KR101324207B1 - 가스 분사 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

가스 분사 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치용 가스 분사 장치에 관한 것으로, 회전하는 회전축과, 상기 회전축에 접속되고, 복수의 분사홀이 마련된 적어도 하나의 가스 분사부와, 상기 회전축을 통해 상기 가스 분사부에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부를 구비하고, 상기 가스 분사부의 내측 끝단에서 상기 가스 분사부의 중심과 외측 끝단 사이 영역으로 갈수록 상기 분사홀들 간의 이격 간격이 좁아지고, 상기 가스 분사부의 중심과 외측 끝단 사이 영역에서 상기 가스 분사부의 외측 끝단으로 갈수록 상기 분사홀들 간의 이격 간격이 넓어지는 가스 분사 장치와 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다. 이와 같이 본 발명은 가스 분사부의 중심과 외측 끝단 사이 영역의 분사홀의 밀도를 밀하게 배치하여 가스 분사부 하부로 배출되는 공정 가스의 량을 균일하게 조절할 수 있다.
챔버, 가스 분사 장치, 가스 분사부, 분사홀, 이격 간격

Description

가스 분사 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{GAS INJECTION APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면 개념도.
도 2는 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 평면 개념도.
도 3은 본 실시예에 따른 가스 분사 수단의 가스 분사부의 평면 개념도.
도 4는 가스 분사부의 분사홀의 배치에 따른 공정 가스 분사 속도를 계산한 시뮬레이션 결과.
도 5 및 도 6은 일 실시예의 변형예에 따른 가스 분사부의 평면 개념도들.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 챔버 200 : 기판 안치 수단
201 : 기판 300 : 가스 분사 수단
310 : 가스 분사부 311 : 몸체
312 : 분사홀 320 : 회전축
330 : 하우징
본 발명은 가스 분사 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 회전하는 가스 분사부 내의 분사홀 간격을 조절하여 기판 상에 공정 가스를 균일하게 분사시킬 수 있는 가스 분사 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래의 배치 또는 세미 배치 타입의 기판 처리 장치는 단일 디스크부 내에 복수의 기판이 안착된다. 이때, 복수의 기판에 공정 가스를 공급하기 위해서는 가스 분사 수단을 회전시켰다. 즉, 가스 분사 수단은 회전하는 중심축과, 상기 중심축에서 연장된 복수의 가스 분사부를 구비한다. 이때, 외부 공정 가스 공급부에서 공급되는 공정 가스는 중심축을 통해 가스 분사부에 제공되어 기판에 분사된다. 여기서, 중심축을 따라 가스 분사부가 회전하기 때문에 가스 분사부의 회전 반경 내에 위치한 복수의 기판에 공정 가스를 공급할 수 있게 된다.
하지만, 종래의 가스 분사부는 균일한 간격으로 배치된 분사 분사홀을 구비하고 있기 때문에 중심축 영역에서의 가스 분사 압력은 큰 반면 가스 분사부의 끝단으로 갈수록 그 가스 분사 압력이 낮아지게 된다.
이로인해 중심축과 인접한 가스 분사부 영역 하부로 분사되는 공정 가스 량과, 가스 분사부 끝단 하부로 분사되는 공정 가스 량에 차이가 발생하게 되어 단일 기판의 공정 균일성이 깨지는 문제가 발생한다.
즉, 예를 들어 박막 증착의 경우, 가스 분사부 내측 끝단(즉, 중심축 인접영역)하부로 공급되는 증착 가스의 량이 가스 분사부 외측 끝단 하부로 공급되는 증착 가스의 량보다 많아지게 되고, 이로인해 가스 분사부 내측 끝단 하부에 위치한 기판영역의 박막 두께가 가스 분사부 외측 끝단 하부에 위치한 기판영역의 박막 두께보다 더 두꺼워지는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 가스 분사부 내의 분사홀 간격을 조절하여 가스 분사부를 통해 배출되는 공정 가스의 분사량을 균일하게 하여 기판의 균일성을 향상시킬 수 있는 가스 분사 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치용 가스 분사 장치에 있어서, 회전하는 회전축과, 상기 회전축에 접속되고, 복수의 분사홀이 마련된 적어도 하나의 가스 분사부와, 상기 회전축을 통해 상기 가스 분사부에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부를 구비하고, 상기 회전축에 접속된 상기 가스 분사부의 내측 끝단에서 상기 가스 분사부의 중심과 외측 끝단 사이 영역으로 갈수록 상기 분사홀들 간의 이격 간격이 좁아지고, 상기 가스 분사부의 중심과 외측 끝단 사이 영역에서 상기 가스 분사부의 외측 끝단으로 갈수록 상기 분사홀들 간의 이격 간격이 넓어지는 가스 분사 장치를 제공한다.
