KR20190142489A - 박막 증착장치 - Google Patents

Abstract

박막 증착장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착장치는 박막 증착공간을 제공하는 반응실, 상기 반응실의 일 측면에서 상기 반응실 내부로 증착가스를 제공하는 흡기부 및 상기 반응실의 타 측면에 형성되어 상기 반응실을 통과한 증착가스를 배출시키는 배기부를 포함하되, 상기 흡기부는, 상기 증착가스를 상기 반응실의 폭 방향으로 1차 분산시키는 제1 버퍼존 및 상기 제1 버퍼존과 다른 레벨(level)에 마련되어, 상기 1차 분산된 증착가스를 상기 반응실의 폭 방향으로 2차 분산시키는 제2 버퍼존을 포함할 수 있다.

Description

박막 증착장치{Deposition Apparatus for Thin Layer}

본 발명은 박막 증착장치에 관련된 것으로 보다 구체적으로는 기판 상에서 균일한 증착가스 플로우를 제공하는 박막 증착장치에 관련된 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.

최근들어 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 급격하게 미세해짐에 따라 미세 패턴의 박막이 요구되고 박막이 형성되는 영역의 단차 또한 매우 커지고 있어 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.

이러한 원자층 증착방법은 기체 분자들 간의 화학반응을 이용한다는 점에 있어서 일반적인 화학 기상 증착방법과 유사하다. 하지만, 통상의 CVD가 복수의 기체 분자들을 동시에 프로세스 챔버 내로 주입하여 발생된 반응 생성물을 기판에 증착하는 것과 달리, 원자층 증착방법은 하나의 소스 물질을 포함하는 가스를 프로세스 챔버 내로 주입하여 가열된 기판에 흡착시키고 이후 다른 소스 물질을 포함하는 가스를 프로세스 챔버에 주입함으로써 기판 표면에서 소스 물질 사이의 화학반응에 의한 생성물이 증착된다는 점에서 차이가 있다.

원자층 증착방법은 기판 위에서 증착가스를 균일하게 분사시켜 증착하는 샤워헤드 방식과 기판의 일 단에서 타 단으로 증착가스를 분사하는 트레블링 웨이브 방식으로 분류된다.

