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JP6290406B2 - Reaction induction unit, substrate processing apparatus, and thin film deposition method - Google Patents

Reaction induction unit, substrate processing apparatus, and thin film deposition method Download PDF

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JP6290406B2 JP2016529910A JP2016529910A JP6290406B2 JP 6290406 B2 JP6290406 B2 JP 6290406B2 JP 2016529910 A JP2016529910 A JP 2016529910A JP 2016529910 A JP2016529910 A JP 2016529910A JP 6290406 B2 JP6290406 B2 JP 6290406B2
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Description

本発明は、基板処理装置に関し、特に基板に噴射するガスの温度、圧力、そして反応時間のコントロールを容易にできる反応誘導ユニット及びそれを有する基板処理装置及び薄膜蒸着方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly to a reaction induction unit that can easily control the temperature, pressure, and reaction time of a gas injected onto a substrate, and a substrate processing apparatus and a thin film deposition method having the reaction induction unit.

半導体素子を製造する蒸着過程で蒸着膜質の形成度(conformability)を改善するために1つのシステム内で2つ以上のガスの反応生成物を利用して前駆体(precursor)と反応蒸着時の温度、圧力、ガス率(Gas Ratio)、反応時間(Reaction Time)が制御できないか、或いは容易でない反応条件を充足させるための狭い工程ウインドー又は反応生成物の少量生産によるバッドフィルム品質(Bad film quality)及び再結合(Recombination)による均一な供給が容易でないローディングエフェクト(loading Effect)が発生される。 In order to improve the conformability of the deposited film quality during the deposition process for manufacturing a semiconductor device, a precursor and the temperature during the reaction deposition may be utilized by using reaction products of two or more gases in one system. Bad film quality due to narrow process window or small production of reaction products to meet reaction conditions where pressure, gas ratio (Gas Ratio), reaction time (Reaction Time) cannot be controlled or are not easy In addition, a loading effect that does not facilitate uniform supply due to recombination is generated.

発明が解決しようする課題Problems to be solved by the invention

本発明の目的は、2つ以上のガスの反応生成物を利用して前駆体と反応蒸着時の温度、圧力、そして反応時間のコントロールを容易にできる反応誘導ユニット及びそれを有する基板処理装置、そして薄膜蒸着方法を提供することにある。
本発明の目的は、2つ以上のガスを内部で反応させて反応生成物を均一に供給できる反応誘導ユニット及びそれを有する基板処理装置、及び薄膜蒸着方法を提供することにある。
本発明が解決しようとする課題は、ここに制限されなく、言及されてないその他の課題は、以下の記載から当業者に明確に理解される。
An object of the present invention is to provide a reaction induction unit and a substrate processing apparatus having the same that can easily control the temperature, pressure, and reaction time during reaction deposition using a reaction product of two or more gases. Another object is to provide a thin film deposition method.
An object of the present invention is to provide a reaction induction unit capable of uniformly supplying reaction products by reacting two or more gases therein, a substrate processing apparatus having the reaction induction unit, and a thin film deposition method.
The problem to be solved by the present invention is not limited here, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

本発明の一側面によれば、工程チャンバと、前記工程チャンバに設置され、同一の平面上に複数の基板が置かれ、回転軸に連結されて回転される基板サセプタと、前記基板サセプタの底面に位置されるヒーター部材と、前記基板サセプタに置かれた複数の基板が各々に対応する位置で基板の処理面にガスを噴射する反応誘導ユニットと、を含み、前記反応誘導ユニットは、少なくとも3つ以上が積層されたプレートによって多層複合構造の流路を有する基板処理装置を提供しようとする。 According to an aspect of the present invention, a process chamber, a substrate susceptor installed in the process chamber and having a plurality of substrates placed on the same plane and connected to a rotation shaft and rotated, and a bottom surface of the substrate susceptor And a reaction induction unit that injects a gas to the processing surface of the substrate at a position corresponding to each of the plurality of substrates placed on the substrate susceptor, and the reaction induction unit includes at least 3 An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus having a multilayer composite structure flow path by using a plate in which two or more are laminated.

また、少なくとも1つ以上のガス注入ポートを有するトッププレートと、前記トッププレートの下に積層されるように設置され、ガスの混合及びヒーティングのための1次流路及び前記1次流路を経由したガスが抜けていく第1貫通ホールを有するミドルプレートと、前記ミドルプレートの下に積層されるように設置され、前記第1貫通ホールを通じて流入されたガスの圧力及び反応時間のコントロールのための2次流路を有するボトムプレートと、を含むことができる。 A top plate having at least one gas injection port; a primary plate for gas mixing and heating; and a primary channel for stacking under the top plate. A middle plate having a first through hole through which gas passes through, and a stack placed under the middle plate for controlling the pressure and reaction time of the gas introduced through the first through hole A bottom plate having a secondary flow path.

また、前記ミドルプレートは、少なくとも1つ以上が設置されることができる。
また、前記反応誘導ユニットは、前記ボトムプレートに設置され、前記2次流路と連結されて前記2次流路を経由したガスを基板上に噴射する噴射ノズルをさらに含むことができる。
In addition, at least one of the middle plates may be installed.
The reaction induction unit may further include an injection nozzle that is installed on the bottom plate and is connected to the secondary flow path and injects a gas that has passed through the secondary flow path onto the substrate.

また、前記噴射ノズルは、前記ボトムプレートの中央に形成されたスロットに脱付着可能に設置され、底面に多数の噴射ホールと側面に前記2次流路の終端と連結される溝とを有する。
また、前記ミドルプレートは、前記1次流路が前記ミドルプレートの中央から縁に向くように形成され、前記第1貫通ホールは、前記1次流路の終端に形成されることができる。
In addition, the spray nozzle is detachably installed in a slot formed in the center of the bottom plate, and has a plurality of spray holes on the bottom surface and a groove connected to the end of the secondary flow path on the side surface.
The middle plate may be formed such that the primary flow path is directed from the center of the middle plate toward the edge, and the first through hole may be formed at the end of the primary flow path.

また、前記ボトムプレートは、前記2次流路が前記ボトムプレートの縁から中央を向くように形成されることができる。
また、前記2次流路は、一端が前記第1貫通ホールと連結され、他端が前記噴射ノズルと連結されることができる。
The bottom plate may be formed such that the secondary channel faces the center from the edge of the bottom plate.
The secondary flow path may have one end connected to the first through hole and the other end connected to the injection nozzle.

また、前記2次流路は、長さ、ターン(turn)数が互に異なる独立されたパスを有する。
また、前記ミドルプレートは、中央に前記1次流路が連結され、前記ガス注入ポートを通じてガスが流れ込まれる中央広場部を有することができる。
また、前記1次流路は、隔壁によって形成され、前記2次流路は、溝の形状に形成されることができる。
In addition, the secondary flow path has independent paths having different lengths and numbers of turns.
In addition, the middle plate may have a central plaza portion in which the primary flow path is connected to the center and gas flows through the gas injection port.
The primary channel may be formed by a partition wall, and the secondary channel may be formed in a groove shape.

