KR20210051827A - Method for depositing metal oxide thin film and method for processing chamber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속 산화물 박막 증착 방법 및 챔버 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 챔버 내에서 금속 산화물 박막을 증착하고, 증착 과정에서 부산물이 퇴적된 챔버 내부를 세정하기 위한 금속 산화물 박막 증착 방법 및 챔버 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal oxide thin film deposition method and a chamber processing method, and more particularly, a metal oxide thin film deposition method and chamber for depositing a metal oxide thin film in a chamber and cleaning the interior of the chamber in which by-products are deposited during the deposition process. It relates to the treatment method.
일반적으로 반도체 소자는 기판 상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하고 이를 패터닝하여 제조된다. 이를 위하여 증착 공정, 식각 공정, 세정 공정, 및 건조 공정 등 여러 단계의 서로 다른 공정이 수행된다. 여기서, 증착 공정은 기판 상에 반도체 소자로서 요구되는 성질을 가지는 박막을 형성하기 위한 것이다. 그러나, 박막 형성을 위한 증착 공정 중에는 기판 상의 원하는 영역 뿐만 아니라, 증착 공정이 수행되는 챔버 내부에도 증착물을 포함하는 부산물이 퇴적된다.In general, semiconductor devices are manufactured by depositing various materials in the form of thin films on a substrate and patterning them. To this end, several different processes such as a deposition process, an etching process, a cleaning process, and a drying process are performed. Here, the deposition process is for forming a thin film having properties required as a semiconductor device on the substrate. However, during a deposition process for forming a thin film, a by-product including a deposition product is deposited not only in a desired region on the substrate but also inside a chamber in which the deposition process is performed.
챔버 내부에 퇴적되는 부산물들은 그 두께가 증가하면 박리되어 파티클 (particle) 발생의 원인이 된다. 이와 같이 발생된 파티클은 기판 상에 형성되는 박막 내에 들어가거나, 박막 표면에 부착되어 반도체 소자의 결함 원인으로 작용하여 제품의 불량률을 높인다. 따라서, 이러한 부산물들이 박리되기 이전에 챔버 내부에 퇴적된 부산물을 제거할 필요가 있다.By-products deposited inside the chamber are peeled off as the thickness increases, causing particle generation. Particles generated in this way enter into the thin film formed on the substrate or adhere to the surface of the thin film and act as a cause of defects in the semiconductor device, thereby increasing the defect rate of the product. Therefore, it is necessary to remove the by-products deposited in the chamber before these by-products are peeled off.
유기 금속 화학 기상 증착(MOCVD: Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)의 경우, 증착 과정에서 챔버 내부에 퇴적되는 부산물을 제거하기 위하여 챔버 세정 공정을 주기적으로 진행한다. 유기 금속 화학 기상 증착을 수행하는 기판 처리 장치의 경우, 챔버 내부의 부산물은 세정액을 이용한 습식 식각 방방식이나 세정가스를 이용한 건식 식각 방식으로 제거될 수 있다. 챔버 내부에 퇴적되는 부산물에 금속이 포함되는 경우, 세정 가스를 이용한 건식 식각이 용이하지 않는 경우가 많아 유기 금속 화학 기상 증착을 수행하는 기판 처리 장치의 경우, 챔버 내부는 주로 습식 식각에 의하여 세정된다. 습식 식각에 의한 세정은 챔버를 오픈한 상태에서 작업자가 직접 수작업으로 세정을 수행하는 경우가 대부분으로, 세정 비용이 증가하고 장치 재현성 및 가동률의 확보가 어려운 문제점이 있다.In the case of metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD), a chamber cleaning process is periodically performed to remove by-products deposited in the chamber during the deposition process. In the case of a substrate processing apparatus that performs organic metal chemical vapor deposition, by-products inside the chamber may be removed by a wet etching method using a cleaning liquid or a dry etching method using a cleaning gas. When metal is included in by-products deposited inside the chamber, dry etching using a cleaning gas is often difficult, and in the case of a substrate processing apparatus that performs organic metal chemical vapor deposition, the interior of the chamber is mainly cleaned by wet etching. . In the case of cleaning by wet etching, in most cases, an operator manually performs cleaning while the chamber is open, the cleaning cost increases, and it is difficult to secure device reproducibility and operation rate.
본 발명은 기판 상에 박막을 증착한 후 내부에 부산물이 퇴적된 챔버를 효율적으로 세정할 수 있는 금속 산화물 박막 증착 방법 및 챔버 처리 방법을 제공한다.The present invention provides a metal oxide thin film deposition method and a chamber processing method capable of efficiently cleaning a chamber in which by-products are deposited after depositing a thin film on a substrate.
본 발명은 유기 금속 기상 증착을 수행하는 기판 처리 장치의 챔버 내부에 퇴적된 금속을 포함한 부산물을 효율적으로 세정할 수 있는 금속 산화물 박막 증착 방법 및 챔버 처리 방법을 제공한다.The present invention provides a metal oxide thin film deposition method and a chamber treatment method capable of efficiently cleaning by-products including metal deposited in a chamber of a substrate processing apparatus for performing organic metal vapor deposition.
본 발명의 실시 예에 따른 챔버 처리 방법은, 챔버 내부로 기판을 반입시키는 단계; 상기 챔버 내부로 아연을 함유하는 가스와, 갈륨 및 인듐 중 적어도 하나를 함유하는 가스를 포함하는 원료 가스를 공급하는 단계; 상기 원료 가스를 제1 온도로 활성화시키는 단계; 상기 챔버 외부로 기판을 반출하는 단계; 상기 챔버 내부로 수소를 함유하는 가스 및 염소를 함유하는 가스 중 적어도 하나 이상을 포함하는 세정 가스를 공급하는 단계; 및 상기 세정 가스를 상기 제1 온도로 활성화시키는 단계;를 포함한다.A method for processing a chamber according to an embodiment of the present invention includes: carrying a substrate into a chamber; Supplying a source gas including a gas containing zinc and a gas containing at least one of gallium and indium into the chamber; Activating the source gas to a first temperature; Carrying the substrate out of the chamber; Supplying a cleaning gas including at least one of a gas containing hydrogen and a gas containing chlorine into the chamber; And activating the cleaning gas to the first temperature.
상기 제1 온도는 원료 가스의 열분해 온도 미만의 값을 가질 수 있다.The first temperature may have a value less than the thermal decomposition temperature of the source gas.
상기 제1 온도는 160℃ 이상, 280℃ 미만의 값을 가질 수 있다.The first temperature may have a value of 160°C or more and less than 280°C.
상기 아연을 함유하는 가스는 DMZ(dimethylzinc) 가스일 수 있다.The gas containing zinc may be a dimethylzinc (DMZ) gas.
상기 챔버 내에는 기판을 지지하기 위한 기판 지지부가 설치되고, 상기 원료 가스를 제1 온도로 활성화시키는 단계 및 상기 세정 가스를 상기 제1 온도로 활성화시키는 단계에서 상기 기판 지지부의 온도는 300℃ 이상, 400℃ 미만의 값을 가질 수 있다.A substrate support part for supporting a substrate is installed in the chamber, and in the step of activating the source gas to a first temperature and the step of activating the cleaning gas to the first temperature, the temperature of the substrate support part is 300° C. or higher, It may have a value of less than 400°C.
상기 챔버 내에는 원료 가스 및 세정 가스를 공급하기 위한 가스 분사부가 설치되고, 상기 원료 가스를 제1 온도로 활성화시키는 단계 및 상기 세정 가스를 상기 제1 온도로 활성화시키는 단계에서 상기 가스 분사부의 온도는 180℃ 이상, 300℃ 미만의 값을 가질 수 있다.In the chamber, a gas injection unit for supplying a source gas and a cleaning gas is installed, and in the step of activating the source gas to a first temperature and the step of activating the cleaning gas to the first temperature, the temperature of the gas injection unit is It may have a value of 180°C or more and less than 300°C.
상기 가스 분사부는, 상기 챔버의 챔버 리드에 착탈 가능하게 결합되는 상부 프레임; 및 상기 상부 프레임의 하부에 이격 배치되는 하부 프레임;을 포함하고, 상기 가스 분사부의 온도는 상기 하부 프레임의 온도를 포함할 수 있다.The gas injection unit may include an upper frame detachably coupled to the chamber lid of the chamber; And a lower frame spaced apart from the upper frame, wherein the temperature of the gas injection unit may include the temperature of the lower frame.
상기 세정 가스를 공급하는 단계 이후에 상기 챔버를 직접 가열하는 단계;를 더 포함할 수 있다.It may further include a step of directly heating the chamber after the step of supplying the cleaning gas.
상기 챔버를 직접 가열하는 단계는, 상기 챔버의 벽체가 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도를 가지도록 상기 챔버를 가열할 수 있다.In the step of directly heating the chamber, the chamber may be heated so that the wall of the chamber has a second temperature higher than the first temperature.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 금속 산화물 박막 증착 방법은 아연을 포함하는 금속 산화물 박막을 증착하는 방법으로서, 챔버 내부에 기판을 안치하는 단계; 상기 기판을 300℃ 이상, 400℃ 미만으로 가열하는 단계; 및 상기 기판 상에 복수의 분사 홀을 가지는 가스 분사부를 통하여 상기 챔버 내부로 아연을 함유하는 가스와, 갈륨 및 인듐 중 적어도 하나를 함유하는 가스를 포함하는 원료 가스 및 산화 가스를 공급하는 단계;를 포함하고, 상기 원료 가스 및 산화 가스를 공급하는 단계에서 상기 가스 분사부의 온도는 180℃ 이상, 300℃ 미만의 값으로 유지된다.On the other hand, a method of depositing a metal oxide thin film according to an embodiment of the present invention is a method of depositing a metal oxide thin film containing zinc, comprising: placing a substrate in a chamber; Heating the substrate to 300° C. or more and less than 400° C.; And supplying a source gas and an oxidizing gas including a gas containing zinc and a gas containing at least one of gallium and indium into the chamber through a gas injection unit having a plurality of injection holes on the substrate. Including, in the step of supplying the source gas and the oxidizing gas, the temperature of the gas injection unit is maintained at a value of 180°C or more and less than 300°C.
