KR101549846B1 - 원자층 증착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자층 증착장치에 관한 것으로, 내부에 공정 공간이 형성되는 챔버, 상기 공정 공간의 상측에 구비되며, 바(bar) 형상으로 형성되어 하측으로 공정 가스를 공급하는 복수개의 공정가스공급유닛을 포함하여 구성된 가스공급부, 상기 가스공급부의 하측에서 증착 공정이 진행되는 기판을 지지하며, 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되는 스테이지를 포함하고, 상기 각각의 공정가스공급유닛은, 공정가스의 진행 속도를 늦추기 위한 플레이트가 구비된 분사 유로를 통과하여 상기 공정가스가 분사되는 공정가스분사부 및 상기 공정가스분사부와 인접 설치되어 증착에 참여하지 않는 공정 가스를 흡입하는 공정가스흡입부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치를 제공한다.
본 발명에 의할 경우, 가스 공급부와 기판이 상대적으로 이동하면서 순차적으로 증착 공정이 진행되므로, 증착 공정에 소요되는 시간을 현저히 줄일 수 있고, 가스공급부가 바 형상으로 이루어진 복수개의 가스공급유닛으로 구성되므로 대면적 기판의 증착에도 원자층 증착법을 적용할 수 있는 장점이 있다.

Description

원자층 증착장치 {AN APPARATUS FOR ATOMIC LAYER DEPOSITION}

본 발명은 원자층 증착장치에 관한 것으로, 소스 가스와 반응 가스를 서로 다른 위치에서 동시에 분사하도록 구성되는 가스분사부를 포함하는 원자층 증착장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자나 평판 디스플레이 장치 등의 제조에 있어서는 기판 상에 박막을 증착시키는 공정을 거치게 된다. 기판 상에 다양한 소정 두께의 박막을 증착하는 공정에서는 스퍼터링법(Sputtering), 화학기상 증착법(CVD: Chemical Vapor Deposition), 원자층 증착법(ALD: Atomic Layer Deposition) 등이 주로 사용된다.

이 중에 원자층 증착(Atomic Layer Deposition)법은 단원자층의 화학적 흡착 및 탈착을 이용한 나노스케일의 박막 증착장치술로서 각 반응물질들을 개별적으로 분리하여 펄스 형태로 챔버에 공급함으로써 기판 표면에 반응물질의 표면 포화(surface saturation) 반응에 의한 화학적 흡착과 탈착을 이용한 새로운 개념의 박막 증착장치술이다.

종래의 원자층 증착장치술은 기판의 전면에 공정 가스를 분사하여 원자층을 형성한 후 퍼지가스를 분사하고, 다시 기판의 전면에 공정가스를 분사하는 방식을 반복하여 수행하도록 구성되며, 이러한 구성은 공개특허공보 제2011-0077743호에서도 개시되어 있다. 다만, 이러한 종래의 원자층 증착장치는 공정 시간이 길어져 생산 효율이 낮은 단점이 있기 때문에 디스플레이 기판과 같은 대면적 기판의 증착에 적용하는데 한계가 있었다.

한국 공개특허공보 제2011-0077743호

이에 본 발명에서는 기판의 서로 다른 위치에서 서로 다른 종류의 공정가스가 동시에 분사되도록 구성함으로써, 공정 효율을 개선하고 대면적 기판의 증착에도 적용할 수 있는 원자층 증착장치를 제공하기 위함이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 내부에 공정 공간이 형성되는 챔버, 상기 공정 공간의 상측에 구비되며, 바(bar) 형상으로 형성되어 하측으로 공정 가스를 공급하는 복수개의 공정가스공급유닛을 포함하여 구성된 가스공급부, 상기 가스공급부의 하측에서 증착 공정이 진행되는 기판을 지지하며, 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되는 스테이지를 포함하고, 상기 각각의 공정가스공급유닛은, 공정가스의 진행 속도를 늦추기 위한 플레이트가 구비된 분사 유로를 통과하여 상기 공정가스가 분사되는 공정가스분사부 및 상기 공정가스분사부와 인접 설치되어 증착에 참여하지 않는 공정 가스를 흡입하는 공정가스흡입부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치를 제공한다.

