KR101384982B1 - Thin film deposition apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기반이 반입되거나, 또는 챔버에서 기판이 반출되는 개구부를 선택적으로 개폐하며, 나아가 증착공정이 원활이 이루어지도록 하는 도어장치를 구비한 박막증착장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film deposition apparatus, and more particularly, a thin film deposition apparatus having a door device to selectively open and close an opening through which a substrate is carried in or a substrate is carried out from a chamber, and to further facilitate a deposition process. It is about.
반도체 웨이퍼 등의 기판 상에 박막을 형성하기 위한 증착법으로 화학기상증착법(CVD : chemical vapor deposition), 플라즈마 화학기상증착법(PECVD : plasma enhanced chemical vapor deposition), 원자층증착법(ALD : atomic layer deposition), 플라즈마 원자층증착법 (PEALD : Plasma enhanced atomic layer deposition) 등의 기술이 사용되고 있다.As a deposition method for forming a thin film on a substrate such as a semiconductor wafer, chemical vapor deposition (CVD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), atomic layer deposition (ALD), Techniques such as plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) have been used.
상기 증착법은 챔버 내부로 소정의 가스, 예를 들어 원료가스 및 반응가스 등을 동시에 또는 순차적으로 공급하여 기판 상에 박막을 증착하게 된다. 그런데, 기판 상에 박막을 증착하는 경우에 균일한 증착을 위해서는 챔버 내부의 환경을 균일하게 유지하는 것이 중요하다.In the deposition method, a thin film is deposited on a substrate by simultaneously or sequentially supplying a predetermined gas, for example, a source gas and a reaction gas, into the chamber. However, in the case of depositing a thin film on a substrate, it is important to keep the environment inside the chamber uniform for uniform deposition.
예를 들어, 챔버 내부로 기판을 반입하거나, 또는 챔버에서 기판을 반출하는 경우에 기판의 반입/반출을 위한 개구부를 구비하게 된다. 이러한, 개구부가 형성된 영역은 개구부가 형성되지 않은 영역에 비하여 공간이 넓어지게 되어 가스가 공급되는 환경이 달라지게 된다. 따라서, 기판에 박막을 증착하는 경우에 상기와 같이 개구부가 형성된 영역에 인접한 기판 상에는 불균일한 박막이 증착되는 등의 문제점을 수반한다.For example, when the substrate is introduced into the chamber or when the substrate is taken out of the chamber, an opening for carrying in / out of the substrate is provided. The area in which the opening is formed is wider than the area in which the opening is not formed, so that the gas supply environment is changed. Therefore, in the case of depositing a thin film on the substrate, there is a problem such as uneven thin film is deposited on the substrate adjacent to the region in which the opening is formed as described above.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 챔버의 개구부를 선택적으로 개폐할 수 있으며, 나아가 챔버의 반응공간의 환경을 균일하게 유지할 수 있는 도어장치를 구비한 박막증착장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a thin film deposition apparatus having a door device that can selectively open and close the opening of the chamber to solve the above problems, and further maintain the environment of the reaction space of the chamber uniformly.
특히, 상기 도어장치는 증착공정이 수행되는 반응공간의 외부에 구비되어 증착이 수행되는 중에 반응가스 또는/및 플라즈마에 의한 영향을 받지 않도록 구비된다.In particular, the door device is provided outside the reaction space in which the deposition process is performed so as not to be affected by the reaction gas or plasma during the deposition.
상기와 같은 본 발명의 목적은 소정의 가스가 공급되어 기판에 대한 증착공정이 수행되는 반응공간을 제공하며 상기 기판이 반입 또는 반출되는 적어도 하나의 개구부를 포함하는 챔버, 상기 개구부에서 연장되며, 상기 반응공간을 향해 반입 또는 상기 반응공간에서 반출되는 상기 기판이 상기 챔버의 외부를 향해 이동하는 소정의 공간을 제공하는 이동공간 및 상기 개구부를 선택적으로 개폐하도록 상기 반응공간의 외부에 구비되는 도어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치에 의해 달성된다. 예를 들어, 상기 도어장치는 상기 이동공간에 구비될 수 있다.An object of the present invention as described above provides a reaction space in which a predetermined gas is supplied to perform a deposition process on a substrate, and includes a chamber including at least one opening into which the substrate is brought in or taken out, extending from the opening, A moving space which provides a predetermined space in which the substrate carried in or out of the reaction space moves toward the outside of the chamber and a door device provided outside the reaction space to selectively open and close the opening; It is achieved by a thin film deposition apparatus characterized by comprising. For example, the door device may be provided in the moving space.
