KR20230142187A

KR20230142187A - 유속증가장치 및 이를 포함하는 박막증착기

Info

Publication number: KR20230142187A
Application number: KR1020220041111A
Authority: KR
Inventors: 김선일; 유승남; 성진일
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2022-04-01
Filing date: 2022-04-01
Publication date: 2023-10-11
Also published as: JP2023152718A; US20230313374A1; TW202341325A; CN116892013A

Abstract

본 발명에 따른 박막증착기의 유속증가장치는, 챔버 내에 배치되는 장치바디; 및 상기 장치바디에 형성되며, 통과된 가스의 유속이 외부보다 빠르도록 가스의 통과방향으로 테이퍼진 유속증가홀부;를 포함한다.

Description

유속증가장치 및 이를 포함하는 박막증착기{APPARATUS FOR INCREASING FIOW VELOCITY AND APPARATUS FOR DEPOSITING THIN FILM HAVING THE SAME}

본 발명은 박막증착을 위한 유속증가장치 및 이를 포함하는 박막증착기에 관한 것이다.

반도체 집적 기술의 발달로 인하여 고순도, 고품질의 박막을 증착 시키는 공정은 반도체 제조공정 중에서 중요한 부분을 차지하게 되었다. 박막 형성의 대표적인 방법으로 화학 증착(Chemical Vapour Deposition, CVD)법과 물리 증착(Physical Vapour Deposition, PVD)법이 있다. 이때 물리 증착법은 형성된 박막의 단차 피복성(step coverage)이 나쁘기 때문에 요철이 있는 표면에 균일한 두께의 막을 형성하는 데에는 사용할 수 없다. 화학 증착법은 가열된 기판의 표면 위에서 기체상태의 물질들이 반응하고, 그 반응으로 생성된 화합물이 기판 표면에 증착되는 방법이다. 화학 증착법은 물리 증착법에 비하여 단차 피복성이 좋고, 박막이 증착되는 기판의 손상이 적고, 박막의 증착 비용이 적게 들며, 박막을 대량 생산할 수 있기 때문에 많이 적용되고 있다.

그러나, 최근 반도체 소자의 집적도가 서브 마이크론(sub-micron) 단위로까지 향상됨에 따라, 종래 방식의 화학 증착법 만으로는 웨이퍼 기판에서 서브 마이크론 단위의 균일한 두께를 얻거나, 우수한 단차 피복성(step coverage)을 얻는데 한계에 이르고 있으며, 웨이퍼 기판에 서브 마이크론 크기의 콘택홀(contact hole), 비아(via) 또는 도랑(trench)과 같은 단차가 존재하는 경우에 위치에 상관없이 일정한 조성을 가지는 물질막을 얻는 데도 어려움을 겪게 되었다.

따라서, 종래의 모든 공정 기체들을 동시에 주입하는 화학 증착법과 다르게 원하는 박막을 얻는데 필요한 두 가지 이상의 공정 기체들을 기상에서 만나지 않도록 시간에 따라 순차적으로 분할하여 공급하되, 이들 공급 주기를 주기적으로 반복하여 박막을 형성하는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 방식이 새로운 박막 형성 방법으로 적용될 수 있다.

한편, 기판이 아닌 노즐과 같은 부품도 박막증착 코팅처리를 할 수 있는데, 이러한 부품(증착대상물)에는 내측이 밀폐된 홀이 형성될 수 있다. 그런데 이와 같이 밀폐된 홀은 가스의 유속이 빠르지 않으면 내부에서 가스의 순환이 원활하게 이루어지지 않음에 따라, 증착이 균일하게 이루어지지 않는 한계점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2021-0109190호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 증착대상물의 다양한 단차 또는 밀폐된 홀에 대한 박막증착을 균일하게 하는 박막증착기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 박막증착기의 유속증가장치는, 챔버 내에 배치되는 장치바디; 및 상기 장치바디에 형성되며, 통과된 가스의 유속이 외부보다 빠르도록 가스의 통과방향으로 테이퍼진 유속증가홀부;를 포함한다.

여기에서, 상기 유속증가홀부는, 가스가 유입되는 가스유입구와 가스가 유출되는 가스유출구가 형성되며, 상기 가스유입구와 상기 가스유출구를 연결하고 상기 가스유입구와 상기 가스유출구보다 단면적이 작은 유속증가부분이 형성될 수 있다.

이때, 상기 유속증가부분의 내면은 내측으로 볼록하게 형성될 수 있다.

