KR20100033628A - 기판처리장치 - Google Patents

기판처리장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100033628A
KR20100033628A KR1020080092588A KR20080092588A KR20100033628A KR 20100033628 A KR20100033628 A KR 20100033628A KR 1020080092588 A KR1020080092588 A KR 1020080092588A KR 20080092588 A KR20080092588 A KR 20080092588A KR 20100033628 A KR20100033628 A KR 20100033628A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
guide
injector
source
gas injector
Prior art date
Application number
KR1020080092588A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101534022B1 (ko
Inventor
양철훈
이승호
최선홍
Original Assignee
주성엔지니어링(주)
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 주성엔지니어링(주) filed Critical 주성엔지니어링(주)
Priority to KR1020080092588A priority Critical patent/KR101534022B1/ko
Publication of KR20100033628A publication Critical patent/KR20100033628A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101534022B1 publication Critical patent/KR101534022B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/45572Cooled nozzles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/45578Elongated nozzles, tubes with holes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/46Chemical 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 heating the substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 커튼 월을 형성하는 가이드 가스에 의해 소스가스를 가이드하여 기판 상에 형성되는 박막의 증착 효율을 개선하는 기판처리장치에 관한 것으로, 기판처리장치는 상기 반응공간의 내부에 설치되고, 소스가스를 분사하는 소스 가스분사기와 상기 소스가스를 가이드하기 위해 커튼 월을 형성하는 가이드 가스를 분사하는 가이드 가스분사기를 포함하는 가스분사장치; 상기 가스분사장치와 대향하고 기판이 안치되는 기판안치대;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기판처리장치, 가스분사장치, 커튼 월, 가이드 가스

Description

기판처리장치{Appratus for treatmenting substrate}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 커튼 월을 형성하는 가이드 가스에 의해 소스가스를 가이드하여 기판 상에 형성되는 박막의 증착 효율을 개선하는 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자, 표시장치 및 박막 태양전지를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 된다. 이들 공정 중 박막증착공정 및 식각공정 등은 진공상태로 최적화된 기판처리장치에서 진행한다.
도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략도이고, 도 2는 종래기술에 따른 기판처리장치의 내부 구성도이다.
도 1과 같이, 기판 상에 박막을 증착하기 위한 기판처리장치(10)는 반응공간 을 제공하는 챔버(12), 챔버(12)의 내부에 설치되고 가스를 공급하기 위한 가스분사장치(14) 및 가스분사장치(14)의 하부에 설치되고 기판(16)이 안치되는 기판안치수단(18)으로 구성된다. 그리고, 기판처리장치(10)는 반응공간의 가스를 배출하기 위한 가스배출구(60)를 포함한다.
가스분사장치(14)는 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 공급하기 위한 다수의 공급관을 포함하는 가스공급관(20), 가스공급관(20)과 연결되어 소스가스를 분사하기 위한 제 1 가스분사기(22), 반응가스를 분사하기 위한 제 2 가스분사기(24), 및 제 1 및 제 2 가스분사기(22, 24)의 사이에서 퍼지가스를 분사하기 위한 제 3 및 제 4 가스분사기(26, 28)를 포함한다. 제 1 및 제 2 가스분사기(22, 24)는 180° 각도로 이루고, 제 1 및 제 2 가스분사기(22, 24)의 각각은 제 3 및 제 4 가스분사기(26, 28)과 90° 각도를 이룬다. 제 1 내지 제 4 가스분사기(22, 24, 26, 28)의 하면에는 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 분사하기 위한 다수의 가스분사홀(30)이 설치된다.
기판안치수단(18)은 챔버(12)의 중심에 설치되고, 챔버(12) 외부의 구동장치(도시하지 않음)와 연결되어 승강 또는 하강이 가능한 샤프트(32), 샤프트(32)와 연결되어 메인 서셉터(34), 및 메인 서셉터(34)에 설치되어 기판(16)이 안치되는 다수의 서브 서셉터(36)으로 구성된다. 도 1 및 도 2와 같은 기판처리장치(10)는, 가스분사장치(14) 및 기판안치수단(18) 중에 하나 또는 가스분사장치(14) 및 기판안치수단(18) 모두가 회전할 수 있다.