구체적으로, 상기 도어장치는 상기 개구부를 개폐하도록 상기 이동공간에 회전 가능하게 구비되는 도어부, 상기 도어부를 회전시키도록 상기 도어부와 연결되는 회전축에 구동력을 제공하는 구동부를 구비할 수 있다.In detail, the door apparatus may include a door part rotatably provided in the moving space to open and close the opening, and a driving part providing a driving force to a rotation shaft connected to the door part to rotate the door part.
여기서, 상기 도어부는 상기 개구부를 개폐하는 도어플레이트 및 상기 회전축에 연결되도록 상기 도어플레이트에서 연장되어 구비된 연결부를 구비할 수 있다.The door part may include a door plate for opening and closing the opening and a connection part extending from the door plate to be connected to the rotation shaft.
한편, 상기 도어장치는 상기 도어부가 닫히는 경우에 상기 반응공간의 내벽면과 연속된 면을 이루도록 상기 도어플레이트에 돌출부를 더 구비할 수 있다. 즉, 상기 도어부가 닫히는 경우에 상기 반응공간을 향하는 상기 돌출부의 내벽은 상기 반응공간의 내벽면과 실질적으로 동일한 평면 상에 위치하게 된다.On the other hand, the door device may further include a protrusion on the door plate to form a surface continuous with the inner wall surface of the reaction space when the door is closed. That is, when the door part is closed, the inner wall of the protrusion facing the reaction space is located on the substantially same plane as the inner wall surface of the reaction space.
또한, 상기 박막증착장치는 상기 챔버의 외부와 상기 이동공간의 출구를 개폐하는 게이트밸브를 더 구비할 수 있다.In addition, the thin film deposition apparatus may further include a gate valve for opening and closing the outside of the chamber and the outlet of the moving space.
이 경우, 상기 도어장치는 상기 도어부가 닫히는 경우에 상기 도어부의 내외부의 압력을 동일하게 유지하는 압력유지수단을 더 구비할 수 있다. 상기 압력유지수단은 상기 반응공간과 상기 이동공간의 압력을 동일하게 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 압력유지수단은 상기 도어부에 구비된 복수의 벤트홀을 포함할 수 있다.In this case, the door device may further include a pressure holding means for maintaining the pressure inside and outside the door part when the door part is closed. The pressure holding means may maintain the same pressure in the reaction space and the moving space. For example, the pressure holding means may include a plurality of vent holes provided in the door part.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 박막증착장치에 따르면 증착공정을 수행하는 반응공간의 내부 환경을 보다 균일하게 유지하여, 기판에 증착되는 박막의 품질을 균일하게 유지할 수 있다.According to the thin film deposition apparatus of the present invention having the configuration as described above can maintain the internal environment of the reaction space to perform the deposition process more uniform, it is possible to maintain a uniform quality of the thin film deposited on the substrate.
