KR101398625B1 - Substrate treating apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 기판이 처리되는 내부 공간을 형성하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내에 배치되며 상기 기판을 지지하는 기판 지지부재; 상기 기판 지지부재와 대향되도록 제공되어 상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 구획하며, 상기 상부 공간과 상기 하부 공간이 서로 연통되는 플라스마 공급홀을 가지는 샤워헤드; 상기 상부 공간으로 여기 가스를 공급하는 여기 가스공급유닛; 상기 하부 공간으로 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급유닛; 및 상기 상부 공간으로 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛을 포함하되, 상기 공정 가스 공급유닛은, 상기 샤워헤드에서 상기 하부 공간으로 상기 공정 가스를 공급하는 제 1 공정 가스 공급부; 및 상기 공정 챔버의 내벽에서 상기 하부 공간으로 상기 공정 가스를 공급하는 제 2 공정 가스 공급부를 포함한다.The present invention relates to a substrate processing apparatus. According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus including: a process chamber for forming an internal space in which a substrate is processed; A substrate support member disposed within the process chamber and supporting the substrate; A showerhead provided to face the substrate support member and having a plasma supply hole for partitioning the inner space into an upper space and a lower space, the upper space and the lower space communicating with each other; An excitation gas supply unit for supplying an excitation gas to the upper space; A process gas supply unit for supplying process gas to the lower space; And a microwave application unit for applying a microwave to the upper space, wherein the process gas supply unit includes: a first process gas supply unit for supplying the process gas from the showerhead to the lower space; And a second process gas supply unit for supplying the process gas from the inner wall of the process chamber to the lower space.
Description
본 발명은 기판 처리를 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 처리에 플라즈마를 이용하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for processing a substrate, and more particularly, to an apparatus using plasma for substrate processing.
반도체 장치의 제조에 있어서, 기판상에 단결정의 실리콘 막을 형성이 요구된다. 실리콘 막의 형성은 패턴이 형성된 기판의 상면에 수행된다. 기판은 그 상면에 형성된 산화막이 제거된 후 실리콘 막을 형성하는 고정이 수행될 수 있다. 기판상에 단결정의 실리콘 막을 형성하는 방법에는 저압 화학기상증착법(LPCVD: low pressure chemical vapor deposition) 및 극고진공 화학기상증착법(UHVCVD: ultra high vacuum chemical vapor deposition)이 있다. In the manufacture of a semiconductor device, it is required to form a single crystal silicon film on a substrate. The formation of the silicon film is performed on the upper surface of the substrate on which the pattern is formed. The substrate may be subjected to fixation to form a silicon film after the oxide film formed on the upper surface thereof is removed. Methods of forming a single crystal silicon film on a substrate include low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) and ultra high vacuum chemical vapor deposition (UHVCVD).
화학기상증착법은 기판상에 실리콘 막을 단결정으로 성장시키기 위해서 850℃ 이상의 온도에서 수행된다. 실리콘 막의 성장이 고온에서 수행되는 경우 기판에 포함된 불순물의 확산이 발생한다. 일 예로, 불순물은 트렌지스터의 형성에 제공되는 소스/드레인 접합영역에 포함될 수 있다. 불순물의 확산이 발생하면, 얕은 접합영역을 형성하기 어렵다.Chemical vapor deposition is performed at a temperature of 850 DEG C or higher to grow a silicon film on a substrate into a single crystal. Diffusion of impurities contained in the substrate occurs when the growth of the silicon film is performed at a high temperature. In one example, impurities may be included in the source / drain junction regions provided for the formation of the transistors. When the diffusion of impurities occurs, it is difficult to form a shallow junction region.
극고진공 화학기상증착법은 결정의 성장이 약 700℃에서 수행된다. 그러나, 극고진공 화학기상증착법은 결정의 성장속도가 늦어, 기판 처리의 효율이 낮다.In ultra high vacuum chemical vapor deposition, crystal growth is carried out at about 700 ° C. However, in the ultra-high vacuum chemical vapor deposition method, the growth rate of crystals is slow and the efficiency of substrate processing is low.
본 발명은 마이크로 웨이브를 이용하여 플라즈마를 생성하는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and method for generating a plasma using a microwave.
또한, 본 발명은 기판상에 고밀도의 실리콘 막을 형성하는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention also provides a substrate processing apparatus and method for forming a high-density silicon film on a substrate.
또한, 본 발명은 저온에서 기판에 실리콘 막을 형성하는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention also provides a substrate processing apparatus and method for forming a silicon film on a substrate at a low temperature.
또한, 본 발명은 불순물의 확산이 방지되는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention also provides a substrate processing apparatus and method in which diffusion of impurities is prevented.
또한, 본 발명은 기판에 형성되는 막의 분포를 조절할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention also provides a substrate processing apparatus and method capable of adjusting the distribution of films formed on a substrate.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판이 처리되는 내부 공간을 형성하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내에 배치되며 상기 기판을 지지하는 기판 지지부재; 상기 기판 지지부재와 대향되도록 제공되어 상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 구획하며, 상기 상부 공간과 상기 하부 공간이 서로 연통되는 플라스마 공급홀을 가지는 샤워헤드; 상기 상부 공간으로 여기 가스를 공급하는 여기 가스공급유닛; 상기 하부 공간으로 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급유닛; 및 상기 상부 공간으로 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛을 포함하되, 상기 공정 가스 공급유닛은, 상기 샤워헤드에서 상기 하부 공간으로 상기 공정 가스를 공급하는 제 1 공정 가스 공급부; 및 상기 공정 챔버의 내벽에서 상기 하부 공간으로 상기 공정 가스를 공급하는 제 2 공정 가스 공급부를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a process chamber comprising: a processing chamber for forming an inner space in which a substrate is processed; A substrate support member disposed within the process chamber and supporting the substrate; A showerhead provided to face the substrate support member and having a plasma supply hole for partitioning the inner space into an upper space and a lower space, the upper space and the lower space communicating with each other; An excitation gas supply unit for supplying an excitation gas to the upper space; A process gas supply unit for supplying process gas to the lower space; And a microwave application unit for applying a microwave to the upper space, wherein the process gas supply unit includes: a first process gas supply unit for supplying the process gas from the showerhead to the lower space; And a second process gas supply unit for supplying the process gas from the inner wall of the process chamber to the lower space.
또한, 상기 제 1 공정 가스 공급부는, 상기 샤워헤드의 내부에 형성되어 상기 여기 가스가 유동하는 분배 라인; 및 상기 샤웨헤드의 하면에 상기 분배 라인과 통하도록 형성되어, 상기 공정 가스가 상기 하부공간으로 분사되는 분사홀들을 포함할 수 있다.The first process gas supply unit may include a distribution line formed in the showerhead and through which the excitation gas flows; And spray holes formed on the lower surface of the shoe head to communicate with the dispensing line and into which the process gas is injected into the lower space.
