KR20210040437A

KR20210040437A - 흡기 시스템, 원자층 증착 디바이스 및 방법

Info

Publication number: KR20210040437A
Application number: KR1020217007247A
Authority: KR
Inventors: 징펑 웨이; 신유 푸; 얀동 롱
Original assignee: 베이징 나우라 마이크로일렉트로닉스 이큅먼트 씨오., 엘티디.
Priority date: 2018-09-29
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2021-04-13
Also published as: TW202012687A; SG11202102466WA; KR102609922B1; JP7203207B2; KR20230048448A; CN109182999B; CN109182999A; TWI681072B; WO2020062607A1; JP2022500561A

Abstract

본 발명은 흡기 시스템, 또한 원자층 증착 디바이스 및 방법을 개시한다. 상기 흡기 시스템은 가스 분배 장치(7)와 연통되고, 상기 가스 분배 장치(7)를 통해 반응 챔버(8)로 반응 전구체를 도입시키는 데 사용되는 흡기관; 및 상기 가스 분배 장치(7) 및 상기 반응 챔버(8)와 연통되는 배기관(4)을 포함하고, 상기 흡기관에는 흡기 온오프 밸브가 설치되고, 상기 배기관에(4)는 배기 온오프 밸브(10)가 설치된다.

Description

흡기 시스템, 원자층 증착 디바이스 및 방법

본 발명은 반도체 제조 기술 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡기 시스템, 원자층 증착 디바이스 및 방법에 관한 것이다.

원자층 증착(Atomic Layer Deposition, 이하 ALD라고 칭함) 기술은 물질을 단일 원자 필름 형태로 기판 표면에 한 층씩 도금하는 방법이다. 그 성장 과정이 주기적이며 하나의 제조 주기(Cycle)에 일반적으로 2개의 자기 제한적 반응(Self-limit reaction)이 포함된다. 일정한 온도 조건 하에서 반응 챔버로 제1 반응 전구체(Precursor)를 도입시킴으로써, 상기 반응 전구체 분자(주로 화학적 흡착)를 기판 표면에 흡착시켜 활성제(Species)로 사용한다. 제1 반응 전구체의 흡착이 포화 상태에 도달하면 화학적 흡착 반응이 종료되고, 제1 전구체와 기판 표면 반응의 자기 제한적 제어가 구현된다(제1 자기 제한적 반응). 제1 자기 제한적 반응이 종료된 후, 일정한 방법을 통해 반응 챔버 내의 제1 전구체를 퍼지(Purge)하며(일반적으로 제1 전구체와 기판 표면 반응의 부생성물이 더 포함됨), 제2 반응 전구체를 도입시킨다. 제2 반응 전구체는 기판 표면에 흡착된 활성제(제1 전구체)와 화학적으로 반응하여, 제조할 박막의 단분자층을 기판 표면에 형성하고 기체 상태의 부생성물을 방출한다.

도 1에 도시된 바와 같이, SiH₄와 WF₆의 2가지 반응 전구체를 예로 들면, 흡기 시스템은 각각 샤워 헤드(Showerhead)를 통해 SiH₄ 및 WF₆을 반응 챔버로 도입시키는 데 사용되는 2개의 흡기관(A, B)이 포함된다. 상기 2개의 흡기관(A, B) 상에는 가스 유량을 제어하기 위한 가스 질량 유량 제어기(Mass Flow Controller, MFC)가 설치된다. 또한 2개의 흡기관(A, B) 상에는 흡기관의 연통 또는 차단을 구현하기 위한 고속 전환 밸브(이하 ALD 밸브라고 칭함)가 각각 설치되어, 2가지 반응 전구체를 번갈아 반응 챔버로 도입시킨다. 또한 흡기 시스템은 2개의 배기관(C, D)을 더 포함한다. 이 둘은 각각 흡기관(A, B)을 반응 챔버의 잔류 가스 또는 부생성물을 배출하는 데 사용되는 포어라인과 연통시킨다. 또한 2개의 배기관(C, D) 상에 각각 고속 전환 밸브가 설치되어 2가지 반응 전구체를 번갈아 반응 챔버에 도입시키는 동시에, 반응 챔버에 도입하지 않는 반응 전구체는 포어라인을 통해 배출시킨다.

