KR100820347B1 - 가스 분사 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치 - Google Patents

가스 분사 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치 Download PDF

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박영신
박영호
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Abstract

본 발명의 가스 분사 장치는 몸체와, 상기 몸체 내에 동심을 이루도록 형성되어 가스를 유동시키는 가스 유로와, 상기 가스 유로에 연결되어 가스를 공급하는 가스 유입구와, 상기 가스 유로에 연결되어 가스를 분사하는 분사홀을 포함한다.
상기와 같은 발명은 동심을 이루는 가스 유로를 가스 분사 장치 내에 형성함으로써, 빠른 시간 내에 넓은 면적까지 균일한 공정 가스를 기판에 공급할 수 있는 효과가 있다. 또한, 빠른 시간 내에 넓은 면적까지 균일하게 공정 가스를 공급할 수 있어, 공정 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
가스 유로, 가스 공급부, 챔버, 증착, 기판 지지대

Description

가스 분사 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치{GAS DISTRIBUTION APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 종래 가스 분사 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가스 분사 장치가 구비된 CVD 방식의 기판 처리 장치 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가스 분사 장치를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 가스 분사 장치를 나타낸 배면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 가스 분사 장치의 변형예를 나타낸 평면도 및 배면도이다.
< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 챔버 200: 가스 분사 장치
240: 가스 공급 유로 250: 가스 유로
260: 분사홀 300: 기판 지지대
310: 가열 수단 400: 가스 공급부
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판에 공급되는 가스를 기판 표면에 균일하게 공급시키기 위한 가스 분사 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 평판 표시 장치(FPD; Flat Panel Display)는 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판(이하에서는 "기판" 이라 칭함) 상에 박막을 형성하고 부분적으로 그 박막을 사진, 이온확산, 식각(Etching), 증착 공정을 반복수행함으로써 제조할 수 있다.
상기 반도체 제조 공정 중 박막 증착 공정은 기판에 원하는 막을 원하는 두께로 증착하는 공정을 말하고, 이러한 증착 방식은 물리 증착(PVD; Physical Vapor Deposition) 방식과 화학 증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 방식을 포함한다.
상기 물리 증착 방식은 고진공 조건하에서 화학반응이 일어나지 않는 상태로 원료 물질의 증기상을 기판 표면에 증착시키는 것을 의미하며, 이러한 물리 증착 방식으로는 스퍼터링(Sputtering)법, 레이저 증착(Laser ablation, pulsed laser deposition)법, 진공증착(Evaporation)법 등이 사용된다.
또한, 화학 증착 방식은 진공 조건하에서 화학 반응에 의해 형성되는 고체 상이 기판의 표면에 응축되어 피복층을 형성하는 공정을 말하고, 이러한 화학 증착 방식으로는 저압 화학 증착(Low pressure CVD)법, 상압 화학 증착(Atmospheric pressure)법, 플라즈마 화학 증착(Plasma enhanced CVD), 유기 금속 화학 증착(MOCVD; Metal organic vapor deposition)법 등이 사용된다.
이때, 상기 물리 증착 방식은 화학 증착 방식에 비해 박막이 형성되는 기구 적인 원리가 간단한 반면 단차가 있는 기판에 균일한 박막을 형성시키기 어렵고, 고진공의 환경이 필요하기 때문에 장비의 가격이 고가인 단점을 가지고 있으며, 이에 비해 화학 증착 방식 중 유기 금속 화학 증착법은 저온 공정이 가능하고, 원료 물질의 도입량과 수송 가스의 양을 조절하여 박막의 조성과 증착 속도를 제어할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, 상기 유기 금속 화학 증착법은 균일도(uniformity)가 높고 단차 피복성(step coverage)이 우수한 박막을 얻을 수 있고, 기판의 표면을 손상시키지 않는 장점도 지니고 있다.
상기와 같은 화학 증착 공정을 수행하기 위해 종래에는 도 1에 도시된 바와 같은 가스 분사 장치가 사용된다.
