KR20100032315A - 플라즈마를 이용한 기상 증착 반응기 및 이를 이용한 박막 형성 방법 - Google Patents

플라즈마를 이용한 기상 증착 반응기 및 이를 이용한 박막 형성 방법 Download PDF

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Abstract

제1 채널 및 상기 제1 채널에 연결된 하나 이상의 제1 주입구를 포함하는 제1 전극; 상기 제1 전극과 전기적으로 분리된 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전력을 인가하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 반응 기체로부터 플라즈마를 발생시키기 위한 전원을 포함하는 기상 증착 반응기 및 상기 기상 증착 반응기를 이용한 박막 형성 방법이 개시된다.
기상 증착, ALD, 반응기, 플라즈마

Description

플라즈마를 이용한 기상 증착 반응기 및 이를 이용한 박막 형성 방법{VAPOR DEPOSITION REACTOR USING PLASMA AND METHOD FOR FORMING THIN FILM USING THE SAME}
플라즈마를 이용한 기상 증착 반응기 및 이를 이용한 박막 형성 방법이 개시된다.
화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition CVD) 또는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD)을 수행하는 데에 있어서, 전구체(precursor)와 플라즈마를 함께 인가할 필요가 있는 경우가 있다. 일반적으로 플라즈마는 서로 대향하는 복수 개의 전극 사이에 전력을 인가함으로써 생성될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 직접 플라즈마(Direct-plasma) 방식의 기상 증착 반응기를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 기상 증착 반응기는 챔버(106), 챔버(106) 내에 위치하며 서로 이격된 2개의 전극(101, 102) 및 전원(103)을 포함할 수 있다. 2개의 전극(101, 102) 사이에 전원(103)에 의해 전력이 인가됨으로써 2개의 전극(101, 102) 사이에 플라즈마를 발생시켜 기판(100)에 인가할 수 있다. 또한, 챔버(106)의 유입 구(104)를 통하여 유입된 원료전구체(source precursor)나 반응전구체(reactant precursor)가 기판(100)에 주입될 수 있다. 원료전구체 또는 반응전구체는 유출구(105)를 통하여 챔버(106) 밖으로 배출될 수도 있다.
상기 기상 증착 반응기를 이용하면, 열분해에 의해 얻어지는 박막에 비하여 상대적으로 밀도가 우수한 박막을 얻을 수 있다. 또한 플라즈마에 의한 저온 공정이 가능하다. 그러나 기판(100)상에 직접 플라즈마가 인가되므로 플라즈마에 의한 기판(100)의 손상이 발생할 수 있으며, 또한 플라즈마에 의해 분해된 부산물이 박막에 혼입될 수 있다. 예컨대, 금속-유기 소스(metal-organic source) 사용시 다량의 탄소가 발생될 수 있다.
또한, 용량형(capacitive type) 플라즈마 발생을 위해서는 저압 또는 고진공이 필요하며, 고전압에 의해 발생되는 플라즈마는 전극의 일부에서 미세 아크(arc)가 발생하여 파티클(particle)이 발생하거나 막의 특성이 열화될 수 있다. 또한 상기 증착기를 ALD에 적용하기 위해 전원(103)에서 펄스 전력을 인가하는 경우, 짧은 시간 내에 플라즈마가 안정되기 어려우며, 플라즈마의 온(on)-오프(off)가 반복되면서 파티클이 발생할 수 있고, 반사 전력(reflective power)이 높아질 수 있는 단점이 있다.
도 2는 또 다른 종래 기술에 따른 원격 플라즈마(remote plasma) 방식의 기상 증착 반응기를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 기상 증착 반응기는 챔버(206), 챔버(206) 밖에 위치하며 서로 이격된 제1 코일(201) 및 제2 코일(202), 및 전원(203)을 포함할 수 있다. 이 때 유도 결합 플라즈마(inductively coupled plasma) 방식일 경우 제1 코일(201)과 제2 코일(202)은 하나의 권선형 코일로 형성될 수도 있다. 동일한 제1 코일(201) 및 제2 코일(202) 사이에 전원(203)에 의해 전력이 인가되면 기판(200)과 이격된 위치에서 플라즈마가 발생되며, 발생된 플라즈마가 원격으로 기판(200)에 인가될 수 있다. 또한, 챔버(206)의 주입구(204)를 통하여 기판(200)에 원료전구체나 반응전구체를 주입할 수 있다.
상기 기상 증착 반응기는 플라즈마가 기판(200)과 떨어진 지점에서 발생되므로 플라즈마에 의한 기판(200)의 손상을 감소시킬 수 있다. 또한 원격 플라즈마에 의한 저온 공정이 가능하다. 그러나 플라즈마가 기판(200)에 불균일하게 인가되므로, 기판(200)의 중심으로부터 가장자리 부분까지 균일하게 박막이 형성되지 않게 된다. 또한, 원료전구체나 반응전구체를 기판(200)에 균일하게 분사하기 위해서는 챔버(206)의 부피가 커야 하며, 그 결과 원료전구체나 반응전구체의 소모량이 증가하는 단점이 있다.
또 다른 종래 기술에 따른 기상 증착 반응기로서 미국등록특허 제6,435,428호에 기재된 플라즈마 발생 장치를 내장한 샤워헤드(showerhead)형 반응기가 있다. 상기 반응기는 샤워헤드 내부에 플라즈마 발생용 전극을 설치하고, 원료기체 및 플라즈마에 의해 여기된 반응기체를 각각 챔버에 주입함으로써, 라디칼 CVD(radical-assisted CVD) 또는 ALD에 의한 박막을 형성할 수 있다.
그러나, 미국등록특허 제6,435,428호의 반응기는 플라즈마를 인가하기 위하여 세라믹 등의 절연체를 이용하여 샤워헤드를 구성하여야 하며, 원료기체와 반응 기체를 전기적으로 분리하기 위하여 샤워헤드의 내부도 절연시켜야 하는 반면 플라즈마를 형성하기 위한 전극이 설치되어야 한다. 또한, 절연을 위하여 용접이 되지 않는 세라믹 부품을 사용하여 샤워헤드를 조립하기 때문에, 각각의 부품 사이에 가스가 누출되지 않도록 오-링(O-ring)을 사용하므로 신뢰성 및 내구성이 낮은 문제점이 있다.
