(57)【要約】【課題】本発明は洗浄周期が長く、生産性が高い原子層蒸着装置を提供する。【解決手段】本発明による原子層蒸着装置は、基板を支持する基板支持台、該支持台上に形成されて基板支持台と接触した状態で反応室を規定する反応室壁、反応室内に工程気体を流入させる気体流入管、基板支持台と共に反応領域を規定して、気体流入管と連結されて反応領域に気体を供給するための複数の噴射孔を有する気体分散器具、気体分散器具上に配置されて絶縁物質からなる気体分散器具絶縁板、該絶縁板と反応室壁との間に配置されている気体流動調節板、反応室の内部の気体を流出させるための気体流出口、そして高周波電力を印加するために気体分散器具に連結されている高周波接続端子を含み、気体分散器具と気体分散器具絶縁板との間、該絶縁板と気体流動調節板との間、そして気体流動調節板と反応室壁との間に気体が通過することができる気体通路が形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に薄膜を蒸着する装置において、
前記基板を支持する基板支持台と、
前記基板支持台上に形成されていて、前記基板支持台と接触した状態で反応室を規定する反応室壁と、
前記反応室内に工程気体を流入させる気体流入管と、
前記基板支持台と共に反応領域を規定して、前記気体流入管と連結されていて、前記反応領域に気体を供給するための複数の噴射孔を有する気体分散器具と、
前記気体分散器具上に配置されていて、絶縁物質からなる気体分散器具絶縁板と、
前記気体分散器具絶縁板と前記反応室壁との間に配置されている気体流動調節板と、
前記反応室の内部の気体を流出させるための気体流出口と、及び
高周波電力を印加するために前記気体分散器具に連結されている高周波接続端子とを含み、
前記気体分散器具と前記気体分散器具絶縁板との間、前記気体分散器具絶縁板と前記気体流動調節板との間、および前記気体流動調節板と前記反応室壁との間に気体が通過することができる気体通路が形成されている、原子層蒸着装置。
【請求項２】
前記気体分散器具と前記気体分散器具絶縁板との間に形成されていて、前記気体分散器具の側面に沿って所定の間隔で対称に配置されている複数のパッドをさらに含み、
前記気体分散器具と前記気体分散器具絶縁板との間の気体通路の幅は前記パッドの高さによって定義される、請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項３】
前記パッドは前記気体分散器具絶縁板または前記気体分散器具と一体に形成されている、請求項２に記載の原子層蒸着装置。
【請求項４】
前記気体流動調節板と前記反応室壁との間に形成されていて、前記気体分散器具の側面に沿って所定の間隔で配置されている複数のパッドをさらに含み、
前記気体流動調節板と前記反応室壁との間の気体通路の幅は前記パッドの高さによって定義される、請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項５】
前記パッドは前記気体流動調節板または前記反応質壁と一体に形成されている、請求項４に記載の原子層蒸着装置。
【請求項６】
気体流入口及び流出口を有するフランジシリンダー形態の気体通路集合管をさらに含む、請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項７】
前記高周波接続端子は、前記反応室壁を貫いて前記気体分散器具に連結されていて、前記反応室壁と電気的に絶縁されるように設置されている、請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項８】
前記基板支持台下に配置されていて、前記基板を加熱する加熱板をさらに含む、請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項９】
前記反応室壁に設置されている加熱装置をさらに含む、請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１０】
前記基板支持台は、上下に移動し、前記反応室壁と接触して反応室を規定したり、分離されて前記基板の着脱を可能にする、請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１１】
基板上に薄膜を蒸着する装置において、
前記基板を支持する基板支持台と、
前記基板支持台上に形成されていて、前記基板支持台と接触した状態で反応室を規定する反応室壁と、
互いに異なる複数の反応原料気体を別途に流入させるための分離された複数の気体流入口を有する気体流入管と、
前記基板支持台と共に反応領域を規定して、前記気体流入管と連結されていて、前記反応領域に気体を供給するための気体分散器具と、
前記気体流入管と前記気体分散器具との間に形成されていて、複数の微細管を有する穿孔板と、及び、前記穿孔板と前記気体分散器具との間に形成されている螺旋流動誘導板とを含む、原子層蒸着装置。
【請求項１２】
前記穿孔板は、前記気体流入管と連結される導電穿孔板及び前記螺旋流動誘導板と連結される絶縁穿孔板を含む、請求項１１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１３】
前記導電穿孔板及び前記絶縁穿孔板が有する微細管の内径は０．１ｍｍ乃至１．２ｍｍである、請求項１２に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１４】
前記導電穿孔板が有する複数の微細管及び前記絶縁穿孔板が有する複数の微細管は互いに一列に配置されていて、各々一つの配管を構成する、請求項１２に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１５】
前記螺旋流動誘導板は、前記気体分散器具と電気的及び機械的に連結されて前記気体分散器具と等電位を有する、請求項１２に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１６】
前記螺旋流動誘導板の上部には前記絶縁穿孔板が有する複数の微細管と接続される複数の微細口が形成されていて、前記螺旋流動誘導板の下部には前記微細孔を通じて流入する気体の流動方向を誘導する複数の誘導溝及びこれら複数の誘導溝の中心に混合領域が形成されている、請求項１２に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１７】
前記誘導溝は時計方向に曲がった形態を有し、前記混合領域は円板形態を有して、前記誘導溝は前記混合領域の円周に接する形態で前記混合領域と連結されている、請求項１６に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１８】
