KR101224521B1 - 프로세스 챔버 및 기판 처리 방법 - Google Patents

프로세스 챔버 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프로세스 챔버 및 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 기판 처리 능력을 향상시킬 수 있는 프로세스 챔버 및 이를 이용하여 기판을 처리하는 기판처리방법이다. 본 발명의 실시 형태인 프로세스 챔버는 복수의 기판이 상하로 이격 적층되는 보트와, 내부 공간인 제1내부 공간을 가지는 하층 챔버 하우징과, 상기 하층 챔버 하우징의 상층에 위치하여 내부 공간인 제2내부 공간을 가지는 상층 챔버 하우징과, 상기 상층 챔버 하우징의 벽체에서 상기 보트의 이격 적층된 기판 사이로 서로 다른 공정가스를 개별적으로 수평 분사하는 공정가스 분사 수단과, 상기 상층 챔버 하우징의 내부 공간의 가스를 외부로 배출하는 공정가스 배출 수단과, 상기 보트를 상기 하층 챔버 하우징의 제1내부공간에서 상층 챔버 하우징의 제2내부공간으로 승하강시키며, 보트를 회전시키는 보트 구동 수단과, 상기 하층 챔버 하우징의 일측벽에 관통된 기판 이송 게이트를 포함한다.

Description

프로세스 챔버 및 기판 처리 방법{Apparatus for process chamber and Method for processing substrate}
본 발명은 프로세스 챔버 및 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 기판 처리 능력을 향상시킬 수 있는 프로세스 챔버 및 이를 이용하여 기판을 처리하는 기판처리방법이다.
반도체 소자의 스케일이 점차 축소됨에 따라 극박막에 대한 요구가 갈수록 증대되고 있으며, 콘택홀 크기가 감소되면서 단차 도포성(step coverage)에 대한 문제도 점점 더 심각해지고 있다.
일반적으로 반도체장치의 제조 공정 시에, 박막을 균일하게 증착하기 위해 스퍼터링법(sputtering), 화학기상증착법(chemical vapor deposition: CVD), 원자층증착법(atomic layer deposition: ALD)을 적용한다.
이중에서 화학기상증착법(CVD)은 가장 널리 이용되는 증착기술로서, 반응가스와 분해가스를 이용하여 요구되는 두께를 갖는 박막을 기판상에 증착한다. 화학기상증착법(CVD)은 먼저 다양한 가스들을 프로세스 챔버로 주입시키고, 열, 빛, 플라즈마와 같은 고에너지에 의해 유도된 가스들을 화학반응시킴으로써 기판상에 요구되는 두께의 박막을 증착시킨다. 또한, 화학 기상증착법에서는 반응에너지만큼 인가된 플라즈마 또는 가스들의 비(ratio) 및 양(amount)을 통해 반응조건을 제어함으로써 증착률을 증가시킨다. 그러나, 반응들이 빠르기 때문에 원자들의 열역학적(thermaodynamic) 안정성을 제어하기 매우 어렵고, 박막의 물리적, 화학적, 전기적특성을 저하시킨다.
한편, 원자층 증착법(ALD)은 소스가스(반응가스)와 퍼지가스를 교대로 공급하여 원자층을 증착하기 위한 방법으로서, 이에 의해 형성된 박막은 양호한 피복 특성을 갖고 대구경 기판 및 극박막에 적용되며, 전기적 물리적 특성이 우수하다. 일반적으로 원자층 증착법은, 먼저 제1소스가스를 공급하여 기판 표면에 한 층의 제1소스를 화학적으로 흡착(chemical adsorption)시키고 여분의 물리적 흡착된 소스들은 퍼지가스를 흘려보내어 퍼지시킨 다음, 한 층의 소스에 제2소스가스를 공급하여 한 층의 제1소스와 제2소스가스를 화학반응시켜 원하는 원자층박막을 증착하고 여분의 반응가스는 퍼지가스를 흘려보내 퍼지시키는 과정을 한 주기(cycle)로 하여 박막을 증착한다. 상술한 바와 같이 원자층 증착방법은 표면 반응 메커니즘(surface reaction mechanism)을 이용함으로써 안정된 박막을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 균일한 박막을 얻을 수 있다. 또한, 원자층 증착법은 소스가스와 반응가스를 서로 분리시켜 순차적으로 주입 및 퍼지시키기 때문에 화학적기상증착법에 비하여 기상반응(gas phase reaction)에 의한 파티클 생성을 억제한다.
도 1은 샤워헤드 방식의 원자층박막증착장치 구성을 나타낸 개략도이다.
샤워헤드 방식 원자층박막증착장치는, 반응가스와 퍼지가스가 순차적으로 공급되어 기판(3)에 원자층 증착이 이루어지는 반응 공간(1)을 갖는 프로세스 챔버(2)와, 상기 프로세스 챔버(2) 하부에 구비되어 기판(3)이 안착되는 기판지지대(4)와, 상기 기판대(4)과 대향하여 가스를 반응 공간(1)으로 분사시키는 샤워헤드(5)와 상기 샤워헤드(5)로 공급되는 공급로에 각각 구비되어 가스공급을 개폐하는 밸브(6)를 포함한다. 여기에서, 상기 프로세스 챔버(2)는 반응공간(1)에 공급된 가스를 외부로 배출시키기 위한 펌핑수단과 연결된다. 이와 같이 종래의 원자층박막증착장치는, 기판(3) 상에 반응가스 및 퍼지가스의 밀도를 균일하게 노출시키기 위하여 반응로(1)에서 빠른 가스공급과 제거를 위하여 작은 체적의 프로세스 챔버(2)를 구성한다.
한편, 화학기상증착장치(CVD)나 원자층박막증착장치(ALD)의 경우 기판 처리 양산 능력이 그리 크지 못하는 문제가 있다. 기판 지지대의 평면상에 복수의 기판이 올려져 화학기상증착 또는 원자층박막증착이 이루어진다 하더라도, 기판지지대 상에 올려질 수 있는 기판의 개수는 제한적이기 때문에 동시에 많은 수의 기판을 처리할 수 없는 한계가 있기 때문이다.
