KR20130071888A - 가스분사장치 및 기판 처리 장치 - Google Patents

가스분사장치 및 기판 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130071888A
KR20130071888A KR1020110139364A KR20110139364A KR20130071888A KR 20130071888 A KR20130071888 A KR 20130071888A KR 1020110139364 A KR1020110139364 A KR 1020110139364A KR 20110139364 A KR20110139364 A KR 20110139364A KR 20130071888 A KR20130071888 A KR 20130071888A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas injection
injection
gas
flow path
groove
Prior art date
Application number
KR1020110139364A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101805582B1 (ko
Inventor
조병철
Original Assignee
주식회사 원익아이피에스
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=48986764&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20130071888(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 주식회사 원익아이피에스 filed Critical 주식회사 원익아이피에스
Priority to KR1020110139364A priority Critical patent/KR101805582B1/ko
Publication of KR20130071888A publication Critical patent/KR20130071888A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101805582B1 publication Critical patent/KR101805582B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical 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
    • C23C16/455—Chemical 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
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical 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
    • C23C16/455—Chemical 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
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical 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
    • C23C16/455—Chemical 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
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]

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 가스분사장치 및 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 공정 진행 시에 분사되는 이종 가스가 서로 섞이지 않도록 하는 가스분사장치 및 기판 처리 장치이다. 본 발명의 실시 형태는 기판지지대를 향해 가스를 분사하는 가스분사장치로서, 상기 기판지지대에 대향하여 마주보는 분사면과, 상기 분사면에 형성되어 가스를 분사하는 분사홀을 포함하고, 상기 분사면은 서로 다른 가스를 분사하는 복수개의 가스분사영역을 가지며, 상기 가스분사영역 중 적어도 어느 하나에 유로홈이 형성된다.

Description

가스분사장치 및 기판 처리 장치{Apparatus for dispensing gas and treating substrate}
본 발명은 가스분사장치 및 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 공정 진행 시에 분사되는 이종 가스가 서로 섞이지 않도록 하는 가스분사장치 및 기판 처리 장치이다.
기판처리장치에는 물리적기상증착장치, 화학적기상증착장치 및 원자층 증착장치 등 여러 가지가 있으며, 최근에는 박막을 얇게 증착할 수 있을 뿐만 아니라 그 박막의 조성도 용이하게 제어할 수 있다는 장점 때문에 원자층 증착장치가 널리 사용된다.
원자층 증착(ALD;Atomic Layer Deposition)은 기판이 소스 가스(source gas), 퍼지 가스(purge gas), 반응 가스(reactant gas) 및 퍼지 가스(purge gas)에 순차적으로 노출됨으로써 박막을 증착한다.
원자층 증착을 수행하는 기판처리장치 및 샤워헤드의 일례를 도 1에 도시하였다. 원자층 증착의 기판처리장치(10)는 박막증착이 이루어지는 내부 공간(110)이 형성된 챔버(100)와, 챔버의 내부에 승강 가능하게 설치되며 기판(W)이 안착되는 기판지지대(200)와, 기판지지대(200)에 안착된 기판에 박막이 형성되도록 그 기판을 향해 원료가스를 분사하는 샤워헤드(300)를 구비한다. 그리고, 기판지지대(200)의 상면에는, 기판(W)이 방사형을 이루도록 복수 배치되어 있다. 샤워헤드(300)는 도 2에 도시한 바와 같이 소스가스 분사영역(310a), 퍼지가스 분사영역(310c), 반응가스 분사영역(310b)이 샤워헤드의 바닥면에 형성되어 있다.
따라서 기판이 소스가스/반응가스 및 퍼지가스에 순차적으로 노출됨으로써 박막이 증착된다. 또한, 기판처리장치(10)에는, 기판(W)을 기판지지대(200)에 로딩하거나 박막증착이 완료된 기판을 기판지지지대로부터 언로딩하기 위한 리프트 핀이 구비되어 있다.