前記誘導溝は反時計方向に曲がった形態を有し、前記混合領域は円板形態を有して、前記誘導溝は前記混合領域の円周に接する形態で前記混合領域と連結されている、請求項１６に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１９】
前記気体分散器具上に配置されていて、絶縁物質からなる気体分散器具絶縁板と、
前記気体分散器具絶縁板と前記反応室壁との間に配置されている気体流動調節板と、
前記反応室の気体を流出させるための気体流出口と、及び
高周波電力を印加するために前記気体分散器具に連結されている高周波接続端子とを含み、
前記気体分散器具と前記気体分散器具絶縁板との間、前記気体分散器具絶縁板と前記気体流動調節板との間、及び前記気体流動調節板と前記反応室壁との間に気体が通過することができる気体通路が形成されている、請求項１２に記載の原子層蒸着装置
【請求項２０】
前記気体分散器具と前記気体分散器具絶縁板との間に形成されていて、対称的に配置されている複数のパッドをさらに含み、
前記気体分散器具と前記気体分散器具絶縁板との間の気体通路の幅は前記パッドの高さによって定義される、請求項１９に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２１】
前記パッドは前記気体分散器具絶縁板または前記気体分散器具と一体に形成されている、請求項２０に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２２】
前記気体流動調節板と前記反応室壁との間に形成されていて、対称的に配置されている複数のパッドをさらに含み、
前記気体流動調節板と前記反応室壁との間の気体通路の幅は前記パッドの高さによって定義される、請求項１９に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２３】
前記パッドは前記気体流動調節板または前記反応室壁と一体に形成されている、請求項２２に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２４】
気体流入口及び流出口を有するフランジシリンダー形態の気体通路集合管をさらに含む、請求項１９に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２５】
前記高周波接続端子は、前記反応室壁を貫いて前記気体分散器具に連結されていて、前記反応室壁と電気的に絶縁されるように設置されている、請求項１９に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２６】
前記導電穿孔板及び前記絶縁穿孔板が有する複数の微細管の内径は０.１ｍｍ乃至１．２ｍｍである、請求項１９に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２７】
前記導電穿孔板が有する複数の微細管及び前記絶縁穿孔板が有する複数の微細管は互いに一列に配置されていて、各々一つの配管を構成する、請求項１９に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２８】
前記気体分散器具はラッパ管形態の分散管を含み、
前記分散管は上部で螺旋流動誘導板と連結され、下部に行くほど半径が大きくなる、請求項１１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２９】
前記気体分散器具は、分散板と分散管を含むシャワーヘッドであり、
前記分散板は、分散管の下部に位置し、複数の噴射孔を有する、請求項１１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項３０】
前記螺旋流動誘導板は、前記分散管の上部の入口に固定されていて、前記気体分散器具と電気的及び機械的に連結されて前記気体分散器具と等電位を有する、請求項２９に記載の原子層蒸着装置
【請求項３１】
気体流入管、導電穿孔板、絶縁穿孔板が工程気体を螺旋流動誘導板にほぼ垂直に供給する、請求項１１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項３２】
前記螺旋流動誘導板には基板支持台とほぼ平行に形成された複数の誘導溝を含み、
前記誘導溝は、工程気体を基板支持台にほぼ垂直な方向に気体分散器具に流入させるように形成された、請求項３１に記載の原子層蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝導性または非伝導性薄膜を非常に薄く均一に蒸着することができる原子層蒸着装置に関するものである。特に、伝導性薄膜を蒸着する場合にも、プラズマ発生のための電極とその他の接地部位との間の電気的な短絡を防止することによって、反応室内にプラズマを安定的に発生させることができ、複数の工程気体を独立的に流入させて反応室内で適切に混合することによって、流入部と反応室との間の電気的な絶縁を維持することができる、プラズマ強化原子層蒸着（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＡＬＤ）装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積技術の発展に伴って、ビア（ｖｉａ）またはトレンチ（ｔｒｅｎｃｈ）でも段差による偏差なく厚さが非常に薄いナノメートルレベルの薄膜を均一に蒸着することができる薄膜形成技術が非常に重要になっている。このような薄膜形成技術の中で最も注目を浴びている技術は、従来の化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）技術から発展した形態の原子層蒸着（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）技術である。
【０００３】
反応のための全ての気体が同時に供給される従来のＣＶＤとは異なって、ＡＬＤでは、反応のための原料気体が時分割されて順次に、そして反復して供給される。つまり、２種類以上の原料気体を各々交互に流入させ、各原料気体が流入する間には反応性がない不活性気体を流して、原料気体が気体の状態で混合されるのを防止する。したがって、流入する原料気体は気体の状態では互いに反応せず、一つの原料気体が基板の表面に吸着した状態で後続の原料気体と反応して、薄膜を蒸着する。このような工程を所望の厚さの薄膜が形成されるまで周期的に反復すれば、段差被覆性（ｓｔｅｐ ｃｏｖｅｒａｇｅ）が非常に優れている薄膜を蒸着することができる。また、薄膜の厚さは反復される周期の回数によって調節することができるので、厚さの正確度が要求される薄膜の蒸着時に非常に有利である。
【０００４】