한국공개특허 10-2005-0080433호
본 발명의 기술적 과제는 화학기상증착법, 원자층증착법 등의 기판 처리 공정을 수행할 수 있는 프로세스 챔버 및 기판 처리 방법을 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 기판 처리 능력을 향상시키는 프로세스 챔버 및 기판 처리 방법을 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 종래의 수직 분사형 구조의 공정가스 분사 수단이 아닌 수평 분사형 구조의 공정가스 분사 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 형태인 프로세스 챔버는 복수의 기판이 상하로 이격 적층되는 보트와, 내부 공간인 제1내부 공간을 가지는 하층 챔버 하우징과, 상기 하층 챔버 하우징의 상층에 위치하여 내부 공간인 제2내부 공간을 가지는 상층 챔버 하우징과, 상기 상층 챔버 하우징의 벽체에서 상기 보트의 이격 적층된 기판 사이로 서로 다른 공정가스를 개별적으로 수평 분사하는 공정가스 분사 수단과, 상기 상층 챔버 하우징의 내부 공간의 가스를 외부로 배출하는 공정가스 배출 수단과, 상기 보트를 상기 하층 챔버 하우징의 제1내부공간에서 상층 챔버 하우징의 제2내부공간으로 승하강시키며, 보트를 회전시키는 보트 구동 수단과, 상기 하층 챔버 하우징의 일측벽에 관통된 기판 이송 게이트를 포함한다.
또한 공정가스는 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 포함하는 공정가스 중에서 적어도 어느 하나임을 특징으로 한다. 상층 챔버 하우징은, 개방된 하측을 통하여 상승된 보트가 수납되는 상층 챔버 내부 하우징과, 상기 상층 챔버 내부 하우징의 상면 및 측벽을 이격하여 감싸는 상층 챔버 외부 하우징을 포함한다.
또한 공정가스 분사 수단은, 내부 공간을 가지며, 상기 상층 챔버 하우징의 벽체에 형성된 공정가스 유입 공간체와, 상기 보트에 접하는 공정가스 유입 공간체의 벽면에 형성된 다수의 가스 분사홀과, 상기 공정가스 유입 공간체의 내부 공간에 연결되어 공정가스를 유입시키는 적어도 하나 이상의 공정가스 공급관을 포함한다.
또한 공정가스 공급관은 소스가스를 공급하는 소스가스 공급관과, 반응가스를 공급하는 반응가스 공급관과, 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급관을 적어도 어느 하나 이상 포함하며, 각 공급관이 분리되어 각각 독립적으로 가스를 공급한다. 또한 공정가스 유입 공간체는 내부가 복수의 격벽으로 분리되어 있으며, 각 격벽 사이의 격벽 공간에 상기 소스가스 공급관, 반응가스 공급관 및 퍼지가스 공급관 중에서 어느 하나가 연결된다. 또한 격벽 공간의 벽면에 형성된 가스 분사홀은, 각 격벽 공간으로 공급된 공급관의 종류에 따라서 서로 다른 공정가스를 분사하며, 각 격벽은 공정가스 유입 공간체의 내부를 수직으로 분할되도록 형성된다.
또한 본 발명의 실시 형태인 기판 처리 방법은, 복수의 기판이 상하로 이격 적층되는 보트와, 내부공간에 보트를 위치시키며 보트에 이격 적층된 기판 사이로 내부 측벽의 분사홀을 통해서 공정가스를 수평으로 흘러보내는 챔버 하우징을 구비한 프로세스 챔버의 원자층 증착 방법에 있어서, 보트에 기판을 상하로 이격 적층시키는 과정과, 상기 보트를 상기 챔버 하우징의 내부공간에 위치시키는 과정과, 상기 보트를 회전시키는 과정과, 챔버 하우징의 내부 측벽의 분사홀을 복수개의 분사 그룹으로 수직 분할하여, 각 분사 그룹별로 서로 다른 공정가스를 이격 적층되어 회전하는 기판에 동시에 분사하거나 또는 시간을 달리하여 분사하는 과정을 포함한다.
또한 기판 처리 방법은, 시간을 달리하여 분사하는 경우에는, 기판 처리 공정이 시작되면 퍼지가스 분사그룹을 통하여 퍼지가스를 분사하는 과정과, 퍼지가스 분사를 유지한 채, 반응가스의 분사가 이루어지지 않는 상태에서 소스가스 분사그룹을 통하여 소스가스를 분사하는 소스가스 분사과정과, 퍼지가스 분사를 유지한 채, 소스가스의 분사가 이루어지지 않는 상태에서 반응가스 분사그룹을 통하여 반응가스를 분사하는 반응가스 분사과정과, 기판 처리 공정이 종료할 때까지 상기 소스가스 분사과정 및 반응가스 분사과정을 반복 수행하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 기판을 상하 방향으로 이격 적층시킨 후 수평으로 공정가스를 분사함으로써, 기판 처리 능력을 향상시킬 수 있다. 또한 다양한 공정 처리 방식을 수행할 수 있는데, 예컨대, CVD, ALD 장치 등에 적용할 수 있다. 또한 플라즈마 발생 수단을 제공함으로써, 기판 처리 능력의 효율성과 막의 질을 높일 수 있다. 또한 기존의 샤워헤드 방식의 막질 특성 저하를 방지하고 막질 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 샤워헤드 방식의 원자층박막증착장치 구성을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 챔버의 외관 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 챔버의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 보트가 상승 또는 하강된 모습의 프로세스 챔버의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 보트에 기판이 실장됨에 따라 보트가 단계별로 상승하는 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 상층 내부 하우징의 내부 측벽에 공정가스 유입 공간체 및 공정가스 배출 공간체 및 플라즈마 발생 수단이 구비된 모습을 도시한 그림이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 챔버의 상측에서의 공정 가스 흐름을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 하층 챔버 내부 하우징과 보트와 서로 실링 밀폐 결합되는 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 기판이 보트에 로딩되어 챔버 하우징 내에서 기판 처리된 후 다시 언로딩되는 과정을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 공정가스의 격벽을 상부에서 바라본 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 3개의 격벽이 형성된 공정가스 유입 공간체의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 각 가스의 분포 흐름을 상측에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 다수의 격벽 공간을 가진 공정가스 유입 공간체를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 공간분할 원자층 증착 과정에서 공정가스를 동시에 분사하는 과정을 도시한 플로차트이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 공간분할 원자층 증착 공정 시의 공정가스를 동시 분사하는 흐름 그래프를 도시한 그림이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따라 공정가스를 동시에 분사할 때 기판이 공정가스에 노출되는 순서를 도시한 그림이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 공간분할 원자층 증착 과정에서 공정가스를 시간차를 두며 분사하는 과정을 도시한 플로차트이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 공간분할 원자층 증착 공정 시의 공정가스를 시간차를 두며 분사하는 흐름 그래프를 도시한 그림이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 챔버는, 화학기상증착장치(CVD), 원자층증착장치(ALD) 등의 다양한 공정 장치에 적용할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따라 측벽에서 가스를 분사하여 타측으로 배출하는 프로세스 챔버를 이용하여, LED 소자, 메모리 소자 등의 반도체를 제조할 수 있으며 이에 한정되지 않고 LCD, SOLAR 등의 평판패널기판 제작에도 적용될 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 챔버의 외관 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 챔버의 분해도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 보트가 상승 또는 하강된 모습의 프로세스 챔버의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 보트에 기판이 실장됨에 따라 보트가 단계별로 상승하는 모습을 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 상층 내부 하우징의 내부 측벽에 공정가스 유입 공간체 및 공정가스 배출 공간체 및 플라즈마 발생 수단이 구비된 모습을 도시한 그림이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 챔버의 상측에서의 공정 가스 흐름을 도시한 도면이다.
