KR20160093392A - Atomic layer deposition apparatus - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a large-area atomic layer deposition apparatus capable of handling a large-area substrate. The large-area atomic layer deposition apparatus comprises: a process chamber; a susceptor provided inside the process chamber, and on which multiple substrates are circularly mounted; and a gas supply part provided over the susceptor to supply deposition gases to the substrates. The gas supply part includes multiple second gas supply units providing a reaction gas among the deposition gases to the substrates, multiple first gas supply units including a source unit providing a source gas among the deposition gases to the substrates and a purge unit providing a purge gas to the substrates, and a top discharge unit provided between the first gas supply units and the second gas supply units and sucking in an exhaust gas to be discharged from the substrates.

Description

원자층 증착장치{ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS}[0001] ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS [0002]

본 발명은 대면적 기판을 처리할 수 있는 원자층 증착장치에 관한 것이다.The present invention relates to an atomic layer deposition apparatus capable of processing a large area substrate.

최근 반도체 제조 공정에서 반도체 소자의 집적도가 높아짐에 따라 미세가공의 요구가 증가하고 있다. 즉, 미세 패턴을 형성하고, 하나의 칩 상에 셀들을 고도로 집적시키기 위해서는 박막 두께 감소 및 고유전율을 갖는 새로운 물질개발 등을 이루어야 한다. 특히, 기판 표면에 단차가 형성되어 있는 경우 표면을 원만하게 덮어주는 단차도포성(step coverage)과 단차도포성 및 웨이퍼 내 균일성(within wafer uniformity)의 확보는 매우 중요하다. 이와 같은 요구사항을 충족시키기 위해 원자층 단위의 미소한 두께를 가지는 박막을 형성하는 방법인 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD) 방법이 제안되고 있다.In recent years, as the degree of integration of semiconductor devices increases in semiconductor manufacturing processes, there is an increasing demand for microfabrication. That is, in order to form a fine pattern and highly integrate the cells on one chip, a new material having a thin film thickness reduction and a high dielectric constant should be developed. Particularly, when a step is formed on the surface of the substrate, it is very important to ensure step coverage, step coverage, and uniformity within the wafer, which smoothly cover the surface. An atomic layer deposition (ALD) method, which is a method of forming a thin film having a minute thickness at the atomic layer level, has been proposed to meet such a requirement.

ALD공정은 기판 표면에서 반응물질의 표면 포화 반응(surface saturated reaction)에 의한 화학적 흡착(chemisorption)과 탈착(desorption) 과정을 이용하여 단원자층을 형성하는 방법으로, 원자층 수준에서 막 두께의 제어가 가능한 박막 증착 방법이다.The ALD process is a method of forming a monolayer by using chemisorption and desorption processes by the surface saturated reaction of reactants on the surface of the substrate. Is a possible thin film deposition method.

ALD 공정은 두 가지 이상의 소스가스를 각각 교대로 유입시키고, 각 소스가스의 유입 사이에 불활성 기체인 퍼지가스를 유입시킴으로써 소스가스들이 기체 상태에서 혼합되는 것을 방지한다. 즉, 하나의 소스가스가 기판 표면에 화학적으로 흡착(chemical adsorption)된 상태에서 후속하여 다른 하나의 소스가스가 반응함으로써 기판 표면에 한층의 원자층이 생성된다. 그리고, 이와 같은 공정을 한 주기로 하여 원하는 두께의 박막이 형성될 때까지 반복한다. 여기서, 소스가스는 기판 표면에서만 화학적 흡착과 화학 반응이 일어나 하나의 원자층이 완전히 형성될 때까지 다른 표면 반응이 일어나지 않도록 억제되어야 한다.The ALD process alternately introduces two or more source gases, respectively, and prevents the source gases from mixing in the gaseous state by introducing purge gas, which is an inert gas, between the inlet of each source gas. That is, one source gas is chemically adsorbed on the substrate surface, and then another source gas reacts to generate a further atomic layer on the substrate surface. Then, such a process is repeated at one cycle until a thin film having a desired thickness is formed. Here, the source gas must be chemically adsorbed and chemically reacted only on the substrate surface, so that no other surface reaction occurs until one atomic layer is completely formed.

