KR20170030879A - 원자층 증착장치 - Google Patents

원자층 증착장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170030879A
KR20170030879A KR1020150128341A KR20150128341A KR20170030879A KR 20170030879 A KR20170030879 A KR 20170030879A KR 1020150128341 A KR1020150128341 A KR 1020150128341A KR 20150128341 A KR20150128341 A KR 20150128341A KR 20170030879 A KR20170030879 A KR 20170030879A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
purge gas
jetting
supply line
reaction gas
Prior art date
Application number
KR1020150128341A
Other languages
English (en)
Inventor
김경모
Original Assignee
주식회사 케이씨텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이씨텍 filed Critical 주식회사 케이씨텍
Priority to KR1020150128341A priority Critical patent/KR20170030879A/ko
Publication of KR20170030879A publication Critical patent/KR20170030879A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45546—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus specially adapted for a substrate stack in the ALD reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

원자층 증착장치가 개시된다. 원자층 증착장치는 반응가스 및 퍼지가스를 챔버 내에 소정의 시간주기로 순차적으로 공급하여 챔버 내의 기판 상에 원자층 박막을 형성시키는 원자층 증착장치에 있어서, 기판 상에 복수개의 가스를 분사하는 복수의 분사부가 형성된 샤워헤드, 복수의 분사부에 각각 연결되어서 가스를 공급하는 공급부를 포함하고, 복수의 분사부는, 반응가스를 분사하는 하나 이상의 제1분사부와, 퍼지가스를 분사하는 복수의 제2분사부와, 소스가스를 분사하는 하나 이상의 제3분사부가 분할 형성되고,공급부는, 제1분사부와, 제1분사부의 양 옆에 위치하는 제2분사부 중 하나의 제2 분사부를 연결시키도록 구성될 수 있다.

Description

원자층 증착장치{Atomic Layer Deposition Apparatus}
본 발명은 복수의 기판에 대해 동시에 박막을 형성하는 원자층 증착장치를 제공하기 위한 것이다.
일반적으로, 반도체 기판이나 글라스 등의 기판 상에 소정 두께의 박막을 증착하는 방법으로는 스퍼터링(sputtering)과 같이 물리적인 충돌을 이용하는 물리 기상 증착법(physical vapor deposition, PVD)과, 화학반응을 이용하는 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD) 등이 있다. 최근 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 급격하게 미세해짐에 따라 미세 패턴의 박막이 요구되고 박막이 형성되는 영역의 단차 또한 매우 커졌다. 이러한 추세로 인해 원자층 두께의 미세 패턴을 매우 균일하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 원자층 증착방법(atomic layer deposition, ALD)의 사용이 증대되고 있다.
원자층 증착방법은 기체 분자들 간의 화학반응을 이용한다는 점에 있어서 일반적인 화학 기상 증착방법과 유사하다. 하지만, 통상의 CVD가 다수의 기체 분자들을 동시에 챔버 내로 주입하여 발생된 반응 생성물을 기판에 증착하는 것과 달리, 원자층 증착방법은 하나의 소스 물질을 포함하는 가스를 챔버 내로 주입하여 가열된 기판에 화학흡착시키고 이후 다른 소스 물질을 포함하는 가스를 챔버에 주입함으로써 기판 표면에서 소스 물질 사이의 화학반응에 의한 생성물이 증착된다는 점에서 차이가 있다. 이러한 원자층 증착방법은 스텝 커버리지 특성이 매우 우수하며 불순물 함유량이 낮은 순수한 박막을 증착하는 것이 가능하다는 장점을 갖고 있어 현재 널리 사용되고 있다.
원자층 증착장치 중에서 스루풋(throughput)을 향상시키기 위해 다수 장의 기판에 대해 동시에 증착 공정이 수행되는 세미 배치 타입(semi-batch type)이 개시되어 있다. 통상적으로 세미 배치 타입 원자층 증착장치는 서로 다른 종류의 증착가스가 분사되는 영역이 형성되고, 가스분사 모듈 또는 서셉터의 고속 회전에 의해 기판이 순차적으로 각 영역을 통과함에 따라 기판 표면에서 증착가스 사이의 화학반응이 발생하여 반응 생성물이 증착된다.
