WO2013180452A1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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WO2013180452A1
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황철주
한정훈
김영훈
서승훈
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주성엔지니어링(주)
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    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/32051—Deposition of metallic or metal-silicide layers
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    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations

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 has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method which increase deposition uniformity of a thin film deposited on a substrate and facilitate film quality control of the thin film. .
  • another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of improving particles by minimizing a cumulative thickness deposited in a 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; And a gas injector installed in the chamber lid to locally face the substrate support to locally inject an activated source gas onto the substrate, wherein the gas injector forms a plasma by a plasma forming gas, and the plasma It is characterized in that for activating the source gas by spraying the source gas to a portion of the plasma region is formed.
  • the gas injector is spatially separated to form a first and second plasma forming space to which the plasma forming gas is supplied, and a source gas to be supplied between the first and second plasma forming spaces so as to be spatially separated to supply the source gas.
  • an injection space wherein the source gas is activated by a plasma formed to include a lower partial region of the source gas injection space.
  • the gas injector may include a plurality of gas injector modules installed in the chamber lid so as to locally face different regions of the substrate support to inject an activated source gas onto the substrate.
  • a housing electrically connected to the chamber lid and having a plurality of ground electrodes formed to spatially separate the first and second plasma formation spaces from the source gas injection space; And first and second plasma electrodes inserted into each of the first and second plasma formation spaces to be electrically insulated from the housing and supplied with plasma power.
  • the distance between the bottom surface of each of the first and second plasma electrodes and the substrate may be the same as or different from the distance between the bottom surface of the ground electrode and the substrate.
  • the gas injector may include a plurality of gas injector modules installed in the chamber lid so as to locally face different regions of the substrate support to inject an activated source gas onto the substrate.
  • Each of the plurality of gas injection modules may further include a reaction gas injection space formed to penetrate the inside of each of the first and second plasma electrodes to supply a reaction gas reacting with the source gas, and the reaction gas may react with the reaction gas. It is characterized by being activated by a plasma formed to include a lower partial region of the gas injection space is injected on the substrate.
  • 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 plasma formation space provided between the chamber lid so as to face the substrate support, and a source gas injection space spaced apart from the plasma formation space and a source gas injection space spaced apart from the plasma formation space. And a gas injector for locally injecting the activated source gas, wherein the gas injector injects the source gas into a portion of the plasma region formed to include a lower region of the source gas injection space through the source gas injection space. It is characterized by activating the source gas.
  • 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 gas injector installed in the chamber lid so as to locally face the substrate support and locally injecting an activated source gas onto the substrate, wherein the gas injector includes a plasma between the plasma electrode and the ground electrode disposed side by side. And forming a source gas by injecting a source gas into a plasma overlapping region where the plasma is formed.
  • a substrate processing method including: mounting at least one substrate on a substrate support installed in a process chamber; And locally injecting an activated source gas onto the substrate through a gas injector installed in a chamber lid covering the process chamber so as to face the substrate support locally.
  • the plasma is formed, and the source gas is activated by injecting the source gas into a portion of the plasma region where the plasma is formed.
  • the gas injector is spatially separated to form a first and second plasma forming space to which the plasma forming gas is supplied, and a source gas to be supplied between the first and second plasma forming spaces so as to be spatially separated to supply the source gas.
  • an injection space wherein the source gas is activated by a plasma formed to include a lower partial region of the source gas injection space.
  • the gas injection unit includes a plurality of ground electrodes formed to spatially separate the first and second plasma formation spaces from the source gas injection space, and first and second plasmas inserted into the first and second plasma formation spaces, respectively.
  • locally injecting an activated source gas onto the substrate comprises supplying a plasma forming gas to each of the first and second plasma forming spaces; Supplying plasma power to the first and second plasma electrodes to form a plasma including a lower partial region of the source gas injection space; And injecting the source gas into the plasma region formed in the lower region of the second gas supply space through the second gas supply space to activate the source gas.
  • the gas injector may include a plurality of ground electrodes formed to spatially separate the first and second plasma formation spaces, first and second plasma electrodes inserted into the first and second plasma formation spaces, and the first and second And a source gas injection space formed to penetrate a ground partition wall that spatially separates a second plasma formation space, wherein locally injecting an activated source gas onto the substrate is performed in each of the first and second plasma formation spaces.
  • Supplying a plasma forming gas to the gas Supplying plasma power to the first and second plasma electrodes to form a plasma including a lower partial region of the source gas injection space; And injecting the source gas into a plasma region formed in the lower region of the source gas injection space through the source gas injection space to activate the source gas.
  • the reaction gas reacts with the source gas in a plasma region formed to include a lower partial region of the reaction gas injection space through a reaction gas injection space formed to penetrate each of the first and second plasma electrodes. And spraying the reaction gas on the substrate by activating the reaction gas.
  • a substrate processing method including: mounting at least one substrate on a substrate support installed in a process chamber; And locally injecting an activated source gas onto the substrate through a gas injector installed in a chamber lid covering the process chamber so as to locally face the substrate support.
  • a gas injector installed in a chamber lid covering the process chamber so as to locally face the substrate support.
  • plasma is formed between the plasma electrode and the ground electrode arranged in parallel, and the source gas is activated by injecting the source gas into the plasma overlapping region where the plasma is formed.
  • the substrate processing apparatus and the substrate processing method according to the present invention is to form a plasma in a spatially separated plasma formation space, the source gas injection space provided to overlap the partial region of the plasma region where the plasma is formed It is possible to increase the uniformity of the deposition of the thin film deposited on the substrate by facilitating the source gas by activating the source gas by spraying the source gas to a portion of the plasma region through the through, to facilitate the control of the film quality Particles can be improved by minimizing the cumulative thickness deposited in the chamber.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a general substrate processing apparatus.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a rear perspective view illustrating the gas injection module illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a cross section of the II-II ′ line illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a view for explaining a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention described above.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2 and is a view for explaining a first modified embodiment of the gas injection module.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2 and illustrates a second modified embodiment of the gas injection module.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2 and is a view for explaining a third modified embodiment of the gas injection module.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a substrate processing apparatus may include a substrate support part 120 installed on a process chamber 110, a bottom surface of the process chamber 110, and supporting at least one substrate W; A chamber lid 130 covering the upper portion of the process chamber 110 and a gas injector 140 installed in the chamber lid so as to face the chamber lid 130 to inject an activated source gas onto the substrate. It is configured to include).
  • 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 120 is rotated in a predetermined direction (for example, a clockwise direction) according to the rotation of the rotation axis, so that the substrate W is moved in a predetermined order and is locally activated from the gas injector 140. Sequential exposure to gases. Accordingly, the substrate W is sequentially exposed to the activated source gas according to the rotation and the rotational speed of the substrate support 120, and thus the upper surface of the substrate W is subjected to an atomic layer deposition (ALD) process or CVD (Chemical). A single layer or multiple layers of thin films are deposited by a vapor deposition process.
  • ALD atomic layer deposition
  • CVD Chemical
  • 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 supports the gas injector 140, and the plurality of module installation units 130a, 130b, and 130c are installed to be inserted such that the gas injector 140 has a predetermined interval, for example, a radial shape. 130d).
  • the plurality of module installation units 130a, 130b, 130c, and 130d may be spaced in units of 90 degrees so as to be symmetrical in a diagonal direction with respect to the center point of the chamber lid 115.
  • the process chamber 110 and the chamber lid 130 may be formed in a circular structure as shown, but may also be formed in a polygonal structure such as a hexagon or an elliptical structure. In this case, in the case of a polygonal structure such as a hexagon, the process chamber 110 may have a structure in which a plurality of partitions are combined.
  • each of the plurality of module installation portion is provided to be symmetrical to each other in the diagonal direction with respect to the center point of the chamber lead 130.
  • the chamber lead 130 includes the first to fourth module installation units 130a, 130b, 130c, and 130d.
  • the gas injector 140 is installed in the chamber lid 130 so as to locally face the substrate supporter 120 to inject the activated source gas onto the substrate W. That is, the gas injection unit 140 forms a plasma by the plasma forming gas, and injects the source gas into a portion of the plasma region where the plasma is formed to activate the source gas. Accordingly, the source gas injected from the gas injector 140 is activated by the plasma formed in the partial region of the plasma region to be sprayed onto the substrate W to form a predetermined thin film on the upper surface of the substrate W.
  • the gas injection unit 140 is inserted into and installed in each of the first to fourth module mounting units 130a, 130b, 130c, and 130d of the chamber lid 130 so as to locally face different areas of the substrate support 120. It is configured to include the first to fourth gas injection module (140a, 140b, 140c, 140d).
  • FIG. 3 is a rear perspective view illustrating the gas injection module illustrated in FIG. 2, and
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a cross section of the II-II ′ line illustrated in FIG. 3.
  • each of the first to fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d includes the housing 141, the first and second plasma electrodes 143a and 143b, and the first and fourth gas injection modules 140a and 143b. And first and second insulating members 145a and 145b.
  • the housing 141 may include a ground plate 141a seated on an upper surface of the chamber lid 130, and first and spaced apart protrusions protruding toward the substrate support 120 to have a predetermined height from a lower surface of the ground plate 141a.