상기 아연을 함유하는 가스는 DMZ(dimethylzinc) 가스를 포함할 수 있다.The gas containing zinc may include dimethylzinc (DMZ) gas.
또한, 상기 챔버에서 기판을 반출하는 단계; 상기 챔버 내부로 세정 가스를 공급하는 단계; 및 상기 챔버 내부를 세정하는 단계;를 더 포함하고, 상기 챔버 내부를 세정하는 단계에서는 상기 원료 가스 및 산화 가스를 공급하는 단계보다 상기 가스 분사부를 더 높은 온도로 유지할 수 있다.In addition, taking out the substrate from the chamber; Supplying a cleaning gas into the chamber; And cleaning the interior of the chamber, wherein in the cleaning of the interior of the chamber, the gas injection unit may be maintained at a higher temperature than the supplying of the source gas and the oxidizing gas.
본 발명의 실시 예에 따른 금속 산화물 박막 증착 방법 및 챔버 처리 방법에 의하면, 박막 증착 공정에서의 원료 가스와 세정 공정에서의 세정 가스를 동일한 온도로 활성화시켜 박막 증착시 원료 가스가 가스 분사부 내부에서 부산물로 퇴적되는 것을 방지하고, 챔버 내부에 퇴적된 부산물을 제거하기 위한 세정 공정의 세정 효율을 극대화시킬 수 있다. 특히, 유기 금속 기상 증착을 수행하는 기판 처리 장치의 챔버 내부에 퇴적된 금속을 포함한 부산물을 효율적으로 세정할 수 있다. According to the metal oxide thin film deposition method and the chamber processing method according to an embodiment of the present invention, the raw material gas in the thin film deposition process and the cleaning gas in the cleaning process are activated at the same temperature so that the raw material gas is released inside the gas injection unit when the thin film is deposited. It is possible to prevent deposition as a by-product and maximize the cleaning efficiency of a cleaning process for removing by-products deposited in the chamber. In particular, it is possible to efficiently clean by-products including metals deposited in a chamber of a substrate processing apparatus for performing organic metal vapor deposition.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 금속 산화물 박막 증착 방법 및 챔버 처리 방법에 의하면, 박막 증착 공정에서의 원료 가스와 세정 공정에서의 세정 가스를 동일한 온도로 활성화시켜 박막 증착과 챔버의 세정을 동일한 환경에서 수행할 수 있다.In addition, according to the metal oxide thin film deposition method and the chamber treatment method according to an embodiment of the present invention, the raw material gas in the thin film deposition process and the cleaning gas in the cleaning process are activated at the same temperature, so that the deposition of the thin film and the cleaning of the chamber are performed in the same environment. Can be done in
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 금속 산화물 박막 증착 방법 및 챔버 처리 방법에 의하면, 빈번한 세정이 요구되는 화학 기상 증착 공정에서 챔버를 오픈하지 않고 인-시투 세정이 가능하게 되어, 작업 능률의 향상 및 높은 장치 재현성과 가동률을 확보할 수 있다.In addition, according to the metal oxide thin film deposition method and the chamber treatment method according to an embodiment of the present invention, in-situ cleaning is possible without opening the chamber in a chemical vapor deposition process requiring frequent cleaning, thereby improving work efficiency and High device reproducibility and operation rate can be secured.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 분사부를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 가스 분사부를 분해하여 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 플라즈마가 형성되는 모습을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 챔버 처리 방법을 개략적으로 나타내는도면.1 is a schematic diagram of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a gas injection unit according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded view of the gas injection unit shown in FIG. 2.
4 is a view showing a state in which plasma is formed according to an embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing a chamber processing method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장되어 도시될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only the embodiments of the present invention make the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art. It is provided to fully inform you. In order to describe the invention in detail, the drawings may be exaggerated, and the same reference numerals refer to the same elements in the drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 분사부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 가스 분사부를 분해하여 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. In addition, FIG. 2 is a view schematically showing a gas injection unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing the gas injection unit shown in FIG. 2 by exploding.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 챔버(10) 및 상기 챔버(10) 내부에 설치되어 제1 가스를 공급하기 위한 제1 가스 공급 경로(110)와 제2 가스를 공급하기 위한 제2 가스 공급 경로(210)가 분리되어 형성되는 가스 분사부(300)를 포함한다. 또한, 상기 기판 처리 장치는 상기 제1 가스를 제공하는 제1 가스 제공부(미도시) 및 상기 제2 가스를 제공하는 제2 가스 제공부(미도시)를 포함할 수 있으며, 이외에도 상기 가스 분사부(300)와 연결되어 상기 가스 분사부(300)에 전원을 인가하기 위한 전원 공급부 및 상기 전원 공급부를 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 또한, 상기 챔버(10) 내에는 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부(20)가 설치될 수 있다.1 to 3, a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 챔버(10)의 세정 주기가 도달하면, 박막 증착 공정을 완료한 뒤, 상기 챔버(10)를 오픈하지 않고 진공 중에서 세정 공정을 연속적으로 수행한다. 상기 챔버(10) 내에 기판(S)을 인입하여 안치시켜 상기 기판(S) 상에 박막을 증착시키고, 박막 증착 공정이 완료되면 상기 챔버(10)로부터 상기 기판(S)을 반출시킨 후 상기 챔버(10) 내부를 세정하기 위한 세정 공정을 연속적으로 수행한다. 이와 같은 세정 공정이 완료되면 상기 챔버(10) 내에 또 다른 기판(S)을 인입시키고, 다시 박막 증착 공정을 수행할 수 있다. 이 과정에서 상기 챔버(10)는 박막 증착 공정을 수행하기 위한 압력 조건에서 상기 챔버(10)를 오픈하기 위한 조건인 압력 조건으로의 변화가 없이 수행된다.When the cleaning cycle of the
여기서, 박막 증착 공정은 기판(S) 상에 인듐(In) 및 갈륨(Ga) 중 적어도 하나가 도핑된 아연 산화물, 예를 들어 IZO, GZO, IGZO 등의 금속 산화물을 증착하는 공정일 수 있으며, 이 경우 상기 챔버(10) 내에 퇴적되는 부산물은 인듐(In) 및 갈륨(Ga) 중 적어도 하나 도핑된 아연 산화물 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다.Here, the thin film deposition process may be a process of depositing a zinc oxide doped with at least one of indium (In) and gallium (Ga) on the substrate S, for example, a metal oxide such as IZO, GZO, and IGZO, In this case, the by-product deposited in the
챔버(10) 내에는 적어도 하나의 기판을 지지하기 위한 기판 지지부(20)가 설치될 수 있으며, 기판 지지부(20)는 챔버(10)의 바닥 면을 관통하는 지지 축(22)과 연결될 수 있다. 또한, 챔버(10)에는 상기 챔버(10)를 직접 가열하기 위한 히터(16)가 설치될 수 있다. 도 1에서는 히터(16)가 챔버(10)의 벽체에 매립되어 설치되는 구조를 예로 들어 도시하였으나, 히터(16)는 챔버(10)의 외측 등 챔버(10)를 직접적으로 가열하기 위한 다양한 위치에 설치될 수 있음은 물론이다.A substrate support
제1 가스 제공부 및 제2 가스 제공부는 각각 상기 챔버(10)의 외부에 설치될 수 있으며, 제1 가스 및 제2 가스를 상기 가스 분사부(300)에 제공한다. 박막 증착 공정에서 상기 제1 가스 및 상기 제2 가스는 원료 가스를 포함할 수 있으며, 세정 공정에서 상기 제1 가스 및 상기 제2 가스는 세정 가스를 포함할 수 있다. 제1 가스 제공부 및 제2 가스 제공부는 각각 반드시 하나의 가스를 제공하는 것은 아니며, 제1 가스 제공부 및 제2 가스 제공부는 각각 복수의 가스를 동시에 공급하거나, 복수의 가스 중 선택된 가스를 공급하도록 구성될 수 있다.The first gas supply unit and the second gas supply unit may be installed outside the
예를 들어, 제1 가스 제공부는 제1 원료 가스 또는 제1 세정 가스를 선택적으로 공급하도록 구성될 수 있으며, 제2 가스 제공부는 제2 원료 가스 또는 제2 세정 가스를 선택적으로 공급하도록 구성될 수 있다. 또한, 제1 가스 제공부는 복수의 제1 원료 가스를 동시에 공급하거나, 복수의 제1 원료 가스 중 선택된 제1 원료 가스를 공급하도록 구성될 수 있으며, 이는 제2 가스 제공부의 경우에도 동일하다.For example, the first gas supply unit may be configured to selectively supply a first source gas or a first cleaning gas, and the second gas supply unit may be configured to selectively supply a second source gas or a second cleaning gas. have. In addition, the first gas providing unit may be configured to supply a plurality of first source gases at the same time or to supply a first source gas selected from among a plurality of first source gases, and this is the same in the case of the second gas providing unit.