종래 기술에 따른 트래블링 웨이브 방식의 경우, 기판 상에 균일한 증착가스 플로우 형성에 어려움이 있었다. 이에 따라, 막 품질이 떨어지는 문제가 있었던 바, 본 발명자들은 균일한 증착가스 플로우를 제공하는 박막 증착장치를 발명하게 되었다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 균일한 증착가스 플로우를 제공하는 박막 증착장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 컴팩트한 박막 증착장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 고 신뢰성의 박막 증착장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착장치는, 박막 증착공간을 제공하는 반응실, 상기 반응실의 일 측면에서 상기 반응실 내부로 증착가스를 제공하는 흡기부 및 상기 반응실의 타 측면에 형성되어 상기 반응실을 통과한 증착가스를 배출시키는 배기부를 포함하되, 상기 흡기부는, 상기 증착가스를 상기 반응실의 폭 방향으로 1차 분산시키는 제1 버퍼존 및 상기 제1 버퍼존과 다른 레벨(level)에 마련되어, 상기 1차 분산된 증착가스를 상기 반응실의 폭 방향으로 2차 분산시키는 제2 버퍼존을 포함하여 이루어질 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 폭 방향은, 상기 흡기부로부터 상기 배기부를 향하는 방향과 직교하는 방향일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 흡기부는, 상기 제1 버퍼존으로 상기 증착가스를 제공하며, 상기 제1 버퍼존과 같은 레벨에 형성된 제1 유입유로를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 흡기부는, 상기 제1 버퍼존과 상기 제1 버퍼존과 다른 레벨에 마련되는 제2 버퍼존을 연통시키는 연통유로를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 흡기부는, 상기 제1 버퍼존으로 상기 증착가스를 제공하며, 상기 제1 버퍼존과 같은 레벨에 형성된 제1 유입유로를 더 포함하고, 상기 제1 유입유로는 상기 연통유로보다 상기 폭 방향 중심에 위치할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 흡기부는, 상기 제2 버퍼존에서 분산된 증착가스를 상기 반응실로 제공하도록 다수의 홀로 구성된 제2 유입유로들을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 흡기부는, 상기 제1 버퍼존으로 상기 증착가스를 제공하며, 상기 제1 버퍼존과 같은 레벨에 형성된 제1 유입유로, 상기 흡기부는, 상기 제1 버퍼존과 상기 제1 버퍼존과 다른 레벨에 마련되는 제2 버퍼존을 연통시키는 연통유로 및 상기 흡기부는, 상기 제2 버퍼존에서 분산된 증착가스를 상기 반응실로 제공하도록 다수의 유입구로 구성된 제2 유입유로를 포함하고, 상기 연통유로의 개수는 상기 제1 유입유로의 개수보다 많고, 상기 제2 유입유로의 개수보다 적을 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 흡기부는, 상기 제1 버퍼존과 상기 제1 버퍼존과 다른 레벨에 마련되는 제2 버퍼존을 연통시키는 적어도 2 개의 연통유로를 더 포함하고, 상기 배기부는, 적어도 두 개의 분산펌핑포트를 포함하고, 상기 연통유로 간의 거리는 상기 분산펌핑포트 간의 거리보다 클 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 배기부는 적어도 두 개의 분산펌핑포트가 마련된 제1 펌핑존과 상기 제1 펌핑존과 다른 레벨에 마련되어, 상기 분산펌핑포트에 의하여 배기된 증착가스를 통합하여 배기하는 통합펌핑포트가 마련된 제2 펌핑존을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 박막 증착장치는, 박막 증착공간을 제공하는 반응실, 상기 반응실의 일 측면에서 상기 반응실 내부로 증착가스를 제공하는 흡기부 및 상기 반응실의 타 측면에 형성되어 상기 반응실을 통과한 증착가스를 배출시키는 배기부를 포함하되, 상기 배기부는 적어도 두 개의 분산펌핑포트가 마련된 제1 펌핑존과 상기 제1 펌핑존과 다른 레벨에 마련되어, 상기 분산펌핑포트에 의하여 배기된 증착가스를 통합하여 배기하는 통합펌핑포트가 마련된 제2 펌핑존을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 박막 증착장치는 반응실, 상기 반응실의 일 측면에 마련되고, 상기 반응실의 폭 방향으로 제1 증착가스 분산유로를 제공하는 제1 버퍼존, 상기 제1 버퍼존과 다른 레벨(level)에 마련되어, 상기 반응실의 폭 방향으로 제2 증착가스 분산 유로를 제공하는 제2 버퍼존 및 상기 제1 및 제2 버퍼존을 연통시키는 적어도 두 개의 연통유로를 포함하는 흡기부 및 상기 반응실의 타 측면에 마련되고, 적어도 두 개의 분산펌핑포트가 마련된 제1 펌핑존과 상기 제1 펌핑존을 포함하는 배기부를 포함하되, 상기 적어도 두 개의 연통유로 간의 이격거리는 상기 적어도 두 개의 분산펌핑포트 간의 이격거리보다 멀 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 흡기구는 증착가스를 상기 반응실의 폭 방향으로 1차 분산시키는 제1 버퍼존 및 제1 버퍼존과 다른 레벨(level)에 마련되어, 1차 분산된 증착가스를 상기 반응실의 폭 방향으로 2차 분산시키는 제2 버퍼존을 포함하도록 이루어진다.

이에 따라, 2회 연속적으로 증착 가스를 기판의 폭 방향으로 분산시킬 수 있으므로, 기판으로 유입되는 증착가스가 균일한 흐름을 가질 수 있다. 또한, 제1 및 제2 버퍼존이 높이 방향으로 형성되므로 장비의 풋 프린트(foot print: 설치면적)을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기부는 적어도 두 개의 분산펌핑포트가 마련된 제1 펌핑존과 제1 펌핑존과 다른 레벨에 마련되어, 분산펌핑포트에 의하여 배기된 증착가스를 통합하여 배기하는 통합펌핑포트가 마련된 제2 펌핑존을 포함하여 이루어진다.

