KR101819555B1 - 박막형성 장치 - Google Patents

Abstract

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기판의 표면상에 CVD(화학 증착) 원료가스가 공급되고, 상기 공급된 원료가스에 레이저 광을 조사하며 상기 레이저 광과 반응한 상기 원료 가스에 의해 상기 기판에 박막을 형성시키는 박막형성 장치에 있어서, 상기 기판의 상부에 챔버 유닛이 구비되고, 상기 챔버 유닛에는 원료가스를 공급하는 원료공급수단과, 상기 원료공급수단으로 공급된 원료가스를 체류시키는 가스체류챔버와, 상기 가스체류챔버에서 배출되는 원료가스를 배기하는 제1배기부와, 가스 및 원료가스를 배기하는 제2배기부로 형성되고, 상기 가스체류챔버 내에서 상기 원료가스의 유동(gas flow)을 균일하게 하기 위해서 상기 가스체류챔버의 전방향으로 균일한 압력을 형성시키는 수단이 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형성 장치가 제공된다.

Description

박막형성 장치{Thin film forming apparatus}

본 발명은 박막형성 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 포토마스크, 액정기판 등과 같은 평면 패턴구조를 갖는 기판의 결함을 보정하는데 사용되는 박막형성 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 박막형성 장치의 단면도이고, 도 2는 종래의 박막형성 장치의 평면도로서 도 1 내지 도 2를 참조하면 종래의 박막형성 장치는 기판(1)의 상부에는 챔버 유닛(20)이 구비되고, 상기 챔버 유닛(20)에는 원료가스를 공급하는 원료공급수단(30)과, 상기 원료공급수단(30)으로 공급된 원료가스를 체류시키는 가스체류챔버(40)와, 상기 가스체류챔버(40)에서 배출되는 원료가스를 배기하는 제1배기부(50)와, 원료가스가 외부가스와 교란되는 것을 방지하기 위해 외부 공기를 차단하는 제1가스토출부(60)와, 가스 및 원료가스를 배기하는 제2배기부(70)로 형성된다.

상기 제1배기부(50), 제1가스토출부(60) 및 제2배기부(70)가 상기 가스체류챔버(40)로 공급되는 원료가스의 공급 방향과 같은 평행선상(2)에서 상기 원료가스의 공급 방향의 후방으로 형성됨으로써 상기 챔버 유닛(20)의 3/4 분면으로 유동(gas flow)이 형성되고 가스체류챔버(40)의 압력이 불균형하여 레이저 광의 위치로 흐르는 원료가스의 양이 적어 반응성이 낮아지는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 10-0381940호 대한민국 등록특허 10-0547500호

따라서 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 가스체류챔버의 전방향으로 균일한 압력이 형성되도록 설계되어 가스체류챔버 내의 CVD(화학 증착) 원료가스의 유동(gas flow)이 균일하게 됨으로써 원료가스와 레이저 광의 반응성이 향상된 박막형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기판의 표면상에 CVD(화학 증착) 원료가스가 공급되고, 상기 공급된 원료가스에 레이저 광을 조사하며 상기 레이저 광과 반응한 상기 원료 가스에 의해 상기 기판에 박막을 형성시키는 박막형성 장치에 있어서, 상기 기판의 상부에 챔버 유닛이 구비되고, 상기 챔버 유닛에는 원료가스를 공급하는 원료공급수단과, 상기 원료공급수단으로 공급된 원료가스를 체류시키는 가스체류챔버와, 상기 가스체류챔버에서 배출되는 원료가스를 배기하는 제1배기부와, 가스 및 원료가스를 배기하는 제2배기부로 형성되고, 상기 가스체류챔버 내에서 상기 원료가스의 유동(gas flow)을 균일하게 하기 위해서 상기 가스체류챔버의 전방향으로 균일한 압력을 형성시키는 수단이 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형성 장치가 제공된다.

또한, 상기 가스체류챔버의 전방향으로 균일한 압력을 형성시키는 수단은 상기 원료공급수단에서 상기 가스체류챔버로 공급되는 원료가스의 공급 방향과 같은 평행선상에서 상기 원료가스의 공급 방향 전방(180°)으로 상기 제1배기부가 형성되고, 상기 평행선상에서 상기 제1배기부의 전방으로 상기 제1 가스토출부가 형성되며, 상기 원료가스가 공급되는 방향의 후방에서 상기 평행선상을 기준으로 양측으로 대칭되게 제2배기부가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형성 장치가 제공된다.

또한, 상기 챔버 유닛에는 상기 기판의 표면 측으로 공기를 분사하는 공기 분사 홀이 상기 가스체류챔버 주변부에 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형성 장치가 제공된다.

또한, 상기 원료공급수단에는 상기 가스체류챔버에 연결되어 원료가스를 공급하는 원료공급구가 형성되되, 상기 원료공급구는 상기 가스체류챔버에 기울어지게 연결되어 원료가스가 상기 가스체류챔버의 내주면을 따라 소용돌이치는 모양(swirling)으로 공급되는 것을 특징으로 하는 박막형성 장치가 제공된다.

또한, 상기 원료공급수단에는 상기 가스체류챔버에 연결되어 원료가스를 공급하는 원료공급구가 형성되되, 상기 원료공급구의 내주면에는 나선형의 나선홈이 형성되어 공급되는 상기 원료가스의 단면형상이 회전되는 것을 특징으로 하는 박막형성 장치가 제공된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 에 따르면, 원료가스와 레이저 광의 반응성이 향상되어 레이저 광의 얇은 선폭에서도 원활한 박막형성이 가능하고, 종래의 박막형성 장치 보다 작은 량의 원료가스를 사용하여도 동일한 결과를 얻을 수 있어 원료를 절감하여 생산비가 감소하며, 박막 주변에 생성되는 비산 파티클의 생성이 감소하고 성장형 이물 발생이 감소하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 박막형성 장치의 단면도이다.
도 2는 종래의 박막형성 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 박막형성 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 박막형성 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예를 설명하기 위한 평면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1실시예를 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 제1실시예를 설명하기 위한 평면도이다. 도 5는 본 발명의 제2실시예를 설명하기 위한 평면도이다. 도 6은 본 발명의 제3실시예를 설명하기 위한 평면도이다.

먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 상기 기판(1)의 상부에 챔버 유닛(20)이 구비되고, 상기 챔버 유닛(20)에는 원료가스를 공급하는 원료공급수단(30)과, 상기 원료공급수단(30)으로 공급된 원료가스를 체류시키는 가스체류챔버(40)와, 상기 가스체류챔버(40)에서 배출되는 원료가스를 배기하는 제1배기부(50)와, 가스 및 원료가스를 배기하는 제2배기부(70)로 형성된다.

상기 제1배기부(50)와 제2배기부(70)에 의해서 박막형성 시에 발생되는 가스가 주위로 누설되지 않는다.

또한, 상기 기판(1)의 표면 측으로 공기를 분사하는 공기 분사 홀(80)이 상기 가스체류챔버(40) 주변부에 하나 이상 형성되고, 상기 공기 분사 홀(80)은 상기 가스체류챔버(40) 주변부에 선택적으로 설치가능하다.

상기 공기 분사 홀(80)에서 분사되는 공기에 의해서 박막 주변에 생성되는 비산 파티클의 생성을 최소화시킬 수 있으며, 성장형 이물 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상기 챔버 유닛(20)의 저면과 상기 기판(1) 사이의 갭(gap)을 통하여 상기 가스가 배기 되거나 토출 되도록 챔버 유닛(20)의 저면에는 원형의 트렌치가 형성된다.

따라서 상기 제1배기부(50)는 상기 챔버 유닛(20)의 저면에 형성된 원형의 트렌치(51)와 상기 트렌치(51)에 형성된 트렌치홀(52)과 연결되는 관통공(53)으로 이루어진다.

또한, 상기 제2배기부(70)는 상기 챔버 유닛(20)의 저면에 형성된 트렌치(71)와 상기 트렌치(71)에 형성된 트렌치홀(72)과 연결되어 상기 가스 및 원료가스를 배기시키는 관통공(73)으로 이루어진다.

상기 가스체류챔버(40)의 상부에는 상기 레이저 광이 투과되도록 레이저투과창(42)이 설치되고, 상기 가스체류챔버(40)와 연결되어 퍼지(purge)용의 가스를 공급하는 제2가스토출구(41)가 형성된다.

상기 퍼지용의 가스나 에어 커튼용의 가스로서는 N₂, Ar, He등의 불활성 가스가 사용되는 것이 바람직하고, 레이저 광과 반응하여 박막을 형성시키는 원료가스로는

,

등이 사용되는 것이 바람직하다.

상기 제1배기부(50)가 상기 원료공급수단(30)에서 상기 가스체류챔버(40)로 공급되는 원료가스의 공급 방향과 같은 평행선상(2)에서 상기 원료가스의 공급 방향 전방(180°)으로 형성된다.

또한, 상기 원료가스를 공급하는 방향의 후방에 상기 평행선상(2)을 기준으로 양측으로 대칭되게 제2배기부(70)가 각각 형성된다.

따라서 가스체류챔버(40)의 전방향에 균일한 압력이 유지됨으로써 상기 가스체류챔버 내에서 상기 원료가스의 유동(gas flow)이 균일하게 된다.

이에 따라 레이저 광의 위치로 유동되는 원료가스의 양이 향상되어 높은 반응을 유도할 수 있기 때문에 레이저 광의 얇은 선폭에서도 원활한 박막형성이 가능하고, 종래의 박막형성 장치 보다 작은 량의 원료가스를 사용하여도 동일한 결과를 얻을 수 있어 원료를 절감하여 생산비를 절감할 수 있다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 원료공급수단(30)에는 상기 가스체류챔버(40)에 연결되어 원료가스를 공급하는 원료공급구(31)가 형성된다.

상기 원료공급구(31)는 상기 가스체류챔버(40)에 기울어지게 연결되어 원료가스가 상기 가스체류챔버(40)의 내주면을 따라 소용돌이치는 모양(swirling)으로 공급되어 원료가스의 유동 거리가 증가되며 이에 따라 원료가스가 레이저 광에 노출되는 시간이 늘어나게 됨으로써 반응성이 향상되어 효과적으로 상기 기판(1)에 박막이 형성될 수 있다.

또한, 도 3 및 도 6을 참조하면 상기 원료공급구(31)의 내주면에는 나선형의 나선홈(32)이 형성되어 공급되는 상기 원료가스의 단면형상이 회전되어 원료가스의 유동 거리가 증가되며 이에 따라 원료가스가 레이저 광에 노출되는 시간이 늘어나게 됨으로써 반응성이 향상되어 효과적으로 상기 기판(1)에 박막이 형성될 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

1 : 기판 20 : 챔버 유닛
30 : 원료공급수단 31 : 원료공급구
32 : 나선홈 40 : 가스체류챔버
41 : 제2가스토출구 42 : 레이저투과창
50 : 제1배기부 51,71 : 트렌치
52,72 : 트렌치홀 53,73 : 관통공
70 : 제2배기부 80 : 공기 분사 홀

Claims (5)

1. 기판의 표면상에 CVD(화학 증착) 원료가스가 공급되고, 상기 공급된 원료가스에 레이저 광을 조사하며 상기 레이저 광과 반응한 상기 원료 가스에 의해 상기 기판에 박막을 형성시키는 박막형성 장치에 있어서,
   상기 기판의 상부에 챔버 유닛이 구비되고, 상기 챔버 유닛에는 원료가스를 공급하는 원료공급수단과, 상기 원료공급수단으로 공급된 원료가스를 체류시키는 가스체류챔버와, 상기 가스체류챔버에서 배출되는 원료가스를 배기하는 제1배기부와, 가스 및 원료가스를 배기하는 제2배기부로 형성되고,
   상기 가스체류챔버 내에서 상기 원료가스의 유동(gas flow)을 균일하게 하기 위해서 상기 가스체류챔버의 전방향으로 균일한 압력을 형성시키는 수단이 형성되되,
   상기 가스체류챔버의 전방향으로 균일한 압력을 형성시키는 수단은,
   상기 원료공급수단에서 상기 가스체류챔버로 공급되는 원료가스의 공급 방향과 같은 평행선상에서 상기 원료가스의 공급 방향 전방(180°)으로 상기 제1배기부가 형성되고, 상기 원료가스가 공급되는 방향의 후방에서 상기 평행선상을 기준으로 양측으로 대칭되게 제2배기부가 각각 형성되고,
   상기 원료공급수단에는 상기 가스체류챔버에 연결되어 원료가스를 공급하는 원료공급구가 형성되되, 상기 원료공급구는 상기 가스체류챔버에 기울어지게 연결되어 원료가스가 상기 가스체류챔버의 내주면을 따라 소용돌이치는 모양(swirling)으로 공급되어 상기 원료가스의 유동 거리가 증가되며 이에 따라 원료가스가 레이저 광에 노출되는 시간이 늘어나게 됨으로써 반응성이 향상되어 상기 기판(1)에 박막이 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형성 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 챔버 유닛에는,
   상기 기판의 표면 측으로 공기를 분사하는 공기 분사 홀이 상기 가스체류챔버 주변부에 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형성 장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 원료공급수단에는 상기 가스체류챔버에 연결되어 원료가스를 공급하는 원료공급구가 형성되되, 상기 원료공급구의 내주면에는 나선형의 나선홈이 형성되어 공급되는 상기 원료가스의 단면형상이 회전되는 것을 특징으로 하는 박막형성 장치.

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