KR20190134577A - Apparatus for processing substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 기판 상에 분사되는 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분리하여 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시킬 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, a substrate processing apparatus and a substrate using the substrate processing apparatus to increase the deposition uniformity of the thin film deposited on the substrate by spatially separating the source gas and the reactive gas injected on the substrate. It is about a processing method.
일반적으로, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서는 기판 표면에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 하며, 이를 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막 증착 공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토 공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등의 반도체 제조 공정을 수행하게 된다.In general, in order to manufacture a solar cell, a semiconductor device, a flat panel display, a predetermined thin film layer, a thin film circuit pattern, or an optical pattern should be formed on a surface of a substrate. Semiconductor manufacturing processes such as a thin film deposition process, a photo process for selectively exposing the thin film using a photosensitive material, and an etching process for forming a pattern by removing the thin film of the selectively exposed portion are performed.
이러한 반도체 제조 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판 처리 장치의 내부에서 진행되며, 최근에는 플라즈마를 이용하여 증착 또는 식각 공정을 수행하는 기판 처리 장치가 많이 사용되고 있다.Such a semiconductor manufacturing process is performed inside a substrate processing apparatus designed in an optimal environment for the process, and in recent years, many substrate processing apparatuses that perform deposition or etching processes using plasma are widely used.
플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에는 플라즈마를 이용하여 박막을 형성하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치, 박막을 식각하여 패터닝하는 플라즈마 식각장치 등이 있다.The substrate processing apparatus using plasma includes a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) apparatus for forming a thin film using plasma, a plasma etching apparatus for etching and patterning a thin film.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a general substrate processing apparatus.
도 1을 참조하면, 일반적인 기판 처리 장치는 챔버(10), 플라즈마 전극(20), 서셉터(30), 및 가스 분사 수단(40)을 구비한다.Referring to FIG. 1, a general substrate processing apparatus includes a
챔버(10)는 기판 처리 공정을 위한 반응 공간을 제공한다. 이때, 챔버(10)의 일측 바닥면은 반응 공간을 배기시키기 위한 배기구(12)에 연통된다.
플라즈마 전극(20)은 반응 공간을 밀폐하도록 챔버(10)의 상부에 설치된다.The
플라즈마 전극(20)의 일측은 정합 부재(22)를 통해 RF(Radio Frequency) 전원(24)에 전기적으로 접속된다. 이때, RF 전원(24)은 RF 전력을 생성하여 플라즈마 전극(20)에 공급한다.One side of the
또한, 플라즈마 전극(20)의 중앙 부분은 기판 처리 공정을 위한 소스 가스를 공급하는 가스 공급관(26)에 연통된다.In addition, the central portion of the
정합 부재(22)는 플라즈마 전극(20)과 RF 전원(24) 간에 접속되어 RF 전원(24)으로부터 플라즈마 전극(20)에 공급되는 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다.The matching
서셉터(30)는 챔버(10)의 내부에 설치되어 외부로부터 로딩되는 복수의 기판(W)을 지지한다. 이러한 서셉터(30)는 플라즈마 전극(20)에 대향되는 대향 전극으로써, 서셉터(30)를 승강시키는 승강축(32)을 통해 전기적으로 접지된다.The
승강축(32)은 승강 장치(미도시)에 의해 상하 방향으로 승강된다. 이때, 승강축(32)은 승강축(32)과 챔버(10)의 바닥면을 밀봉하는 벨로우즈(34)에 의해 감싸여진다.The
가스 분사 수단(40)은 서셉터(30)에 대향되도록 플라즈마 전극(20)의 하부에 설치된다. 이때, 가스 분사 수단(40)과 플라즈마 전극(20) 사이에는 플라즈마 전극(20)을 관통하는 가스 공급관(26)으로부터 공급되는 소스 가스가 확산되는 가스 확산 공간(42)이 형성된다. 이러한, 가스 분사 수단(40)은 가스 확산 공간(42)에 연통된 복수의 가스 분사홀(44)을 통해 소스 가스를 반응 공간의 전 부분에 균일하게 분사한다.The gas injection means 40 is installed below the
이와 같은, 일반적인 기판 처리 장치는 기판(W)을 서셉터(30)에 로딩시킨 다음, 챔버(10)의 반응 공간에 소정의 소스 가스를 분사함과 아울러 플라즈마 전극(20)에 RF 전력을 공급해 반응 공간에 전자기장을 형성함으로써 상기 전자기장에 의해 기판(W) 상에 형성되는 플라즈마를 이용해 기판(W) 상의 소정의 박막을 형성하게 된다.Such a general substrate processing apparatus loads the substrate W into the
그러나, 일반적인 기판 처리 장치는 상기 소스 가스가 분사되는 공간과 상기 플라즈마가 형성되는 공간이 동일하기 때문에 다음과 같은 문제점이 있다.However, the general substrate processing apparatus has the following problems because the space where the source gas is injected and the space where the plasma is formed are the same.
첫째, 기판(W) 상에 플라즈마가 형성되기 때문에 플라즈마에 의해 기판(W)이 손상될 수 있다.First, since plasma is formed on the substrate W, the substrate W may be damaged by the plasma.
둘째, 서셉터의 상부 전영역에 형성되는 플라즈마 밀도의 불균일로 인하여 기판(W)에 증착되는 박막 물질의 균일도가 불균일하고, 박막 물질의 막질 제어에 어려움이 있다.Second, the uniformity of the thin film material deposited on the substrate W is uneven due to the nonuniformity of the plasma density formed in the entire upper region of the susceptor, and there is a difficulty in controlling the film quality of the thin film material.
셋째, 서셉터의 상부 전영역에 플라즈마가 형성되기 때문에 기판(W)이 아닌 공정 챔버 내에 증착되는 소스 물질의 누적 두께가 빠르게 증가함으로써 공정 챔버의 세정 주기가 짧아지게 된다.Third, since plasma is formed in the entire upper region of the susceptor, the cumulative thickness of the source material deposited in the process chamber rather than the substrate W is rapidly increased, thereby shortening the cleaning cycle of the process chamber.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판 상에 분사되는 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분리하여 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시킬 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. A substrate treating apparatus and a substrate treating method using the same may further increase the deposition uniformity of a thin film deposited on a substrate by spatially separating a source gas and a reactive gas injected onto a substrate. To provide a technical problem.
또한, 본 발명은 박막의 막질 제어를 용이하게 하고, 챔버 내에 증착되는 누적 두께를 최소화하여 파티클을 개선할 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method using the same, which facilitate the film quality control of the thin film and minimize the cumulative thickness deposited in the chamber to improve particles.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및 상기 챔버 리드에 방사 형태로 설치되어 상기 기판 지지부에 국부적으로 대향되며, 접지 전극들 사이에 마련된 적어도 하나의 가스 분사 공간에 공급되는 가스를 상기 기판 지지부 상에 국부적으로 분사하는 복수의 가스 분사 모듈을 가지는 가스 분사부를 포함하고, 상기 복수의 가스 분사 모듈 중 일부의 가스 분사 모듈은 상기 가스 분사 공간의 내측과 외측 사이에 상이한 밀도를 가지는 플라즈마를 형성하는 것을 특징으로 한다.The substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above technical problem is a process chamber; A substrate support unit installed in the process chamber to support at least one substrate; A chamber lid covering an upper portion of the process chamber to face the substrate support; And a plurality of gas injection modules installed in the chamber lid in a radial form so as to oppose the substrate support locally, and locally inject gas supplied to at least one gas injection space provided between the ground electrodes onto the substrate support. And a gas injection unit having a gas injection module, wherein some of the gas injection modules form plasma having different densities between the inside and the outside of the gas injection space.
상기 일부의 가스 분사 모듈은 상기 가스 분사 공간에 공급되는 소스 가스, 반응 가스, 및 퍼지 가스 중 어느 한 종류의 가스를 플라즈마화하여 기판 상에 분사하는 것을 특징으로 한다.Part of the gas injection module is characterized in that any one of a source gas, a reaction gas, and a purge gas to be supplied to the gas injection space into a plasma to spray on the substrate.
상기 복수의 가스 분사 모듈 중 상기 일부의 가스 분사 모듈은 가스 분사 공간에 공급되는 반응 가스를 플라즈마화하여 기판 상에 분사하고; 상기 복수의 가스 분사 모듈 중 나머지 가스 분사 모듈 각각은 상기 일부의 가스 분사 모듈과 교대로 배치되어 가스 분사 공간에 공급되는 소스 가스, 반응 가스, 상기 소스 가스와 상기 반응 가스의 혼합 가스, 및 퍼지 가스 중에서 선택되는 어느 한 종류의 가스를 그대로 기판 상에 분사하거나 플라즈마화하여 기판 상에 분사하는 것을 특징으로 한다.Part of the gas injection module of the plurality of gas injection module to plasma the reaction gas supplied to the gas injection space and to spray on the substrate; Each of the remaining gas injection modules of the plurality of gas injection modules is alternately disposed with the partial gas injection modules to supply a source gas, a reaction gas, a mixed gas of the source gas and the reaction gas, and a purge gas supplied to a gas injection space. Any type of gas selected from among the above is characterized in that it is sprayed on the substrate as it is or the plasma is sprayed on the substrate.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및 상기 챔버 리드에 방사 형태로 설치되어 상기 기판 지지부에 국부적으로 대향되며, 접지 전극들 사이에 마련된 적어도 하나의 가스 분사 공간에 공급되는 가스를 상기 기판 지지부 상에 국부적으로 분사하는 복수의 가스 분사 모듈을 가지는 가스 분사부를 포함하고, 상기 복수의 가스 분사 모듈 중 일부의 가스 분사 모듈은 상기 접지 전극들 사이에 배치되도록 상기 가스 분사 공간에 삽입 설치되되, 상기 가스 분사 공간의 내측과 외측 사이에 상이한 면적을 가지도록 형성된 플라즈마 전극 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above technical problem is a process chamber; A substrate support unit installed in the process chamber to support at least one substrate; A chamber lid covering an upper portion of the process chamber to face the substrate support; And a plurality of gas injection modules installed in the chamber lid in a radial form so as to oppose the substrate support locally, and locally inject gas supplied to at least one gas injection space provided between the ground electrodes onto the substrate support. And a gas injection unit having a gas injection unit, wherein some of the plurality of gas injection modules are inserted into the gas injection space so as to be disposed between the ground electrodes, and have a different area between the inside and the outside of the gas injection space. It characterized in that it comprises a plasma electrode member formed to have a.
상기 일부의 가스 분사 모듈은 상기 플라즈마 전극 부재에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간에 공급되는 소스 가스, 반응 가스, 및 퍼지 가스 중 어느 한 종류의 가스를 플라즈마화하여 기판 상에 분사하는 것을 특징으로 한다.The gas injection module may plasma-inject one of a source gas, a reaction gas, and a purge gas into the substrate according to the plasma power supplied to the plasma electrode member and inject the gas into a substrate. It is done.
상기 복수의 가스 분사 모듈 중 상기 일부의 가스 분사 모듈은 상기 플라즈마 전극 부재에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간에 공급되는 반응 가스를 플라즈마화하여 기판 상에 분사하는 것을 특징으로 한다.The gas injection module of the plurality of gas injection modules may plasma-react the reaction gas supplied to the gas injection space according to the plasma power supplied to the plasma electrode member to inject the plasma onto the substrate.
상기 복수의 가스 분사 모듈 중 나머지 가스 분사 모듈 각각은 상기 일부의 가스 분사 모듈과 교대로 배치되고; 가스 분사 공간에 공급되는 소스 가스, 반응 가스, 상기 소스 가스와 상기 반응 가스의 혼합 가스, 및 퍼지 가스 중에서 선택되는 어느 한 종류의 가스를 그대로 기판 상에 분사하는 것을 특징으로 한다.Each of the remaining gas injection modules of the plurality of gas injection modules is alternately disposed with the partial gas injection modules; A source gas, a reactive gas, a mixed gas of the source gas and the reactive gas, and a purge gas, which are supplied to the gas injection space, are sprayed onto the substrate as it is.
