KR20080005970A - 복수의 기체 유입구를 가지는 원자층 증착 장치의 반응기 - Google Patents

복수의 기체 유입구를 가지는 원자층 증착 장치의 반응기 Download PDF

Info

Publication number
KR20080005970A
KR20080005970A KR1020077027238A KR20077027238A KR20080005970A KR 20080005970 A KR20080005970 A KR 20080005970A KR 1020077027238 A KR1020077027238 A KR 1020077027238A KR 20077027238 A KR20077027238 A KR 20077027238A KR 20080005970 A KR20080005970 A KR 20080005970A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
reaction
flow control
reaction space
gas flow
Prior art date
Application number
KR1020077027238A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101272321B1 (ko
Inventor
김대연
이정호
유용민
Original Assignee
에이에스엠지니텍코리아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이에스엠지니텍코리아 주식회사 filed Critical 에이에스엠지니텍코리아 주식회사
Publication of KR20080005970A publication Critical patent/KR20080005970A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101272321B1 publication Critical patent/KR101272321B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/06—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising selenium or tellurium in uncombined form other than as impurities in semiconductor bodies of other materials
    • H01L21/10—Preliminary treatment of the selenium or tellurium, its application to the foundation plate, or the subsequent treatment of the combination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45548—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45519—Inert gas curtains
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C23C16/4554—Plasma being used non-continuously in between ALD reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45587—Mechanical means for changing the gas flow
    • C23C16/45591—Fixed means, e.g. wings, baffles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • C23C16/5096—Flat-bed apparatus

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예는 기체상 반응 물질들의 표면 반응을 순차적으로 반복하는 원자층 증착 방법으로 기판 위에 박막을 형성하는 원자층 증착 반응기에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 원자층 증착 반응기는 반응 챔버, 복수의 기체 유입구, 그리고 하나의 기체 유출구를 포함한다. 반응 챔버는 반응 공간을 포함한다. 반응기는 상기 반응 챔버 내의 기체 흐름 조절부를 포함한다. 기체 흐름 조절부는 반응 공간 위에 위치하고, 상기 복수의 기체 유입구와 상기 반응 공간 사이에 놓인다. 기체 흐름 조절부는 복수의 기체 흐름 채널을 가지는데, 각각의 기체 흐름 채널은 기체 유입구 중 어느 하나로부터 반응 공간의 기체 유입부로 연결되어 있다. 각 채널은 기체 유입구로부터 반응 공간으로 향할수록 점차 넓어진다. 반응기는 반응 공간 내의 기판 지지대를 더 포함한다.