여기서, 제1 원료 가스는 금속 원소를 포함하는 유기 소스 일 수 있다. 예를 들어, 제1 원료 가스는 인듐(In)을 원료 물질로 함유하는 가스, 갈륨(Ga)을 원료 물질로 함유하는 가스 및 아연(Zn)을 원료 물질로 함유하는 가스 중 적어도 하나 이상을 포함하는 가스일 수 있다. 여기서, 제1 원료 가스는 아연(Zn)을 함유하는 가스와, 갈륨(Ga) 및 인듐(In) 중 적어도 하나를 함유하는 가스를 포함할 수 있다. 또한, 제2 원료 가스는 상기 제1 원료 가스와 반응하는 가스를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 원료 가스는 제1 원료 가스에 포함된 금속 물질을 산화시키기 위한 산화 가스를 포함할 수 있다.Here, the first source gas may be an organic source including a metal element. For example, the first raw material gas includes at least one of a gas containing indium (In) as a raw material, a gas containing gallium (Ga) as a raw material, and a gas containing zinc (Zn) as a raw material. It may be a gas that does. Here, the first source gas may include a gas containing zinc (Zn) and a gas containing at least one of gallium (Ga) and indium (In). In addition, the second source gas may include a gas that reacts with the first source gas. Here, the second source gas may include an oxidizing gas for oxidizing a metal material included in the first source gas.
또한, 제1 세정 가스는 염소(Cl)를 함유하는 가스를 포함할 수 있으며, 제2 세정 가스는 수소(H)를 함유하는 가스를 포함할 수 있다. 그러나, 이와 같은 제1 원료 가스, 제2 원료 가스, 제1 세정 가스 및 제2 세정 가스는 필요에 따라 다양한 종류의 가스를 사용할 수 있음은 물론이다.In addition, the first cleaning gas may include a gas containing chlorine (Cl), and the second cleaning gas may include a gas containing hydrogen (H). However, it goes without saying that various types of gases can be used as the first source gas, the second source gas, the first cleaning gas, and the second cleaning gas as required.
상기 가스 분사부(300)는 상기 챔버(10) 내부, 예를 들어 챔버 리드(12)의 하면에 설치되어, 제1 가스를 공급하기 위한 제1 가스 공급 경로(110) 및 제2 가스를 공급하기 위한 제2 가스 공급 경로(210)를 포함할 수 있다. 상기 제1 가스 공급 경로(110) 및 상기 제2 가스 공급 경로(210)는 서로 독립적이고 분리되도록 형성되어, 상기 제1 가스 및 상기 제2 가스를 혼합되지 않도록 상기 챔버(10) 내부로 분리하여 공급할 수 있다.The gas injection unit 300 is installed inside the
상기 가스 분사부(300)는 상부 프레임(310) 및 하부 프레임(320)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 상부 프레임(310)은 상기 챔버 리드(12)의 하면에 착탈 가능하게 결함됨과 동시에 상면의 일부, 예를 들어 상면의 중심부가 상기 챔버 리드(12)의 하면으로부터 소정 거리로 이격된다. 이에 따라 상기 상부 프레임(310)의 상면과 상기 챔버 리드(12)의 하면 사이의 공간에서 제1 가스 제공부로부터 제공되는 제1 가스가 확산될 수 있다. 또한, 상기 하부 프레임(320)은 상기 상부 프레임(310)의 하면에 일정 간격 이격되어 설치된다. 이에 따라 상기 하부 프레임(320)의 상면과 상기 상부 프레임(310)의 하면 사이의 공간에서 제2 가스 제공부로부터 제공되는 제2 가스가 확산될 수 있다. 상기 상부 프레임(310)과 상기 하부 프레임(320)은 외주면을 따라 연결되어 내부에 이격 공간을 형성하여 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 밀봉 부재(350)에 의하여 외주면을 밀폐하는 구조로 이루어질 수도 있음은 물론이다.The gas injection unit 300 may include an
상기 제1 가스 공급 경로(110)는 제1 가스 제공부로부터 제공되는 제1 가스가 상기 챔버 리드(12)의 하면과 상기 상부 프레임(310) 사이의 공간에서 확산되어, 상기 상부 프레임(310) 및 상기 하부 프레임(320)을 관통하여 챔버(10) 내부로 공급되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 가스 공급 경로(210)는 제2 가스 제공부로부터 제공되는 제2 가스가 상기 상부 프레임(310)의 하면과 상기 하부 프레임(320)의 상면 사이의 공간에서 확산되어 상기 하부 프레임(320)을 관통하여 챔버(10) 내부로 공급되도록 형성될 수 있다. 상기 제1 가스 공급 경로(110) 및 상기 제2 가스 공급 경로(210)는 상호 연통되지 않을 수 있으며, 이에 의하여 상기 제1 가스 및 상기 제2 가스는 상기 가스 분사부(300)로부터 상기 챔버(10) 내부에 분리하여 공급될 수 있다.In the first
상기 상부 프레임(310) 및 상기 하부 프레임(320) 중 적어도 하나의 내부에는 온도 조절 수단(312)이 설치될 수 있다. 도 1에서는 온도 조절 수단(312)이 상부 프레임(310)에 설치되는 구조를 도시하였으나, 상기 온도 조절 수단(312)은 상기 하부 프레임에(320)에 설치될 수도 있으며, 상기 상부 프레임(310)과 상기 하부 프레임(320)에 각각 설치될 수도 있다.Temperature control means 312 may be installed inside at least one of the
여기서, 상기 온도 조절 수단(312)은 상기 가스 분사부(300)를 직접 가열하기 위한 히팅(heating) 수단을 포함할 수 있다. 이때, 상기 히팅 수단은 저항 가열선을 포함한 가열 수단일 수도있고, 그외 가열 방식을 채택한 가열 수단일 수도 있다. 또한, 상기 히팅 수단은 히팅 라인(heating line)으로 형성될 수 있다.Here, the temperature control means 312 may include a heating means for directly heating the gas injection unit 300. In this case, the heating means may be a heating means including a resistance heating wire, or a heating means employing another heating method. In addition, the heating means may be formed as a heating line.
또한, 상기 히팅 수단은 상기 상부 프레임(310) 및 상기 하부 프레임(320) 중 적어도 하나에 설치될 수 있으며, 복수 개의 영역을 가열하도록 분할되어 설치될 수 있다. 이때, 복수 개로 분할되어 설치되는 히팅 수단은 상기 상부 프레임(310) 및 상기 하부 프레임(320) 중 적어도 하나를 영역별로 가열할 수 있다. 예를 들어, 상기 히팅 수단은 상기 상부 프레임(310) 및 상기 하부 프레임(320) 중 적어도 하나에서 2개, 3개 또는 4개의 영역에 각각 설치될 수 있으며, 상기 챔버(10) 내부의 중심측에 비하여 보다 낮은 온도를 가지는 챔버 벽 측의 온도를 더 높이기 위하여 챔버 벽에 인접할 수록 보다 많은 히팅 수단이 배치될 수 있다.In addition, the heating means may be installed on at least one of the
전술한 바와 같이 상기 히팅 수단은 상기 상부 프레임(310)과 상기 하부 프레임(320)에 각각 설치될 수 있으며, 이때 상기 상부 프레임(310)의 내부에 설치되는 히팅 수단을 제1 히팅 수단, 상기 하부 프레임(320)의 내부에 설치되는 히팅 수단을 제2 히팅 수단이라 할 수 있다.As described above, the heating means may be installed on the
한편, 상기 온도 조절 수단(312)은 상기 가스 분사부(300)를 직접 냉각시키기 위한 쿨링(cooling) 수단을 포함할 수 있다. 상기 쿨링 수단은 냉각 유체를 순환시키는 쿨링 라인(cooling line)으로 형성될 수 있으며, 상기 히팅 수단에서 설명한 것과 동일하게 상기 상부 프레임(310) 및 상기 하부 프레임(320) 중 적어도 하나에 설치될 수 있으며 복수 개의 영역을 냉각하도록 분할되어 설치될 수 있다.Meanwhile, the temperature control means 312 may include a cooling means for directly cooling the gas injection unit 300. The cooling means may be formed as a cooling line for circulating a cooling fluid, and may be installed on at least one of the
상기 상부 프레임(310)과 상기 하부 프레임(320) 중 어느 하나에는 전원 공급부로부터 RF 전력이 인가될 수 있다. 상기 상부 프레임(310)과 상기 하부 프레임(320)은 서로 마주보는 전극으로서, 상기 상부 프레임(310)은 제1 전극(310)이고, 상기 하부 프레임(320)은 상기 제1 전극(310)에 대해서 제2 전극(320)일 수 있다. 또한, 상기 제2 전극(320)은 복수 개의 관통부를 가질 수 있고, 상기 제1 전극(310)에는 상기 제2 전극(320)의 복수의 관통부를 향해 연장되어 돌출되는 복수 개의 돌출부(342)가 형성될 수 있다.RF power may be applied from a power supply to either of the
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 플라즈마가 형성되는 모습을 나타내는 도면이다. 도 4에서는 제1 전극(310) 및 기판 지지부(20)가 접지되고, 제2 전극(320)에 전원이 인가되는 것을 예로 들어 도시하였으나, 전원의 인가 구조는 이에 제한되지 않음은 물론이다.4 is a diagram showing a state in which plasma is formed according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, the
도 4에 도시된 바와 같이 제1 가스는 실선으로 도시된 화살표를 따라 챔버(10) 내에 공급되며, 제2 가스는 점선으로 도시된 화살표를 따라 챔버(10) 내에 공급될 수 있다. 제1 가스는 제1 전극(310)의 내부를 관통하여 챔버(10) 내부로 공급되며, 제2 가스는 제1 전극(310)과 제2 전극(320) 사이의 이격 공간을 통하여 챔버(10) 내부로 공급될 수 있다. 상기 제1 가스는 상기 제1 전극(310)의 복수 개의 돌출부(342)를 통하여 상기 챔버(10) 내부로 공급될 수 있다.As shown in FIG. 4, the first gas may be supplied into the
상기 제1 전극(310) 및 기판 지지부(20)가 접지되고, 상기 제2 전극(320)에 전원이 인가되는 경우 상기 가스 분사부(300)와 상기 기판 지지부(20) 사이에는 제1 활성화 영역, 즉 제1 플라즈마 영역(P1)이 형성되고, 상기 제1 전극(310)과 상기 제2 전극(320) 사이에는 제2 활성화 영역, 즉 제2 플라즈마 영역(P2)이 형성된다.When the
