KR20110031466A

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Publication number: KR20110031466A
Application number: KR1020117001095A
Authority: KR
Inventors: 톰 케이. 초; 브라이언 시-유안 쉬이흐; 쳉 유안
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2011-03-28
Also published as: WO2009154889A3; WO2009154889A2; CN102047388A; TW201012963A

Abstract

Translated fromKorean

본 발명은 일반적으로 처리 챔버 내의 가스 분배 샤워헤드로부터 연장하는 연장부 또는 스커트를 포함한다. 기판을 처리할 때, 가스 분배 샤워헤드는 전기적으로 바이어스될 수 있다. 전기적으로 바이어스된 샤워헤드는 몇몇 경우에, 처리 가스를 플라즈마 상태로 점화시킨다. 처리 챔버의 벽 및 서셉터는 샤워헤드에 대해 접지될 수 있다. 따라서, 기판의 에지들은 전기적으로 편향된 샤워헤드에 비해서 커다란 표면적의 접지 접점을 가질 수 있다. 에지 근처에서 접지(grounding)의 증가로 인해, 기판 상에 증착된 재료가 기판 중앙부에 비해서 상이한 특성들을 가질 수 있다. 기판 쪽에 가깝게 아래로 샤워헤드 에지를 연장함으로써, 증착 재료의 실질적으로 균일한 특성들이 얻어질 수 있다.The present invention generally includes an extension or skirt extending from the gas distribution showerhead in the processing chamber. When processing the substrate, the gas distribution showerhead can be electrically biased. Electrically biased showerheads in some cases ignite the process gas into a plasma state. The wall of the processing chamber and the susceptor may be grounded to the showerhead. Thus, the edges of the substrate may have a large surface area ground contact as compared to the electrically deflected showerhead. Due to the increase in grounding near the edges, the material deposited on the substrate may have different properties compared to the center of the substrate. By extending the showerhead edge down closer to the substrate side, substantially uniform properties of the deposition material can be obtained.

Description

Translated fromKorean

가스 분배 샤워헤드 스커트 {GAS DISTRIBUTION SHOWERHEAD SKIRT}Gas Distribution Showerhead Skirt {GAS DISTRIBUTION SHOWERHEAD SKIRT}

본 발명의 실시예들은 일반적으로 가스 분배 샤워헤드 또는 보조 전극으로부터 연장하는 연장부(extension)에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention generally relate to an extension extending from a gas distribution showerhead or auxiliary electrode.

대형 평판형 디스플레이 패널에 대한 요구가 계속되면서, 제조 단계들 중의 일부 단계가 수행될 처리 챔버의 크기도 대형화되어야 한다. 평판형 디스플레이 패널의 제조에 사용되는 방법이 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 방법이라면, 하나 또는 그보다 많은 전구체 가스들이 처리 챔버 내측으로 유입되어서 기판 상에 층을 증착하도록 플라즈마로 점화된다. PECVD는 예를 들어, 반도체 웨이퍼, 평판형 디스플레이 기판, 및 태양전지 패널 기판을 포함한 다양한 형태의 기판 상에 층을 증착하는데 사용될 수 있다.As the demand for large flat panel displays continues, the size of the processing chamber in which some of the manufacturing steps will be performed must also be enlarged. If the method used in the manufacture of a flat panel display panel is a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method, one or more precursor gases are introduced into the processing chamber and ignited with plasma to deposit a layer on the substrate. PECVD can be used to deposit layers on various types of substrates including, for example, semiconductor wafers, flat panel display substrates, and solar panel substrates.

PECVD에서, 처리 가스는 가스 분배 샤워헤드를 통해 처리 챔버의 내측으로 유입될 수 있다. 가스 분배 샤워헤드는 처리 가스를 플라즈마로 점화시키도록 전기적으로 바이어스될 수 있다. 따라서, 가스 분배 샤워헤드는 가스를 분배할 뿐만 아니라 플라즈마로 점화시키데 유리할 수 있다.In PECVD, process gas can be introduced into the process chamber through a gas distribution showerhead. The gas distribution showerhead may be electrically biased to ignite the process gas into the plasma. Thus, the gas distribution showerhead may be advantageous for distributing the gas as well as igniting it with plasma.

그러므로, 본 기술 분야에는 PECVD 챔버에 사용하기 위한 대형 가스 분배 샤워헤드가 필요하다.
Therefore, there is a need in the art for large gas distribution showerheads for use in PECVD chambers.

일 실시예에서, 장치는 처리 챔버 몸체 및 상기 처리 챔버 몸체 내에 배열되는 가스 분배 샤워헤드를 포함한다. 상기 샤워헤드는 파워 소오스에 연결된다. 상기 장치는 또한, 상기 처리 챔버 몸체 내측에 배열되며 제 2 파워 소오스에 연결되는 보조 전극을 포함한다. 상기 장치는 또한, 상기 처리 챔버 몸체 내에 배열되며 상기 보조 전극 및 가스 분배 샤워헤드로부터 이격된 서셉터를 포함한다.In one embodiment, the apparatus includes a process chamber body and a gas distribution showerhead arranged within the process chamber body. The showerhead is connected to a power source. The apparatus also includes an auxiliary electrode arranged inside the processing chamber body and connected to a second power source. The apparatus also includes a susceptor arranged in the processing chamber body and spaced apart from the auxiliary electrode and a gas distribution showerhead.

