KR20110041665A - Substrate processing apparatus - Google Patents

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KR20110041665A
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Abstract

PURPOSE: A substrate processing apparatus is provided to prevent inactive gas from the lower side of a chamber to the upper side of a substrate support by downwardly spraying the inactive gas from the upper side of the chamber. CONSTITUTION: A space unit(11) for processing a substrate is formed in a chamber(10). A substrate support(20) is rotated in the chamber. A plurality of substrate holding units(23) are formed on the upper side of the support plate. A gas spraying unit sprays process gas to the plurality of substrates on the substrate support. A partition member(40) is formed with a ring around the substrate support.

Description

기판처리장치{Substrate processing apparatus}Substrate processing apparatus

본 발명은 반도체 웨이퍼 등 기판에 대하여 박막증착 등 일정한 처리를 수행하는 기판처리장치에 관한 것으로서, 특히 기판지지부에 복수의 기판이 안착되어 회전되면서 박막증착 등의 공정을 진행하는 기판처리장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing apparatus for performing a constant process such as thin film deposition on a substrate such as a semiconductor wafer, and more particularly, to a substrate processing apparatus for performing a process such as thin film deposition while a plurality of substrates are mounted and rotated on a substrate support unit. .

반도체 소자의 스케일이 점차 축소됨에 따라 극박막에 대한 요구가 갈수록 증대되고 있으며, 콘택홀 크기가 감소되면서 단차 도포성(step coverage)에 대한 문제도 점점 더 심각해지고 있는 바, 이에 따른 여러 가지 문제들을 극복할 수 있는 증착방법으로서 원자층증착(atomic layer deposition, ALD)방법이 사용되고 있다. 일반적으로 원자층증착방법은 기판에 각각의 원료가스들을 분리 공급하여 원료가스들의 표면 포화에 의해 박막이 형성되도록 하는 방법이다. As the scale of semiconductor devices is gradually reduced, the demand for ultra-thin films is increasing, and as the contact hole size is reduced, the problem of step coverage becomes more and more serious. An atomic layer deposition (ALD) method is used as a deposition method that can be overcome. In general, the atomic layer deposition method is a method of separating and supplying each source gas to the substrate to form a thin film by the surface saturation of the source gases.

원자층 박막증착방법의 원리를 간단하게 설명하면 다음과 같다. 제1원료가스가 챔버 내로 공급되면 기판 표면과의 반응을 통해 단원자층이 기판 표면에 화학 흡착된다. 그러나 기판 표면이 제1원료가스로 포화되면 단원자층 이상의 제1원료가스들은 동일한 리간드간의 비반응성으로 인해 화학 흡착 상태를 형성하지 못하고 물리 흡착 상태에 있게 된다. 퍼지(purge)가스가 공급되면 이 물리 흡착 상태의 제1원료가스들은 퍼지가스에 의해서 제거된다. 첫 번째 단원자층 위에 제2원료가스가 공급되면 제1원료가스와 제2원료가스의 리간드 상호간 치환반응을 통해 두 번째 층이 성장하고, 첫 번째 층과 반응하지 못한 제2원료가스들은 물리 흡착 상태에 있게 되어 퍼지가스에 의해 제거된다. 그리고 이 두 번째 층의 표면은 제1원료가스와 반응할 수 있는 상태에 있게 된다. 상기한 과정이 하나의 사이클을 이루고 여러 사이클의 반복에 의해 박막이 증착되는 것이다.The principle of the atomic layer thin film deposition method is briefly described as follows. When the first raw material gas is supplied into the chamber, the monoatomic layer is chemisorbed on the surface of the substrate through reaction with the surface of the substrate. However, when the surface of the substrate is saturated with the first raw material gas, the first raw material gases of the monoatomic layer or more do not form a chemisorption state due to non-reactivity between the same ligands, and are in a physical adsorption state. When a purge gas is supplied, the first raw material gases in the physical adsorption state are removed by the purge gas. When the second raw material gas is supplied on the first monolayer, the second layer grows through the substitution reaction between the ligands of the first raw material gas and the second raw material gas, and the second raw material gases that do not react with the first layer are physically adsorbed. To be removed by the purge gas. And the surface of this second layer is in a state capable of reacting with the first raw material gas. The above process forms one cycle and the thin film is deposited by repetition of several cycles.

상기한 원자층 증착방법을 수행하기 위한 종래의 기판처리장치가 도 1에 도시되어 있다. A conventional substrate processing apparatus for performing the above atomic layer deposition method is shown in FIG. 1.

