KR102299805B1 - 가스 분사 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
기판 상에 분사되는 소스 가스, 반응 가스, 및 퍼지 가스가 정체되어 유속이 느려지는 것을 방지하여 박막의 균일도를 향상시킬 수 있고, 소스 가스와 반응 가스의 혼합을 방지하기 위한 퍼지 가스의 커튼 효과를 향상시켜 소스 가스와 반응 가스의 혼합을 방지하여 생산성이 향상될 수 있으며, 소스 가스와 반응 가스의 확산을 방지하여 분사 균일도를 향상시키고, 퍼지 가스가 소스 가스 및 반응 가스의 분사 영역으로 유입되는 것을 방지하여 소스 가스와 반응 가스의 농도를 상승시켜 생산성을 향상되도록 본 발명에 따른 가스 분사 장치는 소스 가스를 기판 상으로 분사하는 가스 확산 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 상부에 배치되어 상기 소스 가스를 상기 하우징 내부로 공급하는 가스 유입구; 상기 소스 가스를 상기 기판 상으로 균일하게 분사하도록 상기 가스 유입구에 대향하여 배치되는 가스 분사판; 및 상기 가스 분사판의 외측에 배치되어 상기 기판 상에 증착되고 남은 상기 소스 가스를 배기하는 소스 가스 배기 유로를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 가스 분사 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 소스 가스 및 퍼지 가스의 배기 유로를 형성하여 소스 가스와 퍼지 가스의 배기를 용이하도록 하는 가스 분사 장치 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서는 기판 표면에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 하며, 이를 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막 증착 공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토 공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등의 반도체 제조공정을 수행하게 된다.
이러한 반도체 제조 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판 처리 장치의 내부에서 진행되며, 최근에는 플라즈마를 이용하여 증착 또는 식각 공정을 수행하는 기판 처리 장치가 많이 사용되고 있다.
플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에는 플라즈마를 이용하여 박막을 형성하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치, 박막을 식각하여 패터닝하는 플라즈마 식각장치 등이 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치의 가스 분사 유닛을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하여 설명하면, 가스 분사 유닛(10)은 하우징(1) 및 가스 유입구(2)를 포함하여 구성된다. 상기 하우징(1)은 하면이 개구되어 마련되는 가스 확산 공간을 가지도록 사각 상자 형태로 형성되어 상기 가스 확산 공간에 공급되는 가스를 하향 분사한다.
상기 가스 유입구(2)는 상기 하우징(1)을 수직 관통하도록 형성되어 상기 가스 확산 공간에 연통된다. 가스 확산 공간이에 따라, 가스는 상기 가스 확산 공간 내에서 확산되어 상기 가스 확산 공간의 가스 분사 홀(4)을 통해 기판(W)에 분사된다.
상기 가스 분사 홀(4)은 가스 분사 판(3)에 의해 형성되고, 상기 가스 확산 공간에 공급되어 상기 기판 상으로 분사되는 가스의 분사 압력을 증가시킨다.
그러나, 전술한 일반적인 기판 처리 장치의 가스 분사 유닛은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 상기 기판 상에 분사되는 소스 가스, 반응 가스, 및 퍼지 가스의 배기가 원활하지 않아서 가스가 반응 공간 내부에 정체되어 유속이 느려질 수 있다.
둘째, 소스 가스와 반응 가스가 공간적으로 분할되기 위하여 퍼지 가스가 소스 가스와 반응 가스 사이에 분사되는데 상기 가스들이 정체되어 유속이 저하되면 소스 가스와 반응 가스에 퍼지 가스가 유입되어 소스 가스 및 반응 가스의 농도가 낮아질 수 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 기판 상에 분사되는 소스 가스, 반응 가스, 및 퍼지 가스가 정체되어 유속이 느려지는 것을 방지하고, 소스 가스와 반응 가스의 혼합을 방지하기 위한 퍼지 가스의 커튼 효과를 향상시키며, 소스 가스와 반응 가스의 확산을 방지하여 분사 균일도를 향상시킬 수 있는 가스 분사 장치 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 퍼지 가스가 소스 가스 및 반응 가스의 분사 영역으로 유입되어 소스 가스와 반응 가스의 농도가 낮아져 생산성이 떨어지는 문제를 해결할 수 있는 가스 분사 장치 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 가스 분사 장치는 소스 가스를 기판 상으로 분사하는 가스 확산 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 상부에 배치되어 상기 소스 가스를 상기 하우징 내부로 공급하는 가스 유입구; 상기 소스 가스를 상기 기판 상으로 균일하게 분사하도록 상기 가스 유입구에 대향하여 배치되는 가스 분사판; 및 상기 가스 분사판의 외측에 배치되어 상기 기판 상에 증착되고 남은 상기 소스 가스를 배기하는 소스 가스 배기 유로를 포함할 수 있다.
