KR101248918B1 - 가스 공급 방법 - Google Patents

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    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
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Abstract

본 발명은 가스 공급 방법에 관한 것으로, 공정 챔버와 연결된 복수의 가스 공급관과 복수의 가스 공급관 각각에 연결된 적어도 둘 이상의 밸브가 마련된 가스 공급 장치를 마련하는 단계과, 복수의 가스 공급관의 적어도 어느 하나를 통해 동일 시간에 적어도 하나의 공정 가스를 공급하고, 동일 가스 공급관에 마련된 둘 이상의 밸브는 동시에 오픈되지 않고 어느 하나가 오픈되어 공정 챔버 내에 공정 가스를 공급하는 단계를 포함하는 가스 공급 방법이 제시된다.

Description

가스 공급 방법{Gas supplying method}
본 발명은 가스 공급 방법에 관한 것으로, 특히 박막 증착 장치의 가스 공급 방법에 관한 것이다.
일반적으로 소자 제조 공정은 소정의 박막 증착 장치를 이용하여 기판 상에 소정의 박막을 증착하는 공정을 포함하며, 이러한 박막 증착 공정은 반도체 소자, 디스플레이, 태양 전지 등의 제조 공정에 포함된다. 또한, 박막 증착 공정으로는 박막을 구성하는 이종의 물질을 가스 상태로 챔버 내에 공급하는 CVD 방법과, 증착 물질 및 반응 물질을 순차적으로 챔버 내에 공급하는 ALD 방법이 있다.
박막 증착 장치는 반응 공간을 마련하는 챔버와, 챔버 내부의 하부 및 상부에 서로 대향되어 각각 마련된 기판 지지대 및 가스 분배판, 그리고 가스 분배판에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함한다. 여기서, 가스 공급부는 공정 가스를 공급하는 복수의 공정 가스 공급관을 포함하며, 복수의 공정 가스 공급관에는 각각 하나의 밸브가 마련되어 밸브의 구동에 따라 복수의 공정 가스를 가스 분배판에 각각 공급한다.
한편, CVD 방법은 박막 증착에 필요한 복수의 공정 가스를 동시에 공급하여 공정이 진행되며, 이를 위해 복수의 밸브가 동시에 오픈(open)된다. 또한, ALD 방법은 원료 가스, 퍼지 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스가 순차적으로 공급되고, 이를 위해 각각의 밸브가 순차적으로 오픈(open) 또는 클로즈(close)된다. 즉, 원료 가스 공급 시에는 원료 가스 공급관의 밸브만 오픈되고 나머지 밸브는 클로즈되고, 반응 가스 공급시에는 반응 가스 공급관의 밸브만 오픈되고 나머지는 클로즈된다.
그런데, ALD 공정은 사용되는 가스의 종류 및 특성 등에 따라 공정 가스의 공급 시간이 다르고, 그에 따라 수초 또는 마이크로초 단위로 밸브를 구동해야 한다. 이때, 각각의 가스 공급관에 마련된 하나의 밸브로 오픈/클로즈 동작을 반복해야 되는데, 밸브의 오픈/클로즈 시간이 짧아져 원하는 시간에 원하는 공정 가스가 제대로 공급되지 못하게 된다. 따라서, 박막의 막질이 저하되는 등의 문제가 발생된다.
본 발명은 밸브 구동 특성을 향상시켜 원하는 시간동안 원하는 공정 가스를 공급할 수 있는 가스 공급 방법을 제공한다.
본 발명은 하나의 가스 공급관마다 적어도 두 개의 밸브를 마련하고, 적어도 두개의 밸브를 순차적으로 구동시켜 짧은 시간에도 밸브의 구동 특성을 향상시킬 수 있는 가스 공급 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 가스 공급 방법은 공정 챔버와 연결된 복수의 가스 공급관과 상기 복수의 가스 공급관 각각에 연결된 적어도 둘 이상의 밸브가 마련된 가스 공급 장치를 마련하는 단계; 및 상기 복수의 가스 공급관의 적어도 어느 하나를 통해 동일 시간에 적어도 하나의 공정 가스를 공급하고, 동일 가스 공급관에 마련된 상기 둘 이상의 밸브는 동시에 오픈되지 않고 교대로 어느 하나가 오픈되어 상기 공정 챔버 내에 상기 공정 가스를 공급하는 단계를 포함한다.