또한 미국등록특허 제6,435,428호의 반응기는 원료기체가 플라즈마에 의해 분해 및 증착되기 때문에 반응기체에만 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 따라서, 원료기체가 반응기체의 채널을 통과할 때 플라즈마의 영향을 받지 않도록 하기 위하여 세라믹이나 석영 등 절연체로 제작된 기체 인젝션 튜브(gas injection tube)를 전극의 상부에 있는 상판에 끼워야 한다. 이때 샤워헤드의 재질과 기체 인젝션 튜브의 열팽창 계수가 상이하거나, 튜브들 사이에 간극이 존재할 경우 원료기체가 플라즈마 발생용 채널로 혼입이 되어 샤워헤드 내부에 증착될 수 있다. 따라서, 금속 박막 등을 형성할 때 튜브 주위에 증착이 이루어져 전극간의 단선이 발생할 수 있으며, 그 결과 플라즈마를 발생시킬 수 없게 될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전극들 사이에 플라즈마를 발생시키는 것과 동시에 플라즈마 발생을 위한 전극을 통해 기판에 원료전구체나 반응전구체 등의 물질을 주입할 수 있는 기상 증착 반응기 및 이를 이용한 박막 형성 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 기상 증착 반응기는, 제1 채널 및 상기 제1 채널에 연결된 하나 이상의 제1 주입구를 포함하는 제1 전극; 상기 제1 전극과 전기적으로 분리된 제2 전극; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전력을 인가하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 반응 기체로부터 플라즈마를 발생시키기 위한 전원을 포함할 수 있다.
상기 제1 채널은 서로 분리된 복수 개의 제1 채널을 포함할 수 있다.
상기 제2 전극은, 제2 채널; 및 상기 제2 채널에 연결되는 하나 이상의 제2 주입구를 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 채널은 서로 분리된 복수 개의 제2 채널을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 하나 이상은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이로 돌출된 돌출부를 가질 수 있다.
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은, 일 방향으로 연장되는 플랫폼; 및 상기 일 방향을 따라 상기 플랫폼의 표면에 나선형으로 형성된 돌출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 박막 형성 방법은, 제1 채널 및 상기 제1 채널에 연결된 하나 이상의 제1 주입구를 포함하는 제1 전극 및 제2 전극을 서로 인접하여 배치하는 단계; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전력을 인가하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 반응 기체로부터 플라즈마를 발생시키는 단계; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 인접하여 기판을 이동시키는 단계; 및 상기 하나 이상의 제1 주입구를 통하여 기판에 물질을 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 전극이 제2 채널 및 상기 제2 채널에 연결된 하나 이상의 제2 주입구를 포함하는 경우, 박막 형성 방법은 상기 하나 이상의 제2 주입구를 통하여 기판에 물질을 주입하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 기상 증착 반응기를 이용하면, 플라즈마에 기판이 직접 노출되어 손상이 발생하는 것을 감소시키거나 방지할 수 있다. 또한, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD)에 의한 박막 형성 과정에서 플라즈마에 의해 원료전구체가 분해되어 과다한 반응 부산물이 박막에 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 원료전구체와 반응전구체 및 플라즈마 발생용 반응 기체를 각각 분리하여 기상 증착 반응기에 주입할 수 있다. 나아가, 플라즈마 발생 공간과 반응기의 공간이 별개이므로 반응기의 공간을 최소화할 수 있어 원료전구체의 효율(즉, 주입된 원료전구체가 박막으로 전환되는 비율)을 향상시킬 수 있다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.
도 3은 일 실시예에 따른 기상 증착 반응기를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 기상 증착 반응기는 제1 전극(301), 제2 전극(302) 및 전원(303)을 포함할 수 있다. 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 예컨대, 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)은 서로 이격될 수도 있다. 또는 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)이 일정 영역에서 서로 접촉할 필요가 있다면 Al2O3 등의 세라믹(ceramic)을 사이에 위치시킴으로써 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)을 서로 절연시킬 수도 있다. 일 실시예에서, 제1 전극(301)은 제2 전극(302) 내에 위치할 수 있으며, 제2 전극(302)은 제1 전극(301)을 둘러싸는 형태로 위치할 수 있다.
제1 전극(301) 및 제2 전극(302)은 금속 등 적당한 도전 물질로 이루어질 수 있으며, 유전체 장벽 방전 플라즈마의 경우 이들 두 전극 사이에 유전체가 삽입, 또는 피막처리된 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)은 스테인리스 스틸(stainless steel), 인코넬(Inconel), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 고융점 금속, 도펀트(dopant)가 첨가된 전도성 실리콘(Si), 양극산화(anodizing) 처리된 알루미늄(Al), 유전체 (예컨대, SiO2, Al2O3 또는 SiN)로 피막 처리된 금속 또는 전도성 실리콘 등으로 이루어질 수 있다.
박막의 형성 과정에서 제1 전극(301) 및 제2 전극(302) 물질이 박막에 혼입되는 현상이 발생할 우려가 있을 경우, 박막의 구성 물질과 동일한 물질로 제1 전 극(301) 및 제2 전극(302)을 구성할 수도 있다. 예컨대, NiO 박막을 형성하는 경우 Ni 또는 Ni 합금으로 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)을 형성할 수 있다. 또한, SiO2 또는 SiN 박막을 형성하는 경우 실리콘으로 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)을 형성할 수도 있다. 이때 도전성을 갖도록 하기 위하여 실리콘에 붕소(B) 또는 인(P)을 소정의 양만큼 도핑(doping)할 수도 있다.
