KR20090002710A - 박막증착장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경제적이며 소스가스에 의해 히터가 부식되는 것이 방지되도록 구조가 개선된 박막증착장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 박막증착장치는 내부에 반응공간이 형성된 반응챔버와, 반응챔버 상부에 설치되며, 반응공간으로 금속할로겐 가스를 포함하는 소스가스를 분사하는 샤워헤드와, 반응공간에 승강 가능하도록 설치되며, 샤워헤드와 대향되며 웨이퍼가 안착되는 세라믹 소재의 서셉터와, 서셉터에 결합되며 웨이퍼를 가열하도록 내부에 전원인가시 발열하는 가열소자가 배치된 히터를 구비하는 스테이지 히터와, 반응공간에 잔존하는 미반응 가스 및 부산물을 반응챔버의 외부로 배출하는 펌핑수단을 포함한다.
배플부재, 웨이퍼, 히터, 박막

Description

박막증착장치{Thin film deposition apparatus}
본 발명은 박막증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속할로겐 가스를 소스가스로 포함하는 박막증착공정에서 사용되는 박막증착장치에 관한 것이다.
웨이퍼에 박막을 증착하기 위한 장치는 물리적 기상증착장치, 화학적 기상증착장치 및 원자층 증착장치 등 여러 가지가 있으며, 도 1에는 화학적 기상증착장치의 일례, 특히 TiCl4 등의 금속할로겐 가스를 소스가스로 하는 화학적 기상증착장치의 일례가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 박막증착장치는 반응공간(1a)이 그 내부에 형성된 반응챔버(1)와, 반응공간(1a)에 승강 가능하게 설치되는 스테이지 히터(2)와, 웨이퍼에 박막이 증착되도록 웨이퍼를 향해 소스가스를 분사하는 샤워헤드(3)와, 웨이퍼에 박막이 증착된 후 반응공간(1a)에 잔류하는 미반응 소스가스를 반응챔버(1)의 외부로 배출하기 위한 배기덕트(4)를 구비한다.
스테이지 히터(2)는 웨이퍼를 지지 및 가열하기 위한 것으로서, 특히 TiCl4 등을 소스가스로 하는 박막증착장치(9)에서는 웨이퍼 상에 박막이 증착되기 위하여 요구되는 온도인 750도 이상의 고온으로 웨이퍼를 가열하기 위하여 세라믹 소재로 이루어진 스테이지 히터(2)가 사용된다. 이러한 스테이지 히터(2)는 세라믹기판(2a)의 내부에 발열체(2b)가 매설된 형태로, 세라믹기판(2a)과 발열체(2b)가 일체로 구성되어 있다. 발열체(2b)는 금속입자 또는 도전성 세라믹 소재 외에 수지, 용제, 중첨제 등이 첨가되어 이루어진다. 발열체(2b)에 의하여 발생된 열은 세라믹기판(2b)을 통하여 웨이퍼로 전달된다.
하지만 상술한 바와 같이 구성된 박막증착장치(9)에 있어서, 스테이지 히터(2)에 구비된 발열체(2b)는 고가의 도전성 세라믹 등을 포함하여 이루어지므로 비경제적이라는 문제점이 있었다. 특히, 최근 들어 TiCl4 등 금속할로겐 화합물을 소스가스로 하는 박막증착공정이 550도 정도의 저온에서도 수행될 수 있게 됨에 따라 고가의 세라믹 소재로 이루어진 종래의 스테이지 히터(2)를 대체할 수 있는 경제적인 형태의 스테이지 히터 개발이 더욱더 요구되는 실정이다.
