KR20100006715U - 화학 기상 증착 장치의 펌핑 플레이트 - Google Patents

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Abstract

개시된 화학 기상 증착 장치의 펌핑 플레이트는 반응 기체를 공급하여 챔버 내에 수용된 기판의 표면에 화학 반응에 의하여 상기 반응 기체를 증착 시 상기 챔버 내의 미반응 기체 및 반응 부산물의 배출 경로를 제공하는 것으로써, 중공이 형성된 평판부 및 상기 평판부의 외주면에는 상기 미반응 기체 및 반응 부산물의 배출 경로로써 복수의 배출홀이 형성된 배출부를 포함하되, 상기 배출 경로는 상기 평판부의 중심으로부터 일측으로 편심된 위치에 배치되어 상기 챔버 내를 진공 배기하는 펌핑 포트의 상기 평판부 대응 지점에 인접한 영역으로부터 멀어지는 영역으로 갈수록 증가하여 상기 챔버 내부를 균일하게 진공 배기할 수 있다. 이에 의하면, 챔버 내부의 각 영역에서 균일한 진공 배기 및 이에 의해 기판의 표면에 균일한 형태의 박막을 증착시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

Description

화학 기상 증착 장치의 펌핑 플레이트{PUMPING PLATE OF APPARATUS FOR CHEMICAL VAPOR DEPOSITION}
본 고안은 반도체 소자나 액정 표시 장치의 제조 시 기판 표면에 화합물의 막을 형성시키는 화학 기상 증착 장치에 관한 것으로서, 특히 공정이 이루어지는 챔버 내를 진공 상태로 유지하기 위하여 챔버 내의 기체를 외부로 배출 시 배출 경로를 형성하는 화학 기상 증착 장치의 펌핑 플레이트에 관한 것이다.
일반적으로 화학 기상 증착 공정은 화학 기상 증착 장치의 챔버 내에 주입된 기체들이 열이나 플라즈마 등의 에너지에 의해 기판 표면에서 화학 반응하여 박막을 형성하는 공정으로써, 예컨대 반도체막(SiC, GaAs), 절연막(SiO2, Si3N4), 금속막(W, TiN) 등의 박막을 형성하는 공정이다.
즉, 상기 화학 기상 증착 장치에 의하여 기판 표면에 박막을 증착하는 공정은 챔버 내로 주입된 반응 기체가 기판 표면에 물리적으로 흡착된 후 기판 표면 상 을 이동하여 화학 반응을 통해 박막을 형성하고, 이때 발생된 반응 부산물 및 미반응 기체를 외부로 배출하는 일련의 과정으로 이루어진다.
상기 반응 부산물 및 미반응 기체는 진공 펌프에 의하여 기판 하부에 배치된 펌핑 플레이트를 경유하여 진공 배기된다.
즉, 상기 펌핑 플레이트 하부 중 펌핑 플레이트의 중심으로부터 일측으로 편심되어 배치된 펌핑 포트에서 진공 배기를 위한 흡입력이 작용하면, 상기 펌핑 플레이트의 가장자리에 동일한 간격 및 동일한 구경으로 형성된 복수의 배출홀을 통해 상기 반응 부산물 및 미반응 기체가 외부로 배출되도록 한다.
상기와 같은 구조의 펌핑 플레이트에 의하면, 펌핑 포트가 펌핑 플레이트의 중심으로부터 일측으로 편심되어 있으므로, 상기 펌핑 포트에 인접한 영역에서의 흡입력이 강하게 되어 챔버 내의 전 영역에 대해 균일한 진공 배기를 제공하지 못하게 된다.
따라서, 상기 펌핑 포트에 인접한 영역의 기판 표면에 증착되는 박막의 두께가 타측과 차이가 나게 되어 기판 표면에 증착되는 박막의 균일성을 저하시키는 문제점이 있다.
본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 챔버 내부의 진공 배기 시 국지적인 배기 불균일을 방지하여 기판 표면에 균일한 박막이 증착되도록 개선된 화학 기상 증착 장치의 펌핑 플레이트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 고안에 따른 화학 기상 증착 장치의 펌핑 플레이트는 반응 기체를 공급하여 챔버 내에 수용된 기판의 표면에 화학 반응에 의하여 상기 반응 기체를 증착 시 상기 챔버 내의 미반응 기체 및 반응 부산물의 배출 경로를 제공하는 것으로써, 중공이 형성된 평판부 및 상기 평판부의 외주면에는 상기 미반응 기체 및 반응 부산물의 배출 경로로써 복수의 배출홀이 형성된 배출부를 포함하되, 상기 배출 경로는 상기 평판부의 중심으로부터 일측으로 편심된 위치에 배치되어 상기 챔버 내를 진공 배기하는 펌핑 포트의 상기 평판부 대응 지점에 인접한 영역으로부터 멀어지는 영역으로 갈수록 증가하여 상기 챔버 내부를 균일하게 진공 배기할 수 있다.
상기 배출홀들 사이의 간격은 상기 대응 지점에 인접한 영역으로부터 멀어지는 영역으로 갈수록 좁아질 수 있다.
상기 배출홀들은 서로 등간격으로 형성되되, 상기 배출홀들 각각의 구경은 상기 대응 지점에 인접한 영역으로부터 멀어지는 영역으로 갈수록 증가할 수 있다.