따라서, 상기 제1 가스가 상기 제1 전극(310)을 관통하여 공급되는 경우, 상기 제1 가스는 상기 가스 분사부(300)의 외부에 형성되는 제1 플라즈마 영역(P1)에서 활성화된다. 또한, 상기 제2 가스가 상기 제1 전극(310)과 상기 제2 전극(320) 사이의 이격 공간을 통하여 공급되는 경우, 상기 제2 가스는 상기 가스 분사부(300)의 내부에 해당하는 상기 제1 전극(310)과 상기 제2 전극(320) 사이, 즉 제2 플라즈마 영역(P2)에서부터 제1 플라즈마 영역(P1)까지의 영역에 걸쳐 활성화된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 제1 가스와 상기 제2 가스를 서로 다른 크기의 플라즈마 영역에서 활성화시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 가스와 상기 제2 가스가 서로 다른 크기의 플라즈마 영역에서 활성화됨으로 인하여, 박막을 증착하거나 챔버(10)를 세정하기 위한 최적의 공급 경로로 각 가스를 분배시킬 수 있다.Accordingly, when the first gas is supplied through the
도 1 및 도 4에서는 기판 지지부(20) 상에 기판(S)이 안착되는 모습이 도시되었으나, 이는 기판(S) 상에 박막을 증착하는 경우에 적용되며, 챔버(10)의 세정시에 기판(S)은 반출되어 기판 지지부(20) 상에 배치되지 않을 수 있음은 물론이다.In FIGS. 1 and 4, a state in which the substrate S is mounted on the
이하에서, 도 5를 참조하여 본 발명의 챔버 처리 방법을 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 챔버 처리 방법의 설명에 있어서 전술한 기판 처리 장치에 관한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the chamber processing method of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5. In the description of the chamber processing method of the present invention, a description overlapping with that of the above-described substrate processing apparatus will be omitted.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 챔버 처리 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 챔버 처리 방법은 챔버(10) 내에서 기판(S) 상에 박막을 증착하는 단계(S100) 및 챔버(10) 내부를 세정하는 단계(S200)를 포함한다. 이를 보다 상세히 설명하면, 본 발명의 실시 예에 따른 챔버 처리 방법은 챔버(10) 내부로 기판(S)을 반입시키는 단계(S110), 상기 챔버(10) 내부로 아연을 함유하는 가스와, 갈륨 및 인듐 중 적어도 하나를 함유하는 가스를 포함하는 원료 가스를 공급하는 단계(S120), 상기 원료 가스를 제1 온도로 활성화시키는 단계(S130), 상기 챔버(10) 외부로 기판(S)을 반출하는 단계(S210), 상기 챔버(10) 내부로 수소를 함유하는 가스 및 염소를 함유하는 가스 중 적어도 하나 이상을 포함하는 세정 가스를 공급하는 단계(S220) 및 상기 세정 가스를 상기 제1 온도로 활성화시키는 단계(S230)를 포함한다.5 is a diagram schematically illustrating a chamber processing method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, in the chamber processing method according to an embodiment of the present invention, depositing a thin film on the substrate S in the chamber 10 (S100) and cleaning the interior of the chamber 10 (S200). Includes. Explaining this in more detail, the chamber processing method according to the embodiment of the present invention includes the step of carrying a substrate S into the chamber 10 (S110), a gas containing zinc, and a gallium in the
설명의 편의를 위하여, 이하에서는 상기 가스 분사부(300)가 전술한 상부 프레임(310) 및 하부 프레임(320)을 포함하는 구조를 가지는 것을 예로 들어 설명하나, 상기 가스 분사부(300)는 가스 분사판, 샤워 헤드, 플라즈마를 형성하기 위한 전극을 가지는 가스 분사판 또는 리드 자체일 수 있음은 물론이다.For convenience of explanation, hereinafter, the gas injection unit 300 will be described as an example of having a structure including the
본 발명의 실시 예에 따른 챔버 처리 방법에서는 먼저 기판(S) 상에 박막을 증착하는 단계(S100)가 수행된다. 박막을 증착하는 단계(S100)에서는 아연을 포함하는 금속 산화물 박막을 증착한다. 이때, 금속 산화물 박막 증착 방법은 아연을 포함하는 금속 산화물 박막을 증착하는 방법으로서, 챔버(10) 내부에 기판(S)을 안치하는 단계, 상기 기판(S)을 300℃ 이상, 400℃ 미만으로 가열하는 단계 및 상기 기판(S) 상에 복수의 분사 홀을 가지는 가스 분사부(300)를 통하여 상기 챔버(10) 내부로 아연(Zn)을 함유하는 가스와, 갈륨(Ga) 및 인듐(In) 중 적어도 하나를 함유하는 가스를 포함하는 원료 가스 및 산화 가스를 공급하는 단계를 포함하고, 상기 원료 가스 및 산화 가스를 공급하는 단계에서 상기 가스 분사부(300)의 온도는 180℃ 이상, 300℃ 미만의 값으로 유지될 수 있다.In the chamber processing method according to an embodiment of the present invention, first, a step S100 of depositing a thin film on the substrate S is performed. In the step S100 of depositing a thin film, a metal oxide thin film containing zinc is deposited. At this time, the metal oxide thin film deposition method is a method of depositing a metal oxide thin film containing zinc, and the step of placing a substrate (S) inside the
기판(S) 상에 박막을 증착하는 단계(S100)에서는 챔버(10) 내부로 기판(S)을 반입시키고, 챔버(10) 내부로 아연을 함유하는 가스와, 갈륨 및 인듐 중 적어도 하나를 함유하는 가스를 포함하는 원료 가스를 공급한다. 이후, 원료 가스를 제1 온도로 활성화시키는 단계(S130)가 수행되는데, 원료 가스를 제1 온도로 활성화시키기 위하여 챔버(10) 내에 마련된 가스 분사부(300)의 온도를 조절한다. 여기서, 가스 분사부(300)의 온도는 단일의 값만을 의미하는 것은 아니며, 범위를 이루는 복수의 값을 포함할 수도 있음은 물론이다.In the step (S100) of depositing a thin film on the substrate (S), the substrate (S) is carried into the
여기서, 가스 분사부(300)의 온도 조절은 가스 분사부(300)를 직접 가열하여 이루어질 수 있다. 즉, 가스 분사부(300)의 온도는 기판 지지부(20)의 가열에 의하여 조절될 수도 있으나, 가스 분사부(300)를 직접 가열하여 조절될 수도 있다. 전술한 바와 같이 상기 가스 분사부(300)에 포함되는 상부 프레임(310) 및 하부 프레임(320) 중 적어도 하나의 내부에는 히팅 수단이 설치될 수 있는 바, 상기 가스 분사부(300)의 온도를 조절하는 단계(S100)는 상기 히팅 수단에 의하여 상기 상부 프레임(310) 및 상기 하부 프레임(320) 중 적어도 하나를 직접적으로 가열하여 상기 가스 분사부(300)의 온도를 180℃ 이상, 300℃ 미만의 값으로 조절할 수 있다. 한편, 상기 가스 분사부(300)의 가열은 기판(S)을 지지하기 위한 기판 지지부(20)를 가열함과 동시에 이루어질 수도 있음은 물론이다. 이때, 기판 지지부(20)의 온도는 300℃ 이상, 400℃ 미만의 값을 가질 수 있다. 이와 같이, 상기 히팅 수단이 상기 기판 지지부(20)의 가열과 함께 상기 가스 분사부(300)를 직접적으로 가열하는 경우, 원료 가스를 제1 온도 즉 160℃ 이상, 280℃ 미만의 값을 가지는 온도로 신속하게 조절할 수 있게 된다.Here, temperature control of the gas injection unit 300 may be performed by directly heating the gas injection unit 300. That is, the temperature of the gas injection unit 300 may be adjusted by heating the
이와 같이, 챔버 내부로 아연을 함유하는 가스와, 갈륨 및 인듐 중 적어도 하나를 함유하는 가스를 포함하는 원료 가스를 공급하고, 원료 가스를 제1 온도로 활성화시키게 되면, 챔버(10) 내에서 기판(S) 상에 박막이 증착된다. 즉, 기판(S) 상에 박막을 증착하는 단계(S100)에서는 가스 분사부(300)를 원료 가스의 열분해 온도 미만의 온도인 180℃ 이상, 300℃ 미만의 값을 가지는 온도로 조절하여 원료 가스가 160℃ 이상, 280℃ 미만의 제1 온도로 활성화된 상태에서 박막을 증착할 수 있다. 즉, 원료 가스를 활성화시키기 위한 제1 온도는 원료 가스의 열분해 온도 미만의 온도, 예를 들어 약 160℃ 이상, 280℃ 미만의 값을 가질 수 있다.In this way, when a source gas including a gas containing zinc and a gas containing at least one of gallium and indium is supplied into the chamber, and the source gas is activated at the first temperature, the substrate in the chamber 10 A thin film is deposited on (S). That is, in the step of depositing a thin film on the substrate S (S100), the gas injection unit 300 is adjusted to a temperature having a temperature of 180°C or more and less than 300°C, which is less than the thermal decomposition temperature of the source gas A thin film may be deposited in the activated state at a first temperature of 160°C or higher and less than 280°C. That is, the first temperature for activating the source gas may have a temperature lower than the thermal decomposition temperature of the source gas, for example, about 160°C or more and less than 280°C.
