KR100703650B1 - 박막증착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 퍼지가스가 슬릿밸브를 통해서 공급되어 공정부산물을 배출시킬 수 있도록 구조가 개선되어 제조비가 절감될 뿐만 아니라 그 크기도 줄어들어 공간 활용도를 극대화할 수 있는 박막증착장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 박막증착장치는 웨이퍼가 유입 및 유출되는 유출입구를 가지는 챔버; 상기 챔버의 유출입구를 개폐하도록 그 챔버에 결합되는 슬릿밸브; 상기 챔버의 내부공간에 설치되며 상기 웨이퍼가 배치되는 웨이퍼블록; 및 상기 웨이퍼블록에 배치된 웨이퍼에 박막이 형성되도록 그 웨이퍼를 향해 소스가스를 분사하는 샤워헤드;를 구비하며, 상기 슬릿밸브에는, 상기 챔버의 내부공간 및 유출입구에 퇴적되어 있는 공정부산물을 배출시키기 위하여 퍼지가스가 공급되는 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

박막증착장치{Apparatus for depositing thin film on wafer}

도 1a은 종래의 일례에 따른 박막증착장치의 개략적인 단면도이다.

도 1b는 도 1a에 도시된 슬릿밸브 부근을 확대한 확대도이다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막장착장치의 개략적인 단면도이다.

도 2b는 도 1a에 도시된 슬릿밸브 부근을 확대한 확대도이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...챔버 11...상부챔버

12...마개부재 13...하부챔버

20...슬릿밸브 21...하우징

22...게이트 23...구동원

30...퍼지가스공급관 40...웨이퍼블록

41...기판가열부 42...샤프트

50...샤워헤드 73...밀봉부재

100...박막증착장치 111...유출입구

112...내부공간 211...웨이퍼통로

212...유로 212a...주유로

212b...부유로 221...밀봉부재

본 발명은 박막증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 퍼지가스가 슬릿밸브를 통해서 공급되어 공정부산물을 배출시킬 수 있도록 구조가 개선된 박막증착장치에 관한 것이다.

박막증착법에는 물리적기상증착법, 화학적기상증착법 및 원자층 증착법 등 여러 가지가 있으며, 최근에는 박막을 얇게 증착할 수 있을 뿐만 아니라 그 박막의 조성도 용이하게 제어할 수 있다는 장점 때문에 원자층 증착법이 널리 사용되고 있다.

한편, 상기 박막증착법을 사용하여 웨이퍼에 박막을 형성하는 과정에서는, 챔버내에 박막증착공정 중에 발생된 공정부산물이 퇴적되는 데드존이 형성될 수 밖에 없다. 따라서, 이 데드존에 퇴적된 공정부산물을 배출시키기 위한 구조가 필수적이었으며, 이러한 구조의 일례가 도 1에 도시되어 있다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 박막증착장치(1)는 웨이퍼가 유입 및 유출되는 유출입구(111)를 가지는 챔버(10)와, 상기 챔버의 유출입구(111)를 개폐하도록 그 챔버(10)에 결합되는 슬릿밸브(60)와, 상기 챔버의 내부공간(112)에 상하방향으로 승강 가능하도록 설치되며 상기 웨이퍼가 배치되는 웨이퍼블록(40)과, 상기 웨이퍼블록(40)에 배치된 웨이퍼에 박막이 형성되도록 그 웨이퍼를 향해 소스가스를 분사하는 샤워헤드(50)를 구비한다.

그리고, 상기 박막증착장치에 있어서는, 챔버(10)의 유출입구(111)를 개폐하는 슬릿밸브(60)에 퍼지블록(70)이 결합되어 있으며, 이 퍼지블록(70)에는 상기 챔버(10)의 내부공간(112)과 통하는 유로(71)가 형성되어 있으므로, 박막증착공정 중에 상기 챔버(10)의 내부공간(112) 및 유출입구(111)에 퇴적된 공정부산물은 상기 퍼지블록의 유로(71)에 공급되는 퍼지가스, 예컨대 불활성 가스에 의해 외부로 배출되었다. 즉, 종래에는 상기 슬릿밸브(60)가 상기 챔버의 유출입구(111)를 개폐하는 기능만을 수행할 수 있었으며, 퍼지가스를 공급하여 공정부산물을 외부로 배출시키기 위한 구조로서는 별개의 부품으로서 퍼지블록(70)이 설치되어 있었다. 그리고, O-링 등과 같은 밀봉부재(72,73)가 상기 퍼지블록(70)과 슬릿밸브(60) 사이 및 상기 퍼지블록(70)과 챔버(10) 사이에 설치되어 있다.

