[지재 판결문] 특허법원 2022허2240 - 거절결정(특)

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- 1 -
특 허 법 원
제 부
결
사 건 허 거 결 특2022 2240 ( )
원 고 A(A)
미합 국 
자 B
소송 리인 미특허법인 
담당변리사 진 
고 특허청장
소송 행자 이종경 
변 종 결 2023. 3. 23.
결 고 2023. 4. 27.
주 문
1. 특허심 원이 원 사건에 여 심결 취소 다2022. 1. 13. 2021 66 .
소송 용 고가 부담 다2. .
청 구 취 지
- 2 -
주 과 같다.
이 유
기초사실1. 
가 고의 . 이 사건 출 발명 갑 제 호증( 1-3 )
명 명칭 1) : 다 채 펄스 가스 달 법 장 (METHOD OF AND 
APPARATUS FOR MULTIPLE-CHANNEL PULSE GAS DELIVERY SYSTEM)
국 출원일 번역 출일 우 권주장일 출원번 2) / / / 
: 2011. 9. 28./ 2019. 10. 2./ 2010. 9. 29., 2011. 2. 25./ 10-2019-7029044
3) 청구범 ( 자 보 에 것2020. 10. 5. )
청구항 1【 】고속 가스 스 칭이 요 원자 증착(Atomic Layer Deposition: 
또는 에칭 공 용 펄스 가스 달 시스 스 챔버 내 ALD) Bosch , 
압 어 도 구 챔버 를 포함 는 스 챔버에 미리 해진 질량 
가스 차 펄스를 달 다 채 펄스 가스 달 장 이며 상 펄스 , 
가스 달 시스 상 챔버 컨트롤러 스트 컨트롤러 복 채, , 
포함 고 각각 채 가스 달 챔버 는 가스 달 챔버 입 는 , , 
가스를 어 도 연결 입 는 가스 달 챔버 부 출 는 가, 
스 양 어 도 연결 출 를 포함 고 이 ( ‘구 요소 1 이라 다 상 ’ ), 
다 채 펄스 가스 달 장 는 스트 컨트롤러 부 신 시작 명 에 답, 
여 펄스 가스 달 공 에 라 미리 가스 펄스가 미리 해진 양, , 
상 스 챔버에 공 있도 각각 채 입 출 를 , 
- 3 -
어 도 구 용 다 채 컨트롤러를 포함 고 이 ( ‘구 요소 2 라 다 상’ ), 
신 시작 명 에 답 여 상 용 다 채 컨트롤러는 각각 채 에 , 
여 그 채 에 각각 펄스에 는 달 트리거 신 를 생- (trigger) 
도 구 고 상 달 트리거 신 는 는 펄스 달 는 가스 펄, -
스 질량 가스 타입 포함 고 그리고 는 펄스 달 에 스 챔버 
내 압 어 해 요 챔버 에 보를 포함 고 이 ( ‘구
요소 3 이라 다 상 용 다 채 컨트롤러는 상 스 챔버에 명 신’ ), 
를 공 도 구 고 이 ( ‘구 요소 4 라 다 상 용 다 채 컨트롤러’ ), 
는 각각 채 에 는 펄스 이 에 그리고 상 스트 컨트롤러 는 독립, 
상 달 트리거 신 를 상 챔버 컨트롤러에 공 여 , -
상 챔버 를 개 고 그 개 를 어함 써 상 스 챔버 내
압 어 도 구 며 이 ( ‘구 요소 5 라 다 가동시 상 용 다 채’ ), , 
컨트롤러는 충 달 공 단계들이 다 채 사이에 다, (charging) (mul
도 상 스트 컨트롤러 는 독립 각각 채 어 고 조 는tiplex) , 
이 ( ‘구 요소 6이라 다 다 채 펄스 가스 달 장 이 이 사건 항 출’ ), ( ‘ 1
원 명이라 다’ ).
청구항 내지 각 재 생략2 11【 】
명 주요 내용 도면 4) 
이 사건 출원 명 명 명 명 주요 내용 도면 별지 과 같다1 .
나 선행발명들 . 
행 명 증 1) 1( 1 )
- 4 -
행 명 미국 특허출원공개공보 1 US2005/0223979 (2005. 10. 13. 공개 에 )
게재 ‘펄스 질량 량 달 시스 법에 것 그 주요내용 도면 ’ , 
별지 같다2 . 
행 명 증 2) 2( 2 )
행 명 는 미국 특허출원공개공보 2 US005/0196533 (2005. 9. 8. 공개 에 게)
재 ‘실리 산 막 법 장 에 것 그 주요내용 ’ , 
도면 별지 과 같다3 . 
다 이 사건 심결의 경위 . 
특허청 심사 원고에게 이 사건 항 출원 명 행 명 1) 2020. 1. 2. 1 1, 
에 해 진보 이 부 다는 취지 견 출통지를 고 이에 원고는 2 , 2020. 10. 
명 명에 재 어 있는 구 요소를 청구항 항에 부가 고 청구항 항 5. 1 , 2
내지 항 추가 는 보 나 특허청 심사 원고 보11 , 2020. 11. 9. 
에 라도 이 사건 항 출원 명 그 명이 속 는 분야에 통상 지식1
가진 사람 이 통상 자라고 다 이 행 명 에 재 구 부 ( ‘ ’ ) 1, 2
쉽게 명 있다는 이 이 사건 항 출원 명에 여 거 결 이 이 , 1 ( ‘
사건 거 결 이라 다 다’ ) .
이에 원고는 이 사건 거 결 에 불복 여 특허심 원에 원 거 결 2) 2021 66
불복심 청구 나 특허심 원 이 사건 항 출원 명 행, 2022. 1. 13. ‘ 1
명 부 쉽게 명 있어 진보 이 부 므 나 지 청구항 살펴1, 2
볼 요 없이 이 사건 출원 명 출원 일체 거 어야 다는 취지 원고 ’
심 청구를 각 는 심결 이 이 사건 심결이라 다 다( ‘ ’ ) .
- 5 -
인 근거 다 없는 사실 갑 내지 증 가지번 있는 것 가지번 포함, 1 3 ( ), 【 】
증 각 재 변 체 취지1, 2 , 
당사자 주장의 요지2. 
가 고 . 
이 사건 항 출원 명 스트 컨트롤러 독립 용 다 채 컨트롤러를 1
도입함 써 나 용 다 채 컨트롤러가 여러 개 채 다 어 
있도 뿐 아니라 달 트리거 신 를 생 여 스 챔버 개-
어 타이 게 조 있도 여 스트 컨트롤러 버헤
드를 해소 고 체 공 보다 신속 게 행 있다는 특 효과를 가지는 
면 행 명 에는 이러 구 이나 효과가 개시 어 있지 않다 라 이 사건 , 1, 2 . 
항 출원 명 행 명 에 해 진보 이 부 지 않는다1 1, 2 . 
나 피고 . 
이 사건 항 출원 명과 행 명 는 도체 증착 공 에 가스 달 1 1, 2
어 것이라는 에 분야 목 이 동일 고 이 사건 항 출원 명, 1
과 행 명 사이 차이 통상 자가 행 명 에 행 명 를 결합 여 1 1 2
쉽게 극복 있는 도에 불과 다 라 이 사건 항 출원 명 행 명 . 1 1, 
결합에 해 진보 이 부 다2 . 
3. 이 사건 심결의 위법 여부
가 이 사건 제 항 출 발명의 진보성 정 여 . 1
이 사건 항 출원 명과 행 명 구 1) 1 1
이 사건 항 출원 명 각 구 요소 행 명 구 아래 같다1 1 .
- 6 -
구성
요소
이 사건 제 항 출원발명1 선행발명 1
대표 
도면
1
고속 가스 스위칭이 필요한 원자층 증착
또는 (Atomic Layer Deposition: ALD) 
에칭 공정용으로서 펄스 가스 전달 Bosch , 
시스템의 프로세스 챔버 내의 압력을 제어
하도록 구성된 챔버 밸브를 포함하는 프로
세스 챔버에 미리 정해진 질량의 가스의 
순차적 펄스를 전달하기 위한 다중 채널 
펄스 가스 전달 장치이며, 
상기 펄스 가스 전달 시스템은 상기 챔버 
밸브의 밸브 컨트롤러 호스트 컨트롤러, , 
및 복수의 채널을 포함하고 각각의 채널, 
은 가스 전달 챔버 대응하는 가스 전달 , 
챔버로 유입되는 가스를 제어하도록 연결
된 유입 밸브 및 대응하는 가스 전달 챔, 
버로부터 유출되는 가스의 양을 제어하도
록 연결된 유출 밸브를 포함하고
원자층 층착 공정용으로서 처리 챔(ALD) , 
버 내의 압력을 제어하는 스로틀 밸브(31) 
를 포함하는 처리 챔버 에 정확한 (37) (31)
양의 기상 질량을 전달하는 펄스형 질량 
유량 전달 시스템 이며(10) ,
펄스형 질량 유량 전달 이송 시스템 은 (10)
입력장치 작업자 또는 웨이퍼 처리 컴(22, 
퓨터 컨트롤러를 통해 간접적으로 원하는 
질량 유량을 받음 와 출력장치 작업자 ) (26, 
또는 웨이퍼 처리 컴퓨터 컨트롤러를 통해 
간접적으로 전달된 질량 표시 에 연결되어 )
있는 컴퓨터 컨트롤러 복수의 채널(24), , 
각각의 채널은 전달 챔버 대응하는 전(12), 
달 챔버 안으로 질량 유량을 제어하는 제
밸브 입구 밸브 전달 챔버 밖으로1 ( , 14), 
의 질량 유량을 제어하는 제 밸브 출구 2 (
밸브 를 포함 식별번호 , 16) ( [0005, 0028, 
- 7 -
및 도 참조0046] 2 ),
2
상기 다중 채널 펄스 가스 전달 장치는, 
호스트 컨트롤러로부터 수신된 시작 명령
에 응답하여 펄스 가스 전달 공정에 따라 , 
미리 설정된 순서로 가스의 펄스가 미리 , 
정해진 양으로 상기 프로세스 챔버에 제공
될 수 있도록 각각의 채널의 유입 밸브와 , 
유출 밸브를 제어하도록 구성된 전용 다중 
채널 컨트롤러를 포함하고
컴퓨터 컨트롤러 는 입력장치 로부터 (24) (22)
수신된 명령에 응답하여 가스의 펄스가 처
리 챔버 에 제공될 수 있도록 입구 밸(31)
브 출구 밸브 를 제어함 식별번호 (14), (16) (
도 참조[0030, 0031], 1 )
3
상기 수신된 시작 명령에 응답하여 상기 , 
전용 다중 채널 컨트롤러는 각각의 채널에 
대하여 그 채널에 대한 각각의 펄스에 대
응하는 예비 전달 트리거 신호를 - (trigger) 
생성하도록 구성되고 상기 예비 전달 트, -
리거 신호는 대응하는 펄스로 전달되는 가
스의 펄스 질량 및 가스의 타입을 포함하
고 그리고 대응하는 펄스의 전달 중에 프
로세스 챔버 내의 압력을 제어하기 위해 
필요한 챔버 밸브의 위치에 관한 정보를 
포함하고
입력장치를 통해 원하는 질량의 가스를 받
도록 하는 명령에 응답하여 컴퓨터 컨트, 
롤러 는 해당 가스의 전달 챔버 에서 (24) (12)
배출되는 가스의 질량이 설정값과 같도록 
입구 밸브 및 출구 밸브 를 제어함(14) (16)
식별번호 및 도 참조( [0006, 0031] 1 )4
상기 전용 다중 채널 컨트롤러는 상기 프
로세스 챔버에 명령 신호를 제공하도록 구
성되고
5
상기 전용 다중 채널 컨트롤러는 각각의 , 
채널에 대한 대응하는 펄스 이전에 그리고 
상기 호스트 컨트롤러와는 독립적으로 상, 
기 예비 전달 트리거 신호를 상기 챔버 밸-
브의 밸브 컨트롤러에 제공하여 상기 챔버 
- 8 -
공통 차이 2) 
가 구 요소 ) 1
구 요소 과 행 명 구 모 1 1 고속 가스 스 칭이 요 원자
증착 용 펄스 가스 달 장 챔버 스(Atomic Layer Deposition: ALD) , [
틀 (37)]1)를 포함 는 스 챔버 처리 챔버[ (31)2) 미리 해진 질량 가스 ], 
차 펄스를 달 다 채 펄스 가스 달 장 [질량 량 달 시스
(10)], 스트 컨트롤러 웨이퍼 처리 컴퓨 컨트롤러 복 채 가스 달 챔버[ ], , [
달 챔버(12)] 입 , [ 1 (14)] 출 , [ 를 포함 다는 에2 (16)]
공통 가진다.