아울러, 상기 가스유입구의 둘레에 배치된 상기 장치바디의 선단부는 굴곡지게 형성될 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 유속증가홀부가 위치이동되도록, 상기 장치바디에 연결되어 상기 장치바디를 위치이동시키는 장치구동유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 유속증가홀부가 틸팅되도록, 상기 장치바디에 연결되어 상기 장치바디를 틸팅시키는 장치틸팅유닛;을 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 장치바디는 복수 개가 서로의 상기 유속증가홀부를 통한 가스 통과방향에 비간섭되도록 배치될 수 있다.

나아가, 상기 유속증가홀부의 내면의 표면조도는 0.01㎛보다 작을 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 박막증착기는, 원료가스노즐, 반응가스노즐, 및 퍼지가스노즐을 포함하는 가스주입부와, 가스배출구를 가진 챔버; 상기 챔버와 연결된 진공펌프; 및 상기 챔버 내에 배치된 유속증가장치;를 포함하며, 상기 유속증가장치는, 장치바디; 및 상기 장치바디에 형성되며, 통과된 가스의 유속이 외부보다 빠르도록 가스의 통과방향으로 단면적이 테이퍼진 유속증가홀부;를 포함한다.

여기에서, 상기 유속증가홀부는 길이방향이 상기 가스주입부를 통해 주입되는 가스 주입방향의 연장선 상에 배치될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 챔버 내에 배치되며 증착대상물을 홀딩하는 홀더; 상기 증착대상물이 위치이동되도록, 상기 홀더에 연결되어 상기 홀더를 위치이동시키는 대상물구동유닛; 및 상기 증착대상물이 틸팅되도록, 상기 홀더에 연결되어 상기 홀더를 틸팅시키는 대상물틸팅유닛;을 더 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명은 상기 증착대상물이 자전되도록, 상기 홀더에 연결되어 상기 홀더를 자전시키는 대상물자전유닛; 및 상기 증착대상물이 공전되도록, 상기 홀더에 연결되어 상기 홀더를 공전시키는 대상물공전유닛;을 더 포함할 수 있다.

나아가, 본 발명은 상기 가스주입부와 상기 유속증가장치 사이에 배치되어 상기 가스주입부를 통해 주입된 가스를 분배하는 가스분배유닛;을 더 포함하며, 상기 가스분배유닛은, 상기 가스주입부와 연통되며 내부에 가스수용공간을 가진 분배하우징; 및 상기 유속증가장치 측에 배치된 상기 분배하우징의 후단부에 형성되며, 복수 개가 서로 일정간격 이격배치된 분배홀부;를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 원료가스를 공급하는 원료가스 공급탱크; 반응가스를 공급하는 반응가스 공급탱크; 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급탱크; 상기 원료가스 공급탱크와 연결된 원료가스노즐, 상기 반응가스 공급탱크와 연결된 반응가스노즐, 및 상기 퍼지가스 공급탱크와 연결된 퍼지가스노즐을 포함하는 가스주입부와, 가스배출구를 가진 챔버; 상기 챔버와 연결된 진공펌프; 및 상기 챔버 내에 배치된 유속증가장치;를 포함하며, 상기 유속증가장치는, 장치바디; 및 상기 장치바디에 형성되며, 통과된 가스의 유속이 외부보다 빠르도록 가스의 통과방향으로 단면적이 테이퍼진 유속증가홀부;를 포함하는 박막증착기가 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 유속증가장치를 가진 박막증착기는, 유속증가홀부가 형성된 유속증가장치가 구성됨으로써, 챔버에 주입된 가스가 증착대상물의 다양한 단차 또는 밀폐된 홀과 같이 일측이 밀폐된 공간에 빠른 유속으로 투입될 수 있어서 가스의 순환력을 높임에 따라, 박막증착을 균일하면서도 효과적으로 수행할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 박막증착기를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 A를 나타낸 확대도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막증착기를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 박막증착기의 유속증가장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 B를 나타낸 확대도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막증착기를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막증착기를 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막증착기를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 박막증착기를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 또한, 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 종래기술에 따른 박막증착기를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 A를 나타낸 확대도이다.

도면을 참조하면, 종래기술에 따른 박막증착기(10)는 원자층증착(Atomic Layer Deposition, ALD)에 의한 박막코팅 시 증착대상물의 다양한 형태에 따른 증착 균일성의 확보가 어렵다.

원자층증착 코팅은 코팅하고자 하는 증착대상물(1)의 형상에 구애받지 않고 균일한 코팅 두께를 형성하는 코팅기법이다. 구체적으로, 원자층증착 코팅은 원료가스(전구체가스, precursor gas)와 반응가스(reactant gas)를 이용하여 코팅하는 방법이다. 그런데, 원료가스와 반응가스는 증착대상물(1)에 형성된 내측이 밀폐된 홀(홈 구조)(1a)을 포함한 밀폐된 공간으로 투입하게 되면, 유속이 충분하게 빠르지 않음에 따라 밀폐된 공간에서 순환력이 감소하여 빠져나오지 못하게 된다. 이에 따라 증착대상물(1)의 밀폐된 홀과 같은 일측이 밀폐된 공간에서는 증착의 균일성이 떨어지게 되고 증착밀집구역(2)이 발생하게 되는 문제점이 있다.

