(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置において、
工程チャンバと、
前記工程チャンバに設置され、同一の平面上に複数の基板が置かれ、回転軸に連結されて回転される基板サセプタと、
前記基板サセプタの底面に位置されるヒーター部材と、
前記基板サセプタに置かれた複数の基板が各々に対応する位置で基板の処理面にガスを噴射する反応誘導ユニットと、を含み、
前記反応誘導ユニットは、
少なくとも３つ以上が積層されたプレートによって多層複合構造の流路を有し、
前記反応誘導ユニットは、
少なくとも１つ以上のガス注入ポートを有するトッププレートと、
前記トッププレートの下に積層されるように設置され、ガスの混合及びヒーティングのための１次流路及び前記１次流路を経由したガスが抜けていく第１貫通ホールを有するミドルプレートと、
前記ミドルプレートの下に積層されるように設置され、前記第１貫通ホールを通じて流入されたガスの圧力及び反応時間のコントロールのための２次流路を有するボトムプレートと、を含み、
前記反応誘導ユニットは、
前記ボトムプレートに設置され、前記２次流路と連結されて前記２次流路を経由したガスを基板上に噴射する噴射ノズルをさらに含み、
前記噴射ノズルは、
前記ボトムプレートの中央に形成されたスロットに脱付着可能に設置され、
底面に多数の噴射ホールと側面に前記２次流路の終端と連結される溝とを有することを特徴とする、基板処理装置。
【請求項２】
前記ミドルプレートは、少なくとも１つ以上が設置されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記ミドルプレートは、
前記１次流路が前記ミドルプレートの中央から縁に向くように形成され、
前記第１貫通ホールは、前記１次流路の終端に形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記ボトムプレートは、
前記２次流路が前記ボトムプレートの縁から中央を向くように形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記２次流路は、一端が前記第１貫通ホールと連結され、他端が前記噴射ノズルと連結されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記２次流路は、長さ及びターン（ｔｕｒｎ）数が互に異なる独立されたパスを有することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記ミドルプレートは、
中央に前記１次流路が連結され、前記ガス注入ポートを通じてガスが流れ込まれる中央広場部を有することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記１次流路は、隔壁によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記２次流路は、溝の形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記２次流路は、前記１次流路よりその長さが長いことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
反応誘導ユニットにおいて、
少なくとも１つ以上のガス注入ポートを有するトッププレートと、
前記トッププレートの下に積層されるように設置され、ガスの混合及びヒーティングのための１次流路及び前記１次流路を経由したガスが抜けていく第１貫通ホールを有するミドルプレートと、
前記ミドルプレートの下に積層されるように設置され、前記第１貫通ホールを通じて流入されたガスの圧力及び反応時間のコントロールのための２次流路を有する少なくとも１つのボトムプレートと、
前記ボトムプレートに設置され、前記２次流路と連結されて前記２次流路を経由したガスを基板上に噴射する噴射ノズルと、を含み、
前記噴射ノズルは、
前記ボトムプレートの中央に形成されたスロットに脱付着可能に設置され、
底面に多数の噴射ホールと側面に前記２次流路の終端と連結される溝とを有することを特徴とする、反応誘導ユニット。