기판(16) 상에 박막이 증착되는 방법은, 기판안치수단(18) 상에 다수의 기판(16)을 안치시키고, 제 1 내지 제 4 가스분사기(22, 24, 26, 28)에서, 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 분사하면, 가스분사장치(14) 또는 기판안치수단(18)의 회전에 의해, 기판(16) 상에 소스가스, 퍼지가스 및 반응가스가 순차적으로 공급되면서 원하는 박막이 형성된다.
그런데, 가스분사장치(14)의 제 1 및 제 2 가스분사기(22, 24)에서 기판(16)으로 공급되는 소스가스 및 반응가스가 반응하여 박막을 증착할 때, 기판(16) 상에서 박막의 형성에 참여하지 않은 소스가스 및 반응가스가 챔버(12)의 외벽에 흡착하여 챔버(12)의 내벽을 오염시킬 수 있고, 또한 반응공간을 오염시키는 파티클(particle)을 생성하는 원인을 제공한다. 따라서, 소스가스 및 반응가스의 사용량과 비교하여 박막의 증착 효율이 감소하고, 파티클 등에 의해 박막의 특성이 저하된다.
상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 커튼 월을 형성하는 가이드 가스에 소스가스를 가이드하여 기판 상에 형성되는 박막의 증착효율을 개선하는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는, 반응공간을 제공하는 챔버; 상기 반응공간의 내부에 설치되고, 소스가스를 분사하는 소스 가스분사기와 상기 소스가스를 가이드하기 위해 커튼 월을 형성하는 가이드 가스를 분사하는 가이드 가스분사기를 포함하는 가스분사장치; 상기 가스분사장치와 대향하고 기판이 안치되는 기판안치대;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 소스 가스분사기와 상기 가이드 가스 분사기의 각각은 상기 반응공간으로 인입되고 상기 소스가스와 상기 가이드 가스를 독립적으로 공급하는 가스 공급관과 연결되고, 상기 소스 가스분사기와 상기 가이드 가스 분사기의 각각의 하면에는 다수의 가스분사홀이 설치되고, 상기 가이드 가스분사기는 상기 소스가스분사기의 양측에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 소스가스분사기와 상기 가이드 가스분사기는 상기 기판안치대와 평행한 파이프 형태인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 소스가스분사기는 상기 가스공급관과 연결되어 다수로 설치되고, 각각의 상기 소스가스분사기의 양측에 가이드 가 스분사기가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 다수의 상기 소스가스분사기의 사이에 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사기가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 하는 기판처리장치에 있어서, 상기 소스가스분사기와 상기 가이드 가스분사기에서 각각의 상기 다수의 가스분사홀은 동일한 수평면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 소스가스분사기의 하면의 양측과 접촉하면서 상기 가이드 가스분사기가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 소스가스분사기의 하면의 양측과 이격되어 상기 가이드 가스분사기가 설치되고, 상기 가이드 가스 분사기의 상면에 상기 다수의 가스분사홀이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 가이드 가스분사기의 내부에 상기 소스가스 분사기가 설치되고, 상기 소스가 스분사기의 상기 다수의 가스 분사홀을 감싸는 형태로 상기 가이드 가스분사기의 상기 다수의 가스 분사홀이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 가이드 가스분사기와 상기 소스가스 분사기의 각각의 상기 다수의 가스 분사홀은 동일 평면에 형성되거나, 또는 상기 소스가스분사기의 상기 다수이 가스분사홀이 상기 가이드 가스분사기의 내부로 함몰되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 소스가스는 금속유기가스이고, 상 기 가이드 가스는 상기 기판 상에서 상기 소스가스와 반응하는 반응가스 또는 상기 소스가스와 반응하지 않는 불활성가스인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.