Description

복수의 기체 유입구를 가지는 원자층 증착 장치의 반응기{MULTIPLE INLET ATOMIC LAYER DEPOSITION REACTOR}
본 발명은 기판 표면에 박막을 증착하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 원자층 증착 방법으로 기판 표면에 박막을 증착하기 위한 원자층 증착 장치의 반응기에 관한 것이다.
본 출원은 한국 특허청에 2005년 5월 9일 제출된, 한국 특허 출원 번호 2005-0038606을 우선권으로 하는 것으로서, 그 내용은 본 출원에 모두 포함되어 있으며, 본 출원은 미국 특허청에 2003년 4월 1일 공고된 미국 특허 번호 US 6, 539, 891에 관련된 출원으로, 그 내용은 본 출원에 포함되어 있다.
미국 반도체 소자의 제조에 있어서 반도체 기판 위에 고품질의 박막을 형성하고자 하는 장치나 공정에 대하여 개선하는 노력이 계속되고 있다. 반도체 기판의 표면 반응을 이용하여 박막을 형성하는데 몇 가지 방법이 이용되어 왔다. 이러한 방법에는 진공 증발 증착(vacuum evaporation deposition), 분자 선 결정 성장(Molecular Beam Epitaxy: MBE), 저압 화학 기상 증착(low-pressure Chemical Vapor Deposition), 유기 금속 화학 기상 증착(organometallic Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 강화 화학 기상 증착(plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition)을 포함하는 다양한 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition: CVD), 그리고 원자층 결정 성장(Atomic Layer Epitaxy: ALE) 등이 있다. 이 중 원자층 결정 성장(ALE)은 반도체 증착 및 무기물 전계발광 표시 소자(electroluminescent display device) 등에 폭 넓게 연구되어 왔으며, 최근에 다양한 물질 층을 증착하는데 이용되는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition: ALD)이라고 한다.
원자층 증착법(ALD)은 두 가지 이상의 반응 원료 기체를 서로 순차적, 불연속적으로 반도체 기판 위에 공급하여 기판 표면에 박막을 증착하는 방법으로, 기판 표면에 흡착된 복수의 반응 기체들이 표면 반응을 통해 원자층 단위로 박막을 성장시키고, 이를 반복적으로 수행하여 원하는 두께의 박막을 형성한다. 예를 들어 기판 위에 제1 반응 기체를 공급하여 제1 반응 기체를 기판 위에 흡착시킨다. 제1 반응 기체를 기판 위에 흡착시킨 후에는 퍼지 기체를 공급하거나 반응 챔버 내의 기체를 강제로 제거하여 흡착되고 남아 있는 제1 반응 기체나 부산물을 제거한다. 그 후 제2 반응 기체를 기판 위에 공급하여 제2 반응 기체가 기판 위에 흡착되어 있는 제1 반응 기체와 반응하여 원자층을 증착한다. 이때, 반응은 기판 위에 흡착된 제1 반응 기체 층 모두가 제2 반응 기체와 반응한 후에 종료된다. 그 후, 다시 퍼지 기체를 공급하거나 반응 챔버 내의 기체를 강제로 제거하여 반응하고 남아 있는 제2 반응 기체나 부산물을 제거한다. 이러한 사이클을 원하는 두께의 박막이 증착될 때까지 반복한다. 이러한 사이클은 두 가지의 반응 기체가 아니라 세 가지 이상의 반응 기체가 이용될 수도 있으며, 추가적인 퍼지 단계를 포함할 수도 있다.
일반적인 화학 기상 증착법에 적합한 증착 장치는 반응 기체들을 동시에 공 급하여 박막을 형성하도록 설계되어 있어서 반응 기체를 불연속적으로 공급하여 박막을 형성하거나, 순차적으로 공급되는 반응 기체들을 반응기 내에서 기상 반응을 일으키지 않도록 퍼지를 통해 제거해 가며 반응시키는 방법에는 부적합하였다. 또한, 반응 기체가 위에서 아래 방향으로 반도체 기판 위에 공급되는 증착 장치에서는 일반적으로 기판 위에 균일한 반응 기체를 공급하기 위한 샤워헤드(shower head)를 이용한다. 그러나 이러한 구조는 공정 기체의 흐름을 복잡하게 하고, 큰 크기의 반응기를 요구하므로, 반응 기체의 공급을 빠르게 전환하기 어렵다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 기판의 표면 전체에서 고품질의 막을 형성하면서도 반응 기체의 공급을 빠르게 전환할 수 있는 원자층 증착법에 적합한 원자층 증착 반응기를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따르면, 원자층 증착 장치를 제공한다. 상기 원자층 증착 반응기는 반응 공간, 복수의 기체 유입구, 기체 유출구, 그리고 기체 흐름 조절부를 포함하는 반응 챔버를 포함한다. 상기 기체 흐름 조절부는 상기 반응 공간 내에 배치되어 있다. 상기 기체 흐름 조절부는 상기 복수의 기체 유입구와 상기 반응 공간 사이에 배치된다. 상기 기체 흐름 조절부는 복수의 기체 유입 채널을 가진다. 상기 복수의 기체 유입 채널은 각기 상기 복수의 기체 유입구 중 하나의 기체 유입구로부터 상기 반응 공간의 주변의 제1 부분으로 뻗어 있다. 상기 복수의 기체 유입 채널 각각은 상기 하나의 기체 유입구로부터 상기 반응 공간의 주변의 제1 부분으로 갈수록 면적이 넓어진다. 상기 반응기는 또한 반응 공간에 지지된 기판을 노출하도록 배치되어 있는 기판 지지대를 포함한다.
본 발명의 다른 한 실시예에 따르면, 원자층 증착 반응기를 제공한다. 상기 원자층 증착 반응기는 복수의 기체 유입구와 하나의 기체 유출구를 포함하는 반응기 덮개를 포함한다. 상기 반응기는 또한 기판 지지대를 포함하는 반응기 받침을 포함한다. 상기 반응기 덮개와 상기 반응기 받침은 함께 반응 챔버를 정의한다. 상기 반응 챔버는 반응 공간을 포함한다. 상기 반응 공간은 기체 유입부와 상기 기체 유입부의 반대 방향에 위치하는 기체 유출부를 포함한다. 상기 반응기는 또한 상기 반응 챔버 내에 배치되어 있는 복수의 기체 흐름 조절판을 포함한다. 상기 복수의 기체 흐름 조절판은 상기 반응 공간 위에 배치된다. 상기 복수의 기체 흐름 조절판은 서로 겹겹이 쌓여 있는 형태이다. 상기 복수의 기체 흐름 조절판 각각은 상기 복수의 기체 유입구 중 어느 하나로부터 공급된 하나의 반응 기체를 상기 반응 공간의 기체 유입부로 유도하도록 구성된 기체 유입 채널을 적어도 부분적으로 정의한다.
본 발명의 다른 한 실시예는 반응 공간에서 반응물을 증착하는 원자층 증착 방법을 제공한다. 상기 반응 공간은 기체 유입부와 기체 유출부를 포함한다. 상기 방법은 복수의 원자층 증착 사이클을 포함하는데, 각 원자층 증착 사이클은 상기 반응 공간에 제1 반응 기체를 공급하는 단계, 상기 제1 반응 기체가 상기 기판의 표면과 반응하는 단계, 상기 반응 공간으로부터 반응하고 남은 제1 반응 기체를 제거하는 단계, 상기 반응 공간에 제2 반응 기체를 공급하는 단계, 상기 제2 반응 기체가 상기 기판의 표면과 반응하는 단계, 그리고 상기 반응 공간으로부터 반응하고 남은 제2 반응 기체를 제거하는 단계를 포함한다. 상기 제1 반응 기체 공급 단계는, 상기 제1 반응 기체를 제1 수직 위치에서 상기 반응 공간의 기체 유입부를 향해서 수평으로 바깥쪽으로 점점 넓어지는 제1 흐름 경로를 통해 흐르게 하는 단계와, 상기 제1 반응 기체를 상기 제1 수직 위치로부터 상기 기체 유입부에 수직으로 상기 반응 공간을 향해 흐르게 하는 단계를 순차적으로 포함한다. 상기 제2 기체 공급 단계는, 상기 제2 반응 기체를 제2 수직 위치에서 상기 반응 공간의 기체 유입부를 향해서 수평으로 점점 넓어지는 제2 흐름 경로를 통해 흐르게 하는 단계와, 상기 제2 반응 기체를 상기 제1 수직 위치로부터 상기 기체 유입부에 수직으로 상기 반응 공간을 향해 흐르게 하는 단계를 순차적으로 포함한다.
본 발명의 다른 한 실시예는 원자층 증착 반응기의 조립 방법을 제공한다. 상기 원자층 증착 반응기의 조립 방법에서, 상판과 측벽을 포함하는 반응기 덮개가 제공된다. 상기 상판은 복수의 기체 유입구를 포함하고, 상기 상판은 반응 챔버의 상부 면을 정의한다. 상기 측벽은 상기 반응 챔버의 측면을 정의한다. 상기 반응 챔버는 반응 공간을 포함한다. 그 후, 기체 흐름 조절부의 적어도 일부가 상기 반응 챔버의 상부 면과 접촉하도록 상기 반응 챔버 내에 상기 기체 흐름 조절부를 위치시킨다. 상기 기체 흐름 조절부는 복수의 기체 유입 채널을 포함한다. 상기 복수의 기체 유입 채널 각각은 상기 복수의 기체 유입구들 중 각기 하나로부터 상기 반응 공간의 주변부의 제1 부분으로 연결되어 있다. 다음으로, 상기 기체 흐름 조절부의 하부면과 반응기 받침의 상부면이 상기 반응 공간을 정의하도록, 상기 반응기 덮개의 측벽과 접촉하여 밀폐된 상기 반응기 받침을 제공한다.
도 1은 종래의 하나의 기체 흐름 조절판을 포함하는 원자층 증착 장치의 반응기 및 기체의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 복수의 반응 기체 유입구 및 복수의 기체 흐름 조절판을 포함하는 원자층 증착 장치의 반응기를 나타내는 단면 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시한 원자층 증착 장치의 기체 흐름 조절판들을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시한 원자층 증착 장치의 반응기를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 본 발명의 한 실시예에 따른 원자층 증착 장치를 이용하여, 박막을 증착하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 보호 접지판을 가지는 반응기를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 퍼지 기체 흐름 채널을 포함하는 원자층 증착 장치의 반응기를 나타내는 단면도이다.