이를 보다 상세히 설명하면, 일반적으로 박막 증착 공정에서는 원료 가스를 기판(S) 상에서 열분해시켜 박막을 증착한다. 여기서, 원료 가스의 온도는 전술한 바와 같이 기판 지지부(20)의 가열 및 가스 분사부(300)의 직접 가열 중 적어도 하나에 의하여 조절될 수 있으며, 이에 의하여 상기 원료 가스는 기판(S) 상에서 열분해되어 박막으로 증착된다.In more detail, in a thin film deposition process, a raw material gas is thermally decomposed on a substrate S to deposit a thin film. Here, the temperature of the raw material gas may be controlled by at least one of heating of the
이 경우 원료 가스의 온도는 상기 원료 가스의 열분해 온도 미만의 온도로 유지되어야 한다. 만약, 원료 가스의 온도가 열분해 온도 이상으로 증가하는 경우, 상기 원료 가스는 기판(S) 상에 도달하기 전에 상기 가스 분사부(300) 내부에서 열분해될 수 있으며, 이와 같이 열분해된 원료 가스는 상기 가스 분사부(300) 내에서 다량의 부산물로 퇴적될 수 있다. 또한, 상기 가스 분사부(300) 내부에서 열분해된 원료 가스는 변질되며, 이와 같이 열분해되어 변질된 원료 가스가 상기 가스 분사부(300)로부터 공급되는 경우 기판(S) 상에 원하는 박막을 증착할 수 없게 된다. 따라서, 기판(S) 상에 박막을 증착하는 단계(S100)에서는 원료 가스를 원료 가스의 열분해 온도 미만의 온도인 설정 온도로 유지한다.In this case, the temperature of the raw material gas must be maintained at a temperature lower than the thermal decomposition temperature of the raw material gas. If the temperature of the source gas increases above the pyrolysis temperature, the source gas may be pyrolyzed inside the gas injection unit 300 before reaching the substrate S, and the pyrolyzed source gas is A large amount of by-products may be deposited in the gas injection unit 300. In addition, the source gas pyrolyzed in the gas injection unit 300 is deteriorated, and when the source gas pyrolyzed and deteriorated in this way is supplied from the gas injection unit 300, a desired thin film may be deposited on the substrate S. It becomes impossible. Accordingly, in the step S100 of depositing a thin film on the substrate S, the source gas is maintained at a set temperature that is less than the thermal decomposition temperature of the source gas.
한편, 원료 가스의 온도는 박막 증착에 사용되는 복수의 원료 물질 중 가장 낮은 열분해 온도를 가지는 원료 물질의 열분해 온도 미만의 온도 값으로 조절할 수 있다. 이와 같이, 원료 가스의 온도를 복수의 원료 물질 중 가장 낮은 열분해 온도를 가지는 원료 물질의 열분해 온도 미만의 값으로 조절함으로써 박막 증착시 가스 분사부(300) 내에서 어떠한 원료 가스도 열분해되지 않을 수 있게 된다.Meanwhile, the temperature of the raw material gas may be adjusted to a temperature value lower than the pyrolysis temperature of the raw material having the lowest pyrolysis temperature among the plurality of raw materials used for thin film deposition. In this way, by adjusting the temperature of the raw material gas to a value less than the pyrolysis temperature of the raw material having the lowest pyrolysis temperature among the plurality of raw materials, it is possible to prevent any raw material gas from being pyrolyzed in the gas injection unit 300 during thin film deposition. do.
한편, 기판(S)에 박막을 증착하기 위하여 공급되는 원료 가스는 서로 다른 복수의 원료 물질을 포함할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 제1 가스 제공부로부터 공급되는 제1 원료 가스는 금속 원소를 표함하는 유기 소스일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 원료 가스는 아연(Zn)을 함유하는 가스와, 갈륨(Ga) 및 인듐(In) 중 적어도 하나를 함유하는 가스를 포함하는 가스일 수 있다. 여기서, 아연(Zn)을 함유하는 가스로는 DMZ(dimethylzinc)를 사용할 수 있다. DMZ는 약 280℃의 높은 열분해 온도를 가진다. 인듐(In)을 원료 물질로 함유하는 가스가 약 280℃의 높은 열분해 온도를 가지며, 갈륨(Ga)을 원료 물질로 함유하는 가스가 약 300℃의 높은 열분해 온도를 가지는 점을 고려할 때, 아연(Zn)을 원료 물질로 함유하는 가스로 DMZ를 사용함으로써 기판(S) 상에 박막을 증착하는 단계(S100)에서 원료 가스의 온도를 160℃ 이상, 280℃ 미만의 고온으로 유지할 수 있게 된다.Meanwhile, the source gas supplied to deposit the thin film on the substrate S may include a plurality of different source materials. That is, as described above, the first source gas supplied from the first gas providing unit may be an organic source containing a metal element. For example, the first source gas may be a gas containing zinc (Zn) and a gas containing at least one of gallium (Ga) and indium (In). Here, as a gas containing zinc (Zn), dimethylzinc (DMZ) may be used. DMZ has a high pyrolysis temperature of about 280°C. Considering that a gas containing indium (In) as a raw material has a high pyrolysis temperature of about 280°C, and a gas containing gallium (Ga) as a raw material has a high pyrolysis temperature of about 300°C, zinc ( By using the DMZ as a gas containing Zn) as a raw material, the temperature of the raw material gas can be maintained at a high temperature of 160°C or higher and less than 280°C in the step S100 of depositing a thin film on the substrate S.
챔버(10)를 세정하는 단계(S200)는 기판(S) 상에 박막을 증착하는 단계(S200)에서 내부에 부산물이 퇴적된 상기 챔버(10)를 세정한다. 챔버(10)를 세정하는 단계(S200)는 챔버(10) 외부로 기판(S)을 반출하고, 챔버(10) 내부로 수소를 함유하는 가스 및 염소를 함유하는 가스 중 적어도 하나 이상을 포함하는 세정 가스를 공급한 후, 세정 가스를 제1 온도로 활성화시킨다.In the step of cleaning the chamber 10 (S200), in the step of depositing a thin film on the substrate S (S200), the
여기서, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 박막 증착 공정 및 세정 공정을 상기 챔버(10)를 오픈하지 않고, 진공을 유지하면서 연속적으로 인-시튜(In-Situ)로 수행한다. 이때, 박막 증착 공정은 기판 상에 인듐(In) 및 갈륨(Ga) 중 적어도 하나 도핑된 아연 산화물, 예를 들어 IZO, GZO, IGZO 등을 증착하는 공정일 수 있으며, 이에 따라 상기 챔버(10) 내에 퇴적되는 부산물은 인듐(In) 및 갈륨(Ga) 중 적어도 하나 도핑된 아연 산화물과 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다.Here, as described above, the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention performs the thin film deposition process and the cleaning process continuously in-situ while maintaining the vacuum without opening the
본 발명의 실시 예에 따른 챔버 처리 방법에서는 금속 산화물을 포함하는 부산물이 내부에 퇴적된 챔버(10)를 세정하기 위하여 제1 세정 가스 및 제2 세정 가스를 서로 다른 영역에서 활성화시키고, 반응시켜 반응 가스를 생성한 후, 이와 같은 반응 가스를 이용하여 상기 챔버(10) 내부의 부산물을 제거한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 챔버 처리 방법에서는 상기 제1 세정 가스 및 상기 제2 세정 가스를 서로 다른 영역에서 활성화시킴으로써 금속 산화물을 포함하는 부산물이 내부에 퇴적된 상기 챔버(10)를 건식 세정할 수 있게 된다.In the chamber treatment method according to an embodiment of the present invention, the first cleaning gas and the second cleaning gas are activated in different areas and reacted to clean the
이와 같이 제1 세정 가스 및 제2 세정 가스를 서로 다른 영역에서 활성화시켜 챔버(10) 내부의 부산물을 제거함에 있어서, 세정 가스가 높은 온도를 유지하고 있을 때 세정 효율은 극대화될 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 세정 가스가 낮은 온도를 유지하고 있을 때, 즉 저온에서 세정 공정을 수행하는 경우 부산물인 InCl3(s)는 H2O(g)와 반응하여 InOCl(s)를 생성하게 된다. 이와 같은 InOCl(s)는 물에 녹지 않고, 부식 반응을 일으키게 되어 저온에서 챔버(10)의 세정은 어려운 문제가 있다. 그러나, 세정 가스가 160℃ 이상, 280℃ 미만의 고온으로 유지되면 In2O3(s)는 H2(g) 및 Cl2(g)와 반응하여 2InCl3·3H2O(g)를 생성하게 된다. 이와 같은 2InCl3·3H2O(g)는 펌핑 과정에서 제거되며 이에 의하여 부산물이 내부에 퇴적된 챔버(10)는 용이하게 건식 세정될 수 있게 된다. 이를 위하여, 챔버(10)를 세정하는 단계(S200)에서는 가스 분사부(300)의 온도를 고온으로 유지하는 것이 좋다. 따라서, 챔버(10)를 세정하는 단계(S200)에서는 기판(S) 상에 박막을 증착하는 단계(S100)에서 원료 가스를 공급할 때보다 가스 분사부(300)를 더 높은 온도로 유지할 수 있다. 그러나, 가스 분사부(300)의 온도를 무리하게 증가시키는 경우, 기판 처리 장치의 챔버 파트 등에 과부하를 야기할 수 있으므로 가스 분사부(300)의 온도는 적절한 수준을 유지하여야 한다.In this way, in removing by-products inside the