前記ＡＬＤの基本的な長所以外にも、ＡＬＤ時に原料気体の供給周期に同期させてプラズマを発生させれば、より多くの長所を得ることができる。例えば、プラズマを利用すれば、ＡＬＤに利用することができる工程気体の化学種の数を拡張することができる。プラズマは、熱エネルギー以外で反応工程気体を活性化することができる付加的なエネルギー源であるので、熱エネルギーだけでは反応があまり起こらない工程気体間でも反応を誘発して、薄膜を蒸着することができるようにする。例えば、タンタルハロゲン化合物（例えば、ＴａＣｌ５、ＴａＦ５）系化合物は、水素（Ｈ２）気体とは４００℃未満の低い温度ではあまり反応しない。したがって、これを利用して前記４００℃未満の温度範囲でＡＬＤ技術でＴａ金属膜を形成するのは難しい。しかし、中性水素単原子や水素イオンなどはタンタルハロゲン化合物系化合物と４００°Ｃ未満の低い温度でも簡単に反応して、Ｔａ金属膜を形成する。そして、水素気体のプラズマには前記中性水素単原子や水素イオンが存在する。水素気体のプラズマは、水素気体に高周波（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）電力を印加することによって発生させることができる。したがって、ＰＥＡＬＤを利用すれば、従来の熱エネルギーだけを利用するＡＬＤでは互いの反応性が低くて使用するのが困難であった化学種を利用しても、薄膜を蒸着することができる。これを例を挙げて詳しく説明する。タンタル薄膜をＰＥＡＬＤで形成する時、まずタンタルの原料となるＴａＦ５を気化させて反応室に供給して、基板に吸着させる。吸着が完了すれば、不活性気体を反応室の内部及び基板上に流して、気体で存在したり不完全に吸着されたＴａＦ５をパージさせて反応室の外部に排出する。次に、ＴａＦ５が吸着した基板上にＨ２気体を供給し、これと同時にプラズマを発生させる。この時、プラズマを通じて生成される水素単原子または水素イオンが基板の表面でＴａＦ５（または吸着されたＴａＦ５の切片）と反応して、タンタル金属及び反応副産物であるＨＣｌを形成する。形成されたタンタルは基板の表面に金属薄膜として残り、副産物であるＨＣｌは揮発性が大きいので基板から離脱して気体の状態で排出される。基板でこのような反応が完了すると、プラズマを除去して残留するＨＣｌを全て排出する。この時、ＨＣｌが容易に排出されるように追加的な不活性パージ気体をさらに流すこともできる。このような反応工程を継続して反復すれば所望の厚さのタンタル金属薄膜を形成することができる。一方、前記例では、別途の不活性気体を使用せずにプラズマを点けたり消したりすることによって、プラズマが発生しない状態のＨ２気体を不活性パージ気体として活用することもある。この場合、Ｈ２気体が連続的に供給される状態でＴａＦ５原料気体の供給とプラズマ発生のための高周波の供給が交互に反復される。
【０００５】
さらに、前記のようにプラズマを利用して発生させた化学反応物（例えば、水素単原子、水素イオンなど）は、プラズマがなくなれば短時間（数十ミリ秒以下）の間に消滅する特性があり、プラズマが発生しない領域では薄膜が形成されない特徴がある。言い換えれば、プラズマが発生する領域及びそれに非常に近い領域にだけ薄膜が蒸着されるので、反応室内の基板以外のその他の部位での不必要な蒸着を抑制することができる。
【０００６】
その他にも、ＰＥＡＬＤを利用すれば、一般に既存のＡＬＤを利用して形成した薄膜に比べて密度が高くて不純物が少ない薄膜を形成することができる長所がある。したがって、ＰＥＡＬＤは、最近では半導体素子製造用薄膜蒸着工程で期待されている技術である。
【０００７】
一方、前記技術的特徴を利用する発明として、イ・チュンスらによって下記特許文献１及び下記特許文献２が開示されたが、前記発明では、供給される反応原料のうちの少なくとも一つと同期してプラズマを発生させることによって薄膜を形成することができる原子層蒸着方法について開示した。またイ・チュンスらは、下記特許文献３及び下記特許文献４に前記プラズマ強化原子層蒸着を実現することができる装置及びこれを利用した伝導性薄膜蒸着方法について開示した。
【０００８】
ところが、前記発明の蒸着装置によれば（図１参照）、前記従来の蒸着装置の反応室はＰＥＡＬＤの特徴を積極的に活用するようにだけ構成されているので、プラズマがなくても伝導性膜を蒸着する可能性がある反応原料を使用する場合には、その使用が制約されることがある。ＡＬＤやＰＥＡＬＤで電気が通じない不導体膜を形成する場合には問題がないが、ＡＬＤ工程で伝導性膜を形成した後にはプラズマを発生させるのに必須である絶縁部位に不必要な伝導性薄膜が蒸着されて、電気的な絶縁性を失うようになり、それ以上プラズマを発生させることができなくなるので、絶縁部位に形成された伝導性薄膜を除去する前にはＡＬＤ工程は行えるがＰＥＡＬＤ工程は行えなくなる。したがって、前記発明の蒸着装置を使用して伝導性薄膜を形成する時、ＡＬＤ工程専用またはＰＥＡＬＤ工程専用には使用することができるが、ＰＥＡＬＤ工程及びＡＬＤ工程を混合したり順次に適用する工程には使えない。また、前記発明の蒸着装置でＰＥＡＬＤ工程を行う時、プラズマがなくても微弱な熱的活性化によって反応が起こる反応気体を使用する場合には、絶縁性が容易に破壊されてＰＥＡＬＤ工程を持続することができる時間が短いという問題点がある。
【０００９】
以下では、図２を参照して従来の技術を説明する。従来の技術によれば、不導体からなる微細穿孔管１４が絶縁層壁２４上に配置されている。微細穿孔管１４は、電気的に接地されて、気体流入口１２を形成する気体流入管１０と高周波（ＲＦ）電力が印加されるシャワーヘッドブロック２６、２８との間に印加される電場によって発生する可能性のあるプラズマを抑制する機能をする。しかし、全ての反応原料気体が微細穿孔管１４を通過するようになっていて、微細穿孔管１４の周辺の温度は熱伝導などによって一部の気体の熱的活性化に十分なほど上昇することがあるので、微細穿孔管１４の表面には依然として不必要な薄膜１６が蒸着される可能性がある。したがって、このように不必要に蒸着される薄膜１６が伝導性薄膜であれば、反応室のシャワーヘッドブロック２６、２８と気体流入管１０との間の絶縁性が破壊されて、シャワーヘッドブロック２６、２８に印加されたＲＦ電力が気体流入管１０を通じて漏洩するので、反応室内にそれ以上プラズマを発生させることができなくなって、ＰＥＡＬＤ工程を進めることができなくなる。
【００１０】
従来の技術のまた他の問題点は、図３に示したように、絶縁層壁２４の下部に薄膜の累積が非常に急速に進められるという点である。前記絶縁層壁２４は、シャワーヘッドブロック２６、２８に密着していて、絶縁層壁の下部２５が基板上の反応領域２７に非常に近く位置するようになっているため、数十または数百回の工程を進めた後には相当な厚さの薄膜２３が前記絶縁層壁の下部２５の表面上に蒸着されることがある。もし、このような薄膜２３が電気伝導性を有していて、継続して蒸着されるとすれば、結局、シャワーヘッドブロック２６、２８及びこれと短い間隔をおいて配置されている接地された状態のプラズマ遮断壁２２を電気的に短絡させるようになる。この場合もまた、それ以上反応室内にプラズマを発生させることができなくなる。また、場合によっては、電気伝導性薄膜が非常に少なく蒸着されてもシャワーヘッド２８の電圧分布が変化することがあり、これは基板（特に基板の周縁）の蒸着特性を不均一にしたり非対称にすることがある。