  • the plurality of ground electrodes 141b forming the second plasma formation spaces S1 and S2 and the source gas injection space S3 are formed.
  • the ground plate 141a is seated on the upper surface of the chamber lid 130 and electrically coupled to the upper surface of the chamber lid 130 by a plurality of fastening members (not shown), such as bolts or screws, to electrically connect the chamber lid 130. Grounded.
  • the plurality of ground electrodes 141b are spaced apart from each other by separating the spaces provided by the four ground sidewalls 141b1 and the four ground sidewalls 141b1 protruding from the bottom edge of the ground plate 141a. And first and second ground partition walls 141b2 and 141b3 for providing the second plasma formation spaces S1 and S2 and the source gas injection space S3.
  • the first plasma formation space S1 is provided between the ground sidewall 141b1 and the first ground partition 141b2, and the second plasma formation space S2 is the ground sidewall 141b1 and the second ground partition 141b3.
  • Each of the first and second plasma formation spaces S1 and S2 is formed in a polygonal shape to have a length greater than the length of the substrate W.
  • Each of the first and second plasma forming spaces S1 and S2 communicates with a plurality of first gas supply holes formed on an upper surface of the housing 141, that is, the ground plate 141a, and the plurality of first gas supply holes.
  • the plasma forming gas G1 is supplied from the first gas supply part (not shown) through a first gas supply pipe (not shown) connected to the first gas supply pipe (not shown).
  • the plasma forming gas G1 is made of an inert gas such as argon (Ar), nitrogen (N 2), or hydrogen (H 2), nitrogen (N 2), oxygen (O 2), nitrogen dioxide (N 2 O), and ozone (O 3). It may be made of a reactive gas, such as, may be made of a mixed gas of the inert gas and the reaction gas in some cases.
  • the source gas injection space S3 is provided between the first and second ground partitions 141b2 and 141b3 so as to be spatially separated from each of the first and second plasma formation spaces S1 and S2.
  • the source gas injection space S3 communicates with a plurality of second gas supply holes formed on an upper surface of the housing 141, that is, the ground plate 141a, and is connected to the second gas supply holes connected to the plurality of second gas supply holes.
  • the source gas G2 is supplied from the second gas supply unit (not shown) through (not shown).
  • the source gas G2 includes a thin film material to be deposited on the substrate W.
  • the source gas G2 may contain silicon (Si), titanium group elements (Ti, Zr, Hf, etc.), aluminum (Al), or the like.
  • Source gases containing silicon include silane (Silane; SiH4), disilane (Si2H6), trisilane (Si3H8), tetraethylorthosilicate (TEOS), dichlorosilane (DCS), hexachlorosilane (HCD), TriDMAS (Tri-dimethylaminosilane) and TSA (Trisilylamine).
  • Reactant gas such as hydrogen (H 2), nitrogen (N 2), oxygen (O 2), nitrogen dioxide (N 2 O), and ozone (O 3) may be mixed with the source gas G 2.
  • the source gas injection space S3 may include a plurality of source gas injection holes (not shown). It can be configured to include. That is, a shower head having a plurality of source gas injection holes may be installed on the bottom surface of the source gas injection space S3.
  • the first plasma electrode 143a is inserted into the first plasma formation space S1 so as to be electrically insulated from the housing 141, and is disposed in parallel with the first ground partition wall 141b2.
  • the distance d1 between the first plasma electrode 143a and the first ground partition wall 141b2 or the distance d1 between the first plasma electrode 143a and the ground sidewall 141b1 may be defined by the first plasma electrode ( It is formed narrower than the interval H1 between 143a and the substrate W.
  • FIG. since an electric field is not formed between the substrate W and the first plasma electrode 143a, damage to the substrate W due to the plasma formed by the electric field can be prevented.
  • the first plasma electrode 143a is electrically connected to the first plasma power supply 147a to supply the first plasma power from the first plasma power supply 147a.
  • an impedance matching circuit (not shown) may be connected to a first feeding member (not shown) that electrically connects the first plasma electrode 143a and the first plasma power supply 147a.
  • the impedance matching circuit matches the load impedance and the source impedance of the first plasma power source supplied from the first plasma power supply unit 147a to the first plasma electrode 143a.
  • the impedance matching circuit may be composed of at least two impedance elements (not shown) composed of at least one of a variable capacitor and a variable inductor.
  • the first plasma power source may be high frequency power or radio frequency (RF) power, for example, low frequency (LF) power, middle frequency (MF), high frequency (HF) power, or very high frequency (VHF) power.
  • RF radio frequency
  • the LF power has a frequency in the range of 3 kHz to 300 kHz
  • the MF power has a frequency in the range of 300 kHz to 3 MHz
  • the HF power has a frequency in the range of 3 MHz to 30 MHz
  • the VHF power has a frequency in the range of 30 MHz to It may have a frequency in the 300MHz range.
  • the first plasma electrode 143a forms the first plasma from the plasma forming gas G1 supplied to the first plasma forming space S1 according to the first plasma power source.
  • the first plasma region PA1 in which the first plasma is formed is grounded with the first plasma electrode 143a by an electric field applied between the first plasma electrode 143a and the ground electrode 141b according to the first plasma power source.
  • a region adjacent to the lower end of the electrode 141b and a lower partial space of the source gas injection space S3 are included. That is, when the distance d1 between the first plasma electrode 143a and the ground electrode 141b is less than or equal to a predetermined distance, plasma is not formed in the space between the first plasma electrode 143a and the ground electrode 141b.
  • the distance d1 between the first plasma electrode 143a and the ground electrode 141b is formed narrow, and the plasma forming gas G1 is injected between the first plasma electrode 143a and the ground electrode 141b, The plasma is formed in the region adjacent to the lower ends of the first plasma electrode 143a and the ground electrode 141b and in the lower partial space of the source gas injection space S3. Accordingly, the source gas G2 is sprayed in the source gas injection space S3 so that the source gas G2 is limitedly activated (or at least activated) by the plasma so that the activated source gas is deposited around the electrode. Is minimized. In addition, since a part of the source gas G2 is activated and sprayed onto the substrate, the deposition efficiency may be improved than the process of depositing without activating the source gas G2.
  • the second plasma electrode 143b is inserted into the second plasma formation space S2 so as to be electrically insulated from the housing 141, and is disposed parallel to the second ground partition wall 141b3.
  • the distance d1 between the second plasma electrode 143b and the second ground partition wall 141b3 or the distance d1 between the second plasma electrode 143b and the ground sidewall 141b1 may be determined by the second plasma electrode ( It is formed narrower than the interval H1 between 143b and the substrate W.
  • FIG. since an electric field is not formed between the substrate W and the second plasma electrode 143b, damage to the substrate W by the plasma formed by the electric field can be prevented.
  • the second plasma electrode 143b is electrically connected to the second plasma power supply 147b to supply a second plasma power supply from the second plasma power supply 147b.
  • the impedance matching circuit (not shown) as described above may be connected to a second power supply member (not shown) that electrically connects the second plasma electrode 143b and the second plasma power supply 147b. .
  • the second plasma power source may be the same or different high frequency power or radio frequency (RF) power as the first plasma power source.
  • RF radio frequency
  • the second plasma electrode 143b forms a second plasma from the plasma forming gas G1 supplied to the second plasma forming space S2 according to the second plasma power source.
  • the second plasma region PA2 in which the second plasma is formed is similar to the above-described first plasma by an electric field applied between the second plasma electrode 143b and the ground electrode 141b according to the second plasma power source.
  • a region adjacent to lower ends of the second plasma electrode 143b and the ground electrode 141b and a lower partial space of the source gas injection space S3 are included.
  • the source gas injection space S3 partially overlaps the first plasma region PA1 and / or the second plasma region PA2 or overlaps the plasma in which the first and second plasma regions PA1 and PA2 overlap each other. Overlap the area. Accordingly, the source gas G2 supplied to the source gas injection space S3 is injected into the first plasma region PA1 and / or the second plasma region PA2, or the plasma overlapping region so that the plasma region ( Activated (AG2) by the plasma of the PA1, PA2 is injected on the substrate (W).
  • the first insulating member 145a is inserted into the first insulating member insertion hole formed in the housing 141 to electrically insulate the first plasma electrode 143a from the housing 141.
  • An electrode insertion hole into which the first plasma electrode 143a is inserted is formed in the first insulating member 145a.
  • the second insulating member 145b is inserted into the second insulating member insertion hole formed in the housing 141 to electrically insulate the second plasma electrode 143b from the housing 141.
  • An electrode insertion hole into which the second plasma electrode 143b is inserted is formed in the second insulating member 145b.
  • FIG. 5 is a view for explaining a substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention described above.
  • FIG. 5 and FIG. 4 a substrate processing method using a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described as follows.
  • the plurality of substrates W are loaded on the substrate support part 120 at regular intervals and seated thereon.
  • the substrate support 120 on which the plurality of substrates W is loaded and seated is rotated in a predetermined direction (eg, clockwise direction).
  • a plasma power supply and a plasma forming gas G1 are supplied to each of the first to fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d to respectively supply the first to fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d.
  • Plasma is formed in each inside, and source gas is sprayed on a portion of the plasma to activate the source gas to locally spray the activated source gas AG2 onto the substrate support 120.