다른 실시예에서, 가스 분배 샤워헤드는 상류 측과 하류 측을 가지며 상기 상류 측과 하류 측 사이로 연장하는 하나 또는 그보다 많은 가스 통로를 가지는 가스 분배 샤워헤드 몸체를 가진다. 상기 샤워헤드는 상기 하류 측으로부터 상기 상기 가스 분배 샤워헤드 몸체에 연결되고 상기 가스 분배 샤워헤드로부터 연장하는 하나 또는 그보다 많은 보조 전극을 포함한다.In another embodiment, the gas distribution showerhead has a gas distribution showerhead body having an upstream side and a downstream side and having one or more gas passageways extending between the upstream side and the downstream side. The showerhead includes one or more auxiliary electrodes connected to the gas distribution showerhead body from the downstream side and extending from the gas distribution showerhead.

다른 실시예에서, 플라즈마 강화 화학 기상 증착 장치는 처리 챔버 몸체와, 상기 처리 챔버 몸체 내에 배열되는 서셉터, 및 상기 처리 챔버 몸체 내에 배열되고 상기 서셉터로부터 분리되는 가스 분배 샤워헤드를 포함한다. 상기 가스 분배 샤워헤드는 상기 서셉터를 지향하는 하류 표면 및 상기 하류 표면과 반대편의 상류 표면을 가질 수 있다. 상기 장치는 또한, 상기 가스 분배 샤워헤드와 상기 서셉터 사이에 배열되는 하나 또는 그보다 많은 보조 전극을 포함한다. 하나 또는 그보다 많은 보조 전극은 파워 소오스에 연결된다.In another embodiment, a plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus includes a processing chamber body, a susceptor arranged in the processing chamber body, and a gas distribution showerhead arranged in the processing chamber body and separated from the susceptor. The gas distribution showerhead may have a downstream surface that faces the susceptor and an upstream surface opposite the downstream surface. The apparatus also includes one or more auxiliary electrodes arranged between the gas distribution showerhead and the susceptor. One or more auxiliary electrodes are connected to the power source.

본 발명의 전술한 특징들이 구체적으로 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 약술한 본 발명에 대해 몇몇 실시예들이 첨부 도면에 도시된 실시예들을 참조하여 더욱 더 구체적으로 설명될 것이다. 그러나, 첨부 도면들은 단지 본 발명의 전형적인 실시예들만을 도시한 것이므로 본 발명의 범주를 제한 것으로 생각해서는 안 되며 본 발명은 다른 균등한 효과적인 실시예들이 있을 수 있다는 것을 주목해야 한다.
In the manner in which the above-described features of the present invention can be specifically understood, some embodiments of the present invention outlined above will be described more specifically with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. It should be noted, however, that the appended drawings illustrate only typical embodiments of this invention and are therefore not to be considered limiting of its scope, for the invention may have other equivalent effective embodiments.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 장치(100)의 개략적인 횡단면도이며,
도 1b는 처리 위치에 기판(106)을 갖는 도 1a의 처리 장치(100)의 개략적인 횡단면도이며,
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 처리 장치(200)의 개략적인 횡단면도이며,
도 2b는 처리 위치에 기판을 갖는 도 2a의 처리 장치(200)의 개략적인 횡단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 분배 샤워헤드(302) 및 스커트(304)의 개략적인 등각도이며,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 분배 샤워헤드(402) 및 스커트(404)의 개략적인 등각도이다.1A is a schematic cross-sectional view of aprocessing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention,
FIG. 1B is a schematic cross sectional view of theprocessing apparatus 100 of FIG. 1A with thesubstrate 106 in a processing position,
2A is a schematic cross-sectional view of aprocessing apparatus 200 according to another embodiment of the present invention,
FIG. 2B is a schematic cross sectional view of theprocessing apparatus 200 of FIG. 2A with the substrate in a processing position,
3 is a schematic isometric view ofgas distribution showerhead 302 andskirt 304 in accordance with an embodiment of the present invention.
4 is a schematic isometric view ofgas distribution showerhead 402 andskirt 404 in accordance with another embodiment of the present invention.

이해를 쉽게 하기 위해, 도면에서 공통인 동일한 구성 요소를 지칭하기 위해 가능한 동일한 참조 부호가 사용되었다. 일 실시예의 구성 요소와 특징들은 추가의 언급 없이도 다른 실시예에 유리하게 결합될 수 있다고 이해해야 한다.For ease of understanding, the same reference numerals have been used where possible to refer to the same components that are common in the figures. It is to be understood that the components and features of one embodiment may be advantageously combined with other embodiments without further recitation.