소스가스를 분사하는 소스가스 분사기의 주변에 소스가스를 가이드하기 위해 커튼 월을 형성하는 가이드 가스를 분사하는 가이드 가스 분사기를 설치하여, 소스 가스분사기와 기판 사이에서 가이드 가스가 소스가스의 확산공간을 제한하는 것에 의해, 기판 상의 박막 형성에 참여하지 않는 소스가스의 소모를 방지할 수 있다. 또한, 챔버 내부의 반응공간에서 소스가스가 반응가스와 반응한 반응물이 챔버의 내벽에 흡착되거나 파티클이 형성되는 것을 최대한 억제하여 기판 상에 양질의 박막을 형성할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 기판처리장치의 개략도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 기판처리장치의 내부 구성도이고, 도 6 내지 도 10은 본 발명에 따른 가스분사장치의 상세도이다.
도 3과 같이, 기판 상에 박막을 증착하기 위한 기판처리장치(110)는 반응공간을 제공하는 챔버(112), 챔버(112)의 내부에 설치되고 가스를 공급하기 위한 가스분사장치(114) 및 가스분사장치(114)의 하부에 설치되고 기판(116)이 안치되는 기판안치수단(118)으로 구성된다. 그리고, 기판처리장치(110)는 반응공간의 가스를 배출하기 위한 가스배출구(160)를 포함한다.
기판안치수단(118)은 챔버(112)의 중심에 설치되고, 챔버(112) 외부의 구동장치(도시하지 않음)와 연결되어 승강 또는 하강이 가능한 샤프트(162), 샤프트(162)와 연결되어 메인 서셉터(164), 및 메인 서셉터(164)에 설치되어 기판(116)이 안치되는 다수의 서브 서셉터(166)으로 구성된다. 도 3과 같은 기판처리장치(110)는, 가스분사장치(114) 및 기판안치수단(118) 중에 하나 또는 가스분사장치(114) 및 기판안치수단(118) 모두가 회전할 수 있다.
도 4와 같이, 가스분사장치(114)는 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 공급하기 위한 다수의 공급관을 포함하는 가스공급관(120), 가스공급관(120)과 연결되는 제 1 내지 제 4 가스분사기(122, 124, 126, 128)로 구성된다. 제 1 내지 제 4 가스 분사기(122, 124, 126, 128)의 하면에는 가스를 분사하기 위한 다수의 가스분사홀(130)이 설치된다. 소스가스는 소스가스 분사기인 제 1 및 제 3 가스분사기(122, 126)를 통하여 분사되고, 퍼지가스는 퍼지가스 분사기인 제 2 및 제 4 가스 분사기(124, 128)를 통하여 분사된다. 제 1 및 제 3 가스 분사기(122, 126)의 각각의 양측에는 소스가스를 안내하기 위해 커튼 월(curtain wall)을 형성하는 가이드 가스 분사기(132)가 설치된다. 커튼 월을 형성하는 가이드 가스로는 반응가스를 사용한다.
도 3은 기판처리장치(110)의 단면을 도시하기 때문에, 가이드 가스 분사기(132)의 사이에 설치되는 제 1 및 제 3 가스분사기(122, 126)가 도시되기 어렵지만, 설명의 편의를 위하여, 제 1 및 제 3 가스분사기(122, 126)와 가이드 가스 분사기(132)를 모두 도시한다.
제 1 및 제 3 가스 분사기(122, 126)는 서로 180°각도를 이루고, 제 2 및 제 4 가스 분사기(124, 128)는 각각 제 1 및 제 3 가스 분사기(122, 126)의 사이에 설치되고, 제 1 및 제 3 가스 분사기(122, 126)의 각각과 90°각도를 이룬다. 제 1 및 제 3 가스 분사기(122, 126)에서 소스가스가 분사되고, 가이드 가스 분사기(132)를 통하여 퍼지가스가 분사되고, 제 2 및 제 4 가스 분사기(124, 128)를 통하여 반응가스가 분사될 수 있다. 제 1 내지 제 4 가스 분사기(122, 124, 126, 128)과 가이드 가스 분사기(132)는 파이프 형태이다.
