KR100555575B1 - 원자층 증착 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

원자층 증착 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 원자층 증착 장치는 반응이 이루어지는 리액터(reactor), 리액터에 연결된 메인 퍼지 라인(main purge line), 리액터로 반응물 가스와 반응물 퍼지 가스를 공급하는 반응물 가스 라인, 리액터로 소오스 가스와 소오스 퍼지 가스를 공급하는 소오스 가스 라인, 리액터에서 반응 후 발생하는 미반응 소오스 가스, 반응물 가스 및 퍼지 가스를 배출하는 배기 라인(exhaust line), 및 소오스 가스 라인에서 분기되어 배기 라인에 연결된 벤트 라인(vent line)을 포함한다. 여기서, 메인 퍼지 라인은 제1 메인 퍼지 라인, 제2 메인 퍼지 라인 및 제1 메인 퍼지 라인과 제2 메인 퍼지 라인의 연결부에 설치된 선택 밸브를 포함한다.

Description

원자층 증착 장치 및 방법{Atomic layer deposition apparatus and method}
도 1a는 대기(stand-by) 상태의 종래 원자층 증착 장치의 구성을 도시한 개략도이다.
도 1b는 도 1a의 원자층 증착 장치를 이용한 소오스 가스 공급 단계를, 도 1c는 소오스 퍼지 가스 공급 단계를, 도 1d는 반응물 가스 공급 단계를, 도 1e는 반응물 퍼지 가스 공급 단계를 도시한다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원자층 증착 장치의 대기 상태의 구성을 도시한 개략도이다.
도 2b는 도 2a의 원자층 증착 장치를 이용한 소오스 가스 공급 단계를, 도 2c는 소오스 퍼지 가스 공급 단계를, 도 2d는 반응물 가스 공급 단계를, 도 2e는 반응물 퍼지 가스 공급 단계를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 원자층 증착 장치의 대기 상태의 구성을 도시한 개략도이다.
도 3b는 도 3a의 원자층 증착 장치를 이용한 소오스 가스 공급 단계를, 도 3c는 소오스 퍼지 가스 공급 단계를, 도 3d는 반응물 가스 공급 단계를, 도 3e는 반응물 퍼지 가스 공급 단계를 도시한다.
도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 원자층 증착 장치의 대기 상태의 구성 을 도시한 개략도이다.
도 4b는 도 4a의 원자층 증착 장치를 이용한 소오스 가스 공급 단계를, 도 4c는 소오스 퍼지 가스 공급 단계를, 도 4d는 반응물 가스 공급 단계를, 도 4e는 반응물 퍼지 가스 공급 단계를 도시한다.
본 발명은 원자층 증착 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자층 증착 장치의 소오스(source) 가스 공급과 소오스 가스 퍼지의 효율을 동시에 향상시키기 위한 원자층 증착 장치 및 방법에 관한 것이다.
원자층 증착 방법에서는 리액터(reactor)에 소오스 가스와 반응물(reactant) 가스를 사이클(cycle) 방법으로 공급하여 막질을 형성한다. 즉, 원자층 증착 방법에서는 리액터에 소오스 가스 공급, 소오스 퍼지 가스 공급에 의한 소오스 가스 퍼지, 반응물 가스 공급, 및 반응물 퍼지 가스 공급에 의한 반응물 가스 퍼지를 한 사이클로 하여 원자층 수준의 막질을 형성하고, 이러한 사이클을 여러 번 반복함으로써 원하는 두께의 박막을 형성한다. 그리고, 원자층 증착 장치는 이러한 원자층 증착 방법을 실현하기 위해 리액터와 각종 가스 공급 라인 및 배기 라인을 포함하여 구성된다.
도 1a는 대기(stand-by) 상태의 종래 원자층 증착 장치의 구성을 도시한 개략도이고, 도 1b 내지 도 1e는 이러한 원자층 증착 장치를 가지고 원자층 증착 방 법을 실현할 때의 각 단계를 도시한 개략도로서, 도 1b는 소오스 가스 공급 단계, 도 1c는 소오스 퍼지 가스 공급 단계, 도 1d는 반응물 가스 공급 단계, 그리고 도 1e는 반응물 퍼지 가스 공급 단계를 도시한다. 도면에서 속이 채워진 동그라미는 개방된 밸브를, 속이 비워진 동그라미는 폐쇄된 밸브를 나타내며, 가스가 흐르고 있는 라인은 다른 라인보다 굵게 표시하였다. 기본적인 장치 구성은 도 1a를 기초로 하며, 도 1b 내지 도 1d의 단계에서는 개방/폐쇄되는 밸브 및 반응물 가스 공급 여부를 달리하여 장치가 운용됨을 볼 수 있다.
먼저 도 1a에서 리액터(10)에 제1 밸브(v1)를 가진 메인 퍼지 라인(20, main purge line)과 제2 밸브(v2)를 가진 반응물 가스 라인(30)이 연결되어 있다. 메인 퍼지 라인(20)에는 소오스 가스 라인(50)이 제3 밸브(v3)에 의해 연결되어 있다. 소오스 가스 라인(50)은 제4 밸브(v4)를 가진 소오스 퍼지 라인(40)과 소오스 퍼지 라인(40)에 양단이 연결된 소오스 가스 공급 라인(45)을 포함한다. 소오스 가스 공급 라인(45)은 소오스 보틀(47, source bottle)을 지나게 구성되며 그 전단과 후단에 제5 및 제6 밸브(v5, v6)를 가진다. 리액터(10) 안의 각종 가스는 배기 라인(60)을 통하여 밖으로 배출되는데, 쓰로틀 밸브(70, throttle valve) 및 펌프(80)를 통하여 배출된다. 소오스 가스 라인(50)에서 분기된 벤트 라인(90)은 제7 밸브(v7)를 가지며, 쓰로틀 밸브(70)와 펌프(80) 사이의 배기 라인(60)에 연결되어 있다.
도 1a의 대기 상태는 도 1c의 소오스 가스 퍼지 단계, 도 1e의 반응물 가스 퍼지 단계와 동일한 상태로 지속되게 된다. 도 1a, 도 1c 및 도 1e 등의 퍼지 단 계를 자세히 보면, 소오스 쪽은 2개의 퍼지 라인으로 나누어져 있음을 알 수 있다. 즉, 리액터(10)를 퍼지하는 메인 퍼지 라인(20)과, 리액터(10)를 거치지 않고 배기 라인(60)으로 빠지는 소오스 퍼지 라인(40)으로 나누어져 있다. 이와 같이 구성하는 이유는 밸브들이 많고 퍼지하기 어려운 소오스 가스 라인(50)을 리액터(10)와 별도로 퍼지함으로써 퍼지 시간을 단축, 즉 퍼지의 효율을 향상시키기 위함이다. 도면에도 나와 있지만, 밸브들이 많은 소오스 퍼지 라인(40)은 소오스 가스 퍼지뿐만 아니라 반응물 가스 공급/퍼지 중에도 계속 퍼지 상태에 있음을 알 수 있다.
