KR101385445B1 - Thin film deposition apparatus - Google Patents
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- 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
박막 증착장치가 개시된다. 본 발명에 따른 박막 증착장치는 곡선경로를 따라 이동하는 기판 표면에 증착이 균일하게 이루어지도록 하여 우수한 품질의 박막을 제공할 수 있다.A thin film deposition apparatus is disclosed. The thin film deposition apparatus according to the present invention may provide a thin film of excellent quality by uniformly depositing on the surface of the substrate moving along the curved path.
Description
본 발명은 박막 증착장치에 관한 것으로서, 기판 표면에 증착이 균일하게 이루어지도록 하여 우수한 품질의 박막을 제공할 수 있는 박막 증착장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film deposition apparatus, and to a thin film deposition apparatus capable of providing a thin film of excellent quality by uniformly depositing on a substrate surface.
반도체 웨이퍼 등의 기판(이하, '기판'이라 한다) 상에 박막을 형성하기 위한 증착법으로 화학기상증착법(CVD, chemical vapor deposition), 플라즈마 화학기상증착법(PECVD, plasma enhanced chemical vapor deposition), 원자층증착법(ALD, atomic layer deposition), 플라즈마 원자층증착법(PEALD, plasma enhanced atomic layer deposition) 등의 기술이 사용되고 있다.As a deposition method for forming a thin film on a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a substrate), chemical vapor deposition (CVD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), atomic layer Techniques such as atomic layer deposition (ALD) and plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) have been used.
도 1은 기판 증착법 중 원자층증착법에 관한 기본 개념을 도시하는 개략도이다. 도 1을 참조하면, 원자층증착법은 기판상에 예를 들어 트리메틸알루미늄(TMA, trimethyl aluminium) 같은 원료를 포함하는 원료가스를 분사한 후 아르곤(Ar) 등의 불활성 퍼지 가스 분사 및 미반응 물질 배기를 통해 기판상에 단일 분자층을 흡착시키고, 상기 원료와 반응하는 오존(O3) 같은 반응물을 포함하는 반응가스를 분사한 후 불활성 퍼지 가스 분사 및 미반응 물질/부산물 배기를 통해 기판상에 단일 원자층(Al-O)을 형성하게 된다.1 is a schematic diagram showing a basic concept of an atomic layer deposition method among substrate deposition methods. Referring to FIG. 1, the atomic layer deposition method injects a raw material gas including a raw material such as trimethyl aluminum (TMA) onto a substrate, and then inert purge gas injection such as argon (Ar) and exhaust of unreacted materials. Adsorbs a single molecular layer onto the substrate through the reaction mixture, and sprays a reaction gas containing a reactant such as ozone (O 3 ) that reacts with the raw material, followed by inert purge gas injection and unreacted substances / byproducts An atomic layer (Al-O) is formed.
종래 원자층증착법에 사용되는 박막 증착장치는 원료가스, 반응가스, 퍼지가스 등을 증착하고자 하는 기판면과 평행한 방향으로 주입하는 방식에 따라 다양한 방식이 존재하였다. 그런데, 종래의 원자층증착법에 사용되는 박막 증착장치는 우수한 품질의 박막과 기판 처리량(throughput)을 모두 만족시킬 수 없는 문제점을 수반하였다. 즉, 우수한 품질의 박막을 달성하는 경우에 기판 처리량(throughput)이 현저히 떨어지는 단점이 있었으며, 반면에 기판 처리량을 향상시키는 경우에는 박막의 품질이 떨어지는 단점을 수반하였다.The thin film deposition apparatus used in the conventional atomic layer deposition method has a variety of methods depending on the method of injecting the source gas, the reaction gas, purge gas, etc. in a direction parallel to the substrate surface to be deposited. However, the thin film deposition apparatus used in the conventional atomic layer deposition method has a problem that can not satisfy both the high quality thin film and the substrate throughput. That is, when the thin film of excellent quality is achieved, there is a disadvantage that the throughput of the substrate is remarkably low. On the other hand, when the throughput of the substrate is improved, the quality of the thin film is deteriorated.
본 발명의 실시 예들은 기판 처리량이 개선되는 동시에 기판상에 형성되는 박막의 균일도가 우수한 박막 증착장치를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide a thin film deposition apparatus having excellent uniformity of a thin film formed on a substrate while improving substrate throughput.
본 발명의 일측면에 따르면 챔버와, 상기 챔버 내에서 복수의 기판을 소정의 폐경로를 따라 이동시키는 기판이동부 및, 상기 챔버 내의 폐경로 상에 구비되며, 공정가스 및 퍼지가스 중에 적어도 하나를 공급하는 복수의 가스공급부를 포함하며, 상기 가스공급부 중 적어도 하나 이상은 길이 방향으로 나누어진 복수의 가스공급블럭을 포함하고, 상기 각 가스공급블럭을 통해 분사되는 공정가스의 분사량을 조절가능한 것을 특징으로 하는 박막 증착장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the chamber, a substrate moving unit for moving a plurality of substrates in a predetermined path along the predetermined path in the chamber, provided on the path in the chamber, at least one of the process gas and purge gas It includes a plurality of gas supply unit for supplying, at least one or more of the gas supply unit comprises a plurality of gas supply blocks divided in the longitudinal direction, characterized in that the injection amount of the process gas injected through each gas supply block is adjustable A thin film deposition apparatus may be provided.