【請求項１２】
前記ミドルプレートは、
前記１次流路が前記ミドルプレートの中央から縁に向くように形成され、
前記第１貫通ホールは、前記１次流路の終端に形成され、
前記ボトムプレートは、
前記２次流路が前記ボトムプレートの縁から中央を向くように形成されることを特徴とする請求項１１に記載の反応誘導ユニット。
【請求項１３】
前記ミドルプレートは、
中央に前記１次流路が連結され、前記ガス注入ポートを通じてガスが流れ込まれる中央広場部を有し、
前記１次流路は、隔壁によって形成され、
前記２次流路は、溝の形状に形成されることを特徴とする請求項１１に記載の反応誘導ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、特に基板に噴射するガスの温度、圧力、そして反応時間のコントロールを容易にできる反応誘導ユニット及びそれを有する基板処理装置及び薄膜蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を製造する蒸着過程で蒸着膜質の形成度（ｃｏｎｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ）を改善するために１つのシステム内で２つ以上のガスの反応生成物を利用して前駆体（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）と反応蒸着時の温度、圧力、ガス率（Ｇａｓ  Ｒａｔｉｏ）、反応時間（Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅ）が制御できないか、或いは容易でない反応条件を充足させるための狭い工程ウインドー又は反応生成物の少量生産によるバッドフィルム品質（Ｂａｄ  ｆｉｌｍ  ｑｕａｌｉｔｙ）及び再結合（Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）による均一な供給が容易でないローディングエフェクト（ｌｏａｄｉｎｇ  Ｅｆｆｅｃｔ）が発生される。
【発明の概要】
【発明が解決しようする課題】
【０００３】
本発明の目的は、２つ以上のガスの反応生成物を利用して前駆体と反応蒸着時の温度、圧力、そして反応時間のコントロールを容易にできる反応誘導ユニット及びそれを有する基板処理装置、そして薄膜蒸着方法を提供することにある。
本発明の目的は、２つ以上のガスを内部で反応させて反応生成物を均一に供給できる反応誘導ユニット及びそれを有する基板処理装置、及び薄膜蒸着方法を提供することにある。
本発明が解決しようとする課題は、ここに制限されなく、言及されてないその他の課題は、以下の記載から当業者に明確に理解される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一側面によれば、工程チャンバと、前記工程チャンバに設置され、同一の平面上に複数の基板が置かれ、回転軸に連結されて回転される基板サセプタと、前記基板サセプタの底面に位置されるヒーター部材と、前記基板サセプタに置かれた複数の基板が各々に対応する位置で基板の処理面にガスを噴射する反応誘導ユニットと、を含み、前記反応誘導ユニットは、少なくとも３つ以上が積層されたプレートによって多層複合構造の流路を有する基板処理装置を提供しようとする。
【０００５】
また、少なくとも１つ以上のガス注入ポートを有するトッププレートと、前記トッププレートの下に積層されるように設置され、ガスの混合及びヒーティングのための１次流路及び前記１次流路を経由したガスが抜けていく第１貫通ホールを有するミドルプレートと、前記ミドルプレートの下に積層されるように設置され、前記第１貫通ホールを通じて流入されたガスの圧力及び反応時間のコントロールのための２次流路を有するボトムプレートと、を含むことができる。
【０００６】
また、前記ミドルプレートは、少なくとも１つ以上が設置されることができる。
また、前記反応誘導ユニットは、前記ボトムプレートに設置され、前記２次流路と連結されて前記２次流路を経由したガスを基板上に噴射する噴射ノズルをさらに含むことができる。
【０００７】