また、前記2次流路は、前記1次流路よりその長さが長い。
本発明の一側面によれば、少なくとも1つ以上のガス注入ポートを有するトッププレートと、前記トッププレートの下に積層されるように設置され、ガスの混合及びヒーティングのための1次流路及び前記1次流路を経由したガスが抜けていく第1貫通ホールを有するミドルプレートと、前記ミドルプレートの下に積層されるように設置され、前記第1貫通ホールを通じて流入されたガスの圧力及び反応時間のコントロールのための2次流路を有する少なくとも1つのボトムプレートと、前記ボトムプレートに設置され、前記2次流路と連結されて前記2次流路を経由したガスを基板上に噴射する噴射ノズルと、を含む反応誘導ユニットを提供することができる。
The secondary flow path is longer than the primary flow path.
According to one aspect of the present invention, a top plate having at least one gas injection port, and a primary flow path for gas mixing and heating, which is installed under the top plate. And a middle plate having a first through hole through which the gas passing through the primary flow path escapes, and a pressure of the gas introduced through the first through hole, installed to be stacked under the middle plate And at least one bottom plate having a secondary flow path for controlling the reaction time, and a gas that is installed on the bottom plate and connected to the secondary flow path via the secondary flow path on the substrate. A reaction induction unit including an injection nozzle for injecting can be provided.

また、前記噴射ノズルは、前記ボトムプレートの中央に形成されたスロットに脱付着可能に設置され、底面に多数の噴射ホールと、側面に前記2次流路の終端と連結される溝を有する。
また、前記ミドルプレートは、前記1次流路が前記ミドルプレートの中央から縁に向くように形成され、前記第1貫通ホールは、前記1次流路の終端に形成され、前記ボトムプレートは、前記2次流路が前記ボトムプレートの縁から中央を向くように形成されることができる。
The spray nozzle is detachably installed in a slot formed in the center of the bottom plate, and has a plurality of spray holes on the bottom surface and a groove connected to the end of the secondary flow path on the side surface.
Further, the middle plate is formed such that the primary flow path faces from the center of the middle plate to the edge, the first through hole is formed at the end of the primary flow path, and the bottom plate is The secondary channel may be formed to face the center from the edge of the bottom plate.

また、前記ミドルプレートは、中央に前記1次流路が連結され、前記ガス注入ポートを通じてガスが流れ込まれる中央広場部を有する。
また、前記1次流路は、隔壁によって形成され、前記2次流路は、溝の形状に形成されることができる。
In addition, the middle plate has a central plaza portion in which the primary flow path is connected to the center, and gas flows through the gas injection port.
The primary channel may be formed by a partition wall, and the secondary channel may be formed in a groove shape.

本発明の実施形態による薄膜蒸着方法は、第1基板上に第1前駆体を形成し、第2基板上の第2前駆体の一部をファジ及びポンピングし、第3基板上の第3前駆体上に第3ラジカルを提供して第3薄膜を形成し、前記第4基板の第4薄膜上に残存する第4ラジカルをファジ及びポンピングする第1段階と、前記第1基板の前記第1前駆体の一部をファジ及びポンピングし、前記第2基板の前記第2前駆体上に第2ラジカルを提供して第2薄膜を形成し、第3基板上に残存する前記第3ラジカルをファジ及びポンピングし、前記第4基板の前記第4ラジカル上に第4前駆体を形成する第2段階と、前記第1基板の前記第1前駆体上に第1ラジカルを提供して第1薄膜を形成し、前記第2基板上に残存する前記第2ラジカルをファジ及びポンピングし、前記第3基板上に前記第3前駆体を形成し、前記第4基板上の第4前駆体の一部をファジ及びポンピングする第3段階と、前記第1基板上に残存する前記第1ラジカルをファジ及びポンピングし、前記第2基板上に前記第2前駆体を形成し、前記第3基板上の前記第3前駆体の一部をファジ及びポンピングし、前記第4基板上の前記第4前駆体上に前記第4ラジカルを提供して第4薄膜を形成する第4段階と、を含む。 A thin film deposition method according to an embodiment of the present invention includes forming a first precursor on a first substrate, fuzzing and pumping a portion of the second precursor on the second substrate, and a third precursor on the third substrate. Providing a third radical on the body to form a third thin film, fuzzing and pumping the fourth radical remaining on the fourth thin film of the fourth substrate, and the first substrate of the first substrate. A part of the precursor is fuzzy and pumped, a second radical is provided on the second precursor of the second substrate to form a second thin film, and the third radical remaining on the third substrate is fuzzy. A second step of pumping to form a fourth precursor on the fourth radical of the fourth substrate; and providing a first radical on the first precursor of the first substrate to form a first thin film. Forming and leaving the second radical remaining on the second substrate as fuzzy and pumpin A third step of forming the third precursor on the third substrate, fuzzing and pumping a part of the fourth precursor on the fourth substrate, and the first remaining on the first substrate. Fuzzing and pumping one radical to form the second precursor on the second substrate; fuzzing and pumping a portion of the third precursor on the third substrate; and Providing a fourth radical on a fourth precursor to form a fourth thin film.

本発明の一例によれば、前記第1段階乃至前記第4段階は、500℃で遂行されることができる。
前記第1乃至第4前駆体は、シランを含み、前記第1乃至第4ラジカルは、水酸化基を含むことができる。
本発明の他の例にしたがう薄膜蒸着方法は、基板内の第1基板上に第1前駆体と第2基板の第2前駆体上に第2ラジカルとを各々同時に形成して前記第2基板上に第2薄膜を形成する第1段階と、前記基板内の前記第1前駆体上に第1ラジカルと前記第2薄膜上に第2前駆体とを各々同時に形成して前記第1基板上に第1薄膜を形成する第2段階と、を含む。
According to an exemplary embodiment of the present invention, the first through fourth steps may be performed at 500 degrees Celsius.
The first to fourth precursors may include silane, and the first to fourth radicals may include a hydroxyl group.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for forming a thin film by forming a first precursor on a first substrate in a substrate and a second radical on a second precursor of a second substrate at the same time. A first step of forming a second thin film thereon, and a first radical on the first precursor in the substrate and a second precursor on the second thin film are simultaneously formed on the first substrate; And a second step of forming a first thin film.

本発明の実施形態によれば、2つ以上のガス反応に適合な圧力、反応時間、そして温度条件を提供し、反応を誘導して広い工程ウインドーの確保及び反応生成物の再結合を最小化することができるので、薄膜品質及びローディングエフェクト(loading Effect)を改善できる格別な効果を有する。
上述したように、本発明の実施形態による薄膜蒸着方法は、520℃の一定な温度のチャンバ内で回転移動される第1乃至第4基板上に第1乃至第4薄膜を形成できるので、ローディングエフェクトを防止し、生産性を向上させることができる。
In accordance with embodiments of the present invention, pressure, reaction time, and temperature conditions suitable for two or more gas reactions are provided to induce the reaction to ensure a wide process window and minimize recombination of reaction products. Therefore, the thin film quality and the loading effect can be improved.
As described above, the thin film deposition method according to the embodiment of the present invention can form the first to fourth thin films on the first to fourth substrates that are rotated in the chamber at a constant temperature of 520 ° C. It can prevent effects and improve productivity.