제1 전극(310)은 채널(311) 및 채널(311)에 연결된 하나 이상의 주입구(312)를 포함할 수 있다. 채널(311)은 제1 전극(310) 내에 형성되며, 외부로부터 주입된 물질이 운반되기 위한 부분이다. 하나 이상의 주입구(312)는 채널(311)과 연결되어 제1 전극(310)의 표면에 형성될 수 있다. 주입구(312)는 채널(311)을 통해 운반된 물질을 제1 전극(310)으로부터 토출함으로써 하부의 기판(300)에 물질을 주입하기 위한 부분이다.
주입구(312)를 통해 기판(300)에 주입되는 물질은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 또는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD)을 위한 원료전구체(source precursor) 또는 반응전구체(reactant precursor)일 수도 있다. 또는 주입구(312)를 통해 기판(300)에 주입되는 물질은 비활성 물질로 이루어진 퍼지 기체(purge gas) 또는 플라즈마 발생을 위한 반응 기체일 수도 있다.
상기 기상 증착 반응기와 기판(300)은 서로에 대해 상대적으로 이동하면서 기판(300)상에 물질이 주입되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도 3에서 기판(300)은 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)의 하부를 좌측으로부터 우측으로 통과할 수 있다. 기판(300)이 제1 전극(301)을 완전히 통과하는 동안 하나 이상의 주입구(312)에 의하여 기판(300)에 물질이 주입될 수 있다. 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)에 대한 기판(300)의 운동은 직선 운동 또는 회전 운동일 수 있다.
다른 실시예에서는, 기판(300)을 이동시키는 대신 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)을 기판(300)에 대해 이동시키면서 기판(300)에 물질을 주입할 수도 있다.
상기 기상 증착 반응기에서는, 제1 전극(301)의 주입구(312)에 의하여 기판(300)에 물질을 주입하는 것과 함께, 제1 전극(301) 및 제2 전극(302) 사이에 플라즈마를 발생시켜 기판(300)에 인가할 수 있다. 이를 위하여, 전원(303)에 의하여 제1 전극(301) 및 제2 전극(302) 사이에 전력을 인가할 수 있다. 전원(303)은 플라즈마 발생을 위하여 직류, 펄스 또는 RF 형태의 전력을 인가할 수도 있다.
예컨대, 전원(303)이 펄스 전력을 인가하는 경우, 펄스 전력의 주파수는 약 10 Hz 내지 약 1 KHz, 또는 약 100 KHz 내지 약 60 MHz일 수도 있다. 또한, 펄스 전력의 크기는 약 100 W 내지 약 500 W 일 수도 있다. 또한, 전원(303)에 의해 인가되는 펄스 전력의 온(on)-오프(off) 비율(duty ratio)을 조절함으로써 플라즈마의 발생시간을 조절할 수도 있다.
제1 전극(301) 및 제2 전극(302) 사이에는 플라즈마 발생을 위한 반응 기체가 미리 주입되어 있을 수 있다. 전원(303)에 의해 제1 전극(301) 및 제2 전극(302) 사이에 전력이 인가되면 상기 반응 기체로부터 플라즈마가 발생될 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 전극(301)의 측면 및 제2 전극(302)의 내측면 사이에 플라즈마가 발생될 수 있다. 이 경우, 기판(300)의 이동 방향과 평 행한 방향으로 플라즈마가 발생되며, 따라서 플라즈마에 의한 기판(300)의 손상을 감소시키거나 또는 제거할 수 있다. 또한, 제1 전극(301)의 측면은 하부의 주입구(312)와 비교하여 더 돌출되도록 형성함으로써 플라즈마가 주입구(312)에 의해 주입되는 원료전구체로 확산되는 것을 방지할 수도 있다.
도 3에 도시된 실시예에서 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)의 표면은 용량형(capacitive type) 플라즈마를 발생시키기 위한 평판 형태로 도시되었다. 그러나 용량형 플라즈마를 발생시키기 위해서는 약 1 토르(Torr) 이하의 저압이 필요하며 대기압에서는 플라즈마를 발생시키기 어렵다. 대기압 또는 압력이 비교적 높은 상태(예컨대, 약 100 Torr 초과)에서 플라즈마를 발생시키기 위해서는 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge; DBD)이나 펄스 코로나 방전(pulse corona discharge)을 발생시켜야 하며, 이 경우 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)은 서로 대향하는 면에 유전체 장벽 방전 플라즈마나 펄스 코로나 방전 플라즈마 발생을 위한 하나 이상의 돌출부(미도시)를 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 제2 전극(302) 또한 하나 이상의 채널 및 각 채널에 연결된 하나 이상의 주입구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(302)은 제1 채널(321), 제1 채널(321)에 연결된 하나 이상의 제1 주입구(322), 제2 채널(323) 및 제2 채널(323)에 연결된 하나 이상의 제2 주입구(324)를 포함할 수 있다. 제1 채널(321)과 제2 채널(233)은 서로 분리될 수 있다.
외부로부터 제1 채널(321)에 주입된 물질은 제1 채널(321)을 통해 운반되어 제1 주입구(322)를 통해 제2 전극(302)으로부터 토출될 수 있다. 마찬가지로, 제2 채널(323)을 통해 운반된 물질은 제2 주입구(324)를 통해 제2 전극(302)으로부터 토출될 수 있다. 따라서, 제2 전극(302)의 제1 주입구(322) 및 제2 주입구(324)를 이용하여 하부의 기판(300)에 물질을 주입할 수 있다.
제1 및 제2 주입구(322, 324)를 통해 주입되는 물질은 제1 전극(301)의 주입구(312)를 통해 주입되는 물질과 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 주입구(322, 324)를 통해 주입되는 물질은 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다. 일 실시예에서는, 제1 주입구(322)와 제2 주입구(324) 사이에 시간차를 두고 물질을 주입하는 것도 가능하다.