이하 본 발명은 가스가 증착대상물(1)의 밀폐된 홀(1a)에 빠른 유속으로 투입될 수 있도록 구성됨으로써, 증착대상물(1)의 다양한 단차 또는 밀폐된 홀(1a)과 같이 일측이 밀폐된 공간에 대한 가스의 순환력을 높임에 따라, 박막증착을 균일하면서도 효과적으로 수행할 수 있다. 이러한 본 발명은 원자층증착(ALD)을 포함한 화학기상증착(CVD)에서 사용되는 박막증착기에 적용될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막증착기를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 3의 박막증착기의 유속증가장치를 나타낸 도면이며, 도 6은 도 3의 B를 나타낸 확대도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 박막증착기(1000)는 증착대상물(1)에 증착원리를 이용하여 박막을 형성시키는 기기이다. 여기에서 증착대상물(1)은 기판 또는 부품이 될 수 있다. 일례로서 부품은 기판을 플라즈마 식각처리하는 챔버(400) 내에서 사용되는 것으로서, 엄청난 고온에서의 플라즈마 공정 시 손상을 방지하는 내성을 갖도록 하기 위해 박막증착 처리를 한다. 일례로서 약액을 분사하는 부품인 노즐이 플라즈마 공정에서 계속해서 사용되면서 손상이 발생하게 되면, 약액의 분사각에 있어서 미세한 오차가 생기게 되며, 이로 인하여 정밀함을 요하는 기판처리공정에 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제의 발생을 방지하기 위해, 본 발명에 따른 박막증착기(1000)는 증착대상물(1)을 박막증착 처리하여 플라즈마 처리에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 박막증착기(1000)는 원료가스 공급탱크(100), 반응가스 공급탱크(200), 챔버(400), 진공펌프(미도시), 및 유속증가장치(500)를 포함한다.

상기 원료가스 공급탱크(100)는 챔버(400)에 원료가스를 공급하기 위해 원료가스(Source Gas)가 수용된 탱크이다. 원료가스는 코팅(흡착)하고자 원료를 가스상태로 한 것으로서, 박막증착에서는 전구체 가스(Precursor Gas)를 의미한다. 이러한 전구체는 반응을 도와주는 물질로서 먼저 증착대상물(1)의 표면과 반응하여 증착되고, 증착된 전구체는 이후 공급되는 반응가스와 화학반응을 함에 따라 증착대상물(1)의 표면에 원자층이 형성된다.

또한 반응가스 공급탱크(200)는 챔버(400)에 반응가스를 공급하기 위해 반응가스가 수용된 탱크이다. 반응가스(Reactant Gas)는 산화 반응가스로서 H₂O, O₃, O₂, H₂O₂ 등이 활용되거나, 질화 반응가스로서 NH₃, N₂H₄ 등이 활용될 수 있다.

아울러 퍼지가스 공급탱크(300)는 챔버(400)에 퍼지가스를 공급하기 위해 퍼지가스가 수용된 탱크이다.

이와 같이 구성되는 원료가스 공급탱크(100), 반응가스 공급탱크(200), 및 퍼지가스 공급탱크(300)로부터의 가스공급에 의한 원자층증착(여러 가지 박막증착 중 하나의 방법) 과정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저 원료가스가 챔버(400)에 공급되어 증착대상물(1)의 표면과 반응하여 증착되고, 이후 퍼지가스가 챔버(400)에 공급되어 반응되지 않고 남은 원료가스를 배출(제거)시킨다. 다음으로 반응가스가 챔버(400)에 공급되어 증착대상물(1) 표면의 원료가스와 반응하여 증착대상물(1)의 표면에 한층의 원자층을 형성시킨다. 마지막으로 퍼지가스가 공급되어 반응되지 않고 남은 반응가스를 배출(제거)시킨다. 상술된 바와 같은 과정은 반복적으로 이루어짐으로써 증착대상물(1)의 표면에 원자층이 적층하여 생기게 된다.