또한, 상기 분사홀은 상기 샤워헤드의 저면과 수직한 직선에 대해 경사지게 형성될 수 있다.The injection hole may be inclined with respect to a straight line perpendicular to the bottom surface of the shower head.
또한, 상기 분사홀은, 상기 샤워헤드의 저면과 수직한 직선에 대해 경사지게 형성되는 제 1 분사홀; 및 상기 제 1 분사홀과 상이한 방향으로 상기 직선에 대해 경사지게 형성되는 제 2 분사홀을 포함할 수 있다.The injection hole may include a first injection hole formed to be inclined with respect to a straight line perpendicular to a bottom surface of the shower head; And a second ejection hole formed to be inclined with respect to the straight line in a direction different from the first ejection hole.
또한, 상기 샤워헤드는, 상기 공정 챔버에 고정되는 고정부; 및 상기 고정부에서 안쪽으로 연장되어 형성되는 리브부들를 포함하고, 상기 플라즈마 공급홀은 상기 리브부들 사이 또는 상기 리브부들과 상기 고정부 사이에 형성될 수 있다.The showerhead may further include: a fixing part fixed to the process chamber; And rib portions extending inwardly from the fixing portion, wherein the plasma supplying hole may be formed between the rib portions or between the rib portions and the fixing portion.
또한, 상기 분배 라인은 상기 리브부의 내측에 형성되고, 상기 분사홀은 상기 리브부에 형성될 수 있다.Further, the distribution line may be formed inside the rib portion, and the injection hole may be formed in the rib portion.
또한, 상기 분배 라인은 상기 고정부 및 상기 리브부의 내측에 형성되고, 상기 분사홀은 상기 리브부에 형성될 수 있다.Further, the distribution line may be formed inside the fixing portion and the rib portion, and the injection hole may be formed in the rib portion.
또한, 상기 리브부는, 상기 샤워헤드의 중심에 대해 상이한 반경을 갖도록 가지도록 형성되는 복수의 분배리브부; 및 상기 분배리브부들 사이 또는 상기 분배리브부와 상기 고정부 사이에 형성되는 연결리브부를 포함할 수 있다.Further, the rib portion may include a plurality of distribution rib portions formed to have different radii with respect to the center of the showerhead; And a connection rib portion formed between the distribution rib portions or between the distribution rib portion and the fixing portion.
또한, 상기 공정 가스를 공급하는 공정 가스 탱크; 및 상기 공정 가스 탱크와 상기 분배 라인을 연결하는 샤워헤드 라인을 더 포함할 수 있다.A process gas tank for supplying the process gas; And a showerhead line connecting the process gas tank and the dispensing line.
또한, 상기 분배라인은 상기 분배리브부 각각에 복수로 형성되어, 서로 별개의 유로를 형성하고, 상기 샤워헤드라인은 별개의 유로를 형성하는 상기 분배라인 각각에 분지되어 연결될 수 있다.In addition, the distribution lines may be formed in plural in each of the distribution rib portions to form separate flow paths, and the shower head lines may be branched and connected to each of the distribution lines forming a separate flow path.
또한, 상기 분배리브부는, 상기 샤워헤드의 반경방향으로 순차적으로 배치되는 제 1 분배리브부, 제 2 분배리브부 및 제 3 분배리브부를 포함하고, 상기 분배라인은, 상기 제 1 분배리브부, 상기 제 2 분배리브부 및 상기 제 3 분배리브부에 각각 형성되는 제 1 분배라인, 제 2 분재라인 및 제 3 분배라인을 포함할 수 있다.The distribution rib portion may include a first distribution rib portion, a second distribution rib portion, and a third distribution rib portion that are sequentially disposed in the radial direction of the shower head, and the distribution line may include a first distribution rib portion, A first distribution line, a second bonsai line, and a third distribution line formed in the second distribution rib portion and the third distribution rib portion, respectively.
또한, 상기 제 1 분배라인 및 상기 제 2 분배라인은 서로 연통되도록 형성되고, 상기 제 3 분배라인은 상기 제 1 분배라인 및 상기 제 2 분배라인과 별개의 유로를 형성할 수 있다.The first distribution line and the second distribution line may be formed so as to communicate with each other, and the third distribution line may form a flow path separate from the first distribution line and the second distribution line.
또한, 상기 제 1 분배라인 및 상기 제 3 분배라인은 서로 연동되도록 형성되고, 상기 제 2 분배라인은 상기 제 1 분배라인 및 상기 제 3 분배라인과 별개의 유로를 형성할 수 있다.The first distribution line and the third distribution line may be formed to interlock with each other, and the second distribution line may form a flow path separate from the first distribution line and the third distribution line.
또한, 상기 제 2 공정가스 공급부는, 상기 공정챔버의 측벽에 위치되는 공정가스노즐; 및 상기 공정가스노즐에 연결되어 상기 공정가스노즐로 상기 공정 가스를 공급하는 하부노즐라인을 포함할 수 있다.The second process gas supply unit may include: a process gas nozzle positioned on a side wall of the process chamber; And a lower nozzle line connected to the process gas nozzle and supplying the process gas to the process gas nozzle.
또한, 상기 공정가스노즐은 상기 공정 챔버의 측벽에 원주 방향을 따라 복수로 제공될 수 있다.In addition, the process gas nozzles may be provided on the side wall of the process chamber in plural along the circumferential direction.
또한, 상기 공정가스노즐은 그 토출구가 상기 공정챔버의 측벽에 링 형상으로 제공될 수 있다.Further, the process gas nozzle may be provided with a discharge port in a ring shape on the side wall of the process chamber.
또한, 상기 마이크로파 인가 유닛은, 상기 마이크로파를 발생 시키는 마이크로파 전원; 상기 마이크로파를 전송하는 도파관; 상기 도파관의 내부공간에 위치되어, 전송된 상기 마이크로파의 모드를 변환하는 동축 변환기; 및 상기 동축 변환기에서 상기 상부 공간으로 상기 마이크로파를 전달하는 안테나부재를 포함할 수 있다.The microwave application unit may further include: a microwave power source for generating the microwave; A waveguide for transmitting the microwave; A coaxial transducer positioned in the inner space of the waveguide and converting a mode of the transmitted microwave; And an antenna member for transmitting the microwave from the coaxial transducer to the upper space.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 마이크로 웨이브를 이용해 플라즈마가 발생될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a plasma can be generated using a microwave.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판에 고밀도의 실리콘 막을 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a high-density silicon film can be formed on a substrate.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 저온에서 기판에 실리콘 막을 형성할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, a silicon film can be formed on a substrate at a low temperature.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 불순물의 확산이 방지될 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, diffusion of impurities can be prevented.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판에 형성되는 막의 분포를 조절할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the distribution of the film formed on the substrate can be controlled.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 안테나의 저면을 나타내는 도면이다.
도 3은 샤워헤드에 형성된 분배라인을 나타내는 도면이다.
도 4는 샤워헤드의 저면을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 A-A의 단면도이다.