예컨대, ALD에 의해 기판(300)상에 원자층 박막을 형성하고자 하는 경우, 제2 전극(302)의 제1 및 제2 주입구(322, 324)를 통하여 반응전구체를 기판(300)에 주입하고, 제1 전극(301)의 주입구(312)를 통하여 원료전구체를 기판(300)에 주입할 수 있다. 제1 전극(301) 및 제2 전극(302) 사이에 플라즈마가 발생될 수 있으므로, 제2 전극(302)의 주입구(322, 324)로부터 주입되는 물질은 기판(300)에 도달하기 전에 플라즈마에 의하여 여기 및/또는 분해될 수 있다. 따라서 플라즈마에 의해 여기 및/또는 분해된 반응전구체를 원료전구체와 반응시킴으로써 균일도가 향상된 박막을 형성할 수 있다.
일 실시예에서는, 주입구(322, 324)를 통해 기판(300)상에 퍼지 기체(purge gas)를 주입할 수도 있다. 예컨대 퍼지 기체는 질소(N2), 아르곤(Ar), 헬륨(He) 또는 네온(Ne) 등의 비활성 물질로 이루어질 수 있다. 또는 주입구(322, 324)를 통해 플라즈마 발생을 위한 반응 기체를 주입할 수도 있다. 이 경우 주입구(322, 324)를 통해 주입된 반응 기체에 전력이 인가되어 제1 전극(301) 및 제2 전극(302) 사이에 플라즈마가 발생될 수 있다.
도 3에 도시된 실시예에서 제2 전극(302)의 채널(321, 323)은 제1 전극(301)의 채널(311)과 수직한 방향으로 연장되어 도면에는 채널(321, 323)의 길이 방향의 단면이 도시되었으나, 이는 예시적인 것으로서 채널(321, 323)의 연장 방향은 도시된 것과 상이할 수 있으며 예컨대 채널(311)의 연장 방향과 동일하거나 이에 경사진 방향일 수도 있다. 또한 도 3에 도시된 실시예에서 주입구(322, 324)는 제2 전극(301)의 상부에 위치하였으나 이는 예시적인 것으로서 다른 실시예에서 주입구의 위치는 이와 상이할 수도 있다.
이상에서 살펴본 실시예에 따른 기상 증착 반응기를 이용하면, 제1 전극(301) 및 제2 전극(302) 사이에 플라즈마가 발생되는 동시에 제1 전극(301)의 주입구(312)를 통하여 기판(300)에 물질이 주입될 수 있다. 나아가, 제2 전극(302)의 주입구(322, 324)를 통해서도 기판(300)에 물질을 주입할 수 있다. 따라서 물질을 플라즈마에 의해 분해 및/또는 여기시켜 기판(300)에 인가함으로써 균일도가 향상된 박막을 형성할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 기상 증착 반응기에서 제2 전극(402)의 주입구(422)는 제2 전극(402)의 측면에 위치할 수 있다. 즉, 제1 전극(401) 및 제2 전극(402) 사이에 플라즈마가 발생되는 영역에 인접하여 제2 전극(402)의 주입구(422)가 위치 할 수 있다. 도 4에 도시된 기상 증착 반응기의 구성 및 기능은 도 3을 참조하여 전술한 실시예에 따른 기상 증착 반응기로부터 당업자에게 용이하게 이해될 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다.
도 5a는 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기를 도시한 단면도이며, 도 5b는 도 5a에 도시된 기상 증착 반응기를 도시한 사시도이다.
도 5a 및 5b를 참조하면, 기상 증착 반응기는 제1 전극(501), 제2 전극(502), 전원(503) 및 배기부(504, 505)를 포함할 수 있다. 제1 전극(501)은 제1 채널(511), 제1 채널(511)에 연결된 하나 이상의 제1 주입구(512), 제2 채널(513), 및 제2 채널(513)에 연결된 하나 이상의 제2 주입구(514)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 채널(511, 513)을 통하여 운반되는 물질은 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있으며, 따라서 제1 및 제2 주입구(512, 514)를 통해 주입되는 물질도 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 기상 증착 반응기를 ALD에 이용하는 경우 제1 주입구(512)를 통하여 기판(500)에 반응전구체를 주입하고, 제2 주입구(514)를 통하여 기판(500)에 원료전구체를 주입할 수 있다.
전원(503)에 의하여 제1 전극(501) 및 제2 전극(502) 사이에 전력이 인가되면 제1 전극(501) 및 제2 전극(502) 사이에 플라즈마가 발생될 수 있다. 일 실시예에서는, 제1 전극(501)의 제1 주입구(512)에 인접한 영역에 플라즈마가 발생되어, 제1 주입구(512)를 통해 주입되는 반응전구체를 분해 및/또는 여기시킬 수도 있다.
배기부(504, 505)는 기판(500)에 흡착되어 있는 불순물 또는 잔여 전구체 등을 외부로 배출하기 위한 부분이다. 예를 들어, 배기부(504)는 좌측으로부터 이동 해 온 기판(500)의 표면에 흡착되어 있는 불순물을 펌핑에 의하여 제거할 수 있다. 또한, 배기부(505)는 기판(500)이 제1 전극(501) 및 제2 전극(502)을 통과하는 동안 기판(500)의 표면에 흡착된 전구체들의 잔여 흡착층을 제거할 수도 있다. 이를 위하여 배기부(504, 505) 내의 공간의 압력은 제1 전극(501) 및 제2 전극(502)과 인접한 영역의 압력에 비하여 낮도록 구성할 수도 있다. 한편, 배기부(504, 505)의 표면은 곡면 처리하여 높은 컨덕턴스(conductance)를 갖도록 할 수 있다.
도 5a에 도시된 실시예에서는 제1 전극(501)만이 채널(511, 513) 및 주입구(512, 514)를 포함하나, 이는 예시적인 것으로서 제1 전극(501) 및 제2 전극(502) 중 어느 하나가 하나 이상의 채널 및 이에 연결된 주입구를 포함하거나, 또는 제1 전극(501) 및 제2 전극(502) 모두가 하나 이상의 채널 및 이에 연결된 주입구를 포함하도록 구성될 수도 있다.
또한 배기부(504, 505)는 도 5a에 도시된 실시예에 따른 기상 증착 반응기뿐만 아니라 본 발명의 다른 실시예들에 따른 기상 증착 반응기에 구비될 수도 있다.
