KR102349006B1 - Apparatus for Deposition of Thin Film - Google Patents
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Abstract
본 기술의 일 실시예에 의한 박막 증착 장치는 복수의 기판 상에 물질막을 증착하기 위한 처리 공간을 제공하는 챔버 몸체와, 상기 챔버 몸체 상부에서 상기 챔버 몸체와 결합되는 챔버 리드를 포함하는 챔버; 상기 챔버 내부에 설치되어 상기 복수의 기판을 회전 및 지지하는 기판 지지부; 및 상기 챔버 리드를 지지부재로 하여 상기 기판 지지부와 대향하도록 설치되어 상기 기판 지지부 상으로 복수의 공정 가스를 분사하기 위해 상기 기판 지지부가 회전하는 궤적의 원주 방향을 따라 배치되는 복수의 가스 분사 유닛 및 상기 챔버 리드의 중앙 영역에 구비되어 커튼 가스를 분사하는 커튼가스 분사 유닛을 포함하는 가스 공급장치; 를 포함하며, 상기 복수의 가스 분사 유닛 중에서 적어도 하나에는 상기 가스 공급장치의 중심으로부터 방사 방향으로 배치되어 상기 기판 상으로 공정가스를 분사하기 위한 분사홀이 형성된 분사 영역과, 상기 분사 영역을 기준으로 원주 방향의 외측에는 분사홀이 형성되지 않는 비분사 영역을 구비하고, 적어도 하나의 상기 가스 분사 유닛은 상기 비분사 영역 내에 형성되어, 상기 각 가스 분사 유닛에서 분사된 공정 가스를 각각 배출하는 복수의 트렌치로 이루어진 드레인부를 포함하며, 상기 커튼가스 분사 유닛에는 상기 드레인부와 연통되도록 상기 드레인부와 인접한 부분에 적어도 하나의 개구부가 형성될 수 있다.A thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present technology includes: a chamber including a chamber body providing a processing space for depositing a material film on a plurality of substrates, and a chamber lid coupled to the chamber body at an upper portion of the chamber body; a substrate support unit installed inside the chamber to rotate and support the plurality of substrates; and a plurality of gas injection units installed to face the substrate support using the chamber lid as a support member and disposed along a circumferential direction of a trajectory in which the substrate support rotates in order to inject a plurality of process gases onto the substrate support; a gas supply device provided in a central region of the chamber lid and including a curtain gas injection unit for spraying curtain gas; including, in at least one of the plurality of gas injection units, an injection area disposed in a radial direction from the center of the gas supply device and formed with an injection hole for injecting the process gas onto the substrate; A plurality of non-eject regions in which no ejection holes are formed are provided on the outer side in the circumferential direction, and at least one gas ejection unit is formed in the non-eject region to respectively discharge the process gas injected from the respective gas ejection units. It includes a drain portion formed of a trench, and the curtain gas injection unit may have at least one opening formed in a portion adjacent to the drain portion so as to communicate with the drain portion.
Description
본 발명은 반도체 장치 제조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 박막 증착 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to an apparatus for depositing a thin film.
반도체 장치를 제조하기 위한 박막은 증착, 성장 등의 방법을 통해 형성될 수 있다.A thin film for manufacturing a semiconductor device may be formed through a method such as deposition, growth, or the like.
박막 증착 방식은 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 방식, 이로부터 발전한 플라즈마 CVD 방식, 다이렉트 플라즈마 방식, 리모트 플라즈마 방식, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD) 방식 등으로 분류될 수 있다.The thin film deposition method may be classified into a chemical vapor deposition (CVD) method, a plasma CVD method developed therefrom, a direct plasma method, a remote plasma method, an atomic layer deposition (ALD) method, and the like.
원자층 증착 방식의 박막 형성 방법은 소스가스 공급, 퍼지가스 공급, 반응가스 공급 및 퍼지가스 공급의 단계를 한 사이클로 하여 수행되며, 기판 상에 박막을 균일하게 증착할 수 있는 장점이 있다. 다만, 사이클 당 공정 시간이 길어 박막 증착 속도가 낮다.The atomic layer deposition method of forming a thin film is performed by one cycle of supplying a source gas, supplying a purge gas, supplying a reaction gas, and supplying a purge gas, and has the advantage of uniformly depositing a thin film on a substrate. However, since the process time per cycle is long, the thin film deposition rate is low.
