KR20220061191A

KR20220061191A - 반응물 가스를 전달하는 처리 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20220061191A
Application number: KR1020227011795A
Authority: KR
Inventors: 비쉬와스 쿠마르 판데이; 크리스토퍼 에스. 올슨; 르네 조지; 에릭 소노; 라라 호릴차크; 에리카 한센; 토빈 코프만-오스본; 한셀 로; 카르티크 샤
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2020-09-09
Publication date: 2022-05-12
Also published as: WO2021050489A1; JP2022547508A; US20220411927A1; JP7376693B2; WO2021050489A8; CN114599816A; TW202125673A

Abstract

본원에 설명된 실시예들은 일반적으로, 반응물 가스를 전달하는 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다. 처리 시스템은 기판 지지 시스템, 분사 콘, 및 흡입구를 포함한다. 분사 콘은 선형 러더를 포함한다. 선형 러더는 분사 콘을 통한 반응물 가스의 유동이 기판의 특정 부분 상의 막 성장을 초래하도록 배치된다. 방법은 분사 콘을 통해 가스를 유동시키는 단계 및 가스를 아래의 기판 상에 전달하는 단계를 포함한다. 반응물 가스의 국소화는 기판의 특정 부분 상의 막 성장을 허용한다.

Description

반응물 가스를 전달하는 처리 시스템 및 방법

본 개시내용의 실시예들은 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 반응물 가스를 전달하는 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

집적 회로들 및 마이크로 디바이스들에서의 메모리 게이트 산화물들, 라이너 산화물들, 희생 산화물들, 측벽 산화물들, 플래시 터널 산화물들, 산화물-질화물-산화물(ONO) 스택들 등의 제조에서, 반도체 기판들은 급속 열 산화에 의해 처리될 수 있다. 이러한 프로세스에서, 산화물 층은, 산소 및 수소 라디칼들을 생성하기 위해 기판을 복사 열원으로 가열하면서 기판을 산소 및 수소 기재의 반응물 가스에 노출시킴으로써 기판 상에 형성될 수 있다. 산소 라디칼들은, 산화물 층, 예를 들어, 이산화규소 층을 규소 기판 상에 형성하기 위해 기판의 표면을 타격한다.

통상적으로, 회전가능한 기판 지지부는 반응물 가스가 기판의 중심을 향해 직선으로 도입되는 동안 기판을 회전시킨다. 분사 시스템은 반응물 가스를 챔버 내로 그리고 기판 상으로 분사하고, 여기서 반응물 가스는 기판과 반응하여 원하는 층을 형성한다. 종래의 분사 콘들(injection cones)은 전체 기판 표면을 커버하려고 시도하여 반응물 가스의 넓은 확산을 초래한다.

관련 기술분야의 분사 시스템들에 대한 하나의 단점은, 분사 시스템들이 반응물 가스를 기판의 표면 상에 균등하게 분배하지 않는다는 점이다. 반응물 가스는 기판의 중심에 더 많이 그리고 기판의 에지들 근처에 더 적게 분배되고, 따라서, 기판의 에지들 근처에서 성장된 산화물 층의 두께는 기판의 중심에서 또는 중심 근처에서보다 더 적다. 예를 들어, 중심 대 에지(center-to-edge)(CE) 두께 차이는 허용불가능하게 높다.

그러므로, 반응물 가스를 기판에 걸쳐 더 균일하게 분배하는 개선된 처리 시스템 및 방법이 필요하다.

일 실시예에서, 몸체를 포함하는 분사 콘이 제공된다. 몸체는 반응물 가스를 전달하도록 구성된 제1 부분, 및 반응물 가스를 수용하도록 구성된 제2 부분을 포함한다. 제1 부분은 바닥 표면 및 하나의 러더(rudder)를 포함한다. 제1 부분과 제2 부분은 분할선에 의해 분리된다.