여기서, 상기 공정가스공급유닛의 저면에의 중심에는 길이 방향을 따라 상기 공정가스분사부의 분사구가 형성되고, 상기 공정가스분사부의 분사구의 양측으로 상기 공정가스흡입부의 흡입구가 형성되어 하나의 공정가스공급유닛에서 공정가스 분사 및 흡입이 동시에 진행되도록 구성할 수 있다.

구체적으로, 상기 공정가스공급유닛은 내측에 공정가스분사부가 형성되며 저면이 개구된 제1 가이드 부재 및 상기 제1 가이드 부재의 외측에 형성되어 저면이 개구되고 상기 제1 가이드 부재와 이격된 공간을 따라 상기 공정가스흡입부를 형성하는 제2 가이드 부재를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 공정가수분사부는 상기 제1 가이드 부재의 상측에서 공정가스가 공급되어 상기 제1 가이드 부재의 저면에 형성된 분사구를 통해 공정가스를 분사하고, 상기 공정가스흡입부는 상기 상기 제1 가이드 부재의 하단과 상기 제2 가이드 부재의 하단 사이에 형성된 흡입구를 통해 공정가스를 흡입하여 상기 제1 가이드 부재와 상기 제2 가이드 부재 사이의 상측을 통해 외부로 배기되도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 가이드 부재의 내측에는 상기 공정 가스가 상기 공정가스분사부를 따라 진행하는 속도를 늦추기 위해 수평 방향으로 설치되는 적어도 하나 이상의 플레이트를 구비할 수 있다.

일 예로서, 상기 플레이트는 일측은 상기 제1 가이드 부재의 내벽에 고정 설치되고, 타측은 상기 제1 가이드 부재의 내벽과 소정 간격 이격되어 공정가스가 진행하는 유로를 형성하도록 구성될 수있다.

또는 다른 예로서, 상기 플레이트는 상기 제1 가이드 부재의 내측에 복수개로 구비되고, 상기 복수개의 플레이트는 공정 가스가 통과하는 복수개의 통공이 형성되며 상기 제1 가이드 부재의 내벽을 따라 적층된 형태로 배치될 수 있다.

이때, 상기 복수개의 플레이트 중 상측에 배치되는 플레이트의 통공은 하측에 배치되는 플레이트의 통공보다 크게 형성되거나, 상기 복수개의 플레이트 중 어느 하나의 플레이트에 형성된 통공은 인접한 다른 플레이트에 형성된 통공과 상이한 패턴으로 형성되도록 구성하는 것도 가능하다.

한편, 상기 공정가스공급유닛은 소스 가스를 공급하는 소스가스공급유닛 및 반응 가스를 공급하는 반응가스공급유닛을 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 상기 가스공급부는 퍼지 가스를 공급하는 퍼지가스공급유닛을 더 포함하고, 상기 퍼지가스공급유닛은 상기 공정가스공급유닛 및 상기 소스가스공급유닛 사이에 배치되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 의할 경우, 가스 공급부와 기판이 상대적으로 이동하면서 순차적으로 증착 공정이 진행되므로, 증착 공정에 소요되는 시간을 현저히 줄일 수 있고, 가스공급부가 바 형상으로 이루어진 복수개의 가스공급유닛으로 구성되므로 대면적 기판의 증착에도 원자층 증착법을 적용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 가스 공급부 및 가스전달부의 구성을 도시한 구성도,
도 3은 도 2의 공정가스공급유닛으로부터 증착이 진행되는 모습을 도시한 단면도,
도 4는 도 2에서 공정가스공급유닛의 단면을 도시한 단면도,
도 5는 제2 실시예에 따른 공정가스공급유닛의 단면을 도시한 단면도,
도 6은 제3 실시예에 다른 공정가스공급유닛의 단면을 도시한 단면도,
도 7은 제4 실시예에 다른 공정가스공급유닛의 단면을 도시한 단면도이고,
도 8은 제5 실시예에 다른 공정가스공급유닛의 단면을 도시한 단면도이이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 도면은 설명의 편의를 위해 발명의 구조를 단순화하거나 필요할 경우 과장하여 표시될 수 있다. 따라서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나, 변경 또는 생략하여 실시할 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 원자층 증착장치(10)은 공정 챔버(100), 기판(S)이 안착된는 스테이지(200), 구동부(300), 베이스(500) 및 가스 공급부(600)을 포함하여 구성된다.

공정 챔버(100)은 내부에 증착 공정이 진행되는 밀폐 공간을 형성한다. 공정 챔버(100)의 일측에는 기판이 출입할 수 있는 게이트(미도시) 및 공정 공간 내부의 가스를 외부로 배기하거나 압력을 조절하기 위한 배기부(미도시)가 구비될 수 있다. 그리고, 공정 챔버(100)의 내부에는 증착 공정을 위한 스테이지(200), 구동부(300), 가스 공급부(600) 등의 각종 구성요소가 구비될 수 있다.

스테이지(200)은 증착 공정시 기판이 안착되는 공간을 형성하며 기판을 지지한다. 이러한 스테이지(200)은 구동부(300)에 의해 수평 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 본 실시예에 따른 구동부는 리니어 모터 및 리니어 가이드를 이용하여 구성하여, 스테이지(200)이 리니어 모터에 의해 동력을 제공받고, 리니어 가이드를 따라 수평 방향으로 이동 가능하도록 구성할 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하며 이 이외에도 리니어 액추에이터, 볼 스크류 등 다양한 장치를 이용하여 구동부를 구성할 수 있음은 물론이다.

한편, 스테이지(200)의 하측에는 히팅 부재(400)이 구비될 수 있다. 따라서, 스테이지(200)에 안착된 기판의 온도를 증착 공정에 적합한 온도로 유지할 수 있다.

베이스(500)은 공정 챔버(100)의 하측에 구비되어, 전술한 히팅 부재(400), 구동부(300) 및 스테이지(200)을 지지하도록 구성할 수 있다. 그리고, 베이스(500)은 상기 히팅 부재(400), 구동부(300) 및 스테이지(200)을 승강할 수 있도록 구성할 수 있다. 따라서, 공정 초기 단계 및 증착 공정이 진행됨에 따라 가스 공급부와 기판 사이의 간격을 적절하게, 예를 들어 1mm 내지 10mm 이내로 유지할 수 있다.

가스 공급부(600)은 공정 챔버(100)의 상측에 설치되며, 외부에 구비되는 가스 전달 장치(gas delivery system)(700)로부터 증착 공정에 필요한 가스를 공급받아 기판(S) 상측으로 분사한다. 이때, 가스 공급부(600)은 복수개의 가스공급유닛(610, 620, 630)으로 구성된다. 각각의 가스공급유닛은 바(bar) 형상으로 구비되며, 저면에 형성되는 개구를 통해 가스를 분사할 수 있다. 이러한 개구는 슬릿(slit) 형상으로 구성되는 것도 가능하고, 복수개의 홀로 구성되는 것도 가능하다. 그리고, 복수의 가스공급유닛은 기 설정된 간격을 따라 평행하게 배치되며, 각각의 가스공급유닛(610, 620, 630)의 길이 방향은 스테이지(200)의 이동방향과 수직을 형성한다. 따라서, 기판(S)은 스테이지(200)을 따라 이동하면서 모든 가스공급유닛(610, 620, 630)의 하측을 통과하도록 왕복 운동하는 것이 가능하다.

도 2는 도 1의 가스 공급부 및 가스 전달부의 구성을 도시한 구성도이다. 이하에서는 도 2를 참조하여 가스 공급부(600) 및 가스 전달 장치(700)의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.

본 실시예에 따른 원자층 증착장치(10)의 가스 공급부(600)은 공정 가스를 공급하는 공정가스공급유닛(610, 630) 및 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급유닛(620)을 포함한다.

여기서, 공정 가스는 증착에 직접 관여하는 가스로, 본 실시예에서는 기판 상에 산화알루미늄(Al2O3)층을 증착할 수 있도록 트리메틸알루미늄(trimethyl aluminum, TMA)를 소스 가스(source gas)로 사용하고, 산화 수소(H2O)를 반응 가스(reactant gas)로 사용할 수 있다. 그리고, 퍼지가스는 공정가스가 분사된 상태에서 단원자 증착 이외의 물질을 블로잉(blowing)하기 위한 불활성가스로 아르곤 기체(argon)를 사용할 수 있다. 다만, 이러한 가스의 종류는 증착하고자 하는 물질에 따라 다양한 종류의 기체를 이용할 수 있음은 물론이다.

따라서, 공정가스공급유닛(610, 630)은 소스가스공급유닛(610)과 반응가스공급유닛(630)로 구성되며, 소스가스공급유닛(610)은 외부의 트리메틸알루미늄 소스(810)와 연결되고, 반응가스공급유닛(630)은 산화수소 소스(820)와 연결되어 가스가 공급된다. 그리고, 퍼지가스공급유닛(620)은 외부의 퍼지가스소스(830)와 연결되어 퍼지가스가 공급된다. 이때, 각각의 가스공급유닛과 가스 소스 사이에는 각각 유량조절기(mass flow controller, MFC)(710, 720, 730)가 구비되어, 각각의 가스공급유닛으로 공급되는 가스의 유량을 독립적으로 제어하도록 구성할 수 있다.

이때, 복수개의 가스공급유닛은 소스가스공급유닛(610)과 반응가스공급유닛(630) 사이에 퍼지가스공급유닛(620)이 배치되도록 구성할 수 있다. 원자층 증착법은 소스 가스가 공급되어 기판 상에 원자층을 형성하면, 원자층을 형성하지 않는 이외의 물질을 제거할 수 있도록 퍼지가스를 공급한 후 반응가스를 공급하는 방식으로 진행된다. 따라서, 위와 같이 가스공급유닛이 배치되는 경우, 기판 상의 특정 위치가 이동하면서 공정 가스가 분사되고, 다시 퍼지 가스가 분사된 후에 소스 가스가 분사되는 원자층 증착법을 적용하는 것이 가능하다.

본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 가스 공급부는 2개의 소스가스공급유닛(610), 2개의 퍼지가스공급유닛(620) 및 1개의 반응가스공급유닛(630)을 이용하여 구성하고 있다. 구체적으로, 가스 공급부(600)의 양 단부에 각각 소스가스공급유닛(610)을 배치하고, 중앙부에 반응가스공급유닛(630)을 배치하며, 각 반응가스공급유닛(630)과 소스가스공급유닛(610) 사이에 각각 퍼지가스공급유닛(620)이 배치된다. 따라서, 기판이 한번 왕복함에 따라 소스 가스 분사, 퍼지가스 분사, 반응가스 분사, 퍼지가스 분사, 소스 가스 분사, 퍼지가스 분사, 반응가스 분사, 퍼지 가스 분사의 과정이 진행되므로, 공정 효율을 개선할 수 있는 장점이 있다.

다만, 다섯 개의 가스공급유닛을 이용한 구조는 하나의 일 예이며, 소스가스공급유닛, 퍼지가스공급유닛, 반응가스공급유닛을 각각 1개씩 구비하는 구조도 가능하며, 공정 효율 및 기판의 크기를 고려하여 위와 같은 방식으로 7개 및 9개의 가스공급유닛을 구비하도록 구성하여 사용할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 원자층 증착장치는 바 형상의 가스공급유닛을 순차적으로 배치하고 기판이 이동하는 방식으로서, 각각의 가스공급유닛은 지속적으로 공정가스를 분사하면서 기판의 서로 다른 위치에 증착 공정을 진행할 수 있고, 기판의 각 위치는 이동하면서 순차적으로 원자층 증착공정이 진행되므로 종전에 비해 월등히 향상된 공정 효율을 얻을 수 있다.

다만, 본 실시예 가스공급부가 고정 설치되고 기판이 이동하는 구성을 이용하여 설명하고 있으나, 기판이 고정 설치되고 가스공급부가 이동하거나, 기판과 가스 공급부가 서로 다른 방향으로 이동하도록 구성하여 가스공급부와 기판 간에 상대 운동을 유도하도록 구성하는 것도 가능하다.

여기서 퍼지가스공급유닛(620)은 저면이 개구(621a)된 바 형상의 가이드 부재(621)로 구성하여 상측으로부터 퍼지가스가 유입된 퍼지가스를 개구를 통해 분사하도록 구성할 수 있다. 다만, 각각의 공정가스공급유닛(610, 630)은 공정가스를 공급함과 동시에 원자층 증착에 직접 참여하지 않는 여분의 공정가스를 배기 펌프(900)를 이용하여 흡입하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 여분의 공정가스로 인해 증착 이전에 화학 반응이 발생하거나 원자층 형성에 장애가 되는 요인을 최소화시킬 수 있다. 이러한 공정가스공급유닛의 구조는 도 3을 참조하여 아래에서 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3은 도 2의 공정가스공급유닛으로부터 증착이 진행되는 모습을 도시한 단면도이다. 다만, 도 3에서는 공정가스공급유닛의 일 예로서 소스가스공급유닛(610)의 단면을 이용하여 설명하며, 반응가스공급유닛(630)의 단면 구조 또한 동일하게 구성됨을 앞서 밝혀둔다. 도 3에 도시된 바와 같이, 공정가스공급유닛은 바 형상으로 구성되어 저면이 개구(611a)된 제1 가이드 부재(611) 및 제1 가이드 부재(611)을 외측에서 감싸는 구조의 바 형상으로 구성되어 저면이 개구(612a)된 제2 가이드 부재(612)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 제1 가이드 부재(611)의 내측으로는 공정가스가 외부로부터 유입되어 공정 공간으로 분사되는 공정가스 분사부(614)가 형성되며, 제1 가이드 부재(611)과 제2 가이드 부재(612) 사이의 이격된 공간은 공정가스가 흡입되어 외부로 배기되는 공정가스 흡입부(615)가 형성된다.

구체적으로, 공정가스 분사부(614)는 제1 가이드 부재(611)의 상측(611b)은 외부로부터 공정가스가 유입되며, 제1 가이드 부재(611) 내측에 형성된 유로를 따라 공정가스가 진행하여, 제1 가이드 부재(611)의 개구부(611a)에 해당하는 분사구(614a)를 통해 공정 공간으로 공정가스가 분사된다. 그리고, 공정가스 흡입부(615)는 제1 가이드 부재(611)의 하단과 제2 가이드 부재(612)의 하단 사이에 형성된 흡입구(615a)를 통해 공정가스가 흡입되어, 제1 가이드 부재와 상기 제2 가이드 부재 사이에 형성된 유로를 따라 상측(612b)으로 배기된다.

전술한 바와 같이, 공정가스공급유닛으로부터 지나치게 많은 공정 가스가 유입되게 되면, 기판(S)과 마주하고 있는 위치 이외의 위치까지도 공정 가스가 분사되어 증착이 진행되거나 증착이 진행되기 전에 소스가스와 화학 반응이 발생할 수 있다. 이 경우, 단원자층을 순차적으로 형성하여 정상적으로 증착 공정이 진행되는 것에 비해 품질이 크게 저하될 수 있는 문제가 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 공정가스공급유닛은 공정 가스가 분사되는 분사구(614a)와 인접한 양측으로 공정가스를 흡입하는 흡입구(615a)가 형성되어, 공정가스의 분사와 흡입이 동시에 진행되는 것이 가능하다. 이에 의해, 공정가스 분사부(614)를 통해 분사되는 공정가스 중 공정 공간으로 발산되는 공정가스는 흡입되고, 대략 수직 방향으로 분사되는 적정량의 가스가 분사되게 함으로써 공정 효율을 높이면서도 증착 품질을 개선시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 이러한 흡입부는 단원자층을 초과하여 약한 결합력으로 증착된 물질을 흡입하거나, 퍼지 가스의 블로잉에 의해 공정 공간에 잔류하고 있는 물질을 흡입하여 외부로 배기시키는 효과 또한 도모할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 공정가스가 분사되는 분사구가 흡입부보다 높은 위치에 형성되도록 구성하고 있으나, 분사구와 흡입부를 동일한 높이로 구성하여 실시하는 것도 가능하다. 이 경우, 분사구와 흡입부의 위치에 따라 각각의 유량 제어기로부터 가스 공급 압력 또는 배기 압력을 제어하여 공정가스 분사 및 흡입 과정을 원활하게 진행할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 제1 가이드 부재(611)와 제2 가이드 부재(612)를 이용하여 공정가스공급유닛을 구성하고, 제1 가이드 부재(611)와 제2 가이드 부재(612) 사이의 공간을 통해 공정가스를 흡입하도록 구성하였으나, 이는 일 예에 불과하여 다양한 방식으로 공정가스공급유닛을 구성할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 제2 가이드 부재(612) 외측에 저면이 개구되고 제2 가이드 부재를 감싸도록 배치되는 제3 가이드 부재(616)를 추가적으로 구비하고, 제2 가이드 부재(612)와 제3 가이드 부재(616) 사이의 공간을 통해 추가적인 공정가스 배기부(617)를 구성할 수 있다. 이 경우, 제1 가이드 부재(611)와 제2 가이드 부재(612) 사이의 배기부(615)는 공정 가스와 인접하여 배치되므로 주로 공정 가스를 흡입하고, 제2 가이드 부재(612)와 제3 가이드 부재(616) 사이의 배기부(617)는 퍼지가스 및 기타 공정 공간의 이물질을 흡입하도록 동작할 수 있다. 이 이외도 다양한 구조의 공정가스공급유닛을 구성함으로써, 공정가스 분사와 동시에 해당 위치에서의 증착 공정에 불필요한 각종 물질을 흡입할 수 있도록 변경 실시할 수 있다.

나아가, 본 실시예에서는 단면이 사각형으로 구성되는 바 형상의 가이드를 이용하여 공정가스공급유닛 및 퍼지가스공급유닛을 구성하고 있으나, 이 이외에도 다양한 단면을 갖는 바 형상의 가이드 구조를 적용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 원형 단면을 갖는 바 형상의 가이드를 이용할 수 있으며, 삼각형 또는 이외의 다각형 형상의 단면을 갖는 바 형상의 가이드를 이용하는 것도 가능하다.

한편, 공정가스 분사부(614)를 통해 분사되는 공정 가스는 기판(S) 도달시 원자층 증착이 이루어질 수 있을 정도로 충분히 느린 유속으로 진행하여야 한다. 따라서, 본 실시예에서는 제1 가이드 부재(611) 내측에 공정 가스의 공급 속도를 조절하기 위한 속도 조절 부재를 설치할 수 있다. 따라서, 공정가스 공급부 상측으로부터 하측으로 공급되는 공정가스의 공급 속도가 속도 조절 부재에 의해 충분히 지연시킴으로써, 균일한 원자층 증착 공정을 진행하는 것이 가능하다.

도 4는 도 2에서 공정가스공급유닛의 단면을 도시한 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 공정가스 공급부의 유로를 형성하는 제1 가이드 부재(611)의 내측에는 속도 지연 부재가 구비되며, 본 실시예의 속도 지연 부재는 적어도 하나의 플레이트(613)로 구성된다. 각각의 플레이트(613)은 일측은 제1 가이드 부재(611)의 내벽에 고정 설치되고, 타측은 제1 가이드 부재(611)의 내벽과 소정 간격 이격되어 공정가스가 진행하는 유로를 형성할 수 있다. 따라서, 각각의 플레이트(613)이 고정 설치되는 방향을 달리함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 공정 가스가 지그재그(zigzag) 방향으로 이동하면서 공정 속도가 충분히 늦춰진 상태로 분사될 수 있다.

다만, 도 4에 도시된 공정가스 공급부의 구조는 일 예이며, 이 이외에도 공정 가스의 진행 속도를 늦추기 위한 다양한 구조를 이용할 수 있다. 도 5는 다른 실시예에 따른 공정가스공급유닛의 단면을 도시한 단면도이고, 도 6은 또 다른 실시예에 다른 공정가스공급유닛의 단면을 도시한 단면도이다.

도 5 및 도 6에서는 제1 가이드 부재(611)의 내측에 복수개의 플레이트(613)이 구비되며, 각각의 플레이트(613)은 제1 가이드 부재(611)의 내벽을 따라 적층된 형태로 배치된다. 그리고, 각각의 플레이트(613)에는 복수개의 통공(613a)이 형성되어 이를 통해 공정 가스가 진행할 수 있는 구조이다.

여기서, 도 5에 도시된 예에서는 각각의 플레이트(613)에 형성된 통공(613a)은 인접한 다른 플레이트에 형성된 통공과 상이한 패턴으로 형성되도록 구성하여, 각 플레이트의 통공이 인접한 플레이트의 통공과 수직 방향으로 엇갈리도록 구성되어 공정 가스가 공급되는 속도를 늦추는 것이 가능하다. 또한, 도 6에 도시된 예에서는, 복수개의 플레이트(613) 중 상측에 배치되는 플레이트의 통공은 보다 크게 형성되고, 하측에 배치되는 플레이트일수록 통공의 크기가 작아지도록 구성하는 방식으로 공정 가스의 진행 속도를 늦추는 것이 가능하다.

이 이외에도, 공정가스 공급부엥서 공정 가스가 진행하는 유로를 다양하게 변형하여 적용함으로써, 공정 가스가 진행하는 속도를 충분히 늦출 수 있다. 이로 인해, 높은 증착 속도로 원자층 증착 공정을 진행함에도 불구하고, 공정 품질을 유지할 수 있는 장점이 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대해 상세하게 기술하였으나, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 통상의 지식을 가진 사람이면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 기술적 특징의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음은 밝혀둔다.

10 : 원자층 증착장치 100 : 공정 챔버
200 : 스테이지 600 : 가스 공급부
610 : 소스가스공급유닛 620 : 퍼지가스공급유닛
630 : 반응가스공급유닛 611 : 제1 가이드 부재
612 : 제2 가이드 부재 613 : 플레이트
614 : 공정가스 분사부 615 : 공정가스 흡입부

Claims (16)

1. 내부에 공정 공간이 형성되는 챔버;
   상기 공정 공간의 상측에 구비되며, 바(bar) 형상으로 형성되어 하측으로 공정 가스를 공급하는 복수개의 공정가스공급유닛을 포함하는 가스 공급부,
   상기 가스 공급부의 하측에서 증착 공정이 진행되는 기판을 지지하며, 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되는 스테이지를 포함하고,
   상기 각각의 공정가스공급유닛은, 공정가스의 공급 속도를 조절하기 위한 조절부재가 구비된 분사 유로를 통과하여 상기 공정가스가 분사되는 공정가스 분사부 및 상기 공정가스분사부와 인접 설치되어 공정 가스 일부를 흡입하는 공정가스흡입부를 포함하여 구성되며,
   상기 공정가스공급유닛은 내측에 상기 공정가스 분사부가 형성되며 저면이 개구된 제1 가이드 부재 및 저면이 개구되고 상기 제1 가이드 부재의 외측에 형성되어 상기 제1 가이드 부재와 이격된 공간을 따라 상기 공정가스 흡입부를 형성하는 제2 가이드 부재를 포함하여 구성되고,
   상기 공정가스 분사부는 상기 제1 가이드 부재의 상측에서 공정가스가 공급되어 상기 제1 가이드 부재의 저면에 형성된 분사구를 통해 공정가스를 분사하고, 상기 공정가스 흡입부는 상기 제1 가이드 부재의 하단과 상기 제2 가이드 부재의 하단 사이에 형성된 흡입구를 통해 공정가스를 흡입하여 상기 제1 가이드 부재와 상기 제2 가이드 부재 사이의 상측을 통해 외부로 배기하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 공정가스공급유닛의 저면에는 길이 방향을 따라 상기 공정가스 분사부의 상기 분사구가 형성되고, 상기 분사구의 양측으로 상기 공정가스 흡입부의 상기 흡입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 공정가스 분사부의 분사구는 상기 공정가스 흡입부의 흡입구보다 상측에 위치하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 공정가스 분사부의 분사구와 상기 공정가스 흡입부의 흡입구는 동일한 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 공정가스공급유닛은 저면이 개구되고 상기 제2 가이드 부재의 외측에 형성되어 상기 제2 가이드 부재를 감싸는 형태로 배치되는 제3 가이드 부재를 더 포함하고, 상기 제2 가이드 부재와 제3 가이드 부재의 이격된 공간을 따라 상기 공정 공간의 잔여 가스를 흡입하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 조절부재는 상기 제1 가이드 부재의 내측에 수평 방향으로 설치되는 적어도 하나 이상의 플레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 플레이트는 일측은 상기 제1 가이드 부재의 내벽에 고정 설치되고, 타측은 상기 제1 가이드 부재의 내벽과 소정 간격 이격되어 공정가스가 진행하는 유로를 형성하는 것을 특징으로 원자층 증착장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 제1 가이드 부재의 내측에 복수개로 구비되고, 상기 복수개의 플레이트는 공정 가스가 통과하는 복수개의 통공이 형성되며 상기 제1 가이드 부재의 내벽을 따라 적층된 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 플레이트 중 상측에 배치되는 플레이트의 통공은 하측에 배치되는 플레이트의 통공보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
12. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 플레이트 중 어느 하나의 플레이트에 형성된 통공은 인접한 다른 플레이트에 형성된 통공과 상이한 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 공정가스공급유닛은 소스 가스를 공급하는 소스가스공급유닛 및 반응 가스를 공급하는 반응가스공급유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 가스공급부는 퍼지 가스를 공급하는 퍼지가스공급유닛을 더 포함하고, 상기 퍼지가스공급유닛은 상기 소스가스공급유닛 및 상기 반응가스공급유닛 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 가스공급부는 양측 가장자리에 각각 상기 소스가스공급유닛이 배치되고, 상기 양측의 소스가스공급유닛 사이의 중심측에는 상기 반응가스공급유닛이 배치되며, 상기 반응가스공급유닛과 상기 각각의 소스가스공급유닛 사이에는 상기 퍼지가스공급유닛이 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
16. 내부에 공정 공간이 형성되는 챔버;
    상기 공정 공간의 상측에 구비되며, 바(bar) 형상으로 형성되어 하측으로 공정 가스를 공급하는 복수개의 공정가스공급유닛을 포함하는 가스 공급부,
    상기 가스 공급부의 하측에서 증착 공정이 진행되는 기판을 지지하며, 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되는 스테이지를 포함하고,
    상기 공정가스공급유닛은 내측에 상기 공정가스 분사부가 형성되며 저면이 개구된 제1 가이드 부재 및 저면이 개구되고 상기 제1 가이드 부재의 외측에 형성되어 상기 제1 가이드 부재와 이격된 공간을 따라 상기 공정가스 흡입부를 형성하는 제2 가이드 부재를 포함하여 구성되며,
    상기 공정가스 분사부는 상기 제1 가이드 부재의 상측에서 공정가스가 공급되어 상기 제1 가이드 부재의 저면에 형성된 분사구를 통해 공정가스를 분사하고, 상기 공정가스 흡입부는 상기 제1 가이드 부재의 하단과 상기 제2 가이드 부재의 하단 사이에 형성된 흡입구를 통해 공정가스를 흡입하여, 상기 공정가스공급유닛의 저면에서 공정 가스의 분사와 잔여 가스의 흡입이 진행되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.

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