KR102534290B1 - 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치 - Google Patents

히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치에 관한 것으로서, 히터와 샤워헤드의 표면에 원자층 박막 코팅을 균일하게 증착시키기 위한 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치에 관한 것이다. 이를 위해 내측 공간의 상부에 샤워 헤드부가 배치되고 내측 공간의 하부에 히터 플레이트부가 배치되며, 히터 플레이트부와 샤워 헤드부의 표면을 원자층 박막 코팅하기 위한 원자층 박막 증착공간이 형성되는 챔버부, 원자층 박막 증착가스를 순차적으로 공급하는 원자층 증착 공급부, 원자층 증착 공급부에서 공급되는 원자층 박막 증착가스를 샤워 헤드부로 공급하도록 원자층 증착 공급부와 샤워 헤드부를 연결 접속하는 원자층 박막 증착가스 공급관, 원자층 증착 공급부에서 공급된 원자층 박막 증착가스의 챔버부 내의 미반응 잔여물을 배기하도록 챔버부와 연결 접속되는 진공 펌프부, 원자층 증착 공급부에서 공급된 원자층 박막 증착가스의 반응 잔여물을 배기하도록 챔버부와 진공 펌프부를 연결 접속하는 원자층 박막 증착가스 배기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치가 개시된다.

Description

히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치{Atomic layer deposition apparatus for heater and shower head}
본 발명은 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히터와 샤워헤드의 표면에 원자층 박막 코팅을 균일하게 증착시키기 위한 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치에 관한 것이다.
반도체 또는 디스플레이 제조 공정 부품인 히터는 알루미늄 합금에 아노다이징을 통해 내플라즈마성과 내식성을 강화하고 있다. 샤워헤드는 Bare(표면처리 하지 않은 알루미늄)상태로 사용되고 있지만, 최근에는 아노다이징을 이용한 Coating Shower Head가 개발되어 적용되고 있다. 반도체 또는 디스플레이 공정 부품에 아노다이징을 한 경우에는 Bare한 상태보다는 내성이 좋지만, 아노다이징의 기공층에 Gas의 침투가 쉽기 때문에 내플라즈마성와 내식성에 취약하다. 또한, 반도체 또는 디스플레이 공정 부품에 적용되는 합금 성분들에 의한 피막 두께 편차가 있기 때문에 부분적으로 내성이 약한 곳이 발생하는 문제점이 있다.
좀더 자세히 살펴보면, 반도체 또는 디스플레이 제조 공정시 사용되는 NF3 가스에 대한 내부식성을 강화하기 위해 Heater와 Shower Head에 아노다이징을 하고 있다. 아노다이징 피막의 경우 기공층에 의한 Gas 침투가 쉽고, 합금 성분에 의한 두께 편차에 의해 부분적으로 내성이 약한 곳이 있기 때문에 플라즈마 환경과 NF3 가스에 취약하여 반도체 또는 디스플레이 공정 부품의 부식이 진행된다. 손상된 피막은 재생할 수 없고 박리하고 재 아노다이징을 해야 하기 때문에 시간적인 손실과 PM 주기가 짧아 생산 효율이 떨어지는 문제점이 발생한다.
KR 10-0744528 KR 10-1027954 KR 10-1696252 KR 20-0457336
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 반도체 또는 디스플레이 공정 부품의 표면에 ALD coating을 하면 자기 제한적인 흡착 과정을 통해 균일하고 얇은 원자층 박막을 형성시킬 수 있기 때문에 내플라즈마성와 내식성의 향상되어 장비의 부식을 지연시킬 수 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 내측 공간의 상부에 샤워 헤드부가 배치되고 내측 공간의 하부에 히터 플레이트부가 배치되며, 히터 플레이트부와 샤워 헤드부의 표면을 원자층 박막 코팅하기 위한 원자층 박막 증착공간이 형성되는 챔버부, 원자층 박막 증착가스를 순차적으로 공급하는 원자층 증착 공급부, 원자층 증착 공급부에서 공급되는 원자층 박막 증착가스를 샤워 헤드부로 공급하도록 원자층 증착 공급부와 샤워 헤드부를 연결 접속하는 원자층 박막 증착가스 공급관, 원자층 증착 공급부에서 공급된 원자층 박막 증착가스의 챔버부 내의 미반응 잔여물을 배기하도록 챔버부와 연결 접속되는 진공 펌프부, 원자층 증착 공급부에서 공급된 원자층 박막 증착가스의 반응 잔여물을 배기하도록 챔버부와 진공 펌프부를 연결 접속하는 원자층 박막 증착가스 배기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 플라즈마 바이어스 전압을 공급하는 플라즈마 전원 공급부, 플라즈마 바이어스 전압을 공급받아 원자층 박막 증착공간 내에서 플라즈마가 형성되도록 함으로써 원자층 박막 증착가스가 플라즈마 상태가 되도록 하는 플라즈마 바이어스 인가 플레이트부를 포함한다.