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 챔버 처리 방법에서는 박막 증착시 사용되는 원료 가스로서 높은 열분해 온도를 가지는 원료 가스를 선택하고, 원료 가스의 열분해 온도 미만의 범위 내에서 원료 가스를 제1 온도로 활성화시켜 박막을 증착한다. 이후, 세정 가스를 원료 가스를 활성화시키기 위한 온도와 동일한 제1 온도, 예를 들어 약 160℃ 이상, 280℃ 미만의 고온으로 조절하혀 챔버(10)를 세정한다. 즉, 기판(S) 상에 박막을 증착하는 단계(S100) 이후에는 상기 챔버(10)를 오픈하지 않고, 진공을 유지하면서 연속적으로 인-시튜로 챔버(10)를 세정하는 단계(S200)가 수행될 수 있는데, 박막을 증착하는 단계(S100)와 챔버(10)를 세정하는 단계(S200)는 각각 원료 가스와 세정 가스를 제1 온도로 활성화시켜 수행된다. 이에 의하여, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은 박막 증착과 챔버(10)의 세정을 동일한 환경에서 수행할 수 있게 된다.Therefore, in the chamber processing method according to an embodiment of the present invention, a raw material gas having a high pyrolysis temperature is selected as a raw material gas used when depositing a thin film, and the raw material gas is activated to a first temperature within a range less than the pyrolysis temperature of the raw material gas. To deposit a thin film. Thereafter, the cleaning gas is adjusted to a first temperature equal to the temperature for activating the source gas, for example, about 160° C. or more and less than 280° C. to clean the
챔버(10)를 세정하는 단계(S200)에서는 상기 가스 분사부(300)에 제1 세정 가스 및 제2 세정 가스를 공급하게 되고, 상기 제1 세정 가스 및 상기 제2 세정 가스는 플라즈마 등에 의하여 활성화되어 챔버(10) 내부의 부산물을 제거하게 된다.In the step of cleaning the chamber 10 (S200), a first cleaning gas and a second cleaning gas are supplied to the gas injection unit 300, and the first cleaning gas and the second cleaning gas are activated by plasma or the like. As a result, by-products inside the
여기서, 도 4와 관련하여 전술한 바와 같이, 제1 플라즈마 영역(P1)은 가스 분사부(300)와 기판 지지부(20) 사이에서 형성되고, 제2 플라즈마 영역(P2)은 제1 전극(310)과 제2 전극(320) 사이에서 형성된다. 이에 따라, 제1 세정 가스 및 제2 세정 가스는 제1 플라즈마 영역(P1)과 제2 플라즈마 영역(P2)에서 활성화될 수 있다. 그런데, 박막을 증착하는 단계(S100)에서 발생하는 부산물은 챔버(10)의 벽체 등 다양한 위치에 퇴적될 수 있는 반면, 제1 플라즈마 영역(P1)과 제2 플라즈마 영역(P2)에서 활성화된 제1 세정 가스 및 제2 세정 가스는 챔버(10)의 벽체까지 도달하는 경우에도 그 활성화된 상태를 유지하기는 어렵다. 이에, 챔버(10)를 세정하는 단계(S200)는 챔버(10)를 직접 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 세정 가스를 공급하는 단계(S220) 이후에 세정 가스를 제1 온도로 활성화시키는 단계(S230)와 동시에, 또는 세정 가스를 제1 온도로 활성화시키는 단계(S230) 이후에 챔버를 직접 가열하는 단계가 수행될 수 있다.Here, as described above with respect to FIG. 4, the first plasma region P1 is formed between the gas injection unit 300 and the
전술한 바와 같이, 챔버(10)에는 상기 챔버(10)를 직접 가열하기 위한 히터(16)가 설치될 수 있다. 따라서, 챔버(10)를 직접 가열하는 단계는 히터(10)에 의하여 챔버(10)의 벽체가 원료 가스를 활성화시키기 위한 제1 온도보다 높은 제2 온도를 가지도록 제어함으로써 챔버(10)의 벽체에 도달하는 제1 세정 가스 및 제2 세정 가스를 활성화시켜 챔버(10)의 벽체에 퇴적된 부산물을 제거할 수 있게 된다.As described above, a
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 챔버 처리 방법에서는 원료 가스의 온도를 제1 온도로 조절하여 챔버(10) 내의 기판(S)에 박막을 증착하고, 세정 가스의 온도 또한 제1 온도로 조절하여 상기 챔버(10)를 세정한다. 이때, 원료 가스 및 세정 가스의 온도는 가스 분사부(300)의 온도를 조절하여 이루어질 수 있음은 전술한 바와 같다. 여기서, 상기 가스 분사부(300)는 전술한 바와 같이 상기 챔버(10)의 챔버 리드(12)에 착탈 가능하게 결합되는 상부 프레임(310) 및 상기 상부 프레임(310)의 하부에 이격 배치되는 하부 프레임(320)을 포함하는 이중 구조로 형성될 수 있다. 이때, 상기 가스 분사부(300)의 온도는 상기 하부 프레임(320)의 온도일 수 있다. 상기 하부 프레임(320)은 가스의 이동 경로의 후단에 배치되며, 상기 기판 지지부(20)에 가장 인접하게 배치되는 바, 이와 같이 상기 하부 프레임(320)의 온도를 조절함으로써 가스 분사부(300)의 온도를 효과적으로 제어할 수 있게 된다.As described above, in the chamber processing method according to an embodiment of the present invention, a thin film is deposited on the substrate S in the
이하에서는, 금속 산화물을 포함하는 부산물이 내부에 퇴적된 챔버(10)를 세정하기 위하여 제1 세정 가스 및 제2 세정 가스를 서로 다른 영역에서 활성화시키고, 반응시켜 반응 가스를 생성한 후, 이와 같은 반응 가스를 이용하여 상기 챔버(10) 내부의 부산물을 제거하는 과정에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, in order to clean the
전술한 챔버(10)를 세정하는 단계(S200)는, 상기 챔버(10) 내에 염소(Cl)를 함유하는 제1 세정 가스와 수소(H)를 함유하는 제2 세정 가스를 분리하여 공급하는 단계, 상기 제1 세정 가스 및 상기 제2 세정 가스를 상기 챔버(10) 내에서 활성화시키고, 반응시켜 반응 가스를 생성하는 단계 및 상기 반응 가스로 상기 챔버(10) 내의 부산물을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The step of cleaning the
제1 세정 가스와 제2 세정 가스를 분리하여 공급하는 단계는 제1 가스 제공부로부터 제공되는 제1 세정 가스와 제2 가스 제공부로부터 제공되는 제2 세정 가스를 상기 가스 분사부(300)를 통하여 상기 챔버(10) 내로 공급한다. 즉, 상기 제1 세정 가스 및 상기 제2 세정 가스는 가스 분사부(300) 내에 서로 다른 경로로 형성되는 제1 가스 공급 경로(110) 및 제2 가스 공급 경로(210)를 따라 상기 챔버(10) 내로 공급될 수 있다.In the step of separately supplying the first cleaning gas and the second cleaning gas, the first cleaning gas provided from the first gas supply unit and the second cleaning gas supplied from the second gas supply unit are supplied to the gas injection unit 300. It is supplied into the
상기 제1 세정 가스 및 상기 제2 세정 가스는 상기 챔버(10) 내의 반응 공간에서 서로 반응하여 반응 가스를 생성하기 위한 것으로, 상기 제1 세정 가스 및 상기 제2 세정 가스 중 어느 하나는 염소(Cl) 함유 가스를 포함하고, 상기 제1 세정 가스 및 상기 제2 세정 가스 중 다른 하나는 수소(H) 함유 가스를 포함할 수 있다. 염소(Cl) 함유 가스는 Cl2, BCl3 및 ClF3 중 적어도 하나를 포함하고, 수소(H) 함유 가스는 H2, CH4 및 H2O 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 각각 염소(Cl) 또는 수소(H)를 원소로써 포함하는 다양한 종류의 가스를 사용할 수 있음은 전술한 바와 같다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 세정 가스로 염소(Cl) 함유 가스를 사용하고, 제2 세정 가스로 수소(H) 함유 가스를 사용하는 경우를 예로 들어 설명하나, 반대의 경우에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.The first cleaning gas and the second cleaning gas react with each other in a reaction space in the
또한, 상기 제1 세정 가스는 염소(Cl) 함유 가스를 포함할 수 있고, 상기 제2 세정 가스는 수소(H) 함유 가스를 포함할 수 있으나, 각 가스는 염소(Cl) 함유 가스 및 수소(H) 함유 가스 외에도 각각 아르곤(Ar), 제논(Ze) 및 헬륨(He) 등 중 적어도 하나의 비반응성 가스를 더 포함할 수 있다. 이 경우 비반응성 가스는 캐리어 가스의 역할을 하거나, 염소(Cl) 함유 가스 및 수소(H) 함유 가스가 역류하는 것을 방지할 수 있으며, 전원이 인가되는 경우 플라즈마 형성을 위한 방전 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the first cleaning gas may include a gas containing chlorine (Cl), and the second cleaning gas may include a gas containing hydrogen (H), but each gas is a gas containing chlorine (Cl) and a gas containing hydrogen ( In addition to the H) containing gas, at least one non-reactive gas, such as argon (Ar), xenon (Ze), and helium (He), may be further included. In this case, the non-reactive gas can act as a carrier gas or prevent reverse flow of the chlorine (Cl)-containing gas and the hydrogen (H)-containing gas, and when power is applied, the discharge efficiency for plasma formation can be improved. have.
