KR102215755B1 - 박막증착장치 및 박막증착방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박막증착장치 및 박막증착방법에 관한 것으로서, 다량의 소스가스를 반응챔버 내에 안정적으로 공급하여 단차피복성(step coverage)을 향상시킨 박막증착장치 및 박막증착방법에 관한 것이다.
본 발명은, 액상의 소스물질을 저장하는 소스물질 저장부; 상기 소스물질 저장부의 하류에 연결되고, 하류에서 배기수단을 구비하며, 상기 액상의 소스물질을 기상의 소스가스로 기화시키는 기화부; 상기 기화부의 하류에 연결되는 반응챔버;를 포함하고, 상기 기화부는, 적어도 하나 이상의 소스가스 공급관을 통하여 상기 반응챔버 내부로 상기 소스가스를 공급하며 상기 소스가스 공급관과 상기 소스물질 저장부 사이에서 서로 병렬로 배치되는 복수 개의 기화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치에 관한 것이다.

Description

박막증착장치 및 박막증착방법{DEVICE FOR DEPOSITING THIN FILM AND METHOD FOR DEPOSITING THIN FILM USING THE SAME}

본 발명은 박막증착장치 및 박막증착방법에 관한 것으로서, 다량의 소스가스를 반응챔버 내에 안정적으로 공급하여 단차피복성(step coverage)을 향상시킨 박막증착장치 및 박막증착방법에 관한 것이다.

반도체 소자의 집적화가 높아짐에 따라 셀 단면적의 감소가 심화되고 있고, 이에 따라 소자의 동작에 요구되는 캐패시터의 정전용량을 확보하기가 매우 힘들어지고 있다.

특히, 고유전율 물질을 이루는 유전막 및 전극물질에 대해 단차피복성 및 유전막의 전기적인 특성 등을 고려하여 원자층증착법(atomic layer deposition)이 주로 사용되고 있다.

이러한 원자층증착법을 사용하여 대면적의 기판에 박막을 증착할 때 반응챔버 내부로 유입되는 소스가스의 유량이 대량으로 확보되어야 하고 안정적으로 확보되어야 기판 위의 단차피복성이 향상될 수 있다.

종래기술에 따른 원자층증착기술을 살펴보면, 원료물질이 액상으로 저장된 원료물질 저장소로부터 유량조절부로 원료물질의 유량을 조절하여 원료물질을 기화기로 공급한다. 이후, 기화기는 원료물질을 기화시켜 원료가스를 생성하고, 이렇게생성된 원료가스는 반응챔버 내에서 기판 상에 흡착되게 된다.

그러나, 이러한 종래기술을 사용하여 대면적의 기판에 박막을 증착하는 경우 기화기의 기화용량에 한계가 있어 반응챔버 내로 공급되는 원료가스의 유량을 증가시키는데 한계가 있는 문제점이 존재하여 왔다. 설령, 반응챔버 내부로 주입되는 원료가스의 유량을 증가시킬 수 있다 하더라도 원료가스의 공급유량이 안정적이지 않다는 문제점이 존재하여 왔다.

이렇게, 대면적의 기판에 박막을 증착하는 경우 종래기술과 같이 소스가스의 공급이 다량으로 이루어지지 않고 및/또는 소스가스의 공급유량이 안정적으로 이루어지지 않는 경우, 기판에 증착된 박막의 단차피복성이 낮다는 문제점이 존재하여 왔다.

또한, 기판의 고집적화가 요구됨에 따라 선폭이 미세한 패턴을 구비하는 기판에 대한 개발이 증가되고 있는 추세이며, 이렇게 선폭이 미세한 패턴을 기판상에 구현하기 위해서는 반응챔버 내로 주입되는 원료가스의 공급유량이 매우 풍부하여야 하나, 종래기술에 다른 원자층증착기술로는 충분한 공급유량을 확보할 수 없는 문제점이 존재하여 왔다.

물론, 기화기에서 반응챔버 내로 주입되는 원료가스의 공급유량을 증가시키기 위하여, 하나의 기화기의 기화용량을 증가시키는 기술이 개발되고는 있으나, 아직 그 성능이 완벽하지 못하며, 기화기의 기화용량을 증가시키는데 지나치가 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 존재하여 왔다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하는 박막증착장치 및 박막증착방법을 제공하는 것이다.