그런데, 소스 가스, 퍼지 가스, 반응 가스가 분사되는 샤워헤드의 면이 모두 같은 높이 위치에 있어 박막 증착에 있어 비효율적인 문제가 있다. 즉, 도 2의 A-A' 부분의 샤워헤드 단면도를 도시한 도 3을 참조하면, 퍼지 가스, 소스 가스, 반응 가스가 분사되는 샤워헤드의 분사 영역의 면이 모두 같은 높이 위치에 있기 때문에, 가스 분사 시에 각 가스들이 서로 섞이는 문제가 있다. 특히, 샤워헤드 내측 부분에서 분사되는 가스의 경우 가스 흐름에 따라서 서로 섞이는 경우가 빈번하게 발생한다.
한국공개특허 10-2011-0054833
본 발명의 기술적 과제는 기판 상에 균일하게 박막을 증착하는 가스분사장치 및 기판처리장치를 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 원자층 증착의 공정 과정에 있어서 기판으로 분사되는 이종 가스들이 서로 섞이지 않도록 하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 기판 상에 가스가 고르게 분사되도록 하는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 기판지지대를 향해 가스를 분사하는 가스분사장치로서, 상기 기판지지대에 대향하여 마주보는 분사면과, 상기 분사면에 형성되어 가스를 분사하는 분사홀을 포함하고, 상기 분사면은 서로 다른 가스를 분사하는 복수개의 가스분사영역을 가지며, 상기 가스분사영역 중 적어도 어느 하나에 유로홈이 형성된다.
상기 가스분사영역은, 상기 분사면에 홈 형태로 파여져 있으며, 홈의 표면에 분사홀이 형성된 단차홈과, 상기 단차홈이 형성되지 않아 분사홀을 갖지 않는 비분사면과, 적어도 어느 하나의 가스분사영역의 비분사면에 형성된 유로홈을 포함한다.
복수의 가스 분사 영역이 상기 가스 분사 장치의 둘레를 따라 방사형으로 형성된다. 상기 유로 홈은 가스 분사 영역의 내측 가장자리와 외측 가장자리를 연결하는 방향으로 형성되어 가스 분사 영역의 외부 공간으로 연결된다. 또한 상기 유로 홈이 내측에서 외측으로 갈수록 깊어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시 형태인 기판처리장치는, 공정이 진행되는 내부 공간을 가지는 챔버와, 기판지지대에 대향하여 마주보는 분사면에 가스를 분사하는 분사홀이 형성되며, 상기 내부 공간의 상부에 배치된 가스분사장치와, 복수개의 기판을 지지하며 상기 가스분사장치에 대향하여 평행하게 배치되고 회전 가능한 기판 지지대를 포함하며, 상기 분사면은 서로 다른 가스를 분사하는 복수개의 가스분사영역을 가지며, 상기 가스분사영역 중 적어도 어느 하나에 유로홈이 형성된다.
상기 가스분사영역은 소스가스 분사영역, 퍼지가스 분사영역, 반응가스 분사영역, 퍼지가스 분사영역을 포함하며, 상기 유로 홈은 상기 소스가스 분사영역 및 반응가스 분사영역 중 적어도 어느 하나에 형성된다.
또한 분사량이 서로 다른 가스분사영역이 있는 경우, 분사량이 가장 큰 가스분사영역에 유로 홈을 형성하며, 분사압이 서로 다른 가스분사영역이 있는 경우, 분사압이 가장 큰 가스분사영역에 유로 홈을 형성한다. 또한 상기 가스분사영역은 소스가스 분사영역, 퍼지가스 분사영역, 반응가스 분사영역, 퍼지가스 분사영역을 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 기판으로 분사되는 이종 가스들을 서로 섞이지 않도록 할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 가스분사장치 주변의 펌핑 영향을 최소화하며 기판 상에 가스를 고르게 분사할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 기판상에 균일한 박막을 형성할 수 있다.
도 1은 기판처리장치를 도시한 그림이다.
도 2는 가스분사장치의 바닥면을 도시한 그림이다.
도 3은 가스분사장치의 단면을 도시한 그림이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 평면에 기판처리장치의 구성을 도시한 그림이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평면상의 분사홀이 있는 샤워헤드의 바닥면 및 단면도를 도시한 그림이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 유로 홈의 깊이가 경사져 있는 모습을 도시한 그림이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 가스량 또는 분사압이 큰 가스분사영역에 유로 홈이 형성된 모습을 도시한 그림이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 단차홈을 가지는 샤워헤드의 바닥면 및 단면도를 도시한 그림이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하, 설명에서는 가스분사장치의 예로서 샤워헤드를 예를 들어 설명하겠으나, 다른 가스분사장치 역시 본 발명의 실시예가 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 구성을 도시한 그림이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 샤워헤드의 바닥면 및 단면도를 도시한 그림이다.