프로세스 챔버는 기판 처리 능력을 향상시키기 위하여, 복수의 기판을 상하로 이격 적층시킨 후 이격 적층된 기판 사이로 공정가스를 흘러보내 기판의 표면에 증착, 식각 등의 기판 처리가 이루어지도록 한다. 이를 위하여 프로세스 챔버는, 복수의 기판이 이격 적층되는 보트(300)와, 상기 보트를 상승시켜 내부 공간에 위치시키며, 측벽에서 공정가스를 수평 방향으로 분사하고 이격 적층된 기판 사이로 흘러보내 외부로 배출하도록 하는 챔버 하우징(100,200)과, 상기 보트를 상기 챔버 하우징의 내부로 승하강시키는 보트 구동 수단(400)과, 상기 챔버 하우징의 일측벽이 관통된 기판 이송 게이트(500)를 포함한다.
보트(300)는 복수의 기판이 상하로 이격 적층되어 있어, 적층된 기판들 사이에 이격틈이 존재하여 이러한 틈 사이로 공정가스가 유입되어 반대편으로 흘러나간다. 따라서 기판 상부면에 공정가스가 접할 수 있어 기판상에 증착 또는 식각 등의 기판 처리가 이루어질 수 있다. 기판의 이격 적층을 위하여 보트(300)는 상부 플레이트판(310), 하부 플레이트판(320), 상부 플레이트판(310)과 하부 플레이트 판(320)을 연결하는 복수의 지지바(330;330a,330b,330c), 상기 지지바의 측벽에 형성된 복수의 기판 안착홈(331)을 포함한다. 기판 안착홈(331)은 지지바(330)의 측벽에서 파여진 홈으로서, 이러한 홈에 각 기판이 안착된다. 보트는 회전을 하면서 순차적으로 소스가스, 퍼지가스, 반응가스에 기판을 반복 노출시킬 수 있다.
기판 이송 게이트(500)는 하층 챔버 하우징(200)의 일측벽에 형성되어 기판이 보트로 출입되는 게이트이다. 각각의 기판이 보트(300)에 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading)될 때 기판 이송 게이트를 통하여 이송된다.
보트 구동 수단(400)은 보트(300)를 상층 챔버 하우징(100)의 내부 공간과 하층 챔버 하우징(200)의 내부 공간 사이에서 보트를 상승 또는 하강시키는데, 보트 지지대(420)와 승하강 회전 구동축(410)을 구비한다. 보트 지지대(420)는 상부면에서 하부 플레이트판(320)을 지지하는데, 승하강 회전 구동축(410)이 하층 챔버 하우징(200)의 바닥면을 관통하여 보트의 하부면, 즉, 보트의 하부 플레이트판(320)을 지지한다. 보트 지지대(420)의 하부면은 승하강 회전 구동축(410)에 연결되어 모터와 같은 상하 왕복 구동원의 구동에 따라 상승 및 하강하는데, 상하 피스톤 왕복 운동을 하며 보트를 상승 또는 하강시킨다. 또한 승하강 회전 구동축(410)은 보트의 승하강(상승/하강) 동작시에 한꺼번에 보트를 승하강시키는 것이 아니라 단계별로 보트를 상승 또는 하강시킨다. 예를 들어, 도 5(a)에 도시한 바와 같이 기판 이송 게이트를 통하여 기판이 보트의 기판 안착홈에 삽입 안착된 경우, 도 5(b)에 도시한 바와 같이 보트 구동 수단은 보트를 한 단계 더 상승시켜 다음번째의 기판 안착홈이 기판 이송 게이트에 도달하도록 한다. 이와 같이 단계별로 보트를 상승시키며 기판을 각 기판 안착홈에 안착시켜 최종적으로 도 5(c)에 도시한 바와 같이 각 기판 안착홈에 기판을 탑재하고 상층 챔버 하우징의 내부 공간으로 삽입될 수 있다. 또한 승하강 회전 구동축은 보트 지지대를 회전시킴으로써, 결과적으로 보트 지지대에 연결된 보트를 회전시킬 수 있다. 따라서 CVD 공정, ALD 공정에 상관없이 공정이 진행될 때 보트가 회전되면서, 보트 위에 놓인 기판이 소스가스, 퍼지가스, 반응가스에 순차적으로 노출될 수 있다.
챔버 하우징(100,200)은 상기 보트를 상승시켜 내부 공간에 위치시키며, 일측 내벽에서 공정가스를 수평 방향으로 분사하여 이격 적층된 기판 사이로 흘러보내 외부로 배출한다. 본 발명의 실시예인 챔버 하우징은 하층 챔버 하우징(200)과 상층 챔버 하우징(100)으로 이루어진다.
하층 챔버 하우징(200)은 상측이 개방되어 내부 공간(이하, '제1내부 공간'이라 함)을 가진다. 공정이 완료되어 기판이 언로딩된 상태에서는 도 4(b)에 도시한 바와 같이 하강된 보트(300)는 하층 챔버 하우징(200)의 제1내부 공간에 위치하며, 반대로, 기판이 보트의 각 기판 안착홈에 단계별로 로딩되어 상승하게 되면 보트(300)는 상층 챔버 하우징(100)의 제1내부 공간에 존재하지 않게 된다.
상층 챔버 하우징(100)은 하측이 개방된 채 하층 챔버 하우징(200)의 상층에 위치하여 내부 공간(이하, '제2내부 공간'이라 함)을 가진다. 상층 챔버 하우징(100)의 제2내부 공간에는 하층 챔버 하우징의 제1내부 공간으로부터 상승한 보트가 위치하며, 이러한 보트에는 각 기판 안착홈에 기판이 이격 적층되어 탑재되어 있다. 상층 챔버 하우징(100)의 일측 내벽에서 공정가스가 분사되며, 보트에 이격 적층된 기판의 사이를 흘러가서 상층 챔버 하우징의 타측 내벽을 통과하여 회부로 배출된다.
상층 챔버 하우징(100)의 일측 내벽에서 타측 내벽으로 향해 공정가스가 분사되는 경우, 상층 챔버 하우징은 단일벽으로 구현될 수 있지만, 이중벽 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상층 챔버 하우징(100)은 상층 챔버 내부 하우징(110)과 이를 이격하여 감싸는 상층 챔버 외부 하우징(120)으로 된 이중 구조의 하우징 형태로 구현될 수 있다. 내측에 위치한 상층 챔버 내부 하우징(110)은 하층 챔버 하우징(200)으로부터 상승된 보트(300)가 수납되며, 외측에 위치한 상층 챔버 외부 하우징(120)은 상층 챔버 내부 하우징(110)의 상면 및 측벽을 이격하여 감싼다.
상층 챔버 내부 하우징(110)의 일측 내벽에는 대향되는 타측 내벽을 향해 공정가스를 분사하는 공정가스 분사 수단과 하우징 내부의 공정 가스를 외부로 배출하는 공정가스 배출 수단이 구비된다. 일측 내벽에서 대향되는 타측 내벽을 향해 공정가스를 분사함으로써, 상층 챔버 하우징의 내부 공간에 존재하는 보트에 공정가스를 흘러보낼 수 있다.
가스 분사 수단(130)은 도 6에 도시한 바와 같이, 내부 공간을 가지는 공정가스 유입 공간체(131)와, 상기 보트에 접하는 공정가스 유입 공간체의 벽면에 형성된 다수의 가스 분사홀(132)과, 상기 공정가스 유입 공간체의 내부 공간에 공정가스를 유입시키는 공정가스 공급관(133)을 포함한다. 공정가스 유입 공간체(131)는 상하좌우 벽체로 인한 내부 공간을 가지는 공간체로서, 내부 공간에 공정가스 공급관(133)으로부터 유입된 가스가 존재한다. 공정가스 유입 공간체(131)의 내부공간으로 관통하는 다수의 가스 분사홀(132;hole)이 공정가스 유입 공간체의 벽면에 형성되어, 이러한 가스 분사홀(132)을 통하여 공정가스가 상층 챔버 내부 하우징의 내부 공간으로 유입된다. 가스 분사홀(132)은 보트에 실장된 각 기판들 이격틈 사이와 각각 매칭되는 위치에 복수개로 형성된다. 공정가스 유입 공간체의 벽면은 보트를 바라보는 벽면이다. 공정가스 공급관(133)은 공정가스 유입 공간체(131)의 내부 공간으로 공정가스를 유입시키는데, 공정가스 저장 탱크에 보관된 공정가스를 공정가스 유입 공간체(131)로 공급한다. 따라서 공정가스 공급관(133)은 공정가스 저장 탱크에 연결된 도관을 상층 챔버 내부 하우징의 벽체의 내부를 따라 형성되어, 공정가스 유입 공간체에 공정가스를 공급한다.
또한 상층 챔버 내부 하우징은 기판 처리된 공정가스를 외부로 배출하는 공정가스 배출 수단(140)을 구비한다. 공정가스 배출 수단(140)은 도 6에 도시한 바와 같이, 공정가스 배출 공간체(141), 가스 배출홀(142), 공정가스 배출관(143), 배출펌프(미도시)를 포함한다. 공정가스 배출 공간체(141)는 상하좌우 벽체로 인한 내부 공간을 가지는 공간체로서, 상층 챔버 내부 하우징(110) 내부에서 처리되고 남은 공정가스가 유입되어 공간체 내부에 존재한다. 가스 배출홀(142)은 공정가스 배출 공간체의 면에 다수개로 형성되어, 상층 챔버 내부 하우징의 내부 공간에서 기판 처리되고 남은 공정가스가 가스 배출홀(142)을 통해 공정가스 배출 공간체(141)의 내부로 흘러들어간다. 가스 배출홀이 형성되는 공정가스 배출 공간체(141)의 벽면은 보트를 바라보는 면이다. 공정가스 배출관(143)은 고정가스 배출 공간체의 내부 공간과 배출 펌프를 연결한다. 공정가스 배출관(143)은 공정가스 배출 공간체(141)의 내부와 연결되어 상층 챔버 내부 하우징의 벽체의 내부를 따라 외부의 배출펌프(미도시)와 연결된다. 따라서 공정가스 배출 공간체(141) 내부의 공정가스는 공정가스 배출관(143)을 거쳐서 외부로 배출된다. 배출펌프(미도시)는 공정가스 배출관을 통해 공정가스를 외부로 배출하기 위한 펌핑을 수행한다.
상기와 같이 내부 공간을 가지는 공정가스 유입 공간체(131)와 공정가스 배출 공간체(141)가 상층 챔버 내부 하우징의 벽체에 형성되는데, 공정가스 유입 공간체(131)와 공정가스 배출 공간체(141)는 보트를 사이에 두고 서로 마주 보며 대향되는 위치에 형성된다. 공정가스 유입 공간체(131)에서 분사되는 공정가스는 펌핑 배출압에 의하여 보트에 실장된 기판들 사이의 이격틈을 가로질러서 공정가스 배출 공간체(141)의 내부로 흘러간 후 외부로 배출된다. 공정가스 유입 공간체(131)와 공정가스 배출 공간체(141)는 상층 챔버 내부 하우징의 측벽에 매립 형성될 수 있지만, 별도의 기구물로서 측벽의 내부면에 결합되어 형성될 수 있다.
참고로, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 챔버를 상측에서 바라본 모습으로서, 공정가스가 상층 챔버 내부 하우징의 일측벽에서 타측벽으로 흘러가는 모습을 도시한 그림이다. 공정가스 유입 공간체(130)의 가스 분사홀에서 분사된 공정가스는 상층 챔버 내부 하우징(110)의 내부 공간을 수평으로 가로질러, 마주보며 대향된 위치의 타측벽에 위치한 공정가스 배출 공간체(140)로 흘러감을 알 수 있다. 공정가스 배출 공간체(140)에 연결되어 있는 펌프배출압에 의하여 공정가스 흐름을 유도할 수 있다.