또한, 플라즈마 바이어스 인가 플레이트부는 플라즈마 바이어스 전압이 인가될 수 있는 도통 가능한 재질로 이루어지고, 히터 플레이트부의 하부면과 챔버부의 하부면의 사이 공간에 적어도 히터 플레이트부의 폭만큼 배치됨으로써 원자층 박막 증착공간 내에서 플라즈마가 형성되도록 한다.
또한, 챔버부의 월 테두리를 따라 배치되는 챔버 월 열선부, 샤워 헤드부의 내측에 배치되는 샤워헤드 열선부를 더 포함하며, 챔버 월 열선부 및 샤워헤드 열선부에 의해 원자층 박막 증착공간의 온도를 기 설정된 온도조건에 따라 유지 형성된다.
또한, 샤워 헤드부는 분사 플레이트부, 분사 플레이트부에 복수로 형성되며, 히터 플레이트부의 상부면에 재치되는 기판 증착을 위한 소스가스를 분사하며, 원자층 박막 증착가스 공급관과 서로 연통됨으로써 원자층 증착가스를 분사하는 가스 공급 홀을 포함한다.
또한, 원자층 증착 공급부는 전구체를 공급하는 전구체 공급부, 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부, 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급부를 포함하며, 원자층 증착 공급부에서 공급된 원자층 박막 증착가스는 전구체와 반응가스이다.
또한, 플라즈마 전원 공급부를 동작시켜 원자층 박막 증착공간 내에서 플라즈마가 형성된 후에 원자층 증착 공급부를 동작시키며, 전구체를 원자층 박막 증착공간으로 공급하도록 전구체 공급부를 동작시킨 후에 퍼지가스 공급부 및 진공 펌프부를 동작시켜 히터 플레이트부 및 샤워 헤드부의 표면에 증착되지 않은 미반응 전구체를 배기하도록 동작시키며, 미반응 전구체의 배기 후에 반응가스를 원자층 박막 증착공간으로 공급하도록 반응가스 공급부를 동작시킨 후에 퍼지가스 공급부 및 진공 펌프부를 동작시켜 히터 플레이트부 및 샤워 헤드부의 표면에 서 반응하지 않은 미반응 잔여물을 배기하도록 동작시키는 제어부를 더 포함한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 PECVD 장비 부품인 Shower Head와 Heater의 표면에 ALD 박막 코팅을 형성하여 디스플레이 또는 반도체 제조 공정시에 형성되는 플라즈마 분위기와 NF3 가스의 내성을 강화하여 장비의 부식을 늦출 수 있다 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 밀도가 높고 균일한 두께의 얇은 막을 ALD 방식으로 반도체 또는 디스플레이 제조 공정 부품의 표면에 형성하여 공정 부품의 수명을 연장시켜 PM(세정 주기) 주기를 늘리는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 챔버부의 내측에 배치되는 히터 플레이트부와 샤워 헤드부를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 히터 플레이트부와 샤워 헤드부에 원자층 박막 증착을 하기 위한 구성을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치는 챔버 내에 배치되는 히터부(10)와 샤워 헤드부(200)를 ALD(원자층 증착) 방식으로 박막 코팅하여 내식성을 강화시키기 위한 장치이다. 이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 챔버부(100)의 내측 영역 중 상측 영역에는 샤워 헤드부(200)가 배치되며, 하측 영역에는 히터 플레이트부(11)가 배치된다. 챔버부(100)의 내측 영역에는 히터 플레이트부(11)와 샤워 헤드부(200)가 배치되는 공정 부품 배치영역과 히터 플레이트부(11)와 샤워 헤드부(200)의 표면을 원자층 박막 코팅하는 원자층 박막 증착공간이 형성된다.
샤워 헤드부(200)는 외부의 소스 가스 공급부로부터 소스 가스를 공급받아 챔버 내에서 소스 가스를 골고루 분사시켜 준다. 이를 위해 샤워 헤드부(200)는 분사 플레이트부(201)와 가스 공급 홀(202)을 포함한다. 가스 공급 홀(202)은 분사 플레이트부(201)에 일정 간격으로 복수로 형성되며, 일예로서 분사 플레이트부(201)의 단면이 원형인 경우에 원 둘레를 따라 일정 간격으로 형성될 수 있다. 이와 같이 가스 공급 홀(202)이 분사 플레이트부(201)에 골고루 형성됨에 따라 외부에서 공급된 소스 가스를 챔버 내로 균일하게 분사시켜 줄 수 있다. 이때, 소스 가스는 히터 플레이트부(11)의 상부면에 재치 되는 일예로서 웨이퍼(도면 미도시)에 증착시키기 위한 가스일 수 있다. 가스 공급 홀(202)은 소스 가스뿐만 아니라 원자층 박막 증착가스를 분사할 수 있다. 따라서 본 발명에서의 가스 공급 홀(202)은 소스 가스 뿐만 아니라 원자층 박막 증착가스도 분사한다.
히터부(10)는 샤워 헤드부(200)의 하부 영역에 배치되며, 히터부(10)는 히터 플레이트부(11)와 히터 샤프트부(12)를 포함한다. 히터 플레이트부(11)는 샤워 헤드부(200)의 하측 영역에 배치되며, 히터 샤프트부(12)는 히터 플레이트부(11)를 하부에서 지지하면서 챔버부(100)의 외 측으로 돌출된다. 히터 샤프트부(12)가 챔버부(100)의 외 측으로 돌출되기 위해 챔버부(100)에는 관통 홈(도면 미도시)이 형성되며, 관통 홈을 통해 외부로 돌출된 히터 샤프트부(12)에 의해서도 챔버 내의 기밀이 유지되도록 한다. 히터 플레이트부(11)의 내측에는 기판을 균일한 온도로 가열하기 위한 히터 열선부(10a)가 배치된다.
상술한 바와 같은 샤워 헤드부(200)와 히터 플레이트부(11)는 일예로서 반도체 또는 디스플레이 제조 공정 챔버의 공정 중에 플라즈마 환경에 지속적으로 노출되면서 NF3 가스 등 부식성 가스에 노출되어 부식이 진행된다. 이와 같은 부식을 방지하기 위해 본 발명에서는 샤워 헤드부(200)와 히터 플레이트부(11)의 표면에 ALD(Atomic Layer Deposition) 박막 코팅을 시키기 위해 챔버부(100)의 내측 공간에 원자층 박막 증착공간을 형성한다.
도 2에 도시된 바와 같이 히터 플레이트부(11)와 샤워 헤드부(200)의 표면의 ALD 박막 코팅을 위해 본 발명의 일실시예에서는 열선부(300), 원자층 증착 플라즈마부(400), 원자층 증착 공급부(500), 원자층 박막 증착 공급 및 배기부(600)를 포함한다.
열선부(300)는 히터 플레이트부(11)와 샤워 헤드부(200)의 표면의 ALD 박막 코팅시에 균일한 온도를 제공하기 위해 챔버 월 열선부(310)와 샤워헤드 열선부(320)를 포함한다. 챔버 월 열선부(310)는 도 2에 도시된 바와 같이 챔버 월(101)의 내주면을 따라 배치된다. 샤워헤드 열선부(320)는 샤워 헤드부(200)의 내측 공간에 배치된다. 챔버부(100)와 샤워 헤드부(200)의 형상에 따라 챔버 월 열선부(310)와 샤워헤드 열선부(320)의 형상도 동일하게 이루어진다. 샤워헤드 열선부(320)는 도 2에 도시된 바와 같이 분사 플레이트부(201)와 동일한 폭을 형성하면서 샤워 헤드부(200)의 내측 공간에 배치된다. 챔버 월 열선부(310)는 챔버 월(101)의 내측 테두리면 또는 내주면을 따라 배치되기 때문에 샤워 헤드부(200) 및 히터부(10)의 외측 공간을 감싸듯이 배치된다.
