KR100754386B1 - 양방향 화학기상증착 시스템 및 이를 이용한 펄스형 공정진행 방법 - Google Patents

Abstract

양방향 화학기상증착 시스템 및 이를 이용한 펄스형 공정 진행 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템은, 제 1 및 제 2 프로세스 챔버들, 하나 이상의 반응 소스들, 및 상기 반응 소스들에 대응되는 반응 소스 공급기들을 포함한다. 반응 소스 공급기들은 상기 반응 소스 각각과 연결되는 제 1 배관부, 일단은 상기 제 1 배관부와 연결되고 다른 단은 상기 제 1 프로세스 챔버와 연결되는 제 2 배관부, 및 일단은 상기 제 1 배관부와 연결되고 다른 단은 상기 제 2 프로세스 챔버와 연결되는 제 3 배관부를 포함한다.

Description

양방향 화학기상증착 시스템 및 이를 이용한 펄스형 공정 진행 방법{Duplex chemical vapor deposition system and method of pulsed processing using the same}

도 1은 종래 화학기상증착 시스템의 하나의 프로세스 챔버 유니트를 보여주는 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템을 보여주는 개략도이다.

도 3은 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템을 이용한 펄스형 공정 진행 방법을 보여주는 순서도이다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템을 이용한 펄스형 공정 진행 방법의 효용성을 실험하기 위해, 펄스형 공정 진행 방법을 구현한 실험 결과를 보여주는 도면들이다.

본 발명은 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것으로서, 특히 화학기상증착(chemical vapor deposition; CVD) 시스템 및 이를 이용한 펄스형(pulsed) 공정 진행 방법에 관한 것이다.

근래, 휴대폰 또는 디지털 카메라 시장의 확대로 종래 컴퓨터에서 사용되는 디램과는 달리 빠른 처리 속도를 가지면서도 전원이 차단될지라도 그들 내에 데이터를 저장할 수 있는 비휘발성 메모리(non-volatile memory)의 수요가 증가되고 있다.

이러한 비휘발성 메모리 소자들의 하나로서, 최근 강유전체 메모리(ferroelectric RAM; FRAM)가 주목을 받고 있다. 강유전체 메모리는 강유전체 물질의 자발 분극(spontaneous polarization) 현상을 이용한 것이다. 이때, 외부 전계가 제거된 후에도 강유전체 물질의 상당 부분의 분극이 잔존하며, 외부 전계의 방향을 바꿈으로써 자발 분극의 방향도 바꿀 수 있다.

여기에서, 강유전체 물질로 대표적으로 사용되는 것이 PZT(Pb(Zr, Ti)O₃) 또는 SBT(SrBi₂Ta₂O₉) 등이다. 이러한, 강유전체 물질은 다양한 방법으로 형성할 수 있으나, 그 중 화학기상증착(CVD)법 특히 유기물 소스를 이용한 유기 화학기상증착(metal organic CVD; MOCVD)법이 많이 사용되고 있다. 이하 도면을 참조하여 종래 화학기상증착 시스템에 대해서 설명한다.

도 1은 종래 화학기상증착 시스템의 하나의 프로세스 챔버 유니트를 보여주는 개략도이다. 특히, 여기에서 반응 소스들은 예로서, 강유전체 물질의 하나인 PZT막을 형성하기 위한 것들이다.

도 1을 참조하면, 하나의 프로세스 챔버 유니트(100)는 프로세스 챔버(101) 및 이에 부속하는 별도의 액체 또는 기체 소스들(102, 104, 106, 108, 122, 124, 126)의 공급기들을 구비한다. 종래 화학기상증착 시스템은 여러 개의 프로세스 챔버 유니트(100)들이 모여 하나의 시스템을 형성하는 것이 양산성을 위해 일반적이다. 하지만, 각 프로세스 챔버 유니트(100)들은 유사하므로 여기에서는 그 하나를 예로서 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 프로세스 챔버 유니트(100)에서 용제(108)를 제외한 Pb, Zr 및 Ti 등과 같은 액체 소스들(102, 104, 106)은 각각의 액체 유량 제어기(liquid mass flow controller; LMFC)(112, 114, 116)를 통해 프로세스 챔버(101)로의 유입량이 제어된다. 더불어, 액체 소스들(102, 104, 106)이 한번에 유입될 때는, 혼합기(154)를 통해 미리 액체 소스들(102, 104, 106)이 혼합된다.