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 형태 로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
먼저, 종래 기술의 보다 상세한 설명을 위하여, 도 1에 종래의 원자층 증착 장치의 반응기 및 기체 흐름을 나타내는 단면도를 도시하는데, 이는 미국 특허 번호 US 6, 539, 891에 개시된 것과 유사하다. 도 1을 참고하면, 종래의 원자층 증착 장치의 반응기(100)는 반응기 덮개(101), 반응기 받침(102), 그리고 기체 흐름 조절판(140)을 포함한다.
반응기 덮개(101)는 반응기(100)의 상부에 배치되어 있으며, 상부가 차단되어 있는 짧은 실린더 형태의 구조를 가진다. 반응기 덮개(101)에는 기체 유입구(110) 및 기체 유출구(120)를 포함한다. 반응기 덮개(101)의 측벽의 일부는 반응기 덮개 가열부(130)로 둘러싸여 있다.
반응기 받침(102)은 반응기 덮개(101)의 아래에 배치된다. 반응기 받침(102)은 반응기 덮개(101)를 기준으로 위 아래로 이동 가능하다. 반응기 받침(102)이 반응기 덮개(101)로부터 분리되었을 때, 기판(150)이 장착 및 탈착될 수 있다. 증착 단계 동안, 반응기 받침(102)은 위로 이동하여 반응기 덮개(101)와 밀착되어 완전 밀폐된다. 반응기 받침(102)은 반응기 덮개(101)와 함께 반응 챔버(103)를 정의하도록 구성된다. 반응기 받침(102)은 기판 지지대(160) 및 기판 가열부(170)를 포함한다. 기판(150) 위에 박막이 증착되는 동안, 기판(150)은 기 판 지지대(160)에 설치되어 있다.
반응 챔버(103) 내에는 기체 흐름 조절판(140)이 장착되어 있는데, 반응기 덮개(101)에 부착되어 있다. 기체 흐름 조절판(140)의 하부 표면과 기판 지지대(160)의 상부 표면은 기판(150)이 처리되는 반응 공간(151)을 정의한다. 기체 흐름 조절판(140)의 상부 표면의 일부 및 반응기 덮개(101)의 내부 하부 표면의 일부는 기체 유입 채널 또는 통로(111)를 정의하는데, 이러한 기체 유입 채널(111)은 기체 유입구(110)로 공급된 기체를 반응 공간(151)의 기체 유입부(151a)로 흐르도록 구성된다. 기체 흐름 조절판(140)의 상부 표면 일부와 반응기 덮개(101)의 내부 하부 표면의 다른 일부는 기체 유출 채널 또는 통로(121)를 정의하는데, 이러한 기체 유출 채널(121)은 기체가 반응 공간(251)의 기체 유출부(151b)로부터 기체 유출구(120)로 흐를 수 있도록 구성된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 반응 공간(151)의 기체 유출부(151b)는 기체 유입부(151a)와 반대편에 위치한다. 기체 흐름 조절판(140)은 기체 유입구(110)로부터 유입된 기체가 기체 유입 채널(111)을 통해 반응 공간(151)으로 공급된 후, 기체 유출 채널(121)을 지나 기체 유출구(120)로 흐르도록 구성된다.
도 1에 도시한 원자층 증착 반응기(100)는 반응 기체의 빠른 전환을 위해 반응 공간(151)을 최소화하도록 구성되었다. 또한, 반응기는 기체 흐름 조절판을 포함함으로써, 반응 기체가 반응 공간에 장착된 기판에 공급되기 이전에 균일하게 분포되도록 한다. 이러한 구조를 통해, 기체는 기판 위에서 수평으로 평편하게 흐를 수 있다. 또한, 이러한 구조를 통해, 반응 기체는 기판과 표면 반응하면서 기판 위를 빠르게 흐를 수 있다. 따라서, 반응 기체와 퍼지 기체의 공급 시간을 최소화할 수 있다. 따라서, 박막을 형성하는 전체 공정 시간을 충분히 줄일 수 있다.
서로 다른 반응 기체들을 개별적인 채널을 통해 반응 공간에 공급함으로써, 반응 기체들이 기체 상태에서 서로 만나는 것을 최소화하면서 동시에 반응 공간에서 반응 기체들의 전환을 용이하게 할 수 있다.
이제, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 구체적으로 설명한다. 도면에서, 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 발명의 한 실시예에서, 원자층 증착 반응기는 반응 챔버, 복수의 기체 유입구, 기체 유출구, 기체 흐름 조절부, 기판 지지대, 그리고 외벽을 포함한다. 반응 챔버는 기판이 처리되는 반응 공간을 포함한다. 복수의 기체 유입구는 외부의 반응 기체 공급원으로부터 반응 기체들을 반응 공간으로 개별적으로 공급할 수 있도록 구성된다. 기체 흐름 조절부는 복수의 기체 유입구와 반응 공간 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 기체 흐름 조절부는 복수의 기체 유입 채널 또는 통로를 포함하는데, 각 기체 유입 채널은 복수의 기체 유입구 중 하나로부터 반응 공간의 기체 유입부로 연결되어 있다. 바람직하게는, 기체 유입 채널의 각각은 서로 다른 기체 흐름 조절판에 의해서 부분적으로 정의되고, 기체 유입구로부터 반응 공간으로 갈수록 점차 넓어진다.
기체 유입 채널 각각은 반응 기체를 균일하게 퍼지게 하여 부채꼴 형태로 평편하게 반응 공간의 기체 유입부로 공급되도록 구성된다. 이러한 구성을 통해, 반 응 기체들은 기판 위에 균일하게 공급될 수 있다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 원자층 증착기(200)를 도시한다. 원자층 증착기(200)는 반응기 덮개(201), 반응기 받침(202), 반응기 받침 구동부(292), 기체 흐름 조절부(205), 플라즈마 발생 전극(290), 그리고 외벽(298)을 포함한다. 반응기 덮개(201) 및 반응기 받침(202)은 서로 접촉하여 밀폐되거나 분리될 수 있도록 구성되는데, 서로 접촉하여 밀폐되어 반응 챔버를 정의한다. 반응 챔버는 기판(150)이 처리되는 반응 공간(251)을 포함한다. 반응 공간(251)은 반응기 덮개(202)의 상부 표면과 기체 흐름 조절부(205)의 하부 표면 사이의 공간으로 정의된다. 반응 공간(251)은 반응 기체가 유입되는 기체 유입부(251a)와 반응하고 남은 초과 반응 기체와 반응 부산물이 배기되는 기체 유출부(251b)를 포함한다. 반응기 받침(202)은 아래에서 상세히 설명하는 바와 같이 기판(250)을 장착하거나 탈착하기 위해, 반응기 덮개(201)로부터 분리될 수 있다. 외벽(298)은 반응기 덮개(201)와 반응기 받침(202)을 낮은 압력, 진공 상태로 유지하도록 구성되는데, 진공 펌프와 연결된 외부 배기부(299)를 통해 진공을 유지할 수 있다.
반응기 덮개(201)는 일반적으로 실린더 판 형태를 가지는 상판(203)과 상판(203)의 주변부로부터 아래로 뻗어 있는 측벽(204)을 가진다. 도시한 실시예에서, 상판(203) 및 측벽(204)은 일체로 형성되어 반응기 덮개(201)는 일반적으로 상판(203)에 의해 한쪽 끝이 밀폐되어 있는 짧은 실린더 형태를 가진다. 반응기 덮개(201)는 제1 및 제2 기체 유입구(210 및 212), 기체 유출구(220), 그리고 기체 집배부(215)를 포함한다. 반응기 덮개(201)는 금속으로 만들어지는 것이 바람직하 나, 세라믹 물질로 만들어질 수도 있다.
제1 및 제2 기체 유입구(210 및 212)는 상판(203)을 통해 뻗어 있으며, 상판(203)의 중앙부에 배치되는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 기체 유입관(210 및 212)는 반응 소스들(도시하지 않음)과 연결되어 있다. 제1 및 제2 기체 유입관(210, 212)은 각기 제1 반응 기체(X) 및 제2 반응 기체(Y)를 공급하도록 구성되는데, 바람직하게는 반응 기체들(X, Y)은 기체 유입관(210, 212)을 통해 기체 상으로 유입된다. 반응 기체(X)의 예로 트리메틸알루미늄(trimethylaluminum: TMA), 반응 기체(Y)의 예로 H2O, 또는 그 반대의 경우를 예로 들 수 있다. 플라즈마 강화 원자층 증착법에서는 트리메틸알루미늄과 산소 기체(O2)가 반응 기체(X, Y)로 사용될 수 있다. 플라즈마 강화 원자층 증착법에서, 산소 기체(O2)가 공급되는 동안, 고주파(RF) 전압이 플라즈마 생성 전극(290)에 공급되어 반응 공간(251)에 플라즈마를 발생할 수 있다. 유사하게, 다른 금속 휘발성 종(metal volatile species)들이 금속 산화막을 증착하는데 이용될 수 있다. 플라즈마 강화 원자층 증착법에서 기체 공급 주기와 플라즈마 펄스 발생 순서의 예는 미국 특허 번호 US 6, 645, 574, 미국 특허 출원 번호 2004/009307 및 2005/0037154에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에 참고 문헌으로 인용되었다. 또한, 제1 및 제2 기체 유입구(210 및 212)는 불활성 기체 소스(도시하지 않음)과 연결되어, 반응 공간(251)에 불활성 기체를 공급하는데 이용된다. 불활성 기체의 예로, 헬륨(helium), 아르곤(argon), 크세논(xenon), 질소(nitrogen) 등을 들 수 있다. 반응 기체와 반응 조건에 따라 서, 불활성 기체는 N2나 O2와 같이 상대적인 고온이나 플라즈마 전력하에서 반응성을 가지는 기체를 포함할 수 있다. 기체 유입관(210, 212)의 상부에는 밸브가 구비되어 반응 기체와 퍼지 불활성 퍼지 기체의 흐름을 조절할 수 있다. 예를 들어, 삼방향(three-way) 밸브가 이용되어 각 기체 유입관(210, 212)에 불활성 기체와 반응 기체들 중 어느 하나를 공급하도록 조절할 수도 있다. 또한, 원자층 증착 반응기(200)는 밸브를 조절하기 위한 스위칭 기계 장치를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 프로그램화된 컴퓨터가 스위칭 기계 장치로 이용되어 원자층 증착법의 기체 공급 주기에 맞추어 반응 기체들과 불활성 퍼지 기체를 순차적으로 공급하는데 이용될 수도 있다.
반응기 덮개(201)는 또한 상판(203)을 통해 뻗어 있는 기체 유출구(220)를 포함한다. 도시한 실시예에서, 기체 유출구(220)는 기체 유입구(2210, 212)에 인접한 상판(203)의 중앙부에 배치되어 있다. 다른 실시예에서는, 기체 유출구가 상판(203)의 주변부에 배치되거나, 반응기 덮개(201)의 측벽(204)에 배치되어 있을 수도 있다.