상기 흡기 시스템이 ALD 밸브의 온오프를 번갈아 제어하지만, 2가지 반응 전구체를 번갈아 신속하게 반응 챔버로 유입시켜 ALD 박막의 제조를 완료할 수 있다. 그러나 상기 흡기 시스템은 실제 적용에서 불가피하게 다음과 같은 문제가 나타난다.

첫째, ALD 밸브를 닫으면 반응 전구체가 반응 챔버 내로 유입되지 않지만, 상기 ALD 밸브가 위치한 흡기관의 압력이 상승할 수 있다. 상기 ALD 밸브를 다시 열면 반응 전구체가 매우 불안정한 압력과 유령으로 반응 챔버에 유입되며, 동시에 MFC를 이용하여 가스 유량을 제어할 수 없다.

둘째, 반응 전구체가 일정 시간 내에 포어라인에 도입하기 때문에 반응 챔버로 유입되는 가스 총량이 감소하며, 챔버 내부의 공정 압력이 불안정해져 챔버 내부의 총 흡기 유량과 공정 압력을 정확하게 안정화시키고 제어하기 어렵다. 또한 흡기관에 생성된 유량 변화는 챔버 내부의 압력 변화에 영향을 미치기에 충분하며, 이는 챔버 내의 입자를 증가시켜 공정 효과, 특히 막 형성의 균일성에 영향을 미친다.

이러한 점을 고려하여, 본 발명의 실시예는 원자층 증착 공정에 사용되는 흡기 시스템 및 제어 방법을 제공한다.

본 발명 실시예의 일 양상은 흡기 시스템을 제공한다. 여기에는 가스 분배 장치와 연통되고, 상기 가스 분배 장치를 통해 반응 챔버로 반응 전구체를 도입시키는 데 사용되는 흡기관이 포함된다. 상기 흡기관 상에는 흡기 온오프 밸브가 설치된다.

또한 여기에는 상기 가스 분배 장치 및 상기 반응 챔버와 연통되는 배기관이 더 포함되며, 상기 배기관 상에는 배기 온오프 밸브가 설치된다.

선택적으로 상기 흡기관은 적어도 2개이며, 상기 가스 분배 장치를 통해 상기 반응 챔버로 상이한 반응 전구체를 도입시키는 데 사용된다. 각각의 상기 흡기관 상에는 상기 흡기 온오프 밸브가 설치된다.

선택적으로, 상기 흡기관 상에서 상기 흡기 온오프 밸브의 업스트림 위치에 소정 용량의 반응 전구체를 저장할 수 있는 완충 장치가 설치된다.

선택적으로 상기 완충 장치는 관형 캐비티를 포함한다.

상기 관형 캐비티의 내경은 상기 흡기관의 내경보다 크다.

선택적으로 상기 흡기관 상에는 가스 질량 유량 제어기가 더 설치된다.

선택적으로 상기 흡기 온오프 밸브는 전자 밸브이다.

선택적으로 상기 배기 온오프 밸브는 전자 밸브이다.

선택적으로, 상기 흡기관은 2개이며, 상기 가스 분배 장치를 통해 상기 반응 챔버로 SiH₄와 WF₆을 도입시키는 데 사용된다.

본 발명의 다른 일 양상은 원자층 증착 방법을 제공하며, 상기 본 발명에서 제공하는 상기 원자층 증착 디바이스를 채택하여 증착 공정을 수행한다. 상기 원자층 증착 방법은 하기 단계를 포함한다.

증착 단계를 수행한다. 상기 흡기 온오프 밸브를 여는 동시에 상기 배기 온오프 밸브를 닫아 상기 가스 분배 장치를 통해 상기 반응 챔버로 반응 전구체를 도입시킨다.