【００１１】
また、従来の技術には、パージ気体の通路となる円筒形の隙間５４４（図１参照）を組立て偏差ために一定に維持することができないという問題点がある。例えば、円筒形の隙間５４４の間隔を２ｍｍに維持するように反応室を設計しても、組立て偏差が０．５ｍｍであれば、円筒形の隙間が狭い側は１．５ｍｍ、広い側は２．５ｍｍとなる。非対称な円筒形の隙間を通じて流れるパージ気体の流れは非対称になり、これは基板の周縁で気体の流れを非対称にするため、均一な厚さに薄膜を蒸着するのが難しい。
【特許文献１】大韓民国特許第２７３４７３号
【特許文献２】米国特許第６，６４５，５７４号明細書
【特許文献３】大韓民国特許出願公開第２００３−００１１３９９号
【特許文献４】米国特許出願公開第１０／４８６，３１１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の技術的課題は、ＰＥＡＬＤまたはＡＬＤを利用して伝導性薄膜を蒸着する時に、反応室内での不必要な薄膜の蒸着を防止して、反応室内の電気的な絶縁性を維持して、持続的にプラズマを発生させることができるようにする、蒸着装置を提供することにある。
【００１３】
本発明のまた他の技術的課題は、ＰＥＡＬＤ工程及びＡＬＤ工程を混合したり順次に適用して、継続して膜を形成することができる、蒸着装置を提供することにある。
【００１４】
本発明のまた他の技術的課題は、反応室の基板に隣接した部分に不必要な薄膜が蒸着されるのを効果的に抑制することができる、蒸着装置を提供することにある。
【００１５】
本発明のまた他の技術的課題は、ＰＥＡＬＤまたはＡＬＤを利用して薄膜を蒸着するための複数の工程気体を反応室まで互いに分離して独立的に供給して、反応室の内部で工程気体を適切に混合することができる、原子層蒸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一実施形態による基板上に薄膜を蒸着する原子層蒸着装置は、前記基板を支持する基板支持台、前記基板支持台の上に形成されていて、前記基板支持台と接触した状態で反応室を規定する反応室壁、前記反応室内に工程気体を流入させる気体流入管、前記基板支持台と共に反応領域を規定して、前記気体流入管と連結されていて、前記反応領域に気体を供給するための複数の噴射孔を有する気体分散器具、前記気体分散器具上に配置されていて、絶縁物質からなる気体分散器具絶縁板、前記気体分散器具絶縁板と前記反応室壁との間に配置されている気体流動調節板、前記反応室の内部の気体を流出させるための気体流出口、そして高周波電力を印加するために前記気体分散器具に連結されている高周波接続端子を含み、前記気体分散器具と前記気体分散器具絶縁板との間、前記気体分散器具絶縁板と前記気体流動調節板との間、そして前記気体流動調節板と前記反応室壁との間に気体が通過することができる気体通路が形成されている。
【００１７】
前記原子層蒸着装置は、前記気体分散器具と前記気体分散器具絶縁板との間に形成されていて、前記気体分散器具の側面に沿って所定の間隔で対称に配置されている複数のパッドをさらに含み、前記気体分散器具と前記気体分散器具絶縁板との間の気体通路の幅は前記パッドの高さによって調節される。
【００１８】
前記パッドは前記気体分散器具絶縁板または前記気体分散器具と一体に形成されている。
【００１９】
前記原子層蒸着装置は、前記気体流動調節板と前記反応室壁との間に形成されていて、前記気体分散器具の側面に沿って所定の間隔で配置されている複数のパッドをさらに含み、前記気体流動調節板と前記反応室壁との間の気体通路の幅は前記パッドの高さによって定義される。
【００２０】
前記パッドは前記気体流動調節板または前記反応室壁と一体に形成されている。
【００２１】
前記原子層蒸着装置は、気体流入口及び流出口を有するフランジシリンダー形態の気体通路集合管をさらに含む。
【００２２】
前記高周波接続端子は、前記反応室壁を貫いて前記気体分散器具に連結されていて、前記反応室壁と電気的に絶縁されるように設置されている。
【００２３】
前記原子層蒸着装置は、前記基板支持台下に配置されていて、前記基板を加熱する加熱板をさらに含む。
【００２４】
前記原子層蒸着装置は、前記反応室壁に設置されている加熱装置をさらに含む。
【００２５】
前記基板支持台は、上下に移動し、前記反応室壁と接触して反応室を規定したり、分離されて前記基板の着脱を可能にする。
【００２６】
本発明の他の実施形態による原子層蒸着装置は、基板を支持する基板支持台、前記基板支持台上に形成されていて、前記基板支持台と接触した状態で反応室を規定する反応室壁、互いに異なる複数の反応原料気体を別途に流入させるための複数の気体流入口を有する気体流入管、前記基板支持台と共に反応領域を規定して、前記気体流入管と連結されていて、前記反応領域に気体を供給するための気体分散器具、前記気体流入管と前記気体分散器具との間に形成されていて、複数の微細管を有する穿孔板、そして前記穿孔板と前記気体分散器具との間に形成されている螺旋流動誘導板を含む。
【００２７】
前記穿孔板は、前記気体流入管と連結される導電穿孔板及び前記螺旋流動誘導板と連結される絶縁穿孔板を含む。
【００２８】
前記原子層蒸着装置は、前記気体分散器具上に配置されていて、絶縁物質からなる気体分散器具絶縁板、前記気体分散器具絶縁板と前記反応室壁との間に配置されている気体流動調節板、前記反応室の気体を流出させるための気体流出口、そして高周波電力を印加するために前記気体分散器具に連結されている高周波接続端子を含み、前記気体分散器具と前記気体分散器具絶縁板との間、前記気体分散器具絶縁板と前記気体流動調節板との間、そして前記気体流動調節板と前記反応室壁との間に気体が通過することができる気体通路が形成されている。
【００２９】
前記導電穿孔板及び前記絶縁穿孔板が有する複数の微細管の内径は０．１ｍｍ乃至１．２ｍｍである。
【００３０】
前記導電穿孔板が有する複数の微細管及び前記絶縁穿孔板が有する複数の微細管は互いに一列に配置されていて、各々一つの配管を構成する。
【００３１】
前記螺旋流動誘導板は、前記気体分散器具と電気的及び機械的に連結されて前記気体分散器具と等電位を有する。
【００３２】