본 고안에 따른 화학 기상 증착 장치의 펌핑 플레이트에 의하면, 펌핑 포트에 인접한 영역으로부터 펌핑 포트로부터 멀어지는 영역으로 갈수록 챔버 내의 미반응 기체 및 반응 부산물의 배출 경로를 확장함으로써 챔버 내부의 각 영역에서 균일한 진공 배기 및 이에 의해 기판의 표면에 균일한 형태의 박막을 증착시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 펌핑 플레이트에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 화학 기상 증착 장치 중 펌핑 플레이트를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1의 화학 기상 증착 장치 중 또 다른 펌핑 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 고안의 화학 기상 증착 장치(100)는 내부에서 증착 반응이 진행되는 챔버(chamber;110)와, 상기 챔버(110) 내로 반응 기체를 주입하는 샤워 헤드(shower head;120)와, 상기 챔버(110) 내에 승강 가능하게 설치되며, 기판(200)이 안착되는 지지 플레이트(support plate;130)와, 상기 기판의 가장자리를 커버하는 쉐도우 링(shadow ring;140)와, 상기 챔버(110) 내부로 장입된 기판(200)의 하부에 배치되도록 챔버(110) 내에 설치된 펌핑 플레이트(pumping plate;150) 및 상기 챔버(110) 내부의 진공 배기를 위한 진공 펌프(160)를 포함한다.
상기 진공 펌프(160)는 상기 챔버(110) 하부에 연통된 펌핑 포트(161)를 통해 상기 챔버(110) 내를 진공 배기한다.
도 2를 참조하면, 상기 펌핑 플레이트(150)는 챔버(110) 내의 미반응 기체 및 반응 부산물이 외부로 배출되도록 배출 경로를 제공하는 것으로, 평판부(151) 및 배출부(152)를 포함할 수 있다.
상기 평판부(151)는 원형 또는 다각형의 형태로, 중심에 상기 기판(200)을 상하로 승강시키는 지지 플레이트(130)의 샤프트(shaft;131)가 관통되는 중공(154)을 가진다.
상기 배출부(152)는 상기 평판부(151)의 외주면이 상부로 굴곡져 벽면을 형성한 형태일 수 있으며, 상기 배출부(152)에는 복수의 배출홀(outlet hole;156)이 방사상으로 형성될 수 있다.
상기 펌핑 포트(161)는 상기 평판부(151)의 중심으로부터 일측으로 편심된 위치에 배치되어 챔버(110) 내부의 진공 배기, 즉 챔버(110) 내부의 미반응 기체 및 기판(200) 표면에 대해 증착 반응이 진행 중 또는 진행된 후 생성된 반응 부산물을 상기 복수의 배출홀(156)을 통해 외부로 배출되게 한다.
상기와 같은 구조에서 챔버(110) 내부의 전 영역에서 균일한 진공 배기가 되도록 상기 평판부(151) 중 상기 펌핑 포트(161)에 대응되는 지점의 인접한 영역에 형성된 배출홀(156)들로부터 멀어지는 영역에 형성된 배출홀(156)들로 갈수록 그 배출 경로가 증가될 수 있다.
예컨대, 상기 펌핑 포트(161)에 대해 최 근거리에 형성된 배출홀(156)들로부터 최 원거리에 형성된 배출홀(156)들로 갈수록 그 배출 경로가 증가될 수 있다.
즉, 상기 복수의 배출홀(156)은 상기 펌핑 포트(155)에 인접한 영역으로부터 멀어지는 영역으로 갈수록 배출홀(156)들 사이의 간격이 조밀해질 수 있다(a 〉b 〉c).
따라서, 상기 펌핑 포트(161)에 인접한 부분보다 펌핑 포트(161)로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 동일 면적에서 배출홀(156)들의 수가 증가되므로 배출 경로가 확장되어 배출량이 증가될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 펌핑 플레이트(150)는 도 2의 핌핑 플레이트(150)와 동일한 구성을 가지되, 상기 복수의 배출홀(156)의 구경(aperture)이 도 2의 배출홀(156)들과 상이한 특징을 가진다.
즉, 상기 펌핑 플레이트(150)의 배출홀(156)들은 서로 동일한 간격으로 형성되되, 상기 펌핑 포트(161)에 인접한 영역으로부터 멀어지는 영역으로 갈수록 배출 경로가 확장되도록 그 구경이 증가될 수 있다(f 〉e 〉d).
상기와 같이 배출홀(156)들 사이의 간격을 다르게 하거나 배출홀(156)들 사이의 구경을 다르게 하면, 평판부(151)의 중심으로부터 일측으로 펌핑 포트(161)가 편심 배치되더라도 챔버(110) 내부의 전 영역에 걸쳐 균일한 진공 배기를 이룰 수 있어 기판(200) 표면에 균일한 두께를 가진 박막을 증착할 수 있다.
즉, 상기 펌핑 포트(161)는 평판부(151)의 중심으로부터 일측으로 편심된 위치에 배치되므로, 챔버(110) 내부 중 상기 펌핑 포트(161) 상부 영역에 대한 흡입 력이 타측 영역보다 강하게 된다.
그러나, 배출홀(156)들에 의하여 형성된 배출 경로는 펌핑 포트(161) 주변의 영역보다 펌핑 포트(161)로부터 멀어지는 영역으로 갈수록 확장되므로, 챔버(110) 내부의 전체 영역에서 진공 배기되는 양은 균일해질 수 있어 기판(200) 표면에 균일한 형태의 박막을 증착시킬 수 있게 된다.
따라서, 본 고안에 따른 화학 기상 증착 장치(100)의 펌핑 플레이트(150)에 의하면, 챔버(110) 내부의 각 영역에서 균일한 진공 배기를 할 수 있고, 그 결과 기판(200) 표면에 균일한 형태의 박막을 증착시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 화학 기상 증착 장치 중 펌핑 플레이트를 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 화학 기상 증착 장치 중 또 다른 펌핑 플레이트를 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100... 화학 기상 증착 장치 150... 펌핑 플레이트
151... 평판부 152... 배출부
153... 바디 154... 중공
156... 배출홀 161... 펌핑 포트

