KR101132262B1 - 가스 분사 조립체 및 이를 이용한 박막증착장치 - Google Patents

가스 분사 조립체 및 이를 이용한 박막증착장치 Download PDF

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Abstract

가스 분사 조립체 및 박막증착장치가 개시된다. 본 발명에 따른 가스 분사 조립체는 반응기 내부에 회전가능하게 설치되는 기판지지부에 안착되는 복수의 기판 위로 가스를 공급하기 위하여 상기 기판지지부의 상부에 설치되는 것으로서, 적어도 2개의 이종 원료가스를 상기 기판지지부 상으로 공급하기 위하여, 상기 기판지지부의 둘레 방향을 따라 배치되는 복수의 원료가스 분사유닛; 및 상기 복수의 원료가스 분사유닛들 중 서로 다른 종류의 가스를 분사하는 원료가스 분사유닛들 사이에 배치되어 상기 기판지지부 상으로 상기 원료가스를 퍼지하기 위한 퍼지가스를 분사하는 복수의 퍼지가스 분사유닛;을 구비하며, 상기 원료가스 분사유닛 및 퍼지가스 분사유닛은 상기 원료가스 및 퍼지가스가 직접 유입될 수 있도록, 가스유입구가 복수 개 형성되어 있는 리드플레이트와, 상기 기판지지부의 둘레방향에 복수 개 배치되며, 상기 리드플레이트에 대하여 하방으로 일정 거리 이격되게 설치되어 상기 리드플레이트와의 사이에 가스 확산공간을 형성하며, 상기 가스 확산공간으로부터 상기 기판의 전체 영역에 걸쳐 원료가스 및 퍼지가스가 균일하게 분사되도록, 각각 다수의 가스분사공이 형성되어 있는 분사플레이트를 포함하는 것에 특징이 있다.
또한, 본 발명에 따른 박막증착장치는 내부에 반응공간을 형성하는 반응기와, 반응기 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상면에 기판을 안착시키는 복수의 기판안착부를 구비하는 기판지지부 및 위의 가스 분사 조립체를 구비하는 것에 특징이 있다.

Description

가스 분사 조립체 및 이를 이용한 박막증착장치{Gas injecting assembly and Apparatus for depositing thin film on wafer using the same}
본 발명은 원료가스 및 퍼지가스를 순차적으로 공급하여 웨이퍼 상에 박막이 증착되도록 하는 가스 분사 조립체 및 가스 분사 조립체가 적용된 박막증착장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 스케일이 점차 축소됨에 따라 극박막에 대한 요구가 갈수록 증대되고 있다. 또한 콘택홀 크기가 감소되면서 단차 도포성(step coverage)에 대한 문제가 점점 더 심각해지고 있다. 이에 따른 여러가지 문제들을 극복할 수 있는 새로운 증착방법으로서, 원자층증착(atomic layer deposition, ALD)방법이 대두되고 있다. 일반적으로 원자층증착방법은 기판에 각각의 원료가스들을 분리 공급하여 원료가스들의 표면 포화에 의해 박막이 형성되도록 하는 방법이다.
원자층 박막증착방법의 원리는 다음과 같다. 제1원료가스가 반응기 내로 공급되면 기판 표면과의 반응을 통해 단원자층이 기판 표면에 화학 흡착된다. 그러나 기판 표면이 제1원료가스로 포화되면 단원자층 이상의 제1원료가스들은 동일한 리간드간의 비반응성으로 인해 화학 흡착 상태를 형성하지 못하고 물리 흡착 상태 에 있게 된다. 퍼지(purge)가스가 공급되면 이 물리 흡착 상태의 제1원료가스들은 퍼지가스에 의해서 제거된다. 이 첫번째 단원자층 위에 제2원료가스가 공급되면 제1원료가스와 제2원료가스의 리간드 상호간 치환반응을 통해 두번째 층이 성장하고, 첫번째 층과 반응하지 못한 제2원료가스들은 물리 흡착 상태에 있게 되어 퍼지가스에 의해 제거된다. 그리고 이 두 번째 층의 표면은 제1원료가스와 반응할 수 있는 상태에 있게 된다. 이것이 한 사이클을 이루고 여러 사이클의 반복에 의해 박막이 증착되는 것이다.
원자층 증착 반응이 반응기 내에서 안정적으로 유지되기 위해서는 제1원료가스와 제2원료가스가 기판 상의 증착 공간에서 서로 혼합하지 못하도록 분리되어서 반응기 내에 공급되어야 한다.
미국특허 제5,730,802호에서는 반응기를 격벽으로 분리하고, 격벽으로 구획된 공간에 제1원료가스, 제2원료가스 및 분리용 가스를 각각 공급하는 가스 분사장치가 있고, 기판 홀더가 회전함으로써 원자층증착과정이 이루어지는 박막증착장치와 박막증착방법을 개시하고 있다.
상기 미국특허에 개시된 박막증착장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이 도 1에 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 박막증착장치(9)는 반응기(1), 반응기(1) 내부에 위치하며 회전가능하도록 설계된 기판 홀더(2), 원료가스 공급구(3, 4), 분리용가스 공급구(5) 및 원료가스의 혼합을 막기 위한 대략 그 단면이 십자형인 격벽(6)으로 구성되어 있다. 기판 홀더(2)의 회전에 의하여 원료가스 공급구(3,4)를 통해 공급되는 원료가스와 분리용가스 공급구(5)를 통해 공급되는 분리 용가스가 기판(w)의 상방에 시간차를 두고 교대로 공급되게 되어 원자층 증착이 이루어지게 된다.