구체적으로, 본 발명의 목적은 반응챔버 내부로 공급되는 소스가스의 공급유량을 다량으로 확보하면서 동시에 반응챔버 내부로 공급되는 소스가스의 공급유량을 안정적으로 확보하는 박막증착장치 및 박막증창방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 기화기의 고장으로 인해 박막증착공정이 전체적으로 중단되는 것을 방지할 수 있는 박막증착장치 및 박막증착방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 액상의 소스물질을 저장하는 소스물질 저장부; 상기 소스물질 저장부의 하류에 연결되고, 하류에서 배기수단을 구비하며, 상기 액상의 소스물질을 기상의 소스가스로 기화시키는 기화부; 상기 기화부의 하류에 연결되는 반응챔버;를 포함하고, 상기 기화부는, 적어도 하나 이상의 소스가스 공급관을 통하여 상기 반응챔버 내부로 상기 소스가스를 공급하며 상기 소스가스 공급관과 상기 소스물질 저장부 사이에서 서로 병렬로 배치되는 복수 개의 기화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치를 제공할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 기화부는, 상기 기화기와 상기 소스물질 저장부 사이에 연결되어 상기 소스물질 저장부로부터 상기 기화기로 공급되는 상기 소스물질의 유량을 조절하는 유량조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 복수 개의 기화기는 상기 복수 개의 기화기 각각의 상류에 연결되는 각각의 소스물질 공급관을 통하여 각각의 유량조절부에 연결되고, 상기 복수 개의 기화기 각각의 하류는 하나의 소스가스 공급관에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 복수 개의 기화기는 상기 복수 개의 기화기 각각의 상류에 연결되는 각각의 소스물질 공급관을 통하여 각각의 유량조절부에 연결되고, 상기 복수 개의 기화기 각각의 하류는 복수 개의 소스가스 공급관 각각에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 복수 개의 기화기는 상기 복수 개의 기화기 각각의 상류에 연결되는 각각의 소스물질 공급관을 통하여 하나의 유량조절부에 연결되고, 상기 복수 개의 기화기 각각의 하류는 하나의 소스가스 공급관에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 박막증착장치는, 상기 소스물질 저장부, 상기 기화부 및 상기 반응챔버를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 복수 개의 기화기 각각의 유량을 제어하거나 또는 상기 복수 개의 기화기 각각을 시분할제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 기화부는 제1 기화기 및 상기 제2 기화기를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 반응챔버 내에 소스가스를 주입하는 소스가스 주입기간 동안, 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 각각에 소스물질을 공급하여 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 각각에서 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 소스가스 주입기간 중 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 중 하나의 기화기에서 기설정된 제1 기화용량만큼 그리고 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 중 나머지 다른 하나의 기화기에서 상기 기설정된 제1 기화용량보다 큰 기설정된 제2 기화용량만큼 상기 소스물질을 소스가스로 기화시키도록, 그리고 상기 소스가스 주입기간 중 상기 기설정된 제1 주입시간을 제외한 나머지 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 하나의 기화기에서 상기 기설정된 제2 기화용량만큼 그리고 상기 나머지 다른 하나의 기화기에서 상기 기설정된 제1 기화용량만큼 상기 소스물질을 소스가스로 기화시키도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 기화부는 제1 기화기 및 상기 제2 기화기를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 반응챔버 내에 소스가스를 주입하는 소스가스 주입기간 동안, 상기 소스가스 주입기간 중 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기에 소스물질을 공급하여 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 각각에서 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 전체에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어하고, 상기 소스가스 주입기간 중 상기 기설정된 제1 주입시간을 제외한 나머지 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 중 하나의 기화기에서만 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 하나의 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 소스가스 주입기간을 먼저 실행되는 상기 기설정된 제1 주입시간과 후에 실행되는 상기 기설정된 제2 주입시간으로 분할하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 소스가스 주입기간을 먼저 실행되는 상기 기설정된 제2 주입시간과 후에 실행되는 상기 기설정된 제1 주입시간으로 분할하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 소스가스 주입기간을 먼저 실행되는 상기 기설정된 제2 주입시간의 일부분과, 상기 기설정된 제2 주입시간의 일부분 직후에 실행되는 상기 기설정된 제1 주입시간과, 상기 기설정된 제1 주입시간 직후에 실행되는 상기 기설정된 제2 주입시간의 나머지 다른 일부분으로 분할하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 각각에서 기설정된 제1 기화용량만큼 상기 소스물질을 소스가스로 기화시키도록, 그리고 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 중 상기 하나의 기화기에서 상기 기설정된 제1 기화용량보다 큰 기설정된 제2 기화용량만큼 상기 소스물질을 소스가스로 기화시키도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 기화부는 제1 기화기 및 상기 제2 기화기를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 반응챔버 내에 소스가스를 주입하는 소스가스 주입기간 동안, 상기 소스가스 주입시간 중 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 중 하나의 기화기에 소스물질을 공급하여 상기 하나의 기화기에서 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 하나의 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어하고, 상기 소스가스 주입시간 중 상기 기설정된 제1 주입시간을 제외한 나머지 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 중 나머지 다른 하나의 기화기에서 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 나머지 다른 하나의 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 하나의 기화기에서 기설정된 제1 기화용량만큼 상기 소스물질을 소스가스로 기화시키도록, 그리고 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 나머지 다른 하나의 기화기에서 상기 기설정된 제1 기화용량보다 큰 기설정된 제2 기화용량만큼 상기 소스물질을 소스가스로 기화시키도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 복수 개의 기화기 중 일부의 기화기를 메인 기화부로 설정하고, 상기 복수 개의 기화기 중 나머지 다른 일부의 기화기를 서브 기화부로 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 메인 기화부의 기화용량이 평상시의 기화용량보다 저감되는 경우 상기 서브 기화부가 추가적으로 작동하도록 상기 메인 기화부 및 상기 서브 기화부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 반응챔버 내부의 온도를 상승시키는 제1 고온화단계; 가스분배판을 통하여 반응챔버 내부에 소스가스를 주입하는 소스가스 공급단계; 상기 반응챔버 내부에 잔존하는 소스가스 및 이물질을 제거하기 위해 퍼지가스를 상기 반응챔버 내부에 주입하는 제1 퍼지가스 주입단계; 상기 반응챔버 내부의 온도를 재상승시키는 제2 고온화단계; 상기 가스분배판을 통하여 반응챔버 내부에 반응가스를 주입하는 반응가스 공급단계; 및 상기 반응챔버 내부에 잔존하는 반응가스 및 이물질을 제거하기 위해 퍼지가스를 상기 반응챔버 내부에 주입하는 제2 퍼지가스 주입단계;를 포함하고, 상기 소스가스 공급단계는, 소스물질 저장부에서 적어도 하나 이상의 유량조절부를 통하여 복수 개의 기화기로 소스물질을 공급한 후, 상기 복수 개의 기화기를 작동시켜 상기 소스물질을 기상의 소스가스로 기화시키도록 실행되는 것을 특징으로 하는 박막증착방법을 제공할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 복수 개의 기화기는 상기 가스분배판 및 상기 소스물질 저장부 사이에서 서로 병렬로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 소스가스 공급단계는, 상기 복수 개의 기화기 전체에 소스물질을 공급하여 상기 복수 개의 기화기 전체에서 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 복수 개의 기화기 전체에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 실행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 소스가스 공급단계는, 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 복수 개의 기화기 전체를 작동시켜 상기 소스물질을 소스가스로 기화시킨 후 상기 복수 개의 기화기 전체에서 형성된 소스가스를 상기 반응챔버로 공급하는 제1 공급단계와, 상기 기설정된 제1 주입시간 직후인 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 복수 개의 기화기 중 일부의 기화기만을 작동시켜 상기 소스물질을 소스가스로 기화시킨 후 상기 일부의 기화기에서 형성된 소스가스를 상기 반응챔버로 공급하는 제2 공급단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 소스가스 공급단계는, 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 복수 개의 기화기 중 일부의 기화기만을 작동시켜 상기 소스물질을 소스가스로 기화시킨 후 상기 일부의 기화기에서 형성된 소스가스를 상기 반응챔버로 공급하는 제1 공급단계와, 상기 기설정된 제1 주입시간 직후인 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 복수 개의 기화기 중 나머지 다른 일부의 기화기만을 작동시켜 상기 소스물질을 소스가스로 기화시킨 후 상기 나머지 다른 일부의 기화기에서 형성된 소스가스를 상기 반응챔버로 공급하는 제2 공급단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 소스가스 공급단계 전에, 상기 복수 개의 기화기 중 일부의 기화기를 메인 기화부로 설정하고, 상기 복수 개의 기화기 중 나머지 다른 일부의 기화기를 서브 기화부로 설정하는 기화기 설정단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 소스가스 공급단계는, 상기 메인 기화부의 기화용량이 평상시의 기설정된 기화용량과 동일한 경우 상기 메인 기화부만을 작동시켜 상기 소스물질을 소스가스로 기화시킨 후 상기 소스가스를 상기 반응챔버로 공급하도록 실행되고, 상기 메인 기화부의 기화용량이 평상시의 기설정된 기화용량보다 감소되는 경우 상기 서브 기화부를 추가적으로 작동시켜 상기 소스가스를 상기 반응챔버로 추가 공급하도록 실행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 나머지 다른 일부의 기화기 중 상기 메인 기화부의 기화용량이 평상시의 기설정된 기화용량보다 감소되는 경우 추가적으로 작동되는 기화기의 수량은 상기 복수 개의 기화기의 전체 기화용량이 상기 기설정된 기화용량 이상이 되도록 결정되는 것을 특징으로 한다.

전술한 과제해결수단에 의하면, 본 발명은 복수 개의 기화기를 사용하여 소스가스를 반응챔버로 공급함으로써, 반응챔버 내부로 공급되는 소스가스의 공급유량을 다량으로 확보하면서 동시에 반응챔버 내부로 공급되는 소스가스의 공급유량을 안정적으로 확보할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 기판 위에 증착된 박막의 단차피복성을 현저히 향상시킬 수 있고, 본 발명은 기판 상에 종횡비가 큰 트렌치가 형성되어 있더라고 우수한 단차피복성을 가지는 박막을 트렌치에 증착할 수 있다.

또한, 본 발명은 복수 개의 기화기를 사용하여 반응챔버 내부로 공급되는 소스가스의 공급유량을 다량으로 확보할 수 있으므로, 하나의 기화기의 기화용량을 증가시키는 것보다 효율적이고 안정적인 소스가스를 생산할 수 있다.

또한, 본 발명은 복수 개의 기화기를 메인부와 서브부로 설정하여 작동시킴으로써, 일부 기화기의 고장으로 인해 박막증착공정이 전체적으로 중단되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 박막증착공정을 연속적으로 실행할 수 있어 박막증착공정의 처리율(throughput)을 유지하면서 고장난 일부 기화기에 대한 유지보수작업을 실행할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 박막증착장치에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치에 대한 개략적인 블록선도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막증착장치에 대한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막증착장치에 대한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막증착장치에 대한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막증착장치에 대한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착방법에 대한 개략적인 플로우챠트이다.
도 8a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8d는 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8e는 본 발명의 제5 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8f는 본 발명의 제6 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8g는 본 발명의 제7 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8h는 본 발명의 제8 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 종래기술 및 본 발명에 따른 박막증창장치에 의해 증착된 박막의 상태를 나타내는 기판의 개략적인 부분확대 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

참고로, 이하에서 상류 또는 상류방향 또는 상류부분은 소스물질 저장부에서 가스분배판 쪽으로 소스물질이 이동하는 유동경로를 기준으로 상기 소스물질 저장부 쪽을 향하는 방향 또는 부분을 의미하고, 하류 또는 하류방향 또는 하류부분은 소스물질 저장부에서 가스분배판 쪽으로 소스물질이 이동하는 유동경로를 기준으로 상기 가스분배판 쪽을 향하는 방향 또는 부분을 의미한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치(1000)에 대한 개략적인 블록선도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막증착장치(1000)에 대한 개략도이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막증착장치(1000)에 대한 개략도이고, 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막증착장치(1000)에 대한 개략도이고, 도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막증착장치(1000)에 대한 개략도이다.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치(1000)는, 소스물질 저장부(100), 반응가스 공급부(300), 퍼지가스 공급부(400), 기화부(200), 반응챔버(500) 그리고 상기 소스물질 저장부(100), 반응가스 공급부(300), 퍼지가스 공급부(400), 기화부(200) 및 반응챔버(500)의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

소스물질 저장부(100)는 액상의 소스물질을 저장하는 부분이고, 상기 소스물질 저장부(100)는 소스물질 및 소스가스의 유동을 기준으로 할 때 최상류에 위치한다.

