KR101398625B1 - Substrate treating apparatus - Google Patents

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송정일
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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

기판 처리 장치{SUBSTRATE TREATING APPARATUS}[0001] SUBSTRATE TREATING APPARATUS [0002]

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 process chamber 100, a substrate support member 200, a microwave application unit 300, an excitation gas supply unit 400, and a process gas supply unit 600. The substrate processing apparatus performs a processing process of epitaxially growing silicon on the substrate W.

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 process chamber 100 has an internal space formed therein. A showerhead 500 to be described later is located inside the process chamber. The shower head 500 divides the internal space into an upper space 101 and a lower space 102. An opening (not shown) may be formed in one side wall of the process chamber 100. The opening may be formed to be located in the lower space 102. The opening is provided as a passage through which the substrate W can enter and exit the process chamber 100. The opening is opened and closed by a door (not shown). An exhaust hole 103 is formed in the bottom surface of the process chamber 100. The exhaust hole 103 is connected to the exhaust line 121. The process by-products generated in the process and the gas staying in the process chamber 100 may be discharged to the outside through the exhaust line 121.

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 substrate support member 200 is positioned within the process chamber 100. The substrate support member 200 is located in the lower space 102. The substrate support member 200 supports the substrate W. [ The substrate support member 200 is provided with a heater 210. The heater 210 may be provided as a coil. The coil may be provided with a spiral formation. Or the coils may be arranged such that the rings having different radii have the same center. The heater 210 is electrically connected to an external power source (not shown). The heater 210 generates heat by resisting a current applied from an external power source. The generated heat is transferred to the substrate W. The substrate W is held at a predetermined temperature by the heat generated in the heater 210.

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 microwave application unit 300 applies microwaves into the process chamber 100. The microwave applying unit 300 includes a microwave power source 310, a waveguide 320, a coaxial transducer 330, an antenna member 340, a dielectric block 351, a dielectric plate 370, and a cooling plate 380 do.

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 microwave power source 310 generates a microwave. For example, the microwave generated from the microwave power source 310 may be a TE mode (transverse electric mode) having a frequency of 2.3 GHz to 2.6 GHz. The waveguide 320 is located on one side of the microwave power source 310. The waveguide 320 is provided in a tubular shape having a polygonal or circular cross-section. The inner surface of the waveguide 320 is provided as a conductor. In one example, the inner surface of the waveguide 320 may be provided with gold or silver. The waveguide 320 provides a passage through which microwaves generated in the microwave power source 310 are transmitted.

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 coaxial transducer 330 is located inside the waveguide 320. The coaxial transducer 330 is located on the opposite side of the microwave power source 310. One end of the coaxial transducer 330 is fixed to the inner surface of the waveguide 320. The coaxial transducer 330 may be provided in a cone shape having a smaller cross-sectional area than the upper end. The microwave transmitted through the inner space 321 of the waveguide 320 is converted in the coaxial converter 330 and propagated downward. In one example, the microwave can be converted to a TEM mode (transverse electromagnetic mode) in a TE MODE (transverse electric mode).

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 antenna member 340 transmits the mode-converted microwave from the coaxial converter 330 downward. The antenna member 340 includes an outer conductor 341, an inner conductor 342, and an antenna 343. The outer conductor 341 is located below the waveguide 320. A space 341a connected to the inner space of the waveguide 320 is formed downward in the outer conductor 341.

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 inner conductor 342 is located inside the outer conductor 341. The inner conductor 342 is provided as a rod in the shape of a cylinder, and its longitudinal direction is arranged in parallel with the up-and-down direction. The outer circumferential surface of the inner conductor 342 is spaced apart from the inner surface of the outer conductor 341.

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 inner conductor 342 is inserted and fixed to the lower end of the coaxial transducer 330. The inner conductor 342 extends downward and its lower end is located inside the process chamber 100. The lower end of the inner conductor 342 is fixedly coupled to the center of the antenna 343. The inner conductor 342 is disposed perpendicular to the upper surface of the antenna 343.

