KR20240002534A - Substrate processing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판내 박막 특성을 개선하는 기판처리방법에 관한 것이다.
본 발명은, 상기 챔버(10) 내로 실리콘(Si)을 포함하는 기판(1)을 반입하는 기판도입단계(S100)와; 상기 기판도입단계(S100) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 제1압력(P1)에서 제3압력(P3)으로 상승시키며, 적어도 일부 시간동안 산소를 포함하는 제1공정가스를 공급하는 압력상승단계(S200)와; 상기 압력상승단계(S200) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제3압력(P3)으로 유지하며, 적어도 일부 시간동안 염화수소를 포함하는 제2공정가스를 공급하는 압력유지단계(S300)를 포함하는 기판처리방법을 개시한다.The present invention relates to a substrate processing method, and more specifically, to a substrate processing method for improving thin film properties within a substrate.
The present invention includes a substrate introduction step (S100) of introducing a substrate 1 containing silicon (Si) into the chamber 10; After the substrate introduction step (S100), the pressure in the chamber 10 is increased from the first pressure (P1) to the third pressure (P3), and the first process gas containing oxygen is supplied for at least part of the time. Rising stage (S200); After the pressure raising step (S200), a pressure maintaining step (S300) of maintaining the pressure in the chamber 10 at the third pressure (P3) and supplying a second process gas containing hydrogen chloride for at least part of the time. Disclosed is a substrate processing method comprising:

Figure P1020220079829
Figure P1020220079829

Description

기판처리방법{Substrate processing method}Substrate processing method}

본 발명은 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판내 박막 특성을 개선하는 기판처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing method, and more specifically, to a substrate processing method for improving thin film properties within a substrate.

일반적으로, 기판처리방법은 증착을 통한 막을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.In general, a substrate processing method may include a process of forming a film through deposition.

그런데, 종래에는 기판의 박막 형성 후 막 내 불순물 제거 및 막의 특성을 개선하기 위하여 업계에서 특별히 선호하거나 완벽하게 검증되었다고 특히 잘 알려진 기술이 없었다.However, in the past, there was no particularly well-known technology that was particularly preferred or fully verified in the industry for removing impurities in the film and improving the characteristics of the film after forming a thin film on a substrate.

특히, 3차원 반도체 소자들, 높은 종횡비(High Aspect Ratio)를 갖는 기판들의 등장에 따라 스텝 커버리지(Step coverage)의 규격을 만족하기 위해 막 증착 온도를 보다 저온화하거나 불순물의 함량이 높은 소스를 필연적으로 사용하게 된 탓에 막 내의 불순물 제거가 더욱 어려워지고 있는 실정이다.In particular, with the emergence of 3D semiconductor devices and substrates with high aspect ratios, it is inevitable to lower the film deposition temperature or use a source with a high content of impurities to meet step coverage specifications. Due to its use, removal of impurities in the membrane is becoming more difficult.

따라서, 막 형성 후 막 특성의 열화없이도 막 내에 존재하는 불순물을 제거하여 막의 특성을 개선할 수 있는 기판처리방법이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a substrate processing method that can improve the properties of the film by removing impurities present in the film without deteriorating the film properties after forming the film.

또한, 최근에는 소자가 차지하는 평면공간을 더욱 줄이고자 하는 기술들이 더욱 발전하게 되었다. 예를 들어, 트랜지스터의 채널 영역을 기판에 평면적(planer)으로 형성하지 않고, 기판 내에 골을 형성하여 이차원적인 채널형상을 만드는 기술이나, 기판 위에 수직적으로 쌓은 구조물을 이용하는 기술 등이 점차 일반화되고 있다.Additionally, recently, technologies to further reduce the planar space occupied by devices have been further developed. For example, technologies such as creating a two-dimensional channel shape by forming valleys within the substrate instead of forming the channel region of the transistor as a planar surface on the substrate, or technologies using structures stacked vertically on the substrate, are becoming increasingly common. .

특히 낸드 플래쉬(NAND Flash) 메모리의 경우에는 이진 정보를 저장하는 메모리 셀 트랜지스터를 수 백 단씩 수직적으로 쌓기도 하는데, 집적회로 소자를 제조하기 위해서는 필수적으로 여러 종류의 박막을 기판 위에 반복적으로 만들어야 한다.In particular, in the case of NAND flash memory, memory cell transistors that store binary information are stacked vertically in hundreds of layers. In order to manufacture integrated circuit devices, various types of thin films must be repeatedly created on a substrate.

이때, 박막 형성은, 박막의 종류에 따라 서로 다른 원료가스, 반응가스 및 캐리어가스 등을 화학반응이 일어날 챔버 내로 공급하여 적절한 온도와 압력을 가하여 원하는 두께의 박막을 형성하여야 하며, 소자의 크기가 크기가 점점 작아질수록 상대적으로 소자에 형성되는 박막도 더 얇아지는 경향이 있다.At this time, to form a thin film, depending on the type of thin film, different raw material gases, reaction gases, and carrier gases must be supplied into the chamber where the chemical reaction will occur and an appropriate temperature and pressure must be applied to form a thin film of the desired thickness. The size of the device must be As the size gets smaller, the thin film formed on the device tends to become thinner.

이 같이 얇은 박막을 기판 표면에 형성하기 위해서는 기판 표면에 존재하는 극히 미량의 불완전성, 예컨대 챔버 내부에 남아있던 미량의 염소(Cl), 실리콘과 약한 결합을 이루고 있는 질소 등과 같은 원소들이 기판 표면에 남아있어 오염원이 되어 불완전성을 야기할 수 있다.In order to form such a thin film on the surface of the substrate, extremely small amounts of imperfections present on the surface of the substrate, such as trace amounts of chlorine (Cl) remaining inside the chamber and elements such as nitrogen that forms a weak bond with silicon, are removed from the surface of the substrate. It may remain and become a source of contamination, causing imperfections.

한편, 기판 표면에 존재하는 불완전성의 종류는 다양한데, 실리콘 원자들 가운데 미량이 미결합(dangling bond) 상태로 남아 있거나, 공유결합이 완전하지 못한 상태로 존재하고 있음도 불완전성에 해당하며, 이러한 불완전성은 추후 박막의 형성에 지대한 영향을 미친다.On the other hand, there are various types of imperfections that exist on the surface of the substrate. Even trace amounts of silicon atoms remain in a dangling bond state or covalent bonds are incomplete, which also constitute imperfections. It has a significant impact on the formation of thin films in the future.

예를 들어 실리콘 기판에서는 실리콘 원자들이 산소원자와 결합하여야 할 곳에 이들 불완전성 불순물이 차지하여 완전한 실리콘 산화막(SiO2, Silicon Dioxide)이 되는 원소결합을 이루지 못하므로 결국 막질에 영향을 미친다.For example, in a silicon substrate, these imperfect impurities occupy the places where silicon atoms should bond with oxygen atoms, preventing elemental bonds that form a complete silicon oxide film (SiO2, Silicon Dioxide), ultimately affecting the film quality.

다른 불완전성은 실리콘의 결정 구조의 결함(defect), 예를 들어 그레인 바운더리(grain boundary)와 같은 결함들이 기판 표면으로 드러나는 경우이다. Another imperfection occurs when defects in the crystal structure of silicon, such as grain boundaries, appear on the surface of the substrate.

이와 같은 불완전성들은, 대개 챔버 내에 잔류하고 남은 가스로부터 기인하는 특정한 원소들(예컨대 염소(Cl)등)에 의해 발생하며, 특히, 염소(Cl)등의 원소는 산화막이나 TiN과 같은 금속박막을 형성하고 난 뒤라도 이들 박막의 격자(lattice) 사이로 점차 이동하는데 주로 실리콘 기판과의 경계면으로 이동하여 오염 불순물이 됨으로써 기판 표면의 불완전성에 기여하게 된다.These imperfections are usually caused by certain elements (such as chlorine (Cl)) that remain in the chamber and originate from the remaining gas. In particular, elements such as chlorine (Cl) form an oxide film or a metal thin film such as TiN. Even after formation, it gradually moves between the lattice of these thin films, and mainly moves to the interface with the silicon substrate, where it becomes a contaminating impurity and contributes to the imperfection of the substrate surface.

이 불순물들은 결국 소자의 특성을 빠르게 열화(劣化)시키는데, 예를 들어 트랜지스터의 문턱전압(Threshold Voltage,Vt)의 특성 변화를 가져오고, 커패시터에서는 정전용량(capacitance)의 값들의 산포가 넓어진다든가, 소자의 내압(耐壓) 특성이 나빠진다든가 하는 문제가 생긴다.These impurities ultimately rapidly deteriorate the characteristics of the device, for example, changing the characteristics of the threshold voltage (Vt) of a transistor, widening the distribution of capacitance values in a capacitor, etc. Problems such as deterioration of the withstand pressure characteristics of the device arise.

전술하여 설명한 기판 표면의 불완전성 등이 소자의 집적도가 높을수록 더욱 큰 문제로 대두되었으므로 이러한 경향에 맞추어 더욱 더 양질을 가진 깨끗한 실리콘 박막 표면이 필요하게 된다.Since the imperfections of the substrate surface described above have become a bigger problem as the degree of device integration increases, a cleaner silicon thin film surface of higher quality is needed to meet this trend.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 실리콘 박막의 특성을 개선하여 향상된 신뢰성을 갖는 기판을 제공할 수 있는 기판처리방법을 제공하는데 있다.The purpose of the present invention is to provide a substrate processing method that can provide a substrate with improved reliability by improving the properties of the silicon thin film in order to solve the above problems.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 기판처리가 수행되는 챔버(10)를 포함하는 기판처리장치를 이용한 기판처리방법으로서, 상기 챔버(10) 내로 실리콘을 포함하는 기판(1)을 반입하는 기판도입단계(S100)와; 상기 기판도입단계(S100) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 제1압력(P1)에서 제3압력(P3)으로 상승시키며, 적어도 일부 시간동안 산소를 포함하는 제1공정가스와 염화수소를 포함하는 제2공정가스를 공급하는 압력상승단계(S200)를 포함하는 기판처리방법을 개시한다.The present invention was created to achieve the object of the present invention as described above, and the present invention is a substrate processing method using a substrate processing apparatus including a chamber 10 in which substrate processing is performed. A substrate introduction step (S100) of introducing a substrate (1) containing silicon; After the substrate introduction step (S100), the pressure in the chamber 10 is increased from the first pressure (P1) to the third pressure (P3), and the first process gas containing oxygen and hydrogen chloride are included for at least part of the time. A substrate processing method including a pressure raising step (S200) of supplying a second process gas is disclosed.

상기 압력상승단계(S200)는, 상기 제1공정가스와 동시 또는 상기 제1공정가스 공급 개시 이후에 상기 제2공정가스 공급을 개시할 수 있다.In the pressure raising step (S200), the supply of the second process gas may be started simultaneously with the first process gas or after the start of supply of the first process gas.

상기 압력상승단계(S200) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제3압력(P3)에서 제5압력(P5)으로 하강시키는 압력하강단계(S400)를 추가로 포함할 수 있다.After the pressure raising step (S200), a pressure lowering step (S400) of lowering the pressure in the chamber 10 from the third pressure (P3) to the fifth pressure (P5) may be further included.

상기 제5압력(P5)은, 상압보다 낮은 압력으로서 저압일 수 있다.The fifth pressure (P5) is lower than normal pressure and may be low pressure.

상기 압력상승단계(S200)와 상기 압력하강단계(S400)를 하나의 단위 사이클로 하여, 상기 제1압력(P1)을 최소값, 상기 제3압력(P3)을 최대값으로 하는 압력범위 내에서 n회(n≥1) 수행될 수 있다.The pressure raising step (S200) and the pressure lowering step (S400) are performed as one unit cycle, n times within a pressure range where the first pressure (P1) is the minimum value and the third pressure (P3) is the maximum value. (n≥1) can be performed.