도 6은 패턴이 형성된 기판을 나타내는 도면이다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 리브부의 단면도이다.
도 8은 또 다른 실시 예에 따른 리브부의 단면도이다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 샤워헤드를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 또 다른 실시 예에 따른 샤워헤드를 나타내는 도면이다.
도 12는 다른 실시 예에 따른 제 2 공정가스 공급부를 나타내는 도면이다.
도 13은 또 다른 실시 예에 따른 제 2 공정가스 공급부를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a bottom surface of the antenna.
3 is a view showing a dispensing line formed in a showerhead.
4 is a view showing the bottom surface of the showerhead.
5 is a cross-sectional view of AA of Fig.
6 is a view showing a substrate on which a pattern is formed.
7 is a cross-sectional view of a rib portion according to another embodiment.
8 is a cross-sectional view of a rib portion according to yet another embodiment.
9 is a view showing a showerhead according to another embodiment.
10 and 11 are views showing a showerhead according to yet another embodiment.
12 is a view showing a second process gas supply unit according to another embodiment.
13 is a view showing a second process gas supply unit according to another embodiment.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Thus, the shape of the elements in the figures has been exaggerated to emphasize a clearer description.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치는 공정 챔버(100), 기판 지지부재(200), 마이크로파 인가 유닛(300), 여기 가스 공급유닛(400) 및 공정 가스 공급 유닛(600)을 포함한다. 기판 처리 장치는 기판(W)에 실리콘을 에피택시얼 성장시키는 공정 처리를 수행한다.Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus includes a
공정 챔버(100)는 내부에 내부 공간이 형성된다. 공정 챔버의 내부에는 후술할 샤워헤드(500)가 위치된다. 샤워헤드(500)는 내부 공간을 상부 공간(101) 및 하부 공간(102)으로 구획한다. 공정 챔버(100)의 일 측벽에는 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 개구는 하부 공간(102)에 위치하도록 형성될 수 있다. 개구는 기판(W)이 공정 챔버(100) 내부로 출입할 수 있는 통로로 제공된다. 개구는 도어(미도시)에 의해 개폐된다. 공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(103)이 형성된다. 배기홀(103)은 배기 라인(121)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 공정 부산물 및 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 가스는 배기 라인(121)을 통해 외부로 배출될 수 있다.The
공정 챔버(100) 내부에는 기판 지지부재(200)가 위치한다. 기판 지지부재(200)는 하부 공간(102)에 위치된다. 기판 지지부재(200)는 기판(W)을 지지한다. 기판 지지부재(200)에는 히터(210)가 제공된다. 히터(210)는 코일로 제공될 수 있다. 코일은 나선 형성으로 제공 될 수 있다. 또는 코일은 서로 상이한 반경을 갖는 링들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 히터(210)는 외부 전원(미도시)과 전기적으로 연결된다. 히터(210)는 외부 전원에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 기판(W)으로 전달된다. 히터(210)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 소정 온도로 유지된다.A
마이크로파 인가 유닛(300)은 공정 챔버(100) 내부에 마이크로파를 인가한다. 마이크로파 인가 유닛(300)은 마이크로파 전원(310), 도파관(320), 동축 변환기(330), 안테나 부재(340), 유전체 블럭(351), 유전체 판(370), 및 냉각 판(380)을 포함한다.The
마이크로파 전원(310)은 마이크로파를 발생시킨다. 일 예로, 마이크로파 전원(310)에서 발생된 마이크로파는 2.3GHz~2.6GHz의 주파수를 갖는 티이 모드(TE MODE, transverse electric mode)일 수 있다. 도파관(320)은 마이크로파 전원(310)의 일측에 위치된다. 도파관(320)은 그 단면 다각형 또는 원형인 관 형상으로 제공된다. 도파관(320)의 내면은 도체로 제공된다. 일 예로, 도파관(320)의 내면은 금 또는 은으로 제공될 수 있다. 도파관(320)은 마이크로파 전원(310)에서 발생된 마이크로파가 전달되는 통로를 제공한다.The
동축 변환기(330)는 도파관(320)의 내부에 위치된다. 동축 변환기(330)는 마이크로파 전원(310)의 반대쪽에 위치된다. 동축 변환기(330)의 일단은 도파관(320)의 내면에 고정된다. 동축 변환기(330)는 상단보다 하단의 단면적이 작은 콘 형상으로 제공될 수 있다. 도파관(320)의 내부공간(321)을 통해 전달된 마이크로파는 동축 변환기(330)에서 모드가 변환되어 아래 방향으로 전파된다. 일 예로, 마이크로파는 티이 모드(TE MODE, transverse electric mode)에서 티이엠 모드(TEM mode, transverse electromagnetic mode)로 변환될 수 있다.The
안테나 부재(340)는 동축 변환기(330)에서 모드 변환된 마이크로파를 하방으로 전달한다. 안테나 부재(340)는 외부 도체(341), 내부 도체(342), 그리고 안테나(343)를 포함한다. 외부 도체(341)는 도파관(320)의 하부에 위치한다. 외부 도체(341)의 내부에는 도파관(320)의 내부공간과 연결되는 공간(341a)이 아래 방향으로 형성된다.The
외부 도체(341)의 내부에는 내부 도체(342)가 위치한다. 내부 도체(342)는 원기둥 형상의 로드(rod)로 제공되며, 그 길이방향이 상하방향과 나란하게 배치된다. 내부 도체(342)의 외주면은 외부 도체(341)의 내면과 이격된다. The
내부 도체(342)의 상단은 동축 변환기(330)의 하단부에 삽입 고정된다. 내부 도체(342)는 아래 방향으로 연장되어 그 하단이 공정 챔버(100)의 내부에 위치한다. 내부 도체(342)의 하단은 안테나(343)의 중심에 고정 결합된다. 내부 도체(342)는 안테나(343)의 상면에 수직하게 배치된다. The upper end of the
도 2는 안테나의 저면을 나타내는 도면이다.2 is a view showing a bottom surface of the antenna.
