같이 플라즈마 전극과 기판 사이의 영역에 형성되는 것이 아니라, 서로 마주하는 플라즈마 전극과 접지 전극 사이에서 형성된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 플라즈마 방전 공간이 상기 기판 지지부(120)에 의해 지지되는 기판(W) 형성 영역과 오버랩되지 않기 때문에, 플라즈마 방전에 의해서 기판(W)이 손상되고 기판(W) 상에 증착되는 막질이 떨어지는 문제가 해소될 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 기판 지지부(120) 상에 분사되는 소스 가스와 반응 가스 각각을 퍼지 가스의 분사를 통해 공간적으로 분리하고, 기판을 회전시켜 공간적으로 분리된 소스 가스와 반응 가스에 순차적으로 노출시키는 ALD(Atomic Layer Deposition) 공정을 통해 기판에 박막을 형성함으로써 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시키고 생산성을 향상시킬 수 있으며, 퍼지 가스에 의해 소스 가스와 반응 가스가 공간적으로 분리됨으로써 기판(W)을 포함한 기판 지지부(120)의 상면을 제외한 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면에 원하지 않는 박막이 증착되는 것을 방지하여 공정 챔버(110)의 인-시튜(In-Situ) 세정 및 습식 세정의 주기를 연장시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 8은 도 2에 도시된 기판 지지부 상에 정의되는 가스 분사 영역과 가스 펌핑 영역을 나타내는 평면도로서, 이는 가스 펌핑부(150)의 설치 구조가 변경되는 것을 제외하고, 전술한 도 2 내지 도 6에 도시된 제 1 실시 예의 기판 처리 장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
가스 펌핑부(150)는 상기 소스 가스 분사 영역(SGIA)과 상기 반응 가스 분사 영역(RGIA) 각각을 감싸도록 챔버 리드(130)에 설치되어 가스 분사 영역(SGIA, RGIA) 각각을 감싸는 영역에 있는 가스를 공정 챔버(110)의 외부로 펌핑한다. 또한, 가스 펌핑부(150)는 챔버 리드(130)의 중앙부에 설치되어 상기 기판 지지부(120)의 중앙부 상에 있는 가스를 공정 챔버(110)의 외부로 펌핑한다. 이를 위해, 가스 펌핑부(150)는 제 1 가스 펌핑 부재(152) 및 제 2 가스 펌핑 부재(154)를 포함하여 구성된다.
제 1 가스 펌핑 부재(152)는 챔버 리드(130)의 중앙부에 설치되어 상기 기판 지지부(120)의 중앙부에 정의되는 중앙 펌핑 영역(CPA)에 있는 가스를 외부로 펌핑한다. 이를 위해, 제 1 가스 펌핑 부재(152)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 펌핑 홀(152a), 및 제 1 펌핑 관(152b)을 포함하여 구성되는 것으로, 이들에 대한 설명은 전술한 도 4에 대한 설명으로 대신하기로 한다.
제 2 가스 펌핑 부재(154)는 전술한 가스 분사부(140)의 상기 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)과 상기 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b) 각각을 감싸도록 챔버 리드(130)에 설치된다. 이러한 제 2 가스 펌핑 부재(154)는 소스 가스 분사 영역(SGIA)을 감싸도록 정의되는 소스 가스 펌핑 영역(SGPA)에 있는 소스 가스(SG) 또는 미반응 소스 가스와 반응 가스 분사 영역(RGIA)을 감싸도록 정의되는 반응 가스 펌핑 영역(RGPA)에 있는 반응 가스(RG) 또는 미반응 반응 가스를 외부로 펌핑한다. 이를 위해, 제 2 가스 펌핑 부재(154)는 복수의 제 2 펌핑 홀(154a), 및 복수의 제 2 펌핑 관(미도시)을 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 제 2 가스 펌핑 부재(154)는 복수의 제 2 펌핑 홀(154a)이 상기 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)과 상기 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b) 각각을 감싸도록 형성되는 것을 제외하고는 전술한 제 1 실시 예의 기판 처리 장치와 동일하다. 이에 따라, 제 2 가스 펌핑 부재(154)는 상기 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)을 감싸도록 정의된 소스 가스 펌핑 영역(SGPA)에 있는 소스 가스를 외부로 펌핑하고 이와 별도로 상기 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b)을 감싸도록 정의된 반응 가스 펌핑 영역(RGPA)에 있는 반응 가스를 외부로 펌핑한다.