상기 제1 세정 가스 및 상기 제2 세정 가스는 상기 가스 분사부(300) 내에서 각각 별개의 경로를 따라 상기 챔버(10) 내로 분리 공급된다. 즉, 상기 제1 세정 가스는 상기 가스 분사부(300) 내에 형성된 상기 제1 가스 공급 경로(110)를 따라 상기 챔버(10) 내로 공급되며, 상기 제2 세정 가스는 상기 가스 분사부(300) 내에 형성되어 상기 제1 가스 공급 경로(110)와 연통되지 않는 상기 제2 가스 공급 경로(210)를 따라 챔버(10) 내로 공급된다. 이와 같이 상기 제1 세정 가스 및 상기 제2 세정 가스를 상기 가스 분사부(300) 내에서 각각 별개의 경로를 따라 챔버(10) 내로 공급함으로써, 상기 가스 분사부(300) 내에서 상기 제1 세정 가스와 상기 제2 세정 가스가 반응하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 상기 가스 분사부(300)의 손상을 방지하고, 상기 챔버(10) 내부를 보다 효과적으로 세정할 수 있게 된다.The first cleaning gas and the second cleaning gas are separately supplied into the
반응 가스를 생성하는 단계는 상기 제1 세정 가스와 상기 제2 세정 가스를 챔버(10) 내부에 형성되는 플라즈마 영역에서 활성화시키고, 플라즈마 영역에서 활성화된 상기 제1 세정 가스와 상기 제2 세정 가스를 상기 챔버(10) 내부의 반응 공간에서 반응시켜 반응 가스를 생성한다.In the step of generating the reactive gas, the first cleaning gas and the second cleaning gas are activated in a plasma region formed in the
여기서, 반응 가스를 생성하는 단계는, 도 4에서 전술한 바와 같이 상기 제1 세정 가스가 상기 제1 전극(310)을 관통하여 공급되는 경우, 상기 제1 세정 가스는 제1 플라즈마 영역(P1)에서 활성화된다. 또한, 상기 제2 세정 가스가 상기 제1 전극(310)과 상기 제2 전극(320) 사이의 이격 공간을 통하여 공급되는 경우, 제2 플라즈마 영역(P2)에서부터 활성화되어, 상기 제1 플라즈마 영역(P1)에 걸쳐 활성화된다. 이에 의하여 반응 가스를 생성하는 단계는 상기 제1 세정 가스와 상기 제2 세정 가스를 서로 다른 크기의 플라즈마 영역에서 활성화시킬 수 있으며, 플라즈마가 형성되는 영역을 상기 제1 전극(310)과 상기 제2 전극(320) 사이의 영역까지 확장시켜 상기 챔버(10) 내의 플라즈마 밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 반응 가스를 생성하기 위한 최적의 공급 경로로 상기 제1 가스와 상기 제2 가스를 분배시킬 수 있다.Here, the step of generating the reactive gas may include, as described above in FIG. 4, when the first cleaning gas is supplied through the
또한, 활성화된 상기 제1 세정 가스와 상기 제2 세정 가스, 예를 들어 염소(Cl) 함유 가스와 수소(H) 함유 가스는 별개의 경로로 상기 챔버(10) 내에 공급되어, 직접적으로 상기 챔버(10)의 세정을 위한 세정 가스로도 일부 사용될 수 있지만, 활성화된 염소(Cl) 함유 가스와 활성화된 수소(H) 함유 가스는 상호 반응성이 높기 때문에, 상기 챔버(10) 내의 부산물을 식각하기 위한 반응 가스, 예를 들어 염화수소(HCl) 가스를 생성하게 된다. 생성된 염화수소(HCl) 가스는 상기 챔버(10) 내에 퇴적되는 아연 산화물 등의 유기 금속 산화물을 포함하는 부산물을 효율적으로 제거하기 위한 주된 반응 가스가 된다.In addition, the activated first cleaning gas and the second cleaning gas, for example, a chlorine (Cl)-containing gas and a hydrogen (H)-containing gas are supplied into the
반응 가스로 상기 챔버(10) 내의 부산물을 제거하는 단계는 생성된 반응 가스를 상기 챔버(10) 내의 부산물과 물리 화학적으로 반응시켜 식각하여 제거한다. 예를 들어, 염화수소(HCl) 가스는 상기 챔버(10) 내에 퇴적되는 부산물과 물리 화학적으로 반응하여, 유기 금속 화학 기상 증착(MOCVD: Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) 공정 등으로부터 발생하는 아연 산화물 등의 유기 금속 산화물을 포함하는 부산물을 효율적으로 식각하여 제거할 수 있다.In the step of removing the by-products in the
또한, 챔버(10)를 세정하는 단계(S300)는 부산물을 제거하는 단계 이후에, 상기 챔버 내에 잔류하는 염소(Cl) 성분 및 수소(H) 성분 등의 잔류물을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the step of cleaning the chamber 10 (S300) may further include removing residues such as chlorine (Cl) component and hydrogen (H) component remaining in the chamber after the step of removing by-products. I can.
상기 잔류물을 제거하는 단계는 전술한 부산물을 제거하는 단계에서 발생하는 상기 챔버(10) 내의 잔류물을 상기 챔버(10) 외부로 배출하여 제거한다. 상기 잔류물을 제거하는 단계는 상기 챔버(10)를 활성화된 수소(H) 함유 세정 가스로 세정하는 단계 및 상기 챔버(10)를 활성화된 산소(O) 함유 세정 가스로 세정하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 설명의 편의를 위하여 반응 가스로 부산물을 제거하는 것을 1차 세정이라하고, 챔버 내에 잔류하는 염소(Cl) 성분을 제거하는 것을 2차 세정이라 하고, 챔버 내에 잔류하는 수소(H) 성분을 제거하는 것을 3차 세정이라 하기로 정의한다.In the step of removing the residue, the residue in the
활성화된 염소(Cl) 함유 가스와 수소(H) 함유 가스를 반응시켜 염화수소(HCl) 가스를 생성하고, 생성된 염화수소(HCl) 가스에 의하여 상기 챔버(10) 내의 부산물을 식각하게 되면, 활성화된 염소(Cl) 함유 가스 및 염화수소(HCl) 가스에 의하여 발생하는 염소(Cl) 원자, 염소(Cl) 라디칼, 염소(Cl) 이온 및 전자를 포함하는 염소(Cl) 성분의 잔류물이 상기 챔버(10) 내에 잔류하게 된다. 따라서, 이와 같은 염소(Cl) 성분의 잔류물을 제거하기 위하여 상기 챔버(10) 내를 활성화된 수소(H) 함유 세정 가스로 수소 플라즈마 처리하여 2차 세정한다. 수소 플라즈마 처리를 위하여 수소 플라즈마는 원격 플라즈마를 이용하여 상기 챔버(10) 내에 공급될 수도 있으나, 상기 챔버(10) 내에 공급되는 수소(H) 함유 세정 가스를 활성화시켜 상기 챔버(10) 내에서 직접 수행될 수 있으며, 제2 가스로 수소 가스(H2)를 사용하는 경우에는 제2 가스를 그대로 이용하여 수소 플라즈마 처리를 수행할 수도 있다. 이와 같은 수소 플라즈마 처리에 의하여 형성되는 수소(H) 라디칼은 염소(Cl) 성분과 반응하고, 이에 따라 상기 챔버(10) 내에 잔류하는 염소(Cl) 성분의 잔류물이 제거된다.When activated chlorine (Cl)-containing gas and hydrogen (H)-containing gas are reacted to generate hydrogen chloride (HCl) gas, and by-products in the
또한, 수소 플라즈마 처리 이후에는 활성화된 수소(H) 함유 가스 및 수소 플라즈마 처리 이후에 발생하는 수소(H) 원자, 수소(H) 라디칼, 수소(H) 이온 및 전자를 포함하는 수소(H) 성분의 잔류물이 상기 챔버(10) 내에 잔류하게 된다. 따라서, 이와 같은 수소(H) 성분의 잔류물을 제거하기 위하여 상기 챔버(10) 내를 활성화된 산소(O) 함유 세정 가스로 산소 플라즈마 처리하여 3차 세정한다. 산소 플라즈마는 수소 플라즈마의 경우와 동일하게 원격 플라즈마를 이용하여 상기 챔버(10) 내에 공급될 수도 있으나, 상기 챔버(10) 내에 공급되는 산소(O) 함유 세정 가스를 활성화시켜 상기 챔버(10) 내에서 직접 수행될 수도 있다. 이 경우, 산소(O) 함유 세정 가스를 제공하는 산소(O) 함유 가스 제공부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 산소(O) 함유 가스, 예를 들어 산소 가스(O2)는 상기 가스 분사부(300)를 통하여 상기 챔버(10) 내에 공급될 수 있다.In addition, after hydrogen plasma treatment, a hydrogen (H) component including activated hydrogen (H)-containing gas and hydrogen (H) atoms, hydrogen (H) radicals, hydrogen (H) ions and electrons generated after hydrogen plasma treatment The residues of will remain in the
여기서, 수소 플라즈마 처리를 위한 수소 함유 세정 가스와 산소 플라즈마 처리를 위한 산소 함유 세정 가스는 제1 세정 가스 및 제2 세정 가스 중 적어도 하나와 동일한 경로로 상기 챔버(10) 내에 공급될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 제2 가스 공급 경로(210)는 전원이 인가되는 제1 전극(310)과 제2 전극(320) 사이의 이격 공간으로 연결되도록 형성되므로, 수소 플라즈마 또는 산소 플라즈마를 고밀도로 보다 효율적으로 발생시키기 위하여 수소 플라즈마 처리 또는 산소 플라즈마 처리시에 공급되는 수소 함유 세정 가스 또는 산소 함유 세정 가스는 제2 가스 공급 경로(210)를 통하여 상기 챔버(10) 내에 공급될 수 있다.Here, the hydrogen-containing cleaning gas for hydrogen plasma treatment and the oxygen-containing cleaning gas for oxygen plasma treatment may be supplied into the
본 발명의 실시 예에 따른 챔버의 세정은 박막 증착 공정 다음에 진공을 유지하면서 연속적으로 인-시투(In-Situ)로 이루어질 수 있다. 즉, 기판 지지부(20)에 기판이 안착되어 예를 들어, 유기 금속 화학 기상 증착 공정이 수행되어 기판 상에 아연 산화물, 즉 인듐과 갈륨이 도핑된 아연 산화물(IGZO)이 증착되고, 증착이 완료되면 기판은 외부로 반출된다. 이후, 챔버(10) 내부를 세정하기 위하여 상기 챔버(10) 내부로 공정 가스를 공급하지 않고, 염소(Cl) 함유 가스 및 수소(H) 함유 가스를 포함하는 제1 가스 및 제2 가스를 공급한다. 전원이 인가되어 활성화된 제1 가스 및 제2 가스가 상기 챔버(10) 내부의 반응 공간에서 반응하여 염화수소(HCl) 가스가 생성되면, 상기 챔버(10) 내부에서 부산물과 물리 화학적으로 반응하여 부산물이 식각되어 제거된다. 한편, 세정이 완료되고 나면, 상기 제1 가스 및 상기 제2 가스의 공급을 중단하고, 다시 기판을 상기 챔버(10) 내부로 반입하여 유기 금속 화학 기상 증착 공정을 수행할 수 있다.The cleaning of the chamber according to the exemplary embodiment of the present invention may be performed continuously in-situ while maintaining a vacuum after the thin film deposition process. That is, the substrate is seated on the
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 금속 산화물 박막 증착 방법 및 챔버 처리 방법에 의하면, 박막 증착 공정에서의 원료 가스와 세정 공정에서의 세정 가스를 동일한 온도로 활성화시켜 박막 증착시 원료 가스가 가스 분사부 내부에서 부산물로 퇴적되는 것을 방지하고, 챔버 내부에 퇴적된 부산물을 제거하기 위한 세정 공정의 세정 효율을 극대화시킬 수 있다. 특히, 유기 금속 기상 증착을 수행하는 기판 처리 장치의 챔버 내부에 퇴적된 금속을 포함한 부산물을 효율적으로 세정할 수 있다. As described above, according to the metal oxide thin film deposition method and the chamber treatment method according to an embodiment of the present invention, the raw material gas in the thin film deposition process and the cleaning gas in the cleaning process are activated at the same temperature so that the raw material gas is gaseous when depositing the thin film. It is possible to maximize the cleaning efficiency of the cleaning process for preventing the by-products from being deposited inside the sand and removing the by-products deposited inside the chamber. In particular, it is possible to efficiently clean by-products including metals deposited in a chamber of a substrate processing apparatus for performing organic metal vapor deposition.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 금속 산화물 박막 증착 방법 및 챔버 처리 방법에 의하면, 박막 증착 공정에서의 원료 가스와 세정 공정에서의 세정 가스를 동일한 온도로 활성화시켜 박막 증착과 챔버의 세정을 동일한 환경에서 수행할 수 있다.In addition, according to the metal oxide thin film deposition method and the chamber treatment method according to an embodiment of the present invention, the raw material gas in the thin film deposition process and the cleaning gas in the cleaning process are activated at the same temperature, so that the deposition of the thin film and the cleaning of the chamber are performed in the same environment. Can be done in