다만 이 사건 항 출원 명 다 채 펄스 가스 달 장, 1 [질량 량 
달 시스 는(10)] 챔버 스 틀 컨트롤러를 포함 는 면 [ (37)] , 
행 명 에는 이러 구 이 구체 개시 어 있지 않다는 에 차이가 있다 이1 (
‘차이 1 이라 다’ ).
1) 안에 병 것 이 사건 항 출원 명 구 요소에 는 행 명 구 요소이다 이 같다1 1 . .
2) 도면에는 공 챔버 시 어 있다 ‘ ’ . 
밸브를 개방하고 그 개방 위치를 정밀 제
어함으로써 상기 프로세스 챔버 내의 압력
을 제어하도록 구성되며
6
가동시 상기 전용 다중 채널 컨트롤러는, , 
충전 및 전달 공정 단계들이 다(charging) 
중 채널 사이에서 다중화 되도록(multiplex) , 
상기 호스트 컨트롤러와는 독립적으로 각
각의 채널을 제어하고 조정하는 다중 채널 
펄스 가스 전달 장치
컴퓨터 컨트롤러 는 전구체 가스 및 (24) A 
를 충전 및 전달하도록 웨이퍼 처리 컴B
퓨터 컨트롤러로부터 원하는 질량 유량을 
입력받아 독립적으로 각각의 채널을 제어
하고 조정함 식별번호 및 도 ( [0006, 0031] 
참조1 )
- 9 -
나 구 요소 ) 2
구 요소 행 명 구 2 1 다 채 펄스 가스 달 장 [질량 
량 달 시스 가 (10)] 스트 컨트롤러 웨이퍼 처리 컴퓨 컨트롤러 부 신 [ ]
시작 명 에 답 여 가스 펄스가 미리 해진 양 스 챔버 처리 챔버, [
에 공 있도 각각 채 입 (31)] , [ 1 (14)] 출 , [ 2 
(16)]를 어 도 구 용 다 채 컨트롤러[컴퓨 컨트롤러(24)]를 포함
다는 에 공통 다.
다만 구 요소 는 나 다 채 컨트롤러에 해 복 펄스 가스 , 2
동 어 는 면 행 명 컴퓨 컨트롤러 가 각각 채 펄스 가스, 1 (24)
동 어 다는 에 차이가 있다 이 ( ‘차이 2라 다’ ).3) 
다 구 요소 내지 ) 3 5
구 요소 내지 는 용 다 채 컨트롤러가 각각 채 에 여 각각 3 5
펄스에 는 달 트리거 신 를 생 도 구 고- , 달 트리거 -
신 는 는 펄스 달 는 가스 펄스 질량 가스 타입 스 챔버 , 
내 압 어 해 요 챔버 에 보를 포함 며, 
스 챔버에 명 신 를 공 고 각각 채 에 는 펄스 이 에 그리고 , 
스트 컨트롤러 는 독립 달 트리거 신 를 챔버 컨트롤, -
3) 고는 이 사건 항 출원 명이 나 용 다 채 컨트롤러 복 용 다 채 컨트롤러를 모 포함 도 1 ‘ ’ ‘ ’
청구범 를 재 고 있 므 이 사건 항 출원 명이 복 용 다 채 컨트롤러에 해당 는 경우에는 행 명 , 1 1
복 컴퓨 컨트롤러 가 각각 채 어 는 것과 차이가 없다는 취지 주장 다 그러나 이 같 주장 (24) . 
견 출통지나 거 결 에 시 없는 새 운 주장일 뿐 아니라 이 사건 항 출원 명 용 다 채 컨트롤러를 , 1
청구범 언 명 명 참작 여 해 해 볼 이 사건 항 출원 명이 복 용 다 채 컨트롤러를 가1 ‘ ’
진 다 채 펄스 달 장 를 포함 고 있다고 라도 이 경우 복 용 다 채 컨트롤러 각각 나 용 다, 
채 컨트롤러가 복 채 어 있어야 는 것 해 며 이 같이 해 이 사건 항 출원 명 , 1
용 다 채 컨트롤러는 나 컴퓨 컨트롤러 가 나 채 어 는 행 명 과는 차이가 있 므 고 ‘ ’ (24) 1
주장 어느 모 보나 아들이 어 다. 
- 10 -
러에 공 여 챔버 를 개 고 그 개 를 어함 써 스 챔
버 내 압 어 도 구 는 면 행 명 에는 이 같 구 이 포함, 1
어 있지 않다는 에 차이가 있다 이 ( ‘차이 3이라 다’ ).
라 구 요소 ) 6
구 요소 과 행 명 구 6 1 용 다 채 컨트롤러[컴퓨 컨트
롤러 가(24)] 충 달 공 단계들이 다 채 사이에 다 (charging) 
도 스트 컨트롤러 웨이퍼 처리 컴퓨 컨트롤러 는 독립 각(multiplex) , [ ]
각 채 어 고 조 다는 에 공통 다.
차이 들에 검토 3) 
통상 자는 이 사건 항 출원 명과 행 명 사이에 존재 는 1 1 
같 차이 들 행 명 결합 쉽게 극복 있다고 보 어 다 구체1, 2 . 
인 이 는 아래 같다. 
가 이 사건 항 출원 명과 행 명 사이 차이 에 해당 는 ) 1 1 다 ① 
채 펄스 가스 달 장 에 스트 컨트롤러 는 별개 용 다 채 컨트롤러를 
도입함 써 나 용 다 채 컨트롤러가 여러 개 채 다 어 
있도 는 구 차이 용 다 채 컨트롤러가 ( 2) ② 가스 펄스 질량 
가스 타입 스 챔버 내 압 어 해 요 챔버 , 
에 보를 포함 는 달 트리거 신 를 생 고 펄스 이 에 - 달 -
트리거 신 를 챔버 컨트롤러에 공 여 스 챔버 개 
를 게 어 있도 는 구 차이 ( 신속 펄스 가스 달 시1, 3)
스 공이라는 이 사건 출원 명 과 해결 핵심 인 구 요소 즉 , 다 
- 11 -
채 펄스 가스 달 장 스트 컴퓨 에 컨트롤 직과 싱 시간 해
소 면 양 동 를 가능 게 여 스트 컨트롤러 버헤드를 해소 고 
체 공 보다 신속 게 행 있도 는 를 가지는 구 요소이
다. 
이 사건 출원발명과 선행발명 의 대비[ 1 ]
- 12 -
나 차이 여 ) 2 , 행 명 구체 가스 를 각각 조 1 A, B
질량 량 달 시스 포함 고 각각 컴퓨 컨트롤러 가 웨이퍼 처리 (10) , (24)
컴퓨 컨트롤러에 해 입 장 값 달 는 구조이므 복 개 단일 채 , -
펄스 가스 달 시스 볼 있다 편 행 명 에 개시 가스 공 어. , 2
는 원료 가스 공 회 를 통해 (60) (52) TEOS4)가 공 고 산 가스 공 회, (54)
를 통해 산소 가스가 공 어 산 규소막 이 증착 며 산 규소막 단계 후(6) , CVD 
에 개질단계 에 산 가스 공 회 원 가스 공 회(reformation step) (54)
를 통해 산소 가스 소 가스를 차(56)
공 5) 구 이다 행 명 가스 . 2
공 어 같 질량 량 어(60) (MFC, M
는 작동자 또는 외부 컴퓨ass Flow Controller) 6)
가 입 신 를 공 고 질량 량 값과 , 
여 를 조 여 요 량 얻는 장
7) 처리 챔버 안 입 는 가스 , (31) 
량 직 고 외부 컴퓨 부 , 
명 달 아 작동 는 장 일 뿐 가스 공 , 
어 가 독립 각각 가스 어 닛 부 (60) (52C, 54C, 56C, 58C)
는 도 압 부 를 신 여 입 출 를 작동 여 가스 
4) TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)
5) 략 이 법에 는 사용 는 가스들이 차 어 같이 공 과 개질 공 이 차 행 ( ) , , CVD 
다식별번 참조( [0057] ).
6) 략 를 들어 모리 에 미리 장 막 막 께 조 에 공 공 시 에 라 체 장 ( ) , (71) , CVD 
를 어 는 어 에 행 있다 모리 에는 공 가스 량과 막 께 조 과 계도 미리 CPU(70) . (71) , 
어 데이 부 장 다 라 는 장 공 시 어 데이 에 여 가스 공 회 부. CPU(70) , (24), 
히 를 어 있다 증 번역 식별번 참조(48) ( 2 [0046] ).