도 6a는 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기를 도시한 사시도이며, 도 6b는 도 6a의 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 6a 및 6b를 참조하면, 기상 증착 반응기는 제1 전극(601), 제2 전극(602) 및 전원(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 전극(601)은 일 방향으로 연장되는 플랫폼(611) 및 상기 플랫폼(611)의 길이 방향을 따라 상기 플랫폼(611)의 외주부에 나선 형상으로 형성된 하나 이상의 돌출부(612)를 포함할 수 있다. 예컨대, 플랫폼(611)은 나선형 돌출부(612)를 갖는 원기둥 형상일 수 있다.
제1 전극(601)의 플랫폼(611) 및 돌출부(612)와, 제2 전극(602)은 금속 등 적당한 도전 물질로 이루어질 수 있다. 제1 전극(601) 및 제2 전극(602)의 구성 물질은 도 3을 참조하여 전술한 실시예의 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)의 구성 물질과 동일할 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다.
도 6a 및 6b에 도시된 실시예에서 돌출부(612)의 개수는 4개이나, 이는 예시적인 것으로서 다른 실시예에서는 더 많거나 또는 더 적은 개수의 돌출부(612)를 포함할 수도 있다. 또한 도 6b에서 돌출부(612)는 플랫폼(611)의 외주부에 일정 각도마다 배치되나, 이는 예시적인 것으로서 다른 실시예에서 각 돌출부(612) 사이의 간격은 일정하지 않을 수도 있다.
제2 전극(602)은 제1 전극(601)의 길이 방향을 따라 연장되며 제1 전극(601)을 둘러싸는 형태로 위치할 수 있다. 예컨대, 제2 전극(602)은 안이 뚫린 형상일 수 있으며 제2 전극(602)의 뚫린 부분에 제1 전극(601)이 위치할 수 있다.
제1 전극(601)에 대향하는 제2 전극(602)의 표면은, 적어도 부분적으로 제1 전극(601)의 표면 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 돌출부를 갖는 원기둥 형상의 제1 전극(601)을 사용하는 경우, 제1 전극(601)의 길이 방향에 수직한 방향의 제2 전극(602)의 단면은 적어도 부분적으로 상기 원기둥 형상의 단면과 동심원 형상을 가질 수 있다. 따라서 제1 전극(601) 및 제2 전극(602)의 사이에 균일하게 플라즈마가 발생될 수 있다. 또는 다른 실시예에서 제1 전극(601) 및 제2 전극(602)은 다른 상이한 단면 형상을 가질 수도 있다.
제2 전극(602) 내에는 하나 이상의 채널(621)이 형성될 수 있다. 외부로부터 채널(621) 내에 주입된 물질이 채널(621)을 통해 운반되어 하나 이상의 주입구(622)를 통하여 제2 전극(602)으로부터 토출될 수 있다. 하나 이상의 주입구(622)는 제2 전극(602)의 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 위치할 수 있다. 주입구(622)를 통해 주입되는 물질은 ALD를 위한 반응전구체 또는 원료전구체일 수 있다. 또한 주입구(622)를 통해 주입되는 물질은 비활성 물질로 이루어진 퍼지 기체일 수도 있으며, 또는 플라즈마 발생을 위한 반응 기체일 수도 있다.
제1 전극(601) 및 제2 전극(602)의 길이(L), 제2 전극(602)과 기판(600)의 간격(Z), 제2 전극(602)의 개구부의 폭(W) 및 해당 부분에서 제1 전극(601)이 위치하는 높이(H), 및 기판(600)의 이동 속도 등 다양한 변수에 따라 반응 특성이 결정될 수 있다. 따라서 이들 변수들은 기판(600)의 크기 및 종류, 박막 형성을 위해 사용되는 물질의 종류 및 목적하는 박막의 특성 등에 기초하여 적절히 결정될 수 있다.
예를 들어, 제1 전극(601)의 단면 지름(D)은 약 50 mm 내지 약 100 mm일 수 있다. 또한, 제2 전극(602)의 개구부의 폭(W)은 약 60 mm 내지 약 120 mm일 수 있다. 또한, 제2 전극(602)과 기판(600)의 간격(Z)은 약 0.1 mm 내지 약 5 mm일 수 있으며, 예컨대 약 1mm 정도 일 수 있다.
제1 전극(601) 및 제2 전극(602)의 길이(L)는 기판(600)의 폭보다 더 크게 하여 기판(600)에 형성되는 박막이 충분한 균일도를 갖도록 할 수 있다. 예를 들어, 300 mm의 폭을 갖는 기판(600)에 박막을 형성하고자 하는 경우, 제1 전극(601) 및 제2 전극(602)의 길이(L)는 약 350 mm 이하일 수 있다.
한편, 제1 전극(601) 하부의 공간이 기판(600)에 박막을 형성하기 위한 반응 공간에 해당한다. 따라서 제1 전극(601)의 높이(H)는 목적하는 반응 공간의 크기에 따라 적절히 결정될 수 있다. 상기 기상 증착 반응기를 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD)에 이용하는 경우 제1 전극(601)의 높이(H)는 약 10 mm 내지 약 100 mm일 수 있다. 또한, 상기 기상 증착 반응기를 ALD에 이용하는 경우 제1 전극(601)의 높이(H)는 약 10 mm 내지 약 50 mm일 수도 있다.
또한, 반응 공간의 크기 및 주입되는 물질의 양은 장비 전체의 압력이 약 1 Torr 내지 대기압의 크기를 갖도록 조절될 수 있다. 이 경우 산소의 분압은 10-6 Torr 이하일 수도 있다. 또한, 기판(600)의 온도는 약 200 ℃ 내지 약 400 ℃일 수 있으며, 기판(600)의 이동 속도는 약 10 cm/분 내지 약 100cm/분 일 수 있다.