상기 공정 가스는 각각 적어도 하나의 원료 가스, 퍼지 가스 및 반응 가스를 포함한다.
상기 원료 가스 및 반응 가스를 동시에 공급한다.
상기 원료 가스, 퍼지 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스를 순차적으로 복수회 반복 공급하며, 이들 공정 가스의 반복 공급 시 각 가스 공급관의 상기 복수의 밸브를 교대로 구동한다.
상기 원료 가스가 공급되는 동안 제 1 반응 가스 및 제 2 반응 가스가 교대로 복수회 반복 공급되며, 상기 제 1 및 제 2 반응 가스를 각각 공급할 때 각 가스 공급관의 상기 복수의 밸브를 교대로 구동한다.
상기 원료 가스와 제 1 반응 가스의 동시 공급, 상기 퍼지 가스의 공급, 상기 원료 가스와 제 2 반응 가스의 동시 공급 및 상기 퍼지 가스의 공급을 순차적으로 복수회 반복 실시하며, 이들 공정 가스의 반복 공급 시 각 가스 공급관의 상기 복수의 밸브를 교대로 구동한다.
상기 퍼지 가스는 상기 원료 가스와 제 1 공정 가스가 동시에 공급되기 소정 시간 전 및 상기 원료 가스와 제 2 공정 가스가 동시에 공급되기 소정 시간 전에 공급을 중단한다.
상기 퍼지 가스는 상기 원료 가스와 제 1 공정 가스의 공급이 중단된 후 및 상기 원료 가스와 제 2 공정 가스의 공급이 중단된 후 소정 시간 후에 공급된다.
상기 원료 가스와 제 1 반응 가스를 동시에 공급한 후 소정 시간 후에 상기 원료 가스 및 제 2 반응 가스를 동시에 공급하는 과정을 순차적으로 복수회 반복 실시하며, 이들 공정 가스를 반복 공급 시 각 가스 공급관의 상기 복수의 밸브를 교대로 구동한다.
상기 원료 가스와 제 1 반응 가스의 동시 공급, 상기 퍼지 가스, 상기 원료 가스, 제 2 반응 가스 및 상기 퍼지 가스를 순차적으로 복수회 반복 공급하며, 이들 공정 가스를 반복 공급 시 각 가스 공급관의 상기 복수의 밸브를 교대로 구동한다.
본 발명의 실시 예는 원료 가스, 퍼지 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스를 각각 공급하는 가스 공급관의 각각에 적어도 둘 이상의 밸브를 마련하고, 가스의 종류 및 특성, 공정 시간 등에 따라 각 가스 공급관의 둘 이상의 밸브를 순차적으로 구동함으로써 짧은 시간에도 밸브의 구동 특성을 향상시킬 수 있어 원하는 공정 시간에 맞춰 공정 가스를 공급할 수 있고, 그에 따라 증착되는 박막의 막질 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 공급 장치를 구비하는 기판 처리 장치의 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 공급 방법의 공정 순서도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가스 공급 장치를 구비하는 기판 처리 장치의 개략 단면도.
도 4 내지 도 11은 본 발명의 실시 예들에 따른 가스 공급 방법의 공정 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 공급 장치를 구비하는 기판 처리 장치의 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 공급 장치를 이용한 가스 공급 방법의 공정 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 소정의 반응 공간을 마련하는 공정 챔버(100)와, 공정 챔버(100)의 내부의 하측에 위치하여 기판(10)을 안치하는 기판 안치부(200)와, 공정 챔버(100) 내에 기판 안치부(200)와 대향되어 상측에 마련되며 공정 가스를 기판(10) 상에 분사하는 가스 분배판(300)과, 공정 챔버(100) 내에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부(400)를 포함한다.