그런데, 종래의 박막증착장치(1)에 있어서는, 퍼지블록(70)이 별개의 부품으로 제조될 뿐만 아니라 그 퍼지블록(70)과 슬릿밸브(60) 사이에는 O-링 등과 같은 밀봉부재(72)가 개재되어야 하므로, 그 제조비가 증가한다는 문제점이 있었다. 더구나, 퍼지블록(70)이 별개의 부품으로 구비되어 있음으로 인하여, 그 퍼지블록(70)의 크기만큼 박막증착장치(1)의 레이아웃 크기가 증가하게 되며, 이에 따라 한정된 작업공간에 배치시킬 수 있는 박막증착장치의 대수에 한계가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 퍼지가스가 슬릿밸브를 통해서 공급되어 공정부산물을 배출시킬 수 있도록 구 조가 개선되어 제조비가 절감될 뿐만 아니라 그 크기도 줄어들어 공간 활용도를 극대화할 수 있는 박막증착장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 박막증착장치는 웨이퍼가 유입 및 유출되는 유출입구를 가지는 챔버; 상기 챔버의 유출입구를 개폐하도록 그 챔버에 결합되는 슬릿밸브; 상기 챔버의 내부공간에 설치되며 상기 웨이퍼가 배치되는 웨이퍼블록; 및 상기 웨이퍼블록에 배치된 웨이퍼에 박막이 형성되도록 그 웨이퍼를 향해 소스가스를 분사하는 샤워헤드;를 구비하며, 상기 슬릿밸브에는, 상기 챔버의 내부공간 및 유출입구에 퇴적되어 있는 공정부산물을 배출시키기 위하여 퍼지가스가 공급되는 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막장착장치의 개략적인 단면도이고, 도 2b는 도 1a에 도시된 슬릿밸브 부근을 확대한 확대도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.

도 2a 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 박막증착장치(100)는 챔버(10)와, 슬릿밸브(20)와, 웨이퍼블록(40)과, 샤워헤드(50)를 구비한다.

상기 챔버(10)는 상부챔버(11)와, 상기 상부챔버(11)의 상부에 그 상부와 밀폐되게 결합되는 마개부재(12)와, 상기 상부챔버(11)의 하부에 그 하부와 밀폐되게 결합되는 하부챔버(13)를 구비한다. 상기 상부챔버(11)에는, 웨이퍼가 유출 및 유입되는 유출입구(111)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 챔버의 내부공간(112)에서 박막증착공정이 이루어지게 된다.

상기 슬릿밸브(20)는 상기 상부챔버(11)와 결합되며, 상기 상부챔버의 유출입구(111)를 개폐한다. 상기 슬릿밸브(20)는 밸브하우징(21)과, 게이트(22)와, 구동원(23)을 구비한다.

상기 밸브하우징과 상기 상부챔버 사이에는 O-링 등과 같은 밀봉부재(73)가 설치되어 있다. 상기 밸브하우징(21)에는 웨이퍼통로(211)와, 유로(212)가 형성되어 있다.

상기 웨이퍼통로(211)는 상기 웨이퍼가 이동하는 통로이다. 상기 밸브하우징(21)은 그 웨이퍼통로(211)가 상기 챔버의 유출입구(11)와 통하도록 상기 상부챔버(11)와 결합되어 있으며, 이에 따라 상기 웨이퍼통로(111)를 통해 공급된 웨이퍼가 상기 상부챔버의 유출입구(111)를 통해 상기 챔버의 내부공간(112)으로 유입될 뿐만 아니라 상기 챔버의 내부공간(112)에서 박막이 증착된 웨이퍼는 상기 챔버의 유출입구(111) 및 웨이퍼통로(211)를 통해서 외부로 유출 가능하게 된다.

상기 유로(212)는 퍼지가스공급관(30)과 연결되어 있으며, 이에 따라 상기 퍼지가스공급관(30)을 통해서 공급되는 퍼지가스가 상기 유로(212)로 공급되게 된다. 상기 퍼지가스는 일반적으로 불활성가스로 이루어지며, 상기 챔버에서 이루어지는 박막증착공정 중에 발생되어 그 챔버의 내부공간(112) 및 유출입구(111)에 퇴적되는 공정부산물을 외부로 배출시킨다. 상기 유로(212)는 주유로(212a)와, 부유 로(212b)를 구비한다.

상기 주유로(212a)는 상기 퍼지가스공급관(30)과 연결되어 있다.

상기 부유로(212b)는 복수 마련되어 있으며, 그 부유로(212b)들은 상기 주유로(212a)와 연결되어 있다. 상기 각 부유로(212b)는, 도 2b에 화살표로 도시되어 있는 바와 같이 상기 웨이퍼가 공급되는 방향(A)과 직교하는 방향으로 상기 퍼지가스가 유출 가능하도록 형성되어 있다. 즉, 상기 퍼지가스는 도 3에 화살표로 도시되어 있는 바와 같이 상기 주유로(212a) 및 부유로(212b)들을 통해서 유출된다.

상기 게이트(22)는 상기 웨이퍼통로(211)를 개폐한다. 상기 게이트(22)에는 밀봉부재(221)가 결합되어 있으며, 이에 따라 상기 웨이퍼통로(211)가 폐쇄되어 있을 때에 상기 웨이퍼통로(211)와 상기 챔버의 유출입구(111)는 서로 차단된 상태에 있게 된다.