도 1은 종래 가스 분사 장치를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하면, 상기 가스 분사 장치(20)는 판형의 플레이트(22)와, 상기 판형의 플레이트(22) 내부에는 소정 공간(24)이 마련되고, 상기 소정 공간(24)의 상부는 가스 공급부(26)와 연결되고, 상기 소정 공간(24)의 하부와 연결된 플레이트(22)의 하부면에는 다수의 분사홀(28)이 형성되어 있다. 즉, 가스 공급부(26)를 통해 공정 가스가 소정 공간(24) 내에 인입되면 상기 소정 공간(24) 내에 인입된 공정 가스는 다수의 분사홀(28)을 통해 분사된다. 또한, 상기 가스 분사 장치(20)을 통해 분사된 공정 가스는 기판을 향해 분사되어 기판을 처리한다.
하지만, 상기와 같은 구조의 가스 분사 장치(20)는 공정 가스가 소정 공간(24)에 인입되어, 분사홀(28)을 통해 분사되기까지 상기 소정 공간(24) 내에 공정 가스가 균일하게 분포되기 어렵고, 또한, 상기 소정 공간(24) 내에 유입된 공정 가스가 가장자리로 이동하는데 오랜 시간이 걸리기 때문에 상기 공정 가스는 기판 상부에 불균일하게 분사된다. 이는 박막 증착 공정 시 공정의 균일도 저하, 증착 속도 및 재현성의 저하와 같은 문제점을 야기시킨다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 기판에 공급되는 공정 가스를 균일하게 형성할 수 있는 가스 분사 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 빠른 시간 내에 넓은 면적까지 균일한 공정 가스를 공급할 수 있는 가스 분사 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 가스 분사 장치는 몸체와, 상기 몸체 내에 동심을 이루도록 형성되어 가스를 유동시키는 가스 유로와, 상기 가스 유로에 연결되어 가스를 공급하는 가스 유입구와, 상기 가스 유로에 연결되어 가스를 분사하는 분사홀을 포함한다.
상기 가스 유로는 방사상으로 이격되어 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 가스 유입구는 상기 가스 유로에 각각 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 가스 유로는 서로 연통된 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 가스 유로 중 하나에 가스 유입구가 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 몸체는 다수개로 분할된 것을 특징으로 한다.
상기 분할된 몸체에는 각각 가스 유입구가 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 몸체는 플레이트 형상이고, 상기 몸체의 일면에는 가스 유입구가 형성되고, 상기 몸체의 일면을 제외한 나머지 일면에 분사홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명에 따른 가스 분사 장치가 구비된 CVD 방식의 기판 처리 장치 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 가스 분사 장치를 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 가스 분사 장치를 나타낸 배면도이고, 도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 가스 분사 장치의 변형예를 나타낸 평면도 및 배면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 기판 처리 장치는 챔버(100)와, 상기 챔버(100)의 상부에 마련되어, 챔버(100) 내에 공정 가스를 분사시키는 가스 분사 장치(200)와, 상기 챔버(100) 내의 하부에 마련되어 기판(G)을 안착시키는 기판 지지대(300)를 포함한다. 이때, 도시되지는 않았지만 상기 챔버(100)의 측벽에는 기판(G)을 인입 및 인출하는 게이트가 형성될 수 있으며, 상기 챔버(100)의 하부면에는 상기 챔 버(100) 내에 가스를 배기하는 배기 장치가 마련될 수 있다.
상기 챔버(100)는 스테인레스 스틸 재질로서 상부가 개방된 원통형으로 형성되고, 상기 챔버(100) 내에 기판(G)을 처리할 수 있는 소정의 공간을 제공하는 역할을 한다. 이때, 상기 챔버(100)의 형상은 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판의 형상에 따라 그 형상이 변경될 수 있다.
상기 가스 분사 장치(200)는 챔버(100) 형상에 따라 다양한 형상의 플레이트로 형성될 수 있고, 본 발명에서는 원판 형상의 플레이트로 형성되며 상기 챔버(100)의 상부를 덮도록 형성된다. 즉, 상기 가스 분사 장치(200)는 원판 형상의 플레이트(210)의 가장자리를 따라 하부로 돌출형성된 돌출부(220)를 더 포함하고, 상기 돌출부(200)는 상기 챔버(100)의 상부면과 기밀하게 접속된다. 이때, 상기 돌출부(220)와 상기 챔버(100)의 상부면에는 상기 가스 분사 장치(200)와 챔버(100)를 기밀하게 접속시키기 위해 오링(미도시)이 더 마련될 수 있다.
또한, 상기 가스 분사 장치(200)의 일측에는 가스가 유입되는 가스 유입구(240)가 마련되며, 상기 가스 유입구(240)와 연결되어 상기 가스 분사 장치(200)의 내부에는 가스 유로(250)가 형성되어 있다. 또한, 상기 가스 유로(250)와 연결되어, 유입된 공정 가스를 기판(G)에 분사하기 위한 다수의 분사홀(260)이 상기 가스 분사 장치(200)의 하부면에 기판(G)을 향해 형성되어 있다. 이때, 상기 가스 분사 장치(200)에 대해서는 이후에 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
상기 가스 공급부(400)는 상기 가스 유입구(240)와 연결되어 있으며, 상기 가스 공급부(400)에는 박막의 재료가 되는 증발 원료와 반응 가스가 미리 혼합되어 있다. 이때, 상기 증발 원료로는 바론(Ba), 스트론튬(Sr), 티탄(Ti), 납(Pb), 지르코늄(Zr)과 같은 금속의 유기 화합물이 사용되고, 반응 가스로는 산화 질소(N2O), 산소(O2)와 같은 가스가 사용된다. 따라서, 상기 가스 공급부(400)에는 상기와 같은 증발 원료와 반응 가스가 혼합되어 공정 가스가 마련된다. 이때, 상기 가스 공급부(400)는 금속 유기 화합물을 사용하는 것 외에 다양한 공정 가스를 주입할 수 있도록 변경될 수 있다.
또한, 상기 가스 분사 장치(200) 내에는 히팅 코일(Heating coil, 미도시)을 더 형성할 수 있다. 즉, 상기 히팅 코일은 상기 가스 분사 장치(200) 내부로 유입된 공정 가스가 상기 가스 분사 장치(200) 내부에 형성된 가스 유로(250) 및 분사홀(260)의 내벽에 증착되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 공정 가스가 상기 가스 분사 장치(200) 내부에 형성된 가스 유로(250) 및 분사홀(260)의 내벽에 증착되는 것을 방지하기 위해 증발 원료와 반응 가스를 독립적으로 공급할 수 있다.
상기에서는 상기 가스 분사 장치(200)가 상기 챔버(100)의 상부를 덮고 있는 것으로 도시되었으나, 상기 챔버(100)의 상부를 덮는 챔버 리드(Lid, 미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 챔버 리드의 하부에 가스 분사 장치(200)가 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 기판 지지대(300)는 상기 챔버(100) 내의 하부에 마련되고, 상기 챔버(100) 내로 인입된 기판(G)을 안착시키는 역할을 한다. 상기 기판 지지대(300)는 기판(G)의 형상과 동일한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기판 지지대(300)의 하부에는 상기 기판 지지대(300)를 상기 가스 분사 수단(200)과 소정 간격 이격되도록 상기 기판 지지대(300)를 승하강시킬 수 있는 리프트(미도시)가 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 기판 지지대(300)를 회전시킬 수 있는 회전 부재(미도시)가 더 포함될 수 있으며, 상기 회전 부재에 의해 상기 기판 지지대(300)를 회전시켜 상기 기판 지지대(300)에 안착된 기판(G)에 균일한 박막을 형성할 수 있다. 즉, 상기에서는 상기 가스 분사 장치(200) 및 기판 지지대(300)가 고정된 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 가스 분사 장치(200)는 회전되고 기판 지지대(300)를 고정시킬 수 있으며, 상기 가스 분사 장치(200)는 고정되고 상기 기판 지지대(300)를 회전시킬 수 있다. 또한, 상기 가스 분사 장치(200) 및 기판 지지대(300)가 동시에 회전할 수 있음은 물론이다.
또한, 상기에서는 하나의 기판(G)이 상기 기판 지지대(300)에 안착되었지만, 이에 한정되지 않고, 다수개의 기판(G)을 안착시켜, 안착된 기판(G)을 처리할 수 있음은 물론이다.
상기 기판 지지대(300)의 내부에는 상기 기판 지지대(300)를 소정의 온도로 제어할 수 있는 가열 수단(310)이 마련된다. 즉, 상기 가열 수단(310)은 400 내지 600도의 열을 발생시키고, 이에 의해 기판(G)에 소정의 열을 제공한다. 이때, 상기 가열 수단(310)으로는 저항 가열 히터가 내장되어 사용될 수 있으며, 또한, 상기 기판 지지대(300)의 하부에 별도의 램프 히터(미도시)를 설치하여, 상기 기판 지지대(300)에 연결하여 사용할 수 있다. 물론, 상기 램프 히터는 챔버(100)의 내벽 일 측에 설치할 수도 있다.
상기 게이트(미도시)는 상기 챔버(100)의 측벽 일측에 형성될 수 있으며, 상기 기판(G)을 챔버(100) 내로 인입 및 인출하는 역할을 한다. 이때, 상기 게이트는 상기 챔버(100)의 일측과 대향하는 타측에도 형성할 수 있다. 상기 배기 장치(미도시)는 상기 챔버(100)의 하부에 마련되며, 증착 시 발생되는 반응 부산물과 가스들을 챔버(100) 외부로 배기하는 역할을 한다. 이때, 상기 배기 장치는 챔버(100)의 하부는 물론 챔버(100)의 측벽에도 형성될 수 있으며 다수개로 형성할 수도 있다.
한편, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 분사 장치(200)는 몸체(210)와, 상기 몸체(210)의 내측에 형성된 가스 유로(250)와, 상기 가스 유로(250)에 가스를 공급하는 가스 유입구(240)와, 상기 가스 유로(250)에 연결 형성된 다수의 분사홀(260)을 포함한다.
상기 몸체(210)는 원형의 판플레이트 형상으로 형성되며 상기 형상은 이에 한정되지 않고, 기판(G)에 대응하는 형상 즉, 다각형으로 형성될 수 있다. 물론 상기 몸체(210)의 형상은 반도체 웨이퍼와 같은 원형의 플레이트나 유리 기판의 형상의 장방형 플레이트로 형성됨이 바람직하다.
상기 가스 유로(250)는 몸체의 내측에 소정 공간을 이루도록 형성되며, 구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가스 유로(250)는 다수의 가스 유로(250)가 상기 몸체(210) 내부에 동심을 이루며 형성되어 있으며, 상기 다수의 가스 유로(250) 각각은 방사상으로 서로 이격 형성되어 있다.
상기 가스 유입구(240)는 몸체(210)의 일측에 형성되며, 구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이, 동심을 이루어 방사상으로 이격 형성된 다수의 가스 유로(250)에 연결되어 있으며, 상기 가스 유입구(240)는 가스 공급부(400)와 연결된다.
상기 분사홀(260)은 상기 몸체(210)의 하부면에 형성되어 있으며, 상기 가스 유로(250)와 연결되어 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 분사홀(260)은 내부에 가스 유로(260)가 형성된 몸체(210)의 상기 가스 유로(260)를 따라 형성되어 있으며, 상기 분사홀(260)은 원형의 형상으로 형성되어 있다. 물론, 상기 분사홀(260)의 형상은 한정되지 않으며, 삼각형, 사각형 등의 다각형 또는 타원 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기의 형상을 조합하여 사용할 수 있음은 물론이다.
즉, 공정 가스가 가스 공급부(400)를 통해 가스 유입구(240)에 인입되면, 상기 가스 유입구(240)를 통해 상기 공정 가스는 상기 몸체(210)의 내부에 동심을 이루어 방사상으로 이격 형성된 가스 유로(250)에 각각 공급되고, 이에 의해 상기 공정 가스는 상기 몸체(210) 내부에 신속하고 균일하게 확산되며, 상기 균일하게 확산된 공정 가스는 상기 가스 유로(250) 상에 형성된 분사홀(260)을 통해 챔버(100) 내부에 마련된 기판(G) 상에 균일하게 분사된다.
상기 가스 분사 장치(200)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 즉, 상기 가스 분사 장치(210)는 몸체(210)와, 상기 몸체(210)의 내측에 형성된 가스 유로(250)와, 상기 가스 유로(250)에 가스를 공급하는 가스 유입구(240)와, 상기 가스 유로(250)에 형성된 다수의 분사홀(260)을 포함한다. 즉, 상기 몸체(100) 내에 형성된 가스 유로(250)는 동심을 이루어 이격 형성되어 있으며 상기 동심을 이루어 이격 형성된 다수의 가스 유로(250)의 각각은 연통되어 있다. 또한, 최외곽에 위치한 가스 유로(260)에는 하나의 가스 유입구(240)가 형성되어 있으며, 상기 가스 유입구(240)를 통해 공정 가스가 상기 가스 유로(250)에 공급된다. 또한, 상기 분사홀(260)은 상기 동심을 이루어 연통되도록 형성된 가스 유로(250)에 형성되어 있다.
즉, 공정 가스가 가스 공급부(400)를 통해 최외곽의 가스 유로(250a)에 연결된 가스 유입구(240)에 인입되면, 상기 가스 유입구(240)를 통해 상기 공정 가스는 상기 최외곽의 가스 유로(250a)를 따라 균일하게 분포되며, 상기 최외곽의 가스 유로(250a)와 연통된 중간 가스 유로(250b) 및 내측 가스 유로(250c)에도 균일한 공정 가스가 인입된다. 따라서, 상기 가스 유로(250)에 균일하게 분포된 공정 가스는 상기 가스 유로(250)에 형성된 분사홀(260)을 통해 챔버(100) 내부에 마련된 기판(G)을 향해 균일하게 분사된다.
따라서, 상기와 같은 구성은 도 3 및 도 4의 구성에 비해 서로 연통된 가스 유로(250)에 의해 가스 유입구(240)가 짧아져 공정 가스 공급에 걸리는 시간을 단축할 수 있으며, 상기 연통된 가스 유로(250) 상에 더 많은 분사홀(260)을 형성할 수 있어 공정 가스를 좀더 균일하게 분사할 수 있는 효과가 있다.
상기 가스 분사 장치(200)는 도 7에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 즉, 상기 가스 분사 장치(200)는 몸체(210)와, 상기 몸체(210)의 내측에 형성된 가스 유로(250)와, 상기 가스 유로(250)에 가스를 공급하는 적어도 하나의 가스 유입구(240)와, 상기 가스 유로(250)에 형성된 다수의 분사홀(260)을 포함한다. 즉, 상기 몸체(210) 내에 형성된 가스 유로(250)는 동심을 이루어 방사상으로 이격 형성 되어 있으며, 상기 가스 유입구(240)는 몸체의 일측에 형성되어 동심을 이루어 방사상으로 이격 형성된 다수의 가스 유로(250)에 각각 연결된다. 이때, 각각의 가스 유입구(240)는 하나의 가스 공급부(400)와 연결되며, 물론, 별도의 가스 공급부를 더 마련하여, 각각의 가스 공급 유로(250)에 연결할 수 있다. 이때, 상기 가스 유입구(240)는 가스 유로(250)에 간섭되지 않도록 상하로 소정 간격 이격 형성할 수 있다. 또한, 상기 가스 유입구(240)와 가스 유로(250)의 간섭을 방지하기 위해 상기 가스 유입구(240)를 몸체(210)의 상부에 형성할 수 있으며, 이에 의해 상기 가스 유로(250)는 동심을 이루되, 방사상으로 이격되어 형성할 수 있다.
또한, 상기 분사홀(260)은 상기 가스 유로(250)와 연결되어 몸체(210)의 일면에 형성되어 있으며, 상기 가스 유로(250)를 따라 형성되어 있다.
즉, 공정 가스가 가스 공급부(400)를 통해 가스 유입구(240)에 인입되면, 상기 가스 유입구(240)를 통해 상기 공정 가스는 상기 몸체(210)의 내부에 동심을 이루어 이격 형성된 가스 유로(250)에 각각 공급되고, 이에 의해 상기 공정 가스는 상기 몸체(210) 내부에 균일하게 확산되며, 상기 균일하게 확산된 공정 가스는 상기 가스 유로(250) 상에 형성된 분사홀(260)을 통해 챔버(100) 내부에 마련된 기판(G) 상에 균일하게 분사된다.
따라서, 상기와 같은 구성은 상기 동심을 이루어 형성된 가스 유로(250)에 신속하게 공정 가스를 공급할 수 있는 효과가 있다.
상기 가스 분사 장치(200)는 도 8 및 도 9와 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 즉, 상기 가스 분사 장치(200)는 다수의 몸체(210a~210d)와, 상기 다수의 몸 체(210a~210d)의 내측에 형성된 가스 유로(250a~250d)와, 상기 가스 유로(250a~250d)에 가스를 공급하는 가스 유입구(240a~240d)와, 상기 가스 유로(250a~250d)에 형성된 다수의 분사홀을 포함하고, 이때, 상기 몸체(210a~210d)는 일정 각도로 분할되어 다수의 몸체(210a~210d)를 이룬다.
즉, 상기 분할된 몸체(210a~210d)의 가스 유로(250a~250d)에는 각각 하나의 가스 유입구(240a~240d)가 연결되어 있으며, 본 실시예에서는 4개의 가스 유입구(240a~240d)가 연결된다. 즉, 상기 가스 유입구(240a~240d)는 하나 또는 다수의 가스 공급부(400)와 연결되고, 각각은 분할된 본체(210a~210d)의 가스 유로(250a~250d)에 형성된 가스 유입구(240a~240d)에 공정 가스가 인입된다.
이때, 상기에서는 동심을 이루는 가스 유로(250)가 서로 연통되어 형성된 것을 분할하는 것을 도시하였으나, 연통되지 않은 가스 유로를 분할할 수 있음은 물론이다. 하지만, 연통되지 않은 가스 유로(250)를 분할할 경우 가스 유입구가 보다 많이 필요하게 되므로, 서로 연통된 가스 유로(250)에 형성함이 바람직하다.
따라서, 다수의 가스 유입구(240a~240d)에 가스 공급부(400)로부터 공정 가스가 인입되면, 상기 가스 유입구(240a~240d)는 분할된 몸체(210a~210d)에 공정 가스를 공급하고, 상기 각각의 몸체(210a~210d)에 인입된 공정 가스는 상기 몸체(210a~210d) 내에 형성된 가스 유로(250a~250d)에 균일하게 확산되며, 상기 균일하게 확산된 공정 가스는 상기 분할된 몸체(210)의 가스 유로(250a~250d) 상에 형성된 분사홀(260)을 통해 챔버(100) 내부에 마련된 기판(G) 상에 균일하게 분사된다. 이때, 상기 공정 가스는 다수의 가스 유입구(240a~240d)를 통해 주입되어 분사 되므로 보다 빠르게 공정 가스를 기판(G)에 공급할 수 있다. 또한, 상기 가스 분사 장치(200)는 몸체(210a~210d)가 분할되어 있어, 각각의 몸체(210a~210d)에 따라 서로 다른 공정 가스의 양을 조절할 수 있어, 기판(G) 상의 박막의 두께를 균일하게 되도록 조절할 수 있다.