또한, 반응기 덮개(201)는 기체 집배부(215)를 포함하는데, 도시한 실시예에서는 상판(203)의 중앙부 위에 형성되어 있는 관 형태의 실린더 기체 집배부(215)를 포함한다. 기체 집배부(215)는 수직의 관통 구멍을 포함하여, 기체 유입구들(210, 212) 및 기체 유출구(220)와 연결된다. 기체 집배부(215)는 외벽(298)의 외부를 향해 위로 뻗어 있다.
반응기 덮개(201)는 또한 반응기 덮개(201) 표면에 장착된 반응기 덮개 가열부(230)를 포함한다. 반응기 덮개 가열부(230)는 반응기 덮개(201)를 일정 온도로 가열하여, 반응기 덮개(201)의 내부 표면에서 반응 기체들이 응축(응결)하는 것을 방지한다. 열이 외벽(298)으로 손실되는 것을 방지하기 위하여, 반응기 덮개(201)는 외벽(298)과 최소의 열 전도 경로를 가지는 것이 바람직한데, 예를 들어 반응기 덮개(201)는 관 형태의 실린더 모양의 기체 유입관(215)을 통해 외벽(298)에 고정될 수 있다. 추가적인 가열부(도시하지 않음)가 기체 유입부(215)에 부착되거나 기체 유입부(215) 안에 삽입될 수 있다. 다른 실시예에서는, 반응기 덮개 가열부가 다른 곳에 배치되어 있을 수 있고, 또는 챔버가 원격으로 발생하는 에너지, 예를 들어 유도 열, 방사 열, 마이크로파 에너지 등의 에너지를 흡수하도록 구성될 수도 있다.
또한, 반응기 덮개(201)는 반응기 덮개(201)가 반응기 받침(202)과 접촉하는 측벽(204)의 하부 표면 위에, 둥글게 둘러싸는 형태로 오목홈이 형성되어 반응 기체 차단 통로(280)를 정의한다. 반응 기체 차단 통로(280)는 반응기 덮개(201)와 반응기 받침(202) 사이의 접촉면 전체를 따라 형성되는 것이 바람직하다. 반응 기체 차단 통로(280)는 불활성 기체 소스(도시하지 않음)와 연결되어, 불활성 기체가 공급될 수 있다. 측벽(204)의 내부 가장자리는 반응기 받침(202)과 작은 틈(280a)(예를 들어, 약 0.5mm)을 가지고 이격되어 있을 수 있는데, 이러한 틈(280a)은 반응 기체 차단 통로(280)와 같은 주변을 에어싸는 원 형태(링 형태)일 수 있다. 반응 기체 차단 통로(280)는 반응 챔버의 공정 압력보다 기체 압력이 좀 더 높도록 유지할 수 있는데, 이를 통해, 불활성 기체가 틈(280a)을 통해 반응 챔버로 균일하게 흐를 수 있다. 도시한 반응기 덮개(201)는 불활성 기체를 공급하도록 구성된 반응 기체 차단 통로(280)를 가진다. 불활성 기체는 증착 공정 동안 계속하여 틈(280a)을 통해 흘러, 반응기 덮개(201)와 반응기 받침(202) 사이의 접촉 위치에 박막이 형성되는 것을 방지하는데, 이러한 접촉 위치는 예를 들어 기판(250)을 연속적으로 장착하거나 탈착하기 위하여 반응기 덮개(201)로부터 반응기 받침(202)이 반복적으로 분리되는 측벽(204)의 외부 가장자리일 수 있다. 이러한 접촉 위치에 증착된 박막은 챔버를 개방하거나 밀폐하기 위해 반응기 받침(202)을 반응기 덮개(201)와 접촉하거나 탈착하는 과정에서 벗겨질 수도 있는데, 이처럼 벗겨진 박막은 반응기 챔버의 내부에 오염 입자를 발생할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 반응기 덮개(201)는 기판(250)의 주변부를 덮는 돌출부를 포함할 수도 있다. 돌출부는 기판의 주변부가 반응 기체와 접촉하는 것을 방지하여, 주변부에 박막이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
반응기 받침(202)은 기판 지지대(260)와 기판 가열부(270)를 포함한다. 기판 지지대(260)는 기판(250)을 지지하도록 구성되는데, 기판(250)을 장착할 수 있는 오목부를 가짐으로써, 기판(250)의 상부 표면만을 노출하도록 구성되는 것이 바람직하다. 기판 가열부(270)는 기판 지지대(260)의 하부 표면에 일체로 부착되어 있으며, 증착 공정 동안, 기판(250)의 온도를 공정에 필요한 온도까지 가열하도록 구성된다. 기판 지지대(260)는 금속으로 이루어질 수 있으며, 전기적으로 접지되어 있는 것이 바람직하다. 그러나 반응기 받침(202)의 구성 및 물질은 반응기의 설계에 따라 변경 가능하다.
반응기 받침 구동부(292)는 반응기 받침(202)을 상하로 이동하도록 구성된다. 반응기 받침 구동부(292)는 중앙 지지핀(272), 상하 이동 수단(284)을 포함한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 중앙 지지핀(272)은 기판 지지대(260)의 중앙부에 위치하여, 기판 가열부(270) 아래로 뻗어 있다. 바람직하게는, 상하 이동 수단(284)은 기판 가열부(270)의 하부 표면에 연결된 세 개의 막대 모양의 연결부를 포함한다. 도 2에서, 세 개의 연결부 중 하나는 도시되어 있지 않다. 상하 이동 수단(284)은 모터와 같은 구동 장치(도시하지 않음)를 이용하여, 반응기 받침(202)이 상하로 이동할 수 있도록 구성된다.
증착 공정 전후에는, 반응기 받침(202)이 아래로 이동하여, 반응기 받침(202)이 반응기 덮개(201)로부터 분리됨으로써, 반응 챔버가 개방된다. 반응 챔버가 개방되어 있는 동안, 중앙 지지핀(272)은 지지핀 구동 수단(273)에 의하여 기판(250)을 기판 지지대(260)로부터 분리하거나 기판(250)을 기판 지지대(260)에 장착할 수 있도록 구성되는데, 예를 들어, 기판(250)을 장착 및 탈착하기 위하여, 중앙 지지핀(272)은 기판 지지대(260)보다 높게 위치되어 있을 수 있고, 이 동안 외벽(298)의 게이트 밸브(도시하지 않음)를 통해 로봇을 이용하여 기판(250)을 장착 및 탈착할 수 있다.
장착될 위치에 기판을 위치시킨 후에, 중앙 지지핀(272)은 아래로 이동하여, 기판(250)을 기판 지지대(260) 위에 장착한다. 그 후, 반응기 덮개(202)가 상하 이동 수단(284)에 의하여 반응기 덮개(201)에 인접하도록 위로 이동함으로써, 반응 챔버가 닫히게 된다.
기체 흐름 조절부(205)는 상부 기체 흐름 조절판(240) 및 하부 기체 흐름 조절판(242)을 포함한다. 상부 기체 흐름 조절판(240)은 하부 기체 흐름 조절판(242) 위에 쌓여 있다. 상부 기체 흐름 조절판(240)의 중앙부는 반응기 덮개(201)의 내부 하부 표면에 부착된다. 다른 실시예에서, 기체 흐름 조절부(205)는 반응기 내부로 공급되는 반응 기체의 수에 따라 추가적인 기체 흐름 조절판을 더 포함할 수도 있다. 기체 흐름 조절판(240, 242)은 반응기 덮개(201)에 일체로 조립되어 있을 수 있고 또는 반응기 덮개(201)로부터 분리될 수도 있다. 이러한 구성을 통해, 보수 관리나 세척 등이 용이할 수 있다. 그러나 상부 기체 흐름 조절판(240)과 하부 기체 흐름 조절판(242)은 반응기 덮개(201)의 한 구성 요소로 하나의 몸체를 이룰 수 있다. 기체 흐름 조절부(205)는 제1 유입 채널(211), 제2 유입 채널(213), 그리고 유출 채널(221)을 정의하고, 이러한 채널들은 아래에서 상세하게 설명된다.
플라즈마 발생 전극(290)은 증착 공정 동안 반응 공간(251)에 플라즈마를 발생하도록 구성된다. 플라즈마 발생 전극(290)은 반응 챔버를 세척하는 동안에도 또는 반응 챔버를 세척하는 동안에만 플라즈마를 발생할 수도 있다. 도시한 실시예에서, 플라즈마 발생 전극(290)은 기판 지지대(260)와 마주보고, 하부 기체 흐름 조절판(242)의 일부로 구성된다. 다른 실시예에서, 플라즈마 발생 전극은 하부 기체 흐름 조절판(242)의 하부 표면에 부착된 판 형태일 수 있다. 플라즈마 발생 전극(290)은 도전성 물질, 예를 들어 스테인레스 스틸, 알루미늄, 구리, 니켈, 티타 늄, 또는 그들의 합금으로 이루어질 수 있다. 플라즈마 발생 전극(290)은 외부의 RF 전압 소스(도시하지 않음)에 연결될 수 있다. 도시한 플라즈마 발생 전극(290)은 반응기(200)의 외부를 향해 위로 뻗어 있는 도전성 관(291)에 연결되어 있다. 도전성 관(291)은 절연체(291a)로 둘러싸여 있어서, 도전성 관(291)을 상부 하부 기체 흐름 조절판(240 및 242), 반응기 덮개(201)로부터 절연시킨다. 플라즈마 발생 전극(290)은 플라즈마가 사용되지 않을 경우, 생략 가능하다.
외벽(298)은 반응기 덮개(201)와 반응기 받침(202)을 낮은 압력, 진공 상태로 유지하도록 구성된다. 외벽(298)은 관 형태의 실린더 기체 집배부(215)를 설치하기 위해 상부가 개방되어 있고, 하부는 상하 이동 수단(284)이 설치될 수 있도록 개방되어 있으며, 여러 반응물들에 의한 오염 물질들을 최소화하기 위하여 이러한 오염 입자들을 챔버 외부로 배출하기 위한 외부 배기부(299)와, 기판을 장착 및 탈착할 수 있는 게이트 밸브(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, 상부 기체 흐름 조절판(240)은 중앙부를 향해 테이퍼진(tapered) 제1 및 제2 기체 유입홈(241a, 241b)을 가진다. 즉, 제1 및 제2 유입홈(241a, 241b)은 상부 기체 흐름 조절판(240)의 중앙부분에서 가장자리로 갈수록 넓어지는데, 도시한 제1 및 제2 유입홈(241a, 241b)은 부채꼴 형태를 가진다. 제1 유입홈(241a)은 반응기 덮개(201)의 내부 하부 표면의 일부와 함께, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 기체 유입관(210)을 통해 공급된 반응 기체(X)의 제1 기체 유입 채널 또는 통로(211)를 정의한다. 제2 유입홈(241b)은 반응기 덮개(201)의 내부 하부 표면의 다른 일부와 함께, 도 2에 도시한 바와 같이, 반응하고 남은 반응 기체 및 반응 부산물들의 기체 유출 채널 또는 통로(221)를 정의한다. 상부 기체 흐름 조절판(240)은 상부 기체 흐름 조절판(240)을 수직으로 관통하는 관통 구멍(through hole)(245)을 가진다. 관통 구멍(245)은 도 2의 제2 기체 유입관(212)과 도 4를 참고로 하여 아래에서 상세하게 설명될 하부 기체 흐름 조절판(242)의 중앙홈(246)이 서로 연결되어 기체가 흐를 수 있도록 구성된다. 상부 기체 흐름 조절판(240)은 금속 또는 세라믹 물질로 만들어질 수 있다. 복수 개의 기체 흐름 조절판을 포함하는 다른 실시예에서, 최하부의 기체 흐름 조절판을 제외한 각 기체 흐름 조절판은 모두 앞에서 설명한 바와 같은 적어도 하나의 수직 관통 구멍을 가질 수 있다. 또한, n개의 기체 흐름 조절판을 포함하는 다른 실시예에서, n개의 기체 흐름 조절판은 서로 겹겹이 쌓여 있으며, 맨 아래서부터 n번째 기체 흐름 조절판은 n-1개의 관통 구멍을 가질 수 있다. 예를 들어, 세 개의 기체 흐름 조절판을 포함하는 실시예에서, 세 개의 기체 흐름 조절판은 겹겹이 쌓여 있으며, 최상부 기체 흐름 조절판(맨 아래서부터 세 번째에 위치)은 두 개의 관통 구멍을 가지고, 가운데 기체 흐름 조절판(맨 아래서부터 두 번째에 위치)은 하나의 관통 구멍 및 도 4의 중앙홈(246)과 유사한 하나의 기체 유입홈을 가진다. 또한, 최하부 기체 흐름 조절판은 관통 구멍을 가지기 않으며, 도 4의 중앙홈(246)과 유사한 하나의 기체 유입홈을 가진다. 복수 개의 관통 구멍을 가지는 기체 흐름 조절판에서, 관통 구멍은 수평적으로 서로 다른 위치에 배치되어 있어서, 각 기체 유입 채널이 각 기체 유입구들과 개별적으로 연결될 수 있도록 한다. 또한, 겹겹이 쌓여 있는 기체 흐름 조절판들의 관통 구멍들은 서로 수직으로 정렬되어서, 기체 유입 채널과 기체 유입구 사이에 기체가 흐를 수 있도록 한다.
상부 기체 흐름 조절판(240)은 또한 제1 및 제2 유입홈(241a, 241b) 사이를 둘러싸는 중앙부에 볼록부(240a)를 포함한다. 볼록부(240a)는 제1 및 제2 유입홈(241a, 241b)의 측벽을 정의하고, 제1 유입관(210)으로부터 유입된 기체를 상부 기체 흐름 조절판(240)의 외주 방향으로 흐르도록 하여, 반응 공간으로 흐르게 하고, 반응 공간을 통과해 온 기체를 다른 외주 방향으로 흐르게 하여, 즉 기체 유출관(220) 쪽으로 흐르도록 한다.
도 4를 참고하면, 하부 기체 흐름 조절판(242)은 중앙부로 테이퍼진 하부 유입홈(243)을 가진다. 하부 유입홈(243)은 부채꼴 형태이다. 하부 유입홈(243)은 도 2에 도시한 바와 같이, 상부 기체 흐름 조절판(240)의 하부 표면과 함께 제2 기체 유입관(212)으로부터 공급된 반응 기체(Y)에 대한 제2 유입 채널(213)을 정의한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 하부 유입홈(243)은 하부 기체 흐름 조절판(242)의 중앙홈(246)으로 더 뻗어 있어서, 제2 유입 채널(213)은 상부 기체 흐름 조절판(240)의 관통 구멍(245)을 통해서 제2 기체 유입관(212)과 서로 연결되어 기체가 흐를 수 있다. 또한, 하부 기체 흐름 조절판(242)의 하부 표면과 기판 지지대(260)의 상부 표면은 기판(250)이 처리되는 반응 공간(251)을 정의한다. 하부 기체 흐름 조절판(242)의 하부 표면과 기판 지지대(260)의 상부 표면 사이의 간격은 반응 공간(251)에 반응 기체를 적절하게 공급하기 위한 최적의 공간 구성에 따라 조절될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 이러한 하부 기체 흐름 조절판(242)의 하부 표면과 기판(250) 표면 사이의 간격은 위치에 따라 약 1mm 내지 약 10mm정도일 수 있다. 하부 기체 흐름 조절판(242)은 세라믹 물질과 같은 절연체로 이루어지는 것이 바람직하다. 상부 기체 흐름 조절판(240)과 하부 기체 흐름 조절판(242)의 모양 및 유입홈(241a, 241b, 243)의 형태는 반응기의 설계에 따라 변화 가능하다.
하부 기체 흐름 조절판(242) 역시 하부 유입홈(243)과 중앙홈(246) 주변에 형성되어 있는 볼록부(242a)를 가진다. 볼록부(242a)는 하부 유입홈(243)과 중앙홈(246)의 측벽을 형성하고, 제2 기체 유입관(212)으로부터 공급된 기체를 하부 기체 흐름 조절판(242)의 외주 방향으로 흐르도록 하여, 반응 공간으로 흐르게 하고, 반응 공간을 통과해 온 기체를 다른 외주 방향으로 흐르게 하여, 상부 기체 흐름 조절판(240)에 의하여 정의되는 기체 유출관(220) 내부로 흐르도록 한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 상부 기체 흐름 조절판(240)의 제2 유입홈(241b)에 의해 정의되는 유출 채널(221)은 기체 유출관(220)을 향할수록 내부가 좁아진다. 따라서, 만일 기체 흐름이 위치(B)에서 정체된다면 반응 기체들은 기체 유출관(220) 근처 병목 지점(B)에서 서로 반응하거나 내부 벽에 증착될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 원자층 증착기에서 기체 유출관(220)의 단면적은 제1 유입관(210)과 제2 유입관(212)의 단면적의 합보다 최소한 같거나 크게 형성하고, 유출 채널(221)의 단면적은 제1 유입 채널(211)과 제2 유입 채널(213) 단면적의 합보다 최소한 같거나 크게 형성한다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 반응기 덮개(201)의 상판(203)은 기체 유입구 쪽에서보다 기체 유출구 쪽에서 더 얇아서, 넓은 기체 유출 채널(221)을 형성할 수 있다. 이러한 구성을 통해, 기체 흐름이 위치(B)에서 정체되지 않도록 하여, 원하지 않는 반응이나 증착을 최소화할 수 있다.
도 5는 반응기(200) 내의 반응 기체들과 배기 기체들의 흐름을 도시한다. 증착 과정에서는, 반응 기체(X)는 제1 유입관(210)으로부터 공급되고, 불활성 기체는 제2 유입관(212)으로부터 공급된다. 반응 기체(X)는 제1 유입 채널(211)을 통과하여 흐르면서 부채꼴로 평편하게 퍼진다. 그 후, 반응 기체(X)는 상부 기체 흐름 조절판(240)의 가장자리에서 아래로 향하여 반응 공간의 유입부(251a)를 향해 흐른다. 불활성 기체는 제2 유입 채널(213)에 의해 반응 기체(X)와 유사하게 흐른다. 불활성 기체는 반응 기체(X)가 제2 유입 채널(213)로 유입되는 것을 방지한다. 그 후, 반응 기체(X)는 반응 공간으로 계속하여 흐른 뒤, 반응 공간의 유출부(251b)에 다다른다. 도 5에 도시한 바와 같이, 반응 기체(X)와 불활성 기체에 대한 유입홈(241a, 213)들은 기체 흐름 유도판들의 하부에 놓인 반응 공간과 기체 흐름 상 연결되어 있는 넓은 부분을 가지기 때문에, 반응 기체(X)와 불활성 기체는 반응 공간에 유입될 때 넓게 퍼지게 되고, 따라서 기판(250) 위에서 균일한 증착을 용이하게 한다.
그 후, 도 2에 도시한 바와 같이, 반응 기체(X)는 반응 공간(251)을 통해서, 기판(250) 위를 유입부(251a)에서 유출부(251b) 쪽으로 기판에 평행한 방향으로 흐른다. 증착 후 남은 반응 기체(X)와 반응 부산물 등과 같은 배기 기체들은 유출부(251b)에서 유출 채널(221)을 통해 기체 유출관(220)을 향해서 위로 이동하게 된다. 배기 기체들은 유출 채널(221)을 통해 흐른 뒤, 기체 유출관(220)으로 배기된다. 도시한 바와 같이, 기체 유출관(220)은 기체 유입관(210, 212)보다 넓은 단면적을 가지고, 기체 유입관(210, 212)의 단면적의 합보다 더 큰 단면적을 가지는 것 이 바람직하다.
다시 도 5를 참고하면, 다음 기체 공급 단계에서는, 반응 기체(Y)가 제2 기체 유입관(212)을 통해 공급되고, 불활성 기체는 제1 기체 유입관(210)을 통해 공급된다. 반응 기체(Y)는 상부 기체 흐름 조절판(240)의 관통 구멍(245)과 하부 기체 흐름 조절판(242)의 중앙홈(246)을 통해 제2 유입 채널(213)로 흐른다. 그 후, 위에서 설명한 공정 기체(X)와 유사하게 도 2의 반응 공간(251)을 통해 흐른다. 이때 제1 기체 유입관(211)으로부터 공급된 불활성 기체는 반응 기체(Y)가 제1 유입 채널(211)로 유입되는 것을 방지한다.
그러면, 도 2 및 도 6을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 따른 원자층 증착 반응기(200)를 이용하여 박막을 증착하는 방법에 대하여 설명한다. 본 실시예에 따른 방법에서는 두 가지의 반응 기체를 이용하였으나, 다른 실시예에서는 두 가지 이상의 반응 기체들을 이용할 수 있으며, 추가된 반응 기체들에 대한 추가적인 기체 공급 단계를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 원자층 증착 반응기(200)는 각 추가 반응 기체에 대한, 하부 기체 흐름 조절판(242)과 유사한 추가적인 기체 흐름 조절판을 포함하는 것이 바람직하다.
도 6의 단계(510)에서, 반응 기체(X)는 제1 기체 유입관(210)을 통해 공급되고 불활성 기체는 제2 기체 유입관(212)을 통해 공급된다. 반응 기체(X)는 제1 유입 채널(211)을 따라 반응 공간(251)으로 흐르고, 불활성 기체에 의하여 제2 유입 채널(213)로 유입되는 것이 방지된다. 이에 의하여 반응 기체(X)는 반응 공간(251)에 장착되어 있는 기판(250) 위에 흡착된다. 이러한 단계(510)는 기판의 표면이 반응 기체(X)로 포화될 때까지 충분한 시간 동안 수행되는 것이 바람직하다. 이때, 흡착은 자기 제어 방식(self-limiting)으로서 단지 분자 단일층(molecular monolayer)으로 이루어진다. 다음으로, 단계(520)에서, 흡착되고 남은 반응 기체(X)와 반응 부산물들은 퍼지(또는 제거) 된다. 이러한 퍼지 단계는 제1 및 제2 기체 유입관(210, 212) 모두를 통해 퍼지 기체 또는 불활성 기체를 공급하여 수행하는 것이 바람직하다.
이어서, 단계(530)에서, 반응 기체(Y)가 제2 기체 유입관(212)을 통해 공급되고, 불활성 기체가 제1 기체 유입관(210)을 통해서 공급된다. 반응 기체(Y)는 제2 유입 채널(213)을 통해 반응 공간(251)으로 흐르고, 불활성 기체에 의하여 제1 유입 채널(211)로 흐르는 것이 방지된다. 이에 의하여, 반응 기체(Y)는 기판(250) 위에 흡착된 반응 기체(X)와 반응한다. 이때, 단계(540)에 나타난 바와 같이, 선택적으로, 반응 기체(Y)가 공급되는 동안, 전극(290)을 활성화하여 플라즈마를 기판(250) 위에 직접 발생시킬 수 있다. 단계(540)는 흡착된 단일층이 완전히 반응할 때까지 충분한 시간 동안 수행된다. 만일 플라즈마가 불필요할 경우, 단계(540)는 생략될 수 있고, 단계(530)는 흡착된 단일층이 완전히 반응할 때까지 충분한 시간 동안 수행된다.
다음으로, 단계(550)에서 반응하고 남은 반응 기체(Y)와 반응 부산물은 퍼지 된다. 이러한 퍼지 단계(55) 역시 제1 및 제2 기체 유입관(210, 212) 모두를 통해 퍼지 기체 또는 불활성 기체를 공급하여 수행한다. 그 후, 단계(560)에서, 만일 추가적인 증착이 필요하다면, 위에서 설명한 기체 공급 단계들(510 내지 550)을 복 수 회 반복한다. 이러한 기체 공급 단계들(510 내지 550)은 적어도 5회 이상 연속하여 반복하는 것이 바람직하다. 만일 추가적인 증착이 필요하지 않다면, 증착은 완료된다. 위에서 설명한 기체 공급 단계 동안, 기체 유입관(210, 212)의 입구에 위치되어 있는 밸브들은 반응 기체와 불활성 기체의 공급을 조절하는데 사용된다.
본 발명의 다른 한 실시예에 따른 원자층 증착 방법에서, 만일 반응 기체들(X와 Y)이 열적으로 서로 반응하지 않는다면, 반응 기체(Y)는 계속하여 연속적으로 공급될 수도 있다. 예를 들어, 제1 기체 유입구(210)를 통해서 트리메틸알루미늄(TMA)이 공급되는 동안, 산소 기체(O2)나 불활성 기체와 산소 기체의 혼합 기체는 제2 기체 유입구(212)를 통해 계속하여 공급된다. 이러한 실시예에서, 단계(530)는 생략될 수 있고, 단계들(510, 520, 540, 550)이 반복된다. 단계(510)에서, 제1 기체 유입구(210)를 통해 트리메틸알루미늄(TMA)이 공급된다. 단계(520)에서, 제1 기체 유입구(210)를 통해 불활성 기체가 공급된다. 단계(540)에서, 반응 공간에 플라즈마를 발생한다. 단계(550)에서, 제1 기체 유입구(210)를 통해 불활성 기체가 공급된다. 이때, 플라즈마 발생을 멈춘 후에는 플라즈마에 의해 발생한 화학적 활성 종들이 빠르게 사라지기 때문에, 단계(550)는 매우 짧게 지속되거나 또는 생략 가능하다.
본 발명의 다른 한 실시예에 따른 원자층 증착 방법은 비 흡착성 반응 물질 공급으로부터 시작될 수 있다. 이러한 경우는, 추가적인 반응 물질들이 박막 형성에 사용될 수 있다. 예를 들어, 반응 공간에 반응 기체(X)를 공급하기에 앞서, 기 판 표면을 초기 표면 처리할 경우, 예를 들어 물이나 다른 수산화 작용제로 처리할 경우이다. 또는 위에 설명한 공정을 자기 제어 방식으로 만들기 위하여, 각 기체 공급 단계에서 환원제가 사용되어 흡착 종들로부터 리간드(ligand)를 제거할 수 있다. 또한, 막 형성에 기여할 수 있는 추가적인 반응 기체들이 각 기체 공급 사이클 또는 기체 공급 사이클 중 일부에서 사용될 수 있다.
위에서 설명한 과정들을 수행하기 위하여, 원자층 증착 반응기(200)는 제어 시스템을 포함할 수 있다. 제어 시스템은 반응 기체들과 불활성 기체의 공급을 제어하여, 원하는 대로 반응 기체들과 불활성 기체들을 순차적으로 및/또는 교대로 공급한다. 제어 시스템은 공정을 수행하도록 구성된 프로세서, 메모리, 그리고 소프트웨어 프로그램을 포함할 수 있다. 또한, 다른 형태의 제어 시스템을 포함할 수 있다. 또는 범용 컴퓨터가 제어 시스템으로 사용될 수 있다. 제어 시스템은 메모리에 저장되어 있는 프로그램에 따라 반응 기체들 및 불활성 기체 배관의 밸브를 자동적으로 열거나 닫을 수 있다.
그러면, 도 7을 참고로 하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 원자층 증착 반응기(600)에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 보호 접지판을 가지는 반응기를 나타내는 단면도이다. 도 7에서, 도 2에 도시한 원자층 증착 반응기와 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였으며, 유사한 부분에 대한 설명은 생략한다. 도시한 실시예에서, 하부 기체 흐름 조절판(242)은 절연물, 예를 들어, 세라믹으로 만들어지고, 상부 기체 흐름 조절판(240) 및 반응기 덮개(201)는 금속이나 금속 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상부 기체 흐 름 조절판(240) 및 반응기 덮개(201)는 접지되는 것이 바람직하다.
반응기(600)는 접지된 보호 접지판(606)을 포함한다. 보호 접지판(606)은, 반응기(600)를 플라즈마 강화 원자층 증착법에서 사용할 경우, 기체 유입구(210, 212) 및 기체 유출구(220)에서 발생할 수 있는 기생(parasitic) 플라즈마를 방지하는 역할을 한다.
보호 접지판(606)의 제1 부분(606a)은 기체 유입구 쪽에서, 하부 기체 흐름 조절판(242)의 기체 유입홈의 하부 표면에 위치한다. 보호 접지판(606)의 제2 부분(606b)은 기체 배출구 쪽에서, 상부 기체 흐름 조절판(240)과 하부 기체 흐름 조절판(242) 사이에 위치한다. 보호 접지판(606)은 금속, 예를 들어, 구리, 알루미늄, 니켈, 티타늄, 스테인레스 스틸 또는 그 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 보호 접지판(606)은 상부 기체 흐름 조절판(240)과 하부 기체 흐름 조절판(242) 위에 적층된 판 형태일 수 있고, 또는 상부 기체 흐름 조절판(240)과 하부 기체 흐름 조절판(242) 위에 조립되어 있을 수도 있다. 다른 실시예에 따른 원자층 증착기에서, 보호 접지판(606) 대신에, 보호 접지막이 형성되어 있을 수 있다. 보호 접지막은 하부 기체 흐름 조절판(242)의 상부 표면 위에 금속 물질을 코팅하여 형성할 수 있다. 상부 기체 흐름 조절판(240)이 금속으로 이루어져서 전기적으로 접지된 경우, 보호 접지판(606)은 상부 기체 흐름 조절판(240)과 접촉함으로써 쉽게 접지될 수 있다. 따라서, 이러한 경우, 기체 배기구 쪽에서, 보호 접지판 또는 보호 접지막을 전기적으로 접지하기 위한 추가적인 전기적 연결은 필요하지 않다.
그러면, 도 8을 참고로 하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 원자층 증착 반응기(700)에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 퍼지 기체 흐름 채널을 포함하는 원자층 증착 장치의 반응기를 나타내는 단면도이다. 도 8에서, 도 2에 도시한 원자층 증착 반응기와 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였으며, 유사한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서, 퍼지 기체는 기판(250) 위를 지나지 않고, 기체 유출부(251b)에 직접 공급된다. 이 퍼지 기체는 초과 반응 기체들을 희석하고 반응 공간(251)으로부터 반응 부산물을 제거한다. 이러한 퍼지 기체는 반응 기체들과 반응 부산물이 서로 반응하거나, 기체 유출구(220)와 그 근처에 쌓이는 것을 방지함으로써, 불필요한 증착과 오염물의 발생을 방지한다.
반응기(700)는 또한 전기적으로 접지된 보호 접지판 또는 보호 접지막(650)을 포함할 수 있다. 보호 접지판(650)은 반응기(700)를 플라즈마 강화 원자층 증착법에서 사용할 경우, 기체 유입구(210, 212) 및 기체 유출구(220)에서 발생할 수 있는 기생(parasitic) 플라즈마를 방지하는 역할을 한다.
보호 접지판(650)의 제1 부분(650a)은 기체 유입구 쪽에서, 하부 기체 흐름 조절판(242)의 기체 유입홈의 하부 표면에 위치한다. 보호 접지판(650)의 제2 부분(650b)은 기체 배출구 쪽에서, 하부 기체 흐름 조절판(242)의 상부 표면의 일부인 퍼지 기체 채널(707)의 하부 면 위에 위치한다. 보호 접지판(650)의 역할 및 물질 등은 도 7에 도시한 보호 접지판(606)과 유사하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
앞서 설명한 실시예들에서, 단지 두 가지의 반응 기체가 원자층 증착법에 사용되었으며, 산소 플라즈마 펄스와 트리메틸알루미늄(TMA)을 그 예로 들어 설명하였지만, 본 발명의 실시예에 따른 원자층 증착법에서 세 가지 이상의 반응 기체들이 사용될 수 있다. 이때, 앞에서 설명한 바와 같이 밸브나 판들을 이용하여, 세 가지 이상의 반응 기체들은 시간 및 공간적으로 분리되어, 순차적으로 주기적으로 반응 공간에 공급될 수 있다. 임의의 한 반응 기체가 한 기체 유입구에 공급되는 동안, 나머지 기체 유입구에는 모두 퍼지 기체가 공급되는 것이 바람직하다. 또한, 각 반응 기체 공급 주기 사이에는 모든 기체 유입구가 퍼지되는 것이 바람직하다. 하나 이상의 반응 기체의 공급 주기 동안 플라즈마는 선택적으로 공급될 수 있다. 또한, 완전히 분리된 원자층 증착 반응이 이루어지는 조건하에서는 반응 기체 중 일부는 동시에 공급될 수도 있다. 또한, 앞서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 원자층 증착 반응기들은 다양한 종류의 증착 공정에 적용될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 많은 변형이 이루어질 수 있음은 명백하다.
본 발명은 고품질의 박막을 형성함과 동시에, 반응 기체를 빠르게 전환할 수 있는 원자층 증착법에 적합한 반응기를 제공한다.