나아가, 도어장치에 의해 반응공간의 개구부를 선택적으로 개폐하면서, 나아가 도어장치가 반응가스 및/또는 플라즈마에 의해 영향받는 것을 방지하여, 도어장치의 수명을 늘릴 수 있으며 유지보수를 쉽게 할 수 있다.Further, while selectively opening and closing the opening of the reaction space by the door device, further preventing the door device from being affected by the reaction gas and / or plasma, it is possible to increase the life of the door device and to facilitate maintenance.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치의 내부 구성을 도시한 측단면도,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도,
도 3은 도어장치가 개방된 상태를 도시한 일부 단면사시도,
도 4는 도어장치가 폐쇄된 상태를 도시한 일부 단면사시도,
도 5는 다른 실시예에 따른 도어장치를 구비한 챔버를 도시한 일부 단면사시도이다.1 is a side cross-sectional view showing the internal configuration of a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a sectional view taken along the line II-II in Fig. 1,
3 is a partial cross-sectional perspective view showing a state in which the door device is opened;
4 is a partial cross-sectional perspective view showing a state in which the door device is closed;
5 is a partial cross-sectional perspective view showing a chamber having a door device according to another embodiment.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 일 실시예에 따른 박막증착장치(1000)의 내부 구성을 도시하기 위한 측단면도이다.FIG. 1 is a side cross-sectional view illustrating an internal structure of a thin
도 1을 참조하면, 박막증착장치(1000)는 챔버(10)를 구비한다. 챔버(10)는 소정의 가스가 공급되어 기판(1)에 대한 증착공정이 수행되는 반응공간(16)을 제공하며 상기 기판(1)이 반입 또는 반출되는 적어도 하나의 개구부(40, 42)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the thin
구체적으로, 상기 챔버(10)는 몸체(12)와, 상기 몸체(12) 사이에 기판을 수용하여 기판에 박막을 형성하는 증착공정을 수행하기 위한 반응공간(16)을 제공하는 챔버리드(14)를 구비한다. 여기서, 상기 증착공정은 어느 하나의 방법에 한정되지 않으며, 예를 들어, 화학기상증착법(CVD : chemical vapor deposition), 플라즈마 화학기상증착법(PECVD : plasma enhanced chemical vapor deposition), 원자층증착법(ALD : atomic layer deposition), 플라즈마 원자층증착법 (PEALD : Plasma enhanced atomic layer deposition) 등의 기술을 모두 포함할 수 있다.Specifically, the
몸체(12)는 내부에 반응공간(16)이 형성되기에 충분한 크기로 제작되며, 내외부의 압력차이를 견디기 위하여 소정의 두께로 제작된다. 반응공간(16)의 내부에는 기판(1)을 지지하는 기판지지대(20)를 구비할 수 있다. 기판지지대(20)는 기판(1)을 지지하기에 충분한 크기로 구비되며, 나아가 기판(1)은 소정의 온도로 가열할 수 있도록 내부에 히터(미도시)를 구비할 수 있다. 기판지지대(20)는 승강축(22)과 연결되어, 승강축(22)의 상하운동에 따라 소정거리만큼 상하로 이동 가능하게 구비된다. 또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 기판지지대(20)에는 기판을 반입하는 경우에 외부에 구비된 로봇암(미도시) 등에서 기판을 수취하거나, 또는 기판을 반출하는 경우에 상기 로봇암 등에 기판을 넘겨주는 수취핀(미도시)을 구비할 수 있다. 상기 수취핀은 기판지지대의 상면에서 소정길이 만큼 상하방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.The