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 antenna 343 is provided in a plate shape. In one example, the antenna 343 may be provided as a thin disc. The antenna 343 is arranged to face the showerhead 500. [ A plurality of slot holes 344 are formed in the antenna 343. The slot holes 344 may be provided in a 'x' shape. A plurality of slot holes 344 are arranged in a plurality of ring shapes in combination with each other. The area of the antenna 343 in which the slot holes 344 are formed is referred to as a first area A1 and the area of the antenna 343 in which the slot holes 344 are not formed is referred to as a second area B1, , B3). The first areas A1, A2, and A3 and the second areas B1, B2, and B3 each have a ring shape. A plurality of first regions A1, A2, and A3 are provided and have different radii from each other. The first areas A1, A2, and A3 have the same center and are disposed apart from each other in the radial direction of the antenna 343. [ A plurality of second regions B1, B2, and B3 are provided and have different radii from each other. The second regions B1, B2, and B3 have the same center and are disposed apart from each other in the radial direction of the antenna 343. [ The first areas A1, A2, and A3 are located between the adjacent second areas B1, B2, and B3, respectively. Unlike the above-described shape, the slot holes 344 may be provided in various shapes such as a '-' character or a '+' character.

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 dielectric plate 370 is located on top of the antenna 343. The dielectric plate 370 is provided with a dielectric such as alumina, quartz, or the like. The microwave propagated in the vertical direction in the microwave antenna 343 propagates in the radial direction of the dielectric plate 370. The microwaves propagated to the dielectric plate 370 are compressed and resonated. The resonated microwaves are transmitted through the slot holes 344 of the antenna 343. The microwave passing through the antenna 343 can be converted to a plane wave in a TEM mode (transverse electromagnetic mode).

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 cooling plate 380 is provided on the top of the dielectric plate 370. The cooling plate 380 cools the dielectric plate 370. The cooling plate 380 may be made of an aluminum material. The cooling plate 380 can cool the dielectric plate 370 by flowing a cooling fluid to a cooling channel (not shown) formed therein. The cooling system may be water-cooled or air-cooled.

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 dielectric block 351 is provided below the antenna 343. The upper surface of the dielectric block 351 may be spaced apart from the bottom surface of the antenna 343 by a predetermined distance. Alternatively, the top surface of the dielectric block 351 may be in contact with the bottom surface of the antenna 343. The dielectric block 351 is provided as a dielectric such as alumina or quartz. The microwaves passing through the slot holes 344 of the antenna 343 are radiated to the upper space 101 via the dielectric block 351. [ The microwave has a frequency of gigahertz. Therefore, the microwave is low in permeability and does not reach the lower space 102.

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 gas supply unit 400 includes an excitation gas tank 401 and an excitation gas nozzle 411. The excitation gas supply unit (400) supplies excitation gas to the upper space.

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 excitation gas tank 401 stores the excitation gas. The excitation gas may be hydrogen, helium, argon or nitrogen. The discharge nozzle of the excitation gas nozzle 411 is located in the upper space 101. The excitation gas nozzle 411 is connected to the excitation gas tank 401 by an excitation gas line 420. The gas line 420 may be provided with a valve (not shown). The valve controls the opening and closing of the excitation gas line 420 and the flow rate of the excitation gas. The excitation gas is injected into the upper space and excited into the plasma state by microwaves.

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 showerhead 500 is positioned to face the substrate support member 200. The inner space is partitioned into an upper space 101 and a lower space 102 by a shower head 500. The showerhead 500 is grounded by the lead wire 501. The fixed portion 510 of the showerhead 500 is fixed to the side wall of the process chamber 100. The fixing portion 510 may be provided in an annular shape corresponding to the shape of the side wall of the process chamber 100. When the side wall of the process chamber 100 is circular, the fixing portion 510 may be provided in a circular ring shape. The rib portion 520 is formed on the inner side of the fixing portion 510. The rib portions 520 may be arranged in a lattice pattern. Accordingly, a plasma supply hole 530 is formed between the rib portions 520. The plasma supply holes 530 are formed so as to be uniformly arranged inside the fixing portion 510. The plasma excited in the upper space 101 is uniformly supplied to the lower space 102 through the plasma supply hole 530. The excited plasma includes positive ions, negative ions, and neutral particles. The positive ions and the negative ions can be moved out of the process chamber 100 through the conductive line 501. Therefore, the introduction of the positive ions and the negative ions into the lower space 102 is blocked, so that the positive charging layer or the negative charging layer is not formed on the substrate W. The plasma supplied to the lower space dissociates the process gas supplied from the process gas supply unit.