가스분사장치(114) 또는 기판안치수단(118)이 회전하면서, 제 1 및 제 3 가스 분사기(122, 126)에서 소스가스, 가이드 가스 분사기(132)에서 반응가스, 및 제 2 및 제 4 가스 분사기(124, 128)에서 퍼지가스가 각각 기판(116) 상에 공급되어 박막을 형성한다. 이때, 제 1 및 제 3 가스 분사기(122, 126)에서 분사되는 소스가스는 가이드 가스 분사기(132)에서 분사되는 반응가스에 의해 형성되는 커튼 월에 의해 주변으로 확산되지 않고, 기판(116) 상에서 소스 및 반응가스와 반응하여 박막을 형성하고, 박막의 형성에 참여하지 않은 소스 및 반응가스는 제 2 및 제 4 가스 분사기(124, 128)에서 분사되는 퍼지가스에 의해 퍼지된다.
기판안치수단(118)에는 발열장치(도시하지 않음)가 내장되어 있어, 기판(116) 상에서 소스 및 반응가스와 반응할 수 있도록 고온을 유지한다. 챔버(112)의 내부공간은 진공상태이므로, 열의 전도현상을 제외하고, 기판안치수단(118)의 발열장치에 의한 열이 대류 및 복사에 의해 반응공간 및 가스분사장치(114)에 전달된다. 그러나, 반응공간 및 가스분사장치(114)는 기판안치수단(118) 보다는 낮은 온도분포를 가진다. 가스분사장치(114)가 고온, 일반적으로 반응공간의 온도가 800도 정도에서, 장시간 사용하였을 때 열응력(thermal stress)에 의해 변형 및 파손될 수 있으므로, 변형을 방지하기 위하여, 가스분사장치(114)의 주변에 냉각수를 순환시키기 위한 유로를 설치할 수 있다. 따라서, 가스분사장치(114)에서 분사되는 소스가스 및 반응가스가 기판(116) 상에 도달하기 전에, 챔버(112)의 내부공간에서 반응하지 않는다.
소스가스 및 반응가스가 기판(116) 상에 도달하기 전에 반응공간에서 반응하지 않도록 하기 위하여, 기판안치수단(118)과 가스분사장치(114)의 거리 또는 기판 처리장치(110)의 내부 구조를 조절 및 변경할 수 있다. 그리고, 기판안치수단(118)과 가스분사장치(114) 사이의 거리가 멀어지면, 상대적으로 반응가스에 의한 소스가스의 분해효율이 높아진다. 층적흐름(laminar flow)에 의해, 예를 들면, GaN의 박막을 형성하는 경우는, 가스분사장치(114)와 기판안치수단(118) 사이의 공간이 매우 좁기 때문에, 반응공간에서 소스가스의 분해가 일어나지 않도록, 반응공간의 온도조절에 유의하여야 한다. 도 4의 기판처리장치(110)는 기판(116) 상에 다양한 종류의 박막을 증착할 수 있지만, 고온에서 반응하는 소스가스와 반응가스를 사용하는 경우에 적당하다.
도 5와 같이, 가스분사장치(114)에서, 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스분사기를 생략하고, 제 1 내지 제 4 가스분사기(122, 124, 126, 128)를 소스가스를 분사하는 소스가스 분사기로 사용하고, 제 1 내지 제 4 가스분사기(122, 124, 126, 128)의 각각의 양측에 가이드 가스를 분사하는 가이드 가스분사기(132)를 설치할 수 있다. 이때, 가이드 가스 분사기(132)에서 가이드 가스로써 반응가스 대신 불활성 가스인 퍼지가스를 사용할 수 있다.
도 3 내지 도 5의 기판처리장치(110)는 기판(116)의 온도가 대략 1050도 정도로, 소스가스 분사기에서 분사되는 소스가스는 가이드 가스분사기에서 분사되는 반응가스와 반응하여, 3-5 족 화합물의 박막을 형성하는 데 적당하다. 3-5 족 화합물의 박막을 형성하기 위하여 소스가스는 금속유기소스(metal organic source gas) 를 사용하고, 반응가스는 질소를 포함한 가스를 사용한다. 3-5 족 화합물로는 GaN, InN, ZnN, MgN, AlN, AlInN 및 AlGaN을 있으며, 이들의 박막을 형성하기 위하여, 소스가스로는 TMGa, TEGa, TMAl, TEAl, TMin, TEIn, DEZn, 및 CP2Mg 등을 사용하고, 반응가스로는 NH3 등을 사용한다.
