特開 2024-25711 フィーディングブロック及びそれを含む基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024025711

(43)【公開日】2024-02-26

(54)【発明の名称】フィーディングブロック及びそれを含む基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/455 20060101AFI20240216BHJP

【ＦＩ】

C23C16/455

【審査請求】有

【請求項の数】21

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023128537

(22)【出願日】2023-08-07

(31)【優先権主張番号】10-2022-0099919

(32)【優先日】2022-08-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】316008145

【氏名又は名称】ウォニク アイピーエス カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＷＯＮＩＫ ＩＰＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】７５，Ｊｉｎｗｉｓａｎｄａｎ－ｒｏ，Ｊｉｎｗｉ－ｍｙｅｏｎ，Ｐｙｅｏｎｇｔａｅｋ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，１７７０９，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】リ、チュン ヒョン

(72)【発明者】

【氏名】チョン、チョン ファン

(72)【発明者】

【氏名】カン、トン ポム

【テーマコード（参考）】

4K030

【Ｆターム（参考）】

4K030EA03

4K030FA01

(57)【要約】

【課題】フィーディングブロック及びそれを含む基板処理装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態によるフィーディングブロックは、工程チャンバに工程ガスを伝達するフィーディングブロックであって、フィーディングブロックは、胴体部；胴体部の内部に形成された第１環状流路；第１工程ガスが第１環状流路に供給されるように、胴体部の外周面から第１環状流路まで延設された少なくとも１つの第１供給流路；及び第１環状流路に供給された第１工程ガスが外部に排出されるように、第１環状流路から胴体部の外周面まで延設された少なくとも１つの第１排出流路；を含み、胴体部は、第１供給流路、第１環状流路及び第１排出流路のそれぞれの内側表面が互いに連続した表面を有するように単一部材で形成されうる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工程チャンバに工程ガスを伝達するフィーディングブロックであって、
前記フィーディングブロックは、
胴体部と、
前記胴体部の内部に形成された第１環状流路と、
第１工程ガスが前記第１環状流路に供給されるように、前記胴体部の外周面から前記第１環状流路まで延設された少なくとも１つの第１供給流路と、
前記第１環状流路に供給された前記第１工程ガスが外部に排出されるように、前記第１環状流路から前記胴体部の外周面まで延設された少なくとも１つの第１排出流路と、を含み、
前記胴体部は、
前記第１供給流路、前記第１環状流路及び前記第１排出流路のそれぞれの内側表面が互いに連続した表面を有するように単一部材で形成された、フィーディングブロック。

【請求項2】

前記第１環状流路は、
前記第１排出流路が形成された外周面と直交する基準軸と交差する平面に形成された、請求項１に記載のフィーディングブロック。

【請求項3】

前記第１環状流路の中心軸は、前記基準軸と同一である、請求項２に記載のフィーディングブロック。

【請求項4】

前記第１環状流路は、平面上で円形状を有する、請求項１に記載のフィーディングブロック。

【請求項5】

前記第１排出流路は、
前記第１環状流路に沿って複数個形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のフィーディングブロック。

【請求項6】

前記第１排出流路は、
前記第１環状流路に沿って等間隔で形成されたことを特徴とする、請求項５に記載のフィーディングブロック。

【請求項7】

前記第１環状流路の中心軸を共有するように前記胴体部の内部に形成された第２環状流路と、
第２工程ガスが前記第２環状流路に供給されるように、前記胴体部の外周面から前記第２環状流路まで延設された第２供給流路と、
前記第２環状流路に供給された前記第２工程ガスが外部に排出されるように、前記第２環状流路から前記胴体部の外周面まで延設された第２排出流路と、をさらに含み、
前記胴体部は、
前記第２供給流路、前記第２環状流路及び前記第２排出流路のそれぞれの内側表面が互いに連続した表面を有するように単一部材で形成される、請求項１に記載のフィーディングブロック。

【請求項8】

前記第１排出流路が形成された外周面と前記第２排出流路が形成された外周面は、互いに同一である、請求項７に記載のフィーディングブロック。

【請求項9】

前記第１環状流路及び前記第２環状流路は、
前記第１排出流路及び前記第２排出流路が形成された外周面と直交する基準軸と交差する平面に形成されるが、前記基準軸方向に互いに離隔した、請求項８に記載のフィーディングブロック。

【請求項10】

前記第１環状流路及び前記第２環状流路のそれぞれの中心軸は、前記基準軸と同一であるが、
前記基準軸から前記第１環状流路間の第１間隔と前記基準軸から前記第２環状流路間の第２間隔が、互いに異なる、請求項９に記載のフィーディングブロック。

【請求項11】

前記第１環状流路及び前記第２環状流路のそれぞれの中心軸は、前記基準軸と同一であるが、
前記基準軸から前記第１環状流路間の第１間隔と前記基準軸から前記第２環状流路間の第２間隔が、互いに同一である、請求項９に記載のフィーディングブロック。

【請求項12】

前記第１排出流路は、前記第２環状流路と物理的に分離されるように形成され、前記第２排出流路は、前記第１環状流路と物理的に分離されるように形成される、請求項１１に記載のフィーディングブロック。

【請求項13】

前記第１環状流路及び前記第２環状流路は、
前記第１排出流路及び第２排出流路が形成された外周面と直交する基準軸と交差する平面に形成されるが、前記第１環状流路が形成される平面と前記第２環状流路が形成される平面が、互いに同じ平面である、請求項８に記載のフィーディングブロック。

【請求項14】

前記第２環状流路は、平面上で円形状を有する、請求項７に記載のフィーディングブロック。

【請求項15】

前記第２排出流路は、
前記第２環状流路に沿って複数個形成された、請求項７に記載のフィーディングブロック。

【請求項16】

前記第２排出流路は、
前記第２環状流路に沿って等間隔で形成された、請求項１５に記載のフィーディングブロック。

【請求項17】

前記第１排出流路と第２排出流路は、
前記第１排出流路及び前記第２排出流路が形成された外周面と直交する方向に形成される、請求項７に記載のフィーディングブロック。

【請求項18】

前記胴体部は、
前記第１排出流路及び前記第２排出流路が形成された外周面と直交する方向に前記胴体部の上面から前記胴体部の下面まで形成された貫通流路をさらに含み、
前記第１環状流路と前記第２環状流路は、
前記貫通流路を取り囲む形状である、請求項７に記載のフィーディングブロック。

【請求項19】

前記フィーディングブロックは、
３次元プリンティング技法によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載のフィーディングブロック。

【請求項20】

基板を処理するために内部に前記基板の処理工間が形成される工程チャンバと、
上部に前記基板が載置されるように前記処理工間に設けられる基板支持部と、
前記処理工間に工程ガスを供給するように前記工程チャンバに結合されるガス噴射部と、
前記ガス噴射部の上方に形成される請求項１から請求項１９のうち何れか一項に記載のフィーディングブロックと、
を含む、基板処理装置。

【請求項21】

前記フィーディングブロックと前記ガス噴射部との間に挿入されたミキシングブロックをさらに含む、請求項２０に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィーディングブロック及びそれを含む基板処理装置に係り、より詳細には、半導体製造装備のガスを伝達してチャンバ内に供給されるガスの均一度を管理するフィーディングブロック及びそれを含む基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、半導体基板上に所定の厚さの薄膜を蒸着するためには、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）のように物理的な衝突を用いる物理気相蒸着法（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＶＤ）と化学反応を用いる化学気相蒸着法（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）、原子層厚さの微細パターンを非常に均一に形成することができ、ステップカバレッジ（ｓｔｅｐ ｃｏｖｅｒａｇｅ）に優れた原子層蒸着方法（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）などを利用した薄膜の製造方法が使われる。

【0003】

このような方法で製造された半導体素子は、半導体素子が高集積化されることによって、微細線幅を有するパターンが要求され、一方、半導体素子の生産性の向上のためにウェーハの大口径化が要求されているが、ウェーハの全面にわたって工程の均一度が重要なイシューとして浮上している。

【0004】

最近、大口径のウェーハ上にＤＰＴ工程またはＡＬＤ工程などを具現するに当って、薄膜形成工程の均一度が重要な問題となっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、前記問題点を含んで多様な問題点を解決するためのものであって、本発明の一課題は、クリーニングガス、ソースガス及び反応ガスの流路を独立した構造でガスミキシングブロックで均一度を改善しうるフィーディングブロック及びそれを含む基板処理装置を提供することである。しかし、このような課題は、例示的なものであって、これにより、本発明の範囲が限定されるものではない。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態によれば、工程チャンバに工程ガスを伝達するフィーディングブロックが提供される。前記フィーディングブロックは、胴体部；前記胴体部の内部に形成された第１環状流路；第１工程ガスが前記第１環状流路に供給されるように、前記胴体部の外周面から前記第１環状流路まで延設された少なくとも１つの第１供給流路；及び前記第１環状流路に供給された前記第１工程ガスが外部に排出されるように、前記第１環状流路から前記胴体部の外周面まで延設された少なくとも１つの第１排出流路；を含み、前記胴体部は、前記第１供給流路、前記第１環状流路及び前記第１排出流路のそれぞれの内側表面が互いに連続した表面を有するように単一部材で形成されうる。

【0007】

本発明の一実施形態によれば、前記第１環状流路は、前記第１排出流路が形成された外周面と直交する基準軸と交差する平面に形成されうる。

【0008】

本発明の一実施形態によれば、前記第１環状流路の中心軸は、前記基準軸と同一である。

【0009】

本発明の一実施形態によれば、前記第１環状流路は、平面上で円形状を有しうる。

【0010】

本発明の一実施形態によれば、前記第１排出流路は、前記第１環状流路に沿って複数個形成されたことを特徴とする。

【0011】

本発明の一実施形態によれば、前記第１排出流路は、前記第１環状流路に沿って等間隔で形成されたことを特徴とする。

【0012】

本発明の一実施形態によれば、前記第１環状流路の中心軸を共有するように前記胴体部の内部に形成された第２環状流路；第２工程ガスが前記第２環状流路に供給されるように、前記胴体部の外周面から前記第２環状流路まで延設された第２供給流路；及び前記第２環状流路に供給された前記第２工程ガスが外部に排出されるように、前記第２環状流路から前記胴体部の外周面まで延設された第２排出流路；をさらに含み、前記胴体部は、前記第２供給流路、前記第２環状流路及び前記第２排出流路のそれぞれの内側表面が互いに連続した表面を有するように単一部材で形成されうる。

【0013】

本発明の一実施形態によれば、前記第１排出流路が形成された外周面と前記第２排出流路が形成された外周面は、互いに同一である。

【0014】

本発明の一実施形態によれば、前記第１環状流路及び前記第２環状流路は、前記第１排出流路及び前記第２排出流路が形成された外周面と直交する基準軸と交差する平面に形成されるが、前記基準軸方向に互いに離隔する。