다른 실시예에서, 분사 콘, 흡입구, 및 기판 지지 시스템을 포함하는 처리 시스템이 제공된다. 분사 콘은 몸체를 포함한다. 몸체는 반응물 가스를 전달하도록 구성된 제1 부분, 및 반응물 가스를 수용하도록 구성된 제2 부분을 포함한다. 제1 부분은 바닥 표면 및 하나의 선형 러더를 포함한다. 제1 부분과 제2 부분은 분할선에 의해 분리된다. 흡입구는 분사 콘에 결합된다. 흡입구는 반응물 가스를 전달하도록 구성된다. 기판 지지 시스템은 기판 지지부를 포함한다.

또 다른 실시예에서, 반응물 가스를 전달하는 방법이 제공되고, 방법은, 반응물 가스를 흡입구를 통해 유동시키는 단계, 반응물 가스를 분사 콘을 통해 유동시키는 단계, 및 기판의 표면 상에 막이 형성되도록, 기판 지지부 위에 배치된 기판의 표면에 반응물 가스를 전달하는 단계를 포함한다. 분사 콘은 몸체를 포함한다. 몸체는 반응물 가스를 전달하도록 구성된 제1 부분, 및 반응물 가스를 수용하도록 구성된 제2 부분을 포함한다. 제1 부분은 바닥 표면 및 선형 러더를 포함한다. 제1 부분과 제2 부분은 분할선에 의해 분리된다. 흡입구는 분사 콘에 결합된다. 흡입구는 반응물 가스를 전달하도록 구성된다. 기판 지지 시스템은 기판 지지부를 포함한다.

처리 시스템은 기판의 부분 상의 막의 국소화된 성장을 제공한다. 방법은 기판 상에서의 막의 구분적 또는 연속적 성장을 허용하고, 따라서 막의 균일성이 개선된다.

본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에 간략히 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이들 중 일부는 첨부 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 본 개시내용은 동등한 효과의 다른 실시예들을 허용할 수 있기 때문에, 첨부 도면들은 본 개시내용의 전형적인 실시예들만을 예시하고 그러므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 주목해야 한다.
도 1a-1b는 일 실시예에 따른, 처리 시스템의 개략도들을 예시한다.
도 1c는 일 실시예에 따른, 막이 퇴적된 후의 처리 시스템의 개략적인 상면도를 예시한다.
도 1d는 일 실시예에 따른, 막이 두 번째로 퇴적된 후의 처리 시스템의 개략적인 상면도를 예시한다.
도 2a는 일 실시예에 따른, 2개의 선형 러더들을 갖는 분사 콘의 개략도를 예시한다.
도 2b는 일 실시예에 따른, 단일 선형 러더를 갖는 분사 콘의 개략도를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른, 반응 가스를 전달하기 위한 방법 작동들의 흐름도이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예에 개시된 요소들이 특정 언급 없이 다른 실시예들에서 유익하게 활용될 수 있다는 점이 고려된다.

본원에 설명된 실시예들은 일반적으로, 반응물 가스를 전달하는 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다. 처리 시스템은 기판 지지 시스템, 분사 콘, 및 흡입구를 포함한다. 분사 콘은 선형 러더를 포함한다. 선형 러더는 분사 콘을 통한 반응물 가스의 유동이 기판의 특정 부분 상의 막 퇴적을 초래하도록 배치된다. 방법은 분사 콘을 통해 가스를 유동시키는 단계 및 가스를 아래의 기판 상에 전달하는 단계를 포함한다. 반응물 가스의 국소화는 기판의 특정 부분 상의 막 성장을 허용한다. 기판은 회전될 수 있고, 프로세스는 반복될 수 있고, 개선된 균일성을 갖는 막 층의 구분적 성장을 초래한다. 본 개시내용의 실시예들은 막의 구분적 성장을 위한 처리 시스템 및 방법에 유용할 수 있지만, 그에 한정되지는 않는다.