원자층 증착 플라즈마부(400)는 원자층 박막 증착공간 내에 원자층 박막 증착 코팅을 위한 플라즈마를 형성함으로써 반응가스 공급부(520)에서 공급된 반응가스의 라디칼을 당겨 히터 플레이트부(11)와 샤워 헤드부(200)의 표면에 원자층 박막 증착 효율을 높일 수 있다. 이를 위해 원자층 증착 플라즈마부(400)는 플라즈마 바이어스 인가 플레이트부(410)와 플라즈마 전원 공급부(420)를 포함한다.
플라즈마 바이어스 인가 플레이트부(410)는 히터 플레이트부(11)의 하부 영역 중 챔버부(100)의 하부 바닥면에 배치된다. 플라즈마 바이어스 인가 플레이트부(410)는 적어도 히터 플레이트부(11)의 폭만큼 배치되는 것이 바람직하다. 플라즈마 바이어스 인가 플레이트부(410)는 플라즈마 바이어스 전압 인가를 위해 알루미늄, 구리, 또는 니켈 등의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
플라즈마 전원 공급부(420)는 플라즈마 바이어스 인가 플레이트부(410)에 플라즈마가 형성될 수 있는 RF 전원을 공급한다. 플라즈마 전원 공급부(420)는 히터 샤프트부(12)를 통하여 플라즈마 바이어스 인가 플레이트부(410)와 전기적으로 연결된다. 플라즈마 전원 공급부(420)는 제어부(700)의 제어에 따라 RF 전원의 승압 속도를 조절하여 플라즈마 바이어스 인가 플레이트부(410)에 인가하는 것이 바람직하다.
원자층 증착 공급부(500)는 전구체 공급부(510), 반응가스 공급부(520), 퍼지가스 공급부(530), 분사량 조절부(도면 미도시)를 포함한다. 원자층 증착(ALD)을 하기 위해서는 먼저, 전구체 공급부(510)를 통해 전구체를 원자층 박막 증착공간으로 공급하고, 뒤이어 반응가스 공급부(520)를 통해 전구체와 반응하는 반응가스를 원자층 박막 증착공간으로 공급한다. 마지막으로 퍼지가스 공급부(530)를 통해 퍼지가스를 원자층 박막 증착공간으로 공급함으로써 반응하지 않고 남은 전구체 또는 반응가스를 외부로 배출시킨다. 분사량 조절부(도면 미도시)는 전구체, 반응가스 또는 퍼지가스의 분사량을 조절한다.
원자층 증착 공급부(500)는 원자층 박막 증착가스 공급관(610)과 서로 연통 접속되어 전구체, 반응가스 또는 퍼지가스를 각각 챔버 내로 공급한다. 챔버 내로 공급된 원자층 박막 증착가스인 전구체, 반응가스 또는 퍼지가스는 가스 공급 홀(202)을 통해 원자층 박막 증착공간으로 균일하게 분사된다. 가스 공급 홀(202)을 통해 분사된 전구체 및 반응가스는 히터 플레이트부(11) 및 샤워 헤드부(200)의 표면에 각각 증착 반응하여 각 공정 부품의 표면에 ALD 박막 코팅층이 형성된다.
원자층 박막 증착 공급 및 배기부(600)는 원자층 박막 증착가스 공급관(610), 원자층 박막 증착가스 배기관(620), 진공 펌프부(630)를 포함한다.