また、前記噴射ノズルは、前記ボトムプレートの中央に形成されたスロットに脱付着可能に設置され、底面に多数の噴射ホールと側面に前記２次流路の終端と連結される溝とを有する。
また、前記ミドルプレートは、前記１次流路が前記ミドルプレートの中央から縁に向くように形成され、前記第１貫通ホールは、前記１次流路の終端に形成されることができる。
【０００８】
また、前記ボトムプレートは、前記２次流路が前記ボトムプレートの縁から中央を向くように形成されることができる。
また、前記２次流路は、一端が前記第１貫通ホールと連結され、他端が前記噴射ノズルと連結されることができる。
【０００９】
また、前記２次流路は、長さ、ターン（ｔｕｒｎ）数が互に異なる独立されたパスを有する。
また、前記ミドルプレートは、中央に前記１次流路が連結され、前記ガス注入ポートを通じてガスが流れ込まれる中央広場部を有することができる。
また、前記１次流路は、隔壁によって形成され、前記２次流路は、溝の形状に形成されることができる。
【００１０】
また、前記２次流路は、前記１次流路よりその長さが長い。
本発明の一側面によれば、少なくとも１つ以上のガス注入ポートを有するトッププレートと、前記トッププレートの下に積層されるように設置され、ガスの混合及びヒーティングのための１次流路及び前記１次流路を経由したガスが抜けていく第１貫通ホールを有するミドルプレートと、前記ミドルプレートの下に積層されるように設置され、前記第１貫通ホールを通じて流入されたガスの圧力及び反応時間のコントロールのための２次流路を有する少なくとも１つのボトムプレートと、前記ボトムプレートに設置され、前記２次流路と連結されて前記２次流路を経由したガスを基板上に噴射する噴射ノズルと、を含む反応誘導ユニットを提供することができる。
【００１１】
また、前記噴射ノズルは、前記ボトムプレートの中央に形成されたスロットに脱付着可能に設置され、底面に多数の噴射ホールと、側面に前記２次流路の終端と連結される溝を有する。
また、前記ミドルプレートは、前記１次流路が前記ミドルプレートの中央から縁に向くように形成され、前記第１貫通ホールは、前記１次流路の終端に形成され、前記ボトムプレートは、前記２次流路が前記ボトムプレートの縁から中央を向くように形成されることができる。
【００１２】
また、前記ミドルプレートは、中央に前記１次流路が連結され、前記ガス注入ポートを通じてガスが流れ込まれる中央広場部を有する。
また、前記１次流路は、隔壁によって形成され、前記２次流路は、溝の形状に形成されることができる。
【００１３】
本発明の実施形態による薄膜蒸着方法は、第１基板上に第１前駆体を形成し、第２基板上の第２前駆体の一部をファジ及びポンピングし、第３基板上の第３前駆体上に第３ラジカルを提供して第３薄膜を形成し、前記第４基板の第４薄膜上に残存する第４ラジカルをファジ及びポンピングする第１段階と、前記第１基板の前記第１前駆体の一部をファジ及びポンピングし、前記第２基板の前記第２前駆体上に第２ラジカルを提供して第２薄膜を形成し、第３基板上に残存する前記第３ラジカルをファジ及びポンピングし、前記第４基板の前記第４ラジカル上に第４前駆体を形成する第２段階と、前記第１基板の前記第１前駆体上に第１ラジカルを提供して第１薄膜を形成し、前記第２基板上に残存する前記第２ラジカルをファジ及びポンピングし、前記第３基板上に前記第３前駆体を形成し、前記第４基板上の第４前駆体の一部をファジ及びポンピングする第３段階と、前記第１基板上に残存する前記第１ラジカルをファジ及びポンピングし、前記第２基板上に前記第２前駆体を形成し、前記第３基板上の前記第３前駆体の一部をファジ及びポンピングし、前記第４基板上の前記第４前駆体上に前記第４ラジカルを提供して第４薄膜を形成する第４段階と、を含む。
【００１４】
本発明の一例によれば、前記第１段階乃至前記第４段階は、５００℃で遂行されることができる。
前記第１乃至第４前駆体は、シランを含み、前記第１乃至第４ラジカルは、水酸化基を含むことができる。