  • the plasma forming gas G1 is supplied to each of the first and second plasma forming spaces S1 and S2 of the first to fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d, respectively.
  • the plasma power is supplied to each of the first and second plasma electrodes 143a and 143b of each of the fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d to lower the first and second plasma forming spaces S1 and S2.
  • Plasma is formed in the region including the region and the lower region of the source gas injection space S3.
  • the plasma is formed in the lower region of the source gas injection space S3 by supplying the source gas G2 to the source gas injection space S3 of each of the first to fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d.
  • the source gas G2 is sprayed on. Accordingly, the source gas G2 is activated by the plasma while passing through the plasma formed in the lower region of the source gas injection space S3, and the activated source gas AG2 is supplied to the source gas injection space S3. It is injected on the substrate W by the flow velocity of the source gas G1.
  • each of the plurality of substrates W mounted on the substrate support 120 sequentially descends each of the first to fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d according to the rotation of the substrate support 120.
  • the thin film is deposited by the activated source gas AG2 on each of the plurality of substrates W by being exposed to the activated source gas AG2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2 and is a view for explaining a first modified embodiment of the gas injection module.
  • the gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d according to the first modified embodiment may include the housing 141, the first and second plasma electrodes 143a and 143b, and the first, respectively. And second insulating members 145a and 145b.
  • the housing 141 may include a ground plate 141a seated on an upper surface of the chamber lid 130, and first and spaced apart protrusions protruding toward the substrate support 120 to have a predetermined height from a lower surface of the ground plate 141a. It is formed to include a plurality of ground electrodes 141b forming the second plasma formation spaces S1 and S2.
  • the ground plate is seated on the upper surface of the chamber lid 130 and is electrically grounded through the chamber lid 130 by being coupled to the upper surface of the chamber lid 130 by a plurality of fastening members (not shown) such as bolts or screws.
  • the plurality of ground electrodes 141b are spaced apart from each other by separating the spaces provided by the four ground sidewalls 141b1 and the four ground sidewalls 141b1 protruding from the bottom edge of the ground plate 141a. And a ground partition wall 141b2 having second plasma formation spaces S1 and S2 and having a source gas injection space S3 therein.
  • the first plasma formation space S1 is provided between the ground sidewall 141b1 and one side of the ground partition wall 141b2, and the second plasma formation space S2 is formed of the ground sidewall 141b1 and the ground partition wall 141b3. It is provided between the other side.
  • Each of the first and second plasma forming spaces S1 and S2 communicates with a plurality of first gas supply holes formed on an upper surface of the housing 141, that is, the ground plate 141a, and the plurality of first gas supply holes.
  • the above-described plasma forming gas G1 is supplied from the first gas supply unit (not shown) through a first gas supply pipe (not shown) connected to the first gas supply pipe (not shown).
  • the source gas injection space S3 is provided inside the ground partition wall 141b2 to be spatially separated from each of the first and second plasma formation spaces S1 and S2.
  • the source gas injection space S3 communicates with a plurality of second gas supply holes formed on an upper surface of the housing 141, that is, the ground plate 141a, and is connected to the second gas supply holes connected to the plurality of second gas supply holes.
  • the source gas G2 described above is supplied from the second gas supply unit (not shown) through (not shown).
  • the source gas injection space S3 is shown to be opened in a slit shape, but the present invention is not limited thereto.
  • the bottom surface of the source gas injection space S3 may include a plurality of source gas injection holes (not shown). It can be configured to include.
  • Each of the first and second plasma electrodes 143a and 143b is inserted into and disposed in each of the first and second plasma forming spaces S1 and S2, which are the same as those of FIG. 4 described above, and thus description thereof will not be repeated. do.
  • the first plasma electrode 143a forms the first plasma from the plasma forming gas G1 supplied to the first plasma forming space S1 according to the first plasma power source. Accordingly, the first plasma region PA1 in which the first plasma is formed is connected to the first plasma electrode 143a by an electric field applied between the first plasma electrode 143a and the ground electrode 141b according to the first plasma power source.
  • the lower portion of the ground partition wall 141b2, that is, the lower portion of the source gas injection space S3, as well as a region adjacent to the lower end region of each of the ground electrodes 141b is included.
  • the second plasma electrode 143b also forms a second plasma from the plasma forming gas G1 supplied to the second plasma forming space S2 according to the second plasma power source. Accordingly, the second plasma region PA2 in which the second plasma is formed is connected to the second plasma electrode 143b by an electric field applied between the second plasma electrode 143b and the ground electrode 141b according to the second plasma power source.
  • the lower portion of the ground partition wall 141b2, that is, the lower portion of the source gas injection space S3, as well as a region adjacent to the lower end region of each of the ground electrodes 141b is included.
  • the source gas injection space S3 partially overlaps the first plasma region PA1 and / or the second plasma region PA2 or overlaps the plasma in which the first and second plasma regions PA1 and PA2 overlap each other. Overlap the area. Accordingly, the source gas G2 supplied to the source gas injection space S3 is injected into the first plasma region PA1 and / or the second plasma region PA2, or the plasma overlapping region, thereby It is activated (AG2) by the plasma and is sprayed on the substrate (W).
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2 and illustrates a second modified embodiment of the gas injection module.
  • each of the gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d according to the second modified embodiment may include the housing 141, the first and second plasma electrodes 143a, 143b, and the first. And second insulating members 145a and 145b.
  • Each of the gas injection modules according to the second modified embodiment having the above configuration is configured in the same manner as the gas injection module according to the first modified embodiment illustrated in FIG. 6, and each of the first and second plasma electrodes 143a and 143b is provided. It is characterized in that it is formed so as not to project to the lower portion of the ground electrode (141b), that is, the lower portion of the housing 141.
  • the distance H2 between the first plasma electrode 143a and the substrate W is formed farther than the distance H1 between the ground partition wall 141b2 and the substrate W in which the source gas injection space S3 is formed.
  • the distance H2 between the second plasma electrode 143b and the substrate W is also formed farther than the distance H1 between the ground partition wall 141b2 and the substrate W in which the source gas injection space S3 is formed.
  • the gap d2 between the first plasma electrode 143a and the ground electrode 141b is formed to be narrower than the gap H1 between the ground partition wall 141b2 and the substrate W where the source gas injection space S3 is formed.
  • the interval d2 between the first plasma electrode 143a and the ground electrode 141b is formed to be relatively narrower than the aforementioned interval d1 shown in FIG. 4.
  • the interval d2 between the second plasma electrode 143b and the ground electrode 141b is also formed to be relatively narrower than the aforementioned interval d1 shown in FIG. 4.
  • the plasma forming gas G1 is supplied to each of the first and second plasma forming spaces S1 and S2 of each of the gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d according to the second modified embodiment.
  • plasma power is applied to each of the first and second plasma electrodes 143a and 143b, plasma is formed between the lower portions of the plasma electrodes 143a and 143b and the lower portion of the ground electrode 141b.
  • each of the first and second plasma regions PA1 and PA2 in which the plasma is formed overlaps each other in the lower region of the ground partition wall 141b2 in which the source gas injection space S3 is formed by the electric field.
  • the source gas G2 injected from the source gas injection space S3 is injected into the overlapping regions of the first and second plasma regions PA1 and PA2 overlapping each other in the lower region of the ground partition wall 141b2. It is activated by the plasma of the overlapping region of the first and second plasma regions PA1 and PA2 and sprayed onto the substrate W.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2 and is a view for explaining a third modified embodiment of the gas injection module.
  • each of the gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d according to the third modified embodiment may include the housing 141, the first and second plasma electrodes 143a, 143b, and the first. And second insulating members 145a and 145b.
  • Each of the gas injection modules according to the second modified embodiment having the above configuration is configured in the same manner as the gas injection module according to the first modified embodiment illustrated in FIG. 6, and each of the first and second plasma electrodes 143a and 143b is provided.
  • the reaction gas injection space (S4) is further formed in the interior.
  • a reaction gas injection space S4 through which the above-described reaction gas G3 is supplied from the third gas supply unit (not shown) is formed in each of the first and second plasma electrodes 143a and 143b.
  • the reaction gas injection space S4 is illustrated as being slit-opened in FIG. 8, the present invention is not limited thereto, and a bottom surface of the reaction gas injection space S4 may include a plurality of source gas injection holes (not shown). It can be configured to include.
  • the plasma forming gas G1 is supplied to each of the first and second plasma forming spaces S1 and S2 of each of the gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d according to the third modified embodiment.
  • the lower and ground electrodes 141b of the first and second plasma formation spaces S1 and S2 and the plasma electrodes 143a and 143b may be formed.
  • Plasma is formed at the bottom.
  • each of the first and second plasma regions PA1 and PA2 in which the plasma is formed is formed with the lower region of the ground partition wall 141b2 in which the source gas injection space S3 is formed by the electric field and the reactive gas injection space S4.
  • a lower region of each of the first and second plasma electrodes 143a and 143b is included. Accordingly, the source gas G2 injected from the source gas injection space S3 is injected into the overlapping regions of the first and second plasma regions PA1 and PA2, thereby preventing the first and second plasma regions PA1 and PA2. It is activated (AG2) by the plasma of the overlap region and is sprayed on the substrate (W). In addition, the reaction gas G3 injected from the reaction gas injection space S4 is injected into each of the first and second plasma regions PA1 and PA2 formed under each of the plasma electrodes 143a and 143b, thereby allowing the first and second reaction gases G3 to be injected. It is activated AG3 by the plasma of each of the second plasma regions PA1 and PA2 and sprayed onto the substrate W.