상기 복수의 가스 분사 모듈 중 나머지 가스 분사 모듈 각각은 가스 분사 공간에 삽입 설치된 상기 플라즈마 전극 부재를 포함하도록 구성되어 상기 일부의 가스 분사 모듈과 교대로 배치되고; 상기 플라즈마 전극 부재에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간에 공급되는 소스 가스, 반응 가스, 상기 소스 가스와 상기 반응 가스의 혼합 가스, 및 퍼지 가스 중에서 선택되는 어느 한 종류의 가스를 플라즈마화하여 기판 상에 분사하는 것을 특징으로 한다.Each of the remaining gas injection modules of the plurality of gas injection modules is configured to include the plasma electrode member inserted into the gas injection space and alternately disposed with the partial gas injection modules; Plasmaize any one kind of gas selected from a source gas, a reaction gas, a mixed gas of the source gas and the reaction gas, and a purge gas supplied to a gas injection space according to the plasma power supplied to the plasma electrode member. It is characterized by spraying on.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및 상기 챔버 리드에 방사 형태로 설치되어 상기 기판 지지부에 국부적으로 대향되며, 접지 전극들 사이에 마련된 적어도 하나의 가스 분사 공간에 공급되는 가스를 상기 기판 지지부 상에 국부적으로 분사하는 복수의 가스 분사 모듈을 가지는 가스 분사부를 포함하고, 상기 복수의 가스 분사 모듈 중 일부의 가스 분사 모듈은 상기 가스 분사 공간에 공급되는 가스를 활성화하여 상기 기판 상에 분사하며, 상기 기판 상에 분사되는 활성화된 가스는 상기 기판의 내측과 외측 간에 상이한 활성화 밀도를 가지는 것을 특징으로 한다.The substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above technical problem is a process chamber; A substrate support unit installed in the process chamber to support at least one substrate; A chamber lid covering an upper portion of the process chamber to face the substrate support; And a plurality of gas injection modules installed in the chamber lid in a radial form so as to oppose the substrate support locally, and locally inject gas supplied to at least one gas injection space provided between the ground electrodes onto the substrate support. And a gas injection unit having a gas injection module, wherein a part of the gas injection modules of the plurality of gas injection modules activates the gas supplied to the gas injection space and injects the gas onto the substrate. It is characterized by having a different activation density between the inside and outside of the substrate.
상기 기판 상에 분사되는 활성화된 가스는 상기 기판의 내측에서 외측으로 갈수록 증가하는 활성화 밀도를 가지는 것을 특징으로 한다.The activated gas injected onto the substrate has an activation density that increases from the inside to the outside of the substrate.
상기 복수의 가스 분사 모듈 중 일부의 가스 분사 모듈은 상기 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스를 활성화시키는 것을 특징으로 한다.Some of the gas injection modules of the plurality of gas injection modules may form a plasma in the gas injection space to activate the gas.
상기 복수의 가스 분사 모듈 중 상기 일부의 가스 분사 모듈은 가스 분사 공간에 공급되는 반응 가스를 활성화하여 기판 상에 분사하고; 상기 복수의 가스 분사 모듈 중 나머지 가스 분사 모듈 각각은 상기 일부의 가스 분사 모듈과 교대로 배치되어 가스 분사 공간에 공급되는 소스 가스, 반응 가스, 상기 소스 가스와 상기 반응 가스의 혼합 가스, 및 퍼지 가스 중에서 선택되는 어느 한 종류의 가스를 그대로 기판 상에 분사하거나 활성화하여 기판 상에 분사하는 것을 특징으로 한다.A part of the gas injection modules of the plurality of gas injection modules activates a reaction gas supplied to a gas injection space and sprays the reaction gas onto a substrate; Each of the remaining gas injection modules of the plurality of gas injection modules is alternately disposed with the partial gas injection modules to supply a source gas, a reaction gas, a mixed gas of the source gas and the reaction gas, and a purge gas supplied to a gas injection space. It is characterized in that the injection of any one kind of gas selected from the as it is or sprayed on the substrate as it is activated.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버에 설치된 기판 지지부에 적어도 하나의 기판을 안착시키는 단계(A); 상기 기판이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계(B); 및 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드에 방사 형태로 배치되고 접지 전극들 사이에 마련된 적어도 하나의 가스 분사 공간을 가지는 복수의 가스 분사 모듈을 통해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 가스를 상기 기판 지지부 상에 국부적으로 분사하는 단계(C)를 포함하며, 상기 단계(C)에서, 상기 복수의 가스 분사 모듈 중 일부의 가스 분사 모듈은 상기 가스 분사 공간의 내측과 외측 사이에 상이한 밀도를 가지는 플라즈마를 형성해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 가스를 플라즈마화하여 기판 상에 분사하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of processing a substrate, comprising: mounting at least one substrate on a substrate support installed in a process chamber; Rotating the substrate support on which the substrate is mounted (B); And a gas supplied to the gas ejection space through a plurality of gas ejection modules disposed radially in a chamber lid covering the upper portion of the process chamber and having at least one gas ejection space provided between ground electrodes. And (C) locally injecting the gas injection modules of the plurality of gas injection modules to form plasma having different densities between the inside and the outside of the gas injection space. The gas supplied to the gas injection space is plasma-formed and sprayed onto the substrate.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버에 설치된 기판 지지부에 적어도 하나의 기판을 안착시키는 단계(A); 상기 기판이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계(B); 및 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드에 방사 형태로 배치되고 접지 전극들 사이에 마련된 적어도 하나의 가스 분사 공간을 가지는 복수의 가스 분사 모듈을 통해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 가스를 상기 기판 지지부 상에 국부적으로 분사하는 단계(C)를 포함하며, 상기 단계(C)에서, 상기 복수의 가스 분사 모듈 중 일부의 가스 분사 모듈은 상기 가스 분사 공간의 내측과 외측 사이에 상이한 면적을 가지도록 형성되어 상기 접지 전극들 사이에 배치된 플라즈마 전극 부재에 공급되는 플라즈마 전원에 따라 상기 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스를 플라즈마화하여 기판 상에 분사하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of processing a substrate, comprising: mounting at least one substrate on a substrate support installed in a process chamber; Rotating the substrate support on which the substrate is mounted (B); And a gas supplied to the gas ejection space through a plurality of gas ejection modules disposed radially in a chamber lid covering the upper portion of the process chamber and having at least one gas ejection space provided between ground electrodes. And (C) locally injecting the gas injector into the gas injecting space, wherein the gas injecting module of some of the plurality of gas injecting modules is formed to have a different area between an inner side and an outer side of the gas injecting space. In accordance with the plasma power supplied to the plasma electrode member disposed between the ground electrode to form a plasma in the gas injection space, characterized in that the gas is plasma-injected onto a substrate.
상기 일부의 가스 분사 모듈은 상기 가스 분사 공간에 공급되는 소스 가스, 반응 가스, 및 퍼지 가스 중 어느 한 종류의 가스를 플라즈마화하여 기판 상에 분사하는 것을 특징으로 한다.Part of the gas injection module is characterized in that any one of a source gas, a reaction gas, and a purge gas to be supplied to the gas injection space into a plasma to spray on the substrate.
상기 복수의 가스 분사 모듈 중 상기 일부의 가스 분사 모듈은 가스 분사 공간에 공급되는 반응 가스를 플라즈마화하여 기판 상에 분사하고; 상기 복수의 가스 분사 모듈 중 나머지 가스 분사 모듈 각각은 상기 일부의 가스 분사 모듈과 교대로 배치되어 가스 분사 공간에 공급되는 소스 가스, 반응 가스, 상기 소스 가스와 상기 반응 가스의 혼합 가스, 및 퍼지 가스 중에서 선택되는 어느 한 종류의 가스를 그대로 기판 상에 분사하거나 플라즈마화하여 기판 상에 분사하는 것을 특징으로 한다.Part of the gas injection module of the plurality of gas injection module to plasma the reaction gas supplied to the gas injection space and to spray on the substrate; Each of the remaining gas injection modules of the plurality of gas injection modules is alternately disposed with the partial gas injection modules to supply a source gas, a reaction gas, a mixed gas of the source gas and the reaction gas, and a purge gas supplied to a gas injection space. Any type of gas selected from among the above is characterized in that it is sprayed on the substrate as it is or the plasma is sprayed on the substrate.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버에 설치된 기판 지지부에 적어도 하나의 기판을 안착시키는 단계(A); 상기 기판이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계(B); 및 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드에 방사 형태로 배치되고 접지 전극들 사이에 마련된 적어도 하나의 가스 분사 공간을 가지는 복수의 가스 분사 모듈을 통해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 가스를 상기 기판 지지부 상에 국부적으로 분사하는 단계(C)를 포함하며, 상기 단계(C)에서, 상기 복수의 가스 분사 모듈 중 일부의 가스 분사 모듈은 상기 가스 분사 공간에 공급되는 가스를 활성화하여 상기 기판 상에 분사하며, 상기 기판 상에 분사되는 활성화된 가스는 상기 기판의 내측과 외측 간에 상이한 활성화 밀도를 가지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of processing a substrate, comprising: mounting at least one substrate on a substrate support installed in a process chamber; Rotating the substrate support on which the substrate is mounted (B); And a gas supplied to the gas ejection space through a plurality of gas ejection modules disposed radially in a chamber lid covering the upper portion of the process chamber and having at least one gas ejection space provided between ground electrodes. And (C) locally injecting the gas into the gas ejection space by activating a gas supplied to the gas ejection space. The activated gas injected onto the substrate has a different activation density between the inside and the outside of the substrate.
상기 기판 상에 분사되는 활성화된 가스는 상기 기판의 내측에서 외측으로 갈수록 증가하는 활성화 밀도를 가지는 것을 특징으로 한다.The activated gas injected onto the substrate has an activation density that increases from the inside to the outside of the substrate.
상기 복수의 가스 분사 모듈 중 일부의 가스 분사 모듈은 상기 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스를 활성화시키는 것을 특징으로 한다.Some of the gas injection modules of the plurality of gas injection modules may form a plasma in the gas injection space to activate the gas.
상기 복수의 가스 분사 모듈 중 상기 일부의 가스 분사 모듈은 가스 분사 공간에 공급되는 반응 가스를 활성화하여 기판 상에 분사하고; 상기 복수의 가스 분사 모듈 중 나머지 가스 분사 모듈 각각은 상기 일부의 가스 분사 모듈과 교대로 배치되어 가스 분사 공간에 공급되는 소스 가스, 반응 가스, 상기 소스 가스와 상기 반응 가스의 혼합 가스, 및 퍼지 가스 중에서 선택되는 어느 한 종류의 가스를 그대로 기판 상에 분사하거나 활성화하여 기판 상에 분사하는 것을 특징으로 한다.A part of the gas injection modules of the plurality of gas injection modules activates a reaction gas supplied to a gas injection space and sprays the reaction gas onto a substrate; Each of the remaining gas injection modules of the plurality of gas injection modules is alternately disposed with the partial gas injection modules to supply a source gas, a reaction gas, a mixed gas of the source gas and the reaction gas, and a purge gas supplied to a gas injection space. It is characterized in that the injection of any one kind of gas selected from the as it is or sprayed on the substrate as it is activated.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 및 상기 챔버 리드에 설치되어 가스를 상기 기판 지지부 상에 국부적으로 분사하는 복수의 가스 분사 모듈을 가지는 가스 분사부를 포함할 수 있다. 상기 복수의 가스 분사 모듈 중에서 일부의 가스 분사 모듈은 퍼지 가스가 공급되는 복수개의 가스 분사 공간을 포함하되, 상기 가스 분사 공간들 중에서 일부의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성할 수 있다.The substrate processing apparatus according to the present invention comprises a process chamber; A substrate support unit installed in the process chamber to support at least one substrate; A chamber lid covering an upper portion of the process chamber to face the substrate support; And a gas injector installed in the chamber lid and having a plurality of gas injector modules that locally inject gas onto the substrate support. Some gas injection modules of the plurality of gas injection modules may include a plurality of gas injection spaces to which purge gas is supplied, and plasma may be formed in some gas injection spaces among the gas injection spaces.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 일부의 가스 분사 모듈은 상기 일부의 가스 분사 공간에 형성된 플라즈마를 이용하여 퍼지 가스를 플라즈마화하여 분사할 수 있다.In the substrate processing apparatus according to the present invention, the partial gas injection module may inject the purge gas into plasma using plasma formed in the gas injection space.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 일부의 가스 분사 모듈은 상기 가스 분사 공간들 중에서 상기 일부의 가스 분사 공간을 제외한 나머지 가스 분사 공간에 공급되는 퍼지 가스를 그대로 분사할 수 있다.In the substrate processing apparatus according to the present invention, the gas injection module may partially inject the purge gas supplied to the gas injection space other than the gas injection space of the gas injection spaces.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 일부의 가스 분사 모듈은 상기 일부의 가스 분사 공간에만 배치되는 플라즈마 전극 부재를 포함하되, 상기 일부의 가스 분사 공간을 통해 플라즈마화된 퍼지 가스를 분사함과 아울러 상기 가스 분사 공간들 중에서 상기 일부의 가스 분사 공간을 제외한 나머지 가스 분사 공간을 통해 플라즈마화되지 않은 상태의 퍼지 가스를 분사할 수 있다.In the substrate processing apparatus according to the present invention, the part of the gas injection module includes a plasma electrode member disposed only in the part of the gas injection space, and injecting the plasmaized purge gas through the part of the gas injection space and In addition, the purge gas in a non-plasma state may be injected through the gas injection spaces excluding the gas injection spaces of the gas injection spaces.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 일부의 가스 분사 모듈은 개구부가 마련된 접지 프레임, 상기 접지 프레임에 삽입되는 절연 부재, 및 상기 절연 부재에 삽입되는 플라즈마 전극 부재를 포함할 수 있다. 상기 접지 프레임은 상기 개구부를 공간적으로 분리하여 상기 가스 분사 공간들을 마련하는 접지 격벽 부재를 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 전극 부재는 상기 일부의 가스 분사 공간에만 배치되도록 상기 절연 부재에 삽입될 수 있다.In the substrate processing apparatus according to the present invention, the gas injection module may include a ground frame having an opening, an insulating member inserted into the ground frame, and a plasma electrode member inserted into the insulating member. The ground frame may include a ground partition member that spatially separates the opening to provide the gas injection spaces. The plasma electrode member may be inserted into the insulating member so as to be disposed only in the partial gas injection space.