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 금속 산화물 박막 증착 방법 및 챔버 처리 방법에 의하면, 빈번한 세정이 요구되는 화학 기상 증착 공정에서 챔버를 오픈하지 않고 인-시투 세정이 가능하게 되어, 작업 능률의 향상 및 높은 장치 재현성과 가동률을 확보할 수 있다.In addition, according to the metal oxide thin film deposition method and the chamber treatment method according to an embodiment of the present invention, in-situ cleaning is possible without opening the chamber in a chemical vapor deposition process requiring frequent cleaning, thereby improving work efficiency and High device reproducibility and operation rate can be secured.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated using specific terms, but such terms are only for clearly describing the present invention, and embodiments of the present invention and the described terms are the technical spirit of the following claims. And it is obvious that various changes and changes can be made without departing from the scope. Such modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, and should be said to fall within the scope of the claims of the present invention.
110: 제1 가스 공급 경로
210: 제2 가스 공급 경로
300: 가스 분사부
310: 상부 프레임, 제1 전극
312: 온도 조절 수단
320: 하부 프레임, 제2 전극
342: 돌출부
350: 밀봉 부재110: first gas supply path 210: second gas supply path
300: gas injection unit 310: upper frame, first electrode
312: temperature control means 320: lower frame, second electrode
342: protrusion 350: sealing member
Claims (12)
상기 챔버 내부로 아연을 함유하는 가스와, 갈륨 및 인듐 중 적어도 하나를 함유하는 가스를 포함하는 원료 가스를 공급하는 단계;
상기 원료 가스를 제1 온도로 활성화시키는 단계;
상기 챔버 외부로 기판을 반출하는 단계;
상기 챔버 내부로 수소를 함유하는 가스 및 염소를 함유하는 가스 중 적어도 하나 이상을 포함하는 세정 가스를 공급하는 단계; 및
상기 세정 가스를 상기 제1 온도로 활성화시키는 단계;를 포함하는 챔버 처리 방법.Carrying the substrate into the chamber;
Supplying a source gas including a gas containing zinc and a gas containing at least one of gallium and indium into the chamber;
Activating the source gas to a first temperature;
Carrying the substrate out of the chamber;
Supplying a cleaning gas including at least one of a gas containing hydrogen and a gas containing chlorine into the chamber; And
Activating the cleaning gas to the first temperature.
상기 제1 온도는 원료 가스의 열분해 온도 미만의 값을 가지는 챔버 처리 방법.The method according to claim 1,
The first temperature is a chamber processing method having a value less than the thermal decomposition temperature of the source gas.
상기 제1 온도는 160℃ 이상, 280℃ 미만의 값을 가지는 챔버 처리 방법.The method according to claim 1,
The first temperature is a chamber processing method having a value of 160°C or more and less than 280°C.
상기 아연을 함유하는 가스는 DMZ(dimethylzinc) 가스인 챔버 처리 방법.The method according to claim 1,
The gas containing zinc is a chamber processing method of DMZ (dimethylzinc) gas.
상기 챔버 내에는 기판을 지지하기 위한 기판 지지부가 설치되고,
상기 원료 가스를 제1 온도로 활성화시키는 단계 및 상기 세정 가스를 상기 제1 온도로 활성화시키는 단계에서 상기 기판 지지부의 온도는 300℃ 이상, 400℃ 미만의 값을 가지는 챔버 처리 방법.The method according to claim 1,
A substrate support part for supporting a substrate is installed in the chamber,
In the step of activating the source gas to a first temperature and the step of activating the cleaning gas to the first temperature, the temperature of the substrate support portion has a value of 300°C or more and less than 400°C.
상기 챔버 내에는 원료 가스 및 세정 가스를 공급하기 위한 가스 분사부가 설치되고,
상기 원료 가스를 제1 온도로 활성화시키는 단계 및 상기 세정 가스를 상기 제1 온도로 활성화시키는 단계에서 상기 가스 분사부의 온도는 180℃ 이상, 300℃ 미만의 값을 가지는 챔버 처리 방법.The method according to claim 1,
A gas injection unit for supplying a source gas and a cleaning gas is installed in the chamber,
In the step of activating the source gas to a first temperature and the step of activating the cleaning gas to the first temperature, the temperature of the gas injection unit has a value of 180°C or more and less than 300°C.
상기 가스 분사부는,
상기 챔버의 챔버 리드에 착탈 가능하게 결합되는 상부 프레임; 및
상기 상부 프레임의 하부에 이격 배치되는 하부 프레임;을 포함하고,
상기 가스 분사부의 온도는 상기 하부 프레임의 온도를 포함하는 챔버 처리 방법.The method of claim 6,
The gas injection unit,
An upper frame detachably coupled to the chamber lid of the chamber; And
Includes; a lower frame spaced apart from the lower frame of the upper frame,
The temperature of the gas injection unit includes the temperature of the lower frame.
상기 세정 가스를 공급하는 단계 이후에 상기 챔버를 직접 가열하는 단계;를 더 포함하는 챔버 처리 방법.The method according to claim 1,
Directly heating the chamber after supplying the cleaning gas.
상기 챔버를 직접 가열하는 단계는,
상기 챔버의 벽체가 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도를 가지도록 상기 챔버를 가열하는 챔버 처리 방법.The method of claim 8,
The step of directly heating the chamber,
The chamber processing method of heating the chamber so that the wall of the chamber has a second temperature higher than the first temperature.
챔버 내부에 기판을 안치하는 단계;
상기 기판을 300℃ 이상, 400℃ 미만으로 가열하는 단계; 및
상기 기판 상에 복수의 분사 홀을 가지는 가스 분사부를 통하여 상기 챔버 내부로 아연을 함유하는 가스와, 갈륨 및 인듐 중 적어도 하나를 함유하는 가스를 포함하는 원료 가스 및 산화 가스를 공급하는 단계;를 포함하고,
상기 원료 가스 및 산화 가스를 공급하는 단계에서 상기 가스 분사부의 온도는 180℃ 이상, 300℃ 미만의 값으로 유지되는 금속 산화물 박막 증착 방법.As a method of depositing a metal oxide thin film containing zinc,
Placing the substrate in the chamber;
Heating the substrate to 300° C. or more and less than 400° C.; And
Supplying a source gas containing a gas containing zinc, a gas containing at least one of gallium and indium, and an oxidizing gas into the chamber through a gas injection unit having a plurality of injection holes on the substrate; and,
In the step of supplying the source gas and the oxidizing gas, the temperature of the gas injection unit is maintained at a value of 180°C or more and less than 300°C.
상기 아연을 함유하는 가스는 DMZ(dimethylzinc) 가스를 포함하는 금속 산화물 박막 증착 방법.The method of claim 10,
The zinc-containing gas is a metal oxide thin film deposition method comprising a DMZ (dimethylzinc) gas.
상기 챔버에서 기판을 반출하는 단계;
상기 챔버 내부로 세정 가스를 공급하는 단계; 및
상기 챔버 내부를 세정하는 단계;를 포함하고,
상기 챔버 내부를 세정하는 단계에서는 상기 원료 가스 및 산화 가스를 공급하는 단계보다 상기 가스 분사부를 더 높은 온도로 유지하는 금속 산화물 박막 증착 방법.
The method of claim 10,
Taking out the substrate from the chamber;
Supplying a cleaning gas into the chamber; And
Including; cleaning the inside of the chamber;
In the step of cleaning the inside of the chamber, the method of depositing a metal oxide thin film maintaining the gas injection unit at a higher temperature than the step of supplying the source gas and the oxidizing gas.
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