퍼지 단계를 수행한다. 상기 흡기 온오프 밸브를 닫는 동시에 상기 배기 온오프 밸브를 열어 상기 가스 분배 장치 내의 반응 전구체를 상기 반응 챔버로 배출시키고, 상기 포어라인을 통해 상기 반응 챔버에서 배출시킨다.

선택적으로, 상기 흡기관은 2개이며, 각각 제1 흡기관과 제2 흡기관이고, 상기 가스 분배 장치를 통해 상기 반응 챔버로 제1 반응 전구체와 제2 반응 전구체를 도입시키는 데 사용된다. 상기 흡기 온오프 밸브는 2개이며, 각각 제1 흡기 온오프 밸브와 제2 흡기 온오프 밸브이고, 이 둘은 각각 상기 제1 흡기관과 제2 흡기관 상에 설치된다.

상기 원자층 증착 방법은 하기 단계를 포함한다.

제1 증착 단계를 수행한다. 상기 제1 흡기 온오프 밸브를 여는 동시에 상기 제2 흡기 온오프 밸브와 배기 온오프 밸브를 닫아 상기 가스 분배 장치를 통해 상기 반응 챔버로 상기 제1 반응 전구체를 도입시킨다.

제1 퍼지 단계를 수행한다. 상기 제1 흡기 온오프 밸브를 닫는 동시에 상기 배기 온오프 밸브를 열어 상기 가스 분배 장치 내의 제1 반응 전구체를 상기 반응 챔버로 배출시키고, 상기 포어라인을 통해 상기 반응 챔버에서 배출시킨다.

제2 증착 단계를 수행한다. 상기 제2 흡기 온오프 밸브를 여는 동시에 상기 제1 흡기 온오프 밸브와 배기 온오프 밸브를 닫아 상기 가스 분배 장치를 통해 상기 반응 챔버로 상기 제2 반응 전구체를 도입시킨다.

제2 퍼지 단계를 수행한다. 상기 제2 흡기 온오프 밸브를 닫는 동시에 상기 배기 온오프 밸브를 열어 상기 가스 분배 장치 내의 제2 반응 전구체를 상기 반응 챔버로 배출시키고, 상기 포어라인을 통해 상기 반응 챔버에서 배출시킨다.

상기 제1 증착 단계, 제1 퍼지 단계, 제2 증착 단계 및 제2 퍼지 단계를 적어도 한 번 순환 수행한다.

본 발명은 흡기 시스템, 원자층 증착 디바이스 및 방법의 기술적 해결책을 제공한다. 이는 가스 분배 장치 및 반응 챔버와 연통되는 배기관을 설치함으로써, 흡기관 상의 흡기 온오프 밸브를 닫을 때, 가스 분배 장치 내의 반응 전구체를 반응 챔버로 유입시킨 다음 반응 챔버의 포어라인을 거쳐 배출시킬 수 있다. 직접 반응 전구체를 포어라인으로 배출시키는 종래 기술과 비교할 때, 이는 흡기관의 압력 상승을 방지하는 동시에 반응 챔버로 유입되는 가스의 총량이 변하지 않도록 보장할 수 있다. 따라서 반응 챔버 내부 공정 압력의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 챔버 내부의 총 흡기 유량과 공정 압력을 용이하게 제어할 수 있다. 또한 공정 과정에서 압력 또는 유량 파동으로 인한 입자 생성을 효과적으로 감소시켜 막 형성의 균일성을 개선하고 막 형성 수율을 개선할 수 있다.

본 발명 실시예의 추가적인 양상 및 장점은 이하의 설명에서 부분적으로 제공하며, 이는 이하의 설명을 통해 명확해지거나 본 발명의 실시를 통해 이해될 수 있다.

본 발명의 실시예 또는 종래 기술의 기술적 해결책을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 실시예 또는 종래 기술의 설명에 필요한 도면을 간략하게 소개한다. 이하의 설명에서 첨부 도면은 본 발명의 일부 실시예일 뿐이며, 본 발명이 속한 기술분야의 당업자는 창의적인 노력 없이 이러한 첨부 도면을 기반으로 다른 도면을 더 획득할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 흡기 시스템의 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 흡기 시스템의 구조도이다.
도 3은 본 발명에 따른 흡기 시스템을 이용한 원자층 증착 공정의 흐름도이다.