도 1은 종래의 기판처리장치의 개략적 구성도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 기판처리장치(9)는 내부에 공간부가 형성되어 있는 챔버(1)와, 챔버(1) 내부에 회전가능하게 설치되며 복수의 기판(s)이 안착되는 기판지지부(2)를 구비한다. 챔버(1)의 상부에는 기판(s)을 향해 가스를 공급하는 가스분사장치(3)가 설치된다. 가스분사장치(3)는 원주방향을 따라 배치되는 복수의 가스분사유닛(4)으로 이루어지며, 각 가스분사유닛(4)은 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스 중 어느 하나의 가스를 분사한다. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional substrate processing apparatus. Referring to FIG. 1, a conventional substrate processing apparatus 9 includes a chamber 1 having a space formed therein, and a substrate support part rotatably installed in the chamber 1 and on which a plurality of substrates s are seated. (2) is provided. In the upper part of the chamber 1, a gas injection device 3 for supplying gas toward the substrate s is provided. The gas injection device 3 is composed of a plurality of gas injection units 4 arranged along the circumferential direction, and each gas injection unit 4 injects any one of a source gas, a reaction gas, and a purge gas.

기판(s)은 챔버(1) 내에서 회전되는 기판지지부(2)에 안착된 상태로 각 가스분사유닛(4)으로부터 공급되는 가스를 순차적으로 공급받아 박막증착이 이루어진다. 예컨대, 공정이 시작되는 시점에 소스가스를 공급받고, 순차적으로 퍼지가스, 반응가스, 퍼지가스를 공급받음으로써 박막증착이 이루어진다. The substrate s receives the gas supplied from each gas injection unit 4 in a state in which the substrate s is seated on the substrate support 2 rotated in the chamber 1, and thin film deposition is performed. For example, thin film deposition is performed by receiving a source gas at a time point at which the process starts, and sequentially receiving a purge gas, a reaction gas, and a purge gas.

또한 가스분사장치(3)로부터 공급된 가스들은 챔버(1)의 하부에 마련된 환형 의 펌핑유로(5)를 통해 챔버(1)의 외부로 펌핑된다. 그러나 일부의 가스는 펌핑되지 않은 채 기판지지부(2)의 하측으로 유입되어 기판지지부(2)의 하면 등에 증착되어 챔버(1)를 오염시킬 수 있는 바, 종래의 기판처리장치(9)에서는, 도 1에 화살표로 도시한 바와 같이, 챔버(1)의 하부를 통해 질소와 같은 비반응성 가스를 주입하여 공정가스들이 기판지지부(2)의 하측으로 유입되는 것을 방지하였다. In addition, the gases supplied from the gas injection device 3 are pumped out of the chamber 1 through an annular pumping passage 5 provided in the lower part of the chamber 1. However, some of the gas flows into the lower side of the substrate support part 2 without being pumped and is deposited on the lower surface of the substrate support part 2 to contaminate the chamber 1. In the conventional substrate processing apparatus 9, As shown by the arrows in FIG. 1, a non-reactive gas such as nitrogen is injected through the lower portion of the chamber 1 to prevent process gases from flowing into the lower side of the substrate support 2.

공정가스의 챔버(1) 하측으로의 유입을 방지하는 차원에서 비반응성 가스를 챔버(1)의 하측에서 유입시키는 것은 바람직한데, 비반응성 가스를 유입함으로써 새로운 문제가 야기된다. 즉, 종래의 기판처리장치(1)에서는 비반응성 가스의 주입량과 주입압력을 조절함으로써 비반응성 가스가 기판지지부(2)의 상부로 월류되지 않고 펌핑유로(5)로 배출되는 것을 전제하고 있지만, 도 1에 화살표로 도시한 바와 같이, 일부의 비반응성 가스는 기판지지부(2)의 상부로 월류되어 공정가스의 플로우를 교란하는 등의 이유로 박막증착의 수율을 저하시키고 있으며, 특히 기판(s)의 엣지부에서 박막증착의 균일도를 심각하게 저하시키고 있다. In order to prevent the inflow of process gas into the lower side of the chamber 1, it is preferable to introduce the non-reactive gas from the lower side of the chamber 1, but introducing a non-reactive gas causes a new problem. That is, in the conventional substrate processing apparatus 1, it is assumed that the non-reactive gas is discharged to the pumping passage 5 without being overflowed to the upper portion of the substrate support part 2 by adjusting the injection amount and the injection pressure of the non-reactive gas. As shown by the arrows in FIG. 1, some of the non-reactive gas is overflowed to the upper portion of the substrate support 2 to reduce the yield of thin film deposition, for example, to disturb the flow of the process gas, and in particular, the substrate s. The uniformity of thin film deposition at the edge portion of the film is seriously degraded.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 챔버의 하측으로부터 유입시키는 비반응성 가스가 기판지지부의 상측으로 월류되는 것을 방지함으로써 박막증착의 수율을 향상시시킬 수 있는 기판처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, to provide a substrate processing apparatus that can improve the yield of thin film deposition by preventing the non-reactive gas flowing from the lower side of the chamber to the upper side of the substrate support. There is this.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는, 기판에 대한 일정한 처리를 수행하도록 내부에 공간부가 형성되는 챔버, 상기 챔버 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수의 기판이 각각 안착되는 복수의 기판안착부가 형성되어 있는 기판지지대, 상기 기판지지대의 상부에 설치되어 상기 기판을 향해 공정가스를 분사하는 가스분사체 및 상기 기판지지대의 둘레방향을 따라 고리형으로 형성되어 상기 기판지지대에 결합되며, 상기 기판지지대의 상면에 대하여 돌출되게 배치되는 격벽부재를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다. Substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above object, a chamber having a space formed therein to perform a predetermined process for the substrate, a plurality of rotatably installed in the chamber, the plurality of substrates are each seated A substrate support having a substrate seating portion formed thereon, a gas sprayer which is installed on the substrate support to inject a process gas toward the substrate, and is formed in an annular shape along the circumferential direction of the substrate support and coupled to the substrate support; And a partition member protruding from the upper surface of the substrate support.