한편, 보트(300)에 기판이 탑재되어 상층 챔버 내부 하우징(110)의 내부 공간으로 상승하게 되면, 보트와 상층 챔버 하우징은 외부와의 밀폐성을 유지하도록 서로 실링되어야 한다. 이러한 밀폐성(기밀성)을 위하여 보트 지지대(420)와 상층 챔버 내부 하우징(120)은 오링(O-ring)과 같은 실링제 결합체에 의하여 실링된다. 이를 위하여 도 8(a)에 도시한 바와 같이 보트 지지대(420)의 외주 바깥쪽 상부면에는 오링홈(421)이 형성된다. 외주 바깥쪽 상부면은 상층 챔버 내부 하부징(110)의 바닥면과 닿는 면이다. 보트 지지대(420)와 닿는 상층 챔버 내부 하우징(110)의 바닥면에는 보트 지지대의 오링 홈(421)과 대향되는 위치에 오링(111;O-ring)이 형성된다. 따라서 보트(300)가 상승하여 상층 챔버 내부 하우징(110)으로 수납되면, 도 8(b)에 도시한 바와 같이 상층 챔버 내부 하우징의 바닥면에 형성된 오링(O-ring)이 보트 지지대의 상부면에 형성된 오링 홈에 삽입되어, 밀폐성을 유지할 수 있다.
한편, 기판 처리 효율을 높이기 위하여, 기판 처리되는 공정가스를 플라즈마 형태로 여기시켜 처리할 수 있다. 이를 위하여 본 발명의 실시예는 플라즈마 발생 수단을 구비한다. 플라즈마 발생 수단은 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는데 사용된다. 플라즈마 발생 수단은 상층 챔버 하우징의 내부에 플라즈마 발생 수단이 구비될 수 있는데, 이중 구조의 상층 챔버 하우징인 경우, 상층 챔버 내부 하우징과 상층 챔버 외부 하우징 사이에 플라즈마 발생 수단이 구비될 수 있다. 이러한 플라즈마 발생수단은 U자 형태의 플라즈마 안테나로 구현됨을 특징으로 한다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 전압이 인가되는 일끝단(600a) 및 접지 연결점인 타끝단(600b)이 상층 챔버 내부 하우징의 바깥 표면에 위치하여, 일끝단(600a)과 타끝단(600b)의 연결 선로(600c)가 상층 챔버 내부 하우징과 상층 챔버 외부 하우징 사이에서 U자 형태로 관통한 플라즈마 안테나로 형성된다. 참고로, 상기 U자 형태의 플라즈마 안테나는 RF를 이용하여 플라즈마를 여기시키는 축전결합플라즈마(CCP;Capacitively Coupled Plasma) 방식으로 구동될 수 있다. 또한 플라즈마를 고주파 유도결합 플라즈마(ICP;Inductively Coupled Plasma) 방식으로 구동될 수 있다.
한편, 기판 처리의 효율성을 위하여 프로세스 챔버에는 기판을 가열하기 위한 가열 수단이 구비될 수 있다. 즉, 기판 처리시에 열원을 제공하기 위하여 보트 또는 상층 챔버 하우징에 기판을 가열시키는 열선(heater)과 같은 기판 가열 수단이 구비될 수 있다. 보트에 가열 수단이 구비되는 경우, 보트의 하부 플레이트판(310)에 열선과 같은 가열 수단이 구비될 수 있다. 또한 상층 챔버 하우징에 가열 수단이 구비되는 경우 상층 챔버 내부 하우징의 내벽에 열선(121)이 구비될 수 있다. 상층 내부 하우징의 내벽에 위치하는 열선은 벽체에 매립되어 지그재그 형태로 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 기판이 보트에 로딩되어 챔버 하우징 내에서 기판 처리된 후 다시 언로딩되는 과정을 도시한 도면이다.
우선, 로딩하는 과정을 설명하면, 도 9(a)에 도시한 바와 같이 기판 이송 게이트를 통하여 보트의 제일 마지막단의 기판 안착홈부터 기판이 이송되어 안착된다. 기판이 안착되면 다음번째의 기판 안착홈이 기판 이송 게이트에 위치하도록 보트가 상승되고 이송되는 기판이 해당 기판 안착홈에 안착된다. 따라서 도 9(b)에 도시한 바와 같이 보트가 상승하며 각 기판 안착홈에 기판이 안착된다. 보트의 상승에 따라 기판이 안착되고 나면, 도 9(c)에 도시한 바와 같이 기판 안착홈에 기판이 안착된 보트가 상층 챔버 내부 하우징에 수납된다. 그 후 도 9(d)에 도시한 바와 같이 공정가스가 측벽에서 흘러나와 기판 상부면에 닿아서 기판 처리가 이루어진다. 기판 처리 공정이 완료되면 도 9(e)에 도시한 바와 같이 다시 기판이 기판 이송 게이트를 통하여 외부로 배출되는 언로딩 과정을 가진다. 언로딩이 완전히 완료되면 도 9(f)에 도시한 바와 같이 보트는 하층 챔버 하우징의 내부 공간에 수납된다.
한편, 상기에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 챔버는, 하층 챔버 하우징이 기판 로딩 챔버로서의 역할을 하며 상층 챔버 하우징이 공정가스 분사를 통한 프로세스 챔버로서의 역할을 한다. 본 발명은 이에 한정되지 않고 하층 챔버 하우징이 공정가스를 분사하는 프로세스 챔버, 상층 챔버 하우징이 기판 로딩 챔버로서의 역할을 하도록 하는 구성에도 적용될 수 있음은 자명할 것이다. 따라서하층 챔버 하우징 또한 상층 챔버 하우징과 동일 기능을 수행할 수 있는 다수의 가스 분사홀 및 공정가스 유입 공간체를 구비하여, 하층 챔버 하우징에서 개별적으로 공정을 진행하거나, 하부 챔버 하우징과 상부 챔버 하우징 모두에서 동등한 공정을 진행 할 수 있을 것이다.
한편, 프로세스 챔버가 복수의 공정가스를 사용하는 화학기상증착이나 원자층증착공정에 사용되는 프로세스 챔버인 경우에는, 공정가스 유입 공간체(131)에서 서로 다른 공정가스를 개별적으로 수평 분사해야 한다. 이하의 설명에서는 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 공정가스로 가지는 원자층증착공정을 진행할 때의 공정가스 분사 수단에 대해서 설명한다.
서로 다른 공정가스를 상층 챔버 내부 하우징에서 보트를 향해서 수평 분사하기 위해서는, 공정가스 유입 공간체(131)의 내부가 도 10에 도시한 바와 같이 내부가 복수의 격벽으로 분리되어 있으며, 각 격벽(135) 사이의 격벽 공간(136)에 상기 소스가스 공급관, 반응가스 공급관 및 퍼지가스 공급관 중에서 어느 하나가 연결되는 구조를 가진다. 도 10은 공정가스 유입 공간체의 내부공간에 연결된 공급관의 개념도를 도시한 그림이다. 도 10을 참조하면, 상층 챔버 내부 하우징(110)이 일부를 이루는 공정가스 유입 공간체(131)의 내부는 다수의 격벽으로 분리되어 있다. 이러한 격벽(135)으로 분리된 격벽 공간(136)에는 각 소스가스 공급관(133a), 퍼지가스 공급관(133b), 반응가스 공급관(133c)가 각각 연결된다. 즉, 제1격벽 공간(136a)에는 소스가스 공급관(133a)이 연결되어 있으며, 제2격벽 공간(136b)에는 퍼지가스 공급관(136b)이 연결되어 있으며, 제3격벽 공간에는 반응가스 공급관(136c)이 연결되어 있어, 각 격벽 공간에 소스가스, 퍼지가스 및 반응가스가 공급된다. 또한 격벽이 형성된 공정가스 유입 공간체의 사시도인 도 11을 참조하면, 격벽(135)은 공정가스 유입 공간체의 내부를 수직으로 분할하도록 형성된다. 보트에 기판이 상하로 수직방향으로 이격 적층되어 있기 때문에, 각 기판 틈사이로 수직상에서 동일한 공정가스를 분사하기 위함이다. 소스가스, 반응가스 및 공급가스가 각각의 격벽 공간에 연결되는 도 10의 구조를 가질때, 각 가스의 분포 흐름을 상측에서 바라본 모습을 도 12에 도시하였다. 도 12를 참조하면, 각 격벽 공간에 제공된 소스가스, 반응가스 및 공급가스는 동시에 각각 제공될 수 있음을 알 수 있다. 그런데, 상기의 공정가스 예시는 하나의 예시에 불과하며, 모든 격벽 공간에 동일한 공정가스(예컨대, 소스가스)를 공급하여 모든 격벽 공간에 형성된 가스 분사홀에서 일시에 챔버 하우징의 내부로 동일한 공정가스를 분사할 수 있을 것이다.
한편, 도 10 내지 도 12의 격벽 구조는 공정가스 유입 공간체의 내부를 3개로 분할하여 형성된 예를 도시한 것인데, 이러한 3개 격벽 구조 이외에도 다양한 격벽 구조가 있을 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 13은 다수의 격벽 공간을 가진 공정가스 유입 공간체를 도시한 그림으로서, 제1격벽 공간(136a)에는 SiH4, Si2H6와 같은 소스가스가 유입되도록 소스가스 공급관(133a)이 연결될 수 있다. 또한 제2격벽 공간(136b) 및 제4격벽 공간(136d)에는 Ar, N2와 같은 퍼지가스가 유입되도록 퍼지가스 공급관(133b)이 연결될 수 있다. 또한 제3격벽 공간(136c)에는 O2,O3,NH3와 같은 제1반응가스가 유입되도록 제1반응가스 공급관(133c)이 연결될 수 있으며, 제5격벽 공간(136e)에는 B2H6, PH3, C2H4, H2와 같은 제2반응가스가 유입되도록 제2반응가스 공급관(133d)이 연결될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 공간분할 원자층 증착 과정에서 공정가스를 동시에 분사하는 과정을 도시한 플로차트이며, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 공간분할 원자층 증착 공정 시의 공정가스를 동시 분사하는 흐름 그래프를 도시한 그림이며, 도 16은 본 발명의 실시예에 따라 공정가스를 동시에 분사할 때 기판이 공정가스에 노출되는 순서를 도시한 그림이다.
보트에 기판을 상하로 이격 적층(S1401)시킨 후 보트를 챔버 하우징의 내부 공간에 위치시킨다(S1402). 그 후 보트를 회전시켜(S1403), 결과적으로 보트에 이격 적층된 기판이 회전된다.
보트 회전과 아울러 서로 다른 공정가스, 예컨대, 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스가 챔버 하우징의 내측벽의 가스 분사홀에서 도 15에 도시된 바와 같이 동시에 분사되도록 한다(S1404). 이때, 챔버 하우징의 내부 측벽의 분사홀이 복수개의 분사 그룹으로 수직 분할되어, 각 분사 그룹별로 서로 다른 공정가스가 분사되도록 한다. 이러한 보트 회전 과정(S1403) 및 가스 분사 과정(S1404)는 원하는 박막의 두께가 증착되어 기판 처리가 종료될 때까지(S1405) 반복 수행된다.
설명의 이해를 돕기 위하여 도 13과 같이 소스가스, 퍼지가스 및 반응가스의 순서로 분사되도록 격벽 공간이 형성되어 있는 경우, 기판의 일부 영역인 A 영역이 기판의 회전에 따라 공정가스에 노출되는 모습을 도 16과 함께 설명한다.
우선, 도 16(a) 도시한 바와 같이 기판이 상승하여 챔버 하우징의 내부공간에 위치하여 A 영역의 위치가 도 16(a)와 같다고 할 경우, 보트의 회전에 따라 기판이 회전하게 되면, 기판의 A 영역은 도 16(b)와 같이 소스가스 분사 영역에 위치하게 된다. 그 후 기판이 회전하게 되면 기판의 A영역은 도 16(c)와 같이 퍼지가스 분사 영역에 위치하여 퍼지되고, 이어서 기판의 A 영역은 도 16(d)와 같이 반응가스 분사 영역에 위치하여 반응가스에 반응하게 된다. 따라서 기판의 A 영역은 보트의 회전에 따라 소스가스->퍼지가스->반응가스-퍼지가스->반응가스->...순서로 노출되어 원자층 증착을 이룰 수 있다. 참고로, 각 공정가스는 공정가스 배출 수단의 펌핑 배출압에 의하여 공정가스 배출 공간체를 향하여 챔버 하우징의 내부 공간에서 직진성을 가지며 분사될 수 있다.
한편, 상기의 도 14의 설명에서는 소스가스, 퍼지가스, 반응가스를 포함하는 모든 공정가스가 모두 동시에 분사되는 예를 설명하였으나, 발명의 다른 실시예로서 박막 증착 효율을 더욱 향상시키기 위하여 소스가스 및 퍼지가스를 시간차를 두어 분사하도록 구현할 수 있다. 도 17 및 도 18과 함께 상술한다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 공간분할 원자층 증착 과정에서 공정가스를 시간차를 두며 분사하는 과정을 도시한 플로차트이며, 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 공간분할 원자층 증착 공정 시의 공정가스를 시간차를 두며 분사하는 흐름 그래프를 도시한 그림이다.
보트에 기판을 상하로 이격 적층(S1701)시킨 후 보트를 챔버 하우징의 내부 공간에 위치시킨다(S1702). 그 후 보트를 회전시켜(S1703), 결과적으로 보트에 이격 적층된 기판이 회전된다.
보트 회전과 아울러 서로 다른 공정가스, 예컨대, 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스가 챔버 하우징의 내측벽의 가스 분사홀에서 도 18에 도시된 바와 같이 시간차를 두고서 분사되도록 한다(S1704). 챔버 하우징의 내부 측벽의 분사홀이 복수개의 분사 그룹으로 수직 분할되어, 각 분사 그룹별로 서로 다른 공정가스가 분사되도록 한다. 도 18을 참조하면, 기판 처리 공정이 시작되면 퍼지가스 분사그룹을 통하여 퍼지가스를 계속하여 분사한다. 소스가스의 경우에는, 퍼지가스 분사를 유지한 채, 반응가스의 분사가 이루어지지 않는 상태에서 소스가스 분사그룹을 통하여 소스가스를 분사한다. 반응가스의 경우에는, 퍼지가스 분사를 유지한 채, 소스가스의 분사가 이루어지지 않는 상태에서 반응가스 분사그룹을 통하여 반응가스를 분사한다. 이러한 소스가스와 반응가스의 분사 시간 차는 미리 설정한 시간에 의해 결정된다. 즉, 소스가스 분사가 중지된 후 미리 정한 시간이 경과한 후 반응가스 분사가 이루어지며, 마찬가지로 반응가스 분사가 중지된 후 미리 정한 시간이 경과한 후 소스가스 분사가 이루어지도록 한다.
반응 가스 분사가 이루어지는 동안에, 플라즈마가 인가된다. 소스가스와 반응가스의 반응을 증대시키기 위하여 반응가스 분사가 이루어지는 동안 플라즈마가 인가되는 것이다. 플라즈마 인가는 공정가스 유입 공간체에서 발생되기 때문에, 박막의 균일성을 향상시키기 위하여 기판을 회전시켜 기판의 모든 영역이 공정가스 유입 공간체 주변에 도달하도록 함으로써, 플라즈마가 기판 전체에 골고루 도달되도록 한다.
한편, 소스가스 공급이 중단되는 기간에는, 소스가스 분사그룹을 통하여 퍼지가스를 분사하여 퍼지 능력을 향상시킬 수 있다. 소스가스 분사가 안이루어지는 동안 소스가스 분사그룹의 가스 분사홀을 통하여 아무런 가스를 분사 안하는 것보다 소스가스 분사그룹에서 퍼지가스를 분사함으로써, 퍼지능력을 향상시키는 것이다. 이를 위하여 소스가스 분사그룹에 대응되는 격벽 공간에는 소스가스 공급관 미 퍼지가스 공급관이 밸브에 의해 연결되어 선택적인 가스 공급이 가능하도록 한다.
마찬가지로, 반응가스 공급이 중단되는 기간에는, 반응가스 분사그룹을 통하여 퍼지가스를 분사하여 퍼지 능력을 향상시키도록 할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
100:상층 챔버 하우징 110:상층 챔버 내부 하우징
120:상층 챔버 외부 하우징 130:가스 분사 수단
131:공정가스 유입 공간체 132:가스 분사홀
133:공정가스 공급관 133a:소스가스 공급관
133b:퍼지가스 공급관 133c:반응가스 공급관
135:격벽 136: 격벽 공간
136a:제1격벽 공간 136b:제2격벽 공간
136c:제3격벽 공간 140:가스 배출 수단
141:공정가스 배출 공간체 142:가스 배출홀
143:공정가스 배출관 200:하층 챔버 하우징
300:보트 400:보트 구동 수단
500:기판 이송 게이트 600:플라즈마 발생 수단

Claims (21)

  1. 복수의 기판이 상하로 이격 적층되는 보트;
    내부 공간인 제1내부 공간을 가지는 하층 챔버 하우징;
    상기 하층 챔버 하우징의 상층에 위치하여 내부 공간인 제2내부 공간을 가지는 상층 챔버 하우징;
    상기 상층 챔버 하우징의 벽체의 내부에서 공간을 가지는 공정가스 유입 공간체와, 상기 상층 챔버 하우징의 벽체의 내부면 상에서 상기 공정가스 유입 공간체에 연결되어 형성된 다수의 가스 분사홀을 구비하여, 상기 보트의 이격 적층된 기판 사이로 서로 다른 공정가스를 개별적으로 수평 분사하는 공정가스 분사 수단;
    상기 가스 분사홀에 마주보며 대향된 위치의 타측벽에 마련되는 공정가스 배출 수단;
    상기 보트를 상기 하층 챔버 하우징의 제1내부공간에서 상층 챔버 하우징의 제2내부공간으로 승하강시키며, 보트를 회전시키는 보트 구동 수단;
    상기 하층 챔버 하우징의 일측벽에 관통된 기판 이송 게이트;를 포함하며,
    상기 공정가스 유입 공간체는 내부가 복수의 격벽으로 수직 분리된 격벽 공간이 마련되어 격벽 사이의 분리된 격벽 공간에 공정가스가 개별적으로 유입되며, 상기 가스 분사홀에서 분사되는 공정가스를 상기 제2내부 공간을 수평으로 가로질러 상기 공정가스 배출 수단을 통해 외부로 배출시키는 프로세스 챔버.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 공정가스는 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 포함하는 공정가스 중에서 적어도 어느 하나임을 특징으로 하는 프로세스 챔버.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 상층 챔버 하우징은,
    개방된 하측을 통하여 상승된 보트가 수납되는 상층 챔버 내부 하우징;
    상기 상층 챔버 내부 하우징의 상면 및 측벽을 이격하여 감싸는 상층 챔버 외부 하우징;
    을 포함하는 프로세스 챔버.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 공정가스 분사 수단은,
    내부 공간을 가지며, 상기 상층 챔버 하우징의 벽체에 형성된 공정가스 유입 공간체;
    상기 보트에 접하는 공정가스 유입 공간체의 벽면에 형성된 다수의 가스 분사홀;
    상기 공정가스 유입 공간체의 내부 공간에 연결되어 공정가스를 유입시키는 적어도 하나 이상의 공정가스 공급관;
    을 포함하는 프로세스 챔버.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 공정가스 공급관은 소스가스를 공급하는 소스가스 공급관과, 반응가스를 공급하는 반응가스 공급관과, 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급관을 적어도 어느 하나 이상 포함하며, 각 공급관이 분리되어 각각 독립적으로 가스를 공급하는 프로세스 챔버.