원자층 박막 증착가스 공급관(610)의 일측은 원자층 증착 공급부(500)와 연결 접속되며, 또한 타측은 챔버부(100)와 연결 접속됨으로써 가스 공급 홀(202)로 원자층 박막 증착가스를 공급할 수 있다. 원자층 박막 증착가스 공급관(610)을 통해 전구체, 반응가스 또는 퍼지가스가 공급된다.
원자층 박막 증착가스 배기관(620)은 원자층 박막 증착공간에 있는 원자층 박막 증착 공정에 따른 미반응물을 배기한다. 즉, 전구체의 공급 후에 미반응 전구체를 퍼지가스를 통해 배기시키고, 반응가스의 공급 후에 미반응 잔여물을 퍼지가스를 통해 배기시킨다. 배기시에는 진공 펌프부(630)를 구동시켜 진공 배기한다.
제어부(700)는 열선부(300)의 온도를 제어하고, 원자층 박막 증착공간의 온도를 균일하게 유지하도록 열선부(300)를 제어한다. 제어부(700)는 원자층 박막 증착을 위해 원자층 증착 공급부(500), 원자층 증착 플라즈마부(400), 진공 펌프부(630)를 구동 제어한다.
원자층 박막 증착을 위해 제어부(700)는 플라즈마 전원 공급부(420)를 동작시켜 원자층 박막 증착공간 내에서 플라즈마가 형성되도록 한다. 원자층 박막 증착공간 내에서 플라즈마가 형성되면 제어부(700)는 전구체를 원자층 박막 증착공간으로 공급하도록 전구체 공급부(510)를 동작시킨다. 다음으로, 제어부(700)는 퍼지가스 공급부(530) 및 진공 펌프부(630)를 동작시켜 원자층 박막 증착공간의 미반응 전구체를 배기하도록 제어한다. 다음으로, 제어부(700)는 반응가스 공급부(520)를 동작시켜 반응가스를 원자층 박막 증착공간으로 공급하도록 한다. 다음으로, 제어부(700)는 퍼지가스 공급부(530) 및 진공 펌프부(630)를 동작시켜 원자층 박막 증착공간의 미반응 잔여물을 배기하도록 제어한다.
원자층 박막 증착공간은 히터 플레이트부(11) 및 샤워 헤드부(200)의 원자층 증착 표면을 포함한 챔버부(100)의 내측 영역을 의미한다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 원자층 박막의 두께는 수nm ~ 수십nm로 증착되는 것이 바람직하다.
본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다. 또한, 상술한 본 발명의 구성요소는 본 발명의 설명의 편의를 위하여 설명하였을 뿐 여기에서 설명되지 아니한 구성요소가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 추가될 수 있다.
상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
10 : 히터부
10a : 히터 열선부
11 : 히터 플레이트부
12 : 히터 샤프트부
100 : 챔버부
101 : 챔버 월
200 : 샤워 헤드부
201 : 분사 플레이트부
202 : 가스 공급 홀
300 : 열선부
310 : 챔버 월 열선부
320 : 샤워헤드 열선부
400 : 원자층 증착 플라즈마부
410 : 플라즈마 바이어스 인가 플레이트부
420 : 플라즈마 전원 공급부
500 : 원자층 증착 공급부
510 : 전구체 공급부
520 : 반응가스 공급부
530 : 퍼지가스 공급부
600 : 원자층 박막 증착 공급 및 배기부
610 : 원자층 박막 증착가스 공급관
620 : 원자층 박막 증착가스 배기관
630 : 진공 펌프부
700 : 제어부

Claims (7)

  1. 내측 공간의 상부에 샤워 헤드부가 배치되고 내측 공간의 하부에 히터 플레이트부가 배치되며, 상기 히터 플레이트부와 샤워 헤드부의 표면을 원자층 박막 코팅하기 위한 원자층 박막 증착공간이 형성되는 챔버부,
    원자층 박막 증착가스를 순차적으로 공급하는 원자층 증착 공급부,
    상기 원자층 증착 공급부에서 공급되는 원자층 박막 증착가스를 상기 샤워 헤드부로 공급하도록 상기 원자층 증착 공급부와 상기 샤워 헤드부를 연결 접속하는 원자층 박막 증착가스 공급관,
    상기 원자층 증착 공급부에서 공급된 원자층 박막 증착가스의 상기 챔버부 내의 미반응 잔여물을 배기하도록 상기 챔버부와 연결 접속되는 진공 펌프부,