이어서, 혼합된 액체 소스들(102, 104, 106)은 증발기(156)를 통해 기화되어 프로세스 챔버(101) 내로 기체 상태로 유입된다. 이때, 증발기(156)를 통한 기화 및 프로세스 챔버(101) 내로 유입을 돕기 위해, 캐리어 기체를 이용한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 캐리어 기체로는 예를 들어 알곤(Ar) 기체(124)와 같은 불활성 기체가 널리 사용된다. 이때, 알곤 기체(124)의 유량은 기체 유량 제어기(134)를 통해 조절된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 혼합된 액체 소스들(102, 104, 106)은 제 1 배관(151)을 통해서 알곤 기체가 유입되는 제 2 배관(141)으로 운반된다. 또한, 이러한 소스들(102, 104, 106)은 안정을 위해서 공정 초기에는 별도의 퍼지 배관(147)을 통해서 배출된다. 이때, 제 1, 제 2 배관들(151, 141) 및 퍼지 배관(147)의 개폐는 각각의 밸브들(151a, 141a, 147a)을 이용하여 제어된다.

한편 용제(solvent)는 액체 유량 제어기(118)를 통해서 제 3 배관(149)을 통해 제 2 배관(141)으로 운반된다. 이때 제 3 배관(149)의 개폐는 별도의 밸브(149a)를 통해 제어한다.

또한, 이러한 액체 소스들(102, 104, 106, 108) 이외에 기체 소스들이 더 프로세스 챔버(101)에 유입될 수 있다. 예로 반응성 산소(O2) 기체(122)가 이용될 수 있으며, 더불어 퍼지 또는 압력 조정을 위해서 별도의 알곤 기체(126)를 이용할 수 있다. 산소 기체(122), 및 별도의 알곤 기체(126)들은 각각의 기체 유량 제어기(132, 136)를 이용하여 유량이 제어되며, 각각의 배관들(143, 145)을 통하여 프로세스 챔버(101) 내로 유입된다. 이때, 배관들(143, 145)의 개폐는 각 밸브들(143a, 145a)을 이용하여 제어할 수 있다.

위와 같이, 종래 화학기상증착 시스템은 각 프로세스 챔버 유니트(100)마다 프로세스 챔버(101)와 이에 부속하는 액체 또는 기체 소스들(102, 104, 106, 108, 122, 124, 126) 및 이들의 공급기들을 구비한다. 이에 따라, 이러한 소스들(102, 104, 106, 108, 122, 124, 126), 배관들(141, 143, 145,, 147, 149, 151) 및 제어기들(112, 114, 116, 118, 132, 134, 136)이 전체 시스템에서 차지하는 비용이 총 원가의 40% 내지 50%에 이르고 있다.

또한, 이러한 소스들(102, 104, 106, 108, 122, 124, 126), 배관들(141, 143, 145,, 147, 149, 151)은 주기적인 교체가 필요해서 더욱 비용이 증대되고 있다. 더군다나, 반응성 소스들(102, 104, 106, 108)의 안정화를 위해서는 매 반도체 기판 진행 시마다 별도의 퍼지 배관(147)을 통해서 이들을 배출해 버리고 있어서 문제가 되고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 제조 원가와 부품 교체 비용을 절감할 수 있는 화학기상증착 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 양방향 화학기상증착 시스템을 이용하여 펄스형 공정 진행 방법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템은, 제 1 및 제 2 프로세스 챔버들과, 하나 이상의 반응 소스들과, 상기 각 반응 소스들을 상기 제 1 및 제 2 프로세스 챔버들에 공급하기 위한 상기 반응 소스들에 대응되는 반응 소스 공급기들을 포함한다.

여기에서, 반응 소스 공급기들은 상기 반응 소스 각각과 연결되는 제 1 배관부, 일단은 상기 제 1 배관부와 연결되고 다른 단은 상기 제 1 프로세스 챔버와 연결되는 제 2 배관부, 및 일단은 상기 제 1 배관부와 연결되고 다른 단은 상기 제 2 프로세스 챔버와 연결되는 제 3 배관부를 포함한다.