본원에서 사용되는 바와 같이, "약"이라는 용어는 공칭 값으로부터 +/-10% 변동을 지칭한다. 그러한 변동은 본원에서 제공되는 임의의 값에 포함될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

일 실시예에 따라, 도 1a는 처리 시스템(100)의 개략적인 상면도를 예시하고, 도 1b는 처리 시스템의 개략적인 측면도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 처리 시스템(100)은 기판 지지 시스템(170), 분사 콘(200), 및 흡입구(160)를 포함한다. 처리 시스템(100)은 처리 챔버(101)에 배치되고, 처리 챔버(101)는 기판 상에 막을 성장시키기 위해 사용되는 관련 기술분야의 임의의 챔버, 예컨대, 열 성장 챔버일 수 있다. 처리 챔버(101)는 배기구(120)를 포함하고, 막 성장으로부터의 원하지 않는 부산물들은 배기구를 통해 배기된다. 처리 시스템(100)은 기판 지지 시스템(170) 상에 배치된 기판 상에 반응성 가스를 퇴적시키도록 구성되고, 이로써 기판 상에 원하는 막이 성장된다.

도시된 바와 같이, 기판 지지 시스템(170)은 액추에이터(106), 샤프트(107), 및 기판 지지부(105)를 포함한다. 기판 지지부(105)는 샤프트(107)에 의해 지지되고, 샤프트는 액추에이터(106)에 결합된다. 액추에이터(106)는 기판 지지부(105)를 z 축을 중심으로 회전시키도록 구성된다. 액추에이터(106)는 기판 지지부(105)를 연속적 또는 단계적 방식으로 회전시킬 수 있다. 액추에이터(106)는 기판 지지부(105)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킬 수 있다. 액추에이터(106)는 막 성장 동안 기판(110)을 회전시킬 수 있거나, 기판 지지부(105)는 막 성장 동안 정지 상태로 유지될 수 있다. 액추에이터(106)는 제어기(도시되지 않음)에 의해 제어되고, 제어기는 액추에이터에 명령을 내린다. 기판(110)은 기판 지지부(105) 상에 지지된다. 기판 지지부(105)는 또한, 막 퇴적 프로세스가 기판 온도를 증가시키거나 감소시키는 단계 또는 기판을 전기적으로 바이어싱하는 단계를 포함하는지 여부에 따라, 냉각 시스템(도시되지 않음), 가열기(도시되지 않음), 정전 척(electrostatic chuck)(ESC)(도시되지 않음), 또는 자기 부상 시스템을 포함할 수 있다. 기판 지지 시스템(170)은 기판 상의 막 성장 이전에, 막 성장 동안에, 또는 막 성장 이후에 기판(110)을 회전시키도록 구성된다.

기판(110)은, 비정질 유전체들, 비-비정질 유전체들, 결정질 유전체들, 산화규소, 중합체들, 및 이들의 조합들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 물질을 포함한다. 적합한 예들은 산화물들, 황화물들, 인화물들, 텔루르화물들, 또는 이들의 조합들을 포함한다. 일 예에서, 기판(110)은 규소(Si), 이산화규소(SiO₂), 게르마늄(Ge), 규소 게르마늄(SiGe), 또는 사파이어를 포함한다. 기판은 기판 상에 배치된 임의의 다른 추가적인 층들을 포함할 수 있다.