前記螺旋流動誘導板の上部には前記絶縁穿孔板が有する複数の微細管と接続される複数の微細口が形成されていて、前記螺旋流動誘導板の下部には前記微細孔を通じて流入する気体の流動方向を誘導する複数の誘導溝及びこれら複数の誘導溝の中心をなす混合領域が形成されている。前記微細管を通じた気体の流れは誘導板とほぼ直角を成す。
【００３３】
前記誘導溝は時計方向または反時計方向に曲がった形態を有し、前記混合領域は円板形態を有して、前記誘導溝は前記混合領域の円周に接する形態に前記混合領域と連結されている。
【００３４】
前記気体分散器具は、下部に位置する複数の噴射孔を有する分散板及び側面を構成する分散管を含み、前記分散管は上部から下部に次第に半径が大きくなるラッパ管形態を有するシャワーヘッドであることができる。
【００３５】
前記原子層蒸着装置は、前記気体分散器具と前記気体分散器具絶縁板との間に形成されていて、対称的に配置されている複数のパッドをさらに含み、前記気体分散器具と前記気体分散器具絶縁板との間の気体通路の幅は前記パッドの高さによって定義される。
【００３６】
前記パッドは前記気体分散器具絶縁板または前記気体分散器具と一体に形成される。
【００３７】
前記原子層蒸着装置は、前記気体流動調節板と前記反応室壁との間に形成されていて、対称的に配置されている複数のパッドをさらに含み、前記気体流動調節板と前記反応室壁との間の気体通路の幅は前記パッドの高さによって定義される。
【００３８】
前記パッドは前記気体流動調節板または前記反応室壁と一体に形成される。
【００３９】
前記原子層蒸着装置は、気体流入口及び流出口を有するフランジシリンダー形態の気体通路集合管をさらに含む。
【００４０】
前記高周波接続端子は、前記反応室壁を貫いて前記気体分散器具に連結されていて、前記反応室壁と電気的に絶縁されるように設置されている。
【００４１】
前記導電穿孔板及び前記絶縁穿孔板が有する複数の微細管の内径は０．１ｍｍ乃至１．２ｍｍである。
【００４２】
前記導電穿孔板が有する複数の微細管及び前記絶縁穿孔板が有する複数の微細管は互いに一列に配置されていて、各々一つの配管を構成する。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の実施形態による原子層蒸着装置によれば、ＰＥＡＬＤやＡＬＤ、またはこの二つを混合したり順次に適用する工程に関係なく、伝導性薄膜を蒸着する時に、電気的な短絡がなく非常に安定的に必要なプラズマを反応室の内部に発生させて、段差被覆性が優れていて厚さ調節性が優れている伝導性薄膜を基板上に蒸着することができる。Ｒｕ膜を原子層蒸着で形成する場合のように、ＡＬＤ工程は気体供給周期当りの膜成長速度がＰＥＡＬＤ工程より速いが、膜形成開始までの潜伏期が長く、ＰＥＡＬＤ工程は膜形成開始までの潜伏期は短いが、気体供給周期当りの膜成長速度が遅い場合がある。このような場合、本発明の原子層蒸着装置を使用して、潜伏期が短いＰＥＡＬＤ工程を先に適用して短い潜伏期以降に膜が形成されるようにした後で、気体供給周期当りの膜成長速度が速いＡＬＤ工程を適用して一定の厚さの膜を最も短時間で形成することができる。
【００４４】
また、本発明の実施形態による原子層蒸着装置によれば、ＰＥＡＬＤまたはＡＬＤを利用して薄膜を蒸着するための複数の工程気体を反応室まで互いに分離して独立的に供給して、反応領域の外部で薄膜が蒸着されるのを防止し、反応室の内部に工程気体を適切に混合して供給することができる。
【００４５】
また、本発明によれば、反応室の内部への不必要な薄膜の蒸着による不純物粒子の生成が少なく、基板の後面に薄膜が蒸着されるのを防止することができる、ＰＥＡＬＤ及びＡＬＤ蒸着のための装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳しく説明する。しかし、本発明は様々な相異した形態で実現され、ここで説明する実施形態に限定されない。
【００４７】
図面では、各層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体を通して類似した部分には、同一な図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“直上”にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も意味する。反対に、ある部分が他の部分の“直上”にあるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
【００４８】
それでは、図４を参照して、本発明の実施形態による原子層蒸着装置について詳細に説明する。図４は本発明の実施形態による原子層蒸着装置を概略的に示した断面図である。
【００４９】
図４を参照すれば、本発明の実施形態による原子層蒸着装置は、外壁３００、気体通路集合管３１５、気体流入管３１０、導電穿孔板３２１、絶縁穿孔板３２０、螺旋流動誘導板３３２、反応室壁３６１、加熱装置３６６、３６７、シャワーヘッド形態の気体分散器具３３０、３３５、基板支持台３６０、基板支持台駆動部３８０、気体流動調節板３４５、気体分散器具絶縁板３４０、気体分散器具絶縁管３４９、パッド３５０、３３６、高周波接続端子３２５などからなる。
【００５０】
各構成要素について、より具体的に説明する。
【００５１】
基板支持台３６０上には蒸着対象基板３７０が配置され、基板支持台３６０下には加熱板３６５が配置されている。加熱板３６５は、基板の温度を工程に必要な温度に上昇させる機能をする。
【００５２】
基板支持台３６０を駆動するための基板支持台駆動部３８０は、原子層蒸着装置の外壁３００の下端に固定されている空圧シリンダー３８４、空圧シリンダー３８４間の平衡を調節する移動板３７８、基板支持台３６０を支持する中央支持ピン３７２などからなる。
【００５３】
蒸着工程の前後には、空圧シリンダー３８４に連結された基板支持台３６０及び加熱板３６５が下へ移動し、反応室壁３６１及び基板支持台３６０が分離されることによって反応室が開放されて、基板３７０を反応室の内部に装着したり、外部で着脱することができる。反応室が開放された状態で中央支持ピン３７２が上昇したり下降して、基板３７０を基板支持台３６０から着脱したり、基板支持台３６０に装着することができる。
【００５４】
蒸着工程時には中央支持ピン３７２が下降して、基板３７０を基板支持台３６０に装着した状態で空圧シリンダー３８４に連結された基板支持台３６０及び加熱板３６５が上に移動し、反応室壁３６１の下部及び基板支持台３６０の上端が密着して、反応室を規定する。
【００５５】
一方、反応室の内部の温度を要求される高い温度に維持するために、反応室壁３６１の外側面に別途の加熱装置３６６、３６７が配置される。前記加熱装置３６６、３６７が供給する熱が外壁３００を通じて伝導されて流失されるのを最少化するために、加熱装置３６６、３６７が設置されている反応室壁３６１はフランジシリンダー形態の気体通路集合管３１５によって外壁３００に機械的に接続されて固定される。このような構造によれば、例えば反応室の内部の温度が３００℃前後に維持される場合にも、外壁３００の温度は約６５℃以下に維持される。また、原子層蒸着装置の熱損失が著しかったり温度勾配を調節する必要がある場合には、別途の挿入型加熱装置（図示しない）を気体通路集合管３１５に付着することができる。