그리고, 상기 챔버(400)는 밀폐된 구조로서 증착대상물(1)이 수용되도록 적정한 크기의 내부 공간을 가진다. 이러한 챔버(400)는 가스주입부(410)와 가스배출구(420)를 가진다. 가스주입부(410)는 원료가스노즐(411), 반응가스노즐(412), 및 퍼지가스노즐(413)을 포함한다. 이때 원료가스노즐(411)은 원료가스 공급탱크(100)와 원료가스 공급관(101)에 의해 연결되고, 반응가스노즐(412)은 반응가스 공급탱크(200)와 반응가스 공급관(201)에 의해 연결되며, 퍼지가스노즐(413)은 퍼지가스 공급탱크(300)와 퍼지가스 공급관(301)에 의해 연결된다. 또한 가스배출구(420)는 가스주입부(410)가 형성된 챔버(400) 일측부의 반대 방향에 위치된 챔버(400) 타측부에 형성된다. 이때 챔버(400)는 일례로서 도 3에 도시된 바와 같이 가스주입부(410)가 일측 측부에 가스배출구(420)가 타측 측부에 배치될 수 있고, 다른 일례로서 도 4에 도시된 바와 같이 가스주입부(410)가 상측부에 가스배출구(420)가 하측부에 배치될 수 있다. 아울러 챔버(400)는 진공펌프(미도시)와 연결되어 내부 공간에 불필요한 기체가 없도록 내부 공간이 진공화된다. 이러한 진공펌프는 가스배출구(420)와 연결될 수 있으며 이에 의해 가스주입부(410)를 통해 주입된 가스가 원활하게 배출되도록 할 수 있다.

한편, 상기 유속증가장치(500)는 장치바디(510)와, 유속증가홀부(520)를 포함한다.

상기 장치바디(510)는 챔버(400) 내에 배치된다. 이러한 장치바디(510)는 챔버(400) 내에서 가스주입부(410)와 가스배출구(420) 사이에 배치된다. 구체적으로 장치바디(510)는 가스주입부(410)와 증착대상물(1) 사이에 배치되어, 가스주입부(410)를 통해 주입된 가스가 장치바디(510)를 통과하여 증착대상물(1)에 이를 수 있도록 한다.

또한 유속증가홀부(520)는 장치바디(510)에 홀 구조로 형성된 부분이다. 이러한 유속증가홀부(520)는 통과된 가스의 유속이 외부보다 빠르도록 가스의 통과방향으로 테이퍼진 구조를 이룬다. 즉 유속증가홀부(520)는 점차적으로 단면적이 줄어드는 구조를 포함한다. 이러한 구조는 후술된 바와 같이 구체적으로 유속증가장치(500)의 가스유입구(521)로부터 유속증가부분(522)까지 범위의 구조이다. 이와 같은 구조에 의하여 챔버(400) 내에서 유속증가홀부(520)를 통과한 가스는 유속증가홀부(520)를 통과하지 않는 주변의 가스에 비하여, 상대적으로 빠른 유속을 가지게 된다.

구체적으로 유속증가홀부(520)는 가스가 유입되는 가스유입구(521)와 가스가 유출되는 가스유출구(523)가 형성된다. 또한 유속증가홀부(520)는 가스유입구(521)와 가스유출구(523)를 연결하는 유속증가부분(522)이 형성되는데, 이때 유속증가부분(522)은 가스유입구(521)와 가스유출구(523)보다 단면적이 작게 형성된다. 이러한 유속증가홀부(520)의 구조는 벤츄리 효과(베르누이 정리)를 활용한 것으로서, 가스유입구(521)를 통해 유입된 가스가 단면적이 상대적으로 작은 유속증가부분(522)을 통과할 때 유속이 빨라지게 된다.

나아가, 상기 유속증가홀부(520)는 유속증가부분(522)으로부터 가스유출구(523)까지의 범위에서는 단면적이 점차적으로 확장되는데, 이러한 확장 구조는 크기가 큰 증착대상물(1)에 대해서도 빠른 유속의 가스를 공급할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 유속증가부분(522)의 내면(522a)은 내측으로 볼록하게 형성된다. 유속증가부분(522)의 볼록한 구조는 유속증가부분(522)이 가스유입구(521)와 가스유출구(523)보다 단면적이 작은 구조를 구현한다. 이때 유속증가부분(522)의 볼록한 구조에 의하여 유속증가홀부(520)의 내면은 가스 통과방향으로 장치바디(510)의 외면보다 길이가 길게 형성되는데, 코안다 효과에 따라 유속증가홀부(520)의 내면을 타고 가는 가스의 유속이 빨라지게 된다. 아울러 이에 따라 유속증가홀부(520) 내측의 압력이 떨어짐에 따라 유속가스장치(500) 주위의 가스도 끌어당김으로써 유속가스장치(500) 주위보다 유량도 크게 할 수 있다. 나아가 이러한 구조는 가스의 유동저항을 가장 덜 받는 굴곡진 구조로서, 가스가 가스유출구(523) 측으로 가기 위해 통과 시 원활하게 유동할 수 있도록 한다.