또한, 금속할로겐 화합물을 소스가스로 사용하는 경우, 금속할로겐 화합물의 화학적 반응성이 우수하므로 박막증착장치 내부에 설치된 장치, 특히 고온으로 가열되어 화학적 반응이 활발히 일어나게 되는 스테이지 히터가 금속할로겐 화합물과 반응하여 부식되거나 반응챔버의 세정 시 세정가스에 의해 부식되는 등의 문제가 있는데, 종래에는 스테이지 히터(2)가 화학적 반응성이 낮은 세라믹 소재로 이루어져 있어서 이러한 문제가 완화되었지만 스테이지 히터의 소재를 고가의 세라믹 소재에서 다른 소재로 대체하는 경우 부식성의 문제도 해결할 수 있도록 스테이지 히 터를 구성하여야 하는 문제점도 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 박막증착장치(9)를 사용하여 박막을 증착하는 과정에서는, 샤워헤드(3)에서 분사된 소스가스가 웨이퍼에만 증착되는 것이 아니라 스테이지 히터(2)의 세라믹기판(2a)에도 증착된다. 그리고 이 상태에서 세라믹기판(2a)이 발열체(2b)에 의해 가열되면, 소스가스가 증착된 정도에 따라 세라믹기판(2a)은 서로 상이하게 열팽창 하게 되고, 이에 따라 발생하는 열충격에 의해 세라믹기판(2a)이 파손되게 된다. 따라서, 세라믹기판(2b)을 주기적으로 교체하여야 하는데, 종래의 박막증착장치(9)의 경우에는 세라믹기판(2a)과 발열체(2b)가 일체로 구성되어 있으므로, 세라믹기판(2a)의 교체시 발열체(2b)를 함께 교체하여야 하며, 그 결과 박막증착장치(9)의 유지 보수 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 경제적이며 소스가스에 의해 스테이지 히터가 부식되지 않도록 구조가 개선된 박막증착장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 박막증착장치는 내부에 반응공간이 형성된 반응챔버와, 상기 반응공간에 배치되며, 웨이퍼를 지지 및 가열하기 위한 것으로서 금속소재로 이루어지며 내부에 가열소자가 배치되어 있는 히터와, 상기 히터를 감싸며 결합되는 세라믹 소재의 서셉터를 구비하는 스테이지 히터와, 상기 반응챔버 상부에 배치되며, 금속할로겐 가스를 포함하는 소스가스를 상기 스테이지 히터 상에 분사하는 샤워헤드 및 상기 반응공간에 잔존하는 미반응 가스 및 부산물을 상기 반응챔버의 외부로 배출하는 펌핑수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 서셉터는, 상기 히터의 상면을 감싸는 제1커버부와, 상기 히터의 측면을 둘러싸도록 상기 제1커버부의 가장자리로부터 하방으로 연장형성되어 상기 히터의 측면을 감싸는 제2커버부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 서셉터는 상기 히터에 탈부착 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 소스가스는 TiCl4를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 반응공간은, 상기 샤워헤드와 상기 서셉터 사이에 형성되는 박막증착공간부와, 상기 서셉터와 상기 반응챔버의 바닥면 사이에 형성되는 비박막증착공간부를 포함하며, 상기 펌핑수단은, 상기 스테이지 히터의 외주면과 상기 반응챔버의 내측면 사이에 상기 박막증착공간부 내의 가스를 배기시키기 위한 배기경로를 형성하는 배플부재를 더 포함하며, 상기 박막증착공간부에 잔존하는 상기 미반응 가스 및 부산물은 상기 배기경로를 따라 상기 반응챔버의 외부로 배출되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 비박막증착공간부의 압력이 상기 박막증착공간부의 압력보다 높은 상태로 유지되도록 상기 비박막증착공간으로 비반응가스를 공급하는 가스공급수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 금속재질로 이루어진 히터가 사용되므로 경제적이며, 세라믹 소재의 서셉터가 구비되어 있어 금속재질의 히터가 부식되는 것을 방지함과 동시에 서셉터의 파손시 서셉터만을 교체할 수 있으므로 박막증착장치의 유지비용을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한 다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치의 개략적인 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 배플부재의 개략적인 분리 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 박막증착장치(1000)는 반응챔버(10)와, 스테이지 히터(20)과, 샤워헤드(30)와, 펌핑수단과, 가스공급수단을 구비한다.