이상에서 설명한 반응 조건들은 예시적인 것으로서, 전술한 관련 변수들 및 기타 박막 형성에 관련된 변수들은 사용되는 물질의 종류 및 형성하고자 하는 박막의 특성 등에 기초하여 적절히 결정될 수 있다.
제1 전극(601) 및 제2 전극(602) 사이에 전력이 인가되면, 제1 전극(601)의 하나 이상의 돌출부(612)가 제2 전극(602)과 중첩되는 영역에서 유전체 장벽 방전 플라즈마나 펄스 코로나 방전 플라즈마가 발생될 수 있다. 한편 돌출부(612)는 나선 형상으로 형성되어 있으므로, 플라즈마가 발생되는 영역도 나선 형상으로 위치하게 된다.
플랫폼(611) 및 플랫폼(611)에 나선형으로 형성된 돌출부(612)를 이용하여 제1 전극(601)을 구성함으로써, 제1 전극(601)의 단위 길이당 발생하는 플라즈마가 증가될 수 있다. 또한, 플라즈마 발생 영역의 분포는 돌출부(612)의 개수, 플랫폼(611)의 단위 길이 당 돌출부(612)의 나선 수(즉, 돌출부(612)의 조밀도), 및 제2 전극(602)에 대한 돌출부(612)의 배치 각도 등에 영향을 받게 되므로, 돌출부(612)의 개수 및 분포를 조절하는 것에 의하여 플라즈마의 균일도를 조절할 수 있다.
상기 기상 증착 반응기를 이용하면, 제1 전극(601) 및 제2 전극(602) 사이에 플라즈마를 발생시키는 것과 동시에, 제2 전극(602)의 주입구(622)를 통하여 기판(600)에 원료전구체나 반응전구체 등의 물질을 주입할 수 있다. 따라서 플라즈마에 의해 여기 및/또는 분해된 물질을 이용하여 균일도가 향상된 박막을 형성할 수 있다.
도 7a는 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기를 도시한 사시도이며, 도 7b는 도 7a에 도시된 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 7a 및 7b를 참조하면, 제1 전극(701)의 하부를 절삭할 수도 있다. 즉, 제1 전극(701)을 구성하는 플랫폼(711)에서 제2 전극(702)의 주입구(722)에 인접한 상부에는 하나 이상의 돌출부(712)를 형성하되, 플랫폼(711)의 하부는 절삭하여 반응 공간의 크기를 증가시킬 수 있다. 그 결과 이와 같이 구성된 제1 전극(701)을 이용하면 전체 기상 증착 반응기의 부피를 최소화할 수 있다. 상기 기상 증착 반응기의 다른 구성 및 기능은 도 6a 및 6b를 참조하여 전술한 실시예로부터 당업자에게 용이하게 이해될 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기를 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 제1 전극(801)을 구성하는 플랫폼(811)의 하부에 샤워헤드(showerhead) 형태의 주입기를 형성할 수도 있다. 즉, 플랫폼(811) 하부의 절삭된 부분에 채널(813) 및 채널(813)에 연결된 하나 이상의 주입구(814)를 형성할 수 있다. 채널(813) 및 주입구(814)는 플랫폼(811)을 가공하여 형성될 수 있으며, 또는 별도로 가공하여 플랫폼(811)에 부착될 수도 있다. 상기 기상 증착 반응기를 이용하면 주입구(814)를 통하여 하부의 기판(800)에 물질을 주입할 수 있다.
즉, 제2 전극(802)뿐만 아니라 제1 전극(801)에도 채널(813) 및 주입구(814)가 형성되어 있어 하부의 기판에 물질을 주입할 수 있다. 예컨대, 기상 증착 반응기를 ALD에 이용하는 경우, 제2 전극(802)의 주입구(822)를 통하여 기판에 반응전구체를 주입할 수 있으며, 플라즈마를 발생시키면서 반응전구체를 동시에 주입한 후 시간 차이를 두고 퍼지용 가스만을 주입할 수도 있다. 플라즈마를 발생시 제1 전극(801)의 주입구(814)를 통하여 기판에 원료전구체를 주입할 수 있다. 따라서 플라즈마에 의하여 여기 및/또는 분해된 반응전구체를 원료전구체와 함께 기판에 주입하여, 품질이 향상된 박막을 얻을 수 있다. 또한 제1 전극(801)에 형성된 채널(813) 및 주입구(814)는 상대적으로 클리닝(cleaning) 공정을 수행하기에 용이한 장점이 있다.
도 8 에 도시된 기상 증착 반응기의 다른 구성 및 기능에 대해서는 도 6a 및 6b를 참조하여 전술한 실시예로부터 당업자에게 용이하게 이해될 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다.
도 9a는 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기를 도시한 사시도이며, 도 9b는 도 9a의 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 9a 및 9b를 참조하면, 제1 전극(901)은 플랫폼(911) 내에 형성된 채널(913) 및 상기 채널(913)에 연결된 하나 이상의 주입구(914)를 포함할 수 있다. 채널(913)은 플랫폼(911)의 길이 방향으로 연장될 수 있다. 또한 하나 이상의 주입구(914)는 플랫폼(911)의 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 위치할 수 있다. 도 9b에 도시된 플랫폼(911)의 단면에서 주입구(914)의 개수는 2개이나, 이는 예시적인 것으로서 주입구(914)의 개수는 1개이거나 또는 3개 이상일 수도 있다.
상기 기상 증착 반응기는 제2 전극(902)뿐만 아니라 제1 전극(901)도 채널(913) 및 주입구(914)를 가져 물질을 주입할 수 있도록 한 것이다. 예컨대 제2 전극(902)의 주입구(922)를 통해서는 반응전구체를 주입하고 제1 전극(901)의 주입구(914)를 통해서는 원료전구체를 주입할 수 있다. 이때, 제1 전극(901)의 주입구(914)는 플랫폼(911)의 하부에 형성되어 주입구(914)를 통해 주입되는 원료전구체가 플라즈마의 영향을 받지 않도록 할 수 있다. 그러나 다른 실시예에서는, 주입구(914)를 플랫폼(911)의 상부에 형성하고 주입구(914)를 통하여 반응전구체를 주입할 수도 있다.