본 발명은 일반적으로 처리 챔버 내의 가스 분배 샤워헤드로부터 연장하는 연장부 또는 스커트를 포함한다. 기판을 처리할 때, 가스 분배 샤워헤드는 전기적으로 바이어스될 수 있다. 전기적으로 바이어스된 샤워헤드는 몇몇 경우에, 처리 가스를 플라즈마 상태로 점화시킬 수 있다. 처리 챔버의 벽 및 서셉터는 샤워헤드와는 상대적으로 접지될 수 있다. 따라서, 기판의 에지들이 전기적으로 바이어스된 샤워헤드에 비해서 상당히 큰 표면적의 접지 접점을 가질 수 있다. 상기 에지 근처에서의 접지의 증가로 인해, 기판 상에 증착되는 재료는 기판의 중간에 비해서 상이한 특징들을 가질 수 있다. 샤워헤드 에지를 기판 쪽에 가깝게 아래로 연장시킴으로써, 재료의 실질적으로 균일한 특성들이 얻어질 수 있다.The present invention generally includes an extension or skirt extending from the gas distribution showerhead in the processing chamber. When processing the substrate, the gas distribution showerhead can be electrically biased. The electrically biased showerhead may in some cases ignite the process gas into a plasma state. The wall and susceptor of the processing chamber may be grounded relative to the showerhead. Thus, the edges of the substrate may have a ground surface contact of significantly greater surface area compared to the electrically biased showerhead. Due to the increase in ground near the edge, the material deposited on the substrate may have different characteristics compared to the middle of the substrate. By extending the showerhead edge down closer to the substrate side, substantially uniform properties of the material can be obtained.

후술하는 바와 같이, 본 발명은 미국 캘리포니아 산타 클라라 소재의 어플라이드 머티리얼즈 인코포레이티드의 자회사인 에이케이티 어메리카로부터 이용가능한 PECVD 시스템에서 실시될 수 있다. 본 발명은 다른 제작자로부터 처리 챔버들을 포함한 다른 플라즈마 처리 챔버들에서 실시될 수 있다고 이해해야 한다.As described below, the present invention may be practiced in a PECVD system available from ACC America, a subsidiary of Applied Materials, Inc., Santa Clara, California. It should be understood that the present invention may be practiced in other plasma processing chambers, including processing chambers, from other manufacturers.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 장치(100)의 개략적인 횡단면도이다. 상기 처리 장치(100)는 처리 중에 기판을 지지하는 서셉터(104)를 에워싸는 챔버 몸체(102)를 포함할 수 있다. 상기 장치(100)는 진공 펌프(108)에 의해 배기될 수 있다. 상기 기판(106)은 슬릿 밸브 개구(110)를 통해 챔버 몸체(102)를 출입할 수 있다.1A is a schematic cross-sectional view of aprocessing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. Theprocessing apparatus 100 may include achamber body 102 that surrounds asusceptor 104 that supports a substrate during processing. Thedevice 100 may be evacuated by avacuum pump 108. Thesubstrate 106 may enter and exit thechamber body 102 through the slit valve opening 110.

처리 가스는 가스 소오스(114)로부터 상기 장치(100)로 분배될 수 있다. 상기 가스 소오스(114)는 처리 가스뿐만 아니라 세정 가스를 제공할 수 있다. 처리 가스는 원격 플라즈마 소오스(116)로부터 가스 튜브(120)를 통해 상기 장치(100)로 이동한다. 상기 가스는 배면 판(112)을 통해 상기 장치(100)로 유입된다. 상기 장치(100)가 세정 필요성이 있을 때, 세정 가스는 가스 소오스(114)로부터 원격 플라즈마 소오스(116)로 분배되며 플라즈마로 점화될 수 있다. 일단 점화되면, 상기 플라즈마는 장치(100)로 분배될 수 있다.Process gas may be dispensed from thegas source 114 to theapparatus 100. Thegas source 114 may provide a cleaning gas as well as a processing gas. Process gas moves from theremote plasma source 116 through thegas tube 120 to theapparatus 100. The gas enters thedevice 100 through theback plate 112. When theapparatus 100 is in need of cleaning, the cleaning gas may be dispensed from thegas source 114 to theremote plasma source 116 and ignited with plasma. Once ignited, the plasma can be distributed todevice 100.

파워 소오스(118)도 상기 장치(100)에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 파워 소오스(118)는 RF 전류를 분배하는 RF 파워 소오스를 포함할 수 있다. 파워 소오스(118)는 상기 장치(100) 내에 배열된 가스 분배 샤워헤드(124)로 파워를 분배할 수 있다. RF 전류용 RF 복귀 통로는 본 발명에 사용된 일반적인 용어 "접지"에 포함된다고 이해되어야 한다.Apower source 118 may also be connected to thedevice 100. In one embodiment,power source 118 may include an RF power source that distributes RF current. Thepower source 118 may distribute power to thegas distribution showerhead 124 arranged in theapparatus 100. It is to be understood that the RF return path for RF current is included in the generic term "ground" used in the present invention.

가스 분배 샤워헤드(124)는 원격 생성된 플라즈마로부터의 처리 가스 및/또는 라디칼이 처리 영역(132)으로 통과할 수 있게 하기 위한, 샤워헤드를 관통하는 하나 또는 그보다 많은 가스 통로(126)를 가질 수 있다. 처리 가스가 배면 판(112)을 통해 상기 장치(100)로 유입될 때, 상기 가스는 배면 판(112)과 샤워헤드(124) 사이의 플레넘(122)으로 유입된다.Thegas distribution showerhead 124 has one ormore gas passages 126 through the showerhead to allow process gases and / or radicals from the remotely generated plasma to pass into thetreatment region 132. Can be. When process gas enters theapparatus 100 through theback plate 112, the gas enters theplenum 122 between theback plate 112 and theshowerhead 124.