本発明による基板処理装置を説明するための図面である。1 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to the present invention. 図1に図示された基板サセプタの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the substrate susceptor illustrated in FIG. 1. 図1に図示された反応誘導ユニットの背面図である。FIG. 2 is a rear view of the reaction induction unit illustrated in FIG. 1. 反応誘導ユニットの斜視図である。It is a perspective view of a reaction induction unit. 反応誘導ユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a reaction induction unit. 反応誘導ユニットの断面図である。It is sectional drawing of a reaction induction unit. ボトムプレートに設置された噴射ノズルを示す平面図である。It is a top view which shows the injection nozzle installed in the bottom plate. 冷媒流路が形成されたプレートを示す図面である。It is drawing which shows the plate in which the refrigerant | coolant flow path was formed. 図1の基板処理装置での薄膜蒸着方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the thin film vapor deposition method in the substrate processing apparatus of FIG. 図1の工程チャンバを示す平面図である。It is a top view which shows the process chamber of FIG. 図1のサセプタ及び第1乃至第4ステージを示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing the susceptor and first to fourth stages of FIG. 1. 第1乃至第4薄膜のシリコン酸化膜と従来のシリコン酸化膜との形成を比較して示したグラフである。It is the graph which compared and showed formation of the silicon oxide film of the 1st thru / or the 4th thin film, and the conventional silicon oxide film. 第1乃至第4薄膜のシリコン酸化膜の湿式蝕刻率と一般的なシリコン酸化膜の湿式蝕刻率とを比較して示したグラフである。6 is a graph showing a comparison between a wet etching rate of first to fourth silicon oxide films and a wet etching rate of a general silicon oxide film.

以下では、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。上述した本発明が解決しようとする課題、課題解決手段、及び効果は、添付された図面と関連された実施形態を通じて容易に理解できる。各図面は、明確な説明のために一部が簡略化されるか、或いは誇張に表現されている。各図面の構成要素に参照番号を付加することにおいて、同一の構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されていてもできるだけ同一の符号を有するように示されていることを有意しなければならない。また、本発明を説明することにおいて、関連された公知の構成又は機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にする恐れがあると判断される場合にはその詳細な説明は、省略する。
(実施形態)
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The problems, problem solving means, and effects to be solved by the present invention described above can be easily understood through embodiments associated with the accompanying drawings. Each drawing is partially simplified or exaggerated for clear description. In adding a reference number to a component in each drawing, it is significant that the same component is shown to have the same symbol as much as possible even if it is displayed on another drawing. There must be. Further, in the description of the present invention, when it is determined that a specific description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. .
(Embodiment)

図1は、本発明による基板処理装置を説明するための図面である。図2は、図1に図示された基板サセプタの斜視図である。
図1を参照すれば、本発明の実施形態による基板処理装置10は、工程チャンバ100(process chamber)、基板支持部材(support member)である基板サセプタ200、反応誘導ユニット300、そして供給部材400を含む。
工程チャンバ100は、一側に出入口112が形成される。出入口112は、工程の進行時、基板Wの出入りが行われる。図示せずが、工程チャンバ100は、縁に工程チャンバに供給された反応ガス及び蒸着工程の中で発生された反応分散物を排気するための排気ダクトが形成される。一例として、排気ダクトは、基板サセプタ200の外側に位置するリングタイプになされる。
FIG. 1 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the substrate susceptor shown in FIG.
Referring to FIG. 1, a substrate processing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a process chamber 100, a substrate susceptor 200 as a support member, a reaction induction unit 300, and a supply member 400. Including.
The process chamber 100 has an inlet / outlet 112 formed on one side. The entrance / exit 112 allows the substrate W to enter and exit as the process proceeds. Although not shown, the process chamber 100 is formed with an exhaust duct at the edge for exhausting the reaction gas supplied to the process chamber and the reaction dispersion generated during the deposition process. As an example, the exhaust duct is a ring type located outside the substrate susceptor 200.

図1及び図2を参照すれば、基板サセプタ200は、工程チャンバ100の内部空間に設置される。一例として、基板サセプタ200は、4枚の基板が置かれる配置タイプになされる。基板サセプタは、上部面に基板が置かれる第1乃至第4ステージ212a−212dが形成された円板形状になされる。基板サセプタに具備された第1乃至第4ステージ212a−212dは、基板の形状と類似な円形になされる。第1乃至第4ステージ212a−212dは、基板サセプタ200の中央を中心に同心円上に90°間隔に配置される。一例として、基板サセプタ200は、ステージの個数が4つではなく、3つ又は4つ以上も適用されてもよい。 Referring to FIGS. 1 and 2, the substrate susceptor 200 is installed in the internal space of the process chamber 100. As an example, the substrate susceptor 200 is an arrangement type in which four substrates are placed. The substrate susceptor has a disk shape in which first to fourth stages 212a to 212d on which a substrate is placed are formed. The first to fourth stages 212a to 212d provided in the substrate susceptor have a circular shape similar to the shape of the substrate. The first to fourth stages 212a to 212d are arranged at 90 ° intervals on concentric circles around the center of the substrate susceptor 200. As an example, the number of stages in the substrate susceptor 200 may be three, or four or more, instead of four.

基板サセプタ200は、回転軸280と連結された駆動部290によって回転される。基板サセプタ200を回転させる駆動部290は、駆動モーターの回転数と回転速度を制御できるエンコーダーが設置されたステッピングモーターを使用することが望ましい。
図示せずが、基板サセプタ200は、各々のステージで基板Wを昇降及び下降させる複数のリフトピン(図示せず)が具備される。リフトピンは、基板Wを昇下降させることによって、基板Wを基板サセプタ200のステージから離隔させるか、或いはステージに安着させる。
The substrate susceptor 200 is rotated by a driving unit 290 connected to the rotation shaft 280. The driving unit 290 that rotates the substrate susceptor 200 preferably uses a stepping motor in which an encoder capable of controlling the rotational speed and rotational speed of the driving motor is installed.
Although not shown, the substrate susceptor 200 includes a plurality of lift pins (not shown) for moving the substrate W up and down at each stage. The lift pins raise or lower the substrate W to separate the substrate W from the stage of the substrate susceptor 200 or to rest on the stage.

図1を参照すれば、供給部材400は、第1ガス供給部材410aと第2供給部材410bとを含む。第1ガス供給部材410aは、基板W上に所定の薄膜を形成するための第1反応ガスを4つの反応誘導ユニットの各々に供給し、第2ガス供給部材410bは、第2反応ガスを4つの反応誘導ユニットの各々に供給する。本実施形態では、2つの互に異なる反応ガスを供給するために2つのガス供給部材が使用されたが、供給するガスの特性による2つ以上の互に異なるガス又は同一のガスを供給できるように複数のガス供給部材が適用され得ることは、当然である。
図3は、図1に図示された反応誘導ユニットの背面図である。
Referring to FIG. 1, the supply member 400 includes a first gas supply member 410a and a second supply member 410b. The first gas supply member 410a supplies a first reaction gas for forming a predetermined thin film on the substrate W to each of the four reaction induction units, and the second gas supply member 410b supplies 4 second reaction gases. Supply to each of the two reaction induction units. In this embodiment, two gas supply members are used to supply two different reaction gases. However, two or more different gases or the same gas can be supplied depending on the characteristics of the supplied gas. Of course, a plurality of gas supply members can be applied.
FIG. 3 is a rear view of the reaction induction unit illustrated in FIG. 1.