본 발명의 목적은 복수의 기판에 대해 동시에 박막을 형성하는 원자층 증착장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착장치에 대하여 설명한다. 원자층 증착장치는 반응가스 및 퍼지가스를 챔버 내에 소정의 시간주기로 순차적으로 공급하여 챔버 내의 기판 상에 원자층 박막을 형성시키는 원자층 증착장치에 있어서, 기판 상에 복수개의 가스를 분사하는 복수의 분사부가 형성된 샤워헤드, 복수의 분사부에 각각 연결되어서 가스를 공급하는 공급부를 포함하고, 복수의 분사부는, 반응가스를 분사하는 하나 이상의 제1 분사부와, 퍼지가스를 분사하는 복수의 제2 분사부와, 소스가스를 분사하는 하나 이상의 제3 분사부가 분할 형성되고,공급부는, 제1분사부와, 제1 분사부의 양 옆에 위치하는 제2분사부 중 하나의 제2분사부를 연결시키도록 구성될 수 있다.
일측에 따르면, 공급부는, 제1분사부에 반응가스를 공급하는 반응가스 공급라인, 제2분사부에 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급라인, 반응가스 공급라인과 퍼지가스 공급라인을 연통시키는 연통라인, 및 연통라인 상에 구비되는 밸브를 포함하고,
일측에 따르면, 밸브를 선택적으로 개폐함으로써 반응가스를 제2 분사부에 공급하도록 구성이 가능하다.
일측에 따르면, 샤워헤드는 8개 분사부로 분할형성되며, 제1소스가스, 제1퍼지가스, 제1반응가스, 제2퍼지가스, 제2소스가스, 제3퍼지가스, 제2반응가스, 제4퍼지가스가 각각 제공되는 분사부가 기판의 회전방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
일측에 따르면, 제1분사부에 제1반응가스를 공급하는 제1반응가스 공급라인, 제2분사부에 제2퍼지가스를 공급하는 제2퍼지가스 공급라인, 제1반응가스 공급라인과 제2퍼지가스 공급라인을 연통시키는 제1연통라인, 및 제1연통라인 상에 구비되는 제1밸브를 포함하고, 제1밸브가 온 상태일 경우, 제1분사부 및 제2분사부에서 제1반응가스가 분사되며, 제1밸브가 오프 상태일 경우, 제1분사부에서 제1반응가스, 제2분사부 제2퍼지가스가 분사될 수 있다.
일측에 따르면, 제1분사부에 제1반응가스를 공급하는 제1반응가스 공급라인, 제2분사부에 제1퍼지가스를 공급하는 제1퍼지가스 공급라인, 제1반응가스 공급라인과 제1퍼지가스 공급라인을 연통시키는 제2연통라인, 및 제2연통라인 상에 구비되는 제2밸브를 포함하고, 제2밸브가 온 상태일 경우, 제1분사부 및 제2분사부에서 제1반응가스가 분사되며, 제2밸브가 오프 상태일 경우, 제1분사부에서 제1반응가스, 제2분사부 제1퍼지가스가 분사될 수 있다.
일측에 따르면, 제1분사부에 제2반응가스를 공급하는 제2반응가스 공급라인, 제2분사부에 제4퍼지가스를 공급하는 제4퍼지가스 공급라인, 제2반응가스 공급라인과 제4퍼지가스 공급라인을 연통시키는 제3연통라인, 및 제3연통라인 상에 구비되는 제3밸브를 포함하고, 제3밸브가 온 상태일 경우, 제1분사부 및 제2분사부에서 제2반응가스가 분사되며, 제3밸브가 오프 상태일 경우, 제1분사부에서 제2반응가스, 제2분사부 제4퍼지가스가 분사될 수 있다.
일측에 따르면, 제1반응가스와 제2반응가스의 가스는 서로 동일한 성분이거나 혹은 다른 성분일 수 있다.