본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치(10)는 챔버(100)와, 기판지지대(200)와, 샤워헤드(300)를 포함한다.
챔버(100)의 내부에는 기판에 대한 증착, 식각 공정 등이 수행되는 내부 공간이 형성되어 있다. 또한, 챔버(100)에는 기판의 로딩/언로딩을 위하여 기판이 출입되는 게이트(101) 및 챔버 내부의 가스를 배출하기 위한 배기유로(102)가 형성되어 있다.
기판지지대(200)는 복수개의 기판이 안착되는 곳으로 평판 형상으로 형성되며, 기판(W)은 기판지지대(200)에 방사형으로 복수개 배치된다. 기판지지대(200)는 구동축에 결합되어 승강 및 회전가능 하도록 챔버의 내부 공간에 형성된다. 따라서 공정이 진행될 때 기판지지대(200)는 샤워헤드(300)에 대향하여 평행하게 회전한다. 기판지지대(600)의 상면에는 기판이 안착되는 복수의 안착부(미도시)가 형성되어있다.
기판지지대(200)에는 방사형을 이루도록 복수개의 기판이 배치될 수 있어, 복수개의 기판 각각은 후술하게 될 소스가스, 퍼지가스 및 반응가스가 분사되는 영역에 순차적으로 이동되면서 각 가스에 노출됨으로써, 각 웨이퍼(W)에 박막이 동시에 증착된다.
가스분사장치인 샤워헤드(300)는 가스를 분사하는 장치로서, 챔버 내부 공간의 상부, 즉, 기판지지대(200)의 상방에 설치된다. 샤워헤드(300)는 원자층 증착용(ALD용;Atomic Layer Depositon) 소스가스, 퍼지가스 및 반응가스를 분사하는 복수개의 가스분사영역(310)을 가진다. 샤워헤드는 단일 유닛으로 된 복수개의 가스분사영역(310)을 탑플레이트(350)의 하부(하면)에 복수개로 결합하여 형성할 수 있다. 즉, 샤워헤드는 서로 다른 가스가 유입되는 탑 플레이트(350)와, 상기 탑 플레이트의 하부에 결합되어 서로 다른 가스를 분사하는 복수개의 가스분사유닛으로 된 가스분사영역을 포함한다. 또한 샤워헤드의 중앙부에는 각 가스분사영역에서 분사되는 가스가 섞이지 않도록 커튼 가스 역할을 하는 퍼지 가스가 분사되는 커튼 가스부(311)가 포함된다.
샤워헤드에 구비되는 복수개의 가스분사영역(310)은, 소스가스->퍼지가스->반응가스->퍼지가스의 순서로 분사하는 가스분사영역들이 배치된다. 즉, 소스가스 분사영역, 퍼지가스 분사영역, 반응가스 분사영역으로 된 복수개의 가스분사영역(310)을 구비하여 이들 가스분사영역이 가스분사장치인 샤워헤드의 둘레를 따라 방사형으로 배치되도록 한다.
상기 소스가스 및 반응가스는 원자층 증착 공정에 이용되는 가스로서, 소스가스로는 Zr, Si 등을 함유하는 가스가 사용될 수 있다. 반응가스로는 O2나 O3 등이 사용될 수 있다. 퍼지가스는 증착에 쓰이고 남은 챔버내 기판 상에 잔존하는 소스가스 및 반응가스를 퍼지시켜 배출시키는 가스로서, 아르곤(Ar)이나 질소(N2)와 같은 비반응가스가 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 샤워헤드(300)는 인접한 두 개의 가스분사영역 경계에서 적어도 어느 하나의 가스분사영역에 유로 홈(301)이 형성되도록 한다.
서로 다른 가스분사영역에서 분사되는 가스가 분사될 경우, 서로 다른 가스를 분사하는 분사홀이 인접하고 있어 서로 다른 가스들이 서로 섞일 우려가 있다. 특히, 샤워헤드가 원주 형태로 구현될 때 내측 부분(원주의 샤워헤드에서 중심축에 접한 원주)에서 분사되는 가스의 경우 가스 흐름에 따라서 섞이는 경우가 빈번하게 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예는 적어도 어느 하나의 가스분사영역(310)에 유로 홈(301)을 형성하는데, 특히, 인접한 두 개의 가스분사영역의 경계에 유로 홈(301)을 형성한다. 가스분사영역간의 경계에서 분사된 가스는 유로홈(301)으로 유입되어 유로홈(301)을 따라 샤워헤드 외측으로 흘러나가, 외측의 펌핑 유로를 따라 외부로 배출된다. 유로홈(301)은 펌핑 유로에 공간적으로 연결되어 있어 유로 홈(301)의 영역과 가스 분사홀의 밑의 영역은 압력차가 발생하게 된다. 이러한 압력차에 의하여 가스분사영역간의 경계에서 분사된 가스는 유로홈(301)으로 유입되어 유로홈(301)을 따라 샤워헤드 외측으로 흘러나가는 것이다
본 발명의 실시예에 따른 샤워헤드는, 상기 기판지지대에 대향하여 마주보는 분사면과, 상기 분사면에 형성되어 가스를 분사하는 분사홀을 포함하고, 상기 분사면은 서로 다른 가스를 분사하는 복수개의 가스분사영역을 가지며, 인접한 두 개의 가스분사영역 경계에서 적어도 어느 하나의 가스분사영역에 형성된 유로홈을 가진다.
분사면에는 분사홀들이 형성되며, 이들의 분사면은 소스가스 분사영역(310a), 퍼지가스 분사영역(310c), 반응가스 분사영역(310b)을 포함한다.
유로 홈(301)은 샤워헤드의 평면상에서 가스분사영역의 내측 가장자리(Inline)와 외측 가장자리(Outline)를 연결하는 방향으로 파여져서 가스분사영역의 외부 공간으로 연결되어 형성된다. 따라서 가스분사영역에서 분사된 가스 중에서 가스분사영역을 벗어나려는 가스의 경우, 상기 유로 홈을 따라 샤워헤드의 외측으로 흘러가서, 결국, 샤워헤드 외측에 위치하는 펌핑 유로를 통해 외부로 배출된다. 이로 인하여, 하나의 가스분사영역에서 분사된 가스가 이웃하는 인접의 다른 가스분사영역으로 흘러가지 않기 때문에, 서로 다른 성격의 가스분사영역에서 분사되는 가스가 서로 섞이지 않게 된다. 예컨대, 소스 가스분사영역(310a)에서 분사된 소스가스는 유로 홈(301)을 따라 샤워헤드 외측으로 빠져나가기 때문에, 퍼지가스 분사영역(310c)으로 흘러가지 않게 된다.
특히, 외측에서 분사되는 가스가 이웃 영역으로 침투하지 않도록 함을 확실하게 보장하기 위해서, 본 발명의 실시예는 도 6에 도시한 바와 같이 유로 홈의 깊이는, 샤워헤드 외측(C')의 유로 홈의 깊이가 샤워헤드 내측(C')의 유로 홈의 깊이보다 더 깊으며, 샤워헤드의 내측에서 외측 방향으로 경사진 기울기를 가지도록 형성한다. 즉, 유로 홈의 깊이는 가스분사창치의 내측의 유로 홈의 깊이가 외측의 유로 홈의 깊이보다 더 깊게 형성한다.
즉, 도 6(a)의 가스분사영역내의 내측(C)-외측(C`)의 표면 높이 단면도를 도시한 도 6(b)를 참조하면, 샤워헤드 외측(C')의 유로 홈의 깊이가 내측(C')의 유로 홈의 깊이보다 더 깊으며, 샤워헤드의 내측에서 외측 방향으로 갈수록 파여진 유로 홈의 깊이가 경사진 기울기를 가지도록 형성하였음을 알 수 있다. 이는 샤워헤드 외측 둘레를 따라서 배기홀 및 배기유로가 형성되어 있어, 펌핑 압력에 의해 샤워헤드 내측보다 외측에서 분사되는 가스가 더 쉽게 퍼져서 배출되어, 증착 균일도가 나쁘게 나타난다. 따라서 도 6(b)에 도시한 바와 같이 내측(C)의 유로 홈 깊이보다 외측(C')의 유로 홈 깊이를 더 깊게 형성하여, 가스의 분사 집중성을 향상시킨다.
한편, 각 가스분사영역(310)은 가스를 분사하는데, 유로 홈(301)이 이러한 가스분사영역(310) 사이에 적어도 어느 하나 이상 형성된다.
모든 가스분사영역에 유로 홈(301)이 형성되는 경우에는, 소스가스분사영역(310a), 반응가스분사영역(310b), 퍼지가스분사영역(310c)에 형성될 수 있다. 또한, 유로 홈(301)은 원료가스분사영역에만 형성될 수 있는데, 예컨대, 소스가스 분사영역(310a) 및 반응가스 분사영역(310b)에만 상기 유로 홈이 형성될 수 있다. 퍼지가스는 원료가스를 퍼지시켜 배출시키는 역할을 수행하기 때문에 그러한 이유로 퍼지가스분사영역(301c)에 유로 홈을 필요로 하지 않는다.
또한, 상기 유로 홈은 분사량이나 분사압이 서로 다른 가스분사영역이 있는 경우, 분사량이나 분사압이 더 큰 가스분사영역에만 유로 홈을 형성한다. 분사량이나 분사압이 더 큰 가스분사영역에서 분사된 가스가 분사량이나 분사압이 더 작은 가스분사영역쪽으로 흘러가기 때문에, 분사량(또는 분사압)이 더 큰 가스분사영역에만 유로 홈을 형성하고, 분사량이 적은 가스분사영역에 유로 홈을 형성하지 않아도 가스가 섞이지 않기 때문이다. 예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이 소스 가스분사영역의 면적이 샤워헤드 전체 면적의 3/6이고, 나머지 퍼지 가스분사영역이 및 각각 1/6인 경우 면적이 가장 큰 소스가스 분사영역(310a)에만 유로 홈(301)을 형성한다.
한편, 상기에서 설명한 샤워헤드의 경우, 평면상에 분사홀을 가지는 복수개의 가스분사영역이 형성된 경우를 설명한 것이다. 평면상에 분사홀이 형성된 경우가 아니라 샤워헤드의 평면상에 단차홈을 형성하고 단차홈에 분사홀이 형성된 가스분사영역의 경우에도 마찬가지로 유로홈이 형성될 수 있다.
이하 단차홈의 가스분사영역을 가지는 샤워헤드를 도 8과 함께 설명한다.
도 8(a)는 본 발명의 실시예에 따른 샤워헤드 하부면을 도시한 그림이고, 도 8(b)는 샤워헤드의 높이 단면도를 도시한 그림이다.
샤워헤드(300)는 서로 다른 가스를 분사하는 복수개의 가스분사영역(310)을 가지며 기판지지대에 대향하여 마주보는 분사면과, 상기 분사면에 형성되어 가스를 분사하는 분사홀을 포함하는데, 이때 분사홀은 분사면에 형성된 단차홈(302)에만 위치한다.
도 8을 참조하면 각 가스분사영역(310)은 소스가스를 분사하는 소스가스 분사영역(310a), 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사영역(310b), 반응가스를 분사하는 반응가스 분사영역(310c) 중 어느 하나의 가스분사영역이 배치된다.
따라서 단차홈(302), 비분사면(320), 유로홈(301)을 가지는 각 가스분사영역(310)은 샤워헤드의 둘레 방향을 따라서, 소스가스 분사영역(310a), 비분사면(320), 퍼지가스 분사영역(310c), 비분사면(320), 반응가스 분사영역(310b), 비분사면(320)의 순서로 배치된다. 참고로, 가스분사영역이 샤워헤드의 평면상에 4개, 8개, 12개, 16개, 20개, 24개 등과 같이 이격되어 복수개로 반복 배치될 수 있다.
단차홈(302)은 분사면에 홈 형태로 파여져 있으며, 홈의 표면에 분사홀이 형성된다. 가스분사영역(310)의 단차홈의 표면에는 일정 간격 또는 부정 간격으로 형성된 다수의 분사홀이 구비된다. 상기 분사홀은, 상기 단차홈(302)에서 복수의 열을 이루며 형성되며, 다른 열에 위치한 분사홀과 엇갈리게 형성된다. 고른 분포를 위하여 분사홀을 엇갈리게 배치할 수 있다.