본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버에 설치된 기판 지지부에 적어도 하나의 기판을 안착시키는 단계(A); 상기 기판이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계(B); 및 소스 가스, 반응 가스, 및 퍼지 가스를 상기 기판 지지부 상에 국부적으로 분사하는 단계(C)를 포함할 수 있다. 상기 단계(C)는 제 1 공간 분할 영역에 상기 소스 가스를 분사하고, 제 2 공간 분할 영역에 플라즈마화된 퍼지 가스를 분사하며, 제 3 공간 분할 영역에 상기 반응 가스를 분사하고, 제 4 공간 분할 영역에 플라즈마화된 퍼지 가스를 분사할 수 있다. 상기 단계(B)는 상기 기판이 상기 소스 가스가 분사된 제 1 공간 분할 영역, 상기 플라즈마화된 퍼지 가스가 분사된 제 2 공간 분할 영역, 상기 반응 가스가 분사된 제 3 공간 분할 영역, 및 상기 플라즈마화된 퍼지 가스가 분사된 제 4 공간 분할 영역을 순차적으로 통과하도록 상기 기판 지지부를 회전시킬 수 있다.The substrate processing method according to the present invention comprises the steps of (A) seating at least one substrate on a substrate support installed in the process chamber; Rotating the substrate support on which the substrate is mounted (B); And (C) locally injecting a source gas, a reaction gas, and a purge gas onto the substrate support. In the step (C), the source gas is injected into a first space divided region, the plasma purged gas is injected into a second space divided region, the reaction gas is injected into a third space divided region, and a fourth space is provided. Plasmaized purge gas may be injected into the divided region. In the step (B), the substrate may include a first spatial division region in which the source gas is injected, a second spatial division region in which the plasmalized purge gas is injected, a third spatial division region in which the reactive gas is injected, and the The substrate support may be rotated so as to sequentially pass through the fourth space division region where the plasmated purge gas is injected.
본 발명에 따른 기판 처리 방법은 공정 챔버에 설치된 기판 지지부에 적어도 하나의 기판을 안착시키는 단계(A); 상기 기판이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계(B); 및 소스 가스, 반응 가스, 및 퍼지 가스를 상기 기판 지지부 상에 국부적으로 분사하는 단계(C)를 포함할 수 있다. 상기 단계(C)는 제 1 공간 분할 영역에 소스 가스를 분사하고, 제 2 공간 분할 영역에 퍼지 가스를 분사하며, 제 3 공간 분할 영역에 플라즈마화된 반응 가스를 분사하고, 제 4 공간 분할 영역에 퍼지 가스를 분사할 수 있다. 상기 단계(B)는 상기 기판이 상기 소스 가스가 분사된 제 1 공간 분할 영역, 상기 퍼지 가스가 분사된 제 2 공간 분할 영역, 상기 플라즈마화된 반응 가스가 분사된 제 3 공간 분할 영역, 및 상기 퍼지 가스가 분사된 제 4 공간 분할 영역을 순차적으로 통과하도록 상기 기판 지지부를 회전시킬 수 있다.The substrate processing method according to the present invention comprises the steps of (A) seating at least one substrate on a substrate support installed in the process chamber; Rotating the substrate support on which the substrate is mounted (B); And (C) locally injecting a source gas, a reaction gas, and a purge gas onto the substrate support. In step (C), the source gas is injected into the first space divided region, the purge gas is injected into the second space divided region, the plasma reacted reaction gas is injected into the third space divided region, and the fourth space divided region is used. Purge gas can be injected into the. In the step (B), the substrate may include a first spatial division region in which the source gas is injected, a second spatial division region in which the purge gas is injected, a third spatial division region in which the plasmalized reaction gas is injected, and the The substrate support may be rotated so as to sequentially pass through the fourth space division region through which the purge gas is injected.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 다음과 같은 효과가 있다.According to the means for solving the above problems, the substrate processing apparatus and the substrate processing method using the same according to the present invention has the following effects.
첫째, 기판 지지부 상에 공간적으로 분리되어 배치된 복수의 가스 분사 모듈 각각의 내부에 플라즈마를 형성하여 플라즈마에 의해 플라즈마화된 가스를 기판 상에 분사함으로써 플라즈마에 의한 기판의 손상을 방지할 수 있다.First, plasma damage may be prevented by forming a plasma in each of the plurality of gas injection modules disposed spatially separated on the substrate support to inject a gas plasmad by the plasma onto the substrate.
둘째, 복수의 가스 분사 모듈 각각을 통해 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분리하여 복수의 기판 상에 국부적으로 분사함으로써 각 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있으며, 공정 챔버 내에 증착되는 누적 두께를 최소화하여 파티클을 개선할 수 있다.Second, by spatially separating the source gas and the reaction gas through each of the plurality of gas injection modules to locally spray on the plurality of substrates, the deposition uniformity of the thin films deposited on each substrate may be increased, and the film quality of the thin films may be easily controlled. It is possible to improve the particles by minimizing the cumulative thickness deposited in the process chamber.
셋째, 복수의 가스 분사 모듈 중 적어도 하나의 가스 분사 모듈에 설치된 방사 형태의 플라즈마 전극 부재를 이용하여 가스 공급 공간의 내측에서 외측으로 점점 증가하는 밀도를 가지는 플라즈마를 형성해 가스를 플라즈마화하여 기판 상에 분사함으로써 기판 지지부의 회전에 따른 기판의 영역별 각속도 편차를 보상하여 기판의 전체 영역에 균일한 두께의 박막 물질을 형성할 수 있다.Third, a plasma having a density gradually increasing from the inside of the gas supply space to the outside is formed by using a radial plasma electrode member installed in at least one gas injection module of the plurality of gas injection modules, thereby converting the gas into a plasma on the substrate. By spraying, the angular velocity variation for each region of the substrate due to the rotation of the substrate support may be compensated to form a thin film material having a uniform thickness in the entire region of the substrate.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 가스 분사 모듈에서 분사되는 가스를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 기판 지지부의 회전에 따른 각속도 편차의 보상 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 가스 분사 모듈을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 가스 분사 모듈을 설명하기 위한 배면 사시도 및 배면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 I-I' 선의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법에 있어서, 가스 분사부의 다양한 구동 방법을 설명하기 위한 파형도이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 14에 도시된 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 변형 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈의 다양한 변형 실시 예를 설명하기 위한 표이다.1 is a diagram schematically illustrating a general substrate processing apparatus.
2 is a schematic view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a gas injected from the gas injection module shown in FIG.
FIG. 4 is a plan view illustrating a method of compensating an angular velocity deviation according to the rotation of the substrate support shown in FIG. 2.
FIG. 5 is an exploded perspective view schematically illustrating the gas injection module illustrated in FIG. 2.
6 is a rear perspective view and a rear view for explaining the gas injection module shown in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along the line II ′ of FIG. 5.
8 to 12 are waveform diagrams illustrating various driving methods of the gas injection unit in the substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram for describing first to fourth gas injection modules in the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present disclosure.
FIG. 14 is a diagram for describing first to fourth gas injection modules in the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present disclosure.
FIG. 15 is a diagram for describing a modification of the first to fourth gas injection modules illustrated in FIG. 14.
16 is a table for describing various modified embodiments of the first to fourth gas injection modules in the substrate processing apparatus according to the modified embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 가스 분사 모듈에서 분사되는 가스를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view schematically illustrating a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view for explaining a gas injected from the gas injection module shown in FIG. 2.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버(110), 챔버 리드(Chamber Lid; 115), 기판 지지부(120), 및 가스 분사부(130)를 포함하여 구성된다.2 and 3, a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention includes a
공정 챔버(110)는 기판 처리 공정(예를 들어, 박막 증착 공정)을 위한 반응 공간을 제공한다. 상기의 공정 챔버(110)의 바닥면 또는 측면은 반응 공간의 가스 등을 배기시키기 위한 배기관(미도시)에 연통된다.The
챔버 리드(115)는 공정 챔버(110)의 상부를 덮도록 공정 챔버(110)의 상부에 설치되어 전기적으로 접지된다. 이러한 챔버 리드(115)는 가스 분사부(130)를 지지하는 것으로, 가스 분사부(130)가 삽입 설치되는 복수의 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)를 포함하여 이루어진다. 이때, 복수의 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)는 챔버 리드(115)의 중심점을 기준으로 대각선 방향으로 대칭되도록 90도 단위로 이격되도록 챔버 리드(115)에 방사 형태로 형성될 수 있다.The
도 2에서는 챔버 리드(115)가 4개의 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)를 구비하는 것으로 도시되었지만, 이에 한정되지 않고, 챔버 리드(115)는 중심점을 기준으로 서로 대칭되는 2N(단, N은 자연수)개의 모듈 설치부를 구비할 수 있다. 이때, 복수의 모듈 설치부 각각은 챔버 리드(115)의 중심점을 기준으로 대각선 방향으로 상호 대칭되도록 구비된다. 이하, 챔버 리드(115)는 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d)를 구비하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.In FIG. 2, the
기판 지지부(120)는 공정 챔버(110) 내부에 회전 가능하게 설치되어 전기적으로 플로팅(Floating) 된다. 이러한 기판 지지부(120)는 공정 챔버(110)의 중앙 바닥면을 관통하는 회전축(미도시)에 의해 지지된다. 상기 회전축은 축 구동 부재(미도시)의 구동에 따라 회전됨으로써 기판 지지부(120)를 소정 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 회전시킨다. 그리고, 공정 챔버(110)의 하면 외부로 노출되는 상기의 회전축은 공정 챔버(110)의 하면에 설치되는 벨로우즈(미도시)에 의해 밀폐된다.The
상기 기판 지지부(120)는 외부의 기판 로딩 장치(미도시)로부터 로딩되는 적어도 하나의 기판(W)을 지지한다. 이때, 기판 지지부(120)는 원판 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 기판(W)은 반도체 기판 또는 웨이퍼가 될 수 있다. 이 경우, 기판 처리 공정의 생산성 향상을 위해 기판 지지부(120)에는 복수의 기판(W)이 일정한 간격을 가지도록 원 형태로 배치되는 것이 바람직하다.The
가스 분사부(130)는 챔버 리드(115)에 형성된 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d) 각각에 삽입 설치된다. 이러한 가스 분사부(130)는 기판 지지부(120)의 회전에 따라 회전되는 복수의 기판(W) 상에 제 1 및 제 2 가스를 공간적으로 분리하여 분사함으로써 제 1 및 제 2 가스의 상호 반응에 의해 소정의 박막 물질이 각 기판(W) 상에 증착되도록 한다.The
상기 제 1 가스는 기판(W) 상에 증착될 박막 물질을 포함하는 소스 가스(Source Gas)가 될 수 있다. 상기 소스 가스는 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 알루미늄(Al) 등을 함유하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘(Si)을 함유하여 이루어진 소스 가스는 실란(Silane; SiH4), 디실란(Disilane; Si2H6), 트리실란(Trisilane; Si3H8), TEOS(Tetraethylorthosilicate), DCS(Dichlorosilane), HCD(Hexachlorosilane), TriDMAS(Tri-dimethylaminosilane) 및 TSA(Trisilylamine) 등이 될 수 있다.The first gas may be a source gas including a thin film material to be deposited on the substrate (W). The source gas may include silicon (Si), titanium group elements (Ti, Zr, Hf, etc.), aluminum (Al), and the like. For example, the source gas containing silicon (Si) may be silane (Silane; SiH 4), disilane (Disilane; Si 2 H 6), trisilane (Si 3 H 8), TEOS (Tetraethylorthosilicate), DCS (Dichlorosilane), HCD ( Hexachlorosilane), TriDMA dimethylaminosilane (TriDMAS), and trisylylamine (TSA).