7) 증 질량 량 컨트롤러 참조 8
선행발명 의 도 2 [ 1]
- 13 -
량 어 는 장 가 아니다 라 행 명 에 행 명 를 쉽게 결합 . 1 2
있다고 보 도 어 고 행 명 에 행 명 를 결합 다고 여 차이 가 쉽게 , 1 2 2
극복 있다고 단 도 어 다. 
다 복 개 채 어 는 경우 나 용 컨트롤러 복 개 ) 
채 꺼번에 어 지 아니면 각각 컨트롤러 각각 채 개별 어
지를 통상 자가 요에 라 히 택 있는 것 보아 차이 를 2
쉽게 극복 있다고 보 라도 채 어 용 컨트롤러에 생 , 
달 트리거 신 를 스 챔버 압 조 는 컨트롤러에 공 여 -
스 챔버 개 를 게 조 여 스 챔버 내 압 
어 도 는 구 행 명 또는 행 명 에 개시 어 있지 않고 행 명들1 2
에 그 같 구 도출 동 나 암시도 찾아볼 도 없 므 통상 자가 차
이 쉽게 극복 있다고 보 어 다1, 3 . 
라 이에 여 고는 행 ) , 명 펄스 질량 량 달 시스 컴1 (10)
퓨 컨트롤러 에 생 는 각 채 에 명 신 에는 구체 가스 타입 (24)
구체 가스 펄스 질량에 보가 포함 어 있고 식별번 도 ( [0032~0034], [ 1~
처리 챔버 내 압 조 해 스 틀 개폐 도 개3]), (31) (37) (
폐 를 어 는 것 용 사용 는 에 해당 므 행 명 컴) , 1
퓨 컨트롤러 가 구체 가스 타입 질량에 보를 포함 신 를 스(24)
틀 컨트롤러에 공 여 처리 챔버 내 압 어 도 변경(37) (31) 
는 것 통상 자에게 특별 어 움이 없다고 주장 다. 
그러나 고 주장 아래 같 이 아들이 어 다 . 
- 14 -
이 사건 출원 명 명 에 면 과거 (1) , 에는 스 챔버 내 압
어 스 틀 가 펄스 가스 달 시스 과는 연동 지 않고 직 (30)
챔버 내 압 에 거 여 작동 나 식별번 참조 이 사건 ( [0046] ), 1
항 출원 명 용 다 채 컨트롤러 는 (26) 공 가동 이 에 스 챔버를 
시킬 있도 펄스에 보(가스 펄스 질량 가스 타입 스 ) 
챔버 에 보를 포함 달 트리거 신 를 - 스 챔버 
컨트롤러에 공함 알 있다 이 같 달 트리거 신 는 스트 . -
컨트롤러 버헤드를 감소시키고 체 인 공 속도를 높이는 효과가 있다.
면 행 명 (2) 1 아래 도면에 도시 같이 구체 가스 를 A, B
처리 는 각각 달 챔버 에 각각 컴퓨 컨트롤러 가 연결 어 있고 컴퓨(12) (24) , 
컨트롤러 는 (24) 웨이퍼 처리 컴퓨 컨트롤러8) 부 보를 는 입 장 (22) 
보를 내보내는 출 장 에 연결 어 있어(26) 9) 컴퓨 컨트롤러 는 웨이퍼 처리 , (24)
컴퓨 컨트롤러 부 보를 고 각 구체 가스 달 챔버 입(12) (14) 
출 도 압 변 를 어 는 것일 뿐 직 (16), (20), (18) , 
스 챔버 처리 챔버 스 틀 를 어 는 것 보 어 다[ (31)] (37) . 
(3) 고는 행 명 컴퓨 컨트롤러 에 생 는 각 채 에 1 (24)
명 신 에 구체 가스 타입 구체 가스 펄스 질량에 보가 포함 어 
있다는 차이 용이 도출 근거 주장 나 같 컴퓨 컨트롤러3 , (24)
명 신 는 달 챔버 어를 것일 뿐 스 챔버 처리 챔버 스[ (31)]
8) 이 사건 출원 명 스트 컨트롤러에 는 구 이다 .
9) 질량 량 달 시스 (10) 입 장 는 원 는 질량 량 인간 작업자 부 직 또는 웨이퍼 처리 컴퓨 컨트롤(22) ( , 
러를 통해 간 고) , 컴퓨 컨트롤러 즉 컴퓨 처리 장 또는 는 압 변 도 ( , CPU)(24) (18), (20), 
입 장 에 연결 다식별번 참조(14, 16), (22) ( [0031] ). 
- 15 -
틀 어를 해 사용 는 것이 아니므 명 신 에 펄스 보가 포함(37) , 
었다는 사 만 신 를 스 챔버를 미리 시키 달 트리-
거 신 사용 는 구 이 쉽게 도출 있다고 볼 없다. 
(4) 또 고 주장과 같이 처리 챔버 내 압 조 해 (31) 
컨트롤러를 이용 여 스 틀 개폐 도 개폐 를 어 는 (37) ( )
것이 용 사용 는 에 해당 다고 라도 채 어 는 컴퓨 컨트, 
롤러 에 채 펄스 가스 보 등이 포함 달 트리거 신 를 생 여 (24) -
이를 처리 챔버 스 틀 어를 컨트롤러에 달 는 법 스(31) (37) 
틀 를 어 는 것 지 용 이라고 볼 근거는 없는(37) ,10) 고 주장 
용 부 용 다 채 컨트롤러가 생 는 펄스 보 스 챔버 
보를 포함 는 달 트리거 신 에 구 쉽게 도출 있다고 -
보 도 어 다. 
선행발명 의 도 1 [ 1] 선행발명 의 도 1 [ 2]
10) 히 이 사건 출원 명 명 에는 종래에는 스 챔버 내 압 어 스 틀 를 펄스 가스 달 , 
시스 과 연동 지 않고 직 챔버 내 압 에 거 여 작동 도 다는 내용이 재 어 있 도 다식별번(
참조[0046] ).
- 16 -
검토 결과 리 4) 
이 같 내용 종합 면 이 사건 항 출원 명 통상 자가 행 , 1
명 과 행 명 결합에 해 용이 게 도출 있다고 볼 없 므 행1 2 , 
명 에 해 진보 이 부 지 아니 다1, 2 .
나 소결 . 
라 이 결 달리 여 이 사건 항 출원 명이 행 명 에 해 진 1 1, 2
보 이 부 다고 단 이 사건 심결 법 다.
결론4. 
그러므 이 사건 심결 취소를 구 는 원고 청구는 이 있 므 이를 인용
여 주 과 같이 결 다, .
재 장 사 임 우
사 우 엽
사 
- 17 -
별지 1
이 사건 출원발명의 명세서 중 발명의 설명의 주요 내용 및 도면 
기술분야 
반도체 장치의 제조 또는 제작에는 종종 종에 달하는 많은 가스를 세심하게 , 12
동기화 하고 정밀하게 측정하여 진공 처리 챔버와 같은 프로세스 툴(synchronization) (process 
에 전달하는 것이 필요하다 본 출원의 목적에 있어서 프로세스 툴 이라는 용어는 툴과 tool) . , " "
프로세스 챔버를 모두 포함하는 용어로 사용된다 상기 제조 공정에는 많은 개별적 처리 . 
단계를 포함하는 다양한 레시피가 그러한 단계에서 반도체 장치는 전형적으로 세정 폴리싱, , 
산화 마스킹 에칭 도핑 금속화 등의 공정으로 처리된다 사용되는 단계들 그러한 단계들의 , , , , . , 
특정 순서 및 수반되는 물질 등이 모두 특정한 장치의 제조에 기여한다 식별번호 , ( [0004]).
배경기술 
갈수록 더 많은 장치의 크기가 미만으로 축소됨에 따라 원자층 증착 즉 로 90nm , , ALD
알려져 있는 하나의 기술은 구리 인터커넥트용 장벽 의 증착 텅스텐 핵형성층의 , (barrier) , 
생성 및 고전도성 유전체의 제조와 같은 다양한 어플리케이션을 위해 계속 요구되고 있다, . 
공정에 있어서 종 이상의 전구체 가스가 펄스 상태로 전달되고 진공 하에 유지되는 ALD , 2 , 
프로세스 툴 내의 웨이퍼 표면 위로 흐른다 종 이상의 전구체 가스는 교차. 2 (alternating) 
방식 또는 순차 방식으로 흐르기 때문에 상기 가스는 웨이퍼 표면 상의 (sequential) , 
사이트 또는 작용기와 반응할 수 있다 활용가능한 모든 사이트가 전구체 가스 중 (site) . 
하나 예 가스 로부터 포화되어 있을 때 반응은 정지되고 프로세스 툴로부터 과량의 ( ; A) , , 
전구체 분자를 퍼지 시키기 위해 퍼지 가스가 사용된다 다음 번 전구체 가스 예 가스 (purge) . ( ; 
가 웨이퍼 표면 위로 흐름에 따라 상기 공정은 반복된다 종의 전구체 가스를 포함하는 B) . 2
공정에 있어서 사이클이란 전구체 의 펄스 퍼지 전구체 의 펄스 및 퍼지로 정의될 , A 1 , , B 1 , 
수 있다 하나의 사이클은 추가적 전구체 가스의 펄스뿐만 아니라 전구체 가스의 . 
반복 을 포함할 수 있고 종의 전구체 가스의 연속되는 펄스들 사이에서 퍼지 가스가 (repeat) , 2
사용된다 이러한 순서는 최종적 두께에 도달될 때까지 반복된다 이러한 순차적. . , 
자체 제한적 표면 반응은 사이클당 증착된 막의 단일층을 생성한다 식별번호 - (self-limiting) 1 (
[0005]).
측정된 펄스의 질량 유량의 전구체 가스를 반도체 프로세스 툴 내로 전달할 수 있는 펄스 , 
가스 전달 장치로 알려져 있는 시스템이 개발되었다 그러한 장치는 원자층 증착(PGD) . , (ALD) 
공정과 같은 반도체 제조 공정에서 사용하기 위해 반복 가능하고 정확한 양 질량 의 가스를 , ( )
제공하도록 설계되어 있다 식별번호 ( [0007]).
단일 채널 장치들은 각각 공정중에 프로세스 툴의 상류로 전달될 가스를 PGD , ALD 
수용하는 전달 저장조 또는 챔버를 포함한다 충전 단계 이때 대응하는 유입 . (charging phase)(
및 유출 밸브는 각각 개폐됨 중에는 가스가 유입 밸브를 통해 전달 챔버에 도입되는 반면) , 
- 18 -
전달 단계 동안에는 가스가 유출 밸브를 통해 전달 챔버로부터 전달된다(delivery phase) . 