상기 기화부(200)는 소스물질 저장부(100)의 하류에 연결되며, 상기 소스물질 저장부(100)로부터 공급된 액상의 소스물질을 기상의 소스가스로 기화시키는 부분이다. 상기 기화부(200)는 상기 기화부(200)의 하류에 연결되는 가스분배판(510)을 통하여 후술할 반응챔버(500) 내부에 기화된 소스가스를 공급한다.

기화부(200)는 복수 개의 기화기와 적어도 하나 이상의 유량조절부를 포함한다. 상기 복수 개의 기화기는 상기 가스분배판(510)에 대해 직렬로 또는 병렬로 배치되어 연결된다. 또한, 상기 복수 개의 기화기는 하나의 소스가스 공급관(511)에 연결되어 가스분배판(510)으로 소스가스를 공급하거나 또는 상기 복수 개의 기화기 각각은 각각의 소스가스 공급관(511)(즉, 상기 복수 개의 기화기의 수량에 대응되는 수량의 소스가스 공급관(511))에 일대일로 연결되어 상기 가스분배판(510)으로 소스가스를 공급하도록 구성된다.

또한, 상기 기화기(211)(221) 각각은 하류에서 배기수단(216)(226)을 구비한다. 구체적으로, 상기 기화기(211)(221) 각각의 하류부분은 기화된 소스가스가 상기 기화기로부터 배출되는 배출관(212)(222)에 연결되고, 상기 배출관(212)(222)의 하류부분은 상기 가스분배판(510) 및 상기 소스가스 공급관(511)에 유동적으로 연결되는 챔버용 배출관(214)(224)과 배기용 배출관(215)(225)으로 분기되도록 구성된다. 상기 배기용 배출관(215)(225)의 하류부분에 배기수단(216)(226)이 연결된다. 상기 배기수단(216)(226)은 진공펌프 등의 펌핑수단을 구비하며, 기화기 내부의 소스가스 및 상기 소스가스의 이동을 보조하는 캐리어가스를 외부로 배출하는 역할을 한다. 즉, 기화기에 소스가스 및/또는 캐리어가스를 갑자기 공급하여 기화기를 작동한 후 챔버용 배출관으로 소스가스를 공급하는 경우 기화기에서 오버슈팅(overshooting)이 발생하여 기화효율이 불안정하게 되며 이로 인해 공급된 소스가스에 의해 기판의 박막의 두께 균일성 및 단차 피복성이 저하되는 문제점이 있는데, 배기수단을 이용하여 일정시간동안 소스가스 및/또는 캐리어가스를 챔버용 배출관이 아닌 배기용 배출관으로 유동시킨 후 개기용 배출관의 밸브를 폐쇄하면서 동시에 챔버용 배출관을 개방하면 기화기에서의 오버슈팅 현상을 상당히 저감시킬 수 있고 이로 인해 공급된 소스가스에 의해 기판의 박막의 두께 균일성 및 단차 피복성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 유량조절부는 상기 복수 개의 기화기에 일대일로 연결되도록 복수 개 구비되거나 또는 상기 복수 개의 기화기 전체에 공통적으로 하나가 구비될 수 있다.

상기 유량조절부는 상기 기화기보다 상류에 그리고 상기 소스물질 저장부(100)보다 하류에 배치된다. 즉, 상기 유량조절부는 상기 기화기와 상기 소스물질 저장부(100) 사이에 배치된다. 상기 유량조절부는 소스물질 저장부(100)에서 각각의 기화기 또는 복수 개의 기화기 전체로 공급할 소스물질의 유량(즉, 양)을 조절하는 부분이다.

상기 기화기는 상기 유량조절부로부터 유량이 조절된 소스물질을 공급받아 상기 소스물질을 소스가스로 기화시킨다.

구체적으로, 상기 기화기는 상류에 구비된 아토마이저(atomizer)를 통하여 상기 액상의 소스물질을 액적화한 후 상기 기화기의 내부에 구비된 가열부를 통하여 액적화된 액상의 소스물질을 가열하여 소스가스로 기화시킨다. 이렇게 기화기에 의해 기화된 소스가스는 소스가스 공급관(511)으로 이동하여 가스분배판(510)으로 공급된다.

반응챔버(500)는 내부에서, 상기 기화기의 하류에 연결되어 상기 소스가스를 상기 반응챔버(500) 내부로 분사하는 가스분배판(510)과, 박막(F)을 증착하고자 하는 기판(S)이 안착되는 기판지지부(520)와, 상기 반응챔버(500) 내부의 온도를 조절하는 가열수단(530)과, 상기 반응챔버(500) 내부의 잔류가스 등을 상기 반응챔버(500) 내부로 배출하는 배출수단(540)을 포함한다. 상기 반응챔버(500)에 포함되는 상기 가스분배판(510), 상기 기판지지부(520), 상기 가열수단(530), 상기 배출수단(540)은 모두 제어부에 의해 제어된다.

여기서, 상기 가스분배판(510)는 적어도 하나 이상의 소스가스 공급관(511)을 통하여 상기 기화부(200)와 연결되며, 상기 적어도 하나 이상의 소스가스 공급관(511)을 통하여 기화부(200)에서 기화된 소스가스를 반응챔버(500) 내부로 분사한다.

반응가스 공급부(300)는 상기 가스분배판(510)의 상류에 구비되며, 상기 소스가스가 기판(S)에 흡착되어 형성된 소스층과 반응하여 박막(F)을 형성하는 반응가스를 공급한다. 상기 반응가스 공급부(300)는 제어부의 제어신호에 의해 반응가스의 공급 및 공급차단을 조절한다.

퍼지가스 공급부(400)는 상기 가스분배판(510)의 상류에 연결되며, 상기 반응챔버(500)의 내부에 잔존하는 가스 및 이물질을 제거하는 퍼지가스(purge gas)를 공급한다. 상기 퍼지가스는 불활성기체로 이루어지며, 예를 들어 아르곤 가스로 이루어질 수 있다. 상기 퍼지가스 공급부(400)는 제어부의 제어신호에 의해 퍼지가스의 공급 및 공급차단을 조절한다.

이하에서는, 도 3 내지 도 6을 참고하여, 기화부(200)가 가스분배판(510)(또는 소스가스 공급관(511))와 소스물질 저장부(100) 사이에 배치되는 방식에 대하여 보다 구체적으로 기술하기로 한다. 본 발명에 따르면 기화부(200)에는 복수 개의 기화기가 구비되나, 이하에서는 설명의 명확성을 위하여 기화부(200)가 2 개의 기화기를 구비하는 경우를 기준으로 기술하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 기화기는 상기 가스분배판(510)에 연결된 하나의 소스가스 공급관(511)과 상기 소스물질 저장부(100) 사이에서 서로 병렬로 배치되고, 상기 복수 개의 기화기는 상기 복수 개의 기화기 각각의 상류에 연결되는 각각의 소스물질 공급관(101)(103)을 통하여 각각의 유량조절부에 연결된다.

구체적으로, 상기 소스물질 저장부(100)의 하류에는 제1 유량조절부(213)와 제2 유량조절부(223)가 병렬로 연결된다. 상기 제1 유량조절부(213)의 하류에는 하나의 소스물질 공급관(101)을 통하여 제1 기화기(211)가 연결되며, 상기 제1 유량조절부(213)는 상기 제1 기화기(211)로 공급할 소스물질의 유량을 조절한다. 그리고, 상기 제2 유량조절부(223)의 하류에는 다른 하나의 소스물질 공급관(103)을 통하여 제2 기화기(221)가 연결되며, 상기 제2 유량조절부(223)는 상기 제2 기화기(221)로 공급할 소스물질의 유량을 조절한다.