한편, 기존의 원자층 증착장치는 유량조절 컨트롤러와 밸브의 동작에 의해서 프로세스 챔버 내부에 공정가스가 유입된다. 그런데, 기판이 대면적화 됨에 따라 프로세스 챔버의 크기 역시 커지기 때문에 기존의 방식으로는 공정가스를 프로세스 챔버 내부로 균일하게 유입시키는 것이 어려웠다. 상세하게는, 프로세스 챔버의 크기가 커짐에 따라 공정가스를 유입시키기 위한 포트의 수가 늘어나야 하며, 이에 따라, 유량조절 컨트롤러와 밸브의 수도 늘어나야 한다. 또한 공정가스의 유동 속도를 고려하여 최초의 공정가스가 들어오는 포트의 위치와 이를 균일하게 보내기 위한 분배라인과 포트의 수 역시 늘어나야 한다. 하지만 이와 같이 유량조절 컨트롤러와 밸브의 수가 증가함에 따라, 유량조절 컨트롤러와 밸브의 구동오차에 따른 공정가스의 유입차가 발생하며, 복잡한 분배라인과 포트가 정밀하게 설계되어 있지 않으면 이 또한 프로세스 챔버 내로 유입되는 가스가 균일성을 저하시키게 된다.
On the other hand, in the conventional atomic layer deposition apparatus, the process gas flows into the process chamber by the operation of the flow rate controller and the valve. However, since the size of the process chamber is increased as the size of the substrate is increased, it has been difficult to uniformly introduce the process gas into the process chamber in the conventional method. In particular, as the size of the process chamber increases, the number of ports for introducing the process gas must be increased, thereby increasing the number of flow control controllers and valves. Also, considering the flow rate of the process gas, the number of the distribution lines and ports for uniformly sending the position of the first process gas inlet port must also be increased. However, as the number of flow control controllers and valves increases, there is a difference in flow of the process gas due to the flow error of the flow rate controller and the valve. If the complicated distribution lines and ports are not precisely designed, The uniformity of the gas is reduced.

본 발명의 실시예들에 따르면, 대면적 기판을 처리할 수 있는 대형 프로세스 챔버 내부로 공정가스를 균일하게 유입시킬 수 있는 대면적 원자층 증착장치를 제공하기 위한 것이다.According to embodiments of the present invention, there is provided a large-area atomic layer deposition apparatus capable of uniformly introducing a process gas into a large process chamber capable of processing a large-area substrate.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 원자층 증착장치는, 프로세스 챔버, 상기 프로세스 챔버 내부에 구비되고, 복수의 기판이 원형으로 배치되어서 장착되는 서셉터 및 상기 서셉터 상부에 구비되어서 상기 기판에 증착가스를 제공하는 가스공급부를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 가스공급부는, 상기 기판에 상기 증착가스 중 반응가스를 제공하는 복수의 제2 가스 제공부, 상기 기판에 상기 증착가스 중 소스가스를 제공하는 소스부와 퍼지가스를 제공하는 퍼지부를 포함하는 복수의 제1 가스 제공부 및 상기 제1 가스 제공부와 상기 제2 가스 제공부 사이에 구비되어서 상기 기판에서 배기가스를 흡입하여 배출시키는 탑 배기부를 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an atomic layer deposition apparatus including: a process chamber; a susceptor provided in the process chamber, the susceptor having a plurality of substrates arranged in a circular shape; And a gas supply unit provided on the susceptor to supply a deposition gas to the substrate. Here, the gas supply unit may include a plurality of second gas deliveries for supplying a reactive gas in the deposition gas to the substrate, a source unit for supplying a source gas of the deposition gas to the substrate, and a purge unit for providing purge gas And a top exhaust unit which is provided between the first gas supplier and the second gas supplier and sucks and exhausts the exhaust gas from the substrate.

일 측에 따르면, 상기 소스부는, 상기 가스공급부 표면에서 요입 형성되는 요입부, 상기 요입부 내부에 구비되며 상기 기판에 대해서 상하로 이동함에 따라 상기 요입부를 개폐하고, 상기 기판에 소스가스를 제공하는 개폐부 및 상기 요입부 내부에 연결되고, 상기 요입부와 상기 개폐부의 간격을 통해 상기 기판에서 배기가스를 흡입하는 소스배기부를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 개폐부는 내부에 상기 소스가스가 상기 개폐부 내부로 유입되는 버퍼 공간이 형성되고, 상기 기판을 마주보는 면에는 상기 소스가스를 분사하기 위한 분사부가 형성될 수 있다. 그리고 상기 소스부는 상기 서셉터의 직경 방향을 따라 길게 형성되고, 상기 퍼지부는 상기 소스부를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 그리고 상기 개폐부는 상기 요입부의 내측면과의 사이가 일정 간격 이격되도록 수용되고, 상기 개폐부가 상하로 이동함에 따라 상기 간격이 가변되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 요입부는 상기 기판에 대해서 아래로 오목하거나 위로 오목하게 형성될 수 있다. 그리고 상기 요입부와 상기 개폐부는 상기 소스부의 길이 방향에 대해서 수직으로 자른 단면의 형상이 사각형 또는 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.According to one aspect of the present invention, the source portion may include a concave portion formed on the surface of the gas supply portion, a concave portion formed in the concave portion to open and close the concave portion as the substrate moves up and down, And a source exhaust unit connected to the opening and closing unit and the recessed part to suck exhaust gas from the substrate through the gap between the recessed part and the opening and closing part. Here, the opening / closing portion may have a buffer space therein in which the source gas flows into the opening / closing portion, and a jetting portion for spraying the source gas may be formed on a surface facing the substrate. The source portion may be formed to be long along the diameter direction of the susceptor, and the purge portion may be formed to surround the source portion. The opening and closing part may be formed so as to be spaced apart from the inner side surface of the recessed part by a predetermined distance, and may be formed such that the gap is variable as the opening and closing part moves up and down. In addition, the recessed portion may be concave downwardly or concave toward the substrate. The recessed portion and the opening and closing portion may have a rectangular or trapezoidal shape in cross section perpendicular to the longitudinal direction of the source portion.