또한, 상기 소스 가스 배기 유로는 상기 가스 분사판의 외측 중 일부에만 형성되는 것을 포함할 수 있고, 상기 소스 가스 배기 유로는 상기 가스 분사판의 외측 중 주변부 측의 영역을 제외하고 형성되어 ㄷ자 형상으로 형성되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 소스 가스 배기 유로의 폭은 2mm 내지 20mm로 형성되는 것을 포함할 수 있고, 상기 소스 가스 배기 유로의 높이는 2mm 내지 20mm로 형성되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 소스 가스 배기 유로의 내부는 라운드 처리되어 형성되는 것을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 퍼지 가스를 기판 상으로 분사하는 가스 확산 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 상부에 배치되어 상기 퍼지 가스를 상기 하우징 내부로 공급하는 가스 유입구; 상기 퍼지 가스를 상기 기판 상으로 균일하게 분사하도록 상기 가스 유입구에 대향하여 배치되는 가스 분사판; 및 상기 가스 분사판의 외측에 배치되어 상기 퍼지 가스를 배기하는 퍼지 가스 배기 유로를 포함할 수 있다.
또한, 상기 퍼지 가스 배기 유로는 상기 가스 분사판의 외측 중 일부에만 형성되는 것을 포함할 수 있고, 상기 퍼지 가스 배기 유로는 상기 가스 분사판의 외측 중 중심부에서 먼 측과 가까운 측의 영역을 제외하고 11자 형상으로 형성되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 퍼지 가스 배기 유로의 폭은 2mm 내지 20mm로 형성되는 것을 포함할 수 있고, 상기 퍼지 가스 배기 유로의 높이는 2mm 내지 20mm로 형성되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 퍼지 가스 배기 유로의 내부는 라운드 처리되어 형성되는 것을 포함할 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 반응 공간을 제공하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 배치되고 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되고, 소스 가스를 상기 기판 상으로 분사하는 소스 가스 분사 유닛과 퍼지 가스를 상기 기판 상으로 분사하는 퍼지 가스 분사 유닛을 포함하는 가스 분사부; 및 상기 소스 가스 분사 유닛의 하부에 배치되어 상기 소스 가스를 배기하는 소스 가스 배기 유로와 상기 퍼지 가스 분사 유닛에 배치되어 상기 퍼지 가스를 배기하는 퍼지 가스 배기 유로를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가스 분사부의 중앙에 배치되는 제 2 퍼지 가스 분사 유닛을 더 포함하여 상기 가스 분사부의 중심부에서 퍼지 가스를 분사하는 것을 포함할 수 있고, 상기 가스 분사부는 반응 가스를 분사하는 반응 가스 분사 유닛을 더 포함하고 상기 반응 가스 분사 유닛에는 반응 가스 배기 유로가 형성될 수 있다.
