JP7133240B2 - プリカーサと反応ガスを共に噴射するラジカルユニット及びそれを含むａｌｄ装置 - Google Patents

プリカーサと反応ガスを共に噴射するラジカルユニット及びそれを含むａｌｄ装置 Download PDF

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Description

本発明は、蒸着（ＣＶＤ、ＡＬＤ）技術に関し、さらに詳しくは、プリカーサと反応ガスを装置チャンバ内の上部から共に噴射することによって効果的に蒸着を行わせるラジカルユニット（ｒａｄｉｃａｌ ｕｎｉｔ）の構造に関する。
原子層蒸着（ＡＬＤ）とは、半導体製造工程中に化学的に付着する単原子層の現象を利用したナノ薄膜蒸着技術を意味する。ウェハの表面において分子の吸着と置換を交互に進行することによって原子層厚さの超微細層間の蒸着が可能となり、酸化物と金属薄膜をできるだけ薄く積層できるようになる。
また、半導体製造工程などに使用される他の工法として、化学気相蒸着（ＣＶＤ）が挙げられる。化学気相蒸着は、ガス気体成分をチャンバ内に注入し、熱、プラズマ、光などのエネルギーを与える化学反応を励起したり、促進することで薄膜や粒子を合成し、基板の表面に吸着及び堆積させる蒸着方法を意味する。
特に、高品質な原子層蒸着又は化学気相蒸着を行うためには、プリカーサ及び反応ガスの混合及び均一な噴射が必須である。しかし、従来の原子層蒸着装置は、基板の蒸着が行われるチャンバの内部においてプリカーサと反応ガスの噴射方向が互いに異なり、基板のパターンの深くまでガスが到逹しないので、均一な蒸着が行われず、高品質な薄膜の形成が難しいという限界があった。
本発明が解決しようとする課題は、プリカーサと反応ガスを共に噴射するラジカルユニットにより、反応ガスがチャンバ内に噴射される前に適切な混合と反応過程が行われ、チャンバ内に位置した基板に一定に気体が噴射されるようにすることを目的としている。
上記のような技術的課題を達成するための本発明の一実施例に係る、薄膜形成装置において、チャンバと、チャンバの上部に形成され、ラジカル反応のための少なくとも２つの反応ガスとプリカーサの供給を受けるための複数のガス流入部と、ガス流入部から供給された反応ガスを反応させてラジカルを生成し、ラジカルとプリカーサを下部へ噴射することで基板に薄膜を蒸着させるように構成されたラジカルユニットと、を含み、ラジカルユニットは、複数のプレートにより構成され、プリカーサ噴射経路は、複数のプレートのうち最上部プレートでガス流入部のプリカーサ噴射経路よりも多い複数の経路にプリカーサが分配された後、ラジカルユニットから噴射されるように構成され、反応ガス噴射経路は、プリカーサ噴射経路と重ならないように構成されても良い。
また、プリカーサ噴射経路は、最上部プレートでプリカーサが水平に分配された後、残りの少なくとも１つのプレートを垂直に貫通して噴射される形態に構成されても良い。
また、最上部プレートにおいて、プリカーサの噴射経路は、プリカーサが流入される最上部プレートの中心を基点として放射状構造に形成されても良い。
また、最上部プレートにおいて、放射状に形成されたプリカーサの噴射経路は、予め設定された長さを有する複数の直線配管が中心をそれぞれ共有して交差する形状に構成され、それぞれの直線配管上において噴射孔が所定の間隔に離隔して形成され、それぞれの噴射孔が残りのプレートを垂直に貫通することでプリカーサの噴射が行われても良い。
また、反応ガス噴射経路は、プリカーサが分配される層よりも下に位置したプレートで反応ガスが分配されても良い。
また、反応ガスが反応ガス噴射経路により分配されるプレートは、多重のシャワーヘッド構造に形成されても良い。
また、多重のシャワーヘッド構造は、２つ以上のプレートにより構成され、プレートに形成される噴射孔が互いにずれた位置に配置されても良い。
また、反応ガスの噴射経路を構成する複数のプレートのうち中間に位置した所定のプレートは、複数のガス流入部から流入された互いに異なる反応ガスを混合できる空間を構成しても良い。
また、ラジカルユニットは、第１のプレート、第２のプレート、第３のプレート、第４のプレート、第５のプレート、第６のプレート、第７のプレートが順次に積層された形態で備えられ、ラジカルユニットは、最上部層に対応する第１のプレート乃至最下部層に対応する第７のプレートが互いに積層される形態に結合されても良い。