상기 제 2 가스는 전술한 소스 가스와 반응하여 소스 가스에 함유된 박막 물질이 기판(W) 상에 증착되도록 하는 반응 가스(Reactant Gas)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 반응 가스는 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(N2O), 및 오존(O3) 중 적어도 어느 한 종류의 가스로 이루어질 수 있다.The second gas may be made of a reactant gas that reacts with the above-described source gas so that the thin film material contained in the source gas is deposited on the substrate (W). For example, the reaction gas may be formed of at least one of nitrogen (N 2), oxygen (O 2), nitrogen dioxide (N 2 O), and ozone (O 3).
상기 가스 분사부(130)는 챔버 리드(115)의 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(115a, 115b, 115c, 115d) 각각에 삽입 설치된 챔버 리드(115)에 방사 형태로 설치된 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)을 포함하여 구성된다.The
제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각은 기판 지지부(120) 상의 공간적으로 분리되도록 정의된 제 1 내지 제 4 공간 분할 영역(SDA1, SDA2, SDA3, SDA4) 각각에 제 1 및 제 2 가스를 공간적으로 분리하여 하향 분사한다. 이에 따라, 기판 지지부(120) 상에 안착된 복수의 기판(W) 각각은 기판 지지부(120)의 회전에 따라 상기 제 1 내지 제 4 공간 분할 영역(SDA1, SDA2, SDA3, SDA4)을 통과하게 되고, 이에 따라, 각 기판(W)의 상면에는 제 1 및 제 2 가스의 상호 반응에 의해 소정의 박막 물질이 증착되게 된다.Each of the first to fourth
제 1 가스 분사 모듈(130a)은 챔버 리드(115)의 제 1 모듈 설치부(115a)에 삽입 설치되어 기판 지지부(120) 상의 소정 영역에 정의된 제 1 공간 분할 영역(SDA1)에 국부적으로 대향된다. 이러한, 제 1 가스 분사 모듈(130a)은 가스 공급 수단(미도시)으로부터 제 1 가스가 공급되는 적어도 하나의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 제 1 가스를 플라즈마화(또는 활성화)하고, 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)를 기판 지지부(120) 상의 제 1 공간 분할 영역(SDA1)에 하향 분사한다.The first
제 2 가스 분사 모듈(130b)은 챔버 리드(115)의 제 2 모듈 설치부(115b)에 삽입 설치되어 기판 지지부(120) 상의 소정 영역에 정의된 제 2 공간 분할 영역(SDA2)에 국부적으로 대향된다. 이때, 상기 제 2 공간 분할 영역(SDA2)은 전술한 제 1 공간 분할 영역(SDA1)과 공간적으로 분리된다. 이러한, 제 2 가스 분사 모듈(130b)은 가스 공급 수단(미도시)으로부터 제 2 가스가 공급되는 적어도 하나의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 제 2 가스를 플라즈마화(또는 활성화)하고, 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 기판 지지부(120) 상의 제 2 공간 분할 영역(SDA2)에 하향 분사한다.The second
제 3 가스 분사 모듈(130c)은 챔버 리드(115)의 제 3 모듈 설치부(115c)에 삽입 설치되어 기판 지지부(120) 상의 소정 영역에 정의된 제 3 공간 분할 영역(SDA3)에 국부적으로 대향된다. 이때, 상기 제 3 공간 분할 영역(SDA2)은 전술한 제 1 및 제 2 공간 분할 영역(SDA1, SDA2) 각각과 공간적으로 분리되고, 기판 지지부(120)의 중심부를 기준으로 제 1 공간 분할 영역(SDA1)과 대각선 방향을 따라 대칭된다. 이러한, 제 3 가스 분사 모듈(130c)은 가스 공급 수단(미도시)으로부터 제 1 가스가 공급되는 적어도 하나의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 제 1 가스를 플라즈마화(또는 활성화)하고, 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)를 기판 지지부(120) 상의 제 3 공간 분할 영역(SDA3)에 하향 분사한다.The third
제 4 가스 분사 모듈(130d)은 챔버 리드(115)의 제 4 모듈 설치부(115d)에 삽입 설치되어 기판 지지부(120) 상의 소정 영역에 정의된 제 4 공간 분할 영역(SDA4)에 국부적으로 대향된다. 이때, 상기 제 4 공간 분할 영역(SDA4)은 전술한 제 1 및 제 3 공간 분할 영역(SDA1, SDA3) 각각과 공간적으로 분리되고, 기판 지지부(120)의 중심부를 기준으로 제 2 공간 분할 영역(SDA2)과 대각선 방향을 따라 대칭된다. 이러한, 제 4 가스 분사 모듈(130d)은 가스 공급 수단(미도시)으로부터 제 2 가스가 공급되는 적어도 하나의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 제 2 가스를 플라즈마화(또는 활성화)하고, 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 기판 지지부(120) 상의 제 4 공간 분할 영역(SDA4)에 하향 분사한다.The fourth
한편, 전술한 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각은 고정된 상태에서 기판 지지부(120) 상의 공간 분할 영역(SDA1, SDA2, SDA3, SDA4) 각각에 가스를 국부적으로 분사하기 때문에 기판 지지부(120)의 회전에 따른 각속도에 따라 기판(W)의 영역마다 가스 노출 시간이 상이하게 된다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 지지부(120)의 중심부(CP)에 인접한 기판(W)의 내측 영역(IA)은 제 1 각속도(ω1)에 따라 회전하게 되고, 기판 지지부(120)의 외곽부에 인접한 기판(W)의 외측 영역(OA)은 제 2 각속도(ω2)에 따라 회전하게 된다. 이에 따라, 기판(W)의 외측 영역(OA)은 기판(W)의 내측 영역(IA)에 비해 상대적으로 빠르게 회전하기 때문에 기판(W)의 외측 영역(OA)의 가스 노출 시간은 기판(W)의 내측 영역(IA)에 비해 상대적으로 짧게 된다.On the other hand, each of the above-described first to fourth gas injection module (130a, 130b, 130c, 130d) is a localized gas to each of the spatial partitions (SDA1, SDA2, SDA3, SDA4) on the
전술한 각속도에 따른 가스 노출 시간을 보상하기 위해, 본 발명에 따라 기판 처리 장치는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각의 가스 분사 공간에 형성되는 플라즈마의 밀도를 기판 지지부(120)의 중심부(CP)에 인접한 가스 분사 공간의 내측에서 외측으로 갈수록 높게 형성해 기판(W)의 외측 영역(OA)에 분사되는 플라즈마화된 가스의 플라즈마화 밀도(또는 량)를 증가시킨다. 여기서, 플라즈마화 밀도(또는 량)는 가스 분사 공간(212)에 형성되는 플라즈마에 의해 가스 분사 공간(212)에서 플라즈마화(또는 활성화)되는 가스의 양을 의미한다.In order to compensate the gas exposure time according to the aforementioned angular velocity, the substrate processing apparatus according to the present invention measures the density of the plasma formed in the gas injection space of each of the first to fourth
이와 같은, 본 발명에 따라 기판 처리 장치는 복수의 기판(W)을 지지하는 기판 지지부(120) 상에 공간적으로 분리되도록 방사 형태로 배치된 복수의 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)을 이용해 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스를 공간적으로 분리하여 기판 상에 분사함으로써 기판 상에 증착되는 박막 물질의 막질 제어를 용이하게 할 수 있으며, 기판 지지부(120)의 회전에 따른 기판(W)의 영역별 각속도 편차를 보상하여 기판(W)의 전체 영역에 균일한 두께의 박막 물질을 형성할 수 있다.As described above, according to the present invention, the substrate processing apparatus includes a plurality of
도 5는 도 2에 도시된 가스 분사 모듈을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 6은 도 2에 도시된 가스 분사 모듈을 설명하기 위한 배면 사시도 및 배면도이며, 도 7은 도 5에 도시된 I-I' 선의 단면을 나타내는 단면도이다.FIG. 5 is an exploded perspective view schematically illustrating the gas injection module illustrated in FIG. 2, and FIG. 6 is a rear perspective view and a rear view for explaining the gas injection module illustrated in FIG. 2, and FIG. 7 is II shown in FIG. 5. 'Is a cross-sectional view showing a cross section of a line.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 복수의 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각은 접지 프레임(210), 절연 부재(230), 및 플라즈마 전극 부재(250)를 포함하여 구성된다.5 to 7, each of the plurality of
접지 프레임(210)은 하면이 개구되는 적어도 하나 이상의 가스 분사 공간(212)을 가지되, 평면적으로 사다리꼴(또는 방사) 형태를 가지도록 상자 형태로 형성된다. 이러한 접지 프레임(210)은 챔버 리드(115)의 모듈 설치부에 삽입 설치되어 챔버 리드(115)를 통해 전기적으로 접지된다.The
상기 접지 프레임(210)은 지지 플레이트(210a), 접지 측벽들(210b), 및 접지 격벽 부재(210c)를 포함하여 구성된다.The
지지 플레이트(210a)는 일측 단변이 타측 단변보다 상대적으로 작은 폭(또는 길이)을 가지는 사다리꼴 형태의 평면을 가지도록 형성된다. 이때, 지지 플레이트(210a)의 일측 단변은 챔버 리드(115)의 중심부에 인접하고, 지지 플레이트(210a)의 타측 단변은 챔버 리드(115)의 외곽부에 인접하다. 이러한 지지 플레이트(210a)에는 절연 부재 지지 홀(214), 및 가스 공급 홀(216)이 형성된다.The
절연 부재 지지 홀(214)은 지지 플레이트(210a)의 길이 방향으로 따라 사다리꼴 형태로 형성되어 상기 가스 분사 공간(212)에 연통된다. 이때, 절연 부재 지지 홀(214)은 일측 단변과 타측 단변이 서로 다른 폭을 가지도록 형성된다. 여기서, 절연 부재 지지 홀(214)의 일측 단변은 챔버 리드(115)의 중심부를 향하고, 절연 부재 지지 홀(214)의 타측 단변은 챔버 리드(115)의 외곽부를 향한다. 이에 따라, 절연 부재 지지 홀(214)의 폭은 챔버 리드(115)의 중심 방향(CD)에서 외곽 방향(OD)으로 갈수록 점점 넓어짐으로써 절연 부재 지지 홀(214)은 사다리꼴 형태의 평면을 갖게 된다.The insulating
복수의 가스 공급 홀(216) 각각은 절연 부재 지지 홀(214)의 양측에 인접한 지지 플레이트(210a)에 일정한 간격으로 형성되어 상기 가스 분사 공간(212)에 연통된다. 이러한 복수의 가스 공급 홀(216) 각각은 가스 공급관(미도시)에 접속되고, 상기 가스 공급관을 통해 가스 공급 수단(미도시)으로부터 제 1 가스 또는 제 2 가스를 공급받는다.Each of the plurality of gas supply holes 216 is formed in the
접지 측벽들(210b) 각각은 지지 플레이트(210a)의 가장자리 부분의 하면으로부터 수직하게 돌출되어 지지 플레이트(210a)의 하부에 사다리꼴 형태의 개구부를 마련한다. 이때, 지지 플레이트(210a)의 장변 가장자리 부분으로부터 수직하게 돌출되는 장변 접지 측벽들은 일측과 타측이 상이한 간격을 가지도록 서로 대향됨으로써 상기 장변 접지 측벽들의 간격은 일측에서 타측으로 갈수록 점점 증가하게 된다. 그리고, 지지 플레이트(210a)의 단변 가장자리 부분으로부터 수직하게 돌출되는 내측 단변의 접지 측벽과 외측 단변의 접지 측벽은 서로 상이한 폭을 가지도록 대향된다. 이러한 접지 측벽들(210b) 각각은 챔버 리드(115)를 통해 전기적으로 접지된다. 이때, 상기 장변 접지 측벽들은 접지 전극 부재의 역할을 한다.Each of the
접지 격벽 부재(210c)는 상면 플레이트(210a)의 중앙부 하면으로부터 수직하게 돌출됨으로써 접지 측벽들(210b)에 의해 마련되는 사다리꼴 형태의 개구부를 공간적으로 분리하여 복수의 가스 분사 공간(212)을 마련한다. 이때, 접지 격벽 부재(210c)의 폭은 지지 플레이트(210a)의 내측 단변으로부터 외측 단변으로 갈수록 점점 증가되도록 형성됨으로써 접지 격벽 부재(210c)는 사다리꼴 형태의 평면을 갖는다. 상기 접지 격벽 부재(210c)는 접지 프레임(210)에 일체화되거나 전기적으로 결합되어 접지 프레임(210)을 통해 전기적으로 접지됨으로써 접지 전극 부재의 역할을 한다.The ground
복수의 가스 분사 공간(212) 각각은 접지 프레임(210)의 접지 측벽들(210b)과 접지 격벽 부재(210c)에 의해 사다리꼴 형태의 평면을 가지도록 마련되는 것으로, 지지 플레이트(210a)의 내측 단변으로부터 외측 단변으로 갈수록 점점 넓어지는 면적을 가지도록 형성된다. 이러한 복수의 가스 분사 공간(212) 각각은 절연 부재 지지 홀(214)과 복수의 가스 공급 홀(216)에 중첩된다. 그리고, 복수의 가스 분사 공간(212) 각각에는 복수의 가스 공급 홀(216)을 통해 제 1 가스 또는 제 2 가스가 공급된다.Each of the plurality of
절연 부재(230) 각각은 절연 물질로 이루어져 접지 프레임(210)에 형성된 절연 부재 지지 홀(214)에 삽입됨과 아울러 체결 부재(미도시)에 의해 접지 프레임(210)의 상면에 결합된다. 이러한 절연 부재(230)는 접지 프레임(210)과 플라즈마 전극 부재(250)를 전기적으로 절연시키는 역할을 한다. 이를 위해, 절연 부재(230)는 "T"자 형태의 단면을 가지는 것으로, 접지 프레임(210)의 절연 부재 지지 홀(214)에 삽입되는 몸체(232), 몸체(232)의 상면에 형성되어 접지 프레임(210)의 상면에 지지되는 헤드부(234), 및 헤드부(234)와 몸체(232)를 관통하는 전극 삽입부(236)를 포함하여 구성될 수 있다.Each of the insulating