이러한 속도 문제를 해결하기 위해 복수의 기판들을 챔버 내에서 한번에 처리하는 복수 기판 처리 장치가 개발되었다. 복수 기판 처리 장치는 챔버 내의 회전 가능한 기판 지지부 상에 복수의 기판을 안착시키고 회전시키면서, 기판의 증착면과 대향하는 면에 설치된 가스 공급 장치로부터 소스/퍼지/반응 가스를 공급하는 장치이다. 복수 기판 처리 장치를 이용하면, 복수의 기판에 대해 동시에 박막을 증착할 수 있어 전체 공정 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.In order to solve the speed problem, a plurality of substrate processing apparatuses for processing a plurality of substrates at once in a chamber have been developed. The multiple substrate processing apparatus is an apparatus for supplying source/purge/reactive gases from a gas supply device installed on a surface opposite to a deposition surface of the substrate while seating and rotating a plurality of substrates on a rotatable substrate support in a chamber. When a plurality of substrate processing apparatus is used, a thin film can be simultaneously deposited on a plurality of substrates, so that the overall process time can be shortened.
원자층 증착 방식을 이용하여 스텝 커버리지 특성이 우수한 박막을 증착할 수 있으며, 증착되는 박막의 응력, 표면 균일도, 표면 거칠기, 밀도 등과 같은 막 특성, 막 두께 등은 결과적으로 형성되는 반도체 장치의 수율 및 신뢰성에 큰 영향을 미친다.A thin film having excellent step coverage characteristics can be deposited using the atomic layer deposition method, and film properties such as stress, surface uniformity, surface roughness, density, etc. of the deposited thin film, film thickness, etc., are dependent on the yield and It greatly affects reliability.
한편, 본 출원인에 의해 2011년 12월 21일자로 출원 되고 2013년 07월 01일자로 공개된 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0071888호에는 기판지지대를 향해 가스를 분사하는 가스분사장치로서, 기판지지대에 대향하여 마주보는 분사면과, 분사면에 형성되어 가스를 분사하는 분사홀을 포함하고, 분사면은 서로 다른 가스를 분사하는 복수개의 가스분사영역을 가지며, 가스분사영역 중 적어도 어느 하나에 유로홈이 형성된 가스분사장치 및 기판 처리 장치가 개시되어 있다.On the other hand, in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0071888, filed on December 21, 2011 and published on July 01, 2013 by the present applicant, as a gas injection device for injecting gas toward the substrate support, the substrate an injection surface facing the support, and an injection hole formed on the injection surface to inject gas, the injection surface has a plurality of gas injection regions for injecting different gases, at least one of the gas injection regions Disclosed are a gas ejection apparatus and a substrate processing apparatus in which a flow path groove is formed.
상기 공개특허공보에는 원자층 증착 공정에서 기판으로 분사되는 이종 가스들이 서로 섞이지 않도록 하기 위해 적어도 어느 하나의 가스분사영역에 유로홈을 형성하는데, 특히 두 개의 가스분사영역의 경계에 유로홈을 형성하여, 가스 분사영역 간의 경계에서 분사된 가스가 유로홈을 따라 샤워헤드 외측으로 흘러나가도록 한다.In the above publication, a flow path groove is formed in at least one gas injection region in order to prevent the dissimilar gases injected to the substrate from mixing in the atomic layer deposition process. In particular, a flow path groove is formed at the boundary between the two gas injection regions. , so that the gas injected at the boundary between the gas injection areas flows to the outside of the showerhead along the flow path groove.
그런데 상기 공개특허공보의 유로홈은 단일의 단차홈으로 이루어지기 때문에 인접하는 두 개의 가스분사영역에서 각각 분사되는 이종의 가스가 유로홈 부근에서 여전히 혼합될 수 밖에 없고, 이에 따라 증착되는 박막의 특성을 완벽하게 보장하기 어렵다.However, since the flow path groove of the Laid-Open Patent Publication is composed of a single stepped groove, the different gases each injected from the two adjacent gas injection regions must still be mixed in the vicinity of the flow path groove, and thus the properties of the deposited thin film is difficult to guarantee completely.
본 기술의 실시예는 공정 가스를 안정적으로 공급할 수 있는 박막 증착 장치를 제공할 수 있다.An embodiment of the present technology may provide a thin film deposition apparatus capable of stably supplying a process gas.
본 기술의 일 실시예에 의한 박막 증착 장치는 복수의 기판 상에 물질막을 증착하기 위한 처리 공간을 제공하는 챔버 몸체와, 상기 챔버 몸체 상부에서 상기 챔버 몸체와 결합되는 챔버 리드를 포함하는 챔버; 상기 챔버 내부에 설치되어 상기 복수의 기판을 회전 및 지지하는 기판 지지부; 및 상기 챔버 리드를 지지부재로 하여 상기 기판 지지부와 대향하도록 설치되어 상기 기판 지지부 상으로 복수의 공정 가스를 분사하기 위해 상기 기판 지지부가 회전하는 궤적의 원주 방향을 따라 배치되는 복수의 가스 분사 유닛 및 상기 챔버 리드의 중앙 영역에 구비되어 커튼 가스를 분사하는 커튼가스 분사 유닛을 포함하는 가스 공급장치; 를 포함하며, 상기 복수의 가스 분사 유닛 중에서 적어도 하나에는 상기 가스 공급장치의 중심으로부터 방사 방향으로 배치되어 상기 기판 상으로 공정가스를 분사하기 위한 분사홀이 형성된 분사 영역과, 상기 분사 영역을 기준으로 원주 방향의 외측에는 분사홀이 형성되지 않는 비분사 영역을 구비하고, 적어도 하나의 상기 가스 분사 유닛은 상기 비분사 영역 내에 형성되어, 상기 각 가스 분사 유닛에서 분사된 공정 가스를 각각 배출하는 복수의 트렌치로 이루어진 드레인부를 포함하며, 상기 커튼가스 분사 유닛에는 상기 드레인부와 연통되도록 상기 드레인부와 인접한 부분에 적어도 하나의 개구부가 형성될 수 있다.A thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present technology includes: a chamber including a chamber body providing a processing space for depositing a material film on a plurality of substrates, and a chamber lid coupled to the chamber body at an upper portion of the chamber body; a substrate support unit installed inside the chamber to rotate and support the plurality of substrates; and a plurality of gas injection units installed to face the substrate support using the chamber lid as a support member and disposed along a circumferential direction of a trajectory in which the substrate support rotates in order to inject a plurality of process gases onto the substrate support; a gas supply device provided in a central region of the chamber lid and including a curtain gas injection unit for spraying curtain gas; including, in at least one of the plurality of gas injection units, an injection area disposed in a radial direction from the center of the gas supply device and formed with an injection hole for injecting the process gas onto the substrate; A plurality of non-eject regions in which no ejection holes are formed are provided on the outer side in the circumferential direction, and at least one gas ejection unit is formed in the non-eject region to respectively discharge the process gas injected from the respective gas ejection units. It includes a drain part formed of a trench, and the curtain gas injection unit may have at least one opening formed in a portion adjacent to the drain part so as to communicate with the drain part.
본 기술에 의하면 소스가스와 퍼지가스, 퍼지가스와 반응가스가 서로 혼합되지 않고 기판 상면으로 공급될 수 있다.According to the present technology, the source gas and the purge gas, the purge gas and the reaction gas may be supplied to the upper surface of the substrate without mixing with each other.
또한 본 기술에 의하면 커튼가스가 소스가스 및 반응가스 분사영역으로 확산되는 것을 억제할 수 있다.In addition, according to the present technology, it is possible to suppress diffusion of the curtain gas into the source gas and the reaction gas injection region.
따라서 증착되는 박막의 전기적 특성은 물론, 증착률, 증착 균일도 등과 같은 물리적 특성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, it is possible to improve not only electrical properties of the deposited thin film, but also physical properties such as deposition rate and deposition uniformity.
도 1은 일 실시예에 의한 박막 증착 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 의한 가스 공급장치의 평면도이다.
도 3은 일 실시예에 의한 가스 공급장치의 사시도이다.
도 4a 및 도 4d는 실시예들에 의한 드레인부의 단면도이다.1 is a schematic configuration diagram of a thin film deposition apparatus according to an embodiment.
2 is a plan view of a gas supply device according to an embodiment.
3 is a perspective view of a gas supply device according to an embodiment.
4A and 4D are cross-sectional views of a drain unit according to example embodiments.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 기술의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present technology will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에 도시한 것과 같이, 박막 증착 장치(100)는 챔버(110), 기판지지부(120) 및 가스 공급 장치(130)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1 , the thin
챔버(110)는 하부 플레이트(111), 측부 플레이트(112) 및 실질적으로는 가스 공급 장치(130)인 상부 플레이트(113)를 구비할 수 있다. 하부 플레이트(111)는 원판 형상으로 이루어질 수 있으며, 측부 플레이트(112)는 하부 플레이트(111)의 가장자리로부터 상방으로 수직 연장된다. 아울러, 측부 플레이트(112)에는 기판(W)이 인입 및 인출되는 게이트(G)가 형성될 수 있다. 측부 플레이트(112)의 상면에는 측부 플레이트(112)와 결합되는 상부 플레이트(113)가 설치되고, 상부 플레이트(113)를 지지부재로 하여 가스 공급 장치(130)가 마련될 수 있다. 측부 플레이트(112) 상면에 가스 공급 장치(130)가 마련된 상부 플레이트(113)를 밀폐 결합시킴에 따라 챔버(110) 내부에 증착 공간이 형성된다. 여기에서, 하부 플레이트(111) 및 측부 플레이트(112)는 챔버 몸체로 작용하고, 상부 플레이트(113)는 챔버 리드로 작용한다.The
챔버(110) 내부의 기판 지지부(120)와 가스 공급 장치(130) 사이에는 박막 증착 공간(160)이 형성된다. 따라서, 박막 증착 공간(160)으로 가스를 공급하여 복수의 기판(W) 상에 박막이 증착되게 된다.A thin
기판 지지부(120)는 챔버(110) 내부에 가스 공급 장치(130)와 대향하도록 설치되며, 서셉터(121), 기판 안착부(122) 및 샤프트(123)를 포함할 수 있다.The
서셉터(121)는 원판 형상을 가지며, 챔버(110) 내부에 회전 가능하게 배치된다. 기판 안착부(122)는 서셉터(121) 상부의 둘레를 따라 복수 개 설치된다. 서셉터(121)를 회전 가능하게 하는 샤프트(123)는 챔버(110)를 관통하여 회전 모터(미도시)와 연결되어 회전축(A)을 중심으로 서셉터(121)를 회전시킨다. 아울러, 샤프트(123)는 승강 모터(미도시)와 연결되어 기판 지지부(120)를 상승 또는 하강시킨다.The
가스 공급 장치(130)는 기판 지지부(120)의 상측에 지정된 거리 이격되어 설치되며, 가스공급 라인을 통해 제공되는 처리 가스를 박막 증착 공간(160)에 분사하도록 구성될 수 있다.The
도 2 및 도 3은 일 실시예에 의한 가스 공급 장치의 구조를 설명하기 위한 도면으로, 도 2는 도 1의 A1-A2 부분에서의 평면도이고, 도 3은 사시도이다.2 and 3 are views for explaining the structure of a gas supply apparatus according to an embodiment, FIG. 2 is a plan view taken along portions A1-A2 of FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view.
도 2및 도 3을 참조하면, 가스 공급 장치(130)는 원판 형상의 지지부재(301) 내에 중앙부로부터 방사형으로 설치되는 복수의 공정가스 분사 유닛(310, 320. 330, 340)과, 지지부재(301)의 중앙부에 설치되는 커튼가스 분사 유닛(350)과, 이웃하는 두 공정가스 분사 유닛(310, 320. 330, 340) 중 어느 하나의 양측 에지(edge)에 설치되는 드레인부(360, 370, 380, 390)를 포함할 수 있다. 복수의 공정가스 분사 유닛(310, 320. 330, 340)은 원주 방향으로 차례로 배치될 수 있다.2 and 3 , the
공정가스 분사 유닛(310, 320, 330, 340) 및 커튼가스 분사 유닛(350)은 각각 기 설정된 종류의 가스를 분사하기 위한 복수의 홀(H)을 가스 분사구로서 구비할 수 있다. 다만 도 3에는 홀(H)의 도시를 생략하였을 뿐 도 3의 가스 공급 장치(130) 또한 각각의 공정 가스를 분사하기 위한 홀을 구비함은 자명하다.The process
이에 따라, 공정가스 분사 유닛(310, 320, 330, 340) 중에서 적어도 하나는 분사구를 통해 공정가스를 분사하는 분사영역과, 공정가스가 분사되지 않는 비분사 영역으로 구분될 수 있다. 그리고, 드레인부(360, 370, 380, 390)는 이웃하는 두 공정가스 분사 유닛(310, 320. 330, 340) 중 어느 하나의 비분사 영역에 마련될 수 있다.Accordingly, at least one of the process
일 실시예에서, 각 드레인부(360, 370, 380, 390)는 가스 공급 장치(130)의 중심으로부터 방사 방향으로 연장 형성되는 복수의 트렌치(361/363, 371/373, 381/382, 391/393)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 드레인부(360, 370, 380, 390)에 포함되는 각 복수의 트렌치(361/363, 371/373, 381/382, 391/393) 사이에는 격벽(365, 375, 385, 395)이 형성될 수 있다.In one embodiment, each of the
일 실시예에서, 복수의 트렌치(361/363, 371/373, 381/382, 391/393) 각각은 지지부재(301)인 챔버 리드의 중심으로부터 방사 방향으로 연장 형성되되, 트렌치(361/363, 371/373, 381/382, 391/393) 홈 저부의 높이는 지지부재(301)의 중심부로부터 외측 방향을 향할수록 지지부재(301)에 대하여 점차 높이가 높아지도록, 또는 점차 높이가 낮아지도록 형성될 수 있다.In one embodiment, each of the plurality of
공정가스 분사 유닛(310, 320, 330, 340)은 소스가스 분사 유닛(310), 원주방향을 따라 소스가스 분사 유닛(310)의 일측에 인접 설치되는 제 1 퍼지가스 분사 유닛(320), 원주방향을 따라 제 1 퍼지가스 분사 유닛(320)의 일측에 인접 설치되는 반응가스 분사 유닛(330) 및 원주방향을 따라 반응가스 분사 유닛(330)의 일측이자 소스가스 분사 유닛(310)의 타측에 설치되는 제 2 퍼지가스 분사 유닛(340)을 포함할 수 있다.The process
소스가스 공급유닛(310)은 기판 상에 증착할 박막의 원료 가스를 공급할 수 있고, 반응가스 분사 유닛(330)은 소스가스와 반응하는 반응가스를 분사할 수 있다.The source
제 1 및 제 2 퍼지가스 분사 유닛(320, 340)은 각각 소스가스 및 반응가스를 퍼지하기 위한 가스, 예를 들어 비활성 가스를 공급할 수 있다.The first and second purge
드레인부는 소스가스 분사 유닛(310) 일측 에지의 비분사 영역에 마련되는 제 1 드레인부(360), 반응가스 분사 유닛(330) 일측 에지의 비분사 영역에 마련되는 제 2 드레인부(370), 반응가스 분사 유닛(330) 타측 에지의 비분사 영역에 마련되는 제 3 드레인부(380) 및 소스가스 분사 유닛(310) 타측 에지의 비분사 영역에 마련되는 제 4 드레인부(390)를 포함할 수 있다.The drain part includes a
제 1 내지 제 4 드레인부(360. 370, 380, 390)는 각각 제 1 트렌치(361, 371, 381, 391) 및 제 2 트렌치(363, 373, 383, 393)를 구비할 수 있다. 제 1 트렌치(361, 371, 381, 391)와 제 2 트렌치(363, 373, 383, 393)는 격벽(365, 375, 385, 395)에 의해 구분될 수 있다.The first to
즉, 본 기술에 의한 가스 공급 장치(130)는 이웃하는 한 쌍의 가스 분사 유닛(310/320, 320/330, 330/340, 340/310) 중 어느 하나의 양측 에지에 각각 드레인부(360, 370, 380, 390)를 구비할 수 있다.That is, the
각각의 드레인부(360, 370, 380, 390)는 드레인부(360, 370, 380, 390)의 일측에 인접하는 가스 분사 유닛에서 공급되는 공정 가스가 가스 공급 장치(130) 외측으로 흘러나가 챔버(100) 외부로 배출되도록 하는 제 1 트렌치(361, 371, 381, 391) 및 드레인부(360, 370, 380, 390)의 타측에 인접하는 가스 분사 유닛에서 공급되는 가스가 챔버(100) 외부로 배출되도록 하는 제 2 트렌치(363, 373, 383, 393)를 포함할 수 있다. 제 1 트렌치(361, 371, 381, 391)와 제 2 트렌치(363, 373, 383, 393)는 격벽(365, 375, 385, 395)으로 구분되어 있어 이웃하는 두 가스 분사 유닛에서 공급되는 가스가 혼합되는 것이 더욱 방지될 수 있다.Each of the
제 1 트렌치(361, 371, 381, 391)와 제 2 트렌치(363, 373, 383, 393)는 지지부재(301)의 중앙부로부터 방사 형상으로 연장될 수 있다. The
제 1 트렌치(361, 371, 381, 391)와 제 2 트렌치(363, 373, 383, 393)의 높이는, 처리 대상 기판(W)이 안착되는 기판 안착부(122)를 기준으로 할 때 가스 공급 장치(130)의 중심부로부터 외주로 연장될 수록 점차 높아지거나 낮아지는 홈 형상일 수 있다. 다시 말해, 제 1 트렌치(361, 371, 381, 391)와 제 2 트렌치(363, 373, 383, 393)의 홈부는 가스 공급 장치(130)의 중앙부로부터 외주 측을 향하여 증가하거나 감소하는 경사 형태를 가질 수 있다.The heights of the
한편, 격벽(365, 375, 385, 395)의 높이는 각 가스 분사 유닛(310, 320, 330, 340)의 가스 공급면보다 높거나 낮게 구성될 수 있다.Meanwhile, the height of the
가스 공급 장치(130)의 원주 방향에 대한 제 1 트렌치(361, 371, 381, 391)와 제 2 트렌치(363, 373, 383, 393)의 폭(W1, W1)은 같거나 다를 수 있다.Widths W1 and W1 of the
일 실시예에서, 소스가스 분사 유닛(310) 또는 반응가스 분사 유닛(330)의 각 가스 분사 영역에 연접하게 형성된 트렌치의 원주방향 폭(W1)이 퍼지가스 분사 유닛(320, 340)에 연접하게 형성된 트렌치의 원주방향 폭(W2)보다 넓을 수 있다.In one embodiment, the circumferential width W1 of the trench formed in contact with each gas injection region of the source
제 1 트렌치(361, 371, 381, 391)와 제 2 트렌치(363, 373, 383, 393)의 내벽은 공정 가스가 보다 효율적으로 배출될 수 있는 형상을 가질 수 있다.The inner walls of the
커튼가스 분사 유닛(350)은 가스 공급 장치(130)의 중앙 영역에 마련되어 커튼 가스를 공급하며, 이에 따라 각 가스 분사 유닛(310, 320, 330, 340)에서 분사되는 가스들이 혼합되는 것을 방지한다. 커튼가스로는 예를 들어 퍼지가스와 동일한 가스가 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The curtain
커튼가스 분사 유닛(350)에는 제 1 내지 제 4 드레인부(360. 370, 380, 390)와 연통되도록 제 1 내지 제 4 드레인부(360. 370, 380, 390)와 인접한 영역에 적어도 하나의 개구부 예를 들어, 제 1 내지 제 4 개구부(410, 420, 430, 440)가 형성될 수 있다.The curtain
일 실시예로서, 커튼가스 분사 유닛(350)의 제 1 내지 제 4 개구부(410, 420, 430, 440)는 제 1 내지 제 4 드레인부(360. 370, 380, 390)의 제 2 트렌치(363, 373, 383, 393)에 대응되는 영역에 형성될 수 있다.As an embodiment, the first to
따라서 커튼가스 분사 유닛(350)에서 분사되는 커튼가스가 제 1 내지 제 4 개구부(410, 420, 430, 440)를 통해 드레인부(360, 370, 380, 390)로 유입되도록 함으로써 소스가스, 퍼지가스 및 반응가스 분사영역으로 확산되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, by allowing the curtain gas injected from the curtain
도 4a 및 도 4d는 실시예들에 의한 드레인부의 단면도로서, 도 3의 B-B' 부분에 대한 단면도를 나타낸다.4A and 4D are cross-sectional views of a drain unit according to embodiments, and are cross-sectional views taken along line B-B' of FIG. 3 .
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 소스가스 공급유닛(310)의 일측 예지, 예를 들어 제 1 퍼지가스 공급유닛(320)과 인접한 에지의 비분사 영역에 제 1 드레인부(360)가 설치될 수 있다.4A to 4D , a
제 1 드레인부(360)는 소스가스 분사 유닛(310)의 소스가스 분사 영역 측에 인접한 제 1 트렌치(361), 제 1 퍼지가스 분사 유닛(320)의 퍼지가스 분사 영역 측에 인접한 제 2 트렌치(363) 및 제 1 트렌치(361)와 제 2 트렌치(363)를 분할하는 격벽(365)을 포함할 수 있다.The
공정가스 분사 유닛(310, 320)의 가스 공급면(312, 322)과 제 1 및 제 2 트렌치(361, 363)의 홈부(3611. 3631)가 서로 다른 높이를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 기판 안착부(122)의 기판 안착면을 기준으로 할 때 이웃하는 공정가스 분사 유닛의 가스 공급면이 이루는 평면보다 제 1 및 제 2 트렌치의 홈부가 이루는 평면이 더 높도록 형성되어, 제 1 및 제 2 트렌치(361, 363)는 지지부재(301)의 중앙부로부터 방사 방향으로 연장되는 홈 형상일 수 있다.The gas supply surfaces 312 and 322 of the process
상술하였듯이 제 1 및 제 2 트렌치의 홈부는 지지부재(301)의 중앙부로부터 외주 측을 향하여 경사진 형태로 설치될 수 있다. 그리고 제 1 및 제 2 트렌치의 홈부에 마련된 경사의 각도는 지지부재(301)를 기준 면으로 하여 기판 지지 장치(140) 측으로 기울어진 형태를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.As described above, the groove portions of the first and second trenches may be installed in an inclined shape from the central portion of the
제 1 및 제 2 트렌치(361, 363)의 내 측벽은 도 4a에 도시한 것과 같이 직선형, 또는 도 4b 내지 도 4d에 도시한 것과 같이 경사를 포함하는 형태 등, 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 공정가스의 배출 효율이 우수해 지는 형상 중에서 선택될 수 있다.The inner sidewalls of the first and
제 1 및 제 2 트렌치(361, 363)의 원주방향 폭은 같거나 다르게 설계될 수 있다.The first and
이웃하는 가스 분사 유닛(310, 320, 330, 340) 중 적어도 하나의 가스 분사 유닛(310, 320, 330, 340)의 양측 에지 중 적어도 한 측에 한 쌍의 트렌치를 구비하는 드레인부(360, 370, 380, 390)를 설치함에 따라 인접하는 가스 분사 유닛에서 공급되는 가스들이 기판 상부에서 혼합되지 않고 드레인부(360, 370, 380, 390)에 구비된 트렌치들을 통해 가스 공급 장치(130) 외측으로 원활히 배출될 수 있다.A
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.
10 : 박막 증착 장치
130 : 가스 공급 장치
310, 320, 330, 340 : 공정가스 분사 유닛
350 : 커튼가스 분사 유닛
360, 370, 380, 390 : 드레인부
410, 420, 430, 440 : 개구부10: thin film deposition device
130: gas supply device
310, 320, 330, 340: process gas injection unit
350: curtain gas injection unit
360, 370, 380, 390: drain part
410, 420, 430, 440: opening
Claims (10)
상기 챔버 내부에 설치되어 상기 복수의 기판을 회전 및 지지하는 기판 지지부; 및
상기 챔버 리드를 지지부재로 하여 상기 기판 지지부와 대향하도록 설치되어 상기 기판 지지부 상으로 복수의 공정 가스를 분사하기 위해 상기 기판 지지부가 회전하는 궤적의 원주 방향을 따라 배치되는 복수의 가스 분사 유닛 및 상기 챔버 리드의 중앙 영역에 구비되어 커튼 가스를 분사하는 커튼가스 분사 유닛을 포함하는 가스 공급장치; 를 포함하며,
상기 복수의 가스 분사 유닛 중에서 적어도 하나에는 상기 가스 공급장치의 중심으로부터 방사 방향으로 배치되어 상기 기판 상으로 공정가스를 분사하기 위한 분사홀이 형성된 분사 영역과, 상기 분사 영역을 기준으로 원주 방향의 외측에는 분사홀이 형성되지 않는 비분사 영역을 구비하고,
적어도 하나의 상기 가스 분사 유닛은 상기 비분사 영역 내에 형성되어, 상기 각 가스 분사 유닛에서 분사된 공정 가스를 각각 배출하는 복수의 트렌치로 이루어진 드레인부를 포함하며,
상기 드레인부는, 상기 챔버 리드의 중심으로부터 방사 방향으로 연장 형성되는 복수의 트렌치를 포함하며, 상기 복수의 트렌치 사이에는 격벽이 형성되고,
상기 커튼가스 분사 유닛에는 상기 드레인부와 연통되도록 상기 드레인부와 인접한 부분에 적어도 하나의 개구부가 형성되는 박막 증착 장치.a chamber including a chamber body providing a processing space for depositing a material film on a plurality of substrates, and a chamber lid coupled to the chamber body at an upper portion of the chamber body;
a substrate support unit installed inside the chamber to rotate and support the plurality of substrates; and
A plurality of gas injection units installed to face the substrate support using the chamber lid as a support member and disposed along a circumferential direction of a trajectory in which the substrate support rotates in order to inject a plurality of process gases onto the substrate support; and a gas supply device provided in a central region of the chamber lid and including a curtain gas injection unit for spraying curtain gas; includes,
At least one of the plurality of gas injection units has an injection area disposed in a radial direction from the center of the gas supply device and formed with an injection hole for injecting a process gas onto the substrate, and an outer side in a circumferential direction with respect to the injection area. has a non-eject area in which no injection hole is formed,
At least one of the gas injection units includes a drain portion formed in the non-eject region and formed of a plurality of trenches for discharging the process gas injected from each gas injection unit, respectively,
The drain part includes a plurality of trenches extending in a radial direction from the center of the chamber lid, and a partition wall is formed between the plurality of trenches;
At least one opening is formed in a portion adjacent to the drain portion to communicate with the drain portion in the curtain gas spraying unit.
상기 개구부는
상기 드레인부의 복수의 트렌치 중 어느 하나와 연통되는 박막 증착 장치.The method of claim 1,
the opening is
A thin film deposition apparatus communicating with any one of the plurality of trenches of the drain part.
상기 복수의 트렌치 각각의 홈부는 상기 챔버 리드의 중심으로부터 외측 방향을 향하여 경사를 갖도록 형성되는 박막 증착 장치.The method of claim 1,
The groove portion of each of the plurality of trenches is formed to have an inclination in an outward direction from a center of the chamber lid.
상기 복수의 트렌치 각각은 상기 원주 방향에 대하여 상이한 폭으로 형성되는 박막 증착 장치.The method of claim 1,
A thin film deposition apparatus in which each of the plurality of trenches is formed to have a different width with respect to the circumferential direction.
상기 복수의 가스 분사 유닛은 상기 챔버 리드의 원주 방향을 따라 차례로 배치되는 소스가스 분사 유닛, 제 1 퍼지가스 분사 유닛, 반응가스 분사 유닛 및 제 2 퍼지가스 분사 유닛을 포함하는 박막 증착 장치,The method of claim 1,
wherein the plurality of gas injection units are a thin film deposition apparatus including a source gas injection unit, a first purge gas injection unit, a reactive gas injection unit, and a second purge gas injection unit, which are sequentially disposed along a circumferential direction of the chamber lid;
상기 드레인부는 상기 소스가스 분사 유닛 일측의 비분사 영역에 설치되는 제 1 드레인부를 포함하고,
상기 제 1 드레인부는 상기 소스가스 분사 유닛으로부터 공급된 소스가스를 배출하기 위한 제 1 트렌치와,
상기 제 1 트렌치와 상기 제 1 퍼지가스 분사 유닛 사이에 구비되어 상기 제 1 퍼지가스 분사 유닛으로부터 공급된 제 1 퍼지가스를 배출하기 위한 제 2 트렌치를 포함하며,
상기 적어도 하나의 개구부 중에서 제 1 개구부는 상기 제 1 드레인부의 제 2 트렌치와 연통되는 박막 증착 장치.7. The method of claim 6,
The drain part includes a first drain part installed in a non-eject area of one side of the source gas injection unit,
The first drain portion includes a first trench for discharging the source gas supplied from the source gas injection unit;
a second trench provided between the first trench and the first purge gas injection unit to discharge the first purge gas supplied from the first purge gas injection unit;
A first opening of the at least one opening communicates with a second trench of the first drain part.
상기 드레인부는 상기 반응가스 분사 유닛 일측의 비분사 영역 내에 설치되는 제 2 드레인부를 포함하고,
상기 제 2 드레인부는 상기 반응가스 분사 유닛으로부터 공급된 반응가스를 배출하기 위한 제 1 트렌치와,
상기 제 1 트렌치와 상기 제 1 퍼지가스 분사 유닛 사이에 구비되어 상기 제 1 퍼지가스 분사 유닛으로부터 공급된 제 1 퍼지가스를 배출하기 위한 제 2 트렌치를 포함하며,
상기 적어도 하나의 개구부 중에서 제 2 개구부는 상기 제 2 드레인부의 제 2 트렌치와 연통되는 박막 증착 장치.7. The method of claim 6,
The drain part includes a second drain part installed in the non-eject area of one side of the reactive gas injection unit,
The second drain portion includes a first trench for discharging the reaction gas supplied from the reaction gas injection unit;
a second trench provided between the first trench and the first purge gas injection unit to discharge the first purge gas supplied from the first purge gas injection unit;
A second opening of the at least one opening communicates with a second trench of the second drain part.
상기 드레인부는 상기 반응가스 분사 유닛 타측의 비분사 영역에 설치되는 제 3 드레인부를 포함하고,
상기 제 3 드레인부는 상기 반응가스 분사 유닛으로부터 공급된 반응가스를 배출하기 위한 제 1 트렌치와,
상기 제 1 트렌치와 상기 제 2 퍼지가스 분사 유닛 사이에 구비되어 상기 제 2 퍼지가스 분사 유닛으로부터 공급된 제 2 퍼지가스를 배출하기 위한 제 2 트렌치를 포함하며,
상기 적어도 하나의 개구부 중에서 제 3 개구부는 상기 제 3 드레인부의 제 2 트렌치와 연통되는 박막 증착 장치.7. The method of claim 6,
The drain part includes a third drain part installed in the non-ejection area of the other side of the reactive gas injection unit,
The third drain portion includes a first trench for discharging the reaction gas supplied from the reaction gas injection unit;
a second trench provided between the first trench and the second purge gas injection unit to discharge a second purge gas supplied from the second purge gas injection unit;
A third opening of the at least one opening communicates with a second trench of the third drain part.
상기 드레인부는 상기 소스가스 분사 유닛 타측의 비분사 영역에 설치되는 제 4 드레인부를 포함하고,
상기 제 4 드레인부는 상기 소스가스 분사 유닛으로부터 공급된 소스가스를 배출하기 위한 제 1 트렌치와,
상기 제 1 트렌치와 상기 제 2 퍼지가스 분사 유닛 사이에 구비되어 상기 제 2 퍼지가스 분사 유닛으로부터 공급된 제 2 퍼지가스를 배출하기 위한 제 2 트렌치를 포함하며,
상기 적어도 하나의 개구부 중에서 제 4 개구부는 상기 제 4 드레인부의 제 2 트렌치와 연통되는 박막 증착 장치.7. The method of claim 6,
The drain part includes a fourth drain part installed in a non-eject area on the other side of the source gas injection unit,
The fourth drain unit includes a first trench for discharging the source gas supplied from the source gas injection unit;
a second trench provided between the first trench and the second purge gas injection unit to discharge a second purge gas supplied from the second purge gas injection unit;
A fourth opening among the at least one opening communicates with a second trench of the fourth drain part.
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