【0015】

本発明の一実施形態によれば、前記第１環状流路及び前記第２環状流路のそれぞれの中心軸は、前記基準軸と同一であるが、前記基準軸から前記第１環状流路間の第１間隔と前記基準軸から前記第２環状流路間の第２間隔が、互いに異なる。

【0016】

本発明の一実施形態によれば、前記第１環状流路及び前記第２環状流路のそれぞれの中心軸は、前記基準軸と同一であるが、前記基準軸から前記第１環状流路間の第１間隔と前記基準軸から前記第２環状流路間の第２間隔が、互いに同一である。

【0017】

本発明の一実施形態によれば、前記第１排出流路は、前記第２環状流路と物理的に分離されるように形成され、前記第２排出流路は、前記第１環状流路と物理的に分離されるように形成されうる。

【0018】

本発明の一実施形態によれば、前記第１環状流路及び前記第２環状流路は、前記第１排出流路及び第２排出流路が形成された外周面と直交する基準軸と交差する平面に形成されるが、前記第１環状流路が形成される平面と前記第２環状流路が形成される平面が、互いに同じ平面である。

【0019】

本発明の一実施形態によれば、前記第２環状流路は、平面上で円形状を有しうる。

【0020】

本発明の一実施形態によれば、前記第２排出流路は、前記第２環状流路に沿って複数個形成されうる。

【0021】

本発明の一実施形態によれば、前記第２排出流路は、前記第２環状流路に沿って等間隔で形成されうる。

【0022】

本発明の一実施形態によれば、前記第１排出流路と第２排出流路は、前記第１排出流路及び前記第２排出流路が形成された外周面と直交する方向に形成されうる。

【0023】

本発明の一実施形態によれば、前記胴体部は、前記第１排出流路及び前記第２排出流路が形成された外周面と直交する方向に前記胴体部の上面から前記胴体部の下面まで形成された貫通流路をさらに含み、前記第１環状流路と前記第２環状流路は、前記貫通流路を取り囲む形状である。

【0024】

本発明の一実施形態によれば、前記フィーディングブロックは、３次元プリンティング技法によって形成されることを特徴とする。

【0025】

本発明の一実施形態によれば、基板処理装置が提供される。前記基板処理装置は、基板を処理するために内部に前記基板の処理工間が形成される工程チャンバ；上部に前記基板が載置されるように前記処理工間に設けられる基板支持部；前記処理工間に工程ガスを供給するように前記工程チャンバに結合されるガス噴射部；及び前記ガス噴射部の上方に形成される請求項１から請求項１９のうち何れか一項に記載のフィーディングブロック；を含みうる。

【0026】

本発明の一実施形態によれば、前記フィーディングブロックと前記ガス噴射部との間に挿入されたミキシングブロックをさらに含みうる。

【発明の効果】

【0027】

前記のようになされた本発明の一実施形態によるフィーディングブロック及び基板処理装置によれば、フィーディングブロックに形成された環状流路によって工程ガスが拡散した後、チャンバ側に提供され、環状流路と連結された排出流路が等間隔で複数個形成されるので、チャンバ側に均一な工程ガスの提供が可能であって、蒸着薄膜の厚さの均一度を向上させ、工程レシピ（ｒｅｃｉｐｅ）変更時にも、蒸着薄膜の均一度を保持することができて、工程マージンの確保が可能であり、パージ時間が減少して生産性を高めうる。さらに、異種ガスを使用する場合、フィーディングブロック内に複数の環状流路を形成してチャンバ側に均一に工程ガスを提供し、工程ガスがチャンバに引き込まれる前、追加的なミキシングブロックによって工程ガスのミキシング及び方向性の相殺によってチャンバ側に均一な工程ガスの提供が可能である。もちろん、このような効果によって、本発明の範囲が限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一実施形態によるフィーディングブロックを示す斜視図である。

【図2】図１のフィーディングブロックのＣ－Ｃ’を切断した下部構成を示す斜視図である。

【図3】図１のフィーディングブロックのＤ－Ｄ’を切断した下部構成を示す斜視図である。

【図4】図１のフィーディングブロックのＥ－Ｅ’を切断した切断面を示す断面図である。

【図5】本発明の一実施形態によるフィーディングブロックの流路を示す透視図である。

【図6】本発明の多様な実施形態による第１環状流路と第２環状流路との関係を示す概略図である。

【図7】本発明の多様な実施形態による第１環状流路と第２環状流路との関係を示す概略図である。

【図8】本発明の多様な実施形態による第１環状流路と第２環状流路との関係を示す概略図である。

【図9】本発明の他の実施形態による基板処理装置を示す概略図である。

【図10】従来発明と本発明とのフィーディングブロックを使用した基板処理結果を比較する図面である。

【図11】従来発明と本発明とのフィーディングブロックを使用した基板処理結果を比較する図面である。

【図12】従来発明と本発明とのフィーディングブロックを使用した基板処理結果を比較する図面である。

【図13】従来発明と本発明とのフィーディングブロックを使用した基板処理結果を比較する図面である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい多様な実施形態を詳しく説明する。

【0030】

本発明の実施形態は、当業者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものであり、下記の実施形態は、さまざまな他の形態に変形され、本発明の範囲が、下記の実施形態に限定されるものではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示を、さらに充実かつ完全にし、当業者に本発明の思想を完全に伝達するために提供されるものである。また、図面で各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張されたものである。