또한, 본 발명은, 기판처리가 수행되는 챔버(10)를 포함하는 기판처리장치를 이용한 기판처리방법으로서, 상기 챔버(10) 내로 실리콘을 포함하는 기판(1)을 도입하는 기판도입단계(S100)와; 상기 기판도입단계(S100) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 제1압력(P1)에서 제3압력(P3)으로 상승시키며, 적어도 일부 시간동안 산소를 포함하는 제1공정가스를 공급하는 압력상승단계(S200)와; 상기 압력상승단계(S200) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제3압력(P3)으로 유지하며, 적어도 일부 시간동안 염화수소를 포함하는 제2공정가스를 공급하는 압력유지단계(S300)를 포함하는 기판처리방법을 개시한다.In addition, the present invention is a substrate processing method using a substrate processing apparatus including a chamber 10 in which substrate processing is performed, and a substrate introduction step (S100) of introducing a substrate 1 containing silicon into the chamber 10. )and; After the substrate introduction step (S100), the pressure in the chamber 10 is increased from the first pressure (P1) to the third pressure (P3), and the first process gas containing oxygen is supplied for at least part of the time. Rising stage (S200); After the pressure raising step (S200), a pressure maintaining step (S300) of maintaining the pressure in the chamber 10 at the third pressure (P3) and supplying a second process gas containing hydrogen chloride for at least part of the time. Disclosed is a substrate processing method comprising:

상기 압력상승단계(S200)는, 상기 제2공정가스를 추가로 공급하며, 상기 제1공정가스와 동시 또는 상기 제1공정가스 공급 개시 이후에 상기 제2공정가스 공급을 개시할 수 있다.In the pressure raising step (S200), the second process gas is additionally supplied, and the supply of the second process gas may be started simultaneously with the first process gas or after the start of supply of the first process gas.

상기 압력유지단계(S300)는, 상기 제1공정가스를 공급하며, 상기 제1공정가스가 공급되는 상태에서 상기 제2공정가스를 공급할 수 있다.In the pressure maintenance step (S300), the first process gas may be supplied, and the second process gas may be supplied while the first process gas is supplied.

상기 압력유지단계(S300) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제3압력(P3)에서 제5압력(P5)으로 하강시키는 압력하강단계(S400)를 추가로 포함할 수 있다.After the pressure maintaining step (S300), a pressure lowering step (S400) of lowering the pressure in the chamber 10 from the third pressure (P3) to the fifth pressure (P5) may be further included.

상기 압력상승단계(S200), 상기 압력유지단계(S300) 및 상기 압력하강단계(S400)를 하나의 단위 사이클로 하여, 상기 제1압력(P1)을 최소값, 상기 제3압력(P3)을 최대값으로 하는 압력범위 내에서 n회(n≥1) 수행될 수 있다.The pressure raising step (S200), the pressure maintaining step (S300), and the pressure lowering step (S400) are performed as one unit cycle, and the first pressure (P1) is set to the minimum value and the third pressure (P3) is set to the maximum value. It can be performed n times (n≥1) within the pressure range.

상기 제5압력(P5)은, 상압보다 낮은 압력으로서 저압일 수 있다.The fifth pressure (P5) is lower than normal pressure and may be low pressure.

상기 제3압력(P3)은, 상압보다 높거나 같은 압력일 수 있다.The third pressure (P3) may be higher than or equal to normal pressure.

상기 압력하강단계(S400)는, 상기 챔버(10) 내의 압력을 상압보다 높은 제3압력(P3)에서 제4압력(P4)으로 하강시키는 제1감압단계(S410)와, 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제4압력(P4)으로 유지하는 제2유지단계(S420)와, 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제4압력(P4)에서 상압보다 낮은 제5압력(P5)으로 하강시키는 제2감압단계(S430)를 포함할 수 있다.The pressure lowering step (S400) includes a first decompressing step (S410) in which the pressure in the chamber 10 is lowered from the third pressure (P3), which is higher than normal pressure, to the fourth pressure (P4), and the chamber 10 A second maintenance step (S420) of maintaining the internal pressure at the fourth pressure (P4), and lowering the pressure within the chamber 10 from the fourth pressure (P4) to the fifth pressure (P5) lower than normal pressure. It may include a second decompression step (S430).

상기 챔버(10) 내의 온도를 제1온도(T1)에서 제2온도(T2)로 상승시키는 승온단계와, 상기 챔버(10) 내의 온도를 상기 제2온도(T2)로 유지하는 고온유지단계와, 상기 챔버(10) 내의 온도를 상기 제2온도(T2)에서 제3온도(T3)로 하강시키는 감온단계를 포함할 수 있다.A temperature raising step of increasing the temperature within the chamber 10 from the first temperature (T1) to the second temperature (T2), and a high temperature maintaining step of maintaining the temperature within the chamber 10 at the second temperature (T2); , It may include a temperature reduction step of lowering the temperature within the chamber 10 from the second temperature (T2) to the third temperature (T3).

상기 승온단계는, 상기 압력상승단계(S200) 도중 수행될 수 있다.The temperature raising step may be performed during the pressure raising step (S200).

상기 압력상승단계(S200), 상기 압력유지단계(S300) 및 상기 압력하강단계(S400)는, 상기 고온유지단계 도중 수행될 수 있다.The pressure raising step (S200), the pressure maintaining step (S300), and the pressure lowering step (S400) may be performed during the high temperature maintaining step.

상기 압력상승단계(S200)는, 상기 제1공정가스가 공급되는 상태에서 상기 제2공정가스를 공급할 수 있다.In the pressure raising step (S200), the second process gas may be supplied while the first process gas is supplied.

상기 제1압력(P1)은, 상압보다 낮은 압력으로서 저압일 수 있다.The first pressure P1 may be low pressure, which is lower than normal pressure.

상기 제3압력(P3)은, 상압보다 높은 압력으로서 고압일 수 있다.The third pressure (P3) is a pressure higher than normal pressure and may be high pressure.

상기 압력상승단계(S200)는, 상기 챔버(10) 내의 압력을 상압보다 낮은 제1압력(P1)에서 제2압력(P2)으로 상승시키는 제1가압단계(S210)와, 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제2압력(P2)으로 유지하는 제1유지단계(S220)와, 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제2압력(P2)에서 상압보다 높은 제3압력(P3)으로 상승시키는 제2가압단계(S230)를 포함할 수 있다.The pressure raising step (S200) includes a first pressurizing step (S210) of increasing the pressure in the chamber 10 from a first pressure (P1) lower than normal pressure to a second pressure (P2), and the chamber 10 A first maintenance step (S220) of maintaining the internal pressure at the second pressure (P2), and increasing the pressure within the chamber 10 from the second pressure (P2) to a third pressure (P3) higher than normal pressure. It may include a second pressurization step (S230).

상기 기판(1)은, 제1산화막(2)이 형성된 상태에서 상기 제1공정가스 및 상기 제2공정가스 공급을 통해 제2산화막(3)이 추가로 형성될 수 있다.A second oxide film 3 may be additionally formed on the substrate 1 by supplying the first process gas and the second process gas while the first oxide film 2 is formed.

상기 압력상승단계(S200) 이전에 상기 챔버(10) 내에 불활성가스인 제3공정가스를 공급하는 공정준비단계(S500)를 추가로 포함할 수 있다.Before the pressure raising step (S200), a process preparation step (S500) of supplying a third process gas, which is an inert gas, into the chamber 10 may be additionally included.

상기 기판처리장치는, 일단이 상기 챔버(10)에 결합하고 타단이 외부펌프(20)에 결합하여 상기 챔버(10)를 배기하는 제1배기라인(30)과, 일단이 상기 챔버(10)에 결합하고 타단이 외부 유해물질제거부(40)에 결합하여 상기 챔버(10)를 배기하는 제2배기라인(50)을 포함하며, 상기 챔버(10) 내 압력이 상압 이상인 경우 중 적어도 일부 동안 상기 챔버(10) 내를 상기 제2배기라인(50)을 통해 배기할 수 있다.The substrate processing apparatus includes a first exhaust line 30, one end of which is coupled to the chamber 10 and the other end of which is coupled to an external pump 20 to exhaust the chamber 10, and one end of which is connected to the chamber 10. and a second exhaust line 50 coupled to the external hazardous substance removal unit 40 at the other end to exhaust the chamber 10, and at least part of the time when the pressure within the chamber 10 is above normal pressure. The inside of the chamber 10 can be exhausted through the second exhaust line 50.

상기 압력하강단계(S400)는, 상기 챔버(10) 내 압력이 상압 미만인 경우 중 적어도 일부 동안 상기 챔버(10) 내를 상기 제1배기라인(30)을 통해 배기할 수 있다.In the pressure lowering step (S400), the chamber 10 may be exhausted through the first exhaust line 30 for at least part of the time when the pressure within the chamber 10 is below normal pressure.

상기 기판처리장치는, 일단이 상기 챔버(10)에 결합하고 타단이 외부펌프(20)에 결합하여 상기 챔버(10)를 배기하는 제1배기라인(30)과, 일단이 상기 챔버(10)에 결합하고 타단이 외부 유해물질제거부(40)에 결합하여 상기 챔버(10)를 배기하는 제2배기라인(50)을 포함하며, 상기 압력유지단계(S300)는, 상기 챔버(10) 내를 상기 제2배기라인(50)을 통해 배기할 수 있다.The substrate processing apparatus includes a first exhaust line 30, one end of which is coupled to the chamber 10 and the other end of which is coupled to an external pump 20 to exhaust the chamber 10, and one end of which is connected to the chamber 10. It includes a second exhaust line 50 that is coupled to and the other end is coupled to the external hazardous substance removal unit 40 to exhaust the chamber 10, and the pressure maintenance step (S300) is performed within the chamber 10. Can be exhausted through the second exhaust line (50).

본 발명에 따른 기판처리방법은, 실리콘 박막을 포함하는 기판의 표면을 처리함으로써, 박막 특성을 개선할 수 있는 이점이 있다.The substrate processing method according to the present invention has the advantage of improving thin film properties by treating the surface of a substrate containing a silicon thin film.

특히, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 보존성(Retention) 및 내구성(Endurance)을 개선함으로써 보다 향상된 신뢰성을 갖는 기판을 제공할 수 있는 이점이 있다.In particular, the substrate processing method according to the present invention has the advantage of providing a substrate with improved reliability by improving retention and durability.

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 박막 표면처리를 통해 박막의 고밀도화(Densificatioon) 및 균일도(Uniformity)를 향상할 수 있는 이점이 있다.In addition, the substrate processing method according to the present invention has the advantage of improving the density and uniformity of the thin film through thin film surface treatment.

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 가압 및 감압을 통한 표면 처리를 통해 상압 대비 상대적으로 낮은 온도에서 공정 진행이 가능하며, 기판처리 속도가 향상되는 이점이 있다.In addition, the substrate processing method according to the present invention allows the process to be carried out at a relatively low temperature compared to normal pressure through surface treatment through pressurization and decompression, and has the advantage of improving the substrate processing speed.

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 가압 및 감압을 통한 표면 처리로 박막 내 침투 효과를 통해 박막 내 불순물에 대한 컨트롤이 가능한 이점이 있다.In addition, the substrate treatment method according to the present invention has the advantage of being able to control impurities in the thin film through the penetration effect into the thin film through surface treatment through pressurization and decompression.

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 산소가스와 염화수소를 이용하여 산화막을 형성함으로써, 산소를 통해 발생하는 건식산화(Dry oxidation) 뿐만 아니라 공정과정에서 발생하는 H2O가스를 통한 습식산화(Wet oxidation)의 효과를 얻을 수 있는 이점이 있다.In addition, the substrate processing method according to the present invention forms an oxide film using oxygen gas and hydrogen chloride, thereby performing not only dry oxidation generated through oxygen, but also wet oxidation through H 2 O gas generated during the process. There is an advantage in achieving the effect of wet oxidation.