그리고, 상기 제1 기화기(211)의 하류 및 상기 제2 기화기(221)의 하류는 하나의 소스가스 공급관(511)에 병렬 방식으로 연결된다. 즉, 상기 제1 기화기(211)에서 기화된 소스가스 및 상기 제2 기화기(221)에서 기화된 소스가스는 상기 하나의 소스가스 공급관(511)에서 합쳐져 가스분배판(510)을 통하여 반응챔버(500) 내로 공급된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 기화기는 상기 가스분배판(510)에 연결된 하나의 소스가스 공급관(511)과 상기 소스물질 저장부(100) 사이에서 서로 직렬로 배치되고, 상기 복수 개의 기화기는 상기 복수 개의 기화기 각각의 상류에 연결되는 각각의 소스물질 공급관(101)(103)을 통하여 각각의 유량조절부에 연결되며, 상기 각각의 유량조절부는 각각의 기화기에 연결된다.

구체적으로, 상기 소스물질 저장부(100)의 하류에는 제1 유량조절부(213)와 제2 유량조절부(223)가 각각 연결된다.

상기 제1 유량조절부(213)의 하류에는 제1 기화기(211)가 연결되며, 상기 제1 유량조절부(213)는 상기 제1 기화기(211)로 공급할 소스물질의 유량을 조절하며, 하나의 소스물질 공급관(101)을 통하여 제1 기화기에 연결된다. 그리고, 상기 제1 기화기(211)의 상류는 상기 제1 유량조절부(213)의 하류(즉, 상기 하나의 소스물질 공급관(101)) 및 상기 제2 기화기(221)의 하류가 연결된다. 즉, 상기 제1 기화기(211)에는 상기 제1 유량조절부(213)로부터 공급되는 소스물질과 상기 제2 기화기(221)로부터 공급되는 소스가스가 함께 유입된다.

그리고, 상기 제2 유량조절부(223)의 하류에는 제2 기화기(221)가 연결되며, 상기 제2 유량조절부(223)는 상기 제2 기화기(221)로 공급할 소스물질의 유량을 조절하며, 다른 하나의 소스물질 공급관(103)을 통하여 제2 기화기에 연결된다. 그리고, 상기 제2 기화기(221)의 하류는 상기 제1 기화기(211)의 상류에 연결되며, 상기 제2 기화기(221)에서 기화된 소스가스는 상기 제1 기화기(211)를 거쳐 상기 하나의 소스가스 공급관(511)으로 공급된다.

그리고, 상기 제1 기화기(211)의 하류는 하나의 소스가스 공급관(511)에 연결된다. 즉, 상기 제1 기화기(211)는 상기 제2 기화기(221)에서 기화된 소스가스를 수용한 후 상기 제1 기화기(211)에서 기화된 소스가스와 함께 상기 하나의 소스가스 공급관(511)으로 공급하여 가스분배판(510)을 통하여 반응챔버(500) 내로 공급한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따르면, 상기 가스분배판(510)의 상류와 상기 복수 개의 기화기의 하류는 각각 복수 개의 소스가스 공급관(511)을 통하여 연결되고, 상기 복수 개의 기화기는 상기 가스분배판(510)과 상기 소스물질 저장부(100) 사이에서 서로 병렬로 배치되고, 상기 복수 개의 기화기는 상기 복수 개의 기화기 각각의 상류에 연결되는 각각의 소스물질 공급관(101)(103)을 통하여 각각의 유량조절부에 연결된다.

구체적으로, 상기 소스물질 저장부(100)의 하류에는 상기 소스물질 저장부의 하류에는 제1 유량조절부(213)와 제2 유량조절부(223)가 병렬로 연결된다. 상기 제1 유량조절부(213)의 하류에는 하나의 소스물질 공급관(101)을 통하여 제1 기화기(211)가 연결되며, 상기 제1 유량조절부(213)는 상기 제1 기화기(211)로 공급할 소스물질의 유량을 조절한다. 그리고, 상기 제2 유량조절부(223)의 하류에는 다른 하나의 소스물질 공급관(103)을 통하여 제2 기화기(221)가 연결되며, 상기 제2 유량조절부(223)는 상기 제2 기화기(221)로 공급할 소스물질의 유량을 조절한다.

그리고, 상기 제1 기화기(211)의 하류에는 제1 소스가스 공급관(511a)이 연결되고, 상기 제1 소스가스 공급관(511a)은 가스분배판(510)에 연결된다. 또한, 상기 제2 기화기(221)의 하류에는 제2 소스가스 공급관(511b)이 연결되고, 상기 제2 소스가스 공급관(511b)은 가스분배판(510)에 연결된다. 즉, 상기 제1 기화기(211)에서 기화된 소스가스는 상기 제1 소스가스 공급관(511a)을 통하여 가스분배판(510)을 거쳐 반응챔버(500) 내부로 공급되고, 상기 제2 기화기(221)에서 기화된 소스가스는 상기 제2 소스가스 공급관(511b)을 통하여 가스분배판(510)을 거쳐 반응챔버(500) 내로 공급된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에 따르면, 상기 가스분배판(510)의 상류와 상기 복수 개의 기화기의 하류는 각각 하나의 소스가스 공급관(511)을 통하여 연결되고, 상기 복수 개의 기화기는 상기 가스분배판(510)과 상기 소스물질 저장부(100) 사이에서 서로 병렬로 배치되고, 상기 복수 개의 기화기는 상기 복수 개의 기화기 각각의 상류에 연결되는 각각의 소스물질 공급관(101)(103)을 통하여 하나의 유량조절부에 연결된다.

구체적으로, 상기 소스물질 저장부(100)의 하류에는 하나의 유량조절부가 연결된다.

상기 하나의 유량조절부의 하류에는 제1 소스물질 공급관(101) 및 제2 소스물질 공급관(103)이 연결되고, 상기 제1 소스물질 공급관(101)의 하류에는 제1 기화기(211)가 연결되며, 상기 제2 소스물질 공급관(103)의 하류에는 제2 기화기(221)가 연결된다. 즉, 상기 하나의 유량조절부의 하류에는 상기 제1 기화기(211) 및 상기 제2 기화기(221)가 병렬로 연결된다. 상기 하나의 유량조절부는 상기 제1 기화기(211)에 공급할 소스물질의 유량 및 상기 제1 기화기(211)에 공급할 소스물질의 유량을 합한 소스물질의 유량을 조절하여 상기 제1 기화기(211) 및 상기 제2 기화기(221)로 소스물질을 공급한다.

그리고, 상기 제1 기화기(211)의 하류 및 상기 제2 기화기(221)의 하류는 하나의 소스가스 공급관(511)에 병렬 방식으로 연결된다. 즉, 상기 제1 기화기(211)에서 기화된 소스가스 및 상기 제2 기화기(221)에서 기화된 소스가스는 상기 하나의 소스가스 공급관(511)에서 합쳐져 가스분배판(510)을 통하여 반응챔버(500) 내로 공급된다.

이하에서는, 상기 복수 개의 기화기 및 상기 적어도 하나 이상의 유량조절부를 포함하는 기화부(200)를 제어하는 제어부의 제어알고리즘에 대하여 구체적으로 기술하기로 한다. 이때, 후술할 제어부의 제어알고리즘은 전술한 제1 실시예 내지 제4 실시예에 따른 기화부(200) 전체에 적용될 수 있다.

상기 제어부는 상기 복수 개의 기화기 각각의 유량을 제어하거나 또는 상기 복수 개의 기화기 각각을 시분할제어한다.

제어부의 첫 번째 제어알고리즘으로서, 상기 제어부는, 상기 가스분배판(510)을 통하여 상기 반응챔버(500) 내에 소스가스를 주입하는 공정 실행시, 상기 복수 개의 기화기 전체에 소스물질을 공급하여 상기 복수 개의 기화기 전체에서 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 복수 개의 기화기 전체에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버(500)로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부(200)를 제어할 수 있다.

구체적으로, 기화부(200)가 두 개의 기화기(즉, 제1 기화기(211) 및 제2 기화기(221))를 구비한다고 가정할 때, 제어부는 상기 제1 기화기(211) 및 상기 제2 기화기(221) 전체에 소스물질이 공급되도록 유량조절부를 제어한 후, 상기 제어부는 상기 제1 기화기(211) 및 상기 제2 기화기(221) 전체를 작동시켜 상기 제1 기화기(211) 및 상기 제2 기화기(221) 전체에서 소스물질을 소스가스로 기화시킨다. 이후, 제어부는 상기 제1 기화기(211) 및 상기 제2 기화기(221) 전체에서 기화된 소스가스가 소스가스 공급관(511)을 통하여 가스분배판(510)을 거쳐 반응챔버(500) 내부로 공급될 수 있도록 가스분배판(510) 및 소스가스 공급관(511)을 제어한다.