서셉터(104)는 챔버 몸체(102)를 통해 접지될 수 있다. 기판(106)이 유리와 같은 절연 기판일 때, 서셉터(104)의 대부분은 덮이게 되나, 서셉터(104)의 에지들은 덮이지 않게 되며, 그로 인해 처리 중에 접지를 위한 통로를 제공한다. 추가로, 챔버 몸체(102)가 접지되기 때문에, 챔버 몸체(102)도 접지를 위한 통로를 제공한다. 챔버 몸체(102)는 처리 영역(132)을 에워싼다. 따라서, 서셉터(104)의 에지 및 챔버 몸체(102)에 가장 가까운 기판(106)의 영역들은 중심에 더 가까운 기판의 영역들보다 접지에 더 가깝다. 기판의 에지 및 코너들이 접지에 더 가깝기 때문에, 기판(106)은 균일하게 코팅될 수 없다. 기판(106)은 중앙에 비해서 기판(106)의 에지 및 코너 근처에서 상이한 두께를 갖는 증착 재료를 가질 수 있다. 또한, 기판(106)은 중앙에 비해서 기판(106)의 에지 및 코너 근처에서 결정 구조와 같은 상이한 필름 특성들을 가지는 증착 재료를 가질 수 있다. 그러한 불균일성은 장치(100) 내에 불균일한 플라즈마 분배에 의해 유발될 수 있다.Thesusceptor 104 may be grounded through thechamber body 102. When thesubstrate 106 is an insulating substrate such as glass, most of thesusceptor 104 is covered, but the edges of thesusceptor 104 are not covered, thereby providing a passage for grounding during processing. In addition, because thechamber body 102 is grounded, thechamber body 102 also provides a passage for grounding.Chamber body 102 surroundstreatment region 132. Thus, the edges of thesusceptor 104 and the regions of thesubstrate 106 closest to thechamber body 102 are closer to ground than the regions of the substrate closer to the center. Since the edges and corners of the substrate are closer to ground, thesubstrate 106 may not be uniformly coated.Substrate 106 may have deposition materials having different thicknesses near the edges and corners ofsubstrate 106 relative to the center. In addition, thesubstrate 106 may have a deposition material having different film properties, such as crystal structure, near the edges and corners of thesubstrate 106 relative to the center. Such non-uniformity may be caused by non-uniform plasma distribution within thedevice 100.

처리 챔버 내에 플라즈마 분포를 균일하게 하기 위해, 샤워헤드(124)는 샤워헤드에 연결된 연장부 또는 스커트(130)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 스커트(130)는 금속 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 스커트(130)는 스테인리스 스틸을 포함할 수 있다. 상기 스커트(130)는 샤워헤드(124)로부터 샤워헤드의 외측 에지를 따라 서셉터(104) 쪽으로 연장할 수 있다. 상기 스커트(130)는 샤워헤드(124)와 일체형인 단일 재료일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 스커트(130)는 샤워헤드(124)에 연결되는 별도 부품을 포함할 수 있다. 스커트(130)는 샤워헤드(124)의 외측 주변부의 적어도 일부분을 따라 배열될 수 있으며 가스 통로(126)를 통과하는 어떤 가스와도 간섭되거나 어떤 가스를 차단하지 않는다. 스커트(130)가 샤워헤드(124)에 연결되기 때문에, 스커트(130)는 전기적으로 바이어스된다. 그러므로, 스커트(130)는 처리 중에 기판(106)의 외측 주변부 근처에 전극 표면을 제공한다. 전기적으로 바이어스된 스커트(130)의 존재로 필름 특성 및 두께를 포함한, 기판(106) 상의 균일한 증착을 허용할 수 있다. 접지된 절연기(128)가 스커트(130) 뒤의 챔버 몸체(102)에 연결될 수 있다.To homogenize the plasma distribution in the processing chamber, theshowerhead 124 may have an extension orskirt 130 connected to the showerhead. In one embodiment, theskirt 130 may comprise a metallic material. In other embodiments, theskirt 130 may comprise stainless steel. Theskirt 130 may extend from theshowerhead 124 toward thesusceptor 104 along the outer edge of the showerhead. Theskirt 130 may be a single material integral with theshowerhead 124. In one embodiment, theskirt 130 may include a separate component connected to theshowerhead 124. Theskirt 130 may be arranged along at least a portion of the outer periphery of theshowerhead 124 and does not interfere with or block any gas passing through thegas passage 126. Because theskirt 130 is connected to theshowerhead 124, theskirt 130 is electrically biased. Therefore,skirt 130 provides an electrode surface near the outer periphery ofsubstrate 106 during processing. The presence of the electrically biasedskirt 130 may allow for uniform deposition on thesubstrate 106, including film properties and thickness. A groundedinsulator 128 may be connected to thechamber body 102 behind theskirt 130.