본 발명의 가스분사장치(114)에서 소스가스를 분사하는 제 1 및 제 3 가스분사기(122, 126)와 가이드 가스를 분사하는 가이드 가스 분사기(132)는 도 6 내지 도 9과 같이, 다양한 형태로 구성할 수 있다. 하기의 도 6 내지 도 10에 대한 설명에서, 소스가스를 분사하는 가스분사기는 제 3 가스분사기(126)를 생략하고, 제 1 가스분사기(122)를 대표로 기재한다.
도 6의 가스분사장치(114)는 소스가스를 분사하는 제 1 가스 분사기(122)와 동일한 높이를 유지하도록 제 1 가스분사기(122)의 양측의 각각에 가이드 가스 분사기(132)가 설치된다. 제 1 가스분사기(122)와 가이드 가스 분사기(132)는 동일한 수평면 상에 위치하므로, 제 1 가스분사기(122)와 가이드 가스 분사기(132)의 각각의 하면에 설치되어 있는 다수의 가스분사홀(130)을 통하여 소스가스와 소스가스를 가이드하여 커튼 월을 형성하는 가이드가스가 분사된다. 소스가스는 가이드 가스의 안내에 따라 기판(116) 상에 도달하여, 소스가스와 반응가스인 가이드 가스와 반응하여 박막을 형성한다.
도 7의 가스분사장치(114)는 소스가스를 분사하는 제 1 가스 분사기(122)는 가이드 가스 분사기(132)와 다른 높이를 가진다. 제 1 가스 분사기(122)의 양측에서 각각의 하면에 접하여 가이드 가스 분사기(132)가 설치된다. 제 1 가스분사기(122)가 2 개의 가이드 가스 분사기(132)의 상면과 접하여 설치되므로, 제 1 가스분사기(122)의 다수의 가스분사홀(130)을 통하여 분사되는 소스가스의 확산공간이 도 5의 가스분사장치(114)보다 축소된다. 따라서, 도 5의 가스분사장치(114)와 비교하여, 도 6의 가스분사장치(114)는 소스가스의 분사공간이 축소되므로, 보다 효율적으로 소스가스를 가이드할 수 있다. 그리고, 제 1 가스분사기(122)와 접하는 가이드 가스 분사기(132)의 각도는 제 1 가스분사기(122)의 단면에서 중심을 지나는 수직선을 기준으로 30 내지 80도의 범위를 유지한다.
도 8의 가스분사장치(114)는 소스가스를 분사하는 제 1 가스 분사기(122)는 가이드 가스 분사기(132)와 분리되어 다른 높이를 가진다. 제 1 가스 분사기(122)의 양측에서 각각의 하면에서 이격되어 가이드 가스 분사기(132)가 설치된다. 제 1 가스분사기(122)가 2 개의 가이드 가스 분사기(132)의 상면과 이격되어 설치되므로, 제 1 가스분사기(122)의 다수의 가스분사홀(130)을 통하여 분사되는 소스가스의 확산공간이 도 5의 가스분사장치(114)보다 축소된다.
그리고, 2 개의 가이드 가스 분사기(132)는 하면과 함께 상면에도 다수의 가스분사홀(130)이 설치되어, 가이드 가스 분사기(132)와 제 1 가스분사기(122) 사이 의 공간으로 가이드 가스가 분사되어, 소스가스가 누출되는 것을 방지한다. 따라서, 도 8의 가스분사장치(114)는 소스가스의 분사공간이 축소되므로, 보다 효율적으로 소스가스를 가이드할 수 있고, 또한 가이드 가스 분사기(132) 상면의 다수의 가스분사홀(130)에 의해 소스가스의 누출을 방지할 수 있다. 그리고, 제 1 가스분사기(122)와 인접하는 가이드 가스 분사기(132)의 각도는 제 1 가스분사기(122)의 단면에서 중심을 지나는 수직선을 기준으로 30 내지 80도의 범위를 유지한다.