여기서, 상기 회전축에 접속된 상기 가스 분사부의 내측 끝단에서부터 상기 외측 끝단까지의 길이를 1로 하였을 때, 0.6 내지 0.9 범위 영역에서의 상기 분사홀들 간의 이격 간격이 가장 좁은 것이 바람직하다.
그리고, 상기 회전축에 접속된 상기 가스 분사부의 내측 끝단에서부터 상기 외측 끝단까지의 길이를 1로 하였을 때, 0.7 내지 0.85 범위 영역에서의 상기 분사홀들 간의 이격 간격이 가장 좁을 수도 있다.
이때, 상기 몸체는 파이프 형상으로 제작되는 것이 효과적이다.
또한, 본 발명에 따른 챔버와, 상기 챔버 내에 마련된 기판 안치 수단과, 복수의 분사홀이 마련된 가스 분사부를 구비하는 가스 분사 장치를 포함하고, 상기 가스 분사부의 내측 끝단에서 상기 가스 분사부의 중심과 외측 끝단 사이 영역으로 갈수록 상기 분사홀들 간의 이격 간격이 좁아지고, 상기 가스 분사부의 중심과 외측 끝단 사이 영역에서 상기 가스 분사부의 외측 끝단으로 갈수록 상기 분사홀들 간의 이격 간격이 넓어지는 기판 처리 장치를 제공한다.
여기서, 상기 가스 분사 수단은, 상기 가스 분사부에 공정 가스를 제공하고, 상기 가스 분사부를 회전시키는 회전축과, 상기 챔버 외측에 마련되어 상기 회전축을 지지 고정하는 하우징과, 상기 회전축에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 가스 분사부의 내측 끝단에서부터 상기 가스 분사부의 외측 끝 단까지의 길이를 1로 하였을 때, 0.6 내지 0.9 범위 영역에서의 상기 분사홀 간의 간격이 가장 좁은 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 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. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면 개념도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 평면 개념도이다. 도 3은 본 실시예에 따른 가스 분사 수단의 가스 분사부의 평면 개념도이다. 도 4는 가스 분사부의 분사홀의 배치에 따른 공정 가스 분사 속도를 계산한 시뮬레이션 결과이다. 도 5 및 도 6은 일 실시예의 변형예에 따른 가스 분사부의 평면 개념도들이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치는 반응 공간을 갖는 챔버(100)와, 상기 반응 공간 내에 마련되어 복수의 기판(201)이 안치되는 기판 안치 수단(200)과, 상기 반응 공간 내에 공정 가스를 공급하는 가스 분사 수단(300)을 포함한다. 또한, 상기 챔버(100)의 하측에는 챔버(100) 내부의 가스를 배기하는 배기 수단(400)이 마련된다. 그리고, 본 실시예의 기판 처리 장치는 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 기판(201)을 가열하는 가열 수단, 챔버(100) 내부의 압력을 조절하는 압력 조절 수단, 챔버(100)를 냉각시키는 냉각 수단 및 반응 공간의 공정 가스를 활성화시키는 플라즈마 생성 수단을 더 포함할 수도 있다.
상기 챔버(100)는 기판 안치 수단(200)이 마련된 챔버 몸체와, 상기 챔버 몸체를 덮는 챔버 리드를 포함한다. 그리고, 챔버 몸체의 일측에는 기판(201)이 출입하는 기판 출입부(미도시)가 마련된다.
