KR20130142674A - Thin film deposition apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막증착장치에 대한 것이다.The present invention relates to a thin film deposition apparatus.
반도체 웨이퍼 등의 기판(이하, '기판'이라 한다) 상에 박막을 형성하기 위한 증착법으로 화학기상증착법(CVD, chemical vapor deposition), 플라즈마 화학기상증착법(PECVD, plasma enhanced chemical vapor deposition), 원자층증착법(ALD, atomic layer deposition) 등의 기술이 사용되고 있다.(CVD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), and atomic layer deposition (MOCVD) as a deposition method for forming a thin film on a substrate such as a semiconductor wafer A technique such as ALD (atomic layer deposition) is used.
도 20은 기판 증착법 중 원자층증착법에 관한 기본 개념을 도시하는 개략도이다. 도 20을 참조하면, 원자층증착법은 기판상에 트리메틸알루미늄(TMA, trimethyl aluminium) 같은 원료를 포함하는 원료가스를 분사한 후 아르곤(Ar) 등의 불활성 퍼지 가스 분사 및 미반응 물질 배기를 통해 기판상에 단일 분자층을 흡착시키고, 상기 원료와 반응하는 오존(O3) 같은 반응물을 포함하는 반응가스를 분사한 후 불활성 퍼지 가스 분사 및 미반응 물질/부산물 배기를 통해 기판상에 단일 원자층(Al-O)을 형성하게 된다.20 is a schematic diagram showing the basic concept of the atomic layer deposition method in the substrate deposition method. Referring to FIG. 20, the atomic layer deposition method is a method in which a source gas including a raw material such as trimethyl aluminum (TMA) is sprayed on a substrate, and then an inert purge gas such as argon (Ar) A single molecular layer is adsorbed on the substrate and a reactive gas including a reactant such as ozone (O 3 ) reacting with the raw material is injected, and then a single atomic layer (not shown) is formed on the substrate through inert purge gas injection and unreacted substance / Al-O).
종래 원자층증착법에 사용되는 박막증착장치는 원료가스, 반응가스, 퍼지가스 등을 증착하고자 하는 기판면에 대해서 주입하는 방향 및 방식에 따라 다양한 종류가 존재하였다. 그런데, 종래의 원자층증착법에 사용되는 박막증착장치는 우수한 품질의 박막과 기판 처리량(throughput)을 모두 만족시킬 수 없는 문제점을 수반하였다. 즉, 우수한 품질의 박막을 달성하는 경우에 기판 처리량(throughput)이 현저히 떨어지는 단점이 있었으며, 반면에 기판 처리량을 향상시키는 경우에는 박막의 품질이 떨어지는 단점을 수반하였다.The conventional thin film deposition apparatus used in the atomic layer deposition method has various kinds depending on the injection direction and the method for the substrate surface on which the source gas, the reactive gas, the purge gas and the like are to be deposited. However, the conventional thin film deposition apparatus used in the atomic layer deposition method has a problem in that it can not satisfy both the thin film having excellent quality and the throughput of the substrate. That is, when the thin film of excellent quality is achieved, there is a disadvantage that the throughput of the substrate is remarkably low. On the other hand, when the throughput of the substrate is improved, the quality of the thin film is deteriorated.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기판 처리량(throughput)을 현저히 향상시킬 수 있는 박막증착장치를 제공하는데 목적이 있다. 또한, 본 발명은 기판 처리량을 늘리는 동시에 장치의 설치면적(foot print)을 줄이거나 종래와 비슷하게 유지할 수 있는 박막증착장치를 제공하는데 목적이 있다. 나아가, 본 발명은 박막증착장치의 가스를 공급하는 가스공급부의 구성을 단순화함과 동시에 다양한 환경에 따른 호환성을 가지는 박막증착장치를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a thin film deposition apparatus capable of significantly improving substrate throughput in order to solve the above problems. Another object of the present invention is to provide a thin film deposition apparatus capable of increasing the throughput of a substrate, reducing the foot print of the apparatus, or keeping it similar to the conventional apparatus. It is another object of the present invention to provide a thin film deposition apparatus that simplifies the structure of a gas supply unit for supplying gas of a thin film deposition apparatus and has compatibility with various environments.
상기와 같은 본 발명의 목적은 챔버, 상기 챔버에 구비되어 공정가스와 퍼지가스 중에 적어도 하나를 공급하는 가스공급부 및 상기 챔버 내에서 소정의 이동경로를 따라 복수의 기판을 이동시키는 기판이동부를 구비하고, 상기 가스공급부는 공정가스 및 퍼지가스 중에 어느 하나를 공급하는 공급채널을 구비하는 복수개의 가스공급모듈을 상기 챔버에 구비하고, 상기 가스공급모듈은 서로 간에 소정거리 이격되어 구비되어 상기 각 가스공급모듈 사이 및 상기 가스공급모듈과 상기 챔버 사이에 배기채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치에 의해 달성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus including a chamber, a gas supply unit provided in the chamber to supply at least one of a process gas and a purge gas, and a substrate moving unit moving a plurality of substrates along a predetermined movement path in the chamber. Wherein the gas supply unit is provided in the chamber with a plurality of gas supply modules each having a supply channel for supplying any one of a process gas and a purge gas, the gas supply modules being spaced apart from each other by a predetermined distance, And an exhaust channel between the supply modules and between the gas supply module and the chamber.
여기서, 상기 챔버는 내부에 소정의 공간을 구비하며 상부가 개구된 챔버몸체와 상기 챔버몸체의 개구된 상부를 밀폐하는 챔버리드를 포함하고, 상기 가스공급부는 상기 챔버리드에 구비된다. 또한, 상기 챔버리드에 개구부를 구비하고 상기 가스공급부는 상기 개구부에 구비된다.Here, the chamber includes a chamber body having a predetermined space therein and an upper portion thereof opened, and a chamber lid for sealing the upper portion of the chamber body, wherein the gas supply portion is provided in the chamber lid. Further, an opening is provided in the chamber lid and the gas supply part is provided in the opening.
한편, 상기 가스공급모듈은 상기 개구부에 착탈 가능하게 구비된다. 구체적으로 상기 개구부에 단턱부를 구비하고, 상기 가스공급모듈은 상기 단턱부에 안착되는 날개부를 구비한다. 나아가, 상기 가스공급부는 반응가스를 공급받아 플라즈마화시키는 플라즈마전극을 구비한 플라즈마공급모듈을 더 구비한다. 여기서, 상기 플라즈마공급모듈은 상기 반응가스가 공급되는 반응가스 공급채널 및 상기 반응가스가 플라즈마화되는 반응공간을 구비하고, 상기 플라즈마 전극은 상기 반응공간에 대향하여 구비되는 제1 전극 및 제2 전극을 구비한다.Meanwhile, the gas supply module is detachably provided in the opening. Specifically, the opening has a step portion, and the gas supply module has a wing portion that is seated in the step portion. Further, the gas supply unit may further include a plasma supply module having a plasma electrode that receives and supplies the reaction gas to the plasma. Here, the plasma supply module includes a reaction gas supply channel through which the reaction gas is supplied and a reaction space through which the reaction gas is converted into plasma, and the plasma electrode includes a first electrode and a second electrode provided opposite to the reaction space, Respectively.
본 실시예의 상기 가스공급부는 상기 가스공급모듈을 둘러싸며 하부가 개방된 하우징을 더 구비한다. 이 경우, 상기 하우징은 상기 가스공급모듈 및 플라즈마공급모듈과 소정거리 이격되어 구비되어 배기채널을 형성한다. 또한, 상기 하우징은 상기 챔버리드의 하부에서 하방을 향하여 연장 형성된다. 이 경우, 상기 하우징의 하단부는 상기 기판의 상면과 실질적으로 동일한 높이를 이루도록 구비된다.The gas supply unit of the present embodiment further includes a housing which surrounds the gas supply module and is opened at the bottom. In this case, the housing is spaced apart from the gas supply module and the plasma supply module by a predetermined distance to form an exhaust channel. Further, the housing extends downward from a lower portion of the chamber lid. In this case, the lower end of the housing is provided to have substantially the same height as the upper surface of the substrate.
결국, 상기 가스공급부는 상기 각 가스공급모듈 사이, 상기 가스공급모듈과 상기 플라즈마공급모듈 사이, 상기 가스공급모듈과 상기 하우징 사이 및 상기 플라즈마공급모듈과 상기 하우징 사이에 배기채널을 구비한다.As a result, the gas supply unit has an exhaust channel between each gas supply module, between the gas supply module and the plasma supply module, between the gas supply module and the housing, and between the plasma supply module and the housing.
또한, 상기 챔버리드에 구비되어 상기 복수개의 배기채널을 통해 배기되는 배기가스가 취합되는 적어도 하나의 배기유로를 구비한다. 구체적으로, 상기 가스공급모듈의 날개부와 상기 개구부의 가장자리는 소정거리 이격되어 구비되어 상기 배기유로를 형성한다.And at least one exhaust passage provided in the chamber lid and collecting exhaust gas exhausted through the plurality of exhaust channels. Specifically, the wing portion of the gas supply module and the edge of the opening portion are spaced apart from each other by a predetermined distance to form the exhaust passage.
전술한 구성을 가지는 본 발명에 따르면 직선경로 및 곡선경로를 포함하는 이동경로를 따라 복수개의 기판을 동시에 이동시키면서 복수개의 가스공급부에 의해 공정가스 및/또는 퍼지가스를 공급함으로써 기판 처리량(throughput)을 현저하게 향상시킬 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, substrate throughput can be improved by supplying a process gas and / or a purge gas by a plurality of gas supply units while simultaneously moving a plurality of substrates along a movement path including a straight path and a curved path It can be remarkably improved.
또한, 본 발명에서는 기판이 직선경로를 따라 이동하는 중에 가스를 공급함으로써 기판 표면에 증착이 균일하게 이루어지도록 하여 우수한 품질의 박막을 제공할 수 있다.In addition, in the present invention, the substrate is uniformly deposited on the surface of the substrate by supplying the gas while moving along the linear path, thereby providing a thin film of excellent quality.
나아가, 본 발명에서는 박막증착장치의 챔버로 기판을 인입하거나 인출하는 경우에 하나의 장치에 의해 기판의 인입 및 인출을 수행하여 구성을 단순화함과 동시에 설치면적(foot print)을 줄일 수 있다.Further, in the present invention, when the substrate is pulled in or pulled out from the chamber of the thin film deposition apparatus, the substrate is pulled in and pulled out by one device, thereby simplifying the configuration and reducing the foot print.
또한, 가스공급부의 구성을 일체로 구비하지 않고 착탈이 가능한 가스공급모듈을 구비하여, 가스 공급의 환경에 따라 적절하게 가스공급모듈을 구비하여 제공하게 된다. 따라서, 다양한 가스공급환경에 따른 호환성을 가질 수 있다.In addition, the gas supply module is provided with a gas supply module that can be attached and detached without integrally providing the structure of the gas supply portion, so that the gas supply module is appropriately provided in accordance with the gas supply environment. Therefore, it can have compatibility with various gas supply environments.
도 1은 일 실시예에 따른 기판처리장치를 도시한 평면도,
도 2는 도 1에서 챔버를 도시한 분해사시도,
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도,
도 4는 도 2에서 기판이동부를 도시한 사시도,
도 5는 도 2에서 가스공급부를 도시한 사시도,
도 6, 7, 8은 다양한 가스공급부의 구성을 도시하는 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 선에 따른 단면도,
도 9는 다른 실시예에 따른 가스공급부를 도시한 사시도,
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ선에 따른 단면도,
도 11은 또 다른 실시예에 따른 가스공급부를 도시한 단면도,
도 12는 도 11의 'A' 영역의 확대사시도,
도 13은 다른 실시예에 따른 기판이동부를 도시한 도면,
도 14A 및 도 14B는 또 다른 실시예에 따른 기판이동부를 도시한 도면,
도 15는 또 다른 실시예에 따른 가스공급부를 도시한 사시도,
도 16은 도 15의 ⅩⅥ - ⅩⅥ 선에 따른 단면도,
도 17는 도 15의 저면도,
도 18은 도 15에서 플라즈마 전극의 구성을 도시한 단면도,
도 19는 또 다른 실시예에 따른 박막증착장치를 도시한 사시도,
도 20은 증착 장치의 기본 개념을 도시하는 개략도이다.1 is a plan view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment,
2 is an exploded perspective view of the chamber in FIG. 1, FIG.
3 is a sectional view taken along the line III-III in Fig. 2,
FIG. 4 is a perspective view of the substrate moving part in FIG. 2,
Fig. 5 is a perspective view showing the gas supply unit in Fig. 2,
6, 7 and 8 are cross-sectional views taken along a line VI-VI of Fig. 5 showing the configuration of various gas supply units,
9 is a perspective view showing a gas supply unit according to another embodiment,
10 is a sectional view taken along the line X-X in Fig. 9,
11 is a cross-sectional view showing a gas supply unit according to yet another embodiment,
12 is an enlarged perspective view of the 'A' region of FIG. 11,
13 is a view showing a substrate moving part according to another embodiment,
14A and 14B are diagrams illustrating a substrate moving part according to another embodiment,
15 is a perspective view showing a gas supply unit according to another embodiment,
16 is a sectional view taken along the line XVI - XVI in Fig. 15,
Fig. 17 is a bottom view of Fig. 15,
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the configuration of the plasma electrode in FIG. 15,
19 is a perspective view showing a thin film deposition apparatus according to another embodiment,
20 is a schematic view showing the basic concept of a deposition apparatus.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 박막증착장치 및 이를 구비한 기판처리장치에 대해서 상세하게 살펴보도록 한다.Hereinafter, a thin film deposition apparatus and a substrate processing apparatus having the thin film deposition apparatus according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 일 실시예에 따른 기판처리장치(1000)의 전체 구성을 도시한 평면도이다.1 is a plan view showing the overall configuration of a
도 1을 참조하면, 기판처리장치(1000)는 기판에 대한 증착 작업 등과 같은 처리를 수행하는 박막증착장치(100)와, 진공 또는 대기압 상태로 전환이 가능한 로드록실(700) 및 증착을 진행할 기판이 적재되어 있는 복수개의 보트(810)와 증착이 완료된 기판을 적재하는 복수개의 보트(820)를 구비한다. 여기서, 박막증착장치(100)는 기판이 내부에 수용되어 증착 작업이 수행되는 챔버(110)와 기판을 인입 및 인출하는 기판인입인출부(600)를 구비한다. 본 실시예에 따른 기판처리장치(1000)는 챔버(110)를 2 개 구비한 것으로 상정하여 도시하지만 이에 한정되지는 않는다.Referring to FIG. 1, the
기판을 박막증착장치(100)의 챔버(110)로 공급하는 경우, 로드록실(700) 내부의 제1 로봇암(미도시)이 보트(810)에서 기판을 로드록실(700) 내부로 이송한다. 이어서 로드록실(700)을 진공상태로 전환하고 기판인입인출부(600)의 제2 로봇암(610)이 기판을 넘겨받아 챔버(110)로 기판을 공급하게 된다. 기판을 챔버(110)에서 반출하는 경우에는 반대의 순서로 진행된다. 이하에서는 기판처리장치(1000)의 박막증착장치(100)에 대해서 상세히 살펴보기로 한다. When a substrate is supplied to the
도 2는 박막증착장치(100)를 도시한 사시도이다. 도 2에서는 박막증착장치(100)의 내부 구성을 도시하기 위하여 챔버리드(120)가 분리된 분해사시도로 도시하였다.2 is a perspective view showing the thin
도 2를 참조하면, 박막증착장치(100)는 챔버(110)와, 챔버(110)에 구비되어 한 종류 이상의 공정가스 및 퍼지가스 중에 적어도 하나를 공급하는 가스공급부(200), 챔버(110) 내에서 소정의 이동경로를 따라 복수의 기판(W)을 이동시키는 기판이동부(180) 및 기판(W)을 챔버(110) 내부로 인입 및 인출시키는 기판인입인출부(600)를 포함할 수 있다.2, the thin
챔버(110)는 내부에 기판(W)을 수용하여 기판에 대한 증착 작업 등을 수행하며, 각종 구성요소를 구비할 수 있는 공간을 제공한다. 나아가, 내부의 공기를 배기하는 펌프(미도시)와 같은 진공장비에 의해 내부를 진공상태로 유지하여 증착 작업 등과 같은 기판 처리 작업을 수행할 수 있는 환경을 제공한다.The
챔버(110)는 구체적으로 내부에 소정의 공간을 구비하며 상부가 개구된 챔버몸체(130)와 챔버몸체(130)의 개구된 상부를 개폐하는 챔버리드(120)를 포함한다. 챔버몸체(130)의 일측에는 기판(W)이 챔버(110)의 내부로 인입 및 인출되는 개구부(134) 및 기판인입인출부(600)와 개구부(134)를 연결하는 커넥터(132)를 구비한다.The
상기 개구부(134)는 챔버몸체(130)에 한 쌍이 구비될 수 있다. 이는 도 1에 도시된 바와 같이 기판처리장치(1000)에 챔버(110)를 2개 구비하여 하나의 기판인입인출부(600)에 2개의 챔버(110)를 연결하는 경우에 생산성 및 호환성을 높이기 위함이다. 즉, 기판인입인출부(600)와 연결되는 챔버(110)의 방향에 관계없이 챔버(110)를 제작하는 경우에 한 쌍의 개구부(134)를 구비하도록 제작하여 생산성을 향상시킨다. 나아가, 상기 기판인입인출부(600)에 챔버(110)를 연결하고 작업을 하는 중에 챔버(110)의 연결부를 변경할 필요가 있는 경우에 나머지 하나의 개구부에 기판인입인출부를 연결하여 호환성을 높일 수 있다. 한편, 한 쌍의 개구부(134) 중에 하나의 개구부에 기판인입인출부(600)를 연결하는 경우에 나머지 하나의 개구부는 차폐부재(미도시)로 밀폐하게 된다.The
본 실시예에서 기판인입인출부(600)는 챔버(110)에 연결되어 챔버(110) 내부로 기판을 인입하거나 또는 증착이 완료된 기판(W)을 챔버(110) 외부로 인출하는 역할을 하게 된다. 후술하는 바와 같이 기판이동부(180)에 의해 기판지지부(150)가 이동하는 경우에 증착이 완료된 기판을 기판인입인출부(600)의 제2 로봇암(610)에 의해 개구부(134)를 통하여 인출한다. 또한, 증착이 필요한 기판을 기판인입인출부(600)의 제2 로봇암(610)에 의해 개구부(134)를 통하여 챔버(110) 내부의 기판지지부(150)로 공급하게 된다. 이와 같이 본 실시예에서는 하나의 장치(single device)에 의해 기판의 인입 및 인출이 이루어지게 된다. 따라서 기판의 인입과 인출을 위해 별도의 장치, 예를 들어 기판 인입부와 기판 인출부를 별도로 구비하는 경우에 비하여 구성요소를 줄일 수 있으며 설치 면적도 줄일 수 있다. 또한, 구성요소가 줄어들게 되므로 구성을 단순화할 수 있으므로 차후에 유지보수가 용이하다는 장점을 가지게 된다.In this embodiment, the substrate inlet /
한편, 챔버(110)의 챔버리드(120)에는 한 종류 이상의 공정가스 및 퍼지가스 중에 적어도 하나를 공급하는 가스공급부(200)를 구비하는 바, 이에 대해서는 이후에 상세히 살펴본다.Meanwhile, the
챔버(110)의 챔버몸체(130)의 내부에는 기판(W)을 소정의 이동경로를 따라 이동시키는 기판이동부(180)를 구비한다. 상기 이동경로는 기판(W)을 지지하는 기판지지부(150)를 소정의 직선을 따라 이동시키는 직선경로(L)와 기판지지부(150)를 소정의 곡선을 따라 이동시키는 곡선경로(C)를 포함한다.The
종래의 박막증착장치는 공정가스 및/또는 퍼지가스를 공급하는 소위 '샤워헤드(shower head)'를 구비하여 기판을 원형으로 소정의 속도로 회전시켜 상기 샤워헤드에서 공정가스를 공급하여 증착을 수행하였다. 그런데, 이러한 샤워헤드 방식은 기판의 이동경로가 원형으로 형성되어 원형의 중심부와 외곽의 회전각속도가 다르게 된다. 따라서, 원형의 중심에 인접한 기판 영역과 원형의 외곽에 인접한 기판 영역의 증착이 서로 다르게 진행되어 하나의 기판에서도 증착의 두께가 달라지는 문제점을 수반한다. 본 실시예에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기판(W)을 이동하여 증착을 수행하는 경우에 기판(W)이 직선으로 이동하는 중에 증착 작업을 수행하게 된다. 즉, 기판이 직선으로 이동할 수 있는 직선경로를 포함하고 기판이 상기 직선경로를 따라 이동하는 중에 증착 작업을 수행하게 된다. 기판이 직선 경로를 따라 이동하게 되면 기판의 표면 영역이 모두 동일한 속도로 이동하게 되므로 증착 작업을 수행하는 중에 증착 두께가 달라질 우려가 없다.The conventional thin film deposition apparatus has a so-called " shower head " for supplying a process gas and / or a purge gas, rotates the substrate circularly at a predetermined speed, and supplies the process gas to the showerhead to perform deposition Respectively. However, in such a shower head system, the moving path of the substrate is formed in a circular shape, so that the rotation angular velocity of the circular central portion and the outer peripheral portion are different. Therefore, the deposition of the substrate region adjacent to the center of the circle and the substrate region adjacent to the circular outline proceeds differently, and the thickness of the deposition varies on one substrate. In this embodiment, in order to solve the above-described problems, when the substrate W is moved to perform deposition, the deposition operation is performed while the substrate W moves linearly. That is, the substrate includes a linear path through which the substrate can move linearly, and a deposition operation is performed while the substrate moves along the linear path. When the substrate moves along the linear path, the surface area of the substrate moves all at the same speed, so there is no possibility that the thickness of the deposition is changed during the deposition operation.
본 실시예에서 전술한 이동경로는 기판지지부(150)를 소정의 직선을 따라 이동시키는 직선경로(L)와, 소정의 곡선을 따라 이동시키는 곡선경로(C)를 포함하게 된다. 예를 들어, 기판이동부(180)는 기판지지부(150)를 소정의 폐경로(closed loop)를 따라 이동시키게 된다. 여기서, 폐경로는 하나의 시작점에서 소정의 경로를 따라 이동하는 중에 상기 시작점을 다시 지나는 경로로 정의될 수 있다. 이를 위하여 본 실시예에 따른 기판이동부(180)는 기판지지부(150)를 각각 한 쌍의 직선경로(L)와 곡선경로(C)를 따라 이동시킬 수 있다. 즉, 한 쌍의 직선경로(L)가 소정의 간격을 두고 대략 평행하게 배치되며 상기 직선경로(L) 사이를 한 쌍의 곡선경로(C)가 연결하는 구조를 가지게 된다. 여기서, 상기 곡선경로(C)는 소정의 반경을 가지는 반원 형태이거나, 또는 직선 형태가 아닌 어떠한 곡선 형태로 이루어지더라고 상관없다.In the present embodiment, the aforementioned movement path includes a straight path L for moving the
따라서, 본 실시예에서 가스공급부(200)는 상기 기판이동부(180)의 직선경로(L)를 따라 구비된다. 기판(W)이 기판지지부(150)에 안착되어 직선경로(L)를 따라 이동하는 중에 공정가스가 공급되면 기판(W) 표면의 모든 영역의 속도가 일정하게 되므로 기판(W) 표면에 증착이 균일하게 이루어질 수 있다.Accordingly, in this embodiment, the
또한, 본 실시예에서 기판인입인출부(600)는 곡선경로(C)에 구비될 수 있다. 전술한 바와 같이 곡선경로(C)를 따라 기판(W)이 이동하게 되면 곡선의 중앙부와 외곽부를 따라 기판(W)의 표면 영역의 회전 각속도가 달라지게 된다. 따라서, 곡선경로(C)에는 기판인입인출부(600)를 구비하여 기판(W)을 챔버(110)의 내부로 인입 및/또는 인출하도록 하여 공간활용도를 높일 수 있다. 이 경우에, 전술한 개구부(134)는 곡선경로(C)에 인접하여 챔버몸체(130)에 구비될 수 있다. 이하, 기판이동부(180)에 대해서 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.Also, in this embodiment, the substrate inlet /
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이며, 도 4는 기판이동부(180)의 구성을 상세하게 도시한 일부사시도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 2, and FIG. 4 is a partial perspective view showing the structure of the
도 3 및 도 4를 참조하면, 기판이동부(180)는 기판지지부(150)가 연결되어 연동하는 동력전달부재(190), 동력전달부재(190)를 상기 직선경로 및 곡선경로를 따라 이동시키는 구동부 및 기판지지부(150)가 이동 가능하게 지지하는 가이드부(160)를 구비할 수 있다.3 and 4, the
구체적으로 챔버몸체(130)의 내부 바닥에 한 쌍의 풀리(182, 184)가 소정 거리 이격되어 구비되며, 한 쌍의 풀리(182, 184)를 둘러싸서 동력전달부재(190)가 구비된다. 여기서, 동력전달부재(190)는 예를 들어 벨트, 체인 등으로 이루어질 수 있다. 한 쌍의 풀리 중에 하나는 모터(미도시)와 연결되어 동력전달부재(190)를 이동시키는 구동풀리(182)의 역할을 하게 되며, 나머지 하나의 풀리는 구동풀리(182)의 구동 및 동력전달부재(190)에 의해 함께 회전하는 종동풀리(184)의 역할을 하게 된다. 따라서, 본 실시예에서는 한 쌍의 풀리(182, 184) 및 모터가 구동부에 해당된다.Specifically, a pair of
기판(W)을 지지하는 기판지지부(150)는 동력전달부재(190)에 연결되어 동력전달부재(190)와 함께 이동하게 된다. 구체적으로 기판지지부(150)는 기판(W)이 안착되는 서셉터(152)와 상기 서셉터(152)의 하부에 구비되어 후술하는 구름부재(158)가 구비되는 하부지지부(156)와, 상기 하부지지부(156)와 서셉터(152)를 연결함과 동시에 동력전달부재(190)에 연결되는 연결부(154)를 구비할 수 있다.The
서셉터(152)는 상부에 기판(W)이 안착되며, 기판지지부(150)의 이동 중에 기판(W)의 이동을 방지하기 위하여 서셉터(152)의 상부에 기판(W)에 대응하는 홈(153, 도 2 참조)을 구비할 수 있다. 연결부(154)는 서셉터(152)의 일단부에서 하방을 향해 수직하게 연결된다.The
한편, 기판지지부(150)는 동력전달부재(190)의 움직임에 의해 연동하여 이동하게 되는데, 기판지지부(150)가 이동하는 중에 기판지지부(150)의 이동경로를 형성함과 동시에 기판지지부를 안내할 수 있는 가이드부(160)를 구비할 수 있다. 이러한 가이드부(160)는 다양한 형태로 구현이 가능하며, 본 실시예에서는 기판지지부(150)의 하부에 구비되는 LM(Linear motion) 가이드로 구비된다. 즉, LM 가이드가 챔버몸체(130) 내부의 바닥에 구비되며, 기판지지부(150)는 LM 가이드에 의해 지지되면서 LM 가이드를 따라 이동하게 된다.The
한편, 전술한 바와 같이 기판이동부(180)는 기판지지부(150)를 직선경로 및 곡선경로를 따라 이동시키게 되는데, 기판지지부(150)가 이동하는 경로는 실질적으로 가이드부(160)에 의해 형성된다. 따라서, 본 실시예에서 가이드부(160)는 직선경로 및 곡선경로를 포함하도록 구비되며, 구체적으로 각각 한 쌍의 직선경로(L)와 곡선경로(C)를 구비하도록 구성된다. 한 쌍의 직선경로(L)가 소정의 간격을 두고 구비되며, 상기 직선경로(L)의 양단부를 곡선경로(C)에 의해 연결하는 구성은 전술한 바와 같다.As described above, the
기판지지부(150)가 가이드부(160)를 따라 이동할 수 있도록 기판지지부(150)에는 가이드부(160)에 대응하는 구름부재(158)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 기판지지부(150)의 하부지지부(156)에는 가이드부(160), 즉 LM 가이드를 따라 이동할 수 있는 롤러를 구비한다. 따라서, 기판지지부(150)가 동력전달부재(190)와 연동하여 이동하는 경우에 기판지지부(150)는 가이드부(160)에 의해 지지되며 가이드부(160)를 따라 이동하게 된다. 결국, 동력전달부재(190)는 기판지지부(150)가 이동할 수 있는 동력(힘)을 제공하게 되며, 가이드부(160)는 기판지지부(150)를 지지하면서 기판지지부(150)가 이동하는 경로를 제공하게 된다.The
한편, 서셉터(152)의 일단에는 연결부(154)가 하방을 향하여 수직하여 연결된다. 연결부(154)는 동력전달부재(190)와 연결되어 동력전달부재(190)가 이동하는 경우에 동력전달부재(190)와 함께 이동할 수 있도록 한다. 연결부(154)는 동력전달부재(190)에 착탈 가능하게 연결되는 것이 바람직하다. 이는 기판지지부(150)의 유지 보수를 위하여 기판지지부(150)를 동력전달부재(190)에서 분리하는 경우가 발생할 수 있기 때문이다.On the other hand, a
도 2 및 도 3을 참조하면, 기판지지부(150)의 하부에는 기판(W)을 가열하는 가열부(170)를 구비할 수 있다. 가열부(170)는 기판(W)을 지지하는 서셉터(152)에서 소정거리 이격된 하부에 구비되어 기판(W)을 가열하게 된다.Referring to FIGS. 2 and 3, a
구체적으로 가열부(170)는 기판지지부(150)의 이동경로를 따라 구비된 복수개의 가열플레이트(172)를 구비하게 된다. 가열플레이트(172)는 기판(W)을 가열하기 위하여 기판(W)을 지지하는 서셉터(152)에서 소정거리 이격되어 구비된다. 그런데, 본 실시예에서 기판지지부(150)는 서셉터(152), 서셉터(152)의 일단부에서 하방으로 수직하게 연결되는 연결부(154) 및 하부지지부(156)를 구비하게 된다. 즉, 기판지지부(150)의 단면은 도 3에 도시된 바와 같이 '⊃' 또는 '⊂' 형상을 가지게 된다. 따라서, 가열플레이트(172)는 서셉터(152)와 하부지지부(156) 사이의 공간에 구비되어 기판지지부(150)가 이동하는 중에 기판지지부(150)와 가열플레이트(172)의 간섭을 방지하게 된다.Specifically, the
한편, 챔버(110) 내부에는 기판(W)의 인입 및 인출을 위한 기판수취부(140)를 구비할 수 있다. 기판수취부(140)는 기판인입인출부(600)에 의해 챔버(110)의 내부로 공급된 기판(W)을 받아 기판지지부(150)의 상부에 안착시키거나, 또는 기판지지부(150)에서 기판(W)을 이격시켜 기판인입인출부(600)가 기판(W)을 챔버(110)의 외부로 인출할 수 있도록 한다. 이를 위하여 기판수취부(140)는 기판인입인출부(600)에 인접하여 구비되는 것이 바람직하다. 따라서, 기판수취부(140)는 곡선경로(C)에 구비될 수 있다.In the
기판수취부(140)는 상하로 소정거리 이동 가능하게 구비되는 복수의 수취핀(142)과, 상기 수취핀(142)을 상하로 이동시키는 구동부(144)를 포함한다. 수취핀(142)은 기판(W)을 지지할 수 있도록 복수개 구비되며, 예를 들어 3개로 구성된다. 도 2에서 도면번호 '146'은 수취핀(142)이 상하로 이동할 수 있도록 가열플레이트(172)에 구비된 관통홀을 도시한다. 즉, 기판지지부(150)의 이동 경로 중에 곡선경로(C)에는 기판인입인출부(600)가 구비되며, 기판의 인입 및/또는 인출을 위하여 기판수취핀(142)이 상하로 이동하기 위하여 가열플레이트(172)에 기판수취핀(142)이 이동할 수 있는 관통홀(146)을 구비한다. 관통홀(146)의 개수는 기판수취핀(142)의 개수에 대응하여 형성됨은 물론이다.The
한편, 전술한 바와 같이 가스공급부(200)는 기판지지부(150)가 이동하는 중에 직선경로(L)를 따라 구비된다. 도 2에서 가스공급부(200)는 직선경로(L)를 따라 3개 구비된 것으로 도시되었지만, 이는 일예에 불과하며 직선경로의 길이, 가스공급부(200)의 너비에 따라 적절하게 조절이 가능하다. 가스공급부(200)는 챔버(110)의 상부에 구비되며, 구체적으로 챔버리드(120)에 구비된다. 구체적으로 챔버리드(120)에 개구부(122)를 구비하고 가스공급부(200)는 개구부(122)에 구비된다. 이하, 도면을 참조하여 가스공급부(200)에 대해서 상세하게 살펴본다.Meanwhile, as described above, the
도 5는 도 2에서 가스공급부(200)를 확대해서 도시한 사시도이며, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 선에 따른 단면도로서, 가스공급부(200)의 구체적인 구성을 도시한다.FIG. 5 is an enlarged perspective view of the
도 5 및 도 6을 참조하면, 가스공급부(200)는 챔버리드(120)의 개구부를 밀폐하는 커버(205)와, 개구부(122)에 구비되어 제1 공정가스(또는 '원료가스') 또는 퍼지가스를 공급하는 둘 이상의 가스공급모듈(300)과, 가스공급모듈(300) 사이에 구비되며 챔버리드(120)에 지지되는 플라즈마 전극(350)을 포함한다.5 and 6, the
커버(205)는 챔버리드(120)의 상부에 구비되며, 챔버리드(120)의 개구부를 밀폐하는 역할을 하게 된다. 따라서, 도면에는 도시되지 않았지만 커버(205)와 챔버리드(120) 사이에는 밀폐를 위한 가스킷(미도시)을 구비할 수 있다. 커버(205)에는 이후 상세히 살펴보는 가스공급모듈(300)로 공정가스, 퍼지가스를 공급하거나, 또는 배기되는 가스를 위한 각종 라인을 구비할 수 있다.The
구체적으로 커버(205)에는 제1 공정가스(또는 '원료가스') 및/또는 퍼지가스를 공급하기 위한 제1 공급라인(210)을 구비할 수 있다. 제1 공급라인(210)은 제1 공정가스 공급원(미도시) 및/또는 퍼지가스 공급원(미도시)과 연결되어 제1 공정가스 및/또는 퍼지가스를 가스공급모듈(300)로 공급하게 된다. 나아가, 커버(205)에는 제2 공정가스(또는 '반응가스')를 공급하기 위한 제2 공급라인(220)을 더 구비할 수 있다. 제2 공급라인(220)은 제2 공정가스 공급원(미도시)과 연결되어 제2 공정가스를 플라즈마 전극(350)을 향해서 공급할 수 있다. 또한, 커버(205)에는 가스공급모듈(300)에서 공급된 공정가스 및/또는 퍼지가스를 배기하기 위한 배기라인(230)을 더 구비할 수 있다. 배기라인(230)은 펌핑부(미도시)와 연결되어 펌핑부의 펌핑에 의해 챔버(110) 내부의 잔류가스를 배기하게 된다.Specifically, the
전술한 바와 같이, 가스공급부(200)는 제1 공정가스 및/또는 퍼지가스를 공급하기 위한 가스공급모듈(300)을 구비하게 된다. 가스공급모듈(300)은 제1 공정가스 및/또는 퍼지가스가 이동하는 공급채널(212)을 구비한다. 본 실시예에서 가스공급모듈(300)은 챔버리드(120)의 개구부(122)의 가장자리에 안착되어 고정된다. 가스공급모듈(300)은 인접한 다른 가스공급모듈과의 사이에 공간을 형성하도록 소정거리 이격되어 구비된다.As described above, the
본 실시예와 같이 공정가스 및/또는 퍼지가스를 공급하는 가스공급모듈(300)을 구비하게 되면, 다양한 형태의 가스공급이 가능하다는 장점이 있다. 즉, 종래와 같이 가스공급부가 하나의 부재로 일체로 형성되면, 기판의 종류, 고객의 요구 등에 의해 공급되는 가스의 숫자, 가스의 순서 등이 바뀌는 경우에 가스공급부를 전체적으로 교환해야 하는 문제점이 있다. 하지만, 본 실시예에서는 가스공급모듈(300)이 착탈 가능하게 구비되어, 챔버리드(120)의 개구부(122)에 구비되는 가스공급모듈(300)의 숫자를 조절함으로써 공급되는 가스의 숫자를 적절히 조절하는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시예에 따른 가스공급부(200)는 공급하는 가스의 숫자, 가스의 순서가 바뀌더라도 가스공급모듈(300)의 숫자를 용이하게 늘릴 수 있으므로 종래에 비하여 호환성이 매우 우수한 장점을 가지게 된다.The provision of the
본 실시예에서는 플라즈마 전극(350)을 중심으로 양측에 각각 두 개의 가스공급모듈(300)을 구비한 가스공급부(200)를 도시하고 있으나, 이는 일예에 불과하며 가스공급모듈(300)의 숫자는 적절하게 조절이 가능하다. 또한, 플라즈마 전극(350)을 중심으로 양측에 동일한 개수의 가스공급모듈(300)을 구비하거나, 또는 플라즈마 전극(350)의 양측에 서로 다른 숫자의 가스공급모듈(300)을 구비하는 것도 가능하다.Although the
전술한 바와 같이 커버(205)에는 제1 공정가스 및/또는 퍼지가스를 공급하기 위한 제1 공급라인(210)이 연결된다. 제1 공급라인(210)은 커버(205)의 내측으로 연장되어 가스공급모듈(300)의 공급채널(212)로 제1 공정가스 및/또는 퍼지가스를 공급하게 된다. 비록 도면에는 도시되지 않았지만 제1 공급라인(210)에는 복수의 공급홀 또는 소정길이의 공급슬릿을 구비할 수 있다. 한편, 제1 공급라인(210)은 직접 가스공급모듈(300)의 공급채널(212)과 연결되거나, 또는 도면에 도시된 바와 같이 커버(205)에 공급채널(212)과 연결되는 보조채널(206)을 구비할 수 있다. 즉, 보조채널(206)은 제1 공급라인(210)에서 커버(205)를 따라 연장되어 공급채널(212)과 연통하게 된다. 따라서, 제1 공급라인(210)에서 공급하는 가스는 보조채널(206), 공급채널(212)을 통하여 공급된다.As described above, the
한편, 가스공급모듈(300)을 통하여 제1 공정가스를 공급하는 경우에 공급채널(212)의 단부에서 제1 공정가스가 바로 배기되지 않고 기판 표면에서 충분한 증착 시간을 유지하는 것이 바람직하다. 공정가스가 기판 표면에서 충분한 증착 시간을 가질수록 증착에 유리하기 때문이다. 또한, 공정가스를 공급하는 경우에 공정가스가 균일하게 확산되어 기판(W)을 향하여 공급되는 것이 바람직하다. 기판(W)에 증착 과정이 이루어지는 경우에 공정가스가 기판(W)의 표면에서 균일하게 확산되어 공급되는 것이 균일한 증착 두께에 유리하기 때문이다.On the other hand, when the first process gas is supplied through the
따라서, 본 실시예에서 가스공급모듈(300)은 공급채널(212)의 단부에 가스가 균일하게 확산되도록 하며 공정가스가 기판(W) 표면에서 충분히 머무를 수 있도록 하는 한정부(315)를 구비할 수 있다. 한정부(315)는 가스공급모듈(300)의 단부에 구비되어 공급채널(212)에 의해 공급되는 가스가 바로 배기되지 않고 소정 시간 동안 머무를 수 있는 소정의 공간(이하, '반응공간'이라고 함)으로 정의될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 가스공급모듈(300)의 단부에 반응공간을 형성하도록 단턱부(312)를 구비할 수 있다. 이에 의해, 공급채널(212)의 너비에 비하여 더 넓은 너비를 가지는 반응공간을 형성하여 한정부(315)를 이루게 된다. 따라서, 공급채널(212)을 통해 공급된 공정가스는 한정부(315)에 의해 구획되는 반응공간에서 확산되어 기판(W) 표면에 공급되며, 나아가 한정부(315)에 의해 구획되어 상기 반응공간에서 기판과 충분한 시간을 가지며 접하게 된다. 여기서, 한정부(315)를 형성하는 단턱부(312)는 일예를 들어 설명한 것이며, 다양한 형태로 구현이 가능하다.Thus, in this embodiment, the
한편, 챔버(110) 내에는 각종 공정가스가 공급되며 이러한 공정가스가 챔버(110)의 내부에 잔류하게 되면 상호간 반응에 의해 기판 이외에 원하지 않는 영역에 증착이 발생할 수 있다. 이러한 불필요한 증착은 박막증착장치(100)를 장기간 사용하는 경우에 박막증착장치(100)의 빈번한 클리닝 작업을 요하게 되어 유지 보수에 많은 시간 및 비용을 소요하는 원인이 된다. 따라서, 박막증착장치(100)에는 챔버(110) 내부에 잔류하는 가스를 배기하는 배기수단을 구비할 수 있다. 본 실시예의 박막증착장치(100)는 가스공급부(200)에 배기수단을 구비하게 된다.On the other hand, various process gases are supplied into the
구체적으로, 가스공급부(200)는 둘 이상의 가스공급모듈(300)을 구비하게 되며, 가스공급모듈(300) 중에 적어도 하나는 다른 하나와 소정거리 이격되어 구비된다. 따라서, 가스공급모듈(300) 사이의 공간이 잔류가스의 배기를 위한 배기채널(332)을 형성하게 된다. 즉, 본 실시예에서는 배기채널을 형성하기 위하여 별도의 부재를 구비하여 배기채널을 형성하는 것이 아니라, 공정가스 및/또는 퍼지가스를 공급하기 위한 가스공급모듈 사이의 공간을 배기채널로 활용하게 된다. 따라서, 본 실시예에서는 가스공급부를 제작하는 경우에 구성요소의 숫자, 제작공정을 줄일 수 있게 되어, 박막증착장치를 조립하는 경우에 비용 및 시간을 현저하게 줄이는 것이 가능해진다. 상기 배기채널(332)은 커버(205)에 구비된 배기라인(230)과 연결되어 전술한 펌핑부의 펌핑에 의해 잔류가스를 외부로 배기하게 된다.Specifically, the
한편, 배기채널(332)을 통해 배기되는 가스 중에 서로 반응이 가능한 공정가스가 함께 배기되면 공정가스 끼리의 반응에 의해 배기채널(332)의 내부에 불필요한 증착이 발생할 수 있다. 즉, 가스공급모듈(300)의 바깥쪽에 증착이 발생할 수 있다. 이는 배기가스의 원활한 배기를 방지하게 되어 클리닝 작업을 필요로 하게 된다. 그런데, 클리닝작업을 하는 경우에 가스공급모듈(300)을 분리하여 클리닝 작업을 하게 되면 다시 조립하는 공정을 필요로 하게 된다. 이는 조립의 비용, 공정 및 시간을 증가시키는 요인이 되어 문제점으로 작용한다. 이하에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 가스공급부를 살펴본다.Meanwhile, unnecessary vapor deposition may occur in the
도 7은 전술한 문제점을 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 가스공급부를 도시한다. 본 실시예에서는 도 6의 실시예와 비교하여 배기채널(332)을 형성하는 배기부재(330)를 구비한다는 점에서 차이가 있다. 이하, 차이점을 중심으로 살펴본다.Fig. 7 shows a gas supply unit according to another embodiment for solving the above-mentioned problems. This embodiment differs from the embodiment of FIG. 6 in that the
도 7을 참조하면, 한 쌍의 가스공급모듈(300) 사이의 공간에 배기부재(330)를 구비하며, 배기부재(330)는 내부에 배기채널(332)을 구비하게 된다. 배기채널(332)은 잔류하는 공정가스 또는 퍼지가스가 배기되는 통로를 이루게 된다. 따라서, 배기채널(332)을 통하여 배기되는 공정가스의 반응에 의해 증착이 발생하여도, 배기부재(330)를 분리하여 클리닝 작업을 수행하게 되어 재조립에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있다. 배기부재(330)를 다시 조립하는 경우에는 인접한 가스공급모듈(300)에 배기부재(330)를 밀착하여 용이하게 조립하는 것이 가능하기 때문이다.Referring to FIG. 7, an
한편, 전술한 도 6 및 도 7에서는 플라즈마 전극(350)을 중심으로 양측에 각각 한 쌍의 가스공급모듈(300)을 구비하고, 한 쌍의 가스공급모듈(300) 사이에 배기채널(332)이 형성된 예를 도시한다. 그런데, 배기채널(332)은 기판(W)이 이동하는 방향을 따라 가스 공급 전에 구비될 수도 있다. 즉, 공정가스 및/또는 퍼지가스를 공급하기에 앞서서 배기를 수행하여 기판 상부의 잔존가스를 제거할 수 있다. 도 8은 기판의 이동방향을 따라 가스공급부에 배기채널(332)을 먼저 구비한 예를 도시한다. 이하, 도 8에서는 기판이 가스공급부의 하부를 이동하는 경우에 도면의 우측에서 좌측으로 이동하는 것으로 상정하여 설명한다.6 and 7 illustrate a pair of
도 8을 참조하면, 챔버리드(120)와 인접하여 구비되는 가스공급모듈(300)(도8에서 제일 우측에 위치한 가스공급모듈)은 챔버리드(120)와 소정거리 이격되어 구비되며, 가스공급모듈(300)과 챔버리드(120) 사이에 배기부재(330)를 구비한다. 결국, 기판이 우측에서 좌측으로 이동하는 경우에 이동방향을 따라 공정가스 및/또는 퍼지가스를 공급하기에 앞서 기판 표면의 잔존가스를 배기하여 균일한 증착 작업을 수행할 수 있다. 한편, 본 실시예의 가스공급부는 가장자리의 배기채널(332)을 형성하는 배기부재(330)를 구비한 것으로 도시하였으나, 상기 배기부재(330)를 제외할 수 있다. 즉, 배기채널(332)이 챔버리드(120)와 가스공급모듈(300) 사이의 공간으로 형성될 수 있음은 물론이다. 또한, 도면에는 도시되지 않았지만 기판의 이동방향을 따라 제일 마지막에 배기채널을 구비할 수도 있다.8, a gas supply module 300 (gas supply module located at the rightmost position in FIG. 8) provided adjacent to the
이하에서는 증착 작업 중에 플라즈마 공급을 위한 플라즈마 전극에 대해서 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, a plasma electrode for supplying a plasma during a deposition operation will be described in detail with reference to the drawings.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 가스공급부(200)는 둘 이상의 가스공급모듈(300)을 구비하며, 플라즈마 전극(350)은 가스공급모듈(300) 사이에 구비된다.Referring to FIG. 6, the
구체적으로, 플라즈마 전극(350)은 챔버리드(120)에 의해 지지된다. 즉, 플라즈마 전극(350)은 인접한 가스공급모듈(300) 또는 커버(205)에 의해 지지되는 것이 아니라 챔버리드(120)에 의해 지지된다. 가스공급모듈(300)은 챔버리드(120)에 착탈 가능하게 구비되므로 플라즈마 전극(350)을 지지하기에 적합하지 않다. 또한, 가스공급부(200)를 유지/보수하는 경우에 커버(205)를 제거하게 되므로 커버(205)에 플라즈마 전극(350)을 지지하게 되면 플라즈마 전극(350)도 함께 분리되는 번거로움이 있다. 따라서, 본 실시예에서는 플라즈마 전극(350)을 구비하는 경우에 플라즈마 전극(350)이 챔버리드(120)에 의해 지지되도록 한다.Specifically, the
플라즈마 전극(350)을 지지하기 위하여 챔버리드(120)에 절연재질의 전극지지부(360)를 구비하고, 플라즈마 전극(350)은 전극지지부(360)에 안착되어 구비된다. 도면에는 도시되지 않았지만, 챔버리드(120) 및 전극지지부(360)를 통하여 플라즈마 전극(350)으로 전원이 공급된다. 또한, 플라즈마 전극(350)에 인접한 가스공급모듈(300) 중에 적어도 하나는 접지되어 접지 전극의 역할을 하게 되며, 바람직하게는 플라즈마 전극(350)의 양측에 위치한 가스공급모듈(300)이 모두 접지되어 접지전극의 역할을 하게 된다.An
한편, 가스공급부(200)의 커버(205)에는 플라즈마 발생을 위한 제2 공정가스를 공급하는 제2 공급라인(220)을 더 구비한다. 제2 공정가스는 제2 공급라인(220)에서 플라즈마 전극(350)을 향하여 공급된다. 이 경우, 제2 공정가스가 플라즈마 전극을 중심으로 균일하게 분산되도록 분산수단을 구비할 수 있다. 상기 분산수단은 플라즈마 전극(350)에 구비될 수 있으며, 플라즈마 전극(350)에 구비되는 분산부(355)로 이루어진다. 분산부(355)는 제2 공정가스가 공급되는 제2 공급라인(220)을 향해 플라즈마 전극(350)에 구비되며, 제2 공정가스를 분산시키는 소위 '디퓨져(diffuser)' 역할을 하게 된다.The
구체적으로 분산부(355)는 그 단면을 살펴볼 때, 하부의 폭에 비해 상부의 폭이 좁도록 구성된다. 따라서, 폭이 좁은 상부가 제2 공정가스 공급부를 향하도록 구비되어 제2 공정가스가 분산부(355)를 따라 플라즈마 전극(350)의 양측으로 균일하게 분산되도록 한다. 분산부(355)는 플라즈마 전극(350)과 일체로 형성될 수도 있으며, 또는 별개의 부재로 구비되어 조립되는 것도 가능하다. 결국, 플라즈마 전극(350)과 접지전극 역할을 하는 인접한 가스공급모듈(300) 사이에 전기장이 형성되며, 제2 공정가스가 상기 전기장을 통과하면서 플라즈마 상태가 되어 하부의 기판을 향해서 라디칼을 공급하게 된다.Specifically, when the cross section of the dispersing
한편, 전술한 실시예에서는 플라즈마 전극(350)이 챔버리드(120)에 의해 지지되는 구성을 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 플라즈마 전극(350)은 챔버몸체(130)에 의해 지지될 수도 있다. 도 9 및 도 10은 플라즈마 전극(350)이 챔버몸체(130)에 의해 지지되는 구성을 도시한다. 이하, 전술한 실시예와 차이점을 중심으로 설명한다.Although the
도 9는 다른 실시예에 따른 가스공급부를 도시한 사시도이며, 도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ선에 따른 단면도이다.FIG. 9 is a perspective view showing a gas supply unit according to another embodiment, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line X-X in FIG.
도 9 및 도 10을 참조하면, 플라즈마 전극(350)을 지지하는 전극지지부(360)는 챔버몸체(130)에 연결된다. 구체적으로, 전극지지부(360)는 챔버몸체(130)의 일측에 선택적으로 연결되는 연결부(362)와, 플라즈마 전극(350)을 지지하며 상기 연결부(362)에서 절곡되는 지지바(364)를 구비한다. 전극지지부(360)가 절연재질로 구성됨은 전술한 실시예와 동일하다.Referring to FIGS. 9 and 10, an
전극지지부(360)는 도 9에 도시된 바와 같이 챔버몸체(130)의 외측에서 챔버(110) 내부를 향하여 또는 챔버몸체(130)의 내부에서 외부를 향하여 조립된다. 따라서, 챔버몸체(130)의 외측에는 연결부(362)만이 보이게 된다. 전극지지부(360)가 챔버몸체(130)에 조립되는 경우에 지지바(364)에 플라즈마 전극(350)이 미리 안착될 수 있다. 즉, 전극지지부(360)에 플라즈마 전극(350)을 안착시켜 조립하고, 상기 전극지지부(360)를 챔버몸체(130)에 연결시키게 된다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만 연결부(362)와 챔버몸체(130) 사이의 실링을 위하여 접촉면 등에 가스킷 등을 구비할 수 있다. 또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 챔버몸체(130) 및 전극지지부(360)를 통하여 플라즈마 전극(350)으로 전원이 공급된다. 플라즈마 전극(350)에 인접한 가스공급모듈(300) 중에 적어도 하나는 접지되어 접지 전극의 역할을 하게 되며, 바람직하게는 플라즈마 전극(350)의 양측에 위치한 가스공급모듈(300)이 모두 접지되어 접지전극의 역할을 하게 된다.The
결국, 플라즈마 전극(350)은 챔버(110)에 의해 지지된다고 할 수 있으며, 구체적으로 챔버리드(120)에 의해 지지되거나 또는 챔버몸체(130)에 의해 지지된다.As a result, the
한편, 전술한 실시예에서는 기판이동부(180)가 기판(W)을 소정의 이동경로를 따라 일 방향으로 회전시키는 구성을 상정하여 설명하였다. 그런데, 본 발명에 따른 박막증착장치는 이에 한정되지 않으며, 기판이동부(180)는 상기 이동경로를 따라 기판(W)을 양방향으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 기판이동부(180)는 기판(W)을 이동경로를 따라 회전시키는 경우에 소정시간을 주기로 기판(W)의 회전 방향을 변경하거나, 또는 기판(W)이 이동경로를 따라 소정횟수 회전한 경우에 기판(W)의 회전 방향을 변경할 수 있다. 이러한 기판(W)의 회전방향의 변경은 기판이동부(180)의 구동풀리(182)에 연결된 모터(미도시)의 회전방향을 변경하여 수행될 수 있다. 그런데, 이와 같이 기판(W)의 회전방향이 소정시간, 또는 소정횟수의 회전을 주기로 변경되면 가스공급부(200)의 구성도 전술한 실시예와 달라질 수 있다. 즉, 원자층 증착 방법에서는 기판(W)을 향하여 먼제 제1 공정가스(소스가스 또는 원료가스)를 공급하고 이어서 제2 공정가스(반응가스)를 공급하여야 기판(W)에 박막을 형성할 수 있기 때문이다. 따라서, 이하에서는 가스공급부에 대한 기판(W)의 상대적인 이동방향이 소정시간, 또는 소정횟수의 회전을 주기로 변경되는 경우에 적용될 수 있는 가스공급부의 구성에 대해서 살펴보기로 한다.On the other hand, in the above-described embodiment, it is assumed that the
도 11은 가스공급부에 대한 기판(W)의 상대적인 이동방향이 변경되는 경우에 적용될 수 있는 가스공급부의 일 실시예를 도시하는 측단면도이다.11 is a side sectional view showing one embodiment of a gas supply portion that can be applied when the relative movement direction of the substrate W with respect to the gas supply portion is changed.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 가스공급부(2000)는 기판(W)의 이동경로를 따라 대칭적인 구조를 가지게 된다. 즉, 기판(W)이 이동경로를 따라 양방향으로 회전하게 되므로 가스공급부(2000)는 기판(W)의 이동경로를 따라 대칭적인 구조를 가지는 것이 박막의 증착에 유리하다. 즉, 가스공급부(2000)가 중앙부를 중심으로 대칭적으로 구비되므로 기판이 양방향 중에 어느 방향으로 이동하더라도 기판에 대한 증착이 가능하게 된다.Referring to FIG. 11, the
본 실시예에서 가스공급부(2000)는 중앙에 제1 공정가스 공급을 위한 제1 가스공급수단을 구비한다. 상기 제1 가스공급수단은 제1 공정가스가 공급되는 제1 공급라인(2110) 및 제1 공정가스가 기판(W)을 향해 공급되도록 이동하는 제1 보조채널(2112) 및 제1 공급채널(2312)을 구비한다. 따라서, 본 실시예에 따른 가스공급부(2000)는 전술한 제1 가스공급수단을 중심으로 대칭적으로 구비된다. 이하, 가스공급부(2000)의 구체적인 구성에 대해서 도면을 참조하여 살펴본다.In this embodiment, the
구체적으로 가스공급부(2000)는 커버부(2100), 상기 커버부(2100)와 연결되며 챔버리드(120)의 상부에 연결되는 제1 몸체부(2300) 및 상기 몸체부(2300)의 하부에 연결되어 플라즈마 전극(2400)을 지지하는 역할과 함께 보조배기채널(2553)을 제공하는 제2 몸체부(2500)를 구비한다.The
커버부(2100)에는 각종 가스가 공급되는 복수개의 공급라인과 잔여가스가 배기되는 배기라인이 연결된다. 전술한 바와 같이, 대략 중앙부에 제1 공정가스가 공급되는 제1 공급라인(2110)이 연결된다. 제1 공급라인(2110)에서 오른쪽으로 갈수록 순서대로 배기라인(2150), 퍼지가스 공급라인(2120), 제2 공급라인(2130) 및 배기라인(2150)이 연결된다. 한편, 제1 공급라인(2110)의 왼쪽에는 대칭적으로 배기라인(2150), 퍼지가스 공급라인(2120), 제2 공급라인(2130) 및 배기라인(2150)이 연결된다. 또한, 커버부(2100)에는 제1 공급라인(2110)에서 공급되는 제1 공정가스가 공급되는 제1 보조채널(2112), 배기라인(2150)으로 잔존가스를 배기하는 보조배기채널(2152), 퍼지가스 공급라인(2120)에서 공급되는 퍼지가스가 공급되는 퍼지가스보조채널(2122) 및 제2 공급라인(2130)에서 공급되는 제2 공정가스가 공급되는 제2 보조채널(2132)을 구비한다.The
한편, 커버부(2100)는 제1 몸체부(2300)에 연결된다. 커버부(2100)에 제1 관통공(2102)을 구비하고, 제1 몸체부(2300)에 제1 체결공(2302)을 구비하여 볼트 등에 의해 연결한다. 한편, 제1 몸체부(2300)는 챔버리드(120)의 상부에 연결된다. 전술한 바와 같이 챔버리드(120)에 개구부(122)를 구비하고 상기 개구부(122)의 가장자리를 따라 제1 몸체부(2300)가 안착될 수 있다. 이 경우, 제1 몸체부(2300)에 제2 관통공(2304)을 구비하여 볼트 등에 의해 챔버리드(120)에 연결할 수 있다.Meanwhile, the
제1 몸체부(2300)에는 각종 가스를 공급하는 공급채널과 배기채널을 구비할 수 있다. 구체적으로 제1 보조채널(2112)과 연통하여 제1 공정가스를 기판을 향해 공급하는 제1 공급채널(2312), 보조배기채널(2152)과 연통하여 잔존가스를 배기시키는 제1 배기채널(5100)(2352), 퍼지가스보조채널(2122)과 연통하여 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급채널(2322) 및 제2 보조채널(2132)과 연통하여 제2 공정가스를 공급하는 제2 공급채널(2332)을 구비한다. 한편, 제1 몸체부(2300)의 외곽에 위치하는 제2 배기채널(5200)(2353)은 후술하는 제2 몸체부(2500)에 연결되는 바, 전술한 제1 배기채널(5100)(2352)과 비교하여 그 길이에 있어서 차이가 있다. 구체적으로 제1 몸체부(2300)에 구비되는 제2 배기채널(5200)(2353)의 길이가 제1 배기채널(5100)(2352)의 길이에 비하여 더 짧게 구성된다.The
한편, 제1 몸체부(2300)의 하부에는 제2 몸체부(2500)가 연결된다. 예를 들어, 제2 몸체부(2500)에 제3 관통공(2506)을 구비하고 제1 몸체부(2300)에 제2 체결공(2306)을 구비하여 볼트 등에 의해 체결할 수 있다.Meanwhile, the
제2 몸체부(2500)는 플라즈마 전극(2400)을 지지하는 전극지지부(2510)와 제2 배기채널(5200)(2353)과 연통하는 보조배기채널(2553)을 구비한다. 따라서, 플라즈마 전극(2400)은 그 상부가 커버부(2100)에 의해 지지되고 그 하부는 제2 몸체부(2500)의 전극지지부(2510)에 의해 지지된다. 한편, 제2 공정가스는 제2 공급라인(2130), 제2 보조채널(2132) 및 제2 공급채널(2332)을 통하여 플라즈마 전극(2400)을 향해 공급된다. 이 경우, 플라즈마 전극(2400)과 대향하는 제1 몸체부(2300)는 접지전극의 역할을 할 수 있다.The
한편, 제1 몸체부(2300)의 하부에는 제1 공정가스 및 퍼지가스가 균일하게 분산되도록 하는 분산부재(2700)를 더 구비할 수 있다. 분산부재(2700)에 제4 관통공(2702)를 구비하고 제1 몸체부(2300)에 이에 대응하는 제3 체결공(2308)을 구비하여 체결부재에 의해 연결될 수 있다. 도 12는 도 11에서 분산부재(2700)의 'A' 영역을 확대해서 도시한 사시도이다.Meanwhile, the
도 12를 참조하면, 분산부재(2700)는 제1 공급채널(2312)과 연통하는 제1 분산채널(2712)을 구비한다. 제1 분산채널(2712)은 다수개의 제1 분산공(2750)과 연통된다. 따라서, 제1 공급채널(2312)을 따라 이동된 제1 공정가스는 제1 분산채널(2712) 및 제1 분산공(2750)을 통해 하부의 기판(W)으로 공급된다. 이 경우, 다수개의 제1 분산공(2750)을 통해 제1 공정가스가 균일하게 분산되어 공급된다.12, the
또한, 분산부재(2700)는 퍼지가스공급채널(2322)과 연통하는 제2 분산채널(2722)을 구비한다. 제2 분산채널(2722)은 다수개의 제2 분산공(2740)과 연통된다. 따라서, 퍼지가스공급채널(2322)을 따라 이동된 퍼지가스는 제2 분산채널(2722) 및 제2 분산공(2740)을 통해 하부의 기판(W)으로 공급된다. 이 경우, 다수개의 제2 분산공(2740)을 통해 제1 공정가스가 균일하게 분산되어 공급된다.The dispersing
한편, 분산부재(2700)는 제2 공급채널(2332) 및 플라즈마 전극(2400)의 하부를 덮지 않도록 구성된다. 이는 플라즈마 전극(2400)에 의해 라디칼을 공급하는 경우에 분산부재(2700)를 통하지 않고 공급되는 것이 바람직하기 때문이다.On the other hand, the dispersing
도 13은 다른 실시예에 따른 기판이동부의 구성을 도시한다. 도 13은 기판지지부(150)에서 서셉터(152)와 기판지지부(150)의 이동을 안내하는 가이드부(160)의 구성을 도시한 측면도이다. 설명의 편의를 위해서 서셉터(152)와 가이드부(160)만 도시하였음을 밝혀둔다.Fig. 13 shows a configuration of a substrate moving part according to another embodiment. 13 is a side view showing the configuration of a
전술한 바와 같이, 가이드부(160)는 서셉터(152)의 이동경로를 형성하게 된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 서셉터(152)의 이동경로가 한 쌍의 직선경로와 상기 직선경로를 연결하는 한 쌍의 곡선경로를 포함하는 경우에 가이드부(160)도 마찬가지로 한 쌍의 직선경로와 상기 직선경로를 연결하는 한 쌍의 곡선경로를 포함하게 된다. 그런데, 기판(W)이 안착되는 서셉터(152)가 이동경로를 따라 이동하는 경우에 직선경로에서 곡선경로로 진입하는 경우에 기판(W)에 대해서 곡선경로의 바깥쪽을 향해서 원심력이 작용하게 된다. 이러한 원심력은 기판(W)의 이동속도가 커질수록 비례하여 커지게 된다. 따라서, 기판(W)에 대해서 곡선경로의 바깥쪽을 향해서 작용하는 원심력이 커지게 되면 기판(W)이 서셉터(152)에 고정되지 않고 서셉터(152)에서 이탈할 우려도 있다. 이러한 기판(W)의 이탈을 방지하기 위해서 기판(W)의 이동속도를 늦출 수 있다. 하지만, 박막증착장치의 기판 처리량(throughput)을 고려하면 기판(W)의 이동속도를 소정 속도 이상으로 줄이는 것이 곤란하다. 따라서, 본 실시예에서는 기판 처리량(throughput)을 유지하기 위하여 기판(W)의 이동속도를 소정속도 이하로 줄이지 않으면서도 기판(W)이 직선영역 및 곡선영역을 안정적으로 이동할 수 있는 수단을 제공한다.As described above, the
도 13을 참조하면, 본 실시예에서 가이드부(160)는 적어도 일부의 구간에서 소정각도로 상부로 기울어진 영역을 구비하게 된다. 즉, 기판(W)이 이동하는 경우에 곡선경로에서 가이드부(160)가 상방을 향해서 기울어지게 되면, 서셉터(152)도 마찬가지로 상방을 향해서 기울어지게 된다. 따라서, 서셉터(152)에 안착된 기판(W)이 원심력에 의해 바깥쪽으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 13, in this embodiment, the
구체적으로, 가이드부(160)가 도 2에 도시된 바와 같이 소정거리 이격된 한 쌍의 직선경로와 상기 한 쌍의 직선경로를 연결하는 한 쌍의 곡선경로를 포함하는 경우에, 상기 곡선경로를 형성하는 곡선영역에서 가이드부(160)가 상방을 향하여 기울어지게 된다. 도 13에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 곡선영역 중에서 어느 하나의 곡선영역에서 가이드부(160)는 상방을 향하여 소정의 θ1 만큼 기울어진 경사가이드부(162)를 구비하고, 다른 곡선영역에서 가이드부(160)는 소정의 θ2 만큼 기울어진 경사가이드부(162)를 구비한다. 여기서, 상기 경사가이드부(162)가 상방을 향하여 기울어지는 각도 θ1 및 θ2는 기판의 이동속도를 고려하여 결정된다. 즉, 기판의 이동속도, 곡선경로의 반경을 고려하여 기판이 곡선경로에 진입하는 경우에 작용하는 원심력을 고려하여 기판이 바깥쪽으로 이탈되지 않는 각도로 결정될 수 있다. 나아가, 기판이 이동경로를 따라 일정한 속도로 회전하지 않는다면 θ1 과 θ2는 서로 다르게 설정될 수 있다. 또한, 기판이 이동경로를 따라 일정한 속도로 회전한다면 θ1 과 θ2는 동일하게 설정될 수 있다. 가이드부(160)의 상방 경사각도가 결정되면, 가이드부(160)를 따라 이동하는 서셉터(152)가 곡선경로에 진입한 경우에 상방 경사각도도 동일하게 결정된다. 따라서, 서셉터(152)에 안착된 기판(W)이 원심력에 의해 바깥쪽으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.Specifically, when the
한편, 도 14A 및 도 14B는 또 다른 실시예에 따른 기판이동부의 구성을 도시한다. 도 14A 및 도 14B는 기판지지부(150)와 동력전달부재(190)의 연결관계를 도시하는 일부 단면도이다.On the other hand, Figs. 14A and 14B show the configuration of the substrate moving part according to another embodiment. 14A and 14B are partial cross-sectional views showing the connection relationship between the
도 3에 대한 설명에서 기재된 바와 같이, 전술한 실시예에서 기판지지부(150)가 동력전달부재(190)와 연결되는 경우에 동력전달부재(190)는 기판지지부(150)의 중앙부에 연결되지 않는다. 즉, 동력전달부재(190)가 한 쌍의 풀리(182, 184) 사이에 연결되는 경우에 기판지지부(150)의 일측면이 동력전달부재(190)의 바깥쪽에 연결된다. 따라서, 기판(W)이 이동경로를 따라 이동하는 경우에 기판(W)의 중심과 동력전달부재(190)의 위치관계를 살펴보면, 동력전달부재(190)는 기판(W)의 안쪽에 위치한다. 즉, 동력전달부재(190)의 바깥쪽에 기판(W)이 위치하여 회전하게 된다. 이와 같은 위치관계에서는 동력을 전달하는 동력전달부재(190)의 바깥쪽을 따라 기판(W) 및 기판지지부(150)가 구비되므로 박막증착장치의 설치면적(foot print)이 증가하게 된다. 도 14는 이러한 문제점을 해결하기 위한 실시예를 도시한다.3, the
도 14A를 참조하면, 본 실시예에서는 동력전달부재(190)가 기판(W)의 중심부에 대응하는 선 상에 위치하는 된다. 즉, 기판(W)이 이동하는 경우에 기판(W)의 중심부와 동력전달부재(190)가 수직선을 따라 대략 일치하여 배치된다. 따라서, 본 실시예에서는 동력전달부재(190)가 이동하는 경우에 기판(W)의 중심부가 동력전달부재(190)와 일치하여 이동하게 되므로 박막증착장치의 설치면적을 줄일 수 있게 된다.14A, in this embodiment, the
구체적으로, 기판지지부(150)의 하부지지부(156)의 하면에 동력전달부재(190)와 착탈 가능하게 연결되는 접속부(151)를 구비한다. 동력전달부재(190)가 기판(W)의 중심부에서 연장된 가상의 중심선을 따라 배치되므로, 상기 접속부(151)는 상기 가상의 중심선에서 소정거리 이격되어 구비된다. 한편, 하부지지부(156)에는 기판지지부(150)의 이동을 가이드하는 가이드부(160)를 구비할 수 있다. 본 실시예에서 가이드부(160)는 하부지지부(156)의 아래쪽에 한 쌍이 구비되며, 하부지지부(156)에는 상기 가이드부(160)에 대응하는 구름부재(158)를 구비한다. 따라서, 하부지지부(156)의 구름부재(158)가 가이드부(160)를 따라 이동하게 되어 기판지지부(150)를 지지하면서 이동을 가이드 하게 된다.Specifically, the lower surface of the
한편, 도 14B는 도 14A의 다른 실시예를 도시한다. 도 14A에서는 동력전달부재(190)가 기판(W)의 중심부에 대응하는 선 상에 연결된다. 그런데, 동력전달부재(190)를 연결하는 경우에 주변 구성요소 등과의 간섭에 의해 기판(W)의 중심부에 대응하는 선 상에 동력전달부재(190)가 연결되기 곤란할 수 있다. 이러한 경우에는 도 14 B에 도시된 바와 같이, 동력전달부재(190)는 기판(W)의 중심부와 가장자리 사이의 소정 위치에 대응하는 선을 따라 기판지지부(150)와 연결된다. 이 경우에도 동력전달부재(190)는 기판(W)의 중심부와 가장자리를 연결하는 소정 위치에 대응하여 기판지지부(150)에 연결되므로, 기판(W)의 최외곽을 따라 동력전달부재가 연결되는 경우에 비하여 설치면적을 줄일 수 있다.On the other hand, Fig. 14B shows another embodiment of Fig. 14A. In Fig. 14A, the
도 15는 또 다른 실시예에 따른 가스공급부를 도시하며, 도 16은 도 15의 ⅩⅥ - ⅩⅥ 선에 따른 단면도이다. 전술한 실시예에서 가스공급모듈 사이의 공간을 배기채널로 활용하는 예를 설명하였다. 그런데, 배기채널은 공정가스 및/또는 퍼지가스를 공급하는 가스공급모듈 사이뿐만 아니라 가스공급부 전체를 둘러싸도록 구비되는 것이 바람직하다. 이는 가스공급부의 외곽으로 유출된 공정가스 등이 나머지 다른 구성요소에 불필요한 증착 등을 발생시킬 수 있기 때문이다. 이하에서는 전술한 실시예들과 차이점을 중심으로 가스공급모듈 사이를 비롯하여 가스공급부를 배기채널로 둘러싸는 가스공급부의 실시예를 상세하게 살펴보도록 한다.Fig. 15 shows a gas supply unit according to another embodiment, and Fig. 16 is a sectional view taken along the line XVI - XVI in Fig. In the above-described embodiment, an example in which the space between the gas supply modules is utilized as an exhaust channel has been described. It is preferable that the exhaust channel be provided not only between the gas supply modules for supplying the process gas and / or the purge gas, but also surrounding the entire gas supply portion. This is because a process gas or the like, which has flowed out to the outside of the gas supply unit, may cause unnecessary deposition to other components. Hereinafter, an embodiment of the gas supply unit including the gas supply module and the gas supply unit surrounded by the exhaust channel will be described in detail, focusing on differences from the above-described embodiments.
도 15 및 도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 가스공급부(3000)는 챔버(110)에 구비된다. 구체적으로 가스공급부(3000)는 공정가스 및 퍼지가스 중에 어느 하나를 공급하는 공급채널(3440)을 구비하는 복수개의 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)을 챔버(110)에 구비한다. 이 경우, 가스공급부(3000)는 챔버리드(120)의 개구부(122)에 구비된다. 즉, 가스공급부(3000)를 이루는 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)이 챔버리드(120)의 개구부(122)에 구비된다. 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)은 추후 유지보수를 위하여 용이하게 분해 및 조립 가능하도록 챔버(110)에 착탈 가능하게 구비되며, 본 실시예에서는 챔버리드(120)의 개구부(122)에 착탈 가능하게 구비된다.Referring to FIGS. 15 and 16, the
각 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)이 개구부(122)에 착탈 가능하게 구비되는 구조를 살펴보면 다음과 같다. 개구부(122)는 소정크기로 챔버리드(120)에 형성되며, 개구부(122)의 안쪽에는 단턱부(124)를 구비한다. 따라서, 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)의 적어도 일부가 단턱부(124)에 안착되어 고정된다.The structure in which the
도 16에 도시된 바와 같이, 하나의 가스공급모듈(3400)을 살펴보게 되면, 대략 'T'자 형태를 가지게 되어 양측에 한 쌍의 날개부(3420)를 구비하게 된다. 따라서, 가스공급모듈(3400)을 개구부(122)의 상부에서 하방으로 삽입하는 경우에 가스공급모듈(3400)의 날개부(3420)가 단턱부(124)에 걸려서 가스공급모듈(3400)을 장착하게 된다. 이 경우, 도면에는 도시되지 않았지만 각 가스공급모듈(3400)의 위치를 결정하는 위치결정수단을 더 구비할 수 있다. 예를 들어, 단턱부(124)에 소정의 오목부를 구비하고 상기 오목부에 가스공급모듈(3400)의 날개부(3420)가 삽입되어 위치를 결정할 수 있다.As shown in FIG. 16, when one
한편, 본 실시예의 가스공급부(3000)는 반응가스를 공급받아 플라즈마화시키는 플라즈마전극을 구비한 플라즈마공급모듈(3500)을 구비할 수 있다. 플라즈마공급모듈(3500)은 외관으로 볼 때, 전술한 가스공급모듈과 유사한 형태를 가지지만 내부 구성은 플라즈마 공급을 위하여 상이한 구성을 가지게 된다. 플라즈마공급모듈(3500)에 대해서는 도 18을 참조하여 상세히 살펴본다.Meanwhile, the
도 18은 플라즈마공급모듈(3500)의 내부 구성을 도시하는 측단면도이다.18 is a side cross-sectional view showing the internal configuration of the
도 18을 참조하면, 플라즈마공급모듈(3500)은 가스공급모듈과 유사하게 대략적으로 'T'자 형태의 형상을 가지며, 개구부(122)의 단턱부(124)에 안착되기 위한 날개부(3520)를 구비한다.18, the
플라즈마공급모듈(3500)의 내측에는 반응가스 공급홀(3140)을 통하여 공급된 반응가스가 공급되는 반응가스 공급채널(3510)과 반응가스가 플라즈마화되는 반응공간(3505)을 구비한다. 나아가, 상기 반응공간(3505)에 서로 마주보도록 배치되는 제1 전극(3540) 및 제2 전극(3550)을 구비한다. 따라서, 반응가스는 반응가스 공급채널(3510)을 통하여 반응공간(3505)으로 공급되며, 반응공간(3505)에서 제1 전극(3540) 및 제2 전극(3550)에 의해 생성되는 전기장에 의해 반응가스가 플라즈마화되어 공급된다. 이 경우, 제1 전극(3540) 및 제2 전극(3550) 중에 어느 하나는 전원이 공급되며, 나머지 하나는 접지될 수 있다. 또한, 제1 전극(3540) 및 제2 전극(3550)이 구비되는 플라즈마공급모듈(3500)은 절연체로 구성될 수 있다. 이하, 가스공급부(3000)의 전체적인 구성 및 배기채널에 대해서 살펴본다.A reaction
도 15를 다시 참조하면, 가스공급부(3000)는 3개의 가스공급모듈(3300, 3400, 3600) 및 하나의 플라즈마공급모듈(3500)을 구비할 수 있다. 여기서, 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)과 플라즈마공급모듈(3500)의 숫자 및 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)과 플라즈마공급모듈(3500)의 순서는 일예에 불과하며 적절하게 변형이 가능함은 물론이다.Referring again to FIG. 15, the
각 가스공급모듈(3300, 3400, 3600) 및 플라즈마공급모듈(3500)은 전술한 바와 같이 개구부(122)의 단턱부(124)에 안착되어 구비된다. 이 경우, 가스공급부(3000)는 개구부(122)를 차폐하는 커버(3100)를 구비한다. 커버(3100)에는 각 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)와 플라즈마공급모듈(3500)에 공정가스, 퍼지가스를 공급하는 가스공급홀(3120, 3130, 3140, 3150)을 구비한다. 도면에는 도시되지 않았지만 소스가스 공급원, 반응가스 공급원 및 퍼지가스 공급원에서 공급되는 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스가 가스공급홀(3120, 3130, 3140, 3150)을 통하여 각 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)의 가스유입홀(3342, 3442 3642)과 플라즈마공급모듈(3500)의 반응가스 유입홀(3542)에 공급된다. 또한, 커버(3100)에는 후술하는 배기채널(5000)에서 배기되는 각종 가스를 배출하는 배기홀(3110)을 구비한다.Each of the
또한, 본 실시예에 따른 가스공급부(3000)는 챔버리드(120)에 구비되어 후술하는 복수개의 배기채널(5000)을 통해 배기되는 배기가스가 취합되는 배기유로(3800)를 구비한다. 구체적으로 가스공급모듈(3400)의 날개부(3420)와 개구부(122)의 가장자리는 소정거리 이격되어 구비되어 배기유로(3800)를 형성한다. 나아가, 플라즈마공급모듈(3500)의 날개부(3520)와 개구부(122)의 가장자리도 소정거리 이격되어 구비된다. 즉, 도 15에서 가스공급모듈(3400)의 날개부(3420) 또는 플라즈마공급모듈(3500)의 날개부(3520)와 개구부(122)의 가장자리를 따라 단턱부(124)의 상부에 배기유로(3800)가 형성된다. 따라서, 배기채널(5000)을 통하여 상방으로 이동된 배기가스는 배기유로(3800)에 취합되어 배기홀(3110)을 통하여 배출된다.The
한편, 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)과 플라즈마공급모듈(3500)은 서로 간에 소정거리 이격되어 구비된다. 또한, 개구부(122)의 가장자리에 인접하여 구비되는 가스공급모듈(3300, 3600)은 개구부(122)의 가장자리에서 소정거리 이격되어 구비된다. 따라서, 본 실시예에서는 각 가스공급모듈(3300, 3400, 3600) 사이의 공간, 가스공급모듈(3300, 3400, 3600) 및 플라즈마공급모듈(3500) 사이의 공간 및 가스공급부(3000)를 둘러싸도록 배기채널이 형성된다.On the other hand, the gas supply module (3300, 3400, 3600) and the
나아가, 도 16에 도시된 바와 같이, 가스공급부(3000)는 가스공급모듈을 둘러싸며 하부가 개방된 하우징(3900)을 더 구비한다. 하우징(3900)은 개구부(122)를 둘러싸도록 구비되며, 챔버리드(120)의 하부에서 하방을 향하여 소정거리 연장되도록 형성된다.Further, as shown in FIG. 16, the
이 경우, 하우징(3900)의 하단부는 기판의 상면과 실질적으로 동일한 높이를 이루도록 구비될 수 있다. 여기서, '실질적으로 동일한 높이'라 함은 기판이 하우징(3900)의 하부를 통하여 이동할 수 있지만, 하우징(3900)의 하단부와 기판의 상면 사이의 간격이 매우 미세한 거리로 정의될 수 있다. 이와 같이, 하우징(3900)이 구비되면, 도 16에 도시된 바와 같이 가스공급모듈(3400) 또는 플라즈마공급모듈(3500)에서 공급되는 공정가스 또는 퍼지가스가 가스공급부(3000)의 옆으로 유출되지 않고 화살표를 따라 하우징(3900)과 가스공급모듈(3400)의 사이의 공간을 통해서 상부로 배기된다. 즉, 하우징(3900)과 가스공급모듈(3400)의 사이의 공간이 배기채널(5000)을 형성하게 된다. 물론, 이 경우에 배기홀(3110)을 통해서 펌핑이 수행되어 가스를 배기하도록 압력을 가하게 된다.In this case, the lower end of the
결국, 본 실시예에서 배기채널(5000)은 각 가스공급모듈(3300, 3400, 3600) 사이, 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)과 플라즈마공급모듈(3500) 사이, 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)과 하우징(3900) 사이 및 플라즈마공급모듈(3500)과 하우징(3900) 사이에 구비된다. 이하, 도면을 참조하여 배기채널에 대해서 보다 상세하게 살펴본다.As a result, in this embodiment, an
도 17은 본 실시예에 따른 가스공급부(3000)를 챔버리드(120)의 하부에서 바라본 저면도이다.17 is a bottom view of the
도 17을 참조하면, 각 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)의 하부에는 공급채널을 통하여 공급된 각종 공정가스 또는 퍼지가스가 공급되는 공급슬릿(3310, 3410, 3610)이 구비된다. 또한, 플라즈마공급모듈(3500)에도 플라즈마가 공급되는 플라즈마공급슬릿(3510)이 형성된다.Referring to FIG. 17,
따라서, 각 가스공급모듈(3300, 3400, 3600) 사이의 공간 및 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)과 플라즈마공급모듈(3500) 사이의 공간을 따라 도 17에서 수직한 방향으로 복수개의 제1 배기채널(5100)이 형성된다. 또한, 가장자리에 구비된 가스공급모듈(3300, 3600)과 하우징(3900) 사이의 공간에도 수직한 방향으로 제1 배기채널(5100)이 형성된다.Accordingly, a space between each
그런데, 공정가스 또는 퍼지가스는 도 17에서 상하부를 따라 유출될 수 있다. 따라서, 가스공급부(3000)는 가스공급모듈(3300, 3400, 3600)과 하우징(3900) 사이의 공간 및 플라즈마공급모듈(3500)과 하우징(3900) 사이의 공간을 따라 도 17에서 수평한 방향으로 제2 배기채널(5200)을 구비한다. 도 16에서 화살표는 하우징(3900)과 가스공급모듈(3400) 사이의 제2 배기채널(5200)을 통하여 가스가 배기되는 형상을 도시한 것이다. 하우징(3900)과 가스공급모듈(3400) 사이의 제2 배기채널(5200)을 통하여 상부로 유동한 배기가스를 배기유로(3800)를 향하게 되고, 배기홀(3110)을 통하여 배기된다. 도 16에서 하우징(3900)과 가스공급모듈(3400) 사이의 제2 배기채널(5200)은 가스공급모듈(3400)의 날개부(3420)에 의해 막혀있는 것으로 도시되었지만, 실제로는 도 15와 같이 이웃하는 가스공급모듈은 서로 간에 소정거리 이격되어 구비된다. 따라서, 하우징(3900)과 가스공급모듈(3400) 사이의 제2 배기채널(5200)을 따라 상부로 이동한 배기가스는 날개부(3420)를 우회하여 이웃한 가스공급모듈 사이의 공간을 통하여 배기유로(3800)에 합류하게 된다.However, the process gas or the purge gas may flow out along the upper and lower portions in Fig. Thus, the
결국, 본 실시예에 따른 가스공급부(3000)는 공정가스 또는 퍼지가스와 같은 가스를 배기하는 경우에 별도의 부재를 필요로 하지 않으며 각 가스공급모듈 사이의 공간을 활용하여 배기채널로 사용하게 된다. 나아가, 본 실시예에 따른 가스공급부는 각 가스공급모듈 사이뿐만 아니라 가스공급부 전체를 둘러싸는 배기채널을 구비하게 되어 잔류가스를 신속하고 균일하게 배기할 수 있다.As a result, the
한편, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 가스공급부는 전술한 형태의 박막증착장치에 한정하여 적용되지 않으며 다른 형태의 박막증착장치에도 적용이 가능하다. 예를 들어, 기판이 원형으로 회전하는 박막증착장치에도 적용이 가능하다. 도 19는 기판이 원형으로 회전하는 박막증착장치를 도시한다.Meanwhile, the gas supply unit according to various embodiments of the present invention is not limited to the thin film deposition apparatus of the above-described type, and is applicable to other types of thin film deposition apparatuses. For example, the present invention is also applicable to a thin film deposition apparatus in which a substrate rotates in a circular shape. 19 shows a thin film deposition apparatus in which a substrate rotates in a circular fashion.
도 19를 참조하면, 기판(W)은 기판지지부(4150)에 안착된다. 기판지지부(4150)는 기판이동부(미도시)에 의해 회전하게 되어, 기판(W)은 챔버(4100) 내부에서 원형의 경로를 따라 이동하게 된다. 가스공급부(4200)는 챔버(4100)의 상부에 구비된다. 본 실시예에서 가스공급부(4200)는 전술한 실시예들에 따른 가스공급부와 유사한 구조를 가지게 된다. 즉, 전술한 실시예들에서는 기판이 직선경로 및 곡선경로를 포함하는 폐경로를 따라 이동하지만, 본 실시예에서는 기판이 원형의 경로를 따라 이동한다는 점에서 차이가 있다. 가스공급부의 구체적인 구성에 대해서는 전술한 바와 같으므로 반복적인 설명은 생략한다.Referring to FIG. 19, the substrate W is seated on the
100...박막증착장치 110...챔버
120...챔버리드 130...챔버몸체
140...기판수취부 142...수취핀
144...구동부 150....기판지지부
152...서셉터 154...연결부
156...하부지지부 158...롤러
160...가이드부 170...가열부
180...기판이동부 182...구동풀리
184....종동풀리 190...벨트
200...가스공급부 205...커버
210...제1 공급라인 212...공급채널
220...제2 공급라인 230...배기라인
300...가스공급모듈 315...한정부
330...배기부재 332...배기채널
350...플라즈마 전극 355...분산부
360...전극지지부 600...기판인입인출부
610...제2 로봇암 700...로드록실
810, 820...보트 1000...기판처리장치100 ... Thin
120
140 ...
144 ... driving
152 ... susceptor 154 ... connection
156 ...
160 ... guide
180 < SEP >
184 .... driven
200
210 ...
220 ...
300 ...
330 ...
350 ...
360 ...
610 ...
810, 820 ...
Claims (19)
상기 챔버에 공정가스와 퍼지가스 중에 적어도 하나를 공급하는 가스공급부; 및
상기 챔버 내에서 소정의 이동경로를 따라 복수의 기판을 이동시키는 기판이동부를 구비하고,
상기 가스공급부는 공정가스 및 퍼지가스 중에 어느 하나를 공급하는 공급채널을 구비하는 복수개의 가스공급모듈을 상기 챔버에 구비하고, 상기 가스공급모듈은 서로 간에 소정거리 이격되어 구비되며, 상기 각 가스공급모듈 사이 및 상기 가스공급모듈을 둘러싸는 배기채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.chamber;
A gas supply unit for supplying at least one of a process gas and a purge gas to the chamber; And
A substrate moving portion for moving a plurality of substrates along a predetermined movement path in the chamber,
The gas supply unit includes a plurality of gas supply modules in the chamber including a supply channel for supplying any one of a process gas and a purge gas, and the gas supply modules are provided to be spaced apart from each other by a predetermined distance. And an exhaust channel between the modules and surrounding the gas supply module.
상기 가스공급부를 둘러싸는 배기채널을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.The method of claim 1,
Thin film deposition apparatus further comprises an exhaust channel surrounding the gas supply.
상기 챔버는 내부에 소정의 공간을 구비하며 상부가 개구된 챔버몸체와 상기 챔버몸체의 개구된 상부를 밀폐하는 챔버리드를 포함하고, 상기 가스공급부는 상기 챔버리드에 구비되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.The method of claim 1,
The chamber has a predetermined space therein and includes a chamber body having an upper opening and a chamber lid for sealing an opened upper portion of the chamber body, wherein the gas supply part is provided in the chamber lid. Device.
상기 챔버리드에 개구부를 구비하고 상기 가스공급부는 상기 개구부에 구비되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.The method of claim 3,
Thin film deposition apparatus comprising an opening in the chamber lead and the gas supply unit is provided in the opening.
상기 가스공급모듈은 상기 개구부에 착탈 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.5. The method of claim 4,
The gas supply module is a thin film deposition apparatus, characterized in that provided in the opening and detachable.
상기 개구부에 단턱부를 구비하고, 상기 가스공급모듈은 상기 단턱부에 안착되는 날개부를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.The method of claim 5,
Thin film deposition apparatus having a stepped portion in the opening, the gas supply module has a wing portion seated on the stepped portion.
상기 가스공급부는 반응가스를 공급받아 플라즈마화시키는 플라즈마전극을 구비한 플라즈마공급모듈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.The method according to claim 6,
Wherein the gas supply unit further comprises a plasma supply module having a plasma electrode that receives and supplies a reaction gas to the plasma.
상기 플라즈마공급모듈은 상기 반응가스가 공급되는 반응가스 공급채널 및 상기 반응가스가 플라즈마화되는 반응공간을 구비하고, 상기 플라즈마 전극은 상기 반응공간에 대향하여 구비되는 제1 전극 및 제2 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.The method of claim 7, wherein
The plasma supply module includes a reaction gas supply channel through which the reaction gas is supplied and a reaction space where the reaction gas is plasmaized. The plasma electrode includes a first electrode and a second electrode opposed to the reaction space Wherein the thin film deposition apparatus is a thin film deposition apparatus.
상기 가스공급부는 상기 가스공급모듈을 둘러싸며 하부가 개방된 하우징을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.The method of claim 7, wherein
The gas supply unit further comprises a housing surrounding the gas supply module and having a lower opening.
상기 하우징은 상기 가스공급모듈 및 플라즈마공급모듈과 소정거리 이격되어 구비되어 배기채널을 형성하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.10. The method of claim 9,
The housing is a thin film deposition apparatus, characterized in that provided with a spaced apart from the gas supply module and the plasma supply module to form an exhaust channel.
상기 하우징은 상기 챔버리드의 하부에서 하방을 향하여 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.10. The method of claim 9,
Wherein the housing extends downward from a lower portion of the chamber lid.
상기 하우징의 하단부는 상기 기판의 상면과 실질적으로 동일한 높이를 이루는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.12. The method of claim 11,
Wherein the lower end of the housing has substantially the same height as the upper surface of the substrate.
상기 각 가스공급모듈 사이, 상기 가스공급모듈과 상기 플라즈마공급모듈 사이, 상기 가스공급모듈과 상기 하우징 사이 및 상기 플라즈마공급모듈과 상기 하우징 사이에 배기채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.10. The method of claim 9,
And an exhaust channel between each gas supply module, between the gas supply module and the plasma supply module, between the gas supply module and the housing, and between the plasma supply module and the housing.
상기 챔버리드에 구비되어 상기 복수개의 배기채널을 통해 배기되는 배기가스가 취합되는 적어도 하나의 배기유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.The method of claim 13,
And at least one exhaust passage provided in the chamber lead to collect exhaust gases exhausted through the plurality of exhaust channels.
상기 가스공급모듈의 날개부와 상기 개구부의 가장자리는 소정거리 이격되어 구비되어 상기 배기유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.15. The method of claim 14,
Wherein the wing portion of the gas supply module and the edge of the opening portion are spaced apart from each other by a predetermined distance to form the exhaust flow path.
상기 챔버에 공정가스와 퍼지가스 중에 적어도 하나를 공급하는 가스공급부; 및
상기 챔버 내에서 소정의 이동경로를 따라 기판을 이동시키는 기판이동부;를 구비하고,
상기 기판이동부는 상기 기판을 지지하는 기판지지부가 연결되어 연동하는 동력전달부재를 구비하고, 상기 동력전달부재는 상기 기판의 중심부에 대응하는 선 상 또는 상기 기판의 중심부와 가장자리 사이의 소정 위치에 대응하는 선 상에 대응하여 상기 기판지지부와 연결되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.chamber;
A gas supply unit for supplying at least one of a process gas and a purge gas to the chamber; And
And a substrate moving unit which moves the substrate along a predetermined movement path in the chamber.
The substrate moving part includes a power transmission member connected to and interlocked with a substrate support part for supporting the substrate, and the power transmission member is positioned on a line corresponding to the center of the substrate or at a predetermined position between the center and the edge of the substrate. Thin film deposition apparatus characterized in that connected to the substrate support portion corresponding to the corresponding line.
상기 이동경로는 소정거리 이격되어 평행하게 구비되는 한 쌍의 직선경로와 상기 한 쌍의 직선경로를 연결하는 한 쌍의 곡선경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.17. The method of claim 16,
The thin film deposition apparatus, characterized in that the movement path comprises a pair of straight paths and a pair of curved paths connecting the pair of straight paths provided in parallel with a predetermined distance apart.
상기 챔버에 공정가스와 퍼지가스 중에 적어도 하나를 공급하는 가스공급부; 및
상기 챔버 내에서 소정의 이동경로를 따라 기판을 이동시키는 기판이동부;를 구비하고,
상기 기판이동부는 상기 기판을 지지하는 기판지지부가 연결되어 연동하는 동력전달부재 및 상기 기판지지부가 이동 가능하게 지지하는 가이드부를 구비하고, 상기 가이드부는 적어도 소정 영역에서 경사져서 구비되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.chamber;
A gas supply unit for supplying at least one of a process gas and a purge gas to the chamber; And
And a substrate moving unit which moves the substrate along a predetermined movement path in the chamber.
The substrate moving part includes a power transmission member connected to and interlocked with a substrate support part for supporting the substrate, and a guide part for supporting the substrate support part to be movable, wherein the guide part is inclined at least in a predetermined region. Thin film deposition apparatus.
상기 이동경로는 소정거리 이격되어 평행하게 구비되는 한 쌍의 직선경로와 상기 한 쌍의 직선경로를 연결하는 한 쌍의 곡선경로를 포함하고, 상기 가이드부는 상기 곡선경로에서 상부를 향하여 소정각도 경사져서 구비되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
19. The method of claim 18,
The moving path includes a pair of straight paths connected in parallel with a predetermined distance and a pair of curved paths connecting the pair of straight paths, and the guide part is inclined at a predetermined angle toward the top in the curved path. Thin film deposition apparatus, characterized in that provided.
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