한편, 챔버리드(14)는 몸체(12)의 상부에 연결되며, 챔버리드(14)와 몸체(12) 사이의 공간이 증착공정을 수행하는 반응공간(16)을 형성하게 된다. 이 경우, 챔버리드(14)에는 소정의 가스, 예를 들어 적어도 하나의 원료가스 및/또는 반응가스를 동시에 또는 순차적으로 반응공간(16)으로 공급하는 가스공급부(30)를 구비한다. 가스공급부(30)는 적어도 하나 이상의 가스공급원(미도시)과 가스공급라인(32)을 통해 연결되어 반응공간(16)으로 원료가스 및/또는 반응가스를 공급하게 된다. 상기 가스를 반응공간의 내부에 균일하게 공급하기 위하여 상기 가스공급부는 샤워헤드(showerhead) 타입으로 구성될 수 있다. 상기 가스공급부(30)에 의해 적어도 하나의 원료가스 및/또는 반응가스를 공급하는 방법은 증착공정의 종류에 따라 달라지게 되며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략한다. 한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 증착공정을 촉진시키고 박막의 품질을 높이기 위하여 공정가스를 활성화시켜 활성화 원자 또는 라디칼 형태의 공정가스를 공급하는 가스활성화유닛(미도시)을 더 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 가스활성화유닛은 플라즈마 발생부, 초고주파 발생부, 자외선 조사부, 레이저 조사부 중 어느 하나의 형태로 제공될 수 있다.Meanwhile, the
몸체(12)에는 기판을 반입하거나, 또는 기판을 반출하기 위한 개구부(40, 42)를 구비한다. 상기 개구부(40, 42)는 몸체(12)의 일측에 구비될 수 있으며, 도면에 도시된 바와 같이 양측에 한 쌍의 개구부(40, 42)를 구비하여 하나의 개구부(40, 42)를 통해 반응공간(16)으로 기판을 반입하고, 다른 하나의 개구부(40, 42)를 통해 반응공간(16)에서 기판을 반출하게 된다.The
한편, 챔버(10)의 몸체(12)는 내외부의 압력차이를 견디기 위하여 소정의 두께, 예를 들어 10 ~ 15 ㎝ 의 두께로 제작될 수 있다. 이 경우, 몸체(12)의 두께를 가로질러 기판이 이동하는 이동공간(50, 52)을 구비할 수 있다. 즉, 상기 이동공간(50, 52)은 개구부(40, 42)에서 연장되며, 반응공간(16)을 향해 반입되거나 또는 반응공간(16)에서 반출되는 기판(1)이 챔버(10)의 외부를 향해 이동하는 소정의 공간을 제공하게 된다.On the other hand, the
구체적으로, 상기 이동공간(50, 52)은 개구부(40, 42)에 대응하여 형성된다. 즉, 개구부(40, 42)를 일측에만 구비하면 이동공간(50, 52)도 일측에만 형성되며, 개구부(40, 42)를 양측에 한 쌍 구비하게 되면 이동공간(50, 52)도 한 쌍 구비되는 것이다. 결국, 상기 이동공간(50, 52)은 몸체(12)의 측벽을 가로질러 개구부(40, 42)를 통하여 반응공간(16)과 연결된다. 이 경우, 이동공간(50, 52)과 챔버(10)의 외부가 연결되는 출구(54, 56)에는 선택적으로 개폐되는 게이트밸브(60)를 구비한다. 게이트밸브(60)는 증착공정이 수행되는 경우에 몸체(12) 내부의 압력을 소정의 압력으로 맞출 수 있도록 이동공간(50, 52)을 밀폐하게 된다. 상기 게이트밸브(60)의 개방 또는 폐쇄에 따라 기판(1)이 반응공간(16) 내부로 반입되거나, 또는 기판(1)이 반응공간(16)에서 반출될 수 있다.Specifically, the
한편, 챔버(10)의 내부에 구비된 반응공간(16)에서 기판(1)을 향하여 소정의 가스를 공급하여 증착을 수행하는 중에는 반응공간(16) 내부의 환경이 일정하게 유지되는 것이 중요하다. 반응공간(16) 내부의 환경이 일정하게 유지되지 않으면 기판(1) 상에 박막이 증착되는 경우에 균일도를 유지할 수 없게 되어, 균일한 박막 품질을 얻을 수 없게 된다. 예를 들어, 기판(1)이 반응공간(16)에 수용되는 경우에 기판(1)에서 반응공간(16)의 내벽면, 즉 기판(1)에서 챔버(10)의 몸체(12)의 내벽면까지의 거리가 모두 일정하도록 유지되는 것이 중요하다. 그런데, 챔버(10)의 몸체(12)에 기판의 반입 및/또는 반출을 위한 개구부(40, 42)를 구비하게 되면, 개구부(40, 42)와 이동공간(50, 52)이 연통되어 있으므로 기판(1)에서 몸체(12)의 내벽면까지의 거리가 달라지게 된다. 도면에서 설명되지 않은 도면부호 '100' 및 '200'은 상기 개구부(40)를 개폐하는 도어장치에 해당하며, 이후에 상세히 설명한다.On the other hand, it is important that the environment inside the
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다. 도 2에서는 설명의 편의를 위해 상기 도어장치를 도시하지 않았음을 밝혀둔다.2 is a cross-sectional view taken along a line II-II in Fig. 2 shows that the door device is not shown for convenience of description.