기판 안치 수단(200)은 대략 원형의 몸체부를 구비하고, 상기 몸체부내에는 기판(201)이 안치되는 복수의 서셉터부가 마련된다. 상기 몸체부 내에는 기판 안치 수단(200) 상에 안치된 기판(201)을 가열하는 가열 수단(미도시)이 마련된다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 기판 안치 수단(200) 하부 영역에 가열 수단이 마련될 수도 있다. 상기 서셉터부에는 복수의 리프트 핀홀(미도시)이 마련된다. 이를 통해 기판 출입부 인접 영역에 마련된 리프트 핀(미도시)이 리프트 핀홀을 관통하여 상승 및 하강하게 된다. 이를 통해 기판(201)의 인입 및 인출과, 서셉터부 상에 기판(201) 안착을 용이하게 수행할 수 있게 된다. 도 2에서는 4개의 기판(201)이 기판 안치 수단(200)의 서셉터부 상에 안치됨을 도시하였다. 하지만, 본 실시예는 이에 한정되지 않고, 이보다 많거나 적은 개수의 기판(201)이 기판 안치 수단(200) 상에 안치될 수 있다.
기판 안치 수단(200)의 하측 중심 영역에는 기판 안치 수단(200)의 움직임을 제어하는 구동수단(210)이 마련된다. 구동수단(210)은 기판 안치 수단(200)의 회전 운동을 제어할 뿐만 아니라 기판 안치 수단(200)의 상하 운동 또한 제어할 수 있다. 본 실시예에서는 구동수단(210)을 통해 상기 기판 안치 수단(200)의 몸체부를 회전시켜 다수의 서셉터부 상에 복수의 기판(201)을 안치시킬 수 있다.
가스 분사 수단(300)은 기판(201) 상에 공정 가스를 분사하는 복수의 가스 분사부(310)와, 상기 가스 분사부(310)에 공정 가스를 제공하고 상기 가스 분사부(310)를 회전시키는 회전축(320)과, 상기 회전축(320)을 지지하는 하우징(330)과, 회전축(320)과 하우징(330) 사이를 밀봉하는 실링 부재(350)와, 상기 회전축(320)에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부(340)를 구비한다.
본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 회전축(320)을 중심으로 4개의 가스 분사부(310)가 방사상 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 물론 이보다 많거나 적은 개수의 가스 분사부(310)가 마련될 수도 있다. 상기 4개의 가스 분사부(310) 각각에 공정 가스를 공급하기 위해 본 실시예에서는 4개의 공정 가스 공급부(340)가 마련된다. 공정 가스 공급부(340)는 인젝터 타입으로 제작되는 것이 바람직하다. 이때, 공정 가스 공급부(340)는 기판 처리 장치를 통해 수행되는 공정에 따라 각기 다양한 형태의 공정 가스를 공급할 수 있다. 즉, 동일한 공정 가스를 공급하거나, 서로 다른 공정 가스를 공급할 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이 공정 가스 공급부(340)는 하우징(330) 외측에 배치되어 하우징(330)을 관통하여 회전축(320)에 공정 가스를 공급한다. 이를 위해 하우징(330)에는 소정의 관통공이 마련되어 있고, 상기 관통공의 상하부에는 공정 가스의 누설을 방지하기 위한 실링 부재(350)로 마그네트 시일이 배치되는 것이 바람직하다. 상기 하우징(330)과 회전축(320) 사이에는 베어링(미도시)이 마련될 수도 있다. 그리고, 하우징(330)과 챔버(100) 사이에는 실링을 위한 오링(미도시)이 마 련될 수도 있다.
상기 회전축(320) 내에는 다수의 유로(321)가 마련되어 공정 가스 공급부(340)로부터 공급된 공정 가스를 가스 분사부(310)에 제공한다. 본 실시예에서는 회전축(320) 내에 4개의 가스 유로(321)가 마련된다.
이를 통해 공정 가스 공급부로부터 공급된 공정 가스는 하우징(330)과 회전축(320) 사이 영역(마그네트 시일에 의해 실링되는 영역)을 거쳐 회전축(320) 내의 유로(321)에 공급되고, 유로(321)를 따라 회전축(320)에 접속된 가스 분사부(310)에 제공되어 가스 분사부(310)에 의해 챔버(100) 내부로 분사된다. 여기서, 도면에 도시되지 않았지만 회전축(320)의 끝단에는 회전축(320)을 회전시키는 회전 부재가 마련된다.