    상기 원자층 증착 공급부에서 공급된 원자층 박막 증착가스의 반응 잔여물을 배기하도록 상기 챔버부와 진공 펌프부를 연결 접속하는 원자층 박막 증착가스 배기관,
    플라즈마 바이어스 전압을 공급하는 플라즈마 전원 공급부,
    상기 히터 플레이트부의 하부면과 챔버부의 하부면의 사이 공간에 적어도 상기 히터 플레이트부의 폭만큼 배치되며, 상기 플라즈마 바이어스 전압을 공급받아 상기 원자층 박막 증착공간 내에서 원자층 박막 증착 코팅을 위한 플라즈마가 형성되도록 함으로써 원자층 박막 증착가스가 플라즈마 상태가 되도록 하며, 원자층 증착 공급부의 반응가스 공급부에서 공급된 반응가스의 라디칼을 당겨 상기 히터 플레이트부와 샤워 헤드부의 표면에 원자층 박막 증착이 이루어지도록 하는 플라즈마 바이어스 인가 플레이트부,
    원자층 박막 코팅시에 기 설정된 온도를 제공하도록 상기 챔버부의 월 테두리 또는 내주면을 따라 배치되며, 상기 샤워 헤드부 및 히터부의 외측 공간을 감싸듯이 배치되는 챔버 월 열선부,
    상기 샤워 헤드부의 내측 공간에 배치되며, 샤워 헤드부의 분사 플레이트부와 동일한 폭을 형성하는 샤워헤드 열선부를 포함하며,
    상기 플라즈마 전원 공급부와 상기 플라즈마 바이어스 인가 플레이트부는 히터 샤프트부를 통하여 서로 전기적으로 연결 접속되며,
    상기 챔버 월 열선부 및 샤워헤드 열선부에 의해 상기 원자층 박막 증착공간의 온도를 기 설정된 온도조건에 따라 유지 형성하는 것을 특징으로 하는 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 바이어스 인가 플레이트부는,
    상기 플라즈마 바이어스 전압이 인가될 수 있는 도통 가능한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤워 헤드부는,
    분사 플레이트부,
    상기 분사 플레이트부에 복수로 형성되며, 상기 히터 플레이트부의 상부면에 재치되는 기판 증착을 위한 소스가스를 분사하며, 상기 원자층 박막 증착가스 공급관과 서로 연통됨으로써 원자층 증착가스를 분사하는 가스 공급 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 원자층 증착 공급부는,
    전구체를 공급하는 전구체 공급부,
    반응가스를 공급하는 반응가스 공급부,
    퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급부를 포함하며,
    상기 원자층 증착 공급부에서 공급된 원자층 박막 증착가스는,
    전구체와 반응가스인 것을 특징으로 하는 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 플라즈마 전원 공급부를 동작시켜 상기 원자층 박막 증착공간 내에서 플라즈마가 형성된 후에 원자층 증착 공급부를 동작시키며,
    상기 전구체를 상기 원자층 박막 증착공간으로 공급하도록 상기 전구체 공급부를 동작시킨 후에 상기 퍼지가스 공급부 및 상기 진공 펌프부를 동작시켜 상기 히터 플레이트부 및 샤워 헤드부의 표면에 증착되지 않은 미반응 전구체를 배기하도록 동작시키며,
    상기 미반응 전구체의 배기 후에 상기 반응가스를 상기 원자층 박막 증착공간으로 공급하도록 상기 반응가스 공급부를 동작시킨 후에 상기 퍼지가스 공급부 및 상기 진공 펌프부를 동작시켜 상기 히터 플레이트부 및 샤워 헤드부의 표면에 서 반응하지 않은 미반응 잔여물을 배기하도록 동작시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히터 및 샤워헤드의 원자층 박막 코팅을 위한 원자층 박막 증착 코팅 장치.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10847352B2 (en) * 2018-08-02 2020-11-24 Lam Research Corporation Compensating chamber and process effects to improve critical dimension variation for trim process

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