압력 센서와 온도 센서는 전달 챔버 내 가스의 압력과 온도를 측정하는 데 사용되고 압력과 , 
온도 정보를 감지하여 유입 밸브와 유출 밸브의 개폐를 제어하기 위해 전용 컨트롤러가 
사용된다 전달 챔버의 체적은 정해져 있고 알려져 있기 때문에 매 펄스마다 전달되는 . , 
가스의 양 측정된 몰은 가스 타입 챔버 내 가스의 온도 및 펄스가 지속되는 동안 가스의 , , , 
압력 강하의 함수이다 식별번호 ( [0008]).
다중 채널 장치는 가스 전달 공정에 사용되는 전구체 가스 또는 퍼지 가스를 각각 PGD , 
수용하는 다중 전달 챔버를 포함한다 이어서 공정에 사용되는 전구체 가스와 퍼지 가스는 . , 
각각 상이한 채널을 통해 도입될 수 있다 이로써 상기 장치는 충전 단계에서 하나의 채널에 . , , 
하나의 가스를 제공하고 다른 하나의 채널에서는 제공되는 가스의 펄스를 전달하는 공정을 , 
수행할 수 있다 각각의 전달 챔버로부터의 가스의 펄스의 흐름은 의 전달 챔버와 . , PGD
가스를 받아들이는 프로세스 툴 사이의 대응하는 온 오프형 유출 밸브에 의해 제어된다/ . 
주어진 질량의 가스의 펄스를 전달하기 위해 밸브가 개방되어야 하는 시간은 대응하는 전달 , 
챔버 내 가스의 시작 압력과 프로세스 툴의 하류 압력의 또 다른 함수이다 예를 들면 전달 . , 
되어야 하는 주어진 양의 가스에 대해 전달 챔버 내의 시작 압력이 높을수록 밸브의 개방 , 
시간이 더 짧아지는데 이는 상대적으로 높은 시작 압력에서는 질량 흐름이 더 빨라지기 , 
때문이다 의 충전 시간과 전달 시간은 정해진 양의 가스 들 의 정확한 전달이 . PGD ( )
보장되도록 신속한 펄스 가스 전달 어플리케이션에 있어서 엄밀하게 제어된다 그 결과. , ALD 
공정의 반복재현성과 정확성 요건에 부합되도록 의 상류 압력뿐만 아니라 에서의 , PGD PGD
충전된 압력이 엄밀하게 제어된다 다중 채널을 이용하고 채널들의 충전과 전달 단계를 . , 
교번하여 실시함으로써 상이한 가스들의 펄스의 순차적 전달이 단일 채널 장치에 의해 , 
얻어지는 것보다 더 빠를 수 있는데 그것은 또 다른 채널의 전달 챔버로부터 소정량의 , 
가스를 전달하면서 하나의 채널의 전달 챔버를 충전할 수 있기 때문이다 식별번호 ( [0009]).
현재의 다중 채널 장치는 각각의 채널을 가동하기 위한 별도의 전용 채널 컨트롤러를 PGD 
포함한다 각각의 채널 컨트롤러는 툴에서 공정을 제어하는 데 사용되는 툴 호스트. / (tool/host) 
컨트롤러로부터 모든 명령을 수신한다 이러한 방식으로 각각의 채널은 툴 호스트 . , /
컨트롤러에 의해 제어됨으로써 전체 공정은 조정될 수 있고 그러한 중앙 컨트롤러에 의해 , 
제어될 수 있다 이와 같이 공정을 수행하는 동안 툴 호스트 컨트롤러는 다중 채널로부터 . , , / , 
가스의 개별적 펄스의 시기적절하고 조정된 전달이 보장되도록 각각의 채널 컨트롤러에 , 
지시 명령을 계속해서 전송한다 식별번호 ( [0010]).
고속 공정은 공정의 보다 양호한 제어를 위해 연속된 펄스들간의 빠른 응답 시간을 필요로 
한다 다중 채널 장치가 공정들을 가능하게 했지만 일반적으로 교대로 수행되는 에칭 . PGD , 
단계와 패시베이션 단계 사이에서 장치가 더 신속하게 전환할 수 있으면 공정의 제어는 더 , 
양호해진다 에칭과 패시베이션 단계의 제어를 위해서는 타이밍 특히 에칭 단계가 정확한 . , 
시간에 정지하도록 에칭 단계에 이어지는 패시베이션 가스의 도입에 걸리는 시간이 매우 
- 19 -
중요하다 식별번호 ( [0012]).
따라서 다중 채널 장치의 이점을 희생시키기 않고 고속 공정을 보다 신속하게 , PGD 
수행할 수 있는 다중 채널 장치를 설계하는 것이 요망된다 식별번호 PGD ( [0013]).
기술적 과제 및 과제의 해결수단 
본 발명의 목적은 신속한 펄스 가스 전달 방법 및 그것을 위한 시스템을 제공하는 , 
것이다 식별번호 ( [0015]).
일 측면에 따르면 본 발명은 시스템에 의해 수행될 모든 공정 단계를 가동하기 전에 , , PGD , 
호스트 컨트롤러 또는 유저 인터페이스 로부터 모든 지시를 수신하도록 구성된 (user interface)
전용 다중 채널 컨트롤러를 포함하는 개선된 다중 채널 시스템을 제공한다 상기 다중 PGD . 
채널 컨트롤러는 가스가 에칭 공정을 실행하는 프로세스 툴에 도입된 다음 에칭 공정을 , 
정지시키는 제 패시베이션 가스가 도입되는 에칭 패시베이션 공정의 단계들을 통해 모든 2 - , 
개별적 채널을 제어하도록 구성되어 있다 따라서 상기 전용 다중 채널 컨트롤러는 전체 . 
공정을 위한 다중 채널에 제어 신호를 제공하도록 용이하게 프로그램될 수 있어서 호스트 , 
컨트롤러의 컴퓨팅 오버헤드를 감소시킴으로써 프로세스 툴에 관한 다른 기능들을 자유롭게 
수행한다 일 구현예에 있어서 호스트 컴퓨터 또는 유저 인터페이스는 전용 다중채널 . , 
컨트롤러에 시작 명령을 제공하고 컨트롤러는 채널의 압력 및 온도 센서로부터 신호를 , 
수신하면서 모든 채널의 개별적 구성요소에 모든 명령을 제공함으로써 단독으로 공정을 
가동시킨다 식별번호 ( [0016]). 
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 펄스 가스 전달 시스템을 사용하여 미리 정해진 양의 , , 
가스의 순차적 펄스를 프로세스 툴에 전달하는 방법이 제공된다 상기 가스 전달 시스템은 . 
복수 개의 채널을 포함하는 타입으로 되어 있고 각각의 채널은 가스 전달 챔버 대응하는 , ; 
상기 가스 전달 챔버에 유입되는 가스를 제어하도록 연결된 유입 밸브 대응하는 상기 가스 ; 
전달 챔버로부터 유출되는 가스의 양을 제어하도록 연결된 유출 밸브 및 전용 다중 채널 ; 
컨트롤러를 포함한다 상기 전용 다중 채널 컨트롤러는 각각의 펄스에 대응하는 . 
예비 전달 트리거 신호- (pre-delivery) (trigger) 11)를 생성하도록 구성되고 상기 예비 전달 , -
신호는 대응하는 펄스로 전달되어야 하는 가스 타입 및 가스의 양에 관한 정보를 포함한다. 
상기 예비 전달 신호는 대응하는 펄스의 전달시 프로세스 툴 내의 압력을 제어하는 압력 -
컨트롤 밸브에 의해 이용될 수 있다 식별번호 ( [0031]).
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 
도면은 가스의 고속 펄스 전달을 제어하도록 구성된 전용 다중 채널 컨트롤러를 포함하는 
다중 채널 시스템의 일 구현예에 대한 블록도를 나타낸다 시스템 및 그 시스템을 PGD . (10) 
이용하여 수행되는 방법은 특히 오염 없는 정밀하게 계량된 양의 공정 가스를 반도체 처리 , 
챔버 또는 플라즈마 에칭 기계와 같은 반도체 툴에 전달하기 위한 것이다 식별번호 ( [0036]).
도면에 도시된 바와 같이 시스템 은 다중 채널 을 포함한다 각각의 채널 은 가스 , (10) (12) . (12)
공급부 도시되지 않음 에 연결된 가스 공급 라인으로서 대응하는 전달 챔버 에 특정 ( ) , (14)
- 20 -
가스를 제공하도록 구성되어 있다 유입 밸브 는 . (16)
대응하는 전달 챔버 로의 흐름을 제어한다 각 (14) . 
전달 챔버 로부터의 흐름은 대응하는 유출 (14)
밸브 에 의해 제어되어 정확한 양의 가스가 (18)
프로세스 챔버 또는 툴 에 전달된다 예시된 (20) . 
구현예에 있어서 유입 및 유출 밸브는 비교적 신속한 , 
차단 응답성 즉 밀리초 수준으로 개방 상태로부터 , 5 
차단 상태로의 전환속도를 가진 차단 밸브인데, 
이것은 당연히 변동될 수 있기는 하다 각각의 전달 . 
챔버에 대해 온도 센서 및 압력 센서 가 (22) (24)
제공됨으로써 각각의 전달 챔버로부터 프로세스 , 
챔버로 전달된 가스의 양은 특정 전달 챔버 내 
가스의 온도 및 압력 가스의 타입 및 대응하는 유출 , , 
밸브가 개방되어 있는 시간의 함수로서 세심하게 
제어될 수 있다 본 발명의 예시적 일 구현예에 . 
따르면 온도 센서 는 접촉되어 있는 상태에서 , (20)
대응하는 전달 챔버 의 벽의 온도에 대한 측정치를 제공하고 압력 센서 는 전달 (12) , (24)
챔버 내부의 가스 압력의 측정치를 제공한다 전용 컨트롤러 는 대응하는 온도 및 압력 (12) . (26)
센서 로부터 측정치를 수신할 뿐만 아니라 유입 및 유출 밸브 을 작동시키도록 (22, 24) (16, 18)
제공된다 전용 다중 채널 컨트롤러 는 유저 인터페이스 또는 호스트 컨트롤러 로부터 . (26) (28)
명령 을 수신한다 전용 컨트롤러 는 전체적 펄스 가스 전달 속도가 증가될 수 (instruction) . (26)
있도록 다중 채널 중에서 충전 및 전달 단계를 다중화하도록 구성될 수 있다 식별번호 , (
[0037]).