플라즈마 전극 부재(250)는 도전성 물질로 이루어져 절연 부재(230)의 전극 삽입부(236)에 삽입되어 가스 분사 공간(212) 내부의 중심 부분에 배치된다. 이때, 플라즈마 전극 부재(250)의 하면은 접지 프레임(210)의 하면, 즉 접지 측벽들(210b) 및 접지 격벽 부재(210c) 각각과 동일 선상에 위치한다. 이에 따라, 각 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)은 전술한 접지 전극 부재와 플라즈마 전극 부재(250)가 소정 간격을 가지도록 교대로 배치되는 구조를 갖는다.The
상기 플라즈마 전극 부재(250)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 접지 프레임(210)의 접지 격벽 부재(210c)와 제 1 거리(d1)만큼 이격됨과 아울러 접지 프레임(210)의 장변 접지 측벽들(210b)과 제 2 거리(d2)만큼 이격된다. 이때, 제 1 및 제 2 거리(d1, d2)는 동일할 수 있다. 이에 따라, 가스 분사 공간(212)은 상기 플라즈마 전극 부재(250)와 상기 접지 격벽 부재(210c) 사이에 마련됨과 아울러 상기 플라즈마 전극 부재(250)와 장변 접지 측벽들(210b) 사이에 마련된다. 이러한 가스 분사 공간(212)에는 전술한 복수의 가스 공급 홀(216)을 통해 제 1 가스 또는 제 2 가스가 공급된다.As illustrated in FIG. 6, the
전술한 각속도에 따른 기판(W)의 영역별 가스 노출 시간을 보상하기 위해, 플라즈마 전극 부재(250)는 사다리꼴 형태(또는 방사 형태)의 평면을 가지도록 형성되어 가스 분사 공간(212)에 배치된다. 즉, 플라즈마 전극 부재(250)는 가스 분사 공간(212)의 내측에서 외측 쪽으로 갈수록 점점 증가하는 폭(또는 면적)을 가지도록 형성된다. 예를 들어, 기판 지지부(120)의 중심부에 인접한 플라즈마 전극 부재(250)의 내측은 제 1 폭을 가지도록 형성되어 가스 분사 공간(212)의 내측에 배치되고, 기판 지지부(120)의 외곽부에 인접한 플라즈마 전극 부재(250)의 외측은 상기 제 1 폭보다 넓은 제 2 폭을 가지도록 형성되어 가스 분사 공간(212)의 외측에 배치된다. 상기 제 1 및 제 2 폭의 비율은 1:3 내지 1:3.5 범위로 설정될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 기판 지지부(120)의 회전 속도, 기판 지지부(120)에 지지된 기판(W)의 위치, 또는 기판(W)의 크기 등에 의해 변경될 수 있다.In order to compensate the gas exposure time for each region of the substrate W according to the aforementioned angular velocity, the
전술한 플라즈마 전극 부재(250)는 급전 케이블(142)을 통해 플라즈마 전원 공급부(140)에 전기적으로 접속되어 플라즈마 전원 공급부(140)로부터 플라즈마 전원이 공급된다. 이러한 플라즈마 전극 부재(250)는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간(212)에 플라즈마를 발생시킴으로써 가스 분사 공간(212)에 공급되는 가스가 상기 플라즈마에 의해 플라즈마화되어 기판(W) 상에 분사되도록 한다.The above-described
상기 가스 분사 공간(212)에 발생되는 플라즈마의 밀도(또는 강도)는 플라즈마 전극 부재(250)의 형상에 의해 가스 분사 공간(212)의 내측에서 외측 쪽으로 갈수록 점점 높아지게 된다. 즉, 플라즈마 전극 부재(250)의 면적이 내측에서 외측으로 갈수록 점점 증가하고, 이로 인해 플라즈마 전극 부재(250)의 면저항이 플라즈마 전극 부재(250)의 내측에서 외측으로 갈수록 감소하게 된다. 이에 따라, 플라즈마 전극 부재(250)의 내측에서 외측으로 갈수록 플라즈마 전원의 세기가 점점 높아짐으로써 가스 분사 공간(212)에 발생되는 플라즈마의 밀도(또는 강도)는 가스 분사 공간(212)의 내측에서 외측으로 갈수록 점점 높아지게 된다. 따라서, 기판(W) 상에 분사되는 플라즈마화된 가스의 밀도(또는 량)는 기판(W)의 내측에서 외측으로 갈수록 증가됨으로써 전술한 기판(W)의 각속도에 따른 기판(W)의 각 영역별 가스 노출 시간이 보상되어 기판(W) 상에 증착되는 박막 물질이 전영역에 걸쳐 균일한 두께를 가지도록 증착된다.The density (or intensity) of the plasma generated in the
플라즈마 전원 공급부(140)는 소정의 주파수를 가지는 플라즈마 전원을 발생하고, 급전 케이블(142)을 통해 플라즈마 전원을 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각에 공통적으로 공급하거나 개별적으로 공급한다.The plasma
상기 플라즈마 전원은 고주파 전력, 예를 들어, 3㎒ ~ 30㎒ 범위의 주파수를 가지는 HF(High Frequency) 전력이거나, 30㎒ ~ 300㎒ 범위의 주파수를 가지는 VHF(Very High Frequency)) 전력일 수 있다.The plasma power supply may be a high frequency power, for example, high frequency (HF) power having a frequency in the range of 3 MHz to 30 MHz, or a VHF (Very High Frequency) power having a frequency in the range of 30 MHz to 300 MHz. .
상기 급전 케이블(142)에는 임피던스 매칭 회로(미도시)가 접속될 수 있다. 상기 임피던스 매칭 회로는 플라즈마 전원의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시키는 것으로, 가변 커패시터 및 가변 인덕터 중 적어도 하나로 구성되는 적어도 2개의 임피던스 소자(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있다.An impedance matching circuit (not shown) may be connected to the
한편 전술한 설명에서, 각 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)의 접지 프레임(210)이 전술한 접지 격벽 부재(210c)를 포함하도록 구성되고, 상기 접지 격벽 부재(210c)에 의해 접지 프레임(210)에 2개의 가스 분사 공간(212)이 마련되는 것을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 가스 분사 공간(212)은 하나 또는 3개 이상으로 마련될 수 있다. 만약, 가스 분사 공간(212)이 하나로 이루어지는 경우, 전술한 접지 격벽 부재(210c)는 생략된다. 또한, 가스 분사 공간(212)이 3개 이상으로 이루어지는 경우, 전술한 접지 격벽 부재(210c)는 플라즈마 전극 부재(250)와 교대로 배치되도록 복수로 형성될 수 있다.Meanwhile, in the above description, the
도 8 내지 도 12는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법에 있어서, 가스 분사부의 다양한 구동 방법을 설명하기 위한 파형도이다.8 to 12 are waveform diagrams illustrating various driving methods of the gas injection unit in the substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 8을 도 3과 결부하면, 제 1 실시 예에 따른 가스 분사부의 구동 방법은 전술한 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각을 동시에 구동하여 공간적으로 분리되는 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)를 기판(W) 상에 동시에 분사할 수 있다. 이때, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각은 기판 지지부(120)가 소정 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 1 회전하는 1 공정 싸이클 주기에 상관없이 지속적으로 구동된다.Referring to FIG. 8 and FIG. 3, in the driving method of the gas injector according to the first embodiment, plasmas which are spatially separated by simultaneously driving each of the first to fourth
도 9를 도 3과 결부하면, 제 2 실시 예에 따른 가스 분사부의 구동 방법은 전술한 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각을 순차적으로 구동하여 공간적으로 분리되는 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)를 기판(W) 상에 교대로 분사할 수 있다. 즉, 제 2 실시 예에 따른 가스 분사부의 구동 방법은 제 1 가스 분사 모듈(130a)만을 통해 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)만을 분사하는 제 1 공정, 제 2 가스 분사 모듈(130b)만을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)만을 분사하는 제 2 공정, 제 3 가스 분사 모듈(130c)만을 통해 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)만을 분사하는 제 3 공정, 및 제 4 가스 분사 모듈(130d)만을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)만을 분사하는 제 4 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 제 1 내지 제 4 공정을 복수의 공정 싸이클 동안 반복한다. 이때, 상기 제 1 내지 제 4 공정은 상기 1 공정 싸이클 주기마다 순차적으로 수행되거나, 1 공정 싸이클 주기 내에서 순차적으로 수행될 수 있다.9 and 3, in the driving method of the gas injection unit according to the second embodiment, the first to fourth
도 10을 도 3과 결부하면, 제 3 실시 예에 따른 가스 분사부의 구동 방법은 전술한 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)과 전술한 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)을 교대로 구동하여 공간적으로 분리되는 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)를 기판(W) 상에 교대로 분사할 수 있다. 즉, 제 3 실시 예에 따른 가스 분사부의 구동 방법은 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)을 통해 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)를 분사하는 제 1 공정, 및 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 분사하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 제 1 및 제 2 공정을 복수의 공정 싸이클 동안 반복한다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 공정은 상기 1 공정 싸이클 주기마다 교대로 수행되거나, 1 공정 싸이클 주기 내에서 순차적으로 수행될 수 있다.Referring to FIG. 10 and FIG. 3, the driving method of the gas injection unit according to the third embodiment includes the first and third
도 11을 도 3과 결부하면, 제 4 실시 예에 따른 가스 분사부의 구동 방법은 전술한 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)을 소정 구간 단위로 구동함과 동시에 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)을 지속적으로 구동하여 공간적으로 분리되는 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)를 기판(W) 상에 분사할 수 있다. 즉, 제 4 실시 예에 따른 가스 분사부의 구동 방법에서, 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)은 상기 1 공정 싸이클 주기 단위로 구동과 비구동을 반복하거나, 1 공정 싸이클 주기 내의 일부 구간에만 구동될 수 있다.Referring to FIG. 11 and FIG. 3, in the driving method of the gas injection unit according to the fourth embodiment, the first and third
한편, 제 4 실시 예에 따른 가스 분사부의 구동 방법은 전술한 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)을 소정 구간 단위로 구동함과 동시에 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)을 지속적으로 구동하여 공간적으로 분리되는 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)를 기판(W) 상에 교대로 분사할 수도 있다.Meanwhile, the driving method of the gas injection unit according to the fourth embodiment drives the above-described second and fourth
도 12를 도 3과 결부하면, 제 5 실시 예에 따른 가스 분사부의 구동 방법은 전술한 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)을 교대로 구동함과 동시에 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)을 지속적으로 구동하여 공간적으로 분리되는 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)를 기판(W) 상에 분사할 수 있다. 즉, 제 4 실시 예에 따른 가스 분사부의 구동 방법에서, 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)은 상기 1 공정 싸이클 주기마다 교대로 수행되거나, 1 공정 싸이클 주기 내에서 순차적으로 수행될 수 있다.12 and 3, in the driving method of the gas injector according to the fifth embodiment, the first and third
한편, 제 5 실시 예에 따른 가스 분사부의 구동 방법은 전술한 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)을 교대로 구동함과 동시에 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c)을 지속적으로 구동하여 공간적으로 분리되는 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)를 기판(W) 상에 분사할 수도 있다.Meanwhile, the driving method of the gas injection unit according to the fifth embodiment alternately drives the above-described second and fourth
도 13은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 13 is a diagram for describing first to fourth gas injection modules in the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present disclosure.