本発明の他の例にしたがう薄膜蒸着方法は、基板内の第１基板上に第１前駆体と第２基板の第２前駆体上に第２ラジカルとを各々同時に形成して前記第２基板上に第２薄膜を形成する第１段階と、前記基板内の前記第１前駆体上に第１ラジカルと前記第２薄膜上に第２前駆体とを各々同時に形成して前記第１基板上に第１薄膜を形成する第２段階と、を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の実施形態によれば、２つ以上のガス反応に適合な圧力、反応時間、そして温度条件を提供し、反応を誘導して広い工程ウインドーの確保及び反応生成物の再結合を最小化することができるので、薄膜品質及びローディングエフェクト（ｌｏａｄｉｎｇ  Ｅｆｆｅｃｔ）を改善できる格別な効果を有する。
上述したように、本発明の実施形態による薄膜蒸着方法は、５２０℃の一定な温度のチャンバ内で回転移動される第１乃至第４基板上に第１乃至第４薄膜を形成できるので、ローディングエフェクトを防止し、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による基板処理装置を説明するための図面である。
【図２】図１に図示された基板サセプタの斜視図である。
【図３】図１に図示された反応誘導ユニットの背面図である。
【図４】反応誘導ユニットの斜視図である。
【図５】反応誘導ユニットの分解斜視図である。
【図６】反応誘導ユニットの断面図である。
【図７】ボトムプレートに設置された噴射ノズルを示す平面図である。
【図８】冷媒流路が形成されたプレートを示す図面である。
【図９】図１の基板処理装置での薄膜蒸着方法を示すフローチャートである。
【図１０】図１の工程チャンバを示す平面図である。
【図１１】図１のサセプタ及び第１乃至第４ステージを示す斜視図である。
【図１２】第１乃至第４薄膜のシリコン酸化膜と従来のシリコン酸化膜との形成を比較して示したグラフである。
【図１３】第１乃至第４薄膜のシリコン酸化膜の湿式蝕刻率と一般的なシリコン酸化膜の湿式蝕刻率とを比較して示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。上述した本発明が解決しようとする課題、課題解決手段、及び効果は、添付された図面と関連された実施形態を通じて容易に理解できる。各図面は、明確な説明のために一部が簡略化されるか、或いは誇張に表現されている。各図面の構成要素に参照番号を付加することにおいて、同一の構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されていてもできるだけ同一の符号を有するように示されていることを有意しなければならない。また、本発明を説明することにおいて、関連された公知の構成又は機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にする恐れがあると判断される場合にはその詳細な説明は、省略する。
（実施形態）
【００１８】
図１は、本発明による基板処理装置を説明するための図面である。図２は、図１に図示された基板サセプタの斜視図である。
図１を参照すれば、本発明の実施形態による基板処理装置１０は、工程チャンバ１００（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｃｈａｍｂｅｒ）、基板支持部材（ｓｕｐｐｏｒｔ  ｍｅｍｂｅｒ）である基板サセプタ２００、反応誘導ユニット３００、そして供給部材４００を含む。
工程チャンバ１００は、一側に出入口１１２が形成される。出入口１１２は、工程の進行時、基板Ｗの出入りが行われる。図示せずが、工程チャンバ１００は、縁に工程チャンバに供給された反応ガス及び蒸着工程の中で発生された反応分散物を排気するための排気ダクトが形成される。一例として、排気ダクトは、基板サセプタ２００の外側に位置するリングタイプになされる。
【００１９】
図１及び図２を参照すれば、基板サセプタ２００は、工程チャンバ１００の内部空間に設置される。一例として、基板サセプタ２００は、４枚の基板が置かれる配置タイプになされる。基板サセプタは、上部面に基板が置かれる第１乃至第４ステージ２１２ａ−２１２ｄが形成された円板形状になされる。基板サセプタに具備された第１乃至第４ステージ２１２ａ−２１２ｄは、基板の形状と類似な円形になされる。第１乃至第４ステージ２１２ａ−２１２ｄは、基板サセプタ２００の中央を中心に同心円上に９０°間隔に配置される。一例として、基板サセプタ２００は、ステージの個数が４つではなく、３つ又は４つ以上も適用されてもよい。
【００２０】
基板サセプタ２００は、回転軸２８０と連結された駆動部２９０によって回転される。基板サセプタ２００を回転させる駆動部２９０は、駆動モーターの回転数と回転速度を制御できるエンコーダーが設置されたステッピングモーターを使用することが望ましい。
図示せずが、基板サセプタ２００は、各々のステージで基板Ｗを昇降及び下降させる複数のリフトピン（図示せず）が具備される。リフトピンは、基板Ｗを昇下降させることによって、基板Ｗを基板サセプタ２００のステージから離隔させるか、或いはステージに安着させる。
【００２１】
図１を参照すれば、供給部材４００は、第１ガス供給部材４１０ａと第２供給部材４１０ｂとを含む。第１ガス供給部材４１０ａは、基板Ｗ上に所定の薄膜を形成するための第１反応ガスを４つの反応誘導ユニットの各々に供給し、第２ガス供給部材４１０ｂは、第２反応ガスを４つの反応誘導ユニットの各々に供給する。本実施形態では、２つの互に異なる反応ガスを供給するために２つのガス供給部材が使用されたが、供給するガスの特性による２つ以上の互に異なるガス又は同一のガスを供給できるように複数のガス供給部材が適用され得ることは、当然である。
図３は、図１に図示された反応誘導ユニットの背面図である。
【００２２】
図１乃至図３に示したように、４つの反応誘導ユニット３００は、基板サセプタ２００に置かれた４枚の基板の各々にガスを噴射する。反応誘導ユニット３００は、少なくとも１つの反応ガスを供給部材から供給される。反応ガスは、外部で予熱処理された後、反応誘導ユニット３００に供給されてもよい。一例によれば、反応誘導ユニット３００の各々は、第１、２反応ガスを供給部材４００から供給される。４つの反応誘導ユニット３００は、全体的に円盤形状を有し、各々は、９０°間隔に区画された扇形の模様で底面にはガス噴射口３１２が形成される。
【００２３】
例えば、反応誘導ユニット３００は、９０°間隔の扇形の形状をしているが、本発明は、これに制限されることではなく、工程の目的や特性によって４５°間隔又は１８０°間隔に構成することができ、反応チャンバの形態にしたがって反応誘導ユニット寸法、形態、及び設置位置を異なりに構成することができる。
図４及び図５は、反応誘導ユニットの斜視図及び分解斜視図であり、図６は、反応誘導ユニットの断面図であり、図７は、ボトムプレートに設置された噴射ノズルを示す平面図である。
図４乃至図７でのように、反応誘導ユニット３００は、少なくとも３つ以上が積層されたプレートによって多層複合構造の流路を形成する。本実施形態では、３つのプレートが積層された多層複合構造を例として説明する。しかし、これは一例に過ぎないし、プレートの個数は、２つ又は４つ以上であってもよい。
【００２４】
反応誘導ユニット３００は、トッププレート３１０、ミドルプレート３２０、ボトムプレート３３０、そして噴射ノズル３５０を含み、トッププレート３１０、ミドルプレート３２０、そしてボトムプレート３３０は、順次的に積層されるように設置される。
【００２５】
トッププレート３１０は、３つの注入ポート３１２、３１４を有する。２つの注入ポート３１２は、反応ガス注入のためのガス注入ポートであり、他の１つの注入ポート３１４は、反応誘導ユニット３００内部の圧力をチェックするための圧力ポートである。
ミドルプレート３２０は、トッププレート３１０の下に積層されるように設置される。ミドルプレート３２０は、ガスの混合及びヒーティングのための１次流路３２２及び１次流路３２２を経由しながら混合され、ヒーティングされたガスがボトムプレート３３０の２次流路３３２に流れるように形成される第１貫通ホール３２４を含む。
【００２６】
１次流路は、ミドルプレートの中央広場部３２８から縁に向かう４つの流路を含み、第１貫通ホール３２４は、各流路の終端に形成される。１次流路は、隔壁３２６によって形成される。中央広場部３２８は、ミドルプレートの中央に位置されてトッププレートのガス注入ポートを通じてガスが流れ込まれる空間に４つの１次流路と連結される。