【0031】

以下、本発明の実施形態は、本発明の理想的な実施形態を概略的に図示する図面を参照して説明する。図面において、例えば、製造技術及び／または公差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）によって、示された形状の変形が予想される。したがって、本発明の思想の実施形態は、本明細書に示された領域の特定形状に制限されたと解釈されてはならず、例えば、製造上招かれる形状の変化を含まなければならない。

【0032】

フィーディングブロック１００は、基板（Ｓ）を処理するために内部に基板処理工間（Ａ）を形成する工程チャンバの処理工間であって、第１工程ガスを噴射するための装置である。

【0033】

図１は、本発明の一実施形態によるフィーディングブロック１００を示す斜視図であり、図２及び図３は、図１のフィーディングブロックのＣ－Ｃ’及びＤ－Ｄ’を切断した下部構成を示す斜視図であり、図４は、図１のＥ－Ｅ’を切断した切断面を示す断面図であり、図５は、本発明の一実施形態によるフィーディングブロック１００の流路を示す透視図である。

【0034】

まず、図１及び図２に示したように、本発明の一実施形態によるフィーディングブロック１００は、胴体部１０、第１供給流路２０、第１環状流路３０及び第１排出流路４０を含みうる。

【0035】

胴体部１０は、全体として六面体状に形成されて胴体部１０の内部で前記第１工程ガスが流動するように内部に複雑な流路が形成されて、胴体部１０の外周面に前記第１工程ガスが流入される開口部が形成され、胴体部１０の外周面に前記第１工程ガスが排気される前記開口部と連通した他の開口部が形成されうる。

【0036】

胴体部１０の外周面に第１工程ガスを供給される装置が結合されるように下部結合面が形成されうる。具体的に、前記胴体部１０の下面には、工程チャンバのシャワーヘッドまたは第１工程ガスを混合するミキシングブロックが結合されるように、シーリング及び結合構造が形成されうる。

【0037】

胴体部１０の形状は、六面体に限定されず、前記第１工程ガスが流入及び排気され、少なくとも一面に前記第１工程ガスを供給される装置が結合される多様な形状を含みうる。

【0038】

前記第１工程ガスは、ソースガス及び反応ガスを含みうる。

【0039】

図２に示したように、第１供給流路２０は、第１工程ガスが内部に流入されるように胴体部１０の側面から内部まで流路が形成されうる。望ましくは、第１供給流路２０は、胴体部１０の側面から後述する第１環状流路３０まで水平に直線に形成されうるが、胴体部１０の内側に別途の構造が形成される場合、第１供給流路２０は、一部の迂回区間を含んで第１環状流路３０まで連結される。

【0040】

前記第１工程ガスは、ソースガス供給部６００から供給されるソースガスまたは反応ガス供給部７００から供給される反応ガスを含みうる。

【0041】

第１供給流路２０は、胴体部１０の外周面に形成された開口部から胴体部１０の中心部まで貫通された流路で形成されて、胴体部１０の外周面に形成された開口部から流入される前記第１工程ガスが、前記開口部から前記中心部まで流動しうる。

【0042】

図２に示したように、第１環状流路３０は、第１排出流路４０が形成された外周面と直交する基準軸と交差する平面に形成された流路を含みうる。

【0043】

例えば、第１環状流路３０は、第１供給流路２０と連結され、胴体部１０の中心部である前記基準軸を取り囲み、平面上で円形状を有する流路が胴体部１０の内部に形成されうる。

【0044】

具体的に、図４及び図５に示したように、第１環状流路３０は、胴体部１０の内部の前記中心部を取り囲むドーナツ状の流路で形成され、第１環状流路３０は、第１供給流路２０と連通して、第１供給流路２０で流動した前記第１工程ガスが第１環状流路３０である前記中心部の周辺を回りながら流動しうる。

【0045】

第１環状流路３０は、胴体部１０の下面に形成された排出面と水平に形成されうる。すなわち、第１環状流路３０は、後述する第１排出流路４０と水平に形成されて、第１環状流路３０のそれぞれの部分から前記排出面までの距離が同一であって、前記第１工程ガスが均一に排気される。

【0046】

図２に示したように、第１排出流路４０は、第１環状流路３０に供給された前記第１工程ガスが胴体部１０の外部に排出されるように、第１環状流路３０から胴体部１０の外周面まで延設される流路を含みうる。

【0047】

具体的に、図４及び図５に示したように、第１排出流路４０は、前記工程チャンバに前記第１工程ガスを提供できるように、胴体部１０の内部に形成された第１環状流路３０から胴体部１０の下面まで連結された流路で形成されて、第１環状流路３０で流動する前記第１工程ガスが胴体部１０の下面を通じてフィーディングブロック１００の外部に結合された装置に流動しうる。

【0048】

第１排出流路４０は、リング状の第１環状流路３０に複数個形成され、また、複数個の第１排出流路４０は、第１環状流路３０に沿って等間隔で形成されうる。

【0049】

例えば、図２に示したように、第１排出流路４０は、第１環状流路３０の下部で等角で形成された３地点からそれぞれ下部に延びて、図５でのように、胴体部１０の下面まで長く延びた流路で形成されうる。

【0050】

これにより、第１供給流路２０から流入された前記第１工程ガスが第１環状流路３０で流動して、複数個形成された第１排出流路４０を通じて胴体部１０の下方に均一に排気される。

【0051】

胴体部１０は、第１供給流路２０、第１環状流路３０及び第１排出流路４０の内側表面が境界線（Ｐａｒｔｉｎｇ ｌｉｎｅ）なしに連続して形成されるように単一パートで形成されうる。