공정 챔버(100)는 내부 공간을 갖는 챔버 몸체(110)와, 챔버 몸체(110)에 착탈 가능하도록 결합되어 반응 공간을 밀봉시키는 챔버 리드(120)를 구비한다. 챔버 몸체(110)는 상부가 개방된 통 형상으로 제작되고, 챔버 리드(120)는 챔버 몸체(110)의 상부를 차폐하는 판 형상으로 제작된다. 챔버 리드(120)의 중앙부에는 가스 공급관(410)이 연결되는 연결 구멍(미도시)이 마련된다. 또한, 도시되지 않았지만, 챔버 몸체(110)와 챔버 리드(120)의 결합면에는 오링 또는 가스켓과 같은 별도의 밀봉 부재가 마련될 수 있고, 챔버 몸체(110)와 챔버 리드(120)를 결합 고정시키는 별도의 고정 부재가 더 구비될 수도 있다. 그리고, 챔버 몸체(110)의 일측에는 기판(10)이 출입하는 출입구가 마련되고, 내부 공간을 배기하는 배기 수단이 접속된다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 구조의 공정 챔버(100)가 이용될 수 있는데, 예를 들어 챔버 리드(120)와 챔버 몸체(110)가 단일화된 단일 공정 챔버와, 챔버 리드(120)가 챔버 몸체(110)의 하부에 마련된 공정 챔버 등이 이용될 수 있다.
기판 안치부(200)는 기판(10)을 안치하는 기판 안치판(210)과, 기판 안치판(210)을 승강시키는 안치판 구동부(220)와, 안치판 구동부(220)와 기판 안치판(210)간을 연결하는 연결축(230)을 구비할 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 기판(10)의 로딩 및 언로딩을 위한 복수의 리프트 핀을 더 구비할 수 있다. 먼저, 기판 안치판(210)은 기판(10)의 형상에 따른 판 형태로 제작되며, 그 상부에 기판(10)이 안치된다. 기판(10)은 대략 원형 또는 직사각형의 판 형상으로 마련될 수 있으며, 제조하고자 하는 소자에 따라 실리콘 기판 등의 반도체 기판, 유리 기판 등의 절연 기판 등이 이용될 수 있다. 또한, 기판 안치판(210)은 기판(10)을 가열 및 냉각하는 온도 조절 수단을 구비할 수도 있다. 이에 따라 기판(10)을 공정 온도로 가열할 수 있다. 가열 수단은 기판 안치판(210) 내부 또는 표면에 위치할 수 있고, 별도의 가열 수단이 기판 안치판(210) 외측에 위치할 수도 있다. 한편, 기판 안치판(210)은 안치판 구동부(220)에 의해 상승 및 하강하고, 또는 회전할 수 있다. 이를 통해 기판(10)의 공정 위치를 설정할 수 있고, 기판(10)의 로딩 및 언로딩을 용이하게 수행할 수도 있다. 이때, 안치판 구동부(220)로 모터를 구비하는 스테이지를 사용할 수 있다. 그리고, 안치판 구동부(220)는 공정 챔버(100)의 외측에 마련되는 것이 효과적인데, 이를 통해 안치판 구동부(220)의 움직임에 의한 파티클 발생을 방지할 수 있다. 여기서, 연결축(230)에 의해 안치판 구동부(220)의 구동력(상승 및 하강력 그리고 회전력)이 기판 안치판(210)에 전달된다. 연결축(230)은 공정 챔버(100)의 바닥면을 관통하여 기판 안치판(210)에 접속된다. 이때, 연결축(230)이 관통하는 공정 챔버(100)의 관통홀 영역에는 공정 챔버(100)의 밀봉을 위한 밀봉 수단(예를 들어, 밸로우즈)(240)이 마련될 수 있다.