여기서, 상기 각각의 가스공급블럭으로 공정가스를 공급하는 복수의 분기라인과, 상기 분기라인에 구비되어 상기 각각의 가스공급블럭에 공급되는 공정가스의 양을 조절하는 유량조절밸브가 더 포함될 수 있다.Here, the plurality of branch lines for supplying the process gas to each gas supply block, and the flow rate control valve which is provided in the branch line to adjust the amount of the process gas supplied to each gas supply block may be further included. .
또한, 상기 폐경로는 적어도 일부에 곡선경로를 포함하며, 상기 곡선경로에 구비된 가스공급부는 상기 곡선경로의 외측으로 갈수록 가스 분사량을 크게 하고, 상기 곡선경로의 내측으로 갈수록 가스 분사량을 작게 하도록 구성될 수 있다.In addition, the at least one closed path includes a curved path, and the gas supply unit provided in the curved path is configured to increase the gas injection amount toward the outside of the curved path, and to reduce the gas injection amount toward the inside of the curve path. Can be.
전술한 구성을 가지는 본 발명에 따르면 곡선경로를 따라 이동하는 기판 표면에 증착이 균일하게 이루어지도록 하여 우수한 품질의 박막을 제공할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration it is possible to provide a thin film of excellent quality by making the deposition uniformly on the surface of the substrate moving along the curved path.
도 1은 기판 증착법 중 원자층증착법에 관한 기본 개념을 도시하는 개략도
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 박막 증착장치의 전체구성 및 각 구성 부분을 도시한 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스공급부의 구성을 도시한 구성도
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판처리장치의 전체 구성을 도시한 평면도
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 박막 증착장치를 도시한 사시도
도 9는 도 8의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 박막 증착장치의 기판이동부 구성을 도시한 사시도1 is a schematic diagram showing a basic concept of atomic layer deposition among substrate deposition methods
2 to 5 is a perspective view showing the overall configuration and each component of the thin film deposition apparatus according to the present invention
6 is a block diagram showing a configuration of a gas supply unit according to an embodiment of the present invention
7 is a plan view showing the overall configuration of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention
8 is a perspective view showing a thin film deposition apparatus according to another embodiment of the present invention
9 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 8.
10 is a perspective view illustrating a substrate moving part of a thin film deposition apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명 되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공 되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 박막 증착장치의 전체구성 및 각 구성 부분을 도시한 사시도이다.2 to 5 is a perspective view showing the overall configuration and each component of the thin film deposition apparatus according to the present invention.
세미뱃치 타입의 박막 증착장치는 일반적으로 챔버 내부에 복수의 기판이 안착되고 이러한 기판이 하나 이상의 가스공급부의 가스 공급면을 통과하면서 복수의 기판에 대한 공정 가스 공급 및 증착이 순차적으로 또는 동시에 수행되는 방식의 증착 장치이다.In the semi-batch type thin film deposition apparatus, a plurality of substrates are generally placed inside the chamber, and the process gas supply and deposition on the plurality of substrates are sequentially or simultaneously performed while the substrates pass through the gas supply surfaces of the one or more gas supply units. Type deposition apparatus.