이러한 장치 구성의 문제점은 메인 퍼지의 유량을 증가시킬수록 퍼지 효율은 향상되지만, 도 1d와 같은 반응물 가스 공급 단계 중에도 퍼지 가스가 계속 들어옴으로써, 반응물 가스의 분압을 감소시키게 되며, 전체 유량이 증가함에 따라 웨이퍼의 움직임 등이 나타날 우려가 높다는 것이다. 소오스 퍼지 라인(40)의 유량을 높이는 경우는 퍼지 관점에서는 좋지만 소오스 가스 공급시 소오스 가스 분압이 떨어지게 된다. 소오스 가스의 공급 효율을 높이는 측면에서는 벤트 라인(90)의 일부 내경을 좁게 하여 컨덕턴스(conductance)의 변화를 주는 방법이 있는데(예를 들어, 벤트 라인(90)의 내경을 4mm → 1mm로 좁히는 방법), 이 경우 소오스 가스 라인(50)의 압력이 높아져 소오스 보틀(47)에 가해지는 초기 압력이 증가되면서 초기에 소오스 가스가 많이 공급되어 웨이퍼 표면에 소오스 가스가 신속하게 포화되는(rapid saturation) 효과가 있다. 그러나, 소오스 가스 라인(50)의 퍼지 측면에서는 불리하다.
또 한가지 문제점으로 도 1a , 도 1c 및 도 1e에서와 같이 메인 퍼지와 소오 스 퍼지가 미치지 않는 소오스 가스의 정체 구간, 즉 데드 볼륨(95, dead volume)이 존재하며, 이로 인해, 특히 화합물 박막을 증착할 시에는 기상 상태 반응에 의해 파티클(particle)이 발생되며, 균일성(uniformity) 및 막질에도 이상이 발생하게 된다는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소오스 가스 공급 및 소오스 가스 퍼지의 효율을 향상시키기 위한 원자층 증착 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 소오스 가스 공급 및 소오스 가스 퍼지의 효율을 향상시키기 위한 원자층 증착 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 따른 원자층 증착 장치는 반응이 이루어지는 리액터, 상기 리액터에 연결된 메인 퍼지 라인, 상기 리액터로 반응물 가스와 반응물 퍼지 가스를 공급하는 반응물 가스 라인, 상기 리액터로 소오스 가스와 소오스 퍼지 가스를 공급하는 소오스 가스 라인, 상기 리액터에서 반응 후 발생하는 미반응 소오스 가스, 반응물 가스 및 퍼지 가스를 배출하는 배기 라인, 및 상기 소오스 가스 라인에서 분기되어 상기 배기 라인에 연결된 벤트 라인을 포함한다. 여기서, 상기 메인 퍼지 라인은 제1 메인 퍼지 라인, 제2 메인 퍼지 라인 및 상기 제1 메인 퍼지 라인과 제2 메인 퍼지 라인의 연결부에 설치된 선택 밸브를 포함한다.
상기 선택 밸브는 소오스 가스 공급 단계 및 소오스 퍼지 가스 공급 단계에 서 개방되고, 반응물 가스 공급 단계 및 반응물 퍼지 가스 공급 단계에서 폐쇄된다. 상기 메인 퍼지 라인과 소오스 가스 라인은 밸브를 사이에 두고 연결되어 있을 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 벤트 라인은 제1 벤트 라인과 상기 제1 벤트 라인보다 컨덕턴스가 큰 제2 벤트 라인 및 상기 제1 및 제2 벤트 라인에 각각 설치된 밸브를 포함한다. 이 때, 원자층 증착 방법의 소오스 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제1 벤트 라인의 밸브는 폐쇄되고 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 개방되며, 원자층 증착 방법의 반응물 가스 공급 단계 및 반응물 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 폐쇄되고 상기 제1 벤트 라인의 밸브는 개방된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 태양에 따른 원자층 증착 장치는 반응이 이루어지는 리액터, 상기 리액터에 연결된 메인 퍼지 라인, 상기 리액터로 반응물 가스와 반응물 퍼지 가스를 공급하는 반응물 가스 라인, 상기 리액터로 소오스 가스와 소오스 퍼지 가스를 공급하는 소오스 가스 라인, 상기 리액터에서 반응 후 발생하는 미반응 소오스 가스, 반응물 가스 및 퍼지 가스를 배출하는 배기 라인, 및 상기 소오스 가스 라인에서 분기되어 상기 배기 라인에 연결된 벤트 라인을 포함한다. 이 때, 상기 벤트 라인은 제1 벤트 라인과 상기 제1 벤트 라인보다 컨덕턴스가 큰 제2 벤트 라인 및 상기 제1 및 제2 벤트 라인에 각각 설치된 밸브를 포함하는 것이 특징이다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 태양에 따른 원자층 증착 방법에서는, 반응이 이루어지는 리액터 안에 웨이퍼를 장착한 다음, 상기 리액터 안에 소오스 가스를 공급한다. 이 때, 상기 리액터에 연결된 메인 퍼지 라인을, 제1 메인 퍼지 라인, 제2 메인 퍼지 라인 및 상기 제1 메인 퍼지 라인과 제2 메인 퍼지 라인의 연결부에 설치된 선택 밸브를 포함하게 구성하고, 상기 선택 밸브를 개방하여 상기 제1 및 제2 메인 퍼지 라인 모두 상기 리액터로 연통시켜 상기 리액터 안에 소오스 가스를 공급하도록 한다. 그런 다음, 상기 선택 밸브를 개방하여 상기 제1 및 제2 메인 퍼지 라인 모두 상기 리액터로 연통시켜 상기 리액터 안에 소오스 퍼지 가스를 공급한다. 이번에는 상기 선택 밸브를 폐쇄하여 상기 제2 메인 퍼지 라인만 상기 리액터로 연통시켜 상기 리액터 안에 반응물 가스를 공급한다. 계속하여 상기 선택 밸브를 폐쇄하여 상기 제2 메인 퍼지 라인만 상기 리액터로 연통시켜 상기 리액터 안에 반응물 퍼지 가스를 공급한다.