도 13을 참조하면, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(330a, 330b, 330c, 330d)은 기판 지지부(120) 상에 방사 형태로 배치되는 것으로, 이러한 배치 구조는 전술한 상기 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 13, the first to fourth
제 1 가스 분사 모듈(130b)은 가스 공급 수단(미도시)으로부터 제 1 가스가 공급되는 적어도 하나의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 제 1 가스를 플라즈마화(또는 활성화)하고, 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)를 기판 지지부(120) 상의 제 1 공간 분할 영역(SDA1; 도 2 참조)에 하향 분사한다. 이러한 제 1 가스 분사 모듈(130a)은 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 구성된다.The first
제 2 가스 분사 모듈(130b)은 가스 공급 수단(미도시)으로부터 퍼지 가스가 공급되는 적어도 하나의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 퍼지 가스를 플라즈마화(또는 활성화)하고, 플라즈마화된 퍼지 가스(PG3)를 기판 지지부(120) 상의 제 2 공간 분할 영역(SDA2; 도 2 참조)에 하향 분사한다. 이러한 제 2 가스 분사 모듈(130b)은 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 구성된다.The second
제 3 가스 분사 모듈(130c)은 가스 공급 수단(미도시)으로부터 제 2 가스가 공급되는 적어도 하나의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 제 2 가스를 플라즈마화(또는 활성화)하고, 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 기판 지지부(120) 상의 제 3 공간 분할 영역(SDA3; 도 2 참조)에 하향 분사한다. 이러한 제 3 가스 분사 모듈(130c)은 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 구성된다.The third
제 4 가스 분사 모듈(130d)은 가스 공급 수단(미도시)으로부터 퍼지 가스가 공급되는 적어도 하나의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 퍼지 가스를 플라즈마화(또는 활성화)하고, 플라즈마화된 퍼지 가스(PG3)를 기판 지지부(120) 상의 제 4 공간 분할 영역(SDA4; 도 2 참조)에 하향 분사한다. 이러한 제 4 가스 분사 모듈(130d)은 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 구성된다.The fourth
상기 퍼지 가스는 기판(W)에 증착되지 않은 제 1 가스(PG1) 및/또는 제 1 가스(PG1)와 반응하지 않고 잔존하는 제 2 가스(PG2)를 퍼지(Purge)한다. 또한, 상기 퍼지 가스는 제 1 및 제 3 공간 분할 영역(SDA1, SDA3; 도 2 참조) 사이의 제 2 및 제 4 공간 분할 영역(SDA2, SDA4; 도 2 참조) 각각에 분사되기 때문에 플라즈마화된 제 1 가스(PG1)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하는 역할도 수행한다. 이를 위해, 상기 퍼지 가스(G3)는 질소(N2), 아르곤(Ar), 제논(Ze), 및 헬륨(He) 중 적어도 한 종류의 가스로 이루어질 수 있다.The purge gas purges the first gas PG1 not deposited on the substrate W and / or the second gas PG2 remaining without reacting with the first gas PG1. In addition, since the purge gas is injected into each of the second and fourth space division regions SDA2 and SDA4 (see FIG. 2) between the first and third space division regions SDA1 and SDA3 (see FIG. 2), It also serves to spatially separate the first gas (PG1) and the plasmalized second gas (PG2). To this end, the purge gas G3 may be formed of at least one gas of nitrogen (N 2), argon (Ar), xenon (Ze), and helium (He).
전술한 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각은, 도 8 내지 도 12 중 어느 한 도면에 도시된 파형도에 따라 구동되는 것으로, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d) 각각에서 분사되는 가스의 종류를 제외하고는 도 8 내지 도 12에 대한 설명과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.Each of the first to fourth
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 전술한 제 1 가스 분사 모듈(130a)을 통해 플라즈마화된 제 1 가스(PG1), 제 3 가스 분사 모듈(130c)을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2), 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130d)을 통해 플라즈마화된 퍼지 가스(PG3)를 공간적으로 분리하여 기판(W) 상에 분사함으로써 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)의 상호 반응에 의해 기판(W) 상에 소정의 박막 물질을 증착하고, 플라즈마화된 퍼지 가스(PG3)를 통해 기판(W)에 증착되지 않은 제 1 가스(PG1) 및/또는 제 1 가스(PG1)와 반응하지 않고 잔존하는 제 2 가스(PG2)를 퍼지한다.As described above, the substrate processing apparatus and the substrate processing method using the same according to the second exemplary embodiment of the present invention may include a first gas PG1 and a third gas injection module (PG1) plasmaized through the first
도 14는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 14 is a diagram for describing first to fourth gas injection modules in the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present disclosure.
도 14를 참조하면, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(330a, 330b, 330c, 330d)은 기판 지지부(120) 상에 방사 형태로 배치되는 것으로, 이러한 배치 구조는 전술한 상기 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(130a, 130b, 130c, 130d)과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 14, the first to fourth
제 1 가스 분사 모듈(330a)은 가스 공급 수단(미도시)으로부터 제 1 가스(G1)가 공급되는 가스 분사 공간을 포함하도록 구성되어 상기 가스 분사 공간에 공급되는 제 1 가스(G1)를 그대로, 즉 플라즈마화되지 않은 상태로 기판 지지부(120) 상의 제 1 공간 분할 영역(SDA1; 도 2 참조)에 하향 분사한다. 이러한 제 1 가스 분사 모듈(330a)은, 도 5 내지 도 7에 도시된 제 1 가스 분사 모듈(130a)의 구성에서, 접지 프레임(210)만을 포함하여 구성되는 것으로, 접지 프레임(210)은 지지 플레이트(210a), 지지 플레이트(210a)의 가장자리 부분으로부터 수직하게 돌출되어 가스 분사 공간(212)을 마련하는 접지 측벽들(210b), 및 가스 분사 공간(212)에 연통되도록 지지 플레이트(210a)에 형성되어 가스 공급 수단에 연결된 복수의 가스 공급 홀(216)을 포함하여 구성된다.The first
제 2 가스 분사 모듈(330b)은 가스 공급 수단(미도시)으로부터 제 2 가스가 공급되는 적어도 하나의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 제 2 가스를 플라즈마화(또는 활성화)하고, 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 기판 지지부(120) 상의 제 2 공간 분할 영역(SDA2; 도 2 참조)에 하향 분사한다. 이러한 제 2 가스 분사 모듈(330b)은, 도 5 내지 도 7에 도시된 제 2 가스 분사 모듈(130b)과 동일한 구성을 갖는다.The second
제 3 가스 분사 모듈(330c)은 가스 공급 수단(미도시)으로부터 제 1 가스(G1)가 공급되는 가스 분사 공간을 포함하도록 구성되어 상기 가스 분사 공간에 공급되는 제 1 가스(G1)를 그대로, 즉 플라즈마화되지 않은 상태로 기판 지지부(120) 상의 제 3 공간 분할 영역(SDA3; 도 2 참조)에 하향 분사한다. 이러한 제 3 가스 분사 모듈(330c)은 전술한 상기 제 1 가스 분사 모듈(330a)과 동일한 구성을 갖는다.The third
제 4 가스 분사 모듈(330d)은 가스 공급 수단(미도시)으로부터 제 2 가스가 공급되는 적어도 하나의 가스 분사 공간에 플라즈마를 형성해 상기 가스 분사 공간에 공급되는 제 2 가스를 플라즈마화(또는 활성화)하고, 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 기판 지지부(120) 상의 제 4 공간 분할 영역(SDA4; 도 2 참조)에 하향 분사한다. 이러한 제 4 가스 분사 모듈(330d)은 전술한 상기 제 2 가스 분사 모듈(330b)과 동일한 구성을 갖는다.The fourth
전술한 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(330a, 330b, 330c, 330d) 각각은, 도 8 내지 도 12 중 어느 한 도면에 도시된 파형도에 따라 구동되는 것으로, 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(330a, 330c)이 플라즈마화되지 않은 제 1 가스(G1)를 분사하는 것을 제외하고는 도 8 내지 도 12에 대한 설명과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.Each of the first to fourth
이와 같은, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 전술한 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(330a, 330c)을 통해 플라즈마화되지 않은 제 1 가스(G1), 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(330b, 330d)을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 기판(W) 상에 분사함으로써 상기 제 1 가스(G1)와 상기 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)의 상호 반응에 의해 기판(W) 상에 소정의 박막 물질을 증착하게 된다.As described above, the substrate processing apparatus and the substrate processing method using the same according to the third embodiment of the present invention may include the first gas G1 which is not plasmated through the first and third
한편, 전술한 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에서는 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(330a, 330c) 각각이 플라즈마화되지 않은 제 1 가스(G1)를 분사하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(330a, 330c) 각각은, 도 15에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2)를 공급받아 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2)를 분사할 수도 있다.On the other hand, in the substrate processing apparatus and the substrate processing method using the same according to the third embodiment of the present invention described above, the first and third
도 16은 본 발명의 변형 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈의 다양한 변형 실시 예를 설명하기 위한 표이다.16 is a table for describing various modified embodiments of the first to fourth gas injection modules in the substrate processing apparatus according to the modified embodiment of the present invention.
도 16을 참조하여 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈의 다양한 변형 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, various modified embodiments of the first to fourth gas injection modules will be described with reference to FIG. 16.
제 1 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈은 제 1 내지 제 3 그룹으로 분류되고, 각 그룹의 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 1 가스(G1), 플라즈마화된 퍼지 가스(PG3), 및 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 기판 상에 분사한다.The first to fourth gas injection modules according to the first modified embodiment are classified into first to third groups, and the first gas G1 and the plasmaized purge gas are not plasmaded through the gas injection modules of each group. PG3 and the plasmalized second gas PG2 are spatially separated and sprayed onto the substrate.