그리고, 제어부의 두 번째 제어알고리즘으로서, 우선, 상기 제어부는, 상기 가스분배판(510)을 통하여 상기 반응챔버(500) 내에 소스가스를 주입하는 공정 실행시, 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 복수 개의 기화기 전체에 소스물질을 공급하여 상기 복수 개의 기화기 전체에서 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 복수 개의 기화기 전체에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버(500)로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부(200)를 제어한다. 이후, 상기 제어부는 상기 기설정된 제1 주입시간 직후인 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 복수 개의 기화기 중 일부의 기화기에서만 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 일부의 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버(500)로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부(200)를 제어한다.

구체적으로, 기화부(200)가 두 개의 기화기(즉, 제1 기화기(211) 및 제2 기화기(221))를 구비한다고 가정할 때, 상기 제어부는 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211) 및 상기 제2 기화기(221) 전체에 소스물질이 공급되도록 유량조절부를 제어한 후, 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211) 및 상기 제2 기화기(221) 전체를 작동시켜 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211) 및 상기 제2 기화기(221) 전체에서 소스물질을 소스가스로 기화시킨다. 이후, 제어부는 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211) 및 상기 제2 기화기(221) 전체에서 기화된 소스가스가 소스가스 공급관(511)을 통하여 가스분배판(510)을 거쳐 반응챔버(500) 내부로 공급될 수 있도록 가스분배판(510) 및 소스가스 공급관(511)을 제어한다.

이후, 상기 기설정된 제1 주입시간이 종료되면, 상기 제어부는 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211)에만 소스물질이 공급되도록 유량조절부를 제어한 후, 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211)만을 작동시켜 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211)에서만 소스물질을 소스가스로 기화시킨다. 이후, 제어부는 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211)에서 기화된 소스가스가 소스가스 공급관(511)을 통하여 가스분배판(510)을 거쳐 반응챔버(500) 내부로 공급될 수 있도록 가스분배판(510) 및 소스가스 공급관(511)을 제어한다.

즉, 제어부는 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 제1 기화기(211) 및 제2 기화기(221) 모두를 작동시키고, 상기 기설정된 제1 주입시간 종료후 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 제1 기화기(211)만을 작동시킨다.

물론, 상기 제어부는 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211) 대신 상기 제2 기화기(221)만 작동시킬 수도 있음은 당연하다.

그리고, 제어부의 세 번째 제어알고리즘으로서, 상기 제어부는, 상기 가스분배판(510)을 통하여 상기 반응챔버(500) 내에 소스가스를 주입하는 공정 실행시, 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 복수 개의 기화기 중 일부의 기화기에만 소스물질을 공급하여 상기 일부의 기화기에서만 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 일부의 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버(500)로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부(200)를 제어한 후, 상기 기설정된 제1 주입시간 직후인 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 복수 개의 기화기 중 나머지 다른 일부의 기화기에서만 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 나머지 다른 일부의 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버(500)로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부(200)를 제어할 수 있다.

구체적으로, 기화부(200)가 두 개의 기화기(즉, 제1 기화기(211) 및 제2 기화기(221))를 구비한다고 가정할 때, 상기 제어부는 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211)에만 소스물질이 공급되도록 유량조절부를 제어한 후, 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211)만을 작동시켜 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211)에서만 소스물질을 소스가스로 기화시킨다. 이후, 제어부는 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211)에서 기화된 소스가스가 소스가스 공급관(511)을 통하여 가스분배판(510)을 거쳐 반응챔버(500) 내부로 공급될 수 있도록 가스분배판(510) 및 소스가스 공급관(511)을 제어한다.

이후, 상기 기설정된 제1 주입시간이 종료되면, 상기 제어부는 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제2 기화기(221)에만 소스물질이 공급되도록 유량조절부를 제어한 후, 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제2 기화기(221)만을 작동시켜 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제2 기화기(221)에서만 소스물질을 소스가스로 기화시킨다. 이후, 제어부는 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제2 기화기(221)에서 기화된 소스가스가 소스가스 공급관(511)을 통하여 가스분배판(510)을 거쳐 반응챔버(500) 내부로 공급될 수 있도록 가스분배판(510) 및 소스가스 공급관(511)을 제어한다.

즉, 제어부는 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 제1 기화기(211)만을 작동시키고, 상기 기설정된 제1 주입시간 종료후 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 제2 기화기(221)만을 작동시킨다.

물론, 상기 제어부는 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제2 기화기(221)만을 작동시키고, 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제1 기화기(211)만 작동시킬 수도 있음은 당연하다.

바람직하게는, 전술한 실시예들에서, 상기 제1 기화기와 상기 제2 기화기는 동일한 최대 기화용량을 가진 기화기일 수도 있고, 상이한 최대 기화용량을 가지는 기화기일 수도 있다. 이때, 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 중 하나의 기화기의 최대 기화용량이 다른 나머지 하나의 기화기의 최대 기화용량보다 큰 경우, 제어부는 상기 하나의 기화기를 메인 기화기로 그리고 상기 다른 나머지 하나의 기화기를 서브 기화기로 하여 기화부를 제어할 수 있다.

전술한 바와 같이, 하나의 주입시간을 두 개의 주입시간으로 분할하여 기설정된 제1 주입시간 동안에는 일부의 기화기만을 작동시키고 기설정된 제2 주입시간 동안에는 나머지 다른 일부의 기화기만을 작동시키고, 및/또는 하나의 주입시간을 두 개의 주입시간으로 분할하여 기설정된 제2 주입시간 동안에는 일부의 기화기의 작동을 중지시킴으로써, 종래기술과 같이 하나의 기화기만을 연속적으로 작동시켜 기화기에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다. 그리고 종래기술과 같이 하나의 기화기만을 연속적으로 작동시켜 주입시간 후반부에는 기화효율이 떨어져 미기화된 소스물질(예를 들어, 반액상 소스가스 또는 액상의 소스물질)이 가스분배판(510)을 통하여 반응챔버(500) 내부로 유입됨으로써 기판(S)의 박막(F) 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 제어부의 세 번째 제어알고리즘으로서, 상기 제어부는, 상기 복수 개의 기화기 중 일부의 기화기를 메인 기화부(G1)로 설정하고, 상기 복수 개의 기화기 중 나머지 다른 일부의 기화기를 서브 기화부(G2)로 설정한다. 즉, 상기 제어부는 기화부(200)에 포함되는 복수 개의 기화기를 두 개의 그룹으로 묶어 그룹별로 동일하게 작동되도록 한다.

이후, 상기 제어부는 상기 메인 기화부(G1)의 기화용량이 평상시의 기화용량보다 저감되는 경우 상기 서브 기화부(G2)가 추가적으로 작동하도록 상기 메인 기화부(G1) 및 상기 서브 기화부(G2)를 제어한다.

즉, 상기 제어부는 평상시의 메인 기화부(G1)의 기화용량을 감지하여 기록한 후, 메인 기화부(G1)의 작동시마다 상기 메인 기화부(G1)의 작동 중 기화용량이 감지되어 기록되어 있는 평상시의 기화용량보다 저하되었다고 판단하는 경우, 상기 메인 기화부(G1)의 기화용량을 보충하기 위하여 메인 기화부(G1) 및 서브 기화부(G2)를 보두 작동시킨다. 이로 인해, 상기 제어부는 일부의 기화기가 고정나더라도 서브 기화부(G2)를 작동시켜 기화용량이 저하되는 것을 방지할 수 있으므로, 연속적으로 균일하고 다량인 소스가스가 반응챔버(500) 내부고 공급되도록 할 수 있다. 그리고, 본 발명은 기화기가 고장나더라도 기화기의 수리를 위해 박막(F)증착공정 전체를 멈출 필요가 없으므로 다운시간(down time)이 증가하는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는, 전술한 박막증착장치(1000)를 이용하여 기판(S)에 박막(F)을 증착하는 박막증착방법(S2000)에 대하여 보다 구체적으로 기술하기로 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착방법(S2000)에 대한 개략적인 플로우챠트이고, 도 8a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8d는 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8e는 본 발명의 제5 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8f는 본 발명의 제6 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8g는 본 발명의 제7 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이고, 도 8h는 본 발명의 제8 실시예에 따른 박막증착방법을 나타내는 신호 그래프이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 박막증착방법(S2000)은, 제1 고온화 단계(S2100), 소스가스 주입단계(S2200), 제1 퍼지가스 주입단계(S2300), 제2 고온화 단계(S2400), 반응가스 공급단계(S2500), 제2 퍼지가스 주입단계(S2600)를 포함한다.

우선, 제어부는 반응챔버(500) 내부의 온도를 소스가스가 기판(S)에 흡착될 수 있는 온도까지 상승시킨다.

이후, 제어부는 가스분배판(510)을 통하여 반응챔버(500) 내부에 소스가스를 주입한다. 여기서, 상기 소스가스 공급단계는, 소스물질 저장부(100)에서 적어도 하나 이상의 유량조절부를 통하여 복수 개의 기화기로 소스물질을 공급한 후, 상기 복수 개의 기화기를 작동시켜 상기 소스물질을 기상의 소스가스로 기화시키도록 실행된다.

이후, 제어부는 상기 반응챔버(500) 내부에 잔존하는 소스가스 및 이물질(즉, 소스가스가 기판(S)의 표면에 흡착되는 과정에서 발생되는 이물질, 예를 들어 파티클 등)을 제거하기 위해 퍼지가스를 상기 반응챔버(500) 내부에 주입한다. 이후, 상기 제어부는 반응챔버(500)의 일측에 구비된 배출수단(540)을 작동시켜 상기 퍼지가스와 소스가스 및 이물질을 함께 반응챔버(500) 외부로 배출한다.

이후, 제어부는 상기 기판(S)의 표면에 흡착된 소스가스가 반응가스와 반응할 있도록 상기 반응챔버(500) 내부의 온도를 재상승시킨다.

이후, 제어부는 상기 가스분배판(510)을 통하여 반응챔버(500) 내부에 반응가스를 주입하여 상기 반응가스와 상기 기판(S)의 표면에 흡착된 소스가스를 반응시켜 박막(F)을 형성한다.

이후, 제어부는 상기 반응챔버(500) 내부에 잔존하는 반응가스 및 이물질(즉, 기판(S)의 표면에 흡착된 소스가스와 반응가스 사이의 화학반응 과정에서 발생되는 이물질, 예를 들어 파티클 등)을 제거하기 위해 퍼지가스를 상기 반응챔버(500) 내부에 주입한다. 이후, 상기 제어부는 반응챔버(500)의 일측에 구비된 배출수단(540)을 작동시켜 상기 퍼지가스와 소스가스 및 이물질을 함께 반응챔버(500) 외부로 배출한다.

전술한 본 발명에 따른 소스가스 공급단계는 도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이 다양한 실시예로 구현될 수 있다. 참고로, 설명의 명확성을 위하여 도 8a 내지 도 8c에는 상기 기화부(200)는 두 개의 기화기(즉, 도면에는 'Source1'로 표시되는 제1 기화기(211) 및 'Source2'로 표시되는 제2 기화기(221))를 포함한다고 가정하여 도시되어 있다.

도 8a을 참고하면, 전술한 제어부의 첫 번째 제어알고리즘과 마찬가지로, 제1 실시예에 따른 소스가스 공급단계는, 상기 복수 개의 기화기 전체에 소스물질을 공급하여 상기 복수 개의 기화기 전체에서 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 복수 개의 기화기 전체에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버(500)로 공급되도록 실행된다.

예를 들어, 상기 기화부가 제1 기화기 및 제2 기화기를 포함한다고 가정한다. 이때, 상기 제어부는, 상기 반응챔버 내에 소스가스를 주입하는 소스가스 주입기간 동안, 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 각각에 소스물질을 공급하여 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 각각에서 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어할 수 있다. 즉, 상기 소스가스 주입기간 동안, 상기 제어부는 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기를 모두 구동시키며, 구체적으로 상기 소스가스 주입기간 동안 상기 제1 기화기는 기설정된 제1 기화용량(c1)으로 소스가스를 생성하고, 동시에 상기 소스가스 주입기간 동안 상기 제2 기화기도 상기 기설정된 제1 기화용량(c1)으로 소스가스를 생성할 수 있다.

도 8a의 추가 실시예로서, 도 8b를 참고하면, 상기 제어부는, 소스가스 주입기간을 기설정된 제1 주입시간과 기설정된 제2 주입시간으로 분할한 후, 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제2 기화기에서 기설정된 제1 기화용량(c1)만큼 소스가스를 생성하고 동시에 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기에서 상기 기설정된 제1 기화용량(c1)보다 큰 기설정된 제2 기화용량(c2)만큼 상기 소스물질을 소스가스로 기화시키도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어한다. 이후, 상기 제어부는, 상기 기설정된 제1 주입시간을 제외한 나머지 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제2 기화기에서 상기 기설정된 제2 기화용량만큼 소스가스를 생성하고 상기 제1 기화기에서 상기 기설정된 제1 기화용량(c1)만큼 상기 소스물질을 소스가스로 기화시키도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어할 수 있다. 물론, 전술한 실시예에서 상기 제1 기화기와 상기 제2 기화기의 순서가 바뀌어 실행되어도 무관하다.

도 8b에 도시된 제어 알고리즘에 따르면, 소스가스 주입시간 동안, 전체적으로 상기 기설정된 제1 기화용량(c1)과 상기 기설정된 제2 기화용량(c2)의 평균 기화용량(이는 상기 기설정된 제1 기화용량(c1)보다 큰 용량임)만큼 소스가스를 생성하여 반응챔버 내로 공급할 수 있고, 이로 인해 보다 큰 유량의 소스가스를 안정적으로 반응챔버 내부로 공급할 수 있다.

도 8c를 참고하면, 전술한 제어부의 두 번째 제어알고리즘과 마찬가지로, 제2 실시예에 따른 소스가스 공급단계는, 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 복수 개의 기화기 전체를 작동시켜 상기 소스물질을 소스가스로 기화시킨 후 상기 복수 개의 기화기 전체에서 형성된 소스가스를 상기 반응챔버(500)로 공급하는 제1 공급단계와, 상기 기설정된 제1 주입시간 직후인 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 복수 개의 기화기 중 일부의 기화기만을 작동시켜 상기 소스물질을 소스가스로 기화시킨 후 상기 일부의 기화기에서 형성된 소스가스를 상기 반응챔버(500)로 공급하는 제2 공급단계를 포함하도록 실행된다.

예를 들어, 상기 기화부가 제1 기화기 및 제2 기화기를 포함한다고 가정한다. 이때, 상기 제어부는, 상기 반응챔버 내에 소스가스를 주입하는 소스가스 주입기간 동안, 상기 소스가스 주입기간 중 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기에 소스물질을 공급하여 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 각각에서 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 전체에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어하고, 상기 소스가스 주입기간 중 상기 기설정된 제1 주입시간을 제외한 나머지 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 중 하나의 기화기에서만 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 하나의 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어할 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 제어부는, 상기 소스가스 주입기간을 먼저 실행되는 상기 기설정된 제1 주입시간과 후에 실행되는 상기 기설정된 제2 주입시간으로 분할할 수 있다. 즉, 상기 기설정된 제1 주입시간이 상기 기설정된 제2 주입시간보다 앞서는 시간대이다. 바꿔 말하면, 상기 제어부는, 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 제1 기화기 및 상기 제2 기화기를 모두 구동하여 소스가스를 생성하고, 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 제1 기화기 및 제2 기화기 중 하나의 기화기만을 구동하여 소스가스를 생성한다.

도 8c의 추가 실시예로서, 도 8d를 참고하면, 상기 제어부는, 상기 제어부는, 상기 소스가스 주입기간을 먼저 실행되는 상기 기설정된 제2 주입시간의 일부분과, 상기 기설정된 제2 주입시간의 일부분 직후에 실행되는 상기 기설정된 제1 주입시간과, 상기 기설정된 제1 주입시간 직후에 실행되는 상기 기설정된 제2 주입시간의 나머지 다른 일부분으로 분할할 수 있다. 즉, 상기 기설정된 제1 주입시간은 상기 소스가스 주입기간에서 상기 기설정된 제2 주입시간 사이에 배치된다. 바꿔 말하면, 상기 제어부는, 우선 가장 먼저 실행되는 기설정된 제2 주입시간의 일부분 동안 제1 기화기 및 제2 기화기 중 하나의 기화기만을 작동시켜 소스가스를 생성한 후, 이후의 기설정된 제1 주입시간 동안 제1 기화기 및 제2 기화기 전체를 작동시켜 소스가스를 생성하고, 이후의 기설정된 제2 주입시간의 나머지 다른 일부분 동안 다시 상기 하나의 기화기만을 작동시켜 소스가스를 생성한다.

도 8c의 추가 실시예로서, 도 8e를 참고하면, 상기 제어부는, 상기 소스가스 주입기간을 먼저 실행되는 상기 기설정된 제2 주입시간과 후에 실행되는 상기 기설정된 제1 주입시간으로 분할한다. 즉, 상기 기설정된 제2 주입시간이 상기 기설정된 제1 주입시간보다 앞서는 시간대이다. 바꿔 말하면, 상기 제어부는, 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 중 하나의 기화기만을 구동하여 소스가스를 생성한 후, 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 제1 기화기 및 제2 기화기 전체을 구동하여 소스가스를 생성한다.

도 8c의 추가 실시예로서, 도 8f를 참고하면, 상기 제어부는 상기 소스가스 주입기간을 먼저 실행되는 상기 기설정된 제1 주입시간과 후에 실행되는 상기 기설정된 제2 주입시간으로 분할할 수 있고, 상기 제어부는, 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 각각에서 기설정된 제1 기화용량(c1)만큼 상기 소스물질을 소스가스로 기화시킨 후, 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기 중 상기 하나의 기화기에서만(예를 들어, 도 8f에서와 같이 제1 기화기만) 상기 기설정된 제1 기화용량(c1)보다 큰 기설정된 제2 기화용량(c2)만큼 상기 소스물질을 소스가스로 기화시키도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 제1 기화기 및 제2 기화기 전체를 각각의 기화용량이 상기 기설정된 제1 기화용량(c1)만큼 작동시킨 후, 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 제1 기화기만 상기 기설정된 제2 기화용량(c2)만큼 작동시키고 제2 기화기는 정지시킨다.

도 8c 내지 도 8f에 관해 전술한 바와 같이, 전체 소스가스 주입기간 동안 복수 개의 기화기 전체(예를 들어, 제1 기화기 및 제2 기화기)를 작동시키고 기설정된 제2 주입시간 동안 일부의 기화기(예를 들어, 제1 기화기)만 작동시키고 나머지 일부의 기화기(예를 들어, 제2 기화기)는 정지시킴으로써, 일정 기간 동안 휴지 상태를 유지하게 되는 상기 나머지 일부의 기화기(예를 들어, 제2 기화기)의 구동수명을 향상시킬 수 있고, 상기 일부의 기화기(예를 들어, 제1 기화기)와 상기 나머지 일부의 기화기(예를 들어, 제2 기화기)를 번갈아 가며 기설정된 제2 주입시간 동안 휴지상태로 유지시킬 수 있어, 복수 개의 기화기 전체의 구동수명을 향상시킬 수 있다.

도 8g를 참고하면, 전술한 제어부의 세 번째 제어알고리즘과 마찬가지로, 제3 실시예에 따른 소스가스 공급단계는, 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 복수 개의 기화기 중 일부의 기화기만을 작동시켜 상기 소스물질을 소스가스로 기화시킨 후 상기 일부의 기화기에서 형성된 소스가스를 상기 반응챔버(500)로 공급하는 제1 공급단계와, 상기 기설정된 제1 주입시간 직후인 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 복수 개의 기화기 중 나머지 다른 일부의 기화기만을 작동시켜 상기 소스물질을 소스가스로 기화시킨 후 상기 나머지 다른 일부의 기화기에서 형성된 소스가스를 상기 반응챔버(500)로 공급하는 제2 공급단계를 포함하도록 실행된다.

예를 들어, 상기 기화부가 제1 기화기 및 제2 기화기를 포함한다고 가정한다. 이때, 상기 제어부는, 상기 소스가스 주입기간을 기설정된 제1 주입시간과 기설정된 제2 주입시간으로 분할할 수 있다. 이후, 상기 제어부는, 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기에 소스물질을 공급하여 상기 제1 기화기에서 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 제1 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어한 후, 상기 기설정된 제1 주입시간을 제외한 나머지 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제2 기화기에서 상기 소스물질을 소스가스로 기화시켜 상기 제2 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어할 수 있다. 물론, 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기의 작동순서는 바뀔 수 있고, 상기 기설정된 제2 주입시간이 상기 기설정된 제1 주입시간보다 선행하거나 후행할 수 있다.

도 8g의 추가 실시예로서, 도 8h에 도시된 바와 같이, 상기 제어부는, 상기 기설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기에서 기설정된 제2 기화용량만큼 상기 소스물질을 소스가스로 기화시키도록, 그리고 상기 기설정된 제2 주입시간 동안 상기 제2 기화기에서 상기 기설정된 제2 기화용량보다 작은 기설정된 제1 기화용량(c1)만큼 상기 소스물질을 소스가스로 기화시키도록 상기 소스가스 저장부 및 상기 기화부를 제어할 수 있다.

도 8g 및 도 8h에 관련해 전술한 바와 같이, 소스가스 주입시간을 두 개의 시간대로 나누고 복수 개의 기화기를 두 개의 그룹으로 나누어, 하나의 시간대에서 하나의 그룹에 속하는 기화기만을 구동시킴으로써, 하나의 그룹에 속하는 기화기들이 하나의 시간대에서는 휴지상태를 유지할 수 있어 결과적으로 복수 개의 기화기 전체의 구동수명을 향상시킬 수 있으며, 동시에 하나의 그룹에 속하는 기화기를 최대 기화용량에 가까이 구동하더라도 구동시간을 단축시킬 수 있어 구동수명 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 최대 기화용량에 가까이 구동할 수 있어 소스가스의 공급유량을 증가시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 소스가스 공급단계 전에, 상기 박막증착방법(S2000)은 기화기 설정단계를 더 포함한다. 즉, 상기 소스가스 공급단계 전에, 제어부는 상기 복수 개의 기화기 중 일부의 기화기를 메인 기화부(G1)로 설정하고, 상기 복수 개의 기화기 중 나머지 다른 일부의 기화기를 서브 기화부(G2)로 설정한다.

이때, 상기 소스가스 공급단계는, 상기 메인 기화부(G1)의 기화용량이 평상시의 기설정된 기화용량과 동일한 경우 상기 메인 기화부(G1)만을 작동시켜 상기 소스물질을 소스가스로 기화시킨 후 상기 소스가스를 상기 반응챔버(500)로 공급하도록 실행되고, 상기 메인 기화부(G1)의 기화용량이 평상시의 기설정된 기화용량보다 감소되는 경우 상기 서브 기화부(G2)를 추가적으로 작동시켜 상기 소스가스를 상기 반응챔버(500)로 추가 공급하도록 실행된다.

바람직하게는, 상기 제어부는 상기 나머지 다른 일부의 기화기 중 상기 메인 기화부(G1)의 기화용량이 평상시의 기설정된 기화용량보다 감소되는 경우 상기 복수 개의 기화기의 전체 기화용량이 상기 기설정된 기화용량 이상이 되도록 추가적으로 작동되는 기화기의 수량을 결정할 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 종래기술 및 본 발명에 따른 박막(F)증창장치에 의해 증착된 박막(F)의 상태를 나타내는 기판(S)의 개략적인 부분확대 단면도이다.

일반적으로, 단차 피복성(step coverage)은 기판(S)의 표면 위에 증착되는 박막(F)의 두께(t1)에 대한 트렌치의 측벽에 증착되는 박막(F)의 두께(t2)의 비율로 평가된다.

도 9a에 도시된 바와 같이, 하나의 기화기만을 사용하는 종래기술에 따른 박막증착장치를 이용하여 기판(S) 상에 박막(F)을 증착하는 경우에는 반응챔버 내부로 충분한 다량의 소스가스가 안정적으로 공급되지 않으므로 트렌치 내부로 충분한 양의 소스가스가 안정적으로 공급되지 못하며, 이로 인해 트렌치의 측벽에 증착되는 박막(F)의 두께(t2)가 매우 작아 단차피복성이 매우 낮을 수 밖에 없다. 또한, 도 9a에 도시된 바와 같이, 종래기술에서는 소스가스의 불안정한 유량으로 인해 트렌치의 측벽에 증착되는 박막(F)의 두께(t2)가 전체적으로 일정하지 않아, 박막(F)의 두께가 매우 얇은 부분들(D1, D2, D3 참고)이 존재할 수 밖에 없으며, 이러한 얇은 부분으로 인해 전류가 누설되거나 합선 등의 기판(S) 불량이 발생할 확률이 높다.