챔버(100) 내부로 공정 가스를 분사하는 가스 분사부(310)는 내부가 비어 있는 파이프(봉) 형태의 몸체(311)와, 상기 몸체(311)에 마련된 복수의 분사홀(312)을 포함한다. 몸체(311)의 빈 공간은 상기 회전축(320)의 가스 유로(321)와 연통된다.
상기 분사홀(312)은 가스 분사부(310)의 내측 끝단(A)과 외측 끝단(B) 사이 영역에 직선 형태로 배치되고, 가스 분사부(310)의 중심과 외측 끝단(B) 사이 영역에 분사홀(312)의 밀도가 밀한 영역이 마련되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 가스 분사부(310)의 내측 끝단(A)은 상기 회전축(320)과 접속되어 공정 가스를 입력받는 영역을 지칭하고, 외측 끝단(B)은 이에 대응하는 타측 끝단 영역을 지칭한다.
본 실시예에서는 가스 분사부(310) 내에 복수의 분사홀(312) 간의 간격이 달 라 분사홀(312)의 밀도가 밀한 곳과 소한 곳이 존재한다. 이를 통해 가스 분사부(310)에서 분사되는 공정 가스가 균일하게 분사되도록 할 수 있다. 이때, 분사홀(312)의 밀도는 분사홀들 간의 이격 간격에 따라 밀한 곳과 소한 곳이 정의된다. 즉, 본 실시예에서는 가스 분사부(310)의 내측 끝단(A)에서 외측 끝단(B)으로 갈수록 분사홀(312)들 간의 간격이 점차로 감소하다가 외측 끝단(B) 영역에서 다시 증가하게 된다. 이와 같은 분사홀(312)들 간의 간격 변화로 인해 분사홀(312)들간의 간격이 넓은 곳은 분사홀(312)의 밀도가 소한 곳이 되고, 분사홀(312)들 간의 간격이 좁은 곳은 분사홀(312)의 밀도가 밀한 곳이 된다.
상기 가스 분사부(310)의 길이 즉, 내측 끝단(A)에서부터 외측 끝단(B)까지의 길이(T)를 1로 하였을 때, 0.6 내지 0.9 범위의 영역에서의 분사홀(312)의 밀도가 밀한 것이 바람직하다. 0.7 내지 0.85 범위의 영역에서의 분사홀(312)의 밀도가 밀한 것이 더욱 바람직하다. 이때, 공정 가스의 유량과 펌핑 구조(공정 가스의 공급 압력 또는 속도)에 따라 상기 분포는 일정 범위(0.1 정도) 내에서 변화될 수 있다.
본 실시예에서는 가스 분사부(311)의 내측 끝단(A)에서부터 외측 끝단(B)까지를 다섯 등분한 영역(1/5T, 2/5T, 3/5T, 4/5T, 5/5T)중 네 번째(4/5T)에 해당하는 영역에서의 분사홀(312)의 밀도가 가장 밀하도록 분사홀(312)을 배치한다. 이는 첫 번째(1/5T)에서 네 번째 영역(4/5T)으로 갈수록 인접하는 분사홀(312)들간의 간격이 점차로 줄어들다가 네 번째 영역(4/5T) 내에서 인접하는 분사홀(312)들의 간격이 가장 좁아지고, 다시 다섯 번째 영역(5/5T)으로 갈수록 인접하는 분사 홀(312)들의 간격이 다시 증가하게 된다. 따라서, 첫 번째 영역(1/5T) 내에서의 분사홀(312)들 간의 이격 간격이 가장 넓다. 두 번째 영역(2/5T) 내에서의 분사홀(312)들 간의 최대 이격 간격은 첫 번째 영역(1/5T)의 최소 이격 간격보다 좁다. 세 번째 영역(3/5T)과 다섯 번째 영역(5/5T) 내에서의 분사홀(312)들 간의 최대 이격 간격은 두 번째 영역(2/5T)의 최소 이격 간격보다 좁다. 네 번째 영역(4/5T) 내에서의 분사홀(312)들 간의 최대 이격 간격은 세번째 영역(3/5T)과 다섯 번째 영역(5/5T)의 최소 이격 간격보다 더 좁은 것이 바람직하다. 이는 분사홀(312)의 밀도가 첫번째 영역(1/5T)이 가장 소하고, 그 다음으로 두번째 영역(2/5T)이 소하고, 그 다음으로 세 번째(3/5T) 및 다섯 번째 영역(5/5T)이 소하고, 네 번째 영역(4/5T)이 가장 밀함을 나타낸다. 이때, 세 번째(3/5T)와 다섯 번째 영역(5/5T)은 분사홀(312)의 밀도가 동일한 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고, 세 번째 영역(3/5T)의 밀도가 다섯 번째 영역(5/5T)의 밀도보다 높거나 낮을 수 있다. 그리고 이는, 세 번째 영역(3/5T) 내의 분사홀(312)들간의 이격 간격과 다섯 번째 영역(3/5T) 내의 분사홀(312)들간의 이격 간격이 동일하지 않을 수도 있음을 의미한다. 즉, 세 번째 영역(3/5T) 내의 분사홀(312)의 최대 이격 간격이 다섯 번째영역(5/5T) 내의 분사홀(312)의 최대 이격 간격보다 더 크거나 작을 수 있다. 또한, 최소 이격 간격도 더 크거나 작을 수도 있다.