스커트(130)는 화살표 "A"로 나타낸 거리만큼 서섭터(104)로부터 이격될 수 있다. 처리 중에, 스커트(130)는 도 1b에 화살표 "B"로 나타낸 거리만큼 서셉터(104)로부터 이격될 수 있다. 스커트(130)는 챔버 몸체(102) 내에 추가의 전극 표면을 제공한다. 전극들로서 접지된 서셉터(104) 및 챔버 벽들은 표면적을 가진다. 스커트(130)는 샤워헤드(124)로부터 아래로 연장함으로써 처리 중에 플라즈마가 보이는 벽의 하나 또는 그보다 많은 부분들을 차단함으로써, 처리 중에 플라즈마가 보이거나 노출되는 애노드의 표면적을 감소시킨다. 그러므로, 전기적으로 바이어스된 스커트(130)는 접지된 서셉터(104)와 상호 작용함으로써 애노드 표면적을 감소시키고 접지에 대한 이용가능한 통로를 감소시킨다. 스커트(130)의 존재와 스커트(130)의 형상 및 스커트와 서셉터(104)와의 상호 작용은 플라즈마에 영향을 끼치며 그에 따라 기판(106) 상의 증착에 영향을 끼친다. 접지된 애노드는 플라즈마를 애노드로 당김으로써 기판(106)의 중심으로부터 더 멀어지게 한다. 전기적으로 바이어스된 스커트(130)는 플라즈마가 보이는 애노드 표면적을 감소시키며 중심으로부터 멀어지게 작은 양의 플라즈마를 당기는 경향이 있다. 그러므로, 스커트(130)의 형상 및 위치는 장치(100) 내의 플라즈마의 균일한 분포를 허용함으로써 기판(106) 상에 증착된 재료의 균일한 특성을 제공하도록 플라즈마를 형상화하도록 조절될 수 있다.Theskirt 130 may be spaced apart from thesusceptor 104 by the distance indicated by arrow “A”. During processing,skirt 130 may be spaced apart fromsusceptor 104 by the distance indicated by arrow “B” in FIG. 1B.Skirt 130 provides an additional electrode surface withinchamber body 102.Susceptor 104 and chamber walls grounded as electrodes have a surface area. Theskirt 130 extends down from theshowerhead 124 to block one or more portions of the wall where the plasma is visible during the process, thereby reducing the surface area of the anode where the plasma is visible or exposed during the process. Therefore, the electrically biasedskirt 130 interacts with the groundedsusceptor 104 to reduce anode surface area and reduce available passage to ground. The presence of theskirt 130 and the shape of theskirt 130 and the interaction of the skirt with thesusceptor 104 affect the plasma and thus the deposition on thesubstrate 106. The grounded anode pulls the plasma further away from the center of thesubstrate 106 by pulling the plasma to the anode. The electrically biasedskirt 130 reduces the anode surface area where the plasma is visible and tends to pull a small amount of plasma away from the center. Therefore, the shape and position of theskirt 130 can be adjusted to shape the plasma to provide uniform properties of the material deposited on thesubstrate 106 by allowing a uniform distribution of the plasma in thedevice 100.

스커트(130)의 존재는 장치(100)와 전기적으로 바이어스된 전극의 표면적을 증가시킨다. 따라서, 스커트(130)가 존재하지 않는 상황에 비해서, 전극의 표면적은 접지된 표면적에 비해 증가된다. 특히, 기판(106)의 에지 근처의 접지된 표면에 대한 기판의 에지 근처의 전극 표면의 비율은 증가된다. 따라서, 기판(106) 상에 증착된 재료는 특성 및 두께가 균일해질 수 있다.The presence of theskirt 130 increases the surface area of the electrode that is electrically biased with thedevice 100. Thus, compared to the situation where theskirt 130 is not present, the surface area of the electrode is increased compared to the grounded surface area. In particular, the ratio of the electrode surface near the edge of the substrate to the grounded surface near the edge of thesubstrate 106 is increased. Thus, the material deposited on thesubstrate 106 can be uniform in properties and thickness.

스커트(130)는 일 실시예에서 샤워헤드(124)의 선택된 부분들로부터 연장할 수 있다. 예를 들어, 스커트(130)는 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같은 측면들의 중앙부 및 샤워헤드(124)의 코너(124)로부터 연장할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 스커트(130)는 샤워헤드(124)의 전체 주변부에 대해서 샤워헤드(124)의 주변부로부터 연장할 수 있다.Skirt 130 may extend from selected portions ofshowerhead 124 in one embodiment. For example,skirt 130 may extend from the central portion of the sides andcorner 124 ofshowerhead 124 as shown in FIGS. 1A and 1B. In one embodiment, theskirt 130 may extend from the perimeter of theshowerhead 124 relative to the entire perimeter of theshowerhead 124.

도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 처리 장치(200)의 개략적인 횡단면도이다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 스커트(204)는 샤워헤드(202)로부터 이격될 수 있다. 스커트(204)가 샤워헤드(202)로부터 이격되었기 때문에, 샤워헤드(202)는 제 1 파워 소오스(206)에 연결될 수 있으며 상기 스커트(204)는 제 2 파워 소오스(208)에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 동일한 파워 소오스가 스커트(204) 및 샤워헤드(202) 모드에 별도로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 파워 소오스(206,208)는 샤워헤드(202) 및 스커트(204) 각각에 RF 전류를 분배하는 RF 파워 소오스를 포함한다.2A is a schematic cross-sectional view of aprocessing apparatus 200 according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2A, theskirt 204 may be spaced apart from theshowerhead 202. Since theskirt 204 is spaced apart from theshowerhead 202, theshowerhead 202 may be connected to thefirst power source 206 and theskirt 204 may be connected to thesecond power source 208. In one embodiment, the same power source may be connected separately to theskirt 204 andshowerhead 202 modes. In one embodiment, thepower sources 206 and 208 include RF power sources that distribute RF current to each of theshowerhead 202 andskirt 204.