도 2를 참조하면, 개구부(40, 42)가 형성되지 않은 영역('A' 영역)에서 측벽까지의 거리에 비해 개구부(40, 42)가 형성된 측벽('B' 영역)에서는 이동공간(50, 52)으로 인해 기판(1)에서 몸체(12)까지의 거리가 늘어나게 된다. 이 경우, 상부의 가스공급부(30)에서 가스를 공급하는 경우에 가스의 유동은 이동공간(50, 52)의 내부로 유동할 수 있게 되며, 이는 개구부(40, 42)가 형성되지 않은 'A' 영역에서의 가스의 유동과 다른 패턴을 보이게 된다. 나아가, 히터에 의해 기판(1)을 가열하는 경우에 'B' 영역에 인접한 기판(1) 영역에서는 다른 영역에 비하여 보다 빨리 열을 발산하여 챔버 내부의 열적 불균형을 초래할 수 있다. 따라서, 'B' 영역에서의 가스 유동 패턴의 차이와, 챔버 내부의 열적 불균형으로 인하여 'A' 영역에 인접한 기판 영역과 'B' 영역에 인접한 기판 영역의 박막의 두께 및 품질 등에서 차이가 발생할 수 있게 된다. 이하에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 개구부를 선택적으로 개폐할 수 있는 도어장치를 구비한 박막증착장치에 대해서 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.Referring to FIG. 2, the moving
도 3은 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치의 도어장치를 도시하기 위한 일부 단면 사시도이다. 도 3은 도어장치가 개방된 상태를 도시하며, 도 4는 도어장치가 폐쇄된 상태를 도시한다. 도 1에서 도어장치(100, 200)는 한 쌍이 구비되지만 서로 대칭적인 구조이므로, 이하에서는 도 1에서 왼쪽에 구비된 하나의 도어장치(100)에 대해서만 살펴보기로 한다.3 and 4 is a partial cross-sectional perspective view showing a door device of the thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 illustrates a state in which the door apparatus is opened, and FIG. 4 illustrates a state in which the door apparatus is closed. In FIG. 1, since the
도 3 및 도 4를 참조하면, 챔버(10)의 내부에 구비된 반응공간(16)은 개구부(40)를 통하여 이동공간(50)과 연결된다. 이동공간(50)의 출구(54)에는 전술한 바와 같이 게이트밸브(60)가 구비되어 이동공간(50)을 선택적으로 밀폐하게 된다.3 and 4, the
챔버(10)는 개구부(40)를 선택적으로 개폐하도록 반응공간(16)의 외부에 구비되는 도어장치(100)를 구비할 수 있다. 도어장치(100)는 개구부(40)를 선택적으로 개폐하도록 구비된다. 따라서, 도어장치(100)가 도 4와 같이 개구부(40)를 폐쇄하게 되면, 반응공간(16) 내부의 환경을 일정하게 유지하는 것이 가능해진다. 즉, 도어장치(100)에 의해 이동공간(50)과 연결된 개구부(40)를 폐쇄하게 되면, 기판(1)에서 반응공간(16)의 내벽면까지의 거리가 일정해지므로, 반응공간(16) 내부에서 가스의 유동패턴이 일정해지며, 나아가 히터에서 공급된 열도 모든 방향으로 동일하게 공급될 수 있다. 따라서, 개구부(40)를 선택적으로 개폐하는 도어장치(100)를 구비하게 되면 기판(1)에 박막을 증착하는 경우에 균일한 두께를 가지는 우수한 품질의 박막을 구현할 수 있다.The
그런데, 상기 도어장치(100)를 구비하는 경우에 반응공간(16)의 내부에 구비하게 되면 도어장치(100)의 내구성이 약해지며 추후 유지보수가 어려워질 수 있다. 즉, 반응공간(16)은 소정의 원료가스 및/또는 반응가스를 공급하여 증착을 수행하는 공간이며, 증착공정에 따라 플라즈마를 공급하게 된다. 그런데, 상기와 같이 다양한 가스와 함께 플라즈마가 공급되는 반응공간(16)에 도어장치(100)를 구비하게 되면, 도어장치(100)에도 불필요한 박막이 증착될 수 있으며, 나아가 플라즈마에 의해 도어장치(100)의 고장 등이 발생할 수 있다. 이는 도어장치(100)의 수명을 짧게할 뿐만 아니라, 도어장치(100)의 유지보수를 어렵게 하는 요인으로 작용한다.However, when the