공정가스공급유닛(600)은 제 1 공정가스공급부(610) 및 제 2 공정가스공급부(620)를 포함한다.The process gas supply unit 600 includes a first process gas supply unit 610 and a second process gas supply unit 620.

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 distribution line 611 and an injection hole 614. The first process gas supply unit 610 supplies the process gas from the showerhead 500 to the lower space 102. The distribution line 611 is provided as a tube formed inside the fixing portion 510 and the rib portion 520. The first distribution line 612 is formed in the fixing portion 510. The dispensing line 611 formed in the anchoring portion 510 is connected to the process gas tank 601 through the showerhead line 602. The process gas is provided as a compound containing silicon. For example, the process gas may be provided as silane (SiH4). The process gas stored in the process gas tank 601 is supplied to the distribution line 611 through the shower head line 602. The shower head line 602 may be provided with a valve 603. The valve 603 can open and close the shower head line 602 and adjust the flow rate of the process gas flowing through the shower head line 602. The second distribution line 613 is formed in the rib portion 520. The second distribution line 613 is in communication with the first distribution line 612. In addition, the second distribution lines 613 formed in the rib portion 520 communicate with each other. The process gases supplied through the shower head line 602 are distributed along the first distribution line 612. The process gas flowing in the first distribution line 612 flows into the second distribution line 613. Thus, the process gas can be uniformly supplied to the second distribution line 613.

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 showerhead 500. The injection hole 614 is uniformly formed on the bottom surface of the rib portion 520. Adjacent spray holes 614 are spaced apart from each other by a certain distance. The injection hole 614 communicates with the second distribution line 613. The process gas flowing through the second distribution line 613 is supplied to the lower space 102 through the injection hole 614. The process gas is dissociated by the plasma supplied through the plasma supply hole in the lower space 102.

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 lower space 102 through the injection holes 614 uniformly formed in the showerhead 500 and then dissociated by the plasma. Thus, the process gas can be uniformly supplied to the top of the substrate after dissociation.

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 process gas supply 620 includes a process gas nozzle 621 and a lower nozzle line 622. The second process gas supply unit 620 supplies the process gas to the lower space 102. Process gas nozzles 621 are located on the side walls of process chamber 100. The process gas nozzle 621 may be positioned adjacent the lower surface of the showerhead 500. The process gas nozzle 621 is connected to the process gas tank 601 through a lower nozzle line 622. The lower nozzle line 622 may be provided with a valve (not shown). The valve can regulate the flow rate of the process gas flowing through the lower nozzle line 622 and the lower nozzle line 622. The process gas nozzle 621 is formed so that its longitudinal direction is different from the flow direction of the plasma supplied to the plasma supply hole 530. Therefore, the process gas discharged to the process gas nozzle 621 has high reactivity with the plasma. The second process gas supply 620 supplies process gas adjacent the sidewalls of the process chamber 100. The center of the lower space 102 and the outer side of the lower space 102 are uniformly supplied with the process gas by the first process gas supply unit 610 and the second process gas supply unit 620.

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 lower space 102 is dissociated by the plasma. For example, silanes dissociate into hydrogen ions and silicon ions. When the process gas is dissociated by using a high-frequency microwave, a high-density plasma is formed. Silicon ions are supplied to the upper portion of the substrate W placed on the substrate supporting member 200. Further, the microwave does not reach the lower space 102. Thus, the process gas is not susceptible to microwaves.

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 process chamber 100 and placed in the substrate support member 200. The substrate W is provided as a silicon wafer. A pattern is formed on the substrate W by the insulating film P. For example, the insulating film P may be formed of silicon dioxide. On the substrate W, an exposed portion E is formed between the pattern and the pattern. In the exposed portion (E), silicon is exposed on the upper surface.

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 gas supply unit 400 supplies excitation gas to the upper space 101 and the microwave application unit 300 applies microwaves to the upper space 101. The excitation gas is excited by the plasma by the microwave and then supplied to the lower space 102. The oxide film formed on the upper surface of the substrate W is removed by the plasma formed by the excitation gas.