도 1 및 2를 참조하면, 안테나(343)는 플레이트 형상으로 제공된다. 일 예로, 안테나(343)는 두께가 얇은 원판으로 제공될 수 있다. 안테나(343)는 샤워헤드(500)에 대향되도록 배치된다. 안테나(343)에는 복수의 슬롯 홀(344)들이 형성된다. 슬롯 홀(344)들은 '×'자 형상으로 제공될 수 있다. 슬롯 홀(344)들은 복수개가 서로 조합되어 복수개의 링 형상으로 배치된다. 이하, 슬롯 홀(344)들이 형성된 안테나(343) 영역을 제1영역(A1, A2, A3)이라 하고, 슬롯 홀(344)들이 형성되지 않은 안테나(343) 영역을 제2영역(B1, B2, B3)이라 한다. 제1영역(A1, A2, A3)과 제2영역(B1, B2, B3)은 각각 링 형상을 가진다. 제1영역(A1, A2, A3)은 복수개 제공되며, 서로 상이한 반경을 갖는다. 제1영역(A1, A2, A3)들은 동일한 중심을 가지며, 안테나(343)의 반경 방향으로 서로 이격되어 배치 된다. 제2영역(B1, B2, B3)은 복수개 제공되며, 서로 상이한 반경을 갖는다. 제2영역(B1, B2, B3)들은 동일한 중심을 가지며, 안테나(343)의 반경 방향으로 서로 이격되어 배치된다. 제1영역(A1, A2, A3)은 인접한 제2영역(B1, B2, B3)들 사이에 각각 위치한다. 슬롯 홀(344)들은 상술한 형상과 달리, 'ㅡ'자 또는 '+'자 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다.1 and 2, the
유전체 판(370)은 안테나(343)의 상부에 위치한다. 유전체 판(370)은 알루미나, 석영 등의 유전체로 제공된다. 마이크로파 안테나(343)에서 수직 방향으로 전파된 마이크로파는 유전체 판(370)의 반경 방향으로 전파된다. 유전체 판(370)에 전파된 마이크로파는 파장이 압축되며, 공진된다. 공진된 마이크로파는 안테나(343)의 슬롯 홀(344)들에 투과된다. 안테나(343)를 지나는 마이크로파는 티이엠 모드(TEM mode, transverse electromagnetic mode)에서 평면파로 변환될 수 있다.The
유전체 판(370)의 상부에는 냉각 판(380)이 제공된다. 냉각 판(380)은 유전체 판(370)을 냉각한다. 냉각 판(380)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 냉각 판(380)은 내부에 형성된 냉각 유로(미도시)에 냉각 유체를 흘려 유전체 판(370)을 냉각할 수 있다. 냉각 방식은 수냉식 또는 공랭식일 수 있다.A
안테나(343)의 하부에는 유전체 블럭(351)이 제공된다. 유전체 블럭(351)의 상면은 안테나(343)의 저면과 소정 간격으로 이격될 수 있다. 이와 달리, 유전체 블럭(351)의 상면은 안테나(343)의 저면과 접촉될 수 있다. 유전체 블럭(351)은 알루미나, 석영등의 유전체로 제공된다. 안테나(343)의 슬롯 홀(344)들을 투과한 마이크로파는 유전체 블럭(351)을 거쳐 상부 공간(101)으로 방사된다. 마이크로파는 기가헤르츠의 주파수를 갖는다. 따라서, 마이크로파는 투과성이 낮아, 하부 공간(102)에 도달하지 않는다.A
여기 가스 공급유닛(400)은 여기 가스 탱크(401) 및 여기 가스 노즐(411)을 포함한다. 여기 가스 공급유닛(400)은 상부공간으로 여기 가스를 공급한다.The excitation
여기 가스 탱크(401)는 여기 가스를 저장한다. 여기 가스는 수소, 헬륨, 아르곤 또는 질소일 수 있다. 여기 가스 노즐(411)은 그 토출구가 상부공간(101)에 위치된다. 여기 가스 노즐(411)은 여기 가스 라인(420)으로 여기 가스 탱크(401)에 연결된다. 여기가스 라인(420)에는 밸브(미도시)가 제공될 수 있다. 밸브는 여기가스라인(420) 의 개폐 및 여기 가스의 유량을 조절한다. 여기 가스는 상부공간으로 분사되어, 마이크로파에 의해 플라즈마 상태로 여기된다.The
도 3은 샤워헤드에 형성된 분배라인을 나타내는 도면이다.3 is a view showing a dispensing line formed in a showerhead.
도 1 및 도 3을 참조하면, 샤워헤드(500)는 기판 지지부재(200)에 대향되도록 위치된다. 내부공간은 샤워헤드(500)에 의해 상부공간(101) 및 하부공간(102)으로 구획된다. 샤워헤드(500)는 도선(501)에 의해 접지 된다. 샤워헤드(500)의 고정부(510)는 공정챔버(100)의 측벽에 고정된다. 고정부(510)는 공정챔버(100)의 측벽 형상에 대응하는 고리 형상으로 제공될 수 있다. 공정챔버(100)의 측벽이 원형을 이루는 경우, 고정부(510)는 원형 링 형상으로 제공될 수 있다. 고정부(510)의 안쪽에는 리브부(520)가 형성된다. 리브부(520)는 격자 무늬를 이루도록 배열될 수 있다. 따라서, 리브부(520)들 사이에는 플라즈마 공급홀(530)이 형성된다. 플라즈마 공급홀(530)은 고정부(510)의 안쪽에 균일하게 배치되도록 형성된다. 상부공간(101)에서 여기된 플라즈마는 플라즈마 공급홀(530)을 통해서 하부공간(102)에 균일하게 공급된다. 여기된 플라즈마는 플러스 이온, 마이너스 이온 및 중성 입자를 포함한다. 플러스 이온 및 마이너스 이온은 도선(501)을 통해서 공정챔버(100) 외부로 이동될 수 있다. 따라서, 하부공간(102)으로 플러스 이온 및 마이너스 이온이 유입되는 것이 차단되어, 기판(W)상에 플러스 대전층 또는 마이너스 대전층이 형성되지 않는다. 하부공간으로 공급된 플라즈마는 공정가스공급유닛에서 공급된 공정 가스를 해리시킨다.Referring to FIGS. 1 and 3, the
공정가스공급유닛(600)은 제 1 공정가스공급부(610) 및 제 2 공정가스공급부(620)를 포함한다.The process
제 1 공정가스공급부(610)는 분배라인(611) 및 분사홀(614)을 포함한다. 제 1 공정가스공급부(610)는 샤워헤드(500)에서 하부공간(102)으로 공정가스를 공급한다. 분배라인(611)은 고정부(510) 및 리브부(520)의 내부에 형성된 관으로 제공된다. 제 1 분배라인(612)은 고정부(510)에 형성된다. 고정부(510)재에 형성된 분배라인(611)은 샤워헤드라인(602)을 통해 공정가스탱크(601)에 연결된다. 공정가스는 실리콘을 포함하는 화합물로 제공된다. 예를 들어, 공정가스는 실란(SiH₄)으로 제공될 수 있다. 공정가스탱크(601)에 저장된 공정가스는 샤워헤드라인(602)을 통해 분배라인(611)에 공급된다. 샤워헤드라인(602)에는 밸브(603)가 제공될 수 있다. 밸브(603)는 샤워헤드라인(602)을 개폐하고, 샤워헤드라인(602)을 유동하는 공정가스의 유량을 조절할 수 있다. 제 2 분배라인(613)은 리브부(520)에 형성된다. 제 2 분배라인(613)은 제 1 분배라인(612)과 연통된다. 또한, 리브부(520)에 형성된 제 2 분배라인(613)들은 서로 연통된다. 샤워헤드라인(602)을 통해 공급된 공정가스는 제 1 분배라인(612)을 따라 분배된다. 제 1 분배라인(612)을 유동하는 공정가스는 제 2 분배라인(613)으로 유입된다. 따라서, 공정가스는 제 2 분배라인(613)에 균일하게 공급될 수 있다.The first process gas supply unit 610 includes a
도 4는 샤워헤드의 저면을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 3의 A-A의 단면도이다.Fig. 4 is a bottom view of the showerhead, and Fig. 5 is a sectional view taken along line A-A of Fig.