반응 가스(유동이 화살표(150)에 의해 도시됨)는 막을 성장시키기 위해 사용되는 관련 기술분야의 임의의 처리 가스, 예컨대, 산소 가스(O₂), 수소 가스(H₂), 아산화질소(N₂O), 이산화탄소(CO₂), 과산화수소(H₂O₂), 오존(O₃), 물(H₂O), 암모니아(NH₃), 질소 가스(N₂), 헬륨(He), 아르곤(Ar), 임의의 다른 중성 캐리어 가스, 상술한 것들의 임의의 조합, 상술한 것으로부터 생성된 임의의 플라즈마, 및 상술한 것으로부터 생성된 임의의 이온 또는 라디칼일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 일 예에서, 기판(110)은 Si를 포함하고, 반응 가스는 O₂ 및 N₂를 포함하고, 퇴적된 막(110f)은 SiO₂를 포함한다. 추가적으로, 본 개시내용 전반에서 "성장" 및 "성장된"이라는 용어가 사용되지만, 막을 생성하는 임의의 형태는 막 성장 또는 막 퇴적을 포함하여 본 개시내용에 의해 커버된다는 점이 이해되어야 한다.

기판 지지부(105)는 분리선(117)에 의해 더 높은 성장 부분(higher growth portion)(116) 및 더 낮은 성장 부분(lower growth portion)(115)으로 분할된다. 처리 시스템(100)은, 막(110f)의 성장의 대부분 또는 전부가, 기판 지지부(105)의 더 높은 성장 부분(116) 위에 배치된 기판(110)의 부분 상에서 발생하도록 구성된다. 마찬가지로, 막(110f)의 성장은, 기판 지지부(105)의 더 낮은 성장 부분(115) 위에 배치된 기판(110)의 부분 상에서는 거의 발생하지 않거나 전혀 발생하지 않는다. 따라서, 막 성장은 기판(110)의 특정 부분으로 주로 제한될 수 있다. 일 실시예에 따라, 더 낮은 성장 부분(115) 및 성장 부분(116)은 거의 동일한 면적을 갖는다.

도 1c는 일 실시예에 따른, 막(110f)이 퇴적된 후의 처리 시스템(100)의 개략적인 상면도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 막(110f)은 기판 지지부(105)의 더 높은 성장 부분(116) 위에 배치된 기판의 부분 상에서만 또는 대부분 부분 상에서 성장된다.

도 1d는 일 실시예에 따른, 막(110f')이 두 번째로 성장된 후의 처리 시스템(100)의 개략적인 상면도를 예시한다. 막(110f)이 성장된 후에, 기판 지지부(105)는 약 180 ° 회전되고, 이로써 막(110f)은 기판 지지부(105)의 새로운 더 낮은 성장 부분(115') 위에 배치된 기판(110)의 부분 위에 배치되고, 막 성장이 없는 기판의 부분은 기판 지지부(105)의 더 높은 성장 부분(116) 위에 배치된다. 성장은 반복될 수 있고, 이로써 막(110f')은, 기판 지지부(105)의 새로운 더 높은 성장 부분(116') 위에 배치된 기판(110) 상에서 성장되고, 이는 전체 기판에 걸쳐 막(110f, 110f')의 균등한 막 성장을 초래한다. 다른 실시예들에서, 반응 가스의 제2 전달은 상이한 가스를 포함할 수 있고, 따라서 막들(110f, 110f')은 상이한 물질들을 포함할 수 있다.

분사 콘(200)은 처리 챔버(101)의 벽(도시되지 않음)의 윈도우(도시되지 않음)에 배치될 수 있다. 분사 콘(200)은 기판 지지부(105)(도 1b)의 표면과 각도(θ_a)를 이루도록 배치된다. 일 실시예에 따라, 각도(θ_a)는 약 20 ° 내지 약 30 °이다.

도 2a 및 2b는 일 실시예에 따른, 2개의 선형 러더들 및 하나의 선형 러더를 갖는 분사 콘(200)의 개략도들을 예시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 분사 콘(200A)은 몸체(201), 바닥 표면(202), 및 2개의 선형 러더들(220)을 포함한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 분사 콘(200B)은 몸체(201), 바닥 표면(202), 및 선형 러더(220)를 포함한다. 도 2a에 예시된 실시예에서는 2개의 선형 러더들(220)만이 도시되고 도 2b에 예시된 실시예에서는 하나의 선형 러더(220)가 도시되지만, 임의의 개수의 선형 러더들(220)이 분사 콘(200)에 포함될 수 있음을 이해해야 한다. 몸체(201) 및 선형 러더(들)(220)는 석영, 또는 반응물 가스에 반응하지 않는 임의의 다른 물질로 이루어질 수 있다. 분사 콘(200)은 분할선(215)에 의해 제1 부분(231) 및 제2 부분(230)으로 분할되고, 여기서 분할선은 x 방향에 평행하다. 선형 러더들(220)은 제1 부분(231)에 배치된다. 제1 부분(231) 및 제2 부분(230)은 분사 콘(200)을 만들기 위해 조합되는 2개의 별개의 조각들일 수 있거나, 제1 부분 및 제2 부분은 동일한 조각으로 이루어질 수 있다. 분사 콘(200)은 흡입구(160)에 결합되고, 흡입구는 반응 가스를 분사 콘에 전달한다. 분사 콘(200)은 반응 가스를 기판(110)에 전달하도록 구성된다. 분사 콘(200)은 도 1d에서 한 방향으로부터 기판 지지 시스템(170)을 향하여 개방된 것으로 도시되지만, 분사 콘(200)은 다른 방향들로부터 기판 지지 시스템(170)을 향하여 개방될 수 있는 것이 또한 고려된다. 특히, 도 2a 및 2b에 도시된 분사 콘(200)은 X 축에 대하여 뒤집힐 수 있고/있거나, 기판 지지 시스템(170) 주위의 임의의 위치에서 회전될 수 있다.

분사 콘(200)은 분리선(210)에 의해 최상부 부분(232) 및 바닥 부분(233)으로 분할되고, 여기서 분리선(210)은 y 방향에 평행하다. 선형 러더들(220)(예를 들어, 도 2a) 또는 선형 러더(220)(예를 들어, 도 2b)는 각각, 일 실시예에 따라, 반응 가스가, 대부분 또는 완전히 분사 콘(200)의 최상부 부분(232)을 통해 유동하도록 하는 방식으로 배치되고 경사진다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 러더는 최상부 부분(232)에 배치된다. 일 실시예에 따라, 분사 콘(200)의 분리선(210)은 기판 지지부(105)의 분리선(117)과 평행하다. 반응물 가스가 분사 콘(200)의 바닥 부분(233)을 통해 유동하도록 허용되는 경우, 반응 가스의 대부분은 기판 영역의 대부분을 누락하고 미반응 상태로 유지되거나 배기구(120) 내로 인출되고, 반응물 가스를 낭비하고, 더 낮은 성장 부분(115) 위에 배치된 기판의 부분 상에 불균등한 막 성장을 초래한다. 추가적으로, 러더들이 없는 분사 콘들은 제트 스트림형 유동을 나타내고, 여기서 유동은 하나의 협소한 스트림에 집중된다. 본원에 개시된 분사 콘(200)은, 유동(150)이, 훨씬 더 넓은 영역에 확산되는 것을 허용하면서, 더 높은 성장 부분(116) 상에 여전히 초점이 맞춰진다.

분사 콘(200)의 최상부 부분(232)을 통한 유동(150)은, 기판 지지부(105)의 더 높은 성장 부분(116) 위에 배치된 기판(110)의 부분에서 대부분 또는 전적으로 그러한 부분 상에서의 막(110f)의 성장을 허용한다. 추가적으로, 선형 러더들(220)로 인한 반응물 가스의 증가된 순환은 반응 가스와 기판(110)의 반응 속도를 증가시키고, 더 빠른 막(110f) 성장으로 이어진다. 선형 러더들(220)은, 더 높은 성장 부분(116)에 걸친 반응물 가스의 (더 높은 성장 부분(116)의 영역에 대한) 통합된 속도가 가능한 한 높으면서, 통합된 속도가, 더 높은 성장 부분(116)에서 가능한 한 여전히 균일하도록 배치된다. 선형 러더들(220)은 다른 러더 형상들, 예컨대, 웨지들보다 더 높은 속도의 유동(150)을 허용한다.