가스 분배판(300)은 공정 챔버(100) 내의 상부에 기판 안치판(210)과 대향하는 위치에 마련되며, 공정 가스를 공정 챔버(100)의 하측으로 분사한다. 가스 분배판(300)은 기판(10)의 형상에 따라 예를 들어 원형 또는 직사각형 형상으로 제작될 수 있으며, 내부에 소정의 공간이 마련된다. 이러한 가스 분배판(300)은 상부가 챔버 리드(120)와 접촉되어 결합될 수 있고, 상부의 예를 들어 중앙부는 연결 구멍(미도시)이 마련되어 가스 공급부(400)의 복수의 가스 공급관(410)과 연결된다. 즉, 복수의 가스 공급관(410)은 챔버 리드(120) 및 가스 분배판(300)을 관통하여 가스 분배판(300)의 내부와 연결될 수 있다. 그리고, 가스 분배판(300)의 하부면에는 기판(10)에 공정 가스를 분사하기 위한 복수의 분사홀(310)이 형성된다. 복수의 분사홀(310)은 다양한 패턴으로 형성될 수 있는데, 기판(10) 상에 공정 가스가 균일하게 분사될 수 있는 패턴으로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어 복수의 분사홀(310)은 다양한 크기로 형성될 수 있는데, 가스 분배판(300) 하부면의 중앙부는 분사홀(310)의 직경을 줄이고, 외곽으로 갈수록 직경을 증가시킬 수 있다. 이는 가스 공급관(410)과 대응되는 하부면의 중앙부가 더 많은 공정 가스를 분사할 수 있기 때문에 중앙부로부터 분사되는 공정 가스를 줄이고 외곽으로 갈수록 공정 가스의 분사량을 증가시켜 기판(10)의 전 영역에 균일한 양으로 공정 가스를 공급하기 위해서이다. 뿐만 아니라, 복수의 분사홀(310)을 동일한 크기로 형성할 수 있는데, 이 경우 중앙부에는 분사홀(310) 사이의 간격을 늘리고 외곽으로 갈수록 분사홀(310) 사이의 간격을 줄일 수 있다.
가스 공급부(400)는 복수의 공정 가스를 각각 저장하는 복수의 가스 공급원(410)과, 가스 공급원(410) 및 가스 분배판(300) 사이에 마련되어 가스 공급원(410)으로부터 복수의 공정 가스를 가스 분배판(300)에 공급하는 복수의 가스 공급관(420)과, 복수의 가스 공급관(410) 각각의 소정 위치에 마련되어 공정 가스의 공급을 조절하는 적어도 두 개의 밸브(430)을 포함한다. 또한, 가스 공급원(410)과 밸브(430) 사이에 마련되어 공정 가스의 유량을 조절하는 유량 제어기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 복수의 가스 공급원(410)은 소정의 박막을 증착하기 위한 복수의 공정 가스를 저장하는데, 예를 들어 원료 가스, 퍼지 가스 및 반응 가스를 저장한다. 따라서, 가스 공급원(410)은 공정 가스의 수에 따라 복수로 구성될 수 있으며, 본 실시 예에서는 원료 가스와 반응 가스를 각각 하나 공급하고 퍼지 가스를 둘 공급하는 제 1 내지 제 4 가스 공급원(411, 412, 413, 414)을 포함하는 경우를 설명한다. 예를 들어, 제 1 가스 공급원(411)은 원료 가스를 공급하고, 제 2 및 제 4 가스 공급원(412, 414)은 각각 퍼지 가스를 공급하며, 제 3 가스 공급원(413)은 반응 가스를 공급한다. 물론, 원료 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스는 하나 이상 복수로 공급될 수 있다. 특히 삼원계 이상 화합물 박막의 증착을 위해 둘 이상의 반응 가스가 공급될 수 있으며, 그에 따라 반응 가스를 공급하는 가스 공급원은 둘 이상 마련될 수 있다. 복수의 가스 공급관(420)은 복수의 가스 공급원(410)과 가스 분배판(300) 사이에 마련되며, 가스 공급원(410)의 수와 동일한 수로 마련된다. 즉, 제 1 내지 제 4 가스 공급원(411, 412, 413, 414)와 각각 연결되는 제 1 내지 제 4 가스 공급관(421, 422, 423, 424)이 마련될 수 있다. 각 가스 공급관(420)의 소정 위치에는 적어도 두 개의 밸브(430)가 병렬로 마련된다. 예를 들어, 제 1 가스 공급관(421)에는 두 개의 밸브(431a, 431b)가 병렬로 마련될 수 있고, 제 2 가스 공급관(422)에는 두 개의 밸브(432a, 432b)가 병렬로 마련될 수 있으며, 제 3 가스 공급관(423)에는 두 개의 밸브(433a, 433b)가 병렬로 마련될 수 있고, 제 4 가스 공급관(424)에는 두 개의 밸브(434a, 434b)가 병렬로 마련될 수 있다. 여기서, 각각의 가스 공급관(420)에 각각 적어도 두 개의 밸브(430)가 마련되기 위해 가스 공급관(420)은 소정 영역에서 분기된다. 즉, 가스 공급원(410)측으로부터 소정 영역에서 가스 공급관(420)이 적어도 둘로 분기되고, 분기된 가스 공급관(420)에 적어도 두 개의 밸브(430)가 마련되며, 밸브(430)를 지나 분기된 가스 공급관(420)은 하나로 합치된다. 물론, 하나의 가스 공급원(410)에 적어도 둘 이상의 가스 공급관(420)이 마련되고, 각 가스 공급관(420)에 밸브(430)가 각각 마련될 수도 있다. 이러한 적어도 두 개의 밸브(430)는 동시에 오픈 또는 클로즈되거나 순차적으로 오픈 또는 클로즈된다. 즉, 도 2(a)에 도시된 바와 같이 CVD 공정을 위해 예를 들어 제 1 및 제 3 밸브(431, 433)가 동시에 오픈되어 원료 가스와 반응 가스가 동시에 공급되고, 소정 시간 후 제 1 및 제 3 밸브(431, 433)가 클로즈되고, 제 2 및 제 4 밸브(432, 434)의 적어도 어느 하나가 오픈되어 퍼지 가스가 공급된다. 이때, 제 1 내지 제 4 밸브(431, 432, 433, 434)는 이를 구성하는 각각 적어도 두 개의 밸브(431a, 431b, 432a, 432b, 433a, 433b, 434a, 434b)가 모두 오픈되거나 이들중 하나가 오픈될 수도 있다. 또한, ALD 공정을 위해 도 2(b)에 도시된 바와 같이 원료 가스, 제 1 퍼지 가스, 반응 가스 및 제 2 퍼지 가스의 순으로 공정 가스가 공급되는 경우 복수의 가스 공급관(420)에 각각 마련된 두 개의 밸브(430)중 하나의 밸브(430)만 오픈되고 이후 동일 가스가 다시 공급되는 경우 다른 하나의 밸브(430)가 오픈된다. 예를 들어 제 1 내지 제 4 가스 공급관(411, 412, 413, 414)을 통해 원료 가스, 제 1 퍼지 가스, 반응 가스 및 제 2 퍼지 가스가 공급되는 경우 아래 [표 1]과 같은 순서로 밸브(430)가 오픈될 수 있다. 물론, 가스의 종류 및 특성, 공정 시간 등에 따라 복수의 밸브(430)를 모두 이용하거나 하나만 이용할 수도 있다.
공정 가스 밸브 제 1 사이클 제 2 사이클
원료 가스 밸브(431a) on off off off off off off off
밸브(431b) off off off off on off off off
제 1 퍼지 가스
 밸브(432a) off on off off off off off off
밸브(432b) off off off off off on off off
반응 가스
 밸브(433a) off off on off off off off off
밸브(433b) off off off off off off on off
제 2 퍼지 가스
 밸브(434a) off off off on off off off off
밸브(434b) off off off off off off off on
상기한 바와 같이 원료 가스, 제 1 퍼지 가스, 반응 가스 및 제 2 퍼지 가스를 각각 공급하는 가스 공급관(420)의 각각에 적어도 둘 이상의 밸브(430)를 마련하고, 가스의 종류 및 특성, 공정 시간 등에 따라 둘 이상의 밸브(430)를 순차적으로 구동함으로써 짧은 시간에도 밸브의 구동 특성을 향상시킬 수 있어 원하는 공정 시간에 맞춰 공정 가스를 공급할 수 있고, 그에 따라 증착되는 박막의 막질 저하를 방지할 수 있다.
한편, 각각의 공정 가스를 공급하는 가스 공급관(420)에 복수의 밸브(430)를 각각 마련하는 본 발명에 따라 가스 공급 방법은 다양한 방법으로 변형이 가능하며, 도 3 내지 도 11을 이용하여 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 가스 공급 방법을 설명한다.
먼저, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도로서, 제 1 내지 제 5 가스 공급원(411, 412, 413, 414, 415)과, 제 1 내지 제 5 가스 공급관(421, 422, 423, 424, 425)을 포함한다. 또한, 제 1 내지 제 5 가스 공급관(421, 422, 423, 424, 425)에는 각각 복수의 밸브(431, 432, 433, 434, 435)가 마련된다. 여기서, 제 1 가스 공급원(411)에는 원료 가스가 마련되고, 제 2 및 제 4 가스 공급원(412, 414)에는 퍼지 가스가 마련되며, 제 3 및 제 5 가스 공급원(413, 415)에는 각각 반응 가스가 마련된다. 여기서, 제 2 및 제 4 가스 공급원(412, 414)에 마련되는 퍼지 가스는 동일 퍼지 가스일 수 있고, 제 3 및 제 5 가스 공급원(413, 415)에 마련되는 반응 가스는 다른 반응 가스일 수 있다. 즉, 각각 하나의 원료 가스 및 퍼지 가스와 둘의 반응 가스를 이용하여 세 가지의 원소로 이루어진 삼원계 박막의 증착을 위해 기판 처리 장치가 이용된다.
도 4을 참조하면, 원료 가스가 공급되고, 제 1 및 제 2 반응 가스가 교대로 공급된다. 이때, 퍼지 가스는 원료 가스와 제 1 및 제 2 반응 가스가 공급되는 동안에는 공급되지 않고, 소정 두께로 박막이 증착되어 원료 가스와 제 1 및 제 2 반응 가스의 공급이 중단된 후 공급된다. 여기서, 원료 가스를 공급하기 위해 예를 들어 제 1 가스 공급관(421)에 마련된 적어도 두 개의 밸브(431a, 431b)는 교대로 오픈될 수 있다. 또한, 제 1 반응 가스를 공급하기 위해 예를 들어 밸브(433a, 433b)가 교대로 구동될 수 있고, 제 2 반응 가스를 공급하기 위해 밸브(435a, 435b)가 교대로 구동될 수 있다. 즉, 밸브(431a, 431b)의 적어도 어느 하나가 오픈되고, 밸브(433a), 밸브(435a), 밸브(433b), 밸브(435b)의 순으로 오픈될 수 있다. 물론, 각 가스 공급관(420)에 각각 마련된 적어도 두 개의 밸브(430)가 동시에 오픈될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 원료 가스가 공급되는 동시에 제 1 반응 가스가 공급된다. 이어서, 원료 가스 및 제 1 반응 가스의 공급이 중단되고 제 1 퍼지 가스가 공급된다. 그리고, 제 1 퍼지 가스의 공급이 중단되고 원료 가스 및 제 2 반응 가스가 동시에 공급된다. 이어서, 원료 가스 및 제 2 반응 가스의 공급이 중단되고 제 2 퍼지 가스가 공급된다. 이렇게 원료 가스 및 제 1 반응 가스의 공급, 제 1 퍼지 가스의 공급, 원료 가스 및 제 2 반응 가스의 공급, 제 2 퍼지 가스의 공급의 순서로 1 사이클의 공정이 진행되고, 복수 사이클의 공정이 진행되어 소정 두께의 박막이 증착된다. 이때에도 각 공정 가스가 공급될 때 복수의 밸브가 교대로 구동될 수 있다. 즉, 원료 가스를 공급하기 위해 밸브(431a, 431b)가 교대로 구동하고, 제 1 반응 가스를 공급하기 위해 밸브(433a, 433b)가 교대로 구동하며, 제 1 퍼지 가스를 공급하기 위해 밸브(432a, 432b)가 교대로 구동할 수 있다. 또한, 제 2 반응 가스를 공급하기 위해 밸브(435a, 435b)가 교대로 구동하며, 제 2 퍼지 가스를 공급하기 위해 밸브(434a, 434b)가 교대로 구동할 수 있다. 더욱 상세하게, 밸브(431a) 및 밸브(433a), 밸브(432a), 밸브(431b) 및 밸브(433b), 밸브(432b)의 순으로 오픈될 수 있다.
도 6을 참조하면, 원료 가스와 동시에 제 1 반응 가스가 공급된다. 이어서, 소정 시간 원료 가스 및 제 1 반응 가스의 공급이 중단된 후 원료 가스 및 제 2 반응 가스가 공급된다. 이때에도 각 공정 가스를 공급하기 위해 적어도 둘 이상 마련된 밸브(430)는 교대로 구동할 수 있다. 또한, 퍼지 가스는 원료 가스와 제 1 및 제 2 반응 가스가 공급되어 소정 두께의 박막이 증착된 후 공급될 수 있다. 즉, 밸브(431a) 및 밸브(433a) 오픈, 모든 밸브(430) 클로즈, 밸브(431b) 및 밸브(433b) 오픈, 모든 밸브(432) 클로즈의 순으로 동작될 수 있다.
도 7을 참조하면, 원료 가스와 동시에 제 1 반응 가스가 공급된다. 이어서, 원료 가스 및 제 1 반응 가스의 공급이 중단되고 제 1 퍼지 가스가 공급된다. 그리고, 제 1 퍼지 가스의 공급이 중단되고 소정 시간 후에 원료 가스와 제 2 반응 가스가 동시에 공급된다. 이어서, 원료 가스와 제 2 반응 가스의 공급이 중단되고 제 2 퍼지 가스가 공급된다. 여기서, 제 1 퍼지 가스는 원료 가스 및 제 1 반응 가스의 공급이 중단된 후 원료 가스 및 제 2 반응 가스가 공급되기 이전까지 공급되지 않고 소정 시간 중단된 후 원료 가스 및 제 2 반응 가스가 공급된다. 즉, 퍼지 가스가 공급된 후 원료 가스와 반응 가스가 공급되기 이전에 소정 시간 공정 가스가 공급되지 않는다. 이때에도 각 공정 가스가 공급될 때 적어도 둘 이상의 밸브(430)가 교대로 구동할 수 있다. 즉, 밸브(431a) 및 밸브(433a), 밸브(432a), 밸브(431b) 및 밸브(433b), 밸브(432b)의 순으로 오픈될 수 있다.
도 8을 참조하면, 원료 가스와 제 1 반응 가스가 동시에 공급된다. 이어서, 원료 가스 및 제 1 반응 가스의 공급이 중단되고 소정 시간 후에 제 1 퍼지 가스가 공급된다. 그리고, 퍼지 가스의 공급이 중단되고 원료 가스와 제 2 반응 가스가 동시에 공급된다. 이어서, 원료 가스 및 제 2 반응 가스의 공급이 중단되고 소정 시간 후에 제 2 퍼지 가스가 공급된다. 즉, 퍼지 가스는 원료 가스 및 반응 가스의 중단된 이후 소정 시간 후에 공급되어 원료 가스 및 반응 가스의 공급이 중단된 후 퍼지 가스가 공급될 때까지 소정 시간동안 공정 챔버(100) 내에 공정 가스가 공급되지 않는다. 이때에도 각 공정 가스가 공급될 때 적어도 둘 이상의 밸브(430)가 교대로 구동할 수 있다. 즉, 밸브(431a) 및 밸브(433a), 밸브(432a), 밸브(431b) 및 밸브(433b), 밸브(432b)의 순으로 오픈될 수 있다.
도 9를 참조하면, 원료 가스, 제 1 퍼지 가스, 제 1 반응 가스, 제 2 퍼지 가스, 원료 가스, 제 1 퍼지 가스, 제 2 반응 가스, 제 2 퍼지 가스의 순으로 공정 가스를 공급한다. 이때, 공정 가스의 공급 시간이 짧아짐에 따라 각 공정 가스를 공급하기 위해 마련된 적어도 둘 이상의 밸브(430)가 교대로 구동할 수 있다. 즉, 밸브(431a), 밸브(432a), 밸브(433a), 밸브(434a), 밸브(435a), 밸브(431b), 밸브(432b), 밸브(433b), 밸브(434b), 밸브(435b)의 순으로 오픈될 수 있다.
도 10을 참조하면, 원료 가스 및 제 1 반응 가스, 제 1 퍼지 가스, 원료 가스, 제 2 퍼지 가스, 제 2 반응 가스의 순으로 공정 가스를 공급한다. 이때, 공정 가스의 공급 시간이 짧아짐에 따라 각 공정 가스를 공급하기 위해 마련된 적어도 둘 이상의 밸브(430)가 교대로 구동할 수 있다. 즉, 밸브(431a) 및 밸브(433a), 밸브(432a), 밸브(431b), 밸브(434a), 밸브(435a), 밸브(432b)의 제 1 사이클과 밸브(431a) 및 밸브(433b), 밸브(434b), 밸브(431b), 밸브(432a), 밸브(435b), 밸브(434a)의 제 2 사이클의 순으로 오픈될 수 있다.