도 9 에 도시된 기상 증착 반응기의 다른 구성 및 기능에 대해서는 도 6a 및 6b를 참조하여 전술한 실시예로부터 당업자에게 용이하게 이해될 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기를 도시한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 상기 기상 증착 반응기에서 제2 전극(1002)은 내측면으로부터 제1 전극(1001) 방향으로 돌출된 돌출부(1025, 1026)를 포함할 수 있다. 또한 제2 전극(1002)은 제1 채널(1021), 제1 채널(1021)에 연결된 하나 이상의 제1 주입구(1022), 제2 채널(1023), 및 제2 채널(1022)에 연결된 하나 이상의 제2 주입구(1024)를 포함할 수 있다. 이때 제1 주입구(1021)는 돌출부(1025)에 위치할 수 있으며, 제2 주입구(1024)는 다른 돌출부(1026)에 위치할 수 있다.
상기 기상 증착 반응기는 대기압 또는 압력이 비교적 높은 상태에서 플라즈마를 발생시키기 위하여 돌출부(1025, 1026)를 갖는 제2 전극(1002)을 이용한 것이다. 즉, 제2 전극(1002)의 돌출부(1025, 1026)와 제1 전극(1001)의 돌출부(1012)가 서로 인접하는 영역에 플라즈마가 발생될 수 있다. 이때 돌출부(1025)에 위치하는 제1 주입구(1022) 및 돌출부(1026)에 위치하는 제2 주입구(1024)는 반응전구체를 주입하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 반면, 제1 전극(1001)의 주입구(1014)는 원료전구체를 주입하기 위한 용도로 사용될 수 있다.
한편 다른 실시예에서는, 주입구를 포함하지 않는 제1 전극(1001)을 이용하는 경우, 제2 전극(1002)의 제1 주입구(1022)를 통해서는 원료전구체를 주입하며 제2 주입구(1024)를 통해서는 반응전구체를 주입할 수도 있다.
제1 전극(1001)의 주입구(1014) 및 제2 전극(1002)의 제1 주입구(1022) 및 제2 주입구(1024)를 통하여 주입되는 물질의 양은 반응 공간의 각 영역의 압력을 고려하여 적절히 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(1001)의 상부와 제2 전극(1002) 사이의 영역의 압력이 제1 전극(1001)의 하부의 영역의 압력보다 크도록 함으로써 주입구(1014)를 통해 주입된 원료전구체가 플라즈마 발생 영역으로 혼입되는 것을 방지할 수 있다.
다른 실시예에서, 제2 전극(1002)의 제1 및 제2 주입구(1022, 1024)는 돌출부(1025, 1026)상에 위치하는 대신, 돌출부(1025, 1026)를 제외한 제2 전극(1002)의 나머지 영역에 형성될 수도 있다. 나아가 또 다른 실시예에서, 제2 전극(1002)은 제1 주입구(1022) 및 제2 주입구(1024)와 더불어 돌출부(1025, 1026) 사이에 위치하는 추가적인 주입구(예컨대, 도 9 b의 주입구(922) 참조)를 더 포함할 수도 있다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기를 도시한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 기상 증착 반응기에서 제1 전극(1101)은 제1 채널(1113) 및 제2 채널(1115)을 포함할 수 있다. 또한 제1 전극(1101)은, 제1 채널(1113)에 연결된 하나 이상의 제1 주입구(1114) 및 제2 채널(1115)에 연결된 하나 이상의 제2 주입구(1116)를 포함할 수 있다. 제1 주입구(1114) 및 제2 주입구(1116)를 통하여 서로 동일하거나 또는 서로 상이한 물질이 주입될 수 있다. 또한 제2 전극(1102)은 채널(1121) 및 채널(1121)에 연결된 주입구(1122)를 포함할 수 있다.
이하에서는 상기 기상 증착 반응기를 이용하여 라디칼(radical) 처리된 박막을 형성하는 방법에 대하여 예시적으로 설명한다.
예를 들어, 제1 전극(1101)의 제1 주입구(1114)를 통해서 SiH4를 주입하고, 제2 전극(1102)의 주입구(1122)를 통해서는 Ar 또는 H2 기체를 주입할 수 있다. 한편, 제1 전극(1101)의 상부 및 제2 전극(1102)의 사이에는 플라즈마가 발생될 수 있다. 좌측으로부터 이동해온 기판이 제1 주입구(1114)의 하부에 위치하게 되면, Ar 플라즈마 또는 H2 플라즈마에 의하여 SiH4가 해리되면서 기판상에 Six 또는 SiHx 가 흡착될 수 있다.
한편 제1 전극(1101)의 제2 주입구(1116)를 통해서는 N2O, H2O 또는 O2 가 주입될 수 있다. 이때 Ar 플라즈마 또는 H2 플라즈마에 의해 여기된 라디칼이 N2O, H2O 또는 O2 를 여기시켜 O* 라디칼을 발생시킬 수 있다. 기판이 우측으로 이동하여 제2 주입구(1116)의 하부에 위치하게 되면, 기판상의 물질이 O* 라디칼에 의해 산화되거나 반응하여 기판상에 SiO2 박막이 형성될 수 있다.
이 경우 SiHx의 흡착 또는 분해 현상이 기판 표면에서 일어난 후 기판이 이동하면서 O* 라디칼에 의하여 산화되는 반응이므로, 목적하지 않은 파티클이 혼입되지 않으며, 원자 이동도가 SiO2에 비하여 빠른 SiHx의 흡착 현상을 이용하므로 균일도(conformity)가 우수한 박막을 얻을 수 있다. 따라서, SiO2에 의한 STI(Shallow Trench Isolation)용의 간극 메움(gap-fill) 등에 활용될 수 있다.