  • each of the plasma electrodes 143a, 143b and the ground electrode 141b has the same spacing H1 as that of the substrate W.
  • FIG. 7 it is described as being formed to have, but not limited thereto, as in the gas injection module according to the second modified embodiment illustrated in FIG. 7, any one of the plasma electrodes 143a and 143b and the ground electrode 141b may be formed of a substrate ( Closer to W).
  • the source gas G2 is preferably injected in the gas injection spaces S3 and S4 formed inside the plasma electrodes 143a and 143b or the ground electrode 141b formed closer to the substrate W.
  • the source gas G2 is formed in the gas injection space S3 formed inside the ground electrode 141b. Is injected, and the reactive gas G3 may be injected in the gas injection space S4 formed in the plasma electrodes 143a and 143b.
  • the reaction gas G3 is formed in the gas injection space S3 formed inside the ground electrode 141b. The source gas G3 may be changed to be injected and injected in the gas injection space S4 formed in the plasma electrodes 143a and 143b.
  • a plasma is formed in each of the first and second plasma formation spaces S1 and S2 that are spatially separated, and the plasma region in which the plasma is formed.
  • the source gas G2 is injected into a portion of the plasma region through the source gas injection space S3 provided so as to overlap the partial region of the substrate, thereby activating the source gas G2 and spraying it onto the substrate W. It is possible to increase the deposition uniformity of the thin film deposited on, to facilitate the film quality control of the thin film, and to improve the particle by minimizing the accumulated thickness deposited in the process chamber.
  • the substrate processing apparatus and the substrate processing method according to an embodiment of the present invention forms a plasma in each of the first and second plasma formation spaces S1 and S2 that are spatially separated, and a part of the plasma region in which the plasma is formed.
  • the source gas G2 and the reactive gas G3 are respectively injected into a portion of the plasma region through the source gas injection space S3 and the reactive gas injection space S4 provided so as to overlap the region.

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Abstract

본 발명은 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 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 기판 지지부에 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 가스 분사부를 포함하며, 상기 가스 분사부는 플라즈마 형성 가스에 의해 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 영역의 일부 영역에 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 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 기판이 아닌 공정 챔버 내에 증착되는 소스 물질의 누적 두께가 빠르게 증가함으로써 공정 챔버의 세정 주기가 짧아지게 된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 공정 챔버 내에 증착되는 누적 두께를 최소화하여 파티클을 개선할 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 기판 지지부에 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 가스 분사부를 포함하며, 상기 가스 분사부는 플라즈마 형성 가스에 의해 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 영역의 일부 영역에 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 분사부는 공간적으로 분리되어 상기 플라즈마 형성 가스가 공급되는 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간, 및 공간적으로 분리되도록 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 사이에 형성되어 상기 소스 가스가 공급되는 소스 가스 분사 공간을 포함하고, 상기 소스 가스는 상기 소스 가스 분사 공간의 하부 일부 영역을 포함하도록 형성되는 플라즈마에 의해 활성화되는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 분사부는 상기 기판 지지부의 각기 다른 영역에 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 분사하는 복수의 가스 분사 모듈을 포함하고, 상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간과 상기 소스 가스 분사 공간을 공간적으로 분리하도록 형성된 복수의 접지 전극을 가지며 상기 챔버 리드에 전기적으로 접지된 하우징; 및 상기 하우징과 전기적으로 절연되도록 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 각각에 삽입되어 플라즈마 전원이 공급되는 제 1 및 제 2 플라즈마 전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 플라즈마 전극 각각의 하면과 상기 기판 간의 간격은 상기 접지 전극의 하면과 상기 기판 간의 간격과 동일하거나 다른 것을 특징으로 한다.
상기 가스 분사부는 상기 기판 지지부의 각기 다른 영역에 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 분사하는 복수의 가스 분사 모듈을 포함하고, 상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간을 공간적으로 분리하도록 형성된 접지 격벽과 복수의 접지 측벽을 포함하는 복수의 접지 전극을 가지며 상기 챔버 리드에 전기적으로 접지된 하우징; 및 상기 하우징과 전기적으로 절연되도록 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 각각에 삽입되어 플라즈마 전원이 공급되는 제 1 및 제 2 플라즈마 전극을 포함하며, 상기 소스 가스 분사 공간은 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간을 공간적으로 분리하는 상기 접지 격벽을 관통하도록 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 전극 각각의 내부를 관통하도록 형성되어 상기 소스 가스와 반응하는 반응 가스가 공급되는 반응 가스 분사 공간을 더 포함하고, 상기 반응 가스는 상기 반응 가스 분사 공간의 하부 일부 영역을 포함하도록 형성되는 플라즈마에 의해 활성화되어 기판 상에 분사되는 것을 특징으로 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 기판 지지부에 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되고, 플라즈마 전극과 접지 전극 사이에 마련된 플라즈마 형성 공간 및 상기 플라즈마 형성 공간과 공간적으로 분리된 소스 가스 분사 공간을 포함하도록 형성되어 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 가스 분사부를 포함하며, 상기 가스 분사부는 상기 소스 가스 분사 공간을 통해 상기 소스 가스 분사 공간의 하부 영역을 포함하도록 형성되는 플라즈마 영역의 일부 영역에 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 것을 특징으로 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 기판 지지부에 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 가스 분사부를 포함하며, 상기 가스 분사부는 나란하게 배치된 플라즈마 전극과 접지 전극 사이에 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 중첩 영역에 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 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; 및 상기 기판 지지부에 국부적으로 대향되도록 상기 공정 챔버를 덮는 챔버 리드에 설치된 가스 분사부를 통해 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 가스 분사부는 플라즈마 형성 가스에 의해 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 영역의 일부 영역에 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 분사부는 공간적으로 분리되어 상기 플라즈마 형성 가스가 공급되는 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간, 및 공간적으로 분리되도록 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 사이에 형성되어 상기 소스 가스가 공급되는 소스 가스 분사 공간을 포함하고, 상기 소스 가스는 상기 소스 가스 분사 공간의 하부 일부 영역을 포함하도록 형성되는 플라즈마에 의해 활성화되는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 분사부는 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간과 상기 소스 가스 분사 공간을 공간적으로 분리하도록 형성된 복수의 접지 전극, 및 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 각각에 삽입된 제 1 및 제 2 플라즈마 전극을 포함하고, 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 단계는 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 각각에 플라즈마 형성 가스를 공급하는 단계; 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 전극에 플라즈마 전원을 공급하여 상기 소스 가스 분사 공간의 하부 일부 영역을 포함하는 플라즈마를 형성하는 단계; 상기 제 2 가스 공급 공간을 통해 상기 2 가스 공급 공간의 하부 영역에 형성되는 플라즈마 영역에 상기 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 분사부는 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간을 공간적으로 분리하도록 형성된 복수의 접지 전극, 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 각각에 삽입된 제 1 및 제 2 플라즈마 전극, 및 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간을 공간적으로 분리하는 접지 격벽을 관통하도록 형성된 상기 소스 가스 분사 공간을 포함하고, 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 단계는 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 각각에 플라즈마 형성 가스를 공급하는 단계; 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 전극에 플라즈마 전원을 공급하여 상기 소스 가스 분사 공간의 하부 일부 영역을 포함하는 플라즈마를 형성하는 단계; 상기 소스 가스 분사 공간을 통해 상기 소스 가스 분사 공간의 하부 영역에 형성되는 플라즈마 영역에 상기 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 처리 방법은 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 전극 각각을 관통하도록 형성된 반응 가스 분사 공간을 통해, 상기 반응 가스 분사 공간의 하부 일부 영역을 포함하도록 형성되는 플라즈마 영역에 상기 소스 가스와 반응하는 반응 가스를 분사하여 상기 반응 가스를 활성화시켜 상기 기판 상에 분사하는 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; 및 상기 기판 지지부에 국부적으로 대향되도록 상기 공정 챔버를 덮는 챔버 리드에 설치된 가스 분사부를 통해 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 단계는 나란하게 배치된 플라즈마 전극과 접지 전극 사이에 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 중첩 영역에 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 공간적으로 분리된 플라즈마 형성 공간에 플라즈마를 형성하고, 플라즈마가 형성되는 플라즈마 영역의 일부 영역에 중첩되도록 마련된 소스 가스 분사 공간을 통해 플라즈마 영역의 일부 영역에 소스 가스를 분사하여 소스 가스를 활성화시켜 기판 상에 국부적으로 하향 분사함으로써 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있으며, 공정 챔버 내에 증착되는 누적 두께를 최소화하여 파티클을 개선할 수 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 가스 분사 모듈을 설명하기 위한 배면 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'선의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 I-I'선의 단면도로써, 가스 분사 모듈의 제 1 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 I-I'선의 단면도로써, 가스 분사 모듈의 제 2 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 I-I'선의 단면도로써, 가스 분사 모듈의 제 3 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 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 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 분사하는 가스 분사부(140)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 회전됨으로써 정해진 순서에 따라 기판(W)이 이동되어 가스 분사부(140)로부터 국부적으로 분사되는 활성화된 소스 가스에 순차적으로 노출되도록 한다. 이에 따라, 기판(W)은 기판 지지부(120)의 회전 및 회전 속도에 따라 활성화된 소스 가스에 순차적으로 노출되고, 이로 인해 기판(W)의 상면에는 ALD(Atomic Layer Deposition) 공정 또는 CVD(Chemical Vapor 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 가스 분사부(140)를 지지하는 것으로, 가스 분사부(140)가 일정한 간격, 예를 들어 방사 형태를 가지도록 삽입 설치되는 복수의 모듈 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)를 포함하여 이루어진다. 이때, 복수의 모듈 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)는 챔버 리드(115)의 중심점을 기준으로 대각선 방향으로 대칭되도록 90도 단위로 이격될 수 있다.