일 측에 따르면, 상기 퍼지부는, 상기 퍼지부 내부에 형성되고, 상기 서셉터의 직경 방향을 따라 형성되며 퍼지가스를 유동시키는 제1 유로, 상기 제1 유로와 연통되어서 상기 기판에 퍼지가스를 제공하고, 상기 서셉터의 직경 방향을 따라 형성된 슬릿 또는 개구 형태를 갖는 분사부, 상기 퍼지부 내부에 형성되고, 상기 서셉터의 직경 방향을 따라 형성되되 상기 제1 유로와 독립되게 형성되어서 퍼지가스를 유동시키는 제2 유로 및 상기 제2 유로와 연통되어서 상기 기판에서 배기가스를 흡입하고 상기 서셉터의 직경 방향을 따라 형성되며 상기 분사부보다 작은 개구 면적을 갖도록 형성된 슬릿 또는 개구 형태를 갖는 흡입부를 포함하고, 상기 제2 유로를 따라 퍼지가스를 유동시키면 상기 흡입부에 부압이 형성될 수 있다. 또한, 상기 분사부와 상기 흡입부는 상기 서셉터의 직경 방향에 대해서 평행하게 병렬로 형성되고, 상기 소스부의 양측에 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 분사부와 상기 흡입부는 상기 서셉터의 직경 방향을 따라 일직선 상에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로는 서로 만나는 부분이 연통되지 않도록 차단되거나, 서로 연통되도록 형성될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the purge portion includes a first flow path formed inside the purge portion and formed along the radial direction of the susceptor and for flowing purge gas, a purge gas communicating with the first flow path, A susceptor having a slit or an opening formed in a radial direction of the susceptor; a discharge part formed in the purge part and formed along the radial direction of the susceptor and independent of the first flow path, And a suction portion communicating with the second flow path and having a slit or opening shape formed in the radial direction of the susceptor and sucking exhaust gas from the substrate and having a smaller opening area than the spray portion And a purge gas is flowed along the second flow path, a negative pressure can be formed in the suction part. Further, the jetting portion and the suction portion may be formed in parallel in parallel with the diameter direction of the susceptor, and may be provided on both sides of the source portion. For example, the jetting portion and the suction portion may be formed in a straight line along the radial direction of the susceptor. Here, the first flow path and the second flow path may be blocked to communicate with each other or may be formed to communicate with each other.

본 발명의 다양한 실시예는 아래의 효과 중 하나 이상을 가질 수 있다.Various embodiments of the present invention may have one or more of the following effects.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 프로세스 챔버 내부에서 회전 및 이동하는 구성요소가 없기 때문에 파티클을 최소화하고 품질을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, particles can be minimized and quality can be improved since there are no components that rotate and move within the process chamber.

또한, 대면적 기판을 처리할 수 있는 대형 프로세스 챔버 내부로 공정가스를 균일하게 유입시킬 수 있다.In addition, the process gas can be uniformly introduced into a large process chamber that can process a large area substrate.

또한, 대면적 원자층 증착장치에 균일한 가스를 유입시키고, 증착가스가 기판과 접촉 시간을 증가시킴으로써 품질을 향상시킬 수 있다.
In addition, uniform gas can be introduced into the large-area atomic layer deposition apparatus, and the quality of the deposition gas can be improved by increasing the contact time with the substrate.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치에서 가스공급부의 평면도이다.
도 2는 도 1의 가스공급부에서 제1 가스 제공부의 단면도이다.
도 3은 도 2의 제1 가스 제공부의 변형 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 변형 실시예에 따른 제1 가스 제공부의 단면도이다.
도 5는 도 4의 제1 가스 제공부를 위에서 본 단면도이다.
도 6은 도 5의 제1 가스 제공부의 변형 실시예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a plan view of a gas supply unit in an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the first gas supply unit in the gas supply unit of FIG.
FIG. 3 is a view for explaining a modified embodiment of the first gas supply unit of FIG. 2. FIG.
4 is a cross-sectional view of a first gas supply unit according to a modified embodiment of the present invention.
5 is a sectional view from above of the first gas supply unit of FIG.
FIG. 6 is a view for explaining a modified embodiment of the first gas supply unit of FIG. 5; FIG.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the difference that the embodiments of the present invention are not conclusive.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected,""coupled," or "connected. &Quot;

이하에서는 도 1 내지 도 6을 참고하여 본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착장치에 대해서 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치에서 가스공급부(13)의 평면도이고, 도 2는 도 1의 가스공급부(13)에서 제1 가스 제공부(131)의 단면도이고, 도 3은 도 2의 제1 가스 제공부(131)의 변형 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 변형 실시예에 따른 제1 가스 제공부(131)의 단면도이고, 도 5는 도 4의 제1 가스 제공부(131)를 위에서 본 단면도이고, 도 6은 도 5의 제1 가스 제공부(131)의 변형 실시예를 설명하기 위한 도면이다.Hereinafter, an atomic layer deposition apparatus according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. 1 is a plan view of a gas supply unit 13 in an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the gas supply unit 13 of FIG. And FIG. 3 is a view for explaining a modified embodiment of the first gas supplier 131 of FIG. 4 is a cross-sectional view of the first gas supplier 131 according to a modified embodiment of the present invention, FIG. 5 is a sectional view of the first gas supplier 131 of FIG. FIG. 3 is a view for explaining a modified embodiment of the first gas supplier 131 of FIG.