이상에서 설명한 박막 형성 방법은 도 11에 도시된 기상 증착 반응기를 참조하여 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 기상 증착 반응기 를 이용하여 수행될 수도 있다. 예를 들어, 제1 전극(1101)의 제1 주입구(1114) 및 제2 주입구(1116) 대신 제2 전극(1102)에 형성된 주입구(예컨대, 도 10의 제1 주입구(1022) 및 제2 주입구(1024) 참조)를 이용함으로써 전술한 것과 유사한 박막 형성 방법을 수행할 수도 있다.
또한 실시예들에 따른 박막 형성 방법은 전술한 것에 한정되는 것은 아니며, 실시예들에 따른 기상 증착 반응기를 이용하여 다른 상이한 박막 형성 방법을 수행할 수도 있다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기를 도시한 단면도이다.
도 12를 참조하면, 상기 기상 증착 반응기에서 제1 전극(1201)은 플랫폼(1211)의 중심부에 위치하는 채널(1213)을 포함할 수 있다. 채널(1213)을 통하여 냉각수를 흘려 보냄으로써 플라즈마에 의한 제1 전극(1201)의 온도 상승을 감소시키거나 방지할 수 있다. 또한, 제2 전극(1202)도 냉각수를 흘려 보내기 위한 하나 이상의 채널(1225)을 포함할 수도 있다. 즉, 제1 전극(1201) 및/또는 제2 전극(1202)에 냉각수를 흘려 보내기 위한 하나 이상의 채널을 구비함으로써 제1 전극(1201) 및/또는 제2 전극(1202)의 온도를 조절할 수 있다.
상기 기상 증착 반응기의 다른 구성 및 기능은 전술한 실시예들로부터 당업자에게 용이하게 이해될 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기를 도시한 단면도이다.
도 13을 참조하면, 제2 전극(1302)은 하부의 기판에 근접하도록 연장되는 연장부(1325)를 갖는다. 연장부(1325)는 소정의 길이(H)를 가지며, 연장부(1325)의 길이가 제1 전극(1301)의 높이에 해당하는 것으로서 반응 공간의 크기를 결정하게 된다. 이때, 연장부(1325)는 연직 방향(즉, 하부의 기판 표면에 수직한 방향)에 대하여 소정의 각도(θ)만큼 벌어져 있어, 기판에 대해 플라즈마가 인가되는 영역의 너비가 증가될 수 있다. 예컨대, 상기 각도(θ)는 0보다 큰 임의의 각도일 수 있다.
상기 기상 증착 반응기의 다른 구성 및 기능은 전술한 실시예들로부터 당업자에게 용이하게 이해될 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다.
이상에서 살펴본 실시예들에 따른 기상 증착 반응기의 형태는 예시적인 것으로서, 전술한 실시예들에 따른 기상 증착 반응기의 다양한 조합 및/또는 치환에 의하여 구성되는 기상 증착 반응기 또한 본 발명의 범위에 포함된다. 나아가, 실시예들에 따른 박막 형성 방법은 특정 실시예에 따른 기상 증착 반응기에 의해 수행되는 박막 형성 방법에 한정되지 않으며, 기상 증착 반응기의 형태에 따라 다양한 박막 형성 방법이 수행될 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 2는 또 다른 종래 기술에 따른 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 5a는 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 기상 증착 반응기의 사시도이다.
도 6a는 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기의 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 7a는 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기의 사시도이다.
도 7b는 도 7a의 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 9a는 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기의 사시도이다.
도 9b는 도 9a의 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기의 단면도이다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 기상 증착 반응기의 단면도이다.

Claims (15)

  1. 제1 채널 및 상기 제1 채널에 연결된 하나 이상의 제1 주입구를 포함하는 제1 전극;
    상기 제1 전극과 전기적으로 분리된 제2 전극; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전력을 인가하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 반응 기체로부터 플라즈마를 발생시키기 위한 전원을 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 증착 반응기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 채널은 서로 분리된 복수 개의 제1 채널을 포함하며,
    상기 하나 이상의 제1 주입구는 상기 복수 개의 제1 채널 각각에 연결된 복수 개의 제1 주입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 증착 반응기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 전극은,
    제2 채널; 및
    상기 제2 채널에 연결되는 하나 이상의 제2 주입구를 포함하는 것을 특징으 로 하는 기상 증착 반응기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2 채널은 서로 분리된 복수 개의 제2 채널을 포함하며,
    상기 하나 이상의 제2 주입구는 상기 복수 개의 제2 채널 각각에 연결된 복수 개의 제2 주입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 증착 반응기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 하나 이상은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이로 돌출된 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 기상 증착 반응기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 제2 전극을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기상 증착 반응기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2 전극은,
    일 방향으로 연장되는 플랫폼; 및
    상기 일 방향을 따라 상기 플랫폼의 표면에 나선형으로 형성된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 증착 반응기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 일 방향에 수직한 방향의 상기 제1 전극의 단면 및 상기 제2 전극의 단면은 적어도 부분적으로 동심원 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 기상 증착 반응기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 제1 전극을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기상 증착 반응기.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 전극은,
    일 방향으로 연장되는 플랫폼; 및
    상기 일 방향을 따라 상기 플랫폼의 표면에 나선형으로 형성된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 증착 반응기.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 일 방향에 수직한 방향의 상기 제1 전극의 단면 및 상기 제2 전극의 단면은 적어도 부분적으로 동심원 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 기상 증착 반응기.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 하나 이상은 냉각수를 운반하기 위한 하나 이상의 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 증착 반응기.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 인접하여 위치하는 배기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 증착 반응기.
  14. 제1 채널 및 상기 제1 채널에 연결된 하나 이상의 제1 주입구를 포함하는 제1 전극 및 제2 전극을 서로 인접하여 배치하는 단계;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전력을 인가하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 반응 기체로부터 플라즈마를 발생시키는 단계;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 인접하여 기판을 이동시키는 단계; 및
    상기 하나 이상의 제1 주입구를 통하여 기판에 물질을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제2 전극은 제2 채널 및 상기 제2 채널에 연결된 하나 이상의 제2 주입구를 포함하며,
    상기 하나 이상의 제2 주입구를 통하여 기판에 물질을 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
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