【0052】

具体的に、胴体部１０は、互いに連続した表面を有するように単一部材で形成された構造であって、第１供給流路２０、第１環状流路３０及び第１排出流路４０の内側面に流路を形成するための前記境界線が形成されない。

【0053】

例えば、胴体部１０が複数のパートを結合して内部流路を形成する場合、前記内部流路に結合で発生する前記境界線及び前記境界線の間に微細気孔が形成されて、前記ソースガスまたは前記反応ガスの流れが均一ではないが、胴体部１０を単一構造で形成することにより、前記境界線を形成せず、さらにガスの漏れを防止し、流れを均一かつ円滑に流動させることができる。

【0054】

胴体部１０は、鋳造金型、流路管を挿入したインサート射出などで形成され、望ましくは、３Ｄプリンティングで形成されうる。

【0055】

一例として、胴体部１０は、３Ｄプリンティングで製造されて、複数の洗浄で表面処理を行って表面にパーティクルの発生を抑制することができる。前記複数の洗浄は、１次洗浄（Ｃｈｅｍｉｃａｌ洗浄）、２次洗浄（酸洗浄）及び３次洗浄（粒子流動加工：ＡＦＭ、Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｆｌｏｗ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）を含みうる。

【0056】

本発明の一実施形態によるフィーディングブロック１００は、第２供給流路５０、第２環状流路６０及び第２排出流路７０を含みうる。

【0057】

第２供給流路５０は、第１工程ガスが内部に流入されるように第１供給流路２０と対応する方向で胴体部１０の側面から内部まで流路が形成されうる。望ましくは、第２供給流路５０は、胴体部１０の側面から第２環状流路６０まで水平に直線に形成されうるが、胴体部１０の内側に他の構造と干渉されるように形成される場合、第２供給流路５０は、一部の迂回区間を含んで第２環状流路６０まで連結される。

【0058】

前記第２工程ガスは、ソースガス供給部６００から供給されるソースガスまたは反応ガス供給部７００から供給される反応ガスを含みうる。

【0059】

第２供給流路５０は、胴体部１０の外周面に形成された開口部から胴体部１０の中心部まで貫通された流路で形成されて、胴体部１０の外周面に形成された開口部から流入される前記第２工程ガスが前記開口部から前記中心部まで流動しうる。

【0060】

第２環状流路６０は、胴体部１０の内部で第１環状流路３０と中心軸を共有するように形成されうる。例えば、第２環状流路６０は、第２供給流路５０と連結され、胴体部１０の中心部を取り囲み、平面上で円形状を有する流路が胴体部１０の内部に形成されうる。

【0061】

具体的に、図４及び図５に示したように、第２環状流路６０は、胴体部１０の内部の前記中心部を取り囲むドーナツ状の流路で形成され、第２環状流路６０は、第２供給流路５０と連通して、第２供給流路５０で流動した前記第２工程ガスが第２環状流路６０である前記中心部の周辺を回りながら流動しうる。

【0062】

第２排出流路７０は、第２環状流路６０に供給された前記第２工程ガスが胴体部１０の外部に排出されるように、第２環状流路６０から胴体部１０の外周面まで延設される流路を含みうる。

【0063】

具体的に、図４及び図５に示したように、第２排出流路７０は、前記工程チャンバに前記第２工程ガスを提供できるように、胴体部１０の内部に形成された第２環状流路６０から胴体部１０の下面まで連結された流路で形成されて、第２環状流路６０で流動する前記第２工程ガスが胴体部１０の下面を通じてフィーディングブロック１００の外部に結合された装置に流動しうる。

【0064】

第２排出流路７０は、リング状の第２環状流路６０に複数個形成され、また、複数個の第２排出流路７０は、第２環状流路６０に沿って等間隔で形成されうる。

【0065】

例えば、図３に示したように、第２排出流路７０は、第２環状流路６０の下部で等角で形成された３地点からそれぞれ下部に延びて、図５でのように、胴体部１０の下面まで長く延びた流路で形成されうる。

【0066】

これにより、第２供給流路５０から流入された前記第２工程ガスが第２環状流路６０で流動して、複数個形成された第２排出流路７０を通じて胴体部１０の下方に均一に排気される。

【0067】

この際、前記ソースガスは、第１供給流路２０、第１環状流路３０及び第１排出流路４０で流動し、前記反応ガスは、第２供給流路５０、第２環状流路６０及び第２排出流路７０で流動しうる。

【0068】

第１排出流路４０が形成された外周面と第２排出流路７０が形成された外周面は、互いに同一である。すなわち、第１排出流路４０及び第２排出流路７０は、同じ胴体部１０の外周面に形成され、望ましくは、胴体部１０の下面に形成されうる。

【0069】

第１環状流路３０は、第２環状流路６０よりも上部に形成されうる。

【0070】

すなわち、前記ソースガスが流動する流路が、前記反応ガスが流動する流路よりもさらに高い位置に形成されうる。

【0071】

第２環状流路６０は、第１環状流路３０に水平に形成されうる。

【0072】

また、第２環状流路６０は、第１環状流路３０の中心軸を共有するように形成されうる。具体的に、図６ないし図８に示したように、第１環状流路３０及び第２環状流路６０の中心軸が同様に形成されて、第１環状流路３０及び第２環状流路６０から下部に排気される前記第１工程ガス及び前記第２工程ガスが中心軸を基準に放射状均一に排気される。

【0073】

図４に示したように、第１環状流路３０によって形成されたリング状の直径（Ｄ１）は、第２環状流路６０によって形成されたリング状の直径（Ｄ２）と互いに異なって形成されうる。