【００５６】
気体通路集合管３１５の中央部には、複数の工程気体を供給する複数の気体流入口３１１、３１２、３１３を形成する気体流入管３１０が形成されている。気体流入管３１０下には、複数の微細管を有する導電穿孔板３２１が配置されている。導電穿孔板３２１の下側には、導電穿孔板３２１の複数の孔と向き合う位置に複数の微細管を有する絶縁穿孔板３２０が配置されていて、絶縁穿孔板３２０の下側には、絶縁穿孔板３２０と分離されている螺旋流動誘導板３３２が形成されている。導電穿孔板３２１及び絶縁穿孔板３２０が有する微細管の内径は０．１ｍｍ乃至１．２ｍｍであるのが好ましい。
【００５７】
伝導性物質からなる螺旋流動誘導板３３２は、気体分散器具３３０、３３５の上部を構成する分散管３３０と電気的及び機械的に連結されている。気体分散器具３３０、３３５は、分散管３３０及び分散板３３５からなり、分散板３３５は基板３７０と平行に基板３７０上に配置されて、複数の噴射孔３３４を有する。分散管３３０は螺旋流動誘導板３３２の直径に一致するように穴が空いた上端部及び分散板３３５に一致するように穴が空いた下端部を有するラッパ管形態を有する。
【００５８】
気体分散器具３３０、３３５は、金属棒形態の高周波接続端子３２５と電気的に連結される。高周波接続端子３２５は、外部の高周波電源発生装置（図示せず）から発生した高周波電力を気体分散器具３３０、３３５に印加する機能をする。高周波接続端子３２５は、他の接地部位と電気的に短絡されないように被覆用絶縁体３２６で囲まれている。
【００５９】
気体分散器具３３０、３３５の電気的な絶縁のために、分散管３３０上に気体分散器具絶縁板３４０が配置されて、分散管３３０の側面にシャワーヘッド絶縁管３４９が形成される。
【００６０】
気体分散器具絶縁板３４０と反応室壁３６１との間には、パージ気体及び工程気体通路３４１、３４７を提供する気体流動調節板３４５が配置される。気体流動調節板３４５の上部にはパッド３５０が配置されていて、調節板の上部の気体通路３４７の幅を定義する。また、気体分散器具の分散管３３０上に複数のパッド３３６が対称に配置されていて、分散管３３０と気体分散器具絶縁板３４０との間の絶縁板の下部の気体通路３４２の幅を画定する。
【００６１】
それでは、気体流動調節板３４５、気体分散器具絶縁板３４０、パッドについて、図８を参照してより詳しく説明する。
【００６２】
また、反応室壁３６１は二重に形成されているが、内部壁は外部壁より多少短く形成されて、内部壁と外部壁との間及び内部壁と基板支持台３６０との間に反応室壁の内部の気体通路３６２が形成される。また、内部壁の周縁下側には溝がほられて、この部分は気体流動緩衝用チャンネル３６３を形成する。
【００６３】
次に、本発明の実施形態による原子層蒸着装置での工程気体の流れについて説明する。
【００６４】
まず、図４に示された矢印は、工程気体の流動方向を示す。気体流入管３１０、導電穿孔板３２１、絶縁穿孔板３２０、螺旋流動誘導板３３２を経て気体分散器具の分散板３３５の噴射孔３３４を通じて基板に到達する気体は、放射状に流れて基板３７０の周縁を通過し、気体分散器具３３０、３３５と反応室壁３６１との間を通過して、調節板の上部の気体通路３４７を通じて気体通路集合管３１５まで流れて、気体流出口３１６を通じて装置の外部の真空ポンプ（図示せず）に排出される。
【００６５】
このような工程気体が気体流入口３１１、３１２、３１３を通過して基板３７０に供給されることについて、図５乃至図７を参照してさらに詳細に説明する。
【００６６】
図５は本発明の実施形態による原子層蒸着装置の工程気体流入部の拡大断面図であり、図６は本発明の実施形態による原子層蒸着装置の工程気体流入部のうちの螺旋流動誘導板の上部及び下部の概略図であり、図７は本発明の実施形態による原子層蒸着装置の工程気体流入部での気体の流れの概略図である。
【００６７】
図５に示された矢印は、工程気体の流動方向を示す。工程気体は、気体流入管３１０が形成して各々分離されている気体流入口３１１、３１２、３１３を通じて供給されて、複数の微細管を有して導電体からなる導電穿孔板３２１を通過した後、導電穿孔板３２１が有する複数の微細管の個数、位置、直径が同一な複数の微細管を有する不導体からなる絶縁穿孔板３２０を通過する。導電穿孔板３２１及び絶縁穿孔板３２０を通過した各工程気体は、導電性物質からなる螺旋流動誘導板３３２を通過して、気体分散器具３３０、３３５の分散管３３０内に到達する。
【００６８】
気体流入口３１１、３１２、３１３は複数の工程気体が各々独立的に供給されるように互いに分離されて形成されていて、導電穿孔板３２１及び絶縁穿孔板３２０は並列に配置されている複数の微細管が形成されている構造であるが、導電穿孔板３２１及び絶縁穿孔板３２０は互いに連結されていて、穿孔板３２１、３２０が各々有する複数の微細管は各々一つの連続する配管形態を有する。螺旋流動誘導板３３２の上部にも穿孔板３２１、３２０の微細管と接続するための複数の微細孔が形成されている。
【００６９】
導電穿孔板３２１に複数の狭い配管を形成するのは、工程気体の流入時に工程気体が通過する管内でプラズマが発生するのを阻止して、不必要な薄膜が蒸着されないようにするためである。このように工程気体が通過する管を狭く形成すれば、狭い空間では中性気体粒子から電子を引き離すのに十分なエネルギーを有する程に電子が加速されないため、工程気体が反応室に流入する前にはプラズマが発生しない。
【００７０】
絶縁穿孔板３２０は、導電穿孔板３２１と螺旋流動誘導板３３２との間を電気的に絶縁させる機能をしながら、導電穿孔板３２１と同一な複数の微細管を通じて工程気体が移動するようにする。
【００７１】
螺旋流動誘導板３３２は、気体分散器具３３０、３３５と電気的に連結されていて、等電位を有する。したがって、気体分散器具３３０、３３５に高周波電圧が印加される時に、気体分散器具３３０、３３５と螺旋流動誘導板３３２との間には電位差が形成されず、それによって気体分散器具３３０、３３５及び螺旋流動誘導板３３２の内部空間にはプラズマが発生しないので、不必要な薄膜が気体分散器具３３０、３３５及び螺旋流動誘導板３３２の内部表面に蒸着されるのを防止することができる。絶縁穿孔板３２０の微細管の下部と螺旋流動誘導板３３２との間の空間は十分に狭く、例えば２ｍｍ以下にして、プラズマが発生しないようにする。
【００７２】