도 1, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 샤워헤드(500)의 저면에는 분사홀(614)들이 형성된다. 분사홀(614)은 리브부(520)의 저면에 균일하게 형성된다. 인접한 분사홀(614)들은 서로 일정거리 이격되게 위치된다. 분사홀(614)은 제 2 분배라인(613)과 연통된다. 제 2 분배라인(613)을 유동하는 공정가스는 분사홀(614)을 통해 하부공간(102)으로 공급된다. 공정가스는 하부공간(102)에서 플라즈마공급홀을 통해 공급된 플라즈마에 의해 해리된다.Referring to FIGS. 1, 3 and 5, spray holes 614 are formed on the bottom surface of the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 공정가스는 샤워헤드(500)에 균일하게 형성된 분사홀(614)을 통해 하부공간(102)으로 공급된 후 플라즈마에 의해 해리된다. 따라서, 공정가스는 해리된 후 기판의 상부로 균일하게 공급될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the process gas is supplied to the
제 2 공정가스공급부(620)는 공정가스노즐(621) 및 하부노즐라인(622)을 포함한다. 제 2 공정가스공급부(620)는 하부공간(102)으로 공정가스를 공급한다. 공정가스노즐(621)은 공정챔버(100)의 측벽에 위치된다. 공정가스노즐(621)은 샤워헤드(500)의 하면에 인접하게 위치될 수 있다. 공정가스노즐(621)은 하부노즐라인(622)을 통해서 공정가스탱크(601)에 연결된다. 하부노즐라인(622)에는 밸브(미도시)가 제공될 수 있다. 밸브는 하부노즐라인(622)의 개폐 및 하부노즐라인(622)을 유동하는 공정가스의 유량을 조절할 수 있다. 공정가스노즐(621)은 그 길이 방향이 플라즈마 공급홀(530)로 공급되는 플라즈마의 유동방향과 상이하게 형성된다. 따라서, 공정가스노즐(621)로 토출된 공정가스는 플라즈마와의 반응성이 높다. 제 2 공정가스공급부(620)는 공정챔버(100)의 측벽에 인접한 곳에 공정가스를 공급한다. 따라서, 하부공간(102)의 중심과 하부공간(102)의 외측은 제 1 공정가스공급부(610) 및 제 2 공정가스공급부(620)에 의해 균일하게 공정가스가 공급된다.The second
하부공간(102)으로 공급된 공정가스는 플라즈마에 의해 해리된다. 예를 들어, 실란은 수소이온 및 실리콘이온으로 해리된다. 공정가스를 고주파의 마이크로파를 이용하여 해리시키면, 고밀도의 플라즈마가 형성된다. 실리콘이온은 기판 지지부재(200)에 위치된 기판(W)의 상부에 공급된다. 또한, 하부공간(102)에는 마이크로파가 도달하지 않는다. 따라서, 공정가스는 마이크로파에 의향 영향을 받지 않는다.The process gas supplied to the
도 6은 패턴이 형성된 기판을 나타내는 도면이다.6 is a view showing a substrate on which a pattern is formed.
도 1 내지 도 6을 참조하여, 기판(W)에 실리콘이 선택적 에피텍시얼 성장되는 과정을 설명한다.Referring to Figs. 1 to 6, the process of selective epitaxial growth of silicon on the substrate W will be described.
기판(W)은 공정 챔버(100)로 반입되어 기판 지지부재(200)에 위치된다. 기판(W)은 실리콘 웨이퍼로 제공된다. 기판(W)에는 절연막(P)으로 패턴이 형성되어 있다. 예를 들어, 절연막(P)은 이산화규소로 형성될 수 있다. 기판(W)에는 패턴과 패턴 사이에 노출부(E)가 형성된다. 노출부(E)에서는 실리콘이 상면으로 노출된다. The substrate W is carried into the
기판(W)은 프리 클린 고정이 수행되어, 상면에 형성된 산화막이 제거된다. 여기 가스 공급유닛(400)은 상부공간(101)으로 여기 가스를 공급하고, 마이크로파 인가 유닛(300)은 상부공간(101)으로 마이크로파를 인가한다. 여기 가스는 마이크로파에 의해 플라즈마로 여기된 후, 하부공간(102)으로 공급된다. 기판(W)의 상면에 형성된 산화막은 여기 가스로 형성된 플라즈마에 의해 제거된다.The substrate W is pre-cleaned, and the oxide film formed on the upper surface is removed. The excitation
또한, 기판(W)은 산화막이 제거된 상태로 공정 챔버(100)에 반입될 수 있다. 이 경우, 프리 클린공정은 생략될 수 있다.Further, the substrate W can be brought into the
산화막이 제거되면, 기판(W)에 실리콘을 선택적 에피텍시얼 성장시킨다. 이 여기 가스 공급유닛(400)은 상부공간(101)으로 여기 가스를 공급하고, 마이크로파 인가 유닛(300)은 상부공간(101)으로 마이크로파를 인가한다. 여기 가스는 플라즈마로 여기된 후 하부공간(102)으로 공급된다. 마이크로파로 여기되는 제 1 여기 가스는 고밀도의 플라즈마를 형성할 수 있다. 공정 가스 공급 유닛(600)은 하부공간(102)으로 공정가스를 공급한다. 하부공간(102)에서 공정가스는 플라즈마에 의해 해리되어, 기판(W)의 상부로 실리콘 이온을 공급한다. 실리콘 이온은 노출부(E)에 부착되어, 실리콘이 선택적 에피텍시얼 성장된다. 하부공간(102)에 고밀도의 플라즈마가 공급되므로, 공급된 공정가스는 대부분이 해리된다. 기판(W)의 상부로 고밀도의 실리콘 이온을 공급할 수 있다. 따라서, 기판(W)에는 고밀도의 실리콘 막이 형성된다. 절연막(P)의 상면에는 실리콘의 성장이 억제된다. 절연막(P)의 상면에는 실리콘이 다결정으로 성장될 수 있다.When the oxide film is removed, silicon is selectively epitaxially grown on the substrate (W). The excitation
일정 시간 실리콘을 선택적 에피텍시얼 성장시킨 후, 선택적 식각 공정이 수행된다. 선택적 식각 공정은 프리 클린 공정과 동일한 방법으로 수행된다. 여기 가스로 형성된 플라즈마는 절연막(P)의 상면 및 노출부(E)의 상면을 식각한다. 절연막(P)의 상면에 형성된 다결정의 실리콘은 노출부(E)의 상면에 형성된 단결정의 실리콘 보다 빠른 속도로 식각된다. 따라서, 기판(W)의 상부로 일정시간 플라즈마를 공급하여 절연막(P)의 상면에 형성된 실리콘 결정을 제거할 수 있다.After selective epitaxial growth of silicon for a period of time, a selective etching process is performed. The selective etching process is performed in the same manner as the pre-clean process. The plasma formed by the excitation gas etches the upper surface of the insulating film P and the upper surface of the exposed portion E. The polycrystalline silicon formed on the upper surface of the insulating film P is etched at a higher rate than the monocrystalline silicon formed on the upper surface of the exposed portion E. [ Accordingly, plasma is supplied to the upper portion of the substrate W for a predetermined period of time to remove silicon crystals formed on the upper surface of the insulating film P.