특히, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 전체적인 건식산화(Dry oxidation) 공정을 통한 고품질의 기판처리 수행이 가능하면서도, 부분적인 습식산화(Wet oxidation)를 통해 개선된 기판처리 속도를 가지는 이점이 있다.In particular, the substrate processing method according to the present invention has the advantage of enabling high-quality substrate processing through an overall dry oxidation process and improved substrate processing speed through partial wet oxidation. .

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 반응과정에서 발생하는 열에너지를 이용하여 상대적으로 낮은 온도에서 기판처리가 가능한 이점이 있다.Additionally, the substrate processing method according to the present invention has the advantage of being able to process the substrate at a relatively low temperature by using the heat energy generated during the reaction process.

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 기존 산화막에 고품질의 산화막을 추가로 형성함으로써, 하지막에 대한 불순물제거 효과와 동시에 박막 품질을 개선할 수 있는 이점이 있다.In addition, the substrate processing method according to the present invention has the advantage of improving the quality of the thin film while simultaneously removing impurities from the underlying film by additionally forming a high-quality oxide film on the existing oxide film.

도 1은, 본 발명에 따른 기판처리방법을 보여주는 각 단계별 압력 및 온도 그래프이다.
도 2는, 도 1에 따른 기판처리방법을 통해 얻어지는 기판의 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은, 도 1에 따른 기판처리방법을 수행하는 기판처리장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는, 도 1에 따른 기판처리방법을 보여주는 순서도이다.1 is a pressure and temperature graph at each stage showing the substrate processing method according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a substrate obtained through the substrate processing method according to FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a substrate processing apparatus that performs the substrate processing method according to FIG. 1.
FIG. 4 is a flowchart showing the substrate processing method according to FIG. 1.

이하, 본 발명에 따른 기판처리방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, the substrate processing method according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.

본 발명에 따른 기판처리방법은, 기판처리가 수행되는 챔버(10)를 포함하는 기판처리장치를 이용한 기판처리방법으로서, 상기 챔버(10) 내로 실리콘(Si)을 포함하는 기판(1)을 도입하는 기판도입단계(S100)와; 상기 기판도입단계(S100) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 제1압력(P1)에서 제3압력(P3)으로 상승시키며, 적어도 일부 시간동안 산소(O2)를 포함하는 제1공정가스와 염화수소(HCl)를 포함하는 제2공정가스를 공급하는 압력상승단계(S200)를 포함한다.The substrate processing method according to the present invention is a substrate processing method using a substrate processing apparatus including a chamber 10 in which substrate processing is performed, and a substrate 1 containing silicon (Si) is introduced into the chamber 10. a substrate introduction step (S100); After the substrate introduction step (S100), the pressure in the chamber 10 is increased from the first pressure (P1) to the third pressure (P3), and the first process gas containing oxygen (O 2 ) is used for at least part of the time. and a pressure raising step (S200) of supplying a second process gas containing hydrogen chloride (HCl).

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 다른 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(10) 내로 실리콘(Si)을 포함하는 기판(1)을 도입하는 기판도입단계(S100)와; 상기 기판도입단계(S100) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 제1압력(P1)에서 제3압력(P3)으로 상승시키며, 적어도 일부 시간동안 산소(O2)를 포함하는 제1공정가스를 공급하는 압력상승단계(S200)와; 상기 압력상승단계(S200) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제3압력(P3)으로 유지하며, 적어도 일부 시간동안 염화수소(HCl)를 포함하는 제2공정가스를 공급하는 압력유지단계(S300)를 포함한다.In addition, the substrate processing method according to the present invention, as another example, as shown in FIG. 4, includes a substrate introduction step (S100) of introducing a substrate 1 containing silicon (Si) into the chamber 10. ; After the substrate introduction step (S100), the pressure in the chamber 10 is increased from the first pressure (P1) to the third pressure (P3), and the first process gas containing oxygen (O 2 ) is used for at least part of the time. A pressure raising step (S200) for supplying; After the pressure raising step (S200), the pressure in the chamber 10 is maintained at the third pressure (P3), and a pressure maintaining step of supplying a second process gas containing hydrogen chloride (HCl) for at least part of the time ( S300).

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 압력상승단계(S200) 이후에 챔버 내의 압력을 제3압력(P3)에서 제5압력(P5)으로 하강시키는 압력하강단계(S400)를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the substrate processing method according to the present invention may further include a pressure lowering step (S400) of lowering the pressure in the chamber from the third pressure (P3) to the fifth pressure (P5) after the pressure raising step (S200). You can.

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 압력상승단계(S200) 이전 또는 압력하강단계(S400) 이후에 챔버(10) 내에 불활성가스인 제3공정가스를 공급하는 공정준비단계(S500)를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the substrate processing method according to the present invention adds a process preparation step (S500) of supplying a third process gas, which is an inert gas, into the chamber 10 before the pressure raising step (S200) or after the pressure lowering step (S400). It can be included as .

또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 챔버(10) 내의 온도를 제1온도(T1)에서 제2온도(T2)로 상승시키는 승온단계와, 챔버(10) 내의 온도를 제2온도(T2)로 유지하는 고온유지단계와, 챔버(10) 내의 온도를 제2온도(T2)에서 제3온도(T3)로 하강시키는 감온단계를 포함할 수 있다.In addition, the substrate processing method according to the present invention includes a temperature raising step of increasing the temperature within the chamber 10 from the first temperature (T1) to the second temperature (T2), and increasing the temperature within the chamber 10 to the second temperature (T2). ) and a temperature reduction step of lowering the temperature in the chamber 10 from the second temperature (T2) to the third temperature (T3).

이하에서 설명하는 기판(1)은, 박막이 형성되기 전 상태와 박막이 증착된 상태를 모두 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.The substrate 1 described below can be used as a concept that includes both a state before the thin film is formed and a state after the thin film is deposited.

여기서 처리대상이 되는 상기 기판(1)은, LED, LCD, OLED 등의 표시장치에 사용하는 기판, 반도체 기판, 태양전지 기판, 글라스 기판 등의 모든 기판을 포함하는 의미로 이해될 수 있다.Here, the substrate 1 to be processed can be understood to include all substrates such as substrates used in display devices such as LED, LCD, and OLED, semiconductor substrates, solar cell substrates, and glass substrates.

또한, 기판(1)이 처리되는 공정은, 증착, 식각, 어닐링 등을 포함할 수 있으며, 특히 기판과 기판에 증착되는 박막에 대한 불순물 및 불필요한 가스를 제거하는 공정을 포함할 수 있다.Additionally, the process by which the substrate 1 is processed may include deposition, etching, annealing, etc., and may particularly include a process of removing impurities and unnecessary gases from the substrate and the thin film deposited on the substrate.

보다 구체적으로, 상기 기판(1)이 처리되는 공정은, 기판(1) 또는 박막의 표면을 처리(Curing) 박막 특성을 개선하는 공정 또는 이에 더해 기판(1)에 형성되는 제1산화막에 추가로 보조적인 고품질의 제2산화막을 형성하여 제1산화막에 대한 불순물 제거의 특성을 개선하면서, 박막 품질을 향상할 수 있다.More specifically, the process in which the substrate 1 is processed includes a process of improving the thin film characteristics by treating the surface of the substrate 1 or a thin film, or in addition to a process of improving the thin film characteristics, or in addition to the first oxide film formed on the substrate 1. By forming an auxiliary high-quality second oxide film, the impurity removal characteristics of the first oxide film can be improved and the thin film quality can be improved.

본 발명에 따른 기판처리방법을 수행하기 위한 기판처리장치는, 챔버(10)와 챔버(10) 내에 가압가스를 공급하기 위한 공급수단을 포함할 수 있다.A substrate processing apparatus for performing the substrate processing method according to the present invention may include a chamber 10 and a supply means for supplying pressurized gas into the chamber 10.

또한, 상기 기판처리장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(10)와 외부펌프(20)를 연결하여 챔버(10)를 배기하는 제1배기라인(30)과, 제1배기라인(30)과 독립적으로 구비되어 챔버(10)와 외부 유해물질제거부(40)를 연결하여 챔버(10)를 배기하는 제2배기라인(50)을 포함하는 배기수단을 구비할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3, the substrate processing apparatus includes a first exhaust line 30 that connects the chamber 10 and the external pump 20 to exhaust the chamber 10, and a first exhaust line ( An exhaust means may be provided independently from the 30 and includes a second exhaust line 50 that connects the chamber 10 and the external hazardous substance removal unit 40 to exhaust the chamber 10.

상기 챔버(10)는, 처리공간이 형성되어 기판(1)을 처리하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.The chamber 10 is a configuration in which a processing space is formed to process the substrate 1, and various configurations are possible.

이때, 상기 챔버(10)는, 단일의 기판(1)에 대한 기판처리가 수행되는 구성일 수 있으며, 다른 예로서, 배치식으로 다수의 기판(1)이 수직방향으로 적층되어 기판처리를 수행하는 구성일 수 있다. At this time, the chamber 10 may be configured to perform substrate processing on a single substrate 1. As another example, a plurality of substrates 1 are stacked vertically in a batch manner to perform substrate processing. It may be a configuration that does.

이하 다수의 기판(1)을 동시에 처리할 수 있는 배치식 구조의 실시예를 기준으로 설명하며, 단일의 기판(1)에 대한 기판처리가 수행되는 매엽식 구조가 적용될 수 있음은 또한 물론이다.Hereinafter, the description will be based on an embodiment of a batch structure capable of processing a plurality of substrates 1 simultaneously. Of course, a single wafer structure in which substrate processing is performed on a single substrate 1 can also be applied.

상기 챔버(10)는, 단일관 또는 이중관 구조를 가질 수 있으며, 내부의 처리공간이 형성되고, 하부의 매니폴드를 통해서 가스가 공급되거나 배기되는 구성일 수 있다.The chamber 10 may have a single pipe or double pipe structure, may have an internal processing space, and may be configured to supply or exhaust gas through a lower manifold.

이때, 상기 챔버(10)는, 하부가 개방되는 구조로서, 캡플랜지 등을 통해 하부가 개폐될 수 있으며 이로써, 밀폐된 처리공간을 형성하고 기판(1)을 도입 및 반출할 수 있다.At this time, the chamber 10 has a structure in which the lower part is open, and the lower part can be opened and closed through a cap flange, etc., thereby forming a closed processing space and allowing the introduction and removal of the substrate 1.

한편, 이때 상기 챔버(10)는, 알루미늄을 비롯한 금속재질로 구성될 수 있으며, 다른 예로서 석영재질로 구성될 수 있다.Meanwhile, at this time, the chamber 10 may be made of a metal material, including aluminum, or, as another example, may be made of a quartz material.

상기 공급수단은, 챔버(10)와 공급라인을 통하여 연결되어 챔버(10) 내에 가압가스를 공급하기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.The supply means is connected to the chamber 10 through a supply line to supply pressurized gas into the chamber 10, and various configurations are possible.

예를 들면, 상기 공급수단은, 필요한 가압가스를 저장하는 저장장치, 저장장치를 통해 저장된 가압가스를 챔버(10)로 공급하기 위한 공급조절밸브를 포함할 수 있다.For example, the supply means may include a storage device for storing the necessary pressurized gas, and a supply control valve for supplying the stored pressurized gas to the chamber 10 through the storage device.

또한, 상기 공급수단은, 가압가스의 원활한 공급을 위해 선택적으로 가압펌프를 추가로 포함할 수도 있다.In addition, the supply means may optionally additionally include a pressurized pump for smooth supply of pressurized gas.