아울러, 가스유입구(521)의 둘레에 배치된 장치바디(510)의 선단부(510a)는 굴곡지게 형성될 수 있다. 즉, 가스유입구(521)를 통해 유입되기 전에 가스가 장치바디(510)의 선단부(510a)에서 가스유입구(521) 측으로 원활하게 유동되도록, 장치바디(510)의 선단부(510a)는 가스의 유동저항을 가장 덜 받는 굴곡진 구조를 취할 수 있다.

나아가, 유속증가홀부(520)의 내면의 표면조도는 0.01㎛보다 작을 수 있다. 이로 인하여 가스의 유동을 최대한 방해하지 않게 된다. 즉 유속증가홀부(520)의 내면의 표면조도가 0.01㎛ 이상이 되면 유동하는 가스와의 마찰로 인하여 가스의 유속이 저하될 수 있다.

상술된 바와 같이 본 발명은 유속증가홀부(520)가 형성된 유속증가장치(500)가 구성됨으로써, 챔버(400)에 주입된 가스가 증착대상물(1)의 다양한 단차 또는 밀폐된 홀(1a)과 같은 일측이 밀폐된 공간에 빠른 유속으로 투입될 수 있어서 가스의 순환력을 높임에 따라, 박막증착을 균일하면서도 효과적으로 수행할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막증착기를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 7은 유속증가장치가 위치이동하는 것을 나타낸 도면이고, 도 8은 유속증가장치가 틸팅하는 것을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 박막증착기(1000)는 장치구동유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 장치구동유닛은 도 7에 도시된 바와 같이 유속증가홀부(520)가 위치이동되도록, 장치바디(510)에 연결되어 장치바디(510)를 위치이동시키도록 구성된다. 즉, 장치구동유닛은 장치바디(510)에 연결된 구조를 취하며, 유속증가홀부(520)의 위치이동이 가능하도록 장치바디(510)를 횡방향 및 종방향으로 이동시킬 수 있도록 구성된다. 이러한 장치구동유닛은 전기 등의 구동원으로 작동될 수 있는 구동부재로서, 본 발명에 의해 한정되지 않고 장치바디(510)를 원활하게 위치이동시키는 부재라면 종래의 어떠한 구동부재도 활용될 수 있음은 물론이다.

일례로서, 도 7에 도시된 바와 같이 증착대상물(1)의 크기가 커서 홀(1a)이 넓은 범위에 걸쳐 복수 개가 형성된 경우, 본 발명은 장치구동유닛에 의해 장치바디(510)를 위치이동시켜서 유속증가홀부(520)를 위치이동시킴으로써, 증착대상물(1)의 전체적인 부분에 대해 균일한 박막증착 코팅을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 박막증착기(1000)는 장치틸팅유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 장치틸팅유닛은 도 8에 도시된 바와 같이 유속증가홀부(520)가 틸팅되도록, 장치바디(510)에 연결되어 장치바디(510)를 틸팅시키도록 구성된다. 즉, 장치틸팅유닛은 장치바디(510)에 연결된 구조를 취하며, 유속증가홀부(520)의 틸팅이 가능하도록 장치바디(510)를 틸팅시킬 수 있도록 구성된다. 이러한 장치틸팅유닛은 전기 등의 구동원으로 작동될 수 있는 구동부재로서, 본 발명에 의해 한정되지 않고 장치바디(510)를 원활하게 틸팅시키는 부재라면 종래의 어떠한 구동부재도 활용될 수 있음은 물론이다.

일례로서, 도 8에 도시된 바와 같이 증착대상물(1)의 크기가 커서 복수 개의 홀(1a) 중 일부가 경사지게 형성된 경우, 본 발명은 장치틸팅유닛에 의해 장치바디(510)를 틸팅시켜서 유속증가홀부(520)를 틸팅시킴으로써, 증착대상물(1)의 전체적인 부분에 대해 균일한 박막증착 코팅을 수행할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막증착기를 나타낸 도면이다. 구체적으로 도 9는 유속증가장치가 복수 개 배치된 것을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 박막증착기(1000)에서 장치바디(510)는 복수 개가 서로의 유속증가홀부(520)를 통한 가스 통과방향에 비간섭되도록 배치될 수 있다. 즉, 유속증가장치(500)가 챔버(400) 내에서 복수 개 배치될 수 있으며, 이때 다른 유속증가장치(500)의 유속증가홀부(520)를 통한 가스가 서로 통과되지 않도록 배치될 수 있다.

일례로서, 도면에 도시된 바와 같이 챔버(400) 내에 복수 개의 증착대상물(1)이 배치된 경우, 본 발명은 이와 대응되게 복수 개의 유속증가장치(500)가 배치됨으로써, 복수 개의 증착대상물(1)에 대해 균일한 박막증착 코팅을 수행할 수 있다.