도 11을 참조하면, 원료 가스, 제 1 퍼지 가스, 원료 가스 및 제 1 반응 가스, 제 2 퍼지 가스, 제 2 반응 가스의 순으로 공정 가스를 공급한다. 즉, 제 1 반응 가스는 원료 가스와 별도로 공급하고, 제 2 반응 가스는 원료 가스와 동시에 공급한다. 이때, 공정 가스의 공급 시간이 짧아짐에 따라 각 공정 가스를 공급하기 위해 마련된 적어도 둘 이상의 밸브(430)가 교대로 구동할 수 있다. 즉, 밸브(431a), 밸브(432a), 밸브(431b) 및 밸브(433a), 밸브(434a), 밸브(435a), 밸브(432b)의 제 1 사이클과 밸브(431a), 밸브(434b), 밸브(431b) 및 밸브(433b), 밸브(432a), 밸브(435b), 밸브(434a)의 제 2 사이클의 순으로 오픈될 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 공정 챔버 200 : 기판 안치부
300 : 가스 분배판 400 : 가스 공급부
410 : 가스 공급원 420 : 가스 공급관
430 : 밸브

Claims (10)

  1. 복수의 가스 공급원과, 상기 복수의 가스 공급원과 공정 챔버 사이에 각각 마련된 복수의 가스 공급관과, 상기 복수의 가스 공급관 각각에 마련된 적어도 둘 이상의 밸브를 포함하는 가스 공급 장치를 이용하고,
    상기 복수의 가스 공급관의 적어도 어느 하나를 통해 동일 시간에 적어도 하나의 공정 가스를 공급하고, 동일 가스 공급관에 마련된 상기 둘 이상의 밸브는 교대로 오픈되어 상기 공정 챔버 내에 상기 공정 가스를 공급하는 가스 공급 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공정 가스는 각각 적어도 하나의 원료 가스, 퍼지 가스 및 반응 가스를 포함하는 가스 공급 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 원료 가스 및 반응 가스를 동시에 공급하는 가스 공급 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 원료 가스, 퍼지 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스를 순차적으로 복수회 반복 공급하며, 이들 공정 가스의 반복 공급 시 각 가스 공급관의 상기 복수의 밸브를 교대로 구동하는 가스 공급 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 원료 가스가 공급되는 동안 제 1 반응 가스 및 제 2 반응 가스가 교대로 복수회 반복 공급되며, 상기 제 1 및 제 2 반응 가스를 각각 공급할 때 각 가스 공급관의 상기 복수의 밸브를 교대로 구동하는 가스 공급 방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 원료 가스와 제 1 반응 가스의 동시 공급, 상기 퍼지 가스의 공급, 상기 원료 가스와 제 2 반응 가스의 동시 공급 및 상기 퍼지 가스의 공급을 순차적으로 복수회 반복 실시하며, 이들 공정 가스의 반복 공급 시 각 가스 공급관의 상기 복수의 밸브를 교대로 구동하는 가스 공급 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 퍼지 가스는 상기 원료 가스와 제 1 공정 가스가 동시에 공급되기 전 및 상기 원료 가스와 제 2 공정 가스가 동시에 공급되기 전에 공급을 중단하는 가스 공급 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 퍼지 가스는 상기 원료 가스와 제 1 공정 가스의 공급이 중단된 후 및 상기 원료 가스와 제 2 공정 가스의 공급이 중단된 후에 공급되는 가스 공급 방법.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 원료 가스와 제 1 반응 가스를 동시에 공급한 후 상기 원료 가스 및 제 2 반응 가스를 동시에 공급하는 과정을 순차적으로 복수회 반복 실시하며, 이들 공정 가스를 반복 공급 시 각 가스 공급관의 상기 복수의 밸브를 교대로 구동하는 가스 공급 방법.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 원료 가스와 제 1 반응 가스의 동시 공급, 상기 퍼지 가스, 상기 원료 가스, 제 2 반응 가스 및 상기 퍼지 가스를 순차적으로 복수회 반복 공급하며, 이들 공정 가스를 반복 공급 시 각 가스 공급관의 상기 복수의 밸브를 교대로 구동하는 가스 공급 방법.
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