공정 챔버(110) 및 챔버 리드(130)는 도시된 것처럼 원형 구조로 형성될 수도 있지만, 6각형과 같은 다각형 구조 또는 타원형 구조로 형성될 수도 있다. 이때, 6각형과 같은 다각형 구조일 경우 공정 챔버(110)는 복수로 분할 결합되는 구조를 가질 수 있다.
도 2에서는 챔버 리드(130)에 4개의 모듈 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)가 형성되는 것으로 도시되었지만, 이에 한정되지 않고, 챔버 리드(130)는 중심점을 기준으로 서로 대칭되는 2N(단, N은 자연수)개의 모듈 설치부를 구비할 수 있다. 이때, 복수의 모듈 설치부 각각은 챔버 리드(130)의 중심점을 기준으로 대각선 방향으로 상호 대칭되도록 구비된다. 이하, 챔버 리드(130)는 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)를 구비하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
가스 분사부(140)는 상기 기판 지지부(120)에 국부적으로 대향되도록 챔버 리드(130)에 설치되어 기판(W) 상에 활성화된 소스 가스를 분사한다. 즉, 가스 분사부(140)는 플라즈마 형성 가스에 의해 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 영역의 일부 영역에 소스 가스를 분사하여 소스 가스를 활성화시킨다. 이에 따라, 가스 분사부(140)로부터 분사되는 소스 가스는 플라즈마 영역의 일부 영역에 형성되는 플라즈마에 의해 활성화되어 기판(W) 상에 분사되어 기판(W)의 상면에 소정의 박막을 형성한다.
상기 가스 분사부(140)는 상기 기판 지지부(120)의 각기 다른 영역에 국부적으로 대향되도록 챔버 리드(130)의 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(130a, 130b, 130c, 130d) 각각에 삽입 설치된 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d)을 포함하여 구성된다.
도 3은 도 2에 도시된 가스 분사 모듈을 설명하기 위한 배면 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'선의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4를 도 2와 결부하면, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각은 하우징(141), 제 1 및 제 2 플라즈마 전극(143a, 143b), 제 1 및 제 2 절연 부재(145a, 145b)를 포함하여 구성된다.
하우징(141)은 챔버 리드(130)의 상면에 안착되는 접지 플레이트(141a), 및 접지 플레이트(141a)의 하면으로부터 소정 높이를 가지도록 기판 지지부(120) 쪽으로 돌출되어 공간적으로 분리된 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2)과 소스 가스 분사 공간(S3)을 형성하는 복수의 접지 전극(141b)을 포함하도록 형성된다.
접지 플레이트(141a)는 챔버 리드(130)의 상면에 안착되어 볼트 또는 스크류와 같은 복수의 체결 부재(미도시)에 의해 챔버 리드(130)의 상면에 결합됨으로써 챔버 리드(130)를 통해 전기적으로 접지된다.
복수의 접지 전극(141b)은 접지 플레이트(141a)의 하면 가장자리 부분으로부터 돌출되는 4개의 접지 측벽(141b1), 및 4개의 접지 측벽(141b1)에 의해 마련되는 공간을 분리하여 공간적으로 분리된 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2)과 소스 가스 분사 공간(S3)을 마련하는 제 1 및 제 2 접지 격벽(141b2, 141b3)을 포함하여 구성된다.
상기 제 1 플라즈마 형성 공간(S1)은 접지 측벽(141b1)과 제 1 접지 격벽(141b2) 사이에 마련되고, 상기 제 2 플라즈마 형성 공간(S2)은 접지 측벽(141b1)과 제 2 접지 격벽(141b3) 사이에 마련된다. 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2) 각각은 기판(W)의 길이보다 큰 길이를 가지도록 다각형 형태로 형성된다. 이러한 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2) 각각은 하우징(141)의 상면, 즉 접지 플레이트(141a)에 형성된 복수의 제 1 가스 공급 홀에 연통되고, 상기 복수의 제 1 가스 공급 홀에 연결된 제 1 가스 공급 관(미도시)을 통해 제 1 가스 공급부(미도시)로부터 플라즈마 형성 가스(G1)가 공급된다. 상기 플라즈마 형성 가스(G1)는 아르곤(Ar), 질소(N2) 등의 불활성 가스로 이루어지거나, 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(N2O), 및 오존(O3) 등의 반응 가스(Reactant Gas)로 이루어질 수 있으며, 경우에 따라 상기 불활성 가스와 상기 반응 가스의 혼합 가스로 이루어질 수 있다.
상기 소스 가스 분사 공간(S3)은 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2) 각각과 공간적으로 분리되도록 제 1 및 제 2 접지 격벽(141b2, 141b3) 사이에 마련된다. 이러한 소스 가스 분사 공간(S3)은 하우징(141)의 상면, 즉 접지 플레이트(141a)에 형성된 복수의 제 2 가스 공급 홀에 연통되고, 상기 복수의 제 2 가스 공급 홀에 연결된 제 2 가스 공급 관(미도시)을 통해 제 2 가스 공급부(미도시)로부터 소스 가스(G2)가 공급된다. 상기 소스 가스(G2)는 기판(W) 상에 증착될 박막 물질을 포함하여 이루어진다. 예를 들어, 상기 소스 가스(G2)는 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 알루미늄(Al) 등을 함유하여 이루어질 수 있다. 실리콘(Si)을 함유하여 이루어진 소스 가스는 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 소스 가스(G2)에는 상기 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(N2O), 및 오존(O3) 등의 반응 가스(Reactant Gas)가 혼합될 수 있다.
한편, 도 3에서는 상기 소스 가스 분사 공간(S3)이 슬릿 형태로 개구되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 소스 가스 분사 공간(S3)의 하면은 복수의 소스 가스 분사 홀(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 상기 소스 가스 분사 공간(S3)의 하면에는 복수의 소스 가스 분사 홀을 가지는 샤워 헤드가 설치될 수 있다.
제 1 플라즈마 전극(143a)은 상기 하우징(141)과 전기적으로 절연되도록 상기 제 1 플라즈마 형성 공간(S1)에 삽입되어 제 1 접지 격벽(141b2)과 나란하게 배치된다. 이때, 상기 제 1 플라즈마 전극(143a)과 제 1 접지 격벽(141b2) 간의 간격(d1) 또는 상기 제 1 플라즈마 전극(143a)과 접지 측벽(141b1) 간의 간격(d1)은 상기 제 1 플라즈마 전극(143a)과 기판(W) 간의 간격(H1)보다 좁게 형성된다. 이 경우, 기판(W)과 제 1 플라즈마 전극(143a) 사이에 전기장이 형성되지 않기 때문에 상기 전기장에 의해 형성되는 플라즈마에 의한 기판(W)의 손상을 방지할 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 전극(143a)은 제 1 플라즈마 전원 공급부(147a)에 전기적으로 연결되어 제 1 플라즈마 전원 공급부(147a)로부터 제 1 플라즈마 전원이 공급된다. 이때, 상기 제 1 플라즈마 전극(143a)과 상기 제 1 플라즈마 전원 공급부(147a)를 전기적으로 연결하는 제 1 급전 부재(미도시)에는 임피던스 매칭 회로(미도시)가 접속될 수 있다. 상기 임피던스 매칭 회로는 제 1 플라즈마 전원 공급부(147a)로부터 제 1 플라즈마 전극(143a)에 공급되는 제 1 플라즈마 전원의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다. 이러한 임피던스 매칭 회로는 가변 커패시터 및 가변 인덕터 중 적어도 하나로 구성되는 적어도 2개의 임피던스 소자(미도시)로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 전원은 고주파 전력 또는 RF(Radio Frequency) 전력, 예를 들어, LF(Low Frequency) 전력, MF(Middle Frequency), HF(High Frequency) 전력, 또는 VHF(Very High Frequency) 전력이 될 수 있다. 이때, LF 전력은 3㎑ ~ 300㎑ 범위의 주파수를 가지고, MF 전력은 300㎑ ~ 3㎒ 범위의 주파수를 가지고, HF 전력은 3㎒ ~ 30㎒ 범위의 주파수를 가지며, VHF 전력은 30㎒ ~ 300㎒ 범위의 주파수를 가질 수 있다.
상기 제 1 플라즈마 전극(143a)은 제 1 플라즈마 전원에 따라 제 1 플라즈마 형성 공간(S1)에 공급되는 플라즈마 형성 가스(G1)로부터 제 1 플라즈마를 형성한다. 이때, 상기 제 1 플라즈마가 형성되는 제 1 플라즈마 영역(PA1)은 제 1 플라즈마 전원에 따라 제 1 플라즈마 전극(143a)과 접지 전극(141b) 간에 걸리는 전기장에 의해 제 1 플라즈마 전극(143a)과 접지 전극(141b)의 하부 끝단에 인접한 영역과 소스 가스 분사 공간(S3)의 하부 일부 공간을 포함한다. 즉, 제 1 플라즈마 전극(143a)과 접지 전극(141b) 사이의 간격(d1)이 일정 거리 이하일 경우 제 1 플라즈마 전극(143a)과 접지 전극(141b) 사이의 공간에서는 플라즈마가 형성되지 않게 된다. 이렇게, 제 1 플라즈마 전극(143a)과 접지 전극(141b)의 간격(d1)을 좁게 형성하고, 제 1 플라즈마 전극(143a)과 접지 전극(141b) 사이에 플라즈마 형성 가스(G1)를 분사하면, 플라즈마는 제 1 플라즈마 전극(143a)과 접지 전극(141b)의 하부 끝단에 인접한 영역과 소스 가스 분사 공간(S3)의 하부 일부 공간에 형성되게 된다. 이에 따라, 소스 가스 분사 공간(S3)에서 소스 가스(G2)가 분사되도록 하여 플라즈마에 의해 소스 가스(G2)가 제한적으로 활성화(또는 최소한의 활성화)시킴으로써 활성화된 소스 가스가 전극 주변에 증착되는 문제가 최소화된다. 그리고, 소스 가스(G2)의 일부가 활성화되어 기판 상에 분사되므로 소스 가스(G2)를 활성화시키지 않고 증착하는 공정보다 증착 효율을 향상시킬 수 있다.
제 2 플라즈마 전극(143b)은 상기 하우징(141)과 전기적으로 절연되도록 상기 제 2 플라즈마 형성 공간(S2)에 삽입되어 제 2 접지 격벽(141b3)과 나란하게 배치된다. 이때, 상기 제 2 플라즈마 전극(143b)과 제 2 접지 격벽(141b3) 간의 간격(d1) 또는 상기 제 2 플라즈마 전극(143b)과 접지 측벽(141b1) 간의 간격(d1)은 상기 제 2 플라즈마 전극(143b)과 기판(W) 간의 간격(H1)보다 좁게 형성된다. 이 경우, 기판(W)과 제 2 플라즈마 전극(143b) 사이에 전기장이 형성되지 않기 때문에 상기 전기장에 의해 형성되는 플라즈마에 의한 기판(W)의 손상을 방지할 수 있다.
상기 제 2 플라즈마 전극(143b)은 제 2 플라즈마 전원 공급부(147b)에 전기적으로 연결되어 제 2 플라즈마 전원 공급부(147b)로부터 제 2 플라즈마 전원이 공급된다. 이때, 상기 제 2 플라즈마 전극(143b)과 상기 제 2 플라즈마 전원 공급부(147b)를 전기적으로 연결하는 제 2 급전 부재(미도시)에는 전술한 바와 같은 임피던스 매칭 회로(미도시)가 접속될 수 있다.
상기 제 2 플라즈마 전원은 상기 제 1 플라즈마 전원과 동일하거나 다른 고주파 전력 또는 RF(Radio Frequency) 전력일 수 있다. 상기 제 2 플라즈마 전원과 상기 제 1 플라즈마 전원이 동일할 경우 제 1 및 제 2 플라즈마 전원은 하나의 플라즈마 전원 공급부에 의해 공급될 수 있다.
상기 제 2 플라즈마 전극(143b)은 제 2 플라즈마 전원에 따라 제 2 플라즈마 형성 공간(S2)에 공급되는 플라즈마 형성 가스(G1)로부터 제 2 플라즈마를 형성한다. 이때, 상기 제 2 플라즈마가 형성되는 제 2 플라즈마 영역(PA2)은 제 2 플라즈마 전원에 따라 제 2 플라즈마 전극(143b)과 접지 전극(141b) 간에 걸리는 전기장에 의해, 전술한 제 1 플라즈마와 마찬가지로, 제 2 플라즈마 전극(143b)과 접지 전극(141b) 각각의 하부 끝단에 인접한 영역과 소스 가스 분사 공간(S3)의 하부 일부 공간을 포함한다.
상기 소스 가스 분사 공간(S3)은 상기 제 1 플라즈마 영역(PA1) 및/또는 제 2 플라즈마 영역(PA2)에 일부 중첩되거나, 제 1 및 제 2 플라즈마 영역(PA1, PA2)가 서로 중첩되는 플라즈마 중첩 영역에 중첩된다. 이에 따라, 상기 소스 가스 분사 공간(S3)에 공급되는 소스 가스(G2)는 상기 제 1 플라즈마 영역(PA1) 및/또는 제 2 플라즈마 영역(PA2), 또는 플라즈마 중첩 영역에 분사됨으로써 상기 플라즈마 영역(PA1, PA2)의 플라즈마에 의해 활성화(AG2)되어 기판(W) 상에 분사된다.
제 1 절연 부재(145a)는 하우징(141)에 형성된 제 1 절연 부재 삽입 홀에 삽입되어 제 1 플라즈마 전극(143a)과 하우징(141)을 전기적으로 절연시킨다. 이러한 제 1 절연 부재(145a)에는 상기 제 1 플라즈마 전극(143a)이 삽입되는 전극 삽입 홀이 형성된다.
제 2 절연 부재(145b)는 하우징(141)에 형성된 제 2 절연 부재 삽입 홀에 삽입되어 제 2 플라즈마 전극(143b)과 하우징(141)을 전기적으로 절연시킨다. 이러한 제 2 절연 부재(145b)에는 상기 제 2 플라즈마 전극(143b)이 삽입되는 전극 삽입 홀이 형성된다.
도 5는 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 도 4와 결부하여 본 발명의 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, 복수의 기판(W)이 로딩되어 안착된 기판 지지부(120)를 소정 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전시킨다.
이어서, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각에 플라즈마 전원과 플라즈마 형성 가스(G1)를 공급하여 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각의 내부에 플라즈마를 형성하고, 플라즈마의 일부 영역에 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시켜 활성화된 소스 가스(AG2)를 기판 지지부(120) 상에 국부적으로 하향 분사한다.
구체적으로, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각의 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2) 각각에 플라즈마 형성 가스(G1)를 공급하고, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각의 제 1 및 제 2 플라즈마 전극(143a, 143b) 각각에 플라즈마 전원을 공급하여 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2)의 하부 영역과 소스 가스 분사 공간(S3)의 하부 영역을 포함하는 영역에 플라즈마를 형성한다. 이어서, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각의 소스 가스 분사 공간(S3)에 소스 가스(G2)를 공급하여 소스 가스 분사 공간(S3)의 하부 영역에 형성된 플라즈마에 소스 가스(G2)를 분사한다. 이에 따라, 소스 가스(G2)는 소스 가스 분사 공간(S3)의 하부 영역에 형성되는 플라즈마를 통과하면서 플라즈마에 의해 활성화되고, 활성화된 소스 가스(AG2)는 소스 가스 분사 공간(S3)에 공급되는 소스 가스(G1)의 유속에 의해 기판(W) 상에 분사된다.
따라서, 기판 지지부(120) 상에 안착된 복수의 기판(W) 각각은 기판 지지부(120)의 회전에 따라 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각의 하부를 순차적으로 통과하여 활성화된 소스 가스(AG2)에 노출됨으로써 복수의 기판(W) 각각 상에는 활성화된 소스 가스(AG2)에 의해 소정의 박막이 증착되게 된다.
도 6은 도 2에 도시된 I-I'선의 단면도로써, 가스 분사 모듈의 제 1 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 도 2와 결부하면, 제 1 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각은 하우징(141), 제 1 및 제 2 플라즈마 전극(143a, 143b), 제 1 및 제 2 절연 부재(145a, 145b)를 포함하여 구성된다.
하우징(141)은 챔버 리드(130)의 상면에 안착되는 접지 플레이트(141a), 및 접지 플레이트(141a)의 하면으로부터 소정 높이를 가지도록 기판 지지부(120) 쪽으로 돌출되어 공간적으로 분리된 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2)을 형성하는 복수의 접지 전극(141b)을 포함하도록 형성된다.
접지 플레이트는 챔버 리드(130)의 상면에 안착되어 볼트 또는 스크류와 같은 복수의 체결 부재(미도시)에 의해 챔버 리드(130)의 상면에 결합됨으로써 챔버 리드(130)를 통해 전기적으로 접지된다.
복수의 접지 전극(141b)은 접지 플레이트(141a)의 하면 가장자리 부분으로부터 돌출되는 4개의 접지 측벽(141b1), 및 4개의 접지 측벽(141b1)에 의해 마련되는 공간을 분리하여 공간적으로 분리된 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2)을 마련하고 내부에 소스 가스 분사 공간(S3)을 가지는 접지 격벽(141b2)을 포함하여 구성된다.