상기 스커트(204)는 샤워헤드(202)로부터 이격되었기 때문에 보조 전극으로서의 기능을 한다. 스커트(204)는 샤워헤드(202)가 바이어스되는대로 전기적으로 바이어스된다. 일 실시예에서, 스커트(204)는 샤워헤드(202)와 동일한 전위에서 전기적으로 바이어스된다. 다른 실시예에서, 샤워헤드(202) 및 스커트(204)는 다른 전기 전위에서 전기적으로 바이어스될 수 있다.Theskirt 204 functions as an auxiliary electrode because it is spaced apart from theshowerhead 202. Theskirt 204 is electrically biased as theshowerhead 202 is biased. In one embodiment, theskirt 204 is electrically biased at the same potential as theshowerhead 202. In other embodiments, theshowerhead 202 andskirt 204 may be electrically biased at other electrical potentials.

스커트(204)는 화살표 "C"로 나타낸 거리만큼 서셉터로부터 이격될 수 있다. 처리 중에, 스커트(204)는 도 2b에 화살표 "D"로 나타낸 거리만큼 서셉터로부터 이격될 수 있다. 스커트(204)는 챔버 몸체 내에 추가의 전극 표면을 제공한다. 애노드로서 접지되는 서셉터 및 챔버 벽은 표면적을 가진다. 샤워헤드(202)로부터 아래로 연장함으로써 스커트(204)는 처리 중에 플라즈마가 보이는 벽의 하나 또는 그보다 많은 부분들을 차단함으로써, 플라즈마가 처리 공정 중에 보이거나 노출되는 애노드의 표면적을 감소시킨다. 그러므로, 전기적으로 바이어스된 스커트(204)는 애노드 표면적을 감소시키고 접지로 이용가능한 통로를 감소시킴으로써 접지된 서셉터와 상호작용한다. 스커트(204)의 존재와 스커트(204)의 형상 및 서셉터와의 작용은 플라즈마에 영향을 끼침으로써 기판 상의 증착에도 영향을 끼친다. 접지된 애노드는 플라즈마를 애노드에 더 가깝게 당김으로써 기판의 중앙으로부터 더 멀어지게 된다. 전기적으로 바이어스된 스커트(204)는 플라즈마가 보이는 애노드 표면적을 감소시키며 적은 양의 플라즈마를 중앙으로부터 멀어지게 당기는 경향이 있다. 그러므로, 스커트(204)의 형상 및 위치는 장치(200) 내에서의 플라즈마의 균일한 분포를 허용함으로써 기판 상에 증착된 재료의 균일한 특성을 허용할 수 있게 플라즈마를 형상화하도록 조절될 수 있다.Theskirt 204 may be spaced apart from the susceptor by the distance indicated by arrow “C”. During processing, theskirt 204 can be spaced apart from the susceptor by the distance indicated by arrow “D” in FIG. 2B.Skirt 204 provides additional electrode surfaces within the chamber body. The susceptor and chamber walls, which are grounded as anodes, have a surface area. By extending down from theshowerhead 202, theskirt 204 blocks one or more portions of the wall where the plasma is visible during processing, thereby reducing the surface area of the anode where the plasma is visible or exposed during the processing process. Therefore, the electrically biasedskirt 204 interacts with the grounded susceptor by reducing the anode surface area and reducing the passage available to ground. The presence of theskirt 204 and the shape of theskirt 204 and the action of the susceptor also affect the plasma and thus the deposition on the substrate. The grounded anode is pulled further from the center of the substrate by pulling the plasma closer to the anode. The electrically biasedskirt 204 reduces the anode surface area seen by the plasma and tends to pull a small amount of plasma away from the center. Therefore, the shape and position of theskirt 204 can be adjusted to shape the plasma to allow uniform distribution of the material deposited on the substrate by allowing uniform distribution of the plasma within thedevice 200.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 분배 샤워헤드(302) 및 스커트(304)의 개략적인 등각도이다. 샤워헤드(302)는 샤워헤드를 관통하는 복수의 가스 통로(306)를 가진다. 도 3에 도시한 바와 같이, 스커트(304)는 샤워헤드(302)의 주변부를 따라 배열될 수 있다. 스커트(304)는 샤워헤드(302)의 주변부로부터 연장할 수 있다. 일 실시예에서, 스커트(304)는 샤워헤드(302)의 주변부 주위에서 단속적일 수 있다.3 is a schematic isometric view ofgas distribution showerhead 302 andskirt 304 in accordance with one embodiment of the present invention. Theshowerhead 302 has a plurality ofgas passages 306 penetrating the showerhead. As shown in FIG. 3, theskirt 304 may be arranged along the periphery of theshowerhead 302. Theskirt 304 may extend from the periphery of theshowerhead 302. In one embodiment,skirt 304 may be intermittent around the periphery ofshowerhead 302.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 분배 샤워헤드(402) 및 스커트(404)의 개략적인 등각도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 스커트(404)는 샤워헤드(402) 주위에서 실질적으로 연속적인 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 스커트(404)는 샤워헤드(404)의 전체 주변부에 대해 동일한 거리만큼 샤워헤드(402)로부터 아래로 연장한다. 다른 실시예에서, 스커트(404)는 샤워헤드(402)의 전체 주변부에 대해 가변 거리만큼 샤워헤드(402)로부터 연장한다.4 is a schematic isometric view ofgas distribution showerhead 402 andskirt 404 in accordance with another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, theskirt 404 may have a substantially continuous structure around theshowerhead 402. In one embodiment, theskirt 404 extends down from theshowerhead 402 by the same distance with respect to the entire perimeter of theshowerhead 404. In another embodiment, theskirt 404 extends from theshowerhead 402 by a variable distance with respect to the entire periphery of theshowerhead 402.