図1乃至図3に示したように、4つの反応誘導ユニット300は、基板サセプタ200に置かれた4枚の基板の各々にガスを噴射する。反応誘導ユニット300は、少なくとも1つの反応ガスを供給部材から供給される。反応ガスは、外部で予熱処理された後、反応誘導ユニット300に供給されてもよい。一例によれば、反応誘導ユニット300の各々は、第1、2反応ガスを供給部材400から供給される。4つの反応誘導ユニット300は、全体的に円盤形状を有し、各々は、90°間隔に区画された扇形の模様で底面にはガス噴射口312が形成される。 As shown in FIGS. 1 to 3, the four reaction induction units 300 inject gas into each of the four substrates placed on the substrate susceptor 200. The reaction induction unit 300 is supplied with at least one reaction gas from a supply member. The reaction gas may be supplied to the reaction induction unit 300 after being preheated outside. According to an example, each of the reaction induction units 300 is supplied with the first and second reaction gases from the supply member 400. The four reaction induction units 300 have a disk shape as a whole. Each of the four reaction induction units 300 has a fan-shaped pattern partitioned at 90 ° intervals, and gas injection ports 312 are formed on the bottom surface.

例えば、反応誘導ユニット300は、90°間隔の扇形の形状をしているが、本発明は、これに制限されることではなく、工程の目的や特性によって45°間隔又は180°間隔に構成することができ、反応チャンバの形態にしたがって反応誘導ユニット寸法、形態、及び設置位置を異なりに構成することができる。
図4及び図5は、反応誘導ユニットの斜視図及び分解斜視図であり、図6は、反応誘導ユニットの断面図であり、図7は、ボトムプレートに設置された噴射ノズルを示す平面図である。
図4乃至図7でのように、反応誘導ユニット300は、少なくとも3つ以上が積層されたプレートによって多層複合構造の流路を形成する。本実施形態では、3つのプレートが積層された多層複合構造を例として説明する。しかし、これは一例に過ぎないし、プレートの個数は、2つ又は4つ以上であってもよい。
For example, the reaction induction unit 300 has a fan shape with intervals of 90 °, but the present invention is not limited to this, and is configured with intervals of 45 ° or 180 ° depending on the purpose and characteristics of the process. The reaction induction unit size, configuration, and installation position can be configured differently according to the configuration of the reaction chamber.
4 and 5 are a perspective view and an exploded perspective view of the reaction induction unit, FIG. 6 is a cross-sectional view of the reaction induction unit, and FIG. 7 is a plan view showing an injection nozzle installed on the bottom plate. is there.
As shown in FIGS. 4 to 7, the reaction induction unit 300 forms a multi-layer composite structure channel by a plate in which at least three or more are laminated. In the present embodiment, a multilayer composite structure in which three plates are stacked will be described as an example. However, this is only an example, and the number of plates may be two or four or more.

反応誘導ユニット300は、トッププレート310、ミドルプレート320、ボトムプレート330、そして噴射ノズル350を含み、トッププレート310、ミドルプレート320、そしてボトムプレート330は、順次的に積層されるように設置される。 The reaction induction unit 300 includes a top plate 310, a middle plate 320, a bottom plate 330, and an injection nozzle 350. The top plate 310, the middle plate 320, and the bottom plate 330 are installed so as to be sequentially stacked. .

トッププレート310は、3つの注入ポート312、314を有する。2つの注入ポート312は、反応ガス注入のためのガス注入ポートであり、他の1つの注入ポート314は、反応誘導ユニット300内部の圧力をチェックするための圧力ポートである。
ミドルプレート320は、トッププレート310の下に積層されるように設置される。ミドルプレート320は、ガスの混合及びヒーティングのための1次流路322及び1次流路322を経由しながら混合され、ヒーティングされたガスがボトムプレート330の2次流路332に流れるように形成される第1貫通ホール324を含む。
The top plate 310 has three injection ports 312 and 314. The two injection ports 312 are gas injection ports for reaction gas injection, and the other one injection port 314 is a pressure port for checking the pressure inside the reaction induction unit 300.
The middle plate 320 is installed so as to be stacked under the top plate 310. The middle plate 320 is mixed while passing through the primary flow path 322 and the primary flow path 322 for gas mixing and heating, so that the heated gas flows into the secondary flow path 332 of the bottom plate 330. The first through hole 324 is formed.

1次流路は、ミドルプレートの中央広場部328から縁に向かう4つの流路を含み、第1貫通ホール324は、各流路の終端に形成される。1次流路は、隔壁326によって形成される。中央広場部328は、ミドルプレートの中央に位置されてトッププレートのガス注入ポートを通じてガスが流れ込まれる空間に4つの1次流路と連結される。 The primary flow path includes four flow paths from the central square portion 328 of the middle plate toward the edge, and the first through hole 324 is formed at the end of each flow path. The primary flow path is formed by a partition wall 326. The central square portion 328 is connected to the four primary flow paths in a space that is located at the center of the middle plate and into which gas flows through the gas injection port of the top plate.

本実施形態では、ミドルプレート320がトッププレート310とボトムプレート330との間に1つが設置されたことと図示して説明しているが、これは、一例に過ぎないし、供給されるガスの個数、特性によってガスの混合、そして温度調節のために流路の形態、長さが他の1つ以上が積層されるように設置されることができ、積層されたプレートに互に異なるガス及び同一のガスが供給される。
ボトムプレート330は、ミドルプレート320の下に積層されるように設置される。ボトムプレート330は、4つの第1貫通ホール324を通じて流入されたガスの圧力及び反応時間のコントロールのための4つの2次流路332を有する。ミドルプレート320から提供されるガスは、4つの2次流路332を通過しながら、圧力及び反応時間が調節される。例えば、ガス圧力が低く形成される場合、2次流路のボリューム縮小、ターン(turn)数の増強、長さの増強、形状変更等を通じて2次流路でのガス圧力を高めることができる。これと反対に、ガス圧力が高く形成される場合、2次流路のボリューム拡大、ターン(turn)数減少、長さ減少、形状変更等を通じて2次流路でのガス圧力を下げることができる。このように、2次流路で反応時間及び圧力が充足された反応ガスは、噴射ノズルへ提供される。
In the present embodiment, it is illustrated and described that one middle plate 320 is installed between the top plate 310 and the bottom plate 330, but this is only an example, and the number of supplied gases Depending on the characteristics, it can be installed so that one or more of the other, the shape of the flow path, the length of the gas mixing, and the temperature control are stacked, different gases on the stacked plate and the same Gas is supplied.
The bottom plate 330 is installed so as to be stacked under the middle plate 320. The bottom plate 330 has four secondary flow paths 332 for controlling the pressure and reaction time of the gas flowing in through the four first through holes 324. The gas provided from the middle plate 320 is adjusted in pressure and reaction time while passing through the four secondary flow paths 332. For example, when the gas pressure is formed low, the gas pressure in the secondary flow path can be increased through volume reduction of the secondary flow path, increase in the number of turns, increase in length, shape change, and the like. On the other hand, when the gas pressure is formed high, the gas pressure in the secondary channel can be lowered through volume expansion, turn number reduction, length reduction, shape change, etc. of the secondary channel. . In this way, the reaction gas in which the reaction time and pressure are satisfied in the secondary flow path is provided to the injection nozzle.