따라서, 본 실시예에 따른 박막증착장치(1000)는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 반응공간(16)의 외부에 도어장치(100)를 구비하게 된다. 그런데, 도어장치(100)를 챔버(10)의 바깥에 구비하게 되면, 도어장치(100)를 통한 내부 가스 유출을 방지하기 위한 각종 밀폐수단을 필요로 하게 된다. 이는 챔버(10)를 제작하는 공정을 늘리게 되어 비용 및 시간을 많이 소요하게 된다. 따라서, 본 실시예에서는 도어장치(100)를 이동공간(50)에 구비하게 된다. 즉, 도어장치(100)를 이동공간(50)에 구비하여 개구부(40)를 개폐하게 되면, 도어장치(100)에 의해 개구부(40)를 폐쇄한 경우에 반응공간(16) 내부의 가스 및/또는 플라즈마에 의해 도어장치가 영향을 받지 않게 된다.Therefore, the thin
구체적으로, 도어장치(100)는 개구부(40)를 개폐하도록 이동공간(50)에 회전 가능하게 구비되는 도어부(110), 도어부를 회전시키도록 구동력을 제공하는 구동부(150) 및 구동부(150)와 도어부(110)를 연결시키는 회전축(140)을 구비할 수 있다.In detail, the
도어부(110)는 이동공간(50)의 내부에 회전 가능하게 구비된다. 구체적으로, 도 3과 같이 이동공간(50)의 내부에 위치한 개방상태와, 도 4와 같이 개구부(40)를 향하여 회전하여 개구부(40)를 폐쇄한 폐쇄상태를 반복하게 된다.The
상기 도어부(110)는 개구부(40)를 개폐하는 도어플레이트(120) 및 회전축(140)에 연결되도록 도어플레이트(120)에서 연장되어 구비된 연결부(130)를 구비할 수 있다. 도어플레이트(120)는 개구부(40)를 폐쇄할 수 있도록, 대략 개구부(40)에 대응하는 형상 및/또는 크기를 가질 수 있다.The
한편, 도어플레이트(120)이 일측에는 회전축(140)과 연결되도록 하는 연결부(130)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 연결부(130)는 도어플레이트(120)의 일측에 연장되어 구비되며, 도면에서는 도어플레이트(120)와 수직한 방향으로 절곡되어 연장된다.On the other hand, the
상기 연결부(130)는 구동부(150)와 연결된 회전축(140)과 연결된다. 예를 들어, 회전축(140)에는 연결부(130)와 연결되는 하나 이상의 연결바(142)를 구비할 수 있으며, 연결부(130)에는 상기 연결바(142)에 대응하는 연결홀(132)을 구비할 수 있다.The
회전축(140)은 이동공간(50)의 일측에 구비된 플렌지(160)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있으며, 상기 플렌지(160)를 관통하여 구동부(150)에 연결된다. 즉, 플렌지(160)의 일측에는 구동부(150)가 구비되며, 상기 구동부(150)와 연결된 회전축(140)이 플렌지(160)를 관통하여 플렌지(160)의 타측에서 도어부(110)와 연결된다.The
구동부(150)는 회전축(140)에 회전력을 제공하여 도어부(110)를 회전시키게 되며, 다양한 형태로 구현이 가능하다. 예를 들어, 구동부(150)는 모터 또는 로터리 액츄에이터 등으로 구현될 수 있다.The driving
한편, 도어부(110)가 닫히는 경우에 도어부(110)의 위치를 고정하기 위하여 개구부(40)의 테두리를 따라 소정 두께의 단턱부(18)를 구비할 수 있다. 도어부(110)가 회전하여 닫히는 경우에 상기 단턱부(18)에 의해 회전이 정지되고, 도어부(110)이 위치가 고정된다. 그런데, 상기 단턱부(18)는 소정의 두께를 가지게 되므로 도어부(110)가 닫히는 경우에 단턱부(18)의 두께만큼 반응공간(16)의 내부가 넓어 지게 된다. 즉, 개구부(40)를 구비하지 않은 'A' 영역에 비해 단턱부(18)의 두께 만큼 반응공간(16)의 내부가 넓어 지게 되며, 이는 전술한 바와 같이 박막이 불균일한 두께 등의 결과를 가져올 수 있다.Meanwhile, when the
도 5는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 박막증착장치를 도시한다.Figure 5 shows a thin film deposition apparatus according to another embodiment for solving the above problems.