一方、原子層蒸着装置の分散管３３０の外部で工程気体が混合されると、工程気体の間の不必要な化学反応などによって導電性物質や汚染物質が生成されることがある。したがって、分散管３３０の外部での工程気体の混合を防止することが重要である。
【００７３】
本発明の実施形態による原子層蒸着装置の導電穿孔板３２１及び絶縁穿孔板３２０には複数の微細管が形成されており、螺旋流動誘導板３３２の上部には複数の微細孔が形成されている。したがって、直径が大きい気体流入口３１１、３１２、３１３での工程気体の流速より直径が非常に小さい微細管３２１、３２０、３３２での工程気体の流速がより速くなる。これによって、分散管３３０の内部に流入した工程気体が気体流入口３１１、３１２、３１３に逆流して分散管３３０の外部で工程気体が混合されるのを防止することができる。
【００７４】
また、本発明の実施形態による原子層蒸着装置に流入する工程気体は、微細管３２１、３２０、３３２を通じて独立に移動するため、導電穿孔板３２１及び絶縁穿孔板３２０を通過する間に工程気体が混合されない。
【００７５】
本発明の実施形態による原子層蒸着装置の螺旋流動誘導板３３２は、導電穿孔板３２１及び絶縁穿孔板３２０を通過した工程気体に円周方向の螺旋流動を誘導して、工程気体と不活性気体を互いに効果的に混合する機能をする。原子層蒸着法において、気体流入口３１１、３１２、３１３を通じて２種類以上の原料気体が同時に供給される場合は無いため、これは原料気体を混合するためのものではなく、気体流入口３１１、３１２、３１３のうちの一つを通じて供給される原料気体と他の二つの気体流入口を通じて供給される不活性気体とを効果的に混合するためのものである。パージ気体をプラズマで活性化して原料気体として使用する場合にも、分散管内にはプラズマが発生しないため、分散管内で原料気体が気体状態で反応することは発生しない。これについて、図６を参照して説明する。
【００７６】
図６の（ａ）では螺旋流動誘導板３３２の上部を概略的に示し、（ｂ）では螺旋流動誘導板３３２の下部を概略的に示した。図６に示したように、螺旋流動誘導板３３２の上部には、導電穿孔板３２１及び絶縁穿孔板３２０の微細管と接続するための複数の微細孔が形成されており、下部は各々時計方向に曲がっている誘導溝を有し、中心部は円板形の混合領域を有する。誘導溝は、円板形の混合領域の円周に接する形態で円板形の混合領域と連結されている。ここで、誘導溝は、工程気体が混合領域でうず巻きを形成して混合されるようにするためのものであって、誘導板と平行な面で直角に曲がる代わりに所定の曲率に曲がった形態や円板形の混合領域の円周に接する直線形態などの他の形態を有することもできる。
【００７７】
本実施形態では、時計方向に曲がっている誘導溝について説明したが、誘導溝は時計方向の代わりに反時計方向に曲がっていてもよく、この場合、螺旋の方向が反対になるだけで工程気体が混合領域で混合される効果は同一である。
【００７８】
導電穿孔板３２１及び絶縁穿孔板３２０、そして流動誘導板３３２の上部の微細孔を通過した工程気体は、狭い誘導溝を通過しながら急速に加速される。
【００７９】
図７の矢印は、工程気体の流動方向を示す。図７に示したように、気体流入口３１１、３１２、３１３に各々流入した工程気体は、導電穿孔板３２１、絶縁穿孔板３２０、及び螺旋流動誘導板３３２の上部の微細孔を通過する。この時、気体流入口と穿孔板を通過した気体の流れは螺旋流動誘導板３３２とほぼ垂直を成す。各々の工程気体の流れは、基板３７０と平行な螺旋流動誘導板３３２の下部の狭い誘導溝を通過しながら時計方向または反時計方向に回転する。このような回転によって、各々の工程気体は渦巻きを形成しながら分散管３３０の内部に流入するが、このような渦巻きの流れによって分散管３３０内で気体流入口３１１、３１２、３１３を通じて各々流入した工程気体と不活性気体が容易に混合される。
【００８０】
分散管３３０の内部は、渦流を抑制して層流（ｌａｍｉｎａｒ-ｆｌｏｗ）を誘導するようにラッパ管形態の曲面を有するので、流入して混合された工程気体の流れを円滑に分散させるだけでなく、分散管３３０の内部の面積を最少化して、工程気体の転換を速くする特性がある。つまり、順次的な工程気体の供給過程で、先に供給される気体が不必要に気体分散器具３３０、３３５の内部に累積して、その後に供給される気体と気相反応を起こすのを最少化することができる。原子層蒸着器において、工程気体の転換が速ければ、原子層蒸着で単位時間当りの気体供給周期数が増加して、単位時間当りの膜蒸着速度が大きくなることができる。螺旋流動誘導板３３２と共に分散管３３０は、短い原子層蒸着気体供給周期の間にもよく混合された均一な工程気体を基板３７０の表面に供給する。
【００８１】
また、下部の分散板３３５は、分散管３３０によって分散された気体を噴射孔３３４を通じて基板３７０に到達するようにするので、気体を基板３７０上により均等に供給することができる。
【００８２】
気体流入口３１１、３１２、３１３と導電穿孔板３２１と絶縁穿孔板３２０と螺旋流動誘導板３３２の上部の微細孔を通過した工程気体の流れは、基板３７０に対して非対称的であるが、螺旋流動誘導板３３２を通過しながら、基板３７０に平行な方向に渦巻きを形成して混合された後、基板に対して対称的になる。気体流入口のうちの一つを通じて流入した原料気体は他の二つの流入口を通じて流入した不活性気体と効果的に混合されて基板に均一に吸着される。基板にほぼ垂直な方向の工程気体の流れを効果的に混合して対照的なものに作る螺旋流動誘導板の作用は、螺旋流動誘導板３３２と基板３７０との間に気体の流れを誘導する気体分散器具と関係が無い。従って、本発明の他の一実施形態による原子層蒸着器は、分散板３３５を省略し、螺旋流動誘導板３３２と分散管３３０のみを備えることができ、このような原子層蒸着器によっても工程気体を基板３７０にほぼ垂直に、均一に供給することができる。
【００８３】
本発明の実施形態による原子層蒸着器の気体分散器具３３０、３３５に高周波接続端子３２５を通じて高周波電力が印加されると、電気的に接地されている基板支持台３６０と気体分散器具の分散板３３５との間でプラズマが発生して、基板３７０に薄膜が蒸着される。
【００８４】
この時、高周波電圧が印加される気体分散器具３３０、３３５と気体分散器具絶縁板３４０との間に工程気体が流れるようになれば、不必要な薄膜が蒸着されることがあり、薄膜が蒸着される基板３７０及び工程気体が供給される分散板３３５に隣接した反応室壁３６１の下部に不必要な薄膜が蒸着されることもある。
【００８５】
本発明の実施形態による原子層蒸着器は、薄膜が形成されてはならない領域に不活性気体の流れを維持して、このような不必要な薄膜の蒸着を防止する。
【００８６】
次に、図８及び図９を参照して、本発明の実施形態による原子層蒸着器の不活性気体の流れについて説明する。図８は本発明の実施形態による原子層蒸着装置での不活性気体の流れを概略的に示した斜視図であり、図９は本発明の実施形態による原子層蒸着装置で不必要な蒸着防止及び粒子発生防止のための不活性気体の流れを示した概略図である。図８及び図９で、矢印は不活性気体の流動方向を示す。