2次流路332は、ボトムプレート330の縁から中央を向くように形成される。2次流路332の一端は、ミドルプレート320の貫通ホール324と連結され、他端は、ボトムプレート330の中央に設置される噴射ノズル350と連結される。
2次流路332は、溝の形状に形成される。そして2次流路332は、1次流路322の長さよりその長さが長いことを特徴とする。2次流路332は、長さ、ターン(turn)数が互に異なる独立されたパス形状に形成される。
The secondary flow path 332 is formed so as to face the center from the edge of the bottom plate 330. One end of the secondary flow path 332 is connected to the through hole 324 of the middle plate 320, and the other end is connected to the injection nozzle 350 installed at the center of the bottom plate 330.
The secondary flow path 332 is formed in the shape of a groove. The secondary flow path 332 is characterized in that its length is longer than the length of the primary flow path 322. The secondary flow path 332 is formed in an independent path shape having a different length and a different number of turns.

噴射ノズル350は、ボトムプレート330に設置される。噴射ノズル350は、4つの2次流路332と連結されて2次流路332を経由したガスを基板上に噴射する。噴射ノズル350は、ボトムプレート330の中央に形成されたスロット338に脱付着可能に設置される。噴射ノズル350は、底面に多数の噴射ホール352と両側面に2次流路332の終端335と連結される溝354を有する。 The injection nozzle 350 is installed on the bottom plate 330. The injection nozzle 350 is connected to the four secondary flow paths 332 and jets the gas that has passed through the secondary flow paths 332 onto the substrate. The spray nozzle 350 is detachably installed in a slot 338 formed at the center of the bottom plate 330. The injection nozzle 350 has a plurality of injection holes 352 on the bottom surface and grooves 354 connected to the terminal ends 335 of the secondary flow paths 332 on both side surfaces.

反応誘導ユニット300で反応ガスは、1次流路又は2次流路を経由する過程でチャンバ内部の熱伝導による予熱がなされる。
図8は、冷媒流路が形成されたプレートを示す図面である。
図8でのように、本実施形態によれば、反応誘導ユニットを構成するプレート380には反応ガスが流れる流路382と隣接するように冷媒流路384が形成される。冷媒流路384には、外部の冷媒供給装置900から提供される冷媒が循環するようになって流路を流れるガスをクーリングすることができる。このような冷媒流路384は、図4に図示された反応誘導ユニット300のミドルプレート320又はボトムプレート330の上に形成される。
図9は、図1の基板処理装置での薄膜蒸着方法を示すフローチャートである。図10は、図1の工程チャンバ100を示す平面図である。図11は、図1のサセプタ及び第1乃至第4ステージを示す斜視図である。
In the reaction induction unit 300, the reaction gas is preheated by heat conduction inside the chamber in the course of passing through the primary flow path or the secondary flow path.
FIG. 8 is a view showing a plate in which a refrigerant channel is formed.
As shown in FIG. 8, according to the present embodiment, the refrigerant flow path 384 is formed on the plate 380 constituting the reaction induction unit so as to be adjacent to the flow path 382 through which the reaction gas flows. In the refrigerant flow path 384, the refrigerant provided from the external refrigerant supply device 900 circulates so that the gas flowing through the flow path can be cooled. The refrigerant flow path 384 is formed on the middle plate 320 or the bottom plate 330 of the reaction induction unit 300 illustrated in FIG.
FIG. 9 is a flowchart showing a thin film deposition method in the substrate processing apparatus of FIG. FIG. 10 is a plan view showing the process chamber 100 of FIG. FIG. 11 is a perspective view showing the susceptor and the first to fourth stages of FIG.

図1及び図9乃至図11を参照すれば、第1基板101の上に第1前駆体を形成し、第2基板102の上の第2前駆体の一部分をポンピング及びファジし、第3基板103の上の第3前駆体上に第3ラジカルを形成し、第4基板104の上に残存する第4ラジカルをポンピング及びファジする(S10)。 Referring to FIGS. 1 and 9 to 11, a first precursor is formed on the first substrate 101, a part of the second precursor on the second substrate 102 is pumped and fuzzed, and a third substrate is formed. Third radicals are formed on the third precursor on 103, and the fourth radicals remaining on the fourth substrate 104 are pumped and fuzzed (S10).

基板処理装置10は、工程チャンバ100、基板サセプタ200、反応誘導ユニット300、そして供給部材400を含む。工程チャンバ100は、第1乃至第4領域110−140を有する。一例によれば、第1乃至第4領域110−140は、各々の前駆体形成領域、前駆体ポンピング領域、ラジカル形成領域、及びラジカルポンピング領域であってもよい。例えば、工程チャンバ100は、520℃乃至550℃の温度で第1乃至第4基板101−104の原子層の蒸着工程を遂行する。基板サセプタ200は、工程チャンバ100内に配置される。供給部材400は、工程チャンバ100内に前駆体及びラジカルを各々に形成する。供給部材400は、前駆体の供給ライン410aとラジカルの供給ライン410bとを含む。前駆体の供給ライン410aは、第1領域110に連結される。ラジカルの供給ライン410bは、第3領域130に連結される。一例によれば、反応誘導ユニット300は、第1領域110と第3領域130との内に配置される。第1領域110では、第1乃至第4基板101−104に対して第1乃至第4前駆体が形成される。第3領域130では、第1乃至第4基板101−104に対して第1乃至第4ラジカルが形成される。第1乃至第4前駆体と第1乃至第4ラジカルとの反応によって第1乃至第4基板101−104の上に第1乃至第4薄膜が形成される。反応誘導ユニット300は、シャワーヘッドを含む。 The substrate processing apparatus 10 includes a process chamber 100, a substrate susceptor 200, a reaction induction unit 300, and a supply member 400. The process chamber 100 includes first to fourth regions 110-140. According to an example, the first to fourth regions 110 to 140 may be a precursor forming region, a precursor pumping region, a radical forming region, and a radical pumping region. For example, the process chamber 100 performs an atomic layer deposition process of the first to fourth substrates 101-104 at a temperature of 520.degree. The substrate susceptor 200 is disposed in the process chamber 100. The supply member 400 forms a precursor and a radical in the process chamber 100, respectively. The supply member 400 includes a precursor supply line 410a and a radical supply line 410b. The precursor supply line 410 a is connected to the first region 110. The radical supply line 410 b is connected to the third region 130. According to an example, the reaction induction unit 300 is disposed in the first region 110 and the third region 130. In the first region 110, first to fourth precursors are formed on the first to fourth substrates 101-104. In the third region 130, first to fourth radicals are formed on the first to fourth substrates 101-104. First to fourth thin films are formed on the first to fourth substrates 101-104 by the reaction between the first to fourth precursors and the first to fourth radicals. The reaction induction unit 300 includes a shower head.