이하에서는 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 완전하게 설명하며, 여기에서는 본 발명의 예시적인 실시예를 설명한다. 이하에서는 본 발명 실시예의 첨부 도면을 참고하여 본 발명 실시예의 기술적 해결책을 명확하고 완전하게 설명한다. 설명된 실시예는 본 발명의 전부가 아닌 일부 실시예에 불과하다. 본 발명의 실시예를 기반으로, 본 발명이 속한 기술분야의 당업자가 창조적인 노력 없이 획득한 다른 모든 실시예는 본 발명의 보호 범위에 속한다. 이하에서는 첨부 도면과 실시예를 참고하여 본 발명의 기술적 해결책을 여러 측면에서 설명한다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 본원에 사용된 용어 "좌", "우", "상", "하"와 첨부 도면 자체의 좌, 우, 상, 하 방향이 일치하도록 설명하였다. 이하에서 본원에 사용된 용어 "제1", "제2" 등은 설명 상의 차이점을 나타내는 데만 사용되며 다른 특별한 의미는 없다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 흡기 시스템을 제공한다. 이는 반응 챔버(8)에 공정 가스를 제공하는 데 사용되며 원자층 증착 공정에 적용될 수 있다. 구체적으로, 흡기 시스템은 흡기관을 포함한다. 상기 흡기관은 가스 분배 장치(7)와 연통되고 가스 분배 장치(7)를 통해 반응 챔버(8)로 반응 전구체를 도입시키는 데 사용된다. 또한 상기 흡기관 상에는 흡기관을 연통시키거나 차단하는 데 사용되는 흡기 온오프 밸브가 설치된다. 여기에서 가스 분배 장치(7)는 가스를 분배하고 가스를 반응 챔버(8)로 균일하게 유입시키는 데 사용된다. 원자층 증착 공정의 경우, 상기 가스 분배 장치(7)는 적어도 2가지 반응 전구체를 분리시킬 수 있다. 구체적으로, 가스 분배 장치(7)는 서로 독립적인 적어도 2개의 흡기 채널과 유동 균일화 캐비티를 포함할 수 있다. 여기에서 적어도 2개의 흡기 채널은 적어도 2개의 흡기관과 일대일 대응하도록 연통되며, 흡기관 내의 반응 전구체를 반응 챔버(8)로 균일하게 수송하는 데 사용된다.

본 실시예에서 도 2에 도시된 바와 같이, 흡기관은 2개이며 이는 각각 제1 흡기관(1)과 제2 흡기관(2)이다. 이는 가스 분배 장치(7)를 통해 반응 챔버(8)로 상이한 2가지 반응 전구체를 도입시키는 데 사용된다. 예를 들어 제1 흡기관(1)과 제2 흡기관(2)은 각각 SiH₄와 WF₆을 수송하는 데 사용된다. 또한 제1 흡기관(1) 상에 제1 흡기 온오프 밸브(3)가 설치되고, 제2 흡기관(2) 상에 제2 흡기 온오프 밸브(5)가 설치된다. 제1 흡기 온오프 밸브(3)와 제2 흡기 온오프 밸브(5)를 번갈아 연통시킴으로써, 2가지 반응 전구체가 번갈아 반응 챔버(8)에 도입하도록 구현할 수 있다. 바람직하게는, 제1 흡기 온오프 밸브(3)와 제2 흡기 온오프 밸브(5)는 모두 고속 전환 밸브, 예를 들어 전자 밸브 등을 채택한다. 이러한 방식으로, 2가지 반응 전구체가 반응 챔버로 번갈아 신속하게 유입되어 ALD 박막의 제조를 완료할 수 있다.

선택적으로, 흡기관 상에 가스 질량 유량 제어기(Mass Flow Controller, MFC)가 설치되어 흡기관 내의 가스 유량을 제어하는 데 사용된다.