일 구현예에 따르면 전용 다중 채널 컨트롤러 에는 각각의 대응하는 온도 센서와 압력 , (26) , 
센서 로부터 온도와 압력 신호를 수신하는 단계 및 적절한 순서로 유입 밸브와 유출 (22, 24) , 
밸브 를 각각 개폐하는 단계를 포함하는(16, 18) , PGD12) 공정의 단계들을 수행하는 데 대한 
모든 명령이 제공된다 프로그램은 컨트롤러에 저장되어 있으므로 공정을 조기에 종료하는 . , 
것이 필요하지 않은 한 유저 또는 호스트 컴퓨터가 추가로 시스템과 상호작용할 필요 없이, , 
시스템 은 호스트 컴퓨터 또는 유저 인터페이스 로부터 하나의 시작 명령에 의해 전체 (10) (28)
공정을 가동할 수 있다 후자의 경우에 하나의 정지 명령이 개시되고 다중 채널 컨트롤러에 . , 
제공될 수 있다 이러한 접근방법은 보다 양호한 피드백을 제공할 뿐만 아니라 호스트 . , 
컴퓨터용 컴퓨터 오버헤드의 양을 감소시키거나 또는 유저 인터페이스를 통해 유저에 의한 , 
상호작용을 감소시킨다 또한 그러한 공정 단계는 매우 엄밀한 공차 내에서 반복될 수 있다. , . 
분석 결과 효과적인 유속은 각 채널에서의 흐름이 예를 들면 대응하는 질량 유량 , 
컨트롤러 에 의해 제어될 때보다 약 배 더 빠른것으로 나타났다 일례는 (MFC) 3.5 . 100msec 
도면 [ 1]
- 21 -
내에 마이크로몰의 또는 의 전달을 제공한다 식별번호 1000 SF6 C4F8 ( [0038]).
가동시 다중 채널 장치 용 공정 단계는 유저 인터페이스 또는 호스트 , PGD (10)
컨트롤러 를 통해 컨트롤러 에 레시피 프로그램을 업로딩함으로써 전용 전달 (28) (26)
컨트롤러 에 제공된다 일단 컨트롤러가 적절하게 프로그램되고 구성되면 다양한 (26) . , 
채널에서의 펄스 가스 전달 작업이 번갈아 일어날 수 있어서 순차적 단계들 간의 응답시간이 
빨라지게 된다 식별번호 ( [0039]).
전용 다중 채널 컨트롤러 는 각각의 채널을 구성하는 컴포넌트와 주고 받는 데이터와 (26)
명령뿐만 아니라 유저 인터페이스 호스트 컴퓨터 와 주고 받는 추가적 데이터와 명령을 , / (28)
제공하도록 구성된다 유저 인터페이스 호스트 컴퓨터 는 작업자가 시스템 을 . / (28) , PGD (10)
가동할 수 있도록 구성된 키보드 및 모니터를 포함하는 컴퓨터와 같은 임의의 적합한 , 
장치일 수 있다 상기 호스트 컴퓨터가 툴을 가동하는 데 사용되는 컴퓨터이고 순차적 . , 
단계들을 수행하기 위해 상기 전용 컨트롤러를 사용하게 되면 호스트 컴퓨터의 가동 
오버헤드를 해소 함으로써 보다 효율적으로 가동할 수 있게 된다 식별번호 (free up) ( [0041]).
본 발명의 이점 중 몇 가지에 대해 후술한다 :
프로세스 툴로의 유동을 제어하는 데 사용되는 기존 시스템은 호스트 컴퓨터 전체 1. PGD (
프로세스 툴을 가동하는 것 에 의해 제어된다 상기 호스트 컴퓨터는 또한 시스템의 개별적 ) . 
활성 컴포넌트에 제어 신호를 송신함으로써 시스템을 가동시킬 뿐만 아니라 압력 PGD , 
센서와 온도 센서로부터 수신한 신호들을 처리한다 따라서 시스템을 가동시키는 . , PGD 
컨트롤 로직 은 프로세스 툴과 관련된 호스트 컴퓨터 상에 있다 본 출원의 (control logic) . 
도면에 나타낸 바와 같은 시스템에 있어서 시스템용 전용 다중 채널 컨트롤러는 PGD , PGD 
컨트롤 로직과 타이밍을 담당하는 데 사용된다 이러한 구성에 의하면 호스트는 펄싱을 . , 
시작하라는 명령을 보내기만 하면 된다 그 결과 종래에 호스트 컴퓨터에서 실행된 많은 . , 
프로세싱 오버헤드가 전용 다중 채널 컨트롤러로 옮겨졌다 이것은 호스트 컴퓨터 . 
오버헤드를 해소함으로써 호스트 컴퓨터는 다른 기능을 행할 수 있다 이로써 호스트 . , 
컴퓨터는 더 많은 데이터를 포집하고 더 많은 기기를 판독하는 등의 기능을 할 수 있다, .
공정에는 전형적으로 개의 분리된 장치 하나는 에칭 가스용이고 다른 하나는 2. PGD 2 PGD ( , 
패시베이션 가스용임 가 있고 기존 시스템에 있어서는 그 모두를 가동하기 위해 호스트 ) , 
컴퓨터가 사용되었다 그러나 그러한 구성에 있어서 호스트는 하나와 교신한 다음 다른 . , , 
하나와 교신한다 호스트는 따라서 상기 두 가지의 가동을 동기화해야 한다 본 발명의 . . 
구성에 있어서 두 장치는 모두 전용 다층 채널 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다, PGD . 
이것은 배의 오버헤드를 인수하는 결과를 초래한다 이것도 역시 호스트 컴퓨터를 2 . 
해방시킨다 다중 채널 는 다중채널 중 전달 및 충전 단계를 다중화함으로써 전체 펄스 . PGD
가스 전달 속도를 더욱 증가시킬 수 있다.
전용 다중 채널 컨트롤러는 또한 호스트와 무관하게 툴 상의 다른 장치 특히 툴 공정과 3. , 
결부된 제어를 필요로 하는 장치에 제어 신호를 제공한다 예를 들면 가스에 펄스를 가하는 . , 
- 22 -
시점과 다른 장치의 가동 예컨대 툴 챔버 내의 압력을 제어하는 데 사용되는 ( , 
펜듈럼 밸브의 개방 위치 사이에 매우 긴밀한 동기화가 필요하다 타이밍을 (pendulum) ) . 
긴밀하게 조정함으로써 가스의 처리량이 증대된다 따라서 호스트 컴퓨터는 시스템에게 . , PGD 
펄스하도록 지시하고 이어서 펜듈럼 밸브에게 이동하도록 지시해야 한다 이를 위해서는, . , 
공정이 정확하게 거동하는 것을 보장하도록 세심한 동기화가 필요하다 이것은 호스트 . 
컴퓨터에 대한 컨트롤 로직과 프로세싱 시간을 해소하면서 더 양호한 동기화를 가능하게 
한다 식별번호 ( [0042~0045]). 
호스트 컨트롤러가 공정을 가동하는 데 사용되는 타입의 종래의 시스템과 비교할 때 , 
전술한 시스템은 시스템의 비용을 절감하는 결과를 가져온다 이러한 방식은 또한 더 PGD . 
신속한 자율적 가동을 가능하게 한다 상기 다중 채널 펄스 가스 전달 시스템은 (autonomous) . 
다양한 채널에 대한 충전 및 전달 공정을 다중화할 수 있으므로 호스트 컴퓨터에 의해 , 
제어되는 복수의 단일 채널 펄스 가스 전달 시스템의 전달 속도에 비해 다중 채널 펄스 가스 - , 
전달 단계의 시퀀스 중에서 더 빠른 전달 속도를 달성한다 예를 들면 다중 채널 펄스 가스 . , 
전달 시스템에서는 하나의 채널이 전달 단계에 있는 동안 다른 채널은 충전 모드, (charging 
에 있을 수 있다 순효과 는 전달 속도가 증가된다는 점이다 이것은 다음 mode) . (net effect) . , 
번 펄스 가스 전달이 충전 단계와 전달 단계 모두를 단일 채널 장치 내에 수용하는 그 , , 
이전의 펄스 가스 전달의 완결을 기다릴 필요가 있을 때 다중 단일 채널 펄스 가스 전달 , 
시스템과는 정반대이다 비교예에 있어서 호스트 컴퓨터에 의해 제어되는 다중 단일 채널 . , -
펄스 가스 전달 시스템 상에서 충전과 전달 공정의 단계가 현재 수행될 수 있는 전체 전달 , 
속도가 전형적으로 인 반면 도면의 참조번호 으로 나타낸 것과 같은 전용 5Hz , (26)
컨트롤러에 의해 제어되는 다중 채널 펄스 가스 전달 시스템 상에서 충전과 전달 공정의 -
단계가 현재 수행될 수 있는 전체 전달 속도는 전형적으로 이다 전용 컨트롤러 는 10Hz . (26)
또한 다른 작업을 행하기 위한 프로세스 툴 상의 다른 장치에 예비 전달 트리거 - (pre-delivery) 
신호 를 제공하는 데 사용될 수 있다 예를 들면 그것은 일반적으로 도면부호 (trigger signal) . , , 
으로 표시되고 프로세스 챔버의 출력에서 툴 의 프로세스 챔버 내 압력을 제어하기 (30) , (20)
위해 사용되는 전형적으로 스로틀 또는 펜듈럼 밸브의 형태로 되어 있는 밸브를 , (throttle) 
개방하고 밸브의 개방 위치를 정밀하게 제어하기 위한 제어 신호 컨트롤러 로부터 밸브 ( (26)
컨트롤 까지 를 제공하는 데 사용될 수 있다 과거에 스로틀 또는 펜듈럼 밸브 는 (32) ) . , (30) PGD 
시스템과는 연통되지 않고 오직 챔버 내 압력의 측정치에 의거하여 작동되었다 제안된 . 
시스템에 있어서 다중 채널 컨트롤러는 프로세스 챔버 내의 압력을 유지하도록 스로틀 , PGD 
또는 펜듈럼 밸브의 개방 위치를 제어하는 데 사용될 수 있다 다중 채널을 제어하여 트리거 . 
신호 펄스의 열에 대해 준비를 지시하는 신호 를 생성하기 위해 전용 프로세서를 ( )
사용함으로써 툴 프로세스의 오버헤드를 감소시킬 수 있다 트리거 신호 또는 예비 전달 , . -
신호는 공정의 가동 이전에 하류의 장치를 준비시킨다 전용 컨트롤러는 각각의 펄스에 대해 . 
예비 전달 트리거 신호를 생성할 수 있다 후자의 경우에 각각의 펄스에 대한 예비 전달 - . , -
- 23 -
11) 트리거 신 상태 변 를 는 동 신 보통신 용어 해 참조 : ( )
12) 재 어 있 나 보인다 PDG , PGD(Pulse Gas Delivery) . 
신호는 각각 전달되어야 하는 가스의 양과 형태와 같은 전달되어야 할 펄스에 관한 정보를 , 
포함할 수 있다 그러한 정보는 프로세스 툴 내의 압력을 제어하는 데 사용되는 펜듈럼 또는 . 