도 10 내지 도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막증착기이다.

구체적으로, 도 10은 증착대상물이 위치이동하는 것을 나타낸 도면이고, 도 11은 증착대상물이 틸팅하는 것을 나타낸 도면이며, 도 12는 증착대상물이 자전하는 것을 나타낸 도면이고, 도 13은 증착대상물이 공전하는 것을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 박막증착기(1000)는 홀더(600)와 대상물구동유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 참고로, 도 10 내지 도 13에서의 도면부호 500은 상술된 유속증가장치이다.

상기 홀더(600)는 챔버(400) 내에 배치되며 증착대상물(1)을 홀딩한다. 이러한 홀더(600)는 증착대상물(1)을 그립하여 증착대상물(1)이 잡고 있도록 하는 부재로서, 본 발명에 의해 한정되지 않고 증착대상물(1)을 견고하면서도 안정적으로 홀딩시키는 부재라면 종래의 어떠한 부재도 활용될 수 있음은 물론이다.

또한 대상물구동유닛은 도 10에 도시된 바와 같이 증착대상물(1)이 위치이동되도록, 홀더(600)에 연결되어 홀더(600)를 위치이동시키도록 구성된다. 즉, 대상물구동유닛은 홀더(600)에 연결된 구조를 취하며, 증착대상물(1)의 위치이동이 가능하도록 홀더(600)를 위치이동시킬 수 있도록 구성된다. 이러한 대상물구동유닛은 전기 등의 구동원으로 작동될 수 있는 구동부재로서, 본 발명에 의해 한정되지 않고 홀더(600)를 원활하게 위치이동시키는 부재라면 종래의 어떠한 구동부재도 활용될 수 있음은 물론이다.

일례로서, 도 10에 도시된 바와 같이 증착대상물(1)의 크기가 커서 홀(1a)이 넓은 범위에 복수 개가 형성된 경우, 본 발명은 대상물구동유닛에 의해 홀더(600)를 위치이동시켜 증착대상물(1)을 위치이동시킴으로써, 증착대상물(1)의 전체적인 부분에 대해 균일한 박막증착 코팅을 수행할 수 있다.

그리고, 본 발명의 박막증착기(1000)는 대상물틸팅유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 대상물틸팅유닛은 도 11에 도시된 바와 같이 증착대상물(1)이 틸팅되도록, 홀더(600)에 연결되어 홀더(600)를 틸팅시키도록 구성된다. 즉, 대상물틸팅유닛은 홀더(600)에 연결된 구조를 취하며, 증착대상물(1)의 틸팅이 가능하도록 홀더(600)를 틸팅시킬 수 있도록 구성된다. 이러한 틸팅유닛은 전기 등의 구동원으로 작동될 수 있는 틸팅부재로서, 본 발명에 의해 한정되지 않고 홀더(600)를 원활하게 틸팅시키는 부재라면 종래의 어떠한 틸팅부재도 활용될 수 있음은 물론이다.

일례로서, 도 11에 도시된 바와 같이 증착대상물(1)의 크기가 커서 홀(1a) 중 일부가 경사지게 형성된 경우, 본 발명은 대상물틸팅유닛에 의해 홀더(600)를 틸팅시켜서 증착대상물(1)을 틸팅시킴으로써, 증착대상물(1)의 전체적인 부분에 대해 균일한 박막증착 코팅을 수행할 수 있다.

한편, 본 발명의 박막증착기(1000)는 대상물자전유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 대상물자전유닛은 도 12에 도시된 바와 같이 증착대상물(1)이 자전되도록 홀더(600)에 연결되어 홀더(600)를 자전시키도록 구성된다. 즉, 대상물자전유닛은 홀더(600)에 연결된 구조를 취하며, 증착대상물(1)의 자전이 가능하도록 홀더(600)를 자전시킬 수 있도록 구성된다. 이러한 대상물자전유닛은 전기 등의 구동원으로 작동될 수 있는 구동부재로서, 본 발명에 의해 자전되지 않고 홀더(600)를 원활하게 자전시키는 부재라면 종래의 어떠한 구동부재도 활용될 수 있음은 물론이다.

일례로서, 도 12에 도시된 바와 같이 증착대상물(1)에서 복수 개의 홀(1a)의 길이가 서로 다르게 형성된 경우, 본 발명은 대상물자전유닛에 의해 홀더(600)를 자전시켜서 증착대상물(1)을 자전시킴으로써, 증착대상물(1)의 전체적인 부분에 대해 균일한 박막증착 코팅을 수행할 수 있다.