【００２７】
本実施形態では、ミドルプレート３２０がトッププレート３１０とボトムプレート３３０との間に１つが設置されたことと図示して説明しているが、これは、一例に過ぎないし、供給されるガスの個数、特性によってガスの混合、そして温度調節のために流路の形態、長さが他の１つ以上が積層されるように設置されることができ、積層されたプレートに互に異なるガス及び同一のガスが供給される。
ボトムプレート３３０は、ミドルプレート３２０の下に積層されるように設置される。ボトムプレート３３０は、４つの第１貫通ホール３２４を通じて流入されたガスの圧力及び反応時間のコントロールのための４つの２次流路３３２を有する。ミドルプレート３２０から提供されるガスは、４つの２次流路３３２を通過しながら、圧力及び反応時間が調節される。例えば、ガス圧力が低く形成される場合、２次流路のボリューム縮小、ターン（ｔｕｒｎ）数の増強、長さの増強、形状変更等を通じて２次流路でのガス圧力を高めることができる。これと反対に、ガス圧力が高く形成される場合、２次流路のボリューム拡大、ターン（ｔｕｒｎ）数減少、長さ減少、形状変更等を通じて２次流路でのガス圧力を下げることができる。このように、２次流路で反応時間及び圧力が充足された反応ガスは、噴射ノズルへ提供される。
【００２８】
２次流路３３２は、ボトムプレート３３０の縁から中央を向くように形成される。２次流路３３２の一端は、ミドルプレート３２０の貫通ホール３２４と連結され、他端は、ボトムプレート３３０の中央に設置される噴射ノズル３５０と連結される。
２次流路３３２は、溝の形状に形成される。そして２次流路３３２は、１次流路３２２の長さよりその長さが長いことを特徴とする。２次流路３３２は、長さ、ターン（ｔｕｒｎ）数が互に異なる独立されたパス形状に形成される。
【００２９】
噴射ノズル３５０は、ボトムプレート３３０に設置される。噴射ノズル３５０は、４つの２次流路３３２と連結されて２次流路３３２を経由したガスを基板上に噴射する。噴射ノズル３５０は、ボトムプレート３３０の中央に形成されたスロット３３８に脱付着可能に設置される。噴射ノズル３５０は、底面に多数の噴射ホール３５２と両側面に２次流路３３２の終端３３５と連結される溝３５４を有する。
【００３０】
反応誘導ユニット３００で反応ガスは、１次流路又は２次流路を経由する過程でチャンバ内部の熱伝導による予熱がなされる。
図８は、冷媒流路が形成されたプレートを示す図面である。
図８でのように、本実施形態によれば、反応誘導ユニットを構成するプレート３８０には反応ガスが流れる流路３８２と隣接するように冷媒流路３８４が形成される。冷媒流路３８４には、外部の冷媒供給装置９００から提供される冷媒が循環するようになって流路を流れるガスをクーリングすることができる。このような冷媒流路３８４は、図４に図示された反応誘導ユニット３００のミドルプレート３２０又はボトムプレート３３０の上に形成される。
図９は、図１の基板処理装置での薄膜蒸着方法を示すフローチャートである。図１０は、図１の工程チャンバ１００を示す平面図である。図１１は、図１のサセプタ及び第１乃至第４ステージを示す斜視図である。
【００３１】
図１及び図９乃至図１１を参照すれば、第１基板１０１の上に第１前駆体を形成し、第２基板１０２の上の第２前駆体の一部分をポンピング及びファジし、第３基板１０３の上の第３前駆体上に第３ラジカルを形成し、第４基板１０４の上に残存する第４ラジカルをポンピング及びファジする（Ｓ１０）。
【００３２】