스커트의 형상은 가변될 수 있으며 본 발명에서 도시된 형상에 한정된 것이라고 이해해서는 안 된다. 스커트의 형상 및 샤워헤드 아래로 연장하는 거리는 처리 챔버 내의 소정의 플라즈마 분포를 달성하고 그에 따라 소정의 필름 특성을 달성하도록 가변될 수 있다.The shape of the skirt can vary and should not be understood to be limited to the shape shown in the present invention. The shape of the skirt and the distance extending below the showerhead can be varied to achieve the desired plasma distribution in the processing chamber and thus to achieve the desired film properties.

처리 챔버 내에 전기적으로 바이어스된 스커트를 포함함으로써, 전극 표면적이 접지 표면적보다 증가된다. 따라서, 플라즈마는 처리 챔버 전체에 걸쳐 균일하게 확산되며 필름 두께 및 특성들이 실질적으로 균일해질 수 있다.By including an electrically biased skirt in the processing chamber, the electrode surface area is increased above the ground surface area. Thus, the plasma can be uniformly spread throughout the processing chamber and the film thickness and properties can be substantially uniform.

본 발명의 실시예들에 대해 설명하였지만, 본 발명의 기본 범주로부터 이탈함이 없는 본 발명의 다른 그리고 추가의 실시예들이 창안될 수 있으며 본 발명의 범주는 다음의 특허청구범위에 의해 결정된다.While embodiments of the invention have been described, other and further embodiments of the invention can be devised without departing from the basic scope thereof, and the scope thereof is determined by the claims that follow.

Claims

Translated fromKorean

처리 챔버 몸체와,
상기 처리 챔버 몸체 내에 배열되는 가스 분배 샤워헤드로서, 상기 샤워헤드가 제 1 파워 소오스에 연결되며 일반적으로 직사각형 형상을 가지는, 가스 분배 샤워헤드와,
상기 처리 챔버 몸체 내측에 배열되며 제 2 파워 소오스 또는 상기 제 1 파워 소오스에 연결되는 보조 전극, 및
상기 처리 챔버 몸체 내에 배열되며 상기 보조 전극 및 가스 분배 샤워헤드로부터 이격된 서셉터를 포함하는,
장치.
The processing chamber body,
A gas distribution showerhead arranged in the processing chamber body, the showerhead being connected to a first power source and having a generally rectangular shape;
An auxiliary electrode arranged inside the processing chamber body and connected to a second power source or the first power source, and
A susceptor arranged in the processing chamber body and spaced apart from the auxiliary electrode and a gas distribution showerhead,
Device.

제 1 항에 있어서,
상기 가스 분배 샤워헤드 및 보조 전극은 하나의 일체형 부품 재료를 포함하는,
장치.
The method of claim 1,
Wherein the gas distribution showerhead and the auxiliary electrode comprise one integral part material,
Device.

제 1 항에 있어서,
상기 가스 분배 샤워헤드는 실질적으로 직사각형 형상을 가지며, 상기 보조 전극은 상기 가스 분배 샤워헤드의 코너에서 상기 가스 분배 샤워헤드에 연결되며, 상기 보조 전극은 상기 가스 분배 샤워헤드의 에지를 따라 상기 가스 분배 샤워헤드에 연결되는,
장치.
The method of claim 1,
The gas distribution showerhead has a substantially rectangular shape, the auxiliary electrode is connected to the gas distribution showerhead at a corner of the gas distribution showerhead, and the auxiliary electrode distributes the gas along an edge of the gas distribution showerhead. Connected to the showerhead,
Device.

제 1 항에 있어서,
상기 보조 전극은 상기 제 1 파워 소오스에 연결되는,
장치.
The method of claim 1,
The auxiliary electrode is connected to the first power source,
Device.

제 1 항에 있어서,
상기 가스 분배 샤워헤드 및 보조 전극은 함께 연결되는,
장치.
The method of claim 1,
The gas distribution showerhead and the auxiliary electrode are connected together,
Device.

제 1 항에 있어서,
상기 가스 분배 샤워헤드 및 보조 전극은 서로 전기 절연되는,
장치.
The method of claim 1,
The gas distribution showerhead and the auxiliary electrode are electrically insulated from each other,
Device.

가스 분배 샤워헤드로서,
가스 분배 샤워헤드 몸체로서, 상류 측과 하류 측을 가지며 상기 상류 측과 하류 측 사이로 연장하는 하나 또는 그보다 많은 가스 통로를 가지며 일반적으로 직사각형 형상을 가지는, 가스 분배 샤워헤드 몸체, 및
상기 가스 분배 샤워헤드 몸체에 연결되고 상기 하류 측에서 상기 가스 분배 샤워헤드 몸체로부터 연장하는 하나 또는 그보다 많은 보조 전극을 포함하는,
가스 분배 샤워헤드.
As a gas distribution showerhead,
A gas distribution showerhead body, the gas distribution showerhead body having an upstream side and a downstream side and having one or more gas passages extending between the upstream side and the downstream side and generally having a rectangular shape, and
One or more auxiliary electrodes connected to the gas distribution showerhead body and extending from the gas distribution showerhead body on the downstream side,
Gas distribution showerhead.