基板サセプタ200は、工程チャンバ100内で回転する。基板サセプタ200は、シャフト280と前記シャフト280の上の第1乃至第4ステージ212a−212dとを含む。第1乃至第4ステージ212a−212dは、第1乃至第4基板101−104を各々に支持する。第1乃至第4ステージ212a−212dは、第1乃至第4領域110−140に沿って移動される。例えば、第1乃至第4基板101−104は、第1乃至第4領域110−140の内の各々に配置される。 The substrate susceptor 200 rotates in the process chamber 100. The substrate susceptor 200 includes a shaft 280 and first to fourth stages 212a to 212d on the shaft 280. The first to fourth stages 212a to 212d support the first to fourth substrates 101 to 104, respectively. The first through fourth stages 212a-212d are moved along the first through fourth regions 110-140. For example, the first to fourth substrates 101-104 are disposed in each of the first to fourth regions 110-140.

第1領域110内の第1基板101の上には、第1前駆体が形成される。第1前駆体は、第1基板101の全面に形成される。第2領域120内の第2基板101の上の第2前駆体は、所定の真空圧でポンピングされる。また、第2基板102の上にファジガスが供給される。第3領域130内の第3基板103の第3前駆体上に第3ラジカルが提供される。ここで、第1乃至第3前駆体は、第1乃至第3基板101−103の上に形成される同一な種類の前駆体として、シラン(SiH4)又は塩化チタニウム(TiCl4)を含む。第3ラジカルは、水酸化基(OH)又はアミン基(NH)を含む。第3前駆体と第3ラジカルとは、反応されることができる。例えば、第3基板103の上にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜又は窒化チタニウム(TiN)の第3薄膜が形成され、塩酸(HCl)の反応後、ガスが形成される。 A first precursor is formed on the first substrate 101 in the first region 110. The first precursor is formed on the entire surface of the first substrate 101. The second precursor on the second substrate 101 in the second region 120 is pumped at a predetermined vacuum pressure. Further, fuzzy gas is supplied onto the second substrate 102. A third radical is provided on the third precursor of the third substrate 103 in the third region 130. Here, the first to third precursors include silane (SiH4) or titanium chloride (TiCl4) as the same kind of precursor formed on the first to third substrates 101-103. The third radical includes a hydroxyl group (OH) or an amine group (NH). The third precursor and the third radical can be reacted. For example, a third thin film of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or titanium nitride (TiN) is formed on the third substrate 103, and a gas is formed after the reaction with hydrochloric acid (HCl).

第4領域140内の第4基板104の上に残存する第4ラジカルと反応後、ガスがポンピングされる。第4基板104の上にファジガスが供給される。その前に、図示せずが、第4基板104の上に第4前駆体と第4ラジカルとを提供して第4薄膜が形成される。第4ラジカルは、同一である。 After reacting with the fourth radicals remaining on the fourth substrate 104 in the fourth region 140, the gas is pumped. Fuzzy gas is supplied onto the fourth substrate 104. Before that, a fourth thin film is formed on the fourth substrate 104 by providing a fourth precursor and a fourth radical (not shown). The fourth radical is the same.

そして、第1ステージ212aは、シャフト280の回転によって第2領域120に移動し、第2ステージ212bは、第3領域130に移動し、第3ステージ212cは、第4領域140に移動し、第4ステージ212dは、第1領域110に移動することができる。第1乃至第4基板101−104は、第1乃至第4領域110−140を順次的に移動される。その結果、第1乃至第4基板101−104の工程待機時間を最小化することができる。第1乃至第4基板101のローディングエフェクトは、除去又は防止される。したがって、本発明の実施形態による薄膜の形成方法は、生産性を向上させることができる。 Then, the first stage 212a moves to the second region 120 by the rotation of the shaft 280, the second stage 212b moves to the third region 130, the third stage 212c moves to the fourth region 140, The four stages 212d can move to the first region 110. The first to fourth substrates 101-104 are sequentially moved through the first to fourth regions 110-140. As a result, the process waiting time of the first to fourth substrates 101-104 can be minimized. The loading effect of the first to fourth substrates 101 is removed or prevented. Therefore, the method for forming a thin film according to the embodiment of the present invention can improve productivity.

次に、第1基板101の上の第1前駆体の一部分をポンピング及びファジし、第2基板102の上の前記第2前駆体上に第2ラジカルを形成し、第3基板103の上に残存する第3ラジカルをポンピング及びファジし、第4基板104の上に第4前駆体を形成する(S20)。第1前駆体は、第1基板101の表面に吸着される。第1基板101の表面に吸着されない第1前駆体は、ポンピングして排気されるか、或いはファジガスによってファジされる。第2前駆体及び第2ラジカルの反応によって第2基板102の上に第2薄膜が形成される。第2薄膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、又は窒化チタニウムを含む。第3基板103の上の第3ラジカルは、ポンピング又はファジによって工程チャンバ100の内で排出される。第4前駆体は、第1乃至第3前駆体と同一である。 Next, a portion of the first precursor on the first substrate 101 is pumped and fuzzed to form second radicals on the second precursor on the second substrate 102, and on the third substrate 103. The remaining third radicals are pumped and fuzzed to form a fourth precursor on the fourth substrate 104 (S20). The first precursor is adsorbed on the surface of the first substrate 101. The first precursor that is not adsorbed on the surface of the first substrate 101 is exhausted by pumping or fuzzed by fuzzy gas. A second thin film is formed on the second substrate 102 by the reaction of the second precursor and the second radical. The second thin film includes a silicon oxide film, a silicon nitride film, or titanium nitride. Third radicals on the third substrate 103 are exhausted in the process chamber 100 by pumping or fuzzing. The fourth precursor is the same as the first to third precursors.

その後、第1ステージ212aは、第3領域130に移動し、第2ステージ212bは、第4領域140に移動し、第3ステージ212cは、第1領域110に移動し、第4ステージ212dは、第2領域120に移動することができる。 Thereafter, the first stage 212a moves to the third area 130, the second stage 212b moves to the fourth area 140, the third stage 212c moves to the first area 110, and the fourth stage 212d It is possible to move to the second area 120.