이를 통해, 상기 공급수단은, 후술하는 산소가스 및 염화수소를 각각 포함하는 제1공정가스 및 제2공정가스를 적절한 시간에 적절한 용량으로 챔버(10) 내에 공급할 수 있다.Through this, the supply means can supply the first process gas and the second process gas, respectively containing oxygen gas and hydrogen chloride, which will be described later, into the chamber 10 at an appropriate amount and at an appropriate time.

상기 배기수단은, 챔버(10)와 제1배기라인(30) 및 제2배기라인(50)을 통하여 연결되어 챔버(10) 내를 배기 또는 펌핑하기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.The exhaust means is connected to the chamber 10 through the first exhaust line 30 and the second exhaust line 50 to exhaust or pump the inside of the chamber 10, and various configurations are possible.

예를 들면, 상기 배기수단은, 일단이 챔버(10)에 결합하고 타단이 외부펌프(20)에 결합하여 챔버(10)를 배기하는 제1배기라인(30)과, 제1배기라인(30)과 독립적으로 구비되어 일단이 챔버(10)와 결합하고 타단이 외부 유해물질제거부(40)와 결합하여 챔버(10)를 배기하는 제2배기라인(50)을 포함할 수 있다.For example, the exhaust means includes a first exhaust line 30, one end of which is coupled to the chamber 10 and the other end of which is coupled to the external pump 20 to exhaust the chamber 10, and a first exhaust line 30. ) and may include a second exhaust line 50 that is provided independently from the chamber 10 and has one end coupled to the chamber 10 and the other end coupled to the external hazardous substance removal unit 40 to exhaust the chamber 10.

또한, 상기 배기수단은, 일단이 외부펌프(20)에 결합하고 타단이 유해물질제거부(40)에 결합하는 연결라인(60)을 포함할 수 있다.In addition, the exhaust means may include a connection line 60, one end of which is coupled to the external pump 20 and the other end of which is coupled to the hazardous substance removal unit 40.

즉, 상기 배기수단은, 서로 독립되어 별도로 챔버(10)에 대한 배기를 수행하는 제1배기라인(30)과 제2배기라인(50)을 구비하고, 제1배기라인(30)은, 외부에 존재하는 외부펌프(20)와 연결하고 제2배기라인(50)은 유해물질제거부(40)와 연결함으로써, 유해물질이 외부펌프(20)를 통해 배출되어 외부펌프(20)가 손상되고 유해물질을 완전히 제거하지 못하고 유해물질이 외부로 배출되는 현상을 방지할 수 있다.That is, the exhaust means is provided with a first exhaust line 30 and a second exhaust line 50 that are independent of each other and separately exhaust the chamber 10, and the first exhaust line 30 is an external exhaust line. By connecting to the external pump (20) existing in and connecting the second exhaust line (50) to the hazardous substance removal unit (40), hazardous substances are discharged through the external pump (20), damaging the external pump (20). It is possible to prevent harmful substances from being discharged to the outside without completely removing them.

한편, 상기 배기수단은, 도 3에 도시된 바와 같이, 연결라인(60)을 통해 제1배기라인(30) 및 외부펌프(20)를 통과한 배기가스를 최종적으로는 유해물질제거부(40)를 거쳐 외부로 배출하도록 배치될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 3, the exhaust means finally exhausts the exhaust gas that has passed through the first exhaust line 30 and the external pump 20 through the connection line 60 to the hazardous substance removal unit 40. ) can be arranged to be discharged to the outside.

이때, 상기 제1배기라인(30)은, 챔버(10)와 외부펌프(20) 사이를 연결하는 제1라인부(31)와, 제1라인부(31) 상에 설치되어 제1배기라인(30)을 통해 배기되는 배기가스의 유량을 조절하는 제1배기제어밸브(32)를 포함할 수 있다.At this time, the first exhaust line 30 is installed on the first line portion 31 connecting the chamber 10 and the external pump 20 and the first exhaust line 31. It may include a first exhaust control valve 32 that regulates the flow rate of exhaust gas exhausted through (30).

또한, 상기 제2배기라인(50)은, 챔버(10)와 유해물질제거부(40) 사이를 연결하는 제2라인부(51)와, 제2라인부(51) 상에 설치되어 제2배기라인(50)을 통해 배기되는 배기가스의 유량을 조절하는 제2배기제어밸브(52)를 포함할 수 있다.In addition, the second exhaust line 50 is installed on the second line part 51 connecting the chamber 10 and the hazardous substance removal unit 40, and the second line part 51. It may include a second exhaust control valve 52 that regulates the flow rate of exhaust gas exhausted through the exhaust line 50.

특히, 상기 제2배기라인(50)은, 후술하는 염화수소를 포함하는 제2공정가스를 배기함으로써, 유해물질을 유해물질제거부(40), 예를 들면 스크러버와 같은 장치를 통해 제거하여 배출할 수 있다.In particular, the second exhaust line 50 exhausts the second process gas containing hydrogen chloride, which will be described later, to remove and discharge harmful substances through a device such as a hazardous substance removal unit 40, for example, a scrubber. You can.

이 경우, 상기 제1배기라인(30)을 통해서는 상압, 즉 대기압 미만의 저압일 때 배기가 수행될 수 있으며, 제2배기라인(50)을 통해서는 상압, 즉 대기압 이상의 고압일 때 배기가 수행될 수 있다.In this case, exhaust can be performed through the first exhaust line 30 at normal pressure, that is, at a low pressure below atmospheric pressure, and through the second exhaust line 50, exhaust can be performed at normal pressure, that is, at a high pressure above atmospheric pressure. It can be done.

상기 기판도입단계(S100)는, 상기 챔버(10) 내로 실리콘(Si)을 포함하는 기판(1)을 도입하는 단계일 수 있다.The substrate introduction step (S100) may be a step of introducing a substrate 1 containing silicon (Si) into the chamber 10.

이때, 상기 기판(1)은, 실리콘을 포함하는 구성으로서, 박막이 형성되지 않은 상태의 실리콘을 포함하는 구성으로서 도입될 수 있으며, 다른 예로서, 제1산화막(2)이 형성된 상태에서 도입될 수 있다.At this time, the substrate 1 may be introduced as a composition containing silicon in a state in which a thin film is not formed. As another example, the substrate 1 may be introduced in a state in which the first oxide film 2 is formed. You can.

일예로, 상기 기판(1)은, 실리콘을 포함하는 구성으로서, 별도의 박막이 형성되지 않은 상태에서 기판처리장치에 도입되어, 실리콘산화막(SiO2)이 제1산화막(2)으로 기판처리를 통해 형성되고, 뒤이어 본 발명에 따른 기판처리방법으로 제2산화막(3)이 기판처리를 통해 형성될 수 있다.For example, the substrate 1 is composed of silicon and is introduced into the substrate processing apparatus without forming a separate thin film, so that the silicon oxide film (SiO2) is formed as the first oxide film 2 through substrate processing. is formed, and then the second oxide film 3 can be formed through substrate processing using the substrate processing method according to the present invention.

이때, 제1산화막(2)과 제2산화막(3)은, 동일한 기판처리장치에서 연이어 수행되는 인시츄(in-situ) 방식으로 수행될 수 있으며, 다른 예로서, 제1산화막(2)이 형성되는 과정과 제2산화막(3)이 형성되어 기판(1) 및 제1산화막(2)에 대한 표면처리가 수행되는 단계는 별도의 기판처리장치를 통해 엑시츄(ex-situ) 방식으로 수행될 수 있다.At this time, the first oxide film 2 and the second oxide film 3 may be performed in-situ in succession in the same substrate processing apparatus. As another example, the first oxide film 2 The formation process and the step of forming the second oxide film 3 and performing surface treatment on the substrate 1 and the first oxide film 2 are performed ex-situ through a separate substrate processing device. It can be.

한편, 다른 예로서, 상기 기판(1)은, 제1산화막(2)이 형성된 상태에서 기판처리장치에 도입되어 본 발명에 따른 기판처리방법을 통해 제2산화막(3)이 형성되면서 기판(1) 및 제1산화막(2)에 대한 특성 개선을 수행할 수 있다.Meanwhile, as another example, the substrate 1 is introduced into a substrate processing apparatus with the first oxide film 2 formed thereon, and the second oxide film 3 is formed through the substrate processing method according to the present invention, thereby forming the substrate 1. ) and the characteristics of the first oxide film 2 can be improved.

상기 압력상승단계(S200)는, 기판도입단계(S100) 이후에 챔버(10) 내의 압력을 제1압력(P1)에서 제3압력(P3)으로 상승시키며, 적어도 일부 시간동안 산소를 포함하는 제1공정가스를 공급하는 단계일 수 있다.The pressure raising step (S200) increases the pressure in the chamber 10 from the first pressure (P1) to the third pressure (P3) after the substrate introducing step (S100), and increases the pressure in the chamber 10 from the first pressure (P1) to the third pressure (P3), and increases the pressure in the chamber 10 containing oxygen for at least part of the time. 1 This may be the stage of supplying process gas.

이때, 상기 압력상승단계(S200)는, 산소를 포함하는 제1공정가스를 가압가스로서 공급함으로써, 챔버(10) 내의 압력을 상승시킬 수 있으며, 다른 예로서, 제1공정가스 공급과는 무관하게 챔버(10) 내의 압력을 상승시킬 수 있다.At this time, the pressure raising step (S200) can increase the pressure in the chamber 10 by supplying the first process gas containing oxygen as pressurized gas. As another example, it is unrelated to the supply of the first process gas. This can increase the pressure within the chamber 10.

또한, 상기 압력상승단계(S200)는, 제1공정가스와 동시 또는 제1공정가스 공급 개시 이후에 염화수소를 포함하는 제2공정가스 공급을 개시할 수 있다.Additionally, in the pressure raising step (S200), the supply of the second process gas containing hydrogen chloride may be started simultaneously with the first process gas or after the start of supply of the first process gas.

즉, 상기 압력상승단계(S200)는, 일예로, 제1공정가스와 제2공정가스가 모두 공급될 수 있으며, 이때 유해물질로서, 염화수소를 포함하는 제2공정가스의 농도를 낮춰 설비 부식을 방지하기 위하여, 제2공정가스는 제1공정가스가 공급되는 상태에서만 공급될 수 있다.That is, in the pressure raising step (S200), for example, both the first process gas and the second process gas can be supplied, and at this time, the concentration of the second process gas containing hydrogen chloride as a hazardous substance is lowered to prevent equipment corrosion. To prevent this, the second process gas can be supplied only when the first process gas is supplied.

즉, 상기 제2공정가스는 제1공정가스 공급과 동시 또는 이후에 공급이 개시될 수 있으며, 제1공정가스가 공급되는 상태에서만 공급이 지속될 수 있다.That is, the supply of the second process gas may begin simultaneously with or after the supply of the first process gas, and supply may continue only while the first process gas is supplied.

한편, 다른 예로서, 상기 압력상승단계(S200)는, 제1공정가스만 지속적으로 공급될 수 있으며, 후술하는 압력유지단계(S300)에 제2공정가스를 공급함으로써, 실리콘산화물의 제2산화막(3)을 형성하고 기판(1) 및 제1산화막(2)에 대한 큐어링(Curing)을 수행할 수 있다.Meanwhile, as another example, in the pressure raising step (S200), only the first process gas can be continuously supplied, and by supplying the second process gas to the pressure maintaining step (S300) described later, the second oxide film of silicon oxide is formed. (3) can be formed and curing of the substrate 1 and the first oxide film 2 can be performed.

이때, 상기 압력상승단계(S200)는, 제1압력(P1)으로부터 제3압력(P3)으로 챔버(10) 내 압력을 상승시킬 수 있으며, 이때 제1압력(P1)은, 상압, 즉 대기압보다 낮은 압력으로서 저압상태일 수 있으며, 상기 제3압력(P3)은, 상압보다 높은 압력으로서 고압상태일 수 있다.At this time, the pressure raising step (S200) may increase the pressure in the chamber 10 from the first pressure (P1) to the third pressure (P3), and at this time, the first pressure (P1) is normal pressure, that is, atmospheric pressure. The lower pressure may be in a low-pressure state, and the third pressure P3 may be in a high-pressure state as a pressure higher than normal pressure.