도 9 및 도 10의 가스분사장치(114)는 가이드 가스 분사기(132)의 내부에 소스가스를 분사하는 제 1 가스분사기(122)가 설치된다. 도 9 및 도 10의 가스분사장치(114)는 제 1 가스분사기(122)의 다수의 가스분사홀(130)의 주위를 가이드 가스 분사기(132)의 다수의 가스분사홀(130)이 감싸는 형태로 형성되어 있어, 제 1 가스분사기(122)로부터 분사되는 소스가스의 주위를 가이드 가스에 의해 완전하게 가이드한다. 따라서, 소스가스가 분사경로의 외부로 누출되지 않는다. 도 5 내지 도 8의 가스분사장치(114)에서는 제 1 가스분사기(122)의 양단부에서는 가이드 가스에 의해 가이드되지 않기 때문에, 소스가스가 분사경로의 외부로 누출될 수 있다.
그리고, 가스분사장치(114)는 챔버(112)의 상부인 챔버리드에 삽입되어 고정되고, 이때, 챔버리드와 다수의 가스분사홀(130)는 동일한 높이를 유지한다. 가스분사장치(114)가 챔버리드에 고정되어 있으므로, 고온의 반응공간에서 장시간 사용하여도 변형이 최소한으로 억제된다. 도 9 및 도 10의 가스분사장치(114)를 가지는 기판처리장치(110)는 가스분사장치(114)가 고정되어 있으므로, 기판안치수단(118)이 회전한다.
도 9 및 도 10에서, 다수의 가스분사홀(130)이 설치되는 제 1 가스분사기(122)와 가이드 가스 분사기(132)의 하면은 동일 평면으로 구성될 수 있다. 그러나, 소스가스의 가이드의 효율을 높이기 위하여, 제 1 가스분사기(122)의 다수의 가스분사홀(130)이 가이드 가스 분사기(132)의 하부로부터 내부로 인입되어 함몰되어 형성될 수 있다. 가스분사장치(114)에서, 제 1 가스분사기(122)가 가이드 가스 분사기(132)의 내부에 설치되므로, 제 1 가스분사기(122)에 소스가스를 공급하는 소스공급관(136)은 가이드 가스 분사기(132)의 내부로 인입되어 제 1 가스분사기(122)와 연결된다. 그리고, 도 9와 같이, 소스가스를 공급하는 소스공급관(136)과 가이드 가스를 공급하는 가이드 가스공급관(138)이 제 1 가스분사기(122)와 가이드 가스 분사기(132)의 상측에 연결되거나, 또는 도 10과 같이, 소스공급관(136)과 가이드 가스공급관(138)이 제 1 가스분사기(122)와 가이드 가스 분사기(132)의 측면에서 연결될 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략도
도 2는 종래기술에 따른 기판처리장치의 내부 구성도
도 3은 본 발명에 따른 기판처리장치의 개략도
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 기판처리장치의 내부 구성도
도 6 내지 도 10은 본 발명에 따른 가스분사장치의 상세도

Claims (11)

  1. 반응공간을 제공하는 챔버;
    상기 반응공간의 내부에 설치되고, 소스가스를 분사하는 소스 가스분사기와 상기 소스가스를 가이드하기 위해 커튼 월을 형성하는 가이드 가스를 분사하는 가이드 가스분사기를 포함하는 가스분사장치;
    상기 가스분사장치와 대향하고 기판이 안치되는 기판안치대;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 가스분사기와 상기 가이드 가스 분사기의 각각은 상기 반응공간으로 인입되고 상기 소스가스와 상기 가이드 가스를 독립적으로 공급하는 가스 공급관과 연결되고, 상기 소스 가스분사기와 상기 가이드 가스 분사기의 각각의 하면에는 다수의 가스분사홀이 설치되고, 상기 가이드 가스분사기는 상기 소스가스분사기의 양측에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 소스가스분사기와 상기 가이드 가스분사기는 상기 기판안치대와 평행한 파이프 형태인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 소스가스분사기는 상기 가스공급관과 연결되어 다수로 설치되고, 각각의 상기 소스가스분사기의 양측에 가이드 가스분사기가 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    다수의 상기 소스가스분사기의 사이에 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사기가 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 소스가스분사기와 상기 가이드 가스분사기에서 각각의 상기 다수의 가스분사홀은 동일한 수평면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 소스가스분사기의 하면의 양측과 접촉하면서 상기 가이드 가스분사기가 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 소스가스분사기의 하면의 양측과 이격되어 상기 가이드 가스분사기가 설치되고, 상기 가이드 가스 분사기의 상면에 상기 다수의 가스분사홀이 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드 가스분사기의 내부에 상기 소스가스 분사기가 설치되고, 상기 소스가 스분사기의 상기 다수의 가스 분사홀을 감싸는 형태로 상기 가이드 가스분사기의 상기 다수의 가스 분사홀이 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가이드 가스분사기와 상기 소스가스 분사기의 각각의 상기 다수의 가스 분사홀은 동일 평면에 형성되거나, 또는 상기 소스가스분사기의 상기 다수이 가스분사홀이 상기 가이드 가스분사기의 내부로 함몰되어 있는 것을 특징으로 하는 기 판처리장치.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소스가스는 금속유기가스이고, 상기 가이드 가스는 상기 기판 상에서 상기 소스가스와 반응하는 반응가스 또는 상기 소스가스와 반응하지 않는 불활성가스인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