비분사면(320)은 상기 단차홈이 형성되지 않아 분사홀을 갖지 않는 면을 말한다.
유로홈(301)은, 가스분사영역의 비분사면에 형성된 단차홈을 말한다. 유로 홈(301)은 적어도 어느 하나의 비분사면(320)에 형성된다. 비분사면에 형성된 유로 홈(301)은, 이웃한 가스분사영역에서 분사되는 가스들이 서로 섞이지 않도록 한다. 비분사면에 형성된 유로 홈(301)은, 내측가장자리(Inline)와 외측가장자리(Outline)을 연결하는 지름 방향으로 형성되며 홈의 파인 깊이를 경사지게 다르게 형성할 수 있다. 또한 상기 유로 홈은 모든 가스분사영역의 비분사면에 형성될 수 있으며, 가스량이나 가스압이 더 큰 가스분사영역의 비분사면에 형성될 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
10: 기판처리장치 100: 챔버
110: 내부 공간 200: 기판지지대
300: 샤워헤드 301: 유로 홈
310: 가스분사영역 310a: 소스가스 분사영역
310b: 반응가스 분사영역 310c: 퍼지가스 분사영역
320: 비분사면 350: 탑 플레이트

Claims (12)

  1. 기판지지대를 향해 가스를 분사하는 가스분사장치로서,
    상기 기판지지대에 대향하여 마주보는 분사면;
    상기 분사면에 형성되어 가스를 분사하는 분사홀;을 포함하고,
    상기 분사면은 서로 다른 가스를 분사하는 복수개의 가스분사영역을 가지며, 상기 가스분사영역 중 적어도 어느 하나에 유로홈이 형성되는 가스분사장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 가스분사영역은,
    상기 분사면에 홈 형태로 파여져 있으며, 홈의 표면에 분사홀이 형성된 단차홈;
    상기 단차홈이 형성되지 않아 분사홀을 갖지 않는 비분사면;
    적어도 어느 하나의 가스분사영역의 비분사면에 형성된 유로홈;
    을 포함하는 가스분사장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 복수의 가스 분사 영역이 상기 가스 분사 장치의 둘레를 따라 방사형으로 형성된 가스분사장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 유로 홈은 가스 분사 영역의 내측 가장자리와 외측 가장자리를 연결하는 방향으로 형성되어 가스 분사 영역의 외부 공간으로 연결된 가스분사장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 유로 홈이 내측에서 외측으로 갈수록 깊어지는 것을 특징으로 하는 가스분사장치.
  6. 공정이 진행되는 내부 공간을 가지는 챔버;
    기판지지대에 대향하여 마주보는 분사면에 가스를 분사하는 분사홀이 형성되며, 상기 내부 공간의 상부에 배치된 가스분사장치;
    복수개의 기판을 지지하며 상기 가스분사장치에 대향하여 평행하게 배치되고 회전 가능한 기판 지지대;를 포함하며,
    상기 분사면은 서로 다른 가스를 분사하는 복수개의 가스분사영역을 가지며, 상기 가스분사영역 중 적어도 어느 하나에 유로홈이 형성되는 기판처리장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 가스분사영역은 소스가스 분사영역, 퍼지가스 분사영역, 반응가스 분사영역, 퍼지가스 분사영역을 포함하며,
    상기 유로 홈은 상기 소스가스 분사영역 및 반응가스 분사영역 중 적어도 어느 하나에 형성되는 기판처리장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 소스가스분사영역 및 반응가스분사영역 중 적어도 어느 하나는,
    상기 분사면에 홈 형태로 파여져 있으며, 홈의 표면에 분사홀이 형성된 단차홈;
    상기 단차홈이 형성되지 않아 분사홀을 갖지 않는 비분사면;
    적어도 어느 하나의 가스분사영역의 비분사면에 형성된 유로홈;
    을 포함하는 기판처리장치.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 분사량이 서로 다른 가스분사영역이 있는 경우, 분사량이 가장 큰 가스분사영역에 유로 홈을 형성하는 기판처리장치.