바람직한 실시예에서, 상기 리액터로 상기 소오스 가스와 소오스 퍼지 가스를 공급하는 소오스 가스 라인과 상기 리액터에서 반응 후 발생하는 미반응 소오스 가스, 반응물 가스 및 퍼지 가스를 배출하는 배기 라인에 양단이 연결된 벤트 라인을, 제1 벤트 라인과 상기 제1 벤트 라인보다 컨덕턴스가 큰 제2 벤트 라인 및 상기 제1 및 제2 벤트 라인에 각각 설치된 밸브를 포함하게 구성한 다음, 상기 소오스 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제1 벤트 라인의 밸브는 폐쇄하고 상기 제2 벤트 라인의 밸브를 개방한다. 그리고, 상기 반응물 가스 공급 단계 및 반응물 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 폐쇄하고 상기 제1 벤트 라인의 밸브를 개방한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 태양에 따른 원자층 증착 방법에서는, 반응이 이루어지는 리액터 안에 웨이퍼를 장착한 다음, 상기 리액터로 상기 소오스 가스와 소오스 퍼지 가스를 공급하는 소오스 가스 라인과 상기 리액터에서 반응 후 발생하는 미반응 소오스 가스, 반응물 가스 및 퍼지 가스를 배출하는 배기 라인에 양단이 연결된 벤트 라인을, 제1 벤트 라인과 상기 제1 벤트 라인보다 컨덕턴스가 큰 제2 벤트 라인 및 상기 제1 및 제2 벤트 라인에 각각 설치된 밸브를 포함하게 구성하고, 상기 제1 및 제2 벤트 라인의 밸브를 폐쇄하여 상기 리액터 안에 소오스 가스를 공급한다. 상기 제1 벤트 라인의 밸브는 폐쇄하고 상기 제2 벤트 라인의 밸브를 개방하여 상기 리액터 안에 소오스 퍼지 가스를 공급하고, 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 폐쇄하고 상기 제1 벤트 라인의 밸브를 개방하여 상기 리액터 안에 반응물 가스를 공급한다. 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 폐쇄하고 상기 제1 벤트 라인의 밸브를 개방하여 상기 리액터 안에 반응물 퍼지 가스를 공급한다.
이상과 같이, 본 발명의 원자층 증착 장치는 메인 퍼지 라인 및/또는 벤트 라인을 두 개의 라인(다른 말로, 듀얼 라인(dual line))으로 구성하여 소오스 가스 공급 단계, 소오스 퍼지 가스 공급 단계, 반응물 가스 공급 단계 및 반응물 퍼지 가스 공급 단계시 선택되는 라인을 적절히 변경함으로써, 소오스 가스 공급 및 퍼지의 효율을 향상시킨다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형 태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 각 도면에서, 도시 및 설명의 편의를 위하여, 동일한 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하기로 한다.
(제1 실시예)
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 의한 원자층 증착 장치의 대기 상태의 구성을 도시한 개략도이고, 도 2b 내지 도 2e는 이러한 원자층 증착 장치를 가지고 원자층 증착 방법을 실현할 때의 각 단계를 도시한 개략도로서, 도 2b는 소오스 가스 공급 단계, 도 2c는 소오스 퍼지 가스 공급 단계, 도 2d는 반응물 가스 공급 단계, 그리고 도 2e는 반응물 퍼지 가스 공급 단계를 도시한다. 예컨대, 최근 고유전막 재료로서 많은 주목을 받고 있는 하프늄 산화막(HfO2)을 형성할 때, 소오스 가스는 TEMAH를 이용하며, 반응물 가스는 산소를 이용한다. 그러나, 본 발명에 의한 원자층 증착 장치 및 방법으로 형성할 수 있는 막질은 여기에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 탄탈륨 산화막, 인듐 산화막, 주석 산화막, 루테늄 산화막, 이리듐 산화막, 티타늄 산화막, 알루미늄 산화막, 지르코늄 산화막, 실리콘 산화막 등일 수도 있다. 도면에서 속이 채워진 동그라미는 개방된 밸브를, 속이 비워진 동그라미는 폐쇄된 밸브를 나타내며, 가스가 흐르고 있는 라인은 다른 라인보다 굵게 표시하였다. 기본적인 장치 구성은 도 2a를 기초로 하며, 도 2b 내지 도 2d의 단계에서는 개방/폐쇄되는 밸브 및 반응물 가스 공급 여부를 달리하여 장치가 운용됨을 볼 수 있다.
구체적으로 도 2a에서 반응이 이루어지는 리액터(100)에 메인 퍼지 라인(120)이 연결되어 있는데, 메인 퍼지 라인(120)은 제1 메인 퍼지 라인(110)과, 제2 메인 퍼지 라인(115)과, 제1 메인 퍼지 라인(110)과 제2 메인 퍼지 라인(115)의 연결부에 설치된 선택 밸브(s1)를 포함한다. 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115)에는 선택 밸브(s1) 전단에 제1 밸브(v1)가 각각 설치되어 있다. 리액터(100)에는 또한, 리액터(100)로 반응물 가스와 반응물 퍼지 가스(반응물 가스 퍼지 단계에서는 반응물 퍼지 가스이지만, 반응물 가스 공급 단계에서는 반응물 가스 캐리어로서 기능함. 예컨대, N2, Ar과 같은 불활성 가스)를 공급하는 반응물 가스 라인(130)도 연결되어 있으며, 반응물 가스 라인(130)에는 제2 밸브(v2)가 설치되어 있다.
메인 퍼지 라인(120)에는 리액터(100)로 소오스 가스와 소오스 퍼지 가스(소오스 가스 퍼지 단계에서는 소오스 퍼지 가스이지만, 소오스 가스 공급 단계에서는 소오스 캐리어로서 기능함. 예컨대, N2, Ar과 같은 불활성 가스)를 공급하는 소오스 가스 라인(150)이 제3 밸브(v3)에 의해 연결되어 있다. 소오스 가스 라인(150)은 제4 밸브(v4)를 가진 소오스 퍼지 라인(140)과 소오스 퍼지 라인(140)에 양단이 연결된 소오스 가스 공급 라인(145)을 포함한다. 소오스 가스 공급 라인(145)은 소오스 보틀(147)을 지나게 구성되며 그 전단과 후단에 제5 및 제6 밸브(v5, v6)를 가진다. 리액터(100)에서 반응 후 발생하는 미반응 소오스 가스, 반응물 가스 및 퍼지 가스는 배기 라인(160)을 통하여 밖으로 배출되는데, 쓰로틀 밸브(170) 및 펌 프(180)를 통하여 배출된다. 소오스 가스 라인(150)에서 분기된 벤트 라인(190)은 제7 밸브(v7)를 가지며, 쓰로틀 밸브(170)와 펌프(180) 사이의 배기 라인(160)에 연결되어 있다.