도 9b에 도시된 바와 같이, 복수 개의 기화기를 사용하는 본 발명에 따른 박막증착장치(1000)를 이용하여 기판(S) 상에 박막(F)을 증착하는 경우에는 반응챔버(500) 내부로 충분한 다량의 소스가스가 안정적으로 공급되므로 트렌치 내부로 충분한 양의 소스가스가 안정적으로 공급될 수 있고, 이로 인해 트렌치의 측벽에 증착되는 박막(F)의 두께(t2')가 충분히 확보될 수 있으므로 단차피복성을 상당히 향상시킬 수 있다.또한, 도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의하면 소스가스의 안정적인 유량으로 인해 트렌치의 측벽에 증착되는 박막(F)의 두께(t2')가 전체적으로 균일하게 형성될 수 있고, 그로 인해 박막(F)의 두께가 매우 얇은 부분이 존재하지 않으므로, 전류가 누설되거나 합선 등의 기판(S) 불량 발생률을 현저히 감소시킬 수 있다.

전술한 과제해결수단에 의하면, 본 발명은 복수 개의 기화기를 사용하여 소스가스를 반응챔버로 공급함으로써, 반응챔버 내부로 공급되는 소스가스의 공급유량을 다량으로 확보하면서 동시에 반응챔버 내부로 공급되는 소스가스의 공급유량을 안정적으로 확보할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 기판 위에 증착된 박막의 단차피복성을 현저히 향상시킬 수 있고, 본 발명은 기판 상에 종횡비가 큰 트렌치가 형성되어 있더라고 우수한 단차피복성을 가지는 박막을 트렌치에 증착할 수 있다.

또한, 본 발명은 복수 개의 기화기를 사용하여 반응챔버 내부로 공급되는 소스가스의 공급유량을 다량으로 확보할 수 있으므로, 하나의 기화기의 기화용량을 증가시키는 것보다 효율적이고 안정적인 소스가스를 생산할 수 있고 우수한 단차피복성을 가지는 박막을 트렌치에 증착할 수 있다. 이는 기화용량이 100인 기화기를 2개 사용하는 것이 기화용량이 200인 기화기 1개를 사용하는 것보다는 경제적이고 우수한 단차피복성을 획득할 수 있기 때문이다. 구체적으로, 기화용량이 200인 기화기의 경우 일반적으로 모든 장치가 자신의 용량에 100%까지 가동하는 것이 제한되어 있기 때문이며, 설령 자신의 용량의 100%까지 가동하더라도 이러한 최대용량 가동 상태를 유지하는 경우 기화기의 수명이 현저히 저감됨과 동시에 기화 안정성이 저감되기 때문이며, 또한 이러한 기화용량이 일반 기화기의 2배 정도인 고성능의 기화기의 경우 비용이 매우 고가라는 문제점도 존재한다. 따라서, 본 발명과 같이 복수 개의 기화기를 사용하여 다량의 소스가스를 생산함으로써, 저가의 일반 기화기를 사용하면서 기화기의 수명도 향상시킬 수 있고 자신의 용량의 100%를 모두 가동하지 않으므로 안정적이고 효율적인 소스가스를 생산할 수 있어 결과적으로 우수한 단차피복성을 가지는 박막을 증착시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 복수 개의 기화기를 메인부와 서브부로 설정하여 작동시킴으로써, 일부 기화기의 고장으로 인해 박막증착공정이 전체적으로 중단되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 박막증착공정을 연속적으로 실행할 수 있어 박막증착공정의 처리율(throughput)을 유지하면서 고장난 일부 기화기에 대한 유지보수작업을 실행할 수 있다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

1000 : 박막증착장치
100 : 소스물질 저장부
200 : 기화부
300 : 반응가스 공급부
400 : 퍼지가스 공급부
500 : 반응챔버
510 : 가스분배판
520 : 기판지지부
530 : 가열수단
540 : 배출수단
600 : 제어부

Claims (25)

1. 액상의 소스물질을 저장하는 소스물질 저장부;
   상기 소스물질 저장부에 연결되고, 상기 소스물질 저장부로부터 공급되는 동일 성분의 액상의 소스물질을 기상의 소스가스로 기화시키는 기화부; 및
   상기 기화부의 하류에 연결되는 반응챔버;를 포함하고,
   상기 기화부는, 적어도 하나 이상의 소스가스 공급관을 통하여 상기 반응챔버 내부로 상기 소스가스를 공급하며 상기 반응챔버와 상기 소스물질 저장부 사이에서 서로 병렬로 배치되는 복수 개의 기화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수 개의 기화기는, 서로 상이한 최대 기화용량을 가지는 제1 기화기 및 제2 기화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수 개의 기화기는 상기 소스물질의 유량을 조절하는 복수 개의 유량조절부 각각에 연결되고,
   상기 복수 개의 기화기는 하나의 소스가스 공급관에 연결되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 복수 개의 기화기는 상기 소스물질의 유량을 조절하는 복수 개의 유량조절부 각각에 연결되고,
   상기 복수 개의 기화기는 복수 개의 소스가스 공급관 각각에 연결되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수 개의 기화기는 상기 소스물질의 유량을 조절하는 하나의 유량조절부에 연결되고,
   상기 복수 개의 기화기는 하나의 소스가스 공급관에 연결되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 기화부는,
   상기 기화기와 상기 소스가스 공급관 사이에 배치된 챔버용 배출관;
   상기 소스가스를 외부로 배출하는 배기수단; 및
   상기 챔버용 배출관과 분기되어 상기 배기수단과 연결된 배기용 배출관;을 더 포함하고,
   상기 기화부는, 상기 챔버용 배출관을 통하여 상기 반응챔버 내부로 상기 소스가스가 공급되는 도중에, 일정시간 동안 상기 배기용 배출관을 개방시키는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 박막증착장치는 상기 기화부를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
   상기 기화부는 제1 기화기 및 제2 기화기를 포함하며,
   상기 제어부는, 소정의 소스가스 주입기간 동안 상기 제1 기화기 및 상기 제2 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 상기 기화부를 제어하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
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9. 액상의 소스물질을 저장하는 소스물질 저장부;
   제1 기화기 및 제2 기화기를 포함하여 상기 소스물질 저장부에 연결되고, 상기 액상의 소스물질을 공급받아 기상의 소스가스로 기화시키는 기화부;
   상기 기화부의 하류에 연결되어 상기 제1 기화기 및 제2 기화기 중 적어도 어느 하나의 기화기로부터 기상의 소스가스를 공급받는 반응챔버; 및
   상기 기화부를 시분할 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는, 소정의 소스가스 주입기간 중 기 설정된 제1 주입시간 동안 상기 제1 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 상기 기화부를 제어하고, 상기 소스가스 주입기간 중 기 설정된 제2 주입시간 동안 상기 제2 기화기에서 형성된 소스가스가 상기 반응챔버로 공급되도록 상기 기화부를 제어하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 소스가스 주입기간은, 상기 기 설정된 제1 주입시간과 상기 기 설정된 제2 주입시간으로 분할되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
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16. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 기화기 중 일부의 기화기를 메인 기화부로 설정하고, 상기 복수 개의 기화기 중 나머지 다른 일부의 기화기를 서브 기화부로 설정하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
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18. 가스분배판을 통하여 반응챔버 내부에 소스가스를 주입하는 소스가스 공급단계;
    상기 반응챔버 내부에 잔존하는 소스가스 및 이물질을 제거하기 위해 퍼지가스를 상기 반응챔버 내부에 주입하는 제1 퍼지가스 주입단계;
    상기 가스분배판을 통하여 반응챔버 내부에 반응가스를 주입하는 반응가스 공급단계; 및
    상기 반응챔버 내부에 잔존하는 반응가스 및 이물질을 제거하기 위해 퍼지가스를 상기 반응챔버 내부에 주입하는 제2 퍼지가스 주입단계;를 포함하고,
    상기 소스가스 공급단계는, 병렬로 배치되는 복수 개의 기화기를 작동시켜 소스물질 저장부로부터 공급된 동일 성분의 액상의 소스물질을 기상의 소스가스로 기화시키도록 실행되는 것을 특징으로 하는 박막증착방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 복수 개의 기화기는 상기 가스분배판 및 상기 소스물질 저장부 사이에서 서로 병렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 박막증착방법.
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