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 process chamber 100 with the oxide film removed. In this case, the pre-clean process may be omitted.

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 gas supply unit 400 supplies excitation gas to the upper space 101 and the microwave application unit 300 applies microwaves to the upper space 101. The excitation gas is excited by the plasma and then supplied to the lower space 102. The first excitation gas excited by the microwaves can form a high-density plasma. The process gas supply unit 600 supplies the process gas to the lower space 102. In the lower space 102, the process gas is dissociated by a plasma to supply silicon ions to the top of the substrate W. Silicon ions adhere to the exposed portion (E), and silicon is selectively epitaxially grown. Since the high-density plasma is supplied to the lower space 102, most of the supplied process gas is dissociated. High-density silicon ions can be supplied to the upper portion of the substrate W. Therefore, a high-density silicon film is formed on the substrate W. On the upper surface of the insulating film P, growth of silicon is suppressed. On the upper surface of the insulating film P, silicon may be grown as a polycrystal.

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 lower space 102, the influence by the microwave is extremely small. Thus, the plasma or dissociated process gas supplied to the top of the substrate W becomes colder than the gas used for conventional selective epitaxial fixation. When the temperature at which the silicon crystal is grown is low, the diffusion of impurities contained in the substrate W is reduced.

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 injection hole 616 may be formed to be inclined with respect to a straight line perpendicular to the bottom surface of the shower head 500. The configurations of the rib portion 521 and the second distribution line 615 are the same as in Figs. 3 and 4. Fig. The process gas flowing in the injection hole 616 is injected obliquely. The flow direction of the plasma supplied to the upper space is provided differently from the process gas. For example, the plasma flows in a direction perpendicular to the lower surface of the process chamber 100 by gravity. The flow direction of the plasma and the process gas are different, so that the number of collisions and the degree of energy transfer at the time of collision increase.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 분사홀(616)에서 분사된 공정 가스는 플라즈마와의 반응성이 증가된다.The process gas injected in the injection hole 616 according to another embodiment of the present invention is increased in reactivity with the plasma.

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 rib portion 523 and the second distribution line 617 are the same as in Figs. 3 and 4. The first injection hole 618a and the second injection hole 618b may be inclined with respect to a straight line perpendicular to the bottom surface of the shower head 500. The first injection hole 618a and the second injection hole 618b are formed to have different inclination directions. Accordingly, the process gas injected from the first injection hole 618a and the process gas injected from the second injection hole 618b are directed to the lower part of the different plasma supply holes 530. [ The flow direction of the process gas is formed to be opposite to the flow direction of the plasma, so that the reactivity of the process gas and the plasma is increased. Further, a large amount of process gas can be uniformly supplied to the lower portion of the plasma supply hole 530. Thus, a high-density dissociated process gas can be supplied to the top of the substrate.

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, rib portion 542 includes dispense rib portions 543 and connecting rib portions 544.

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 distribution rib portions 543 are provided in several annular shapes having different radii from each other with respect to the center of the shower head 540. For example, the second distribution rib portion 543b and the third distribution rib portion 543c can be sequentially positioned outside the first distribution rib portion 543a having the smallest radius. The distance between the distribution rib portions 543 may be the same. The third distribution rib portion 543c and the fixing portion 541 are connected to each other by the connecting rib portion 544.

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 distribution rib portion 543 is formed with a distribution line 631 along the circumferential direction inside. Each distribution line 631 is not connected to each other and forms a separate flow path. Each dispensing line 631 is connected to the process gas tank 601 by a showerhead line 634. For example, the first distribution line 631a, the second distribution line 631b, and the third distribution line 631c are connected to a first branch line 632a, a second branch line 632b, 632c. The first branch line 632a to the third branch line 632c are arranged in parallel with each other. The first branch line 632a to the third branch line 632c are provided with a valve 635, respectively. The first valve 635a, the second valve 635b and the third valve 635c control the flow rate of the process gas which opens and closes the first branch line 632a to the third branch line 632c, respectively. The first branch line 632a to the third branch line 632c may be connected to the main line 633 connected to the process gas tank 636. [ Or the first branch line 632a to the third branch line 632c may be directly connected to the process gas tank 601. [ Discharge ribs 543 are formed with injection holes (not shown) connected to the distribution lines 631.

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 rib portion 552 includes a distribution rib portion 553 and a connection rib portion 554. The configuration of the first distribution rib portion 553a, the second distribution rib portion 553b, the third distribution rib portion 553c and the connection rib portion 554 formed in the shower head 550 is the same as that of the shower head 540). A dispense line 641 is connected to the process gas tank 646 by a showerhead line 644. Non-adjacent distribution lines 641 may be formed to communicate with each other. For example, the first distribution line 641a and the third distribution line 641c may be formed to communicate with each other. The first distribution line 641a and the third distribution line 641c are connected to the first branch line 642a. The second distribution line 641b is connected to the second secretion line. The first branch line 642a and the second branch line 642b are arranged in parallel with each other. The first branch line 642a and the second branch line 642b are provided with a valve 645, respectively. The first valve 645a and the second valve 645b control the flow rate of the process gas that opens and closes the first branch line 642a and the second branch line 642b, respectively. The first branch line 642a and the second branch line 642b may be connected to a main line 643 connected to the process gas tank 636. [

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, rib portion 562 includes dispense rib portions 563 and connecting rib portions 564. The configuration of the first distribution rib portion 563a, the second distribution rib portion 563b, the third distribution rib portion 563c and the connection rib portion 564 formed in the shower head 560 is the same as that of the shower head 540). The distribution lines 651 adjacent to each other can be formed to communicate with each other. The dispensing line 651 is connected to the process gas tank 656 by a showerhead line 654. For example, the second distribution line 651b and the third distribution line 651c may be formed to communicate with each other. The first distribution line 651a is connected to the first branch line 652a. The second distribution line 651b and the third distribution line 651c are connected to the second branch line 652b. The first branch line 652a and the second branch line 652b are provided with a valve 655, respectively. The first valve 655a and the second valve 655b control the flow rate of the process gas that opens and closes the first branch line 652a and the second branch line 652b, respectively. The first branch line 652a and the second branch line 652b may be connected to a main line 653 connected to the process gas tank 656. [

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 process gas nozzles 661 may be provided. Process gas nozzles 661 are arranged in the circumferential direction on the side walls of the process chamber 110. The process gas nozzles 661 may be arranged at equal intervals. Process gas nozzles 621 are connected to process gas tank 663 via lower nozzle lines 662, respectively.

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 process gas nozzle 671 may be provided in a ring shape. Thus, the discharge port of the process gas nozzle 671 is placed in a ring shape on the side wall of the process chamber 120.

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 공정가스공급부
100: 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)

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 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.
제 1 항에 있어서,
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.
제 2 항에 있어서,
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.
제 2 항에 있어서,
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.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
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.
제 5 항에 있어서,
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.
제 5 항에 있어서,
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.
제 5 항에 있어서,
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.
제 8 항에 있어서,
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.
제 9 항에 있어서,
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.
제 9 항에 있어서,
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.
제 11 항에 있어서,
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.
제 11 항에 있어서,
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.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
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.
제 14 항에 있어서,
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.
제 14 항에 있어서,
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.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050121873A (en) * 2004-06-23 2005-12-28 주식회사 아이피에스 Apparatus for depositing thin film on wafer
KR20080061806A (en) * 2006-12-28 2008-07-03 주식회사 케이씨텍 Surface processing apparatus for substrate
KR20090067695A (en) * 2007-12-21 2009-06-25 삼성전기주식회사 Chemical vapor deposition
KR20110056551A (en) * 2006-05-31 2011-05-30 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Plasma cvd method, method for forming silicon nitride film and method for manufacturing semiconductor device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050121873A (en) * 2004-06-23 2005-12-28 주식회사 아이피에스 Apparatus for depositing thin film on wafer
KR20110056551A (en) * 2006-05-31 2011-05-30 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Plasma cvd method, method for forming silicon nitride film and method for manufacturing semiconductor device
KR20080061806A (en) * 2006-12-28 2008-07-03 주식회사 케이씨텍 Surface processing apparatus for substrate
KR20090067695A (en) * 2007-12-21 2009-06-25 삼성전기주식회사 Chemical vapor deposition

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