상기 구동원(23)은 상기 게이트(22)를 상하방향으로 승강 가능하도록 한다. 상기 구동원(23)은 유압실린더, 공압실린더 또는 모터 등일 수 있으며, 이러한 구동원의 구조와 기능은 이미 널리 알려져 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 웨이퍼블록(40)은 상기 챔버의 내부공간(112)에 설치된다. 상기 웨이퍼블록(40)은 기판가열부(41)와, 샤프트(42)를 구비한다. 상기 기판가열부(41)에는 평판형상으로 이루어지며, 그 기판가열부(41)에 상기 웨이퍼가 배치된다. 상기 샤프트(42)는 상기 기판가열부(41)를 지지하며 상기 하부챔버(13) 밖으로 연장되도록 결합되어 있다. 상기 웨이퍼블록(40)은 상하방향으로 승강 가능하도록 설치되 며, 이러한 구성은 대한민국 공개특허 제2003-100427호 등에 이미 개시되어 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 샤워헤드(50)는 상기 웨이퍼블록의 기판가열부(41)와 마주하도록 상기 챔버의 내부공간(112)에 배치된다. 상기 샤워헤드(50)는 외부로부터 공급되는 소스가스를 통과시켜 그 소스가스를 상기 웨이퍼블록(40)에 배치된 웨이퍼를 향해 분사하며, 이에 따라 상기 웨이퍼에는 박막이 형성되게 된다.

상술한 바와 같이 구성된 박막증착장치(100)에 있어서는, 슬릿밸브의 구동원(23)을 구동시켜 밸브하우징의 웨이퍼통로(211)를 개방한 후에, 웨이퍼를 그 웨이퍼통로(211) 및 챔버의 유출입구(111)를 통해서 웨이퍼블록(40)에 배치시키고, 외부로부터 공급되는 소스가스를 샤워헤드(50)를 통해 웨이퍼블록(40)에 배치된 웨이퍼를 향해 분사함으로써 그 웨이퍼에 박막을 형성하게 된다. 그리고, 웨이퍼에 박막을 형성하는 과정에서 발생되어 챔버의 내부공간(112) 및 유출입구(111)에 퇴적되는 공정부산물은, 퍼지가스공급관(30)을 통해서 외부로부터 공급되어 밸브하우징의 주유로(212a) 및 부유로(212b)들, 챔버의 유출입구(111), 및 챔버의 내부공간(112)을 유동하여 외부로 배출되는 퍼지가스에 의해서 외부로 배출되게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 슬릿밸브(20)가 챔버의 유출입구(111)를 개폐할 수 있을 뿐만 아니라, 퍼지가스가 유동 가능한 유로(212)가 그 슬릿밸브의 하우징(21)에 형성되어 있으므로 종래와 달리 퍼지블록 없이도 챔버의 내부공간(112)의 공정부산물을 외부로 배출시킬 수 있게 된다. 즉, 종래에는 슬릿밸브와 퍼지블록이 별개로 구비되어 있었으나, 본 발명에 있어서는 슬릿밸브(20)가 종래의 퍼지블록의 기능까지 함께 수행할 수 있게 된다. 따라서, 종래와 달리 퍼지블록 및 O-링 등과 같은 밀봉부재가 불필요하게 되며 이에 따라 제조비가 절감되게 된다. 또한, 퍼지블록의 크기만큼 그 박막증착장치의 크기가 줄어들게 됨으로써, 그 박막증착장치가 차지하는 공간이 줄어들게 되며, 이에 따라 종래에 비해서 한정된 공간에 여러 대의 박막증착장치를 배치시킬 수 있게 된다. 즉, 공간활용도를 극대화할 수 있게 되었다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 퍼지가스를 슬릿밸브의 하우징을 통해서 공급하여 챔버의 내부공간 및 유출입구에 퇴적된 공정부산물을 외부로 배출시킬 수 있게 되어 종래의 퍼지블록이 불필요하게 되었으므로, 그 제조비가 절감될 뿐만 아니라 그 크기도 줄어들어 공간 활용도를 극대화할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 웨이퍼가 유입 및 유출되는 유출입구를 가지는 챔버;

   상기 챔버의 유출입구를 개폐하도록 그 챔버에 결합되는 슬릿밸브;

   상기 챔버의 내부공간에 설치되며 상기 웨이퍼가 배치되는 웨이퍼블록; 및

   상기 웨이퍼블록에 배치된 웨이퍼에 박막이 형성되도록 그 웨이퍼를 향해 소스가스를 분사하는 샤워헤드;를 구비하며,

   상기 슬릿밸브에는, 상기 챔버의 내부공간 및 유출입구에 퇴적되어 있는 공정부산물을 배출시키기 위하여 퍼지가스가 공급되는 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 유로는 상기 퍼지가스가 공급되는 주유로와, 상기 주유로와 연결되며 상기 웨이퍼가 공급되는 방향과 직교하는 방향으로 상기 퍼지가스가 유출 가능하도록 형성된 다수의 부유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.

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