선택적 에피텍시얼 성장 및 선택적 식각은 수 회 반복될 수 있다. 따라서, 노출부(E)의 상부에 형성되는 실리콘 단결정의 두께를 조절할 수 있다.Selective epitaxial growth and selective etching can be repeated several times. Therefore, the thickness of the silicon single crystal formed on the exposed portion E can be adjusted.
본 발명의 실시 예에 의하면, 기판(W)의 상부에는 플라즈마 또는 플라즈마에 의해 해리된 공정가스만 공급된다. 하부공간(102)에는 마이크로파가 도달하지 않거나, 도달하더라도 마이크로파에 의한 영향이 극히 작다. 따라서, 기판(W)의 상부에 공급되는 플라즈마 또는 해리된 공정가스는 종래의 선택적 에피텍시얼 고정에 이용되는 가스에 비해 저온이 된다. 실리콘 결정이 성장되는 온도가 낮게 형성되면, 기판(W)에 포함된 불순물의 확산이 감소된다.According to the embodiment of the present invention, only the process gas dissociated by plasma or plasma is supplied to the upper portion of the substrate W. Even if the microwave does not reach or reaches the
도 7은 다른 실시 예에 따른 리브부의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a rib portion according to another embodiment.
도 7을 참조하면, 분사홀(616)은 샤워헤드(500)의 저면과 수직한 직선에 대해 경사지게 형성될 수 있다. 리브부(521) 및 제 2 분배라인(615)의 구성은 도 3 및 도 4와 동일하다. 분사홀(616)을 유동한 공정가스는 경사지게 분사된다. 상부공간에 공급되는 플라즈마의 유동방향은 공정가스와 상이하게 제공된다. 예를 들어, 플라즈마는 중력에 의해 공정 챔버(100)의 하면에 대해 수직한 방향으로 유동한다. 플라즈마와 공정가스는 유동방향이 상이하여 충돌 횟수 및 충돌 시 에너지 전달 정도가 증가한다.Referring to FIG. 7, the
본 발명의 다른 실시 예에 따른 분사홀(616)에서 분사된 공정 가스는 플라즈마와의 반응성이 증가된다.The process gas injected in the
도 8은 또 다른 실시 예에 따른 리브부의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of a rib portion according to yet another embodiment.
도 8을 참조하면, 인접한 분사홀(618)은 쌍을 이루게 제공될 수 있다. 리브부(523) 및 제 2 분배라인(617)의 구성은 도 3 및 도 4와 동일하다. 제 1 분사홀(618a) 및 제 2 분사홀(618b)은 샤워헤드(500)의 저면과 수직한 직선에 대해 경사지게 형성될 수 있다. 제 1 분사홀(618a)과 제 2 분사홀(618b)은 그 경사 방향이 상이하게 형성된다. 따라서, 제 1 분사홀(618a)에서 분사된 공정가스와 제 2 분사홀(618b)에서 분사된 공정가스는 상이한 플라즈마 공급홀(530)의 하부를 향하게 된다. 공정가스의 유동방향은 플라즈마의 유동방향과 상이게 형성되어, 공정가스와 플라즈마의 반응성이 증가된다. 또한, 플라즈마 공급홀(530)의 하부로 다량의 공정가스를 균일하게 공급할 수 있다. 따라서, 기판의 상부로 고밀도의 해리된 공정가스를 공급할 수 있다.Referring to FIG. 8, adjacent injection holes 618 may be provided in pairs. The configurations of the
도 9는 다른 실시 예에 따른 샤워헤드를 나타내는 도면이다.9 is a view showing a showerhead according to another embodiment.
도 9를 참조하면, 리브부(542)는 분배리브부(543)들 및 연결리브부(544)들을 포함한다.9,
분배리브부(543)들은 샤워헤드(540)의 중심을 기준으로 서로 상이한 반경을 갖는 수개의 고리 형상으로 제공된다. 예를 들어 가장 작은 반경을 갖는 제 1 분배리브부(543a)의 외측에 순차적으로 제 2 분배리브부(543b), 제 3 분배리브부(543c)가 위치될 수 있다. 분배리브부(543) 사이의 거리는 동일하게 형성될 수 있다. 인접한 분배리브부(543)사이 및 제 3 분배리브부(543c)와 고정부(541)는 연결리브부(544)로 연결된다.The
각각의 분배리브부(543)에는 내부에 원주 방향을 따라 분배라인(631)이 형성된다. 각각의 분배라인(631)은 서로 연결되지 않고 별개의 유로를 형성한다. 각각의 분배라인(631)은 샤워헤드라인(634)으로 공정가스탱크(601)에 연결된다. 예를 들어, 제 1 분배라인(631a), 제 2 분배라인(631b) 및 제 3 분배라인(631c)은 각각 제 1 분지라인(632a), 제 2 분지라인(632b) 및 제 3 분지라인(632c)에 연결된다. 제 1 분지라인(632a) 내지 제 3 분지라인(632c)은 서로 병렬로 배치된다. 제 1 분지라인(632a) 내지 제 3 분지라인(632c)에는 각각 밸브(635)가 제공된다. 제 1 밸브(635a), 제 2 밸브(635b) 및 제 3 밸브(635c)는 각각 제 1 분지라인(632a) 내지 제 3 분지라인(632c)을 개폐 및 유동하는 공정가스의 유량을 조절한다. 제 1 분지라인(632a) 내지 제 3 분지라인(632c)은 공정가스탱크(636)에 연결된 메인라인(633)에 연결될 수 있다. 또는 제 1 분지라인(632a) 내지 제 3 분지라인(632c)은 직접 공정가스탱크(601)에 연결될 수 있다. 분배리브부(543)에는 분배라인(631)과 연결되는 분사홀(미도시)들이 형성된다.Each
본 발명의 실시 예에 따르면, 각각의 분지라인을 유동하는 공정가스의 양을 조절할 수 있다. 따라서, 하부공간의 위치에 따라 공정가스의 양을 조절할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the amount of process gas flowing through each branch line can be adjusted. Therefore, the amount of the process gas can be adjusted according to the position of the lower space.
도 10 및 도 11은 또 다른 실시 예에 따른 샤워헤드를 나타내는 도면이다.10 and 11 are views showing a showerhead according to yet another embodiment.