상기 제 1 플라즈마 형성 공간(S1)은 접지 측벽(141b1)과 접지 격벽(141b2)의 일측 사이에 마련되고, 상기 제 2 플라즈마 형성 공간(S2)은 접지 측벽(141b1)과 접지 격벽(141b3)의 타측 사이에 마련된다. 이러한 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2) 각각은 하우징(141)의 상면, 즉 접지 플레이트(141a)에 형성된 복수의 제 1 가스 공급 홀에 연통되고, 상기 복수의 제 1 가스 공급 홀에 연결된 제 1 가스 공급 관(미도시)을 통해 제 1 가스 공급부(미도시)로부터 전술한 플라즈마 형성 가스(G1)가 공급된다.
상기 소스 가스 분사 공간(S3)은 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2) 각각과 공간적으로 분리되도록 접지 격벽(141b2)의 내부에 마련된다. 이러한 소스 가스 분사 공간(S3)은 하우징(141)의 상면, 즉 접지 플레이트(141a)에 형성된 복수의 제 2 가스 공급 홀에 연통되고, 상기 복수의 제 2 가스 공급 홀에 연결된 제 2 가스 공급 관(미도시)을 통해 제 2 가스 공급부(미도시)로부터 전술한 소스 가스(G2)가 공급된다.
한편, 도 6에서는 상기 소스 가스 분사 공간(S3)이 슬릿 형태로 개구되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 소스 가스 분사 공간(S3)의 하면은 복수의 소스 가스 분사 홀(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 및 제 2 플라즈마 전극(143a, 143b) 각각은 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2) 각각에 삽입 배치되는 것으로, 이는 전술한 도 4와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 1 플라즈마 전극(143a)은 제 1 플라즈마 전원에 따라 제 1 플라즈마 형성 공간(S1)에 공급되는 플라즈마 형성 가스(G1)로부터 제 1 플라즈마를 형성한다. 이에 따라, 상기 제 1 플라즈마가 형성되는 제 1 플라즈마 영역(PA1)은 제 1 플라즈마 전원에 따라 제 1 플라즈마 전극(143a)과 접지 전극(141b) 간에 걸리는 전기장에 의해 제 1 플라즈마 전극(143a)과 접지 전극(141b) 각각의 하부 끝단 영역에 인접한 영역뿐만 아니라 접지 격벽(141b2)의 하부, 즉 소스 가스 분사 공간(S3)의 하부 일부 공간을 포함한다.
이와 마찬가지로, 상기 제 2 플라즈마 전극(143b) 역시 제 2 플라즈마 전원에 따라 제 2 플라즈마 형성 공간(S2)에 공급되는 플라즈마 형성 가스(G1)로부터 제 2 플라즈마를 형성한다. 이에 따라, 상기 제 2 플라즈마가 형성되는 제 2 플라즈마 영역(PA2)은 제 2 플라즈마 전원에 따라 제 2 플라즈마 전극(143b)과 접지 전극(141b) 간에 걸리는 전기장에 의해 제 2 플라즈마 전극(143b)과 접지 전극(141b) 각각의 하부 끝단 영역에 인접한 영역뿐만 아니라 접지 격벽(141b2)의 하부, 즉 소스 가스 분사 공간(S3)의 하부 일부 공간을 포함한다.
상기 소스 가스 분사 공간(S3)은 상기 제 1 플라즈마 영역(PA1) 및/또는 제 2 플라즈마 영역(PA2)에 일부 중첩되거나, 제 1 및 제 2 플라즈마 영역(PA1, PA2)가 서로 중첩되는 플라즈마 중첩 영역에 중첩된다. 이에 따라, 상기 소스 가스 분사 공간(S3)에 공급되는 소스 가스(G2)는 상기 제 1 플라즈마 영역(PA1) 및/또는 제 2 플라즈마 영역(PA2), 또는 플라즈마 중첩 영역에 분사됨으로써 상기 플라즈마 영역의 플라즈마에 의해 활성화(AG2)되어 기판(W) 상에 분사된다.
도 7은 도 2에 도시된 I-I'선의 단면도로써, 가스 분사 모듈의 제 2 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 도 2와 결부하면, 제 2 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각은 하우징(141), 제 1 및 제 2 플라즈마 전극(143a, 143b), 제 1 및 제 2 절연 부재(145a, 145b)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 제 2 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈 각각은 도 6에 도시된 제 1 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈과 동일하게 구성되되, 제 1 및 제 2 플라즈마 전극(143a, 143b) 각각이 접지 전극(141b)의 하부, 즉 하우징(141)의 하부로 돌출되지 않도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 제 1 플라즈마 전극(143a)과 기판(W) 간의 간격(H2)은 소스 가스 분사 공간(S3)이 형성된 접지 격벽(141b2)과 기판(W) 간의 간격(H1)보다 멀게 형성된다. 이와 마찬가지로, 제 2 플라즈마 전극(143b)과 기판(W) 간의 간격(H2) 역시 소스 가스 분사 공간(S3)이 형성된 접지 격벽(141b2)과 기판(W) 간의 간격(H1)보다 멀게 형성된다. 그리고, 제 1 플라즈마 전극(143a)과 접지 전극(141b) 간의 간격(d2)은 소스 가스 분사 공간(S3)이 형성된 접지 격벽(141b2)과 기판(W) 간의 간격(H1)보다 좁게 형성된다. 이때, 제 1 플라즈마 전극(143a)과 접지 전극(141b) 간의 간격(d2)은 도 4에 도시된 전술한 간격(d1)보다 상대적으로 좁게 형성된다. 이와 마찬가지로, 제 2 플라즈마 전극(143b)과 접지 전극(141b) 간의 간격(d2) 역시 도 4에 도시된 전술한 간격(d1)보다 상대적으로 좁게 형성된다.
이와 같은, 제 2 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각의 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2) 각각에 플라즈마 형성 가스(G1)를 공급하고, 제 1 및 제 2 플라즈마 전극(143a, 143b) 각각에 플라즈마 전원을 인가하게 되면, 플라즈마 전극(143a, 143b)의 하부와 접지 전극(141b)의 하부 간에 플라즈마가 형성된다. 이때, 플라즈마가 형성되는 제 1 및 제 2 플라즈마 영역(PA1, PA2) 각각은 전기장에 의해 소스 가스 분사 공간(S3)이 형성된 접지 격벽(141b2)의 하부 영역에서 서로 중첩된다. 이에 따라, 소스 가스 분사 공간(S3)로부터 분사되는 소스 가스(G2)는 접지 격벽(141b2)의 하부 영역에서 서로 중첩되는 제 1 및 제 2 플라즈마 영역(PA1, PA2)의 중첩 영역에 분사됨으로써 제 1 및 제 2 플라즈마 영역(PA1, PA2)의 중첩 영역의 플라즈마에 의해 활성화되어 기판(W) 상에 분사된다.
도 8은 도 2에 도시된 I-I'선의 단면도로써, 가스 분사 모듈의 제 3 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 도 2와 결부하면, 제 3 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각은 하우징(141), 제 1 및 제 2 플라즈마 전극(143a, 143b), 제 1 및 제 2 절연 부재(145a, 145b)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 제 2 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈 각각은 도 6에 도시된 제 1 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈과 동일하게 구성되되, 제 1 및 제 2 플라즈마 전극(143a, 143b) 각각의 내부에 반응 가스 분사 공간(S4)이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 제 1 및 제 2 플라즈마 전극(143a, 143b) 각각의 내부에는 제 3 가스 공급부(미도시)로부터 전술한 반응 가스(G3)가 공급되는 반응 가스 분사 공간(S4)이 형성된다. 이때, 도 8에서는 상기 반응 가스 분사 공간(S4)이 슬릿 형태로 개구되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 반응 가스 분사 공간(S4)의 하면은 복수의 소스 가스 분사 홀(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은, 제 3 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각의 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2) 각각에 플라즈마 형성 가스(G1)를 공급하고, 제 1 및 제 2 플라즈마 전극(143a, 143b) 각각에 플라즈마 전원을 인가하게 되면, 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2)과 플라즈마 전극(143a, 143b)의 하부 및 접지 전극(141b)의 하부에 플라즈마가 형성된다. 이때, 플라즈마가 형성되는 제 1 및 제 2 플라즈마 영역(PA1, PA2) 각각은 전기장에 의해 소스 가스 분사 공간(S3)이 형성된 접지 격벽(141b2)의 하부 영역과 반응 가스 분사 공간(S4)이 형성된 제 1 및 제 2 플라즈마 전극(143a, 143b) 각각의 하부 영역을 포함한다. 이에 따라, 소스 가스 분사 공간(S3)으로부터 분사되는 소스 가스(G2)는 제 1 및 제 2 플라즈마 영역(PA1, PA2)의 중첩 영역에 분사됨으로써 제 1 및 제 2 플라즈마 영역(PA1, PA2)의 중첩 영역의 플라즈마에 의해 활성화(AG2)되어 기판(W) 상에 분사된다. 그리고, 반응 가스 분사 공간(S4)으로부터 분사되는 반응 가스(G3)는 플라즈마 전극(143a, 143b) 각각의 하부에 형성되는 제 1 및 제 2 플라즈마 영역(PA1, PA2) 각각에 분사됨으로써 제 1 및 제 2 플라즈마 영역(PA1, PA2) 각각의 플라즈마에 의해 활성화(AG3)되어 기판(W) 상에 분사된다.
