KR20100130748A - 화학 기상 증착 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세정 주기를 연장시켜 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 화학 기상 증착 장치에 관한 것으로, 화학 기상 증착 장치는 기판이 지지되는 기판 지지부재를 가지는 챔버; 상기 챔버의 상부에 설치되는 챔버 리드; 상기 챔버 리드에 탈착 가능하게 설치되어 외부로부터 공급되는 공정 소스를 상기 기판 쪽으로 분사하는 소스 분사부재; 및 상기 챔버 리드의 내부에 설치되어 상기 소스 분사부재의 온도를 냉각시키는 냉각부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
화학 기상 증착 장치, 세정, 소스 분사부재, 챔버 리드
Description
본 발명은 화학 기상 증착 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 세정 주기를 연장시켜 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 화학 기상 증착 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지, 반도체 소자, 또는 평판 표시 패널 등의 기판(예를 들어, 웨이퍼, 플라스틱 기판, 글라스(Glass)) 상에 소정 두께의 박막을 증착하기 위해서는 스퍼터링(Sputtering)과 같이 물리적인 충동을 이용하는 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition; PVD) 방법과, 화학 반응을 이용하는 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 방법 등이 사용되고 있다.
여기서, 화학 기상 증착 방법은 공정 챔버에 공급되는 기체 상태의 원료물질의 화학 반응을 통하여 소정의 박막을 기판에 형성하는 것으로써, 물리 증착 방법보다 기판 상에 형성되는 박막의 스텝 커버리지(Step Coverage), 균일성(Uniformity) 및 양산성 등 같은 증착 특성이 우수하기 때문에 가장 보편적으로 사용되고 있다. 이러한, 화학 기상 증착 방법은 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition), APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition), LTCVD(Low Temperature Chemical Vapor Deposition), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 등으로 나눌 수 있다.
도 1은 종래의 화학 기상 증착 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 화학 기상 증착 장치는 기판(12)이 지지되는 기판 지지부재(14)를 가지는 챔버(10); 챔버(10)의 상부에 설치되는 챔버 리드(20); 및 챔버 리드(20)를 관통하여 챔버(10)의 내부에 설치되어 기판(12) 쪽으로 공정 소스를 분사하는 소스 분사부재(30)를 구비한다.
챔버(10)는 일정한 반응공간을 형성한다. 이러한, 챔버(10)의 일측에는 배기 소스를 배기하는 배기구(미도시)가 설치될 수 있다.
기판 지지부재(14)는 챔버(10)의 내부 바닥면에 설치되어 외부로부터 제공되는 기판(12)을 지지한다.
챔버 리드(20)는 챔버(10)의 반응공간을 밀폐시키기 위하여 챔버(10)의 상부에 설치된다. 여기서, 챔버(10)와 챔버 리드(20)가 결합되는 챔버(10)와 챔버 리드(20) 사이에는 밀봉부재(115)가 설치될 수 있다.
소스 분사부재(30)는 소스 공급관(32); 복수의 소스 분사관(34); 및 복수의 소스 분사홀(36)을 구비한다.
소스 공급관(32)은 챔버 리드(20)를 관통하며, 복수의 소스 분사관(34) 각각에 연통되도록 복수로 분기된다.
복수의 소스 분사관(34)은 분기된 소스 공급관(32)에 연통되도록 일정한 간격을 가지도록 챔버(10)의 내부에 배치되어 소스 공급관(32)으로부터 공정 소스가 공급된다.
복수의 소스 분사홀(36)은 소스 분사관(34) 각각에 일정한 간격으로 형성되어 소스 분사관(34)에 공급되는 공정 소스(S)를 기판(12) 쪽으로 분사한다.
이와 같은, 종래의 화학 기상 증착 장치는 챔버(10)의 내부를 일정한 온도를 유지시키고, 소스 분사부재(30)를 통해 공정 소스를 반응공간에 분사하여 기판(12)에 박막을 증착한다.