【００８７】
まず、図４を参照すれば、アルゴン（Ａｒ）などからなる不活性気体は高周波接続端子３２５と気体流動調節板３４５との間の隙間を通じて供給される。この時、アルゴンの代わりにヘリウム（Ｈｅ）や窒素（Ｎ２）気体を使用することもできる。
【００８８】
図８を参照すれば、このように供給された不活性気体は、高周波接続端子の気体通路３４４を通じて円形チャンネル３４３に流れる。円形チャンネル３４３に到達した不活性気体は、円形チャンネル３４３から放射状に均等に拡散して、気体分散器具の分散管３３０と気体分散器具絶縁板３４０との間の絶縁板の下部の気体通路３４２に流れると同時に、気体分散器具絶縁板３４０の中央部に一定の間隔で形成された管形態の通路３４６を通じて分割されて、気体分散器具絶縁板３４０と気体流動調節板３４５との間の絶縁板の上部の気体通路３４１にも流れる。絶縁板の上面及び下面の気体通路３４１、３４２を通過した不活性気体は、基板上を通過した工程気体と合わさって、気体分散器具３３０、３３５と反応室壁３６１との間を通過し、調節板の上部の気体通路３４７を通過して、外部に排出される。
【００８９】
このように、気体分散器具絶縁板３４０の上面及び下面に配置されている気体通路３４１、３４２を通じて不活性気体が原子層蒸着工程の間に継続して流れるようにすることによって、気体分散器具絶縁板３４０の両面では工程気体による薄膜の蒸着が行われない。
【００９０】
この時、前記で説明したように、絶縁板の下部の気体通路３４２の間隔は気体分散器具の分散管３３０上に対称に配置されている複数のパッド３３６の高さによって変化する。対称に一定の間隔で配置された複数のパッド３３６が気体分散器具の分散管３３０の上面に精密に形成され、複数のパッドの上面が全て一つの平面に位置して気体分散器具絶縁板３４０の下面に密着するので、原子層蒸着装置の組立てによる誤差が発生せず、絶縁板の下部の気体通路３４２は一定に維持される。複数のパッド３３６は気体分散器具の分散管３３０の上面ではなく、気体分散器具絶縁板３４０の下面に形成されることもできる。パッドは機械加工して一体に形成されるか、別途に製作して付着することができる。
【００９１】
これと類似して、気体流動調節板３４５上にも複数のパッド３５０が対称に形成されて、気体通路３４１の間隔を決定する。対称に一定の間隔で配置された複数のパッドは調節板の上部に精密に形成されていて、調節板の上部の気体通路３４７も組立て誤差の影響を受けずに一定の間隔を維持するようになる。複数のパッド３５０は調節板３４５の上面ではなく、反応室壁３６１の下面に形成されることもできる。
【００９２】
このようなパッド３３６、３５０は、間隔を定義する機能の他にも、加熱装置３６６、３６７から気体分散器具ブロック３３０、３３５に熱を効果的に伝達する熱伝達通路としての機能をする。
【００９３】
図４及び図９を参照すれば、二重に形成されている反応室壁３６１の内部壁は外部壁より多少短く形成されて、内部壁と外部壁との間及び内部壁と基板支持台３６０との間に反応室壁の内部の気体通路３６２が形成されて、不活性気体が流れる。また、内部壁の周縁下側には溝がほられて、基板支持台３６０及び外部壁が接触する部位３６４に気体流動緩衝用チャンネル３６３を定義する。緩衝用チャンネル３６３は、反応室の工程圧力に比べて相対的に高い気体圧力を有するようにして、不活性気体が反応室の内部に均等に流入するようにする。
【００９４】
このような気体通路３６２及び緩衝用チャンネル３６３に流れる不活性気体は、蒸着工程の間に継続して流れるようになり、これを通じて実質的に機械的な接触が行われる接触部３６４で薄膜が形成されるのを防止する。
【００９５】
もし、薄膜蒸着工程の間に不活性気体が流れなければ、接触部３６４にまで工程気体が拡散されて不必要な薄膜が蒸着され、薄膜が蒸着されれば、基板３７０の移送のために繰り返される機械的な接触及び衝撃によって薄膜が分離されて不純物粒子が反応機の内部に生成される可能性がある。
【００９６】
本発明の実施形態による原子層蒸着装置では、薄膜蒸着工程の間に継続して不活性気体を気体通路３６２及び緩衝用チャンネル３６３内に流れるようにすることによって、薄膜及び不純物粒子の生成を防止する。
【００９７】
以上で、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】従来の技術による原子層蒸着装置の断面図である。
【図２】従来の技術による原子層蒸着装置の気体流入部の断面図である。
【図３】従来の技術による原子層蒸着装置の一部分に対する細部断面図である。
【図４】本発明の実施形態による原子層蒸着装置を概略的に示した断面図である。
【図５】本発明の実施形態による原子層蒸着装置の工程気体流入部の拡大断面図である。
【図６】本発明の実施形態による原子層蒸着装置の工程気体流入部のうちの螺旋流動誘導板の上部及び下部の概略図である。
【図７】本発明の実施形態による原子層蒸着装置の工程気体流入部での気体の流れの概略図である。
【図８】本発明の実施形態による原子層蒸着装置での不活性気体の流れに対する斜視図である。
【図９】本発明の実施形態による原子層蒸着装置で不必要な薄膜蒸着防止及び粒子発生防止のための不活性気体の流れの概略図である。
【符号の説明】
【００９９】
３００  外壁
３１０  気体流入管
３１１、３１２、３１３  気体流入口
３１５  気体通路集合管
３１６  気体流出口
３２０  絶縁穿孔板
３２１  導電穿孔板
３２５  高周波接続端子
３２６  絶縁体
３３０  気体分散器具の分散管
３３２  螺旋流動誘導板
３３４  噴射孔
３３５  気体分散器具の分散板
３３６、３５０  パッド
３４０  気体分散器具絶縁板
３４３、３６３  チャンネル
３４５  気体流動調節板
３４９  気体分散器具絶縁管
３６０  基板支持台
３６１  反応室壁
３６５  加熱板
３６６、３６７  加熱装置
３７０  基板
３７２  中央支持ピン
３７８  移動板
３８０  基板支持台駆動部
３８４  空圧シリンダー
【図１】
2009120859.tif 000003
【図２】
2009120859.tif 000004
【図３】
2009120859.tif 000005
【図４】
2009120859.tif 000006
【図５】
2009120859.tif 000007
【図６】
2009120859.tif 000008
【図７】
2009120859.tif 000009
【図８】
2009120859.tif 000010
【図９】
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