상기 제 1 그룹은 제 1 가스 분사 모듈, 제 2 그룹은 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈, 그리고 제 3 그룹은 제 3 가스 분사 모듈로 구성될 수 있다. 이때, 제 1 가스 분사 모듈은 도 14에 도시된 제 1 가스 분사 모듈(330a)과 동일하게 구성되고, 제 2 내지 제 4 가스 분사 모듈 각각은 도 3에 도시된 제 2 내지 제 3 가스 분사 모듈(130b, 130c, 130d) 각각과 동일하게 구성된다.The first group may include a first gas injection module, the second group includes second and fourth gas injection modules, and the third group may include a third gas injection module. At this time, the first gas injection module is configured in the same manner as the first
이러한 제 1 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈은, 도 8 내지 도 12 중 어느 한 도면에 도시된 파형도에 따라 구동되는 것으로, 제 1 가스 분사 모듈이 플라즈마화되지 않은 제 1 가스(G1)를 분사하고, 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈이 플라즈마화된 퍼지 가스(PG3)를 분사하는 것을 제외하고는 도 8 내지 도 12에 대한 설명과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.The first to fourth gas injection modules according to the first modified embodiment are driven in accordance with the waveform diagram shown in any one of FIGS. 8 to 12, and the first gas injection module is not plasmaized. Since the gas G1 is injected and the second and fourth gas injection modules inject the plasma-purged purge gas PG3, the description thereof is the same as that described with reference to FIGS. do.
이와 같은 제 1 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 포함하는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 제 1 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 1 가스(G1), 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화된 퍼지 가스(PG3), 및 제 3 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 기판(W) 상에 분사함으로써 상기 제 1 가스(G1)와 상기 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)의 상호 반응에 의해 기판(W) 상에 소정의 박막 물질을 증착하고, 플라즈마화된 퍼지 가스(PG3)를 통해 기판(W)에 증착되지 않은 제 1 가스(G1) 및/또는 제 1 가스(G1)와 반응하지 않고 잔존하는 제 2 가스(PG2)를 퍼지한다.The substrate treating apparatus including the first to fourth gas ejection modules according to the first modified embodiment and the substrate treating method using the same may include the first gas G1 and the second gas that are not plasmalized through the first gas ejection module. And firstly separating the plasma purged gas PG3 through the fourth gas injection module and the second gas PG2 plasmaated through the third gas injection module and spraying the plasma gas on the substrate W. A predetermined thin film material is deposited on the substrate W by a reaction between the gas G1 and the plasmalized second gas PG2, and is deposited on the substrate W through the plasmalized purge gas PG3. The second gas PG2 remaining without reacting with the first gas G1 and / or the first gas G1 which is not present is purged.
제 2 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈은 제 1 내지 제 3 그룹으로 분류되고, 각 그룹의 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화된 제 1 가스(PG1), 플라즈마화되지 않은 상태의 퍼지 가스(G3), 및 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 기판 상에 분사한다.The first to fourth gas injection modules according to the second modified embodiment may be classified into the first to third groups, and the first gas PG1 plasmaized through the gas injection modules of each group may be in a non-plasma state. The purge gas G3 and the plasmalized second gas PG2 are spatially separated and sprayed on the substrate.
상기 제 1 그룹은 제 1 가스 분사 모듈, 제 2 그룹은 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈, 그리고 제 3 그룹은 제 3 가스 분사 모듈로 구성될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈 각각은 도 3에 도시된 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c) 각각과 동일하게 구성되고, 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈 각각은 도 14에 도시된 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(130a, 130c) 각각과 동일하게 구성된다.The first group may include a first gas injection module, the second group includes second and fourth gas injection modules, and the third group may include a third gas injection module. In this case, each of the first and third gas injection modules is the same as each of the first and third
이와 같은 제 2 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 포함하는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 제 1 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화된 제 1 가스(PG1), 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 상태의 퍼지 가스(G3), 및 제 3 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 기판(W) 상에 분사함으로써 상기 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스(PG1, PG2)의 상호 반응에 의해 기판(W) 상에 소정의 박막 물질을 증착하고, 플라즈마화되지 않은 상태의 퍼지 가스(G3)를 통해 기판(W)에 증착되지 않은 제 1 가스(PG1) 및/또는 제 1 가스(PG1)와 반응하지 않고 잔존하는 제 2 가스(PG2)를 퍼지한다.The substrate processing apparatus including the first to fourth gas injection modules according to the second modified embodiment and the substrate processing method using the same include the first gas PG1, the second and the plasma The purge gas G3 in the non-plasma state through the fourth gas injection module and the second gas PG2 in the plasma state through the third gas injection module are spatially separated and sprayed onto the substrate W. A predetermined thin film material is deposited on the substrate W by the mutual reaction of the first and second plasma gases PG1 and PG2, and the substrate W is disposed through the purge gas G3 in a non-plasma state. The second gas PG2 remaining without reacting with the first gas PG1 and / or the first gas PG1 not deposited on the gas is purged.
제 3 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈은 제 1 내지 제 3 그룹으로 분류되고, 각 그룹의 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 1 가스(PG1), 플라즈마화되지 않은 상태의 퍼지 가스(G3), 및 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 기판 상에 분사한다.The first to fourth gas injection modules according to the third modified embodiment may be classified into the first to third groups, and the first gas PG1 which is not plasmaized through the gas injection modules of each group, and is not plasmatized. The purge gas G3 and the plasmalized second gas PG2 are spatially separated and sprayed onto the substrate.
상기 제 1 그룹은 제 1 가스 분사 모듈, 제 2 그룹은 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈, 그리고 제 3 그룹은 제 3 가스 분사 모듈로 구성될 수 있다. 이때, 제 1, 제 2, 및 제 4 가스 분사 모듈은 도 14에 도시된 제 1 가스 분사 모듈(330a)과 동일하게 구성되고, 제 3 가스 분사 모듈은 도 3에 도시된 제 3 가스 분사 모듈(130c)과 동일하게 구성된다.The first group may include a first gas injection module, the second group includes second and fourth gas injection modules, and the third group may include a third gas injection module. In this case, the first, second, and fourth gas injection modules are configured in the same manner as the first
이와 같은 제 3 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 포함하는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 제 1 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 1 가스(G1), 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 상태의 퍼지 가스(G3), 및 제 3 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 기판(W) 상에 분사함으로써 상기 플라즈마화되지 않은 제 1 가스(G1)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)의 상호 반응에 의해 기판(W) 상에 소정의 박막 물질을 증착하고, 플라즈마화되지 않은 상태의 퍼지 가스(G3)를 통해 기판(W)에 증착되지 않은 제 1 가스(G1) 및/또는 제 1 가스(G1)와 반응하지 않고 잔존하는 제 2 가스(PG2)를 퍼지한다.The substrate treating apparatus including the first to fourth gas ejection modules according to the third modified embodiment and the substrate treating method using the same may include the first gas G1 and the second gas that are not plasmalized through the first gas ejection module. And spatially separating the purge gas G3 in a non-plasma state through the fourth gas injection module and the plasma gasified second gas PG2 through the third gas injection module and spraying the same on the substrate W. A predetermined thin film material is deposited on the substrate W by the mutual reaction between the first non-plasma gas G1 and the second plasma gas PG2, and the purge gas G3 is not in a plasma state. The second gas PG2 remaining without reacting with the first gas G1 and / or the first gas G1 not deposited on the substrate W is purged.
제 4 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈은 제 1 내지 제 3 그룹으로 분류되고, 각 그룹의 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2), 플라즈마화된 퍼지 가스(PG3), 및 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 기판 상에 분사한다.The first to fourth gas injection modules according to the fourth modified embodiment are classified into the first to third groups, and the mixed gas (G1 +) of the first and second gases that are not plasmalized through the gas injection modules of each group. G2), the plasmalized purge gas PG3, and the plasmalized second gas PG2 are spatially separated and sprayed onto the substrate.
상기 제 1 그룹은 제 1 가스 분사 모듈, 제 2 그룹은 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈, 그리고 제 3 그룹은 제 3 가스 분사 모듈로 구성될 수 있다. 이때, 제 1 가스 분사 모듈은 도 15에 도시된 제 1 가스 분사 모듈(330a)과 동일하게 구성되고, 제 2 내지 제 4 가스 분사 모듈 각각은 도 3에 도시된 제 2 내지 제 4 가스 분사 모듈(130b, 130c, 130d) 각각과 동일하게 구성된다.The first group may include a first gas injection module, the second group includes second and fourth gas injection modules, and the third group may include a third gas injection module. At this time, the first gas injection module is configured in the same manner as the first
이와 같은 제 4 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 포함하는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 제 1 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2), 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화된 퍼지 가스(PG3), 및 제 3 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 기판(W) 상에 분사함으로써 상기 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)의 상호 반응에 의해 기판(W) 상에 소정의 박막 물질을 증착하고, 플라즈마화된 퍼지 가스(PG3)를 통해 기판(W)에 증착되지 않은 제 1 가스(G1) 및/또는 제 1 가스(G1)와 반응하지 않고 잔존하는 제 2 가스(PG2)를 퍼지한다.The substrate treating apparatus including the first to fourth gas ejection modules and the substrate treating method using the same according to the fourth modified embodiment may include a mixed gas of the first and second gases that are not plasmaified through the first gas ejection module. The substrate W is spatially separated by (G1 + G2), the purge gas PG3 plasmated through the second and fourth gas injection modules, and the plasma gasified second gas PG2 through the third gas injection module. Sprays onto the substrate to form a predetermined thin film material on the substrate W by the mutual reaction of the non-plasma mixture of the first and second gases G1 + G2 and the plasmated second gas PG2. The first gas G1 and / or the first gas G1 which are not deposited on the substrate W and the second gas PG2 remaining without reacting with the first gas G1 are deposited through the plasma-formed purge gas PG3. do.
제 5 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈은 제 1 내지 제 3 그룹으로 분류되고, 각 그룹의 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2), 플라즈마화되지 않은 상태의 퍼지 가스(G3), 및 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 기판 상에 분사한다.The first to fourth gas injection modules according to the fifth modified embodiment are classified into the first to third groups, and the mixed gas (G1 +) of the first and second gases that are not plasmalized through the gas injection modules of each group. G2), the purge gas G3 in the non-plasma state, and the plasma-like second gas PG2 are spatially separated and sprayed onto the substrate.
상기 제 1 그룹은 제 1 가스 분사 모듈, 제 2 그룹은 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈, 그리고 제 3 그룹은 제 3 가스 분사 모듈로 구성될 수 있다. 이때, 제 1 가스 분사 모듈은 도 15에 도시된 제 1 가스 분사 모듈(330a)과 동일하게 구성되고, 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈은 도 14에 도시된 제 1 가스 분사 모듈(330a)과 동일하게 구성되며, 제 3 가스 분사 모듈은 도 3에 도시된 제 3 가스 분사 모듈(130c)과 동일하게 구성된다.The first group may include a first gas injection module, the second group includes second and fourth gas injection modules, and the third group may include a third gas injection module. In this case, the first gas injection module is configured in the same manner as the first
이와 같은 제 5 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 포함하는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 제 1 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2), 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 상태의 퍼지 가스(G3), 및 제 3 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 기판(W) 상에 분사함으로써 상기 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2)와 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)의 상호 반응에 의해 기판(W) 상에 소정의 박막 물질을 증착하고, 플라즈마화되지 않은 상태의 퍼지 가스(G3)를 통해 기판(W)에 증착되지 않은 제 1 가스(G1) 및/또는 제 1 가스(G1)와 반응하지 않고 잔존하는 제 2 가스(PG2)를 퍼지한다.The substrate treating apparatus including the first to fourth gas ejection modules and the substrate treating method using the same according to the fifth modified embodiment may include a mixed gas of the first and second gases not plasmated through the first gas ejection module. (G1 + G2), the purge gas G3 in the non-plasma state through the second and fourth gas injection modules, and the second gas PG2 in the plasma state through the third gas injection module. By spraying on the substrate W, a predetermined reaction is carried out on the substrate W by the mutual reaction of the mixed gas G1 + G2 of the first and second gases that are not plasmaized and the second gas PG2 that is plasmamed. A second thin film material deposited and remaining without reacting with the first gas G1 and / or the first gas G1 not deposited on the substrate W through the purge gas G3 in a non-plasma state; The gas PG2 is purged.