また、プリカーサが注入される第１のガス流入部は、第１のプレートの上面部中央に形成され、第１のプレートを垂直に貫通するように形成されても良い。
また、第１のプレートの内部には、第１のガス流入部と連結され、注入されたプリカーサを分配するための予め設定された放射状構造を有する第１のプリカーサ噴射経路が水平に備えられ、第１のプリカーサ噴射経路には、プリカーサを排出するための複数の排出孔が予め設定された間隔で形成されても良い。
また、第１のプリカーサ噴射経路に備えられた複数の排出孔と垂直に連結される第２のプリカーサ噴射経路が備えられ、第２のプリカーサ噴射経路は、第２のプレート乃至第６のプレートを垂直に貫通し、第７のプレートに備えられたプリカーサを排出するための排出孔と結合される構造を有していても良い。
また、反応ガスが注入される第２のガス流入部は、第１のプレートの上面部の予め設定された位置に複数形成され、第１のプレート乃至第２のプレートを垂直に貫通し、反応ガスを分配する第３のプレートと連結される構造を有していても良い。
また、第３のプレートの内部には、第２のガス流入部と連結され、注入された反応ガスを流動させるために予め設定された経路を有する第１の反応ガス噴射経路が水平に備えられ、第１の反応ガス噴射経路の一側上面部は第２のガス流入部と連結され、他側背面部の予め設定された位置には反応ガスを排出するための排出孔が形成されても良い。
また、第４のプレートの内部には、第１の反応ガス噴射経路と連結され、注入された反応ガスをさらに流動させるための第２の反応ガス噴射経路が水平に備えられ、第２の反応ガス噴射経路は第１の反応ガス噴射経路とは異なる形態の経路を有し、第２の反応ガス噴射経路の一端上面部は第１の反応ガス噴射経路の排出孔と連結され、背面部には反応ガスを排出するための複数の排出孔が予め設定された間隔で形成されても良い。
また、互いに異なる種類の反応ガスが注入される第２のガス流入部が予め設定された個数以上に備えられると、特定の第１の反応ガス噴射経路に第２のガス流入部が複数連結され、互いに異なる種類の反応ガスが注入されても良い。
また、ラジカルユニットは、第４、第５、第７のプレートが結合する際に所定の空間を有するチャンバの構造として備えられ、空間の内部には第６のプレートが配置される構造を有し、第６のプレートは、プリカーサを噴射するための流路によって支持されても良い。
また、第５プレートの背面部に結合される第７のプレートには、プリカーサ及び反応ガスを排出するための複数の排出孔が形成され、複数の排出孔は、予め設定された位置で同心円をなすように形成され、プリカーサを排出する孔と反応ガスを排出する孔とが互いにずれるように備えられても良い。
また、第６のプレートは、複数備えられるプリカーサ及び反応ガスを排出するための孔が予め設定された位置で同心円をなして形成され、反応ガスを排出する孔は、第７のプレートに備えられる反応ガスを排出する孔とは互いに異なる位置に備えられても良い。
また、薄膜形成のためのラジカルユニットにおいて、チャンバの上部に形成され、ラジカル反応のための少なくとも２つの反応ガスとプリカーサの供給を受けるための複数のガス流入部と、ガス流入部から供給された反応ガスを反応させてラジカルを生成し、ラジカルとプリカーサを下部へ噴射することで基板に薄膜を蒸着させるように構成されたラジカルユニットと、を含み、ラジカルユニットは、複数のプレートとして備えられ、プリカーサ噴射経路は、複数のプレートのうち最上部プレートでガス流入部のプリカーサ噴射経路よりも多い複数の経路にプリカーサが分配された後、ラジカルユニットから噴射されるように構成され、反応ガス噴射経路は、プリカーサ噴射経路と重ならないように構成されても良い。
本発明の一実施例に係る、多層構造からなるラジカルユニットによれば、２種以上の反応ガスがチャンバ内に噴射される前に適切な混合と反応過程が行われ、チャンバ内に備えられる基板に一定に気体を撒布することができる。
基板上に所定の凹凸形状パターンが存在する場合、凹凸形状パターンの上部から下部までプリカーサが深く拡散／噴射されなければ、精度の高い薄膜を形成することができない。従来の場合は、プリカーサが基板の両側面から噴射されるので、非常に高い密度又は高い圧力のプリカーサを入れなければならなかったが、本発明の一実施例によると、基板の上部からプリカーサがラジカルと共に噴射されるので、パターンの上下部の隅々まで深く拡散することができ、ローディングエフェクト（ｌｏａｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）の改善が可能となる。
本発明の一実施例に係る、蒸着装置の概略的な形態を示す断面図である。 本発明の一実施例に係る、ラジカルユニットの概略的な形態を示す断面図である。 本発明の一実施例に係る、ラジカルユニットを構成する第１のプレートの上面と背面を示す図である。 本発明の一実施例に係る、ラジカルユニットを構成する第２及び第３のプレートを示す上面図である。 本発明の一実施例に係る、ラジカルユニットを構成する第４及び第５のプレートを示す上面図である。 本発明の一実施例に係る、ラジカルユニットを構成する第６及び第７のプレートを示す上面図である。
以下では、添付した図面を参照しながら、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施例を詳しく説明する。本発明は様々な異なる形態に具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されるものではない。そして、図面において、本発明を明確に説明するために、説明とは関係ない部分は省略しており、明細書全体に亘って類似した部分に対しては類似した図面符号を付けている。
明細書全体において、ある部分が他の部分と「連結」されているという場合、これは「直接的に連結」されている場合を含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」という場合、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味し、１つ或いはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部分品、又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加可能性を予め排除するものではないと理解されなければならない。
以下の実施例は、本発明の理解を助けるための詳細な説明であり、本発明の権利範囲を制限するものではない。従って、本発明と同じ機能を実行する同じ範囲の発明も本発明の権利範囲に属するはずである。
図１は、本発明の一実施例に係る、蒸着装置の概略的な形態を示す断面図である。
図１を参照すると、蒸着装置は、ラジカルユニット１００と、ガス流入部２００と、チャンバ３００と、により構成されても良い。
本発明の一実施例に係る、蒸着装置は、ガス流入部２００から供給された反応ガスを反応させてラジカルを生成し、ラジカルユニット１００を介してラジカルとプリカーサを噴射することでチャンバ３００内に位置した基板に蒸着を行うように構成されても良い。
このとき、ラジカルユニット１００は、複数のプレートとして備えられても良い。例えば、予め設定された厚さを有したそれぞれのプレートが互いに積層され、内部に垂直又は水平に反応ガス及びプリカーサが流動され得る管や、反応ガスが混合及び反応できる空間が形成される。
ここで、ラジカルユニット１００に形成されたプリカーサ噴射経路は、複数のプレートのうち最上部プレートでプリカーサを分配した後、最下部プレートまで垂直に噴射する構造を有していても良い。熱安定性の低いプリカーサの場合、ヒータなどの熱源から近い最下部層で分配されれば、プリカーサが分解され、気相反応及び吸着特性変化により、薄膜の組成変化、基板内のパターンの上下部におけるバラついた拡散、及びパーティクルの発生による薄膜の品質低下が生じるので、最上部層で分配されることが好ましい。
プリカーサが最上部プレートの１つ以上のガス流入部２００を介して注入され、最上部プレートの内部に備えられた管を介してラジカルユニット１００に満遍なくプリカーサが分布されて噴射されるように形成される。
また、ラジカルユニット１００に形成された反応ガス噴射経路は、上記に言及されたプリカーサ噴射経路と重ならないように構成され、互いに異なる反応ガスが内部で混合して噴射されるように構成されても良い。
また、プリカーサ噴射経路は、最上部プレートでプリカーサが分配された後、残りのプレートを垂直に貫通して噴射される形態に構成されても良い。