KR1020080092588A 2008-09-22 2008-09-22 기판처리장치 KR101534022B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080092588A KR101534022B1 (ko) 2008-09-22 2008-09-22 기판처리장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080092588A KR101534022B1 (ko) 2008-09-22 2008-09-22 기판처리장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100033628A true KR20100033628A (ko) 2010-03-31
KR101534022B1 KR101534022B1 (ko) 2015-07-27

Family

ID=42182432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080092588A KR101534022B1 (ko) 2008-09-22 2008-09-22 기판처리장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101534022B1 (ko)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06132230A (ja) * 1992-10-20 1994-05-13 Fujitsu Ltd 有機金属気相成長装置
KR101015063B1 (ko) * 2003-08-27 2011-02-16 주성엔지니어링(주) 복수 기판 홀더 및 이를 장착한 챔버
KR20070038206A (ko) * 2005-10-05 2007-04-10 주성엔지니어링(주) 가스 분사 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101534022B1 (ko) 2015-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9732424B2 (en) Gas injection apparatus and substrate processing apparatus using same
TWI693300B (zh) 處理基板的裝置
US20090017637A1 (en) Method and apparatus for batch processing in a vertical reactor
US9464353B2 (en) Substrate processing apparatus
US20120199067A1 (en) Film-forming apparatus
TWI737868B (zh) 成膜裝置及成膜方法
US20070028838A1 (en) Gas manifold valve cluster
US6656284B1 (en) Semiconductor device manufacturing apparatus having rotatable gas injector and thin film deposition method using the same
KR20140031907A (ko) 기판 상에 재료들을 증착하기 위한 장치
TWI629713B (zh) 基板處理裝置以及使用該裝置的基板處理方法
KR20130133622A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101525210B1 (ko) 기판 처리장치
JP5042966B2 (ja) トレイ、気相成長装置及び気相成長方法
US20200032393A1 (en) Apparatus for distributing gas and apparatus for processing substrate including the same
TWI423383B (zh) Substrate support for the III-V film growth reaction chamber, its reaction chamber and process treatment
KR101363002B1 (ko) 플라즈마를 이용한 기판처리장치 및 기판처리방법
WO2012120991A1 (ja) 基板処理装置、及び、基板の製造方法
JP2007201357A (ja) 成膜装置及び成膜方法
KR101017163B1 (ko) 고밀도 플라즈마 화학기상증착장치
KR101281124B1 (ko) 화학기상 증착장치
KR101232904B1 (ko) 화학기상 증착장치 및 화학기상 증착장치의 세정방법
KR20100033628A (ko) 기판처리장치
KR101513504B1 (ko) 기판 처리장치
KR101232908B1 (ko) 화학기상증착장치
US20210310123A1 (en) Flush fixture for showerhead

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200302

Year of fee payment: 6