KR20130072646A - 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 증착 장치는, 챔버; 상기 챔버의 내부에 위치하고, 기판을 지지하는 서셉터; 상기 기판 상에 위치하고, 반응 가스를 공급하는 샤워헤드; 상기 샤워헤드 하부에 위치하고, 반응 가스를 공급하는 보조공급부를 포함한다.

Description

증착 장치{DEPOSITION APPARATUS}
본 기재는 증착 장치에 관한 것이다.
일반적으로 기판 또는 웨이퍼(wafer)상에 다양한 박막을 형성하는 기술 중에 화학 기상 증착 방법(Chemical Vapor Deposition; CVD)이 많이 사용되고 있다. 화학 기상 증착 방법은 화학 반응을 수반하는 증착 기술로, 소스 물질의 화학 반응을 이용하여 웨이퍼 표면상에 반도체 박막이나 절연막 등을 형성한다.
이러한 화학 기상 증착 방법 및 증착 장치는 최근 반도체 소자의 미세화와 고효율, 고출력 LED 개발 등으로 박막 형성 기술 중 매우 중요한 기술로 주목 받고 있다. 현재 웨이퍼 상에 실리콘 막, 산화물 막, 실리콘 질화물 막 또는 실리콘 산질화물 막, 텅스텐 막 등과 같은 다양한 박막들을 증착하기 위해 이용되고 있다.
특히, 태양광 발전장치를 제조함에 있어서도, 태양전지의 다양한 박막을 형성함에 있어서 이러한 증착 장치가 이용될 수 있다.
이러한 증착 장치는 반응 가스를 공급하는 샤워헤드를 포함하는데, 이러한 샤워헤드는 이동이 불가하여, 기판을 회전시키거나 플레이트를 이용하여야 한다. 그러나 대면적의 기판은 회전시키기가 어렵다는 문제가 있다. 또한, 샤워헤드의 이동이 불가하여 기판에 증착되는 박막의 균일도가 떨어진다는 문제가 있다.
실시예는 신뢰성이 향상된 증착 장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 증착 장치는, 챔버; 상기 챔버의 내부에 위치하고, 기판을 지지하는 서셉터; 상기 기판 상에 위치하고, 반응 가스를 공급하는 샤워헤드; 상기 샤워헤드 하부에 위치하고, 반응 가스를 공급하는 보조공급부를 포함한다.
실시예에 따른 증착 장치는, 보조공급부를 포함하고, 상기 보조 공급부는 서로 다른 크기를 가지는 제1 분사구 및 제2 분사구를 가지는 플레이트들을 포함한다. 샤워헤드에서 분사된 반응 가스가 각기 다른 크기를 가지는 상기 제1 분사구 및 상기 제2 분사구를 통과하면서 챔버 내에 균일하게 분사될 수 있다. 따라서, 기판에 증착되는 박막의 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 증착 장치의 단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 증착 장치에 포함되는 보조공급부의 사시도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 증착 장치에 포함되는 제1 플레이트의 정면도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 증착 장치에 포함되는 제2 플레이트의 정면도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 증착 장치의 단면도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 증착 장치에 포함되는 보조공급부의 사시도이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 증착 장치에 포함되는 제1 플레이트의 정면도이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 증착 장치에 포함되는 제2 플레이트의 정면도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 제1 실시예에 따른 증착 장치(200)를 상세하게 설명한다. 도 1은 제1 실시예에 따른 증착 장치의 단면도이다. 도 2는 제1 실시예에 따른 증착 장치에 포함되는 보조공급부의 사시도이다. 도 3은 제1 실시예에 따른 증착 장치에 포함되는 제1 플레이트의 정면도이다. 도 4는 제1 실시예에 따른 증착 장치에 포함되는 제2 플레이트의 정면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 증착 장치(200)는 챔버(210), 샤워헤드(230), 서셉터(240) 및 보조공급부(270)를 포함한다.
상기 챔버(210)에서는 기판(10)에 박막을 형성시키기 위한 공정이 이루어진다. 상기 챔버(210)에는 샤워헤드(230) 및 서셉터(240)가 설치될 수 있다.
상기 챔버(210)는 처리공간의 기밀이 유지되도록 구성되되, 기판(10)의 출입이 가능하게 마련되는 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 챔버(210)는 용기 형상의 본체(211) 및 본체(211)에 힌지 결합되어 본체(211)로부터 회동되는 리드(Lid;212)를 포함한다. 처리공간은 리드(212)의 회동에 따라 개폐가 가능하다. 도시되지 않았지만, 본체(211)의내측벽에는 본체(211)를 가열함으로써 처리공간의 온도를 조절할 수 있는 히터가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 리드(212)에는 반응 가스 공급관(220)이 관통되며, 처리공간을 향한 리드(212)의 일면에는 샤워헤드(230)가 결합된다. 상기 반응 가스 공급관(220)은 외부로부터 공급되는 반응 가스를 상기 샤워헤드(230)로 안내한다.
상기 샤워헤드(230)는 상기 서셉터(240) 상에 위치되게 상기 챔버(210) 내부에 설치될 수 있다. 상기 샤워헤드(230)는 반응 가스가 확산되는 공간을 형성하며, 처리공간을 향해 개구되는 복수의 분사구(231)가 형성된다. 이러한 샤워헤드(230)는 반응 가스를 처리공간으로 균일하게 분사되도록 한다.
상기 샤워헤드(230)를 통해 처리공간으로 분사되는 반응 가스는 금속원소를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 반응 가스는 아연(Zn) 또는 알루미늄(Al)일 수 있다.
따라서 상기 반응 가스 공급관(220)은 서로 성질이 다른 반응 가스를 각각 별도의 경로로 상기 샤워헤드(230)로 공급하기 위해 복수개로 마련될 수 있다. 그리고 상기 샤워헤드(230)는 서로 성질이 다른 반응 가스를 각각 별도의 경로로 처리공간으로 분사하기 위한 복층구조를 가질 수 있다.
처리공간의 하부에는 상기 서셉터(240)가 배치된다. 상기 서셉터(240)는 상기 기판(10)을 지지할 수 있다. 상기 기판(10)은 진공흡착 또는 정전흡착에 의해 상기 서셉터(240)에 흡착될 수 있다. 상기 서셉터(240)는 상기 샤워헤드(230) 아래에 위치되게 상기 챔버(2)에 설치될 수 있다.
상기 서셉터(240)의 상면에는 기판(10)이 수용되는 수용홈(241)이 형성된다. 수용홈(241)은 서셉터(240)에 복수의 기판(10)을 함께 지지하도록 복수개로 형성될 수 있다. 도시되지 않았지만, 수용홈(241)에는 진공력에 의해 기판(10)을 지지하는 진공척, 정전력에 의해 기판(10)을 지지하는 정전척, 점착력에 의해 기판(10)을 지지하는 점착척 등과 같은 기판 지지수단이 설치되어 수용홈(241)에 안치된 기판(10)을 보다 안정적으로 지지하는 것이 바람직하다. 진공척, 정전척 및 점착척은 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
그리고 도시되지 않았지만, 서셉터(240)의 내부에는 서셉터(240)를 가열함으로써 가열된 서셉터(240)에 의해 기판(10)이 가열되도록 하는 히터가 설치되는 것이 바람직하다.
챔버(210)의 하부에는 회전모터(250)가 배치되며, 회전모터(250)의 회전축은 본체(211)의 바닥면을 관통하여 서셉터(240)를 지지한다. 회전모터(250)는 서셉터(240)를 회전시킴으로써, 서셉터(240)에 지지되는 복수의 기판(10)에 각 층이 균일한 두께로 성장될 수 있도록 한다.
챔버(210)의 외부에는 처리공간의 진공배기를 수행하는 진공펌프(260)가 배치된다. 그리고 본체(211)의 하부에는 일단부가 본체(211)를 관통하여 처리공간에 연통되며, 타단부가 진공펌프(260)에 연결되는 배기관(261)이 설치된다. 진공펌프(260)는 배기관(261)을 통해 처리공간의 진공배기를 수행함으로써 처리공간이 고진공 상태로 유지되도록 하며, 샤워헤드(230)로부터 분사되는 반응 가스(G)가 서셉터(240)로 원활하게 이송되도록 한다.
상기 보조공급부(270)는 상기 샤워헤드(230) 하부에 위치한다. 구체적으로, 상기 보조공급부(270)는 상기 기판(10) 및 상기 샤워헤드(230) 사이에 위치한다. 상기 보조공급부(270)는 반응 가스를 공급한다.
상기 보조공급부(270)는 제1 플레이트(271) 및 상기 제1 플레이트(271)와 이격되어 위치하는 제2 플레이트(272)를 포함한다. 상기 제1 플레이트(271) 및 상기 제2 플레이트(272) 사이에는 상기 제1 플레이트(271) 및 상기 제2 플레이트(272)를 이격시키는 이격부(290)가 위치할 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 제1 플레이트(271)는 상기 제2 플레이트(272)보다 상기 샤워헤드(230)에 더 가깝게 위치할 수 있다.
상기 제1 플레이트(271)는 상기 반응 가스를 분사하는 복수의 제1 분사구(271a)를 포함한다.
상기 제2 플레이트(272)는 상기 반응 가스를 분사하는 복수의 제2 분사구(272a)를 포함한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 분사구(271a) 및 상기 제2 분사구(272a)의 크기는 서로 다르게 구비된다. 구체적으로, 상기 제1 플레이트(271)는 상기 제2 플레이트(272)보다 상기 샤워헤드(230)에 더 가깝게 위치하고, 상기 제2 분사구(272a)는 상기 제1 분사구(271a)보다 작게 구비된다.