반응챔버(10)는 리액터(11)와 플레이트(12)를 구비한다. 플레이트(12)는 리액터(11)의 상부에 회전가능하게 결합되며, 그 결합시에 리액터(11)와의 사이에 반응공간(13)을 형성한다. 이 반응공간(13)은 후술할 스테이지 히터(20)를 중심으로 상측과 하측의 공간으로 구획되는데, 상측의 공간은 박막증착공간부(14)를 형성하며, 하측의 공간은 비박막증착공간부(15)를 형성한다. 좀 더 상세히 설명하면, 박막증착공간부(14)는 후술하는 샤워헤드(30)와 서셉터(22) 사이에 형성되어 박막증착공정이 이루어지는 부분이며, 비박막증착공간부(15)는 서셉터(22)와 리액터(11)의 바닥면 사이에 형성되며 박막증착공정이 이루어지지 않은 부분이다. 리액터(11)의 하단에는 배기공(111) 및 주입공(112)이 형성되며, 리액터(11)의 측면에는 웨이퍼출입구(113)가 형성되어 있다.
스테이지 히터(20)는 히터(21)와 서셉터(22)로 이루어진다. 히터(21)는 웨이퍼(W)를 지지 및 가열하기 위한 것으로서, 가열소자(211)와 확산부재(212)로 이루어진다. 확산부재(212)는 판 형상으로 열전도율이 좋은 금속소재로 이루어지며, 본 실시예에서는 알루미늄(Al)으로 이루어진다. 이 확산부재(212)는 승강축(24)의 상단에 결합되며, 모터 등 구동원(미도시)에 의해 도 2에 화살표로 도시된 바와 같 이 승강축(24)이 승강되면 반응챔버(10)의 반응공간(13)에서 승강 가능하다. 가열소자(211)는 확산부재(212)의 내부에 복수 개 매립되어 있으며, 니크롬선 등의 금속소재로 이루어진다.
서셉터(22)는 히터(21)를 감싸며 결합되는 것으로서, 그 상면에 웨이퍼(W)가 안착된다. 즉, 서셉터(22)는 제1커버부(221)와 제2커버부(222)를 포함하며, 제1커버부(221)는 확산부재(212)의 상면 위에 배치되어 확산부재(212)의 상면을 감싸며, 제2커버부(222)는 제1커버부(221)의 가장자리로부터 하방으로 연장되어 형성되어 확산부재(212)의 측면을 둘러싼다. 위와 같은 구성으로 이루어진 서셉터(22)는 히터(21)에 탈부착 가능하게 결합된다. 즉, 본 실시예에서 서셉터(22)의 제2커버부(222)에는 관통공이 형성되고 히터(21)의 측면에는 나사공이 형성되어, 나사(23)가 제2커버부(222)의 관통공을 통해 히터(21)의 나사공에 체결됨으로써, 서셉터(22)와 히터(21)가 상호 결합된다. 다만, 이 나사(23)는 위 나사공으로부터 분리가능하므로 서셉터(22)는 히터(21)에 탈부착 가능하게 된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 서셉터(22)는 확산부재(212)에 밀착되어 있으므로 가열소자(211)에서 발생된 열이 확산부재(212)를 통하여 서셉터(22)까지 전달된다. 그리고 서셉터(22)는 세라믹소재로 이루어지며, 특히 본 실시예에서는 SiN4 또는 AlN을 포함하여 이루어진다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 박막증착장치(1000)에는 금속소재로 이루어진 히터(21)가 사용되므로, 종래에 고가의 세라믹 소재로 이루어진 히터를 사용 한 것에 비하여 경제적이다. 그리고 이와 같이 금속소재의 히터(21)를 사용가능하게 된 이유는, 종래에는 TiCl4등의 금속할로겐 화합물을 소스가스로 하는 증착공정이 고온(약 750도 이상)에서만 가능하였던 것에 반하여 최근에는 저온(약 550도)에서도 가능해졌기 때문이다.