상술한 박막 증착 공정을 수행하게 되면, 박막 물질이 기판(12)을 제외한 나머지 부분에도 원하지 않는 증착이 이루어지게 된다. 예를 들어 챔버의 내벽, 기판(12)이 지지된 부분을 제외한 기판 지지부재(14)의 상면 일부 또는/및 측면, 소스 분사부재의 하면 등이 될 수 있다. 특히, 박막 물질이 소스 분사홀(36)의 주위에 증착될 경우 소스 분사홀(36)의 크기가 변화됨으로써 기판(12)에 증착되는 박막이 불균일하게 된다는 문제점이 있다.
따라서, 기판(12)에 박막을 균일하게 증착하기 위해서는 소스 분사홀(36)의 주위에 증착된 박막 물질을 주기적으로 세정해주어야 한다.
그러나, 소스 분사홀(36)의 주위에 증착된 박막 물질을 세정하기 위해서는 매번 장치를 다운(Down)시킨 후, 챔버 리드(20)에서 소스 분사부재(30)를 분해하여 세정하기 때문에 장비의 가동률이 저하된다는 문제점이 있다. 더욱이, 소스 분사부재(30)의 세정을 마친 후에도, 챔버(10) 내부에 발생한 수증기 및 불순물을 제거하고, 안정된 공정압력 및 공정온도를 형성하는 과정을 거쳐야 한다. 또한 더미(Dummy) 기판에 실제 증착 공정을 수행하여 박막 균일도나 파티클의 오염도를 확 인하는 과정을 거쳐야 하기 때문에, 많은 시간이 소요되고 결과적으로 시간당 생산량(Throughput)의 감소를 초래하게 된다.
결과적으로, 소스 분사부재(30)의 세정 주기를 될수록 길게 가져가는 것이 생산성 측면에서 바람직하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 세정 주기를 연장시켜 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 화학 기상 증착 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치는 기판이 지지되는 기판 지지부재를 가지는 챔버; 상기 챔버의 상부에 설치되는 챔버 리드; 상기 챔버 리드에 탈착 가능하게 설치되어 외부로부터 공급되는 공정 소스를 상기 기판 쪽으로 분사하는 소스 분사부재; 및 상기 챔버 리드의 내부에 설치되어 상기 소스 분사부재의 온도를 냉각시키는 냉각부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 챔버 리드는 베이스; 상기 베이스를 관통하도록 일정한 간격으로 형성되어 상기 외부로부터 공급되는 공정 소스를 상기 소스 분사부재에 공급하는 복수의 제 1 소스 공급홀; 상기 베이스의 배면에 형성되어 상기 소스 분사부재가 탈착 가능하게 설치되는 소스 분사부재 장착부; 및 상기 베이스에 형성되어 상기 냉각부재가 설치되는 냉각부재 설치부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 소스 분사부재는 일정한 간격을 가지도록 배열된 복수의 소스 분사관; 상기 베이스에 탈착 가능하게 설치되어 상기 복수의 소스 분사관을 지지하는 분사관 지지부재; 상기 복수의 제 1 소스 공급홀에 대응되도록 상기 분사관 지지부재에 형성된 복수의 제 2 소스 공급홀; 상기 복수의 제 2 소스 공급홀에 대응되도록 상기 복수의 소스 분사관 각각에 형성된 복수의 제 3 소스 공급홀; 및 상기 복수의 소스 분사관 각각에 일정한 간격으로 형성되어 상기 공정 소스를 상기 기판 쪽으로 분사하는 복수의 소스 분사홀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 분사관 지지부재는 상기 복수의 소스 분사관을 N개 단위로 지지하는 것을 특징으로 한다.
상기 분사관 지지부재는 상기 소스 분사관의 일측 가장자리를 N개 단위로 지지하는 복수의 제 1 플레이트; 및 상기 소스 분사관의 타측 가장자리를 N개 단위로 지지하도록 상기 복수의 제 1 플레이트 각각에 나란한 복수의 제 2 플레이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 소스 분사부재 장착부는 상기 베이스의 배면에 나란하게 형성되어 상기 분사관 지지부재가 탈착 가능하게 설치되는 제 1 삽입홈; 및 상기 제 1 삽입홈을 가로지르도록 상기 베이스의 배면에 일정한 간격으로 나란하게 형성되어 상기 복수의 소스 분사관이 설치되는 복수의 제 2 삽입홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각부재 설치부는 다중으로 굴곡된 형태를 가지도록 상기 베이스의 상면으로부터 오목하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각부재는 상기 냉각부재 설치부에 설치되어 외부로부터 공급되는 냉각 유체를 순환시켜 상기 소스 분사부재의 온도를 일정한 온도로 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각 유체는 소정 온도의 공기, 소스 및 물 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 화학 기상 증착 장치는 상기 복수의 제 1 소스 공급홀 각각에 설치되어 상기 공정 소스를 상기 각 제 1 소스 공급홀에 공급하는 소스 공급관을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 화학 기상 증착 장치는 상기 복수의 제 1 소스 공급홀 중 홀수번째 제 1 소스 공급홀에 제 1 공정 소스를 공급하기 위한 제 1 소스 공급관; 및 상기 복수의 제 2 소스 공급홀 중 짝수번째 제 1 소스 공급홀에 제 2 공정 소스를 공급하기 위한 제 2 소스 공급관을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 공정 소스는 H2O이고, 상기 제 2 공정 소스는 DEZ(Diethyl Zinc, DEZ)인 것을 특징으로 한다.
상기 화학 기상 증착 장치는 상기 냉각부재가 설치된 상기 냉각부재 설치부를 덮는 덮개를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 화학 기상 증착 장치는 상기 베이스의 배면에 탈착 가능하게 설치되며, 상기 복수의 소스 분사관에 대응되는 복수의 개구부를 가지는 자켓을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 개구부는 상기 복수의 소스 분사관 각각의 길이 방향에 대응되도록 줄무늬 형태로 형성되거나, 상기 복수의 소스 분사홀 각각에 대응되도록 홀 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 챔버 리드의 내부에 설치된 온도 조절장치를 통해 복수의 소스 분사관의 온도를 냉각시킴으로써 증착 공정시 박막 물질이 복수의 소스 분사홀 주변에 증착되는 것을 억제함으로써 소스 분사부재의 세정 주기를 연장시켜 생산성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
둘째, 챔버 리드의 배면에 소스 분사부재를 탈착 가능하게 설치함으로써 소스 분사부재의 탈부착을 용이하게 하여 작업시간을 감소시켜 가동률을 증가시킬 수 있다는 효과가 있다.
셋째, 복수의 소스 분사관을 N개 단위로 블록화함으로써 소스 분사부재의 탈부착을 더욱 용이하게 할 수 있다는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 화학 기상 증착 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화학 기상 증착 장치에 있어서, 챔버의 상부 구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 챔버의 상부 구조를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 화학 기상 증착 장치는 기판(112)이 지지되는 기판 지지부재(114)를 가지는 챔버(110); 챔버(110)의 상부에 설치되는 챔버 리드(120); 챔버 리드(120)에 연결되어 챔버 리드(120)로 공정 소스를 공급하는 소스 공급관(130); 챔버 리드(120)에 탈착 가능하게 설치되어 소스 공급관(130)으로부터 공급되는 공정 소스를 기판(112) 쪽으로 분사하는 소스 분사부재(140); 및 챔버 리드(120)의 내부에 설치되어 소스 분사부재(140)의 온도를 조절하는 냉각부재(150)를 포함하여 구성된다.
챔버(110)는 일정한 반응공간을 형성한다. 이러한, 챔버(110)의 일측에는 배기 소스를 배기하는 배기구(미도시)가 설치될 수 있다.
기판 지지부재(114)는 챔버(110)의 내부 바닥면에 설치되어 외부로부터 제공되는 기판(112)을 지지한다. 이러한, 기판 지지부재(114)는 기판(112)의 온도를 80℃ ~ 250℃ 범위로 조절하기 위한 기판 가열부재(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
챔버 리드(120)는 챔버(110)의 반응공간을 밀폐시키기 위하여 챔버(110)의 상부에 설치된다. 여기서, 챔버(110)와 챔버 리드(120)가 결합되는 챔버(110)와 챔버 리드(120) 사이에는 밀봉부재(115)가 설치될 수 있다.
소스 공급관(130)은 챔버 리드(120)의 상부에 설치되어 외부의 소스 공급장치(미도시)로부터 공급되는 공정 소스를 챔버 리드(120)에 공급한다.
한편, 소스 공급관(130)에는 챔버(110)에서 이루어지는 박막 증착 공정에 대응되는 공정 소스가 공급될 수 있다. 예를 들어, 기판(112)에 ZnO 재질의 박막을 형성할 경우에, 소스 공급관(130)은 제 1 공정 소스(S1)를 공급하는 제 1 소스 공급관(132); 및 제 2 공정 소스(S2)를 공급하는 제 2 소스 공급관(134)을 포함하여 구성된다. 이때, 제 1 공정 소스(S1)는 H2O가 될 수 있으며, 제 2 공정 소스(S2)는 DEZ(Diethyl Zinc, DEZ)가 될 수 있다.
제 1 소스 공급관(132)은 N개 단위로 분기되는 N개의 제 1 분기관(133)을 포함하며, 제 2 소스 공급관(134) 역시 N개 단위로 분기되는 N개의 제 2 분기관(135)을 포함할 수 있다. 이러한, 제 1 분기관(133)과 제 2 분기관(135)은 서로 교번적으로 챔버 리드(120)에 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 반응공간에 공정 소스를 균일하게 분사할 수 있도록 다른 형태로도 설치될 수 있다. 여기서, 소스 공급관(132)과 챔버 리드(120)가 결합되는 소스 공급관(132)과 챔버 리드(120) 사이에는 밀봉부재(117)가 설치될 수 있다.
챔버 리드(120)는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 베이스(200); 복수의 제 1 소스 공급홀(210); 소스 분사부재 장착부(220); 및 냉각부재 설치부(230)를 포함하여 구성된다.
베이스(200)는 금속 재질로써 챔버(110)의 상부에 설치되어 챔버(110)의 내부를 반응공간을 밀폐한다.
복수의 제 1 소스 공급홀(210)은 소스 공급관(130) 각각에 연통되도록 베이스(200)의 상부 및 하부에 일정한 간격을 가지도록 형성된다. 이러한, 복수의 제 1 소스 공급홀(210) 각각은 소스 공급관(130)으로부터 공급되는 공정 소스를 소스 분사부재(140)에 공급한다. 이때, 소스 공급관(130) 각각은 끝단에 설치된 플랜지를 통해 베이스(200)에 체결되는 체결 나사에 의해 복수의 제 1 소스 공급홀(210) 각각에 대응되도록 베이스(200)에 설치될 수 있다.
한편, 복수의 제 1 소스 공급홀(210) 중 홀수번째 소스 공급홀(210)은 N개의 제 1 분기관(133) 각각에 연통되도록 형성될 수 있으며, 복수의 제 1 소스 공급홀(210) 중 짝수번째 소스 공급홀(210)은 N개의 제 2 분기관(135) 각각에 연통되도록 형성될 수 있다.
소스 분사부재 장착부(220)는 베이스(200)의 배면에 오목하게 형성되어 소스 분사부재(140)가 삽입되어 설치된다. 이를 위해, 소스 분사부재 장착부(220)는 제 1 및 제 2 삽입홈(222, 224); 및 복수의 제 3 삽입홈(226)을 포함하여 구성된다.
제 1 삽입홈(222)은 베이스(200)의 장변과 나란하도록 베이스(200)의 상측 가장자리에 오목하게 형성된다.
제 2 삽입홈(224)은 제 1 삽입홈(222)과 마주보도록 베이스(200)의 하측 가장자리에 오목하게 형성된다.
이러한, 제 1 및 제 2 삽입홈(222, 224) 각각에는 상술한 복수의 제 1 소스 공급홀(210)이 일정한 간격으로 형성된다.
한편, 제 1 및 제 2 삽입홈(222, 224) 각각에는 복수의 제 1 나사홀(223)이 형성된다. 이러한, 복수의 제 1 나사홀(223)은 챔버 리드(120)에 소스 분사부재(140)를 탈착 가능하게 설치하기 위한 복수의 체결나사(미도시)가 체결된다.
복수의 제 3 삽입홈(226)은 제 1 및 제 2 삽입홈(222, 224)과 수직하게 교차하도록 오목하게 형성된다. 이때, 복수의 제 3 삽입홈(226)은 제 1 및 제 2 삽입홈(222, 224) 각각에 형성된 소스 공급홀(210)을 포함하도록 형성된다. 여기서, 복수의 제 3 삽입홈(226) 각각은 반원 형태의 단면을 가지도록 형성될 수 있다.
한편, 베이스(200)는 제 1 및 제 2 삽입홈(222, 224) 각각에 형성된 복수의 제 1 소스 공급홀(210) 사이마다 형성된 제 2 나사홀(240); 및 복수의 제 3 삽입홈(226) 각각의 양 끝단 및 중앙부에 인접하도록 형성된 제 3 나사홀(250)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
냉각부재 설치부(230)는 다중으로 굴곡(예를 들어, 다중의 "S"자)된 형태를 가지도록 베이스(200)의 상부면으로부터 오목하게 형성되어 냉각부재(150)가 삽입된다. 이때, 냉각부재 설치부(230)는 "U"자 형태의 단면을 가지도록 형성될 수 있다. 여기서, 냉각부재 설치부(230)의 깊이는 복수의 제 3 삽입홈(226)에 인접하도록 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 냉각부재 설치부(230)는 베이스(200)의 구조에 따라 복수의 제 3 삽입홈(226)의 사이사이에 대응되도록 형성되거나, 한 쌍의 제 1 삽입홈(222)에 나란하도록 형성될 수 있다.
도 4에서, 소스 분사부재(140)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 소스 분사관(142); 분사관 지지부재(144); 및 복수의 소스 분사홀(146)을 포함하여 구성된다.
복수의 소스 분사관(142) 각각은 분사관 지지부재(144)에 설치되어 챔버 리드(120)에 형성된 복수의 제 3 삽입홈(226) 각각에 삽입된다. 이러한, 복수의 소스 분사관(142)에는 소스 공급관(130), 제 1 소스 공급홀(210), 및 분사관 지지부재(144)를 통해 공정 소스가 공급된다.
분사관 지지부재(144)는 복수의 소스 분사관(142)을 N개 단위로 지지한다. 이를 위해, 분사관 지지부재(144)는 복수의 제 1 및 제 2 플레이트(144a, 144b)를 포함하여 구성될 수 있다.
복수의 제 1 및 제 2 플레이트(144a, 144b) 각각은 베이스(200)에 형성된 제 1 및 제 2 삽입홈(222, 224) 각각에 서로 마주보도록 탈착 가능하게 설치되어 소스 분사관(142)의 양측 가장자리를 N개 단위로 지지한다. 이때, 제 1 및 제 2 플레이트(144a, 144b)와 소스 분사관(142)은 용접 등과 같은 접합 방법에 의해 접합될 수 있다.
한편, 제 1 소스 공급홀(210)로부터 공급되는 공정 소스를 각 소스 분사관(142)에 공급하기 위하여, 복수의 제 1 및 제 2 플레이트(144a, 144b) 각각에는 복수의 제 1 소스 공급홀(210) 각각에 연통되는 복수의 제 2 소스 공급홀(143; 도 2 참조)이 형성되며, 복수의 소스 분사관(142) 각각에는 복수의 제 2 소스 공급홀(143)로부터 공정 소스가 공급되는 제 3 소스 공급홀(147; 도 2 참조)이 형성된다. 이에 따라, 공정 소스는 제 1 내지 제 3 소스 공급홀(210, 143, 147)을 통해 복수의 소스 분사관(142) 각각에 공급된다.
한편, 복수의 제 1 및 제 2 플레이트(144a, 144b) 각각에는 일정한 간격으로 형성된 관통홀(145)이 형성된다. 이러한, 관통홀(145)에는 제 1 및 제 2 삽입홈(222, 224) 각각에 형성된 제 1 나사홀(240)에 체결되는 체결 나사(미도시)가 삽입된다. 이에 따라, 복수의 제 1 및 제 2 플레이트(144a, 144b) 각각은 관통홀(145)에 삽입되어 제 1 나사홀(240)에 체결되는 체결나사의 조립에 의해 챔버 리 드(120)에 탈착 가능하게 설치된다. 여기서, 복수의 제 1 플레이트(144a)와 제 1 삽입홈(222) 사이에는 밀봉부재(225)가 설치되어 제 1 삽입홈(222)에 형성된 복수의 제 2 소스 공급홀(143)의 주변을 밀봉할 수 있다. 마찬가지로, 복수의 제 2 플레이트(144b)와 제 2 삽입홈(224) 사이에는 상술한 밀봉부재(225)가 설치되어 제 2 삽입홈(224)에 형성된 복수의 제 2 소스 공급홀(143)의 주변을 밀봉할 수 있다.
복수의 소스 분사홀(146)은 각 소스 분사관(142)에 형성되어 각 소스 분사관(142)에 공급되는 공정 소스를 기판(112) 쪽으로 분사한다. 여기서, 공정 소스는, 도 2에 도시된 바와 같이, 소스 공급관(120), 제 1 내지 제 3 소스 공급홀(210)을 통해 각 소스 분사관(142)에 공급된 후, 각 소스 분사홀(146)에 의해 소정 각도를 가지도록 기판(112) 쪽으로 분사된다.
소스 분사부재(140)는 챔버 리드(120)의 배면에 형성된 제 1 및 제 2 삽입홈(222, 224)에 삽입되어 탈착 가능하게 설치되어 공정 소스(S1, S2)를 기판(112) 쪽으로 분사한다.
도 4에서, 냉각부재(150)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 다중으로 굴곡(예를 들어, 다중의 "S"자)지도록 형성되어 챔버 리드(120)에 형성된 냉각부재 설치부(230)의 내부에 삽입되어 외부의 온도 조절장치(미도시)로부터 공급되는 냉각 유체를 챔버 리드(120)의 내부에서 순환시킨다. 여기서, 냉각부재(150)는 파이프가 될 수 있다. 그리고, 냉각 유체는 소정 온도의 공기, 소스 및 물 중 어느 하나가 될 수 있다.
이러한, 냉각부재(150)는 냉각 유체를 순환시켜 소스 분사부재(140)의 표면 온도를 냉각시킴으로써 복수의 소스 분사홀(146) 주변의 온도를 냉각시켜 화학 기상 증착 공정시 박막 물질이 복수의 소스 분사홀(146) 주변에 증착되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 본 발명은 냉각부재 설치부(230)에 삽입된 냉각부재(150)를 보호하기 위한 덮개(232)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
덮개(232)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 냉각부재 설치부(230)와 동일한 형태로 형성되어 냉각부재(150)가 삽입된 냉각부재 설치부(230)의 상부를 밀봉함으로써 냉각부재(150)를 보호한다.
다른 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 화학 기상 증착 장치는 화학 기상 증착 공정시 박막 물질이 챔버 리드(120)의 배면에 증착되는 것을 방지하기 위한 자켓(160)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
자켓(160)은, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 개구부(164)가 형성된 자켓 프레임(162); 및 자켓 프레임(162)을 챔버 리드(120)의 배면에 설치하기 위한 체결 나사(166)가 체결되는 복수의 나사 체결홀(168)을 포함하여 구성된다.
복수의 개구부(164)는 복수의 소스 분사관(142)의 길이 방향에 대응되는 줄무늬 형태를 가지도록 자켓 프레임(162)에 일정한 간격으로 형성된다. 이러한, 복수의 개구부(164) 각각은 챔버 리드(120)의 제 3 삽입홈(226)에 삽입되어 설치된 복수의 소스 분사관(142) 각각에 형성된 복수의 소스 분사홀(146)을 노출시킨다.
한편, 복수의 개구부(164)는 복수의 소스 분사홀(146) 부분이 노출되도록 홀 형태로 형성될 수도 있다.
복수의 나사 체결홀(168)은 챔버 리드(120)의 베이스(200)에 형성된 복수의 제 2 나사홀(240)과 복수의 제 3 나사홀(250) 각각에 대응되도록 자켓 프레임(162)에 형성된다.
이러한, 자켓(160)은 복수의 나사 체결홀(168) 각각에 삽입되어 복수의 제 2 나사홀(240)에 체결되는 복수의 제 1 체결 나사(166a)와, 복수의 제 3 나사홀(250)에 체결되는 복수의 제 2 체결 나사(166b)에 의해 챔버 리드(120)의 배면에 탈착 가능하게 설치됨으로써, 화학 기상 증착 공정시 박막 물질에 의한 챔버 리드(120) 배면의 오염을 방지한다. 여기서, 자켓(160)은 화학 기상 증착 공정의 횟수에 따른 오염 정도에 따라 챔버 리드(120)에서 분리되어 세정 공정을 거친 후, 챔버 리드(120)에 장착되어 재사용될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 화학 기상 증착 장치는 챔버 리드(120)의 내부에 설치된 온도 조절장치(150)를 통해 복수의 소스 분사관(142)의 온도를 냉각시킴으로써 증착 공정시 박막 물질이 복수의 소스 분사홀(146) 주변에 증착되는 것을 억제함으로써 소스 분사부재(140)의 세정 주기를 연장시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 챔버 리드(120)의 배면에 소스 분사부재(140)를 탈착 가능하게 설치함으로써 증착 공정에 따른 소스 분사부재(140)의 오염시 소스 분사부재(140)의 세정을 위한 탈부착을 용이하게 하여 작업시간을 감소시켜 가동률을 증가시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 복수의 소스 분사관(142)을 N개 단위로 블록화하여 한번 에 챔버 리드(120)에 설치함으로써 소스 분사부재(140)의 탈부착을 더욱 용이하게 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 소스 분사부재(140)의 세정 주기를 연장시켜 생산성을 향상시킬 수 있으며, 소스 분사부재(140)의 세정시 소스 분사부재(140)의 탈부착을 용이하게 하여 작업시간을 감소시켜 가동률을 증가시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 화학 기상 증착 장치를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 화학 기상 증착 장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화학 기상 증착 장치에 있어서, 챔버의 상부 구조를 설명하기 위한 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 챔버의 상부 구조를 분해하여 나타내는 분해 사시도.
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 챔버 리드를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 6은 도 4에 도시된 소스 분사부재를 설명하기 위한 분해 사시도.
도 7은 도 3에 도시된 A-A선의 절단면을 나타내는 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
110: 챔버 112: 기판
114: 기판 지지부재 120: 챔버 리드
130: 소스 공급관 140: 소스 분사부재
142: 소스 분사관 144: 분사관 지지부재
146: 소스 분사홀 150: 온도 냉각부재
Claims (15)
- 기판이 지지되는 기판 지지부재를 가지는 챔버;상기 챔버의 상부에 설치되는 챔버 리드;상기 챔버 리드에 탈착 가능하게 설치되어 외부로부터 공급되는 공정 소스를 상기 기판 쪽으로 분사하는 소스 분사부재; 및상기 챔버 리드의 내부에 설치되어 상기 소스 분사부재의 온도를 냉각시키는 냉각부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 챔버 리드는,베이스;상기 베이스를 관통하도록 일정한 간격으로 형성되어 상기 외부로부터 공급되는 공정 소스를 상기 소스 분사부재에 공급하는 복수의 제 1 소스 공급홀;상기 베이스의 배면에 형성되어 상기 소스 분사부재가 탈착 가능하게 설치되는 소스 분사부재 장착부; 및상기 베이스에 형성되어 상기 냉각부재가 설치되는 냉각부재 설치부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 소스 분사부재는,일정한 간격을 가지도록 배열된 복수의 소스 분사관;상기 베이스에 탈착 가능하게 설치되어 상기 복수의 소스 분사관을 지지하는 분사관 지지부재;상기 복수의 제 1 소스 공급홀에 대응되도록 상기 분사관 지지부재에 형성된 복수의 제 2 소스 공급홀;상기 복수의 제 2 소스 공급홀에 대응되도록 상기 복수의 소스 분사관 각각에 형성된 복수의 제 3 소스 공급홀; 및상기 복수의 소스 분사관 각각에 일정한 간격으로 형성되어 상기 공정 소스를 상기 기판 쪽으로 분사하는 복수의 소스 분사홀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 분사관 지지부재는 상기 복수의 소스 분사관을 N개 단위로 지지하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 분사관 지지부재는,상기 소스 분사관의 일측 가장자리를 N개 단위로 지지하는 복수의 제 1 플레이트; 및상기 소스 분사관의 타측 가장자리를 N개 단위로 지지하도록 상기 복수의 제 1 플레이트 각각에 나란한 복수의 제 2 플레이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 소스 분사부재 장착부는,상기 베이스의 배면에 나란하게 형성되어 상기 분사관 지지부재가 탈착 가능하게 설치되는 제 1 삽입홈; 및상기 제 1 삽입홈을 가로지르도록 상기 베이스의 배면에 일정한 간격으로 나란하게 형성되어 상기 복수의 소스 분사관이 설치되는 복수의 제 2 삽입홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 냉각부재 설치부는 다중으로 굴곡된 형태를 가지도록 상기 베이스의 상면으로부터 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 냉각부재는 상기 냉각부재 설치부에 설치되어 외부로부터 공급되는 냉각 유체를 순환시켜 상기 소스 분사부재의 온도를 일정한 온도로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 냉각 유체는 소정 온도의 공기, 소스 및 물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 복수의 제 1 소스 공급홀 각각에 설치되어 상기 공정 소스를 상기 각 제 1 소스 공급홀에 공급하는 소스 공급관을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 복수의 제 1 소스 공급홀 중 홀수번째 제 1 소스 공급홀에 제 1 공정 소스를 공급하기 위한 제 1 소스 공급관; 및상기 복수의 제 2 소스 공급홀 중 짝수번째 제 1 소스 공급홀에 제 2 공정 소스를 공급하기 위한 제 2 소스 공급관을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 제 1 공정 소스는 H2O이고, 상기 제 2 공정 소스는 DEZ(Diethyl Zinc, DEZ)인 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 냉각부재가 설치된 상기 냉각부재 설치부를 덮는 덮개를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 베이스의 배면에 탈착 가능하게 설치되며, 상기 복수의 소스 분사관에 대응되는 복수의 개구부를 가지는 자켓을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 개구부는 상기 복수의 소스 분사관 각각의 길이 방향에 대응되도록 줄무늬 형태로 형성되거나, 상기 복수의 소스 분사홀 각각에 대응되도록 홀 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
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