  10. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 분사압이 서로 다른 가스분사영역이 있는 경우, 분사압이 가장 큰 가스분사영역에 유로 홈을 형성하는 기판처리장치.
  11. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 유로 홈은 가스분사영역의 내측 가장자리와, 외측 가장자리를 연결하는 방향으로 형성되어 가스분사영역의 외부 공간으로 연결된 기판처리장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 유로 홈이 내측에서 외측으로 갈수록 깊어지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
KR1020110139364A 2011-12-21 2011-12-21 가스분사장치 및 기판 처리 장치 KR101805582B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110139364A KR101805582B1 (ko) 2011-12-21 2011-12-21 가스분사장치 및 기판 처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110139364A KR101805582B1 (ko) 2011-12-21 2011-12-21 가스분사장치 및 기판 처리 장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170162698A Division KR101943375B1 (ko) 2017-11-30 2017-11-30 가스분사장치 및 기판 처리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130071888A true KR20130071888A (ko) 2013-07-01
KR101805582B1 KR101805582B1 (ko) 2017-12-07

Family

ID=48986764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110139364A KR101805582B1 (ko) 2011-12-21 2011-12-21 가스분사장치 및 기판 처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101805582B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115305457A (zh) * 2022-08-16 2022-11-08 拓荆科技(上海)有限公司 密封设备和半导体加工设备

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6245192B1 (en) * 1999-06-30 2001-06-12 Lam Research Corporation Gas distribution apparatus for semiconductor processing
US8291857B2 (en) 2008-07-03 2012-10-23 Applied Materials, Inc. Apparatuses and methods for atomic layer deposition

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115305457A (zh) * 2022-08-16 2022-11-08 拓荆科技(上海)有限公司 密封设备和半导体加工设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR101805582B1 (ko) 2017-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102297567B1 (ko) 가스 주입 장치 및 이를 포함하는 박막 증착 장비
KR100574569B1 (ko) 박막 증착방법 및 분리된 퍼지가스 분사구를 구비하는박막 증착장치
KR101943375B1 (ko) 가스분사장치 및 기판 처리 장치
KR100931331B1 (ko) 박막 증착장치의 분사유닛
KR101132262B1 (ko) 가스 분사 조립체 및 이를 이용한 박막증착장치
KR101832404B1 (ko) 가스분사장치 및 기판처리장치
KR102487805B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20180003031A (ko) 가스 공급 유닛 및 이를 포함하는 박막 증착 장치
KR20070088184A (ko) 샤워헤드 및 이를 구비한 원자층 증착설비
KR101829665B1 (ko) 기판 처리 장치
KR101185376B1 (ko) 가스 분사 조립체 및 이를 이용한 박막증착장치
KR101324207B1 (ko) 가스 분사 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR101805582B1 (ko) 가스분사장치 및 기판 처리 장치
KR20110076386A (ko) 반도체 제조에 사용되는 원자층 증착 장치
KR101907973B1 (ko) 가스분사장치 및 이를 구비하는 기판처리장치
KR101897215B1 (ko) 가스분사장치 및 기판처리장치
KR101493254B1 (ko) 원자층 박막 증착장비
KR102349006B1 (ko) 박막 증착 장치
KR20130035039A (ko) 가스분사장치, 및 이를 포함하는 기판 처리장치
KR100917475B1 (ko) 샤워헤드를 채용한 증착장치
KR101804126B1 (ko) 가스분사장치 및 기판처리장치
KR20060100961A (ko) 샤워헤드 및 이를 구비한 원자층 증착설비
KR100957456B1 (ko) 원자층증착방법을 이용한 박막증착장치
KR20190087046A (ko) 기판처리장치
KR101232892B1 (ko) 샤워헤드 및 이를 이용한 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
Z031 Request for patent cancellation [new post grant opposition system introduced on 1 march 2017]
Z072 Maintenance of patent after cancellation proceedings: certified copy of decision transmitted [new post grant opposition system as of 20170301]
Z131 Decision taken on request for patent cancellation [new post grant opposition system as of 20170301]
Z072 Maintenance of patent after cancellation proceedings: certified copy of decision transmitted [new post grant opposition system as of 20170301]