또한, 상기 소스 가스 배기 유로의 높이는 상기 기판과 상기 가스 분사부 사이의 거리에 따라 결정되고, 상기 기판과 상기 가스 분사부 사이의 거리가 가까울수록 상기 소스 가스 배기 유로의 높이가 커지는 것을 포함할 수 있고, 상기 소스 가스 배기 유로는 상기 가스 분사부의 중심부 측이 막힌 ㄷ자 형상으로 형성되고, 상기 퍼지 가스 배기 유로는 상기 가스 분사부의 중심부 측과 상기 가스 분사부의 주변부 측이 막힌 11자 형상으로 형성되는 것을 포함할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
기판 상에 분사되는 소스 가스, 반응 가스, 및 퍼지 가스가 정체되어 유속이 느려지는 것을 방지하여 박막의 균일도를 향상시킬 수 있고, 소스 가스와 반응 가스의 혼합을 방지하기 위한 퍼지 가스의 커튼 효과를 향상시켜 소스 가스와 반응 가스의 혼합을 방지하여 생산성이 향상될 수 있으며, 소스 가스와 반응 가스의 확산을 방지하여 분사 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 퍼지 가스가 소스 가스 및 반응 가스의 분사 영역으로 유입되는 것을 방지하여 소스 가스와 반응 가스의 농도를 상승시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치의 가스 분사 유닛을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 소스 가스 분사 유닛을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 소스 가스 분사 유닛의 I-I'의 단면도를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 퍼지 가스 분사 유닛의 단면도를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 소스 가스 분사 유닛을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 소스 가스 분사 유닛의 I-I'의 단면도를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 퍼지 가스 분사 유닛의 단면도를 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참고하여 설명하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 반응 공간을 제공하는 공정 챔버(110); 상기 공정 챔버(110) 내부에 배치되고 기판(W)을 지지하는 기판 지지부(120); 상기 기판 지지부(120)에 대향되고, 소스 가스를 상기 기판(W) 상으로 분사하는 소스 가스 분사 유닛(200)과 퍼지 가스를 상기 기판(W) 상으로 분사하는 퍼지 가스 분사 유닛(300)을 포함하는 가스 분사부(140); 및 상기 소스 가스 분사 유닛(200)의 하부에 배치되어 상기 소스 가스를 배기하는 소스 가스 배기 유로(80)와 상기 퍼지 가스 분사 유닛(300)에 배치되어 상기 퍼지 가스를 배기하는 퍼지 가스 배기 유로(180)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가스 분사부(140)의 중앙에 배치되는 제 2 퍼지 가스 분사 유닛(미도시)을 더 포함하여 상기 가스 분사부(140)의 중심부에서 퍼지 가스를 분사하는 것을 포함할 수 있고, 상기 가스 분사부(140)는 반응 가스를 분사하는 반응 가스 분사 유닛(400)을 더 포함하고 상기 반응 가스 분사 유닛(400)에는 반응 가스 배기 유로(미도시)가 형성될 수 있다.
상기 공정 챔버(110)는 기판 처리 공정, 예를 들어 박막 증착 공정을 위한 반응 공간을 제공한다. 상기 공정 챔버(110)의 바닥면 및/또는 측면은 반응 공간의 가스 등을 배기시키기 위한 배기구(미도시)에 연통될 수 있다.
상기 기판 지지부(120)는 외부의 기판 로딩 장치(미도시)로부터 로딩되는 적어도 하나의 상기 기판(W)을 지지한다. 이때, 상기 기판 지지부(120)는 원판 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 기판(W)은 반도체 기판 또는 웨이퍼가 될 수 있다. 이 경우, 기판 처리 공정의 생산성 향상을 위해 상기 기판 지지부(120)에는 복수의 상기 기판(W)이 원 형태를 가지도록 일정한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
상기 기판 지지부(120)는 회전축의 회전에 따라 소정 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전됨으로써 정해진 순서에 따라 상기 기판(W)이 이동되어 상기 가스 분사부(140)로부터 국부적으로 분사되는 공정 가스에 순차적으로 노출되도록 한다. 이에 따라, 상기 기판(W)은 상기 기판 지지부(120)의 회전 및 회전 속도에 따라 활성화된 공정 가스에 순차적으로 노출되고, 이로 인해 기판(W)의 상면에는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD) 공정에 의한 단층 또는 복층의 박막이 증착된다.
상기 챔버 리드(130)는 상기 공정 챔버(110)의 상부를 덮도록 상기 공정 챔버(110)의 상부에 설치된다. 이러한 상기 챔버 리드(130)는 상기 가스 분사부(140)를 지지하는 것으로, 상기 가스 분사부(140)가 일정한 간격, 예를 들어 방사 형태를 가지도록 삽입 설치되는 복수의 유닛 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 복수의 유닛 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)는 상기 챔버 리드(130)의 중심점을 기준으로 대각선 방향으로 대칭되도록 90도 단위로 이격될 수 있으나 이에 한정되지 아니하고, 반응 가스 분사 유닛(400)과 소스 가스 분사 유닛(200), 퍼지 가스 분사 유닛(300)의 개수에 따라서 유닛 설치부의 개수가 정해질 수 있다.
상기 공정 챔버(110) 및 상기 챔버 리드(130)는 도시된 것처럼 원형 구조로 형성될 수도 있지만, 6각형과 같은 다각형 구조 또는 타원형 구조로 형성될 수도 있다. 이때, 6각형과 같은 다각형 구조일 경우 공정 챔버(110)는 복수로 분할 결합되는 구조를 가질 수 있다.
도 2에서는, 상기 챔버 리드(130)에 4개의 유닛 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)가 형성되는 것으로 도시 되었지만, 이에 한정되지 않고, 상기 챔버 리드(130)는 반응 가스 분사 유닛(400)과 소스 가스 분사 유닛(200), 퍼지 가스 분사 유닛(300)의 개수에 따라서 복수의 유닛 설치부를 포함할 수 있다. 이하, 상기 챔버 리드(130)는 반응 가스 유닛 설치부(130a), 퍼지 가스 유닛 설치부(130b, 130d), 소스 가스 유닛 설치부(130c)를 구비하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
상기 반응 가스는 상기 기판(W) 상에 형성될 박막 물질의 일부를 포함하는 반응 가스로 이루어지는 것으로, 박막 물질에 따라 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(N2O), 암모니아(NH3), 또는 오존(O3) 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한, 상기 반응 가스)에는 아르곤(Ar), 제논(Ze), 또는 헬륨(He) 등의 불활성 가스가 혼합될 수 있다.
상기 소스 가스는 상기 기판(W) 상에 형성될 박막 물질을 포함하는 소스 가스로 이루어지며, 박막 물질에 따라 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 알루미늄(Al) 등을 함유하여 이루어질 수 있다.
일 예로서, 실리콘(Si)을 함유하여 이루어진 소스 가스는 실란(Silane; SiH4), 디실란(Disilane; Si2H6), 트리실란(Trisilane; Si3H8), TEOS(Tetraethylorthosilicate), DCS(Dichlorosilane), HCD(Hexachlorosilane), TriDMAS(Tri-dimethylaminosilane) 및 TSA(Trisilylamine) 등이 될 수 있다.
다른 예로서, 티타늄(Ti)을 함유하여 이루어진 소스 가스는 TiCl4, TiCl3, TiI4, TiBr2, TiF4, (C5H5)2TiCl2, ((CH3)5C5)2TiCl2, C5H5TiCl3, C9H10BCl3N6Ti, C9H7TiCl3, (C5(CH3)5)TiCl3, TiCl4(NH3)2, (CH3)5C5Ti(CH3)3, TDMAT(tetrakis-dimethyl-a mino-titanium) 및 TDEAT(tetrakis diethylamino titanium) 등이 될 수 있다.
상기 소스 가스 분사 유닛(200)에는 상기 소스 가스 배기 유로(80)가 배치될 수 있고, 상기 퍼지 가스 분사 유닛(300)에는 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)가 배치될 수 있다. 상기 소스 가스 분사 유닛(200)과 상기 퍼지 가스 분사 유닛(300)에 대해서는 도 3 및 도 4에서 상세하게 설명한다.
상기 가스 분사부(140)의 중앙에는 상기 제 2 퍼지 가스 분사 유닛(미도시)이 더 포함될 수 있다. 상기 제 2 퍼지 가스 분사 유닛(미도시)는 상기 가스 분사부(140)의 중앙에 배치되어 상기 가스 분사부(140)의 중앙에서 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스의 혼합을 막을 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 소스 가스 분사 유닛(200)을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 소스 가스 분사 유닛(200)의 I-I'의 단면도를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 분사 장치는 소스 가스를 상기 기판(W) 상으로 분사하는 가스 확산 공간(40)을 제공하는 하우징(100); 상기 하우징(100)의 상부에 배치되어 상기 소스 가스를 상기 하우징(100) 내부로 공급하는 가스 유입구(20); 상기 소스 가스를 상기 기판(W) 상으로 균일하게 분사하도록 상기 가스 유입구(20)에 대향하여 배치되는 가스 분사판(60); 및 상기 가스 분사판(60)의 외측에 배치되어 상기 기판(W) 상에 증착되고 남은 상기 소스 가스를 배기하는 소스 가스 배기 유로(80)를 포함할 수 있다.
상기 소스 가스 분사 유닛(200)은 상기 하우징(100), 및 상기 가스 유입구(20)를 포함할 수 있다. 상기 하우징(100)은 하면이 개구되어 마련되는 가스 확산 공간(40)을 가지도록 사각 상자 형태로 형성되어 상기 가스 확산 공간(40)에 공급되는 가스를 하향 분사할 수 있다. 이를 위해, 상기 하우징(100)은 접지 플레이트(미도시) 및 측벽(30)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가스 분사판(60)은 상기 가스 확산 공간(40)에 공급되는 소스 가스를 상기 기판(W) 쪽으로 하향 분사하기 위한 상기 가스 분사 패턴(70)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가스 분사 패턴(70)은 일정한 간격을 가지도록 상기 가스 분사판(60)을 관통하는 복수의 홀(또는 복수의 슬릿) 형태로 형성되어 상기 가스 확산 공간(40)에 공급되는 소스 가스를 소정 압력으로 하향 분사할 수 있다. 이때, 상기 복수의 홀 각각의 직경 및/또는 간격은 상기 기판 지지부(120)의 회전에 따른 각속도에 기초하여 이동되는 상기 기판(W)의 전영역에 균일한 양의 가스가 분사되도록 설정될 수 있다. 일례로, 복수의 홀 각각의 직경은 상기 기판 지지부(120)의 중심 부분에 인접한 가스 분사 유닛의 내측으로부터 상기 기판 지지부(120)의 가장자리 부분에 인접한 가스 분사 유닛의 외측으로 갈수록 증가될 수 있다.
상기 상기 가스 분사판(60)은 상기 가스 분사 패턴(70)을 통해 상기 소스 가스를 하향 분사할 수 있고, 홀이 형성된 판 형상으로 인해 소스 가스의 분사를 지연시키거나 정체시킴으로써 가스의 사용량을 감소시키며 가스의 사용 효율성을 증대시킬 수 있다.
상기 소스 가스 분사 유닛(200)은 직사각형의 형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않고, 상기 가스 분사부(140)의 중심부 측의 짧은 사다리꼴의 형상 등으로 형성될 수 있다. 본 발명의 경우 상기 소스 가스 분사 유닛(200)이 직사각형의 형상으로 형성된 것을 기준으로 서술하겠다.
상기 소스 가스 분사 유닛(200)은 상기 가스 분사판(60)이 배치될 수 있고, 상기 가스 분사판(60)의 외측에 상기 소스 가스 배기 유로(80)가 배치될 수 있다. 상기 소스 가스 분사 유닛(200)은 상기 소스 가스 배기 유로(80)가 배치되어 상기 소스 가스 분사 유닛(200)로부터 분사되는 상기 소스 가스 중 상기 기판(W) 상에 증착되고 남은 소스 가스가 상기 소스 가스 배기 유로(80)로 배기될 수 있다. 상기 소스 가스 배기 유로(80)를 통해 남은 소스 가스가 배기되면 상기 소스 가스가 정체되어 유속이 느려지는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 상기 기판(W) 상에 증착되는 박막의 균일도를 향상시킬 수 있다.
상기 소스 가스 배기 유로(80)는 상기 가스 분사판(60)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 소스 가스 배기 유로(80)는 상기 가스 분사판(60)의 외측 중 일부에만 형성될 수 있다. 상기 소스 가스 배기 유로(80)는 상기 가스 분사판(60)의 외측 중 주변부 측의 영역을 제외하고 형성되어 ㄷ자 형상으로 형성될 수 있다.
상기 소스 가스 배기 유로(80)는 상기 가스 분사판(60)의 외측에 소정의 간격을 가지고 배치될 수 있다. 상기 소스 가스 배기 유로(80)는 상기 가스 분사판(60)의 외측 증 상기 가스 분사부(140)의 주변부, 즉 상기 가스 분사부(140)의 중심부의 반대측의 영역을 제외하고 형성될 수 있고, 이 경우 ㄷ자 형상으로 형성될 수 있다. 이는 상기 소스 가스 분사 유닛(200)이 직사각형의 형상을 가지는 경우에 상기 소스 가스 배기 유로(80)가 ㄷ자 형상을 가질 수 있고, 사다리꼴의 형상을 가지는 경우에는 짧은 변에는 상기 소스 가스 배기 유로(80)가 형성되어 있고, 긴 변에는 상기 소스 가스 배기 유로(80)가 형성되지 않을 수 있다. 상기 소스 가스 배기 유로(80)는 상기 가스 분사부(140)의 주변부에 형성되지 않아서 소스 가스와 반응 가스가 혼합되는 것을 방지하고, 소스 가스가 상기 기판(W)의 전 영역에 균일하게 분사될 수 있고, 상기 가스 분사판(60)의 주변부로 소스 가스를 용이하게 배기할 수 있다. 상기 소스 가스 배기 유로(80)는 ㄷ 자 형상으로 형성되어 상기 가스 분사부(140)의 중심부 영역으로 소스 가스가 확산되고, 혼합되는 것을 방지할 수 있고, 상기 가스 분사부(140)의 주변부 영역에는 상기 소스 가스 배기 유로(80)가 형성되지 않아서 소스 가스의 배기가 원활하게 될 수 있다. 따라서, 소스 가스가 확산되어 퍼지 가스 분사 영역이나 반응 가스 분사 영역으로 넘어가서 가스가 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
상기 소스 가스 배기 유로(80)의 폭은 2mm 내지 20mm로 형성될 수 있고, 상기 소스 가스 배기 유로(80)의 높이는 2mm 내지 20mm로 형성될 수 있다. 상기 소스 가스 배기 유로(80)의 폭이나 높이가 2mm 보다 작은 경우 상기 소스 가스 배기 유로(80)의 부피가 작아서 소스 가스가 충분히 배기되지 않을 수 있고, 상기 소스 가스 배기 유로(80)의 폭이나 높이가 20mm 보다 큰 경우에는 소스 가스가 상기 소스 가스 배기 유로(80)에 깊게 들어가서 소스 가스의 유속이 느려질 수 있다.
상기 소스 가스 배기 유로(80)의 내부는 라운드 처리되어 형성될 수 있다. 상기 소스 가스 배기 유로(80)의 내부는 라운드 처리되어 형성되어 소스 가스의 배기가 원활하게 될 수 있다. 즉, 상기 소스 가스 배기 유로(80)가 라운드 처리되어 배기되는 소스 가스가 모서리 측까지 유입되는 것을 방지하여 소스 가스의 배기가 원활하게 될 수 있다. 또한, 상기 소스 가스 배기 유로(80)의 내부가 라운드 처리되어 상기 소스 가스 분사 유닛(200)의 내부에 상기 소스 가스 배기 유로(80)가 차지하는 부피를 최소화시켜 가스 분사 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 반응 가스 분사 유닛(400)은 상기 소스 가스 분사 유닛(200)과 동일하게 형성될 수 있고, 상기 반응 가스 배기 유로(미도시) 역시 상기 소스 가스 배기 유로(80)와 동일하게 형성될 수 있다.
상기 소스 가스 배기 유로(80)의 높이는 상기 기판(W)과 상기 가스 분사부(140) 사이의 거리에 따라 결정되고, 상기 기판(W)과 상기 가스 분사부(140) 사이의 거리가 가까울수록 상기 소스 가스 배기 유로(80)의 높이가 커지는 것을 포함할 수 있다. 상기 소스 가스 배기 유로(80)의 높이는 상기 기판(W)과 상기 가스 분사부(140) 사이의 거리가 멀수록 상기 소스 가스 배기 유로(80)의 높이는 낮을 수 있다. 상기 소스 가스 배기 유로(80)의 높이는 상기 기판(W)과 상기 가스 분사부(140) 사이의 거리가 가까울수록 상기 가스 분사부(140)로부터 분사되는 가스가 상기 기판(W)까지 도달하는 시간이 짧고 따라서 상기 기판(W)에 분사되었다가 튕겨져 나온 가스가 상기 소스 가스 배기 유로(80)로 유입되어 배기될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 퍼지 가스 분사 유닛(300)의 단면도를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4를 참고하여 설명하면, 본 발명에 따른 가스 분사 장치는 퍼지 가스를 기판(W) 상으로 분사하는 가스 확산 공간(40)을 제공하는 하우징(100); 상기 하우징(100)의 상부에 배치되어 상기 퍼지 가스를 상기 하우징(100) 내부로 공급하는 가스 유입구(20); 상기 퍼지 가스를 상기 기판(W) 상으로 균일하게 분사하도록 상기 가스 유입구(20)에 대향하여 배치되는 가스 분사판(60); 및 상기 가스 분사판(60)의 외측에 배치되어 상기 퍼지 가스를 배기하는 퍼지 가스 배기 유로(180)를 포함할 수 있다.
상기 퍼지 가스 분사 유닛(300)은 상기 소스 가스 분사 유닛(200)과 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)의 배치되는 영역이 차이가 있는 것을 제외하고는 상기 소스 가스 분사 유닛(200) 및 상기 소스 가스 배기 유로(80)와 동일하다.
상기 퍼지 가스 배기 유로(180)는 상기 가스 분사판(60)의 외측 중 일부에만 형성될 수 있고, 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)는 상기 가스 분사판(60)의 외측 중 중심부에서 먼 측과 가까운 측의 영역을 제외하고 11자 형상으로 형성될 수 있다.
상기 퍼지 가스 배기 유로(180)는 상기 가스 분사판(60)의 외측에 소정의 간격을 가지고 배치될 수 있다. 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)는 상기 가스 분사판(60)의 외측 증 상기 가스 분사부(140)의 중심부와 주변부 영역을 제외하고 형성될 수 있고, 이 경우 11자 형상으로 형성될 수 있다. 이는 상기 퍼지 가스 분사 유닛(300)이 직사각형의 형상을 가지는 경우에 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)가 11자 형상을 가질 수 있고, 사다리꼴의 형상을 가지는 경우에는 짧은 변과 긴 변에는 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)가 형성되지 않을 수 있다. 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)는 상기 가스 분사부(140)의 주변부 및 중심부에 형성되지 않아서 소스 가스 및 반응 가스가 퍼지 가스와 혼합되는 것을 방지하고, 퍼지 가스가 소스 가스 및 반응 가스의 분사 영역으로 유입되는 것을 방지하여 소스 가스와 반응 가스의 농도를 상승시켜 생산성을 향상시킬 수 있다. 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)는 11 자 형상으로 형성되어 상기 가스 분사부(140)의 주변부 영역에는 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)가 형성되지 않아서 퍼지 가스의 배기가 원활하게 될 수 있다.
상기 퍼지 가스 배기 유로(180)의 폭은 2mm 내지 20mm로 형성될 수 있고, 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)의 높이는 2mm 내지 20mm로 형성될 수 있다. 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)의 폭이나 높이가 2mm 보다 작은 경우 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)의 부피가 작아서 퍼지 가스가 충분히 배기되지 않을 수 있고, 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)의 폭이나 높이가 20mm 보다 큰 경우에는 퍼지 가스가 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)에 깊게 들어가서 퍼지 가스의 유속이 느려질 수 있다.
상기 퍼지 가스 배기 유로(180)의 내부는 라운드 처리되어 형성될 수 있다. 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)의 내부는 라운드 처리되어 형성되어 퍼지 가스의 배기가 원활하게 될 수 있다. 즉, 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)가 라운드 처리되어 배기되는 퍼지 가스가 모서리 측까지 유입되는 것을 방지하여 퍼지 가스의 배기가 원활하게 될 수 있다. 또한, 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)의 내부가 라운드 처리되어 상기 퍼지 가스 분사 유닛(300)의 내부에 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)가 차지하는 부피를 최소화시켜 가스 분사 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 소스 가스 배기 유로(80)는 상기 가스 분사부(140)의 중심부 측이 막힌 ㄷ자 형상으로 형성되고, 상기 퍼지 가스 배기 유로(180)는 상기 가스 분사부(140)의 중심부 측과 상기 가스 분사부(140)의 주변부 측이 막힌 11자 형상으로 형성될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
20: 가스 유입구 30: 측벽
40: 가스 확산 공간 60: 가스 분사판
70: 가스 분사 패턴 80: 소스 가스 배기 유로
100: 하우징 180: 퍼지 가스 배기 유로
110: 공정 챔버 120: 기판 지지부
130: 챔버 리드 140: 가스 분사부
130a: 반응 가스 유닛 설치부 130b: 퍼지 가스 유닛 설치부
130c: 소스 가스 유닛 설치부 130d: 퍼지 가스 유닛 설치부
200: 소스 가스 분사 유닛 300: 퍼지 가스 분사 유닛
400: 반응 가스 분사 유닛
40: 가스 확산 공간 60: 가스 분사판
70: 가스 분사 패턴 80: 소스 가스 배기 유로
100: 하우징 180: 퍼지 가스 배기 유로
110: 공정 챔버 120: 기판 지지부
130: 챔버 리드 140: 가스 분사부
130a: 반응 가스 유닛 설치부 130b: 퍼지 가스 유닛 설치부
130c: 소스 가스 유닛 설치부 130d: 퍼지 가스 유닛 설치부
200: 소스 가스 분사 유닛 300: 퍼지 가스 분사 유닛
400: 반응 가스 분사 유닛
Claims (16)
- 소스 가스를 기판 상으로 분사하는 가스 확산 공간을 제공하는 하우징;
상기 하우징의 상부에 배치되어 상기 소스 가스를 상기 하우징 내부로 공급하는 가스 유입구;
상기 소스 가스를 상기 기판 상으로 균일하게 분사하도록 상기 가스 유입구에 대향하여 배치되는 가스 분사판; 및
상기 가스 분사판의 외측에 배치되어 상기 기판 상에 증착되고 남은 상기 소스 가스를 배기하는 소스 가스 배기 유로를 포함하고,
상기 기판과 상기 가스 분사판 사이의 거리가 가까울수록 상기 소스 가스 배기 유로의 높이가 커지는 것을 특징으로 하는 가스 분사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 소스 가스 배기 유로는 상기 가스 분사판의 외측 중 일부에만 형성되는 것을 포함하는 가스 분사 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 소스 가스 배기 유로는 상기 가스 분사판의 외측 중 주변부 측의 영역을 제외하고 형성되어 ㄷ자 형상으로 형성되는 것을 포함하는 가스 분사 장치 - 제 1 항에 있어서,
상기 소스 가스 배기 유로의 높이는 2mm 내지 20mm로 형성되는 것을 포함하는 가스 분사 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 소스 가스 배기 유로의 내부는 라운드 처리되어 형성되는 것을 포함하는 가스 분사 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 반응 공간을 제공하는 공정 챔버;
상기 공정 챔버 내부에 배치되고 기판을 지지하는 기판 지지부;
상기 공정 챔버에 설치된 챔버 리드; 및
상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 챔버 리드에 삽입 설치되는 가스 분사부를 포함하고,
상기 가스 분사부는 소스 가스를 상기 기판 상으로 분사하는 소스 가스 분사 유닛, 및 퍼지 가스를 상기 기판 상으로 분사하는 퍼지 가스 분사 유닛을 포함하며,
상기 소스 가스 분사 유닛의 하부에는 상기 소스 가스를 배기하는 소스 가스 배기 유로가 배치되고,
상기 퍼지 가스 분사 유닛에는 상기 퍼지 가스를 배기하는 퍼지 가스 배기 유로가 배치되며,
상기 기판과 상기 가스 분사부 사이의 거리가 가까울수록 상기 소스 가스 배기 유로의 높이가 커지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 가스 분사부의 중앙에 배치되는 제 2 퍼지 가스 분사 유닛을 더 포함하여 상기 가스 분사부의 중심부에서 퍼지 가스를 분사하는 것을 포함하는 기판 처리 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 가스 분사부는 반응 가스를 분사하는 반응 가스 분사 유닛을 더 포함하고 상기 반응 가스 분사 유닛에는 반응 가스 배기 유로가 형성되는 기판 처리 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 소스 가스 배기 유로의 높이는 상기 기판과 상기 가스 분사부 사이의 거리에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 소스 가스 배기 유로는 상기 가스 분사부의 중심부 측이 막힌 ㄷ자 형상으로 형성되고, 상기 퍼지 가스 배기 유로는 상기 가스 분사부의 중심부 측과 상기 가스 분사부의 주변부 측이 막힌 11자 형상으로 형성되는 것을 포함하는 기판 처리 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 소스 가스 분사 유닛은 상기 소스 가스를 상기 기판 상으로 분사하는 가스 확산 공간을 제공하는 하우징을 포함하고,
상기 소스 가스 배기 유로는 상기 하우징이 갖는 측벽의 하면에 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170059510A KR102299805B1 (ko) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | 가스 분사 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170059510A KR102299805B1 (ko) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | 가스 분사 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180124639A KR20180124639A (ko) | 2018-11-21 |
| KR102299805B1 true KR102299805B1 (ko) | 2021-09-08 |
Family
ID=64602391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170059510A KR102299805B1 (ko) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | 가스 분사 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102299805B1 (ko) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2017
- 2017-05-12 KR KR1020170059510A patent/KR102299805B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR20180124639A (ko) | 2018-11-21 |
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