스로틀 밸브와 같은 밸브의 위치와 연관될 수 있다 다중 펄스 가스 전달 공정의 구성은. , 
호스트 컨트롤러가 더 많은 작업을 할 수 있도록 공정을 가동하기 전에 호스트 컨트롤러 , 
또는 유저 인터페이스로부터 업로드될 수 있다 이것은 하나 이상의 시스템이 사용되고 . PGD 
서로에 대해 그것들을 동기화하기 위해 호스트가 사용될 경우에는 더욱 유리하다. 
마지막으로 전용 컨트롤러는 호스트와 무관한 툴에 출력 신호를 제공한다 식별번호 , ( [0046]).
- 24 -
별지 2
선행발명 의 주요 내용 및 도면1
기술분야 및 발명의 배경이 되는 기술 
본 개시내용은 일반적으로 반도체 제조 장비에 관한 것이고 더 구체적으로는 반도체 처리 , 
챔버에 정확한 양의 공정 가스를 전달하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다 훨씬 더 . 
구체적으로는 본 개시내용은 반도체 처리 챔버에 전구체 가스의 펄스형 질량 유량, (pulsed 
을 전달하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다 식별번호 mass flow) ( [0001]).
소자 크기가 아래로 계속 축소됨에 따라 반도체 로드맵은 구리 상호 연결을 위한 90 nm , 
장벽 증착 텅스텐 핵형성층 생성 고전도성 유전체 생산과 같은 다양한 응용 분야에 원자층 , , 
증착 또는 공정이 필요할 것이라고 제안하고 있다 공정에서 둘 이상의 전구체 ALD . ALD , 
가스가 진공 상태로 유지되는 처리 챔버 내에서 웨이퍼 표면 위로 흐른다 둘 이상의 전구체 . 
가스는 교대로 흐르거나 또는 펄스형으로 흐르므로 그 가스들은 웨이퍼 표면 상의 부위 , 
또는 작용기 와 반응할 수 있다 모든 사용 가능한 부위가 전구체 가스들 중 (functional group) . 
하나 예 가스 로 포화되면 반응이 중지되고 퍼지 가스를 사용하여 처리 챔버에서 과잉 ( : A) , , 
전구체 분자를 퍼지한다 다음 전구체 가스 즉 가스 가 웨이퍼 표면 위로 흐를 때 상기 . ( , B)
공정이 반복된다 한 사이클은 전구체 의 회 펄스 퍼지 전구체 의 회 펄스 및 . A 1 , , B 1 , 
퍼지로 정의된다 이 순서는 최종 두께에 도달할 때까지 반복될 수 있다 이러한 순차적이고 . . 
자체 제한적인 표면 반응은 사이클당 하나의 단층 증착 막을 생성한다 식별번호 ( [0003]).
처리 챔버 안으로의 전구체 가스의 펄스는 원하는 양의 전구체 가스가 처리 챔버 안으로 , 
전달되도록 미리 정해진 시간 동안 단순히 열리는 온 오프형 밸브를 사용하여 관례대로 /
제어된다 대안적으로 변환기 제어 밸브 및 제어 및 신호 처리 전자 장치로 구성된 독립형 . , , , 
장치인 질량 유량 제어기가 가스의 질량 또는 양과는 대조되게 반복 가능한 가스 유량을 , , 
짧은 시간 간격으로 전달하는데 사용된다 두 경우 모두에서 처리 챔버 안으로 유입되는 . , 
재료의 양 질량 은 실제로 측정되지 않는다 식별번호 ( ) ( [0004]).
전구체 가스의 펄스형 질량 유량을 반도체 처리 챔버 안으로 전달하고 그 질량 유량을 
측정하기 위한 새롭고 개선된 시스템 및 방법이 여전히 요구되고 있다 바람직하게는 그 . , 
시스템 및 방법은 처리 챔버 안으로 흐르는 재료의 양 질량 을 실제로 측정할 것이다 또한( ) . , 
그 시스템 및 방법은 고도로 반복 가능하고 정확한 양의 기상 질량을 원자층 증착(ALD: 
공정과 같은 반도체 제조 공정에 사용하기 위해 바람직하게 제공될 atomic layer deposition) 
것이다 식별번호 ( [0004]).
해결하고자 하는 과제 
본 개시내용은 원하는 질량의 가스를 전달하기 위한 시스템을 제공한다 이 시스템은 챔버 . , , 
챔버 안으로의 가스 흐름을 제어하는 제 밸브 챔버 밖으로의 가스 흐름을 제어하는 제1 , 2 
밸브 챔버 내의 압력 측정치를 제공하는 압력 변환기 당해 시스템으로부터 전달될 원하는 , , 
- 25 -
질량의 가스를 제공하기 위한 입력 장치 및 밸브와 압력 변환기와 입력 장치에 연결된 , 
제어기를 포함한다 제어기는 입력 장치를 통해 원하는 질량의 가스를 받도록 제 밸브를 . , , 2 
닫고 제 밸브를 열도록 압력 변환기로부터 챔버 압력 측정치를 받도록 그리고 챔버 내의1 , , 
압력이 미리 결정된 수준에 도달한 때 입구 밸브를 닫도록 프로그램된다 식별번호 , ( [0006]).
제어기는 그런 다음에는 챔버 내부의 가스가 평형 상태에 도달하게 하도록 미리 결정된 , 
대기 기간을 대기하도록 시간 에서 출구 밸브를 열도록 그리고 방출된 가스의 질량이 , =t0 , 
원하는 질량과 같을 때 시간 에서 출구 밸브를 닫도록 프로그램된다 식별번호 =t* , ( [0007]).
본 개시내용은 많은 양태들 및 장점들 중에서도 특히 전구체 가스의 펄스형 질량 유량을 , , 
반도체 처리 챔버 내로 전달하기 위한 새롭고 개선된 시스템 및 방법을 제공한다 질량 유량 . 
전달 시스템 및 방법은 처리 챔버 안으로 흐르는 재료의 양 질량 을 실제로 측정한다 또한( ) . , 
상기 시스템 및 방법은 고도로 반복 가능하고 정확한 양의 기상 질량을 원자층 증착(ALD) 
공정과 같은 반도체 제조 공정에 사용하기 위해 제공한다 식별번호 ( [0012]).
과제의 해결수단 
도 을 참조하면 본 개시내용은 질량 유량 1 , 전달 
시스템 의 예시적인 실시예를 제공하고 도 에서 (10) , 2
보면 본 개시내용은 질량 유량을 전달하기 위한 , 
방법 의 예시적인 실시예를 제공한다 시스템 및 (100) . (10) 
방법 은 특히 오염물이 없고 정확하게 계량된 양의 (100)
공정 가스를 반도체 처리 챔버로 전달하기 위한 것이다. 
질량 유량 전달 시스템 및 방법 은 처리 챔버 (10) (100)
안으로 흐르는 재료의 양 질량 을 실제로 측정한다( ) . 
또한 상기 시스템 및 방법은 고도로 반복 가능하고 , 
정확한 양의 기상 질량을 원자층 증착 공정과 같은 반도체 제조 공정에 사용하기 위해 (ALD) 
제공한다 그러나 본 개시내용의 시스템 및 방법 을 설명하기 전에 배경 정보를 . , (10) (100) , 
제공하기 위해 원자층 증착 장치의 예를 먼저 설명한다 식별번호 ( [0022]).
도 은 종래 기술에 따라 구성된 원자층 증착 7 시스템 의 예시적인 실시예의 개략도이다(30) . 
시스템 은 반도체 웨이퍼 또는 기판 을 수용하기 위한 처리 챔버 를 포함한다(30) (32) (31) . 
전형적으로 웨이퍼 는 지지체 또는 척 의 상부에 놓이며 히터 는 플라즈마 증착을 , (32) ( )(33) , (34)
위해 척 과 웨이퍼 를 가열하도록 척에 결합된다 처리 가스는 챔버 의 일단에 (33) (32) . (31)
위치한 가스 분배기 를 통해 챔버 내로 도입된다 진공 펌프 와 스로틀 밸브 는 (35) (31) . (36) (37)
웨이퍼 표면을 가로질러 가스 흐름을 끌어들이고 처리 챔버 내의 압력을 조절하기 위해 
반대쪽 단부에 위치한다 식별번호 ( [0023]).
시스템 은 또한 다양한 처리 가스를 혼합하기 위한 혼합 매니폴드 플라즈마를 (30) (38), 
형성하기 위한 플라즈마 형성 구역 을 포함한다 가스들을 결합시키고 플라즈마를 (39) . 
형성하기 위한 다양한 화학 기상 증착 기술이 활용될 수 있으며 여기에는 당해 (CVD) , 
도 질량 유량 전달 시스템[ 1] 
- 26 -
기술분야에 공지된 기술을 개작하는 것이 
포함된다 그런 다음 원격에서 형성된 플라즈마가 . , 
가스 분배기 내로 공급된 다음 처리 챔버(35) , (31) 
내로 공급된다 식별번호 ( [0024]).
혼합 매니폴드 는 가스 및 화학물질을 (38)
도입하기 위한 개의 유입구를 갖는다 운반 2 . 
가스 가 도입되고 그의 흐름은 혼합 (carrier gas) , 
매니폴드 에서 분할된다 운반 가스는 (38) . 
일반적으로 질소와 같은 불활성 가스이다 혼합 . 
매니폴드 는 또한 화학물질을 위한 개의 (38) 2 
유입구를 갖는다 도 의 예시적인 선도에서는 . 7
화학물질 와 화학물질 가 운반 가스와 A B 
결합되는 것으로 도시되어 있다 화학물질 는 제. A 1 
전구체 가스에 속한 것이고 화학물질 는 처리 챔버 에 포함된 반도체 웨이퍼 상에 , B (31) (32) 
원자층 증착을 수행하기 위한 제 전구체 가스에 속한 것이다 다수의 조절 밸브로 구성된 2 . 
화학물질 선택 매니폴드 가 전구체 가스 및 로 사용될 수 있는 화학물질의 (40, 41) A B 
선택을 각각 제공한다 온 오프형 밸브 가 혼합 매니폴드 내로의 전구체 가스 및 . / (42, 43) (38) A 
의 도입을 각각 조절한다 식별번호 B ( [0025]).
웨이퍼 가 처리 챔버 내에 있게 되면 챔버 환경은 원하는 파라미터를 충족시키도록 (32) (31) , 
설정된다 예를 들어 원자층 증착을 수행하기 위해 반도체 웨이퍼 의 온도를 상승시킨다. , (32) . 
펌프 에 의해 생성된 진공에 의해 가스가 흡인될 때 운반 가스의 일정하게 조절된 흐름이 (36)
있도록 운반 가스의 흐름이 켜진다 원자층 증착이 수행되어야 하는 경우 제 전구체가 운반 . , 1 
가스 흐름 안으로 도입되게 하기 위해 밸브 가 개방된다 미리 선택된 시간 후에(42) . , 
밸브 가 닫히고 운반 가스가 처리 챔버 로부터 남아 있는 반응성 종들을 퍼지한다(42) , (31) . 
그런 다음 제 전구체가 운반 가스 흐름 안으로 도입되도록 밸브 가 개방된다 또 다른 , 2 (43) . 
미리 선택된 시간 후에 밸브 가 닫히고 운반 가스가 처리 챔버 로부터 반응성 종들을 , (43) , (31)
퍼지한다 개의 화학물질 및 는 원자층 증착 사이클을 수행하여 반도체 웨이퍼 상에 . 2 A B (32) 
박막 층을 증착하도록 운반 흐름 스트림에 교대로 도입된다 식별번호 ( [0026]).
따라서 처리 챔버 안으로의 전구체 가스의 펄스는 원하는 양의 전구체 가스가 처리 , (31) , 
챔버 안으로 전달되도록 미리 정해진 시간 동안 단순히 열리는 온 오프형 밸브 를 (31) / (42, 43)
사용하여 제어된다 대안적으로 변환기 제어 밸브 제어 및 신호 처리 전자 장치로 구성된 , . , , , 
독립형 장치인 질량 유량 제어기를 온 오프형 밸브 및 대신 사용하여 처리 챔버/ (42 43) , (31) 
안으로 반복 가능한 가스 유량을 시간 간격을 가지고 전달할 수 있다 두 경우 모두에서. , 
처리 챔버 안으로 유입되는 재료의 양 질량 은 실제로 측정되지 않는다 대신에 유량을 ( ) . , 
제어하여 질량 유량을 추정한다 그러나 본 개시내용의 질량 유량 전달 시스템 및 . , (10) 
도 종래 에 라 구 원자 증착 [ 7] 
시스 시 인 실시(30)
- 27 -
방법 은 질량 유량을 추정하기 위해 유량을 제어하는 것과는 대조적으로 처리 챔버 (100) , , 
안으로 유입되는 재료의 양 질량 을 실제로 측정한다 식별번호 ( ) ( [0027]).
다시 도 을 참조하면 현재 개시된 질량 유량 전달 시스템 은 전달 챔버 챔버 1 , (10) (12), (12) 
안으로의 질량 유량을 제어하는 제 밸브 및 챔버 밖으로의 질량 유량을 제어하는 1 (14), (12) 
제 밸브 를 포함한다 본 개시내용의 예시적인 일 실시예에 따르면 제 및 제 밸브2 (16) . , 1 2 (14, 
는 온 오프형 밸브를 포함하고 적어도 제 또는 출구 밸브 는 예를 들어 약 내지 16) / , 2 (16) 1 5 
밀리초의 비교적 매우 빠른 응답 시간을 갖는다 식별번호 ( [0028]).
질량 유량 전달 시스템 은 또한 챔버 내의 압력 측정치를 제공하기 위한 압력 (10) (12) 
변환기 와 챔버 상의 또는 내의 온도 측정치를 제공하기 위한 온도 센서 를 (18) , (12) (20)
구비한다 압력 변환기 도 예를 들어 약 내지 밀리초의 비교적 매우 빠른 응답 시간을 . (18) 1 5 
갖는다 본 개시내용의 예시적인 일 실시예에 따르면 온도 센서 는 챔버 의 벽과 . , (20) (12)
접촉하고 그 벽의 온도 측정치를 제공한다 식별번호 ( [0029]).
질량 유량 전달 시스템 의 입력 장치 는 원하는 질량 유량을 인간 작업자로부터 (10) (22) (
직접 또는 웨이퍼 처리 컴퓨터 컨트롤러를 통해 간접적으로 받고 컴퓨터 컨트롤러 즉, ) , ( , 
컴퓨터 처리 장치 또는 는 압력 변환기 온도 센서 밸브 및 입력 "CPU")(24) (18), (20), (14, 16), 
장치 에 연결된다 입력 장치 는 다른 처리 명령을 입력하는 데에도 사용될 수 있다(22) . (22) . 
출력 장치 는 컨트롤러 에 연결되고 시스템 에 의해 전달된 질량의 표시를 인간 (26) (24) , (10) (
작업자로부터 직접 또는 웨이퍼 처리 컴퓨터 컨트롤러를 통해 간접적으로 제공한다 입력 , ) . 
및 출력 장치 는 키보드 및 모니터가 있는 개인용 컴퓨터와 같은 단일 유닛에 결합될 (22, 26)
수 있다 식별번호 ( [0031]).
도 [ 2]
도 에 도시된 바와 같이 도 의 질량 유량 전달 시스템 을 개 포함하는 원자층 증착 2 , 1 (10) 2
시스템 이 제공될 수 있다 원자층 증착 시스템 은 도 의 종래 기술의 원자층 증착 (130) . (130) 7
시스템 과 유사하고 이에 따라 유사한 요소는 동일한 도면 번호를 공유한다 그러나 도 (30) , . , 
의 원자층 증착 시스템 은 혼합 매니폴드 내로의 전구체 가스 및 의 도입을 2 (130) (38) A B
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각각 조절하기 위해 도 의 질량 유량 전달 시스템 을 개 포함한다 식별번호 1 (10) 2 ( [0032]).
본 개시내용의 예시적인 일 실시예에 따르면 도 의 질량 , 1
유량 전달 시스템 의 컨트롤러 가 도 의 방법 을 (10) (24) 3 (100)
수행한다 도 및 도 을 참조하면 컨트롤러 는 도 의 . 1 3 , (24) , 3
에 나타낸 바와 같이 입력 장치 를 통해 원하는 질량 102 (22)
유량 즉 설정값 을 받도록 도 의 에 나타낸 바와 ( , ) , 3 104 
같이 출구 밸브 를 닫도록 도 의 에 나타낸 바와 (16) , 3 106 
같이 제 또는 입구 밸브 를 챔버 로 개방하도록 도 1 (14) (12) , 
의 에 나타낸 바와 같이 압력 변환기 를 사용하여 3 108 (18)
챔버 내의 압력을 측정하도록 그리고 도 의 에 나타낸 , 3 110
바와 같이 챔버 내의 압력이 미리 결정된 수준에 (12) 
도달하면 입구 밸브 를 닫도록 프로그램된다 미리 결정된 (14) , . 
압력 수준은 사용자가 정의하고 입력 장치 를 통해 , (22)
제공될 수 있다 미리 결정된 수준의 압력은 예를 들어 . 200 
를 포함할 수 있다 식별번호 torr ( [0033]).
챔버 내부의 가스가 평형 상태에 접근할 수 있는 미리 (12) 
결정된 대기 기간 후에 출구 밸브 는 도 의 에 , (16) 3 112
나타낸 바와 같이 챔버 로부터 소정의 질량의 가스가 (12)
방출되도록 개방된다 미리 결정된 대기 기간은 사용자가 . 
정의하고 입력 장치 를 통해 제공될 수 있다 미리 결정된 대기 기간은 예를 들어 초를 , (22) . 3 
포함할 수 있다 그런 다음 방출된 가스의 질량이 도 의 에 나타낸 바와 같이 사용자가 . , 3 114
정의한 원하는 질량 유량과 같을 때 출구 밸브 가 닫힌다 출구 밸브 는 매우 짧은 , (16) . (16)
기간 예를 들어 내지 밀리초 동안만 개방된다 그런 다음 컨트롤러 는 방출된 ( , 100 500 ) . , (24)
가스의 질량을 출력 장치 에 제공한다 식별번호 (26) ( [0034]).
본 개시내용은 많은 양태들 및 장점들 중에서도 특히 전구체 가스의 펄스형 질량 유량을 , , 
반도체 처리 챔버 내로 전달하기 위한 새롭고 개선된 시스템 및 방법을 제공한다 질량 유량 . 
전달 시스템 및 방법은 처리 챔버 안으로 흐르는 재료의 양 질량 을 실제로 측정한다 또한( ) . , 
상기 시스템 및 방법은 고도로 반복 가능하고 정확한 양의 기상 질량을 원자층 증착(ALD) 
공정과 같은 반도체 제조 공정에 사용하기 위해 제공한다 식별번호 ( [0046]).
도 [ 3]
- 29 -
별지 3
선행발명 의 주요 내용 및 도면2
기술분야 
본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 타겟 기판에 산화규소막 을 성형하는 (silicon oxide film)
방법 및 장치에 관한 것이다 식별번호 ( [0003]). 
배경기술 
반도체 집적 회로를 구성하는 반도체 소자를 제조하는 데 있어서 반도체 웨이퍼와 같은 , 
타겟 기판은 예컨대 성막 처리 산화 처리 확산 처리 개질 처리 어닐링 처리 및 식각 , , , , , , 
처리와 같은 각종 처리를 거친다 반도체 소자가 더 소형화되고 더 고집적화됨에 따라 , . 
반도체 소자에 사용되는 다양한 종류의 박막을 더 얇게 만들어야 한다 따라서 일반적으로 . , 
절연막으로 사용되는 산화규소막 전형적인 예로 막 이 막은 성막 공정에 의해 ( , SiO2 ) - 
충전재 절연막 또는 게이트 절연막으로 형성됨 을 더 박막화해야 한다 식별번호 (filler) - (
[0005]).
산화규소막은 웨이퍼 표면에 형성된 트렌치와 같은 고종횡비를 갖는 요부 를 (recess)
채우도록 하기 위해 형성될 수 있다 이러한 종류의 충전재로 사용되는 산화규소막이 . 
형성되는 경우 요부를 완전히 채우기 위해 단차 피복성 이 양호한 성막 , (step coverage)
방법이 사용된다 이 방법의 한 예는 와 같은 함유 유기 . TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate) Si 
재료를 사용하여 산화규소막을 형성하는 화학 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition) 
공정이다 일본 특허 출원 공개 공보 제 호는 이러한 종류의 공정을 . 2001-77105 CVD 
개시하고 있다 식별번호 ( [0006]).
발명의 간단한 설명 
본 발명의 목적은 유전 특성 및 내식각성이 우수한 산화규소막을 형성할 수 있는 방법 및 
장치를 제공하는 것이다 식별번호 ( [0009]). 
본 발명의 제 양태에 따르면 산화규소막을 형성하는 장치가 제공되는바 이 장치는 3 , , :
타겟 기판을 수용하는 공정 필드를 갖는 반응 용기 ;
공정 필드를 가열하도록 구성된 히터 ;
반응 용기를 배기하도록 구성된 배기 시스템 ;
산화규소막을 증착하기 위한 함유 유기 재료를 포함하는 원료 가스 를 반응 Si (source gas)
용기에 공급하도록 구성된 원료 가스 공급 회로;
산화규소막을 개질하기 위한 산화성 가스를 처리 용기 내에 공급하도록 구성된 산화 가스 
공급 회로 및; 
산화규소막을 개질하기 위한 환원성 가스를 처리 용기에 공급하도록 구성된 환원성 가스 
공급 회로를 포함한다 식별번호 ( [0016-0022]).
발명에 대한 구체적인 설명 
- 30 -
도 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 성막 장치를 1
나타내는 구조도이다 도 에 도시된 바와 같이 성막 . 1 , 
장치 장치 는 원통형이고 바닥이 개방된 수직 (CVD )(12)
처리 용기 를 포함한다 처리 용기 는 예를 들어 (14) . (14)
내열성이 높은 석 으로 이루어진다 처리 용기 의 . (14)
상부에는 배기구 가 형성된다 배기구 는 예를 (16) . (16)
들어 직각으로 측방향으로 절곡된 배기 노즐 에 (18)
연결된다 배기 노즐 은 압력 제어 밸브 및 . (18) , (20) 
진공 펌프 를 구비하여 이를 포함하는 배기 (22)
시스템 에 연결된다 처리 용기 내부는 (24) . (14) 
배기부 에 의해 진공 배기된다 식별번호 (24) ( [0038]).
처리 용기 의 하부는 예를 들어 스테인리스강으로 (14)
제조된 원통형 매니폴드 에 의해 지지된다 처리 (26) . 
용기 의 하부와 매니폴드 사이에는 이 부분이 (14) (26) 
기밀로 유지되도록 하기 위해 링과 같은 밀봉 O
부재 가 개재된다 매니폴드 는 하부에 포트를 가지며 이 포트를 통해 웨이퍼 (30) . (26) , 
보트 가 로딩 및 언로딩된다 웨이퍼 보트 는 석 으로 제조되며 반도체 웨이퍼 를 (28) . (28) , (W)
수직 방향으로 간격을 두고 유지하기 위한 유지 수단으로서 기능한다 이 실시형태에서. , 
웨이퍼 보트 는 예를 들어 각각이 의 직경을 갖는 개의 웨이퍼 를 수직 (28) 300 mm 50 (W)
방향으로 본질적으로 일정한 간격으로 지지할 수 있다 식별번호 ( [0039]).
웨이퍼 보트 는 석 으로 제조된 단열 실린더 를 통해 테이블 상에 배치된다 (28) (32) (34) . 
테이블 은 매니폴드 의 하부 포트를 개폐하는 데 사용되는 덮개 를 관통하는 (34) (26) (36)
회전축 의 상부에 지지된다 덮개 의 회전축 이 관통하는 부분에는 회전축 이 (38) . (36) (38) , (38)
기밀되게 밀봉된 상태에서 회전 가능하게 지지되도록 예를 들면 자성 유체 씰 이 , (40)
마련된다 덮개 의 주연부와 매니폴드 의 하부 사이에는 처리 챔버 의 내부가 밀봉 . (36) (26) , (14)
상태로 유지될 수 있도록 링과 같은 밀봉 부재 가 개재된다 식별번호 , O (42) ( [0040]).
카본 와이어로 형성된 히터 예를 들어 일본 특허 출원 공개 공보 제 호 (48)( , 2003-209063 
참조 가 처리 용기 를 둘러싸도록 배치된다 히터 는 처리 용기 내의 분위기를 ) (14) . (48) (14) 
가열하여서 반도체 웨이퍼 를 가열하도록 배치된다 카본 와이어 히터는 후술하는 바와 (W) . 
같이 공정을 연속적으로 수행하는 경우에 적합한데 그 이유는 청정한 공정을 구현할 수 , 
있고 온도를 증감시키는 특성이 우수하기 때문이다 히터 는 열적 안정성이 보장되도록 . (48)
단열재 로 둘러싸인다 매니폴드 는 각종의 가스가 처리 용기 내로 공급되도록 (50) . (26) (14) 
각종의 가스 공급 회로에 연결된다 식별번호 ( [0042]).
더 구체적으로는 매니폴드 는 원료 가스 공급 회로 와 산화성 가스 공급 회로 와 , (26) (52) , (54) , 
환원성 가스 공급 회로 와 그리고 불활성 가스 공급 회로 와 연결된다 원료 가스 공급 (56) , (58) . 
도 [ 1]
- 31 -
회로 는 성막용 원료 가스를 처리 용기 에 공급하도록 배치된다 산화성 가스 공급 (52) (14) . 
회로 는 산화성 가스를 처리 용기 에 공급하도록 배치된다 환원성 가스 공급 (54) (14) . 
회로 는 환원성 가스를 처리 용기 에 공급하도록 배치된다 불활성 가스 공급 (56) (14) . 
회로 는 질소 와 같은 불활성 가스를 처리 용기 에 공급하도록 배치된다 본 (58) (N2) (14) . 
실시형태에서 원료 가스는 를 포함하는 유기 재료인 가스이다 산화성 가스는 , Si TEOS . 
산소 가스이고 환원성 가스는 수소 가스이다 질소 대신에 또는 가 불활성 (O2) , (H2) . , Ar He
가스로 사용될 수 있다 식별번호 ( [0043]).
가스 공급 회로 는 각각 가스 노즐 을 갖는다 가스 (52, 54, 56, 58) (52A, 54A, 56A, 58A) . 
노즐 각각은 매니폴드 의 측벽을 관통하며 말단부가 상방으로 (52A, 54A, 56A, 58A) (26) , 
향하게끔 직각으로 절곡된다 가스 노즐 은 각각이 질량 유량 제어기와 . (52A, 54A, 56A, 58A) , 
같은 유량 제어기 및 전환 밸브로 형성된 가스 제어 유닛 이 설치된(52C, 54C, 56C, 58C) , 
가스 라인 에 연결된다 가스 제어 유닛 은 (52B, 54B, 56B, 58B) . (52C, 54C, 56C, 58C)
마이크로컴퓨터와 같은 가스 공급 제어기 에 의해 작동되어 가스의 공급 정지 및 유량을 (60) , , 
제어한다 식별번호 ( [0044]).
아래에서 설명하는 방법 가스의 공급 및 공급 중지를 포함함 은 예를 들어 메모리 에 ( ) , , (71)
미리 저장된 형성할 막의 막 두께 및 조성에 관한 공정의 공정 레시피에 따라 전체 , CVD 
장치를 제어하는 의 제어 하에 수행될 수 있다 메모리 에는 공정 가스 유량과 CPU(70) . (71) , 
막의 두께 및 조성과의 관계도 미리 제어 데이터로서 저장된다 따라서 는 저장된 . , CPU(70)
공정 레시피 및 제어 데이터에 기초하여 가스 공급 회로 배기부 및 히터 를 제어할 , (24), (48)
수 있다 식별번호 ( [0046]).
그런 다음 처리 용기 의 내부가 진공 배기되어 소정의 공정 압력으로 유지된다 동시에 , (14) . , 
히터 로 공급되는 전력을 높여서 웨이퍼 온도를 상승시켜 성막을 위한 공정 온도에서 (48) , 
안정화되도록 한다 그런 다음 각 공정 단계에 필요한 소정의 공정 가스가 가스 공급 . , 
회로 의 각 가스 노즐 로부터 제어된 유량으로 처리 용기 내에 (52, 54, 56) (52A, 54A, 56A) (14) 
공급된다 식별번호 ( [0048]).
공정 가스는 처리 용기 내에서 상향으로 흐르고 회전하고 있는 웨이퍼 보트 에 (14) , (28)
지지된 웨이퍼 에 접촉하여 웨이퍼 표면에서 소정의 성막 처리를 행한다 이와 같이 (W) , . 
사용된 공정 가스 및 반응에 의해 생성된 가스는 처리 용기 의 상부에 있는 배기구 를 (14) (16)
통해 장치 밖으로 배출된다 이 방법에서는 사용되는 가스들이 순차적으로 전환되어 전술한 . , , 
바와 같이 공정과 개질 공정이 순차적으로 수행된다 식별번호 CVD ( [0049]).
도 내지 도 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 산화규소성막 방법의 단계들을 2a 2d
순차적으로 도시한 단면도이다 도 에 도시된 바와 같이 타겟 기판 또는 실리콘 . 2a , 
웨이퍼 반도체 웨이퍼 의 표면에 요부 와 철부 가 교대로 형성된다 예를 들어 각 ( )(W) (2) (4) . , 
요부 는 소자 분리를 위한 트렌치인 반면 각 철부 는 트랜지스터 또는 커패시터와 같은 (2) , (4)
소자를 내부에 형성하기 위한 소자 역이다 식별번호 ( [0050]).
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이 반도체 웨이퍼 는 먼저 산화규소막을 배치하는 단계를 거친다 구체적으로는 (W) . , TEOS 
가스가 원료 가스 공급 회로 를 통하여 처리 용기 내에 공급되고 산소 가스가 (52) (14) , (O2) 
산화성 가스 공급 회로 를 통하여 처리 용기 내에 공급된다 의 열분해에 의해 (54) (14) . TEOS
얻어진 성분은 산소와 반응하여 산화규소를 생성하고 이는 웨이퍼 상에 Si , (W) 
증착 되어 웨이퍼 상에 산화규소막 을 형성한다 도 는 산화규소막 이 증착되는 (CVD) (W) (6) . 2b (6)
동안의 상태를 도시하고 도 는 산화규소막 의 증착이 완료된 상태이다 산화규소막의 , 2c (6) . 
단계 중에는 수소 가스가 공급되지 않는다 식별번호 CVD (H2) ( [0051]).
이러한 문제를 방지하기 위해 산화규소막의 단계 후에 산화규소막은 도 에 도시된 , CVD , 2d
바와 같이 개질 단계를 거친다 개질 단계에서는 는 공급하지 않고 산소 가스 및 . , TEOS , (O2) 
수소 가스를 산화성 가스 공급 회로 및 환원성 가스 공급 회로 의 노즐(H2) (54) (56) (54A, 
로부터 개별적으로 처리 용기 내로 공급한다 이렇게 공급된 산소 가스와 수소 56A) (14) . 
가스는 처리 용기 내에서 서로 반응하여 산소 라디칼 및 수산기 라디칼 를 (14) O*( ) OH*( )
발생시킨다 이 라디칼들이 산화규소막 에 작용하여 그 위에서 개질 처리를 수행한다 그 . (6) . 
결과 도 에 도시된 바와 같이 이음매 도 참조 가 사라지고 산화규소막 은 , 2d , (8)( 2c ) , (6)
후술하는 바와 같이 내식각성이 향상된다 이렇게 사라진 이음매 는 도 에 파선으로 . (8) 2d
도시되어 있다 식별번호 ( [0054]).