그리고, 세라믹 소재로 이루어진 서셉터(22)가 금속소재로 이루어진 히터(21)를 감싸고 있으므로, 금속화합물에 의해 히터(21)가 부식되는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 박막증착장치(1000)에 공급되는 소스가스에 포함된 TiCl4와 같은 금속할로겐 가스는 매우 반응성이 좋으므로 금속소재의 히터가 금속할로겐 가스에 노출되는 경우, 금속할로겐 가스와 히터(21) 사이에 화학적 반응이 일어나 히터(21)가 부식될 수 있는데, 박막증착장치(1000)에서는 서셉터(22)가 히터(21)를 감싸고 있어서 히터(21)가 금속할로겐 가스에 노출되어 부식되는 것이 방지된다. 게다가, 서셉터(22)가 반응성이 낮은 세라믹 소재로 이루어져 있어서, 서셉터(22) 역시 금속할로겐 화합물과 반응하여 부식되는 것도 방지된다.
또한 서셉터(22)와 히터(21)가 탈착 가능하게 결합되므로 앞서 종래기술에서 살펴본 바와 같이, 서셉터(22)가 파손되는 경우 서셉터(22)만 교체할 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 박막증착공정 중 샤워헤드(30)에서 분사되는 소스가스는 웨이퍼(W) 뿐만 아니라 서셉터(22)에도 증착된다. 그리고 이렇게 박막이 증착된 상태에서 서셉터(22)가 히터(21)에 의해 가열되면 서셉터(22) 내부에서 서로 상이한 열팽창이 발생하게 되고, 이에 따른 열충격에 의하여 서셉터(22)가 파손된다. 따라 서 서셉터(22)를 주기적으로 교체하여야 한다. 종래의 경우에는 서셉터와 히터가 일체로 구성되어 있어서 서셉터의 파손시 서셉터(22)와 히터(21)를 동시에 교체하여야 하였으나, 본 실시예에 따른 박막증착장치(1000)에서는 서셉터(22)와 히터(21)가 서로 분리될 수 있으므로 서셉터(22)의 파손시 서셉터(22)만을 교체할 수 있다. 따라서 박막증착장치(1000)의 유지 및 보수비용이 경감된다.
샤워헤드(30)는 서셉터(22)와 마주보도록 반응챔버(10)의 상부, 즉 플레이트(12)의 하면에 결합된다. 샤워헤드(30)는 외부의 소스가스 공급부(미도시)로부터 소스가스를 공급받는다. 샤워헤드(30)는 공급받은 소스가스를 웨이퍼(W)를 향해 분사하여, 서셉터(22)에 안착된 웨이퍼(W)에 박막을 증착시킨다. 그리고 이때 분사되는 소스가스는 금속할로겐 화합물을 포함하여 이루어지며, 특히 본 실시예에서는 TiCl4를 포함하여 이루어진다.
펌핑수단은 웨이퍼(W)에 박막이 형성된 후 반응공간(13)에 잔존하는 미반응 가스 및 부산물을 반응챔버(10)의 외부로 배출하기 위한 것이다. 특히 본 실시예에서의 펌핑수단은 배플부재(40)와, 배기관(51)과, 펌프(52)를 포함한다.
배플부재(40)는 스테이지 히터(20)를 둘러싸며 반응챔버(10)에 설치되며, 원통배플(41)과, 원추배플(42)과, 하부펌핑배플(43)과, 상부펌핑배플(44)로 이루어진다.
원통배플(41)은 중공의 실린더 형상으로 형성되며, 리액터(11)의 바닥면에 설치된다. 원추배플(42)은 원통배플(41)의 상부에 결합된다. 원추배플(42)은 깔 대기 형상으로 형성된다. 따라서 원추배플(42)은 상부 직경이 하부 직경보다 크다. 하부펌핑배플(43)은 원추배플(42)의 상부에 대응되게 환형으로 형성된다. 하부펌핑배플(43)은 리액터(11)의 내주면(16)과 원추배플(42)의 외주면 사이에 끼워져 결합되어, 하부펌핑배플(43)의 외주면은 리액터(11)의 내주면(16)에 접촉된다. 그리고 하부펌핑배플(43)에는 상부에서 하부로 관통된 다수개의 배기홀(431)이 형성된다. 상부펌핑배플(44)도 하부펌핑배플(43)에 대응하는 환형으로 형성되어, 하부펌핑배플(43)의 상부에 결합된다. 상부펌핑배플(44)은 서셉터(22)를 둘러싸며 설치된다. 상부펌핑배플(44)의 내주면과 서셉터(22) 사이에는 간극이 형성된다. 상부펌핑배플(44)에는 웨이퍼출입구(113)와 연통되는 웨이퍼출입홈(442)이 형성되어 있으며, 이 웨이퍼출입홈(442)을 통하여 웨이퍼(W)가 반응챔버(10)의 박막증착공간(14)으로 출입하게 된다. 그리고 상부펌핑배플(44)에는 상부펌핑배플(44)의 상부에서 하부로 관통된 다수개의 상부펌핑홀(441)이 관통 형성되어 있으며, 이 상부펌핑홀(441)은 하부펌핑배플(43)의 배기홀(431)과 연통된다.