その次、第1基板101の第1前駆体上に第1ラジカルを形成し、第2基板102の上に残存する第2ラジカルをポンピング及びファジし、第3基板103の第3ラジカル上に第3前駆体を形成し、第4基板104の上の第4前駆体の一部をポンピングする(S30)。第1基板101には、第1前駆体と第1ラジカルとの反応によって第1薄膜が形成される。第1薄膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、又は窒化チタニウムを含む。第2基板102の上の第2ラジカルは、ポンピング又はファジによって工程チャンバ100の外部へ排出される。第3前駆体は、第3基板103の上に吸着される。第4基板104の表面に吸着されない第4前駆体は、ポンピング又はファジによって除去される。 Then, a first radical is formed on the first precursor of the first substrate 101, the second radical remaining on the second substrate 102 is pumped and fuzzed, and the first radical is formed on the third radical of the third substrate 103. Three precursors are formed, and a part of the fourth precursor on the fourth substrate 104 is pumped (S30). A first thin film is formed on the first substrate 101 by a reaction between the first precursor and the first radical. The first thin film includes a silicon oxide film, a silicon nitride film, or titanium nitride. The second radical on the second substrate 102 is exhausted to the outside of the process chamber 100 by pumping or fuzzy. The third precursor is adsorbed on the third substrate 103. The fourth precursor that is not adsorbed on the surface of the fourth substrate 104 is removed by pumping or fuzzing.

以後に、第1ステージ212aは、第3領域130に移動し、第2ステージ212bは、第4領域140に移動し、第3ステージ212cは、第1領域110に移動し、第4ステージ212dは、第2領域120に移動することができる。 Thereafter, the first stage 212a moves to the third area 130, the second stage 212b moves to the fourth area 140, the third stage 212c moves to the first area 110, and the fourth stage 212d The second region 120 can be moved.

第1基板101の上の第1ラジカルをポンピング及びファジし、第2基板102の上の第2ラジカル上に第2前駆体を形成し、第3基板103の上の第3前駆体の一部をポンピング及びファジし、第4基板104の上の第4前駆体上に第4ラジカルを形成する(S40)。第1基板101の上に残存する第1ラジカルは、ポンピング又はファジによって工程チャンバ100内で除去される。第2前駆体は、第2薄膜又は第2基板102の上に吸着される。第2薄膜又は第3基板103に吸着されない第3前駆体は、ポンピング又はファジによって工程チャンバ100内で除去される。第2薄膜又は第3基板103に吸着された第3前駆体は、第3基板103の上に残存する。第4前駆体及び第4ラジカルは、第4基板104の上に第4薄膜を形成する。 Pumping and fuzzing the first radicals on the first substrate 101 to form a second precursor on the second radicals on the second substrate 102 and a portion of the third precursor on the third substrate 103 Are pumped and fuzzed to form fourth radicals on the fourth precursor on the fourth substrate 104 (S40). The first radicals remaining on the first substrate 101 are removed in the process chamber 100 by pumping or fuzzing. The second precursor is adsorbed on the second thin film or the second substrate 102. The third precursor not adsorbed on the second thin film or the third substrate 103 is removed in the process chamber 100 by pumping or fuzzing. The third precursor adsorbed on the second thin film or the third substrate 103 remains on the third substrate 103. The fourth precursor and the fourth radical form a fourth thin film on the fourth substrate 104.

そして、第1乃至第4基板101−104は、第1乃至第4領域110−140に沿って順次的に移動され、第1乃至第4基板101−104の上に所定の厚さの第1乃至第4薄膜が形成される。
図12は、第1乃至第4薄膜のシリコン酸化膜と従来のシリコン酸化膜との形成を比較して示したグラフである。横軸は、温度であり、縱軸は、シリコン酸化膜の形成比率を示す。
図12を参照すれば、第1乃至第4薄膜のシリコン酸化膜10は、520℃で形成される。反面、従来のシリコン酸化膜20は、570℃で形成される。
図13は、第1乃至第4薄膜のシリコン酸化膜10の湿式蝕刻率と一般的なシリコン酸化膜の湿式蝕刻率とを比較して示したグラフである。
図13を参照すれば、第1乃至第4薄膜のシリコン酸化膜の湿式蝕刻率は、一般的なシリコン酸化膜の湿式蝕刻率より低い。湿式蝕刻率の差異は、シリコン酸化膜の密度によって発生される。密度が低い一般的なシリコン酸化膜は、密度が高い第1乃至第4薄膜のシリコン酸化膜のシリコン酸化膜に比べて高い湿式蝕刻率を有する。したがって、本発明の実施形態による薄膜蒸着方法は、高密度のシリコン酸化膜を形成する方法である。
The first to fourth substrates 101-104 are sequentially moved along the first to fourth regions 110-140, and the first to fourth substrates 101-104 having a predetermined thickness are formed on the first to fourth substrates 101-104. Through the fourth thin film is formed.
FIG. 12 is a graph comparing the formation of first to fourth thin film silicon oxide films and a conventional silicon oxide film. The horizontal axis represents temperature, and the vertical axis represents the formation ratio of the silicon oxide film.
Referring to FIG. 12, the first to fourth thin silicon oxide films 10 are formed at 520.degree. On the other hand, the conventional silicon oxide film 20 is formed at 570 ° C.
FIG. 13 is a graph showing a comparison between the wet etching rate of the first to fourth thin silicon oxide films 10 and the wet etching rate of a general silicon oxide film.
Referring to FIG. 13, the wet etching rate of the first to fourth thin silicon oxide films is lower than the wet etching rate of a general silicon oxide film. The difference in wet etching rate is caused by the density of the silicon oxide film. A general silicon oxide film having a low density has a higher wet etching rate than the silicon oxide films of the first to fourth silicon oxide films having a high density. Therefore, the thin film deposition method according to the embodiment of the present invention is a method of forming a high-density silicon oxide film.

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないので、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は、本発明の技術思想を限定するものではなく単なる説明をするためのことであり、このような実施形態によって本発明の技術思想の範囲が限定されない。本発明の保護範囲は、下の請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれることとして解釈されるべきである。 The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and so long as the person has ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs, the scope does not depart from the essential characteristics of the present invention. Various modifications and variations are possible. Therefore, the embodiment disclosed in the present invention is not intended to limit the technical idea of the present invention but merely to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by such an embodiment. The scope of protection of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (13)

