KR20240019568A - 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템 - Google Patents

가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20240019568A
KR20240019568A KR1020220097405A KR20220097405A KR20240019568A KR 20240019568 A KR20240019568 A KR 20240019568A KR 1020220097405 A KR1020220097405 A KR 1020220097405A KR 20220097405 A KR20220097405 A KR 20220097405A KR 20240019568 A KR20240019568 A KR 20240019568A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
source
gas supply
carrier gas
valve
supply line
Prior art date
Application number
KR1020220097405A
Other languages
English (en)
Inventor
김경민
Original Assignee
주식회사 원익아이피에스
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 원익아이피에스 filed Critical 주식회사 원익아이피에스
Priority to KR1020220097405A priority Critical patent/KR20240019568A/ko
Publication of KR20240019568A publication Critical patent/KR20240019568A/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/448Chemical 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 generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4481Chemical 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 generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45557Pulsed pressure or control pressure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45561Gas plumbing upstream of the reaction chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/52Controlling 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

본 발명은 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판처리를 위해 가스를 공급하는 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 기판처리를 위한 소스가스 및 캐리어가스를 기판처리부(10)에 공급하기 위한 가스공급장치로서, 액체상태의 소스를 공급받아 기화시키는 기화부(100)와; 상기 소스를 소스공급원(20)으로부터 상기 기화부(100)에 공급하는 소스공급라인(200)과; 상기 소스공급라인(200) 중 상기 소스공급원(20) 측에 구비되는 개폐밸브(300)와; 상기 소스공급라인(200) 중 상기 기화부(100) 측에 구비되어 공급되는 상기 소스 유량을 제어하는 제어밸브(400)와; 상기 소스공급라인(200) 중 상기 제어밸브(400)와 상기 기화부(100) 사이에서 결합되어, 상기 캐리어가스를 캐리어가스공급원(30)으로부터 상기 기화부(100)에 공급하는 캐리어가스공급라인(500)과; 상기 개폐밸브(300)와 상기 제어밸브(400) 작동을 제어하며, 상기 소스 공급 시 상기 개폐밸브(300)와 상기 제어밸브(400)를 순차적으로 개방하는 제어부(600)를 포함하는 가스공급장치를 개시한다.

Description

가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템{Gas supply apparatus, gas supply method, and substrate processing system having the same}
본 발명은 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판처리를 위해 가스를 공급하는 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 필요한 박막을 증착시키는 공정이 필수적으로 진행되며, 이때의 박막증착공정에는 스퍼터링(Sputtering)법, 화학기상 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition)법, 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)법 등이 주로 사용된다.
스퍼터링법은, 플라즈마 상태에서 생성된 아르곤 이온을 타겟의 표면에 충돌시키면 타겟의 표면으로부터 이탈된 타겟 물질이 기판 상에 박막으로 증착되게 하는 기술로서, 접착성이 우수한 고순도 박막을 형성할 수 있는 장점은 있으나, 고 종횡비(High Aspect Ratio)를 갖는 미세 패턴을 형성하기에는 한계가 있다.
화학기상증착법은, 다양한 가스들을 반응 챔버로 주입시키고, 열 빛 또는 플라즈마와 같은 고 에너지에 의해 유도된 가스들을 반응가스와 화학 반응시킴으로써 기판 상에 박막을 증착시키는 기술이다.
화학기상증착법은, 신속하게 일어나는 화학반응을 이용하기 때문에 원자들의 열역학적 안정성을 제어하기 매우 어렵고, 박막의 물리적, 화학적 및 전기적 특성이 저하되는 문제점이 있다.
원자층증착법은, 반응가스인 처리가스와 퍼지가스를 교대로 공급하여 기판 상에 원자층 단위의 박막을 증착하는 기술로서, 단차피복성(Step Coverage)의 한계를 극복하기 위해 표면 반응을 이용하기 때문에 고 종횡비를 갖는 미세 패턴 형성에 적절하고, 박막의 전기적 및 물리적 특성이 우수한 장점이 있다.
원자층증착법을 수행하는 장치로는, 챔버 내 기판을 하나씩 로딩하면서 공정을 진행하는 매엽식장치와 챔버 내에 복수개의 기판을 로딩하여 일괄적으로 처리하는 배치(Batch)식 장치가 있다.
한편, 일반적으로 공정챔버 내에 가스를 공급하기 위한 가스공급장치는 기화기를 통해 기화한 소스가스를 캐리어가스와 함께 공정챔버에 공급하는데, 공급 전후 과정에서 일부배관이 오염되는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 기화기와 연결되어 액체상태의 소스와 캐리어가스를 각각 공급하는 소스공급원과 캐리어가스공급원 사이 거리가 이격됨에 따라 이들을 동시에 공급 및 차단할 경우 소스가 배관 내에 잔류하여 배관을 오염시키고 캐리어가스공급원 측으로 역류하는 문제점이 있다.
또한, 소스공급원과 기화기 사이 배관에 구비되는 밸브들 사이 이격거리로 인해 밸브들 사이에 잔여 소스가 존재하거나 밸브 각각에 대한 제어 소요시간이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 잔류소스를 최소화하여 안정적인 가스공급이 가능한 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 기판처리를 위한 소스가스 및 캐리어가스를 기판처리부(10)에 공급하기 위한 가스공급장치로서, 액체상태의 소스를 공급받아 기화시키는 기화부(100)와; 상기 소스를 소스공급원(20)으로부터 상기 기화부(100)에 공급하는 소스공급라인(200)과; 상기 소스공급라인(200) 중 상기 소스공급원(20) 측에 구비되는 개폐밸브(300)와; 상기 소스공급라인(200) 중 상기 기화부(100) 측에 구비되어 공급되는 상기 소스 유량을 제어하는 제어밸브(400)와; 상기 소스공급라인(200) 중 상기 제어밸브(400)와 상기 기화부(100) 사이에서 결합되어, 상기 캐리어가스를 캐리어가스공급원(30)으로부터 상기 기화부(100)에 공급하는 캐리어가스공급라인(500)과; 상기 개폐밸브(300)와 상기 제어밸브(400) 작동을 제어하며, 상기 소스 공급 시 상기 개폐밸브(300)와 상기 제어밸브(400)를 순차적으로 개방하는 제어부(600)를 포함하는 가스공급장치를 개시한다.
상기 캐리어가스공급라인(500)은, 타단이 상기 소스공급라인(200) 중 상기 제어밸브(400)와 상기 기화부(100) 사이, 상기 기화부(100) 및 상기 공급라인부(70) 중 어느 하나에 결합할 수 있다.
상기 제어부(600)는, 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 캐리어가스가 공급되는 상태에서 상기 소스 공급을 위해 상기 개폐밸브(300)를 개방할 수 있다.
상기 소스 공급 시 상기 개폐밸브(300) 개방 전에 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 캐리어가스를 공급할 수 있다.
상기 제어부(600)는, 상기 개폐밸브(300) 개방 후 미리 설정된 시간 경과 시 상기 제어밸브(400)를 개방할 수 있다.
상기 제어부(600)는, 상기 개폐밸브(300) 개방 후 상기 소스공급라인(200) 중 상기 개폐밸브(300)와 상기 제어밸브(400) 사이에서의 상기 소스유량 및 압력 중 적어도 하나의 측정값이 미리 설정된 값 이상일 때 상기 제어밸브(400)를 개방할 수 있다.
상기 제어부(600)는, 상기 소스 공급 차단 시 상기 개폐밸브(300)와 상기 제어밸브(400)를 순차적으로 폐쇄할 수 있다.
상기 제어부(600)는, 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 캐리어가스가 공급되는 상태에서 상기 소스 공급차단을 위해 상기 개폐밸브(300)를 폐쇄할 수 있다.
상기 소스 공급 차단 시 상기 제어밸브(400) 폐쇄 이후에 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통한 상기 캐리어가스 공급을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명은, 기판처리가 수행되는 기판처리부(10)와; 상기 기판처리부(10)에 소스가스 및 캐리어가스를 공급하는 가스공급장치(40)와; 상기 가스공급장치(40)에 액체상태의 소스를 공급하는 소스공급원(20)과; 상기 가스공급장치(40)에 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스공급원(30)을 포함하는 기판처리시스템을 개시한다.
또한, 본 발명은, 상기 소스공급원(20)으로부터 상기 소스공급라인(200)을 통해 상기 기화부(100)에 액체상태인 상기 소스를 공급하는 소스공급단계(S200)와; 상기 기화부(100)를 통해 공급된 상기 소스를 기화하는 소스기화단계(S300)를 포함하며, 상기 소스공급단계(S200)는, 상기 개폐밸브(300)를 개방하는 개폐밸브개방단계(S210)와, 상기 개폐밸브개방단계(S210) 이후에 상기 제어밸브(400)를 개방하는 제어밸브개방단계(S220)를 포함하는 가스공급방법을 개시한다.
상기 소스공급단계(S200) 전에 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 기화부(100)에 상기 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스공급단계(S100)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 소스공급단계(S200)는, 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 캐리어가스가 공급되는 상태에서 상기 개폐밸브(300)를 개방할 수 있다.
상기 소스기화단계(S300) 이후에 상기 개폐밸브(300)를 폐쇄하는 개폐밸브폐쇄단계(S410)와, 상기 개폐밸브폐쇄단계(S410) 이후에 상기 제어밸브(400)를 폐쇄하는 제어밸브폐쇄단계(S420)를 포함하는 소스차단단계(S400)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 소스차단단계(S400)는, 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 캐리어가스가 공급되는 상태에서 상기 개폐밸브(300)를 폐쇄할 수 있다.
상기 소스차단단계(S400) 이후에 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통한 상기 캐리어가스 공급을 차단하는 캐리어가스차단단계(S500)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 소스공급단계(S200), 상기 소스기화단계(S300) 및 상기 소스차단단계(S400) 동안 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 캐리어가스를 지속적으로 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템은, 소스공급라인을 통해 소스전달 전 캐리어가스를 소스공급라인 내 먼저 공급함으로써 기화기 내부를 예열하고 안정화할 수 있는 이점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템은, 캐리어가스를 먼저 공급함으로써 소스공급라인 내 잔류 소스의 역류를 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템은, 기화기 내 소스 공급 시 개폐밸브와 제어밸브를 순차적으로 오픈함으로써 제어밸브를 통한 공급유량을 정밀하게 제어할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템은, 기화기 내 소스 공급 차단 시 개폐밸브와 제어밸브를 순차적으로 폐쇄함으로써 소스공급원으로의 역류를 방지하고 개폐밸브와 제어밸브 사이에 소스잔류를 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 기판처리시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는, 본 발명에 따른 가스공급장치의 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은, 본 발명에 따른 가스공급방법을 보여주는 순서도이다.
본 발명에 따른 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판처리가 수행되는 기판처리부(10)와; 상기 기판처리부(10)에 소스가스 및 캐리어가스를 공급하는 가스공급장치(40)와; 상기 가스공급장치(40)에 액체상태의 소스를 공급하는 소스공급원(20)과; 상기 가스공급장치(40)에 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스공급원(30)을 포함한다.
또한 본 발명에 따른 기판처리시스템은, 기판처리부(10)에 대한 배기를 수행하기 위한 배기라인(60) 및 배기라인(60)에 연결되는 외부펌프(50)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리시스템은, 소스가스 및 캐리어가스를 공급하기 위한 가스공급장치(40)뿐만 아니라, 기판처리부(10)에 기판처리를 위한 퍼지가스 및 반응가스를 공급하기 위한 퍼지가스공급부(80) 및 반응가스공급부(90)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리시스템은, 가스공급장치(40)와 기판처리부(10) 사이를 연결하기 위한 공급라인부(70)를 추가로 포함할 수 있다.
여기서 기판처리 대상이 되는 기판은, 반도체 기판, LED, LCD 등의 표시장치에 사용하는 기판, 태양전지 기판, 글라스 기판 등을 포함할 수 있으며, 종래 개시된 어떠한 형태의 대상 기판도 적용 가능하다.
또한, 기판처리란, 증착공정, 보다 바람직하게는 원자층증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)을 사용한 증착공정을 의미하나, 이에 한정되는 것은 아니며 화학기상증착법을 이용한 증착공정, 열처리공정 등도 포함할 수 있다.
상기 기판처리부(10)는, 기판처리가 수행되며 배기라인(60)을 통해 내부가 배기되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 기판처리부(10)는, 단일의 기판이 도입되어 기판처리가 수행되는 매엽식 장치일 수 있으며, 다른 예로서 다수의 기판이 기판적재부를 통해 도입되어 기판처리가 동시에 수행되는 배치식 장치일 수 있다.
예를 들면, 상기 기판처리부(10)는, 복수의 기판이 적층된 기판적재부가 수용되도록 내부에 수용공간을 형성하는 공정튜브와, 후술하는 퍼지가스공급부(80), 반응가스공급부(90) 및 가스공급장치(40)와 연결되어 수용공간에 소스가스, 반응가스, 캐리어가스 및 퍼지가스를 공급하기 위한 매니폴드를 포함할 수 있다.
이를 통해 상기 기판처리부(10)는, 복수의 기판이 적층된 기판적재부가 수용되어 증착막 형성 등의 기판처리 공정을 수행할 수 있다.
한편, 상기 기판처리부(10)는, 다양한 재질로 구성될 수 있으며, 예로서 석영(Quartz), 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄(Aluminium), 그라파이트(Graphite), 실리콘 카바이드(Silicon carbide), 산화 알루미늄(Aluminium oxide) 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 배기라인(60)은, 일단이 기판처리부(10)에 연결되고 타단이 외부펌프(50)에 연결되어 기판처리부(10) 내부공간을 배기하는 구성일 수 있다.
이때, 상기 배기라인(60)은, 후술하는 바이패스라인(72)에 연결되어, 바이패스라인(72)을 통해 바이패스되어 전달되는 캐리어가스를 함께 외부펌프(50)를 통해 외부로 배기할 수 있다.
상기 소스공급원(20)은, 기화부(100)에 액체상태의 소스를 공급하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 소스공급원(20)은, 액체상태의 소스를 저장하는 저장탱크로서, 후술하는 개폐밸브(300) 및 제어밸브(400)를 통해 적정 시간에 적정 유량으로 액체상태의 소스를 기화부(100)에 공급할 수 있다.
즉, 상기 소스공급원(20)은, 소스공급라인(200)을 통해 기화부(100)와 연결될 수 있으며, 소스공급라인(200) 상에 설치되는 개폐밸브(300) 및 제어밸브(400)를 통해 소스 공급여부 및 공급유량을 제어할 수 있다.
상기 캐리어가스공급원(30)은, 기판처리부(10)에 캐리어가스를 공급하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 캐리어가스공급원(30)은, 기체상태의 캐리어가스를 저장하는 저장탱크로서, 캐리어가스를 기화부(100)를 거치거나, 기화부(100)를 생략하고 기판처리부(10)에 공급할 수 있다.
이를 위해, 상기 캐리어가스공급원(30)은, 캐리어가스공급라인(500)을 통해 기판처리부(10) 측과 연통할 수 있으며, 캐리어가스공급라인(500) 상에 설치되는 캐리어가스공급라인밸브를 통해 캐리어가스 공급여부 및 공급유량을 제어할 수 있다.
이때, 상기 캐리어가스는, 기체상태의 소스가스의 이동을 강화하고 소스가스공급라인(73)을 포함하는 구성에 캐리어가스가 잔류하는 것을 방지하기 위한 구성일 수 있다.
예를 들면, 상기 캐리어가스는, 불활성가스로서, N2가스가 사용될 수 있다.
상기 퍼지가스공급부(80)는, 기판처리부(10)에 기판처리를 위한 퍼지가스를 공급하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 퍼지가스공급부(80)는, 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급원(82)과, 일단이 퍼지가스공급원(82)에 결합하고 타단이 기판처리부(10)에 결합하여 기판처리부(10)에 퍼지가스를 전달하는 복수의 퍼지가스공급라인(81)을 포함할 수 있다.
상기 퍼지가스공급라인(81)은, 퍼지가스공급원(82)으로부터 퍼지가스를 기판처리부(10)에 전달하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 퍼지가스공급라인(81)은, 퍼지가스공급밸브(83)가 설치되어 퍼지가스 공급 여부 및 공급 유량을 결정할 수 있다.
예를 들면, 상기 퍼지가스공급라인(81)은, 복수개, 예컨대 4개로 구비될 수 있으며, 각각 구비되는 퍼지가스공급원(82)으로부터 퍼지가스를 공급받거나 단일의 퍼지가스공급원(82)에 연결되어 선택적, 독립적으로 퍼지가스를 공급받을 수 있다.
이때, 복수의 퍼지가스공급라인(81) 중 하나는 전술한 소스가스공급라인(73)과 결합, 즉 분기되어 소스가스공급라인(73)이 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 퍼지가스공급라인(81)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 전술한 기판처리부(10) 내 가스공급노즐에 대응되어 순차적으로 3개의 퍼지가스공급라인(81)이 이웃하여 배치되고, 반응가스공급라인(91), 나머지 한개의 퍼지가스공급라인(81) 순서대로 배치될 수 있다.
또한, 상기 퍼지가스공급라인(81) 중 이웃하는 위치에 다른 퍼지가스공급라인(81)이 배치되는 2번째 퍼지가스공급라인(81)에 전술한 소스가스공급라인(73)이 연결되어, 퍼지가스 뿐만 아니라 소스가스 및 캐리어가스를 선택적으로 공급할 수 있다.
이로써, 상기 퍼지가스공급라인(81)들은, 반응가스공급라인(91) 및 소스가스와 캐리어가스가 공급되는 위치 양 옆에서 퍼지가스가 공급될 수 있도록 유도할 수 있다.
상기 반응가스공급부(90)는, 기판처리부(10)에 기판처리를 위한 반응가스를 공급하기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 반응가스공급부(90)는, 반응가스를 공급하는 반응가스공급원(92)과, 상기 반응가스공급원(92)과 상기 기판처리부(10) 사이에 연결되어 상기 기판처리부(10)에 상기 반응가스를 전달하는 반응가스공급라인(91)을 구비할 수 있다.
상기 반응가스공급라인(91)은, 이웃하는 퍼지가스공급라인(81) 사이에 배치되어 반응가스를 기판처리부(10) 내에 공급할 수 있으며, 반응가스공급밸브(93)를 통해 반응가스 공급여부 또는 공급유량을 제어할 수 있다.
한편, 상기 반응가스공급라인(91)은, 필요에 따라 퍼지가스공급원(82)에 연결되어 퍼지가스를 공급할 수 있음은 또한 물론이다.
상기 공급라인부(70)는, 가스공급장치(40)와 기판처리부(10) 사이를 연결하기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 공급라인부(70)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기화부(100)와 기판처리부(10)를 연결하며 소스가스 및 캐리어가스를 전달하는 소스가스공급라인(73)과; 일단이 소스가스공급라인(73)에 연결되고 타단이 배기라인(60)에 연결되어 소스가스공급라인(73)을 바이패스하는 캐리어가스 및 소스가스 중 적어도 하나를 배기라인(60) 측으로 전달하는 바이패스라인(72)을 포함한다.
상기 소스가스공급라인(73)은, 가스공급장치(40)와 기판처리부(10)를 연결하며 소스가스 및 캐리어가스를 전달하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 소스가스공급라인(73)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 일단이 가스공급장치(40)에 결합하고 타단이 후술하는 퍼지가스공급라인(81)에 결합하여 이들 사이를 연통하도록 연결할 수 있으며, 퍼지가스공급라인(81)에 소스가스 및 캐리어가스를 전달함으로써, 기판처리부(10)에 소스가스 및 캐리어가스를 공급할 수 있다.
즉, 상기 소스가스공급라인(73)은, 퍼지가스공급라인(81)에 결합되어 퍼지가스공급라인(81)을 통해 기판처리부(10)와 연통할 수 있으며, 퍼지가스공급라인(81)으로부터 분기되어 가스공급장치(40), 보다 구체적으로는 기화부(100)에 결합할 수 있다.
한편, 상기 소스가스공급라인(73)은 전술한 바와 달리, 일단이 가스공급장치(40)에 결합하고 타단이 기판처리부(10)에 결합하여, 가스공급장치(40)와 기판처리부(10)를 직결, 즉 직접적으로 연결할 수도 있음은 또한 물론이다.
또한, 상기 소스가스공급라인(73)은, 바이패스라인(72)과 결합되는 결합위치 전단, 즉 연결되는 퍼지가스공급라인(81) 측에 인접한 위치에 소스가스공급라인밸브(74)가 구비되며, 이를 통해 공급되는 소스가스 및 캐리어가스에 대한 공급여부 및 공급유량을 제어할 수 있다.
상기 바이패스라인(72)은, 소스가스공급라인(73)을 통한 기판처리부(10) 측으로의 소스가스 및 캐리어가스 공급이 차단되는 동안 소스가스 및 캐리어가스 중 적어도 하나가 바이패스되어 배기라인(60) 측으로 이동하는 구성일 수 있다.
예를 들면, 상기 바이패스라인(72)은, 일단이 소스가스공급라인(73)에 연결되고 타단이 배기라인(60)에 연결되며, 소스가스공급라인(73)을 통한 공급이 차단되는 동안 내부에서 캐리어가스 및 소스가스 중 적어도 하나가 바이패스되어 이동할 수 있다.
즉, 상기 바이패스라인(72)은, 소스가스공급라인(73)으로부터 분기되어 배기라인(60)에 연결되는 구성으로서, 소스가스공급라인(73)을 통해 소스가스가 기판처리부(10) 측으로 공급되거나 소스가스공급라인(73)을 통해 캐리어가스가 기판처리부(10) 측으로 공급되는 상황 이외의 경우에 소스가스공급라인(73)으로부터 공급되는 캐리어가스가 바이패스되어 배기라인(60) 측으로 이동할 수 있다.
또한, 상기 바이패스라인(72)은, 바이패스라인밸브(71)가 설치되어, 소스가스 및 캐리어가스 중 적어도 하나의 이동을 제어할 수 있으며, 보다 구체적으로는 소스가스공급라인(73)을 통해 캐리어가스 또는 소스가스가 기판처리부(10) 측으로 공급되는 경우에는 바이패스라인밸브(71)를 통해 바이패스라인(72)을 차단하고 그 이외의 상황에서는 바이패스라인밸브(71)를 통해 바이패스라인(72)을 개방하여 캐리어가스를 전달할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 가스공급장치(40)는, 기판처리부(10)에 소스가스 및 캐리어가스를 공급하는 구성으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 액체상태의 소스를 공급받아 기화시키는 기화부(100)와; 상기 소스를 소스공급원(20)으로부터 상기 기화부(100)에 공급하는 소스공급라인(200)과; 상기 소스공급라인(200) 중 상기 소스공급원(20) 측에 구비되는 개폐밸브(300)와; 상기 소스공급라인(200) 중 상기 기화부(100) 측에 구비되어 공급되는 상기 소스 유량을 제어하는 제어밸브(400)와; 일단이 상기 캐리어가스공급원(30) 결합하여 상기 캐리어가스를 상기 기판처리부(10) 측으로 공급하는 캐리어가스공급라인(500)을 포함한다.
한편, 가스공급장치(40)의 개폐밸브(300)와 제어밸브(400)는 구조 상 이격된 위치에 각각 배치되는 바, 소스 공급 시 동시 또는 제어밸브(400)와 개폐밸브(300) 순서로 순차 개방할 경우 제어밸브(400)를 통한 소스 유량 제어의 정밀도가 저하되고 캐리어가스공급원(30)으로부터 공급되는 캐리어가스가 소스공급원(20) 측으로 역류하는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 제어밸브(400)가 개폐밸브(300)와 동시 또는 먼저 개방될 경우, 소스공급라인(200) 중 제어밸브(400) 입력단 측에 유체가 없는 상태에서 설정유량으로 개방명령이 입력되며, 이 경우 제어밸브(400)가 입력단 측에 유체가 없는 것으로 인식하고 초기 풀오픈 상태가 되는 바 초기 소스공급 유량의 헌팅(haunting)을 발생시키는 문제점이 있다.
또한, 소스 차단 시, 동시 또는 제어밸브(400)를 먼저 차단할 경우 제어밸브(400)와 개폐밸브(300) 사이에 소스 잔류로 인해, 소스공급라인(200)이 오염되고 후속 공급에 영향을 주는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 가스공급장치는, 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여, 개폐밸브(300)와 제어밸브(400) 작동을 제어하는 제어부(600)를 추가로 포함한다.
상기 기화부(100)는, 소스공급원(20)으로부터 전달받은 액체상태의 소스를 기화시키는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
즉, 상기 기화부(100)는, 공급되는 액체상태의 소스를 기화시켜 캐리어가스와 함께 소스가스공급라인(73)으로 전달하여, 기판처리부(10)에 소스가스 및 캐리어가스를 공급할 수 있다.
이때, 상기 기화부(100)는, 챔버와 가열장치를 구비한 상태에서 챔버 내에 소스를 공급받아 가열을 통한 소스 기화로 소스가스를 생성하여 기판처리부(10)에 공급할 수 있고, 이 과정에서 캐리어가스공급원(30)으로부터 캐리어가스를 전달받아 소스가스와 함께 공급할 수 있다.
상기 소스공급라인(200)은, 소스를 소스공급원(20)으로부터 기화부(100)에 공급하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 소스공급라인(200)은, 일단이 상기 기화부(100)에 결합하고 타단이 상기 소스공급원(20)에 결합하여 액체상태의 소스를 기화부(100) 측으로 전달하는 구성일 수 있다.
이때, 상기 소스공급라인(200)은, 후술하는 개폐밸브(300) 및 제어밸브(400)가 설치되어 제어부(600)를 통해 소스 공급여부 및 공급유량이 결정될 수 있다.
상기 개페밸브(300)는, 소스공급라인(200) 중 소스공급원(20) 측에 구비되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 개폐밸브(300)는, 소스공급라인(200)을 개방 또는 차단하는 셧오프밸브로서, 소스공급라인(200)을 통한 소스의 공급 및 차단을 결정할 수 있다.
즉, 상기 개폐밸브(300)는, 제어부(600)를 통해 제어되어 소스공급라인(200)을 개폐할 수 있으며, 더 나아가 후술하는 제어밸브(400)와의 순차적인 개방 및 폐쇄가 이루어질 수 있다.
상기 제어밸브(400)는, 소스공급라인(200) 중 기화부(100) 측에 구비되어 공급되는 소스 유량을 제어하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
즉, 상기 제어밸브(400)는, 공급되는 소스의 유량을 제어하도록 설치되는 유량제어밸브로서, 소스공급라인(200) 내부 유로의 개방정도를 조절하여 공급되는 소스의 유량을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어밸브(400)는, 후술하는 제어부(600)를 통해 제어될 수 있으며, 이로써 개폐밸브(300)와 순차적으로 개방 및 폐쇄될 수 있다.
상기 캐리어가스공급라인(500)은, 일단이 상기 캐리어가스공급원(30) 결합하여 상기 캐리어가스를 상기 기판처리부(10) 측으로 공급하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 캐리어가스공급라인(500)은, 별도의 밸브(미도시)가 구비되어 캐리어가스의 공급여부 및 공급유량을 조절할 수 있으며, 일 실시예로 캐리어가스가 지속적으로 공급되는 경우, 밸브가 생략될 수도 있다.
한편, 이 경우 상기 캐리어가스공급라인(500)은, 일단이 캐리어가스공급원(30)에 결합한 상태에서 타단이 상기 소스공급라인(200) 중 상기 제어밸브(400)와 상기 기화부(100) 사이, 상기 기화부(100) 및 상기 공급라인부(70) 중 어느 하나에 결합할 수 있다.
즉, 일예로, 상기 캐리어가스공급라인(500)은, 소스가스공급라인(200) 중 제어밸브(400)와 기화부(100) 사이에 결합할 수 있으며, 다른 예로서, 기화부(100)에 직접 연결되거나 기화부(100) 후단 공급라인부(70), 보다 구체적으로는 소스가스공급라인(73)에 결합할 수 있다.
이때, 전술한 세가지 실시예 각각의 경우에도 제어밸브(400) 및 개폐밸브(300)가 구비되는 소스공급라인(20)에 캐리어가스를 공급할 수 있는 바, 소스공급 및 차단 시 캐리어가스를 지속적으로 공급함으로써 캐리어가스공급라인(500) 측으로 소스가 역류하는 현상을 방지하는 효과가 있다.
또한, 세가지 실시예 각각의 경우에도 모두 소스차단 시 제어밸브(400)와 개폐밸브(300) 사이에 소스 잔류를 배출하는 효과가 존재하며, 기화부(100)에 대한 직간접적인 예열 및 안정화 효과 또한 존재한다.
상기 제어부(600)는, 개폐밸브(300)와 제어밸브(400) 작동을 제어하여 소스공급원(20)으로부터 기화부(100) 측으로 소스공급을 제어하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 제어부(600)는, 소스 공급 시 개폐밸브(300)와 제어밸브(400)를 순차적으로 개방할 수 있다.
즉, 상기 제어부(600)는, 소스공급원(20)으로부터 기화부(100) 측으로 소스 공급을 개시하기 위하여, 개폐밸브(300) 및 제어밸브(400)를 작동하여 소스공급라인(200)을 개방할 수 있으며, 이때 개폐밸브(300)를 먼저 오픈하고 순차적으로 제어밸브(400)를 오픈할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부(600)는, 개폐밸브(300) 오픈 이후에 미리 설정된 시간이 경과하면 제어밸브(400)를 오픈할 수 있으며, 다른 예로서 개폐밸브(300)와 제어밸브(400) 사이에 설치되는 압력계를 통해 소스공급라인(200) 내부 압력이 미리 설정된 압력 이상일 경우 제어밸브(400)를 오픈할 수 있다.
이로써, 상기 제어부(600)는, 제어밸브(400) 후단에서 소스공급라인(200)과 결합하는 캐리어가스공급라인(500)을 통해 공급되는 캐리어가스가 제어밸브(400)를 거쳐 소스공급원(20) 측으로 역류하는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 개폐밸브(300)와 제어밸브(400) 사이에 소스가 채워진 상태에서 제어밸브(400)를 개방함으로써, 제어밸브(400)를 통한 공급유량에 대한 제어 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부(600)는, 캐리어가스공급라인(500)을 통해 캐리어가스가 공급되는 상태에서 소스공급을 위해 개폐밸브(300)를 개방할 수 있다.
즉, 상기 제어부(600)는, 캐리어가스공급라인(500)을 통한 기화부(100)로 캐리어가스가 공급되는 상태에서 개폐밸브(300)를 개방하여 소스를 공급함으로써, 기화부(100)에 대한 온도 예열 및 안정화가 충분히 이루어진 상태에서 소스를 공급하도록 유도할 수 있다.
보다 구체적으로, 캐리어가스가 기화부(100)에 최초 공급되는 경우, 상대적으로 낮은 온도의 캐리어가스로 인해 기화부(100) 내부에 대한 온도 강하 현상이 발생할 수 있고, 더 나아가 기화부(100) 내 기화가 진행 중인 경우 기화량의 불안정한 변화가 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 기화부(100) 내 캐리어가스를 충분히 공급하여 기화부(100) 내부에 대한 예열 및 안정화가 이루어진 상태에서 소스가스를 공급함으로써, 기화량의 불안정한 변화로 인한 소스가스 공급 안정성이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 소스 공급 시 개폐밸브(300) 개방 전에 캐리어가스공급라인(500)을 통해 캐리어가스가 기화부(100)에 공급될 수 있다.
또한, 상기 제어부(600)는, 전술한 바와 같이 개폐밸브(300)와 제어밸브(400)를 순차적으로 개방할 수 있으며, 개폐밸브(300) 개방 이후 미리 설정된 시간이 경과한 뒤 자동으로 제어밸브(400)를 개방할 수 있고, 다른 예로서 개폐밸브(300) 개방 후 소스공급라인(200) 중 개폐밸브(300)와 제어밸브(400) 사이에서의 소스유량 및 압력 중 적어도 하나의 측정값이 미리 설정된 값 이상일 때 제어밸브(400)를 개방할 수도 있다.
한편, 상기 제어부(600)는, 소스 공급 차단 시 개폐밸브(300)와 제어밸브(400)를 순차적으로 폐쇄할 수 있다.
즉, 상기 제어부(600)는, 소스공급라인(200)을 통한 기화부(100) 측으로의 소스 공급을 차단할 때, 개폐밸브(300)를 먼저 폐쇄하고 이후에 제어밸브(400)를 순차적으로 폐쇄할 수 있다.
이로써, 상기 제어부(600)는, 개폐밸브(300)를 먼저 폐쇄하여 소스공급원(20)으로부터 소스공급을 중단시킨 상태에서, 개폐밸브(300)와 제어밸브(400) 사이에 존재하는 소스를 기판처리부(10) 측으로 충분히 전달한 뒤 잔존하는 소스를 최소화한 상태에서 제어밸브(400)를 차단할 수 있다.
한편, 상기 제어부(600)는, 전술한 소스공급 시와 같이, 캐리어가스공급라인(500)을 통해 캐리어가스가 공급되는 상태에서 소스 공급차단을 위해 개폐밸브(300)를 폐쇄할 수 있다.
즉, 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 캐리어가스가 지속적으로 공급되는 상태에서 소스 공급을 차단할 수 있으며, 이를 위해 개폐밸브(300) 폐쇄 시 캐리어가스는 지속적으로 공급 상태를 유지할 수 있다.
따라서, 개폐밸브(300) 및 제어밸브(400)를 오픈하여 소스를 공급하는 경우와 개폐밸브(300) 및 제어밸브(400)를 폐쇄하여 소스 공급을 차단하는 경우 모두 캐리어가스가 지속적으로 공급되는 상태에서 수행될 수 있으며, 이로써 소스공급 및 소스차단 시 소스공급라인(200)에 잔류하는 소스가 캐리어가스공급원 측으로 역류하는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 상기 제어부(600)는, 개폐밸브(300) 폐쇄 후 미리 설정된 시간 이후에 제어밸브(400)를 폐쇄할 수 있으며, 다른 예로서, 개폐밸브(300)와 제어밸브(400) 사이에 구비되는 압력계 또는 유량계를 통해 측정된 압력 또는 소스 유량이 미리 설정된 값 이하일 때 제어밸브(400)를 차단할 수 있다.
한편, 소스 공급 차단 시 제어밸브(400) 폐쇄 이후에 캐리어가스공급라인(500)을 차단하여 캐리어가스 공급을 차단할 수 있으며, 다른 예로서, 지속적으로 캐리어가스공급라인(500)을 통한 캐리어가스 공급은 유지될 수도 있다.
이하 본 발명에 따른 가스공급장치를 통한 가스공급방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 가스공급방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 소스공급원(20)으로부터 상기 소스공급라인(200)을 통해 상기 기화부(100)에 액체상태인 상기 소스를 공급하는 소스공급단계(S200)와; 상기 기화부(100)를 통해 공급된 상기 소스를 기화하는 소스기화단계(S300)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 가스공급방법은, 소스공급단계(S200) 전에 캐리어가스공급라인(500)을 통해 기화부(100)에 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스공급단계(S100)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스공급방법은, 소스기화단계(S300) 이후에 기화부(100)에 소스 공급을 차단하는 소스차단단계(S400)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스공급방법은, 소스차단단계(S400) 이후에 캐리어가스공급라인(500)을 통해 공급되는 캐리어가스를 차단하는 캐리어가스차단단계(S500)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 캐리어가스공급단계(S100)는, 소스공급단계(S200) 전에 캐리어가스공급라인(500)을 통해 기화부(100)에 캐리어가스를 공급하는 단계일 수 있다.
이때, 상기 캐리어가스공급단계(S100)는, 캐리어가스공급라인(500)을 통해 기화부(100)에 캐리어가스를 충분한 시간동안 공급함으로써, 기화부(100)에 온도 예열을 수행하고, 기화부(100)를 통한 소스 기화 및 소스가스 공급 사전 준비 및 안정화를 수행할 수 있다.
따라서, 상기 캐리어가스공급단계(S100)는, 캐리어가스공급원(30)으로부터 캐리어가스공급라인(500) 및 소스공급라인(200)을 거쳐 기화부(100)에 캐리어가스를 공급할 수 있다.
상기 소스공급단계(S200)는, 소스공급원(20)으로부터 소스공급라인(200)을 통해 기화부(100)에 액체상태인 소스를 공급하는 단계일 수 있다.
이때, 상기 소스공급단계(S200)는, 전술한 캐리어가스공급단계(S100)를 통해 충분한 캐리어가스 공급이 이루어짐으로써, 기화부(100)에 대한 예열 및 안정화가 달성된 상태에서 수행될 수 있다.
예를 들면, 상기 소스공급단계(S200)는, 개폐밸브(300)를 개방하는 개폐밸브개방단계(S210)와, 개폐밸브개방단계(S210) 이후에 제어밸브(400)를 개방하는 제어밸브개방단계(S220)를 포함한다.
즉, 상기 소스공급단계(S200)는, 개폐밸브개방단계(S210)를 통해 개폐밸브(300)를 먼저 개방하고, 그 이후에 제어밸브(400)를 개방할 수 있으며, 이때 제어밸브(400)의 순차적인 개방은 미리 설정된 시간이 경과된 이후 또는 제어밸브(400)와 개폐밸브(300) 사이 유로에서의 압력 또는 소스 유량 측정을 통해 수행될 수 있다.
또한, 상기 소스공급단계(S200)는, 캐리어가스공급라인(500)을 통해 캐리어가스가 공급되는 상태에서 개폐밸브(300)를 개방하여, 캐리어가스가 지속적으로 공급되는 동안 소스공급이 개시될 수 있다
상기 소스기화단계(S300)는, 기화부(100)를 통해 공급된 소스를 기화하는 단계일 수 있으며, 이를 통해 소스가스 및 캐리어가스를 기판처리부(10)에 공급할 수 있다.
상기 소스차단단계(S400)는, 소스기화단계(S300) 이후에 기화부(100)에 소스 공급을 차단하는 단계일 수 있다.
즉, 소스가스 공급이 완료된 때 기화부(100)에 소스공급을 차단하는 단계로서, 상기 소스차단단계(S400)는, 소스기화단계(S300) 이후에 상기 개폐밸브(300)를 폐쇄하는 개폐밸브폐쇄단계(S410)와, 개폐밸브폐쇄단계(S410) 이후에 제어밸브(400)를 폐쇄하는 제어밸브폐쇄단계(S420)를 포함할 수 있다.
즉, 소스차단단계(S400) 또한, 소스공급단계(S200)와 같이 개폐밸브(300)를 먼저 차단한 이후에 미리 설정된 시간이 경과한 뒤 또는 개폐밸브(300)와 제어밸브(400) 사이에 대한 압력 또는 소스유량 측정을 통해 제어밸브(400)를 차단할 수 있다.
이 경우, 상기 소스차단단계(S400)는, 캐리어가스공급라인(500)을 통해 캐리어가스가 공급되는 상태에서 개폐밸브(300)를 폐쇄할 수 있으며, 이에 따라 소스공급 차단 시 캐리어가스는 기화부(100)에 지속적으로 공급 상태를 유지할 수 있다.
상기 캐리어가스차단단계(S500)는, 소스차단단계(S400) 이후에 캐리어가스공급라인(500)을 통해 기화부(100)에 공급되는 캐리어가스를 차단하는 단계일 수 있다.
즉, 상기 캐리어가스차단단계(S500)는, 소스차단단계(S400) 이후에도 기화부(100)를 거쳐 전술한 퍼지가스공급라인(81)을 통해 지속적으로 캐리어가스를 공급할 수 있으며, 일정 시간 또는 단계가 경과한 뒤에 캐리어가스 공급을 차단할 수 있다.
한편, 다른 예로서, 기화부(100)의 안정 및 지속적은 퍼지, 클리닝을 위하여 상기 캐리어가스차단단계(S500)는 생략되고, 캐리어가스 공급이 지속적으로 이루어질 수 있음은 또한 물론이다.
즉, 소스공급단계(S200), 소스기화단계(S300) 및 소스차단단계(S400) 동안 캐리어가스공급라인(500)을 통해 기판처리부(10) 측, 특히 기화부(100)에 캐리어가스를 지속적으로 공급할 수 있으며, 필요에 따라 소스차단단계(S400) 이후에도 캐리어가는 지속적으로 공급될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100: 기화부 200: 소스공급라인
300: 개폐밸브 400: 제어밸브
500: 캐리어가스공급라인

Claims (17)

  1. 기판처리를 위한 소스가스 및 캐리어가스를 공급라인부(70)를 통해 기판처리부(10)에 공급하기 위한 가스공급장치로서,
    액체상태의 소스를 공급받아 기화시키는 기화부(100)와;
    상기 소스를 소스공급원(20)으로부터 상기 기화부(100)에 공급하는 소스공급라인(200)과;
    상기 소스공급라인(200) 중 상기 소스공급원(20) 측에 구비되는 개폐밸브(300)와;
    상기 소스공급라인(200) 중 상기 기화부(100) 측에 구비되어 공급되는 상기 소스 유량을 제어하는 제어밸브(400)와;
    일단이 상기 캐리어가스공급원(30)에 결합하여 상기 캐리어가스를 상기 기판처리부(10) 측으로 전달하는 캐리어가스공급라인(500)과;
    상기 개폐밸브(300)와 상기 제어밸브(400) 작동을 제어하며, 상기 소스 공급 시 상기 개폐밸브(300)와 상기 제어밸브(400)를 순차적으로 개방하는 제어부(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스공급장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐리어가스공급라인(500)은,
    타단이 상기 소스공급라인(200) 중 상기 제어밸브(400)와 상기 기화부(100) 사이, 상기 기화부(100) 및 상기 공급라인부(70) 중 어느 하나에 결합하는 것을 특징으로 하는 가스공급장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(600)는,
    상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 캐리어가스가 공급되는 상태에서 상기 소스 공급을 위해 상기 개폐밸브(300)를 개방하는 것을 특징으로 하는 가스공급장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 소스 공급 시 상기 개폐밸브(300) 개방 전에 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 캐리어가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 가스공급장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(600)는,
    상기 개폐밸브(300) 개방 후 미리 설정된 시간 경과 시 상기 제어밸브(400)를 개방하는 것을 특징으로 하는 가스공급장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(600)는,
    상기 개폐밸브(300) 개방 후 상기 소스공급라인(200) 중 상기 개폐밸브(300)와 상기 제어밸브(400) 사이에서의 상기 소스유량 및 압력 중 적어도 하나의 측정값이 미리 설정된 값 이상일 때 상기 제어밸브(400)를 개방하는 것을 특징으로 하는 가스공급장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(600)는,
    상기 소스 공급 차단 시 상기 개폐밸브(300)와 상기 제어밸브(400)를 순차적으로 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 가스공급장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(600)는,
    상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 캐리어가스가 공급되는 상태에서 상기 소스 공급차단을 위해 상기 개폐밸브(300)를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 가스공급장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 소스 공급 차단 시 상기 제어밸브(400) 폐쇄 이후에 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통한 상기 캐리어가스 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 가스공급장치.
  10. 기판처리가 수행되는 기판처리부(10)와;
    상기 기판처리부(10)에 소스가스 및 캐리어가스를 공급하는 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 따른 가스공급장치(40)와;
    상기 가스공급장치(40)에 액체상태의 소스를 공급하는 소스공급원(20)과;
    상기 가스공급장치(40)에 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스공급원(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  11. 액체상태의 소스를 공급받아 기화시키는 기화부(100)와; 상기 소스를 소스공급원(20)으로부터 상기 기화부(100)에 공급하는 소스공급라인(200)과; 상기 소스공급라인(200) 중 상기 소스공급원(20) 측에 구비되는 개폐밸브(300)와; 상기 소스공급라인(200) 중 상기 기화부(100) 측에 구비되어 공급되는 상기 소스 유량을 제어하는 제어밸브(400)와; 일단이 캐리어가스공급원(30)에 결합하여 캐리어가스를 기판처리부(10) 측으로 전달하는 캐리어가스공급라인(500)을 포함하는 가스공급장치를 통한 가스공급방법으로서,
    상기 소스공급원(20)으로부터 상기 소스공급라인(200)을 통해 상기 기화부(100)에 액체상태인 상기 소스를 공급하는 소스공급단계(S200)와;
    상기 기화부(100)를 통해 공급된 상기 소스를 기화하는 소스기화단계(S300)를 포함하며,
    상기 소스공급단계(S200)는,
    상기 개폐밸브(300)를 개방하는 개폐밸브개방단계(S210)와, 상기 개폐밸브개방단계(S210) 이후에 상기 제어밸브(400)를 개방하는 제어밸브개방단계(S220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스공급방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 소스공급단계(S200) 전에 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 기화부(100)에 상기 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스공급단계(S100)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가스공급방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 소스공급단계(S200)는,
    상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 캐리어가스가 공급되는 상태에서 상기 개폐밸브(300)를 개방하는 것을 특징으로 하는 가스공급방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 소스기화단계(S300) 이후에 상기 개폐밸브(300)를 폐쇄하는 개폐밸브폐쇄단계(S410)와, 상기 개폐밸브폐쇄단계(S410) 이후에 상기 제어밸브(400)를 폐쇄하는 제어밸브폐쇄단계(S420)를 포함하는 소스차단단계(S400)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가스공급방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 소스차단단계(S400)는,
    상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 캐리어가스가 공급되는 상태에서 상기 개폐밸브(300)를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 가스공급방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 소스차단단계(S400) 이후에 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통한 상기 캐리어가스 공급을 차단하는 캐리어가스차단단계(S500)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가스공급방법.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 소스공급단계(S200), 상기 소스기화단계(S300) 및 상기 소스차단단계(S400) 동안 상기 캐리어가스공급라인(500)을 통해 상기 캐리어가스를 지속적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 가스공급방법.
KR1020220097405A 2022-08-04 2022-08-04 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템 KR20240019568A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220097405A KR20240019568A (ko) 2022-08-04 2022-08-04 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220097405A KR20240019568A (ko) 2022-08-04 2022-08-04 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240019568A true KR20240019568A (ko) 2024-02-14

Family

ID=89896553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220097405A KR20240019568A (ko) 2022-08-04 2022-08-04 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240019568A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101733370B1 (ko) 개선된 플라즈마 강화 ald 시스템
JP4772246B2 (ja) 蒸気圧の低い前駆体用のガス供給装置
US6740166B2 (en) Thin film deposition apparatus for semiconductor
US6007330A (en) Liquid precursor delivery system
EP0875595B1 (en) Process-gas supply apparatus
KR100282853B1 (ko) 연속기체분사에의한반도체박막증착장치
US7011710B2 (en) Concentration profile on demand gas delivery system (individual divert delivery system)
US7713582B2 (en) Substrate processing method for film formation
US20100266765A1 (en) Method and apparatus for growing a thin film onto a substrate
US20040079286A1 (en) Method and apparatus for the pulse-wise supply of a vaporized liquid reactant
KR20210078799A (ko) 가스공급장치, 이를 가지는 기판처리장치, 기판처리시스템 및 기판처리방법
JP2005197376A (ja) 成膜装置と成膜方法
KR20100119346A (ko) 증착 장치
KR20240019568A (ko) 가스공급장치, 가스공급방법 및 이를 포함하는 기판처리시스템
JP2023535548A (ja) バブラを用いた濃度制御
JPWO2005024926A1 (ja) 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
KR20240018235A (ko) 기판처리장치 및 기판처리방법
KR100487556B1 (ko) 반도체 박막 증착장치
KR100943065B1 (ko) 케미컬 공급장치
KR101415664B1 (ko) 기화기 및 기화기를 가지는 증착장치
KR20160110586A (ko) 기판처리장치의 가스공급 제어방법
JP2024524401A (ja) 前駆体を処理チャンバに供給するためのシステムおよび方法
KR102318221B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US20240133033A1 (en) Reactant delivery system and reactor system including same
TW202315961A (zh) 用於輸送前驅物至處理腔室的系統及方法