상기한 바와 같은 구성의 배플부재(40)가 설치되면, 스테이지 히터(20)의 하측 공간인 비박막증착공간부(15)는 배플부재(40)를 중심으로 그 내측과 외측으로 나누어져 제1공간부(151)와 제2공간부(152)를 형성한다. 즉, 제1공간부(151)는 배플부재(40)와 리액터(11)의 내주면 사이에 고리형으로 형성되며, 제2공간부는 승강축(24)이 배치되어 있는 배플부재(40)의 내측에 형성된다.
배기관(51)은 리액터(11)의 배기공(111)에 결합되며 제1공간부(151)와 연통되어 있다. 그리고 펌프(52)는 배기관(51)과 연결되어 있다. 펌프(52)가 가동되 면 박막증착공간부(14)에 잔존하는 미반응 가스 및 부산물이 배기경로, 즉 상부펌핑홀(441)과, 배기홀(431)과, 제1공간부(151)를 통하여 화살표(A) 방향으로 유동하게 되고 이후 배기관(51)과 펌프(52)을 통하여 반응챔버(10)의 외부로 배출되게 된다.
가스공급수단은 비박막증착공간부(15)의 압력을 박막증착공간부(14)의 압력보다 높은 상태로 유지하기 위한 것이다. 특히 본 실시예에서 가스공급수단으로는 가스공급관(61)과 가스공급원(62)이 채용된다.
가스공급관(61)은 일측이 리액터(11)의 주입공(112)에 연결되며, 타측이 가스공급원(62)에 연결된다. 가스공급원(62)에서 반응챔버(10)로 공급되는 비반응가스는 소스가스, 리액터(11) 및 히터(21) 등과 화학적인 반응을 일으키지 않는 물질로 Ne, Ar 등의 불활성 기체로 이루어진다. 이에 따라 본 발명에 따른 박막증착장치(1000)는 가스공급관(61)을 통하여 불활성 기체를 제2공간부(152)로 주입하여 제2공간부(152)의 압력을 박막증착공간부(14)의 압력보다 높은 상태로 유지시킨다. 이와 같이 제2공간부(152)의 압력이 박막증착공간부(14)의 압력보다 높으므로 박막증착공간부(14)에 채워진 소스가스가 서셉터(22)와 상부펑핌배플(44) 사이의 간극을 통하여 제2공간부(152)로 유입되는 것이 방지된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 박막증착장치(1000)는 금속소재의 히터(21)를 사용함으로써 경제적이며, 세라믹 소재로 이루어진 서셉터(22)가 금속소재로 이루어진 히터(21)의 외면을 감싸고 있으므로 히터(21)가 소스가스, 특히 TiCl와 같은 금속할로겐 가스에 의해 부식되는 것이 방지된다.