그리고, 본 발명의 박막증착기(1000)는 대상물공전유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 대상물공전유닛은 도 13에 도시된 바와 같이 증착대상물(1)이 공전되도록, 홀더(600)에 연결되어 홀더(600)를 공전시키도록 구성된다. 즉, 대상물공전유닛은 홀더(600)에 연결된 구조를 취하며, 증착대상물(1)의 공전이 가능하도록 홀더(600)를 공전시킬 수 있도록 구성된다. 이러한 대상물공전유닛은 전기 등의 구동원으로 작동될 수 있는 구동부재로서, 본 발명에 의해 공전되지 않고 홀더(600)를 원활하게 공전시키는 부재라면 종래의 어떠한 구동부재도 활용될 수 있음은 물론이다.

일례로서, 도 13에 도시된 바와 같이 증착대상물(1)에서 복수 개의 홀(1a)의 길이가 서로 다르게 형성된 경우, 본 발명은 대상물공전유닛에 의해 홀더(600)를 공전시켜서 증착대상물(1)을 공전시킴으로써, 증착대상물(1)의 전체적인 부분에 대해 균일한 박막증착 코팅을 수행할 수 있다.

도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 박막증착기를 나타낸 도면이다.

구체적으로, 도 14는 도 9의 유속증가장치의 전측에 가스분배유닛이 배치된 것을 나타낸 도면이다. 참고로 도면부호 1은 증착대상물이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 가스분배유닛(700)을 더 포함할 수 있다. 상기 가스분배유닛(700)은 가스주입부(410)와 유속증가장치(500) 사이에 배치되어 가스주입부(410)를 통해 주입된 가스를 분배한다. 이러한 가스분배유닛(700)은 분배하우징(710)과 분배홀부(720)를 포함할 수 있다. 상기 분배하우징(710)은 가스주입부(410)와 연통되며 내부에 가스수용공간을 가진다. 또한 분배홀부(720)는 유속증가장치(500) 측에 배치된 분배하우징(710)의 후단부에 형성되며, 복수 개가 서로 일정간격 이격배치된다.

이와 같이 구성되는 가스분배유닛(700)에 의하여 가스주입부(410)를 통해 챔버(400)로 주입된 가스는, 가스분배유닛(700)의 분배하우징(710)에 먼저 채워진 후 복수 개의 분배홀부(720)에 의해 균등하게 분배되어 유속증가장치(500)로 유동하게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1 : 증착대상물 1a : 홀
100 : 원료가스 공급탱크 101 : 원료가스 공급관
200 : 반응가스 공급탱크 201 : 반응가스 공급관
300 : 퍼지가스 공급탱크 301 : 퍼지가스 공급관
400 : 챔버 410 : 가스주입부
411 : 원료가스노즐 412 : 반응가스노즐
413 : 퍼지가스노즐 420 : 가스배출구
500 : 유속증가장치 510 : 장치바디
510a : (장치바디의)선단부 520 : 유속증가홀부
521 : 가스유입구 522 : 유속증가부분
522a : (유속증가부분의)내면 523 : 가스유출구
600 : 홀더 700 : 가스분배유닛
710 : 분배하우징 720 : 분배홀부
1000 : 박막증착기