도 2a에서 볼 수 있는 바와 같이, 메인 퍼지 라인(120)을 두 개의 라인, 즉 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115)을 가지는 듀얼 퍼지 라인으로 구성한 것이 본 제1 실시예의 특징이다. 대기 상태에서, 제3, 제5 및 제6 밸브(v3, v5, v6)만이 폐쇄 상태이다. 특히 선택 밸브(s1)를 개방 상태로 두어 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115)의 퍼지 가스가 모두 리액터(100)로 흘러 들어가게 한다. 예컨대, 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115) 각각에 50sccm의 퍼지 가스를 흐르게 하여 총 100sccm의 퍼지 가스가 리액터(100)로 흐르게 한다.
이러한 원자층 증착 장치를 가지고 원자층 증착 방법을 실행하는 예는 다음과 같다. 먼저, 리액터(100) 안에 웨이퍼를 장착한 다음, 도 2a와 같은 대기 상태를 유지케 한다. 그런 다음, 도 2b 내지 도 2e까지의 단계를 한 사이클로 하여 이러한 사이클을 여러 번 반복하여 웨이퍼 위에 원하는 두께의 박막을 증착한다.
우선, 도 2b는 도 2a의 원자층 증착 장치를 이용한 소오스 가스 공급 단계를 도시한다. 리액터(100)로 소오스 가스를 공급할 수 있도록, 제4 및 제7 밸브(v4, v7)를 폐쇄 상태에 두고 나머지 밸브(v1, v2, v3, v5, v6)는 모두 개방 상태로 둔다. 선택 밸브(s1)도 개방 상태로 두어 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115)을 모두 리액터(100)와 연통시켜 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115)을 흐르는 퍼지 가스가 모두 리액터(100)로 흘러 들어가게 한다. 예컨대, 도 2a에서와 마찬가지 로, 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115) 각각에 50sccm의 퍼지 가스를 흐르게 하여 총 100sccm의 퍼지 가스가 리액터(100)로 흐르게 한다. 쓰로틀 밸브(170)는 공정 중에 완전히 개방되거나 완전히 닫히지 않는다. 항상 일정 압력을 유지하려고 열린 각도를 조절하거나 아니면 고정된 각도로 그대로 있기도 한다.
도 2c는 도 2a의 원자층 증착 장치를 이용한 소오스 퍼지 가스 공급 단계를 도시하며, 도 2a의 대기 상태와 동일하다. 즉, 선택 밸브(s1)를 개방 상태로 두어 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115)의 퍼지 가스가 모두 리액터(100)로 흘러 들어가게 한다.
도 2d는 도 2a의 원자층 증착 장치를 이용한 반응물 가스 공급 단계를 도시한다. 반응물 가스 라인(130)을 통해 리액터(100)로 반응물 가스를 공급하며, 제5 및 제6 밸브(v5, v6)와 선택 밸브(s1)를 폐쇄 상태로 둔다. 그러면, 제2 메인 퍼지 라인(115)만이 리액터(100)와 연통되어, 제1 메인 퍼지 라인(110)으로 공급된 퍼지 가스는 벤트 라인(190) 쪽으로 흐르고, 제2 메인 퍼지 라인(115)으로 공급된 퍼지 가스는 리액터(100) 쪽으로 흘러간다. 앞의 단계에서처럼, 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115) 각각에 50sccm의 퍼지 가스를 흐르게 하는 경우라면, 선택 밸브(s1)의 폐쇄에 따라 제2 메인 퍼지 라인(115)의 50sccm 퍼지 가스만이 리액터(100)로 흐르게 된다. 종래에는 하나의 메인 퍼지 라인만을 구성하고 반응물 가스 공급 단계에서 이 메인 퍼지 라인에 의해 퍼지 가스가 전부 리액터로 들어감으로써 반응물 가스의 분압을 떨어뜨리는 문제가 있었으나, 본 실시예에 의하면 선택 밸브(s1)의 폐쇄에 의해 제2 메인 퍼지 라인(115)으로 공급된 퍼지 가스만이 리액터 (100)로 들어가게 되어 반응물 가스의 분압을 향상시킬 수가 있는 것이다. 반응물 가스의 분압은 불순물의 제거 및 박막의 단차 도포성(step coverage)에 큰 영향을 줌으로써 박막의 전기적 특성에 큰 영향을 주는 인자(factor)이기 때문에 본 실시예에서와 같이 반응물 가스의 분압을 증가시키는 것이 유리하다. 뿐만 아니라, 제1 메인 퍼지 라인(110)으로 흐르는 퍼지 가스는 선택 밸브(s1)의 폐쇄에 따라 벤트 라인(190) 쪽으로 흐르게 되므로, 종래 소오스 가스의 데드 볼륨에 해당하는 부분(195)까지 퍼지시키는 것을 볼 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 종래 데드 볼륨으로 인해 야기되던 문제를 해결하여 소오스 가스 퍼지 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 2e는 도 2a의 원자층 증착 장치를 이용한 반응물 퍼지 가스 공급 단계를 도시한다. 밸브의 개폐는 도 2d와 동일하나, 반응물 가스 라인(130)으로 퍼지 가스만을 공급한다. 여기서도, 제1 메인 퍼지 라인(110)으로 흐르는 퍼지 가스에 의해, 종래 소오스 가스의 데드 볼륨에 해당하는 부분(195)까지 퍼지되는 것을 볼 수 있다.
(제2 실시예)
도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 의한 원자층 증착 장치의 대기 상태의 구성을 도시한 개략도이고, 도 3b 내지 도 3e는 이러한 원자층 증착 장치를 가지고 원자층 증착 방법을 실현할 때의 각 단계를 도시한 개략도로서, 도 3b는 소오스 가스 공급 단계, 도 3c는 소오스 퍼지 가스 공급 단계, 도 3d는 반응물 가스 공급 단계, 그리고 도 3e는 반응물 퍼지 가스 공급 단계를 도시한다. 도면에서 속이 채워진 동그라미는 개방된 밸브를, 속이 비워진 동그라미는 폐쇄된 밸브를 나타내며, 가스가 흐르고 있는 라인은 다른 라인보다 굵게 표시하였다. 기본적인 장치 구성은 도 3a를 기초로 하며, 도 3b 내지 도 3d의 단계에서는 개방/폐쇄되는 밸브 및 반응물 가스 공급 여부를 달리하여 장치가 운용됨을 볼 수 있다.
도 3a를 참조하면, 반응이 이루어지는 리액터(100)에 메인 퍼지 라인(220)과 반응물 가스 라인(130)이 연결되어 있으며, 메인 퍼지 라인(220)에는 제1 밸브(v1)가, 반응물 가스 라인(130)에는 제2 밸브(v2)가 설치되어 있다.