이를 통해, 상기 샤워헤드(230)에서 분사된 반응 가스가 각기 다른 크기를 가지는 상기 제1 분사구(271a) 및 상기 제2 분사구(272a)를 통과하면서 챔버(210) 내에 균일하게 분사될 수 있다. 따라서, 기판(10)에 증착되는 박막의 균일도를 향상시킬 수 있다.
도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제2 플레이트(272)의 하부에 위치하는 제3 플레이트를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 플레이트는 제3 분사구를 포함하며, 상기 제3 분사구는 상기 제2 분사구(272a)보다 작게 구비될 수 있다.
즉, 상기 샤워헤드(230)에서 멀어질수록 분사구의 크기는 작아질 수 있다.
기판(10)에 증착되는 박막의 균일도를 향상시키기 위해, 국부적으로 상기 분사구의 크기를 조절할 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 제2 실시예에 따른 증착 장치를 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위해 앞서 설명한 부분과 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 5는 제2 실시예에 따른 증착 장치의 단면도이다. 도 6은 제2 실시예에 따른 증착 장치에 포함되는 보조공급부의 사시도이다. 도 7은 제2 실시예에 따른 증착 장치에 포함되는 제1 플레이트의 정면도이다. 도 8은 제2 실시예에 따른 증착 장치에 포함되는 제2 플레이트의 정면도이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 제2 실시예에 따른 증착 장치(20)는 보조공급부(280)를 포함하고, 상기 보조공급부(280)는 제1 플레이트(281) 및 상기 제1 플레이트(281)와 이격되어 위치하는 제2 플레이트(282)를 포함한다.
도 7을 참조하면, 상기 제1 플레이트(281)는 상기 반응 가스를 분사하고, 제1 방향으로 형성되는 복수의 제1 분사홈(281a)을 포함한다. 상기 제1 분사홈(281a)은 상기 제1 방향을 따라 연속적인 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 분사홈(281a)은 스트라이프 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 분사홈(281a)은 상기 제1 플레이트(281)의 외곽에서 중앙으로 갈수록 폭이 줄어들 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제2 플레이트(282)는 상기 반응 가스를 분사하고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되는 복수의 제2 분사홈(282a)을 포함한다. 상기 제2 분사홈(282a)은 상기 제2 방향을 따라 연속적인 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 분사홈(282a)은 스트라이프 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 분사홈(282a)은 상기 제2 플레이트(282)의 외곽에서 중앙으로 갈수록 폭이 줄어들 수 있다.
상기 제1 분사홈(281a) 및 상기 제2 분사홈(282a)이 서로 교차하여 위치함으로써, 상기 샤워헤드(230)로부터 공급된 반응 가스들이 상기 보조공급부(280)를 통과하면서 균일하게 분사될 수 있다. 따라서, 기판(10)에 균일한 박막을 증착할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 챔버;
    상기 챔버의 내부에 위치하고, 기판을 지지하는 서셉터;
    상기 기판 상에 위치하고, 반응 가스를 공급하는 샤워헤드;
    상기 샤워헤드 하부에 위치하고, 반응 가스를 공급하는 보조공급부를 포함하는 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조공급부는 상기 기판 및 상기 샤워헤드 사이에 위치하는 증착 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보조공급부는 제1 플레이트 및 상기 제1 플레이트와 이격되어 위치하는 제2 플레이트를 포함하는 증착 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 사이에는 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트를 이격시키는 이격부가 위치하는 증착 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 플레이트는 상기 반응 가스를 분사하는 복수의 제1 분사구를 포함하고, 상기 제2 플레이트는 상기 반응 가스를 분사하는 복수의 제2 분사구를 포함하는 증착 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 분사구 및 상기 제2 분사구의 크기는 서로 다른 증착 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 플레이트는 상기 제2 플레이트보다 상기 샤워헤드에 더 가깝게 위치하고, 상기 제2 분사구는 상기 제1 분사구보다 작게 구비되는 증착 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2 플레이트의 하부에 위치하는 제3 플레이트를 더 포함하고, 상기 제3 플레이트는 제3 분사구를 포함하며, 상기 제3 분사구는 상기 제2 분사구보다 작게 구비되는 증착 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제1 플레이트는 상기 반응 가스를 분사하고, 제1 방향으로 형성되는 복수의 제1 분사홈을 포함하고, 상기 제2 플레이트는 상기 반응 가스를 분사하고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되는 복수의 제2 분사홈을 포함하는 증착 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 분사홈 및 상기 제2 분사홈은 스트라이프 형상을 가지는 증착 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 분사홈은 상기 제1 방향을 따라 연속적인 형태를 가지고,
    상기 제2 분사홈은 상기 제2 방향을 따라 연속적인 형태를 가지는 증착 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 분사홈은 상기 제1 플레이트의 외곽에서 중앙으로 갈수록 폭이 줄어드는 증착 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제2 분사홈은 상기 제2 플레이트의 외곽에서 중앙으로 갈수록 폭이 줄어드는 증착 장치.
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