Claims

챔버 내에 배치되는 장치바디; 및
상기 장치바디에 형성되며, 통과된 가스의 유속이 외부보다 빠르도록 가스의 통과방향으로 테이퍼진 유속증가홀부;
를 포함하는 박막증착기의 유속증가장치.
제1항에 있어서,
상기 유속증가홀부는,
가스가 유입되는 가스유입구와 가스가 유출되는 가스유출구가 형성되며,
상기 가스유입구와 상기 가스유출구를 연결하고 상기 가스유입구와 상기 가스유출구보다 단면적이 작은 유속증가부분이 형성된 박막증착기의 유속증가장치.
제2항에 있어서,
상기 유속증가부분의 내면은 내측으로 볼록하게 형성된 박막증착기의 유속증가장치.
제3항에 있어서,
상기 가스유입구의 둘레에 배치된 상기 장치바디의 선단부는 굴곡지게 형성된 박막증착기의 유속증가장치.
제1항에 있어서,
상기 유속증가홀부가 위치이동되도록, 상기 장치바디에 연결되어 상기 장치바디를 위치이동시키는 장치구동유닛;
을 더 포함하는 박막증착기의 유속증가장치.
제1항에 있어서,
상기 유속증가홀부가 틸팅되도록, 상기 장치바디에 연결되어 상기 장치바디를 틸팅시키는 장치틸팅유닛;
을 더 포함하는 박막증착기의 유속증가장치.
제1항에 있어서,
상기 장치바디는 복수 개가 서로의 상기 유속증가홀부를 통한 가스 통과방향에 비간섭되도록 배치된 박막증착기의 유속증가장치.
제1항에 있어서,
상기 유속증가홀부의 내면의 표면조도는 0.01㎛보다 작은 박막증착기의 유속증가장치.
원료가스노즐, 반응가스노즐, 및 퍼지가스노즐을 포함하는 가스주입부와, 가스배출구를 가진 챔버;
상기 챔버와 연결된 진공펌프; 및
상기 챔버 내에 배치된 유속증가장치;를 포함하며,
상기 유속증가장치는,
장치바디; 및
상기 장치바디에 형성되며, 통과된 가스의 유속이 외부보다 빠르도록 가스의 통과방향으로 단면적이 테이퍼진 유속증가홀부;
를 포함하는 박막증착기.
제9항에 있어서,
상기 유속증가홀부는,
가스가 유입되는 가스유입구와 가스가 유출되는 가스유출구가 형성되며,
상기 가스유입구와 상기 가스유출구를 연결하고 상기 가스유입구와 상기 가스유출구보다 단면적이 작은 유속증가부분이 형성된 박막증착기.
제10항에 있어서,
상기 유속증가부분의 내면은 내측으로 볼록하게 형성되고, 상기 가스유입구의 둘레에 배치된 상기 장치바디의 선단부는 굴곡지게 형성된 박막증착기.
제9항에 있어서,
상기 유속증가홀부는 길이방향이 상기 가스주입부를 통해 주입되는 가스 주입방향의 연장선 상에 배치된 박막증착기.
제9항에 있어서,
상기 유속증가홀부가 위치이동되도록, 상기 장치바디에 연결되어 상기 장치바디를 위치이동시키는 장치구동유닛; 및
상기 유속증가홀부가 틸팅되도록, 상기 장치바디에 연결되어 상기 장치바디를 틸팅시키는 장치틸팅유닛;
을 더 포함하는 박막증착기.
제9항에 있어서,
상기 챔버 내에 배치되며 증착대상물을 홀딩하는 홀더;
상기 증착대상물이 위치이동되도록, 상기 홀더에 연결되어 상기 홀더를 위치이동시키는 대상물구동유닛; 및
상기 증착대상물이 틸팅되도록, 상기 홀더에 연결되어 상기 홀더를 틸팅시키는 대상물틸팅유닛;
을 더 포함하는 박막증착기.
제9항에 있어서,
상기 챔버 내에 배치되며 증착대상물을 홀딩하는 홀더;
상기 증착대상물이 자전되도록, 상기 홀더에 연결되어 상기 홀더를 자전시키는 대상물자전유닛; 및
상기 증착대상물이 공전되도록, 상기 홀더에 연결되어 상기 홀더를 공전시키는 대상물공전유닛;
을 더 포함하는 박막증착기.
제9항에 있어서,
상기 장치바디는 복수 개가 서로의 상기 유속증가홀부를 통한 가스 통과방향에 비간섭되도록 배치된 박막증착기.
제9항에 있어서,
상기 가스주입부와 상기 유속증가장치 사이에 배치되어 상기 가스주입부를 통해 주입된 가스를 분배하는 가스분배유닛;을 더 포함하며,
상기 가스분배유닛은,
상기 가스주입부와 연통되며 내부에 가스수용공간을 가진 분배하우징; 및
상기 유속증가장치 측에 배치된 상기 분배하우징의 후단부에 형성되며, 복수 개가 서로 일정간격 이격배치된 분배홀부;
를 포함하는 박막증착기.
원료가스를 공급하는 원료가스 공급탱크;
반응가스를 공급하는 반응가스 공급탱크;
퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급탱크;
상기 원료가스 공급탱크와 연결된 원료가스노즐, 상기 반응가스 공급탱크와 연결된 반응가스노즐, 및 상기 퍼지가스 공급탱크와 연결된 퍼지가스노즐을 포함하는 가스주입부와, 가스배출구를 가진 챔버;
상기 챔버와 연결된 진공펌프; 및
상기 챔버 내에 배치된 유속증가장치;를 포함하며,
상기 유속증가장치는,
장치바디; 및
상기 장치바디에 형성되며, 통과된 가스의 유속이 외부보다 빠르도록 가스의 통과방향으로 단면적이 테이퍼진 유속증가홀부;
를 포함하는 박막증착기.
제18항에 있어서,
상기 유속증가홀부는,
가스가 유입되는 가스유입구와 가스가 유출되는 가스유출구가 형성되며,
상기 가스유입구와 상기 가스유출구를 연결하고 상기 가스유입구와 상기 가스유출구보다 단면적이 작은 유속증가부분이 형성된 박막증착기.
제19항에 있어서,
상기 유속증가부분의 내면은 내측으로 볼록하게 형성되고, 상기 가스유입구의 둘레에 배치된 상기 장치바디의 선단부는 굴곡지게 형성된 박막증착기.