このとき、最上部プレートの内部に備えられるプリカーサの噴射経路は、プリカーサが流入される最上部プレートの中心を基点として放射状構造に形成されても良い。ラジカルユニット１００の形態に応じてプリカーサの噴射経路は変化され得る。
これを詳細に説明すると、最上部プレートにおいて、放射状に形成されたプリカーサの噴射経路は、予め設定された長さを有する複数の直線配管が中心をそれぞれ共有して交差することで放射状を形成する。
また、放射状に構成されたプリカーサの噴射経路におけるそれぞれの直線配管上において噴射孔が所定の間隔に離隔して形成され、それぞれの噴射孔が残りのプレートを垂直に貫通するように形成されても良い。これにより、プリカーサが基板上に均一に噴射されることができる。
ここで、反応ガス噴射経路は、プリカーサが分配される層よりも下に位置したプレートで反応ガスが分配されても良い。例えば、最上部プレートよりも下段に位置したプレートに反応ガス噴射経路が形成され、ラジカルユニット１００の内部に分配される。
また、反応ガスが反応ガス噴射経路により分配されるプレート層の場合、多重のシャワーヘッド構造に形成されても良い。
ここで、多重のシャワーヘッド構造とは、ラジカルユニット１００が２つ以上のプレートにより構成され、それぞれのプレートに形成される反応ガスの噴射孔が互いにずれた位置に配置される構造を意味しても良い。
また、反応ガスの噴射経路を構成する複数のプレートのうち中間に位置した所定のプレートは、複数のガス流入部２００から流入された互いに異なる反応ガスの混合及び反応のための所定の空間を構成しても良い。
本発明の一実施例に係る、ガス流入部２００は、チャンバ３００の上部に形成され、ラジカル反応のための少なくとも２つの反応ガスとプリカーサの供給を受けるために複数備えられても良い。
例えば、プリカーサの場合、１つのガス流入部２００を介して供給されるが、蒸着に多くの種類の反応ガスを必要とする場合、プリカーサのガス流入部２００の他に少なくとも２つ以上のガス流入部２００がさらに必要となる。
チャンバ３００の内部には、ガス流入部２００と連結されるラジカルユニット１００と基板とが安着するサセプト（感受体）などが備えられても良い。
よって、ガス流入部２００を介してチャンバ３００の内部に注入されるプリカーサ及び反応ガスは、ラジカルユニット１００の内部で混合し、ラジカルユニット１００の下段に位置した基板へプリカーサ及び反応ガスを噴射する。
図２は、本発明の一実施例に係る、ラジカルユニットの概略的な形態を示す断面図である。
本明細書の図２において提示しているラジカルユニット１００の構造は、本願発明を容易に説明するための実施例のうち１つに該当しても良い。従って、ラジカルユニット１００を構成するプレートの数字、ガス流入部２００の位置及び経路は、具現される蒸着装置の形態によって変わるので、本願発明の範囲を制限するものではない。
図２を参照すると、ラジカルユニット１００は、第１のプレート１１０と、第２のプレート１２０と、第３のプレート１３０と、第４のプレート１４０と、第５のプレート１５０と、第６のプレート１６０と、第７のプレート１７０と、により構成されても良い。このとき、第１のプレート１１０（最上部層）乃至第７のプレート１７０（最下部層）が互いに積層される形態で結合される。また、第１のプレート１１０の上面部には、第１のガス流入部２１０及び第２のガス流入部２２０が少なくとも２つ以上備えられても良い。
本発明の一実施例に係る、第１のガス流入部２１０は、ラジカルユニット１００にプリカーサを注入し、第１のプレート１１０の上面部中央に形成され、第１のプレート１１０を垂直に貫通するように形成される。
このとき、第１のガス流入部２１０と連結され、ラジカルユニット１００の内部でプリカーサを噴射する配管は、後述する図３乃至図６により説明することとする。
本発明の一実施例に係る、第２のガス流入部２２０は、ラジカルユニット１００に反応ガスを注入し、第１のプレート１１０の上面部の予め設定された位置に複数生成されても良い。
このとき、第２のガス流入部２２０及びプレートの個数は、蒸着に使用される反応ガスの種類と個数に関連し、備えられる位置は、ラジカルユニット１００の大きさや形態、注入される反応ガスの個数などによって決定する。
また、第２のガス流入部２２０は、第１のプレート１１０乃至第２のプレート１２０を垂直に貫通し、反応ガスを分配する第３のプレート１３０と連結される構造を有する。
このとき、第１のガス流入部２１０と連結され、ラジカルユニット１００の内部でプリカーサを噴射する配管は、後述する図３によりさらに説明することとする。
図３は、本発明の一実施例に係る、ラジカルユニットを構成する第１のプレートの上面と背面を示す図である。
図３を参照すると、第１のガス流入部２１０は、第１のプレート１１０の上面部中央に形成されており（Ｆｒｏｎｔ図を参照）、内部には第１のプリカーサ噴射経路２１１が形成されていることが、背面部（Ｂａｃｋ図を参照）の図面から確認することができる。
ここで、第１のプリカーサ噴射経路２１１は、第１のガス流入部２１０と連結され、注入されたプリカーサを分配するための予め設定された放射状構造が水平に形成されている。
また、第１のプリカーサ噴射経路２１１は、プリカーサを排出するための複数の排出孔と連結され、複数の排出孔が後述する第２のプリカーサ噴射経路２１２と連結されることによって、プリカーサは、第１及び第２のプリカーサ噴射経路２１１、２１２を介して基板の上に噴射されることができる。
追加実施例において、第１のプリカーサ噴射経路２１１は、ラジカルユニット１００の形態に対応してプリカーサを分配できる他の形態で備えられても良い。例えば、放射状ではなく円状や渦巻状の配管として備えられても良い。
他の追加実施例において、第１のプリカーサ噴射経路２１１が第１のプレート１１０の背面部において所定の高さを有しつつ突出した構造を有する場合、第１のプリカーサ噴射経路２１１の側面に排出孔が備えられても良い。排出孔は、予め設定された間隔に離隔して形成され、第１のプリカーサ噴射経路２１１の放射状構造と対応する位置に形成される。
第２のガス流入部２２０は、第１のプリカーサ噴射経路２１１とは異なり、第１のプレート１１０内では水平分配が行われず、第１のプレート１１０を貫通して第２のプレート１２０まで延びる。
図４は、本発明の一実施例に係る、ラジカルユニットを構成する第２及び第３のプレートを示す上面図である。
図４を参照すると、第２のプレート１２０及び第３のプレート１３０に形成されたガスの噴射経路を確認することができる。
先ず、第２のプレート１２０には、第１のプリカーサ噴射経路２１１の排出孔と垂直に連結される第２のプリカーサ噴射経路２１２が備えられる。図２を参照すると、第２のプリカーサ噴射経路２１２は、垂直に最下部プレートまで延びる構造であることが分かる。
ここで、第２のプリカーサ噴射経路２１２は、第２のプレート乃至第６のプレート１２０～１６０を垂直に貫通し、第７のプレート１７０に備えられたプリカーサを排出するための排出孔と結合される構造を有する。
また、第２のプレート１２０及び第３のプレート１３０は、第１のプレート１１０の上面部で形成された第２のガス流入部２２０が第２のプレート１２０を垂直に貫通して反応ガスを分配するための第３のプレートに連結される構造を有する。
このとき、第３のプレート１３０の内部には、第２のガス流入部２２０と連結され、注入された反応ガスを流動させるために予め設定された経路を有する第１の反応ガス噴射経路２２３ａが水平に備えられても良い。
ここで、第１の反応ガス噴射経路２２３ａの一側上面部は第２のガス流入部と連結され、他側背面部の予め設定された位置には反応ガスを排出するための排出孔２２４ａが形成される。第１の反応ガス噴射経路２２３ａは、複数個の噴射経路を有するように構成されても良く、このときの個数は、発明の実施例によって特に制限されなくても良い。
選択的実施例において、互いに異なる種類の反応ガスが注入される第２のガス流入部２２０が予め設定された個数以上に備えられると、特定の第１の反応ガス噴射経路２２３ａに第２のガス流入部２２０が複数連結され、互いに異なる種類の反応ガスを注入しても良い。このとき、特定の第１の反応ガス噴射経路２２３ａと連結される複数の第２のガス流入部２２０は、予め設定された距離だけ離隔して第１の反応ガス噴射経路２２３ａ上に連結されても良い。例えば、第２のガス流入部２２０が８つ備えられる場合、第１の反応ガス噴射経路２２３ａは４つ備えられ、それぞれの第１の反応ガス噴射経路２２３ａの一側毎に２つの第２のガス流入部２２０が対応するように配置されても良い。このとき、２つの第２のガス流入部２２０には互いに異なる種類の反応ガスが注入されても良い。この場合、反応ガスが注入される瞬間から互いに混合が起こり、反応ガス噴射経路が長ければ長いほど、混合及び反応時間が長くなるので、ラジカルを生成できる機会が増える。一方、図面に示されたように第２のガス流入部２２０が４つ備えられ、第１の反応ガス噴射経路２２３ａが４つ備えられて、互いに１対１対応する場合、注入される瞬間から混合が起こることはなく、第５のプレート１５０のように開けている空間上で混合が行われても良い。
図５は、本発明の一実施例に係る、ラジカルユニットを構成する第４及び第５のプレート１４０、１５０を示す上面図である。
図５を参照すると、第４のプレート１４０及び第５のプレート１５０の構造を確認することができる。
第４のプレート１４０は、その内部に、第１の反応ガス噴射経路２２３ａと連結され、注入された反応ガスをさらに流動させるために予め設定された経路を有する第２の反応ガス噴射経路２２３ｂが水平に備えられても良い。
ここで、第２の反応ガス噴射経路２２３ｂは、第１の反応ガス噴射経路２２３ａとは異なる形態の経路を有する。つまり、第１の反応ガス噴射経路２２３ａを介して流動した反応ガスが第２の反応ガス噴射経路２２３ｂを介してさらに流動するのである。
このとき、噴射孔２２４ａと噴射孔２２４ｂとが結合することにより、第１の反応ガス噴射経路２２３ａと第２の反応ガス噴射経路２２３ｂとを連結する。
また、第２の反応ガス噴射経路２２３ｂの背面部には、反応ガスを排出するための複数の排出孔２２５が予め設定された間隔で形成されても良い。例えば、複数の排出孔２２５は、第２の反応ガス噴射経路２２３ｂ上で一字状に配置され、複数の第２の反応ガス噴射経路２２３ｂ上で放射状に配置されても良い。
また、第５のプレート１５０は、リングの形態に構成され、第４のプレート１４０、第５のプレート１５０、及び第７のプレート１７０が結合する際に所定の空間を有する構造として備えられても良い。
図６は、本発明の一実施例に係る、ラジカルユニットを構成する第６及び第７のプレートを示す上面図である。
図６を参照すると、第６のプレート１６０及び第７のプレート１７０の構造を確認することができる。
第６のプレート１６０は、第４のプレート１４０乃至第７のプレート１７０の結合によって生成された空間の内部に配置される構造に形成されても良い。第６のプレート１６０は、第７のプレート１７０よりも直径が小さい構造に形成される。
このとき、第６のプレート１６０は、第４のプレート１４０及び第７のプレート１７０の間に配置され、プリカーサを噴射するための第２のプリカーサ噴射経路２１２がなす柱によって支持されるか、図面には示されていないが、第６のプレート１６０及び第７のプレート１７０の間に形成されるスペーサ（未図示）によって支持されても良い。
第６のプレート１６０及び第７のプレート１７０には、プリカーサ及び反応ガスを排出するための複数の排出孔２２６、２２７がそれぞれ形成されても良い。
ここで、第６のプレート１６０の場合、複数の排出孔２２６が予め設定された位置で同心円をなすように形成され、プリカーサを排出する第２のプリカーサ分配経路２１２と反応ガスを排出する排出孔２２６とが互いにずれるように構成されても良い。
また、第７のプレート１７０の場合も、予め設定された位置で同心円をなして複数の排出孔２２７が形成されても良い。
このとき、反応ガスが混合された後、ラジカルユニット１００から排出されるように、第６のプレート１６０に形成された排出孔２２６と第７のプレート１７０に形成された形成された排出孔２２７とは、上面から見下ろして互いにずれた位置に備えられても良い。つまり、第６のプレートの排出孔２２６と第７のプレートの排出孔２２７とが互いに対応する位置に配置される場合、第４のプレート１４０から抜け出た反応ガスが、ラジカルとの反応が行われる間もなくそのまま第６のプレートの排出孔２２６と第７のプレートの排出孔２２７を貫通して噴射され得るためである。
上述した本発明の説明は例示のためのものであり、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態に容易に変形可能であるということを理解できるはずである。それゆえ、上記した実施例は全ての面において例示的なものであり、限定的なものではないと理解すべきである。例えば、単一型で説明されている各構成要素は分散して実施されても良く、同様に、分散したものと説明されている構成要素も結合された形態で実施されても良い。