도 10을 참조하면, 리브부(552)는 분배리브부(553)들 및 연결리브부(554)들을 포함한다. 샤워헤드(550)에 형성되는 제 1 분배리브부(553a), 제 2 분배리브부(553b), 제 3 분배리브부(553c) 및 연결리브부(554)의 구성은 도 9의 샤워헤드(540)와 동일하다. 분배라인(641)은 샤워헤드라인(644)으로 공정가스탱크(646)에 연결된다. 인접하지 않는 분배라인(641)이 서로 연통되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 분배라인(641a) 및 제 3 분배라인(641c)은 서로 연통되게 형성될 수 있다. 제 1 분배라인(641a) 및 제 3 분배라인(641c)은 제 1 분지라인(642a)에 연결된다. 제 2 분배라인(641b)은 제 2 분비라인에 연결된다. 제 1 분지라인(642a) 및 제 2 분지라인(642b)은 서로 병렬로 배치된다. 제 1 분지라인(642a) 및 제 2 분지라인(642b)에는 각각 밸브(645)가 제공된다. 제 1 밸브(645a) 및 제 2 밸브(645b)는 각각 제 1 분지라인(642a) 및 제 2 분지라인(642b)을 개폐 및 유동하는 공정가스의 유량을 조절한다. 제 1 분지라인(642a) 및 제 2 분지라인(642b)은 공정가스탱크(636)에 연결된 메인라인(643)에 연결될 수 있다.10, the
도 11을 참조하면, 리브부(562)는 분배리브부(563)들 및 연결리브부(564)들을 포함한다. 샤워헤드(560)에 형성되는 제 1 분배리브부(563a), 제 2 분배리브부(563b), 제 3 분배리브부(563c) 및 연결리브부(564)의 구성은 도 9의 샤워헤드(540)와 동일하다. 서로 인접한 분배라인(651)이 서로 연통 되도록 형성될 수 있다. 분배라인(651)은 샤워헤드라인(654)으로 공정가스탱크(656)에 연결된다. 예를 들어, 제 2 분배라인(651b) 및 제 3 분배라인(651c)은 서로 연통되도록 형성될 수 있다. 제 1 분배라인(651a)은 제 1 분지라인(652a)에 연결된다. 제 2 분배라인(651b) 및 제 3 분배라인(651c)은 제 2 분지라인(652b)에 연결된다. 제 1 분지라인(652a) 및 제 2 분지라인(652b)에는 각각 밸브(655)가 제공된다. 제 1 밸브(655a) 및 제 2 밸브(655b)는 각각 제 1 분지라인(652a) 및 제 2 분지라인(652b)을 개폐 및 유동하는 공정가스의 유량을 조절한다. 제 1 분지라인(652a) 및 제 2 분지라인(652b)은 공정가스탱크(656)에 연결된 메인라인(653)에 연결될 수 있다.11,
도 12는 다른 실시 예에 따른 제 2 공정가스 공급부를 나타내는 도면이다.12 is a view showing a second process gas supply unit according to another embodiment.
도 12를 참조하면, 공정가스노즐(661)은 복수로 제공될 수 있다. 공정가스노즐(661)은 공정챔버(110)의 측벽에 원주 방향을 따라 배열된다. 공정가스노즐(661)은 동일한 간격을 두고 배열될 수 있다. 공정가스노즐(621)은 각각 하부노즐라인(662)을 통해 공정가스탱크(663)에 연결된다.Referring to FIG. 12, a plurality of
본 발명의 실시 예에 따르면, 챔버의 측벽에 인접한 하부공간에 균일하게 공정가스를 공급할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to uniformly supply the process gas to the lower space adjacent to the side wall of the chamber.
도 13은 또 다른 실시 예에 따른 제 2 공정가스 공급부를 나타내는 도면이다.13 is a view showing a second process gas supply unit according to another embodiment.
도 13을 참조하면, 공정가스노즐(671)은 링 형상으로 제공될 수 있다. 따라서, 공정가스노즐(671)의 토출구는 공정챔버(120)의 측벽에 링 형상으로 위치된다.Referring to FIG. 13, the
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the foregoing is intended to illustrate and explain the preferred embodiments of the present invention, and the present invention may be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, it is possible to make changes or modifications within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, within the scope of the disclosure, and / or within the skill and knowledge of the art. The embodiments described herein are intended to illustrate the best mode for implementing the technical idea of the present invention and various modifications required for specific applications and uses of the present invention are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. It is also to be understood that the appended claims are intended to cover such other embodiments.
100: 공정 챔버 101: 상부 공간
102: 하부 공간 200: 기판 지지부재
300: 마이크로파 인가 유닛 310: 마이크로파 전원
320: 도파관 330: 동축 변환기
340: 안테나 부재 400: 여기 가스 공급유닛
500: 샤워헤드 600: 공정가스공급유닛
610: 제 1 공정가스공급부 620: 제 2 공정가스공급부100: process chamber 101: upper space
102: lower space 200: substrate support member
300: microwave applying unit 310: microwave power source
320: waveguide 330: coaxial converter
340: Antenna member 400: Excitation gas supply unit
500: showerhead 600: process gas supply unit
610: first process gas supply unit 620: second process gas supply unit
Claims (17)
상기 공정 챔버 내에 배치되며 상기 기판을 지지하는 기판 지지부재;
상기 기판 지지부재와 대향되도록 제공되어 상기 내부 공간을 플라즈마가 발생되는 상부 공간과 공정 가스가 상기 플라즈마와 반응하여 해리되는 하부 공간으로 구획하며, 상기 상부 공간과 상기 하부 공간이 서로 연통되는 플라스마 공급홀을 가지는 샤워헤드;
상기 상부 공간으로 여기 가스를 공급하는 여기 가스공급유닛;
상기 하부 공간으로 상기 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급유닛; 및
상기 상부 공간으로 마이크로파를 인가하는 마이크로파 인가 유닛을 포함하되,
상기 공정 가스 공급유닛은,
상기 샤워헤드에서 상기 하부 공간으로 상기 공정 가스를 공급하는 제 1 공정 가스 공급부; 및
상기 공정 챔버의 내벽에서 상기 하부 공간으로 상기 공정 가스를 공급하는 제 2 공정 가스 공급부를 포함하는 기판 처리 장치.A process chamber for forming an internal space in which the substrate is processed;
A substrate support member disposed within the process chamber and supporting the substrate;
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the plasma processing apparatus further comprises: a plasma generating device for generating plasma, ;
An excitation gas supply unit for supplying an excitation gas to the upper space;
A process gas supply unit for supplying the process gas to the lower space; And
And a microwave applying unit for applying a microwave to the upper space,
Wherein the process gas supply unit includes:
A first process gas supply unit for supplying the process gas from the showerhead to the lower space; And
And a second process gas supply unit for supplying the process gas from the inner wall of the process chamber to the lower space.