【0074】

例えば、第１環状流路３０は、前記中心部の周辺を取り囲む直径（Ｄ１）で形成され、第２環状流路６０は、第１環状流路３０と異なる高さで第１環状流路３０を取り囲む直径（Ｄ２）で形成されうる。すなわち、第２環状流路６０が第１環状流路３０よりもさらに大きく形成されうる。

【0075】

これにより、第１環状流路３０から延びる第１排出流路４０は、胴体部１０の外周面で第１環状流路３０の直径（Ｄ１）の何れか一地点以上に形成され、第２環状流路６０から延びる第２排出流路７０は、胴体部１０の外周面で第２環状流路６０の直径（Ｄ２）の何れか一地点以上に形成されうる。

【0076】

すなわち、第１排出流路４０は、胴体部１０の下面の軸を中心に第２排出流路７０よりもさらに近い地点に形成されうる。また、第１排出流路４０では、前記ソースガスが流動し、第２排出流路７０では、前記反応ガスが流動することによって、胴体部１０の下面の軸を中心に前記ソースガスが前記反応ガスよりもさらに軸に近い地点から下部に排気される。

【0077】

本発明の一実施形態によるフィーディングブロック１００は、貫通流路８０を含みうる。

【0078】

貫通流路８０は、プラズマ形成部８００から発生するプラズマ領域を通過したクリーニングガスが胴体部１０の上部から下部に流動するように、第１環状流路３０によって形成されたリング状の中心部が貫通されて胴体部１０の上面から下面まで垂直方向の流路で形成されうる。

【0079】

貫通流路８０は、胴体部１０の上部から胴体部１０の下部に結合されたミキシングブロックまでクリーニングガスが流動するように、胴体部１０の上面から下面まで前記中心部が貫設された流路を含みうる。すなわち、貫通流路８０は、前記工程チャンバの外部からクリーニングガスを前記工程チャンバに供給できるように前記プラズマが流動する流路である。

【0080】

プラズマ形成部８００は、チャンバの外側でプラズマを発生させるリモートプラズマ発生装置を含みうる。

【0081】

図６ないし図８は、本発明の多様な実施形態による第１環状流路３０と第２環状流路６０との関係を示す概略図である。

【0082】

図６及び図７に示したように、第１環状流路３０及び第２環状流路６０は、第１排出流路４０及び第２排出流路７０が形成された外周面と直交する基準軸と交差する平面に形成されるが、前記基準軸方向に互いに離隔して形成されうる。

【0083】

この際、図６に示したように、第１環状流路３０及び第２環状流路６０のそれぞれの中心軸（ＣＬ）は、基準軸（ＣＬ）と同一であるが、基準軸（ＣＬ）から第１環状流路３０間の第１間隔（Ｄ１／２）と基準軸（ＣＬ）から第２環状流路６０間の第２間隔（Ｄ２／２）が、互いに異なって形成され、これについての構成及び効果は、前述したところと同一である。

【0084】

また、図７に示したように、第１環状流路３０及び第２環状流路６０のそれぞれの中心軸（ＣＬ）は、基準軸（ＣＬ）と同一であるが、基準軸（ＣＬ）から第１環状流路３０間の第１間隔（Ｄ１／２）と基準軸（ＣＬ）から第２環状流路６０間の第２間隔（Ｄ２／２）が、互いに同様に形成されうる。

【0085】

例えば、第１環状流路３０と第２環状流路６０は、互いに同じ直径で形成され、第１環状流路３０と第２環状流路６０は、互いに異なる高さに形成されうる。この際、第１排出流路４０は、第２環状流路６０と物理的に分離されるように形成されうる。例えば、第１排出流路４０は、第２環状流路６０を迂回するように形成されて前記第１工程ガスが排気される。

【0086】

第１環状流路３０及び第２環状流路６０が互いに同じ直径を有し、形成されることによって、第１環状流路３０及び第２環状流路６０に供給される前記第１工程ガス及び前記第２工程ガスの量が同一であり、これにより、第１環状流路３０及び第２環状流路６０を通じてフィーディングブロックの下部に排気される前記第１工程ガス及び前記第２工程ガスが均一に排気される。

【0087】

図８に示したように、第１環状流路３０及び第２環状流路６０は、第１排出流路４０及び第２排出流路７０が形成された外周面と直交する基準軸（ＣＬ）と交差する平面に形成されるが、第１環状流路３０が形成される平面と第２環状流路６０が形成される平面が、互いに同じ平面で形成されうる。

【0088】

すなわち、第１環状流路３０の直径は、第２環状流路６０の直径と互いに異なって形成され、第１環状流路３０と第２環状流路６０は、互いに同じ高さに形成されうる。

【0089】

例えば、第１環状流路３０と第２環状流路６０は、同じ高さで第１環状流路３０が第２環状流路６０よりも基準軸（ＣＬ）に近い内側に形成されうる。この際、第１供給流路２０は、第１環状流路３０と同じ高さで第２環状流路６０を迂回するように形成されて前記第１工程ガスが供給され、また、第１供給流路２０は、第１環状流路３０と水平な他の高さに形成されて前記第１工程ガスが供給されうる。

【0090】

第１環状流路３０及び第２環状流路６０が互いに同じ高さに形成されることによって、第１環状流路３０及び第２環状流路６０からフィーディングブロックの下部まで距離が同一であり、これにより、第１環状流路３０及び第２環状流路６０を通じて排気される前記第１工程ガス及び前記第２工程ガスが均一に排気される。

【0091】

図９は、本発明の他の実施形態による基板処理装置を示す概略図である。

【0092】

本発明の他の実施形態による基板処理装置は、工程チャンバ２００、基板支持部３００、シャワーヘッド４００及びフィーディングブロック１００を含みうる。

【0093】

図９に示したように、工程チャンバ２００は、基板（Ｓ）を処理するために内部に基板処理工間（Ａ）が形成されうる。

【0094】

工程チャンバ２００は、基板（Ｓ）を処理することができる処理工間（Ａ）が形成される工程チャンバであり、さらに具体的に、工程チャンバ２００は、内部に円状または四角状に形成される処理工間（Ａ）が形成されて、処理工間（Ａ）に設けられた基板支持部３００のポケット溝部に載置して支持される基板（Ｓ）上に薄膜を蒸着するか、薄膜をエッチングするなどの工程が進行しうる。

【0095】

また、工程チャンバ２００の下側には、基板支持部３００を取り囲む形状に複数個の排気ポートが設けられる。前記排気ポートは、配管を通じて工程チャンバ２００の外部に設けられた真空ポンプと連結されて、工程チャンバ２００の処理工間（Ａ）内部の空気を吸い込むことにより、処理工間（Ａ）内部の各種の工程ガスを排気させるか、処理工間（Ａ）内部に真空雰囲気を形成しうる。

【0096】

また、工程チャンバ２００の側面には、基板（Ｓ）を処理工間（Ａ）にローディングまたはアンローディングすることができる通路であるゲートが形成されうる。

【0097】

基板支持部３００は、上部に基板（Ｓ）が載置されるように処理工間（Ａ）に設けられる。

【0098】

基板支持部３００は、基板（Ｓ）を支持できるように前記工程チャンバの処理工間（Ａ）に備えられて工程チャンバ２００の中心軸と一致する回転軸を基準に回転自在に設けられる。

【0099】

基板支持部３００は、工程チャンバ２００の処理工間（Ａ）に回転自在に設けられるように円板状に形成されうる。さらに具体的に、基板支持部３００は、工程温度で加熱されてポケット溝部に載置される基板（Ｓ）を加熱させる下部ヒーターを備えて、前記ポケット溝部に載置される基板（Ｓ）に薄膜を蒸着する工程または薄膜をエッチングする工程が可能な工程温度で加熱させることができる。

【0100】

この際、基板支持部３００は、複数のポケット溝部が形成されて複数の基板を処理することができる。

【0101】

シャワーヘッド４００は、処理工間（Ａ）内の基板支持部３００上にソースガスまたは反応ガスを供給するように工程チャンバ２００に結合される。

【0102】

シャワーヘッド４００は、基板支持部３００と対向するように工程チャンバ２００の上部に備えられて基板支持部３００に向けてソースガス及び反応ガスなど各種の工程ガスを噴射することができる。

【0103】

フィーディングブロック１００は、シャワーヘッド４００の上方に形成されうる。

【0104】

フィーディングブロック１００は、外部から流入された前記ソースガス及び前記反応ガスをシャワーヘッド４００に供給できるように、シャワーヘッド４００の上方に形成されて、第１排出流路４０及び第２排出流路７０を通じてシャワーヘッド４００に前記ソースガス及び前記反応ガスを供給することができる。但し、望ましくは、フィーディングブロック１００及びシャワーヘッド４００の間に前記ソースガス及び前記反応ガスを混合することができる装置がさらに形成されうる。

【0105】

本発明のさらに他の実施形態による基板処理装置は、ミキシングブロック５００をさらに含みうる。

【0106】

ミキシングブロック５００は、フィーディングブロック１００の下部に形成されてフィーディングブロック１００から流動する前記ソースガスまたは前記反応ガスを混合するための混合空間（Ｂ）が内部に形成されうる。

【0107】

ミキシングブロック５００は、フィーディングブロック１００の下部に結合されて、ミキシングブロック５００の上面は、第１排出流路４０、第２排出流路７０及び貫通流路８０と連通し、ミキシングブロック５００の下面は、前記工程チャンバの上部でシャワーヘッド４００に連設される。

【0108】

ミキシングブロック５００は、前記ソースガス及び前記反応ガスが処理工間（Ａ）に供給される以前に混合されるように混合空間（Ｂ）が形成されうる。例えば、第１排出流路４０を通過した前記ソースガスと第２排出流路７０を通過した前記反応ガスは、混合空間（Ｂ）でそれぞれの流動が互いに干渉されながら混合される構成を有する。

【0109】

これにより、前記ソースガス及び前記反応ガスに対するコンダクタンス（ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ）とフロー（ｆｌｏｗ）態様を調節することができて、基板（Ｓ）上に形成される薄膜の厚さの均一度を改善しうる。

【0110】

ミキシングブロック５００は、３Ｄプリンティングで形成されうる。

【0111】

この際、ミキシングブロック５００は、３Ｄプリンティングで製造されて、複数の洗浄で表面処理を行って表面にパーティクルの発生を抑制することができる。前記複数の洗浄は、１次洗浄（Ｃｈｅｍｉｃａｌ洗浄）、２次洗浄（酸洗浄）及び３次洗浄（粒子流動加工：ＡＦＭ）を含みうる。

【0112】

図１０は、従来発明と本発明とのフィーディングブロックで工程処理時に、ウェーハ上のＤＩＰＡＳ（ｄｉ－ｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｍｉｎｏ ｓｉｌａｎｅ）分率を及びフィーディングブロックの断面でＤＩＰＡＳ分率をそれぞれシミュレーションした結果である。