흡기 시스템은 배기관(4)을 더 포함한다. 상기 배기관(4)은 각각 가스 분배 장치(7)와 반응 챔버(8)에 연통된다. 구체적으로 배기관(4)은 가스 분배 장치(7)의 유동 균일화 캐비티를 반응 챔버(8)와 연통시키는 데 사용된다. 또한 배기관(4) 상에 배기 온오프 밸브(10)가 설치되어 배기관(4)을 연통시키거나 차단하는 데 사용된다.

배기관(4)을 설치함으로써 흡기관 상의 흡기 온오프 밸브를 닫을 때, 가스 분배 장치(7) 내에 잔류한 반응 전구체를 반응 챔버(8)로 유입시킨 다음, 반응 챔버(8)의 포어라인(Foreline)(9)을 거쳐 배출시킬 수 있다. 직접 반응 전구체를 포어라인(9)으로 배출시키는 종래 기술과 비교할 때, 이는 반응 전구체가 흡기관에서 곧바로 포어라인으로 유입되어 분류가 일어나는 것을 방지함으로써, 흡기관의 압력 상승을 방지하는 동시에 반응 챔버(8)로 유입되는 가스의 총량이 변하지 않도록 보장한다. 따라서 반응 챔버(8) 내부 공정 압력의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 챔버 내부의 총 흡기 유량과 공정 압력을 용이하게 제어할 수 있다. 또한 공정 과정에서 압력 또는 유량 파동으로 인한 입자 생성을 효과적으로 감소시켜 막 형성의 균일성을 개선하고 막 형성 수율을 개선할 수 있다.

선택적으로, 배기 온오프 밸브(10)는 고속 전환 밸브, 예를 들어 전자 밸브 등이며, 배기관과 흡기관 사이의 고속 전환을 구현한다.

도 2에 도시된 흡기 시스템으로 2가지 반응 전구체, 즉 SiH₄ 및 WF₆을 수송하는 경우를 예로 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 원자층 증착 공정에는 하기 단계가 포함된다.

제1 증착 단계를 수행한다. 상기 제1 흡기 온오프 밸브(3)를 여는 동시에 제2 흡기 온오프 밸브(5)와 배기 온오프 밸브(10)를 닫아 가스 분배 장치(7)를 통해 반응 챔버(8)로 제1 반응 전구체(SiH₄)를 도입시킨다.

제1 퍼지 단계를 수행한다. 제1 흡기 온오프 밸브(3)를 닫는 동시에 배기 온오프 밸브(10)를 열어 가스 분배 장치(7) 내에 잔류한 제1 반응 전구체를 반응 챔버(8)로 배출시키고, 포어라인(9)을 통해 반응 챔버(8)에서 배출시킨다.

제2 증착 단계를 수행한다. 제2 흡기 온오프 밸브(5)를 여는 동시에 제1 흡기 온오프 밸브(3)와 배기 온오프 밸브(10)를 닫아 가스 분배 장치(7)를 통해 반응 챔버로 제2 반응 전구체(WF₆)를 도입시킨다.

제2 퍼지 단계를 수행한다. 제2 흡기 온오프 밸브(5)를 닫는 동시에 배기 온오프 밸브(10)를 열어 가스 분배 장치(7) 내에 잔류한 제2 반응 전구체를 반응 챔버(8)로 배출시키고, 포어라인(9)을 통해 반응 챔버(8)에서 배출시킨다.

상기 제1 증착 단계, 제1 퍼지 단계, 제2 증착 단계 및 제2 퍼지 단계를 적어도 한 번 순환 수행함으로써 원자층 증착 공정을 완료한다.

선택적으로, 흡기관 상에서 흡기 온오프 밸브의 업스트림 위치에 소정 용량의 반응 전구체를 저장할 수 있는 완충 장치가 설치된다. 본 실시예에서 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 흡기관(1)과 제2 흡기관(2) 상에 각각 제1 완충 장치(11)와 제2 완충 장치(12)가 설치된다. 완충 장치를 설치함으로써 흡기 온오프 밸브가 닫힐 때 일정 용량의 반응 전구체를 저장하고, 흡기 온오프 밸브가 다시 열릴 때 흡기관 내에 비교적 큰 유량과 압력 파동이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 상이한 흡기 온오프 밸브 간의 전환 시간이 상당히 짧기 때문에, 완충 장치의 설치를 통해 반응 전구체의 압력과 유량을 효과적으로 안정시킬 수 있으며, 가스 질량 유량 제어기의 제어에 영향을 미치지 않는다.