구체적으로, 도 2는 세미뱃치 타입의 박막 증착장치(10)의 전체 구성을 도시한 사시도이다. 세미뱃치 타입의 증착 장치(10)는 일반적으로 기판의 증착을 수행하는 챔버(30), 챔버(30)로 기판을 인입/인출하는 로드락 챔버(40), 챔버(30)로 원료가스/반응가스/퍼지가스를 공급하는 가스공급원(50), 공정을 제어하는 제어부(60) 등을 포함할 수 있다.Specifically, FIG. 2 is a perspective view showing the overall configuration of the semi-batch type thin
또한, 챔버(30)는 챔버(30)를 개폐할 수 있는 챔버리드(31) 및 챔버(30)를 개폐하기 위해 챔버리드(31)를 들어올리고 내릴 수 있도록 하는 챔버리드 리프터(33)를 포함할 수 있고, 하나 이상의 가스공급부(20)를 포함할 수 있다.In addition, the
상기 가스공급부(20)는 바람직하게는 챔버리드(31)에 결합될 수 있고, 가스공급부(20)의 갯수는 챔버(30)로 인입되는 기판의 갯수, 공정 조건 등에 따라 상이할 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절히 선택될 수 있다.The
도 3은 챔버리드(31)를 들어올린 상태에서 챔버몸체(32) 내부를 도시한 것이다. 챔버몸체(32) 내부에는 복수의 기판이 각각 안착되는 복수의 기판 안착면(38)이 서셉터(34) 위에 위치한다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 서셉터(34) 하부에는 메탈 히터(35)가 구비되어 있어 서셉터(34) 위의 기판을 간접 가열함으로써 증착 공정을 수행하기 위한 기판의 온도 조건을 만족시킨다.3 shows the inside of the
도 5는 챔버몸체(32)의 하부를 도시한 것이다. 챔버몸체(32) 하부에는 서셉터(34)를 회전시키기 위한 회전축(36)이 존재한다. 회전축(36)은 별도의 구동 모터(미도시)로부터 동력을 전달받아 회전함으로써 이에 연결된 서셉터(34) 및 이의 기판 안착면(38)에 안착된 기판을 회전 이동시킨다.5 shows the lower part of the
즉, 서셉터(34), 회전축(36) 및 구동 모터는 기판이송부를 구성하게 되고, 가스공급부(20)에 대한 기판의 이동은 소정의 폐경로를 구성하는 곡선 이동이 된다. That is, the
한편, 또 다른 실시예에서는 서셉터(340)가 고정된 상태에서 챔버리드(310)에 고정된 가스공급부(20)가 회전할 수도 있다. 즉, 기판은 가스공급부(20)에 대해 상대적으로 이동하면서 가스공급부(20)의 가스 공급면을 통과함으로써 증착 공정이 수행된다.Meanwhile, in another embodiment, the
또한, 챔버몸체(32) 하부에는 기판의 인입/인출시 기판을 승하강시키기 위한 기판 지지부(37)가 존재한다. 예를 들어, 상기 기판 지지부(370)는 메탈 히터(35), 서셉터(34) 및 기판 안착면(38) 상의 관통홀(미도시)을 통해 승하강함으로써 서셉터(34) 상의 기판을 지지하여 승하강시키는 복수개, 바람직하게는 3개 이상의 지지핀(미도시)을 포함할 수 있다.In addition, a lower portion of the
상기 가스공급부(20)는 샤워헤드 타입, 슬릿 노즐 타입 등 다양한 형태로 이루어질 수 있지만 본 실시 예에서는 슬릿 노즐 타입으로 이루어지는 경우를 예를 들어 설명한다.The
이 경우 기판 이송방향을 기준으로 상류로부터 하류까지 원료가스 영역, 제1 배기영역, 제1 퍼지영역, 반응가스 영역, 제2 배기영역, 및 제2 퍼지영역을 이루는 가스 분사 슬릿 및 배기 슬릿들이 차례대로 배열될 수 있으며, 그 배열 및 순서는 다양하게 구성 가능하다.In this case, the gas injection slits and the exhaust slits constituting the source gas region, the first exhaust region, the first purge region, the reaction gas region, the second exhaust region, and the second purge region from upstream to downstream with respect to the substrate transfer direction are sequentially The arrangement and order may be variously configured.
한편, 상기 가스공급부(20)는 곡선경로상에 위치하므로 기판의 이동경로가 원형으로 형성되어 원형의 중심부와 외곽의 회전각속도가 다르게 된다. 따라서, 원형의 중심에 인접한 기판 영역과 원형의 외곽에 인접한 기판 영역의 증착이 서로 다르게 진행되어 하나의 기판에서도 증착의 두께가 달라지는 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, since the
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착장치에 구비되는 가스공급부(20)는 도 6에 도시된 바와 같이, 길이 방향으로 나누어진 복수의 가스공급블럭(24)을 포함하고, 상기 각 가스공급블럭(24)을 통해 분사되는 공정가스의 분사량을 조절가능하도록 구성될 수 있다.In order to solve this problem, the
즉, 상기 가스공급부(20)가 격벽(미도시)에 의해 길이 방향으로 다수의 가스공급블럭(24)으로 나누어지거나, 아예 처음부터 별도로 이루어진 모듈로서 가스공급블럭(24)을 조립하여 가스공급부(20)를 완성할 수 있다.That is, the