基板処理装置において、
工程チャンバと、
前記工程チャンバに設置され、同一の平面上に複数の基板が置かれ、回転軸に連結されて回転される基板サセプタと、
前記基板サセプタの底面に位置されるヒーター部材と、
前記基板サセプタに置かれた複数の基板が各々に対応する位置で基板の処理面にガスを噴射する反応誘導ユニットと、を含み、
前記反応誘導ユニットは、
少なくとも3つ以上が積層されたプレートによって多層複合構造の流路を有し、
前記反応誘導ユニットは、
少なくとも1つ以上のガス注入ポートを有するトッププレートと、
前記トッププレートの下に積層されるように設置され、ガスの混合及びヒーティングのための1次流路及び前記1次流路を経由したガスが抜けていく第1貫通ホールを有するミドルプレートと、
前記ミドルプレートの下に積層されるように設置され、前記第1貫通ホールを通じて流入されたガスの圧力及び反応時間のコントロールのための2次流路を有するボトムプレートと、を含み、
前記反応誘導ユニットは、
前記ボトムプレートに設置され、前記2次流路と連結されて前記2次流路を経由したガスを基板上に噴射する噴射ノズルをさらに含み、
前記噴射ノズルは、
前記ボトムプレートの中央に形成されたスロットに脱付着可能に設置され、
底面に多数の噴射ホールと側面に前記2次流路の終端と連結される溝とを有することを特徴とする、基板処理装置。
In substrate processing equipment,
A process chamber;
A substrate susceptor installed in the process chamber and having a plurality of substrates placed on the same plane and connected to a rotating shaft and rotated;
A heater member positioned on a bottom surface of the substrate susceptor;
A plurality of substrates placed on the substrate susceptor, and a reaction induction unit that injects gas onto the processing surface of the substrate at a position corresponding to each of the substrates,
The reaction induction unit includes:
Having a multi-layer composite structure flow path by a plate in which at least three or more are laminated,
The reaction induction unit includes:
A top plate having at least one or more gas injection ports;
A middle plate having a primary flow path for gas mixing and heating, and a first through hole through which the gas passes through the primary flow path is disposed so as to be laminated below the top plate; ,
A bottom plate installed to be stacked under the middle plate and having a secondary flow path for controlling the pressure and reaction time of the gas flowing in through the first through hole,
The reaction induction unit includes:
An injection nozzle that is installed on the bottom plate and is connected to the secondary channel and injects a gas passing through the secondary channel onto the substrate;
The spray nozzle is
It is installed in a slot formed in the center of the bottom plate so as to be removable.
A substrate processing apparatus, comprising: a plurality of injection holes on a bottom surface; and a groove connected to an end of the secondary flow path on a side surface.
前記ミドルプレートは、少なくとも1つ以上が設置されることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein at least one of the middle plates is installed. 前記ミドルプレートは、
前記1次流路が前記ミドルプレートの中央から縁に向くように形成され、
前記第1貫通ホールは、前記1次流路の終端に形成されることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
The middle plate is
The primary flow path is formed to face the edge from the center of the middle plate,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the first through hole is formed at a terminal end of the primary flow path.
前記ボトムプレートは、
前記2次流路が前記ボトムプレートの縁から中央を向くように形成されることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
The bottom plate is
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the secondary flow path is formed so as to face a center from an edge of the bottom plate.
前記2次流路は、一端が前記第1貫通ホールと連結され、他端が前記噴射ノズルと連結されることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the secondary flow path has one end connected to the first through hole and the other end connected to the spray nozzle. 前記2次流路は、長さ及びターン(turn)数が互に異なる独立されたパスを有することを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the secondary flow path has independent paths having different lengths and turn numbers. 前記ミドルプレートは、
中央に前記1次流路が連結され、前記ガス注入ポートを通じてガスが流れ込まれる中央広場部を有することを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
The middle plate is
The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising: a central plaza portion connected to the primary flow path at a center and into which gas flows through the gas injection port.
前記1次流路は、隔壁によって形成されることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the primary flow path is formed by a partition wall. 前記2次流路は、溝の形状に形成されることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the secondary flow path is formed in a groove shape. 前記2次流路は、前記1次流路よりその長さが長いことを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the secondary flow path is longer than the primary flow path. 反応誘導ユニットにおいて、
少なくとも1つ以上のガス注入ポートを有するトッププレートと、
前記トッププレートの下に積層されるように設置され、ガスの混合及びヒーティングのための1次流路及び前記1次流路を経由したガスが抜けていく第1貫通ホールを有するミドルプレートと、
前記ミドルプレートの下に積層されるように設置され、前記第1貫通ホールを通じて流入されたガスの圧力及び反応時間のコントロールのための2次流路を有する少なくとも1つのボトムプレートと、
前記ボトムプレートに設置され、前記2次流路と連結されて前記2次流路を経由したガスを基板上に噴射する噴射ノズルと、を含み、
前記噴射ノズルは、
前記ボトムプレートの中央に形成されたスロットに脱付着可能に設置され、
底面に多数の噴射ホールと側面に前記2次流路の終端と連結される溝とを有することを特徴とする、反応誘導ユニット。
In the reaction induction unit,
A top plate having at least one or more gas injection ports;
A middle plate having a primary flow path for gas mixing and heating, and a first through hole through which the gas passes through the primary flow path is disposed so as to be laminated below the top plate; ,
At least one bottom plate installed to be stacked under the middle plate and having a secondary flow path for controlling the pressure and reaction time of the gas introduced through the first through hole;
An injection nozzle that is installed on the bottom plate and is connected to the secondary flow path and injects a gas that has passed through the secondary flow path onto the substrate;
The spray nozzle is
It is installed in a slot formed in the center of the bottom plate so as to be removable.
A reaction induction unit comprising a plurality of injection holes on a bottom surface and a groove connected to an end of the secondary flow channel on a side surface.
前記ミドルプレートは、
前記1次流路が前記ミドルプレートの中央から縁に向くように形成され、
前記第1貫通ホールは、前記1次流路の終端に形成され、
前記ボトムプレートは、
前記2次流路が前記ボトムプレートの縁から中央を向くように形成されることを特徴とする請求項11に記載の反応誘導ユニット。
The middle plate is
The primary flow path is formed to face the edge from the center of the middle plate,
The first through hole is formed at the end of the primary flow path,
The bottom plate is
The reaction induction unit according to claim 11, wherein the secondary flow path is formed so as to face the center from the edge of the bottom plate.
前記ミドルプレートは、
中央に前記1次流路が連結され、前記ガス注入ポートを通じてガスが流れ込まれる中央広場部を有し、
前記1次流路は、隔壁によって形成され、
前記2次流路は、溝の形状に形成されることを特徴とする請求項11に記載の反応誘導ユニット。
The middle plate is
The primary flow path is connected to the center, and has a central plaza portion into which gas flows through the gas injection port,
The primary flow path is formed by a partition wall,
The reaction induction unit according to claim 11, wherein the secondary flow path is formed in a groove shape.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10910243B2 (en) * 2018-08-31 2021-02-02 Applied Materials, Inc. Thermal management system
KR102170451B1 (en) * 2020-01-22 2020-10-28 (주)이큐테크플러스 Radical unit device for distributing precursor and reactant gas and atomic layer deposition apparatus including radical unit device therefor

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4493932B2 (en) * 2003-05-13 2010-06-30 東京エレクトロン株式会社 Upper electrode and plasma processing apparatus
KR100667676B1 (en) * 2004-10-15 2007-01-12 세메스 주식회사 Gas injection apparatus of plasma treatment apparatus
JP4826483B2 (en) * 2007-01-19 2011-11-30 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing equipment
KR100901118B1 (en) * 2007-08-24 2009-06-08 주식회사 케이씨텍 Injection Unit of Atomic Layer Deposition Device
KR100931331B1 (en) * 2007-08-24 2009-12-15 주식회사 케이씨텍 Injection unit of thin film deposition apparatus
KR101108879B1 (en) * 2009-08-31 2012-01-30 주식회사 원익아이피에스 Gas injecting device and Substrate processing apparatus using the same
KR101100284B1 (en) * 2010-06-21 2011-12-30 세메스 주식회사 Thin film deposition apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10481081B2 (en) 2013-11-08 2019-11-19 Ppg Industries Ohio, Inc. Texture analysis of a coated surface using pivot-normalization

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