KR20110056692A

KR20110056692A - 원자층 증착장치

Info

Publication number: KR20110056692A
Application number: KR1020090113126A
Authority: KR
Inventors: 신인철; 김경준
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2009-11-23
Filing date: 2009-11-23
Publication date: 2011-05-31
Also published as: KR101084311B1

Abstract

배기관에서 가스 혼합 및 파티클 발생을 방지할 수 있는 원자층 증착장치가 개시된다. 원자층 증착장치에서 샤워헤드에 구비되어 서로 다른 소스가스가 분사되는 복수의 분사영역에서 배기가스를 흡입하여 배출시키는 탑 배기부는, 샤워헤드의 각 분사영역에서 배기되는 배기가스를 서로 독립된 유로를 통해 배출시키도록 형성된 복수의 분리 배기관 및 상기 각 분리 배기관을 상기 샤워헤드에 연결시키도록 구비되며 상기 각 분리 배기관의 압력 및 배기량을 조절하는 분리 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.

원자층 증착장치(atomic layer deposition apparatus), ALD, 분리 배기

Description

원자층 증착장치{ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS}

본 발명은 원자층 증착장치에 관한 것으로, 배기관에서 증착가스의 혼합으로 인한 파티클 발생과 그로 인한 배기관 막힘이나 배기불량을 방지할 수 있는 원자층 증착장치를 제공하기 위한 것이다.

일반적으로, 반도체 기판이나 글라스 등의 기판 상에 소정 두께의 박막을 증착하는 방법으로는 스퍼터링(sputtering)과 같이 물리적인 충돌을 이용하는 물리 기상 증착법(physical vapor deposition, PVD)과, 화학반응을 이용하는 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD) 등이 있다. 최근 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 급격하게 미세해짐에 따라 미세 패턴의 박막이 요구되고 박막이 형성되는 영역의 단차 또한 매우 커졌다. 이러한 추세로 인해 원자층 두께의 미세 패턴을 매우 균일하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 원자층 증착방법(atomic layer deposition, ALD)의 사용이 증대되고 있다.

ALD는 기체 분자들 간의 화학반응을 이용한다는 점에 있어서 일반적인 화학 기상 증착방법과 유사하다. 하지만, 통상의 CVD가 복수의 기체 분자들을 동시에 챔버 내로 주입하여 발생된 반응 생성물을 기판에 증착하는 것과 달리, ALD는 하나의 소스 물질을 포함하는 가스를 챔버 내로 주입하여 가열된 기판에 화학흡착시키고 이후 다른 소스 물질을 포함하는 가스를 챔버에 주입함으로써 기판 표면에서 소스 물질 사이의 화학반응에 의한 생성물이 증착된다는 점에서 차이가 있다. 이러한 ALD는 스텝 커버리지 특성이 매우 우수하며 불순물 함유량이 낮은 순수한 박막을 증착하는 것이 가능하다는 장점을 갖고 있어 현재 널리 각광받고 있다.

ALD 장치 중에서 스루풋(throughput)을 향상시키기 위해 복수 장의 기판에 대해 동시에 증착공정이 수행되는 세미 배치 타입(semi-batch type)의 ALD가 개시되어 있다. 통상적으로 세미 배치 타입 ALD는 서로 다른 종류의 증착가스가 분사되는 영역이 형성되고, 샤워헤드 또는 서셉터의 고속 회전에 의해 기판이 순차적으로 각 영역을 통과함에 따라 기판 표면에서 증착가스 사이의 화학반응이 발생하여 반응 생성물이 증착되는 방식으로 작동한다.

한편, ALD 장치는 잔류 증착가스 및 기판에 증착되지 않은 반응 부산물 등을 포함하는 배기가스를 프로세스 챔버 내에서 배출시키기 위한 배기부가 구비된다. 그런데 기존의 ALD 장치는 하나의 배관 또는 복수의 배관을 통해 배기가스를 배출시키기는 하지만 최종 배출되는 배기관으로 수렴되어 배출되므로, 배기관 내부에서 증착가스들이 혼합되면서 화학 반응에 의한 파티클이 발생할 수 있다. 특히, 샤워헤드에 배기부가 구비되는 상부 배기(top vacuum) 방식 ALD 장치는 배기가스를 배출시키기 위한 배기관의 직경이 작고 배기관에 작용하는 진공 압력이 크기 않아서 배기가스의 유속이 비교적 낮은 편이다. 이로 인해 배기관 내부에서 증착가스의 혼합에 의한 파티클 발생 가능성이 크며, 파티클로 인해 배기관이 막히기 쉽다. 또한, 파티클이 발생하는 경우 배기관에 구비된 컨트롤 밸브의 개도가 달라질 수 있으며 이로 인해 배기 불량 및 프로세스 챔버의 배기 압력 조건이 변경되고, 공정 조건 변화로 인해 증착 품질 저하 또는 불량이 발생할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예들은 배기가스를 배출시키는 배기관 내부에서 소스가스의 혼합으로 인한 파티클 발생 및 이로 인한 배기 불량을 방지할 수 있는 원자층 증착장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 배기가스의 배기 불량으로 인한 공정 조건의 변화를 방지할 수 있는 원자층 증착장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 증착가스를 분리 배기시킬 수 있는 원자층 증착장치는, 서로 다른 소스가스가 분사되는 복수의 분사영역에서 배기가스를 흡입하여 배출시키는 배기부에 있어서 상기 배기부는 샤워헤드에 연결되어 배기가스를 배출시키는 탑 배기부를 포함하여 구성된다. 여기서, 탑 배기부는, 샤워헤드의 각 분사영역에서 배기되는 배기가스를 서로 독립된 유로를 통해 배출시키도록 형성된 복수의 분리 배기관 및 상기 각 분리 배기관을 상기 샤워헤드에 연결시키도록 구비되며 상기 각 분리 배기관의 압력 및 배기량을 조절하는 분리 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.

실시예에서, 상기 분리 모듈은, 상기 각 분리 배기관이 각각 연결되는 복수의 내부 유로 및 상기 내부 유로의 개도를 개별적으로 조절하는 복수의 컨트롤부로 구성될 수 있다. 그리고 프로세스 챔버에서 배기가스를 배출시키고 상기 프로세스 챔버 내부 압력을 조절하는 챔버 배기부가 구비되며, 상기 탑 배기부는 상기 분리 배기관이 하나의 수렴 배기관으로 수렴되어 상기 챔버 배기부에 연결된다. 여기서, 상기 수렴 배기관에는 상기 수렴 배기관과 상기 챔버 배기부를 연결시키기 위한 앵글 밸브(angle valve)가 구비될 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 증착가스를 분리 배기시킬 수 있는 원자층 증착장치는, 프로세스 챔버, 상기 프로세스 챔버 내부에 구비되어 기판에 대해 서로 다른 소스가스를 각각 분사하도록 복수의 분사영역이 형성된 샤워헤드 및 상기 샤워헤드와 연결되어 상기 각 분사영역에서 배기가스를 흡입하여 배출시키는 탑 배기부를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 탑 배기부는, 상기 각 분사영역에서 배기되는 배기가스를 서로 독립된 유로를 통해 배출시키도록 형성된 복수의 분리 배기관 및 상기 프로세스 챔버 또는 상기 샤워헤드와 상기 분리 배기관을 연결시키도록 구비되며 상기 각 분리 배기관의 압력 및 배기량을 조절하는 분리 모듈로 구성될 수 있다.

상세하게는, 상기 분리 모듈은, 상기 각 분사영역에서 흡입된 배기가스를 서로 독립적으로 유동시킬 수 있도록 상기 샤워헤드에 연결되고 상기 각 분리 배기관에 연통되는 복수의 내부 유로 및 상기 각 내부 유로에 구비되어 상기 각 내부 유로의 개도를 개별적으로 조절하는 복수의 컨트롤부로 구성될 수 있다. 그리고 상기 분리 모듈은 상기 복수의 분리 배기관과 동시에 연결될 수 있도록 모듈화되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 샤워헤드는 상기 프로세스 챔버 내부에서 배기가스를 흡입하여 배출시킬 수 있도록 형성된 복수의 배기홀로 정의되는 배기라인이 구비되고, 상기 배기라인은 상기 각 분사영역에서 각각 배기가스를 배기시킬 수 있도록 상기 분사영역 경계를 따라 복수의 배기라인이 구비되며, 상기 분리 모듈은 상기 각 배기라인과 상기 각 분리 배기관을 연결시키도록 형성될 수 있다.

여기서, 상기 프로세스 챔버에 연결되어 상기 프로세스 챔버 내부에서 배기가스를 배출시키고 상기 프로세스 챔버 내부 압력을 조절하는 챔버 배기부가 구비되며, 상기 챔버 배기부는, 상기 프로세스 챔버에 연결되어 상기 배기가스를 배출시키는 챔버 배기관 및 상기 챔버 배기관 유로 상에 구비되어 상기 챔버 배기관의 개도를 조절하는 컨트롤 밸브로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 탑 배기부는 상기 복수의 분리 배기관이 하나의 수렴 배기관으로 수렴되도록 형성되고, 상기 수렴 배기관은 상기 챔버 배기부에서 상기 컨트롤 밸브 이후의 상기 챔버 배기관에 연결되도록 구성될 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 탑 배기부의 배기관을 서로 독립된 2개의 배관으로 구성함으로써, 배기관 내부에서 소스가스들이 서로 혼합되면서 파티클이 발생하는 것을 방지하고, 파티클로 인해 배기불량 및 배기 압력 변화나 공정조건에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

또한, 분리 배기관에 각각 컨트롤 밸브가 구비되므로, 각 분리 배기관의 배기압력을 독립적으로 조절할 수 있어서 서로 분자량이 다른 제1 소스가스와 제2 소스가스를 균일한 배기량으로 배기시킬 수 있으며, 각 분사영역에 대한 배기량과 배기압력을 효과적으로 조절할 수 있어서 막질을 향상시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치(100)에 대해 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치의 배기부를 설명하기 위한 도면들로써, 도 1은 원자층 증착장치(100)의 사시도이고, 도 2는 단면도이고, 도 3은 모식도이다. 그리고 도 4는 도 1 내지 도 3의 원자층 증착장치(100)에서 탑 배기부(106)의 배기가스 유로를 분리시키는 배기 분리 모듈(161)을 설명하기 위한 사시도이다.

도면을 참조하면, 원자층 증착장치(atomic layer deposition apparatus, ALD)(100)는 공정이 수행되는 프로세스 챔버(101)와 프로세스 챔버(101)에서 배기가스를 배출시키기 위한 배기부로 구성된다.

여기서, 프로세스 챔버(101) 내부에는 복수의 기판(10)이 안착되는 서셉터(102)와 기판(10)에 증착가스를 제공하기 위한 샤워헤드(103)가 구비되고, 배기부는 샤워헤드(103)에 연결되어 프로세스 챔버(101) 상부에서 배기가스를 흡입하여 배출시키는 탑 배기부(top vacuum)(106)와 프로세스 챔버(101) 하부에 연결되어 프로세스 챔버(101) 하부로 배기가스를 흡입하여 배출시키는 챔버 배기부(chamber vacuum)(107)로 구성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 원자층 증착장치(100)는 스루풋(throughput)을 향상시키기 위해서 복수의 기판(10)에 대해 동시에 증착이 수행되며, 박막의 품질을 확보하기 위해서 각 기판(10)을 수평으로 배치하여 증착이 수행되는 세미 배치 타입(semi-batch type)이 사용될 수 있다. 또한, 본 실시예에서 증착 대상이 되는 기판(10)은 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나 본 발명의 대상이 실리콘 웨이퍼에 한정되는 것은 아니며, 기판(10)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용으로 사용하는 글라스를 포함하는 투명 기판일 수 있다. 또한, 기판(10)의 형상 및 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 등 실질적으로 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다. 여기서, 원자층 증착장치(100)의 상세한 기술구성은 본 발명의 요지가 아니므로, 자세한 설명 및 도시를 생략하고 주요 구성요소에 대해서만 간략하게 설명한다.

프로세스 챔버(101)는 복수의 기판(10)을 수용하여 원자층 증착공정이 수행되는 공간 및 환경을 제공한다.

서셉터(102)는 프로세스 챔버(101) 내부에 구비되어 증착공정 동안 기판(10)이 안착되고 소정 속도로 회전 가능하게 형성된다. 예를 들어, 서셉터(102)는 6장의 기판(10)이 서셉터(102)의 원주 방향을 따라 수평으로 안착되도록 형성될 수 있다.

샤워헤드(103)는 서셉터(102) 상부에 구비되어 기판(10)에 대해 증착가스를 분사하도록 복수의 분사홀(131)이 형성되며, 기판(10)에 대해 증착가스를 제공한 다.

본 실시예에서 '증착가스'라 함은 박막을 증착하기 위한 가스들로써, 기판(10)에 증착하고자 하는 박막을 구성하는 소스 물질을 포함하는 적어도 한 종류 이상의 소스가스(source gas or reactant) 및 기판(10) 표면에 화학흡착된 반응물을 제외한 나머지 가스를 제거하기 위한 퍼지가스(purge gas)를 포함한다. 본 실시예에서는 2종의 소스가스와 1종의 퍼지가스를 사용하는 예를 들어 설명한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 2종 이상의 소스가스 또는 2종 이상의 퍼지가스를 사용하는 것도 가능하다.

샤워헤드(103)는 소스가스와 퍼지가스가 각각 분사되는 영역들이 형성되고, 서셉터(102)가 회전함에 따라 기판(10)이 순차적으로 증착가스가 분사된 영역을 통과함에 따라 박막이 증착되며, 기판(10)이 1회 공전 함에 따라 단원자층이 증착되는 한 사이클(cycle)이 수행되고, 기판(10)의 공전 수에 따라 증착 사이클이 복수 회 반복 수행되면서 소정 두께의 박막이 증착된다. 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 샤워헤드(103)는 4개의 부채꼴 형태를 갖는 영역들이 형성되고, 기판(10)의 이동 방향을 따라 제1 소스가스가 분사되는 제1 소스영역(SA1), 퍼지가스가 분사되는 제1 퍼지영역(PA1), 제2 소스가스가 분사되는 제2 소스영역(SA2) 및 퍼지가스가 분사되는 제2 퍼지영역(PA2)으로 이루어질 수 있다. 그리고 각 분사영역(SA1, PA1, SA2, PA2) 사이에는 각 분사영역(SA1, PA1, SA2, PA2)을 분리시키고 프로세스 챔버(101) 내부의 배기가스를 배출시키도록 형성된 복수의 배기홀로 정의되는 배기라인(104)이 구비된다. 예를 들어, 배기라인(104)은 샤워헤드(103)를 4 개의 부채꼴 형태로 분할하도록 서로 꼭지점이 샤워헤드(103)의 중앙 부분에서 서로 마주보는 형태를 갖는 2개의 'V'자 형태로 형성될 수 있다.

한편, 배기라인(104)은 흡입된 배기가스를 배출시키기 위한 배기덕트(105) 및 탑 배기부(106)가 연결된다. 배기덕트(105)는 프로세스 챔버(101) 상부 중앙에서 배기라인(104)과 연통되도록 구비되어 배기라인(104)에서 흡입된 배기가스의 배출 유로를 형성하고, 탑 배기부(106)는 배기덕트(105) 및 배기라인(104)에 배기가스의 흡입을 위한 진공 압력을 제공하며, 배기덕트(105)를 통해 흡입되는 배기가스를 배출시킨다.

여기서, 제1 및 제2 소스영역(SA1, SA2)에서 흡입되는 배기가스에는 미반응 소스가스가 포함되어 있으므로, 배기과정에서 배기가스가 서로 혼합되는 경우 배기가스에 포함된 미반응 소스가스들이 서로 반응하여 파티클이 발생할 수 있다. 본 실시예에서는 배기 과정에서 배기가스가 서로 혼합되고 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 배기라인(104) 및 배기덕트(105)는 제1 및 제2 소스영역(SA1, SA2)에서 각각 배기가스를 흡입하고 서로 다른 유로를 통해 분리하여 배출시킬 수 있도록 형성된다.

상세하게는, 제1 및 제2 소스영역(SA1, SA2)에서 각각 배기가스를 흡입하도록 2개의 배기라인(104)이 구비되고, 배기덕트(105) 내부에는 제1 소스영역(SA1)에서 흡입된 배기가스 유로(151)와 제2 소스영역(SA2)에서 흡입된 배기가스의 유로(152)가 되는 2개의 유로(151, 152)로 분할되어 2개의 배기라인(104)과 각각 연통된다.

탑 배기부(106)는 상술한 바와 같이 배기라인(104) 및 배기덕트(105)를 통해 흡입된 배기가스를 분리하여 배출시킬 수 있도록 형성된다. 탑 배기부(106)는 배기덕트(105)의 2개의 유로(151, 152)와 각각 연결되는 2개의 분리 배기관(162, 163) 및 배기가스를 분리하고 각 분리 배기관(162, 163)의 배기압력을 조절하는 분리 모듈(161)로 구성된다.

여기서, 분리 모듈(161)은 분리 배기관(162, 163)의 배기량 및 배기 압력을 조절하는 컨트롤 밸브(control valve)로써, 배기덕트(105)에 분리 배기관(162, 163)을 연결시키도록 구비된다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 분리 모듈(161)은 배기덕트(105)의 유로(151, 152)와 분리 배기관(162, 163)을 각각 연결할 수 있도록 2개의 내부 유로(611, 621) 및 연결 유로(623, 도 4에서 623의 반대쪽 연결 유로의 도시는 생략하였음)가 형성된 하우징(601)과 분리 배기관(162, 163)의 배기량을 조절할 수 있도록 내부 유로(611, 621)의 개도를 조절하는 개도 조절부(612, 622)를 포함하여 형성될 수 있다. 그리고 분리 모듈(161)은 복수의 분리 배기관(162, 163)에 동시에 연결되며 각 분리 배기관(162, 163)의 배기량 및 배기압력을 개별적으로 조절할 수 있도록 하나의 개체로 모듈화되어 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며 분리 모듈(161)은 각 분리 배기관(162, 163)에 각각 구비될 수 있도록 복수의 개체로 형성되는 것도 가능하다.

이하에서는 설명의 편의를 위해 내부 유로(611, 621)와 연결 유로(623) 및 개도 조절부(612, 622)의 구성을 '컨트롤부(610, 620)'라 한다. 즉, 컨트롤 부(610, 620)는 각 분리 배기관(162, 163) 및 제1 및 제2 소스영역(SA1, SA2)의 배기압력을 조절하기 위한 컨트롤 밸브가 된다.

본 실시예에 따르면, 각 분리 배기관(162, 163)에 각각 컨트롤부(610, 620)가 구비되므로 각 분리 배기관(162, 163) 및 제1 및 제2 소스영역(SA1, SA2)의 배기량을 서로 독립적으로 조절할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 소스가스는 일반적으로 분자량이 서로 다른 가스가 사용된다. 따라서 제1 및 제2 소스영역(SA1, SA2)에 동일한 배기압력을 적용하였을 때 제1 및 제2 소스가스의 분자량 차이에 의해 제1 및 제2 소스영역(SA1, SA2)에 실제 작용하는 배기량이 달라지게 된다. 그러나 본 실시예에 따르면 분리 모듈(161)은 분리 배기관(162, 163)에 서로 독립적으로 조절되는 컨트롤부(610, 620)가 구비되므로 제1 및 제2 소스영역(SA1, SA2)에 대해 배기량 및 배기압력을 적절하게 조절할 수 있으며, 실제 배기량에 따라 제1 및 제2 소스영역(SA1, SA2)의 배기량을 일정하게 유지시킬 수 있다.

그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며 분리 모듈(161)의 구성 및 형태는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 탑 배기부(106)는 샤워헤드(103)를 통해 배기가스를 흡입하여 배출시키도록 형성되므로 배기관 직경이 비교적 작고 유속이 느린데, 배기관의 개도를 조절하는 컨트롤 밸브 이전에서 유속 및 개도가 급격하게 감소하게 된다. 이로 인해 탑 배기부(106)의 배기관 내부에서 파티클이 발생하였을 때 영향을 크게 받는 부분은 컨트롤 밸브 이전의 구간이 된다. 본 실시예에서는 컨트롤 밸브인 분리 모듈(161) 및 그 이전에서 제1 및 제2 소스영역(SA1, SA2)에서 흡입된 배기가스의 유 로를 분리 배기시키도록 형성됨으로써 탑 배기부(106)에서 파티클 발생을 방지하고 유로가 막히는 것을 방지할 수 있다.

그리고 분리 모듈(161)을 지난 이후에는 파티클 발생 여부에 의해 영향을 크게 받지 않으므로 하나의 배관을 통해 배기가스가 배출될 수 있도록 2개의 분리 배기관(162, 163)이 하나의 수렴 배기관(164)으로 수렴될 수 있다.

챔버 배기부(107)는 프로세스 챔버(101) 일측에 구비되어 프로세스 챔버(101) 하부에서 배기가스를 흡입하여 배출시킨다. 특히, 챔버 배기부(107)는 프로세스 챔버(101) 내부의 압력을 조절 및 유지시키는 역할을 한다.

여기서, 챔버 배기부(107)는 프로세스 챔버(101) 전체에서 배기가스를 흡입하고 진공을 유지시키므로 탑 배기부(106)에 비해 챔버 배기관(171, 173)의 직경이 크고 챔버 배기관(171, 173)을 통해 배출되는 배기가스의 유량이 크고 유속이 빠르다. 이로 인해 챔버 배기부(107)는 챔버 배기관(171, 173) 내부에서 제1 및 제2 소스가스의 혼합으로 인한 파티클 발생을 방지할 수 있으며, 혹시 파티클이 발생한다고 하더라도 컨트롤 밸브(172)의 전에서 개도가 변경되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 챔버 배기부(107)는 탑 배기부(106)에서 배출되는 압력을 통해 프로세스 챔버(101) 내부 압력을 조절하게 된다. 즉, 탑 배기부(106)에서 배기되는 배기가스가 챔버 배기부(107)와 합류되도록 연결되며, 상세하게는 탑 배기부(106)의 수렴 배기관(164)은 챔버 배기부(107)의 챔버 배기관(173)에 연결된다. 여기서, 챔버 배기부(107)는 탑 배기부(106)에서 수렴되는 배기가스에 의해 영향을 받지 않고 프로세스 챔버(101) 내부 압력을 정확하게 조절할 수 있도록 탑 배기부(106)는 챔 버 배기부(107)의 챔버 배기관(171, 173)에서 컨트롤 밸브(172) 이후에 연결된다. 그리고 탑 배기부(106)의 수렴 배기관(164)에는 챔버 배기부(107)의 챔버 배기관(173)에 연결할 수 있도록 앵글 밸브(angle valve)(165)가 구비될 수 있다. 그리고 챔버 배기부(107)를 통해 배출되는 배기가스와 탑 배기부(106)를 통해 배출되는 배기가스는 챔버 배기부(107)의 챔버 배기관(173)에 수렴되어 토출관(175)을 통해 프로세스 챔버(101) 외부로 최종 배출된다. 여기서, 미설명 도면부호 174는 토출관(175)의 개폐를 위한 배기토출 밸브(174)이다.

본 실시예에 따르면, 제1 및 제2 소스영역(SA1, SA2)에서 배기되는 배기가스가 분리 배출되며, 특히 컨트롤 밸브 이전에서 분리 배출되므로 배기관 내부에서 파티클 발생을 방지할 수 있으며 파티클에 의해 배기관이 막히거나 개도가 변하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 탑 배기부(106)의 배기 압력 또는 배기량 변화로 인해 프로세스 챔버(101)의 압력 변화가 발생하는 것을 방지하고, 공정 조건을 일정하게 유지시킴으로써 박막 품질을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치에서 배기부를 설명하기 위한 사시도;

도 2는 도 1의 원자층 증착장치의 단면도;

도 3은 도 1의 원자층 증착장치에서 배기부의 구성을 설명하기 위한 모식도;

도 4는 도 1 내지 도 3의 원자층 증착장치에서 탑 배기부의 배기가스 유로를 분리시키기 위한 배기 분리 모듈의 일 예를 도시한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 기판 100: 원자층 증착장치

101: 프로세스 챔버 102: 서셉터

103: 샤워헤드 104: 배기라인(top vacuum)

105: 배기덕트 106: 탑 배기부(top vacuum)

107: 챔버 배기부(chamber lower vacuum)

151, 152: 배기유로 161: 배기 분리 모듈

162, 163: 분리 배기관 164: 수렴 배기관

165: 앵글 밸브(angle valve) 171, 173: 챔버 배기관

172: 컨트롤 밸브(control valve) 174: 배기토출 밸브

175: 토출관 601: 하우징

610, 620: 컨트롤부 611, 621: 내부 유로

612, 622: 개도 조절부 623: 연결 유로

Claims

원자층 증착장치에서 서로 다른 소스가스가 분사되는 복수의 분사영역에서 배기가스를 흡입하여 배출시키는 배기부에 있어서 상기 배기부는 샤워헤드에 연결되어 배기가스를 배출시키는 탑 배기부를 포함하고,

탑 배기부는,

샤워헤드의 각 분사영역에서 배기되는 배기가스를 서로 독립된 유로를 통해 배출시키도록 형성된 복수의 분리 배기관; 및

상기 각 분리 배기관을 상기 샤워헤드에 연결시키도록 구비되며 상기 각 분리 배기관의 압력 및 배기량을 조절하는 분리 모듈;

을 포함하는 원자층 증착장치의 배기부.
제1항에 있어서,

상기 분리 모듈은,

상기 각 분리 배기관이 각각 연결되는 복수의 내부 유로; 및

상기 내부 유로의 개도를 개별적으로 조절하는 복수의 컨트롤부;

를 포함하는 원자층 증착장치의 배기부.
제2항에 있어서,

프로세스 챔버에서 배기가스를 배출시키고 상기 프로세스 챔버 내부 압력을 조절하는 챔버 배기부가 구비되고,

상기 탑 배기부는 상기 분리 배기관이 하나의 수렴 배기관으로 수렴되어 상기 챔버 배기부에 연결되는 원자층 증착장치의 배기부.
제3항에 있어서,

상기 수렴 배기관에는 상기 수렴 배기관과 상기 챔버 배기부를 연결시키기 위한 앵글 밸브(angle valve)가 구비된 원자층 증착장치의 배기부.
프로세스 챔버;

상기 프로세스 챔버 내부에 구비되어 기판에 대해 서로 다른 소스가스를 각각 분사하도록 복수의 분사영역이 형성된 샤워헤드; 및

상기 샤워헤드와 연결되어 상기 각 분사영역에서 배기가스를 흡입하여 배출시키는 탑 배기부;

를 포함하고,

상기 탑 배기부는,

상기 각 분사영역에서 배기되는 배기가스를 서로 독립된 유로를 통해 배출시키도록 형성된 복수의 분리 배기관; 및

상기 프로세스 챔버 또는 상기 샤워헤드와 상기 분리 배기관을 연결시키도록 구비되며 상기 각 분리 배기관의 압력 및 배기량을 조절하는 분리 모듈;

을 포함하는 원자층 증착장치.
제5항에 있어서,

상기 분리 모듈은,

상기 각 분사영역에서 흡입된 배기가스를 서로 독립적으로 유동시킬 수 있도록 상기 샤워헤드에 연결되고 상기 각 분리 배기관에 연통되는 복수의 내부 유로; 및

상기 각 내부 유로에 구비되어 상기 각 내부 유로의 개도를 개별적으로 조절하는 복수의 컨트롤부;

를 포함하는 원자층 증착장치.
제6항에 있어서,

상기 분리 모듈은 상기 복수의 분리 배기관과 동시에 연결될 수 있도록 모듈화되어 형성된 원자층 증착장치.
제6항에 있어서,

상기 샤워헤드는 상기 프로세스 챔버 내부에서 배기가스를 흡입하여 배출시킬 수 있도록 형성된 복수의 배기홀로 정의되는 배기라인이 구비되고,

상기 배기라인은 상기 각 분사영역에서 각각 배기가스를 배기시킬 수 있도록 상기 분사영역 경계를 따라 복수의 배기라인이 구비되며,

상기 분리 모듈은 상기 각 배기라인과 상기 각 분리 배기관을 연결시키는 원 자층 증착장치.
제5항에 있어서,

상기 프로세스 챔버에 연결되어 상기 프로세스 챔버 내부에서 배기가스를 배출시키고 상기 프로세스 챔버 내부 압력을 조절하는 챔버 배기부를 더 포함하고,

상기 챔버 배기부는,

상기 프로세스 챔버에 연결되어 상기 배기가스를 배출시키는 챔버 배기관; 및

상기 챔버 배기관 유로 상에 구비되어 상기 챔버 배기관의 개도를 조절하는 컨트롤 밸브;

를 포함하는 원자층 증착장치.
제9항에 있어서,

상기 탑 배기부는 상기 복수의 분리 배기관이 하나의 수렴 배기관으로 수렴되도록 형성되고,

상기 수렴 배기관은 상기 챔버 배기부에서 상기 컨트롤 밸브 이후의 상기 챔버 배기관에 연결되는 원자층 증착장치.