本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその均等概念から導出される全ての変更又は変形された形態が本発明の範囲に含まれると解釈されなければならない。
１００：ラジカルユニット
２００：ガス流入部
３００：チャンバ
１１０：第１のプレート
１２０：第２のプレート
１３０：第３のプレート
１４０：第４のプレート
１５０：第５のプレート
１６０：第６のプレート
１７０：第７のプレート
２１０：第１のガス流入部
２２０：第２のガス流入部
２１１：第１のプリカーサ噴射経路
２１２：第２のプリカーサ噴射経路
２２３ａ：第１の反応ガス噴射経路
２２３ｂ：第２の反応ガス噴射経路
２２４ａ、２２４ｂ、２２５、２２６、２２７：排出孔

Claims (18)

  1. 薄膜形成装置において、
    チャンバと、
    前記チャンバの上部に形成され、ラジカル反応のための少なくとも２つの反応ガスとプリカーサの供給を受けるための複数のガス流入部と、
    前記ガス流入部から供給された反応ガスを反応させてラジカルを生成し、前記ラジカルとプリカーサを下部へ噴射することで基板に薄膜を蒸着させるように構成されたラジカルユニットと、を含み、
    前記ラジカルユニットは、複数のプレートにより構成され、
    プリカーサ噴射経路は、プリカーサが、前記複数のプレートのうち最上部プレートで前記ガス流入部のプリカーサ噴射経路よりも多い複数の経路に前記最上部プレートの中心を基点として放射状水平に分配された後、前記反応ガスが分配される少なくとも１つのプレートを貫通して前記ラジカルユニットから垂直に噴射されるように構成され、
    前記最上部プレートより下部の少なくとも１つのプレートには、前記ガス流入部と結合する反応ガス噴射経路が、前記プリカーサ噴射経路と重ならないように構成され、
    前記反応ガス噴射経路は、一側で前記ガス流入部と連結される水平な予め設定された経路を備え、他側の排出孔を通じて各前記プレートの下部に前記反応ガスを排出するように形成される薄膜形成装置。
  2. 前記最上部プレートにおいて、放射状に形成された前記プリカーサ噴射経路は、予め設定された長さを有する複数の直線配管が中心をそれぞれ共有して交差する形状に構成され、それぞれの前記直線配管上において噴射孔が所定の間隔に離隔して形成され、それぞれの前記噴射孔が残りのプレートを垂直に貫通することで前記プリカーサの噴射が行われる、請求項１に記載の薄膜形成装置。
  3. 前記反応ガス噴射経路は、前記プリカーサが分配される層よりも下に位置した前記プレートで前記反応ガスが分配される、請求項２に記載の薄膜形成装置。
  4. 前記反応ガスが前記反応ガス噴射経路により分配される前記プレートは、多重のシャワーヘッド構造に形成される、請求項１に記載の薄膜形成装置。
  5. 前記多重のシャワーヘッド構造は、２つ以上の前記プレートにより構成され、前記プレートに形成される噴射孔が互いにずれた位置に配置される、請求項４に記載の薄膜形成装置。
  6. 前記反応ガス噴射経路を構成する複数のプレートのうち中間に位置した所定のプレートは、複数の前記ガス流入部から流入された互いに異なる反応ガスを混合できる空間を構成する、請求項１に記載の薄膜形成装置。
  7. 前記ラジカルユニットは、第１のプレート、第２のプレート、第３のプレート、第４のプレート、第５のプレート、第６のプレート、第７のプレートが順次に積層された形態で備えられ、
    前記ラジカルユニットは、最上部層に対応する前記第１のプレート乃至最下部層に対応する前記第７のプレートが互いに積層される形態に結合される、請求項１に記載の薄膜形成装置。
  8. 前記プリカーサが注入される第１のガス流入部は、前記第１のプレートの上面部中央に形成され、前記第１のプレートを垂直に貫通するように形成される、請求項７に記載の薄膜形成装置。
  9. 前記第１のプレートの内部には、前記第１のガス流入部と連結され、注入された前記プリカーサを分配するための予め設定された放射状構造を有する第１のプリカーサ噴射経路が水平に備えられ、
    前記第１のプリカーサ噴射経路には、前記プリカーサを排出するための複数の排出孔が予め設定された間隔で形成される、請求項８に記載の薄膜形成装置。