분산펌핑포트가 음압(negative pressure)을 증착 반응실에 제공하기 때문에 증착가스의 흐름은 분산펌핑포트의 위치에 의존하게 된다. 즉, 분산펌핑포트의 위치에 따라 불균일한 증착가스 플로우가 야기될 수 있는 것이다. 그러나 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 반응실에 음압을 가하는 분산펌핑포트의 수를 늘림으로써, 증착가스 플로우의 균일화를 도모할 수 있고, 이후 통합펌핑포트를 통하여 증착가스를 배기함으로써, 용이하게 증착가스를 배기할 수 있다. 또한, 제1 펌핑존 및 제2 펌핑존이 높이 방향으로 형성되므로 장비의 풋 프린트를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 B-B'에 따른 단면을 도시한다.
도 3은 도 2의 C-C' 라인에서의 평면도를 도시한다.
도 4는 도 2의 D-D' 라인에서의 평면도를 도시한다.
도 5는 도 2의 E-E' 라인에서의 평면도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착장치의 증착가스 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 종래기술에 따른 박막 증착장치의 증착가스 흐름을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착장치의 증착가스 흐름을 도시하는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착장치는 다양한 원자층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 금속 박막층, 산화물 박막층, 질화물 박막층, 탄화물 박막층, 황화물 박막층 중 적어도 하나의 박막층을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 금속 박막층을 형성하기 위한, 소스가스는, TMA(Tri Methyl Aluminium), TEA(Tri Ethyl Aluminium) 및 DMACl(Di Methyl Aluminum Chloride) 중 하나이고, 반응가스는, 산소 가스 및 오존 가스 중 하나일 수 있다. 이 때 퍼지가스는, 아르곤(Ar)이나 질소(N2), 헬륨(He) 중 어느 하나의 가스 또는 둘 이상 혼합된 가스가 사용될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 실리콘 박막층을 형성하기 위한, 소스가스는, 리콘을 포함하는 실란(Silane, SiH4), 디실란(Disilane, Si2H6) 및 사불화 실리콘(SiF4) 중 하나일 수 있고, 반응가스는, 산소 가스 및 오존 가스 중 하나일 수 있다. 이 때 퍼지가스는, 아르곤(Ar)이나 질소(N2), 헬륨(He) 중 어느 하나의 가스 또는 둘 이상 혼합된 가스가 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예를 설명함에 있어서, 소스가스, 퍼지가스, 반응가스는 증착가스로 호칭될 수 있다.

이 때, 소스가스, 퍼지가스, 반응가스는 이에 한정되는 것은 아니며 당업자의 요구에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 일 실시 예를 설명함에 있어서, 원자층 증착장치를 상정하여 설명하지만, 본 발명의 기술적 사상이 원자층 증착장치에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 B-B'에 따른 단면을 도시하고, 도 3은 도 2의 C-C' 라인에서의 평면도를 도시하고, 도 4는 도 2의 D-D' 라인에서의 평면도를 도시하고, 도 5는 도 2의 E-E' 라인에서의 평면도를 도시한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착장치(100)는, 흡기부(110), 반응실(140) 및 배기부(160)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 설명하기로 한다.

흡기부(110)

상기 흡기부(110)는 상기 반응실(140)의 일 측면에서 상기 반응실(140) 내부로 증착가스를 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 흡기부(110)는 상기 반응실(140)의 일 단 예를 들어, +X 축 방향에 마련될 수 있다.

상기 흡기부(110)는 상기 반응실(140)로 균일한 흐름을 가지는 증착가스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 흡기부(110)는 상기 반응실(140)로 상기 반응실(140)의 폭 방향에 해당하는 Y 축 방향으로 균일한 흐름을 가지는 증착가스를 제공할 수 있다.

이하에서도 본 명세서에서 폭 방향이라 함은, 반응실(140) 및/또는 증착대상기판의 폭 방향을 의미하는 것으로 이해될 수 있으며, 흡기부(110)로부터 배기부(160)를 향하는 방향과 직교하는 방향을 의미할 수 있다.

상기 흡기부(110)는 제1 유입유로(112), 제1 버퍼존(114), 연통유로(115), 제2 버퍼존(116), 제2 유입유로(118)들 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제1 유입유로(112)는 외부로부터의 증착가스를 상기 흡기부(110)로 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 상기 제1 유입유로(112)는 도 2에서 -X 축 방향으로 증착가스가 유동하는 경로를 제공할 수 있다.

계속하여, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제1 버퍼존(114)은 상기 제1 유입유로(112)로부터 증착가스를 제공받아 상기 반응실(140)의 폭 방향으로 증착가스를 1차 분산시키는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 상기 제1 버퍼존(114)은 상기 제1 유입유로(112)와 동일한 레벨에 형성되되, Y 축 방향으로 연장하는 구조를 가질 수 있다.

본 명세서에서 레벨이라 함은 박막 증착장치의 높이를 의미하는 것으로 보다 구체적으로는 Z축 방향 높이를 의미할 수 있다. 이로써, 상기 제1 유입유로(112)로부터 상기 제1 버퍼존(114)로 제공된 증착가스는, 상기 제1 버퍼존(114)의 일 면 예를 들어, YZ면에 부딪힘에 따라, Y 축 방향으로 분산될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 버퍼존(114)은 증착가스를 상기 반응실(140)의 폭 방향으로 분산시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 연통유로(115)는 상기 제1 버퍼존(114)과 상기 제2 버퍼존(116)을 연통시키는 기능을 수행할 수 있다. 상기 제1 버퍼존(114)과 상기 제2 버퍼존(116)은 서로 다른 레벨에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 버퍼존(116)은 상기 제1 버퍼존(114)에 대하여 수직 아래인 -Z 축 방향에 위치할 수 있다. 따라서, 상기 연통유로(115)는 상기 제1 및 제2 버퍼존(114, 116)을 연통시킬 수 있도록 Z 축 방향으로 유로를 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 연통유로(115)는 상기 제1 유입유로(112) 보다 더 많을 수 있다. 도시된 바와 같이 상기 제1 유입유로(112)가 한 개인 경우, 상기 연통유로(115)는 적어도 2개일 수 있다. 이 때, 상기 연통유로(115)는 증착가스의 분산을 위하여, 상기 제1 유입유로(112)를 기준으로 폭 방향(Y 축 방향)으로 이격하여 위치할 수 있다. 다른 관점에서, 상기 제1 유입유로(112)는 상기 연통유로(115)보다 상기 반응실(140)의 폭 방향 중심에 위치할 수 있는 것이다.

도 1, 2 및 4를 참조하면, 상기 제2 버퍼존(116)은 상기 제1 버퍼존(114)에 대하여 수직 방향 아래 레벨에 위치할 수 있다. 상기 제2 버퍼존(116)은 상기 연통유로(115)를 통하여 증착가스를 제공받고, 제공받은 증착가스를 상기 제2 유입유로(118)로 전달하는 기능을 수행할 수 있다.

이 때, 상기 제2 버퍼존(116)은 상기 연통유로(115)를 통하여 제공된 증착가스를 한번 더 분산시키는 기능을 수행할 수 있다. 상기 연통유로 (115)로부터 상기 제2 버퍼존(116)로 제공된 증착가스는, 상기 제2 버퍼존(116)의 일 면 예를 들어, XY면에 부딪힘에 따라, Y 축 방향으로 분산될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 버퍼존(116)은 증착가스를 상기 반응실(140)의 폭 방향으로 분산시킬 수 있다.