제 7 항에 있어서,
하나 또는 그보다 많은 상기 보조 전극은 상기 가스 분배 샤워헤드 몸체의 주변부에 연결되고 상기 가스 분배 샤워헤드 몸체의 하나 또는 그보다 많은 코너에 연결되는,
가스 분배 샤워헤드.
The method of claim 7, wherein
One or more said auxiliary electrodes are connected to a periphery of said gas distribution showerhead body and to one or more corners of said gas distribution showerhead body,
Gas distribution showerhead.

제 7 항에 있어서,
상기 가스 분배 샤워헤드 몸체 및 하나 또는 그보다 많은 보조 전극은 하나의 일체형 부품 재료를 포함하는,
가스 분배 샤워헤드.
The method of claim 7, wherein
Wherein the gas distribution showerhead body and one or more auxiliary electrodes comprise one integral part material,
Gas distribution showerhead.

제 7 항에 있어서,
상기 가스 분배 샤워헤드 몸체 및 하나 또는 그보다 많은 보조 전극은 함께 연결되는 별도 부품이며 하나 또는 그보다 많은 상기 보조 전극은 함께 연결되는 복수의 부품을 포함하는,
가스 분배 샤워헤드.
The method of claim 7, wherein
Wherein said gas distribution showerhead body and one or more auxiliary electrodes are separate parts connected together and one or more said auxiliary electrodes comprise a plurality of parts connected together,
Gas distribution showerhead.

플라즈마 강화 화학 기상 증착 장치로서,
처리 챔버 몸체와,
상기 처리 챔버 몸체 내에 배열되는 서셉터와,
상기 처리 챔버 몸체 내에 배열되고 상기 서셉터로부터 분리되며, 상기 서셉터를 지향하는 하류 표면 및 상기 하류 표면과 반대편의 상류 표면을 가지며 일반적으로 직사각형 형상을 가지는 가스 분배 샤워헤드, 및
상기 처리 챔버 몸체 내의 상기 가스 분배 샤워헤드와 상기 서셉터 사이에 배열되며, 파워 소오스에 연결되고 상기 서셉터와 상기 가스 분배 샤워헤드 사이의 처리 공간을 적어도 부분적으로 에워싸는 하나 또는 그보다 많은 보조 전극을 포함하는,
플라즈마 강화 화학 기상 증착 장치.
A plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus,
The processing chamber body,
A susceptor arranged in the processing chamber body,
A gas distribution showerhead arranged in the processing chamber body and separated from the susceptor, the gas distribution showerhead having a downstream surface facing the susceptor and an upstream surface opposite the downstream surface and generally having a rectangular shape, and
One or more auxiliary electrodes arranged between the gas distribution showerhead and the susceptor in the processing chamber body, the one or more auxiliary electrodes connected to a power source and at least partially surrounding a processing space between the susceptor and the gas distribution showerhead doing,
Plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus.

제 11 항에 있어서,
하나 또는 그보다 많은 상기 보조 전극은 상기 가스 분배 샤워헤드에 연결되며, 하나 또는 그보다 많은 상기 보조 전극과 상기 가스 분배 샤워헤드는 동일한 상기 파워 소오스에 연결되며, 상기 가스 분배 샤워헤드는 실질적으로 직사각형 형상을 가지며 하나 또는 그보다 많은 상기 보조 전극은 상기 가스 분배 샤워헤드의 코너에 연결되며 복수의 부품을 포함하는,
플라즈마 강화 화학 기상 증착 장치.
The method of claim 11,
One or more of the auxiliary electrodes is connected to the gas distribution showerhead, one or more of the auxiliary electrodes and the gas distribution showerhead are connected to the same power source, and the gas distribution showerhead has a substantially rectangular shape. One or more of said auxiliary electrodes connected to a corner of said gas distribution showerhead and comprising a plurality of components,
Plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus.

제 11 항에 있어서,
하나 또는 그보다 많은 상기 보조 전극은 상기 가스 분배 샤워헤드와 상기 서셉터로부터 전기 절연되는,
플라즈마 강화 화학 기상 증착 장치.
The method of claim 11,
One or more said auxiliary electrodes are electrically insulated from said gas distribution showerhead and said susceptor,
Plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus.

제 11 항에 있어서,
하나 또는 그보다 많은 상기 보조 전극은 상기 가스 분배 샤워헤드의 주변부에 연결되고 상기 하류 표면으로부터 연장하는,
플라즈마 강화 화학 기상 증착 장치.
The method of claim 11,
One or more said auxiliary electrodes are connected to a periphery of said gas distribution showerhead and extend from said downstream surface,
Plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus.

제 11 항에 있어서,
하나 또는 그보다 많은 상기 보조 전극과 상기 샤워헤드는 하나의 일체형 부품 재료를 포함하는,
플라즈마 강화 화학 기상 증착 장치.
The method of claim 11,
One or more said auxiliary electrode and said showerhead comprise one integral part material,
Plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus.