KR102508891B1 - 원자층 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 관점에 의한 원자층 증착 장치는, 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 내에 설치되며, 복수의 기판들이 각각 안착되는 복수의 포켓홈들을 포함하고, 각 포켓홈에는 복수의 리프트 핀들이 이동되는 복수의 핀홀들이 형성된, 서셉터와, 상기 서셉터에 대향되게 상기 공정 챔버에 설치되고, 적어도 하나의 공정 가스를 상기 복수의 기판들 상으로 공급하기 위한 샤워 헤드와, 상기 서셉터 상의 상기 복수의 기판들을 가열하기 위하여, 상기 서셉터 하부에 이격 배치된 히터 블록를 포함하고, 상기 서셉터 및 상기 히터 블록 사이에는 불활성 가스가 유동되고, 상기 서셉터는 적어도 상기 복수의 핀홀들을 포함하는 제 1 부분 및 적어도 상기 복수의 포켓홈들 사이 부분을 포함하는 제 2 부분을 포함하고, 상기 서셉터의 상기 제 1 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 1 압력이 상기 서셉터의 상기 제 2 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 2 압력보다 낮도록, 상기 서셉터의 상기 제 1 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 1 거리가 상기 서셉터의 상기 제 2 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 2 거리보다 작을 수 있다.

Description

원자층 증착 장치{Apparatus for atomic layer deposition}
본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD) 장치에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 고집적화로 인해서, 매우 얇은 두께의 박막에 대한 요구가 커지고 있고, 콘택홀 크기가 감소되면서 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 박막 증착 방법이 요구되고 있다. 이러한 여러 가지 문제점을 극복할 수 있는 증착 방법으로 원자층 증착(ALD) 공정이 적용되고 있다. 특히, 원자층 증착(ALD) 공정이 적용되면, 박막의 두께 제어가 원자 또는 분자층 단위로 제어가 가능해진다.
최근, 원자층 증착(ALD) 공정에 있어서 생산성(throughput)을 높이기 위하여 복수의 기판들을 동시에 처리할 수 있는 배치형 원자층 증착 장치가 이용되고 있다. 이러한 원자층 증착 장치에 있어서 서셉터 하부로 공급되는 불활성 가스가 리프트 핀들이 이동되는 핀홀을 통해서 기판들에 압력을 가하여 기판들을 이탈시키는 문제가 발생되고 있다. 이러한 기판 이탈 문제를 줄이기 위해서 전체적인 공정 가스의 유량을 변화시키게 되면, 원하는 박막 특성 및 균일도를 얻기 어렵고, 파티클 제어에도 어려움이 생길 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 기판의 이탈을 방지하여 공정 안정성을 도모할 수 있는 원자층 증착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 의한 원자층 증착 장치는, 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 내에 설치되며, 복수의 기판들이 각각 안착되는 복수의 포켓홈들을 포함하고, 각 포켓홈에는 복수의 리프트 핀들이 이동되는 복수의 핀홀들이 형성된, 서셉터와, 상기 서셉터에 대향되게 상기 공정 챔버에 설치되고, 적어도 하나의 공정 가스를 상기 복수의 기판들 상으로 공급하기 위한 샤워 헤드와, 상기 서셉터 상의 상기 복수의 기판들을 가열하기 위하여, 상기 서셉터 하부에 이격 배치된 히터 블록를 포함하고, 상기 서셉터 및 상기 히터 블록 사이에는 불활성 가스가 유동되고, 상기 서셉터는 적어도 상기 복수의 핀홀들을 포함하는 제 1 부분 및 적어도 상기 복수의 포켓홈들 사이 부분을 포함하는 제 2 부분을 포함하고, 상기 서셉터의 상기 제 1 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 1 압력이 상기 서셉터의 상기 제 2 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 2 압력보다 낮도록, 상기 서셉터의 상기 제 1 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 1 거리가 상기 서셉터의 상기 제 2 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 2 거리보다 작을 수 있다.
상기 원자층 증착 장치의 일 예에 있어서, 상기 히터 블록의 상면은 평평하고, 상기 서셉터는 상기 제 1 부분이 상기 제 2 부분보다 상기 히터 블록 방면으로 돌출되도록 적어도 하나의 단차를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 원자층 증착 장치의 일 예에 있어서, 상기 제 1 부분은 상기 서셉터의 상기 복수의 포켓홈들이 형성된 부분을 포함하고, 상기 제 2 부분은 상기 서셉터의 상기 복수의 포켓홈들 사이 부분을 포함할 수 있다.
상기 원자층 증착 장치의 일 예에 있어서, 상기 제 2 부분은 상기 서셉터의 중심부로부터 상기 복수의 포켓홈들 사이를 가로질러 상기 서셉터의 가장자리로 신장된 복수의 라인 부분들을 포함하고, 상기 제 1 부분은 상기 서셉터에서 상기 제 2 부분을 제외한 나머지 부분일 수 있다.
상기 원자층 증착 장치의 일 예에 있어서, 상기 제 2 부분은 상기 서셉터의 배면에 상기 복수의 라인 부분들을 따라서 복수의 홈들 형성하여 형성될 수 있다.
상기 원자층 증착 장치의 일 예에 있어서, 상기 원자층 증착 장치는 상기 히터 블록을 지지하도록 상기 공정 챔버에 유동 결합된 제 1 샤프트와, 상기 서셉터를 지지하며, 상기 제 1 샤프트 내에 회전 가능하게 상기 제 1 샤프트에 결합된 제 2 샤프트를 더 포함할 수 있다.
상기 원자층 증착 장치의 일 예에 있어서, 상기 불활성 가스는 상기 제 1 샤프트 외부로부터 상기 제 1 샤프트와 상기 제 2 샤프트 사이의 공간을 통해서 상기 히터 블록 및 상기 서셉터 사이로 공급될 수 있다.
상기 원자층 증착 장치의 일 예에 있어서, 상기 히터 블록은 상기 서셉터의 제 1 부분 아래의 상기 히터 블록의 제 1 부분이 상기 서셉터의 제 2 부분 아래의 상기 히터 블록의 제 2 부분보다 상기 서셉터 방향으로 돌출되도록 적어도 하나의 단차를 갖도록 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착 장치에 따르면, 기판들에 가해지는 압력을 줄여서 기판들이 이탈되는 것을 방지하여, 공정 신뢰성과 공정 윈도우를 높일 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 원자층 증착 장치의 서셉터를 보여주는 개략적인 배면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착 장치를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3의 원자층 증착 장치의 서셉터를 보여주는 개략적인 배면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착 장치를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 5의 원자층 증착 장치의 서셉터를 보여주는 개략적인 배면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원자층 증착 장치를 보여주는 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치(100)를 보여주는 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1의 원자층 증착 장치(100)의 서셉터(130)를 보여주는 개략적인 배면도이다.
도 1 및 도 2를 같이 참조하면, 원자층 증착 장치(100)는 공정 챔버(110), 샤워 헤드(120), 서셉터(130) 및 히터 블록(140)를 포함할 수 있다.
공정 챔버(110)는 내부에 처리 공간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공정 챔버(110)는 진공 환경을 제공하기 위하여 배기 포트(115)를 통해서 펌핑 장치(미도시)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 배기 포트(115)는 서셉터(130) 하부에서 공정 챔버(110) 외부로 연통되게 형성될 수 있다. 공정 챔버(110)에는 기판들(S)의 로딩 및 언로딩을 위한 게이트가 더 형성될 수 있다.
서셉터(130)는 공정 챔버(110) 내에 설치되고, 복수의 기판들(S)이 안착되는 포켓홈들(132)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 포켓홈들(132)은 서셉터(130)의 상면 상에 방사상으로 이격되게 형성될 수 있다. 서셉터(130) 상에서 복수의 기판들(S)이 동시에 처리된다는 점에서, 원자층 증착 장치(100)는 배치 타입의 처리 방식을 갖는다고 지칭될 수 있다. 포켓홈들(132)의 개수는 공정 챔버(110)의 크기 및 공정 속도 등에 따라서 적절하게 선택될 수 있다.
각 포켓홈(132)에는 복수의 리프트 핀들(170)이 이동되는 복수의 핀홀들(134)이 형성될 수 있다. 리프트 핀들(170)은 기판들(S)의 로딩 및 언로딩 시 기판들(S)을 지지할 수 있다. 핀홀들(134)의 수 및 리프트 핀들(170)의 수는 기판들(S)의 크기 등에 따라서 적절하게 선택될 수 있다.
샤워 헤드(120)는 서셉터(130)에 대향되게 공정 챔버(110)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 샤워 헤드(120)는 기판들(S) 또는 서셉터(130) 상으로 적어도 하나의 공정 가스를 공급하도록, 공정 챔버(110)의 상방에 설치될 수 있다. 일부 실시예에서, 샤워 헤드(120)는 공정 챔버(110)의 탑리드에 결합될 수 있다. 샤워 헤드(120)는 가스 공급라인(122)을 통해서 공정 가스를 공급받어 서셉터(130) 상으로 분사할 수 있다.
일부 실시예에서, 원자층 증착을 위하여, 샤워 헤드(120)는 소스 가스, 제 1 퍼지 가스, 반응 가스 및 제 2 퍼지 가스를 순차로 서셉터(130) 또는 기판들(S0 상에 공급할 수 있다. 위와 같이 공정 가스들이 순차로 공급되는 원자층 증착 방식을 시분할 원자층 증착 방식으로 부를 수 있다.
히터 블록(140)은 서셉터(130) 상의 기판들(S)을 가열하기 위하여 서셉터(130) 하부에 이격 배치될 수 있다. 예를 들어, 히터 블록(140)은 내부에 가열 유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 히터 블록(140)이 가열되면, 히터 블록(140)에서 발산된 복사열이 서셉터(130)에 전달되어 기판들(S)이 가열될 수 있다.
히터 블록(140)에는 리프트 핀들(170)이 이동되도록 복수의 제 2 핀홀들(144)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 리프트 핀들(170)은 서셉터(130)에 형성된 핀홀들(134) 및 히터 블록(140)에 형성된 제 2 핀홀들(144)을 통해서 기판(S)을 지지하도록 승하강될 수 있다. 리프트 핀들(170)은 별도의 구동부에 의해서 승하강 되거나 또는 서셉터(130)가 승하강됨에 따라서 서셉터(130)에 대해서 상대적으로 승하강될 수도 있다.
제 1 샤프트(160)는 히터 블록(140)을 지지하도록 공정 챔버(110)에 유동결합될 수 있다. 예를 들어, 제 1 샤프트(160)는 벨로우즈관(158)을 통해서 공정 챔버(110)에 결합될 수 있다. 벨로우즈관(158)은 제 1 샤프트(160)의 승하강 이동 시 그 길이가 가변되어 공정 챔버(110)의 진공 환경이 유지되게 해줄 수 있다.
제 2 샤프트(150)는 서셉터(130)를 지지하도록 공정 챔버(110)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제 2 샤프트(150)는 제 1 샤프트(160)에 결합되어 공정 챔버(110)에 간접적으로 결합될 수 있다. 서셉터(130)의 중심부에는 관통홀부(131)가 형성되고, 제 2 샤프트(150)는 서셉터(130)의 관통홀부(131)에 결합될 수 있다.
나아가, 제 2 샤프트(150)는 제 1 샤프트(160) 내에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 제 2 샤프트(150)는 회전 모터(155)에 연결되어 회전력을 받을 수 있다. 나아가, 제 2 샤프트(150)는 자기 유체 씰링(165)을 통해서 제 1 샤프트(160)에 결합될 수 있고, 이에 따라서 제 2 샤프트(1500가 회전되더라도 제 1 샤프트(160)는 회전 되지 않으면서 둘 사이의 결합력이 유지될 수 있다.
한편, 제 1 샤프트(160)에는 승하강 모터(미도시)가 더 결합될 수 있다. 이에 따라, 승하강 모터가 구동되면, 제 1 샤프트(160)가 승강 또는 하강될 수 있고, 제 1 샤프트(160)에 결합된 제 2 샤프트(150)가 연동되어 승강 또는 하강될 수 있다. 따라서, 제 1 샤프트(160) 및 제 2 샤프트(150)가 연동되어 승강 또는 하강됨에 따라서, 히터 블록(140) 및 서셉터(130)가 연동되어 승강 또는 하강될 수 있다.
서셉터(130)의 하면에는 서셉터(130)의 하면에 박막이 증착되지 않도록 하기 위하여 불활성 가스가 공급될 수 있다. 예를 들어, 서셉터(130) 및 히터 블록(140) 사이에 불활성 가스가 유동될 수 있다. 보다 구체적으로 보면, 불활성 가스는 제 1 샤프트(160)의 유입구(162)로부터 유입되어 제 1 샤프트(160)와 제 2 샤프트(150) 사이의 공간을 통해서 히터 블록(140) 및 서셉터(130) 사이로 공급될 수 있다. 이 경우, 불활성 가스는 제 1 샤프트(160) 내로 공정 가스 또는 부산물이 침입되는 것을 방지하여, 서셉터(130) 및 히터 블록(140)의 구동부가 오염되는 것을 더 방지할 수 있다.
예를 들어, 제 1 샤프트(160)의 일측에 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 라인이 연결되고, 제 1 샤프트(160) 내에는 수직 방향으로 동공이 형성되어, 이 동공을 따라서 불활성 가스가 서셉터(130) 배면으로 공급될 수 있다. 이 불활성 가스는 서셉터(130) 배면을 따라서 방사상으로 흐르다가 배기 포트(115)를 따라서 펌핑될 수 있다.
이러한 불활성 가스의 공급량이 늘면, 불활성 가스가 핀홀들(134)을 따라서 기판(S)의 배면으로 공급되어 기판(S)을 탈착시킬 수 있다. 하지만, 서셉터(130)의 배면에 박막이 증착되는 것을 방지하기 위해서는 적정량의 불활성 가스의 공급이 필요하다. 따라서, 불활성 가스가 서셉터(130)의 배면에 적정량이 공급되더라도 핀홀들(134) 근처에서 불활성 가스의 압력을 낮추도록 서셉터(130)의 배면에 단차 구조를 형성할 수 있다.
베르누이의 원리에 의하면, 유체가 좁은 공간으로 흐르게 되면 그 유속이 빨라지고 압력이 낮아진다. 이러한 원리를 응용하여, 서셉터(130)의 핀홀들(134) 근처에서 서셉터(130)와 히터 블록(140) 사이의 공간 부피를 다른 부분보다 좁게 함으로써, 이 부분에서 불활성 가스의 유속을 빠르게 하고 압력을 줄일 수 있다. 이와 같이, 핀홀들(134) 근처에서 불활성 가스의 압력을 낮추면, 핀홀들(134)을 통해서 기판(S)에 가해지는 압력을 낮출 수 있어서 기판(S)의 탈착을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 서셉터(130)는 적어도 복수의 핀홀들(132)을 포함하는 제 1 부분(130a) 및 적어도 복수의 포켓홈들(132) 사이 부분을 포함하는 제 2 부분(130b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 부분(130a)은 포켓홈들(132)의 핀홀들(134)을 포함하는 또는 핀홀들(134)을 둘러싸는 소정 영역들을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 보면, 제 1 부분(130a)은 핀홀들(134)을 둘러싸는 복수의 영역들을 포함할 수 있고, 예컨대 서셉터(130)의 배면 상에서 핀홀들(134)의 중심을 기준으로 핀홀들(134)의 직경의 2 ~ 5배의 직경에 해당하는 영역들을 포함할 수 있다.
기판(S)의 탈착을 방지하기 위하여, 서셉터(130)의 제 1 부분(130a) 및 히터 블록(140) 사이의 제 1 압력은 서셉터(130)의 제 2 부분(130b) 및 히터 블록(140) 사이의 제 2 압력보다 낮도록 설계될 수 있다. 보다 구체적으로 보면, 서셉터(130)의 제 1 부분(130a) 및 히터 블록(140) 사이의 제 1 거리(D1)는 서셉터(130)의 제 2 부분(130b) 및 히터 블록(140) 사이의 제 2 거리(D2)보다 작을 수 있다. 도 1에서 서셉터(130)의 단면은 도 2에서 제 1 부분(130a)과 제 2 부분(130b)을 포함하도록 양측에 포함하도록 선택된 구조를 도시한 것으로 이해될 수 있다.
예를 들어, 이러한 구조는 히터 블록(140)은 평평하게 제조하고, 서셉터(130)에서 제 1 부분(130a)이 다른 부분에 비해서 히터 블록(140) 방향으로 돌출되게 하거나 또는 제 2 부분(130b)을 상대적으로 제 1 부분(130a)에 비해서 리세스 되게 하여 구현될 수 있다.
이러한 구조에 따르면, 제 1 부분(130a)의 서셉터(130)의 배면에서 불활성 가스의 유속이 빨라지고 압력이 낮아져, 불활성 가스에 의해서 기판(S)이 탈착될 가능성이 낮아질 수 있다. 따라서, 기판(S)의 탈착을 줄이기 위해서 공정 가스의 유량을 줄일 필요가 없고, 이에 따라 공정 신뢰성을 높일 수 있고 공정 윈도우를 크게 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착 장치(100a)를 보여주는 개략적인 단면도이고, 도 4는 도 3의 원자층 증착 장치(100a)의 서셉터(130-1)를 보여주는 개략적인 배면도이다. 원자층 증착 장치(100a)는 도 1 및 도 2의 원자층 증착 장치(100)에서 일부 구성을 변형한 것이고, 따라서 두 실시예들은 서로 참조될 수 있고 중복된 설명은 생략된다.
도 3 및 도 4를 같이 참조하면, 서셉터(130-1)에서 제 1 부분(130a1)은 서셉터(130-1)의 포켓홈들(132)이 형성된 부분을 포함하고, 제 2 부분(130b1)은 서셉터(130-1)의 포켓홈들(132) 사이 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 부분(130a1)은 서셉터(130-1)의 포켓홈들(132)이 형성된 부분으로 구성되고, 제 2 부분(130b1)은 제 1 부분(130a1)을 제외한 나머지 부분일 수도 있다.
서셉터(130-1)의 제 1 부분(130a1) 및 히터 블록(140) 사이의 제 1 거리(D1)는 서셉터(130-1)의 제 2 부분(130b1) 및 히터 블록(140) 사이의 제 2 거리(D2)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 서셉터(130-1)의 제 1 부분(130a1) 및 히터 블록(140) 사이의 제 1 압력은 서셉터(130-1)의 제 2 부분(130b1) 및 히터 블록(140) 사이의 제 2 압력보다 낮도록 설계될 수 있다. 이러한 서셉터(130-1)는 제 1 부분(130a1)을 상대적으로 돌출되게 형성하거나 또는 제 2 부분(130b1)을 상대적으로 리세스되게 형성함으로써 제조될 수 있다.
이에 따라, 불활성 가스는 서셉터(130-1)의 배면에서 포켓홈들(132) 아래에서 상대적으로 낮은 압력으로 빠르게 흐르고, 포켓홈들(132) 사이의 아래에서는 상대적으로 높은 압력으로 느리게 흐를 수 있다. 이에 따라, 핀홀들(134)을 통해서 기판(S)에 가해지는 불활성 가스의 압력이 상대적으로 낮아져, 기판(S)의 탈착이 방지될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착 장치(100b)를 보여주는 개략적인 단면도이고, 도 6은 도 5의 원자층 증착 장치(100b)의 서셉터(130-2)를 보여주는 개략적인 배면도이다. 원자층 증착 장치(100b)는 도 1 내지 도 4의 원자층 증착 장치들(100, 100a)에서 일부 구성을 변형한 것이고, 따라서 실시예들은 서로 참조될 수 있고 중복된 설명은 생략된다.
도 5 및 도 6을 같이 참조하면, 서셉터(130-2)에서 제 2 부분(130b2)은 서셉터(130-2)의 중싱부로부터 포켓홈들(132) 사이를 가로질러 서셉터(130-2)의 가장자리로 신장된 복수의 라인 부분들을 포함하고, 제 1 부분(130a2)은 서셉터(130-2)에서 제 2 부분(130b2)을 제외한 나머지 부분일 수 있다. 이에 따르면, 제 1 부분(130a2)은 적어도 포켓홈들(132)과 그 주변 부분을 포함할 수 있다.
도 6에서, 제 2 부분(130b)은 두 개의 포켓홈들(132) 사이로 하나의 라인이 신장되도록 도시되었으나, 이 실시예의 변형된 예에서, 제 2 부분(130b)은 두 개의 포켓홈들(132) 사이로 둘 또는 그 이상의 라인들이 신장되도록 변형될 수도 있다.
서셉터(130-2)의 제 1 부분(130a2) 및 히터 블록(140) 사이의 제 1 거리(D1)는 서셉터(130-2)의 제 2 부분(130b2) 및 히터 블록(140) 사이의 제 2 거리(D2)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 서셉터(130-2)의 제 1 부분(130a2) 및 히터 블록(140) 사이의 제 1 압력은 서셉터(130-2)의 제 2 부분(130b2) 및 히터 블록(140) 사이의 제 2 압력보다 낮도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 이러한 서셉터(130-2)에서, 제 2 부분(130b2)은 서셉터(130-2)의 배면에서 복수의 라인 부분들을 따라서 복수의 홈들을 형성하여 제조될 수 있다.
이에 따라, 불활성 가스는 서셉터(130-2)의 배면에서 제 1 부분(130a2) 아래에서 상대적으로 낮은 압력으로 빠르게 흐르고, 제 2 부분(130b2) 아래에서는 상대적으로 높은 압력으로 느리게 흐를 수 있다. 이에 따라, 핀홀들(134)을 통해서 기판(S)에 가해지는 불활성 가스의 압력이 상대적으로 낮아져, 기판(S)의 탈착이 방지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원자층 증착 장치(100c)를 보여주는 개략적인 단면도이다. 원자층 증착 장치(100c)는 도 5 및 도 6의 원자층 증착 장치들(100b)에서 일부 구성을 변형한 것이고 서로 참조될 수 있는 바 중복된 설명은 생략된다.
도 7을 참조하면, 서셉터(130-2)의 제 1 부분(130a2) 및 히터 블록(140) 사이의 제 1 거리(D1)는 서셉터(130-2)의 제 2 부분(130b2) 및 히터 블록(140) 사이의 제 2 거리(D2)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 서셉터(130-2)의 제 1 부분(130a2) 및 히터 블록(140) 사이의 제 1 압력은 서셉터(130-2)의 제 2 부분(130b2) 및 히터 블록(140) 사이의 제 2 압력보다 낮도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 이러한 서셉터(130-2)에서, 제 2 부분(130b2)은 서셉터(130-2)의 배면에서 복수의 라인 부분들을 따라서 복수의 홈들을 형성하여 제조될 수 있다. 나아가, 서셉터(130-2)의 제 2 부분(120b2)에 대향되는 히터 블록(140)의 일부분에 홈들을 더 형성함으로써, 제 2 거리(D2)를 더 크게 할 수 있다. 이에 따라, 제 1 거리(D1)와 제 2 거리(D2) 차이가 더 커지게 됨에 따라서, 제 1 압력과 제 2 압력의 차이를 더 크게 할 수도 있다.
예를 들어, 히터 블록(140)은 서셉터(130-2)의 제 1 부분(130a2) 아래의 히터 블록(140)의 제 1 부분이 서셉터(130-2)의 제 2 부분(130b2) 아래의 히터 블록(140)의 제 2 부분보다 서셉터(130-2) 방향으로 돌출되도록 적어도 하나의 단차를 갖도록 형성될 수 있다. 다른 예로, 히터 블록(140)의 제 2 부분이 제 1 부분보다 파인 구조로 이해될 수도 있다.
이 실시예의 변형된 예에서, 서셉터(130-2)에는 홈을 형성하지 않고, 히터 블록(140)에만 홈을 형성하여, 제 1 압력과 제 2 압력의 차이를 유도할 수도 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 원자층 증착 장치(100c)의 히터 블록(140)에 홈을 형성하는 구조는 전술한 원자층 증착 장치들(100, 100a)에도 동일하게 적용될 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 100a, 100b: 원자층 증착 장치
110: 공정 챔버
120: 샤워 헤드
130, 130-1, 130-2: 서셉터
140: 히터 블록

Claims (8)

  1. 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내에 설치되며, 복수의 기판들이 각각 안착되는 복수의 포켓홈들을 포함하고, 각 포켓홈에는 복수의 리프트 핀들이 이동되는 복수의 핀홀들이 형성된, 서셉터;
    상기 서셉터에 대향되게 상기 공정 챔버에 설치되고, 적어도 하나의 공정 가스를 상기 복수의 기판들 상으로 공급하기 위한 샤워 헤드; 및
    상기 서셉터 상의 상기 복수의 기판들을 가열하기 위하여, 상기 서셉터 하부에 이격 배치된 히터 블록를 포함하고,
    상기 서셉터 및 상기 히터 블록 사이에는 불활성 가스가 유동되고,
    상기 서셉터는 적어도 상기 복수의 핀홀들을 포함하는 제 1 부분 및 적어도 상기 복수의 포켓홈들 사이 부분을 포함하는 제 2 부분을 포함하고,
    상기 서셉터의 상기 제 1 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 1 압력이 상기 서셉터의 상기 제 2 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 2 압력보다 낮도록, 상기 서셉터의 상기 제 1 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 1 거리가 상기 서셉터의 상기 제 2 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 2 거리보다 작고,
    상기 히터 블록의 상면은 평평하고,
    상기 서셉터는 상기 제 1 부분이 상기 제 2 부분보다 상기 히터 블록 방면으로 돌출되도록 적어도 하나의 단차를 갖도록 형성된
    원자층 증착 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 상기 서셉터의 상기 복수의 포켓홈들이 형성된 부분을 포함하고,
    상기 제 2 부분은 상기 서셉터의 상기 복수의 포켓홈들 사이 부분을 포함하는,
    원자층 증착 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 부분은 상기 서셉터의 중심부로부터 상기 복수의 포켓홈들 사이를 가로질러 상기 서셉터의 가장자리로 신장된 복수의 라인 부분들을 포함하고,
    상기 제 1 부분은 상기 서셉터에서 상기 제 2 부분을 제외한 나머지 부분인,
    원자층 증착 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 부분은 상기 서셉터의 배면에 상기 복수의 라인 부분들을 따라서 복수의 홈들 형성하여 형성된,
    원자층 증착 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 블록을 지지하도록 상기 공정 챔버에 유동 결합된 제 1 샤프트; 및
    상기 서셉터를 지지하며, 상기 제 1 샤프트 내에 회전 가능하게 상기 제 1 샤프트에 결합된 제 2 샤프트를 더 포함하는,
    원자층 증착 장치.
  7. 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내에 설치되며, 복수의 기판들이 각각 안착되는 복수의 포켓홈들을 포함하고, 각 포켓홈에는 복수의 리프트 핀들이 이동되는 복수의 핀홀들이 형성된, 서셉터;
    상기 서셉터에 대향되게 상기 공정 챔버에 설치되고, 적어도 하나의 공정 가스를 상기 복수의 기판들 상으로 공급하기 위한 샤워 헤드; 및
    상기 서셉터 상의 상기 복수의 기판들을 가열하기 위하여, 상기 서셉터 하부에 이격 배치된 히터 블록를 포함하고,
    상기 서셉터 및 상기 히터 블록 사이에는 불활성 가스가 유동되고,
    상기 서셉터는 적어도 상기 복수의 핀홀들을 포함하는 제 1 부분 및 적어도 상기 복수의 포켓홈들 사이 부분을 포함하는 제 2 부분을 포함하고,
    상기 서셉터의 상기 제 1 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 1 압력이 상기 서셉터의 상기 제 2 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 2 압력보다 낮도록, 상기 서셉터의 상기 제 1 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 1 거리가 상기 서셉터의 상기 제 2 부분 및 상기 히터 블록 사이의 제 2 거리보다 작고,
    상기 히터 블록을 지지하도록 상기 공정 챔버에 유동 결합된 제 1 샤프트; 및
    상기 서셉터를 지지하며, 상기 제 1 샤프트 내에 회전 가능하게 상기 제 1 샤프트에 결합된 제 2 샤프트를 더 포함하고,
    상기 히터 블록은 상기 서셉터의 제 1 부분 아래의 상기 히터 블록의 제 1 부분이 상기 서셉터의 제 2 부분 아래의 상기 히터 블록의 제 2 부분보다 상기 서셉터 방향으로 돌출되도록 적어도 하나의 단차를 갖도록 형성된,
    원자층 증착 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 상기 제 1 샤프트 외부로부터 상기 제 1 샤프트와 상기 제 2 샤프트 사이의 공간을 통해서 상기 히터 블록 및 상기 서셉터 사이로 공급되는, 원자층 증착 장치.
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