도면을 참고하면, 원자층 증착장치는 기판(1)을 수용하여 공정이 수행되는 공간을 제공하는 프로세스 챔버(미도시)와, 복수의 기판(1)이 안착되는 서셉터(12) 및 기판(1)에 증착가스를 제공하기 위한 가스공급부(13)를 포함하여 구성된다.The atomic layer deposition apparatus includes a process chamber (not shown) for accommodating a substrate 1 and providing a space in which a process is performed, a susceptor 12 on which a plurality of substrates 1 are mounted, 1) for supplying a deposition gas to the deposition chamber.

본 실시예에서 증착 대상이 되는 기판(1)은 반도체 장치용 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(1)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용으로 사용하는 유리를 포함하는 투명 기판일 수 있으며, 대면적 기판일 수 있다.The substrate 1 to be deposited in this embodiment may be a silicon wafer for a semiconductor device. However, the present invention is not limited thereto. The substrate 1 may be a transparent substrate including a glass used for a flat panel display device such as a liquid crystal display (LCD) or a plasma display panel (PDP) Lt; / RTI >

본 실시예에 따른 원자층 증착장치는 복수의 기판(1)을 수용하여 원자층 증착공정이 수행되며, 원형의 서셉터(12) 표면에 복수의 기판(1)이 안착되며, 서셉터(12)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치된다. 예를 들어, 서셉터(12)에는 6장의 기판(1)이 동시에 수용될 수 있다. 그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 기판(1)의 수는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.The atomic layer deposition apparatus according to the present embodiment includes a plurality of substrates 1 and a plurality of substrates 1 mounted on a surface of a circular susceptor 12, In the circumferential direction. For example, the susceptor 12 can accommodate six substrates 1 at the same time. However, the present invention is not limited by the drawings, and the number of the substrates 1 can be changed substantially variously.

가스공급부(13)는 서셉터(12) 상부 또는 프로세스 챔버(미도시)의 상측에 구비되어서 프로세스 챔버(미도시)의 상면을 형성한다. 또한, 가스공급부(13)는 기판(1)에 증착가스 중 소스가스와 퍼지가스를 제공하는 제1 가스 제공부(131)와 기판(1)에 반응가스를 제공하는 제2 가스 제공부(133)를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 가스공급부(13)는 기판(1)에 일대일 대응되도록, 3개의 제1 가스 제공부(131)와 3개의 제2 가스 제공부(133)를 포함하여 구성된다. 또한, 가스공급부(13)는 도면에 도시한 바와 같이, 기판(1)의 회전 방향을 따라 제1 가스 제공부(131)와 제2 가스 제공부(133)가 서로 교번적으로 배치될 수 있다. 또한, 제1 가스 제공부(131)와 제2 가스 제공부(133)는 대략 30°의 중심각을 갖는 부채꼴 형상을 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 제1 가스 제공부(131)와 제2 가스 제공부(133)의 형상과 크기는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 제1 가스 제공부(131)와 제2 가스 제공부(133)가 대략 동일한 크기를 갖는 것으로 예시하였으나, 제1 가스 제공부(131)의 크기가 더 크게 형성되는 것도 가능하다. 물론, 제2 가스 제공부(133)의 크기를 더 크게 형성하는 것도 가능하다.The gas supply unit 13 is provided above the susceptor 12 or above the process chamber (not shown) to form the upper surface of the process chamber (not shown). The gas supply unit 13 includes a first gas supply 131 for supplying a source gas and a purge gas in the deposition gas to the substrate 1 and a second gas supply 133 for supplying a reactive gas to the substrate 1 ). For example, the gas supply unit 13 includes three first gas delivering units 131 and three second gas delivering units 133 so as to correspond one-to-one to the substrate 1. The first gas supplying part 131 and the second gas supplying part 133 may be alternately arranged along the rotating direction of the substrate 1 as shown in the figure . The first gas supplier 131 and the second gas supplier 133 may have a fan shape having a central angle of about 30 degrees. However, the present invention is not limited to the drawings, and the shapes and sizes of the first gas supplier 131 and the second gas supplier 133 may be substantially varied. Although the first gas supplying member 131 and the second gas supplying member 133 have substantially the same size in the present embodiment, the first gas supplying member 131 may have a larger size Do. Of course, it is also possible to make the size of the second gas supplier 133 larger.

제1 가스 제공부(131)와 제2 가스 제공부(133) 사이 사이에는 기판(1)에서 배기가스를 흡입하여 배출시키기 위한 탑 배기부(135)가 배치된다. 예를 들어, 탑 배기부(135)는 소정의 슬릿 또는 개구일 수 있다.Between the first gas delivering part 131 and the second gas delivering part 133, a tower exhaust part 135 for sucking and discharging exhaust gas from the substrate 1 is disposed. For example, the top exhaust 135 may be a predetermined slit or opening.

제2 가스 제공부(133)는 반응가스를 제공하도록 형성되며, 예를 들어, 샤워헤드 형태일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 샤워헤드 형태 이 외에도 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 제2 가스 제공부(133)는 부채꼴이나 원형, 삼각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 반응가스의 반응성을 높이기 위해서, 제2 가스 제공부(133)에 소정의 고주파 전원이 인가되어서 플라즈마를 발생시킬 수 있다.The second gas supplier 133 is formed to provide a reaction gas, and may be, for example, in the form of a showerhead. However, the present invention is not limited thereto, and the shower head may have various other forms. In addition, the second gas supplier 133 may have various shapes such as a fan shape, a circular shape, and a triangle shape. Further, in order to increase the reactivity of the reaction gas, a predetermined high frequency power source may be applied to the second gas supplier 133 to generate plasma.

제1 가스 제공부(131)는 서셉터(12)의 직경 방향을 따라서 길게 형성될 수 있다. 그리고 제1 가스 제공부(131)는 슬릿 형태를 갖고, 소스가스를 제공하는 소스부(310)와 퍼지가스를 제공하는 퍼지부(320)를 포함하여 구성되며, 소스부(310)가 개폐 가능하게 형성될 수 있다.The first gas supplier 131 may be formed long along the diameter direction of the susceptor 12. The first gas supply unit 131 has a slit shape and includes a source unit 310 providing a source gas and a purge unit 320 providing a purge gas. .

소스부(310)는 기판(1)을 향하는 면이 소정 깊이로 요입된 요입부(311)가 형성되고, 요입부(311) 내부에서 상하로 이동함에 따라 요입부(311)를 개폐하며 기판(1)에 소스가스를 제공하는 개폐부(312)로 구성될 수 있다.The source part 310 is formed with a recessed part 311 in which the surface facing the substrate 1 is recessed to a predetermined depth and opens and closes the recessed part 311 as it moves up and down inside the recessed part 311, 1) to provide a source gas.

상세하게는, 개폐부(312)에는 소스가스를 제공하는 소스공급원(313)이 연결되어서, 개폐부(312)를 통해 기판(1)에 소스가스가 제공된다. 또한, 개폐부(312) 내부에는 소스가스가 공급되는 유로가 되는 버퍼 공간이 형성되고, 개폐부(312)에서 기판(1)을 마주보는 하면에는 소스가스를 제공하기 위한 다수의 홀이나 슬릿, 개구 등을 포함하는 분사부가 형성될 수 있다. 예를 들어, 개폐부(312)는 하면의 분사부가 샤워헤드 형태를 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 개폐부(312)의 형상은 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.Specifically, the opening and closing part 312 is connected to a source supply source 313 for providing a source gas, and the source gas is supplied to the substrate 1 through the opening and closing part 312. A buffer space is formed in the opening and closing part 312 to serve as a channel through which the source gas is supplied. A plurality of holes, slits, openings, and the like for providing the source gas are formed on the bottom surface of the opening and closing part 312, As shown in FIG. For example, the opening and closing part 312 may have a shape of a shower head on a lower surface thereof. However, the present invention is not limited to the drawings, and the shape of the opening and closing part 312 may be substantially varied.

요입부(311) 내부에는 기판(1) 표면 및 상부에서 배기가스를 흡입하기 위한 소스배기부(314)가 연결된다. 즉, 개폐부(312)와 요입부(311) 내측면 사이의 간격을 통해 배기가스가 흡입된다. 또한, 개폐부(312)가 상하로 이동함에 따라 요입부(311) 내측면에 밀착되면 배기가스의 흡입이 차단되는 폐쇄 상태와, 요입부(311) 내측면에서 소정 간격 이격되어 배기가스가 흡입되는 개방 상태 사이에서 전환된다.A source exhaust portion 314 for sucking exhaust gas is connected to the surface of the substrate 1 and the upper portion of the recessed portion 311. That is, the exhaust gas is sucked through the space between the opening / closing part 312 and the inner side surface of the recessed part 311. When the opening and closing part 312 moves upward and downward, the exhaust gas is sucked in a closed state in which suction of the exhaust gas is interrupted when it is in close contact with the inner surface of the recessed part 311, Open state.

소스부(310)는 서셉터(12)의 직경 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 그리고 요입부(311)와 개폐부(312)는 소스부(310)의 길이 방향에 대해서 수직으로 자른 단면(즉 도면에서 정면으로 보이는 단면) 형상이 사각형 또는 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.The source portion 310 may be formed long along the diameter direction of the susceptor 12. The recessed portion 311 and the opening and closing portion 312 may have a rectangular or trapezoidal shape in cross section perpendicular to the longitudinal direction of the source portion 310 (that is, a cross section seen from the front side in the figure).

본 실시예에 따르면, 소스부(310)는 요입부(311) 내측면과 개폐부(312) 사이가 소정 간격 이격되고, 개폐부(312)가 상하로 이동함에 따라 해당 간격이 달라짐으로써, 소스가스의 배기량을 조절할 수 있다. 또한, 개폐부(312)가 요입부(311) 내부로 완전히 삽입되면, 요입부(311) 내부를 폐쇄시켜서 소스가스의 배기를 차단하는 것도 가능하다.According to the present embodiment, the space between the inner side surface of the concave portion 311 and the opening and closing part 312 is spaced by a predetermined distance and the space is changed as the opening and closing part 312 moves up and down, The displacement can be adjusted. When the opening / closing part 312 is completely inserted into the recessed part 311, it is also possible to close the inside of the recessed part 311 to shut off the exhaust of the source gas.

여기서, 요입부(311)는 도 2에 도시한 바와 같이, 기판(1)에 마주보는 면에서 요입(즉, 위로 오목하게 요입)된 형상을 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 도 3에 도시한 바와 같이, 요입부(311)는 아래쪽으로 오목하게 형성되는 것도 가능하다. 그러나, 요입부(311)와 개폐부(312)의 형상이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 형상 및 크기는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.Here, as shown in Fig. 2, the recessed portion 311 may have a shape that is recessed (that is, recessed upward) on the surface facing the substrate 1. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 3, the concave portion 311 may be concave downward. However, the shapes of the recessed portion 311 and the opening and closing portion 312 are not limited to those shown in the drawings, and the shape and size may be substantially varied.

퍼지부(320)는 소스부(310)의 좌우 양측에 구비되며 소정의 슬릿 또는 개구 형태를 갖는 퍼지 개구(321)를 포함하고, 퍼지 개구(321)로 퍼지가스를 제공하기 위한 퍼지공급원(322)이 연결된다.The purge portion 320 includes purge openings 321 provided on both sides of the source portion 310 and having a predetermined slit or opening shape and includes a purge source 322 for providing purge gas to the purge opening 321 ).

여기서, 소스부(310)의 좌우라 함은 기판(1)의 회전 방향을 기준으로 하며, 도 2 내지 도면에서도 좌우에 위치하도록 도시하였다.Here, the left and right sides of the source portion 310 refer to the rotating direction of the substrate 1, and are shown on the left and right sides in FIG. 2 to FIG.

한편, 퍼지 개구(321)는 소정 크기의 사각형 단면 형상을 갖는 개구부로 도시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 도 4에 도시한 바와 같은 실시예도 가능하다.Meanwhile, although the purge opening 321 is shown as an opening having a rectangular cross-sectional shape of a predetermined size, the present invention is not limited thereto, and the embodiment as shown in FIG. 4 is also possible.

도 4와 도 5를 참조하면, 퍼지부(340)는, 소스부(310)와 평행하게 형성되고, 소스부(310)의 좌우측에 각각 구비될 수 있다. 여기서, 퍼지부(340)는 서셉터(12)의 직경 방향을 따라 길게 형성되고, 내부에 퍼지가스가 유동되는 제1 유로(341)와, 상기 제1 유로(341)와 연통되는 분사부(342)를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 분사부(342)는 기판(1)에 퍼지가스를 제공하도록 서셉터(12)의 직경 방향을 따라 형성된 슬릿 또는 개구 또는 다수의 홀일 수 있다.4 and 5, the purge portion 340 may be formed parallel to the source portion 310 and may be provided on the left and right sides of the source portion 310, respectively. The purge part 340 is formed to be long along the diameter direction of the susceptor 12 and includes a first flow path 341 in which purge gas flows therein and a discharge part 342 in communication with the first flow path 341 342). For example, the jetting portion 342 may be a slit or opening or a plurality of holes formed along the radial direction of the susceptor 12 to provide a purge gas to the substrate 1.

그리고 퍼지부(340)는 기판(1)에서 배기가스를 흡입하도록 흡입부(344)가 형성될 수 있다. 흡입부(344)는 분사부(342)보다 작은 개구 면적을 갖도록 형성된 슬릿 또는 개구 또는 다수의 홀 형태를 갖고, 서셉터(12)의 직경 방향을 따라서 배치된다. 그리고 흡입부(344)와 연통되도록 퍼지부(340) 내부에 서셉터(12)의 직경 방향을 따라 퍼지가스를 유동시키는 제2 유로(343)가 형성된다. 여기서, 제1 유로(341)와 제2 유로(343)는 서로 연통되지 않도록 독립되게 형성된다.The purge part 340 may be formed with a suction part 344 so as to suck exhaust gas from the substrate 1. The suction portion 344 has a slit or an opening or a plurality of hole shapes formed so as to have a smaller opening area than the jet portion 342 and is disposed along the radial direction of the susceptor 12. A second flow path 343 is formed in the purge part 340 so as to communicate with the suction part 344 to flow the purge gas along the radial direction of the susceptor 12. Here, the first flow path 341 and the second flow path 343 are formed independently so as not to communicate with each other.

여기서, 제2 유로(343)를 따라 퍼지가스를 유동시키면 흡입부(344)에 부압이 형성되면서 기판(1)에서 배기가스를 흡입할 수 있다.Here, when the purge gas flows along the second flow path 343, a negative pressure is formed in the suction part 344, and the exhaust gas can be sucked from the substrate 1.

한편, 상술한 실시예에서는 분사부(342)와 흡입부(344)는 서로 소정 간격을 갖고 평행하게 배치될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 도 6에 도시한 바와 같이, 분사부(342)와 흡입부(344)는 직경 방향을 따라 일직선 상에 형성될 수 있다. 이 경우, 분사부(342)와 흡입부(344)는 서로 연통되지는 않도록 형성되거나, 서로 연통되도록 형성될 수 있다. 제1 유로(341)와 제2 유로(343)가 연통되더라도, 분사부(342)와 흡입부(344)의 면적이 다르기 때문에, 분사부(342)에서는 퍼지가스가 분사되고, 흡입부(344)에서는 부압이 형성되어서 배기가스를 흡입할 수 있다.
Meanwhile, in the above-described embodiment, the jetting section 342 and the suction section 344 may be arranged parallel to each other at a predetermined interval. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 6, the jetting section 342 and the suction section 344 may be formed in a straight line along the radial direction. In this case, the jetting section 342 and the suction section 344 may be formed so as not to communicate with each other, or may be formed to communicate with each other. Even though the first flow path 341 and the second flow path 343 communicate with each other, the jetting portion 342 and the suction portion 344 have different areas, so that the purge gas is injected in the jetting portion 342, The negative pressure is formed and the exhaust gas can be sucked.

본 실시예들에 따르면, 원자층 증착장치는 서셉터(12) 및 가스공급부(13)를 포함하는 구성요소들이 정지된 상태에서 증착가스만 공급되기 때문에, 구성요소의 회전 및 이동으로 인해 파티클이 발생하는 것을 방지하고, 파티클 발생으로 인한 불량 발생이나 박막 품질 저하를 방지할 수 있다. 또한, 원자층 증착장치의 구조를 단순화할 수 있으며, 증착가스의 제공 동작을 단순화할 수 있다.According to these embodiments, since the atomic layer deposition apparatus is supplied with the deposition gas only in a state where the components including the susceptor 12 and the gas supply unit 13 are stationary, Occurrence of defects due to the generation of particles and deterioration of the quality of the thin film can be prevented. Further, the structure of the atomic layer deposition apparatus can be simplified, and the operation of supplying the deposition gas can be simplified.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

1: 기판
12: 서셉터
13: 가스공급부
130: 회전축
131: 제1 가스 제공부
310: 소스부
320: 퍼지부
133: 제2 가스 제공부
135: 탑 배기부1: substrate
12: susceptor
13: gas supply part
130:
131: first gas supplier
310: source portion
320:
133: Second gas supply unit
135:

Claims (11)

프로세스 챔버;
상기 프로세스 챔버 내부에 구비되고, 복수의 기판이 원형으로 배치되어서 장착되는 서셉터; 및
상기 서셉터 상부에 구비되어서 상기 기판에 증착가스를 제공하는 가스공급부;
를 포함하고,
상기 가스공급부는,
상기 기판에 상기 증착가스 중 반응가스를 제공하는 복수의 제2 가스 제공부;
상기 기판에 상기 증착가스 중 소스가스를 제공하는 소스부와 퍼지가스를 제공하는 퍼지부를 포함하는 복수의 제1 가스 제공부; 및
상기 제1 가스 제공부와 상기 제2 가스 제공부 사이에 구비되어서 상기 기판에서 배기가스를 흡입하여 배출시키는 탑 배기부;
를 포함하여 구성되는 원자층 증착장치.
A process chamber;
A susceptor provided in the process chamber and having a plurality of substrates arranged in a circular shape; And
A gas supply unit provided on the susceptor to supply a deposition gas to the substrate;
Lt; / RTI >
The gas-
A plurality of second gas supplies for supplying a reactive gas in the deposition gas to the substrate;
A plurality of first gas deliveries including a source portion for supplying a source gas of the deposition gas to the substrate and a purge portion for providing a purge gas; And
A top exhaust unit provided between the first gas delivering unit and the second gas providing unit for sucking and exhausting exhaust gas from the substrate;
And an atomic layer deposition apparatus.
제1항에 있어서,
상기 소스부는,
상기 가스공급부 표면에서 요입 형성되는 요입부;
상기 요입부 내부에 구비되며 상기 기판에 대해서 상하로 이동함에 따라 상기 요입부를 개폐하고, 상기 기판에 소스가스를 제공하는 개폐부; 및
상기 요입부 내부에 연결되고, 상기 요입부와 상기 개폐부의 간격을 통해 상기 기판에서 배기가스를 흡입하는 소스배기부;
를 포함하는 원자층 증착장치.
The method according to claim 1,
Wherein the source unit comprises:
A recessed portion formed on the surface of the gas supply portion so as to be recessed;
An opening / closing part provided in the concave part and opening / closing the concave part as the substrate moves up and down to provide a source gas to the substrate; And
A source exhaust portion connected to the recessed portion and sucking exhaust gas from the substrate through the gap between the recessed portion and the opening and closing portion;
And an atomic layer deposition apparatus.
제2항에 있어서,
상기 개폐부는 내부에 상기 소스가스가 상기 개폐부 내부로 유입되는 버퍼 공간이 형성되고, 상기 기판을 마주보는 면에는 상기 소스가스를 분사하기 위한 분사부가 형성되는 원자층 증착장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the opening and closing part has a buffer space in which the source gas flows into the opening and closing part, and a jetting part for spraying the source gas is formed on a surface facing the substrate.
제2항에 있어서,
상기 소스부는 상기 서셉터의 직경 방향을 따라 길게 형성되고,
상기 퍼지부는 상기 소스부를 둘러싸도록 형성되는 원자층 증착장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the source portion is elongated along a diameter direction of the susceptor,
Wherein the purge portion is formed so as to surround the source portion.
제2항에 있어서,
상기 개폐부는 상기 요입부의 내측면과의 사이가 일정 간격 이격되도록 수용되고, 상기 개폐부가 상하로 이동함에 따라 상기 간격이 가변되도록 형성된 원자층 증착장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the opening / closing part is accommodated so as to be spaced apart from the inner side surface of the recessed part by a predetermined distance, and the interval is changed as the opening / closing part moves up and down.
제2항에 있어서,
상기 요입부는 상기 기판에 대해서 아래로 오목하거나 위로 오목하게 형성된 원자층 증착장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the recessed portion is concave downwardly or concave upward with respect to the substrate.
제6항에 있어서,
상기 요입부와 상기 개폐부는 상기 소스부의 길이 방향에 대해서 수직으로 자른 단면의 형상이 사각형 또는 사다리꼴 형상을 갖는 원자층 증착장치.
The method according to claim 6,
Wherein the concave portion and the opening and closing portion have a rectangular or trapezoidal shape in cross section perpendicular to the longitudinal direction of the source portion.
제2항에 있어서,
상기 퍼지부는,
상기 퍼지부 내부에 형성되고, 상기 서셉터의 직경 방향을 따라 형성되며 퍼지가스를 유동시키는 제1 유로;
상기 제1 유로와 연통되어서 상기 기판에 퍼지가스를 제공하고, 상기 서셉터의 직경 방향을 따라 형성된 슬릿 또는 개구 형태를 갖는 분사부;
상기 퍼지부 내부에 형성되고, 상기 서셉터의 직경 방향을 따라 형성되되 상기 제1 유로와 독립되게 형성되어서 퍼지가스를 유동시키는 제2 유로; 및
상기 제2 유로와 연통되어서 상기 기판에서 배기가스를 흡입하고 상기 서셉터의 직경 방향을 따라 형성되며 상기 분사부보다 작은 개구 면적을 갖도록 형성된 슬릿 또는 개구 형태를 갖는 흡입부;
를 포함하고,
상기 제2 유로를 따라 퍼지가스를 유동시키면 상기 흡입부에 부압이 형성되는 원자층 증착장치.
3. The method of claim 2,
The purge portion
A first flow path formed inside the purge portion and formed along the radial direction of the susceptor to flow the purge gas;
A jetting portion communicating with the first flow path to supply purge gas to the substrate and having a slit or an opening shape formed along the diameter direction of the susceptor;
A second flow path formed in the purge portion and formed along the radial direction of the susceptor and independently of the first flow path to flow the purge gas; And
A suction portion communicating with the second flow path and having a slit or an opening shape formed in a radial direction of the susceptor to suck exhaust gas from the substrate and having a smaller opening area than the spray portion;
Lt; / RTI >
And a negative pressure is formed in the suction unit when purge gas flows along the second flow path.
제8항에 있어서,
상기 분사부와 상기 흡입부는 상기 서셉터의 직경 방향에 대해서 평행하게 병렬로 형성되고, 상기 소스부의 양측에 구비되는 원자층 증착장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the jetting part and the suction part are formed in parallel in parallel with the diameter direction of the susceptor and are provided on both sides of the source part.
제8항에 있어서,
상기 분사부와 상기 흡입부는 상기 서셉터의 직경 방향을 따라 일직선 상에 형성되는 원자층 증착장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the jetting portion and the suction portion are formed in a straight line along the radial direction of the susceptor.
제10항에 있어서,
상기 제1 유로와 상기 제2 유로는 서로 만나는 부분이 연통되지 않도록 차단되거나, 서로 연통되도록 형성된 원자층 증착장치.11. The method of claim 10,
Wherein the first flow path and the second flow path are blocked so as not to communicate with each other or communicate with each other.
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