여기서, 상기 분사홀(312)들 간의 최대 이격 간격은 15 내지 25mm 인 것이 바람직하고, 최소 이격 간격은 3 내지 7mm 인 것이 바람직하다. 그리고 분사홀(312)들간의 직경은 서로 동일한 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 분사홀(312)을 가스 분사부(311) 하부에 상술한 바와 같이 배열 시킴으로 인해 분사 가스부(310)의 복수의 분사홀(312)을 통해 분사되는 공정 가스의 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 분사 가스부(310)의 분사홀(312)들 간의 간격이 균일한 경우, 도면에서와 같이 공정 가스의 분사속도가 분사홀(312)의 위치에 따라 달라져 공정가스의 분사량이 균일하지 못하는 문제가 발생한다. 이는, 가스 분사부(310) 내로 공급된 공정 가스는 몸체(311) 내의 빈 공간을 통해 이동하면서 등간격으로 배치된 분사홀(312)들을 통해 가스 분사부(310) 외부(즉, 챔버(100)의 반응 공간 영역)로 분사된다. 이때, 분사홀(312)들이 등간격으로 배치되어 있기 때문에 가스 분사부(310)의 내측 끝단 영역(공정 가스가 유입된 영역)에서의 공정 가스의 분사 속도가 다른 영역에 비하여 빨라 분사되는 공정 가스의 분사량이 많아지게 된다. 이후, 공정 가스는 분사홀(312)들에 의해 순차적으로 분사되면서 점차로 그 속도가 늦어지게 된다. 따라서, 몸체(310)의 외측 끝단과 인접한 영역에서는 공정 가스의 분사 속도 가장 낮아지게 되어 다른 영역에 비하여 공정 가스의 분사량이 적어지게 되는 문제가 발생한다.
반면에 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 본 실시예의 분사 가스부(310)의 중심과 외측 끝단(B) 사이 영역에서의 분사홀(312)의 밀도가 밀한 경우에는 도면에서와 같이 공정 가스의 분사 균일도를 향상시킬 수 있다. 즉, 가스 분사부(310)의 내측 끝단과 인접한 영역에서는 분사홀(312)의 밀도가 소하기 때문에(분사홀(312)간의 간격이 넓음) 다량의 공정 가스가 분사홀(312)을 통해 분사되지 못하고 다음 영 역으로 밀려가게 된다. 한편, 가스 분사부(310)의 중심과 외측 끝단(B) 사이 영역에서는 분사홀(312)의 밀도가 밀하기 때문에(분사홀(312)간의 간격이 좁음) 다량의 공정 가스가 분사홀(312)을 통해 분사된다. 이를 통해 분사 가스부(310)를 통해 분사되는 공정 가스의 분사량이 균일하게 분사될 수 있게 된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 가스 분사부를 갖는 가스 분사 수단을 통해 기판에 균일한 공정 가스를 분사할 수 있기 때문에 기판에서의 공정 균일성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어 본 실시예의 기판 처리 장치를 이용한 박막 증착 공정을 설명하면 다음과 같다.
본 실시예의 가스 분사 수단(300)의 가스 분사부(310)를 통해 원료 가스를 챔버(100) 내부에 분사한다. 이때, 가스 분사부(310)가 일정 속도로 회전하고 있고, 분사홀(312)의 간격 조절을 통해 가스 분사부(310) 하측 영역으로 분사되는 원료 가스의 양이 균일하기 때문에 챔버(100) 내부에 안치된 복수의 기판(201) 전면에 균일한 원료 가스를 공급할 수 있다. 이를 통해 단일 기판(201) 내에 흡착되는 원료 가스의 양을 균일하게 제어할 수 있다. 다음으로 가스 분사부(310)를 통해 퍼지 가스를 공급하여 챔버(100) 내부의 원료 가스를 모두 외부로 배기한다. 이후, 가스 분사부(310)를 통해 반응 가스를 공급한다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이 원료 가스가 균일하게 흡착된 기판(201)상에 균일하게 반응 가스를 공급할 수 있다. 이를 통해 원료 가스와 반응 가스가 반응하여 목표로 하는 박막을 형성한다. 다음으로 가스 분사부(310)를 통해 퍼지 가스를 공급하여 챔버(100) 내에 잔류하는 미 반응 가스를 외부로 배기한다. 이를 통해 단일 기판(201) 내에 증착되는 박막의 균일도를 향상시킬 수 있고, 다수 기판(201)들 간에 증착되는 박막의 균일도를 향상시킬 수 있게 된다.
이뿐만 아니라, 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 4개의 가스 분사부(310) 각각에 동시에 원료 가스, 퍼지 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스를 공급하고, 이를 통해 챔버 내측에 이러한 가스들을 동시에 분사하여 박막을 증착시킬 수 있다. 즉, 4개의 가스 분사부(310) 각각에 원료 가스, 퍼지 가스와, 반응 가스 및 퍼지 가스를 동시에 공급하는 경우를 설명하면 다음과 같다. 가스 분사부(310)가 회전하기 때문에 챔버(100) 내의 일 기판(201)에는 처음에는 원료 가스가 공급되어 기판(201) 상에 원료 가스가 흡착되고, 연속하여 퍼지 가스가 공급되어 미 흡작된 원료 가스를 배기하고, 연속하여 반응 가스가 공급되어 원료 가스와 반응하여 박막이 형성되고, 다시 퍼지 가스가 공급되어 미 반응된 반응 가스를 배기한다. 이 경우에도 앞서 설명한 바와 같이 각각의 가스 분사부(310)에 마련된 분사홀(312)의 간격을 조절하여 가스 분사부(310) 하부로 균일한 원료 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스를 공급할 수 있게 되어 기판(201) 상에 증착되는 박막의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 가스 분사부를 통해 원료 가스, 퍼지 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스가 챔버 내부에 동시에 공급되고, 이들이 회전하면서 휩쓸듯이 기판 상부를 지나가기 때문에 가스와 가스가 연속적으로 제공되어 박막 증착 속도를 향상시킬 수 있다.
물론 본 실시예에 따른 가스 분사부(310)의 분사홀(312)은 이에 한정되지 않 고, 도 5의 변형예에서와 같이 가스 분사부(310)의 내측 끝단(A)에서 외측 끝단(B)으로 갈수록 분사홀(312)의 간격이 줄어들 수 있다.
또한, 도 6의 변형예에서와 같이 가스 분사부(310)가 파이프 타입(봉 형상)이 아닌 판 형상으로 제작될 수도 있다. 또한, 상기 분사홀(312)은 단일 직선 형태로 배열되지 않고, 다수의 직선 형태 또는 랜덤한 형태로 배열될 수도 있다. 물론 이때에도 상기 가스 분사부(310)의 중심과 가스 분사부(310)의 외측 끝단(B) 사이 영역에서의 분사홀(312)의 밀도가 가장 밀한 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 가스 분사부의 중심과 외측 끝단 사이 영역의 분사홀의 밀도를 밀하게 배치하여 가스 분사부 하부로 배출되는 공정 가스의 량을 균일하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 가스 분사부 하부로 배출되는 공정 가스의 량을 균일하게 하여 기판에서의 공정 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기에서 서술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.

Claims (11)

  1. 기판 처리 장치용 가스 분사 장치에 있어서,
    방사상으로 배치되고 회전 가능한 복수의 가스 분사부를 포함하며,
    각각의 상기 가스 분사부는 내부가 비어 있는 파이프 형상의 몸체와, 상기 몸체에 마련된 복수의 분사홀을 포함하고,
    상기 몸체는 가스가 입력되는 내측 끝단과 상기 가스가 흘러나가는 방향의 외측 끝단을 가지며, 상기 외측 끝단은 막혀 있고,
    상기 몸체의 내측 끝단에서 상기 몸체의 외측 끝단으로 갈수록 상기 분사홀들 간의 이격 간격이 좁아지다가 다시 넓어지며,
    상기 몸체의 중심과 상기 몸체의 외측 끝단 사이의 영역에 상기 분사홀들의 이격 간격이 다른 영역에 비해 좁은 가스 분사 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체의 내측 끝단에서부터 상기 외측 끝단까지의 길이를 1로 하였을 때, 0.6 내지 0.9 범위 영역에서의 상기 분사홀들 간의 이격 간격이 다른 영역에 비해 좁은 가스 분사 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 분사부의 내측 끝단에서부터 상기 외측 끝단까지의 길이를 1로 하였을 때, 0.7 내지 0.85 범위 영역에서의 상기 분사홀들 간의 이격 간격이 다른 영역에 비해 좁은 가스 분사 장치.
  4. 삭제
  5. 챔버;
    상기 챔버 내의 하측에 마련된 기판 안치 수단; 및
    상기 기판 안치 수단과 대향되는 상기 챔버 내의 상측에 마련되며, 방사상으로 배치된 복수의 가스 분사부를 구비하는 가스 분사 장치를 포함하고,
    각각의 상기 가스 분사부는 내부가 비어 있는 파이프 형태의 몸체와, 상기 몸체에 마련된 복수의 분사홀을 포함하며,
    상기 몸체는 가스가 입력되는 내측 끝단과 상기 가스가 흘러나가는 방향의 외측 끝단을 가지며, 상기 외측 끝단은 막혀 있고,
    상기 몸체의 내측 끝단에서 상기 몸체의 외측 끝단으로 갈수록 상기 분사홀들 간의 이격 간격이 좁아지다가 다시 넓어지며,
    상기 몸체의 중심과 상기 몸체의 외측 끝단 사이의 영역에 상기 분사홀들의 이격 간격이 다른 영역에 비해 좁은 기판 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 가스 분사 장치는,
    상기 가스 분사부에 공정 가스를 제공하고, 상기 가스 분사부를 회전시키는 회전축과,
    상기 챔버 외측에 마련되어 상기 회전축을 지지 고정하는 하우징과,
    상기 회전축에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급부를 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 가스 분사부의 내측 끝단에서부터 상기 가스 분사부의 외측 끝단까지의 길이를 1로 하였을 때, 0.6 내지 0.9 범위 영역에서의 상기 분사홀 간의 간격이 다른 영역에 비해 좁은 기판 처리 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 기판 안치 수단은, 상기 기판 안치 수단을 회전시키기 위한 구동 수단을 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 챔버;
    상기 챔버 내의 하측에 마련된 기판 안치 수단; 및
    상기 기판 안치 수단과 대향되는 상기 챔버 내의 상측에 마련되며, 방사상으로 배치된 복수의 가스 분사부를 구비하는 가스 분사 장치를 포함하고,
    각각의 상기 가스 분사부는 내부가 비어 있는 파이프 형태의 몸체와, 상기 몸체에 마련된 복수의 분사홀을 포함하며,
    상기 몸체는 가스가 입력되는 내측 끝단과 상기 가스가 흘러나가는 방향의 외측 끝단을 가지며, 상기 외측 끝단은 막혀 있고,
    상기 분사홀은 상기 가스 분사부의 내측에서 외측으로 갈수록 간격이 좁아지다가 다시 넓어지도록 분포하는 기판 처리 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 기판 안치 수단 또는 상기 가스 분사 장치는 회전하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 가스 분사부의 내측에서부터 상기 가스 분사부의 외측까지의 길이를 1로 하였을 때 0.6 내지 0.9 범위 영역에서 상기 분사홀의 분포가 다른 영역에 비해 밀도가 높은 기판 처리 장치.
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