상기 제 1 공정 가스 공급부는,
상기 샤워헤드의 내부에 형성되어 상기 여기 가스가 유동하는 분배 라인; 및
상기 샤웨헤드의 하면에 상기 분배 라인과 통하도록 형성되어, 상기 공정 가스가 상기 하부공간으로 분사되는 분사홀들을 포함하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first process gas supply unit includes:
A distribution line formed inside the showerhead and through which the excitation gas flows; And
Wherein the spray holes are formed on a bottom surface of the shawe head so as to communicate with the distribution line, and the process gas is injected into the lower space.
상기 분사홀은 상기 샤워헤드의 저면과 수직한 직선에 대해 경사지게 형성되는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the injection hole is formed to be inclined with respect to a straight line perpendicular to the bottom surface of the showerhead.
상기 분사홀은,
상기 샤워헤드의 저면과 수직한 직선에 대해 경사지게 형성되는 제 1 분사홀; 및
상기 제 1 분사홀과 상이한 방향으로 상기 직선에 대해 경사지게 형성되는 제 2 분사홀을 포함하는 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
The injection hole
A first injection hole formed to be inclined with respect to a straight line perpendicular to a bottom surface of the showerhead; And
And a second ejection hole formed to be inclined with respect to the straight line in a direction different from the first ejection hole.
상기 샤워헤드는,
상기 공정 챔버에 고정되는 고정부; 및
상기 고정부에서 안쪽으로 연장되어 형성되는 리브부들를 포함하고,
상기 플라즈마 공급홀은 상기 리브부들 사이 또는 상기 리브부들과 상기 고정부 사이에 형성되는 기판 처리 장치. 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The shower head includes:
A fixing part fixed to the process chamber; And
And rib portions extending inwardly from the fixing portion,
Wherein the plasma supply hole is formed between the rib portions or between the rib portions and the fixing portion.
상기 분배 라인은 상기 리브부의 내측에 형성되고,
상기 분사홀은 상기 리브부에 형성되는 기판 처리 장치.6. The method of claim 5,
The distribution line is formed inside the rib portion,
And the injection hole is formed in the rib portion.
상기 분배 라인은 상기 고정부 및 상기 리브부의 내측에 형성되고,
상기 분사홀은 상기 리브부에 형성되는 기판 처리 장치.6. The method of claim 5,
The distribution line is formed inside the fixed portion and the rib portion,
And the injection hole is formed in the rib portion.
상기 리브부는,
상기 샤워헤드의 중심에 대해 상이한 반경을 갖도록 가지도록 형성되는 복수의 분배리브부; 및
상기 분배리브부들 사이 또는 상기 분배리브부와 상기 고정부 사이에 형성되는 연결리브부를 포함하는 기판 처리 장치.6. The method of claim 5,
The rib portion
A plurality of distribution ribs formed to have different radii with respect to the center of the showerhead; And
And a connection rib portion formed between the distribution rib portions or between the distribution rib portion and the fixing portion.
상기 공정 가스를 공급하는 공정 가스 탱크; 및
상기 공정 가스 탱크와 상기 분배 라인을 연결하는 샤워헤드 라인을 더 포함하는 기판 처리 장치.9. The method of claim 8,
A process gas tank for supplying the process gas; And
And a showerhead line connecting the process gas tank and the dispensing line.
상기 분배라인은 상기 분배리브부 각각에 복수로 형성되어, 서로 별개의 유로를 형성하고,
상기 샤워헤드라인은 별개의 유로를 형성하는 상기 분배라인 각각에 분지되어 연결되는 기판 처리 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the distribution lines are formed in each of the distribution rib portions to form a separate flow path,
Wherein the showerhead is branched and connected to each of the distribution lines forming a separate flow path.
상기 분배리브부는,
상기 샤워헤드의 반경방향으로 순차적으로 배치되는 제 1 분배리브부, 제 2 분배리브부 및 제 3 분배리브부를 포함하고,
상기 분배라인은,
상기 제 1 분배리브부, 상기 제 2 분배리브부 및 상기 제 3 분배리브부에 각각 형성되는 제 1 분배라인, 제 2 분재라인 및 제 3 분배라인을 포함하는 기판 처리 장치.10. The method of claim 9,
The distribution rib portion
A first distribution rib portion, a second distribution rib portion, and a third distribution rib portion that are sequentially disposed in the radial direction of the shower head,
Wherein the distribution line comprises:
A first dispense line, a second dispense line, and a third dispense line formed in the first dispense rib portion, the second dispense rib portion, and the third dispense rib portion, respectively.
상기 제 1 분배라인 및 상기 제 2 분배라인은 서로 연통되도록 형성되고,
상기 제 3 분배라인은 상기 제 1 분배라인 및 상기 제 2 분배라인과 별개의 유로를 형성하는 기판 처리 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the first distribution line and the second distribution line are formed so as to communicate with each other,
Wherein the third distribution line forms a flow path separate from the first distribution line and the second distribution line.
상기 제 1 분배라인 및 상기 제 3 분배라인은 서로 연동되도록 형성되고,
상기 제 2 분배라인은 상기 제 1 분배라인 및 상기 제 3 분배라인과 별개의 유로를 형성하는 기판 처리 장치.12. The method of claim 11,
The first distribution line and the third distribution line are formed to be interlocked with each other,
Wherein the second distribution line forms a flow path separate from the first distribution line and the third distribution line.
상기 제 2 공정가스 공급부는,
상기 공정챔버의 측벽에 위치되는 공정가스노즐; 및
상기 공정가스노즐에 연결되어 상기 공정가스노즐로 상기 공정 가스를 공급하는 하부노즐라인을 포함하는 기판 처리 장치.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the second process gas supply unit includes:
A process gas nozzle located on a side wall of the process chamber; And
And a lower nozzle line connected to the process gas nozzle for supplying the process gas to the process gas nozzle.
상기 공정가스노즐은 상기 공정 챔버의 측벽에 원주 방향을 따라 복수로 제공되는 기판 처리 장치.15. The method of claim 14,
Wherein the plurality of process gas nozzles are provided along the circumferential direction on the side wall of the process chamber.
상기 공정가스노즐은 그 토출구가 상기 공정챔버의 측벽에 링 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.15. The method of claim 14,
Wherein the process gas nozzle has a discharge port provided in a ring shape on a side wall of the process chamber.
상기 마이크로파 인가 유닛은,
상기 마이크로파를 발생 시키는 마이크로파 전원;
상기 마이크로파를 전송하는 도파관;
상기 도파관의 내부공간에 위치되어, 전송된 상기 마이크로파의 모드를 변환하는 동축 변환기; 및
상기 동축 변환기에서 상기 상부 공간으로 상기 마이크로파를 전달하는 안테나부재를 포함하는 기판 처리 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The microwave applying unit includes:
A microwave power source for generating the microwave;
A waveguide for transmitting the microwave;
A coaxial transducer positioned in the inner space of the waveguide and converting a mode of the transmitted microwave; And
And an antenna member for transmitting the microwave from the coaxial transducer to the upper space.
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