제 6 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈은 제 1 내지 제 4 그룹으로 분류되고, 각 그룹의 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2), 플라즈마화되지 않은 제 2 가스(G2), 플라즈마화된 제 2 가스(PG2), 및 플라즈마화되지 않은 상태의 퍼지 가스(G3)를 공간적으로 분리하여 기판 상에 분사한다.The first to fourth gas injection modules according to the sixth modified embodiment are classified into the first to fourth groups, and the mixed gases G1 + of the first and second gases that are not plasmalized through the gas injection modules of each group. G2), the second non-plasma gas G2, the second plasma PG2, and the purge gas G3 in the non-plasma state are spatially separated and sprayed onto the substrate.
상기 제 1 그룹은 제 1 가스 분사 모듈, 제 2 그룹은 제 2 가스 분사 모듈, 제 3 그룹은 제 3 가스 분사 모듈, 그리고 제 4 그룹은 제 4 가스 분사 모듈로 구성될 수 있다. 이때, 제 1 가스 분사 모듈은 도 15에 도시된 제 1 가스 분사 모듈(330a)과 동일하게 구성되고, 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈은 도 14에 도시된 제 1 가스 분사 모듈(330a)과 동일하게 구성되며, 제 3 가스 분사 모듈은 도 3에 도시된 제 3 가스 분사 모듈(130c)과 동일하게 구성된다.The first group may include a first gas injection module, the second group may include a second gas injection module, the third group may include a third gas injection module, and the fourth group may include a fourth gas injection module. In this case, the first gas injection module is configured in the same manner as the first
이와 같은 제 6 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 포함하는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 제 1 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2), 제 2 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 2 가스(G2), 제 3 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2), 및 제 4 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 상태의 퍼지 가스(G3)를 공간적으로 분리하여 기판(W) 상에 분사함으로써 상기 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2), 플라즈마화되지 않은 제 2 가스(G2), 및 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)의 상호 반응에 의해 기판(W) 상에 소정의 박막 물질을 증착하고, 플라즈마화되지 않은 상태의 퍼지 가스(G3)를 통해 기판(W)에 증착되지 않은 제 1 가스(G1) 및/또는 제 1 가스(G1)와 반응하지 않고 잔존하는 제 2 가스(G2, PG2)를 퍼지한다.The substrate treating apparatus including the first to fourth gas ejection modules according to the sixth modified embodiment and the substrate treating method using the same may include a mixed gas of first and second gases not plasmated through the first gas ejection module. (G1 + G2), the second gas (G2) that is not plasmaded through the second gas injection module, the second gas (PG2) that is plasmamed through the third gas injection module, and the plasma through the fourth gas injection module By purging the unpurified gas purge gas G3 onto the substrate W by spatial separation, the mixed gas G1 + G2 of the first and second non-plasma gases and the second non-plasma gas are injected. (G2) and a predetermined thin film material is deposited on the substrate (W) by the mutual reaction of the plasmaized second gas (PG2), and the substrate (W) through the non-plasmaized purge gas (G3) The first gas G1 and / or the first not deposited on The remaining second gases G2 and PG2 are purged without reacting with the gas G1.
제 7 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈은 제 1 내지 제 4 그룹으로 분류되고, 각 그룹의 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2), 플라즈마화되지 않은 제 2 가스(G2), 및 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 기판 상에 분사한다.The first to fourth gas injection modules according to the seventh modified embodiment are classified into the first to fourth groups, and the mixed gas (G1 +) of the first and second gases that are not plasmalized through the gas injection modules of each group. G2), the second non-plasma gas G2, and the second plasma PG2 are plasma-separated and sprayed onto the substrate.
상기 제 1 그룹은 제 1 가스 분사 모듈, 제 2 그룹은 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈, 그리고 제 3 그룹은 제 3 가스 분사 모듈로 구성될 수 있다. 이때, 제 1 가스 분사 모듈은 도 15에 도시된 제 1 가스 분사 모듈(330a)과 동일하게 구성되고, 제 2 내지 제 4 가스 분사 모듈은 도 14에 도시된 제 1 가스 분사 모듈(330a)과 동일하게 구성된다.The first group may include a first gas injection module, the second group includes second and fourth gas injection modules, and the third group may include a third gas injection module. In this case, the first gas injection module is configured in the same manner as the first
이와 같은 제 7 변형 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈을 포함하는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 제 1 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2), 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화되지 않은 제 2 가스(G2), 및 제 3 가스 분사 모듈을 통해 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)를 공간적으로 분리하여 기판(W) 상에 분사함으로써 상기 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2), 플라즈마화되지 않은 제 2 가스(G2), 및 플라즈마화된 제 2 가스(PG2)의 상호 반응에 의해 기판(W) 상에 소정의 박막 물질을 증착한다.The substrate treating apparatus including the first to fourth gas ejection modules and the substrate treating method using the same according to the seventh modified example may include a mixed gas of the first and second gases which are not plasmated through the first gas ejection module. The substrate by spatially separating (G1 + G2), the second gas G2 that is not plasmaized through the second and fourth gas injection modules, and the second gas PG2 that is plasmalized through the third gas injection module. (W) by spraying on the mixed gas (G1 + G2) of the first and second non-plasma gas, the second non-plasma gas (G2), and the plasma of the second gas (PG2) By reaction, a predetermined thin film material is deposited on the substrate W.
이상과 같은 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예와 변형 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에서 알 수 있듯이, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈 중 어느 하나는 플라즈마화된 제 2 가스(P2)를 분사하고, 나머지 가스 분사 모듈은 플라즈마화되지 않은 제 1 가스(G1), 플라즈마화된 제 1 가스(PG1), 플라즈마화되지 않은 제 2 가스(G2), 플라즈마화된 제 2 가스(G2), 플라즈마화되지 않은 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(G1+G2), 플라즈마화된 제 1 및 제 2 가스의 혼합 가스(PG1+PG2), 플라즈마화되지 않은 퍼지 가스(G3), 플라즈마화된 퍼지 가스(PG3)를 선택적으로 분사하게 된다.As can be seen in the substrate processing apparatus and the substrate processing method using the same according to the first to third and modified embodiments of the present invention as described above, any one of the first to fourth gas injection modules is the plasma-forming second The gas P2 is injected, and the remaining gas injection modules are configured to include the first non-plasma gas G1, the first plasma P1 gas, the second non-plasma gas G2, and the second plasmaized gas. Gas G2, mixed gas (G1 + G2) of the first and second non-plasma gases, mixed gas (PG1 + PG2) of the first and second plasmas, and non-plasmaized purge gas (G3) ), The plasmaized purge gas PG3 is selectively injected.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, it is to be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
110: 공정 챔버 115: 챔버 리드
120: 기판 지지부 130: 가스 분사부
130a: 제 1 가스 분사 모듈 130b: 제 2 가스 분사 모듈
130c: 제 3 가스 분사 모듈 130d: 제 4 가스 분사 모듈
140: 플라즈마 전원 공급부110: process chamber 115: chamber lead
120: substrate support 130: gas injection unit
130a: first
130c: third
140: plasma power supply
Claims (5)
상기 기판이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계(B); 및
소스 가스, 반응 가스, 및 퍼지 가스를 상기 기판 지지부 상에 국부적으로 분사하는 단계(C)를 포함하고,
상기 단계(C)는 제 1 공간 분할 영역에 상기 소스 가스를 분사하고, 제 2 공간 분할 영역에 플라즈마화된 퍼지 가스를 분사하며, 제 3 공간 분할 영역에 상기 반응 가스를 분사하고, 제 4 공간 분할 영역에 플라즈마화된 퍼지 가스를 분사하며,
상기 단계(B)는 상기 기판이 상기 소스 가스가 분사된 제 1 공간 분할 영역, 상기 플라즈마화된 퍼지 가스가 분사된 제 2 공간 분할 영역, 상기 반응 가스가 분사된 제 3 공간 분할 영역, 및 상기 플라즈마화된 퍼지 가스가 분사된 제 4 공간 분할 영역을 순차적으로 통과하도록 상기 기판 지지부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.Mounting at least one substrate on a substrate support installed in the process chamber (A);
Rotating the substrate support on which the substrate is mounted (B); And
Locally spraying a source gas, a reactant gas, and a purge gas onto the substrate support;
In the step (C), the source gas is injected into the first space division region, the plasma purged gas is injected into the second space division region, the reaction gas is injected into the third space division region, and the fourth space is supplied. Injecting the plasmaized purge gas into the divided region,
In the step (B), the substrate may include a first spatial division region in which the source gas is injected, a second spatial division region in which the plasmalized purge gas is injected, a third spatial division region in which the reactive gas is injected, and the And rotating the substrate support so as to sequentially pass through the fourth spatial division region where the plasmated purge gas is injected.
상기 제 1 공간 분할 영역에는 플라즈마화되지 않은 소스 가스를 분사하고,
상기 제 3 공간 분할 영역에는 플라즈마화된 반응 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.The method of claim 1, wherein in step (C),
Injecting the non-plasma source gas into the first space division region,
And plasma-forming reaction gas is injected into the third space division region.
상기 기판이 안착된 기판 지지부를 회전시키는 단계(B); 및
소스 가스, 반응 가스, 및 퍼지 가스를 상기 기판 지지부 상에 국부적으로 분사하는 단계(C)를 포함하고,
상기 단계(C)는 제 1 공간 분할 영역에 소스 가스를 분사하고, 제 2 공간 분할 영역에 퍼지 가스를 분사하며, 제 3 공간 분할 영역에 플라즈마화된 반응 가스를 분사하고, 제 4 공간 분할 영역에 퍼지 가스를 분사하며,
상기 단계(B)는 상기 기판이 상기 소스 가스가 분사된 제 1 공간 분할 영역, 상기 퍼지 가스가 분사된 제 2 공간 분할 영역, 상기 플라즈마화된 반응 가스가 분사된 제 3 공간 분할 영역, 및 상기 퍼지 가스가 분사된 제 4 공간 분할 영역을 순차적으로 통과하도록 상기 기판 지지부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.Seating at least one substrate in a substrate support installed in the process chamber (A);
Rotating the substrate support on which the substrate is mounted (B); And
Locally spraying a source gas, a reactant gas, and a purge gas onto the substrate support;
In the step (C), the source gas is injected into the first space divided area, the purge gas is injected into the second space divided area, the plasma-reacted reaction gas is injected into the third space divided area, and the fourth space divided area. Spraying purge gas on the
In the step (B), the substrate may include a first spatial division region in which the source gas is injected, a second spatial division region in which the purge gas is injected, a third spatial division region in which the plasmalized reaction gas is injected, and the And rotating the substrate support so as to sequentially pass through the fourth space division region through which the purge gas is injected.
상기 제 1 공간 분할 영역에는 플라즈마화되지 않은 소스 가스를 분사하고,
상기 제 2 공간 분할 영역에는 플라즈마화되지 않은 퍼지 가스를 분사하며,
상기 제 4 공간 분할 영역에는 플라즈마화되지 않은 퍼지 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.The method of claim 3, wherein in step (C),
Injecting the non-plasma source gas into the first space division region,
Injecting a non-plasma purge gas into the second space divided region,
And purge gas that is not plasmated is injected into the fourth space division region.
상기 제 1 공간 분할 영역에는 상기 기판 지지부가 1 회전하는 1 공정 싸이클 주기 내에서 구간 단위로 상기 소스 가스를 분사하고,
상기 제 3 공간 분할 영역에는 상기 1 공정 싸이클 주기 내에서 구간 단위로 상기 반응 가스를 분사하며,
상기 제 2 공간 분사 영역과 상기 제 4 공간 분할 영역에는 각각 상기 1 공정 싸이클 주기 내에서 지속적으로 상기 퍼지 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.The method according to any one of claims 1 to 4, wherein in step (C):
The source gas is injected into the first space divided area in intervals within one process cycle in which the substrate support is rotated one time.
Injecting the reaction gas into the third space divided region in section units within the first process cycle period,
And the purge gas is continuously injected into the second space spraying region and the fourth space partitioning region within the first process cycle period.
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KR20100067081A (en) * | 2010-06-01 | 2010-06-18 | 주성엔지니어링(주) | Thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same |
KR20110074052A (en) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 경희대학교 산학협력단 | Method for preparing barrier film for plastic substrate by using low frequency plasma enhanced atomic layer deposition |
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