Claims (3)

  1. 반응 기체 공급하여 챔버 내에 수용된 기판의 표면에 화학 반응에 의하여 상기 반응 기체를 증착시키는 화학 기상 증착 장치 중 상기 챔버 내의 미반응 기체 및 반응 부산물의 배출 경로를 제공하는 펌핑 플레이트에 있어서,
    중공이 형성된 평판부; 및
    상기 평판부의 외주면에는 상기 미반응 기체 및 반응 부산물의 배출 경로로써 복수의 배출홀이 형성된 배출부를 포함하되,
    상기 배출 경로는 상기 평판부의 중심으로부터 일측으로 편심된 위치에 배치되어 상기 챔버 내를 진공 배기하는 펌핑 포트의 상기 평판부 대응 지점에 인접한 영역으로부터 멀어지는 영역으로 갈수록 증가하여 상기 챔버 내부를 균일하게 진공 배기하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 펌핑 플레이트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배출홀들 사이의 간격은 상기 대응 지점에 인접한 영역으로부터 멀어지는 영역으로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 펌핑 플레이트.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배출홀들은 서로 등간격으로 형성되되, 상기 배출홀들 각각의 구경은 상기 대응 지점에 인접한 영역으로부터 멀어지는 영역으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 펌핑 플레이트.
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