선택적으로, 상기 완충 장치는 관형 캐비티를 포함하고, 상기 관형 캐비티의 내경은 흡기관의 내경보다 크다. 물론, 실제 응용에서 반응 전구체의 압력과 유량을 효과적으로 안정화시킬 수 있다면 다른 구조와 방식의 완충 장치를 채택할 수도 있다.

또 다른 기술적 해결책에 있어서, 본 발명은 원자층 증착 디바이스를 더 제공한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 여기에는 반응 챔버(8), 상기 반응 챔버(8) 꼭대기부에 설치되는 가스 분배 장치(7), 흡기 시스템 및 포어라인(9)이 포함된다. 여기에서 흡기 시스템은 본 발명에서 제공하는 상기 흡기 시스템을 채택한다.

본 발명에서 제공하는 원자층 증착 디바이스에는 본 발명에 따른 상기 반응 챔버가 채택된다. 이를 통해 반응 챔버 내부 공정 압력의 안정성을 향상시키고 챔버 내부의 총 흡기 유량과 공정 압력을 용이하게 제어할 수 있다. 또한 공정 과정에서 압력 또는 유량 파동으로 인한 입자의 생성을 효과적으로 감소시켜 필름 형성의 균일성을 향상시키고 필름 형성 수율을 개선할 수 있다.

또 다른 기술적 해결책에 있어서, 본 발명은 본 발명에서 제공하는 상기 원자층 증착 디바이스를 채택하여 증착 공정을 수행하는 원자층 증착 방법을 더 제공한다. 상기 원자층 증착 방법은 하기 단계를 포함한다.

증착 단계를 수행한다. 흡기 온오프 밸브를 여는 동시에 배기 온오프 밸브를 닫아 가스 분배 장치를 통해 반응 챔버로 반응 전구체를 도입시킨다.

퍼지 단계를 수행한다. 흡기 온오프 밸브를 닫는 동시에 배기 온오프 밸브를 열어 가스 분배 장치 내의 반응 전구체를 반응 챔버로 배출시키고, 포어라인을 통해 반응 챔버에서 배출시킨다.

본 발명에서 제공하는 원자층 증착 방법은 본 발명에 따른 상기 원자층 증착 디바이스를 채택하여 증착 공정을 수행한다. 이를 통해 반응 챔버 내부 공정 압력의 안정성을 향상시키고 챔버 내부의 총 흡기 유량과 공정 압력을 용이하게 제어할 수 있다. 또한 공정 과정에서 압력 또는 유량 파동으로 인한 입자의 생성을 효과적으로 감소시켜 필름 형성의 균일성을 향상시키고 필름 형성 수율을 개선할 수 있다.

구체적으로 도 2에 도시된 원자층 증착 디바이스에 채택된 흡기 시스템을 예로 들면, 흡기관은 2개이며, 각각 제1 흡기관(1)과 제2 흡기관(2)이다. 이는 가스 분배 장치(7)를 통해 반응 챔버(8)로 제1 반응 전구체와 제2 반응 전구체를 도입시키는 데 사용된다. 또한 흡기 온오프 밸브가 2개이며, 각각 제1 흡기 온오프 밸브(3)와 제2 흡기 온오프 밸브(5)이다. 이 둘은 각각 제1 흡기관(1)과 제2 흡기관(2) 상에 설치된다.

원자층 증착 방법은 하기 단계를 포함한다.