최근에 기판의 크기가 대형화됨에 따라 기판에 증착되는 박막의 균일도(uniformity)에 대한 중요성이 증가하고 있다. 그러나 상기 특허발명에 따른 박막증착장치(9)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 인젝터(injector) 형태의 공급구(3, 4, 5)를 통해 가스가 기판(w) 상으로 공급되므로, 기판(w) 상에 가스가 균일하게 분사되기 어렵다. 기판(w) 상에 가스가 균일하게 분사되지 않는다면, 증착된 박막의 두께가 기판(w)의 위치에 따라 서로 다르게 되어, 즉 박막의 균일도가 좋지 않아서 생산성이 떨어지게 된다. 또한, 기판(w) 상에 가스가 균일하게 분사되지 않으면 기판(w) 표면 전부에 단원자층이 화학흡착할 때까지 걸리는 시간이 오래 걸리게 되므로 낭비되는 가스가 많아지는 문제점이 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 박막증착장치(1)의 경우 다양한 공정조건에 맞춰 사용할 수 없다는 문제점이 있다. 2종의 원료가스를 사용하여 박막을 증착하는 것이 일반적이지만, 3종 이상의 가스를 사용하는 경우도 있으며, 갭필(gap-fill)공정에서는 식각가스가 기판으로 공급되어야 한다. 또한, 원료가스에 따라 웨이퍼 상에 증착되는 시간이 다르며, 물리적으로 흡착되어 있는 강도가 다르므로 퍼징(purging)하는 시간도 달라야 한다. 그러나, 종래의 박막증착장치는 십자형의 격벽에 의하여 박막증착공간이 4개의 공간으로 확정되어 있고, 이 4개의 공간으로 가스를 유입하기 위한 가스 공급구(3,4,5)가 하나씩 배치되어 있어 다양한 공정조건에서는 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 다른 종래의 박막증착장치(미도시)의 경우 가스가 가스분사부의 중앙에 별도의 가스분배장치가 설치되고 가스들은 가스분배장치를 통해 인젝터 등의 각 가스분사장치로 유입되는 형태로 되어 있다. 이러한 장치의 경우 구성이 복잡할 뿐만 아니라, 가스가 직접 가스분사장치로 유입되지 못하고 가스분배장치를 거쳐야 하므로 그 과정에서 유량의 손실이 발생하는 등 유량제어가 원활히 이루어지지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 장치의 경우 일반적으로 가스분배장치로부터 가스공급장치로 가스가 유입되는 경로에 있어서, 가스공급장치의 상면이 아닌 측면을 통해 가스가 유입되는 구조로 이루어져 있어, 가스공급장치 내부에서 가스가 충분히 확산되지 못하고 특정 영역으로만 가스가 과다하게 집중되는바, 기판의 전체 영역에 있어 고르게 가스가 공급되지 못하여 박막의 균일도를 향상시키는데 한계가 존재하였다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 가스가 기판 위로 고르게 공급될 수 있어 박막 두께의 균일도를 향상시킬 수 있으며, 원료가스의 수, 원료가스의 종류 등에 따른 다양한 공정을 모두 수행할 수 있도록 가스가 분사되는 위치, 가스분사면적, 가스분사량 등을 다양하게 조절할 수 있는 가스 분사 조립체를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 가스 분사 조립체를 이용하여 다양한 공정조건에 활용가능하며 박막균일도를 향상시킬 수 있는 박막증착장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가스 분사 조립체는, 반응기 내부에 회전가능하게 설치되는 기판지지부에 안착되는 복수의 기판 위로 가스를 공급하기 위하여 상기 기판지지부의 상부에 설치되는 것으로서, 적어도 2개의 이종 원료가스를 상기 기판지지부 상으로 공급하기 위하여, 상기 기판지지부의 둘레 방향을 따라 배치되는 복수의 원료가스 분사유닛; 및 상기 복수의 원료가스 분사유닛들 중 서로 다른 종류의 가스를 분사하는 원료가스 분사유닛들 사이에 배치되어 상기 기판지지부 상으로 상기 원료가스를 퍼지하기 위한 퍼지가스를 분사하는 복수의 퍼지가스 분사유닛;을 구비하며, 상기 원료가스 분사유닛 및 퍼지가스 분사유닛은 상기 원료가스 및 퍼지가스가 직접 유입될 수 있도록, 가스유입구가 복수 개 형성되어 있는 리드플레이트와, 상기 기판지지부의 둘레방향에 복수 개 배치되며, 상기 리드플레이트에 대하여 하방으로 일정 거리 이격되게 설치되어 상기 리드플레이트와의 사이에 가스 확산공간을 형성하며, 상기 가스 확산공간으로부터 상기 기판의 전체 영역에 걸쳐 원료가스 및 퍼지가스가 균일하게 분사되도록, 각각 다수의 가스분사공이 형성되어 있는 분사플레이트를 포함하는 것에 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 확산공간을 상부확산공간과 하부확산공간으로 분리하도록, 상기 리드플레이트와 각 분사플레이트 사이에는 다수의 관통공이 형성되어 있는 확산플레이트가 개재되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 가스 분사 조립체는, 반응기 내부에 회전가능하게 설치되는 기판지지부에 안착되는 복수의 기판 위로 가스를 공급하기 위하여 상기 기판지지부의 상부에 설치되는 것으로서, 적어도 2개의 이종 원료가스를 상기 기판지지부 상으로 공급하기 위하여, 상기 기판지지부의 둘레 방향을 따라 배치되는 복수의 원료가스 분사유닛; 및 상기 복수의 원료가스 분사유닛들 중 서로 다른 종류의 가스를 분사하는 원료가스 분사유닛들 사이에 배치되어 상기 기판지지부 상으로 상기 원료가스를 퍼지하기 위한 퍼지가스를 분사하는 복수의 퍼지가스 분사유닛;을 구비하며, 상기 원료가스 분사유닛 및 퍼지가스 분사유닛은, 상면에 상기 원료가스 및 퍼지가스를 유입하는 가스유입구가 형성되어 있으며, 상기 원료가스 분사유닛 및 퍼지가스 분사유닛의 하면에는 각각 다수의 가스분사공이 형성되어 있고, 상기 원료가스 분사유닛들과 퍼지가스 분사유닛들 중 상호 인접하게 배치되며 서로 동일한 가스를 분사하는 둘 이상의 분사유닛들이 그룹을 지어 복수의 가스분사블럭을 형성하는 것에 특징이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 복수의 가스분사블럭 사이에는 격벽이 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 원료가스들을 퍼지하기 위한 퍼지가스를 상기 기판지지부 상의 중심부쪽으로 공급하도록, 상기 기판지지부의 둘레방향을 따라 배치된 원료가스 분사유닛들의 중앙부에 설치되는 중앙 퍼지가스 분사유닛을 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 원료가스 분사유닛과 퍼지가스 분사유닛의 총 개수는 8개 내지 12개인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 원료가스 분사유닛들과 퍼지가스 분사유닛들은 상기 가스유입구가 복수 개 형성되어 있는 리드플레이트; 및 상기 기판지지부의 둘레방향을 복수 개 배치되며, 상기 리드플레이트에 대하여 하방으로 일정 거리 이격되게 설치되어 상기 리드플레이트와의 사이에 가스 확산공간을 형성하며, 상기 가스 확산공간의 하방으로 가스를 분사하는 다수의 상기 가스분사공이 형성되어 있는 분사플레이트;를 구비하는 것이 좋다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막증착장치는, 내부에 반응공간을 형성하는 반응기, 상기 반응기 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상면에 기판을 안착시키는 복수의 기판안착부를 구비하는 기판지지부 및 상기한 가스 분사 조립체를 구비하는 것에 특징이 있다.
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또한 본 발명에 따르면, 상기 복수의 가스분사블럭 사이에 격벽이 설치되는 것이 바람직하며, 상기 격벽의 하면으로부터 상기 기판지지부의 상면까지의 거리는 상기 가스분사블럭의 하면으로부터 상기 기판지지부의 상면까지의 거리보다 작은 것이 더욱 바람직하다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 가스분사블럭은 상기 퍼지가스 분사유닛들이 그룹을 지어 형성된 퍼지가스 분사블럭과, 상기 원료가스 분사유닛들이 그룹을 지어 형성된 원료가스 분사블럭이 마련되며, 상기 퍼지가스 분사블럭의 하면으로부터 상기 기판지지부 상면까지의 거리가 상기 원료가스 분사블럭의 하면으로부터 상기 기판지지부의 상면까지의 거리보다 큰 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 가스 분사 조립체는 그 중앙부에 상기 원료가스들을 퍼지하기 위한 퍼지가스를 공급하기 위한 중앙 퍼지가스 분사유닛을 더 구비하여, 상기 복수의 원료가스 분사유닛들과 퍼지가스 분사유닛들은 중앙 퍼지가스 분사유닛의 둘레방향을 따라 방사형으로 배치되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따르면, 기판지지부와 가스 분사 조립체의 각 중앙부 중 어느 하나에는 볼록하게 돌출부가 형성되며, 다른 하나에는 상기 돌출부를 수용하기 위하여 오목하게 삽입홈부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 가스 분사 조립체와 박막증착장치는 기판의 전 면적에 걸쳐 가스를 균일하게 분사할 수 있어 균일한 두께로 박막을 증착할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 분사 조립체와 박막증착장치는 가스가 분사되는 가스분사유닛의 수와 위치는 물론, 가스분사면적, 가스분사량 등을 조절할 수 있는바, 하나의 장치로서 다양한 공정을 수행할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스분사조립체와 박막증착장치는 가스분배장치 등의 별도의 장치를 거치지 않고 가스가 직접 가스분사유닛으로 유입되므로 가스의 손실이 발생하지 않으며 가스의 유량을 정확히 제어할 수 있다는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 분사 조립체와 박막증착장치를 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막증착장치를 설명하기 위한 개략적 구성도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 개략적 단면도이고, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선 개략적 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막증착장치(100)는, 반응기(10)와 기판지지부(20) 및 가스 분사 조립체(50)를 구비한다.
반응기(10)는 바닥부(11), 외벽부(12)를 구비한다. 바닥부(11)는 원판의 형상으로 이루어져 있고, 외벽부(12)는 바닥부(11)의 가장자리로부터 상방으로 수직하게 연장 형성되어 폐곡면 형상으로 이루어져 있다. 그리고 외벽부(12)에는 기판(w)이 출입하는 기판(w) 이송통로(도면 미도시)가 형성되어 있다. 상기 반응기(10)의 상부에 후술할 가스 분사 조립체(50)가 결합되면 반응기(10)의 내부에는 반응공간(16)이 형성된다. 이 반응공간(16)에서 원료가스에 의해 기판(w) 상에 박막이 증착된다. 위 반응공간(16)을 밀폐시키기 위하여 가스 분사 조립체(50)의 하면과 반응기(10)의 외벽부(12)의 상면 사이에는 오링(O-ring, 미도시) 등과 같은 밀폐부재가 개재된다. 그리고 반응기(10) 내부에 잔존하는 불필요 가스 및 파티클을 배출하기 위한 배기수단이 반응기(10)에 마련되는데, 후술할 기판지지부(20)와 반응기(10)의 외벽부(12)의 내면 사이에 환형의 배기덕트(미도시)가 설치되는 것이 바람직하다. 이 배기덕트(미도시)는 배기구를 통해 배기펌프(미도시)와 연결되어 반응기(10) 내의 불필요 가스를 강제 배기시키는 것이 바람직하다.
기판지지부(20)는 반응기(10) 기판(w)을 지지하여 회전시키기 위한 것으로서 내부의 반응공간(16)에 설치되며, 서셉터(21), 기판안착부(22), 샤프트(23) 및 히터(도면 미도시)를 구비한다.
서셉터(21)는 원판의 형상으로 반응기(10) 내부에 회전 가능하게 배치되어 있다. 서셉터(21)에는 기판(w)을 안착시키기 위하여 오목하게 형성된 기판안착부(22)가 복수 개, 특히 본 실시예에서는 6개 마련된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 기판안착부(22)들은 기판지지부(20) 상면의 둘레방향을 따라 소정의 각도 간격으로 상호 이격되게 배치된다. 샤프트(23)의 양단부 중 일단부는 서셉터(21)의 하면과 결합되어 있고, 타단부는 반응기(10)를 관통하여 모터 등과 같은 회전수단(미도시)과 연결되어 있다. 따라서 샤프트(23)가 회전하면 서셉터(21)가 회전 중심축(A)을 중심으로 회전하게 된다. 또한 샤프트(23)는 모터 및 볼스크류 조립체(미도시) 등과 같은 승강수단과 연결되어 있어, 샤프트(23)의 승강시 서셉터(21)도 함께 승강된다. 히터(도면 미도시)는 서셉터(21)의 하부에는 기판(w)을 가열하기 위한 히터(미도시)가 매설되어 있다.
위에서 참조한 도 2 및 도 4와 함께 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 분사 조립체(50)에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 분사 조립체를 설명하기 위한 개략적 사시도이며, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선 개략적 단면도이다.
상기 가스 분사 조립체(50)는 기판지지부(20)에 안착된 기판(w)에 가스를 공급하기 위한 것으로서, 반응기(10)의 상부에 분리가능하게 결합된다. 가스 분사 조립체(50)가 반응기(10)에 결합되면, 가스 분사 조립체(50)의 하면과 기판지지부(20)의 상면이 서로 마주하게 배치된다. 가스 분사 조립체(50)에서 기판지지부(20) 상으로 공급되는 가스는 크게 3가지 즉, 원료가스, 퍼지가스 및 식각가스로 분류되며, 이 가스들을 공급하기 위하여, 가스 분사 조립체(50)는 복수의 원료가스 분사유닛(51,52)과, 복수의 퍼지가스 분사유닛(53)과, 식각가스 분사유닛(54)을 구비한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 원료가스 분사유닛(51,52)과, 복수의 퍼지가스 분사유닛(53) 및 식각가스 분사유닛(54)은 가스 분사 조립체(50)의 중심부(기판지지부의 중심부와 동일)의 둘레 방향을 따라 방사형으로 배치된다.
원료가스 분사유닛은 복수 개 배치되어 적어도 2개의 이종 원료가스를 기판지지부(20)상으로 공급한다. 본 실시예에서는 원료가스 분사유닛은 2개 마련된다. 즉, 제1원료가스를 공급하는 제1원료가스 분사유닛(51)과, 제1원료가스와는 다른 제2원료가스를 공급하는 제2원료가스 분사유닛(52)을 구비한다. 제1원료가스 분사유닛(51)은 사일렌(SiH4)과 같은 실리콘(Si)을 포함하는 가스 또는 트리메틸알루미늄(trimethylalumium, TMA)와 같은 금속을 포함하는 가스를 기판지지부(20) 상으로 공급한다. 또한 제2원료가스 분사유닛(52)는 실리콘을 포함하는 가스 또는 금속을 포함하는 가스와 반응하는, 예컨대 산소(O2)와 같은 반응가스를 기판지지부(20) 상으로 공급한다.
식각가스 분사유닛(54)은 제2원료가스 분사유닛(52)과 제1원료가스 분사유닛(51) 사이에 배치된다. 본 실시예에서 원료가스란 퍼지가스를 제외하고 소스가스 및 반응가스를 모두 포함하는 의미로서 식각가스도 원료가스에 포함될 수 있으나, 설명의 편의상 분리하여 설명하기로 한다. 식각가스 분사유닛(54)은 갭-필(gap-fill) 공정을 수행하는 경우 특히 필요하며 예컨대, CF4와 같은 식각가스를 기판지지부(20) 상으로 공급한다.
퍼지가스 분사유닛(53)은 기판지지부(20) 상의 미반응된 원료가스들, 잔여 식각가스 및 반응 부산물 등을 퍼지(purge)하여 기판지지부(20) 상에서 혼합되지 않게 하기 위한 것으로서, 예컨대 아르곤(Ar)과 같은 비반응성의 퍼지가스를 기판지지부(20) 상으로 공급한다. 즉, 퍼지가스 분사유닛(53)은 제1원료가스와 제2원 료가스 및 식각가스가 기판지지부(20) 상에서 서로 혼합되지 않게 하기 위한 것으로서, 제1원료가스 분사유닛(51)과 제2원료가스 분사유닛(52) 사이에 2개, 제2원료가스 분사유닛(52)과 식각가스 분사유닛(54) 사이에 2개 및 식각가스 분사유닛(54)과 제1원료가스 분사유닛(51) 사이에 3개 배치된다.
이상 원료가스 분사유닛(51,52)들과, 퍼지가스 분사유닛(53) 및 식각가스 분사유닛(54)에 대하여 각각 설명하였으나, 이들 각각의 분사유닛은 그 구성이 서로 다른 것은 아니다. 즉, 원료가스 분사유닛(51,52)들과, 퍼지가스 분사유닛(53) 및 식각가스 분사유닛(54)은 모두 완전히 동일한 구성으로 되어 있으나, 이 분사유닛들로 유입되는 가스의 종류에 따라 그 명칭을 상이하게 사용하는 것이다. 예컨대, 본 실시예에서는 완전히 동일한 구성으로 이루어진 10개의 가스분사유닛이 마련되는데, 이들 중 제1원료가스가 공급되는 가스분사유닛을 제1원료가스 분사유닛(51)이라 하며, 제2원료가스가 공급되는 가스분사유닛을 제2원료가스 분사유닛(52)이라 하고, 퍼지가스가 공급되면 퍼지가스 분사유닛(53)이라 하며, 식각가스가 공급되면 식각가스 분사유닛(54)이라고 하는 것이다. 본 발명의 중요한 특징 중 하나는 상기한 바와 같이 동일한 구성의 가스분사유닛이 마련되고, 다양한 공정 조건에 맞게 이 가스분사유닛에 유입되는 가스를 변화시킬 수 있다는 것이다. 즉, 2개의 원료가스만이 필요한 공정에서는 2개의 가스분사유닛에 각각 원료가스를 유입시키고 나머지 가스분사유닛에는 퍼지가스를 유입시킬 수 있고, 식각가스가 필요한 공정에서는 가스분사유닛들 중 어느 하나에 식각가스를 유입시키면 된다. 또한, 원료가스에 따라 포화시간이 다른 바 포화시간이 긴 원료가스를 사용하는 경우는 2개 이상의 가스분사유닛에 원료가스를 유입시킬 수 있고, 포화시간이 짧은 원료가스를 사용하는 경우는 하나의 가스분사유닛에만 원료가스를 유입시키면 된다. 마찬가지로, 퍼지가 용이하지 않은 원료가스를 사용하는 경우 퍼지가스 분사유닛을 복수 개 배치하여 퍼지시간을 연장시킬 수 있다. 즉, 다양한 공정조건에 맞게 가스 분사 조립체를 다양하게 운용할 수 있다는 장점이 있다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 가스 분사 조립체(50) 및 박막증착장치는 8개 내지 12개의 분사유닛을 구비한다. 즉, 8개 미만의 분사유닛을 구비하는 경우 분사유닛의 수가 적어 다양한 공정조건을 모두 만족시킬 수 없으며, 12개를 초과하는 경우 필요 이상으로 수가 많게 될 뿐만 아니라 제조비용도 증가될 수 있어 바람직하지 않으며, 8개 내지 12개의 분사유닛을 구비하는 것이 가장 바람직하다.
위에서 설명한 바와 같이, 원료가스 분사유닛(51,52)과 퍼지가스 분사유닛(53) 및 식각가스 분사유닛(54)은 모두 동일한 구성으로 되어 있는바, 가스 분사 조립체의 구체적 구성에 대하여 설명하며 분사유닛의 구성에 대하여 함께 설명하기로 한다.
가스 분사 조립체(50)는 리드플레이트(p1)와, 복수의 분사플레이트(p2)를 구비한다.
리드플레이트(p1)는 대략 원형의 판 형상으로 형성되어 반응기(10)의 상부에 분리가능하게 결합된다. 또한, 리드플레이트(p1)에는 상면과 하면 사이를 관통하는 복수의 가스유입구(i)가 형성된다. 이 가스유입구(i)의 개수는 후술할 가스분사유닛들의 개수 이상으로 형성되며, 가스유입구(i)는 리드플레이트(p1) 상에서 가 스분사유닛들이 설치되는 영역에 적어도 하나씩 배치된다. 이 가스유입구(i)들은 각각 가스탱크(미도시) 등의 가스공급수단과 연결되어 가스분사유닛의 내측으로 가스를 공급한다.
분사플레이트(p2)는 리드플레이트(p1)의 기판지지부(20)의 둘레방향을 따라 방사형으로 복수 개 배치된다. 본 실시예에서는 10개의 가스분사유닛이 설치되는바, 분사플레이트(p2)도 10개 설치된다. 분사플레이트(p2)는 대략 부채꼴의 판 형상으로 형성되어 리드플레이트(p1)로부터 일정거리 하방으로 이격되게 배치된다. 또한, 분사플레이트(p2)의 주변부에는 상방으로 연장된 측벽부(s)가 형성되어 있다. 이 측벽부(s)가 리드플레이트(p1)에 접촉되어 나사(미도시)등에 의하여 결합됨으로써 분사플레이트(p2)는 리드플레이트(p1)에 결합된다. 리드플레이트(p1)와 분사플레이트(p2)가 상호 결합되면 이들 사이에는 가스확산공간(r)이 형성된다. 상기 리드플레이트(p1)의 가스유입구(i)를 통해 가스확산공간(r)으로 유입된 가스가 기판지지부(20)쪽으로 분사될 수 있도록, 분사플레이트(p2)에는 상면과 하면 사이를 관통하는 다수의 가스분사공(o)이 형성되어 있다. 이 다수의 분사공(o)은 부채꼴 형상의 분사플레이트(p2)의 전 영역에 걸쳐 고르게 배치되어 있어 이른바 샤워헤드(shower head) 형상을 형성하므로, 기판(w) 위로 가스를 고르게 공급할 수 있다. 또한, 가스유입구(i)를 통해 유입된 가스는 가스확산공간(r)에서 고르게 확산되므로 부채꼴 모양의 분사플레이트(p2) 중 어느 일측에 배치된 가스분사공(o)들만을 통해 가스가 배출되지 않고 전체 가스분사공(o)을 통해 배출된다.
한편, 본 실시예에서는 가스가 기판(w) 상으로 더욱 고르게 배출될 수 있도 록, 리드플레이트(p1)와 분사플레이트(p2) 사이에 확산플레이트(p3)가 개재된다. 확산플레이트(p3)는 분사플레이트(p2)와 마찬가지로 부채꼴의 판 형상으로 형성되어 분사플레이트(p2)의 측벽부(s)에 나사 등에 의하여 결합된다. 확산플레이트(p3)가 설치되면, 가스확산공간(r)은 상하방향을 따라 상부확산공간(r1)과 하부확산공간(r2)으로 분리된다. 분사플레이트(p2)와 마찬가지로 확산플레이트(p3)에도 전 영역에 걸쳐 다수의 관통공(t)이 형성되어 있다.
가스유입구(i)를 통해 유입된 가스는 상부확산공간(r1)에서 일차적으로 확산된 후, 확산플레이트(p3)에 형성된 다수의 관통공(t)을 통해 하부확산공간(r2)으로 분사되며, 하부확산공간(r2)에서 다시 확산된 가스는 분사플레이트(p2)의 다수의 가스분사공(o)을 통해 기판지지부(120) 상으로 분사된다. 본 발명에 따른 가스 분사 조립체(50)의 가스분사유닛은 상기한 바와 같이 다수의 가스분사공이 형성된 샤워헤드 타입으로 마련될 뿐만 아니라 상부확산공간(r1)과 하부확산공간(r2)을 통해 가스가 가스분사유닛의 전 영역에 걸쳐 완전히 확산되므로 기판(w) 상으로 가스를 균일하게 공급할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에서는 중앙 퍼지가스 분사유닛(55)을 구비한다. 퍼지가스를 공급하는 목적은 가스 분사 조립체(50)를 통해 공급된 서로 다른 종류의 원료가스나 식각가스가 기판(w) 상에서 혼합되는 것을 방지하기 위함이다. 그러나 원료가스 분사유닛(51,52)의 사이에 퍼지가스 분사유닛(53)을 배치하는 것만으로는 기판지지부(20)의 중앙 부분을 통해 원료가스들이 혼합될 위험성이 존재한다. 따라서 원료가스들이 기판지지부(20)의 중앙부분에서 혼합되는 것을 방지하기 위한 수단이 필요하게 되는바, 가스 분사 조립체(50)의 중앙부에는 원료가스들을 퍼지하는 퍼지가스를 기판지지부(20) 상으로 공급하는 중앙 퍼지가스 분사유닛(55)이 설치된다. 중앙 퍼지가스 분사유닛(155)에서 공급된 퍼지가스로 인해 원료가스들이 기판지지부(20)의 중앙부분에서 혼합되는 것이 방지된다. 이 중앙 퍼지가스 분사유닛(55)의 구성은 상기한 퍼지가스 분사유닛(53) 등 가스 분사 조립체(50)의 둘레 방향을 따라 방사형으로 배치된 가스분사유닛들과 완전히 동일하다. 즉, 위 분사유닛들이 대략 부채꼴의 형상인데 반하여 중앙 퍼지가스 분사유닛(55)은 원형으로 형성되었다는 점만 상이할 뿐, 리드플레이트(p1)와 분사플레이트(p2) 및 확산플레이트(p3)로 이루어진 구성은 완전히 동일한바, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 가스 분사 조립체(50)에서는 가스분사유닛들이 그룹을 지어 가스분사블럭을 형성한다. 즉, 동일한 가스를 공급하는 가스분사유닛, 예컨대 제1원료가스 분사유닛(51)과 제2원료가스 분사유닛(52) 사이에 배치된 2개의 퍼지가스 분사유닛(53)은 동일하게 퍼지가스를 분사하는 것으로서 서로 이격되어 있지 않고 하나의 퍼지가스 분사블럭(PB)을 형성한다. 마찬가지로 식각가스 분사유닛(54)과 제1원료가스 분사유닛(51) 사이에도 3개의 퍼지가스 분사유닛(53)으로 이루어진 퍼지가스 분사블럭(PB)이 형성된다. 본 실시예에서는 제1원료가스를 분사하는 분사유닛(51)은 한 개만 설치되어 있지만, 실시예에 따라 2개 이상 설치될 수도 있으며 이러한 경우 제1원료가스 분사유닛은 서로 이격되지 않고 인접되게 배치되므로 이들이 그룹을 지어 하나의 제1원료가스 분사블럭을 형성할 수 있다. 그러나, 가스분사블럭은 동일한 가스를 분사하는 가스분 사유닛들이 그룹을 지어 형성됨으로, 제1원료가스 분사유닛과 제2원료가스 분사유닛과 같이 이종의 가스를 분사하는 유닛들은 가스분사블럭을 형성하지 않는다. 이렇게 동종의 가스를 분사하는 가스분사유닛을 서로 인접하게 배치하여 그룹핑(grouping)함으로써 가스 분사 조립체(50) 사에서 특정한 가스를 분사하는 면적을 조절할 수 있게 된다. 또한, 본 실시예에서, 퍼지가스 분사유닛(53)이 그룹지어진 퍼지가스 분사블럭(PB)의 하면으로부터 기판지지부(20)의 상면까지의 거리(d2)는 원료가스 분사유닛(51,52) 및 식각가스 분사유닛(54)의 하면으로부터 기판지지부(20)의 상면까지의 거리(d1)보다 크게 형성된다. 즉, 퍼지가스 분사블럭(PB)이 다른 가스분사유닛들에 비하여 높게 배치되어, 원료가스와 식각가스의 퍼지를 용이하게 한다.
한편, 서로 다른 종류의 가스를 분사하는 가스분사유닛들 사이 또는 가스분사블럭들 사이 및 서로 다른 종류의 가스를 분사하는 가스분사유닛과 가스분사블럭들 사이에는 격벽(b)이 설치된다. 본 실시예에서는, 퍼지가스 분사블럭(PB)과 원료가스 분사유닛(51,52) 사이, 식각가스 분사유닛(54)과 퍼지가스 분사블럭(PB) 사이 등에 격벽(b)이 설치된다. 중앙 퍼지가스 분사유닛(55)도 환형의 격벽(b)에 의하여 둘러싸여 다른 가스분사유닛들과 상호 분리된다. 본 실시예에서, 격벽(b)은 돌출되게 설치되는바, 격벽(b)의 하면으로부터 기판지지부(20)까지의 거리는 가스분사블럭 또는 가스분사유닛의 하면으로부터 기판지지부(20)까지의 거리보다 작게 된다. 이에 따라, 격벽을 사이에 두고 배치된 가스분사유닛들 또는 가스분사블럭들로부터 공급된 가스들은 서로 혼합되지 않는 효과가 발생한다.
상기한 구성으로 이루어진 가스 분사 조립체(50)를 구비하는 박막증착장치(100)에서는 제1원료가스, 제2원료가스, 식각가스, 퍼지가스가 계속적으로 공급되는 가운데 기판지지부(20)가 회전함으로써, 기판지지부(20)에 안착된 기판(w)에는 순차적으로 제1원료가스, 퍼지가스, 제2원료가스, 퍼지가스, 식각가스, 퍼지가스가 공급되어 박막이 증착된다. 이러한 과정에서, 각종 가스들은 상부확산공간(r1)과 하부확산공간(r2)를 거쳐 완전히 확산된 후, 다수의 가스분사공(o)이 형성되어 있는 샤워헤드 형식의 분사플레이트(p2)를 통해 기판(w)의 전 영역에 고르게 분사되는바 박막의 균일도를 향상시킬 수 있다. 또한, 가스분사유닛들에 공급되는 가스의 종류를 다르게 함으로써 다양한 공정 조건에 적합하게 본 장치를 사용할 수 있다는 장점이 있다.
이상에서는 원료가스들이 기판지지부(20)의 중앙부분에서 혼합되는 것을 방지하기 위한 수단으로 중앙 퍼지가스 분사유닛(55)이 설치되는 실시예에 대하여 설명 및 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 7에는 다른 수단이 채용된 형태의 실시예가 도시되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 다른 수단으로 가스 분사 조립체(50)는 그 중앙에 가스 분사 조립체(50)의 바닥면에 대해 하방으로 돌출되는 돌출부(58)가 형성된다. 그리고 이 돌출부(58)가 기판지지부(20)에 수용되도록 기판지지부(20)의 중앙부에는 돌출부(58)와 대응되게 오목한 삽입홈부(57)가 형성된다. 돌출부(58)가 삽입홈부(59)에 삽입되더라도 기판지지부(20)가 회전할 때 가스 분사 조립체(50)에 영향을 미치지 않도록 가스 분사 조립체(50)의 돌출부(58)의 외측면과 기판지지부(20)의 삽입홈부(57)의 사이에 약간의 공간이 존재하여야 한다. 이와 같이 가스 분사조립체(50)의 돌출부(58)에 의해 원료가스들이 기판지지부(20)의 중앙부분에서 혼합되는 것이 물리적으로 차단되게 된다. 또한, 위의 경우와 반대로 가스 분사 조립체(50)에는 삽입홈부가 형성되고, 기판지지부(20)에는 돌출부가 형성되어도 동일한 효과를 기대할 수 있다.
한편, 지금까지 원료가스 분사유닛, 퍼지가스 분사유닛 및 식각가스 분사유닛에서 가스가 분사되는 면적 즉, 가스분사영역이 서로 동일한 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 가스분사영역이 서로 다르게 형성될 수도 있다. 또한, 퍼지가스 분사유닛과 원료가스 분사유닛 사이에 가스를 배출시키지 않는 버퍼유닛이 설치될 수도 있다. 위와 같은 형태의 가스분사조립체가 도 8 및 도 9에 도시되어 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스분사조립체를 설명하기 위한 개략적 사시도이며, 도 9는 도 8에 도시된 가스분사조립체의 저면도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 실시예에 따른 가스분사조립체(50')와 앞의 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시예에 따른 가스분사조립체(50)에서 동일한 참조번호로 기재된 구성요소는 그 구성 및 작용효과가 완전히 동일하므로, 본 실시예에서는 앞의 실시예와 다른 구성요소 및 동일한 구성요소라도 차이가 있는 점에 대해서만 설명하기로 한다.
앞에서 설명한 실시예와 같이 모든 분사유닛의 크기가 일정하다면 가스분사영역의 면적을 조절함에 있어 다양한 변형이 곤란할 수 있다. 이에 복수의 분사유 닛들 중 몇 개의 분사유닛의 크기를 서로 다르게 하거나, 모든 분사유닛들의 크기를 서로 다르게 형성할 수도 있다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 가스분사 유닛들의 크기 즉, 가스가 분사되는 면적이 서로 다르게 형성되어 있다. 즉, 참조번호 53'으로 표시된 퍼지가스 분사유닛의 크기가 가장 크게 형성되어 있고, 제2원료가스 분사유닛(52)이 두 번째로 크게 형성되어 있으며, 후술할 버퍼유닛(59)의 크기가 가장 작게 형성되어 있다.
또한, 참조번호 53'으로 표시된 퍼지가스 분사유닛의 양측에는 각각 버퍼유닛(59)이 배치되어, 제1원료가스 분사유닛(51)과 퍼지가스 분사유닛(53')의 사이를 이격시킨다. 마찬가지로, 식각가스 분사유닛(54)과 퍼지가스 분사유닛(53') 사이를 이격시킨다. 이 버퍼유닛(59)의 구성은 퍼지가스 분사유닛(53) 및 원료가스 분사유닛(51,52)와 동일하게 되어 있다. 즉, 리드플레이트를 공유하면서 각각 분사플레이트와 확산플레이트를 구비하는 구성이다. 그러나, 퍼지가스 분사유닛이나 원료가스 분사유닛과 달리 버퍼유닛은 가스를 방출하지 않는다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래의 박막증착장치를 설명하기 위한 개략적 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막증착장치를 설명하기 위한 개략적 구성도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 개략적 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선 개략적 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 분사 조립체를 설명하기 위한 개략적 사시도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선 개략적 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막증착장치를 설명하기 위한 개략적 구성도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스분사조립체를 설명하기 위한 개략적 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 가스분사조립체의 저면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 ... 박막증착장치 10 ... 반응기
20 ... 기판지지부 50,50' ... 가스 분사 조립체
51 ... 제1원료가스 분사유닛 52 ... 제2원료가스 분사유닛
53,53' ... 퍼지가스 분사유닛 54 ... 식각가스 분사유닛
55 ... 중앙 퍼지가스 분사유닛 59 ... 버퍼유닛
PB ... 퍼지가스 분사블럭 o ... 가스분사공
p1 ... 리드플레이트 p2 ... 분사플레이트
p3 ... 확산플레이트 b ... 격벽
r1 ... 상부확산공간 r2 ... 하부확산공간

Claims (16)

  1. 반응기 내부에 회전가능하게 설치되는 기판지지부에 안착되는 복수의 기판 위로 가스를 공급하기 위하여 상기 기판지지부의 상부에 설치되는 것으로서,
    적어도 2개의 이종 원료가스를 상기 기판지지부 상으로 공급하기 위하여, 상기 기판지지부의 둘레 방향을 따라 배치되는 복수의 원료가스 분사유닛; 및
    상기 복수의 원료가스 분사유닛들 중 서로 다른 종류의 가스를 분사하는 원료가스 분사유닛들 사이에 배치되어 상기 기판지지부 상으로 상기 원료가스를 퍼지하기 위한 퍼지가스를 분사하는 복수의 퍼지가스 분사유닛;을 구비하며,
    상기 원료가스 분사유닛 및 퍼지가스 분사유닛은 상기 원료가스 및 퍼지가스가 직접 유입될 수 있도록, 가스유입구가 복수 개 형성되어 있는 리드플레이트와, 상기 기판지지부의 둘레방향에 복수 개 배치되며, 상기 리드플레이트에 대하여 하방으로 일정 거리 이격되게 설치되어 상기 리드플레이트와의 사이에 가스 확산공간을 형성하며, 상기 가스 확산공간으로부터 상기 기판의 전체 영역에 걸쳐 원료가스 및 퍼지가스가 균일하게 분사되도록, 각각 다수의 가스분사공이 형성되어 있는 분사플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 분사 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확산공간을 상부확산공간과 하부확산공간으로 분리하도록, 상기 리드플레이트와 각 분사플레이트 사이에는 다수의 관통공이 형성되어 있는 확산플레이트가 개재되는 것을 특징으로 하는 가스 분사 조립체.
  3. 반응기 내부에 회전가능하게 설치되는 기판지지부에 안착되는 복수의 기판 위로 가스를 공급하기 위하여 상기 기판지지부의 상부에 설치되는 것으로서,
    적어도 2개의 이종 원료가스를 상기 기판지지부 상으로 공급하기 위하여, 상기 기판지지부의 둘레 방향을 따라 배치되는 복수의 원료가스 분사유닛; 및
    상기 복수의 원료가스 분사유닛들 중 서로 다른 종류의 가스를 분사하는 원료가스 분사유닛들 사이에 배치되어 상기 기판지지부 상으로 상기 원료가스를 퍼지하기 위한 퍼지가스를 분사하는 복수의 퍼지가스 분사유닛;을 구비하며,
    상기 원료가스 분사유닛 및 퍼지가스 분사유닛은, 상면에 상기 원료가스 및 퍼지가스를 유입하는 가스유입구가 형성되어 있으며, 상기 원료가스 분사유닛 및 퍼지가스 분사유닛의 하면에는 각각 다수의 가스분사공이 형성되어 있고,
    상기 원료가스 분사유닛들과 퍼지가스 분사유닛들 중 상호 인접하게 배치되며 서로 동일한 가스를 분사하는 둘 이상의 분사유닛들이 그룹을 지어 복수의 가스분사블럭을 형성하는 것을 특징으로 하는 가스 분사 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 가스분사블럭 사이에는 격벽이 설치되는 것을 특징으로 하는 가스 분사 조립체.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 원료가스들을 퍼지하기 위한 퍼지가스를 상기 기판지지부 상의 중심부쪽으로 공급하도록, 상기 기판지지부의 둘레방향을 따라 배치된 원료가스 분사유닛들의 중앙부에 설치되는 중앙 퍼지가스 분사유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 분사 조립체.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 원료가스 분사유닛과 퍼지가스 분사유닛의 총 개수는 8개 내지 12개인 것을 특징으로 하는 가스 분사 조립체.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 복수의 원료가스 분사유닛들과 복수의 퍼지가스 분사유닛들 중 적어도 2개의 분사유닛은 가스가 분사되는 면적이 서로 다른 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 분사 조립체.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 원료가스 분사유닛과 퍼지가스 분사유닛이 서로 일정 간격 이격되도록, 상기 원료가스 분사유닛과 퍼지가스 분사유닛 사이에는 가스를 배출하지 않는 버퍼유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 가스 분사 조립체.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 원료가스 분사유닛들과 퍼지가스 분사유닛들은 상기 가스유입구가 복수 개 형성되어 있는 리드플레이트; 및 상기 기판지지부의 둘레방향을 복수 개 배치되며, 상기 리드플레이트에 대하여 하방으로 일정 거리 이격되게 설치되어 상기 리드플레이트와의 사이에 가스 확산공간을 형성하며, 상기 가스 확산공간의 하방으로 가스를 분사하는 다수의 상기 가스분사공이 형성되어 있는 분사플레이트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 분사 조립체.
  10. 내부에 반응공간을 형성하는 반응기;
    상기 반응기 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상면에 기판을 안착시키는 복수의 기판안착부를 구비하는 기판지지부; 및
    상기 제1항 또는 제2항에 기재된 가스 분사 조립체;를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  11. 내부에 반응공간을 형성하는 반응기;
    상기 반응기 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상면에 기판을 안착시키는 복수의 기판안착부를 구비하는 기판지지부; 및
    상기 제3항에 기재된 가스 분사 조립체;를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 가스분사블럭 사이에는 격벽이 설치되고,
    상기 격벽의 하면으로부터 상기 기판지지부의 상면까지의 거리는 상기 가스분사블럭의 하면으로부터 상기 기판지지부의 상면까지의 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 가스분사블럭은 상기 퍼지가스 분사유닛들이 그룹을 지어 형성된 퍼지가스 분사블럭과, 상기 원료가스 분사유닛들이 그룹을 지어 형성된 원료가스 분사블럭이 마련되며,
    상기 퍼지가스 분사블럭의 하면으로부터 상기 기판지지부 상면까지의 거리가 상기 원료가스 분사블럭의 하면으로부터 상기 기판지지부의 상면까지의 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 가스 분사 조립체는 그 중앙부에 상기 원료가스들을 퍼지하기 위한 퍼지가스를 공급하기 위한 중앙 퍼지가스 분사유닛을 더 구비하여, 상기 복수의 원료가스 분사유닛들과 퍼지가스 분사유닛들은 중앙 퍼지가스 분사유닛의 둘레방향을 따라 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 기판지지부와 가스 분사 조립체의 각 중앙부 중 어느 하나에는 볼록하게 돌출부가 형성되며, 다른 하나에는 상기 돌출부를 수용하기 위하여 오목하게 삽입홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 원료가스 분사유닛과 퍼지가스 분사유닛이 서로 일정 간격 이격되도록, 상기 원료가스 분사유닛과 퍼지가스 분사유닛 사이에는 가스를 배출하지 않는 버퍼유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190086831A (ko) 2018-01-15 2019-07-24 주성엔지니어링(주) 기판지지부 및 이를 포함하는 기판처리장치
KR20190129613A (ko) * 2018-05-11 2019-11-20 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 장치
KR20190136438A (ko) * 2018-05-30 2019-12-10 주식회사 원익아이피에스 박막 형성 방법
KR20190142971A (ko) * 2018-06-19 2019-12-30 주식회사 원익아이피에스 박막 형성 방법

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110054840A (ko) * 2009-11-18 2011-05-25 주식회사 아토 샤워헤드 어셈블리 및 이를 구비한 박막증착장치
KR101897215B1 (ko) * 2011-11-23 2018-09-11 주식회사 원익아이피에스 가스분사장치 및 기판처리장치
KR102002042B1 (ko) * 2012-05-29 2019-07-19 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101949425B1 (ko) * 2012-09-24 2019-04-25 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치
KR102014279B1 (ko) * 2014-02-27 2019-08-26 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 장치
KR102475844B1 (ko) * 2018-05-11 2022-12-09 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 장치
CN113178374B (zh) * 2021-04-21 2022-06-10 长鑫存储技术有限公司 半导体处理设备及其控制方法
DE102021206168A1 (de) * 2021-06-16 2022-12-22 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Abscheiden einer Deckschicht, reflektives optisches Element für den EUV-Wellenlängenbereich und EUV-Lithographiesystem

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070048492A (ko) * 2005-11-04 2007-05-09 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070048492A (ko) * 2005-11-04 2007-05-09 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190086831A (ko) 2018-01-15 2019-07-24 주성엔지니어링(주) 기판지지부 및 이를 포함하는 기판처리장치
KR102412633B1 (ko) * 2018-01-15 2022-06-23 주성엔지니어링(주) 기판지지부 및 이를 포함하는 기판처리장치
KR20190129613A (ko) * 2018-05-11 2019-11-20 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 장치
KR102413572B1 (ko) 2018-05-11 2022-06-28 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 장치
KR20190136438A (ko) * 2018-05-30 2019-12-10 주식회사 원익아이피에스 박막 형성 방법
KR102475843B1 (ko) 2018-05-30 2022-12-09 주식회사 원익아이피에스 박막 형성 방법
KR20190142971A (ko) * 2018-06-19 2019-12-30 주식회사 원익아이피에스 박막 형성 방법
KR102466724B1 (ko) 2018-06-19 2022-11-15 주식회사 원익아이피에스 박막 형성 방법

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