본 발명에 따르면, 동일한 시간동안에 반응가스의 면적을 넓혀 분사함으로써반응시간이 많아져 기판의 막질이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착장치의 간략도이다.
도 2는 도1의 제1반응가스의 공급라인과 제2퍼지가스의 공급라인이 연통된 것을 나타낸 사시도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 제1반응가스의 공급라인과 제1퍼지가스의 공급라인이 연통된 것을 나타낸 사시도이다.
이하, 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, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 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.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착장치의 간략도이며, 도 2는 도1의 제1반응가스의 공급라인과 제2퍼지가스의 공급라인 연통된 것을 나타낸 사시도이다. 이를 참조하여 설명한다.
본 실시예에서 원자층 증착장치(200)는 챔버(11)와, 복수의 기판(W)이 안착되는 서셉터(12)와, 기판(W)에 가스를 분사하는 샤워헤드(100)를 포함하여 구성된다.
원자층 증착장치(200)를 구성하는 챔버(11), 서셉터(12) 및 샤워헤드(100) 등의 상세한 기술구성은 공지의 기술로부터 이해 가능하며 자세한 설명을 생략한다.
원자층 증착장치(200)는 생산성을 높이기 위해 복수의 기판(W)을 동시에 처리 가능한 세미배치(semi batch) 타입의 원자층 증착장치(200)가 사용될 수 있다. 세미배치 타입의 원자층 증착장치(200)는, 동시에 복수 장의 기판(W)에 대해 증착 공정을 수행할 수 있어서 스루풋(throughput)을 향상시킬 수 있다.
서셉터(12)는 복수의 기판(W)이 등간격으로 배치될 수 있도록 원반 형태를 갖는다. 그러나, 서셉터(12)는 기판(W)의 형태와 배치될 수 있는 기판(W)의 수에 따라 다양한 형태와 크기를 가질 수 있을 것이다.
서셉터(12)는 기판(W)의 박막이 증착될 표면이 상부로 노출되도록 지지하되, 복수의 기판(W)이 동일한 평면 상에 배치될 수 있는 형태를 갖는다. 또한, 서셉터(12)는 샤워헤드(100)에 대해 상하 방향으로 승강 가능하고, 회전 가능하게 형성될 수 있다.
증착 대상이 되는 기판(W)은 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나 본 발명의 대상이 되는 기판(W)이 실리콘 웨이퍼에 한정되는 것은 아니며, 기판(W)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용으로 사용하는 글라스를 포함하는 투명 기판(W)일 수 있다. 또한, 기판(W)의 형상 및 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 등 실질적으로 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다.
샤워헤드(100)는 소정의 박막을 흡착하기 위한 소스가스(source gas)(S), 미반응 가스와 잔류가스를 제거하기 위한 퍼지 가스(purge gas)(P), 화학적으로 반응하여 소정의 반응 생성물에 따른 박막을 형성하는 리액턴스 가스(reactant gas)(R)를 분사할 수 있다.
샤워헤드(100)는 기판(W)상에 소스가스(S), 반응가스(R) 및 퍼지가스(P)를 분사하고, 각 가스가 분사되는 복수의 영역으로 분할될 수 있다. 샤워헤드(100)는 8개의 영역뿐만 아니라, 4분기, 16분기, 32분기 영역으로 분할되는 것도 가능하다.
샤워헤드(100)은 각각의 증착가스를 분사하는 다수의 분사부(190)로 이루어지고, 퍼지가스(P) 4개, 리액턴스 가스(R) 2개 소스가스(S) 2개가 교번적으로 배치될 수 있다.
예를들어, 샤워헤드(100)가 8개의 영역으로 분할 될 경우, 제1소스가스(S1), 제1퍼지가스(P1), 제1반응가스(R1), 제2퍼지가스(P2), 제2소스가스(S2), 제3퍼지가스(P4), 제2반응가스(R2), 제4퍼지가스(P4)가 각각 분사되는 분사부(190)가 기판(W)의 회전방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
복수의 분사부(190)는 반응가스(R)를 분사하는 하나 이상의 제1 분사부(191)와, 퍼지가스(P)를 분사하는 복수의 제2 분사부(192)와, 소스가스(S)를 분사하는 하나 이상의 제3 분사부(193)로 분할 형성될 수 있다.
각 분사부(190)는 증착가스를 제공하기 위한 각각의 가스공급부와 연결될 수 있으며, 반응가스(R)를 공급하는 반응가스 공급부(121,122), 퍼지가스(P)를 공급하는 퍼지가스 공급부(131,132,133,134), 소스가스(S)를 공급하는 소스가스 공급부(141,142)를 포함할 수 있으며, 각 공급부는 반응가스 공급라인(151,154), 퍼지가스 공급라인(152,153,155,156), 소스가스 공급라인(158,159)과 연결되어 각 분사부(190)로 가스를 제공할 수 있다.
제1분사부(191)에 반응가스를 공급하는 제1반응가스 공급라인(151)과 제2분사부(192)에 제2퍼지가스를 공급하는 제2퍼지가스 공급라인(152)이 서로 연통된 연통라인이 형성될 수 있다.
제2퍼지가스(P2)를 분사하는 제2분사부(192)는 제1분사부(191)와 연통되어, 제1연통라인(161)을 형성할 수 있으며, 제1연통라인(161)은 배관형태일 수 있으며, 내부에 제1반응가스(R1)가 제2분사부(192)측으로 유동하도록 구성될 수 있다. 제1연통라인(161) 상에는 제1밸브(171)가 구비될 수 있으며, 제1밸브(171)가 온일 경우, 제1반응가스(R1)가 제2퍼지가스(P2) 구역인 제2분사부(192)측으로 유동하여 기판(W)상에 제1반응가스(R1)를 분사하도록 구성될 수 있다.
반대로, 제1밸브(171)가 오프일 경우, 제1반응가스(R1)가 유동하지 않고, 제1반응가스(R1)는 제1분사부(191)에서 분사, 제2퍼지가스(P2)는 제2분사부(192)에서 각각의 기판(W)상에 증착가스를 분사하도록 구성될 수 있다.
8개의 영역으로 분할 될 경우, 제1반응가스(R1) 뿐만 아니라, 제2반응가스(R2)도 동일하게 적용될 수 있다.
제1분사부(191)에 제2반응가스(R2)를 공급하는 제2반응가스 공급라인(154)과 제2분사부(192)에 제4퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급라인(156)이 서로 연통된 제3연통라인(163)이 형성될 수 있다.
제4퍼지가스(P4)를 분사하는 제2분사부(192)는 제1분사부(191)와 연통되어, 제3연통라인(163)을 형성할 수 있으며, 제3연통라인(163)은 배관형태일 수 있으며, 내부에 제2반응가스(R2)가 제2분사부(192)측으로 유동하도록 구성될 수 있다. 제3연통라인(163) 상에는 제3밸브(173)가 구비될 수 있으며, 제3밸브(173)가 온일 경우, 제2반응가스(R2)가 제4퍼지가스(P4) 구역인 제2분사부(192)측으로 유동하여 기판(W)상에 제2반응가스(R2)를 분사하도록 구성될 수 있다.
반대로, 제3밸브(173)가 오프일 경우, 제2반응가스(R2)가 유동하지 않고, 제2반응가스(R2)는 제1분사부(191)에서 분사, 제4퍼지가스(P4)는 제2분사부(192)에서 각각의 기판(W)상에 증착가스를 분사하도록 구성될 수 있다.
소스가스(S)는 제1소스가스 공급부(141), 제2소스가스 공급부(142)가 제1소스가스 공급라인(158), 제2소스가스 공급라인(159)과 각각 연결되어, 복수개의 제3분사부(193)를 통하여 기판(W)상에 소스가스(S)를 분사하도록 구성될 수 있으며, 다수의 분사부(190)로 분할된 부위에는 복수의 배기홀이 형성된 탑 배기부(111)가 형성될 수 있다.
탑 배기부(111)는 챔버(11)내에 각각 미반응된 소스가스 가스(S)와 반응가스 (R)가 포함되어 있기 때문에, 배기시키는 과정에서 서로 반응하여 파티클이 발생하는 것을 방지하기 위해서, 탑 배기부(111)는 소스가스(S) 영역과 반응가스(R) 영역에서 흡입된 배기가스를 서로 독립된 유로를 통해 분리하여 배출하도록 구성될 수 있다.
소스가스(S)는 제3분사부에서(193)만 기판(W)상에 증착가스를 제공하며, 제1분사부(191) 및 제2분사부(192) 구역에서 반응가스(R)가 분사됨으로써, 기판(W) 상에 동일한 시간 동안에, 반응가스(R)의 면적을 넓혀 분사할 수 있으며, 반응시간이 많아져 기판(W)의 막질이 향상될 수 있다.
도 3은 다른 실시예에 따른 제1반응가스의 공급라인과 제1퍼지가스의 공급라인 연통된 것을 나타낸 사시도이다.
도3에 실시예에 따른 원자층 증착장치는 상술한 연통라인 및 밸브만 차이가 있으므로, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
제1분사부(191)와 제2퍼지가스(P2)가 제공되는 제2분사부(192)가 연통되는 구성뿐만아니라, 제1분사부(191)와 제1퍼지가스(P1)가 제공되는 제2분사부(192)가 연통되는 구성도 가능하다.
제1퍼지가스(P1)를 분사하는 제2분사부(192)는 제1분사부(191)와 연통되어, 제2연통라인(162)을 형성할 수 있으며, 제2연통라인(162) 내부에 제1반응가스(R1)가 제2분사부(192)측으로 유동하도록 구성될 수 있다. 제2연통라인(162) 상에는 제2밸브(172)가 구비될 수 있으며, 제2밸브(172)가 온일 경우, 제1반응가스(R1)가 제1퍼지가스(P1) 구역인 제2분사부(192)측으로 유동하여 기판(W)상에 제1반응가스(R1)를 분사하도록 구성될 수 있다.
반대로, 제2밸브(172)가 오프일 경우, 제1분사부(191)와 제2분사부(192)는 각각의 구역에 기판(W)상에 증착가스를 분사하도록 구성될 수 있다.
또한, 제1분사부(191)에 제2반응가스(R2)를 공급하는 제2반응가스 공급라인(154)과 제2분사부(192)에 제3퍼지가스(P3)를 공급하는 제3퍼지가스 공급라인(155)이 서로 연통된 제4연통라인(164)이 형성될 수 있다.
제3퍼지가스(P3)를 분사하는 제2분사부(192)는 제1분사부(191)와 연통되어, 제4연통라인(164)을 형성할 수 있으며, 제4연통라인(164)은 배관형태일 수 있으며, 내부에 제2반응가스(R2)가 제2분사부(192)측으로 유동하도록 구성될 수 있다. 제4연통라인(164) 상에는 제4밸브(174)가 구비될 수 있으며, 제4밸브(174)가 온일 경우, 제2반응가스(R2)가 제3퍼지가스(P3) 구역인 제2분사부(192)측으로 유동하여 기판(W)상에 제2반응가스(R2)를 분사하도록 구성될 수 있다.
반대로, 제4밸브(174)가 오프일 경우, 제2반응가스(R2)가 유동하지 않고, 제2반응가스(R2)는 제1분사부(191)에서 분사, 제3퍼지가스(P3)는 제2분사부(192)에서 각각의 기판(W)상에 증착가스를 분사하도록 구성될 수 있다.
제1분사부(191) 및 제2분사부(192) 구역에서 반응가스(R)가 분사됨으로써, 기판(W) 상에 반응가스(R)의 면적을 넓혀 분사할 수 있다.
도1내지 도3에 도시한 제1반응가스 공급부(121), 제2반응가스 공급부(122)에서 제공되는 제1반응가스(R1)와 제2반응가스(R2)는 서로 동일한 성분이거나 다른 성분일 수 있다.
반응가스 공급라인(151,154)은 양옆에 위치한 퍼지가스 공급라인(152,153,155,156) 중 한 개의 퍼지가스 공급라인과 연통되어, 밸브개폐유무에 따라 반응가스(R)가 제1분사부(191) 및 제2분사부(192)에서 제공되는 구성이면 모두 만족하다. 분사부(190)는 동일한 시간 동안에 반응가스의 면적을 넓혀 분사가 가능해짐으로써 기판(W)의 막질이 향상될 수 있다.
이상과 같이 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 사상은 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
11: 챔버 12: 서셉터
100: 샤워헤드 111: 탑 배기부
121: 제1반응가스 공급부 122: 제2반응가스 공급부
131: 제1퍼지가스 공급부 132: 제2퍼지가스 공급부
141: 제1소스가스 공급부 142: 제2소스가스 공급부
152: 제2퍼지가스 공급라인 153: 제1퍼지가스 공급라인
155: 제3퍼지가스 공급라인 156: 제4퍼지가스 공급라인
158: 제1소스가스 공급라인 159: 제2소스가스 공급라인
161: 제1연통라인 162: 제2연통라인
163: 제3연통라인 164: 제4연통라인
171: 제1밸브 172: 제2밸브
173: 제3밸브 174: 제4밸브
191: 제1분사부 192: 제2분사부
193: 제3분사부 200: 원자층 증착장치

Claims (7)

  1. 반응가스 및 퍼지가스를 챔버 내에 소정의 시간주기로 순차적으로 공급하여 상기 챔버 내의 기판 상에 원자층 박막을 형성시키는 원자층 증착장치에 있어서,
    상기 기판 상에 복수개의 가스를 분사하는 복수의 분사부가 형성된 샤워헤드;
    상기 복수의 분사부에 각각 연결되어서 가스를 공급하는 공급부;
    를 포함하고,
    상기 복수의 분사부는, 반응가스를 분사하는 하나 이상의 제1 분사부와, 퍼지가스를 분사하는 복수의 제2 분사부와, 소스가스를 분사하는 하나 이상의 제3 분사부가 분할 형성되고,
    상기 공급부는, 상기 제1분사부와, 상기 제1 분사부의 양 옆에 위치하는 상기 제2분사부 중 하나의 제2분사부를 연결시키도록 형성된 원자층 증착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급부는,
    상기 제1분사부에 상기 반응가스를 공급하는 반응가스 공급라인;
    상기 제2분사부에 상기 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급라인;
    상기 반응가스 공급라인과 상기 퍼지가스 공급라인을 연통시키는 연통라인; 및
    상기 연통라인 상에 구비되는 밸브;
    를 포함하고,
    상기 밸브를 선택적으로 개폐함으로써 상기 반응가스를 상기 제2 분사부에 공급하는 원자층 증착장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 샤워헤드는 8개 분사부로 분할형성되며, 제1소스가스, 제1퍼지가스, 제1반응가스, 제2퍼지가스, 제2소스가스, 제3퍼지가스, 제2반응가스, 제4퍼지가스가 각각 제공되는 분사부가 기판의 회전방향을 따라 순차적으로 배치된 원자층 증착장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1분사부에 상기 제1반응가스를 공급하는 제1반응가스 공급라인;
    상기 제2분사부에 상기 제2퍼지가스를 공급하는 제2퍼지가스 공급라인;
    상기 제1반응가스 공급라인과 상기 제2퍼지가스 공급라인을 연통시키는 제1연통라인; 및
    상기 제1연통라인 상에 구비되는 제1밸브;
    를 포함하고,
    상기 제1밸브가 온 상태일 경우, 상기 제1분사부 및 상기 제2분사부에서상기 제1반응가스가 분사되며, 상기 제1밸브가 오프 상태일 경우, 상기 제1분사부에서 상기 제1반응가스, 상기 제2분사부 상기 제2퍼지가스가 분사되는 원자층 증착장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1분사부에 상기 제1반응가스를 공급하는 제1반응가스 공급라인;
    상기 제2분사부에 상기 제1퍼지가스를 공급하는 제1퍼지가스 공급라인;
    상기 제1반응가스 공급라인과 상기 제1퍼지가스 공급라인을 연통시키는 제2연통라인; 및
    상기 제2연통라인 상에 구비되는 제2밸브;
    를 포함하고,
    상기 제2밸브가 온 상태일 경우, 상기 제1분사부 및 상기 제2분사부에서상기 제1반응가스가 분사되며, 상기 제2밸브가 오프 상태일 경우, 상기 제1분사부에서 상기 제1반응가스, 상기 제2분사부 상기 제1퍼지가스가 분사되는 원자층 증착장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1분사부에 상기 제2반응가스를 공급하는 제2반응가스 공급라인;
    상기 제2분사부에 상기 제4퍼지가스를 공급하는 제4퍼지가스 공급라인;
    상기 제2반응가스 공급라인과 상기 제4퍼지가스 공급라인을 연통시키는 제3연통라인; 및
    상기 제3연통라인 상에 구비되는 제3밸브;
    를 포함하고,
    상기 제3밸브가 온 상태일 경우, 상기 제1분사부 및 상기 제2분사부에서상기 제2반응가스가 분사되며, 상기 제3밸브가 오프 상태일 경우, 상기 제1분사부에서 상기 제2반응가스, 상기 제2분사부 상기 제4퍼지가스가 분사되는 원자층 증착장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1반응가스와 상기 제2반응가스의 가스는 서로 동일한 성분이거나 혹은 다른 성분인 원자층 증착장치.
KR1020150128341A 2015-09-10 2015-09-10 원자층 증착장치 KR20170030879A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150128341A KR20170030879A (ko) 2015-09-10 2015-09-10 원자층 증착장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150128341A KR20170030879A (ko) 2015-09-10 2015-09-10 원자층 증착장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170030879A true KR20170030879A (ko) 2017-03-20

Family

ID=58502718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150128341A KR20170030879A (ko) 2015-09-10 2015-09-10 원자층 증착장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170030879A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022071689A1 (ko) * 2020-09-29 2022-04-07 주성엔지니어링(주) 기판처리방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022071689A1 (ko) * 2020-09-29 2022-04-07 주성엔지니어링(주) 기판처리방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100949914B1 (ko) 원자층 증착 장치
KR101028408B1 (ko) 가스분사 유닛 및 이를 구비하는 원자층 증착장치
KR101081694B1 (ko) 다성분 박막의 증착을 위한 원자층 증착장치
KR101095687B1 (ko) 8분기 구조를 갖는 원자층 증착 장치
KR20100077442A (ko) 샤워헤드 및 이를 구비하는 원자층 증착장치
KR101473334B1 (ko) 원자층 증착 장치
KR101173081B1 (ko) 수평 배치형 원자층 증착 장치
KR101185376B1 (ko) 가스 분사 조립체 및 이를 이용한 박막증착장치
KR101006583B1 (ko) 수평 배치형 원자층 증착 장치
KR101126389B1 (ko) 원자층 증착장치의 서셉터 유닛
KR20110077743A (ko) 다성분 박막의 증착을 위한 원자층 증착장치
KR101452834B1 (ko) 원자층 증착장치
KR20120045149A (ko) 원자층 증착장치의 샤워헤드
KR101028407B1 (ko) 원자층 증착장치
KR101265905B1 (ko) 배기가스를 분리 배출하는 원자층 증착 장치
KR20170030879A (ko) 원자층 증착장치
KR20100077445A (ko) 배치타입 원자층 증착장치
KR20150097957A (ko) 원자층 증착 장치
KR101171677B1 (ko) 다성분 박막의 증착을 위한 원자층 증착장치
KR20110006874U (ko) 다중막의 증착을 위한 원자층 증착장치
KR20140041021A (ko) Ｃｖｄ 모드와 ａｌｄ 모드를 구비한 증착장치
KR200457336Y1 (ko) 원자층 증착장치용 샤워헤드 유닛
KR101668868B1 (ko) 원자층 증착장치
KR20110076115A (ko) 가스분사 유닛 및 이를 구비하는 원자층 증착장치
KR20170075163A (ko) 가스분사부 및 이를 구비하는 원자층 증착장치

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant