KR20220147181A - 박막 증착장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면에 의하면, 챔버, 상기 챔버 내부에 위치하는 서셉터 및 상기 서셉터 상부에 위치하고, 플레이트와 상기 플레이트를 관통하도록 배치되어 상기 서셉터를 향하여 가스를 분사하는 배관을 갖는, 가스공급부를 구비하고, 상기 배관은, 상기 챔버 외부에서 상기 챔버 내부로 연장되고, 복수개의 측면홀들을 갖는, 메인배관 및 상기 복수개의 측면홀들이 배치된 상기 메인배관의 측면 부분에서 각각 서로 다른 연장방향들로 연장되고, 굴곡없는 직선 형상을 갖는, 복수개의 분기배관들을 포함하는, 박막 증착장치를 제공한다.
Description
본 발명의 실시예들은 박막 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 챔버 내부로 공정가스 또는 세정가스를 균일하게 공급할 수 있는 박막 증착장치에 관한 것이다.
디스플레이, 마이크로프로세서, 메모리 등의 정보처리소자를 제조하는 공정은 수 나노미터에서 수 마이크로미터 수준의 두께를 갖는 다양한 종류의 박막을 증착(deposition)하는 공정을 포함한다.
이와 관련하여 화학기상증착법(CVD, chemical vapor deposition)은 금속 박막은 물론이고, 원자들끼리 결합하는 데 비교적 큰 에너지를 필요로 하는 반도체 및 절연체 물질의 미세박막을 형성하는 데 널리 사용되는 기술이다.
화학기상증착법의 예로는, 플라즈마를 이용하여 원료기체를 활성화하는 기술인 PECVD(plasma-enhanced CVD), 수 내지 수백 mTorr의 낮은 압력을 이용하는 기술인 LPCVD(low pressure CVD), 금속 원소에 유기물 반응기가 결합된 형태의 기체 분자를 원료로 사용하는 기술인 MOCVD(metal-organic CVD) 등이 있다.
그러나 이러한 종래의 박막 증착장치에는, 챔버 내부로 공정가스 및 세정가스가 균일하게 공급되지 못하여 챔버의 중심부에 공급되는 가스 유량과 중심에서 멀어진 부분에 공급되는 가스 유량에 차이가 큰 문제점이 존재하였다.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 챔버 내부로 공정가스 또는 세정가스를 균일하게 공급할 수 있는 박막 증착장치를 제공하고자 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 챔버, 상기 챔버 내부에 위치하는 서셉터 및 상기 서셉터 상부에 위치하고, 플레이트와 상기 플레이트를 관통하도록 배치되어 상기 서셉터를 향하여 가스를 분사하는 배관을 갖는, 가스공급부를 구비하고, 상기 배관은, 상기 챔버 외부에서 상기 챔버 내부로 연장되고, 복수개의 측면홀들을 갖는, 메인배관 및 상기 복수개의 측면홀들이 배치된 상기 메인배관의 측면 부분에서 각각 서로 다른 연장방향들로 연장되고, 굴곡없는 직선 형상을 갖는, 복수개의 분기배관들을 포함하는, 박막 증착장치가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 플레이트는, 평면도 상에서 상기 플레이트의 중앙에 배치되고, 상기 메인배관과 연결된, 메인분사홀 및 평면도 상에서 상기 메인분사홀을 둘러싸며 서로 이격 배치되고, 상기 복수개의 분기배관들과 각각 연결된, 복수개의 분기분사홀들을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 가스의 적어도 일부는 상기 메인분사홀에서 분사되고, 상기 가스의 나머지 일부는 상기 복수개의 상기 분기분사홀들에서 분사될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 복수개의 분기분사홀들에서 분사되는 가스의 방향은 상기 서로 다른 연장방향들과 일치할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 메인분사홀은 원 형상을 갖고, 상기 복수개의 분기분사홀들은 타원 형상을 가질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 복수개의 분기배관들은 각각 제1방향 내지 제8방향으로 연장되는 제1분기배관 내지 제8분기배관을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 복수개의 분기분사홀들은 상기 제1분기배관 내지 상기 제8분기배관과 각각 연결된 제1분기분사홀 내지 제8분기분사홀을 포함하고, 상기 제1분기분사홀 내지 상기 제8분기분사홀은 각각 상기 메인분사홀을 중심으로 하는 가상의 사각형의 꼭지점들과 상기 가상의 사각형의 변들의 중점들에 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 가스공급부는, 상기 메인배관의 끝단과 연결되고, 상기 메인배관의 가스 유량 및 상기 복수개의 분기배관들의 가스 유량을 조절하는 유량조절부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 유량조절부는 제1부분 및 상기 제1부분과 연결된 제2부분을 포함하고, 상기 제1부분의 직경은 상기 메인배관의 직경보다 작고, 상기 제2부분의 직경은 상기 제1부분에서 멀어질수록 넓어질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 유량조절부는 상기 제1부분 및 상기 메인배관과 연결되도록 사이에 배치되는 제3부분을 더 포함하고, 상기 제3부분의 직경은 상기 메인배관에서 멀어질수록 좁아질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제3부분은 복수개의 서브홀들을 갖고, 상기 복수개의 분기배관들은 각각 상기 복수개의 측면홀들 및 상기 복수개의 서브홀들을 연결하며 연장될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 유량조절부는 상기 메인배관과 일체(一體)일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 유량조절부는 상기 메인배관과 분리 가능할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 가스공급부는, 상기 배관의 적어도 일부의 끝단에 배치되어 가스를 분산시키는 분산부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 분산부는 복수개의 분산홀들을 포함하고, 상기 배관의 적어도 일부에서 분사되는 가스는 상기 복수개의 분산홀들을 통해 분산될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 배관의 적어도 일부는 상기 메인배관을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 배관의 적어도 일부는 상기 복수개의 분기배관들을 포함하지 않을 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 분산부는 상기 메인배관과 일체(一體)일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 분산부는 상기 메인배관과 분리 가능할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 서셉터와 상기 가스공급부 사이에 위치하는 샤워헤드를 더 구비할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 챔버 내부로 공정가스 또는 세정가스를 균일하게 공급할 수 있는 박막 증착장치를 구현할 수 있다. 보다 상세하게는 챔버의 중심부에 공급되는 가스 유량과 중심에서 멀어진 부분에 공급되는 가스 유량의 차이를 최소화할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치가 구비하는 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치가 구비하는 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3의 가스공급부로부터 가스가 공급되는 모습을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 증착장치가 구비하는 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 5의 가스공급부가 포함하는 분산부의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 도 7의 가스공급부가 포함하는 유량조절부의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10은 도 9의 가스공급부가 포함하는 유량조절부의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치가 구비하는 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치가 구비하는 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3의 가스공급부로부터 가스가 공급되는 모습을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 증착장치가 구비하는 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 5의 가스공급부가 포함하는 분산부의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 도 7의 가스공급부가 포함하는 유량조절부의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10은 도 9의 가스공급부가 포함하는 유량조절부의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
본 명세서에서 “A 및/또는 B”은 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 그리고, “A 및 B 중 적어도 하나”는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우, 또는/및 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우, 및/또는 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우를 나타낸다.
x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치가 구비하는 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 참고로 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도에 대응한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치(1)는 챔버(100), 서셉터(200), 가스공급부(300) 및 샤워헤드(400)를 구비할 수 있다.
챔버(100)는 내부에 증착 공정을 수행할 수 있는 공간을 제공하는 역할을 한다. 즉, 챔버(100)는 내부에 소정의 반응공간을 구비하는 반응챔버일 수 있다. 챔버(100) 내부에는 증착 공정에 이용되는 다양한 구성들이 구비될 수 있다. 예컨대, 챔버(100) 내부에는 피처리체가 로딩되고 이를 지지할 수 있는 서셉터(200), 챔버(100) 내부에 가스를 공급할 수 있는 가스공급부(300), 가스공급부(300)에서 공급된 가스를 분산시킬 수 있는 샤워헤드(400) 등이 구비될 수 있다. 여기서 "피처리체"는 박막 증착장치(1)를 통해 수행되는 증착 공정의 대상체를 의미한다. 예컨대, 피처리체는 기판(10)이고, 증착 공정을 통해 기판(10) 상에 박막을 형성할 수 있다.
서셉터(200)는 피처리체가 배치될 수 있는 상면을 가질 수 있다. 서셉터(200)는 상면에 배치된 피처리체를 지지 및 고정할 수 있다. 일 실시예로, 서셉터(200)는 챔버(100) 내부에서 상하로 이동 가능하게 구비될 수 있다. 서셉터(200)는 피처리체의 로딩 시점, 언로딩 시점 또는 증착 공정 수행 시점 등에 대응하여 상하운동할 수 있다. 또한, 서셉터(200)는 가열부재를 구비하거나 가열부재와 연결되어 상부에 배치된 기판(10)을 사전 설정된 온도로 가열 및 유지하는 역할을 할 수 있다. 또한, 서셉터(200)는 전원공급수단(미도시)과 연결되어 전극 역할을 할 수 있다.
도 1을 참조하면, 서셉터(200) 상부에는 피처리체로서 기판(10)이 로딩될 수 있다. 박막 증착장치(1)는 서셉터(200) 상부에 배치된 기판(10)의 상면에 대하여 박막을 증착하는 공정을 수행할 수 있다. 여기서 기판(10) 상에 증착되는 박막의 종류에는 제한이 없으며, 화학기상증착법(CVD, chemical vapor deposition)으로 증착할 수 있는 임의의 박막일 수 있다. 예컨대, 박막은 Si계열 박막일 수 있다. 또한, 박막 증착장치(1)가 수행하는 화학기상증착법의 종류에도 제한이 없다. 예컨대, 박막 증착장치(1)는 PECVD(plasma-enhanced CVD), LPCVD(low pressure CVD), MOCVD(metal-organic CVD) 등을 수행할 수 있다.
한편, 도 1에서는 증착 공정을 수행하는 경우로서 서셉터(200) 상부에 기판(10)이 로딩된 모습을 도시하고 있으나, 박막 증착장치(1)를 세정하는 세정 공정을 수행하는 경우에는 기판(10)이 제거된 상태일 수 있다. 여기서 세정 공정은 증착 공정을 수행하는 과정에서 챔버(100) 내부에 형성된 잔류박막을 제거하는 공정일 수 있다. 예컨대, 증착 공정을 수행하는 과정에서 잔류박막은 샤워헤더(400)의 하면, 서셉터(200)의 외측면 및/또는 챔버(100)의 내측면에 형성될 수 있고, 세정 공정은 세정가스를 이용하여 상기 잔류박막을 제거하는 공정일 수 있다.
가스공급부(300)는 서셉터(200) 상부에 위치할 수 있다. 가스공급부(300)는 챔버(100) 내부로 가스를 공급하는 역할을 한다. 여기서 "가스"는 공정가스 또는 세정가스일 수 있다. 구체적으로, 증착 공정 수행 시에는 가스공급부(300)에 의해 챔버(100) 내부로 공정가스가 공급되며, 세정 공정 수행 시에는 가스공급부(300) 의해 챔버(100) 내부로 세정가스가 공급될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 가스공급부(300)는 플레이트(310) 및 배관(320)을 가질 수 있다. 플레이트(310)는 가스공급부(300)의 바디 역할을 한다. 배관(320)은 플레이트(310)를 관통하도록 배치될 수 있다.
배관(320)은 챔버(100) 외부에 배치된 가스저장부(미도시) 또는 플라즈마 생성부(미도시)와 연결될 수 있다. 가스저장부는 챔버(100) 내부로 공급하기 위한 공정가스 또는 세정가스를 저장 및 보관하는 역할을 할 수 있다. 플라즈마 생성부는 챔버(100) 내부로 공급하기 위한 공정가스 또는 세정가스를 활성화시키는 역할, 즉, 플라즈마를 생성하는 역할을 할 수 있다. 여기서 플라즈마는 전자, 이온, 라디칼(radical) 및/또는 중성의 가스를 포함할 수 있다.
배관(320)은 챔버(100) 외부에서 내부로 가스를 공급할 수 있다. 이를 위해 배관(320)의 일부는 챔버(100) 외부로부터 챔버(100) 내부로 연장될 수 있다. 구체적으로, 배관(320)은 챔버(100) 외부에서 챔버(100) 내부로 연장 연장되는 메인배관(330) 및 메인배관(330)의 측면 부분에서 연장되는 복수개의 분기배관(340)들을 포함할 수 있다.
메인배관(330)은 챔버(100) 외부에서 챔버(100) 내부로 연장될 수 있다. 메인배관(330)의 일단은 챔버(100) 외부에 배치된 가스저장부 또는 플라즈마 생성부와 연결되고, 가스저장부 또는 플라즈마 생성부로부터 공급된 가스의 적어도 일부는 메인배관(330)을 통과하여 메인배관(330)의 타단에서 서셉터(200)를 향하여 분사될 수 있다.
메인배관(330)은 측면에 복수개의 측면홀(331)들을 가질 수 있다. 메인배관(330)을 통과하는 가스의 적어도 일부는 복수개의 측면홀(331)들을 통해 분기배관(340)들로 이동할 수 있다. 즉, 메인배관(330)의 내부 공간과 분기배관(340)들의 내부 공간은 측면홀(331)들을 통해 공간적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 가스는 메인배관(330)의 상단부를 통과하여 메인배관(330)의 하단부에서 일부는 메인배관(330)의 끝단에서 분사되고, 나머지 일부는 분기배관(340)들을 통과하여 분기배관(340)들의 끝단에서 분사될 수 있다. 한편, 일 실시예로, 메인배관(330)을 통해 분사되는 가스의 유량과 분기배관(340)들을 통해 분사되는 가스의 유량은 후술하는 유량조절부(350)를 통해 조절할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 6 내지 도 10을 참조하여 후술한다.
한편, 분기배관(340)들의 개수 및 측면홀(331)들의 개수에는 제한이 없다. 어떠한 경우이든 측면홀(331)들의 개수는 가스공급부(300)가 포함하는 분기배관(340)들의 개수에 대응할 수 있다. 일 실시예로, 가스공급부(300)가 8개의 분기배관(340)들을 포함하는 경우, 메인배관(330)의 측면 부분에는 8개의 측면홀(331)들이 배치될 수 있다. 또한, 분기배관(340)들 각각이 메인배관(330)과 연결되는 끝단의 가장자리는 측면홀(331)들 각각의 가장자리와 일치할 수 있다. 즉, 분기배관(340)들 각각이 메인배관(330)과 연결되는 끝단의 가장자리의 직경은 측면홀(331)들 각각의 가장자리의 직경과 동일할 수 있다. 다른 실시예로, 분기배관(340)들 각각이 메인배관(330)과 연결되는 끝단의 가장자리는 측면홀(331)들 각각의 가장자리를 둘러쌀 수 있다. 즉, 분기배관(340)들 각각이 메인배관(330)과 연결되는 끝단의 가장자리의 직경은 측면홀(331)들 각각의 가장자리의 직경보다 클 수 있다.
분기배관(340)들 각각은 측면홀(331)들이 배치된 메인배관(330)의 측면 부분에서 메인배관(330)에서 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다. 이때, 분기배관(340)들은 각각 서로 다른 연장방향으로 연장될 수 있다. 즉, 분기배관(340)들 중 어느 하나의 연장방향은 다른 어느 하나의 연장방향과 상이할 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 분기배관(340)들 각각은 메인배관(330)에서 멀어지는 방향으로 연장되되, 서셉터(200)와 가까워지는 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 분기배관(340)들 각각은 플레이트(310)의 상면 또는 하면과 평행하지 않고, 하측(예컨대, -z축 방향)으로 기울어진 방향으로 연장될 수 있다.
한편, 분기배관(340)이 분기배관(340)의 일부가 구부러진 형상을 갖는 경우, 구부러진 부분으로 인하여 분기배관(340)의 내부를 폴리싱(polishing)하는 작업이 용이하지 않으므로, 분기배관(340) 가공 시 가공결이 존재하는 등 분기배관(340) 내부의 폴리싱 품질이 저하될 수 있으며, 구부러진 부분으로 인해 넓은 표면적을 가질 수 있다. 이에 따라 분기배관(340)의 내부 표면에 가스가 흡착되어 파티클을 유발하거나, 가스 소모량이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치(1)가 구비하는 분기배관(340)들 각각은 굴곡없는 직선 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 분기배관(340)들 각각은 메인배관(330)의 측면 부분부터 플레이트(310)의 하면까지 구부러진 부분없이 일직선으로 연장될 수 있다. 이에 따라 분기배관(340)이 구부러진 부분이 있는 경우와 대비하여 분기배관(340)의 내부를 보다 용이하게 폴리싱할 수 있으며, 분기배관(340) 내측면의 표면적이 감소하는 효과가 있다.
샤워헤드(400)는 서셉터(200)와 가스공급부(300) 사이에 위치할 수 있다. 샤워헤드(400)는 가스공급부(300)로부터 공급된 가스가 고르게 분사되도록 하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해 샤워헤드(400)는 일정한 간격으로 형성된 홀을 포함할 수 있다. 가스는 샤워헤드(400)의 홀을 통해 샤워헤드(400)를 통과하며 분산되어 서셉터(200)를 향하여 고르게 분사될 수 있다. 다른 실시예로, 샤워헤드(400)는 생략될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치가 구비하는 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 4은 도 3의 가스공급부로부터 가스가 공급되는 모습을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
참고로 도 3 및 도 4은 가스공급부(300, 도 1 참조)가 갖는 플레이트(310)의 하면, 즉, 서셉터(200)를 향하는 방향의 면을 개략적으로 도시하는 평면도들이다. 도 3 및 도 4에서 점선으로 도시된 부분은 플레이트(310)를 관통하며 형성된 분기배관(340)들을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치(1, 도 1 참조)가 구비하는 가스공급부(300)는 메인배관(330), 메인배관(330)에 대응하는 메인분사홀(330h), 복수개의 분기배관(340)들 및 복수개의 분기배관(340)들에 대응하는 복수개의 분기분사홀(340h)들을 포함할 수 있다.
이와 관련하여 도 3에서는 가스공급부(300)가 8개의 분기배관(340)들 및 8개의 분기분사홀(340h)들을 포함하는 경우가 도시되어 있으나, 분기배관(340)들의 개수 및 분기분사홀(340h)의 개수에는 제한이 없다. 예컨대, 가스공급부(300)는 7개 이하 또는 9개 이상의 분기배관(340)들 및 분기분사홀(340h)들을 포함할 수 있다.
도 3를 참조하면, 가스공급부(300)의 복수개의 분기배관(340)들은 제1분기배관(341), 제2분기배관(342), 제3분기배관(343), 제4분기배관(344), 제5분기배관(345), 제6분기배관(346), 제7분기배관(347) 및 제8분기배관(348)을 포함할 수 있다. 또한, 가스공급부(300)의 복수개의 분기분사홀(340h)들은 제1분기배관(341)에 대응하는 제1분기분사홀(341h), 제2분기배관(342)에 대응하는 제2분기분사홀(342h), 제3분기배관(343)에 대응하는 제3분기분사홀(343h), 제4분기배관(344)에 대응하는 제4분기분사홀(344h), 제5분기배관(345)에 대응하는 제5분기분사홀(345h), 제6분기배관(346)에 대응하는 제6분기분사홀(346h), 제7분기배관(347)에 대응하는 제7분기분사홀(347h) 및 제8분기배관(348)에 대응하는 제1분기분사홀(341h)을 포함할 수 있다.
제1분기배관 내지 제8분기배관(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347, 348) 각각은 메인배관(330)의 측면 부분으로부터 제1분기분사홀 내지 제8분기분사홀(341h, 342h, 343h, 344h, 345h, 346h, 347h, 348h)까지 굴곡없이 일직선으로 연장된다. 이때, 제1분기배관 내지 제8분기배관(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347, 348) 각각은 서로 다른 방향인 제1방향 내지 제8방향으로 연장될 수 있다.
일 실시예로, 메인분사홀(330h)은 평면도 상에서 플레이트(310)의 중앙에 배치될 수 있다. 또한, 분기분사홀(340h)들은 평면도 상에서 메인분사홀(330h)을 둘러싸며 서로 이격 배치될 수 있다. 분기분사홀(340h)들은 메인분사홀(330h)을 중심으로 하는 가상의 사각형(VS)의 꼭지점들과 가상의 사각형(VS)의 변들의 중점들에 배치될 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 가상의 사각형(VS)의 중심에 메인분사홀(330h)이 배치되고, 가상의 사각형(VS)의 꼭지점들에 제1, 제3, 제5, 제7분기분사홀(341h, 343h, 345h, 347h)이 배치되고, 가상의 사각형(VS)의 변들의 중점들에 제2, 제4, 제6, 제8분기분사홀(342h, 344h, 346h, 348h)가 배치될 수 있다.
한편, 메인분사홀(330h)의 형상 및 분기분사홀(340h)들의 형상에는 제한이 없다. 일 실시예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 메인분사홀(330h)은 원 형상을 갖고, 분기분사홀(340h)들은 타원 형상을 가질 수 있다. 분기분사홀(340h)들의 형상은 분기배관(340)들이 메인배관(330)으로부터 굴곡없이 직선 형태로 연장됨에 따라 타원 형상으로 형성되는 것으로 이해될 수 있다.
도 4을 참조하면, 가스의 적어도 일부는 메인분사홀(330h)에서 분사되고, 가스의 나머지 일부는 분기분사홀(340h)들에서 분사될 수 있다. 이와 같이 가스의 전부가 메인분사홀(330h)에서 분사되지 않고 메인분사홀(330h) 및 분기분사홀(340h)들을 통해 분산되어 분사됨으로써, 가스가 플레이트(310)의 중앙에 대응하는 부분에만 밀집되지 않고 플레이트(310)의 측면부 및 코너부에도 고르게 분사될 수 있는 효과가 있다. 또한, 일 실시예로, 분기분사홀(340h)들에서 분사되는 가스의 방향은 분기배관(340)들의 연장방향들과 일치할 수 있다. 이는 분기배관(340)들이 메인배관(330)으로부터 굴곡없이 직선 형태로 연장됨에 따른 것으로 이해될 수 있다. 이에 따라 플레이트(310)의 측면부 및 코너부에도 가스가 효과적으로 고르게 분사될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 증착장치가 구비하는 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 6은 도 5의 가스공급부가 포함하는 분산부의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 5에 도시된 가스공급부(300)는 도 3에 도시된 가스공급부(300)와 비교하여 분산부(360)를 더 포함하는 점에서만 차이가 있으므로 이를 중점적으로 설명한다. 이하, 도면 상 동일한 도면부호는 동일한 구성 요소를 나타내는 바, 전술한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스공급부(300)는 분산부(360)를 더 포함할 수 있다.
분산부(360)는 배관(320, 도 1 참조)의 적어도 일부의 하단부의 끝단에 배치되어 분사되는 가스를 분산시키는 역할을 할 수 있다. 분산부(360)는 복수개의 분산홀(360h)들을 포함할 수 있다. 하단부의 끝단에 분산부(360)가 배치된 배관(320)에서 분사되는 가스는 분산부(360)를 통과하며 분산홀(360h)들의 개수에 대응하여 분산될 수 있다. 예컨대, 도 5 및 도 6와 같이 분산부(360)가 4개의 분산홀(360h)들을 포함하는 경우, 하단부의 끝단에 분산부(360)가 배치된 배관(320)에서 분사되는 가스는 4개의 경로로 분산되어 분사될 수 있다. 한편, 분산부(360)가 포함하는 분산홀(360h)들의 개수에는 제한이 없다. 예컨대, 분산부(360)는 2개, 3개 또는 5개 이상의 분산홀(360h)들을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 배관(320)의 적어도 일부는 메인배관(330)을 포함하고, 분기배관(340)들을 포함하지 않을 수 있다. 즉, 분산부(360)는 메인배관(330)의 하단부의 끝단에만 배치되고, 분기배관(340)들 각각의 하단부의 끝단에는 배치되지 않을 수 있다. 전술한 바와 같이 분기배관(340)들을 통해 분사되는 가스의 방향, 즉, 분기분사홀(340h)들에서 분사되는 가스의 방향은 분기배관(340)들의 연장방향들과 일치하는 바, 분산부(360)가 배치되지 않더라도 플레이트(310)의 측면부 및 코너부에도 가스가 효과적으로 고르게 분사될 수 있기 때문이다. 이는 분기배관(340)들이 메인배관(330)으로부터 굴곡없이 직선 형태로 연장됨에 따른 것으로 이해될 수 있다.
일 실시예로, 분산부(360)는 메인배관(330)과 일체(一體)로 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 도 6와 같이 분산부(360)는 메인배관(330)과 분리 가능한 유닛으로 구비되어 메인배관(330)과 조립될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 8은 도 7의 가스공급부가 포함하는 유량조절부의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 7에 도시된 가스공급부(300)는 도 2에 도시된 가스공급부(300)와 비교하여 유량조절부(350)를 더 포함하는 점에서만 차이가 있으므로 이를 중점적으로 설명한다. 이하, 도면 상 동일한 도면부호는 동일한 구성 요소를 나타내는 바, 전술한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치(1)가 구비하는 가스공급부(300)는 유량조절부(350)를 더 포함할 수 있다.
유량조절부(350)는 메인배관(330)의 가스 유량 및 분기배관(340)들의 가스 유량을 조절하는 역할을 할 수 있다. 즉, 유량조절부(350)는 챔버(100, 도 1 참조) 내부로 공급되는 가스 중 메인분사홀(330h)을 통해 분사되는 가스의 유량 및 분기분사홀(340h)들을 통해 분사되는 가스의 유량을 조절하는 역할을 할 수 있다. 이러한 유량조절부(350)는 메인배관(330)의 하단부의 끝단과 연결될 수 있다.
유량조절부(350)는 제1부분(351) 및 제2부분(352)을 포함할 수 있다. 제1부분(351)의 상단부는 메인배관(330)의 하단부와 연결되고, 제1부분(351)의 하단부는 제2부분(352)의 상단부와 연결될 수 있다. 메인배관(330)의 상단부로부터 유입된 가스의 적어도 일부는 메인배관(330)의 하단부에서 유량조절부(350)로 유입되고, 나머지 일부는 측면홀(331)들을 통해 분기배관(340)들로 유입된다.
도 7을 참조하면, 제1부분(351)의 직경(d2)은 메인배관(330)의 직경(d1)보다 작을 수 있다. 또한, 제2부분(352)의 직경은 제1부분(351)에서 멀어질수록 넓어질 수 있다. 이와 같은 구조의 유량조절부(350)는 메인배관(330)의 하단부 방향으로의 가스이동통로에서 직경이 좁은 부분을 제공할 수 있다. 이에 따라 메인배관(330)의 하단부 방향으로 흘러가는 가스의 유량을 줄이고 메인배관(330)의 측면부에 배치된 측면홀(331)들을 통해 분기배관(340)들로 흘러가는 가스의 유량을 증가시킬 수 있다.
일 실시예로, 유량조절부(350)는 메인배관(330)과 일체(一體)로 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 도 8과 같이 유량조절부(350)는 메인배관(330)과 분리 가능한 유닛으로 구비되어 메인배관(330)과 구비될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스공급부의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 10은 도 9의 가스공급부가 포함하는 유량조절부의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 9 및 도 10은 도 7 및 도 8과 비교하여 유량조절부(350)의 구조만 차이가 있으므로 이를 중점적으로 설명한다. 이하, 도면 상 동일한 도면부호는 동일한 구성 요소를 나타내는 바, 전술한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
유량조절부(350)는 메인배관(330)의 하단부의 끝단과 연결될 수 있다. 유량조절부(350)는 제1부분(351), 제2부분(352) 및 제3부분(353)을 포함할 수 있다.
제3부분(353)의 상단부는 메인배관(330)의 하단부와 연결되고, 제3부분(353)의 하단부는 제1부분(351)의 상단부와 연결될 수 있다. 또한, 제1부분(351)의 하단부는 제2부분(352)의 상단부와 연결될 수 있다. 즉, 제1부분(351)은 제2부분(352)과 제3부분(353) 사이에 개재될 수 있다. 메인배관(330)의 상단부로부터 유입된 가스의 적어도 일부는 메인배관(330)의 하단부에서 유량조절부(350)로 유입되고, 나머지 일부는 측면홀(331)들을 통해 분기배관(340)들로 유입된다.
도 9를 참조하면, 제1부분(351)의 직경(d2)은 메인배관(330)의 직경(d1)보다 작을 수 있다. 또한, 제2부분(352)의 직경은 제1부분(351)에서 멀어질수록 넓어질 수 있다. 또한, 제3부분(353)의 직경은 메인배관(330)에서 멀어질수록 좁아질 수 있다. 이와 같은 구조의 유량조절부(350)는 메인배관(330)의 하단부 방향으로의 가스이동통로에서 직경이 좁아지는 부분 및 상대적으로 더 작은 직경을 갖는 부분을 제공할 수 있다. 이에 따라 보다 효과적으로 메인배관(330)의 하단부 방향으로 흘러가는 가스의 유량을 줄이고 메인배관(330)의 측면부에 배치된 측면홀(331)들을 통해 분기배관(340)들로 흘러가는 가스의 유량을 증가시킬 수 있다.
일 실시예로, 제3부분(353)은 메인배관(330)의 측면홀(331)들이 배치된 부분과 중첩하도록 배치되고, 복수개의 서브홀(353h)들을 가질 수 있다. 이 경우, 복수개의 분기배관(340)들은 각각 측면홀(331)들 및 서브홀(353h)들을 연결하며 일직선으로 연장될 수 있다. 즉, 측면홀(331)들 및 서브홀(353h)들은 각각 분기배관(340)이 연장되는 경로에 대응하여 배치될 수 있다. 한편, 측면홀(331)들의 직경과 서브홀(353h)들의 직경에는 제한이 없다. 예컨대, 도 9와 같이 측면홀(331)들의 직경이 서브홀(353h)들의 직경보다 클 수 있다. 다른 실시예로, 도 9와 달리, 측면홀(331)들의 직경이 서브홀(353h)들의 직경보다 작거나, 측면홀(331)들의 직경과 서브홀(353h)들의 직경이 동일하게 형성되는 것도 가능하다.
일 실시예로, 유량조절부(350)는 메인배관(330)과 일체(一體)로 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 도 8과 같이 유량조절부(350)는 메인배관(330)과 분리 가능한 유닛으로 구비되어 메인배관(330)과 구비될 수 있다.
지금까지는 박막 증착장치에 대해서만 주로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 이러한 박막 증착장치를 통해 수행하는 박막 증착방법 또는 박막 증착장치의 세정방법 역시 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.
1: 박막 증착장치
100: 챔버
200: 서셉터
300: 가스공급부
310: 플레이트
320: 배관
330: 메인배관
331: 측면홀
340: 분기배관
330h: 메인분사홀
340h: 분기분사홀
350: 유량조절부
351: 제1부분
352: 제2부분
353: 제3부분
353h: 서브홀
360: 분산부
360h: 분산홀
400: 샤워헤드
100: 챔버
200: 서셉터
300: 가스공급부
310: 플레이트
320: 배관
330: 메인배관
331: 측면홀
340: 분기배관
330h: 메인분사홀
340h: 분기분사홀
350: 유량조절부
351: 제1부분
352: 제2부분
353: 제3부분
353h: 서브홀
360: 분산부
360h: 분산홀
400: 샤워헤드
Claims (20)
- 챔버;
상기 챔버 내부에 위치하는 서셉터; 및
상기 서셉터 상부에 위치하고, 플레이트와 상기 플레이트를 관통하도록 배치되어 상기 서셉터를 향하여 가스를 분사하는 배관을 갖는, 가스공급부를 구비하고,
상기 배관은,
상기 챔버 외부에서 상기 챔버 내부로 연장되고, 복수개의 측면홀들을 갖는, 메인배관; 및
상기 복수개의 측면홀들이 배치된 상기 메인배관의 측면 부분에서 각각 서로 다른 연장방향들로 연장되고, 굴곡없는 직선 형상을 갖는, 복수개의 분기배관들을 포함하는, 박막 증착장치. - 제1항에 있어서,
상기 플레이트는,
평면도 상에서 상기 플레이트의 중앙에 배치되고, 상기 메인배관과 연결된, 메인분사홀; 및
평면도 상에서 상기 메인분사홀을 둘러싸며 서로 이격 배치되고, 상기 복수개의 분기배관들과 각각 연결된, 복수개의 분기분사홀들을 포함하는, 박막 증착장치. - 제2항에 있어서,
상기 가스의 적어도 일부는 상기 메인분사홀에서 분사되고,
상기 가스의 나머지 일부는 상기 복수개의 상기 분기분사홀들에서 분사되는, 박막 증착장치. - 제3항에 있어서,
상기 복수개의 분기분사홀들에서 분사되는 가스의 방향은 상기 서로 다른 연장방향들과 일치하는, 박막 증착장치. - 제2항에 있어서,
상기 메인분사홀은 원 형상을 갖고,
상기 복수개의 분기분사홀들은 타원 형상을 갖는, 박막 증착장치. - 제2항에 있어서,
상기 복수개의 분기배관들은 각각 제1방향 내지 제8방향으로 연장되는 제1분기배관 내지 제8분기배관을 포함하는, 박막 증착장치. - 제6항에 있어서,
상기 복수개의 분기분사홀들은 상기 제1분기배관 내지 상기 제8분기배관과 각각 연결된 제1분기분사홀 내지 제8분기분사홀을 포함하고,
상기 제1분기분사홀 내지 상기 제8분기분사홀은 각각 상기 메인분사홀을 중심으로 하는 가상의 사각형의 꼭지점들과 상기 가상의 사각형의 변들의 중점들에 배치되는, 박막 증착장치. - 제1항에 있어서,
상기 가스공급부는,
상기 메인배관의 끝단과 연결되고, 상기 메인배관의 가스 유량 및 상기 복수개의 분기배관들의 가스 유량을 조절하는 유량조절부를 더 포함하는, 박막 증착장치. - 제8항에 있어서,
상기 유량조절부는 제1부분 및 상기 제1부분과 연결된 제2부분을 포함하고,
상기 제1부분의 직경은 상기 메인배관의 직경보다 작고,
상기 제2부분의 직경은 상기 제1부분에서 멀어질수록 넓어지는, 박막 증착장치. - 제9항에 있어서,
상기 유량조절부는 상기 제1부분 및 상기 메인배관과 연결되도록 사이에 배치되는 제3부분을 더 포함하고,
상기 제3부분의 직경은 상기 메인배관에서 멀어질수록 좁아지는, 박막 증착장치. - 제10항에 있어서,
상기 제3부분은 복수개의 서브홀들을 갖고,
상기 복수개의 분기배관들은 각각 상기 복수개의 측면홀들 및 상기 복수개의 서브홀들을 연결하며 연장되는, 박막 증착장치. - 제8항에 있어서,
상기 유량조절부는 상기 메인배관과 일체(一體)인, 박막 증착장치. - 제8항에 있어서,
상기 유량조절부는 상기 메인배관과 분리 가능한, 엉박막 증착장치. - 제1항에 있어서,
상기 가스공급부는,
상기 배관의 적어도 일부의 끝단에 배치되어 가스를 분산시키는 분산부를 더 포함하는, 박막 증착장치. - 제14항에 있어서,
상기 분산부는 복수개의 분산홀들을 포함하고,
상기 배관의 적어도 일부에서 분사되는 가스는 상기 복수개의 분산홀들을 통해 분산되는, 박막 증착장치. - 제15항에 있어서,
상기 배관의 적어도 일부는 상기 메인배관을 포함하는, 박막 증착장치. - 제16항에 있어서,
상기 배관의 적어도 일부는 상기 복수개의 분기배관들을 포함하지 않는, 박막 증착장치. - 제14항에 있어서,
상기 분산부는 상기 메인배관과 일체(一體)인, 박막 증착장치. - 제14항에 있어서,
상기 분산부는 상기 메인배관과 분리 가능한, 박막 증착장치. - 제1항에 있어서,
상기 서셉터와 상기 가스공급부 사이에 위치하는 샤워헤드를 더 구비하는, 박막 증착장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210053754A KR20220147181A (ko) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | 박막 증착장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210053754A KR20220147181A (ko) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | 박막 증착장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220147181A true KR20220147181A (ko) | 2022-11-03 |
Family
ID=84040688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210053754A KR20220147181A (ko) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | 박막 증착장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220147181A (ko) |
-
2021
- 2021-04-26 KR KR1020210053754A patent/KR20220147181A/ko active Search and Examination
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