  6. 청구항 5에 있어서, 각 격벽 사이의 분리된 격벽 공간에 상기 소스가스 공급관, 반응가스 공급관 및 퍼지가스 공급관 중에서 어느 하나가 연결되어 있는 프로세스 챔버.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 격벽 공간의 벽면에 형성된 가스 분사홀은, 각 격벽 공간으로 공급된 공급관의 종류에 따라서 서로 다른 공정가스를 분사하는 프로세스 챔버.
  8. 삭제
  9. 청구항 4에 있어서, 상기 공정가스 배출 수단은,
    내부 공간을 가지는 공정가스 배출 공간체;
    상기 보트에 접하는 공정가스 배출 공간체의 벽면에 형성된 다수의 가스 배출홀;
    상기 공정가스 배출 공간체의 내부 공간에 있는 공정가스를 외부로 펌핑하는 배출펌프;
    상기 공정가스 배출 공간체의 내부 공간과 상기 배출펌프를 연결하는 공정가스 배출관;
    을 포함하는 프로세스 챔버.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 공정가스 유입 공간체 및 공정가스 배출 공간체가 상기 상층 챔버 내부 하우징의 벽체에 형성되어 있는 프로세스 챔버.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 공정가스 유입 공간체 및 공정가스 배출 공간체는 서로 마주 보며 대향하는 위치에 형성되는 프로세스 챔버.
  12. 청구항 3에 있어서, 상기 보트는,
    상부 플레이트판;
    하부 플레이트판;
    상기 상부 플레이트판과 하부 플레이트 판을 연결하는 복수의 지지바;
    상기 지지바의 측벽에 형성된 복수의 기판 안착홈;
    을 포함하는 프로세스 챔버.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 보트 구동 수단은,
    상기 하부 플레이트판을 지지하는 보트 지지대;
    상기 하층 챔버 하우징의 바닥면을 관통하여 상기 보트 지지대를 승하강 및 회전시키는 승하강 회전 구동축;
    을 포함하는 프로세스 챔버.
  14. 청구항 3에 있어서, 플라즈마 전압을 인가하는 플라즈마 발생 수단이 상기 상층 챔버 내부 하우징과 상층 챔버 외부 하우징 사이에 U자 형태로 위치하는 프로세스 챔버.
  15. 복수의 기판이 상하로 이격 적층되는 보트와, 내부 공간인 제1내부 공간을 가지는 하층 챔버 하우징과, 상기 하층 챔버 하우징의 상층에 위치하여 내부 공간인 제2내부 공간을 가지는 상층 챔버 하우징과, 상기 상층 챔버 하우징의 벽체의 내부에서 공간을 가지는 공정가스 유입 공간체와 상기 상층 챔버 하우징의 벽체의 내부면 상에서 상기 공정가스 유입 공간체에 연결되어 형성된 다수의 가스 분사홀을 구비하여 상기 보트의 이격 적층된 기판 사이로 서로 다른 공정가스를 개별적으로 수평 분사하는 공정가스 분사 수단과, 상기 가스 분사홀에 마주보며 대향된 위치의 타측벽에 마련되는 공정가스 배출 수단과, 상기 보트를 상기 하층 챔버 하우징의 제1내부공간에서 상층 챔버 하우징의 제2내부공간으로 승하강시키며, 보트를 회전시키는 보트 구동 수단; 상기 하층 챔버 하우징의 일측벽에 관통된 기판 이송 게이트를 포함하여, 상기 공정가스 유입 공간체는 내부가 복수의 격벽으로 수직 분리된 격벽 공간이 마련되어 각 격벽 사이의 분리된 격벽 공간에 공정가스가 개별적으로 유입되며 상기 가스 분사홀에서 분사되는 공정가스를 상기 제2내부 공간을 수평으로 가로질러 상기 공정가스 배출 수단을 통해 외부로 배출시키는 프로세스 챔버의 원자층 증착 방법에 있어서,
    보트에 기판을 상하로 이격 적층시키는 과정;
    상기 보트를 상기 챔버 하우징의 내부공간에 위치시키는 과정;
    상기 보트를 회전시키는 과정;
    수직으로 분리된 각 격벽 공간에 연결된 분사홀을 통해 상기 보트에 이격 적층된 기판을 향해 공정가스를 개별적으로 수평 분사하며, 이때 각 격벽 공간에서 수평 분사되는 공정가스가 동시에 분사되거나 또는 시간을 달리하여 분사되는 과정;
    을 포함하는 기판 처리 방법.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 공정가스는, 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 포함하는 공정가스 중에서 적어도 어느 하나임을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  17. 청구항 15에 있어서, 시간을 달리하여 분사하는 경우에는,
    기판 처리 공정이 시작되면 퍼지가스 분사그룹을 통하여 퍼지가스를 분사하는 과정;
    퍼지가스 분사를 유지한 채, 반응가스의 분사가 이루어지지 않는 상태에서 소스가스 분사그룹을 통하여 소스가스를 분사하는 소스가스 분사과정;
    퍼지가스 분사를 유지한 채, 소스가스의 분사가 이루어지지 않는 상태에서 반응가스 분사그룹을 통하여 반응가스를 분사하는 반응가스 분사과정;
    기판 처리 공정이 종료할 때까지 상기 소스가스 분사과정 및 반응가스 분사과정을 반복 수행하는 과정;
    을 포함하는 기판 처리 방법.
  18. 청구항 17에 있어서, 소스가스 분사가 중지된 후 미리 정한 시간이 경과한 후 반응가스 분사가 이루어지며, 마찬가지로 반응가스 분사가 중지된 후 미리 정한 시간이 경과한 후 반응가스 분사가 이루어지는 기판 처리 방법.
  19. 청구항 17에 있어서, 상기 반응가스를 분사하는 시간 동안 플라즈마를 인가하는 기판 처리 방법.
  20. 청구항 17에 있어서, 소스가스의 분사가 중지되는 기간에는, 소스가스 분사그룹을 통하여 퍼지가스를 분사하는 기판 처리 방법.
  21. 청구항 17에 있어서, 반응가스의 분사가 중지되는 기간에는, 반응가스 분사그룹을 통하여 퍼지가스를 분사하는 기판 처리 방법.
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