【0113】

図１０に示したように、従来発明では、フィーディングブロックの断面でＤＩＰＡＳ分率が図面上右側方向にソースガスが偏って流動すると表われ、これにより、ウェーハ上のＤＩＰＡＳ分率が図面上右側に偏向現象が発生したと表われた。

【0114】

一方、本発明のフィーディングブロックの断面でＤＩＰＡＳ分率は、ソースガスがフィーディングブロック壁面に流動すると表われ、ウェーハ上のＤＩＰＡＳ分率が比較的均一に表われた。

【0115】

図１１は、従来発明と本発明とのフィーディングブロックで工程処理時に、基板上のＴｈｉｃｋｎｅｓｓ ｍａｐを工程評価した結果である。

【0116】

図１１に示したように、従来発明で、Ｒｅａｃｔａｎｔライン用Ａｒが３０００／０である場合よりも、３０００／２０００である場合に、Ｔｈｋ．Ｍａｐで不均一に表われ、Ａｒ分率が２０００／１８００である場合、厚さの均一度は、０．６４、ｔｏｔａｌ ｒａｎｇｅは、２．７６、Ａｒ分率が１５００／２３００である場合、厚さの均一度は、１．２３、ｔｏｔａｌ ｒａｎｇｅは、５．４２、Ａｒ分率が８００／３０００である場合、厚さの均一度は、２．６４、ｔｏｔａｌ ｒａｎｇｅは、１２．３８であり、Ｔｈｋ．Ｍａｐで表われように、非常に不均一に表われる。

【0117】

一方、本発明では、Ｒｅａｃｔａｎｔライン用Ａｒが３０００／０である場合と３０００／２０００である場合とに、Ｔｈｋ．Ｍａｐでの差が均一に表われ、Ａｒ分率が２５００／１３００、２０００／１８００、１５００／２３００、８００／３０００である場合に、厚さの均一度、ｔｏｔａｌ ｒａｎｇｅ及びＴｈｋ．Ｍａｐでいずれも均一に表われる。

【0118】

すなわち、従来発明では、ｒｅａｃｔａｎｔライン用Ａｒが増加するか、Ａｒ分率の変化が発生する時に、Ｍａｐ偏向現象が深くなるが、本発明では、Ａｒ ｇａｓ流量の変化とＡｒ分率の変化とがあっても、同心円Ｍａｐ形態を保持することができる。

【0119】

したがって、本発明によるフィーディングブロックは、ガスに対する安定性が高く、広いガス領域で均一な微細チューニング（ｔｕｎｉｎｇ）のための分割パラメータ設定（ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｓｐｌｉｔ）を容易に調節して厚さを制御することができる。

【0120】

図１２は、従来発明と本発明とのフィーディングブロックで工程処理時に、厚さの増加率を評価した結果である。

【0121】

図１２に示したように、従来発明で、ソースパージ噴射時間（Ｓｏｕｒｃｅ ｐｕｒｇｅ ｔｉｍｅ）を既存の０．３ｓから０．２ｓ、０．１５ｓ、０．１ｓ、０．０７ｓ、０．０４ｓに変更する場合、厚さの増加率が０．６％、１．５％、６．８％、１８．１％、４６．１％に増加した。

【0122】

一方、本発明で、ソースパージ噴射時間を既存の０．３ｓから０．２ｓ、０．１５ｓ、０．１ｓ、０．０７ｓ、０．０４ｓに変更する場合、厚さの増加率が０．６％、１．３％、２．８％、５．４％、１６．１％に増加して、従来発明でよりも厚さの増加量が低く表われた。

【0123】

すなわち、本発明のフィーディングブロックを使用する場合、従来発明よりもパージ効果に優れ、ソースパージの効率上昇で化学的反応による蒸着を抑制することができる。

【0124】

図１３は、従来発明と本発明とのフィーディングブロックでＢＫＭ（ｂｅｓｔ－ｋｎｏｗｎ ｍｅｔｈｏｄ）レシピで工程処理時に、製造方法によるｍａｐ影響性を示す図面である。

【0125】

図１３に示したように、従来発明で、最適均一度は、０．４３％に表われ、Ｐｕｒｇｅ Ａｒ流量比（Ｒａｔｉｏ）変化及び圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ）変化によるｍａｐ変化が敏感に表われた。

【0126】

一方、本発明での最適均一度は、０．３７％に表われ、全般的にガスミキシング（Ｍｉｘｉｎｇ）が改善されてＡｒ流量変更及びパラメータ（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）変化にも同心円ｍａｐを保持すると表われた。

【0127】

すなわち、本発明のフィーディングブロック及び基板処理装置は、蒸着薄膜の厚さの均一度を向上させ、工程レシピ変更時にも、蒸着薄膜の均一度を保持することができて、工程マージンの確保が可能であり、パージ時間が減少して生産性を高めうる。

【0128】

本発明は、図面に示された実施形態を参考にして説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。

【符号の説明】

【0129】

Ａ：処理工間
Ｂ：混合空間
１０：胴体部
２０：第１供給流路
３０：第１環状流路
４０：第１排出流路
５０：第２供給流路
６０：第２環状流路
７０：第２排出流路
８０：貫通流路
１００：フィーディングブロック
２００：工程チャンバ
３００：基板支持部
４００：シャワーヘッド
５００：ミキシングブロック
６００：ソースガス供給部
７００：反応ガス供給部
８００：プラズマ形成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】