계속하여, 도 1, 2 및 4를 참조하면, 상기 제2 유입유로(118)들은, 상기 제2 버퍼존(116)에 의하여 분산된 증착가스를 반응실(140)로 전달하는 유로를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 상기 제2 유입유로(118)는 X 축 방향으로 연장하는 다수의 홀로 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 유입유로(118)의 개수는 상기 연통유로(115) 및 상기 제1 유입유로(112) 보다 많을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 흡기부(110)는 단순히 외부로부터 제공된 증착가스를 반응실로 전달하는 것이 아니라, 반응실의 폭 방향으로 증착가스를 분산시키고, 분산된 증착가스를 반응실로 전달할 수 있다. 이로써, 반응실에서의 증착 품질을 향상시킬 수 있다.

나아가, 증착가스를 분산시키는 버퍼 존이 제1 및 제2의 두 개의 버퍼존으로 구성되되, 서로 다른 레벨에 위치하므로 장치의 풋 프린트를 최소화하면서도 분산 효율을 극대화할 수 있다.

이상 본 발명의 일 실시 예에 따른 흡기부(110)를 설명하였으나, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 흡기부(110)와 Z 축 방향으로 대칭을 이루는 이웃 흡기부가 더 마련될 수 있음은 물론이다. 이웃 흡기부도 앞서 설명한 바와 같이, 제1 유입유로(122), 제1 버퍼존(124), 연통유로(미도시), 제2 버퍼존(126) 및 제2 유입유로(128)들 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 각 구성의 기능은 앞서 설명한 바와 동일하므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

반응실(140)

상기 반응실(140)은 상기 흡기부(110)로부터 상기 반응실(140)의 폭 방향으로 균일한 흐름을 가지는 증착가스를 제공받을 수 있다. 도시하지는 않았으나, 상기 반응실(140)은 박막 증착공간을 제공하고, 박막 증착공간에는 증착이 수행되는 증착대상기판 및 상기 증착대상기판을 지지하는 스테이션이 마련될 수 있다.

상기 흡기부(110)로부터 상기 반응실(140)로 제공된 증착가스는 상기 증착대상기판의 상면을 X 축 방향으로 유동하여 상기 배기부(160)로 나아갈 수 있다. 이에 따라, 상기 증착대상기판에는 박막이 형성될 수 있다.

배기부(160)

상기 배기부(160)는 상기 반응실(140)의 타 측면에서 상기 반응실(140)을 통과한 증착가스를 배기하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 배기부(160)는 상기 반응실(140)의 타 단 예를 들어, -X 축 방향에 마련될 수 있다.

상기 배기부(160)는 상기 반응실(140)에 음압(negative pressure)을 제공하여 증착가스를 배기하는 바, 음압에 따른 증착가스의 불균일 플로우가 야기되지 않도록 설계할 필요가 있다.

이를 위하여, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배기부(160)는 적어도 두 개의 분산펌핑포트(165)가 마련된 제1 펌핑존(164)과 상기 제1 펌핑존(164)과 다른 레벨에 마련되어, 상기 분산펌핑포트(165)에 의하여 배기된 증착가스를 통합하여 배기하는 통합펌핑포트(167)가 마련된 제2 펌핑존(166)을 포함하여 이루어질 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 상기 제1 펌핑존(164)과 상기 반응실(140) 사이에는 다수의 홀이 구비된 배기배플(162)이 마련될 수 있다. 상기 배기배플(162)은 펌핑포트에 의한 음압에 의하여 증착가스의 불균일성이 야기되지 않도록 배기홀을 구획하는 기능을 수행할 수 있다.

계속하여 도 4를 참조하면, 상기 제1 펌핑존(164)은 상기 반응실(140)과 동일한 레벨에 마련되고, 상기 제1 펌핑존(164)의 하면(bottom surface) 예를 들어, XY 면에는 상기 반응실(140) 내부의 증착가스를 배기하기 위한 적어도 두 개의 분산펌핑포트(165)가 Z 축 방향으로 마련될 수 있다.

상기 제1 펌핑존(164)의 적어도 두 개의 분산펌핑포트(165)는 상기 제1 펌핑존(166)의 단일의 통합펌핑포트(167)에 대하여 폭 방향으로 이격하여 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 통합펌핑포트(167)가 상기 반응실(140)의 폭 방향 중심에 위치하는 경우, 상기 분산펌핑포트(165)는 상기 반응실(140)의 폭 방향 중심으로부터 소정 거리 이격하여 위치할 수 있다. 이로써, 상기 통합펌핑포트(167)가 제공하는 음압이 상기 분산펌핑포트(165)에 의하여 폭 방향으로 분산된 상태에서 반응실(140)로 제공될 수 있는 것이다.

한편, 일 실시 예에 따르면, 상기 두 개의 분산펌핑포트(165)간의 Y 축 방향 이격 거리는, 상기 두 개의 연통유로(115) 간의 Y 축 방향 이격 거리 보다 작을 수 있다. 이로써, 상기 흡기부(110)로부터 상기 배기부(160)에 이르기까지 균일한 증착가스 플로우가 제공될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 제2 펌핑존(166)은 상기 제1 펌핑존(164)과 다른 레벨 예를 들어, -Z 축 방향에 위치할 수 있다. 상기 제2 펌핑존(166)은 상기 분산펌핑포트(165)로부터 배기된 증착가스를 통합하여 상기 통합펌핑포트(167)를 통하여 최종적으로 증착가스를 배기할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 펌핑존(166)은 이웃 흡기부, 보다 구체적으로는 제1 유입유로(122) 및 제1 버퍼존(124)와 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 다른 관점에서, 두 개의 흡기부에 대응하여 한 개의 배기부가 마련될 수 있는 것이다.

이상 본 발명의 일 실시 에에 따른 박막 증착장치(100)를 설명하였다. 이하에서는 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 증착가스의 흐름을 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착장치의 증착가스 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

도 6(a)를 참조하면, 먼저 제1 유입유로(112)를 통하여 증착가스가 유입될 수 있다(①). 제1 유입유로(112)를 통하여 유입된 증착가스는 제1 버퍼존(114)에 의하여 Y 축 방향(폭 방향)으로 분산될 수 있다(②). 즉, 제1 버퍼존(114)의 일 면 예를 들어, YZ 면이 증착가스의 유동경로를 막고 있기 때문에, 증착가스는 제1 버퍼존(114)의 YZ 면에 부딪힌 후 Y 축 방향으로 분산될 수 있다.

도 6(b)를 참조하면, 제1 버퍼존(114)에 의하여 분산된 증착가스는 연통유로(115)를 통하여 제2 버퍼존(116)으로 유동할 수 있다(③). 즉, 증착가스는 상기 연통유로(115)를 통하여 -Z 축 방향으로 유동할 수 있다.

도 6(c)를 참조하면, 제2 연통유로(115)를 통과하여 제2 버퍼존(116)에 이른 증착가스는 제2 버퍼존(116)에 의하여 Y 축 방향(폭 방향)으로 다시 분산될 수 있다(④). 즉, 제2 버퍼존(116)의 일 면 예를 들어, XY면이 증착가스의 유동경로를 막고 있기 때문에, 증착가스는 제2 버퍼존(116)의 XY 면에 부딪힌 후 Y 축 방향으로 분산될 수 있다.

제2 버퍼존(116)에 의하여 분산된 증착가스는 제2 유입유로(118)를 통하여, 균일한 흐름을 가지고 반응실(140)로 유동할 수 있다(⑤). 상기 반응실(140)을 유동한 증착가스는 배기배플(162)을 통과하여 분산펌핑포트(165)에 이를 수 있다(⑥, ⑦, ⑧). 통합펌핑포트(167)가 직접 반응실(140)의 증착가스를 배기시키는 것이 아니라, 분산펌핑포트(165)가 통합펌핑포트(167)와 반응실(140) 사이에서 증착가스의 흐름을 제어함으로써, 증착가스가 배기되는 과정에서도 균일한 흐름을 가질 수 있다.

도 6(d)를 참조하면, 분산펌핑포트(165)에 의하여 배기된 증착가스는, 제2 펌핑존(166)으로 유동한 후, 제2 펌핑존(166)에 마련된 통합펌핑포트(167)에 의하여 최종적으로 배기될 수 있다.

이상 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착장치의 증착가스 흐름을 설명하였다. 이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여 종래기술 대비 본 발명의 효과를 설명하기로 한다..

도 7은 종래기술에 따른 박막 증착장치의 증착가스 흐름을 도시하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착장치의 증착가스 흐름을 도시하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 종래 기술에 따른 박막 증착장치는 유입유로(10), 분산수단(15), 웨이퍼(W)가 마련된 반응실(20), 단일의 펌핑포트(30)를 포함하여 이루어졌다.

종래 기술에 따르면, 반응실(20)로 유입되는 증착가스와 반응실(20)로부터 배기되는 증착가스 모두에서 불균일한 흐름(un)이 발생되었다. 이는 유입유로(10)와 반응실(15) 사이에 단순히 홀을 가지는 분산수단(15)으로는 충분히 증착가스를 균일하게 분산시킬 수 없음을 의미한다. 또한, 단일의 펌핑포트(30)가 직접적으로 반응실(20)에 음압을 제공하는 경우, 음압에 의하여 증착가스가 불균일하게 유동하는 것을 의미한다.

이와 달리, 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착장치(100)는 앞서 설명한 바와 같이, 흡기부(110)에 포함된 제1 및 제2 버퍼존(114, 116)이 증착가스를 폭 방향으로 2번에 걸쳐서 분산시키는 기능을 제공할 수 있다. 이로써, 흡기부(110)에서 반응실(140)로 제공되는 증착가스는 균일한 흐름(도 8 flow 도시)을 가질 수 있다.

나아가, 통합펌핑포트(167)가 직접적으로 반응실(140)과 연결되는 것이 아니라, 통합펌핑포트(167)에 대하여 Y 축 방향으로 이격된 두 개의 분산펌핑포트(165)가 반응실(140)에 음압을 제공하기 때문에 증착가스의 배기 시에도 균일한 흐름(도 8 flow 도시)이 유도될 수 있다.

이로써, 증착대상기판의 위치에 관계 없이 균일한 박막을 형성할 수 있다.

나아가, 제1 및 제2 버퍼존(114, 116)이 서로 다른 레벨에 형성되고, 제1 및 제2 펌핑존(164, 166)이 서로 다른 레벨에 형성되기 때문에, 풋 프린트를 최소화 할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100: 박막 증착장치
110: 흡기부
112: 제1 유입유로
114: 제1 버퍼존
115: 연통유로
116: 제2 버퍼존
118: 제2 유입유로
140: 반응실
160: 배기부
162: 배기배플
164: 제1 펌핑존
165: 분산펌핑포트
166: 제2 펌핑존
167: 통합펌핑포트

Claims (11)

1. 박막 증착공간을 제공하는 반응실;
   상기 반응실의 일 측면에서 상기 반응실 내부로 증착가스를 제공하는 흡기부; 및
   상기 반응실의 타 측면에 형성되어 상기 반응실을 통과한 증착가스를 배출시키는 배기부를 포함하되,
   상기 흡기부는, 상기 증착가스를 상기 반응실의 폭 방향으로 1차 분산시키는 제1 버퍼존 및 상기 제1 버퍼존과 다른 레벨(level)에 마련되어, 상기 1차 분산된 증착가스를 상기 반응실의 폭 방향으로 2차 분산시키는 제2 버퍼존을 포함하는 박막 증착장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 폭 방향은, 상기 흡기부로부터 상기 배기부를 향하는 방향과 직교하는 방향인, 박막 증착장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 흡기부는, 상기 제1 버퍼존으로 상기 증착가스를 제공하며, 상기 제1 버퍼존과 같은 레벨에 형성된 제1 유입유로를 더 포함하는, 박막 증착장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 흡기부는, 상기 제1 버퍼존과 상기 제1 버퍼존과 다른 레벨에 마련되는 제2 버퍼존을 연통시키는 연통유로를 더 포함하는, 박막 증착장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 흡기부는, 상기 제1 버퍼존으로 상기 증착가스를 제공하며, 상기 제1 버퍼존과 같은 레벨에 형성된 제1 유입유로를 더 포함하고,
   상기 제1 유입유로는 상기 연통유로보다 상기 폭 방향 중심에 위치하는, 박막 증착장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 흡기부는, 상기 제2 버퍼존에서 분산된 증착가스를 상기 반응실로 제공하도록 다수의 홀로 구성된 제2 유입유로들을 더 포함하는, 박막 증착장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 흡기부는, 상기 제1 버퍼존으로 상기 증착가스를 제공하며, 상기 제1 버퍼존과 같은 레벨에 형성된 제1 유입유로;
   상기 흡기부는, 상기 제1 버퍼존과 상기 제1 버퍼존과 다른 레벨에 마련되는 제2 버퍼존을 연통시키는 연통유로; 및
   상기 흡기부는, 상기 제2 버퍼존에서 분산된 증착가스를 상기 반응실로 제공하도록 다수의 유입구로 구성된 제2 유입유로;를 포함하고,
   상기 연통유로의 개수는 상기 제1 유입유로의 개수보다 많고, 상기 제2 유입유로의 개수보다 적은, 박막 증착장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 흡기부는, 상기 제1 버퍼존과 상기 제1 버퍼존과 다른 레벨에 마련되는 제2 버퍼존을 연통시키는 적어도 2 개의 연통유로를 더 포함하고,
   상기 배기부는, 적어도 두 개의 분산펌핑포트를 포함하고,
   상기 연통유로 간의 거리는 상기 분산펌핑포트 간의 거리보다 큰, 박막 증착장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 배기부는 적어도 두 개의 분산펌핑포트가 마련된 제1 펌핑존과 상기 제1 펌핑존과 다른 레벨에 마련되어, 상기 분산펌핑포트에 의하여 배기된 증착가스를 통합하여 배기하는 통합펌핑포트가 마련된 제2 펌핑존을 포함하는, 박막 증착장치.
10. 박막 증착공간을 제공하는 반응실;
    상기 반응실의 일 측면에서 상기 반응실 내부로 증착가스를 제공하는 흡기부; 및
    상기 반응실의 타 측면에 형성되어 상기 반응실을 통과한 증착가스를 배출시키는 배기부를 포함하되,
    상기 배기부는 적어도 두 개의 분산펌핑포트가 마련된 제1 펌핑존과 상기 제1 펌핑존과 다른 레벨에 마련되어, 상기 분산펌핑포트에 의하여 배기된 증착가스를 통합하여 배기하는 통합펌핑포트가 마련된 제2 펌핑존을 포함하는, 박막 증착장치.
11. 반응실;
    상기 반응실의 일 측면에 마련되고, 상기 반응실의 폭 방향으로 제1 증착가스 분산유로를 제공하는 제1 버퍼존, 상기 제1 버퍼존과 다른 레벨(level)에 마련되어, 상기 반응실의 폭 방향으로 제2 증착가스 분산 유로를 제공하는 제2 버퍼존 및 상기 제1 및 제2 버퍼존을 연통시키는 적어도 두 개의 연통유로를 포함하는 흡기부; 및
    상기 반응실의 타 측면에 마련되고, 적어도 두 개의 분산펌핑포트가 마련된 제1 펌핑존과 상기 제1 펌핑존을 포함하는 배기부;를 포함하되,
    상기 적어도 두 개의 연통유로 간의 이격거리는 상기 적어도 두 개의 분산펌핑포트 간의 이격거리보다 먼 박막 증착장치.

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