또한 서셉터(22)와 히터(21)가 탈착 가능하도록 구성되어 있다. 따라서 서셉터(22)가 상이한 열팽창에 따른 열충격에 의해 파손되는 경우, 서셉터(22)만 교체하면 되므로 종래에 비해 박막증착장치(1000)를 수리하는데 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
또한, 배기경로가 격리되어 있어 예컨대 승강축(24) 등에 가스가 증착되어 부산물이 발생되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 배기경로를 독립적으로 형성함으로써 펌프(52)로 펌핑해야하는 공간이 제1공간부(151) 및 박막증착공간부(14)로 축소되므로 펌프(52)의 펌핑 효율이 향상된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
예를 들어, 본 실시예에서는 서셉터와 히터가 볼트에 의해 결합되도록 구성되어 있으나, 서셉터를 히터 위에 씌워서 서셉터의 자중에 의해 서셉터와 히터가 결합되도록 구성할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 서셉터가 히터의 상면 및 측면을 감싸도록 구성되어 있으나, 서셉터가 히터 전체를 감싸도록 구성할 수도 있다.
도 1은 종래의 박막증착장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 배플부재의 개략적인 분리사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10...반응챔버 11...리액터
12...플레이트 13...반응공간
14...박막증착공간 15...비박막증착공간
20...스테이지 히터 21...히터
22...서셉터 30...샤워헤드
40...배플부재 41...원통배플
42...원추배플 43...하부펌핑배플
44...상부펌핑배플 51...배기관
52...펌프 61...가스공급관
62...가스공급원 1000...박막증착장치
W...웨이퍼

Claims (8)

  1. 내부에 반응공간이 형성된 반응챔버;
    상기 반응공간에 배치되며, 웨이퍼를 지지 및 가열하기 위한 것으로서 금속소재로 이루어지며 내부에 가열소자가 배치되어 있는 히터와, 상기 히터를 감싸며 결합되는 세라믹 소재의 서셉터를 구비하는 스테이지 히터;
    상기 반응챔버 상부에 배치되며, 금속할로겐 가스를 포함하는 소스가스를 상기 스테이지 히터 상에 분사하는 샤워헤드; 및
    상기 반응공간에 잔존하는 미반응 가스 및 부산물을 상기 반응챔버의 외부로 배출하는 펌핑수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 소재는 SiN4 또는 AlN을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터는, 상기 히터의 상면을 감싸는 제1커버부와, 상기 히터의 측면을 둘러싸도록 상기 제1커버부의 가장자리로부터 하방으로 연장형성되어 상기 히터의 측면을 감싸는 제2커버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 서셉터는 상기 히터에 탈부착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 서셉터는 상기 히터에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소스가스는 TiCl4를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반응공간은 ,
    상기 샤워헤드와 상기 서셉터 사이에 형성되는 박막증착공간부와, 상기 서셉터와 상기 반응챔버의 바닥면 사이에 형성되는 비박막증착공간부를 포함하며,
    상기 펌핑수단은, 상기 스테이지 히터의 외주면과 상기 반응챔버의 내측면 사이에 상기 박막증착공간부 내의 가스를 배기시키기 위한 배기경로를 형성하는 배플부재를 더 포함하며,
    상기 박막증착공간부에 잔존하는 상기 미반응 가스 및 부산물은 상기 배기경 로를 따라 상기 반응챔버의 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 비박막증착공간부의 압력이 상기 박막증착공간부의 압력보다 높은 상태로 유지되도록 상기 비박막증착공간으로 비반응가스를 공급하는 가스공급수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130078976A (ko) * 2012-01-02 2013-07-10 주성엔지니어링(주) 공정 챔버
KR20210099232A (ko) * 2020-02-03 2021-08-12 주식회사 제이엔케이 화학기상증착 장치
WO2024076479A1 (en) * 2022-10-06 2024-04-11 Lam Research Corporation Adjustable pedestal

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR101690474B1 (ko) * 2015-11-03 2016-12-28 한국기초과학지원연구원 기상 증착 선형소스의 주변으로 펌핑유로를 구비하는 롤투롤 방식의 기상 증착 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130078976A (ko) * 2012-01-02 2013-07-10 주성엔지니어링(주) 공정 챔버
KR20210099232A (ko) * 2020-02-03 2021-08-12 주식회사 제이엔케이 화학기상증착 장치
WO2024076479A1 (en) * 2022-10-06 2024-04-11 Lam Research Corporation Adjustable pedestal

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