즉, 상기 압력상승단계(S200)는, 저압상태인 제1압력(P1)으로부터 고압상태인 제3압력(P3)으로 압력을 상승시킬 수 있으며, 이 과정에서 제1공정가스와 제2공정가스를 동시 또는 순차적으로 공급하여 기판처리를 수행할 수 있다.That is, the pressure raising step (S200) can increase the pressure from the first pressure (P1) in a low pressure state to the third pressure (P3) in a high pressure state, and in this process, the first process gas and the second process gas Substrate processing can be performed by supplying simultaneously or sequentially.

한편, 상기 압력상승단계(S200)는, 단순히 제1공정가스를 공급하여 제1압력(P1)으로부터 제3압력(P3)으로 압력을 상승시킬 수 있음은 또한 물론이다.Meanwhile, it goes without saying that in the pressure raising step (S200), the pressure can be increased from the first pressure (P1) to the third pressure (P3) by simply supplying the first process gas.

예를 들면, 상기 압력상승단계(S200)는, 챔버(10) 내의 압력을 상압보다 낮은 제1압력(P1)에서 제2압력(P2)으로 상승시키는 제1가압단계(S210)와, 챔버(10) 내의 압력을 제2압력(P2)으로 유지하는 제1유지단계(S220)와, 챔버(10) 내의 압력을 제2압력(P2)에서 상압보다 높은 제3압력(P3)으로 상승시키는 제2가압단계(S230)를 포함할 수 있다.For example, the pressure raising step (S200) includes a first pressurizing step (S210) of increasing the pressure in the chamber 10 from the first pressure (P1), which is lower than normal pressure, to the second pressure (P2), and the chamber ( 10) a first maintenance step (S220) of maintaining the pressure within the chamber 10 at the second pressure (P2), and a first maintenance step of increasing the pressure within the chamber 10 from the second pressure (P2) to the third pressure (P3) higher than normal pressure. It may include a second pressurization step (S230).

상기 제1가압단계(S210)는, 챔버(10) 내의 압력을 상압보다 낮은 제1압력(P1)에서 제2압력(P2)으로 상승시킬 수 있으며, 일예로, 이때 상기 제1압력(P1)은, 0.01Torr 이상 1기압(760Torr) 미만의 범위 내 값을 가지고, 제2압력(P2)은, 대기압, 즉, 상압으로서 1기압(760Torr)일 수 있다.The first pressurizing step (S210) may increase the pressure in the chamber 10 from the first pressure (P1), which is lower than normal pressure, to the second pressure (P2). For example, at this time, the first pressure (P1) has a value within the range of 0.01 Torr or more and less than 1 atmosphere (760 Torr), and the second pressure (P2) may be atmospheric pressure, that is, normal pressure, which is 1 atmosphere (760 Torr).

상기 제1유지단계(S220)는, 챔버(10) 내의 압력을 제2압력(P2)으로 유지하는 단계로서, 제1공정가스를 지속적으로 공급하면서 챔버(10) 내의 압력을 대기압으로 유지할 수 있다.The first maintenance step (S220) is a step of maintaining the pressure in the chamber 10 at the second pressure (P2), and the pressure in the chamber 10 can be maintained at atmospheric pressure while continuously supplying the first process gas. .

상기 제2가압단계(S230)는, 챔버(10) 내의 압력을 제2압력(P2)에서 상압보다 높은 제3압력(P3)으로 상승시킬 수 있으며, 일예로, 이때 상기 제3압력(P3)은, 1기압(760Torr) 초과 10기압 이하의 범위 내 값을 가질 수 있다.The second pressurization step (S230) may increase the pressure in the chamber 10 from the second pressure (P2) to the third pressure (P3), which is higher than normal pressure. For example, at this time, the third pressure (P3) It can have a value within the range of more than 1 atm (760 Torr) and less than 10 atm.

상기 제2가압단계(S230) 동안 지속적으로 제1공정가스가 공급될 수 있다.The first process gas may be continuously supplied during the second pressurization step (S230).

상기 압력유지단계(S300)는, 압력상승단계(S200) 이후에 챔버(10) 내의 압력을 제3압력(P3)으로 유지하며, 적어도 일부 시간동안 염화수소를 포함하는 제2공정가스를 공급하는 단계일 수 있다.The pressure maintenance step (S300) is a step of maintaining the pressure in the chamber 10 at the third pressure (P3) after the pressure raising step (S200) and supplying a second process gas containing hydrogen chloride for at least part of the time. It can be.

이때, 상기 압력유지단계(S300)는, 제1공정가스를 공급하며, 제1공정가스가 공급되는 상태에서 제2공정가스를 공급할 수 있다.At this time, in the pressure maintenance step (S300), the first process gas is supplied, and the second process gas can be supplied while the first process gas is supplied.

즉, 상기 압력유지단계(S300)는, 압력상승단계(S200)부터 연이어 제1공정가스가 지속적으로 공급될 수 있으며, 제2공정가스 공급이 개시되어 압력유지단계(S300) 동안 제2공정가스가 제1공정가스와 함께 공급될 수 있다.That is, in the pressure maintenance step (S300), the first process gas can be continuously supplied from the pressure increase step (S200), and the second process gas supply is started and the second process gas is supplied during the pressure maintenance step (S300). may be supplied together with the first process gas.

이를 통해, 상기 압력유지단계(S300)는, 제2박막(3)을 형성하고, 기판(1) 및 제1박막(2)에 대한 불순물 제거 및 박막특성 개선을 위한 표면처리가 수행될 수 있다.Through this, in the pressure maintenance step (S300), the second thin film 3 is formed, and surface treatment to remove impurities and improve thin film characteristics of the substrate 1 and the first thin film 2 can be performed. .

한편, 다른 예로서, 상기 압력유지단계(S300)는, 생략되고 압력상승단계(S200) 이후에 후술하는 압력하강단계(S400)가 바로 이어질 수도 있다.Meanwhile, as another example, the pressure maintaining step (S300) may be omitted and the pressure lowering step (S400), which will be described later, may immediately follow the pressure raising step (S200).

상기 압력하강단계(S400)는, 압력상승단계(S200) 이후에 챔버(10) 내의 압력을 제3압력(P3)에서 제5압력(P5)으로 하강시키는 단계일 수 있다.The pressure lowering step (S400) may be a step of lowering the pressure in the chamber 10 from the third pressure (P3) to the fifth pressure (P5) after the pressure increasing step (S200).

예를 들면, 상기 압력하강단계(S400)는, 챔버(10) 내의 압력을 상압보다 높은 제3압력(P3)에서 제4압력(P4)으로 하강시키는 제1감압단계(S410)와, 챔버(10) 내의 압력을 제4압력(P4)으로 유지하는 제2유지단계(S420)와, 챔버(10) 내의 압력을 제4압력(P4)에서 상압보다 낮은 제5압력(P5)으로 하강시키는 제2감압단계(S430)를 포함할 수 있다.For example, the pressure lowering step (S400) includes a first decompressing step (S410) of lowering the pressure in the chamber 10 from the third pressure (P3), which is higher than normal pressure, to the fourth pressure (P4), and the chamber ( 10) a second maintenance step (S420) of maintaining the pressure within the chamber 10 at the fourth pressure (P4), and a second maintenance step of lowering the pressure within the chamber 10 from the fourth pressure (P4) to the fifth pressure (P5) lower than normal pressure. It may include a second decompression step (S430).

상기 제1감압단계(S410)는, 챔버(10) 내의 압력을 상압보다 높은 제3압력(P3)에서 제4압력(P4)으로 하강시키는 단계로서, 이때 상기 제4압력(P4)는, 일예로 대기압일 수 있고, 더 나아가 전술한 제2압력(P2)과 동일한 값일 수 있다.The first decompression step (S410) is a step of lowering the pressure in the chamber 10 from the third pressure (P3), which is higher than normal pressure, to the fourth pressure (P4). At this time, the fourth pressure (P4) is, for example, It may be atmospheric pressure, and further may be the same value as the above-described second pressure (P2).

한편, 상기 제1감압단계(S410)는, 전술한 압력상승단계(S200) 및 압력유지단계(S300) 동안 공급되는 제1공정가스 및 제2공정가스의 공급이 중단되고, 전술한 배기수단을 통해 압력이 하강할 수 있다.Meanwhile, in the first decompression step (S410), the supply of the first process gas and the second process gas supplied during the pressure raising step (S200) and the pressure maintaining step (S300) is stopped, and the above-described exhaust means is used. The pressure can drop through

이때, 상기 제1감압단계(S410)는, 제2압력(P2)이 대기압일 경우, 고압상태에서의 감압이 이루어지는 바, 전술한 제1배기라인(50)을 통해 유해물질제거부(40)를 거쳐 배기가스를 배출할 수 있으며, 이때 주된 배기가스는 염화수소를 포함하는 제2공정가스를 포함할 수 있다.At this time, in the first decompression step (S410), when the second pressure (P2) is atmospheric pressure, decompression is performed in a high pressure state, and the hazardous substance removal unit 40 is removed through the above-described first exhaust line 50. Exhaust gas may be discharged through , and at this time, the main exhaust gas may include a second process gas containing hydrogen chloride.

상기 제2유지단계(S420)는, 챔버(10) 내의 압력을 제4압력(P4)으로 유지하는 단계일 수 있다.The second maintenance step (S420) may be a step of maintaining the pressure in the chamber 10 at the fourth pressure (P4).

이때, 상기 제4압력(P4)는, 전술한 바와 같이 제2압력(P2)과 동일한 값일 수 있으며, 대기압일 수 있다.At this time, the fourth pressure (P4) may be the same value as the second pressure (P2), as described above, and may be atmospheric pressure.

한편, 상기 제2유지단계(S420)는, 챔버(10) 내에 불활성가스로 구성되어 퍼지를 수행하는 제3공정가스를 공급하여 압력을 유지하면서 퍼지를 수행하여 기판(1)에 대한 오염 및 산화를 방지할 수 있다.Meanwhile, in the second maintenance step (S420), a third process gas consisting of an inert gas is supplied to the chamber 10 to purge while maintaining pressure to remove contamination and oxidation of the substrate 1. can be prevented.

상기 제2감압단계(S430)는, 챔버(10) 내의 압력을 제4압력(P4)에서 상압보다 낮은 제5압력(P5)으로 하강시킬 수 있다.In the second decompression step (S430), the pressure in the chamber 10 may be lowered from the fourth pressure (P4) to the fifth pressure (P5), which is lower than normal pressure.

이때 상기 제5압력(P5)은, 대기압보다 낮은 압력으로서 저압일 수 있으며, 전술한 제1압력(P1)과 동일한 값으로서, 동일 범위를 가질 수 있다.At this time, the fifth pressure (P5) may be low pressure, which is lower than atmospheric pressure, and may be the same value as the above-described first pressure (P1) and have the same range.

또한, 상기 제2감압단계(S430)는, 대기압보다 낮은 압력으로서 저압상태에서의 배기가 수행되는 바, 전술한 제1배기라인(30) 및 외부펌프(20)를 통해 배기가 수행될 수 있으며, 퍼지가스인 제3공정가스가 공급될 수 있고 제1공정가스 및 제2공정가스의 공급은 차단될 수 있다.In addition, in the second pressure reduction step (S430), exhaust is performed in a low pressure state at a pressure lower than atmospheric pressure, and exhaust can be performed through the first exhaust line 30 and the external pump 20 described above. , the third process gas, which is a purge gas, can be supplied, and the supply of the first process gas and the second process gas can be blocked.

한편, 상기 제2감압단계(S430) 동안 제3공정가스 또한 공급이 차단될 수 있고, 상기 제5압력(P5)이 제4압력(P4)과 함께 상압 이상의 압력일 수 있음은 또한 물론이다.Meanwhile, the supply of the third process gas may also be blocked during the second decompression step (S430), and of course, the fifth pressure (P5), together with the fourth pressure (P4), may be a pressure higher than normal pressure.

또한, 상기 제2감압단계(S430) 수행 이후, 제3유지단계를 통해 압력이 제1압력(P1)으로 유지되고 제1가압단계(S210)를 통해 압력이 제2압력(P2)으로 상승하는 사이클이 추가로 반복 수행될 수 있으며, 이때 제3공정가스의 공급을 통한 퍼지와 외부펌프(20) 및 제1배기라인(30)을 통한 펌핑이 반복 수행될 수 있다.In addition, after performing the second decompression step (S430), the pressure is maintained at the first pressure (P1) through the third maintenance step and the pressure rises to the second pressure (P2) through the first pressurization step (S210). The cycle may be additionally repeated, and in this case, purging through the supply of the third process gas and pumping through the external pump 20 and the first exhaust line 30 may be repeatedly performed.

일 실시예로서, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 압력상승단계(S200)와 압력하강단계(S400)를 하나의 단위 사이클로 하여, 제1압력(P1)을 최소값, 제3압력(P3)을 최대값으로 하는 압력범위 내에서 n회(n≥1) 수행될 수 있다.As an embodiment, the substrate processing method according to the present invention uses the pressure raising step (S200) and the pressure lowering step (S400) as one unit cycle, where the first pressure (P1) is set to the minimum value and the third pressure (P3) is set to the minimum value. It can be performed n times (n≥1) within the pressure range set to the maximum value.

즉, 압력유지단계(S300)를 생략하고, 압력상승단계(S200)와 압력하강단계(S400)를 적어도 1회 반복하며, 이때 압력범위는 제1압력(P1)을 최소값, 제3압력(P3)을 최대값으로 하는 압력범위 내에서 복수회 수행될 때마다 다른 압력값을 가지거나, 매번 동일한 압력값을 가지도록 반복 수행될 수 있다.That is, the pressure maintenance step (S300) is omitted, and the pressure raising step (S200) and the pressure lowering step (S400) are repeated at least once, and the pressure range at this time is the first pressure (P1) as the minimum value and the third pressure (P3). ) can have a different pressure value each time it is performed multiple times within the pressure range with the maximum value, or it can be performed repeatedly to have the same pressure value each time.

또한, 다른 예로서, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 압력상승단계(S200), 압력유지단계(S300) 및 압력하강단계(S400)를 하나의 단위 사이클로 하여, 제1압력(P1)을 최소값, 제3압력(P3)을 최대값으로 하는 압력범위 내에서 n회(n≥1) 수행될 수 있다.In addition, as another example, the substrate processing method according to the present invention uses the pressure raising step (S200), the pressure maintaining step (S300), and the pressure lowering step (S400) as one unit cycle, so that the first pressure (P1) is set to the minimum value. , It can be performed n times (n≥1) within a pressure range with the third pressure (P3) as the maximum value.

이때, 압력범위는 상압 미만인 제1압력(P1)으로부터 상압 초과값인 제3압력(P3) 사이의 미리 설정된 압력값들로 설정될 수 있으며, 다른 예로서, 상압 초과값을 하한으로 하는 압력범위로 설정되어, 최저압인 제1압력(P1)에서 최고압인 제3압력(P3)으로 상승시킨 후 상압 이상의 압력범위 내에서 가압 및 감압 또는 가압, 압력유지 및 감압의 변압이 반복 수행될 수 있다.At this time, the pressure range may be set to preset pressure values between the first pressure (P1), which is below normal pressure, and the third pressure (P3), which is above normal pressure. As another example, a pressure range with the value above normal pressure as the lower limit. It is set to increase from the lowest pressure, first pressure (P1), to the highest pressure, third pressure (P3), and then pressurization and decompression or pressure transformation of pressurization, pressure maintenance, and decompression can be repeatedly performed within the pressure range above normal pressure.

한편, 압력상승단계(S200)와 압력하강단계(S400)가 반복 수행되는 과정에서 필요에 따라 압력유지단계(S300)가 수행되도록 조합될 수 있음은 또한 물론이다.Meanwhile, of course, the pressure raising step (S200) and the pressure lowering step (S400) can be combined so that the pressure maintaining step (S300) is performed as needed during the repeated process.

상기 승온단계는, 챔버(10) 내의 온도를 제1온도(T1)에서 제2온도(T2)로 상승시키는 단계일 수 있다.The temperature raising step may be a step of increasing the temperature within the chamber 10 from the first temperature (T1) to the second temperature (T2).

즉, 상기 승온단계는, 불순물 제거 및 제2산화막(3) 형성을 위한 온도 분위기를 조성하기 위하여 챔버(10) 내의 온도를 상승시킬 수 있으며, 이로써, 기판처리를 위한 온도조건이 조성될 수 있다.That is, the temperature raising step may increase the temperature within the chamber 10 to create a temperature atmosphere for removing impurities and forming the second oxide film 3, thereby creating temperature conditions for substrate processing. .

이때, 승온단계는, 압력상승단계(S200) 도중 수행될 수 있으며, 보다 구체적으로는 챔버(10) 내의 압력이 상압 이상인 제1유지단계(S220) 및 제2가압단계(S230) 중 적어도 일부 시간동안 승온이 진행될 수 있다.At this time, the temperature raising step may be performed during the pressure raising step (S200), and more specifically, at least some of the time during the first maintaining step (S220) and the second pressurizing step (S230) when the pressure in the chamber 10 is above normal pressure. Temperature elevation may proceed during this period.

상기 고온유지단계는, 챔버(10) 내의 온도를 제2온도(T2)를 유지하는 단계로서 압력유지단계(S300) 및 압력하강단계(S400)가 수행됨으로써, 효과적으로 기판(1) 및 제1산화막(2)의 불순물 및 불필요한 가스를 제거할 수 있다.The high temperature maintaining step is a step of maintaining the temperature in the chamber 10 at the second temperature (T2), and the pressure maintaining step (S300) and the pressure lowering step (S400) are performed, effectively forming the substrate 1 and the first oxide film. (2) Impurities and unnecessary gases can be removed.

상기 감온단계는, 제2온도(T2)에서 제3온도(T3)로 챔버(10) 내의 온도를 하강시키는 단계일 수 있다.The temperature reduction step may be a step of lowering the temperature in the chamber 10 from the second temperature T2 to the third temperature T3.

이때 상기 제3온도(T3)는, 제1온도(T1)와 같거나 후속공정에 따라 다른 온도일 수 있다.At this time, the third temperature (T3) may be the same as the first temperature (T1) or may be a different temperature depending on the subsequent process.

한편, 상기 감온단계는, 챔버(10) 내의 압력이 대기압보다 크거나 같은 압력으로 유지되는 기간 동안 제2온도(T2)에서 제3온도(T3)로 감온할 수 있다.Meanwhile, in the temperature reduction step, the temperature may be reduced from the second temperature (T2) to the third temperature (T3) during a period in which the pressure within the chamber 10 is maintained at a pressure greater than or equal to atmospheric pressure.

보다 구체적으로, 상기 감온단계는, 압력하강단계(S400)가 완료된 이후에 제5압력(P5)에서 제2압력(P2)으로 상승한 이후에 온도를 제2온도(T2)에서 제3온도(T3)로 감온할 수 있다.More specifically, the temperature reduction step increases from the fifth pressure (P5) to the second pressure (P2) after the pressure lowering step (S400) is completed, and then changes the temperature from the second temperature (T2) to the third temperature (T3). ) can be reduced in temperature.

한편, 전술한 제1온도(T1) 및 제3온도(T3)는, 섭씨 400도에서 섭씨 700도 사이의 온도범위를 가질 수 있으며, 제2온도(T2)는, 공정이 수행되는 온도로서, 섭씨 700도에서 섭씨 850도 사이의 온도범위를 가질 수 있다.Meanwhile, the above-described first temperature (T1) and third temperature (T3) may have a temperature range between 400 degrees Celsius and 700 degrees Celsius, and the second temperature (T2) is the temperature at which the process is performed, Temperatures can range from 700 degrees Celsius to 850 degrees Celsius.

한편, 전술한 바와 같이 승온단계, 감온단계를 챔버(10) 내 압력의 특정 시점, 즉 압력이 상압 이상일 때 수행함으로써, 박막의 열화를 최소화할 수 있다.Meanwhile, as described above, deterioration of the thin film can be minimized by performing the temperature raising and temperature reducing steps at a specific point in time of the pressure within the chamber 10, that is, when the pressure is above normal pressure.

즉, 상기 승온단계는, 상압 이상일 때의 압력상승단계(S200) 수행 중 또는 압력상승단계(S200) 수행 후 미리 설정된 승온시점부터 승온종점까지 온도분위기를 제1온도(T1)에서 제2온도(T2)로 승온시킬 수 있다.That is, the temperature increase step is performed during the pressure increase step (S200) when the pressure is above normal pressure or after the pressure increase step (S200) is performed, the temperature atmosphere is changed from the first temperature (T1) to the second temperature (T1) from the preset temperature increase time to the temperature increase end point. The temperature can be raised to T2).

이때, 상기 승온단계에서의 승온시점 및 승온종점은 압력상승단계(S200)의 시작시점(제3압력(P3)으로 가압이 시작되는 시점) 및 압력하강단계(S400)의 시작시점(제5압력(P5)으로 감압이 시작되는 시점) 사이로 설정될 수 있다. At this time, the temperature increase time and temperature increase end point in the temperature increase step are the start point of the pressure increase step (S200) (the point when pressurization begins with the third pressure (P3)) and the start point of the pressure decrease step (S400) (the fifth pressure It can be set between (P5) and the point at which decompression begins.

여기서 상기 승온시점은, 상기 압력상승단계(S200)의 시작시점 이후라면 어떠한 시점에서나 설정될 수 있으나, 챔버 내부가 O2 가스를 포함하는 제1공정가스로부터 충분히 보호될 수 있도록 일정량의 제1공정가스가 투입되어 공정압이 대기압 이상으로 가압된 이후의 시점으로 설정됨이 바람직하다.Here, the temperature increase point can be set at any point after the start point of the pressure increase step (S200), but the inside of the chamber is heated from the first process gas containing O 2 gas. To ensure sufficient protection, it is desirable to set the time point after a certain amount of first process gas is introduced and the process pressure is pressurized to atmospheric pressure or higher.

상기 감온단계 또한, 전술한 승온단계와 같이 챔버(10) 내의 압력이 상압 이상일 때 수행될 수 있다.The temperature reduction step may also be performed when the pressure within the chamber 10 is above normal pressure, like the temperature increase step described above.

한편, 상기 압력상승단계(S200), 압력유지단계(S300) 및 압력하강단계(S400)는, 상기 고온유지단계 도중 수행될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 상기 압력상승단계(S200), 압력유지단계(S300) 및 압력하강단계(S400)를 하나의 단위 사이클로 하여 복수회 반복 수행될 때, 적어도 하나의 사이클은 고온유지단계 동안 수행될 수 있다.Meanwhile, the pressure raising step (S200), the pressure maintaining step (S300), and the pressure lowering step (S400) may be performed during the high temperature maintaining step. More specifically, the pressure increasing step (S200) and the pressure maintaining step (S400) may be performed during the high temperature maintaining step. When the step (S300) and the pressure lowering step (S400) are repeated multiple times as one unit cycle, at least one cycle may be performed during the high temperature maintenance step.

상기 공정준비단계(S500)는, 압력상승단계(S200) 이전에 챔버(10) 내에 불활성가스인 제3공정가스를 공급하는 단계일 수 있다.The process preparation step (S500) may be a step of supplying a third process gas, which is an inert gas, into the chamber 10 before the pressure raising step (S200).

즉, 상기 공정준비단계(S500)는, 기판(1)이 도입되는 기판도입단계(S100) 동안 또는 이후에 수행되어 제3공정가스를 공급함으로써, 기판(1)에 대한 오염 및 자연산화를 방지할 수 있다.That is, the process preparation step (S500) is performed during or after the substrate introduction step (S100) in which the substrate 1 is introduced and supplies the third process gas to prevent contamination and natural oxidation of the substrate 1. can do.

이하 본 발명에 따른 기판처리방법의 배기동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, the exhaust operation of the substrate processing method according to the present invention will be described.

일예로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 압력상승단계(S200) 중 챔버(10) 내 압력이 상압 미만으로서 저압 상태인 제1가압단계(S210) 동안은 제1배기라인(30) 및 제2배기라인(50)을 포함한 모든 배기수단을 폐쇄하고 압력을 상승시킬 수 있으며, 압력상승단계(S200) 중 챔버(10) 내 압력이 상압 이상인 제1유지단계(S220) 및 제2가압단계(S230) 동안은 제2배기라인(50)을 통해 외부펌프(20)를 거치지 않고 유해물질제거부(40)에 직결되어 배기를 수행할 수 있다.As an example, as shown in FIG. 1, during the first pressurization step (S210) in which the pressure in the chamber 10 is lower than normal pressure during the pressure raising step (S200), the first exhaust line 30 and the second All exhaust means, including the exhaust line 50, can be closed and the pressure can be increased. During the pressure raising step (S200), the pressure in the chamber 10 is higher than normal pressure in the first maintenance step (S220) and the second pressurization step (S230). ), exhaust can be performed by being directly connected to the hazardous substance removal unit 40 through the second exhaust line 50 without going through the external pump 20.

또한, 압력유지단계(S300) 동안 챔버(10) 내 압력이 상압 이상인 바, 여전히 제2배기라인(50)을 통해 외부펌프(20)를 거치지 않고 유해물질제거부(40)로 바로 배기를 수행할 수 있으며, 이 과정은 압력하강단계(S400) 중 챔버(10) 내 압력이 상압 이상인 제1감압단계(S410) 및 제2유지단계(S420) 동안 동일하게 적용될 수 있다.In addition, since the pressure within the chamber 10 is above normal pressure during the pressure maintenance step (S300), exhaust is still performed directly to the hazardous substance removal unit 40 through the second exhaust line 50 without going through the external pump 20. This process can be applied equally during the first decompression step (S410) and the second maintenance step (S420) when the pressure within the chamber 10 is above normal pressure during the pressure lowering step (S400).

한편, 전술한 각 구간들 중 미리 설정된 일부 구간에서 부분적으로 제2배기라인(50)을 통한 배기가 적용될 수 있음은 또한 물론이다.Meanwhile, of course, exhaustion through the second exhaust line 50 may be applied partially in some preset sections among the sections described above.

또한, 압력하강단계(S400) 중 챔버(10) 내 압력이 상압 미만인 제2감압단계(S430) 중 적어도 일부 동안은 제1배기라인(30)을 통해 외부펌프(20)로 직결되어 배기를 수행할 수 있다.In addition, during at least a portion of the second pressure reduction step (S430) when the pressure in the chamber 10 is below normal pressure during the pressure lowering step (S400), exhaust is directly connected to the external pump 20 through the first exhaust line 30. can do.

전술한 바와 같이 제1배기라인(30) 및 제2배기라인(50)을 별개로 구비 및 운용함으로써, 챔버(10) 내부 압력에 따른 외부펌프(20) 손상을 방지할 수 있다.As described above, by providing and operating the first exhaust line 30 and the second exhaust line 50 separately, damage to the external pump 20 due to the internal pressure of the chamber 10 can be prevented.

보다 구체적으로, 외부펌프(20)는, 진공펌프일 수 있으며, 진공펌프를 통해 상압 이상, 특히 고압상태에서 배기 수행 시 외부펌프(20)에 대한 손상이 발생할 수 있고, 이를 방지하기 위하여 상압 이상의 구간에서는 외부펌프(20)와 연결되지 않은 제2배기라인(50)을 통해 배기를 수행할 수 있다.More specifically, the external pump 20 may be a vacuum pump, and damage to the external pump 20 may occur when exhaust is performed at a pressure above normal pressure, especially at high pressure, through the vacuum pump. To prevent this, the external pump 20 may be pumped at a pressure above normal pressure. In the section, exhaust can be performed through the second exhaust line 50 that is not connected to the external pump 20.

또한, 본 기판처리방법 특성 상 상압 미만 구간에서는 배기가 적극적으로 수행되는 바 HCl의 챔버(10) 내 농도가 매우 낮지만, 상압 이상 구간에서 HCl을 포함하는 제2공정가스가 챔버(10) 내에 존재하며, 이때 챔버(10) 내에 존재하는 HCl을 외부펌프(20)를 통한 배기 시, 제1배기라인(30)과 외부펌프(20)가 HCl에 의해 부식되는 문제점이 있다.In addition, due to the nature of this substrate processing method, exhaust is actively performed in the section below normal pressure, so the concentration of HCl in the chamber 10 is very low, but in the section above normal pressure, the second process gas containing HCl is present in the chamber 10. There is a problem in that when the HCl present in the chamber 10 is exhausted through the external pump 20, the first exhaust line 30 and the external pump 20 are corroded by HCl.

또한, 외부펌프(20)가 존재하는 제1배기라인(30)은, 제1배기제어밸브(32)를 통해 압력조절을 위한 개폐율이 조절되거나 개폐가 수행되므로, HCl이 제1배기라인(30) 내에 정체되거나 챔버(10)로 역류할 수 있다.In addition, in the first exhaust line 30 where the external pump 20 is located, the opening and closing rate for pressure control is adjusted or opened and closed through the first exhaust control valve 32, so HCl is released into the first exhaust line ( 30) or may flow back into the chamber 10.

이에 반해, 유해물질제거부(40)와 직결되어 설치되는 제2배기라인(50)은, 대체로 상시배기가 이루어질 뿐만 아니라, 제2배기라인(50)에 지속적으로 유해가스 희석용 불활성가스, 예를 들면 N2가스를 공급하므로 HCl을 제2배기라인(50)으로 배기함으로써 제2배기라인(50)을 포함한 각종 구성의 부식을 최소화할 수 있다.On the other hand, the second exhaust line 50, which is installed directly connected to the hazardous substance removal unit 40, not only provides regular exhaust, but also continuously discharges inert gas for diluting harmful gases, e.g. For example, by supplying N2 gas, HCl can be exhausted to the second exhaust line 50, thereby minimizing corrosion of various components including the second exhaust line 50.

따라서, 챔버(10) 및 배기가스 내 HCl의 농도가 높은 상압 이상의 구간에서는 유해물질제거부(40)와 직결되어 설치되는 제2배기라인(50)을 통해 배기를 수행할 수 있다.Therefore, in the section above normal pressure where the concentration of HCl in the chamber 10 and the exhaust gas is high, exhaust can be performed through the second exhaust line 50 installed directly connected to the hazardous substance removal unit 40.

결과적으로, 유해가스, 특히 HCl을 사용하는 본 기판처리방법에 있어서, 챔버(10) 압력 또는 챔버(10) 내 유해가스의 존재 여부에 따라 제1배기라인(30) 및 제2배기라인(50)을 적절히 사용하여 독립적으로 배기함으로써, 유해가스로 인한 장치 손상을 최소화할 수 있는 이점이 있다.As a result, in this substrate processing method using harmful gas, especially HCl, the first exhaust line 30 and the second exhaust line 50 depending on the pressure of the chamber 10 or the presence of harmful gas in the chamber 10. ) has the advantage of minimizing damage to the device due to harmful gases by properly using and independently exhausting the gas.

한편, 본 발명에 따른 기판처리방법을 통해 기판(1)에 형성되는 실리콘산화물의 제1산화막(2)에 가압 분위기 내에서 산소를 포함하는 제1공정가스와 염화수소를 포함하는 제2공정가스를 공급함으로써, 제1산화막(2) 깊숙한 위치까지 침투하여 제1산화막(2)에 불완전한 미결합(dangling bond) 상태의 실리콘 원자 및 공유결합이 완전하지 못한 상태에 작용하여 추가적인 결합 및 재배치를 유도하여 막질 특성을 개선할 수 있다.Meanwhile, a first process gas containing oxygen and a second process gas containing hydrogen chloride are applied to the first oxide film 2 of silicon oxide formed on the substrate 1 through the substrate processing method according to the present invention in a pressurized atmosphere. By supplying it, it penetrates deep into the first oxide film 2 and acts on silicon atoms in an incomplete dangling bond state and covalent bonds in the first oxide film 2, thereby inducing additional bonding and rearrangement. Membrane properties can be improved.

또한, 제1산화막(2) 내 소스가스로 인해 미량으로 남아 있는 특정 원소(예를 들면 염소(Cl))를 가압 및 감압의 적어도 1회 수행을 통해 외부로 배출하도록 유도함으로써, 제1산화막(2)에 대한 오염 불순물 및 그에 따른 불완전성을 제거할 수 있다.In addition, by inducing a specific element (for example, chlorine (Cl)) remaining in trace amounts due to the source gas in the first oxide film 2 to be discharged to the outside through pressurization and decompression at least once, the first oxide film ( 2) Contamination impurities and resulting imperfections can be removed.

더 나아가, 제1산화막(2) 상부에 가압상태에서 건식 산화 및 염화수소를 통해 발생되는 H20가스를 이용한 습식 산화가 함께 수행되어 고품질의 제2산화막(3)이 형성됨으로써, 제1산화막(2)에 대한 박막 특성 개선이 가능할 수 있다.Furthermore, dry oxidation under pressure and wet oxidation using H 2 O gas generated through hydrogen chloride are performed on the top of the first oxide film 2 to form a high-quality second oxide film 3, thereby forming a first oxide film ( 2) It may be possible to improve thin film properties.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.Since the above is only a description of some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, as is well known, the scope of the present invention should not be construed as limited to the above embodiments, and the scope of the present invention described above Both the technical idea and the technical idea underlying it will be said to be included in the scope of the present invention.

1: 기판 10: 챔버
20: 외부펌프 30: 제1배기라인
40: 유해물질제거부 50: 제2배기라인1: substrate 10: chamber
20: external pump 30: first exhaust line
40: Hazardous substance removal unit 50: Second exhaust line

Claims (25)

기판처리가 수행되는 챔버(10)를 포함하는 기판처리장치를 이용한 기판처리방법으로서,
상기 챔버(10) 내로 실리콘을 포함하는 기판(1)을 도입하는 기판도입단계(S100)와;
상기 기판도입단계(S100) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 제1압력(P1)에서 제3압력(P3)으로 상승시키며, 적어도 일부 시간동안 산소를 포함하는 제1공정가스와 염화수소를 포함하는 제2공정가스를 공급하는 압력상승단계(S200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.A substrate processing method using a substrate processing apparatus including a chamber 10 in which substrate processing is performed, comprising:
A substrate introduction step (S100) of introducing a substrate 1 containing silicon into the chamber 10;
After the substrate introduction step (S100), the pressure in the chamber 10 is increased from the first pressure (P1) to the third pressure (P3), and the first process gas containing oxygen and hydrogen chloride are included for at least part of the time. A substrate processing method comprising a pressure raising step (S200) of supplying a second process gas. 청구항 1에 있어서,
상기 압력상승단계(S200)는,
상기 제1공정가스와 동시 또는 상기 제1공정가스 공급 개시 이후에 상기 제2공정가스 공급을 개시하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1,
In the pressure raising step (S200),
A substrate processing method, characterized in that the supply of the second process gas is started simultaneously with the first process gas or after the start of supply of the first process gas. 청구항 1에 있어서,
상기 압력상승단계(S200) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제3압력(P3)에서 제5압력(P5)으로 하강시키는 압력하강단계(S400)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1,
A substrate further comprising a pressure lowering step (S400) of lowering the pressure in the chamber 10 from the third pressure (P3) to the fifth pressure (P5) after the pressure raising step (S200). Processing method. 청구항 3에 있어서,
상기 제5압력(P5)은,
상압보다 낮은 압력으로서 저압인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 3,
The fifth pressure (P5) is,
A substrate processing method characterized by low pressure, which is lower than normal pressure. 청구항 3에 있어서,
상기 압력상승단계(S200)와 상기 압력하강단계(S400)를 하나의 단위 사이클로 하여, 상기 제1압력(P1)을 최소값, 상기 제3압력(P3)을 최대값으로 하는 압력범위 내에서 n회(n≥1) 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 3,
The pressure raising step (S200) and the pressure lowering step (S400) are performed as one unit cycle, n times within a pressure range in which the first pressure (P1) is the minimum value and the third pressure (P3) is the maximum value. (n≥1) A substrate processing method characterized in that it is performed. 기판처리가 수행되는 챔버(10)를 포함하는 기판처리장치를 이용한 기판처리방법으로서,
상기 챔버(10) 내로 실리콘을 포함하는 기판(1)을 도입하는 기판도입단계(S100)와;
상기 기판도입단계(S100) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 제1압력(P1)에서 제3압력(P3)으로 상승시키며, 적어도 일부 시간동안 산소를 포함하는 제1공정가스를 공급하는 압력상승단계(S200)와;
상기 압력상승단계(S200) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제3압력(P3)으로 유지하며, 적어도 일부 시간동안 염화수소를 포함하는 제2공정가스를 공급하는 압력유지단계(S300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.A substrate processing method using a substrate processing apparatus including a chamber 10 in which substrate processing is performed, comprising:
A substrate introduction step (S100) of introducing a substrate 1 containing silicon into the chamber 10;
After the substrate introduction step (S100), the pressure in the chamber 10 is increased from the first pressure (P1) to the third pressure (P3), and the first process gas containing oxygen is supplied for at least part of the time. Rising stage (S200);
After the pressure raising step (S200), a pressure maintaining step (S300) of maintaining the pressure in the chamber 10 at the third pressure (P3) and supplying a second process gas containing hydrogen chloride for at least part of the time. A substrate processing method comprising: 청구항 6에 있어서,
상기 압력상승단계(S200)는,
상기 제2공정가스를 추가로 공급하며, 상기 제1공정가스와 동시 또는 상기 제1공정가스 공급 개시 이후에 상기 제2공정가스 공급을 개시하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 6,
In the pressure raising step (S200),
A substrate processing method, characterized in that the second process gas is additionally supplied, and the supply of the second process gas is started simultaneously with the first process gas or after the start of supply of the first process gas. 청구항 6에 있어서,
상기 압력유지단계(S300)는,
상기 제1공정가스를 공급하며, 상기 제1공정가스가 공급되는 상태에서 상기 제2공정가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 6,
In the pressure maintenance step (S300),
A substrate processing method characterized in that the first process gas is supplied, and the second process gas is supplied while the first process gas is supplied. 청구항 6에 있어서,
상기 압력유지단계(S300) 이후에 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제3압력(P3)에서 제5압력(P5)으로 하강시키는 압력하강단계(S400)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 6,
A substrate characterized in that it further comprises a pressure lowering step (S400) of lowering the pressure in the chamber 10 from the third pressure (P3) to the fifth pressure (P5) after the pressure maintaining step (S300). Processing method. 청구항 9에 있어서,
상기 압력상승단계(S200), 상기 압력유지단계(S300) 및 상기 압력하강단계(S400)를 하나의 단위 사이클로 하여, 상기 제1압력(P1)을 최소값, 상기 제3압력(P3)을 최대값으로 하는 압력범위 내에서 n회(n≥1) 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 9,
The pressure raising step (S200), the pressure maintaining step (S300), and the pressure lowering step (S400) are performed as one unit cycle, and the first pressure (P1) is set to the minimum value and the third pressure (P3) is set to the maximum value. A substrate processing method characterized in that it is performed n times (n≥1) within the pressure range. 청구항 9에 있어서,
상기 제5압력(P5)은,
상압보다 낮은 압력으로서 저압인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 9,
The fifth pressure (P5) is,
A substrate processing method characterized by low pressure, which is lower than normal pressure. 청구항 9에 있어서,
상기 제3압력(P3)은,
상압보다 높거나 같은 압력인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 9,
The third pressure (P3) is,
A substrate processing method characterized in that the pressure is higher than or equal to normal pressure. 청구항 9에 있어서,
상기 압력하강단계(S400)는,
상기 챔버(10) 내의 압력을 상압보다 높은 제3압력(P3)에서 제4압력(P4)으로 하강시키는 제1감압단계(S410)와, 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제4압력(P4)으로 유지하는 제2유지단계(S420)와, 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제4압력(P4)에서 상압보다 낮은 제5압력(P5)으로 하강시키는 제2감압단계(S430)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 9,
In the pressure lowering step (S400),
A first decompression step (S410) of lowering the pressure in the chamber 10 from the third pressure (P3), which is higher than normal pressure, to the fourth pressure (P4), and reducing the pressure in the chamber 10 to the fourth pressure (P4) ), and a second decompression step (S430) of lowering the pressure in the chamber 10 from the fourth pressure (P4) to the fifth pressure (P5), which is lower than normal pressure. A substrate processing method characterized by: 청구항 9에 있어서,
상기 챔버(10) 내의 온도를 제1온도(T1)에서 제2온도(T2)로 상승시키는 승온단계와, 상기 챔버(10) 내의 온도를 상기 제2온도(T2)로 유지하는 고온유지단계와, 상기 챔버(10) 내의 온도를 상기 제2온도(T2)에서 제3온도(T3)로 하강시키는 감온단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 9,
A temperature raising step of increasing the temperature within the chamber 10 from the first temperature (T1) to the second temperature (T2), and a high temperature maintaining step of maintaining the temperature within the chamber 10 at the second temperature (T2); , A substrate processing method comprising a temperature reduction step of lowering the temperature in the chamber 10 from the second temperature (T2) to the third temperature (T3). 청구항 14에 있어서,
상기 승온단계는,
상기 압력상승단계(S200) 도중 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 14,
The temperature increase step is,
A substrate processing method, characterized in that performed during the pressure raising step (S200). 청구항 14에 있어서,
상기 압력상승단계(S200), 상기 압력유지단계(S300) 및 상기 압력하강단계(S400)는,
상기 고온유지단계 도중 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 14,
The pressure raising step (S200), the pressure maintaining step (S300), and the pressure lowering step (S400),
A substrate processing method, characterized in that performed during the high temperature maintenance step. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
상기 압력상승단계(S200)는,
상기 제1공정가스가 공급되는 상태에서 상기 제2공정가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1 or claim 6,
In the pressure raising step (S200),
A substrate processing method characterized in that the second process gas is supplied while the first process gas is supplied. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
상기 제1압력(P1)은,
상압보다 낮은 압력으로서 저압인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1 or claim 6,
The first pressure (P1) is,
A substrate processing method characterized by low pressure, which is lower than normal pressure. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
상기 제3압력(P3)은,
상압보다 높은 압력으로서 고압인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1 or claim 6,
The third pressure (P3) is,
A substrate processing method characterized by high pressure, which is higher than normal pressure. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
상기 압력상승단계(S200)는,
상기 챔버(10) 내의 압력을 상압보다 낮은 제1압력(P1)에서 제2압력(P2)으로 상승시키는 제1가압단계(S210)와, 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제2압력(P2)으로 유지하는 제1유지단계(S220)와, 상기 챔버(10) 내의 압력을 상기 제2압력(P2)에서 상압보다 높은 제3압력(P3)으로 상승시키는 제2가압단계(S230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1 or claim 6,
In the pressure raising step (S200),
A first pressurizing step (S210) of increasing the pressure in the chamber 10 from the first pressure (P1), which is lower than normal pressure, to the second pressure (P2), and increasing the pressure in the chamber 10 to the second pressure (P2) ) and a second pressurizing step (S230) of increasing the pressure in the chamber 10 from the second pressure (P2) to the third pressure (P3) higher than normal pressure. A substrate processing method characterized by: 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
상기 기판(1)은,
제1산화막(2)이 형성된 상태에서 상기 제1공정가스 및 상기 제2공정가스 공급을 통해 제2산화막(3)이 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1 or claim 6,
The substrate (1) is,
A substrate processing method characterized in that a second oxide film (3) is additionally formed through supply of the first process gas and the second process gas in a state in which the first oxide film (2) is formed. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
상기 압력상승단계(S200) 이전에 상기 챔버(10) 내에 불활성가스인 제3공정가스를 공급하는 공정준비단계(S500)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 1 or claim 6,
A substrate processing method further comprising a process preparation step (S500) of supplying a third process gas, which is an inert gas, into the chamber 10 before the pressure raising step (S200). 청구항 3 또는 청구항 9에 있어서,
상기 기판처리장치는,
일단이 상기 챔버(10)에 결합하고 타단이 외부펌프(20)에 결합하여 상기 챔버(10)를 배기하는 제1배기라인(30)과, 일단이 상기 챔버(10)에 결합하고 타단이 외부 유해물질제거부(40)에 결합하여 상기 챔버(10)를 배기하는 제2배기라인(50)을 포함하며,
상기 챔버(10) 내 압력이 상압 이상인 경우 중 적어도 일부 동안 상기 챔버(10) 내를 상기 제2배기라인(50)을 통해 배기하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 3 or claim 9,
The substrate processing device,
A first exhaust line 30, one end of which is coupled to the chamber 10 and the other end of which is coupled to an external pump 20 to exhaust the chamber 10, and one end of which is coupled to the chamber 10 and the other end of which is external. It includes a second exhaust line (50) coupled to the hazardous substance removal unit (40) to exhaust the chamber (10),
A substrate processing method, characterized in that the chamber (10) is exhausted through the second exhaust line (50) for at least part of the time when the pressure within the chamber (10) is above normal pressure. 청구항 23에 있어서,
상기 압력하강단계(S400)는,
상기 챔버(10) 내 압력이 상압 미만인 경우 중 적어도 일부 동안 상기 챔버(10) 내를 상기 제1배기라인(30)을 통해 배기하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 23,
In the pressure lowering step (S400),
A substrate processing method, characterized in that the chamber (10) is exhausted through the first exhaust line (30) for at least part of the time when the pressure within the chamber (10) is below normal pressure. 청구항 6에 있어서,
상기 기판처리장치는,
일단이 상기 챔버(10)에 결합하고 타단이 외부펌프(20)에 결합하여 상기 챔버(10)를 배기하는 제1배기라인(30)과, 일단이 상기 챔버(10)에 결합하고 타단이 외부 유해물질제거부(40)에 결합하여 상기 챔버(10)를 배기하는 제2배기라인(50)을 포함하며,
상기 압력유지단계(S300)는,
상기 챔버(10) 내를 상기 제2배기라인(50)을 통해 배기하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.In claim 6,
The substrate processing device,
A first exhaust line 30, one end of which is coupled to the chamber 10 and the other end of which is coupled to an external pump 20 to exhaust the chamber 10, and one end of which is coupled to the chamber 10 and the other end of which is external. It includes a second exhaust line (50) coupled to the hazardous substance removal unit (40) to exhaust the chamber (10),
In the pressure maintenance step (S300),
A substrate processing method, characterized in that the chamber (10) is exhausted through the second exhaust line (50).
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