메인 퍼지 라인(220)에는 소오스 가스 라인(150)이 제3 밸브(v3)에 의해 연결되어 있다. 소오스 가스 라인(150)은 제4 밸브(v4)를 가진 소오스 퍼지 라인(140)과 소오스 퍼지 라인(140)에 양단이 연결된 소오스 가스 공급 라인(145)을 포함한다. 소오스 가스 공급 라인(145)은 소오스 보틀(147)을 지나게 구성되며 그 전단과 후단에 제5 및 제6 밸브(v5, v6)를 가진다. 리액터(100)에서 반응 후 발생하는 미반응 소오스 가스, 반응물 가스 및 퍼지 가스는 배기 라인(160)을 통하여 밖으로 배출되는데, 쓰로틀 밸브(170) 및 펌프(180)를 통하여 배출된다.
소오스 가스 라인(150)에서 분기된 벤트 라인(290)은 쓰로틀 밸브(170)와 펌프(180) 사이의 배기 라인(160)에 연결되어 있다. 특히, 본 실시예의 벤트 라인(290)은 제1 벤트 라인(292)과 제1 벤트 라인(292)보다 컨덕턴스가 큰 제2 벤트 라인(294) 및 각 벤트 라인(292, 294)에 설치된 밸브(293, 295)를 포함한다. 즉, 벤트 라인(290)을 두 개의 라인, 즉 제1 및 제2 벤트 라인(292, 294)을 가지는 듀얼 벤트 라인으로 구성한 것이 본 제2 실시예의 특징이다. 예컨대, 제2 벤트 라인 (294)은 내경 4mm로 구성하고, 제1 벤트 라인(292)은 내경을 4mm → 1mm로 좁혀 구성한다.
도 3a의 대기 상태에서는, 제3, 제5 및 제6 밸브(v3, v5, v6)와 제1 벤트 라인의 밸브(293)만이 폐쇄되고 제1, 제2 및 제4 밸브(v1, v2, v4)와 제2 벤트 라인의 밸브(295)는 개방되어 결과적으로 제1 실시예에서의 대기 상태와 동일해진다.
이러한 원자층 증착 장치를 가지고 원자층 증착 방법을 실행하는 예는 다음과 같다. 먼저, 리액터(100) 안에 웨이퍼를 장착한 다음, 도 3a와 같은 대기 상태를 유지케 한다. 그런 다음, 도 3b 내지 도 3e까지의 단계를 한 사이클로 하여 이러한 사이클을 여러 번 반복하여 웨이퍼 위에 박막을 증착한다.
도 3b는 도 3a의 원자층 증착 장치를 이용한 소오스 가스 공급 단계를 도시한다. 제4 밸브(v4)와 제1 및 제2 벤트 라인의 밸브(293, 295)를 폐쇄 상태에 두고 나머지 밸브(v1, v2, v3, v5, v6)는 모두 개방 상태로 두어, 리액터(100)로 소오스 가스를 공급한다. 결과적으로는, 제1 실시예에서의 소오스 가스 공급 단계와 동일해진다.
도 3c는 도 3a의 원자층 증착 장치를 이용한 소오스 퍼지 가스 공급 단계를 도시한다. 도 3a의 대기 상태와 동일하다. 즉, 제3, 제5 및 제6 밸브(v3, v5, v6)와 제1 벤트 라인의 밸브(293)만이 폐쇄되고 제1, 제2 및 제4 밸브(v1, v2, v4)와 제2 벤트 라인의 밸브(295)는 개방된다. 제2 벤트 라인의 밸브(295) 개방에 의해 컨덕턴스가 큰 제2 벤트 라인(294)을 통해 소오스 퍼지 가스가 배기되므로, 소오스 가스 퍼지 효율을 높일 수 있다.
도 3d는 도 3a의 원자층 증착 장치를 이용한 반응물 가스 공급 단계를 도시한다. 반응물 가스 라인(130)을 통해 리액터(100)로 반응물 가스를 공급하며, 제3, 제5 및 제6 밸브(v3, v5, v6)와 제2 벤트 라인의 밸브(295)는 폐쇄하고, 제1, 제2 및 제4 밸브(v1, v2, v4)와 제1 벤트 라인의 밸브(293)는 개방한다.
도 3e는 도 3a의 원자층 증착 장치를 이용한 반응물 퍼지 가스 공급 단계를 도시한다. 밸브의 개폐는 도 3d와 동일하나, 반응물 가스 라인(130)으로 퍼지 가스만을 공급한다.
도 3d 및 도 3e에서 볼 수 있는 바와 같이, 반응물 가스 공급 단계 및 반응물 퍼지 가스 공급 단계에서, 제1 벤트 라인의 밸브(293)는 개방하고 제2 벤트 라인의 밸브(295)는 폐쇄함으로써, 컨덕턴스가 작은 제1 벤트 라인(292)으로 퍼지 가스가 흐르게 된다. 컨덕턴스가 작은 라인만을 이용하게 되면서 전체 벤트 라인(290)의 압력을 증가시키게 되므로, 후속적으로 도 3b와 같은 소오스 가스 공급 단계를 진행할 때에 소오스 보틀(147)에 가해지는 초기 압력이 증가한다. 따라서, 초기에 소오스 가스가 많이 공급되어 웨이퍼 표면에 소오스 가스가 신속하게 포화되는 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 17Torr에서 31Torr까지 올리는 데 드는 시간을 0.05초로 단축시킬 수 있다. 즉, 본 실시예에 의할 경우, 반응물 가스보다 공급과 퍼지가 훨씬 어려운 소오스 가스에 대해서 공급 및 퍼지 효율을 동시에 증가시킬 수 있다.
한편, 도 3d 및 도 3e에서는 제3 밸브(v3)를 폐쇄하는 경우를 예로 들었으나, 제3 밸브(v3)를 폐쇄하여 벤트 라인(290)의 압력을 높이는 것보다 제3 밸브 (v3)를 개방하여 도 2d 및 도 2e에서 설명한 바와 같이 데드 볼륨을 제거하는 것이 유리할 경우에는 제3 밸브(v3)를 개방하여도 된다.
(제3 실시예)
도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 의한 원자층 증착 장치의 대기 상태의 구성을 도시한 개략도이고, 도 4b 내지 도 4e는 이러한 원자층 증착 장치를 가지고 원자층 증착 방법을 실현할 때의 각 단계를 도시한 개략도로서, 도 4b는 소오스 가스 공급 단계, 도 4c는 소오스 퍼지 가스 공급 단계, 도 4d는 반응물 가스 공급 단계, 그리고 도 4e는 반응물 퍼지 가스 공급 단계를 도시한다. 도면에서 속이 채워진 동그라미는 개방된 밸브를, 속이 비워진 동그라미는 폐쇄된 밸브를 나타내며, 가스가 흐르고 있는 라인은 다른 라인보다 굵게 표시하였다. 기본적인 장치 구성은 도 4a를 기초로 하며, 도 4b 내지 도 4d의 단계에서는 개방/폐쇄되는 밸브 및 반응물 가스 공급 여부를 달리하여 장치가 운용됨을 볼 수 있다. 그리고, 본 실시예는 상기 제1 및 제2 실시예의 결합 형태로 이해될 수 있다.