Claims (50)

  1. 원자층 증착 반응기에 있어서,
    반응 공간,
    복수의 기체 유입구,
    기체 유출구,
    상기 반응 공간 내에 배치되어 있는 기체 흐름 조절부, 그리고
    상기 반응 공간에 기판을 장착하는 기판 지지대를 포함하는 반응 챔버를 포함하고,
    상기 기체 흐름 조절부는 상기 복수의 기체 유입구와 상기 반응 공간 사이에 배치되고, 복수의 기체 유입 채널을 가지며,
    상기 복수의 기체 유입 채널은 각기 상기 복수의 기체 유입구 중 하나의 기체 유입구로부터 상기 반응 공간의 주변의 제1 부분으로 뻗어, 상기 하나의 기체 유입구로부터 상기 반응 공간의 주변의 제1 부분으로 갈수록 면적이 넓어지는 원자층 증착 반응기.
  2. 제1항에서,
    상기 복수의 기체 유입구는 상기 반응 챔버의 상부에 배치되어 있는 원자층 증착 반응기.
  3. 제1항에서,
    상기 복수의 기체 유입구는 상기 반응 공간의 중앙부 위에 배치되고,
    상기 복수의 유입 채널 각각은 상기 반응 공간 중앙부의 위에서부터 상기 반응 공간의 주변부의 제1 부분의 위로 방사상으로 원주 방향으로 확장되어 있는 원자층 증착 반응기.
  4. 제1항에서,
    상기 기체 흐름 조절부의 하부 표면과 상기 기판 지지대의 상부 표면은 서로 마주보며 상기 반응 공간을 정의하는 원자층 증착 반응기.
  5. 제1항에서,
    상기 기체 흐름 조절부는 서로 겹겹이 쌓여 있는 복수의 기체 흐름 조절판을 포함하고,
    상기 기체 흐름 조절판 각각은 상기 복수의 기체 유입 채널 각각의 하부 표면과 측벽을 정의하는 원자층 증착 반응기.
  6. 제5항에서,
    상기 기체 흐름 조절판 각각은 상기 기체 흐름 조절판의 중앙부로부터 상기 기체 흐름 조절판의 가장자리의 적어도 일부분으로 확장되어 있는 기체 유입홈을 포함하고, 상기 기체 유입홈은 상기 기체 흐름 조절판의 중앙부로부터 상기 기체 흐름 조절판의 가장자리로 갈수록 면적이 넓어지는 원자층 증착 반응기.
  7. 제6항에서,
    상기 복수의 기체 흐름 조절판은 제1 기체 흐름 조절판과, 상기 제1 기체 흐름 조절판 바로 위에 배치되어 있는 제2 기체 흐름 조절판을 포함하고,
    상기 제1 기체 흐름 조절판은 그 상부 표면에 상기 제1 기체 흐름 조절판의 중앙부로부터 상기 제1 기체 흐름 조절판의 가장자리의 적어도 일부분으로 확장되어 있는 기체 유입홈을 포함하고,
    상기 기체 유입홈과 상기 제2 기체 흐름 조절판의 하부 표면은 상기 복수의 기체 유입 채널 중 하나를 정의하도록 구성된 원자층 증착 반응기.
  8. 제5항에서,
    상기 복수의 기체 흐름 조절판 중 하나는 수직으로 관통하는 관통 구멍을 가지고,
    상기 복수의 기체 유입 채널 중 하나는 상기 관통 구멍을 통해 상기 복수의 기체 유입구 중 하나와 기체가 흐를 수 있도록 연결되어 있는 원자층 증착 반응기.
  9. 제5항에서,
    상기 기체 흐름 조절부는 접지되도록 구성되고, 상기 복수의 기체 흐름 조절판 중 두 개의 기체 흐름 조절판 사이에 배치된 금속판을 더 포함하는 원자층 증착 반응기.
  10. 제5항에서,
    상기 복수의 기체 흐름 조절판 중 적어도 하나는 상기 반응 공간으로부터 상기 기체 유출구로 연결된 기체 유출 채널의 하부면과 측벽을 정의하는 원자층 증착 반응기.
  11. 제10항에서,
    상기 기체 유출구의 단면적은 상기 복수의 기체 유입구 각각의 단면적의 합과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 원자층 증착 반응기.
  12. 제10항에서,
    상기 기체 유출 채널의 단면적은 상기 복수의 기체 유입 채널 각각의 단면적의 합과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 원자층 증착 반응기.
  13. 제10항에서,
    상기 복수의 기체 흐름 조절판은 최상부 기체 흐름 조절판을 포함하고,
    상기 최상부 기체 흐름 조절판은 상기 기체 유출 채널의 하부면과 측벽을 정의하고,
    상기 기체 유출 채널은 상기 반응 공간의 주변부의 제1 부분의 반대편에 위 치한 상기 반응 공간의 주변부의 제2 부분 위에서부터 상기 기체 유출구로 뻗어 있는 원자층 증착 반응기.
  14. 제13항에서,
    상기 기체 유출구는 상기 반응 공간의 중앙부 위에 배치되고,
    상기 기체 유출 채널은 상기 반응 공간의 주변부의 제2 부분 위에서부터 상기 반응 공간의 중앙부 위로 방사상으로 원주 방향으로부터 중심 방향으로 형성되어 있는 원자층 증착 반응기.
  15. 제14항에서,
    상기 기체 유출 채널은 상기 반응 공간의 주변부의 제2 부분 위에서부터 상기 반응 공간의 중앙부 위로 갈수록 좁아지는 원자층 증착 반응기.
  16. 제13항에서,
    상기 최상부 기체 흐름 조절판은 그 상부 표면에 기체 유입홈을 가지고,
    상기 기체 유입홈은 상기 기체 유출 채널의 하부면과 측벽을 정의하고,
    상기 기체 유입홈은 상기 반응 공간의 주변부의 제2 부분 위에서부터 상기 반응 공간의 중앙부 위로 갈수록 좁아지는 원자층 증착 반응기.
  17. 제13항에서,
    상기 기체 흐름 조절부는 상기 반응 공간의 주변부의 제2 부분에 직접 퍼지 기체를 공급하도록 구성된 퍼지 기체 채널을 더 포함하는 원자층 증착 반응기.
  18. 제1항에서,
    상기 복수의 기체 유입 채널의 적어도 일부는 수평으로 뻗어 있는 원자층 증착 반응기.
  19. 제1항에서,
    상기 복수의 기체 유입 채널들은 상기 반응 공간의 주변부의 동일한 부분으로 기체가 흐르도록 구성된 원자층 증착 반응기.
  20. 제1항에서,
    상기 기체 흐름 조절부는 그 하부 면에 배치되어 있으며, 상기 반응 공간에 플라즈마를 발생하도록 구성된 전극을 더 포함하는 원자층 증착 반응기.
  21. 제1항에서,
    상기 기체 유출구는 상기 반응 챔버의 상부에 배치되어 있는 원자층 증착 반응기.
  22. 제1항에서,
    상기 복수의 기체 유입구 각각은 비활성 기체 공급원과 연결되도록 구성된 원자층 증착 반응기.
  23. 원자층 증착 반응기에 있어서,
    복수의 기체 유입구와 하나의 기체 유출구를 포함하는 반응기 덮개,
    상기 반응기 덮개와 함께 반응 공간을 포함하는 반응 챔버를 정의하고, 기판 지지대를 포함하는 반응기 받침, 그리고
    상기 반응 챔버 내에 배치되어 있는 복수의 기체 흐름 조절판을 포함하고,
    상기 반응 공간은 기체 유입부와 상기 기체 유입부의 반대 방향에 위치하는 기체 유출부를 포함하고,
    상기 복수의 기체 흐름 조절판은 상기 반응 공간 위에 위치하고, 상기 복수의 기체 흐름 조절판들은 서로 겹겹이 쌓여있는 형태이고, 상기 복수의 기체 흐름 조절판 각각은 상기 복수의 기체 유입구 중 어느 하나로부터 공급된 하나의 반응 기체를 상기 반응 공간의 기체 유입부로 유도하도록 구성된 기체 유입 채널을 적어도 부분적으로 정의하는 원자층 증착 반응기.
  24. 제23항에서,
    상기 복수의 기체 흐름 조절판은 상기 반응 공간의 기체 유출부로부터 상기 기체 유출구로 연결되어 있는 기체 유출 채널의 하부면과 측벽을 정의하는 원자층 증착 반응기.
  25. 제24항에서,
    상기 기체 유출 채널의 단면적은 상기 복수의 기체 유입 채널 각각의 단면적의 합과 같거나 큰 원자층 증착 반응기.
  26. 제25항에서,
    상기 반응기 덮개는 상기 반응 챔버의 상부 부분을 정의하는 반응기 덮개 상판을 포함하고,
    상기 반응기 덮개 상판은 상기 기체 유입 채널 위에 놓여있는 기체 유입부와 상기 기체 유출 채널 위에 놓여 있는 기체 유출부를 포함하고,
    상기 반응기 덮개 상판은 상기 기체 유출부에서보다 상기 기체 유입부에서 더 두꺼운 원자층 증착 반응기.
  27. 제23항에서,
    상기 반응 공간은 상기 반응 기체가 상기 기판 지지대 위에서 상기 기체 유입부에서부터 상기 기체 유출부를 향하도록 수평 방향으로 흐르도록 구성된 원자층 증착 반응기.
  28. 제23항에서,
    상기 복수의 기체 흐름 조절판은 최하부 기체 흐름 조절판을 포함하고,
    상기 최하부 기체 흐름 조절판의 하부면과 상기 기판 지지대의 상부면은 상기 반응 공간을 정의하도록 구성된 원자층 증착 반응기.
  29. 제28항에서,
    상기 최하부 기체 흐름 조절판은 상기 최하부 기체 흐름 조절판의 하부면 위에 형성된 전극을 더 포함하는 원자층 증착 반응기.
  30. 제23항에서,
    상기 복수의 기체 흐름 조절판은 최상부 기체 흐름 조절판을 포함하고,
    상기 최상부 기체 흐름 조절판은 그 상부 면에 형성되어 있는 제1 기체 유입홈을 가지고,
    상기 제1 기체 유입홈과 상기 반응기 덮개의 하부 면의 제1 부분은, 상기 복수의 기체 유입구 중 하나로부터 유입된 하나의 반응 기체를 상기 반응 공간의 기체 유입부로 유도하도록 구성된 기체 유입 채널을 정의하는 원자층 증착 반응기.
  31. 제30항에서,
    상기 최상부 기체 흐름 조절판은 그 상부에 형성된 제2 기체 유입홈을 가지고,
    상기 제2 기체 유입홈과 상기 반응기 덮개의 하부 면의 제2 부분은, 반응 후 남아 있는 반응 기체 및/또는 반응 부산물을 상기 반응 공간의 기체 유출부로부터 상기 기체 유출구로 유도하도록 구성된 기체 유출 채널을 정의하는 원자층 증착 반응기.
  32. 제23항에서,
    상기 반응기 덮개와 상기 반응기 받침을 밀폐하도록 구성된 외벽을 더 포함하는 원자층 증착 반응기.
  33. 제23항에서,
    상기 반응기 덮개 위에 배치되어 있는 기체 집배부를 더 포함하고,
    상기 기체 집배부는 상기 복수의 기체 유입구와 상기 기체 유출구와 기체가 흐르도록 연결되어 있는 복수의 개구부를 포함하는 원자층 증착 반응기.
  34. 제23항에서,
    상기 반응기 받침은 상기 반응기 덮개로부터 분리가능한 원자층 증착 반응기.
  35. 제23항에서,
    상기 반응기 받침을 수직 방향으로 이동가능하도록 구동하는 반응기 받침 구동부를 더 포함하는 원자층 증착 반응기.
  36. 제23항에서,
    상기 반응기 덮개와 상기 반응기 받침 사이에 형성되어 있는 제1 비활성 기체 공급 통로를 더 포함하고,
    상기 제1 비활성 기체 공급 통로는 상기 반응 공간의 기체 유입부로 퍼지 기체를 공급하도록 구성된 원자층 증착 반응기.
  37. 제23항에서,
    상기 반응기 덮개와 상기 반응기 받침 사이에 형성되어 있는 제2 비활성 기체 공급 통로를 더 포함하고,
    상기 제2 비활성 기체 공급 통로는 상기 반응 공간의 기체 유출부로 퍼지 기체를 공급하도록 구성된 원자층 증착 반응기.
  38. 반응 공간에 장착된 기판 위에 반응물을 증착하는 원자층 증착 방법에 있어서, 상기 반응 공간은 기체 유입부와 기체 유출부를 포함하고, 상기 방법은 복수의 원자층 증착 사이클을 포함하고,
    상기 원자층 증착 사이클은
    상기 반응 공간에 제1 반응 기체를 공급하는 단계, 상기 제1 반응 기체 공급 단계는, 상기 제1 반응 기체를 제1 수직 위치에서 상기 반응 공간의 기체 유입부를 향해서 수평으로 바깥쪽으로 점점 넓어지는 제1 흐름 경로를 통해 흐르게 하는 단계와, 상기 제1 반응 기체를 상기 제1 수직 위치로부터 상기 기체 유입부에 수직으 로 상기 반응 공간을 향해 흐르게 하는 단계를 순차적으로 포함하고,
    상기 제1 반응 기체가 상기 기판의 표면과 반응하는 단계,
    상기 반응 공간으로부터 반응하고 남은 제1 반응 기체를 제거하는 단계,
    상기 반응 공간에 제2 반응 기체를 공급하는 단계, 상기 제2 기체 공급 단계는, 상기 제2 반응 기체를 제2 수직 위치에서 상기 반응 공간의 기체 유입부를 향해서 수평으로 점점 넓어지는 제2 흐름 경로를 통해 흐르게 하는 단계와, 상기 제2 반응 기체를 상기 제1 수직 위치로부터 상기 기체 유입부에 수직으로 상기 반응 공간을 향해 흐르게 하는 단계를 순차적으로 포함하고,
    상기 제2 반응 기체가 상기 기판의 표면과 반응하는 단계,
    상기 반응 공간으로부터 반응하고 남은 제2 반응 기체를 제거하는 단계를 포함하는 원자층 증착 방법.
  39. 제38항에서,
    상기 반응 공간에 제1 반응 기체를 공급하는 단계는 상기 제2 기체 흐름 경로로 비활성 기체를 공급하는 단계를 더 포함하는 원자층 증착 방법.
  40. 제38항에서,
    상기 반응 공간에 제2 반응 기체를 공급하는 단계는 상기 제1 기체 흐름 경로로 비활성 기체를 공급하는 단계를 더 포함하는 원자층 증착 방법.
  41. 제38항에서,
    상기 원자층 증착 사이클을 순차적으로 적어도 5회 반복하는 단계를 더 포함하는 원자층 증착 방법.
  42. 제38항에서,
    상기 원자층 증착 사이클 중 적어도 하나의 사이클에서, 제3 반응 기체를 공급하고, 반응시키고, 제거하는 단계를 더 포함하는 원자층 증착 방법.
  43. 제38항에서,
    상기 반응 기체를 반응시키는 단계는 상기 반응 공간에 플라즈마를 방생하는 단계를 포함하는 원자층 증착 방법.
  44. 제38항에서,
    상기 반응 공간은 상기 제1 및 제2 수직 위치보다 낮은 원자층 증착 방법.
  45. 제38항에서,
    상기 반응하고 남은 제1 반응 기체를 제거하는 단계는
    상기 제1 및 제2 기체 흐름 경로에 비활성 기체를 공급하는 단계,
    상기 반응하고 남은 제1 반응 기체를 상기 반응 공간의 기체 유출부로부터 상기 반응 공간으로부터 멀리 수직으로 흐르게 하는 단계,
    상기 반응하고 남은 제1 반응 기체를 수평으로 점점 좁아지는 상기 잔여 기체의 제3 기체 흐름 경로를 통해 흐르게 하는 단계, 그리고
    상기 제3 기체 흐름 경로로부터 상기 남은 제1 반응 기체를 배기하는 단계를 포함하는 원자층 증착 방법.
  46. 제38항에서,
    상기 반응하고 남은 제1 반응 기체를 제거하는 단계는
    상기 제1 및 제2 기체 흐름 경로에 비활성 기체를 공급하는 단계,
    상기 반응하고 남은 제1 반응 기체를 상기 반응 공간의 기체 유출부로부터 상기 반응 공간으로부터 멀리 수직으로 흐르게 하는 단계,
    상기 반응하고 남은 제1 반응 기체를 수평으로 점점 좁아지는 상기 잔여 기체의 제3 기체 흐름 경로를 통해 흐르게 하는 단계, 그리고
    상기 제3 기체 흐름 경로로부터 상기 남은 제1 반응 기체를 배기하는 단계를 순차적으로 포함하는 원자층 증착 방법.
  47. 제46항에서,
    상기 반응하고 남은 제2 반응 기체를 제거하는 단계는
    상기 반응하고 남은 제2 반응 기체를 상기 반응 공간의 기체 유출부로부터 상기 반응 공간으로부터 멀리 수직으로 흐르게 하는 단계,
    상기 반응하고 남은 제2 반응 기체를 수평으로 점점 좁아지는 상기 제3 기체 흐름 경로를 따라 흐르게 하는 단계, 그리고
    상기 제3 기체 흐름 경로로부터 상기 남은 제2 반응 기체를 배기하는 단계를 순차적으로 포함하는 원자층 증착 방법.
  48. 원자층 증착 반응기의 조립 방법에서,
    상판과 측벽을 포함하는 반응기 덮개를 공급하는 단계, 상기 상판은 복수의 기체 유입구를 포함하고, 상기 상판은 반응 챔버의 상부 면을 정의하고, 상기 측벽은 상기 반응 챔버의 측면을 정의하고, 상기 반응 챔버는 반응 공간을 포함하고,
    기체 흐름 조절부의 적어도 일부가 상기 반응 챔버의 상부 면과 접촉하도록 상기 반응 챔버 내에 상기 기체 흐름 조절부를 위치시키는 단계, 상기 기체 흐름 조절부는 복수의 기체 유입 채널을 포함하고, 상기 복수의 기체 유입 채널 각각은 상기 복수의 기체 유입구들 중 각기 하나로부터 상기 반응 공간의 주변부의 제1 부분으로 연결되어 있고, 그리고
    상기 기체 흐름 조절부의 하부면과 반응기 받침의 상부면이 상기 반응 공간을 정의하도록, 상기 반응기 덮개의 측벽과 접촉하여 밀폐된 상기 반응기 받침을 제공하는 단계를 포함하는 원자층 증착 반응기의 조립 방법.
  49. 제48항에서,
    상기 기체 흐름 조절부는 서로 겹겹이 쌓여 있는 적어도 두 개의 기체 흐름 조절판을 포함하고,
    상기 적어도 두 개의 기체 흐름 조절판은 각기 적어도 두 개의 기체 유입 채널을 적어도 부분적으로 정의하는 원자층 증착 반응기의 조립 방법.
  50. 제48항에서,
    상기 적어도 두 개의 기체 흐름 조절판의 최상부 판은 기체 유출 채널을 적어도 부분적으로 정의하도록 구성된 원자층 증착 반응기의 조립 방법.
KR1020077027238A 2005-05-09 2006-05-04 복수의 기체 유입구를 가지는 원자층 증착 장치의 반응기 KR101272321B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20050038606 2005-05-09
KR1020050038606 2005-05-09
PCT/KR2006/001703 WO2006121264A1 (en) 2005-05-09 2006-05-04 Multiple inlet tomic layer deposition reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080005970A true KR20080005970A (ko) 2008-01-15
KR101272321B1 KR101272321B1 (ko) 2013-06-07

Family

ID=37392957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077027238A KR101272321B1 (ko) 2005-05-09 2006-05-04 복수의 기체 유입구를 가지는 원자층 증착 장치의 반응기

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20060249077A1 (ko)
JP (1) JP2008540840A (ko)
KR (1) KR101272321B1 (ko)
CN (2) CN101696494B (ko)
TW (1) TW200710266A (ko)
WO (1) WO2006121264A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8778083B2 (en) 2009-07-22 2014-07-15 Asm Genitech Korea Ltd. Lateral-flow deposition apparatus and method of depositing film by using the apparatus
US9062375B2 (en) 2011-08-17 2015-06-23 Asm Genitech Korea Ltd. Lateral flow atomic layer deposition apparatus and atomic layer deposition method using the same
KR20160024637A (ko) * 2014-08-26 2016-03-07 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 증착 장치

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1866465A2 (en) 2005-01-18 2007-12-19 ASM America, Inc. Reaction system for growing a thin film
US7537804B2 (en) * 2006-04-28 2009-05-26 Micron Technology, Inc. ALD methods in which two or more different precursors are utilized with one or more reactants to form materials over substrates
US7976898B2 (en) * 2006-09-20 2011-07-12 Asm Genitech Korea Ltd. Atomic layer deposition apparatus
KR101355638B1 (ko) * 2006-11-09 2014-01-29 한국에이에스엠지니텍 주식회사 원자층 증착 장치
US20080241384A1 (en) * 2007-04-02 2008-10-02 Asm Genitech Korea Ltd. Lateral flow deposition apparatus and method of depositing film by using the apparatus
US20090041952A1 (en) * 2007-08-10 2009-02-12 Asm Genitech Korea Ltd. Method of depositing silicon oxide films
US8282735B2 (en) * 2007-11-27 2012-10-09 Asm Genitech Korea Ltd. Atomic layer deposition apparatus
FI123322B (fi) * 2007-12-17 2013-02-28 Beneq Oy Menetelmä ja laitteisto plasman muodostamiseksi
US20100212591A1 (en) * 2008-05-30 2010-08-26 Alta Devices, Inc. Reactor lid assembly for vapor deposition
US8852696B2 (en) * 2008-05-30 2014-10-07 Alta Devices, Inc. Method for vapor deposition
US8602707B2 (en) * 2008-05-30 2013-12-10 Alta Devices, Inc. Methods and apparatus for a chemical vapor deposition reactor
US20100206229A1 (en) * 2008-05-30 2010-08-19 Alta Devices, Inc. Vapor deposition reactor system
US20100209082A1 (en) * 2008-05-30 2010-08-19 Alta Devices, Inc. Heating lamp system
US9169554B2 (en) * 2008-05-30 2015-10-27 Alta Devices, Inc. Wafer carrier track
US8859042B2 (en) * 2008-05-30 2014-10-14 Alta Devices, Inc. Methods for heating with lamps
FI122941B (fi) * 2008-06-12 2012-09-14 Beneq Oy Sovitelma ALD-reaktorin yhteydessä
US8808456B2 (en) * 2008-08-29 2014-08-19 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus and substrate process apparatus
EP2359392A2 (en) * 2008-10-10 2011-08-24 Alta Devices, Inc. Concentric showerhead for vapor deposition
CN102422393A (zh) * 2009-03-16 2012-04-18 奥塔装置公司 用于气相沉积的淋喷头
US9127364B2 (en) 2009-10-28 2015-09-08 Alta Devices, Inc. Reactor clean
JP2011144412A (ja) * 2010-01-13 2011-07-28 Honda Motor Co Ltd プラズマ成膜装置
JP5369304B2 (ja) * 2010-09-30 2013-12-18 ソイテック 原子層堆積によって半導体材料を形成するためのシステム及び方法
KR20120035559A (ko) * 2010-10-06 2012-04-16 주식회사 유진테크 반원 형상의 안테나를 구비하는 기판 처리 장치
KR101165326B1 (ko) * 2010-10-06 2012-07-18 주식회사 유진테크 대칭형 유입구 및 유출구를 통해 반응가스를 공급하는 기판 처리 장치
EP2694700B1 (en) * 2011-04-07 2016-11-16 Picosun Oy Atomic layer deposition with plasma source
KR101685629B1 (ko) * 2011-04-29 2016-12-12 한국에이에스엠지니텍 주식회사 수평 흐름 원자층 증착 장치
KR101288129B1 (ko) * 2011-07-13 2013-07-19 삼성디스플레이 주식회사 기상 증착 장치, 기상 증착 방법 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법
KR101288130B1 (ko) * 2011-07-13 2013-07-19 삼성디스플레이 주식회사 기상 증착 장치, 기상 증착 방법 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법
US8900364B2 (en) * 2011-11-29 2014-12-02 Intermolecular, Inc. High productivity vapor processing system
US20150004798A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Lam Research Corporation Chemical deposition chamber having gas seal
US10781516B2 (en) * 2013-06-28 2020-09-22 Lam Research Corporation Chemical deposition chamber having gas seal
JP6334880B2 (ja) * 2013-10-03 2018-05-30 Ｊｓｗアフティ株式会社 原子層堆積装置および原子層堆積方法
US10932323B2 (en) 2015-08-03 2021-02-23 Alta Devices, Inc. Reflector and susceptor assembly for chemical vapor deposition reactor
US10358721B2 (en) * 2015-10-22 2019-07-23 Asm Ip Holding B.V. Semiconductor manufacturing system including deposition apparatus
US11332824B2 (en) * 2016-09-13 2022-05-17 Lam Research Corporation Systems and methods for reducing effluent build-up in a pumping exhaust system
KR101777689B1 (ko) * 2016-09-21 2017-09-12 에이피시스템 주식회사 복합막 증착장치 및 증착방법
TWI649446B (zh) * 2017-03-15 2019-02-01 漢民科技股份有限公司 應用於半導體設備之可拆卸式噴氣裝置
US10590535B2 (en) * 2017-07-26 2020-03-17 Asm Ip Holdings B.V. Chemical treatment, deposition and/or infiltration apparatus and method for using the same
SG11201913857YA (en) * 2017-08-30 2020-01-30 Kokusai Electric Corp Protective plate, substrate processing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device
US10872803B2 (en) 2017-11-03 2020-12-22 Asm Ip Holding B.V. Apparatus and methods for isolating a reaction chamber from a loading chamber resulting in reduced contamination
US10872804B2 (en) 2017-11-03 2020-12-22 Asm Ip Holding B.V. Apparatus and methods for isolating a reaction chamber from a loading chamber resulting in reduced contamination
FI129501B (en) * 2019-04-25 2022-03-31 Beneq Oy Gas distribution unit in connection with the ALD reactor
JP7491954B2 (ja) * 2019-06-06 2024-05-28 ピコサン オーワイ 基板処理方法及び基板処理装置
CN112095088B (zh) * 2020-07-29 2023-05-16 苏州迈正科技有限公司 一种快速切换镀膜工艺气体的方法及设备
RU204415U1 (ru) * 2020-12-17 2021-05-24 Дмитрий Сергеевич Кузьмичев Устройство для атомно-слоевого осаждения
JP7308330B2 (ja) * 2021-05-10 2023-07-13 ピコサン オーワイ 基板処理装置及び方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3696779A (en) * 1969-12-29 1972-10-10 Kokusai Electric Co Ltd Vapor growth device
US4421786A (en) * 1981-01-23 1983-12-20 Western Electric Co. Chemical vapor deposition reactor for silicon epitaxial processes
US4590042A (en) * 1984-12-24 1986-05-20 Tegal Corporation Plasma reactor having slotted manifold
JP3131005B2 (ja) * 1992-03-06 2001-01-31 パイオニア株式会社 化合物半導体気相成長装置
FI97731C (fi) * 1994-11-28 1997-02-10 Mikrokemia Oy Menetelmä ja laite ohutkalvojen valmistamiseksi
FI100409B (fi) * 1994-11-28 1997-11-28 Asm Int Menetelmä ja laitteisto ohutkalvojen valmistamiseksi
JP3360098B2 (ja) * 1995-04-20 2002-12-24 東京エレクトロン株式会社 処理装置のシャワーヘッド構造
EP1220305B1 (en) * 1996-03-22 2005-03-09 Nippon Sanso Corporation CVD process
JP3360265B2 (ja) * 1996-04-26 2002-12-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US6086677A (en) * 1998-06-16 2000-07-11 Applied Materials, Inc. Dual gas faceplate for a showerhead in a semiconductor wafer processing system
KR100273473B1 (ko) * 1999-04-06 2000-11-15 이경수 박막 형성 방법
KR100624030B1 (ko) * 1999-06-19 2006-09-19 에이에스엠지니텍코리아 주식회사 화학 증착 반응기 및 이를 이용한 박막 형성 방법
WO2000079576A1 (en) * 1999-06-19 2000-12-28 Genitech, Inc. Chemical deposition reactor and method of forming a thin film using the same
US6123775A (en) * 1999-06-30 2000-09-26 Lam Research Corporation Reaction chamber component having improved temperature uniformity
US6245192B1 (en) * 1999-06-30 2001-06-12 Lam Research Corporation Gas distribution apparatus for semiconductor processing
US6206972B1 (en) * 1999-07-08 2001-03-27 Genus, Inc. Method and apparatus for providing uniform gas delivery to substrates in CVD and PECVD processes
TW496907B (en) * 2000-04-14 2002-08-01 Asm Microchemistry Oy Method and apparatus of growing a thin film onto a substrate
US7141278B2 (en) * 2000-06-08 2006-11-28 Asm Genitech Korea Ltd. Thin film forming method
JP3578398B2 (ja) * 2000-06-22 2004-10-20 古河スカイ株式会社 成膜用ガス分散プレート及びその製造方法
EP1361604B1 (en) * 2001-01-22 2009-03-18 Tokyo Electron Limited Device and method for treatment
US6852167B2 (en) * 2001-03-01 2005-02-08 Micron Technology, Inc. Methods, systems, and apparatus for uniform chemical-vapor depositions
US6939579B2 (en) * 2001-03-07 2005-09-06 Asm International N.V. ALD reactor and method with controlled wall temperature
US7378127B2 (en) * 2001-03-13 2008-05-27 Micron Technology, Inc. Chemical vapor deposition methods
US6391803B1 (en) * 2001-06-20 2002-05-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming silicon containing thin films by atomic layer deposition utilizing trisdimethylaminosilane
CN1292431C (zh) * 2001-07-02 2006-12-27 皇家菲利浦电子有限公司 获得校正信号的波形均衡器和信息再现装置
US6820570B2 (en) * 2001-08-15 2004-11-23 Nobel Biocare Services Ag Atomic layer deposition reactor
EP1444379B1 (en) * 2001-10-15 2005-05-04 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition apparatus and process
KR100760291B1 (ko) * 2001-11-08 2007-09-19 에이에스엠지니텍코리아 주식회사 박막 형성 방법
KR20040007963A (ko) * 2002-07-15 2004-01-28 삼성전자주식회사 단원자층 증착 반응장치
US20040142558A1 (en) * 2002-12-05 2004-07-22 Granneman Ernst H. A. Apparatus and method for atomic layer deposition on substrates
US7601223B2 (en) * 2003-04-29 2009-10-13 Asm International N.V. Showerhead assembly and ALD methods
US20050103264A1 (en) * 2003-11-13 2005-05-19 Frank Jansen Atomic layer deposition process and apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8778083B2 (en) 2009-07-22 2014-07-15 Asm Genitech Korea Ltd. Lateral-flow deposition apparatus and method of depositing film by using the apparatus
US9062375B2 (en) 2011-08-17 2015-06-23 Asm Genitech Korea Ltd. Lateral flow atomic layer deposition apparatus and atomic layer deposition method using the same
KR20160024637A (ko) * 2014-08-26 2016-03-07 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 증착 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006121264A1 (en) 2006-11-16
US20060249077A1 (en) 2006-11-09
KR101272321B1 (ko) 2013-06-07
CN101696494A (zh) 2010-04-21
JP2008540840A (ja) 2008-11-20
TW200710266A (en) 2007-03-16
CN101171365B (zh) 2010-05-19
CN101171365A (zh) 2008-04-30
CN101696494B (zh) 2011-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101272321B1 (ko) 복수의 기체 유입구를 가지는 원자층 증착 장치의 반응기
JP7320563B2 (ja) 高温基板台座モジュール及びその構成要素
US8123860B2 (en) Apparatus for cyclical depositing of thin films
EP1125321B1 (en) Chemical deposition reactor and method of forming a thin film using the same
KR100446485B1 (ko) 원자 층 증착 공정을 위한 공정 스테이션
JP3217798B2 (ja) 化学蒸着プロセスのための多目的プロセス室
KR101379016B1 (ko) 원자층 증착 장치 및 이를 이용한 원자층 증착 방법
US7011039B1 (en) Multi-purpose processing chamber with removable chamber liner
TWI589724B (zh) 熱絲化學氣相沉積腔室之噴頭設計
US20060011298A1 (en) Showerhead with branched gas receiving channel and apparatus including the same for use in manufacturing semiconductor substrates
US20140290578A1 (en) Film deposition apparatus
US20040003777A1 (en) Apparatus and method for depositing materials onto microelectronic workpieces
US10711347B2 (en) Micro-volume deposition chamber
US20040142558A1 (en) Apparatus and method for atomic layer deposition on substrates
US11626313B2 (en) Apparatus and methods for isolating a reaction chamber from a loading chamber resulting in reduced contamination
US6818249B2 (en) Reactors, systems with reaction chambers, and methods for depositing materials onto micro-device workpieces
CN110914954B (zh) 斜面蚀刻轮廓控制
CN110050333B (zh) 时间性原子层沉积处理腔室
KR102003585B1 (ko) 기판 보유 지지구 및 기판 처리 장치
CN112242324A (zh) 用于半导体处理系统的喷淋头装置
CN114981475A (zh) 用于原子层沉积前驱物输送的喷头
WO2015195256A1 (en) One-piece injector assembly
TW202230471A (zh) 熱均勻的沉積站
US6194030B1 (en) Chemical vapor deposition velocity control apparatus
CN113140481A (zh) 处理基板的装置以及处理基板的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160427

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170504

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180427

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190429

Year of fee payment: 7