KR101046612B1 - 원자층 증착장치 - Google Patents

Abstract

서셉터의 중앙 부분에 증착가스의 와류 및 정체 현상을 방지하고 소스가스의 혼합 및 파티클 발생을 방지하는 샤워헤드를 구비하는 원자층 증착장치가 개시된다. 원자층 증착장치는, 다수의 기판이 수용되어 증착 공정이 수행되는 프로세스 챔버, 상기 프로세스 챔버 내에 구비되어 상기 다수의 기판이 수평 방향으로 안착되며 회전 가능하게 구비된 서셉터, 상기 서셉터 상부에 구비되어 상기 기판에 박막을 증착하기 위한 증착가스를 분사하는 다수의 분사홀 그룹으로 이루어지고 상기 기판으로 한 종류의 증착가스를 분사하는 다수의 분사영역이 형성된 샤워헤드, 상기 샤워헤드에서 상기 분사영역의 경계를 따라 구비되고 상기 프로세스 챔버 내의 배기가스를 흡입하여 배출시키는 다수의 배기홀 그룹으로 이루어진 배기라인 및 상기 서셉터 중앙 부분의 배기가스를 흡입하여 배출시키도록 상기 샤워헤드의 중앙부에 형성된 중앙 배기블록을 포함하여 구성된다.

원자층 증착장치, ALD, 샤워헤드, 증착가스 정체

Description

원자층 증착장치{ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS}

본 발명은 원자층 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서셉터의 중앙 부분에 증착가스의 와류 및 정체 현상으로 인한 파티클 발생을 방지하고 박막을 균일하게 증착시키고 성막 품질을 향상시킬 수 있는 원자층 증착장치를 제공한다.

일반적으로, 반도체 기판이나 글래스 등의 기판 상에 소정 두께의 박막을 증착하기 위해서는 스퍼터링(sputtering)과 같이 물리적인 충돌을 이용하는 물리 기상 증착법(physical vapor deposition, PVD)과, 화학 반응을 이용하는 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD) 등을 이용한 박막 제조 방법이 사용된다.

여기서, 화학 기상 증착법으로는 상압 화학 기상 증착법(atmospheric pressure CVD, APCVD), 저압 화학 기상 증착법(low pressure CVD, LPCVD), 플라즈마 유기 화학 기상 증착법(plasma enhanced CVD, PECVD)등이 있으며, 이 중에서 저온 증착이 가능하고 박막 형성 속도가 빠른 장점 때문에 플라즈마 유기 화학 기상 증착법이 많이 사용되고 있다.

그러나 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 급격하게 미세해짐으로써 미세 패턴의 박막이 요구되었고 박막이 형성되는 영역의 단차 또한 매우 커지게 되 었다. 이에 원자층 두께의 미세 패턴을 매우 균일하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 단원자층 증착 방법(atomic layer deposition, ALD)의 사용이 증대되고 있다.

원자층 증착 방법(ALD)은, 기체 분자들 간의 화학 반응을 이용한다는 점에 있어서 일반적인 화학 기상 증착 방법과 유사하다. 하지만, 통상의 화학 기상 증착(CVD) 방법이 다수의 기체 분자들을 동시에 프로세스 챔버 내로 주입하여 기판의 상방에서 발생된 반응 생성물을 기판에 증착하는 것과 달리, 원자층 증착 방법은 하나의 소스 물질을 포함하는 소스가스를 프로세스 챔버 내로 주입한 후 이를 퍼지(purge)하여 가열된 기판의 상부에 소스가스를 물리적으로 흡착시키고 이후 다른 소스 물질을 포함하는 소스가스를 주입함으로써 기판의 상면에서만 소스가스들이 화학 반응을 일으키도록 하여 화학 반응 생성물을 증착시킨다는 점에서 상이하다. 이러한 원자층 증착 방법을 통해 구현되는 박막은 스텝 커버리지 특성이 매우 우수하며 불순물 함유량이 낮은 순수한 박막을 구현하는 것이 가능한 장점을 갖고 있어 현재 널리 각광받고 있다.

통상적으로 원자층 증착장치는 샤워헤드 또는 서셉터가 고속으로 회전하면서 서로 다른 종류의 소스가스로 이루어진 증착가스가 분사되고, 기판이 순차적으로 증착가스를 통과하면서 기판 표면에 박막이 형성된다. 또한 기존의 원자층 증착장치는 기판이 프로세스 챔버 내로 투입되어 서셉터에 로딩되고, 서셉터가 일정 높이 상승한 상태에서 고속으로 회전하면서 박막이 형성된 후, 증착공정이 완료되면 서셉터가 로딩 위치로 재하강하여 기판을 언로딩 한다.

한편, 기존의 원자층 증착장치는 서셉터 상부에서 분사된 증착가스 및 미반응 증착가스를 포함하는 배기가스가 서셉터의 고속 회전으로 인해 서셉터의 중앙으로 유입되면서 와류가 발생하고 이로 인해 서셉터 중앙 부분에 가스가 정체되는 문제점이 있었다.

여기서, 증착가스와 배기가스에는 소스 물질이 포함되어 있으므로, 서셉터 중앙 부분에서 와류 및 정체 현상이 발생하면 가스가 서로 혼합되면서 발생하는 화학 반응의 부산물로 인해 파티클이 발생할 수 있다. 이러한 파티클은 박막의 품질을 저하시키고 불량의 원인이 된다. 또한, 이와 같이 증착가스가 서셉터의 중앙으로 유입되면 서셉터의 중앙 부분이 에지(edge) 부분에 비해 증착가스의 밀도가 증가하게 되므로, 기판에서 서셉터의 중앙에 가까운 부분에 증착된 박막의 두께가 다른 부분에 비해 상대적으로 두꺼워지며 박막의 품질 및 두께 균일성이 저하되는 문제점이 있다.

기존에는 이러한 서셉터의 정체 배기가스를 배출시키기 위해서 샤워헤드의 중앙 부분에 배기라인이 구비될 수 있는데, 이러한 배기라인을 통해서도 서셉터 중앙 부분의 정체된 배기가스를 충분히 배기시키지 못할 뿐만 아니라, 배기가스가 서셉터의 중앙으로 유입되는 현상을 더욱 심화시키는 문제점이 있다. 또한, 샤워헤드에 구비된 배기라인의 흡입력을 증가시키는 경우 샤워헤드에서 분사되는 증착가스가 기판에 도달하기 전에 배기라인으로 흡입될 수 있으므로, 배기라인에 작용할 수 있는 흡입력은 실질적으로 제한되며 이로 인해 서셉터에 정체된 배기가스를 배출시키기 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 서셉터의 고속 회전에 의해 서셉터 중앙 부분에서 배기가스의 와류 및 정체 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 원자층 증착장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 샤워헤드에 구비된 배기라인에 의해 서셉터 중앙 부분의 배기가스를 배출시킴으로써 파티클 발생 및 배기불량을 방지할 수 있는 원자층 증착장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 서셉터의 중앙 부분에 증착가스의 와류 및 정체 현상을 방지하고 소스가스의 혼합 및 파티클 발생을 방지하는 샤워헤드를 구비하는 원자층 증착장치는, 다수의 기판이 수용되어 증착 공정이 수행되는 프로세스 챔버, 상기 프로세스 챔버 내에 구비되어 상기 다수의 기판이 수평 방향으로 안착되며 회전 가능하게 구비된 서셉터, 상기 서셉터 상부에 구비되어 상기 기판에 박막을 증착하기 위한 증착가스를 분사하는 다수의 분사홀 그룹으로 이루어지고 상기 기판으로 한 종류의 증착가스를 분사하는 다수의 분사영역이 형성된 샤워헤드, 상기 샤워헤드에서 상기 분사영역의 경계를 따라 구비되고 상기 프로세스 챔버 내의 배기가스를 흡입하여 배출시키는 다수의 배기홀 그룹으로 이루어진 배기라인 및 상기 서셉터 중앙 부분의 배기가스를 흡입하여 배출시키도록 상기 샤워헤드의 중앙부에 형성된 중앙 배기블록을 포함하여 구 성된다.

상기 분사영역은 소스가스가 분사되는 하나 이상의 소스영역과 퍼지가스가 분사되는 하나 이상의 퍼지영역으로 이루어지고, 상기 배기라인은 상기 각 소스영역에서 흡입된 배기가스를 서로 다른 배기 버퍼를 통해 배출시키도록 형성된 2개 이상의 배기블록을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 배기블록은 하나의 소스영역과 상기 퍼지영역에서 흡입된 배기가스가 하나의 배기 버퍼를 통해 배출되도록 형성된다.

상기 중앙 배기블록은, 상기 중앙 배기블록에서 흡입된 배기가스를 배출시키는 유로인 센터 버퍼가 상기 배기블록의 상기 배기 버퍼와 연속 또는 분리되게 형성될 수 있다. 또한, 상기 중앙 배기블록은 상기 서셉터의 중앙 부분에 대응되는 크기의 영역을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 중앙 배기블록은 상기 각 소스영역에서 흡입된 배기가스를 서로 다른 센터 버퍼를 통해 배출시키도록 형성될 수 있다.

상기 배기라인은 상기 분사영역을 가로지르도록 형성된 보조 배기블록을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보조 배기블록은, 상기 보조 배기블록에서 흡입된 배기가스를 배출시키는 유로인 보조 버퍼가 상기 배기블록 및 상기 중앙 배기블록과 연통 또는 분리되게 형성될 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 첫째, 샤워헤드의 중앙 부분의 배기라인의 폭과 너비를 증대시킴으로써 배기라인에서 흡입력을 작용시키는 면적이 증가되어 배기량을 증가시키게 되고, 특히, 서셉터 중앙 부분의 배기가스 흡입량이 증가되므로, 서셉터 중앙 부분에 배기가스의 와류 및 정체 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

둘째, 서셉터 중앙 부분에서 배기가스의 혼합에 의한 파티클이 발생하는 것을 방지하고 서셉터 중앙 부분의 가스 밀도 증가를 해소함으로써 기판에 균일 두께의 박막을 증착 시키고 박막의 품질을 향상시킬 수 있다.

셋째, 분사영역은 샤워헤드의 중앙부에서 서로 인접하게 되는데, 중앙 배기블록을 형성함으로써 샤워헤드의 중앙부를 통해 서로 다른 소스가스가 혼합되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착장치(100)에 대해 상세히 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치(100)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 원자층 증착장치(100)에서 샤워헤드(103)의 일 예를 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 도 2에서 Ⅰ-Ⅰ 선에 따른 샤워헤드(103)의 단면도이다. 도 4는 도 2의 샤워헤드(103)의 변경 실 시예를 설명하기 위한 평면도이고, 도 5는 도 4의 샤워헤드(103)의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도이고, 도 6은 도 4에서 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이다.

도 1을 참조하면, 원자층 증착장치(100)는 프로세스 챔버(101), 서셉터(102), 샤워헤드(103) 및 배기부(104)를 포함하여 이루어진다.

상기 프로세스 챔버(101)는 상기 기판(10)을 수용하여 상기 기판(10) 표면에 소정의 박막을 증착하는 공간을 제공한다. 여기서, 상기 원자층 증착장치(100)는 진공에 가까운 저압 분위기에서 증착 공정이 수행되므로 상기 프로세스 챔버(101)는 진공을 유지할 수 있는 밀폐 구조를 갖는다.

상기 기판(10)은 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나 본 발명의 대상이 실리콘 웨이퍼에 한정되는 것은 아니며, 상기 기판(10)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용으로 사용하는 유리를 포함하는 투명 기판일 수 있다. 또한, 상기 기판(10)은 형상 및 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 등 실질적으로 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다.

상기 서셉터(102)는 상기 프로세스 챔버(101) 내에 구비되어 상기 다수의 기판(10)이 수평 방향으로 안착되고, 상기 기판(10)을 상기 서셉터(102)의 중심을 기준으로 공전시키도록 회전축(125)이 구비된다. 상기 서셉터(102)가 회전함에 따라 상기 기판(10)이 순차적으로 증착가스를 통과하면서 상기 기판(10) 표면에 소정의 박막이 형성된다. 예를 들어, 상기 서셉터(102)는 상기 기판(10)이 수평으로 안착될 수 있도록 평편한 상면을 갖고 소정 직경을 갖는 원형 플레이트 형태를 갖고, 상기 다수의 기판(10)이 상기 서셉터(102)의 원주 방향을 따라 방사상으로 안착된다.

여기서, 상기 서셉터(102)의 형상이 원형에 한정되는 것은 아니며 실질적으로 다양한 형태를 가질 수 있으며, 상기 서셉터(102)에 안착되는 기판(10)의 수 역시 변경될 수 있다.

상기 샤워헤드(103)는 상기 프로세스 챔버(101) 상부에 구비되어 상기 서셉터(102)에 안착된 상기 기판(10) 표면으로 상기 증착가스를 제공한다.

상기 증착가스는 박막을 증착하는 공정에서 사용되는 가스들로, 상기 기판(10)에 증착시키고자 하는 박막을 구성하는 소스 물질을 포함하는 한 종류 이상의 소스가스와 소스가스 및 상기 기판(10), 증착된 박막과 화학적으로 반응하지 않는 안정한 가스가 소스가스의 퍼지를 위해 사용된다. 예를 들어, 상기 증착가스는 서로 다른 2 종류의 소스가스(이하, 제1 가스(S1)와 제2 가스(S2)라 한다)와 한 종류의 퍼지가스(PG)로 이루어진다.

상기 샤워헤드(103)는 상기 증착가스의 분사를 위한 다수의 분사홀(131)과 상기 분사홀(131)로 상기 증착가스를 공급하는 유로가 되는 분사 버퍼(132)가 형성되고, 상기 분사 버퍼(132) 일측에는 상기 분사 버퍼(132)로 상기 증착가스를 공급하는 가스 공급부(105)가 구비된다. 예를 들어, 상기 가스 공급부(105)는 상기 제1 가스(S1)를 공급하는 제1 공급원(151)과 상기 제2 가스(S2)를 공급하는 제2 공급원(152), 상기 퍼지가스(PG)를 공급하는 제3 공급원(153)으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 샤워헤드(103)는 상기 프로세스 챔버(101) 내의 배기가스를 흡입 하여 배출시키기 위한 배기부(104)가 구비되고, 상기 배기부(104)는 상기 프로세스 챔버(101) 내부의 배기가스를 흡입하는 다수의 배기홀(141)로 이루어진 배기라인(140)과 상기 배기홀(141)에서 흡입된 배기가스의 유로가 되는 배기 버퍼(142, 도 3 참조)로 이루어진다.

상기 샤워헤드(103)는 상기 기판(10)으로 각각 한 종류의 증착가스가 분사되는 다수의 분사홀(131) 그룹으로 정의되는 분사영역(130)이 형성되고, 상기 분사영역(130)은 상기 증착가스의 수에 따라 다수의 분사영역(130)이 형성된다. 예를 들어, 상기 분사영역(130)은 상기 제1 가스(S1)와 상기 제2 가스(S2)가 각각 분사되는 제1 소스영역(311)과 제2 소스영역(313) 및 상기 제1 소스영역(311) 및 상기 제2 소스영역(313)과 이웃하게 배치되어 상기 퍼지가스(PG)가 분사되는 2개의 퍼지영역(312, 314)으로 구획된다. 그리고 도 2에서 점선으로 도시한 바와 같이, 상기 분사영역(130)은 대략 상기 샤워헤드(103)를 4 등분하는 부채꼴 형태로 형성된다.

상기 분사홀(131)의 크기나 개수 및 배치 형태는 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 기판(10)으로 균일하게 상기 증착가스를 분사할 수 있도록 실질적으로 다양한 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 분사홀(131)은 원형 홀 또는 슬릿 형태를 가질 수 있다. 마찬가지로 상기 배기홀(141)의 크기와 크기나 개수 및 배치 형태는 도면에 의해 한정되는 것은 아니며 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.

상기 배기라인(140)은 상기 분사영역(130)의 경계를 따라 형성된 다수의 배기홀(141) 그룹으로 정의된다. 즉, 상기 배기라인(140)은 배기가스의 배출과 상기 분사영역(130)을 구획하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 배기라인(140)은 상기 각 분사영역(130)의 경계를 따라 구비되어 상기 샤워헤드(103)를 대략 4개의 영역으로 구획하도록 2개의 'U'자 또는 'ㄷ'자 형 배기블록(411, 412)이 구비되고, 특히, 상기 배기블록(411, 412)은 상기 샤워헤드(103)의 중앙부에서 소정 길이 서로 인접하도록 형성된다. 이하에서는, 상기 샤워헤드(103) 중앙부에서 상기 배기블록(411, 412)이 서로 인접하게 형성된 부분을 중앙 배기블록(415)이라 하고, 도 2에서 점선 박스로 도시하였다.

여기서, 상기 중앙 배기블록(415)은 상기 배기블록(411, 412) 중 상기 샤워헤드(103) 중앙 부분에 형성된 부분으로 정의되며, 상기 배기블록(411, 412)과 연속되게 형성될 수 있다. 그러나 상술한 실시예와는 달리, 상기 중앙 배기블록(415)을 상기 배기블록(411, 412)과 독립된 배기 버퍼(142a, 142, 도 3 참조)를 갖도록 형성할 수도 있다. 여기서, 상기 배기블록(411, 412)과 상기 중앙 배기블록(415)이 연속되게 형성된다는 것은, 상기 배기블록(411, 412)에서 흡입된 배기가스가 배출되는 버퍼와 상기 중앙 배기블록(415)에서 흡입된 배기가스가 배출되는 버퍼가 연통되게 형성된다는 것을 말한다. 뿐만 아니라, 도 2나 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 배기블록(411, 412)과 상기 중앙 배기블록(415)이 연속적인 형상을 갖는 것도 포함한다.

한편, 상기 배기가스 중에는 미반응 소스 물질이 포함되어 있으므로, 상기 제1 소스영역(311)과 상기 제2 소스영역(313)에서 흡입되는 배기가스가 상기 배기 버퍼(142) 또는 상기 배기부(104) 내부에서 서로 혼합되면서 반응하여 파티클이 발 생할 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 소스영역(311, 313)에서는 서로 독립적인 유로를 갖는 배기블록(411, 412)을 통해 배기가스를 배출시키도록 형성되어야 한다. 다만, 상기 퍼지가스(PG)는 상기 제1 및 제2 가스(S1, S2)와 화학적으로 반응하지 않으므로 상기 퍼지영역(312, 314)에서는 상기 제1 소스영역(311) 또는 제2 소스영역(313)과 동일한 배기블록(411, 412)을 사용하여 배기가스를 배출시킬 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 배기라인(140)은 상기 제1 소스영역(311)과 상기 퍼지영역(312, 314)에서 배기가스를 흡입하도록 형성된 제1배기블록(411)과 상기 제2 소스영역(313) 및 상기 퍼지영역(312, 314)에서 배기가스를 흡입하도록 형성된 제2 배기블록(412)으로 이루어진다.

또한, 상기 중앙 배기블록(415) 역시 상기 제1 소스영역(311)과 상기 제2 소스영역(313)에서 흡입되는 배기가스가 서로 혼합되지 않도록 상기 중앙 배기블록(415)의 내부에서 배기 버퍼가 구획 형성될 수 있다.

여기서, 상기 분사영역(130) 및 상기 샤워헤드(103)의 형태적 특성에 의해 상기 샤워헤드(103)의 중앙부에서는 상기 제1 소스영역(311)과 상기 제2 소스영역(313)이 서로 인접하게 된다. 그러나 본 실시예에 따르면, 상기 샤워헤드(103)의 중앙부에 상기 중앙 배기블록(415)을 형성함으로써 상기 샤워헤드(103)의 중앙부에서 상기 제1 및 제2 소스영역(311, 313) 사이에서 상기 제1 및 제2 가스(S1, S2)의 유입 및 혼합을 방지할 수 있다.

한편, 도 1과 도 1의 원 내부에 도시한 바와 같이, 상기 서셉터(102)가 고속으로 회전하면 상기 서셉터(102) 상의 배기가스가 상기 서셉터(102)의 중앙 부 분(CA)으로 유입되는 과정에서 배기가스의 와류와 이로 인한 정체 현상이 발생하게 된다. 여기서, 상기 중앙 부분(CA)은 상기 서셉터(102)의 중심 부근에서 상기 배기가스가 유입되면서 와류가 발생하는 영역으로 정의되며, 대략적으로 상기 서셉터(102)에서 상기 기판(10)이 안착되지 않은 영역을 말한다.

상기 중앙 배기블록(415)은 이와 같이 배기가스의 와류 및 정체 현상이 발생하는 상기 서셉터(102)의 중앙 부분(CA)의 배기량을 증가시킴으로써 상기 중앙 부분(CA)에 배기가스의 와류 및 정체가 발생하는 것을 방지한다.

상세하게는, 상기 중앙 배기블록(415)은 상기 서셉터(102)의 중앙 부분(CA)에 대응되는 부분인 상기 샤워헤드(103)의 중앙부에 다수의 배기홀(141)을 형성함으로써 상기 중앙 부분(CA)의 배기량을 증가시킨다. 즉, 상기 배기라인(140)은 상기 분사영역(130)의 경계를 따라 구비된 2개의 배기블록(411, 412)이 상기 샤워헤드(103)의 중앙부에서 서로 인접하는 형상을 갖는다. 또한, 상기 중앙 배기블록(415)은 상기 중앙 부분(CA)에 대응되는 영역 전체에 상기 배기홀(141)이 배치될 수 있도록 형성된다. 예를 들어, 상기 중앙 배기블록(415)은, 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 샤워헤드(103)의 중앙부에서 소정 길이를 갖는 직선 형태로 형성된다. 또한, 상기 중앙 배기블록(415)은 상기 중앙 부분(CA)의 크기에 대응될 수 있도록 상기 배기블록(411, 412)보다 확장된 형태를 가질 수 있다.

그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 배기라인(140)과 상기 배기블록(411, 412) 및 상기 중앙 배기블록(415)의 형태와 위치는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 상기 배기라인(140)의 배기량을 증가시키기 위해서는 상기 배기블록(411, 412)의 면적 및 상기 배기홀(141)의 수를 증가시킬 수 있다.

도 4 내지 도 6은 상술한 실시예의 변형 실시예로써 상기 배기블록(411, 412)의 면적을 증가시킨 샤워헤드(103)의 일 예를 도시하였다. 이하에서 설명하는 실시예는 상술한 실시예와 상기 배기블록(411, 412)의 형태를 제외하고는 실질적으로 동일하며, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 도면부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.

도면을 참조하면, 배기라인(140)은 상기 분사영역(130)의 경계를 따라 형성된 배기블록(411, 412)과 상기 샤워헤드(103)의 중앙부에 형성되어 상기 서셉터(102)의 중앙 부분(CA)의 배기가스를 흡입하여 배출하는 중앙 배기블록(416)으로 이루어진다.

상기 배기라인(140)은 상기 샤워헤드(103)를 대략 4개의 영역으로 구획하는 'U'자 또는 'ㄷ'자 형태의 2개의 배기블록(411, 412)과 상기 샤워헤드(103)의 직경 방향을 따라 상기 샤워헤드(103)를 가로지르도록 형성된 2개의 보조 배기블록(413, 414)으로 형성될 수 있다.

상기 배기블록(411, 412)은 상기 제1 소스영역(311)과 상기 제2 소스영역(313)에서 흡입된 배기가스가 혼합되는 것을 방지할 수 있도록 2개의 배기블록(411, 412)이 형성된다.

상기 보조 배기블록(413, 414)은 상기 퍼지영역(312, 314)을 가로지르도록 형성된다. 여기서, 상기 퍼지가스(PG)의 분사 압력이 높은 경우에는 상기 제1 및 제2 가스(S1, S2)가 일 방향으로 편중되면서 상기 기판(10)에 증착되는 막의 두께가 불균일하게 형성될 수 있다. 상기 보조 배기블록(413, 414)은 상기 퍼지영역(312, 314)에 형성됨으로써 상기 퍼지가스(PG)의 분사압력을 조절하는 역할을 한다.

도 4에서 도면부호 313a, 313b, 314a, 314b는 상기 퍼지 영역(313, 314)이 상기 보조 배기블록(413, 414)에 의해 각각 구획된 영역들을 나타낸다.

상기 배기블록(411, 412)과 상기 보조 배기블록(413, 414)은 연속되게 형성되거나, 서로 독립적으로 형성될 수 있다. 다만, 상기 배기블록(411, 412)과 상기 보조 배기블록(413, 414) 모두 상기 제1 소스영역(311)과 상기 제2 소스영역(313)에서 흡입된 배기가스가 혼합되는 것을 방지할 수 있도록 형성된다.

상기 샤워헤드(103)의 중앙부에는 상기 배기홀(141)이 조밀하게 배치되어 상기 서셉터(102)의 중앙 부분(CA)의 배기가스를 흡입하기 위한 중앙 배기블록(416)이 형성된다. 상기 중앙 배기블록(416)은 상기 배기블록(411, 412) 및 상기 보조 배기블록(413, 414)과 연통되게 형성되거나 서로 독립되게 형성될 수 있다. 다만, 상기 중앙 배기블록(416)은 상기 제1 소스영역(311)과 상기 제2 소스영역(313)에서 흡입된 배기가스가 혼합되는 것을 방지할 수 있도록 2개 이상의 중앙 배기블록(416)이 형성되고, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 2개의 중앙 배기블록(416)은 서로 독립된 유로를 형성하는 독립된 배기 버퍼(142a, 142b)가 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영 역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치의 사시도;

도 2는 도 1의 원자층 증착장치에서 샤워헤드의 일 예를 설명하기 위한 평면도;

도 3은 도 2의 샤워헤드의 Ⅰ-Ⅰ 선에 따른 단면도;

도 4는 도 2의 샤워헤드의 다른 예를 설명하기 위한 평면도;

도 5는 도 4의 샤워헤드의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도;

도 6은 도 4의 샤워헤드의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 기판 100: 원자층 증착장치

101: 프로세스 챔버 102: 서셉터

103: 샤워헤드 104: 배기부

105: 가스 공급부 125: 회전축

130: 분사영역 131: 분사홀

132: 분사 버퍼 140: 배기라인

141: 배기홀 142: 배기 버퍼

311, 312: 소스영역

313, 313a, 313b, 314, 314a, 314b: 퍼지영역

411, 412: 배기블록 413, 414: 보조 배기블록

415, 416: 중앙 배기블록

Claims (8)

1. 다수의 기판이 수용되어 증착 공정이 수행되는 프로세스 챔버;

   상기 프로세스 챔버 내에 구비되어 상기 다수의 기판이 수평 방향으로 안착되며 회전 가능하게 구비된 서셉터;

   상기 서셉터 상부에 구비되어 상기 기판에 박막을 증착하기 위한 증착가스를 분사하는 다수의 분사홀 그룹으로 이루어지고, 소스가스가 분사되는 하나 이상의 소스영역과 퍼지가스가 분사되는 하나 이상의 퍼지영역으로 이루어지는 다수의 분사영역이 형성된 샤워헤드;

   상기 샤워헤드에서 상기 각 분사영역의 경계를 따라 구비되고 상기 프로세스 챔버 내의 배기가스를 흡입하여 배출시키는 다수의 배기홀 그룹으로 이루어지고, 상기 각 소스영역에서 흡입된 배기가스를 서로 다른 배기 버퍼를 통해 배출시키도록 형성된 2개 이상의 배기블록을 포함하는 배기라인; 및

   상기 서셉터 중앙 부분의 배기가스를 흡입하여 배출시키도록 상기 샤워헤드의 중앙부에 형성된 중앙 배기블록;

   을 포함하고,

   상기 각 배기블록은 하나의 소스영역과 상기 퍼지영역에서 흡입된 배기가스가 하나의 배기 버퍼를 통해 배출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 중앙 배기블록은,

   상기 중앙 배기블록에서 흡입된 배기가스를 배출시키는 유로인 중앙 버퍼가 상기 배기블록의 상기 배기 버퍼와 연속 또는 분리되게 형성된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 중앙 배기블록은 상기 서셉터의 중앙 부분에 대응되는 크기의 영역을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
6. 제4항에 있어서,

   상기 중앙 배기블록은 상기 각 소스영역에서 흡입된 배기가스를 서로 다른 센터 버퍼를 통해 배출시키도록 형성된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 배기라인은 상기 분사영역을 가로지르도록 형성된 보조 배기블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 보조 배기블록은, 상기 보조 배기블록에서 흡입된 배기가스를 배출시키는 유로인 보조 버퍼가 상기 배기블록 및 상기 중앙 배기블록과 연통 또는 분리되게 형성된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.

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