한편, 제 2 가스 펌핑 부재(154)는 상기 복수의 제 2 펌핑 관 대신에 복수의 제 2 펌핑 홀(154a) 각각을 덮도록 챔버 리드(130)에 설치된 가스 펌핑 모듈(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 가스 펌핑 모듈은 하나의 가스 펌핑 관을 통해 가스 배기 장치에 연결되고, 가스 배기 장치의 구동에 따라 복수의 제 2 펌핑 홀(154a)을 통해 가스 펌핑 영역에 있는 가스를 내부 흡입 공간으로 흡입하고, 상기 하나의 가스 펌핑 관을 통해 내부 흡입 공간에 흡입된 가스를 가스 배기 장치로 배기할 수 있다. 이 경우, 제 2 가스 펌핑 부재(154)는 복수의 제 2 펌핑 홀(154a) 대신에 상기 가스 펌핑 모듈에 덮이도록 형성된 적어도 하나의 펌핑 슬릿(Slit)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 10은 도 9에 도시된 한 쌍의 소스 가스 분사 모듈을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버(110), 기판 지지부(120), 챔버 리드(130), 가스 분사부(140), 및 가스 펌핑부(150)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 가스 분사부(140)를 제외한 나머지 구성들은 전술한 제 1 또는 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치와 동일하므로 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
상기 가스 분사부(140)는 외부의 가스 공급 장치로부터 공급되는 소스 가스를 활성화시키지 않고 그대로 기판 지지부(120) 상에 분사하는 것을 제외하고는 전술한 실시 예와 동일하다. 이에 따라, 이하에서는 소스 가스를 분사하는 한 쌍의 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)에 대해서만 설명하기로 하고, 나머지 가스 분사부(140)의 구성들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다.
한 쌍의 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b) 각각은, 도 10에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(181), 소스 가스 공급 홀(185), 및 뷰 포트(View Port)(189)를 포함하여 구성된다.
접지 프레임(181)은 소스 가스 분사 공간(S1)을 가지도록 형성되어 챔버 리드(130)에 마련된 제 1 모듈 설치 홀(131a, 131b)에 삽입 설치된다. 즉, 접지 프레임(181)은 챔버 리드(130)의 상면에 결합되는 상면 플레이트와 상면 플레이트의 하면 가장자리 부분으로부터 하부 쪽으로 돌출되어 소정 면적의 소스 가스 분사 공간(S1)을 마련하는 접지 측벽으로 이루어진다.
소스 가스 공급 홀(185)은 접지 프레임(181)의 상면 플레이트를 관통하도록 형성되어 소스 가스 분사 공간(S1)에 연통된다. 이러한 소스 가스 공급 홀(185)은 소스 가스 공급 관(188)을 통해 가스 공급 장치로부터 소스 가스(SG)를 공급받아 소스 가스 분사 공간(S1)에 분사한다. 이에 따라, 소스 가스 분사 공간(S1)에 분사되는 소스 가스는 전술한 소스 가스 분사 영역에 하향 분사된다.
뷰 포트(189)는 공정 챔버(110)의 내부를 모니터링할 수 있도록 접지 프레임(181)의 상면 플레이트에 형성된다. 즉, 뷰 포트(189)는 투명 창으로써, 작업자가 외부에서 공정 챔버(110)의 내부를 관찰하여 공정 상태 등을 모니터링할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b) 각각의 뷰 포트(189) 외부에 설치된 챔버 모니터링 수단(미도시)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 챔버 모니터링 수단은 상기 뷰 포트(189)를 통해 기판 상에 증착되는 박막을 촬상하는 촬상 부재를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 작업자는 상기 챔버 모니터링 수단에 의해 촬상된 박막의 이미지를 통해 공정 상태 등을 모니터링하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 기판(W) 상에 실리콘 물질의 박막을 사용하는데 적용될 수 있다. 즉, 실리콘 물질을 함유하는 소스 가스는 활성화되지 않은 상태에서도 반응 가스와 원활하게 반응하기 때문이다. 한편, 비활성화 상태의 소스 가스를 이용해 박막을 증착하는 경우에, 전술한 실시 예들에서와 같이, 플라즈마를 이용하여 소스 가스를 활성화시켜 기판에 분사하면 공정 온도를 낮출 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 12는 도 11에 도시된 기판 지지부 상에 정의되는 가스 분사 영역과 가스 펌핑 영역을 나타내는 평면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버(110), 기판 지지부(120), 챔버 리드(130), 가스 분사부(140), 및 가스 펌핑부(150)를 포함하여 구성된다.
상기 공정 챔버(110)와 기판 지지부(120) 및 챔버 리드(130) 각각은 전술한 도 2 내지 도 6에 도시된 제 1 실시 예의 기판 처리 장치와 동일하므로, 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
가스 분사부(140)는 챔버 리드(130)에 삽입 설치되어 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG) 및 퍼지 가스(PG) 각각을 기판 지지부(120) 상의 공간적으로 분리된 각기 다른 가스 분사 영역(SGIA, RGIA, PGIA)에 분사하되, 퍼지 가스(PG)의 분사를 통해 소스 가스 분사 영역(SGIA)과 반응 가스 분사 영역(RGIA)을 공간적으로 분리한다. 또한, 가스 분사부(140)는 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면 사이의 공간에 대응되는 기판 지지부(120)의 외곽부에 퍼지 가스(PG)를 더 분사함으로써 기판 지지부(120)의 외곽부에서 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)가 서로 반응하여 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면 각각에 원하지 않는 박막이 증착되는 것을 방지한다. 이를 위해, 가스 분사부(140)는 하나의 소스 가스 분사 모듈(141), 하나의 반응 가스 분사 모듈(142), 및 퍼지 가스 분사 모듈(143)을 포함하여 구성된다.
소스 가스 분사 모듈(141)은 챔버 리드(130)의 일측에 설치된다. 이때, 소스 가스 분사 모듈(141)은 챔버 리드(130)에 형성된 제 1 모듈 설치 홀(131)에 삽입되어 챔버 리드(130)에 결합된다. 이러한 소스 가스 분사 모듈(141)은 전술한 제 1 실시 예의 기판 처리 장치의 소스 가스 분사 모듈과 동일하게 가스 공급 장치로부터 공급되는 소스 가스를 활성화시켜 기판 지지부(120) 상에 정의된 하나의 소스 가스 분사 영역(SGIA)에 하향 분사한다.
일 실시 예에 따른 소스 가스 분사 모듈(141)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(181), 절연 부재(183), 소스 가스 공급 홀(185), 및 플라즈마 전극 부재(187)를 포함하여 구성되고, 이러한 구성들은 전술한 제 1 실시 예의 기판 처리 장치의 소스 가스 분사 모듈과 동일하므로 이에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다.
다른 실시 예에 따른 소스 가스 분사 모듈(141)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(181), 소스 가스 공급 홀(185), 및 뷰 포트(View Port)(189)를 포함하여 구성되고, 구성들은 전술한 제 3 실시 예의 기판 처리 장치의 소스 가스 분사 모듈(141)과 동일하므로 이에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다.
반응 가스 분사 모듈(142)은 챔버 리드(130)의 중심부를 기준으로 상기 소스 가스 분사 모듈(141)과 대칭되도록 챔버 리드(130)에 설치된다. 이때, 소스 가스 분사 모듈(141)은 챔버 리드(130)에 형성된 제 2 모듈 설치 홀(132)에 삽입되어 챔버 리드(130)에 결합된다. 이러한 반응 가스 분사 모듈(142)은 전술한 제 1 실시 예의 기판 처리 장치의 반응 가스 분사 모듈과 동일하게 가스 공급 장치로부터 공급되는 반응 가스를 활성화시켜 기판 지지부(120) 상에 정의된 하나의 반응 가스 분사 영역(RGIA)에 하향 분사한다. 이러한 반응 가스 분사 모듈(142)은 반응 가스 분사 공간을 가지는 접지 프레임, 절연 부재, 반응 가스 분사 공간에 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급 홀, 및 반응 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 반응 가스를 활성화시키기 위한 플라즈마 전극 부재를 포함하여 구성되는 것으로, 이러한 구성은 전술한 상기 소스 가스 분사 모듈(141)과 동일하므로 이들에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다.