도 5를 참조하면, 도어장치(100)는 도어부(110)가 닫히는 경우에 반응공간(16)의 내벽면이 연속된 면을 이루도록 도어플레이트(120)에 돌출부(170)를 더 구비할 수 있다. 상기 돌출부(170)는 반응공간(16)의 내벽면과 연속된 면을 이루도록 그 두께가 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 5에서 돌출부(170)는 단턱부(18)의 두께에 대응하도록 그 두께가 결정된다.Referring to FIG. 5, the
따라서, 도어부(110)가 닫히는 경우에 상기 반응공간(16)을 향하는 도어플레이트(120)에 구비된 돌출부(170)의 내벽은 반응공간(16)의 내벽면과 실질적으로 동일한 평면 상에 위치하게 된다. 이에 의해, 기판(1)과 반응공간(16)의 내벽면까지의 거리를 모든 방향에서 실질적으로 일정하게 유지할 수 있게 되어, 균일한 두께를 가지는 우수한 박막을 증착하는 것이 가능해진다.Therefore, when the
한편, 상기 도어부(110)가 닫히는 경우에 도어부(110)의 내외부의 압력을 동일하게 유지하는 압력유지수단을 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 압력유지수단을 구비하는 이유는 다음과 같다.On the other hand, it is preferable to further include a pressure holding means for maintaining the same pressure inside and outside the
증착공정을 수행하는 단계를 살펴보면, 기판을 반입하고 게이트밸브(60) 및 도어장치(100)를 폐쇄하게 된다. 게이트밸브(60)의 폐쇄에 의해 챔버(10)의 내부를 밀폐하게 된다. 또한, 도어장치(100)의 폐쇄에 의해 반응공간(16) 내부의 환경을 균일하게 유지하게 된다. 이어서, 반응공간(16) 내부의 압력을 소정의 압력으로 맞추는 단계를 수행하며, 일반적으로 반응공간(16) 내부의 압력을 외부 압력에 비하여 낮추게게 된다. 이 경우, 도어장치(100)에 의해 개구부(40)가 닫힌 상태에서 반응공간(16)의 압력이 조절된다면, 도어부(110)를 중심으로 내부와 외부의 압력차이가 발생하게 된다. 이 때, 도어장치(100)의 도어부(110)가 완전히 밀폐된 상태가 아니라면 도어부(110)와 단턱부(18) 사이의 틈을 따라 반응공간(16) 내부의 가스가 유출될 수 있으며 이는 반응공간(16) 내부에서 증착을 수행하는 경우에 가스의 유동에 변화를 가져올 수 있어 박막의 품질에 영향을 줄 수 있다.Looking at the step of performing the deposition process, the substrate is brought in and the
상기 문제점을 해결하기 위하여 개구부(40)를 완전히 밀폐할 수 있는 도어장치(100)를 구비하게 되면, 도어장치(100)의 구성이 매우 복잡해지고 이에 따라 챔버(10)의 크기가 커지는 문제점을 수반한다. 따라서, 본 실시예에서는 이동공간(50)의 출구(54)에 구비된 게이트밸브(60)에 의해 챔버(10)의 내부를 밀폐하게 되며, 반응공간(16)과 이동공간(50)을 연결하는 개구부(40)를 폐쇄하는 도어장치(100)에는 도어부(110)의 내외부의 압력을 일정하게 유지하는 압력유지수단을 구비한다. 상기 압력유지수단을 구비하게 되면, 도어장치(100)이 도어부(110)가 닫히고 반응공간(16)의 내부 압력을 조절하게 되어도, 반응공간(16)과 이동공간(50)의 압력을 동일하게 유지할 수 있게 되어, 반응공간(16) 내부의 가스의 유동패턴 등이 변화하지 않게 된다. 결국, 본 실시예에서 상기 압력유지수단은 반응공간(16)과 이동공간(50)의 압력을 동일하게 유지하도록 구비된다.In order to solve the problem, if the
도 3 및 도 4를 참조하면, 예를 들어, 상기 압력유지수단은 도어부(110)에 구비된 복수의 벤트홀(180)을 포함할 수 있다. 상기 벤트홀(180)은 소정의 지름을 갖도록 구성되며, 벤트홀(180)의 직경 크기는 본 명세서에서 구체적인 수치로 한정하지 않는다. 그런데, 상기 벤트홀(180)의 직경이 상대적으로 커지게 되면, 플라즈마를 이용하는 증착공정 중에 라디칼 이온이 벤트홀(180)을 통하여 방출될 수 있다. 이는 상기 이동공간(50)에 구비된 도어장치(100)의 수명에 영향을 미치게 되므로, 상기 벤트홀(180)의 직경은 공기의 흐름은 허용하되, 라디칼 이온의 유동을 최대한 억제할 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.3 and 4, for example, the pressure maintaining means may include a plurality of vent holes 180 provided in the
한편, 전술한 압력유지수단은 다른 실시예에 따른 박막증착장치, 예를 들어 도 5에 따른 챔버(10)에도 물론 적용이 가능하며, 도면에서 도면번호 '190'로 도시된다. 상기 벤트홀(190)은 도어플레이트(120)와 돌출부(170)를 관통하여 형성될 수 있다.On the other hand, the above-described pressure holding means is also applicable to the thin film deposition apparatus according to another embodiment, for example, the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. You can do it. It is therefore to be understood that the modified embodiments are included in the technical scope of the present invention if they basically include elements of the claims of the present invention.