이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 가스 분사 장치(200)의 동작을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
먼저, 챔버(100) 내의 기판 지지대(300)에 기판(G)이 안착되면, 상기 가스 공급부(400)로부터 증발 원료와 반응 가스가 혼합된 공정 가스가 가스 유입구(240)에 인입되고, 상기 가스 유입구(240)를 통해 상기 공정 가스는 상기 몸체(210)의 내부에 동심을 이루어 이격 형성된 가스 유로(250)에 각각 공급된다. 이후, 상기 공정 가스는 상기 가스 유로(250) 상에 균일하게 확산되며, 상기 균일하게 확산된 공정 가스는 상기 가스 유로(250) 상에 형성된 분사홀(260)을 통해 챔버(100) 내부에 마련된 기판(G) 상에 균일하게 분사된다.
이때, 상기 기판 지지대(300)의 내부에 형성된 가열 수단(310)은 400도 내지 600도의 공정 온도로 기판(G)을 가열시키고, 이에 의해 상기 가스 분사 장치(200)로부터 분사된 공정 가스는 열분해되면서 반응하여 기판(G) 상에 균일한 박막을 형성하여 기판(G)이 균일한 두께의 박막을 제조한다.
상기에서는 본 발명에 따른 가스 분사 장치를 CVD에 적용하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않으며, 다양한 구조의 CVD, ALD(Atomic Layer Deposition) 또는 식각 장치에 적용될 수 있으며, 특히, 플라즈마를 이용한 CVD, ALD 또는 식각 장치에 도 적용될 수 있음은 물론이다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 가스 분사 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치는 동심을 이루는 가스 유로를 가스 분사 장치 내에 형성함으로써, 공정 가스를 균일하게 분사시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 공정 가스를 균일하게 기판에 분사할 수 있어, 기판에 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 동심을 이루는 가스 유로를 가스 분사 장치 내에 형성함으로써, 빠른 시간 내에 넓은 면적까지 균일한 공정 가스를 기판에 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 빠른 시간 내에 넓은 면적까지 균일하게 공정 가스를 공급할 수 있어, 공정 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 몸체와,
    상기 몸체 내에 동심을 이루도록 형성되어 가스를 유동시키는 가스 유로와,
    상기 가스 유로에 연결되어 가스를 공급하는 가스 유입구와,
    상기 가스 유로에 연결되어 가스를 분사하는 분사홀
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 분사 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 가스 유로는 방사상으로 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 가스 분사 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 가스 유입구는 상기 가스 유로에 각각 연결된 것을 특징으로 하는 가스 분사 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 다수의 가스 유로는 서로 연통된 것을 특징으로 하는 가스 분사 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 다수의 가스 유로 중 하나에 가스 유입구가 연결된 것을 특징으로 하는 가스 분사 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 몸체는 다수개로 분할된 것을 특징으로 하는 가스 분사 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 분할된 몸체에는 각각 가스 유입구가 연결된 것을 특징으로 하는 가스 분사 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몸체는 플레이트 형상이고, 상기 몸체의 일면에는 가스 유입구가 형성되고, 상기 몸체의 일면을 제외한 나머지 일면에 분사홀이 형성된 것을 특징으로 하는 가스 분사 장치.
  9. 챔버와,
    상기 챔버 내에 마련되어 기판에 가스를 분사하는 가스 분사 장치와,
    상기 기판 가스 분사 장치와 대향 위치하여 기판이 안착되는 기판 지지대를 포함하고,
    상기 가스 분사 장치는 몸체와, 상기 몸체 내에 동심을 이루도록 형성되어 가스를 유동시키는 가스 유로와, 상기 가스 유로에 연결되어 가스를 공급하는 가스 유입구와, 상기 가스 유로에 연결되어 가스를 분사하는 분사홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 가스 유로는 서로 연통된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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