퍼지 가스 분사 모듈(143)은 상기 소스 가스 분사 모듈(141)의 양측과 상기 반응 가스 분사 모듈(142)의 양측에 나란하도록 챔버 리드(130)에 형성됨과 아울러 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면 사이의 공간에 중첩되도록 챔버 리드(130)에 형성된다. 이러한 퍼지 가스 분사 모듈(143)은 상기 소스 가스 분사 모듈(141a, 141b)과 상기 반응 가스 분사 모듈(142a, 142b) 각각의 양측 영역에 퍼지 가스(PG)를 하향 분사함과 아울러 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면 사이의 공간에 퍼지 가스(PG)를 하향 분사함으로써 소스 가스 분사 영역(SGIA)과 반응 가스 분사 영역(RGIA)을 공간적으로 분리함과 아울러 기판 지지부(120)의 외곽부에서 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)가 서로 반응하여 공정 챔버(110)의 내벽과 기판 지지부(120)의 측면 각각에 원하지 않는 박막이 증착되는 것을 방지한다. 이를 위해, 퍼지 가스 분사 모듈(143)은 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 부재(143a), 및 제 2 퍼지 가스 분사 부재(143b)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 퍼지 가스 분사 모듈(143)은 하나의 소스 가스 분사 모듈(141) 양측 및 하나의 반응 가스 분사 모듈(142) 양측에만 설치되는 것을 제외하고는 전술한 제 1 실시 예의 기판 처리 장치와 동일하므로 이에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다.
가스 펌핑부(150)는 상기 기판 지지부(120)의 중앙부에 중첩되도록 챔버 리드(130)에 설치됨과 아울러 소스 가스 분사 모듈(141)과 반응 가스 분사 모듈(142) 각각의 양측에 인접하도록 챔버 리드(130)에 설치된다. 이러한 가스 펌핑부(150)는 상기 기판 지지부(120)의 중앙부와 가스 분사 영역(SGIA, RGIA) 각각의 주변에 대응되는 가스 펌핑 영역(CPA, SGPA, RGPA)에 있는 가스를 공정 챔버(110)의 외부로 펌핑하여 배기한다. 이를 위해, 가스 펌핑부(150)는 제 1 및 제 2 가스 펌핑 부재(152, 154)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 가스 펌핑부(150)는 하나의 소스 가스 분사 모듈(141) 양측 및 하나의 반응 가스 분사 모듈(142) 양측에만 설치되는 것을 제외하고는 전술한 제 1 실시 예의 기판 처리 장치와 동일하므로 이에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다.
한편, 상기 가스 펌핑부(150)에서 상기 제 2 가스 펌핑 부재(154)는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 소스 가스 분사 모듈(141)과 반응 가스 분사 모듈(142) 각각을 감싸도록 형성될 수도 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (23)

  1. 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 바닥면에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부;
    상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및
    상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 지지부 상의 소스 가스 분사 영역에 소스 가스를 분사하고 상기 소스 가스 분사 영역과 공간적으로 분리된 반응 가스 분사 영역에 반응 가스를 분사함과 아울러 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역 사이에 퍼지 가스를 분사하는 가스 분사부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 분사부는 상기 공정 챔버의 내벽과 상기 기판 지지부의 측면 사이의 공간에 상기 퍼지 가스를 더 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 분사부는,
    상기 챔버 리드에 설치되어 상기 소스 가스 분사 영역에 상기 소스 가스를 분사하는 적어도 하나의 소스 가스 분사 모듈;
    상기 챔버 리드에 설치되어 상기 반응 가스 분사 영역에 상기 반응 가스를 분사하는 적어도 하나의 반응 가스 분사 모듈; 및
    상기 챔버 리드에 설치되어 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역 사이의 퍼지 가스 분사 영역에 상기 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 가스 분사 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각은,
    가스 분사 공간을 마련하는 접지 측벽을 가지는 접지 프레임;
    상기 가스 분사 공간에 연통되도록 상기 접지 프레임에 형성되어 상기 가스 분사 공간에 가스를 공급하는 가스 공급 홀;
    상기 가스 분사 공간에 삽입되어 상기 접지 측벽과 나란하게 배치되고, 플라즈마 전원에 따라 상기 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 가스를 활성화시키기 위한 플라즈마 전극 부재; 및
    상기 플라즈마 전극 부재와 상기 접지 프레임을 전기적으로 절연시키는 절연 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 소스 가스 분사 모듈은,
    소스 가스 분사 공간을 마련하는 접지 측벽을 가지는 접지 프레임; 및
    상기 소스 가스 분사 공간에 연통되도록 상기 접지 프레임에 형성되어 상기 소스 가스 분사 공간에 소스 가스를 공급하는 가스 공급 홀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스 분사 모듈은 상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각의 양측에 인접하도록 상기 챔버 리드에 형성되어 상기 퍼지 가스 분사 영역에 상기 퍼지 가스를 분사하는 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 홀을 가지는 복수의 제 1 퍼지 가스 분사 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스 분사 모듈은 상기 챔버 리드의 가장자리 부분에 형성되어 상기 공정 챔버의 내벽과 상기 기판 지지부의 측면 사이의 공간에 상기 퍼지 가스를 분사하는 복수의 제 2 퍼지 가스 분사 홀을 가지는 제 2 퍼지 가스 분사 부재를 포함하여 더 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각의 하면과 상기 기판 지지부는 제 1 거리만큼 이격되고,
    상기 제 1 퍼지 가스 분사 홀의 하면과 상기 기판 지지부는 상기 제 1 거리보다 가까운 제 2 거리만큼 이격된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버 리드에 형성되어 상기 소스 가스 분사 영역 주변에 있는 소스 가스와 상기 반응 가스 분사 영역 주변에 있는 반응 가스 각각을 분리하여 상기 공정 챔버의 외부로 펌핑하는 가스 펌핑부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가스 펌핑부는 상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각의 양측에 인접하거나 상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각을 감싸도록 상기 챔버 리드에 형성된 복수의 펌핑 홀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 가스 펌핑부는 상기 기판 지지부의 중앙부 상에 있는 가스를 상기 공정 챔버의 외부로 펌핑하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 바닥면에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부;
    상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드;
    상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 지지부 상의 서로 다른 영역에 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분할하여 분사하는 가스 분사부; 및
    상기 챔버 리드에 형성되어 상기 소스 가스가 분사되는 소스 가스 분사 영역 주변에 있는 소스 가스와 상기 반응 가스가 분사되는 반응 가스 분사 영역 주변에 있는 반응 가스 각각을 분리하여 상기 공정 챔버의 외부로 펌핑하는 가스 펌핑부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스 분사부는,
    상기 챔버 리드에 설치되어 상기 소스 가스를 상기 소스 가스 분사 영역에 분사하는 적어도 하나의 소스 가스 분사 모듈; 및
    상기 챔버 리드에 설치되어 상기 반응 가스를 상기 반응 가스 분사 영역에 분사하는 적어도 하나의 반응 가스 분사 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스 펌핑부는 상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각의 양측에 인접하거나 상기 소스 가스 분사 모듈과 상기 반응 가스 분사 모듈 각각을 감싸도록 상기 챔버 리드에 형성된 복수의 펌핑 홀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 12 항, 및 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 분사부는 상기 소스 가스 및 반응 가스 중 적어도 한 종류의 가스를 활성화시켜 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  16. 공정 챔버의 내부에 설치된 기판 지지부에 적어도 하나의 기판을 안착시키는 단계;
    상기 기판 지지부 상의 소스 가스 분사 영역에 소스 가스를 분사하고 상기 소스 가스 분사 영역과 공간적으로 분리된 반응 가스 분사 영역에 반응 가스를 분사함과 아울러 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역 사이에 퍼지 가스를 분사하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 기판이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 공정 챔버의 내벽과 상기 기판 지지부의 측면 사이의 공간에 상기 퍼지 가스를 분사하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스는 상기 소스 가스 또는 상기 반응 가스보다 상대적으로 가까운 거리에서 상기 기판 지지부 상에 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소스 가스 분사 영역 주변에 있는 소스 가스와 상기 반응 가스 분사 영역 주변에 있는 반응 가스 각각을 분리하여 상기 공정 챔버의 외부로 펌핑하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 기판 지지부의 중앙부 상에 있는 가스를 상기 공정 챔버의 외부로 펌핑하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  21. 공정 챔버의 내부에 설치된 기판 지지부에 적어도 하나의 기판을 안착시키는 단계;
    상기 기판 지지부 상에 각기 다른 영역에 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분할하여 분사하는 단계;
    상기 소스 가스가 분사되는 소스 가스 분사 영역 주변에 있는 소스 가스와 상기 반응 가스가 분사되는 반응 가스 분사 영역 주변에 있는 반응 가스 각각을 분리하여 상기 공정 챔버의 외부로 펌핑하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 기판이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  22. 제 16 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 소스 가스와 상기 반응 가스는 동시에 분사되거나 순차적으로 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  23. 제 16 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 소스 가스 및 반응 가스 중 적어도 한 종류의 가스는 활성화되어 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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