상기 내용을 종합하면, 본 발명은 흡기 시스템, 원자층 증착 디바이스 및 방법의 기술적 해결책을 제공한다. 이는 가스 분배 장치 및 반응 챔버와 연통되는 배기관을 설치함으로써, 흡기관 상의 흡기 온오프 밸브가 닫힐 때, 가스 분배 장치 내의 반응 전구체를 반응 챔버로 유입시킨 다음 반응 챔버의 포어라인을 거쳐 배출시킬 수 있다. 직접 반응 전구체를 포어라인으로 배출시키는 종래 기술과 비교할 때, 이는 흡기관의 압력 상승을 방지하는 동시에 반응 챔버로 유입되는 가스의 총량이 변하지 않도록 보장할 수 있다. 따라서 반응 챔버 내부 공정 압력의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 챔버 내부의 총 흡기 유량과 공정 압력을 용이하게 제어할 수 있다. 또한 공정 과정에서 압력 또는 유량 파동으로 인한 입자 생성을 효과적으로 감소시켜 막 형성의 균일성을 개선하고 막 형성 수율을 개선할 수 있다.

상기 본 발명에 개시된 기술적 해결책에 달리 언급되지 않는 한, 수치 범위가 개시된 경우 개시된 수치 범위는 모두 바람직한 수치 범위이다. 본 발명이 속한 기술 분야의 당업자는 바람직한 수치 범위가 실시 가능한 많은 값 중에서 기술적 효과는 현저하거나 대표성을 띠는 수치일 뿐이라는 점을 이해할 수 있다. 수치가 비교적 많아 모두 나열할 수 없으므로, 본 발명은 본 발명의 기술적 해결책을 설명하기 위한 일부 수치만 나열하여 개시하였으며, 상기 나열된 수치는 본 발명의 보호 범위를 제한하지 않는다.

또한 상기 발명에서 서로 고정 연결된 부품 또는 구조 부재를 개시하였거나 언급한 경우, 달리 명시되지 않는 한, 고정 연결은 분리 가능한 고정 연결(예를 들어 볼트 또는 나사로 연결) 또는 분리 불가능한 고정 연결(예를 들어 리벳팅, 용접)로 이해할 수 있다. 물론 상호 고정 연결은 일체형 구조(예를 들어 주조 공정을 통해 일체로 성형하여 제조)로 대체될 수도 있다(명백하게 일체 성형 공정을 채택할 수 없는 경우는 제외).

그 외 달리 명시되지 않는 한, 상기 본 발명에서 개시된 어느 하나의 기술적 해결책에 사용된 위치 관계 또는 형상을 나타내는 용어는 그와 근접하거나, 유사하거나, 접근하는 상태 또는 형상의 의미를 포함한다. 본 발명에서 제공하는 어느 하나의 부재는 복수의 개별 구성 요소로 조립되거나, 일체형 성형 공정에 의해 제조된 단일 구성 요소일 수 있다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 해결책을 설명하기 위해서만 사용되며 이에 제한되지 않는다. 비교적 바람직한 실시예를 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속한 기술 분야의 당업자는 본 발명의 구체적인 실시방식에 대해 일부 기술적 특징을 수정하거나 동등하게 대체할 수 있으며, 본 발명에 따른 기술적 해결책의 정신을 벗어나지 않는 한 이는 모두 본 발명에서 보호를 청구하는 기술적 해결책의 범위에 포함되어야 한다.

본 발명의 설명은 예시와 설명을 위해 제공된 것이며, 누락이 없는 것이거나 또는 본 발명을 개시된 형태로 제한하는 것은 아니다. 물론 본 발명이 속한 기술분야의 당업자는 이를 다양하게 수정 및 변경할 수 있다. 실시예를 선택하고 설명하는 것은, 본 발명의 원리 및 실제 적용에 대해 보다 상세하게 설명하고 본 기술 분야의 당업자가 본 발명을 이해하며 특정 용도에 따라 다양하게 변형된 각종 실시예에 적합하게 설계할 수 있도록 하기 위해서이다.

Claims

흡기 시스템에 있어서,
가스 분배 장치와 연통되고, 상기 가스 분배 장치를 통해 반응 챔버로 반응 전구체를 도입시키는 데 사용되는 흡기관; 및
상기 가스 분배 장치 및 상기 반응 챔버와 연통되는 배기관을 포함하고,
상기 흡기관에는 흡기 온오프 밸브가 설치되고, 상기 배기관에는 배기 온오프 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 흡기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 흡기관은 적어도 2개이고, 상기 가스 분배 장치을 통해 상기 반응 챔버로 상이한 반응 전구체를 도입시키는 데 사용되며, 각각의 상기 흡기관 상에 상기 흡기 온오프 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 흡기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 흡기관 상에서 상기 흡기 온오프 밸브의 업스트림 위치에 소정 용량의 반응 전구체를 저장할 수 있는 완충 장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 흡기 시스템.
제3항에 있어서,
상기 완충 장치는,
내경이 상기 흡기관의 내경보다 큰 관형 캐비티를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 흡기관 상에 가스 질량 유량 제어기가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 흡기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 흡기 온오프 밸브는 전자 밸브인 것을 특징으로 하는 흡기 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배기 온오프 밸브는 전자 밸브인 것을 특징으로 하는 흡기 시스템.
제2항에 있어서,
상기 흡기관은 2개이며, 상기 가스 분배 장치를 통해 상기 반응 챔버로 SiH₄와 WF₆을 도입시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 흡기 시스템.
원자층 증착 디바이스에 있어서,
반응 챔버, 상기 반응 챔버 꼭대기부에 설치된 가스 분배 장치, 흡기 시스템 및 포어라인을 포함하며, 상기 흡기 시스템은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 흡기 시스템을 채택하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 디바이스.
원자층 증착 방법에 있어서,
제9항에 따른 원자층 증착 디바이스를 채택해 증착 공정을 수행하며,
상기 흡기 온오프 밸브를 여는 동시에 상기 배기 온오프 밸브를 닫아 상기 가스 분배 장치를 통해 상기 반응 챔버로 반응 전구체를 도입시키는 증착 단계; 및
상기 흡기 온오프 밸브를 닫는 동시에 상기 배기 온오프 밸브를 열어 상기 가스 분배 장치 내의 반응 전구체를 상기 반응 챔버로 배출시키고, 상기 포어라인을 통해 상기 반응 챔버에서 배출시키는 퍼지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.
제10항에 있어서,
상기 흡기관은 2개이며, 각각 제1 흡기관과 제2 흡기관이고, 상기 가스 분배 장치를 통해 상기 반응 챔버로 제1 반응 전구체와 제2 반응 전구체를 도입시키는 데 사용되고, 상기 흡기 온오프 밸브는 2개이며, 각각 제1 흡기 온오프 밸브와 제2 흡기 온오프 밸브이고, 이 둘은 각각 상기 제1 흡기관과 제2 흡기관 상에 설치되고,
상기 원자층 증착 방법은,
상기 제1 흡기 온오프 밸브를 여는 동시에 상기 제2 흡기 온오프 밸브와 배기 온오프 밸브를 닫아 상기 가스 분배 장치를 통해 상기 반응 챔버로 상기 제1 반응 전구체를 도입시키는 제1 증착 단계;
상기 제1 흡기 온오프 밸브를 닫는 동시에 상기 배기 온오프 밸브를 열어 상기 가스 분배 장치 내의 제1 반응 전구체를 상기 반응 챔버로 배출시키고, 상기 포어라인을 통해 상기 반응 챔버에서 배출시키는 제1 퍼지 단계;
상기 제2 흡기 온오프 밸브를 여는 동시에 상기 제1 흡기 온오프 밸브와 배기 온오프 밸브를 닫아 상기 가스 분배 장치를 통해 상기 반응 챔버로 상기 제2 반응 전구체를 도입시키는 제2 증착 단계;
상기 제2 흡기 온오프 밸브를 닫는 동시에 상기 배기 온오프 밸브를 열어 상기 가스 분배 장치 내의 제2 반응 전구체를 상기 반응 챔버로 배출시키고, 상기 포어라인을 통해 상기 반응 챔버에서 배출시키는 제2 퍼지 단계; 및
상기 제1 증착 단계, 제1 퍼지 단계, 제2 증착 단계 및 제2 퍼지 단계를 적어도 한 번 순환 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.