본 발명에 따르면, 상기 격벽부재는 상기 가스분사체와 상기 챔버의 측벽 사이에 배치되며, 상기 격벽부재의 상면의 높이는 상기 가스분사체의 가스분사면보다 높은 것이 바람직하다According to the present invention, the partition member is disposed between the gas injection body and the side wall of the chamber, the height of the upper surface of the partition member is preferably higher than the gas injection surface of the gas injection body.

또한 본 발명에 따르면, 상기 가스분사체로부터 분사된 가스를 배기하기 위하여, 상기 격벽부재에는 양측면 사이를 관통하는 다수의 배출공이 형성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, in order to exhaust the gas injected from the gas injector, it is preferable that a plurality of discharge holes are formed in the partition member to penetrate between both side surfaces.

또한 본 발명에 따르면, 상기 복수의 기판안착부 사이에는 상기 기판지지대의 상면에 대하여 돌출되게 차단벽부가 형성되는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, it is preferable that a blocking wall portion is formed between the plurality of substrate mounting portions to protrude from the upper surface of the substrate support.

또한 본 발명에 따르면, 상기 격벽부재와 상기 챔버의 내벽 사이로 비반응성 가스가 하방으로 분사되는 것이 바람직하다. According to the present invention, it is preferable that a non-reactive gas is injected downward between the partition member and the inner wall of the chamber.

본 발명에 따른 기판처리장치에서는 격벽부재가 설치됨으로써 챔버의 하측으로부터 유입된 비반응성 가스들이 기판지지대의 상측으로 월류되는 것이 방지되어 박막증착의 수율이 향상되며 박막증착의 균일도가 향상될 수 있다. In the substrate treating apparatus according to the present invention, by installing the partition member, non-reactive gases introduced from the lower side of the chamber are prevented from overflowing to the upper side of the substrate support, so that the yield of thin film deposition can be improved and the uniformity of thin film deposition can be improved.

또한, 챔버의 상측으로부터도 비반응성 가스를 하방으로 분사함으로써, 챔버의 하부로부터 유입된 비반응성 가스가 기판지지대의 상측으로 유입되는 것이 방지될 뿐만 아니라, 벤츄리 효과를 통해 격벽부재 내부의 공정가스들이 배출공을 통해 펌핑되는 것을 촉진할 수 있다. In addition, by injecting the non-reactive gas downward from the upper side of the chamber, not only the non-reactive gas introduced from the lower portion of the chamber is prevented from flowing into the upper side of the substrate support, but also the process gases inside the partition member through the venturi effect. Pumping through the exit hole may be facilitated.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판처리장치에 대하여 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a substrate processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판처리장치의 개략적 구성도이며, 도 3은 도 2에 도시된 기판처리장치의 주요 부분에 대한 개략적 사시도이다.FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a substrate processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic perspective view of a main part of the substrate processing apparatus shown in FIG.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판처리장치(100)는 챔버(10), 기판지지부(20), 가스분사체(30) 및 격벽부재(40)를 구비한다. 2 and 3, a substrate processing apparatus 100 according to a preferred embodiment of the present invention includes a chamber 10, a substrate support 20, a gas spray body 30, and a partition member 40. .

챔버(10)는 증착공정 등 기판에 대한 일정한 처리가 행해지는 공간을 제공하는 것으로서, 후술할 가스분사체(30)가 챔버(10)의 상부에 결합되면 챔버(10)의 내측에는 일정한 공간부(11)가 형성된다. 챔버(10) 내측의 공간부(11)는 일반적으로 진공 분위기로 형성되어야 하므로 챔버(10)의 외부에는 펌프(미도시)가 마련된다. 이 펌프(미도시)는 챔버(10)의 바닥면 외측에 형성된 배기구(12)와 연결된다. 본 실시예에서는 두 개의 펌프가 챔버(10)의 직경방향 양측에 각각 배치되어, 챔버(10)의 하부 양 사이드에서 펌핑이 이루어진다. The chamber 10 provides a space in which a constant treatment is performed on a substrate such as a deposition process. When the gas injection body 30 to be described later is coupled to an upper portion of the chamber 10, a constant space portion is formed inside the chamber 10. (11) is formed. Since the space 11 inside the chamber 10 should generally be formed in a vacuum atmosphere, a pump (not shown) is provided outside the chamber 10. The pump (not shown) is connected to an exhaust port 12 formed outside the bottom surface of the chamber 10. In this embodiment, two pumps are disposed on both sides of the radial direction of the chamber 10, respectively, and pumping is performed at both lower sides of the chamber 10.

또한, 챔버(10)의 바닥면에는 후술할 기판지지부(20)의 회전축(22)이 삽입되는 관통공(13)이 형성되어 있다. 기판(s)은 챔버(10)의 측벽에 마련된 게이트밸브(미도시)를 통해 챔버(10)의 내외부로 유입 및 유출된다.In addition, a through hole 13 into which the rotating shaft 22 of the substrate support 20 to be described later is inserted is formed at the bottom surface of the chamber 10. The substrate s flows into and out of the chamber 10 through a gate valve (not shown) provided on the sidewall of the chamber 10.

기판지지대(20)는 챔버(10) 내에서 기판(s)을 지지하기 위한 것으로서, 지지플레이트(21)와 회전축(22)을 구비한다. 지지플레이트(21)은 원판 형상으로 평평하게 형성되어 챔버(10) 내에 수평하게 배치되며, 회전축(22)은 수직하게 배치되어 지지플레이트(21)의 하부에 마련된다. 회전축(22)은 챔버(10)의 관통공(13)을 통해 외부로 연장되어 모터(미도시) 등의 구동수단과 연결되어, 지지플레이트(21)를 회전 및 승강시킨다. 회전축(22)과 관통공(13) 사이를 통해 챔버(10) 내부의 진공이 해제되는 것을 방지하고자, 회전축(22)은 벨로우즈(b)에 의하여 감싸져 있다.The substrate support 20 is for supporting the substrate s in the chamber 10, and includes a support plate 21 and a rotation shaft 22. The support plate 21 is formed flat in the shape of a disc and is horizontally disposed in the chamber 10, and the rotation shaft 22 is vertically disposed to be provided below the support plate 21. The rotary shaft 22 extends to the outside through the through hole 13 of the chamber 10 and is connected to a driving means such as a motor (not shown) to rotate and lift the support plate 21. In order to prevent the vacuum in the chamber 10 from being released between the rotating shaft 22 and the through hole 13, the rotating shaft 22 is wrapped by the bellows b.

지지플레이트(21)의 상부에는 원주방향을 따라 복수의 기판안착부(23)가 형성된다. 이 기판안착부(23)는 오목하게 형성되어 지지플레이트(21)가 회전되더라도 기판(s)이 이탈되지 않고 지지플레이트(21) 상부에 지지될 수 있게 하는 역할을 한다. 또한 지지플레이트(21)의 하측에는 히터(미도시)가 매설되어 기판(s)을 일정한 공정온도로 가열한다. A plurality of substrate seats 23 are formed on the support plate 21 along the circumferential direction. The substrate seating part 23 is formed to be concave so that the substrate s can be supported on the support plate 21 without being separated even when the support plate 21 is rotated. In addition, a heater (not shown) is embedded below the support plate 21 to heat the substrate s to a constant process temperature.

가스분사체(30)는 기판지지대(20)에 안착된 복수의 기판(s)에 원료가스, 반응가스, 퍼지가스 등의 공정가스를 분사하기 위한 것으로서, 챔버(10)의 상부에 결합된다. 가스분사체(30)는 기판지지대(20)의 중심점을 기준으로 원주방향을 따라 배치되는 복수의 가스분사유닛(31)과, 기판지지대(20)의 중앙에 배치되는 중앙분사유닛(32)으로 이루어진다. The gas injection body 30 is for injecting process gases such as source gas, reaction gas, and purge gas to the plurality of substrates s seated on the substrate support 20, and is coupled to the upper portion of the chamber 10. The gas injection body 30 includes a plurality of gas injection units 31 disposed along the circumferential direction with respect to the center point of the substrate support 20, and a central injection unit 32 disposed in the center of the substrate support 20. Is done.

각 가스분사유닛(31,32)들은 가스라인(l)을 통해 외부의 가스공급원(미도시)으로부터 가스를 공급받는다. 또한, 가스분사유닛(31,32)들은 기판(s)의 전체 영역에 걸쳐 고르게 가스가 분사될 수 있도록 그 내부에 가스확산공간(d)이 형성되어 있으며, 가스라인(l)을 통해 유입된 공정가스들은 가스확산공간(d)에서 확산된 후 가스분사유닛(31,32)의 하면에 형성된 다수의 가스분사공(33)을 통해 기판(s)으로 분사된다. Each gas injection unit 31, 32 receives gas from an external gas supply source (not shown) through the gas line 1. In addition, the gas injection units 31 and 32 have a gas diffusion space d formed therein so that the gas can be sprayed evenly over the entire area of the substrate s, and is introduced through the gas line l. Process gases are diffused in the gas diffusion space (d) and then injected into the substrate (s) through a plurality of gas injection holes 33 formed on the lower surfaces of the gas injection units 31 and 32.

또한 원주방향을 따라 배치된 각 가스분사유닛(31)은 소스가스, 퍼지가스, 반응가스, 퍼지가스를 각각 기판(s)에 분사하며, 챔버(10) 내에서 회전하는 기판지지대(20)에 안착된 기판(s)은 위 공정가스들에 순차적으로 노출되어 박막증착이 이루어진다. 중앙분사유닛(32)은 퍼지가스를 분사하여, 소스가스와 반응가스가 기판지지대(20)의 중앙을 통해 월류되거나 혼합되는 것을 방지한다. 즉, 소스가스를 분사하는 가스분사유닛과 반응가스를 분사하는 가스분사유닛은 기판지지대(20)의 직경방향 양측에 배치되는 것이 일반적인데, 그 사이에 퍼지가스를 분사하는 중앙 분사유닛(32)을 설치하고 퍼지가스를 분사하면, 중앙부에 가스커튼이 형성됨으로써 소스가스와 반응가스는 기판지지부(20)의 중앙에서 상호 혼합되는 것을 방지할 수 있다. In addition, each gas injection unit 31 disposed along the circumferential direction injects the source gas, the purge gas, the reaction gas, and the purge gas to the substrate s, respectively, and to the substrate support 20 that rotates in the chamber 10. The seated substrate s is sequentially exposed to the above process gases to form a thin film. The central injection unit 32 injects a purge gas to prevent the source gas and the reaction gas from flowing over or being mixed through the center of the substrate support 20. That is, the gas injection unit for injecting the source gas and the gas injection unit for injecting the reaction gas are generally disposed on both sides in the radial direction of the substrate support 20, the central injection unit 32 for injecting purge gas therebetween. When the gas is installed and the purge gas is sprayed, the gas curtain is formed at the center, thereby preventing the source gas and the reactant gas from being mixed at the center of the substrate support 20.

또한, 도시하지는 않았지만, 각 가스분사유닛들 중 상호 인접하게 배치되며, 동종의 가스를 분사하는 가스분사유닛들은 그룹을 지어 분사블럭을 형성할 수 있다. 즉, 일 실시예에서는 12개의 가스분사유닛이 마련되고, 하나의 소스가스 분사유닛과 3개의 반응가스 분사유닛이 기판지지대(20)의 직경방향 양측에 각각 배치되며, 소스가스 분사유닛과 반응가스 분사유닛 사이에는 각각 2개씩의 퍼지가스 분사유닛이 배치되고, 퍼지가스 분사유닛과 소스가스 분사유닛 사이에는 공정가스를 분사하지 않는 버퍼분사유닛이 각각 2개씩 배치될 수 있다. 상호 인접하게 배치된 퍼지가스 분사유닛들은 퍼지가스 분사블럭을 형성하며, 3개의 반응가스 분사유닛들도 반응가스 분사블럭을 형성한다. 그러나 가스분사유닛들의 배치는 일정한 것은 아니며 진행하고자 하는 공정과 조건에 따라 다양하게 가변될 수 있다. In addition, although not shown, each of the gas injection units are disposed adjacent to each other, the gas injection unit for injecting the same type of gas may form a injection block in a group. That is, in one embodiment, twelve gas injection units are provided, one source gas injection unit and three reaction gas injection units are disposed on both sides of the substrate support 20 in the radial direction, respectively, and the source gas injection unit and the reaction gas are provided. Two purge gas injection units may be disposed between the injection units, and two buffer injection units which do not inject process gas may be disposed between the purge gas injection unit and the source gas injection unit, respectively. The purge gas injection units disposed adjacent to each other form a purge gas injection block, and the three reaction gas injection units also form a reaction gas injection block. However, the arrangement of the gas injection units is not constant and may be variously changed according to the process and conditions to proceed.

상기한 구성의 기판처리장치(100)에서 가스분사체(30)로부터 분사된 공정가스들은 챔버(10)의 하측부에 마련된 펌프(미도시)에 의하여, 도 2에 화살표로 도시한 바와 같이, 기판지지대(20)의 외측을 향해 흐른 후 배기구(12)로 배출되는데, 일부의 공정가스는 배기되지 않은 채, 기판지지대(20)의 하측 또는 벨로우즈(b)의 내측에 증착되어 챔버(10) 내부를 오염시키고, 파티클 이슈를 발생시킨다. In the substrate processing apparatus 100 having the above-described configuration, the process gases injected from the gas sprayer 30 are shown by arrows in FIG. 2 by a pump (not shown) provided at the lower side of the chamber 10. After flowing toward the outside of the substrate support 20 and discharged to the exhaust port 12, some of the process gas is deposited on the lower side of the substrate support 20 or inside the bellows (b) without being exhausted chamber 10 It pollutes the interior and creates particle issues.

이에 벨로우즈(b)와 회전축(22) 사이를 통해 질소나 아르곤과 같은 비반응성 가스를 주입함으로써, 공정가스들이 기판지지대(20)의 하부로 유입되는 것을 방지 한다. 그러나, 종래기술에서 설명한 바와 같이, 이 비반응성 가스 중 일부는 배기구(12)로 유출되지 않은 채 기판지지대(20)의 상부로 월류되어 박막증착의 수율을 저하시킬 수 있다. Injecting a non-reactive gas such as nitrogen or argon through the bellows (b) and the rotating shaft 22, thereby preventing the process gases from flowing into the lower portion of the substrate support (20). However, as described in the prior art, some of the non-reactive gas may flow over the substrate support 20 without flowing into the exhaust port 12, thereby lowering the yield of thin film deposition.

본 발명에서는 상기한 문제점을 해결하고자 기판지지대(20)의 상부에 격벽부재(40)가 마련된다. 격벽부재(40)는 챔버(10) 하부로부터 유입되는 비반응성 가스가 기판(s)쪽으로 월류되는 방지하는 기능을 수행하는 것으로서, 기판지지대(20)의 둘레방향을 따라 고리형으로 형성되며, 기판지지대(20)의 상면에 결합된다. 격벽부재(40)는 가스분사체(30)의 하면, 즉 가스가 분사되는 가스분사면보다 보다 높은 위치까지 돌출된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 격벽부재(40)는 기판지지대(20)로부터 돌출되어 가스분사체(30)의 측면까지 연장되므로, 격벽부재(40)에 의하여 가스분사체(30)의 하측이 감싸지게 된다. In the present invention, the partition member 40 is provided on the upper portion of the substrate support 20 to solve the above problems. The partition member 40 serves to prevent the non-reactive gas flowing from the lower portion of the chamber 10 from flowing toward the substrate s, and is formed in an annular shape along the circumferential direction of the substrate support 20. It is coupled to the upper surface of the support 20. The partition member 40 protrudes to a lower surface of the gas injection body 30, that is, to a position higher than the gas injection surface on which the gas is injected. That is, as shown in FIG. 2, the partition member 40 protrudes from the substrate support 20 and extends up to the side surface of the gas injection body 30, and thus, the partition member 40 of the gas injection body 30 is formed by the partition member 40. The lower side will be wrapped.

그러나 격벽부재(40)의 높이가 반드시 가스분사체(30)의 가스분사면 보다 높아야 되는 것은 아니며, 챔버(10)의 하부로부터 유입되는 비반응성 가스가 기판지지대(20)를 넘어 기판(s)으로 이월되지 않을 정도의 높이로 형성되면 족하다. 격벽부재(40)의 높이가 가스분사체(30)의 가스분사면 보다 낮게 위치하는 경우, 가스분사면과 격벽부재(40)의 상면 사이는 대략 5mm 정도로 좁게 형성될 수 있다. However, the height of the partition member 40 is not necessarily higher than the gas injection surface of the gas injection body 30, the non-reactive gas flowing from the lower portion of the chamber 10 exceeds the substrate support 20, the substrate (s) It is enough if it is formed to a height high enough to not carry over. When the height of the partition member 40 is lower than the gas ejection surface of the gas ejection body 30, a gap between the gas ejection surface and the upper surface of the partition member 40 may be formed to be narrow to about 5 mm.

한편, 상기한 바와 같이 격벽부재(40)가 설치된 상태에서 가스분사체(30)로부터 공급된 공정가스들을 챔버(10)의 하측으로 배출시키고자, 격벽부재(40)에는 다수의 배출공(41)이 형성된다. 이 배출공(41)은 격벽부재(30)의 양측면 사이를 관통하여 형성되며, 대략 기판(s)의 안착 높이와 동일하거나 약간 낮은 위치에 배 치된다. On the other hand, in order to discharge the process gases supplied from the gas injector 30 to the lower side of the chamber 10 in a state where the partition member 40 is installed as described above, a plurality of discharge holes 41 in the partition member 40. ) Is formed. The discharge hole 41 is formed to penetrate between both side surfaces of the partition member 30, and is disposed at a position substantially equal to or slightly lower than the seating height of the substrate s.

배출공(41)은 도 3에 도시된 바와 같이 각 기판안착부(23)별로 동일한 개수로 형성된다. 가스분사체(30)로부터 공급된 공정가스들은 기판(s)과 접촉된 후 격벽부재(40)의 배출공(41)을 통해 챔버(10)의 하측 배기구(12)로 펌핑된다. As shown in FIG. 3, the discharge holes 41 are formed in the same number for each substrate seating part 23. Process gases supplied from the gas injector 30 are pumped to the lower exhaust port 12 of the chamber 10 through the discharge hole 41 of the partition member 40 after contacting the substrate s.

또한, 격벽부재(40)의 배출공(41)을 통해 공정가스의 배출을 촉진시키고자 챔버(10)의 상측에는 비반응성 가스가 분사된다. 즉, 챔버(10)의 상측에는 질소가스와 같은 비반응성 가스를 챔버(10)의 내벽과 격벽부재(40) 사이로 하방 분사하도록 가스도입포트(50)가 형성된다. 이 가스도입포트(50)는 외부의 가스공급원으로부터 비반응성 가스를 도입한다. In addition, non-reactive gas is injected into the upper side of the chamber 10 to promote the discharge of the process gas through the discharge hole 41 of the partition member 40. That is, the gas introduction port 50 is formed above the chamber 10 to spray the non-reactive gas such as nitrogen gas downwardly between the inner wall of the chamber 10 and the partition member 40. This gas introduction port 50 introduces non-reactive gas from an external gas supply source.

비반응성 가스가 일정 수준 이상의 압력과 속도로 하방 분사되면 벤츄리 효과가 발생되어, 격벽부재(40)의 내측에 있던 공정가스들이 배출공(12)으로 급격히 빨려 들어와 공정가스의 펌핑이 촉진된다. When the non-reactive gas is injected downward at a pressure or a speed higher than a predetermined level, a venturi effect is generated, and the process gases inside the partition member 40 are rapidly sucked into the discharge hole 12 to facilitate pumping of the process gas.

또한, 챔버(10)의 상측으로부터 비반응성 가스를 분사함으로써 공정가스들이 챔버(10)의 상측에 증착되는 등의 문제를 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 챔버(10)의 하측으로부터 유입되는 비반응성 가스가 기판지지대(20)의 상부로 유입되는 것도 보다 효과적으로 방지할 있다.In addition, by spraying the non-reactive gas from the upper side of the chamber 10, not only problems such as process gases are deposited on the upper side of the chamber 10, but also the non-reactive gas flowing from the lower side of the chamber 10 can be eliminated. Is more effectively prevented from flowing into the upper portion of the substrate support 20.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 복수의 기판안착부(23) 사이에 차단벽부(60)가 설치된다. 차단벽부(60)는 격벽부재(40)와 동일하거나 낮은 높이로 형성되어 기판안착부(23) 사이에 배치됨으로써, 기판안착부(23) 사이의 공간을 일정 정도 상호 격리시킨다. On the other hand, in the preferred embodiment of the present invention, the blocking wall portion 60 is provided between the plurality of substrate mounting portion 23. The barrier wall portion 60 is formed at the same or lower height than the barrier member 40 and is disposed between the substrate seating portions 23 to thereby isolate the space between the substrate seating portions 23 to a certain degree.

상기한 바와 같이, 기판지지대(20)에 격벽부재(40)와 차단벽부(60)를 설치하게 되면, 각 기판안착부(23) 별로 구획된 공간이 형성되며, 가스분사체(30)의 각 가스분사유닛으로부터 분사된 가스는 이 구획된 공간으로 유입된다. 기판지지대(20)가 회전하면, 구획된 공간에 존재하는 가스들이 차단벽부(60)에 의하여 상기 배출공(12)을 통해 펌핑되는 것을 촉진할 수 있다. As described above, when the partition member 40 and the blocking wall portion 60 are installed on the substrate support 20, a space partitioned for each substrate seating portion 23 is formed, and each of the gas spray bodies 30 is formed. The gas injected from the gas injection unit flows into this compartment. When the substrate support 20 rotates, gas existing in the partitioned space may be pumped by the blocking wall 60 through the discharge hole 12.

지금까지 설명한 바와 같이, 상기한 구성으로 이루어진 기판처리장치(100)에서는 격벽부재(40)가 설치됨으로써 챔버(10)의 하측으로부터 유입된 비반응성 가스들이 기판지지대(20)의 상측으로 월류되는 것이 방지되어 박막증착의 수율이 향상되며 박막증착의 균일도가 향상될 수 있다. As described above, in the substrate processing apparatus 100 having the above configuration, the partition member 40 is installed so that the non-reactive gases introduced from the lower side of the chamber 10 flow over the upper side of the substrate support 20. It can be prevented to improve the yield of thin film deposition and the uniformity of thin film deposition can be improved.

또한, 챔버(10)의 상측으로부터도 비반응성 가스를 하방으로 분사함으로써, 챔버(10)의 하부로부터 유입된 비반응성 가스가 기판지지대(20)의 상측으로 유입되는 것이 방지될 뿐만 아니라, 벤츄리 효과를 통해 격벽부재(40) 내부의 공정가스들이 배출공(41)을 통해 펌핑되는 것을 촉진할 수 있다. In addition, by injecting the non-reactive gas downward from the upper side of the chamber 10, the non-reactive gas introduced from the lower side of the chamber 10 is not only prevented from entering the upper side of the substrate support 20, but also the Venturi effect. Through the process gas inside the partition member 40 may be promoted to be pumped through the discharge hole (41).

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 한다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined only by the appended claims.

도 1은 종래의 기판처리장치의 개략적 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional substrate processing apparatus.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판처리장치의 개략적 구성도이다. 2 is a schematic configuration diagram of a substrate processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 기판처리장치의 주요 부분에 대한 개략적 사시도이다. 3 is a schematic perspective view of an essential part of the substrate processing apparatus shown in FIG.

도 4는 공정가스의 배출흐름을 설명하기 위한 기판지지부의 개략적 평면도이다. 4 is a schematic plan view of the substrate support for explaining the discharge flow of the process gas.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 ... 기판처리장치 10 ... 챔버100 ... Substrate Processing Unit 10 ... Chamber

20 ... 기판지지대 30 ... 가스분사체20 ... substrate support 30 ... gas spray

40 ... 격벽부재 60 ... 차단벽부40 ... bulkhead member 60 ... barrier wall part

s ... 기판s ... PCB

Claims (5)

기판에 대한 일정한 처리를 수행하도록 내부에 공간부가 형성되는 챔버;A chamber having a space formed therein to perform a constant treatment on the substrate; 상기 챔버 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 복수의 기판이 각각 안착되는 복수의 기판안착부가 형성되어 있는 기판지지대; A substrate support rotatably installed in the chamber and having a plurality of substrate seats on which the plurality of substrates are respectively seated; 상기 기판지지대의 상부에 설치되어 상기 기판을 향해 공정가스를 분사하는 가스분사체; 및 A gas injector installed above the substrate support to inject a process gas toward the substrate; And 상기 기판지지대의 둘레방향을 따라 고리형으로 형성되어 상기 기판지지대에 결합되며, 상기 기판지지대의 상면에 대하여 돌출되게 배치되는 격벽부재;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 기판처리장치. And a partition member formed in an annular shape along the circumferential direction of the substrate support and coupled to the substrate support, the barrier member being protruded with respect to the upper surface of the substrate support. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 격벽부재는 상기 가스분사체와 상기 챔버의 측벽 사이에 배치되며, The partition member is disposed between the gas injector and the side wall of the chamber, 상기 격벽부재의 상면의 높이는 상기 가스분사체의 가스분사면보다 높은 것을 특징으로 하는 기판처리장치. The height of the upper surface of the partition member is higher than the gas injection surface of the gas injector substrate processing apparatus. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 가스분사체로부터 분사된 가스를 배기하기 위하여, 상기 격벽부재에는 양측면 사이를 관통하는 다수의 배출공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. In order to exhaust the gas injected from the gas injector, the partition member is formed with a plurality of discharge holes penetrating between the both sides, characterized in that the substrate processing apparatus. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 기판안착부 사이에는 상기 기판지지대의 상면에 대하여 돌출되게 차단벽부가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. And a blocking wall portion formed between the plurality of substrate mounting portions to protrude from the upper surface of the substrate support. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 격벽부재와 상기 챔버의 내벽 사이로 비반응성 가스가 하방으로 분사되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. And a non-reactive gas is injected downward between the partition member and the inner wall of the chamber.
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