구체적으로 도 4a에서 반응이 이루어지는 리액터(100)에 메인 퍼지 라인(120)이 연결되어 있는데, 제1 실시예에서와 마찬가지로 메인 퍼지 라인(120)은 제1 메인 퍼지 라인(110)과, 제2 메인 퍼지 라인(115) 및 제1 메인 퍼지 라인(110)과 제2 메인 퍼지 라인(115)의 연결부에 설치된 선택 밸브(s1)를 포함한다. 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115)에는 선택 밸브(s1) 전단에 제1 밸브(v1)가 각각 설치되어 있다. 리액터(100)에는 또한, 리액터(100)로 반응물 가스와 반응물 퍼지 가스를 공급하는 반응물 가스 라인(130)도 연결되어 있으며, 반응물 가스 라인 (130)에는 제2 밸브(v2)가 설치되어 있다.
메인 퍼지 라인(120)에는 리액터(100)로 소오스 가스와 소오스 퍼지 가스를 공급하는 소오스 가스 라인(150)이 제3 밸브(v3)에 의해 연결되어 있다. 소오스 가스 라인(150)은 제4 밸브(v4)를 가진 소오스 퍼지 라인(140)과 소오스 퍼지 라인(140)에 양단이 연결된 소오스 가스 공급 라인(145)을 포함한다. 소오스 가스 공급 라인(145)은 소오스 보틀(147)을 지나게 구성되며 그 전단과 후단에 제5 및 제6 밸브(v5, v6)를 가진다. 리액터(100)에서 반응 후 발생하는 미반응 소오스 가스, 반응물 가스 및 퍼지 가스는 배기 라인(160)을 통하여 밖으로 배출되는데, 쓰로틀 밸브(170) 및 펌프(180)를 통하여 배출된다.
소오스 가스 라인(150)에서 분기된 벤트 라인(290)은 쓰로틀 밸브(170)와 펌프(180) 사이의 배기 라인(160)에 연결되어 있다. 특히, 벤트 라인(290)은 제2 실시예에서와 같이, 제1 벤트 라인(292)과 제1 벤트 라인(292)보다 컨덕턴스가 큰 제2 벤트 라인(294) 및 각 벤트 라인(292, 294)에 설치된 밸브(293, 295)를 포함한다.
도 4a에서 볼 수 있는 바와 같이, 대기 상태에서, 제3, 제5 및 제6 밸브(v3, v5, v6)와 제1 벤트 라인의 밸브(293)만이 폐쇄 상태이며, 제1, 제2 및 제4 밸브(v1, v2, v4)와 제2 벤트 라인의 밸브(295)는 개방된다. 특히 선택 밸브(s1)를 개방 상태로 두어 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115)의 퍼지 가스가 모두 리액터(100)로 흘러 들어가게 한다. 예컨대, 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115) 각각에 50sccm의 퍼지 가스를 흐르게 하여 총 100sccm의 퍼지 가스가 리액터(100)로 흐 르게 한다.
이러한 원자층 증착 장치를 가지고 원자층 증착 방법을 실행하는 예는 다음과 같다. 먼저, 리액터(100) 안에 웨이퍼를 장착한 다음, 도 4a와 같은 대기 상태를 유지케 한다. 그런 다음, 도 4b 내지 도 4e까지의 단계를 한 사이클로 하여 이러한 사이클을 여러 번 반복하여 웨이퍼 위에 박막을 증착한다.
도 4b는 도 4a의 원자층 증착 장치를 이용한 소오스 가스 공급 단계를 도시한다. 리액터(100)로 소오스 가스를 공급할 수 있도록, 제4 밸브(v4)와 제1 및 제2 벤트 라인의 밸브(293, 295)를 폐쇄 상태에 두고 나머지 밸브(v1, v2, v3, v5, v6)는 모두 개방 상태로 둔다. 선택 밸브(s1)도 개방 상태로 두어 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115)을 모두 리액터(100)와 연통시켜 퍼지 가스가 모두 리액터(100)로 흘러 들어가게 한다.
도 4c는 도 4a의 원자층 증착 장치를 이용한 소오스 퍼지 가스 공급 단계를 도시하며, 도 4a의 대기 상태와 동일하다. 즉, 제3, 제5 및 제6 밸브(v3, v5, v6)와 제1 벤트 라인의 밸브(293)만이 폐쇄되고 제1, 제2 및 제4 밸브(v1, v2, v4)와 제2 벤트 라인의 밸브(295)는 개방된다. 그리고, 선택 밸브(s1)를 개방 상태로 두어 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115)의 퍼지 가스가 모두 리액터(100)로 흘러 들어가게 한다. 제2 벤트 라인의 밸브(295) 개방에 의해 컨덕턴스가 큰 제 2 벤트 라인(294)을 통해 소오스 퍼지 가스가 배기되므로, 소오스 가스 퍼지 효율을 높일 수 있다.
도 4d는 도 4a의 원자층 증착 장치를 이용한 반응물 가스 공급 단계를 도시 한다. 반응물 가스 라인(130)을 통해 리액터(100)로 반응물 가스를 공급하며, 제5 및 제6 밸브(v5, v6)와 제2 벤트 라인의 밸브(295), 그리고 선택 밸브(s1)를 폐쇄 상태로 두고, 제1 내지 제4 밸브(v1, v2, v3, v4)와 제1 벤트 라인의 밸브(293)는 개방 상태로 둔다. 그러면, 제2 메인 퍼지 라인(115)만이 리액터(100)와 연통되어, 제1 메인 퍼지 라인(110)으로 공급된 퍼지 가스는 벤트 라인(290) 쪽으로 흐르고, 제2 메인 퍼지 라인(115)으로 공급된 퍼지 가스는 리액터(100) 쪽으로 흘러간다. 예컨대, 제1 및 제2 메인 퍼지 라인(110, 115) 각각에 50sccm의 퍼지 가스를 흐르게 하는 경우라면, 선택 밸브(s1)의 폐쇄에 따라 제2 메인 퍼지 라인(115)의 50sccm 퍼지 가스만이 리액터(100)로 흐르게 된다. 리액터(100)로 들어가게 되는 퍼지 가스의 양이 감소하므로, 반응물 가스의 분압을 향상시킬 수 있다. 그리고, 제1 메인 퍼지 라인(110)으로 흐르는 퍼지 가스에 의해, 종래 소오스 가스의 데드 볼륨에 해당하는 부분(195)까지 퍼지된다.
