KR101405625B1 - Ｃｖｄ 장치 - Google Patents

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Abstract

발명의 실시예에 따른 CVD 장치는 기판을 처리하기 위한 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 내부에 형성되는 기판; 및, 상기 기판의 하부에 형성되며, 상기 기판의 하면을 향해 공정 가스를 공급하는 가스 공급부;를 포함한다.

Description

ＣＶＤ 장치{CVD APPARATUS}
본 발명은 CVD(Chemical Vapor Deposition:화학 기상 증착) 장치에 관한 것이다. 특히, 대면적 기판의 형성에 사용되는 CVD 장치에 관한 것이다.
일반적으로 기판 또는 웨이퍼(wafer)상에 다양한 박막을 형성하는 기술 중에 화학 기상 증착 방법(Chemical Vapor Deposition; CVD)이 많이 사용되고 있다. 화학 기상 증착 방법은 화학 반응을 수반하는 증착 기술로, 소스 물질의 화학 반응을 이용하여 웨이퍼 표면상에 반도체 박막이나 절연막 등을 형성한다.
이러한 화학 기상 증착 방법 및 증착 장치는 최근 반도체 소자의 미세화와 고효율, 고출력 LED 개발 등으로 박막 형성 기술 중 매우 중요한 기술로 주목 받고 있다. 현재 웨이퍼 상에 실리콘 막, 산화물 막, 실리콘 질화물 막 또는 실리콘 산질화물 막, 텅스텐 막 등과 같은 다양한 박막들을 증착하기 위해 이용되고 있다.
특히, 태양광 발전장치를 제조함에 있어서도, 태양전지의 다양한 박막을 형성함에 있어서 이러한 증착 장치가 이용될 수 있다.
이러한 증착 장치를 이용 시, 반응 가스들이 챔버 내의 외벽에 붙어 증착 속도 및 증착 효율을 감소시킬 수 있다. 또한, 불필요한 곳에 반응 가스가 증착되어, 이 후의 공정에서 파티클(particle)이 발생하여 불량 공정이 발생될 뿐만 아니라, 챔버의 내부를 세정하는데 번거로운 문제점이 있다.
또한 대면적 기판의 경우, 기판이 회전하기 어려우므로 박막을 증착함에 있어서, 균일성이 문제시된다.
상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는 기판에 증착되는 박막의 균일성을 향상시키고, 불순물을 감소시켜 신뢰성이 향상된 기판 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
발명의 실시예에 따른 CVD 장치는 기판을 처리하기 위한 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 내부에 형성되는 기판; 및, 상기 기판의 하부에 형성되며, 상기 기판의 하면을 향해 공정 가스를 공급하는 가스 공급부;를 포함한다.
발명의 실시예에 따르면, 기판에 증착되는 박막의 균일성을 향상시키고, 불순물을 감소시켜 신뢰성이 향상된 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 CVD 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 발명의 다른 실시예에 따른 CVD 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 CVD 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)는 반도체 장치의 제조를 위한 반도체 웨이퍼, 평판 디스플레이 장치의 제조를 위한 유리 기판, 태양전지 제조를 위한 실리콘 기판 등 다양한 종류의 기판들에 대하여 소정의 처리 공정을 수행하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 기판 처리 장치(200)는 상기 처리 공정이 수행되는 밀폐 공간을 제공하는 공정 챔버(100)와, 상기 공정 챔버(100) 내에 배치되는 적어도 하나의 기판(120), 상기 기판(120)의 처리를 위한 공정 가스를 공급하는 가스 공급부(130), 샤워헤드(140), 마그넷부(170) 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판 처리 장치(200)는 상기 공정 챔버(100)와 연결되어 상기 공정 챔버(100)의 내부 압력을 조절하기 위한 압력 조절부(136)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 상기 처리 공정은 진공 상태에서 수행되므로 상기 압력 조절부(136)는 진공 펌프, 압력 센서, 다수의 밸브 등을 포함할 수 있으며, 상기 가스 공급부(130)는 상기 공정 가스가 저장된 용기, 유량 센서, 유량 제어 밸브 등을 포함할 수 있다.
특히, 상기 공정 가스로는 상기 박막을 형성하기 위한 소스 가스들, 상기 박막을 식각하기 위한 반응 가스들, 상기 소스 가스들 또는 반응 가스들을 운반하기 위한 캐리어 가스, 상기 공정 챔버(100) 내에서 플라즈마를 점화시키기 위한 플라즈마 점화용 가스, 상기 공정 챔버(100) 내부의 압력 조절 및 퍼지 기능을 수행하는 불활성 가스, 등을 포함할 수 있다.
상기 샤워 헤드(140)는 가스를 챔버 내에 균일하게 분사하는 방법이 아닌 강한 압력을 통해 기판(120)에 직접적으로 분사하는 방법으로 층을 증착한다. 상기 샤워 헤드(140)는 상기 기판(120)의 하부에 형성되고, 상기 기판(120)의 하면을 향해 개구되는 분사구(141)를 포함한다. 상기 분사구(141)는 상기 샤워 헤드(140)보다 좁은 폭으로 형성되며, 이에 따라 높은 압력으로 상기 기판(120)의 하면을 향해 분사되도록 한다.
상기 분사구(141)는 상기 기판(120)의 상면을 향해 폭이 좁아지도록 형성될 수 있다. 상기 구성에 의해 스프레이 형식으로 강하게 분사되어, 고속 증착이 가능하다.
처리공간으로 분사되는 반응 가스는 금속원소를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 반응 가스는 아연(Zn) 또는 알루미늄(Al)일 수 있다.
상기와 같이 샤워 헤드(140)가 중력을 기준으로 기판(120)의 하면을 향해 분사되므로 고속증착이 가능하다.
상기 기판(120)의 하부에는 이동부재(110)가 형성될 수 있다. 상기 이동부재(110)는 상기 기판(120)을 지지할 수 있으며, 좌우로 이동시킬 수 있다. 도면에서는 롤러(roller) 형상으로 형성되었으나, 상기 기판(120)을 좌우로 이동시키는 수단이면 족하고 형상, 방법에 대해 한정하지는 않는다. 상기 기판(120)을 좌우로 이동시킴으로써 기판(120)에 각 층이 균일한 두께로 성장될 수 있도록 한다.
그리고 도시되지 않았지만, 챔버(100)의 내부에는 기판(10)이 가열되도록 하는 히터가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 마그넷부(170)는 상기 기판(120)의 상부에 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 마그넷부(170)는 상기 기판(10)의 증착이 이루어지는 면과 반대되는 면에 위치할 수 있다.
상기 마그넷부(170)는 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 상기 마그넷부(170)는 자성을 가진다. 일례로, 상기 마그넷부(170)는 자석을 포함할 수 있다.
상기 마그넷부(170)는 상기 챔버(100) 내부의 반응 가스를 상기 기판(120)으로 끌어당길 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 반응 가스는 금속원소를 포함할 수 있는데, 상기 반응 가스를 상기 기판(120)으로 끌어당길 수 있다. 일례로, 상기 반응 가스는 아연(Zn) 또는 알루미늄(Al)일 수 있다.
이에 따라, 상기 반응 가스들이 증착하고자 하는 기판(120) 쪽으로 원활하게 이동할 수 있어, 증착 속도를 증가할 수 있고, 증착 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 불순물을 방지하여 증착 공정의 신뢰성을 향상할 수 있다.
종래에는 이러한 증착 장치를 이용 시, 반응 가스들이 챔버(100) 내의 외벽에 붙어 증착 속도 및 증착 효율을 감소시킬 수 있었다. 또한, 불필요한 곳에 반응 가스가 증착되어, 이 후의 공정에서 파티클(particle)이 발생하여 불량 공정이 발생될 뿐만 아니라, 챔버(100)의 내부를 세정하는데 번거로운 문제점이 있었다.
발명의 실시예에 따르며, 상기 샤워 헤드(140)가 기판(120)의 하부에서 하면을 향해 분사되므로 이러한 문제점을 해소할 수 있다. 또한, 상기 챔버(100) 외벽에 증착된 반응 가스들이 불순물과 함께 떨어져 불량을 일으키는 문제를 방지할 수 있다.
도 2는 발명의 다른 실시예에 따른 CVD 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
기판(120)의 하부에는 이를 지지하는 지지부(160)가 형성될 수 있다. 상기 지지부(160)는 상기 기판(120)의 둘레 영역에서 상기 기판(120)과 접하도록 형성될 수 있다. 도면에서 상기 지지부(160)는 상기 기판(120)의 하면을 지지하도록 형성되었으나, 기판(120)의 측면 또는 상면에 접하도록 형성되어 상기 기판(120)을 지지할 수도 있다.
상기 이동부재(150)는 상기 샤워 헤드(140)를 이동시키는 역할을 수행한다. 상기 이동부재(150)에 의해 상기 샤워 헤드(140)는 좌우로 이동할 수 있으며, 고정된 기판(120)의 하면에 반응 가스를 분사할 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 기판을 처리하기 위한 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버의 내부에 배치되는 기판;
    상기 기판의 하부에 배치되며, 상기 기판의 하면을 향해 금속 가스를 공급하는 샤워 헤드;
    상기 기판의 하면에 형성되며 상기 기판을 좌우로 이동시키는 이동 부재;
    상기 챔버의 내부에 위치하고 자성을 가지는 마그넷부; 및
    상기 기판을 지지하고 가열하기 위하여 상기 챔버 내에 배치되는 히터를 포함하고,
    상기 샤워 헤드는 상기 기판의 하면을 향해 개구되는 분사구를 포함하며,
    상기 분사구는 상기 기판의 상면을 향해 폭이 좁아지도록 형성되고,
    상기 마그넷부는 상기 기판의 증착이 이루어지는 면과 반대되는 면에 위치하는 CVD 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 마그넷부는 자석을 포함하는 CVD 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 샤워 헤드를 이동시키는 이동 부재를 더 포함하는 CVD 장치.
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JPS6465261A (en) * 1987-05-25 1989-03-10 Takayuki Katsube Vapor deposition method by plasma ionization
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