10...챔버 12...몸체
14...챔버리드 16...반응공간
20...기판지지대 22...승강축
30...가스공급부 40...개구부
50...이동공간 60...게이트밸브
100...도어장치 110...도어부
120...도어플레이트 130...연결부
140...회전축 150...구동부
170...돌출부 180...벤트홀10.Chamber 12.Body
14 ...
20 ...
30
50 ... moving
100 ...
120 ...
140 ...
170
Claims (9)
상기 개구부에서 연장되며, 상기 반응공간을 향해 반입 또는 상기 반응공간에서 반출되는 상기 기판이 상기 챔버의 외부를 향해 이동하는 소정의 공간을 제공하는 이동공간; 및
상기 개구부를 선택적으로 개폐하도록 상기 반응공간의 외부에 해당하는 상기 이동공간에 구비되는 도어장치;를 구비하고,
상기 도어장치는 상기 개구부를 개폐하도록 상기 이동공간에 회전 가능하게 구비되는 도어부 및 상기 도어부를 회전시키도록 상기 도어부와 연결되는 회전축에 구동력을 제공하는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.A chamber supplied with a predetermined gas to provide a reaction space in which a deposition process is performed on a substrate and including at least one opening through which the substrate is loaded or taken out;
A moving space extending from the opening and providing a predetermined space in which the substrate carried into or out of the reaction space moves toward the outside of the chamber; And
And a door device provided in the moving space corresponding to the outside of the reaction space to selectively open and close the opening.
The door apparatus may include a door part rotatably provided in the moving space to open and close the opening, and a driving part providing a driving force to a rotation shaft connected to the door part to rotate the door part. .
상기 도어부는
상기 개구부를 개폐하는 도어플레이트; 및
상기 회전축에 연결되도록 상기 도어플레이트에서 연장되어 구비된 연결부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.The method of claim 1,
The door portion
A door plate for opening and closing the opening; And
And a connecting part extending from the door plate to be connected to the rotating shaft.
상기 도어부가 닫히는 경우에 상기 반응공간의 내벽면과 연속된 면을 이루도록 상기 도어플레이트에 돌출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.5. The method of claim 4,
Thin film deposition apparatus further comprises a protrusion on the door plate to form a continuous surface with the inner wall surface of the reaction space when the door is closed.
상기 도어부가 닫히는 경우에 상기 반응공간을 향하는 상기 돌출부의 내벽은 상기 반응공간의 내벽면과 동일한 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.6. The method of claim 5,
And the inner wall of the protruding portion facing the reaction space when the door part is closed is located on the same plane as the inner wall surface of the reaction space.
상기 도어장치는 상기 도어부가 닫히는 경우에 상기 도어부의 내외부의 압력을 동일하게 유지하는 압력유지수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.The method of claim 1,
The door apparatus further comprises a pressure holding means for maintaining the same pressure inside and outside the door portion when the door portion is closed.
상기 압력유지수단은 상기 도어부에 구비된 복수의 벤트홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
8. The method of claim 7,
The pressure holding means is a thin film deposition apparatus, characterized in that it comprises a plurality of vent holes provided in the door portion.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP3106719B2 (en) | 1991-11-18 | 2000-11-06 | 富士電機株式会社 | ECR plasma processing equipment |
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2012
- 2012-12-18 KR KR1020120147967A patent/KR101384982B1/en active IP Right Grant
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