도 4e는 도 4a의 원자층 증착 장치를 이용한 반응물 퍼지 가스 공급 단계를 도시한다. 밸브의 개폐는 도 4d와 동일하나, 반응물 가스 라인(130)으로 퍼지 가스만을 공급한다. 여기서도, 제1 메인 퍼지 라인(110)으로 흐르는 퍼지 가스에 의해, 종래 소오스 가스의 데드 볼륨에 해당하는 부분(195)까지 퍼지되는 것을 볼 수 있다.
도 4d 및 도 4e에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1 벤트 라인의 밸브(293)는 개방하고 제2 벤트 라인의 밸브(295)는 폐쇄함으로써, 컨덕턴스가 작은 제1 벤트 라인(292)으로 퍼지 가스가 흐르게 된다. 컨덕턴스가 작은 라인만을 이용하게 되면 서 전체 벤트 라인(290)의 압력을 증가시키게 되므로, 후속적으로 도 4b와 같은 소오스 가스 공급 단계를 진행할 때에 소오스 보틀(147)에 가해지는 초기 압력이 증가하여, 초기에 소오스 가스가 많이 공급되어 웨이퍼표면에 소오스 가스가 신속하게 포화되는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의할 경우 소오스 가스에 대해서 공급 및 퍼지 효율을 동시에 증가시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명을 하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않은 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 원자층 증착 장치 및 방법에서는 메인 퍼지 라인 및/또는 벤트 라인을 듀얼 라인으로 구성하여 소오스 가스 공급 단계, 소오스 퍼지 가스 공급 단계, 반응물 가스 공급 단계 및 반응물 퍼지 가스 공급 단계시 선택되는 라인을 적절히 변경함으로써, 소오스 가스 공급 및 퍼지의 효율을 향상시킨다. 뿐만 아니라, 종래 소오스 가스가 퍼지되지 않고 남아 있는 데드 볼륨을 제거할 수 있는 효과도 있다.

Claims (27)

  1. 반응이 이루어지는 리액터;
    상기 리액터에 연결된 메인 퍼지 라인으로서, 제1 메인 퍼지 라인, 제2 메인 퍼지 라인 및 상기 제1 메인 퍼지 라인과 제2 메인 퍼지 라인의 연결부에 설치된 선택 밸브를 포함하는 메인 퍼지 라인;
    상기 리액터로 반응물 가스와 반응물 퍼지 가스를 공급하는 반응물 가스 라인;
    상기 리액터로 소오스 가스와 소오스 퍼지 가스를 공급하는 소오스 가스 라인;
    상기 리액터에서 반응 후 발생하는 미반응 소오스 가스, 반응물 가스 및 퍼지 가스를 배출하는 배기 라인; 및
    상기 소오스 가스 라인에서 분기되어 상기 배기 라인에 연결된 벤트 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선택 밸브는 소오스 가스 공급 단계 및 소오스 퍼지 가스 공급 단계에서 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 선택 밸브는 반응물 가스 공급 단계 및 반응물 퍼지 가스 공급 단계에서 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 메인 퍼지 라인에는 상기 선택 밸브 전단에 제1 밸브가 각각 설치되어 있고, 상기 반응물 가스 라인에는 제2 밸브가 설치되어 있으며, 상기 메인 퍼지 라인에는 상기 소오스 가스 라인이 제3 밸브에 의해 연 결되어 있고, 상기 소오스 가스 라인은 제4 밸브를 가진 소오스 퍼지 라인과 상기 소오스 퍼지 라인에 양단이 연결된 소오스 가스 공급 라인을 포함하며, 상기 소오스 가스 공급 라인은 소오스 보틀을 지나게 구성되며 그 전단과 후단에 제5 및 제6 밸브가 설치되어 있으며, 상기 배기 라인에는 쓰로틀 밸브와 펌프가 연결되어 있고, 상기 벤트 라인은 상기 소오스 가스 라인에서 분기된 후 제7 밸브를 가지며 상기 쓰로틀 밸브와 펌프 사이의 상기 배기 라인에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  5. 제4항에 있어서, 소오스 가스 공급 단계에서 상기 제4 및 제7 밸브는 폐쇄되고 상기 제1, 제2, 제3, 제5, 제6 밸브와 선택 밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  6. 제4항에 있어서, 소오스 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제3, 제5 및 제6 밸브는 폐쇄되고 상기 제1, 제2, 제4 및 제7 밸브와 선택 밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  7. 제4항에 있어서, 반응물 가스 공급 단계와 반응물 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제5 및 제6 밸브와 선택 밸브는 폐쇄되고, 제1 내지 제4, 제7 밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 벤트 라인은 제1 벤트 라인과 상기 제1 벤트 라인보다 컨덕턴스(conductance)가 큰 제2 벤트 라인 및 상기 제1 및 제2 벤트 라인에 각각 설치된 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  9. 제8항에 있어서, 소오스 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제1 벤트 라인의 밸브는 폐쇄되고 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  10. 제8항에 있어서, 반응물 가스 공급 단계 및 반응물 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 폐쇄되고 상기 제1 벤트 라인의 밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 메인 퍼지 라인에는 상기 선택 밸브 전단에 제1 밸브가 각각 설치되어 있고, 상기 반응물 가스 라인에는 제2 밸브가 설치되어 있으며, 상기 메인 퍼지 라인에는 상기 소오스 가스 라인이 제3 밸브에 의해 연결되어 있고, 상기 소오스 가스 라인은 제4 밸브를 가진 소오스 퍼지 라인과 상기 소오스 퍼지 라인에 양단이 연결된 소오스 가스 공급 라인을 포함하며, 상기 소오스 가스 공급 라인은 소오스 보틀을 지나게 구성되며 그 전단과 후단에 제5 및 제6 밸브가 설치되어 있으며, 상기 배기 라인에는 쓰로틀 밸브와 펌프가 연결되어 있고, 상기 벤트 라인은 상기 소오스 가스 라인에서 분기된 후 상기 쓰로틀 밸브와 펌프 사이의 상기 배기 라인에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  12. 제11항에 있어서, 소오스 가스 공급 단계에서 상기 제4 밸브와 제1 및 제2 벤트 라인의 밸브는 폐쇄되고 상기 제1, 제2, 제3, 제5, 제6 밸브와 선택 밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  13. 제11항에 있어서, 소오스 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제3, 제5 및 제6 밸브와 상기 제1 벤트 라인의 밸브는 폐쇄되고 상기 제1, 제2 및 제4 밸브, 선택 밸브와 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  14. 제11항에 있어서, 반응물 가스 공급 단계와 반응물 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제5 및 제6 밸브, 선택 밸브와 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 폐쇄되고, 제1 내지 제4 밸브와 상기 제1 벤트 라인의 밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 메인 퍼지 라인과 소오스 가스 라인은 밸브를 사이에 두고 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  16. 반응이 이루어지는 리액터;