이러한 가스공급부(20)에 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하기 위해 공급라인(21)이 연결될 수 있는데, 상기 공급라인(21)으로부터 분리된 각각의 가스공급블럭(24)으로 공정가스를 공급할 수 있도록 각각의 가스공급블럭(24)과 연결된 복수의 분기라인(22)이 구비될 수 있다.The
그리고, 상기 분기라인(22)에는 상기 각각의 가스공급블럭(24)에 공급되는 공정가스의 양을 조절하는 유량조절밸브(23)가 구비될 수 있다.In addition, the
이와 같이 가스공급부(20)를 구성함으로써, 각 가스공급블럭(24)에 공급하는 공정가스의 유량을 유량조절밸브(23)를 통해 조절하여 기판에 분사되는 가스량을 조절할 수 있다.By configuring the
따라서, 곡선경로의 외측과 같이 기판 이동이 빠른 곳은 가스 분사량을 크게 하고, 곡선경로의 내측과 같이 기판 이동이 느린 곳은 가스 분사량을 작게 하여 곡선경로에서 증착공정을 수행하는 경우에도 균일한 막질을 얻을 수 있는 장점이 있다.Therefore, the gas injection amount is increased in the place where the substrate movement is fast like the outside of the curved path, and the gas injection amount is decreased in the place where the substrate movement is slow, such as the inside of the curved path. There is an advantage to get it.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판처리장치의 전체 구성을 도시한 평면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 박막 증착장치를 도시한 사시도이며, 도 9는 도 8의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이다.7 is a plan view showing an overall configuration of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention, Figure 8 is a perspective view showing a thin film deposition apparatus according to another embodiment of the present invention, Figure 9 is a III of FIG. It is sectional drawing along the -III line.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 기판처리장치(1000)는 기판(W)에 대한 증착 작업 등과 같은 처리를 수행하는 박막 증착장치(100)와, 진공 또는 대기압 상태로 전환이 가능한 로드록실(700) 및 증착을 진행할 기판(W)이 적재되어 있는 다수개의 보트(810)와 증착이 완료된 기판을 적재하는 다수개의 보트(820)를 구비할 수 있다.7 to 9, the
여기서, 상기 박막 증착장치(100)는 크게 기판(W)이 내부에 수용되어 증착 작업이 수행되는 챔버(110)와 상기 챔버(110) 내에서 복수의 기판(W)을 각각 한 쌍의 직선경로(L)와 곡선경로(C)를 갖는 소정의 폐경로를 따라 이동시키는 기판이동부(180)와, 상기 챔버(110) 내의 직선경로(L) 상에 구비되며, 공정가스 및 퍼지가스 중에 적어도 하나를 공급하는 제1 가스공급부(200)와, 상기 챔버(110) 내의 곡선경로(C) 상에 구비되며, 공정가스 및 퍼지가스 중에 적어도 하나를 공급하는 제2 가스공급부(200a) 및, 상기 기판(W)을 상기 챔버(110) 내부로 인입 및 인출시키는 기판인입인출부(600)를 포함하여 이루어질 수 있다.Here, the thin
본 실시예에 따른 기판처리장치(1000)는 챔버(110)를 2 개 구비한 것으로 상정하여 도시하지만 이에 한정되지는 않는다.Although the
상기 기판(W)을 박막 증착장치(100)의 챔버(110)로 공급하는 경우, 로드록실(700) 내부의 제1 로봇암(미도시)이 보트(810)에서 기판을 로드록실(700) 내부로 이송한다. 이어서 로드록실(700)을 진공상태로 전환하고 기판인입인출부(600)의 제2 로봇암(610)이 기판을 넘겨 받아 챔버(110)로 기판을 공급하게 된다. 기판을 챔버(110)에서 반출하는 경우에는 반대의 순서로 진행된다.When the substrate W is supplied to the
상기 챔버(110)는 내부에 기판(W)을 수용하여 기판에 대한 증착 작업 등을 수행할 수 있도록 각종 구성요소를 구비할 수 있는 공간을 제공한다. 나아가, 내부의 공기를 배기하는 펌프(미도시)와 같은 진공장비에 의해 내부를 진공상태로 유지하여 증착 작업 등과 같은 기판 처리 작업을 수행할 수 있는 환경을 제공한다.The
상기 챔버(110)는 구체적으로 내부에 소정의 공간을 구비하며 상부가 개구된 챔버몸체(130)와 챔버몸체(130)의 개구된 상부를 개폐하는 챔버리드(120)를 포함하여 이루어질 수 있다.Specifically, the
상기 챔버몸체(130)의 일측에는 기판(W)이 챔버(110)의 내부로 인입 및 인출되는 개구부(134) 및 기판인입인출부(600)와 개구부(134)를 밀폐하는 커넥터(132)를 구비할 수 있다.One side of the
상기 개구부(134)는 챔버몸체(130)에 한 쌍이 구비될 수 있다. 이는 도 7에 도시된 바와 같이 기판처리장치(1000)에 챔버(110)를 2개 구비하여 하나의 기판인입인출부(600)에 2개의 챔버(110)를 연결하는 경우에 생산성 및 호환성을 높이기 위함이다. The
즉, 기판인입인출부(600)와 연결되는 챔버(110)의 방향에 관계없이 챔버(110)를 제작하는 경우에 한 쌍의 개구부(134)를 구비하도록 제작하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 상기 기판인입인출부(600)에 챔버(110)를 연결하고 작업을 하는 중에 챔버(110)의 연결부를 변경할 필요가 있는 경우에 나머지 하나의 개구부(134)에 기판인입인출부(600)를 연결하여 호환성을 높일 수 있다.That is, regardless of the direction of the
또한, 본 실시예에서 기판인입인출부(600)는 챔버(110)에 연결되어 챔버(110) 내부로 기판을 인입하거나 또는 증착이 완료된 기판(W)을 챔버(110) 외부로 인출하는 역할을 하게 된다. In addition, in the present exemplary embodiment, the substrate inlet /
후술하는 바와 같이 기판이동부(180)에 의해 기판지지부(150)가 이동하는 경우에 증착이 완료된 기판을 기판인입인출부(600)의 제2 로봇암(610)에 의해 개구부(134)를 통하여 인출한다. 또한, 증착이 필요한 기판을 기판인입인출부(600)의 제2 로봇암(610)에 의해 개구부(134)를 통하여 챔버(110) 내부의 기판지지부(150)로 공급하게 된다. When the
이와 같이 본 실시예에서는 하나의 장치(single device)에 의해 기판(W)의 인입 및 인출이 이루어지게 된다. 따라서 기판(W)의 인입과 인출을 위해 별도의 장치, 예를 들어 기판 인입부와 기판 인출부를 별도로 구비하는 경우에 비하여 구성요소를 줄일 수 있으며 설치 면적도 줄일 수 있다. 또한, 구성요소가 줄어들게 되므로 차후에 유지보수가 용이하다는 장점을 가지게 된다.As described above, in the present embodiment, the substrate W is drawn in and drawn out by a single device. Therefore, the components can be reduced and the installation area can be reduced as compared with the case where a separate device, for example, a substrate inlet and a substrate outlet is separately provided for the inlet and outlet of the substrate W. FIG. In addition, since the components are reduced, it has the advantage of easy maintenance in the future.
한편, 상기 챔버(110)의 챔버리드(120)에는 제1 공정가스, 제2 공정가스 및 퍼지가스 중에 적어도 하나를 공급하는 제1 가스공급부(200)와 제2 가스공급부(200a)를 구비할 수 있다.Meanwhile, the
상기 챔버(110)의 챔버몸체(130)의 내부에는 기판(W)을 소정의 경로를 따라 이동시키는 기판이동부(180)가 구비될 수 있다. 상기 기판이동부(180)는 기판(W)을 지지하는 기판지지부(150)를 소정의 직선을 따라 이동시키는 직선경로(L)와 기판지지부(150)를 소정의 곡선을 따라 이동시키는 곡선경로(C)를 포함하며, 이를 통해 상기 기판이동부(180)는 기판지지부(150)를 소정의 폐경로(closed loop)를 따라 이동시키게 된다. The
여기서, 폐경로는 시작점에서 소정의 경로를 따라 이동하는 중에 상기 시작점을 다시 지나는 경로로 정의될 수 있다. 이를 위하여 본 실시예에 따른 기판이동부(180)는 기판지지부(150)를 각각 한 쌍의 직선경로(L)와 곡선경로(C)를 따라 이동시킬 수 있다. Here, the menopause path may be defined as a path passing through the starting point again while moving along a predetermined path from the starting point. To this end, the
즉, 한 쌍의 직선경로(L)가 소정의 간격을 두고 대략 평행하게 배치되며 상기 직선경로(L) 사이를 한 쌍의 곡선경로(C)가 연결하는 구조를 가지게 된다. 여기서, 상기 곡선경로(C)는 소정의 반경을 가지는 반원 형태이거나, 또는 직선 형태가 아닌 어떠한 곡선 형태로 이루어지더라고 상관없다.That is, a pair of linear paths L are arranged substantially parallel to each other at a predetermined interval, and a pair of curved paths C are connected between the linear paths L. Here, the curved path C may be a semicircular shape having a predetermined radius, or may be any curved shape other than a straight shape.
여기서, 상기 제1 가스공급부(200)는 상기 기판이동부(180)의 직선경로(L)를 따라 구비된다. 상기 제1 가스공급부(200)가 직선경로(L)에 구비됨으로써 기판(W)이 기판지지부(150)에 안착되어 직선경로(L)를 따라 공정가스가 공급되면 이동 중에 기판(W) 표면의 모든 영역의 속도가 일정하게 되므로 기판(W) 표면에 증착이 균일하게 이루어질 수 있다. Here, the first
그리고, 상기 제2 가스공급부(200a)는 상기 기판이동부(180)의 곡선경로(C)를 따라 구비되어 곡선경로(C)에서도 추가적인 증착공정이 이루어질 수 있으며, 이를 통해 기판처리 속도를 향상시킬 수 있다.In addition, the second
한편, 본 실시예에서 기판인입인출부(600)는 곡선경로(C)에 구비될 수 있다. 이 경우에, 전술한 개구부(134)는 곡선경로(C)에 인접한 챔버몸체(130)에 구비될 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, the substrate pull-out
도 10은 기판이동부(180)의 구성을 보다 상세하게 도시한 사시도이다.10 is a perspective view illustrating the configuration of the
도 7 내지 도 10을 참조하면, 기판이동부(180)는 기판지지부(150)가 연결되어 연동하는 벨트(190), 벨트(190)를 상기 직선경로 및 곡선경로를 따라 이동시키는 한 쌍의 풀리(182, 184) 및 기판지지부(150)가 이동 가능하게 지지하는 가이드부(160)를 구비할 수 있다.7 to 10, the
챔버몸체(130)의 내부 베이스에 한 쌍의 풀리(182, 184)가 소정 거리 이격되어 구비되며, 한 쌍의 풀리(182, 184)를 둘러싸서 벨트(190)가 구비된다. 한 쌍의 풀리 중에 하나는 모터(미도시)와 연결되어 벨트(190)를 이동시키는 구동 풀리(182)의 역할을 하게 되며, 나머지 하나의 풀리는 구동 풀리(182)의 구동 및 벨트(190)에 의해 함께 회전하는 종동 풀리(184)의 역할을 하게 된다.A pair of
기판(W)을 지지하는 기판지지부(150)는 벨트(190)에 연결되어 벨트(190)와 함께 이동하게 된다. 구체적으로 기판지지부(150)는 기판(W)이 안착되는 서셉터(152)와, 상기 서셉터(152)의 하부에 구비되어 후술하는 롤러(158)가 구비되는 하부지지부(156)와, 상기 하부지지부(156)와 서셉터(152)를 연결함과 동시에 벨트(190)에 연결되는 연결부(154)를 구비할 수 있다.The
서셉터(152)는 상부에 기판(W)이 안착되며, 기판지지부(150)의 이동 중에 기판(W)의 이동을 방지하기 위하여 서셉터(152)의 상부에 기판(W)에 대응하는 홈(153, 도 8 참조)을 구비할 수 있다. 연결부(154)는 서셉터(152)의 일단부에서 하방을 향해 수직하게 연결된다.The susceptor 152 has a substrate W mounted thereon, and a groove corresponding to the substrate W in the upper part of the susceptor 152 to prevent movement of the substrate W during the movement of the
한편, 기판지지부(150)는 벨트(190)의 움직임에 의해 연동하여 이동하게 되지만, 기판지지부(150)가 이동하는 중에 기판지지부(150)의 이동경로를 형성함과 동시에 기판지지부를 안내할 수 있는 가이드부(160)를 구비할 수 있다. On the other hand, the
이러한 가이드부(160)는 다양한 형태로 구현이 가능하며, 본 실시예에서는 기판지지부(150)의 하부에 구비되는 LM 가이드로 구비된다. 즉, LM 가이드가 챔버몸체(130) 내부의 베이스에 구비되며, 기판지지부(150)는 LM 가이드에 의해 지지되면서 LM 가이드를 따라 이동하게 된다.The
한편, 전술한 바와 같이 기판이동부(180)는 기판지지부(150)를 직선경로 및 곡선경로를 따라 이동시키게 되는데, 기판지지부(150)가 이동하는 경로를 실질적으로 가이드부(160)에 의해 형성된다. Meanwhile, as described above, the
따라서, 본 실시예에서 가이드부(160)는 직선경로 및 곡선경로를 포함하도록 구비되며, 구체적으로 각각 한 쌍의 직선경로(L)와 곡선경로(C)를 구비하도록 구성된다. 한 쌍의 직선경로(L)가 소정의 간격을 두고 구비되며, 상기 직선경로(L)의 양단부를 곡선경로(C)에 의해 연결하는 구성은 전술한 바와 같다.Accordingly, in this embodiment, the
상기 기판지지부(150)가 가이드부(160)를 따라 이동할 수 있도록 기판지지부(150)에는 가이드부(160)에 대응하는 롤러(158)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 기판지지부(150)의 하부지지부(156)에는 가이드부(160), 즉 LM 가이드를 따라 이동할 수 있는 롤러(158)를 구비한다. The
따라서, 기판지지부(150)가 벨트(190)와 연동하여 이동하는 경우에 기판지지부(150)는 가이드부(160)에 의해 지지되며 가이드부(160)를 따라 이동하게 된다. 결국, 벨트(190)는 기판지지부(150)가 이동할 수 있는 동력(힘)을 제공하게 되며, 가이드부(160)는 기판지지부(150)를 지지하면서 기판지지부(150)가 이동하는 경로를 제공하게 된다.Therefore, when the
한편, 서셉터(152)의 일단에는 연결부(154)가 하방을 향하여 수직하여 연결된다. 연결부(154)는 벨트(190)와 연결되어 벨트(190)가 이동하는 경우에 벨트(190)와 함께 이동할 수 있도록 한다. 연결부(154)는 벨트(190)에 착탈 가능하게 연결되는 것이 바람직하다. 이는 기판지지부(150)의 유지 보수를 위하여 기판지지부(150)를 벨트(190)에서 분리하는 경우가 발생할 수 있기 때문이다.On the other hand, a