基板処理装置１０は、工程チャンバ１００、基板サセプタ２００、反応誘導ユニット３００、そして供給部材４００を含む。工程チャンバ１００は、第１乃至第４領域１１０−１４０を有する。一例によれば、第１乃至第４領域１１０−１４０は、各々の前駆体形成領域、前駆体ポンピング領域、ラジカル形成領域、及びラジカルポンピング領域であってもよい。例えば、工程チャンバ１００は、５２０℃乃至５５０℃の温度で第１乃至第４基板１０１−１０４の原子層の蒸着工程を遂行する。基板サセプタ２００は、工程チャンバ１００内に配置される。供給部材４００は、工程チャンバ１００内に前駆体及びラジカルを各々に形成する。供給部材４００は、前駆体の供給ライン４１０ａとラジカルの供給ライン４１０ｂとを含む。前駆体の供給ライン４１０ａは、第１領域１１０に連結される。ラジカルの供給ライン４１０ｂは、第３領域１３０に連結される。一例によれば、反応誘導ユニット３００は、第１領域１１０と第３領域１３０との内に配置される。第１領域１１０では、第１乃至第４基板１０１−１０４に対して第１乃至第４前駆体が形成される。第３領域１３０では、第１乃至第４基板１０１−１０４に対して第１乃至第４ラジカルが形成される。第１乃至第４前駆体と第１乃至第４ラジカルとの反応によって第１乃至第４基板１０１−１０４の上に第１乃至第４薄膜が形成される。反応誘導ユニット３００は、シャワーヘッドを含む。
【００３３】
基板サセプタ２００は、工程チャンバ１００内で回転する。基板サセプタ２００は、シャフト２８０と前記シャフト２８０の上の第１乃至第４ステージ２１２ａ−２１２ｄとを含む。第１乃至第４ステージ２１２ａ−２１２ｄは、第１乃至第４基板１０１−１０４を各々に支持する。第１乃至第４ステージ２１２ａ−２１２ｄは、第１乃至第４領域１１０−１４０に沿って移動される。例えば、第１乃至第４基板１０１−１０４は、第１乃至第４領域１１０−１４０の内の各々に配置される。
【００３４】
第１領域１１０内の第１基板１０１の上には、第１前駆体が形成される。第１前駆体は、第１基板１０１の全面に形成される。第２領域１２０内の第２基板１０１の上の第２前駆体は、所定の真空圧でポンピングされる。また、第２基板１０２の上にファジガスが供給される。第３領域１３０内の第３基板１０３の第３前駆体上に第３ラジカルが提供される。ここで、第１乃至第３前駆体は、第１乃至第３基板１０１−１０３の上に形成される同一な種類の前駆体として、シラン（ＳｉＨ４）又は塩化チタニウム（ＴｉＣｌ４）を含む。第３ラジカルは、水酸化基（ＯＨ）又はアミン基（ＮＨ）を含む。第３前駆体と第３ラジカルとは、反応されることができる。例えば、第３基板１０３の上にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜又は窒化チタニウム（ＴｉＮ）の第３薄膜が形成され、塩酸（ＨＣｌ）の反応後、ガスが形成される。
【００３５】
第４領域１４０内の第４基板１０４の上に残存する第４ラジカルと反応後、ガスがポンピングされる。第４基板１０４の上にファジガスが供給される。その前に、図示せずが、第４基板１０４の上に第４前駆体と第４ラジカルとを提供して第４薄膜が形成される。第４ラジカルは、同一である。
【００３６】
そして、第１ステージ２１２ａは、シャフト２８０の回転によって第２領域１２０に移動し、第２ステージ２１２ｂは、第３領域１３０に移動し、第３ステージ２１２ｃは、第４領域１４０に移動し、第４ステージ２１２ｄは、第１領域１１０に移動することができる。第１乃至第４基板１０１−１０４は、第１乃至第４領域１１０−１４０を順次的に移動される。その結果、第１乃至第４基板１０１−１０４の工程待機時間を最小化することができる。第１乃至第４基板１０１のローディングエフェクトは、除去又は防止される。したがって、本発明の実施形態による薄膜の形成方法は、生産性を向上させることができる。
【００３７】
次に、第１基板１０１の上の第１前駆体の一部分をポンピング及びファジし、第２基板１０２の上の前記第２前駆体上に第２ラジカルを形成し、第３基板１０３の上に残存する第３ラジカルをポンピング及びファジし、第４基板１０４の上に第４前駆体を形成する（Ｓ２０）。第１前駆体は、第１基板１０１の表面に吸着される。第１基板１０１の表面に吸着されない第１前駆体は、ポンピングして排気されるか、或いはファジガスによってファジされる。第２前駆体及び第２ラジカルの反応によって第２基板１０２の上に第２薄膜が形成される。第２薄膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、又は窒化チタニウムを含む。第３基板１０３の上の第３ラジカルは、ポンピング又はファジによって工程チャンバ１００の内で排出される。第４前駆体は、第１乃至第３前駆体と同一である。
【００３８】
その後、第１ステージ２１２ａは、第３領域１３０に移動し、第２ステージ２１２ｂは、第４領域１４０に移動し、第３ステージ２１２ｃは、第１領域１１０に移動し、第４ステージ２１２ｄは、第２領域１２０に移動することができる。
【００３９】
その次、第１基板１０１の第１前駆体上に第１ラジカルを形成し、第２基板１０２の上に残存する第２ラジカルをポンピング及びファジし、第３基板１０３の第３ラジカル上に第３前駆体を形成し、第４基板１０４の上の第４前駆体の一部をポンピングする（Ｓ３０）。第１基板１０１には、第１前駆体と第１ラジカルとの反応によって第１薄膜が形成される。第１薄膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、又は窒化チタニウムを含む。第２基板１０２の上の第２ラジカルは、ポンピング又はファジによって工程チャンバ１００の外部へ排出される。第３前駆体は、第３基板１０３の上に吸着される。第４基板１０４の表面に吸着されない第４前駆体は、ポンピング又はファジによって除去される。
【００４０】
以後に、第１ステージ２１２ａは、第３領域１３０に移動し、第２ステージ２１２ｂは、第４領域１４０に移動し、第３ステージ２１２ｃは、第１領域１１０に移動し、第４ステージ２１２ｄは、第２領域１２０に移動することができる。
【００４１】
第１基板１０１の上の第１ラジカルをポンピング及びファジし、第２基板１０２の上の第２ラジカル上に第２前駆体を形成し、第３基板１０３の上の第３前駆体の一部をポンピング及びファジし、第４基板１０４の上の第４前駆体上に第４ラジカルを形成する（Ｓ４０）。第１基板１０１の上に残存する第１ラジカルは、ポンピング又はファジによって工程チャンバ１００内で除去される。第２前駆体は、第２薄膜又は第２基板１０２の上に吸着される。第２薄膜又は第３基板１０３に吸着されない第３前駆体は、ポンピング又はファジによって工程チャンバ１００内で除去される。第２薄膜又は第３基板１０３に吸着された第３前駆体は、第３基板１０３の上に残存する。第４前駆体及び第４ラジカルは、第４基板１０４の上に第４薄膜を形成する。
【００４２】
そして、第１乃至第４基板１０１−１０４は、第１乃至第４領域１１０−１４０に沿って順次的に移動され、第１乃至第４基板１０１−１０４の上に所定の厚さの第１乃至第４薄膜が形成される。
図１２は、第１乃至第４薄膜のシリコン酸化膜と従来のシリコン酸化膜との形成を比較して示したグラフである。横軸は、温度であり、縱軸は、シリコン酸化膜の形成比率を示す。
図１２を参照すれば、第１乃至第４薄膜のシリコン酸化膜１０は、５２０℃で形成される。反面、従来のシリコン酸化膜２０は、５７０℃で形成される。
図１３は、第１乃至第４薄膜のシリコン酸化膜１０の湿式蝕刻率と一般的なシリコン酸化膜の湿式蝕刻率とを比較して示したグラフである。
図１３を参照すれば、第１乃至第４薄膜のシリコン酸化膜の湿式蝕刻率は、一般的なシリコン酸化膜の湿式蝕刻率より低い。湿式蝕刻率の差異は、シリコン酸化膜の密度によって発生される。密度が低い一般的なシリコン酸化膜は、密度が高い第１乃至第４薄膜のシリコン酸化膜のシリコン酸化膜に比べて高い湿式蝕刻率を有する。したがって、本発明の実施形態による薄膜蒸着方法は、高密度のシリコン酸化膜を形成する方法である。
【００４３】
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないので、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は、本発明の技術思想を限定するものではなく単なる説明をするためのことであり、このような実施形態によって本発明の技術思想の範囲が限定されない。本発明の保護範囲は、下の請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれることとして解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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