선형 러더들(220)은 분사 콘(200)의 제1 부분(231) 내에 임의의 배열로 배치될 수 있다. 선형 러더들(220)은 바닥 표면(202)에 대해 각도(θ)를 갖는다. 일부 실시예들에 따라, 선형 러더들(220) 각각은 동일한 각도(θ) 또는 상이한 각도를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 각도(θ)는 약 5 ° 내지 약 85 °, 예컨대, 약 10 ° 내지 약 40 °, 예컨대, 약 25 ° 내지 약 55 °, 또는 약 35 ° 내지 약 45 °로 변한다. 일부 실시예들에서, 일 실시예에 따라, 약 15 mm 내지 약 60 mm의 거리만큼 바닥 표면(202)으로부터 분리되는 단부(220E)를 갖는 단일 선형 러더가 존재한다. 일 실시예에 따라, 선형 러더(220)의 단부(220E)는 약 35 mm 내지 약 45 mm의 거리만큼 분할선(215)으로부터 분리된다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 러더(220)의 단부(220E)는 약 12 mm 내지 약 50 mm, 예컨대, 약 12 mm 내지 약 40 mm, 예컨대, 약 25 mm 내지 약 40 mm의 거리만큼 바닥 표면(202)으로부터 분리된다. 최상부 표면(201)과 바닥 표면(202) 사이의 총 최대 거리는 80 mm 미만, 예컨대, 약 60 mm 내지 약 75 mm이다. 일 실시예에 따라, 복수의 선형 러더들(220)의 선형 러더들은 약 25 mm 내지 약 75 mm의 길이를 갖는다. 일 실시예에 따라, 복수의 선형 러더들(220)은, 분사 콘(200)으로부터의 반응물 가스의 유동(150)이 약 100 이하의 레이놀즈 수(Reynolds number)(Re)를 갖고 유동이 층류(laminar)이도록 배치된다.

도 3은 일 실시예에 따른, 반응 가스를 전달하기 위한 방법(300) 작동들의 흐름도이다. 방법(300) 작동들이 도 1a-1d 및 3과 함께 설명되지만, 관련 기술분야의 통상의 기술자는 방법 작동들을 임의의 순서로 수행하도록 구성된 임의의 시스템이, 본원에 설명된 실시예들의 범위 내에 있다는 점을 이해할 것이다. 도 1a-1b는 방법(300)이 시작하기 전의 처리 시스템(100)을 예시한다.

방법(300)은, 반응물 가스가 흡입구(160)를 통해 유동되는 작동(310)에서 시작한다. 반응물 가스는 위에서 설명된 반응물 가스들 중 임의의 것일 수 있다.

작동(320)에서, 반응물 가스는 분사 콘(200)을 통해 유동된다. 분사 콘(200)은 위에서 설명된 실시예들 중 임의의 것일 수 있다. 일 실시예에 따라, 반응물 가스의 유동(150)은 분사 콘(200)의 최상부 부분(232)을 통해서만 전달된다. 일 실시예에 따라, 반응물 가스의 유동(150)은 층류이다. 일 실시예에 따라, 분사 콘(200)을 통한 반응물 가스의 유동(150)은 약 100 이하의 Re를 갖는다.

작동(330)에서, 반응물 가스는 기판(110)의 표면에 전달된다. 반응물 가스는 위에서 설명된 바와 같이 기판(110)의 표면과 반응한다. 기판(110)은 약 23 ℃ 내지 약 1200 ℃의 온도로 가열될 수 있다. 반응물 가스는, 반응물 가스가, 기판 지지부(105)의 더 높은 성장 부분(116) 위에 배치되는 기판(110)의 부분 상에서 막(110f)을 성장시키도록 전달될 수 있다. 일 실시예에 따라, 막(110f) 형성의 용적의 약 60% 내지 약 90% 이상이, 더 높은 성장 부분(116)에 배치된다. 일부 실시예들에서, 기판(110)은 작동들(310, 320, 330)이 수행되는 동안 연속적으로 회전된다. 도 1c는 기판 지지부(105)의 더 높은 성장 부분(116) 위에 배치된 기판(110)의 부분 상에 막(110f)이 퇴적된 후의 처리 시스템(100)을 예시한다.

임의적 작동(340)에서, 기판(110)은 약 180 ° 회전되고, 이로써 막(110f)은 기판 지지부의 새로운 더 낮은 성장 부분(115') 위에 배치된 기판(110)의 부분 위에 배치되고, 막 성장이 없는 기판의 부분은 기판 지지부의 더 높은 성장 부분(116) 위에 배치된다. 작동들(310, 320, 및 330)이 반복되고, 이로써 막(110')은, 기판 지지부(105)의 새로운 더 높은 성장 부분(116') 위에 배치된 기판(110) 상에서 성장되고, 이는 전체 기판(110)에 걸쳐 막(110f, 110f')의 균등한 막 성장을 초래한다. 다른 실시예들에서, 반응 가스의 제2 전달은 상이한 가스를 포함할 수 있고, 따라서 막들(110f, 110f')은 상이한 물질들을 포함할 수 있다. 도 1d는 막(110f, 110f')이 기판(110) 상에 퇴적된 후의 처리 시스템(100)을 예시한다.

위에서 설명된 바와 같이, 처리 시스템이 제공된다. 처리 시스템은 기판 지지 시스템, 분사 콘, 및 흡입구를 포함한다. 분사 콘은 하나 이상의 선형 러더를 포함한다. 선형 러더들은 분사 콘을 통한 반응물 가스의 유동이 기판의 특정 부분에서의 막 성장을 초래하도록 배치된다. 방법은 분사 콘을 통해 가스를 유동시키는 단계 및 가스를 아래의 기판 상에 전달하는 단계를 포함한다.

반응물 가스의 국소화, 그리고 따라서 막 성장은 기판의 특정 부분 상의 막 성장을 허용한다. 기판은 회전될 수 있고/거나, 프로세스는 반복될 수 있고, 개선된 균일성을 갖는 막 층의 구분적 또는 연속적 성장을 초래한다.

전술한 내용은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들은 그의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 그의 범위는 후속하는 청구항들에 의해 결정된다.

Claims

분사 콘으로서,
몸체
를 포함하고, 상기 몸체는:
반응물 가스를 전달하도록 구성된 제1 부분 - 상기 제1 부분은,
바닥 표면; 및
선형 러더를 포함함 -; 및
상기 반응물 가스를 수용하도록 구성된 제2 부분
을 포함하고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 분할선에 의해 분리되는, 분사 콘.
제1항에 있어서,
각각의 선형 러더가 상기 바닥 표면에 평행한 축과 이루는 각도는 약 10 ° 내지 약 40 °인, 분사 콘.
제2항에 있어서,
각각의 선형 러더가 상기 바닥 표면과 이루는 각도는 약 20 ° 내지 약 30 °인, 분사 콘.
제1항에 있어서,
상기 선형 러더는 약 25 mm 내지 약 75 mm의 길이를 갖는, 분사 콘.
제4항에 있어서,
상기 분사 콘은 분사 분리선에 의해 최상부 부분과 바닥 부분으로 분리되고, 상기 선형 러더는 상기 분사 콘의 상기 최상부 부분에 배치되는, 분사 콘.
제1항에 있어서,
상기 선형 러더의 단부는 상기 바닥 표면으로부터 약 12 mm 내지 약 40 mm에 배치되는, 분사 콘.
처리 시스템으로서,
기판 지지부를 포함하는 기판 지지 시스템;
분사 콘 - 상기 분사 콘은,
몸체를 포함하고, 상기 몸체는:
상기 기판 지지부의 더 높은 성장 부분을 향해 반응물 가스를 전달하도록 구성된 제1 부분 - 상기 제1 부분은,
바닥 표면;
선형 러더를 포함함 -; 및
상기 반응물 가스를 수용하도록 구성된 제2 부분을 포함함 -; 및
상기 분사 콘에 결합된 흡입구 - 상기 흡입구는 상기 반응물 가스를 상기 분사 콘에 전달하도록 구성됨 -
를 포함하는, 처리 시스템.
제7항에 있어서,
상기 분사 콘은 분사 분리선에 의해 최상부 부분과 바닥 부분으로 분리되고, 상기 처리 시스템은 상기 분사 콘의 상기 최상부 부분만을 통해 반응 가스를 전달하도록 구성되는, 처리 시스템.
제8항에 있어서,
상기 기판 지지부는 지지 분리선에 의해 상기 더 높은 성장 부분과 더 낮은 성장 부분으로 분할되고, 상기 지지 분리선은 상기 분사 분리선에 평행한, 처리 시스템.
제9항에 있어서,
상기 지지 분리선은 상기 더 높은 성장 부분 및 상기 더 낮은 성장 부분이 각각 대략 동일한 면적을 갖도록 상기 더 높은 성장 부분과 상기 더 낮은 성장 부분을 분리하는, 처리 시스템.
제7항에 있어서,
상기 분사 콘은 상기 기판 지지부의 에지와 각도를 이루도록 배치되고, 상기 각도는 약 20 ° 내지 약 30 °인, 처리 시스템.
반응물 가스를 전달하는 방법으로서,
상기 반응물 가스를 흡입구를 통해 유동시키는 단계;
상기 반응물 가스를 분사 콘을 통해 유동시키는 단계 - 상기 분사 콘은:
몸체를 포함하고, 상기 몸체는:
상기 반응물 가스를 전달하도록 구성된 제1 부분 - 상기 제1 부분은,
바닥 표면; 및
선형 러더를 포함함 -; 및
상기 반응물 가스를 수용하도록 구성된 제2 부분을 포함함 -; 및
막이 기판의 표면 상에 형성되도록, 상기 반응물 가스를 기판 지지부 위에 배치된 상기 기판의 표면에 전달하는 단계
를 포함하는, 방법.
제12항에 있어서,
상기 분사 콘은 분할선에 의해 최상부 부분과 바닥 부분으로 분리되고, 상기 분사 콘은 상기 분사 콘의 상기 최상부 부분만을 통해 반응 가스를 전달하도록 구성되는, 방법.
제13항에 있어서,
상기 기판은 분리선에 의해 더 높은 성장 부분 및 더 낮은 성장 부분으로 분할되고, 상기 막 형성의 약 60% 초과가 상기 기판의 상기 더 높은 성장 부분 상에서 발생하는, 방법.
제14항에 있어서,
상기 분리선은 상기 분할선에 평행한, 방법.
제13항에 있어서,
상기 분사 콘을 통한 상기 반응물 가스의 유동은 층류를 포함하는, 방법.
제16항에 있어서,
상기 분사 콘을 통한 상기 반응물 가스의 유동은 약 100 이하의 레이놀즈 수(Re)를 갖는, 방법.
제12항에 있어서,
각각의 선형 러더가 상기 바닥 표면과 이루는 각도는 약 10 ° 내지 약 40 °인, 방법.
제12항에 있어서,
상기 기판은 상기 방법 동안 연속적으로 회전되는, 방법.
제12항에 있어서,
상기 반응물 가스를 전달하는 단계 후에, 상기 기판을 약 180 ° 회전시키는 단계; 및 상기 반응물 가스를 흡입구를 통해 유동시키는 단계, 상기 반응물 가스를 분사 콘을 통해 유동시키는 단계, 및 상기 반응물 가스를 전달하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는, 방법.