도 8 및 도 9를 참조하면, 기판지지부(150)의 하부에는 기판(W)을 가열하는 가열부(170)를 구비할 수 있다. 가열부(170)는 기판(W)을 지지하는 서셉터(152)에서 소정거리 이격된 하부에 구비되어 기판(W)을 가열하게 된다. 8 and 9, a lower portion of the
구체적으로 가열부(170)는 기판지지부(150)의 이동경로를 따라 구비된 복수개의 가열플레이트(172)를 구비하게 된다. 가열플레이트(172)는 기판(W)을 가열하기 위하여 기판(W)을 지지하는 서셉터(152)에서 소정거리 이격되어 구비된다. Specifically, the
그런데, 본 실시예에서 기판지지부(150)는 서셉터(152), 서셉터(152)의 일단부에서 하방으로 수직하게 연결되는 연결부(154) 및 하부지지부(156)를 구비하게 된다. 즉, 기판지지부(150)의 단면은 도 3에 도시된 바와 같이 'ㄷ' 자 형상을 가지게 된다. 따라서, 가열플레이트(172)는 서셉터(152)와 하부지지부(156) 사이의 공간에 구비되어 기판지지부(150)가 이동하는 중에 기판지지부(150)와 가열플레이트(172)의 간섭을 방지하게 된다.In this embodiment, the
한편, 챔버(110) 내부에는 기판(W)의 인입 및 인출을 위한 기판수취부(140)를 구비할 수 있다. 기판수취부(140)는 기판인입인출부(600)에 의해 챔버(110)의 내부로 공급된 기판(W)을 받아 기판지지부(150)의 상부에 안착시키거나, 또는 기판지지부(150)에서 기판(W)을 이격시켜 기판인입인출부(600)가 기판(W)을 챔버(110)의 외부로 인출할 수 있도록 한다. 이를 위하여 기판수취부(140)는 기판인입인출부(600)에 인접하여 구비되는 것이 바람직하다. 따라서, 기판수취부(140)는 곡선경로(C)에 구비된다.In the
기판수취부(140)는 상하로 소정거리 이동 가능하게 구비되는 복수의 수취핀(142)과, 상기 수취핀(142)을 상하로 이동시키는 구동부(144)를 포함한다. 수취핀(142)은 기판(W)을 지지할 수 있도록 복수개 구비되며, 예를 들어 3개로 구성된다. 도 7에서 도면번호 '146'은 수취핀(142)이 상하로 이동할 수 있도록 가열플레이트(172)에 구비된 관통홀을 도시한다. The
즉, 기판지지부(150)의 이동 경로 중에 곡선경로(C)에는 기판인입인출부(600)가 구비되며, 기판의 인입 및/또는 인출을 위하여 기판수취핀(142)이 상하로 이동하기 위하여 가열플레이트(172)에 기판수취핀(142)이 이동할 수 있는 관통홀(146)을 구비한다. 관통홀(146)의 개수는 기판수취핀(142)의 개수에 대응하여 형성됨을 물론이다.That is, in the course of movement of the
한편, 전술한 바와 같이 제1 가스공급부(200)는 직선경로(L)를 따라 구비되고 제2 가스공급부(200ㅁ)는 곡선경로(C)에 구비될 수 있다. 도 7과 도 8에서 제1 가스공급부(200)는 직선경로(L)를 따라 3개 구비된 것으로 도시되었지만, 이는 일예에 불과하며 직선경로(L)의 길이, 제1 가스공급부(200)의 너비에 따라 적절하게 조절이 가능하다. Meanwhile, as described above, the first
또한, 제2 가스공급부(200a)는 곡선경로(C)를 따라 2개가 구비된 경우를 도시하였지만, 이 역시 일 예로서 곡선경로(C)의 곡률이나 반경, 길이 등에 따라 설치되는 개수를 적절하게 조절 가능하다.In addition, although the second
여기서 상기 제1 가스공급부(200)와 제2 가스공급부(200a)는 도 6에서 설명한 가스공급부(20, 도 6 참조)와 동일하게 구성될 수 있다. 즉, 상기 제1 가스공급부(200)와 제2 가스공급부(200a)는 길이 방향으로 나누어진 복수의 가스공급블럭(24, 도 6 참조)을 포함하고, 상기 각 가스공급블럭(24)을 통해 분사되는 공정가스의 분사량을 조절가능하도록 이루어질 수 있다.Here, the first
물론 각각의 가스공급블럭(24)에 연결되는 분기라인(22, 도 6 참조)과 각각의 가스공급블럭(24)에 공급되는 공정가스의 양을 조절하는 유량조절밸브(23, 도 6 참조)도 동일하게 구비될 수 있다.Of course, the flow rate control valve 23 (see FIG. 6) for controlling the amount of process gas supplied to each
한편, 상기 제2 가스공급부(200a)가 곡선경로(C)상에 위치하므로 상기 제2 가스공급부(200a)만 가스공급블럭(24)으로 분할된 구성을 갖는 것도 가능하다.On the other hand, since the second
즉, 직선경로(L) 상에 위치한 제1 가스공급부(200)의 경우는 일반적인 슬릿형 인젝터 타입으로서 길이 방향으로 분할된 형태가 아닌 하나의 몸체로 이루어져 동일한 양의 가스를 분사하도록 구성될 수 있다.That is, in the case of the first
이와 같이 구성하는 이유는 상기 제2 가스공급부(200a)를 지나는 기판의 이동경로는 곡선으로 이루어지므로, 원형의 중심에 인접한 기판 영역과 원형의 외곽에 인접한 기판 영역의 증착이 서로 다르게 진행되어 하나의 기판에서도 증착의 두께가 달라지는 문제가 발생할 수 있지만, 직선경로(L)에 설치되는 제1 가스공급부(200)에서는 그러한 문제가 발생할 가능성이 작기 때문이다.The reason for this configuration is that since the movement path of the substrate passing through the second
따라서, 전술한 세미뱃치 타입의 박막 증착장치에서와 마찬가지로 곡선경로의 외측과 같이 기판 이동이 빠른 곳은 가스 분사량을 크게 하고, 곡선경로의 내측과 같이 기판 이동이 느린 곳은 가스 분사량을 작게 하여 곡선경로에서 증착공정을 수행하는 경우에도 균일한 막질을 얻을 수 있는 장점이 있다.Therefore, as in the above-described semi-batch thin film deposition apparatus, the gas injection amount is increased in the place where the substrate movement is fast, such as the outside of the curved path, and the gas injection amount is reduced in the place where the substrate movement is slow, such as the inside of the curved path. Even when the deposition process is performed in the path, there is an advantage of obtaining a uniform film quality.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. You can do it. It is therefore to be understood that the modified embodiments are included in the technical scope of the present invention if they basically include elements of the claims of the present invention.
10...박막 증착장치 20...가스공급부
30...챔버 40...로드락 챔버
50...가스공급원 60...제어부
100...박막 증착장치 110...챔버
120...챔버리드 130...챔버몸체
140...기판수취부 142...수취핀
144...구동부 150...기판지지부
152...서셉터 154...연결부
156...하부지지부 158...롤러
160...가이드부 170...가열부
180...기판이동부 182...구동풀리
184....종동풀리 190...벨트
200...가스공급부 600...기판인입인출부
610...제2 로봇암 700...로드록실
810, 820...보트 1000...기판처리장치10 ... thin
30 ...
50
100 Thin
120 ...
140 ...
144 ... Drive 150 ... Board Support
152 ... susceptor 154 ... connection
156 ...
160 ... guide
180 < SEP >
184 .... driven
200
610 ...
810, 820 ...
Claims (3)
상기 챔버 내에서 복수의 기판을 소정의 폐경로를 따라 이동시키는 기판이동부; 및
상기 챔버 내의 폐경로 상에 구비되며, 공정가스 및 퍼지가스 중에 적어도 하나를 공급하는 복수의 가스공급부;를 포함하며,
상기 가스공급부 중 적어도 하나 이상은 길이 방향으로 나누어진 복수의 가스공급블럭을 포함하고, 상기 각 가스공급블럭을 통해 분사되는 공정가스의 분사량을 조절가능하고,
상기 폐경로는 적어도 일부에 곡선경로를 포함하며,
상기 곡선경로에 구비된 가스공급부는 상기 곡선경로의 외측으로 갈수록 가스 분사량을 크게 하고, 상기 곡선경로의 내측으로 갈수록 가스 분사량을 적게 하는 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.chamber;
A substrate moving unit which moves a plurality of substrates along a predetermined closed path in the chamber; And
And a plurality of gas supply units provided on the closed path in the chamber and supplying at least one of a process gas and a purge gas.
At least one or more of the gas supply unit includes a plurality of gas supply blocks divided in the longitudinal direction, it is possible to adjust the injection amount of the process gas injected through each of the gas supply blocks,
The menopause includes at least a portion of the curve,
The gas supply unit provided in the curved path to increase the gas injection amount toward the outside of the curve path, the thin film deposition apparatus characterized in that to reduce the gas injection amount toward the inside of the curve path.
상기 각각의 가스공급블럭으로 공정가스를 공급하는 복수의 분기라인과,
상기 분기라인에 구비되어 상기 각각의 가스공급블럭에 공급되는 공정가스의 양을 조절하는 유량조절밸브를 더 포함하는 박막 증착장치.The method of claim 1,
A plurality of branch lines for supplying process gas to the respective gas supply blocks;
And a flow rate control valve provided at the branch line to adjust an amount of process gas supplied to each gas supply block.
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