  10. 前記第１のプリカーサ噴射経路に備えられた複数の排出孔と垂直に連結される第２のプリカーサ噴射経路が備えられ、
    前記第２のプリカーサ噴射経路は、前記第２のプレート乃至第６のプレートを垂直に貫通し、前記第７のプレートに備えられた前記プリカーサを排出するための排出孔と結合される構造を有する、請求項９に記載の薄膜形成装置。
  11. 前記反応ガスが注入される第２のガス流入部は、前記第１のプレートの上面部の予め設定された位置に複数形成され、前記第１のプレート乃至第２のプレートを垂直に貫通し、反応ガスを分配する前記第３のプレートと連結される構造を有する、請求項７に記載の薄膜形成装置。
  12. 前記第３のプレートの内部には、前記第２のガス流入部と連結され、注入された反応ガスを流動させるために予め設定された経路を有する第１の反応ガス噴射経路が水平に備えられ、
    前記第１の反応ガス噴射経路の一側上面部は前記第２のガス流入部と連結され、他側背面部の予め設定された位置には前記反応ガスを排出するための排出孔が形成される、請求項１１に記載の薄膜形成装置。
  13. 前記第４のプレートの内部には、前記第１の反応ガス噴射経路と連結され、注入された反応ガスをさらに流動させるための第２の反応ガス噴射経路が水平に備えられ、
    前記第２の反応ガス噴射経路は前記第１の反応ガス噴射経路とは異なる形態の経路を有し、前記第２の反応ガス噴射経路の一端上面部は前記第１の反応ガス噴射経路の排出孔と連結され、背面部には前記反応ガスを排出するための複数の排出孔が予め設定された間隔で形成される、請求項１２に記載の薄膜形成装置。
  14. 互いに異なる種類の反応ガスが注入される前記第２のガス流入部が予め設定された個数以上に備えられると、特定の第１の反応ガス噴射経路に前記第２のガス流入部が複数連結され、互いに異なる種類の反応ガスが注入される、請求項１２に記載の薄膜形成装置。
  15. 前記ラジカルユニットは、
    前記第４、第５、第７のプレートが結合する際に所定の空間を有する構造として備えられ、空間の内部には前記第６のプレートが配置される構造を有し、
    前記第６のプレートは、前記プリカーサを噴射するための流路によって支持される、請求項７に記載の薄膜形成装置。
  16. 前記第５のプレートの背面部に結合される前記第７のプレートは、前記プリカーサ及び反応ガスを排出するための複数の排出孔が形成され、
    前記複数の排出孔は、予め設定された位置で同心円をなすように形成され、前記プリカーサを排出する孔と前記反応ガスを排出する孔とが互いにずれるように備えられる、請求項１５に記載の薄膜形成装置。
  17. 前記第６のプレートは、複数備えられる前記プリカーサ及び反応ガスを排出するための孔が予め設定された位置で同心円をなして形成され、前記反応ガスを排出する孔は、前記第７のプレートに備えられる前記反応ガスを排出する孔とは互いに異なる位置に備えられる、請求項１６に記載の薄膜形成装置。
  18. チャンバの上部に形成されてラジカル反応のための少なくとも２つの反応ガスとプリカーサの供給を受けるための複数のガス流入部、から供給された反応ガスを反応させてラジカルを生成し、前記ラジカルとプリカーサを下部へ噴射することで基板に薄膜を蒸着させるように構成された薄膜形成のためのラジカルユニットであって、
    前記ラジカルユニットは、複数のプレートにより構成され、
    プリカーサ噴射経路は、プリカーサが、前記複数のプレートのうち最上部プレートで前記ガス流入部のプリカーサ噴射経路よりも多い複数の経路に前記最上部プレートの中心を基点として放射状水平に分配された後、前記反応ガスが分配される少なくとも１つのプレートを貫通して前記ラジカルユニットから垂直に噴射されるように構成され、
    前記最上部プレートより下部の少なくとも１つのプレートには、前記ガス流入部と結合する反応ガス噴射経路が、前記プリカーサ噴射経路と重ならないように構成され、
    前記反応ガス噴射経路は、一側で前記ガス流入部と連結される水平な予め設定された経路を備え、他側の排出孔を通じて各前記プレートの下部に前記反応ガスを排出するように形成される、薄膜形成のためのラジカルユニット。
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