한편, 제 3 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각에서, 플라즈마 전극(143a, 143b)과 접지 전극(141b) 각각이 기판(W)과 동일한 간격(H1)을 가지도록 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 도 7에 도시된 제 2 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈과 같이, 플라즈마 전극(143a, 143b)과 접지 전극(141b) 중 어느 하나가 기판(W)에 더 가까이 형성될 수 있다. 이 경우, 기판(W)에 더 가까이 형성되는 플라즈마 전극(143a, 143b) 또는 접지 전극(141b)의 내부에 형성된 가스 분사 공간(S3, S4)에서는 소스 가스(G2)가 분사되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 접지 전극(141b)이 플라즈마 전극(143a, 143b)보다 기판(W)에 더 가까이 형성될 경우, 접지 전극(141b)의 내부에 형성된 가스 분사 공간(S3)에서는 소스 가스(G2)가 분사되고, 플라즈마 전극(143a, 143b)의 내부에 형성된 가스 분사 공간(S4)에서는 반응 가스(G3)가 분사될 수 있다. 반면에, 플라즈마 전극(143a, 143b)이 접지 전극(141b)보다 기판(W)에 더 가까이 형성될 경우, 접지 전극(141b)의 내부에 형성된 가스 분사 공간(S3)에서는 반응 가스(G3)가 분사되고, 플라즈마 전극(143a, 143b)의 내부에 형성된 가스 분사 공간(S4)에서는 소스 가스(G3)가 분사되도록 변경될 수 있다.
이상과 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 공간적으로 분리된 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2) 각각에 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 영역의 일부 영역에 중첩되도록 마련된 소스 가스 분사 공간(S3)을 통해 플라즈마 영역의 일부 영역에 소스 가스(G2)를 분사하여 소스 가스(G2)를 활성화시켜 기판(W) 상에 분사함으로써 기판(W)에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있으며, 공정 챔버 내에 증착되는 누적 두께를 최소화하여 파티클을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 공간적으로 분리된 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2) 각각에 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 영역의 일부 영역에 중첩되도록 마련된 소스 가스 분사 공간(S3)과 반응 가스 분사 공간(S4) 각각을 통해 플라즈마 영역의 일부 영역에 소스 가스(G2)와 반응 가스(G3) 각각을 분사하여 소스 가스(G2)와 반응 가스(G3) 각각을 활성화시켜 기판(W) 상에 분사함으로써 기판(W)에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있으며, 공정 챔버 내에 증착되는 누적 두께를 최소화하여 파티클을 개선할 수 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 (19)

  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 기판 지지부에 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 가스 분사부를 포함하며,
    상기 가스 분사부는 플라즈마 형성 가스에 의해 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 영역의 일부 영역에 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 분사부는 공간적으로 분리되어 상기 플라즈마 형성 가스가 공급되는 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간, 및 공간적으로 분리되도록 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 사이에 형성되어 상기 소스 가스가 공급되는 소스 가스 분사 공간을 포함하고,
    상기 소스 가스는 상기 소스 가스 분사 공간의 하부 일부 영역을 포함하도록 형성되는 플라즈마에 의해 활성화되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 분사부는 상기 기판 지지부의 각기 다른 영역에 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 분사하는 복수의 가스 분사 모듈을 포함하고,
    상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은,
    상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간과 상기 소스 가스 분사 공간을 공간적으로 분리하도록 형성된 복수의 접지 전극을 가지며 상기 챔버 리드에 전기적으로 접지된 하우징; 및
    상기 하우징과 전기적으로 절연되도록 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 각각에 삽입되어 플라즈마 전원이 공급되는 제 1 및 제 2 플라즈마 전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 플라즈마 전극 각각의 하면과 상기 기판 간의 간격은 상기 접지 전극의 하면과 상기 기판 간의 간격과 동일하거나 다른 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 분사부는 상기 기판 지지부의 각기 다른 영역에 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 분사하는 복수의 가스 분사 모듈을 포함하고,
    상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은,
    상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간을 공간적으로 분리하도록 형성된 접지 격벽과 복수의 접지 측벽을 포함하는 복수의 접지 전극을 가지며 상기 챔버 리드에 전기적으로 접지된 하우징; 및
    상기 하우징과 전기적으로 절연되도록 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 각각에 삽입되어 플라즈마 전원이 공급되는 제 1 및 제 2 플라즈마 전극을 포함하며,
    상기 소스 가스 분사 공간은 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간을 공간적으로 분리하는 상기 접지 격벽을 관통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 형성 가스는 불활성 가스 또는 상기 소스 가스와 반응하는 반응 가스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소스 가스는 상기 소스 가스와 반응하는 반응 가스를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 분사 모듈 각각은 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 전극 각각의 내부를 관통하도록 형성되어 상기 소스 가스와 반응하는 반응 가스가 공급되는 반응 가스 분사 공간을 더 포함하고,
    상기 반응 가스는 상기 반응 가스 분사 공간의 하부 일부 영역을 포함하도록 형성되는 플라즈마에 의해 활성화되어 기판 상에 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 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 기판 지지부에 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되고, 플라즈마 전극과 접지 전극 사이에 마련된 플라즈마 형성 공간 및 상기 플라즈마 형성 공간과 공간적으로 분리된 소스 가스 분사 공간을 포함하도록 형성되어 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 가스 분사부를 포함하며,
    상기 가스 분사부는 상기 소스 가스 분사 공간을 통해 상기 소스 가스 분사 공간의 하부 영역을 포함하도록 형성되는 플라즈마 영역의 일부 영역에 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 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 기판 지지부에 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 가스 분사부를 포함하며,
    상기 가스 분사부는 나란하게 배치된 플라즈마 전극과 접지 전극 사이에 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 중첩 영역에 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 공정 챔버의 내부에 설치된 기판 지지부에 적어도 하나의 기판을 안착시키는 단계; 및
    상기 기판 지지부에 국부적으로 대향되도록 상기 공정 챔버를 덮는 챔버 리드에 설치된 가스 분사부를 통해 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 가스 분사부는 플라즈마 형성 가스에 의해 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 영역의 일부 영역에 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가스 분사부는 공간적으로 분리되어 상기 플라즈마 형성 가스가 공급되는 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간, 및 공간적으로 분리되도록 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 사이에 형성되어 상기 소스 가스가 공급되는 소스 가스 분사 공간을 포함하고,
    상기 소스 가스는 상기 소스 가스 분사 공간의 하부 일부 영역을 포함하도록 형성되는 플라즈마에 의해 활성화되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스 분사부는 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간과 상기 소스 가스 분사 공간을 공간적으로 분리하도록 형성된 복수의 접지 전극, 및 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 각각에 삽입된 제 1 및 제 2 플라즈마 전극을 포함하고,
    상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 단계는,
    상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 각각에 플라즈마 형성 가스를 공급하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 플라즈마 전극에 플라즈마 전원을 공급하여 상기 소스 가스 분사 공간의 하부 일부 영역을 포함하는 플라즈마를 형성하는 단계; 및
    상기 제 2 가스 공급 공간을 통해 상기 2 가스 공급 공간의 하부 영역에 형성되는 플라즈마 영역에 상기 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스 분사부는 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간을 공간적으로 분리하도록 형성된 복수의 접지 전극, 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 각각에 삽입된 제 1 및 제 2 플라즈마 전극, 및 상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간을 공간적으로 분리하는 접지 격벽을 관통하도록 형성된 상기 소스 가스 분사 공간을 포함하고,
    상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 단계는,
    상기 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간 각각에 플라즈마 형성 가스를 공급하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 플라즈마 전극에 플라즈마 전원을 공급하여 상기 소스 가스 분사 공간의 하부 일부 영역을 포함하는 플라즈마를 형성하는 단계; 및
    상기 소스 가스 분사 공간을 통해 상기 소스 가스 분사 공간의 하부 영역에 형성되는 플라즈마 영역에 상기 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 플라즈마 전극 각각의 하면과 상기 기판 간의 간격은 상기 접지 전극의 하면과 상기 기판 간의 간격과 동일하거나 다른 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  16. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 형성 가스는 불활성 가스 또는 상기 소스 가스와 반응하는 반응 가스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  17. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소스 가스는 상기 소스 가스와 반응하는 반응 가스를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  18. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 플라즈마 전극 각각을 관통하도록 형성된 반응 가스 분사 공간을 통해, 상기 반응 가스 분사 공간의 하부 일부 영역을 포함하도록 형성되는 플라즈마 영역에 상기 소스 가스와 반응하는 반응 가스를 분사하여 상기 반응 가스를 활성화시켜 상기 기판 상에 분사하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  19. 공정 챔버의 내부에 설치된 기판 지지부에 적어도 하나의 기판을 안착시키는 단계; 및
    상기 기판 지지부에 국부적으로 대향되도록 상기 공정 챔버를 덮는 챔버 리드에 설치된 가스 분사부를 통해 상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 기판 상에 활성화된 소스 가스를 국부적으로 분사하는 단계는 나란하게 배치된 플라즈마 전극과 접지 전극 사이에 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 중첩 영역에 소스 가스를 분사하여 상기 소스 가스를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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