    상기 리액터에 연결된 메인 퍼지 라인;
    상기 리액터로 반응물 가스와 반응물 퍼지 가스를 공급하는 반응물 가스 라인;
    상기 리액터로 소오스 가스와 소오스 퍼지 가스를 공급하는 소오스 가스 라인;
    상기 리액터에서 반응 후 발생하는 미반응 소오스 가스, 반응물 가스 및 퍼지 가스를 배출하는 배기 라인; 및
    상기 소오스 가스 라인에서 분기되어 상기 배기 라인에 연결된 벤트 라인으로서, 제1 벤트 라인과 상기 제1 벤트 라인보다 컨덕턴스가 큰 제2 벤트 라인 및 상기 제1 및 제2 벤트 라인에 각각 설치된 밸브를 포함하는 벤트 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  17. 제16항에 있어서, 소오스 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제1 벤트 라인의 밸브는 폐쇄되고 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  18. 제16항에 있어서, 반응물 가스 공급 단계 및 반응물 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 폐쇄되고 상기 제1 벤트 라인의 밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  19. 제16항에 있어서, 상기 메인 퍼지 라인에는 제1 밸브가 설치되어 있고, 상기 반응물 가스 라인에는 제2 밸브가 설치되어 있으며, 상기 메인 퍼지 라인에는 상기 소오스 가스 라인이 제3 밸브에 의해 연결되어 있고, 상기 소오스 가스 라인은 제4 밸브를 가진 소오스 퍼지 라인과 상기 소오스 퍼지 라인에 양단이 연결된 소오스 가스 공급 라인을 포함하며, 상기 소오스 가스 공급 라인은 소오스 보틀을 지나게 구성되며 그 전단과 후단에 제5 및 제6 밸브가 설치되어 있으며, 상기 배기 라인에는 쓰로틀 밸브와 펌프가 연결되어 있고, 상기 벤트 라인은 상기 소오스 가스 라인에서 분기된 후 상기 쓰로틀 밸브와 펌프 사이의 상기 배기 라인에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  20. 제19항에 있어서, 소오스 가스 공급 단계에서 상기 제4 밸브와 제1 및 제2 벤트 라인의 밸브는 폐쇄되고 상기 제1, 제2, 제3, 제5, 제6 밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  21. 제19항에 있어서, 소오스 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제3, 제5 및 제6 밸브와 상기 제1 벤트 라인의 밸브는 폐쇄되고 상기 제1, 제2 및 제4 밸브와 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  22. 제19항에 있어서, 반응물 가스 공급 단계와 반응물 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제5 및 제6 밸브와 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 폐쇄되고, 제1, 제2 및 제4 밸브와 상기 제1 벤트 라인의 밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  23. 반응이 이루어지는 리액터 안에 웨이퍼를 장착하는 단계;
    상기 리액터에 연결된 메인 퍼지 라인을, 제1 메인 퍼지 라인, 제2 메인 퍼지 라인 및 상기 제1 메인 퍼지 라인과 제2 메인 퍼지 라인의 연결부에 설치된 선택 밸브를 포함하게 구성하고, 상기 선택 밸브를 개방하여 상기 제1 및 제2 메인 퍼지 라인 모두 상기 리액터로 연통시켜 상기 리액터 안에 소오스 가스를 공급하는 단계;
    상기 선택 밸브를 개방하여 상기 제1 및 제2 메인 퍼지 라인 모두 상기 리액터로 연통시켜 상기 리액터 안에 소오스 퍼지 가스를 공급하는 단계;
    상기 선택 밸브를 폐쇄하여 상기 제2 메인 퍼지 라인만 상기 리액터로 연통시켜 상기 리액터 안에 반응물 가스를 공급하는 단계; 및
    상기 선택 밸브를 폐쇄하여 상기 제2 메인 퍼지 라인만 상기 리액터로 연통시켜 상기 리액터 안에 반응물 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 리액터로 상기 소오스 가스와 소오스 퍼지 가스를 공급하는 소오스 가스 라인과 상기 리액터에서 반응 후 발생하는 미반응 소오스 가 스, 반응물 가스 및 퍼지 가스를 배출하는 배기 라인에 양단이 연결된 벤트 라인을, 제1 벤트 라인과 상기 제1 벤트 라인보다 컨덕턴스가 큰 제2 벤트 라인 및 상기 제1 및 제2 벤트 라인에 각각 설치된 밸브를 포함하게 구성하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 소오스 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제1 벤트 라인의 밸브는 폐쇄하고 상기 제2 벤트 라인의 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.
  26. 제24항에 있어서, 상기 반응물 가스 공급 단계 및 반응물 퍼지 가스 공급 단계에서 상기 제2 벤트 라인의 밸브는 폐쇄하고 상기 제1 벤트 라인의 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.
  27. 반응이 이루어지는 리액터 안에 웨이퍼를 장착하는 단계;
    상기 리액터로 상기 소오스 가스와 소오스 퍼지 가스를 공급하는 소오스 가스 라인과 상기 리액터에서 반응 후 발생하는 미반응 소오스 가스, 반응물 가스 및 퍼지 가스를 배출하는 배기 라인에 양단이 연결된 벤트 라인을, 제1 벤트 라인과 상기 제1 벤트 라인보다 컨덕턴스가 큰 제2 벤트 라인 및 상기 제1 및 제2 벤트 라인에 각각 설치된 밸브를 포함하게 구성하고, 상기 제1 및 제2 벤트 라인의 밸브를 폐쇄하여 상기 리액터 안에 소오스 가스를 공급하는 단계;
    상기 제1 벤트 라인의 밸브는 폐쇄하고 상기 제2 벤트 라인의 밸브를 개방하여 상기 리액터 안에 소오스 퍼지 가스를 공급하는 단계;
    상기 제2 벤트 라인의 밸브는 폐쇄하고 상기 제1 벤트 라인의 밸브를 개방하여 상기 리액터 안에 반응물 가스를 공급하는 단계; 및
    상기 제2 벤트 라인의 밸브는 폐쇄하고 상기 제1 벤트 라인의 밸브를 개방하여 상기 리액터 안에 반응물 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.
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