나아가, 상기 반응 소스 공급기들은 상기 제 2 배관부에 연결되어 상기 제 2 배관부를 통한 상기 반응 소스들의 흐름을 제어할 수 있는 제 1 개폐기 및 상기 제 3 배관부에 연결되어 상기 제 3 배관부를 통한 상기 반응 소스들의 흐름을 제어할 수 있는 제 2 개폐기를 각각 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 반응 소스 공급기들은 상기 제 1 배관부에 연결되어 상기 제 1 배관부를 통한 상기 반응 소스들의 흐름을 제어할 수 있는 제 3 개폐기를 각각 포함하는 것이 바람직하다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템을 이용한 펄스형 공정 진행 방법은, 상기 반응 소스 공급기들의 상기 제 2 배관부를 개방하고 상기 제 3 배관부를 폐쇄해서 상기 제 1 프로세스 챔버에서만 제 1 시간 동안 제 1 공정을 진행하는 단계와, 상기 반응 소스 공급기들의 상기 제 2 배관부를 폐쇄하고 상기 제 3 배관부를 개방해서 상기 제 2 프로세스 챔버에서만 제 2 시간 동안 제 2 공정을 진행하는 단계로 이루어진 한 주기를 수회 반복하여 수행한다.

나아가, 상기 제 1 공정 동안, 상기 제 2 프로세스 챔버에는 별도의 기체 공급기를 이용하여 별도의 불활성 기체를 공급하여 제 1 압력을 유지하는 것이 바람직하다. 더 나아가, 상기 제 2 공정 동안 상기 제 2 프로세스 챔버의 압력은 상기 제 1 압력과 동일한 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 제 2 공정 동안 상기 제 1 프로세스 챔버에는 상기 별도의 불활성 기체를 공급하여 제 2 압력을 유지하는 것이 바람직하다. 나아가, 상기 제 1 공정 동안 상기 제 1 프로세스 챔버의 압력은 상기 제 2 압력과 동일한 것이 더욱 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 과장되어 있을 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템을 보여주는 개략도이다. 특히, 여기에서 반응 소스들은 예로서 강유전체 물질의 하나인 PZT막을 형성하기 위한 것들이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템(200)은 양방향 프로세스 챔버들(201, 202), 예를 들어 좌측의 제 1 프로세스 챔버(201) 및 우측의 제 2 프로세스 챔버(202)들을 구비하고 있다. 또한, 프로세스 챔버들(201, 202)에 PZT막을 형성하기 위한 반응 소스들(203, 205, 207, 209, 223)을 공급하기 위한 반응 소스 공급기들(281, 282)이 더 구비되어 있다.

여기에서, 반응 소스 공급기들(281, 282)은 반응 소스들(203, 205, 207, 209, 223)에 연결된 소스 배관부들(242, 243, 251), 챔버들로 연결되는 챔버 배관부들(244, 245, 252, 253) 및 소스 배관부들(242, 243, 251)과 챔버 배관부들(244, 245, 252, 253)을 연결하는 선택적인 중간 배관부(241, 251)들로 구성된다. 이때 챔버 배관부들(244, 245, 252, 253)은 예를 들어, 제 1 프로세스 챔버(201)에 연결되는 제 1 챔버 배관들(244, 252)과 제 2 프로세스 챔버(202)에 연결되는 제 2 챔버 배관들(245, 253)로 구분될 수 있다.

이에 따라, 종래와는 달리, 각 반응 소스들(203, 205, 207, 209, 223)이 두 프로세스 챔버들(201, 202)에 공통된 반응 소스 공급기들(281, 282)을 통해 프로세 스 챔버들(201, 202)에 공급된다. 이하에서는 반응 소스 공급기들(281, 282)을 보다 구체적으로 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 반응 소스 공급기(281)의 소스 배관부(242)에는 액체 반응 소스들(203, 205, 207)을 혼합할 수 있는 혼합기(272)가 구비되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 중간 배관부(241)에는 증발기(274)가 구비되어, 액체 반응 소스들(203, 205, 207)을 기화시킨다. 이때, 중간 배관부(241)에는 액체 반응 소스들(203, 205, 207)의 기화 및 운반을 돕기 위한 알곤 기체(221)와 같은 캐리어 기체가 연결되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 용제(209)와 연결되는 별도의 소스 배관부(243)는 기화 과정이 필요 없기 때문에 증발기(274) 하단의 중간 배관부(241)에 연결되는 것이 바람직하다.

이때, 전술한 배관부들(241, 242, 243, 244, 245)에는 배관부들의 개폐를 조절할 수 있는 밸브들(242a, 241a, 244a, 245a)이 각각 구비되어 있는 것이 바람직하다. 특히, 챔버 배관부들(244, 245)에 연결된 밸브들(244a, 245a) 중 어느 하나를 개방하고 다른 하나를 폐쇄함으로써 후술하는 바와 같이 양방향 프로세스 챔버들(201, 202) 사이에서 펄스형 공정 진행이 가능해진다.

여기에서, 액체 소스들(203, 205, 207, 209)의 유량은 각각에 연결된 액체 유량 제어기(LMFC)(213, 215, 217, 219)들을 통해 조절할 수 있다. 더불어, 캐리어 기체인 알곤 기체(221)의 유량은 기체 유량 제어기(mass flow controller; MFC)(231)를 통해 조절할 수 있다.

제 2 반응 소스 공급기(282)는 산소 기체(223)와 같은 기체 반응 소스를 운 반하기 위한 것이다. 산소 기체(223)는 소스 배관부(251)에 연결되어 있고, 소스 배관부(251)는 양방향 프로세스 챔버들(201, 202)에 각각 연결된 챔버 배관부들(252, 253)에 별도의 중간 배관부 없이 바로 연결되어 있다. 이에 따라, 하나의 산소 기체(223) 소스를 가지고, 양방향 프로세스 챔버들(201, 202)에 각각 산소를 공급할 수 있게 된다. 또한, 소스 배관부(251)에는 산소 기체(223)의 유량을 조절할 수 있는 기체 유량 제어기(333)가 구비될 수 있다.

이때, 챔버 배관부들(252, 253)에는 배관부들의 개폐를 조절할 수 있는 밸브들(252a, 253a)이 각각 구비되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 이들 밸브들(252a, 253a) 가운데 하나를 개방하고, 나머지 하나를 폐쇄함으로써 양방향 프로세스 챔버들(201, 202) 사이에서 하나의 산소 기체(223) 소스 및 반응 소스 공급기(282)만으로 펄스형으로 기체 소스를 공급할 수 있게 된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템(200)은 두 프로세스 챔버들(201, 202)의 압력을 조절하기 위한 별도의 기체 공급기(283)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 별도의 기체 공급기(283)도 반응 소스 공급기들(281, 282)과 유사하게 소스 배관부(261) 및, 소스 배관부(261)와 두 프로세스 챔버들(201, 202)을 연결하는 챔버 배관부들(262, 263)을 구비한다.

여기에서, 압력을 조절하기 위한 소스로는 캐리어 기체용 알곤 기체(221)와는 다른 별도의 알곤 기체(225)가 사용될 수 있다. 별도의 알곤 기체(225)의 유량 조절은 소스 배관부(261)에 구비된 기체 유량 제어기(235)를 통해서 할 수 있다. 또한, 챔버 배관부들(262, 263)에는 밸브들(262a, 262b)이 각각 구비되어 있어서, 프로세스 챔버들(201, 202)로의 별도의 알곤 기체(225)의 공급을 제어할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템(200)은 두 프로세스 챔버들(201, 202)에 공유된 반응 소스들(203, 205, 207, 209, 223)이 두 프로세스 챔버들(201, 202)에 공유된 반응 소스 공급기(281, 282)를 통해 공급된다. 이에 따라, 종래 각 프로세스 챔버들마다 반응 소스들 및 반응 소스 공급기들을 부착하던 것에 비해서 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템(200)을 이용하면 시스템 구성에 따른 비용을 절감할 수 있다. 더불어, 반응 소스 공급기들(281, 282)의 교체 비용도 줄일 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템을 이용한 펄스형 공정 진행 방법을 보여주는 순서도이다. 이하, 본 발명에 따른 펄스형 공정 진행 방법은 도 2의 양방향 화학기상증착 시스템(200)을 참조하여 도 3의 순서도에 따라서 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템(200)을 이용한 펄스형 공정 진행 방법(도 3의 300)에 따르면, 먼저 반응 소스 공급기들(281, 282)의 제 1 챔버 배관부들(244, 252)을 개방하고 제 2 챔버 배관부들(245, 253)을 폐쇄하여 제 1 프로세스 챔버(201)에서만 공정을 진행한다(도 3의 단계 310). 이때, 제 1 챔버 배관부들(244, 252)의 개방은 밸브들(244a, 252a)을 개방함으로써 수행할 수 있다. 또한, 제 2 챔버 배관부들(245, 253)의 폐쇄는 다른 밸브들(245a, 253a)을 폐쇄함으로써 수행할 수 있다.

이어서, 별도의 기체 공급기(283)를 이용하여 별도의 불활성 기체, 예를 들 어 별도의 알곤 기체(225)를 제 2 프로세스 챔버(202)에 공급한다(도 3의 단계 320). 이때, 별도의 알곤 기체(225)에 의해 제 2 프로세스 챔버(202)의 압력이 공정 진행 시의 압력 예를 들어 제 1 압력과 동일하게 유지되게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 다음에 제 2 프로세스 챔버(202)에 공정이 진행될 때, 공정 불안을 초래할 수 있는 급격한 압력 변화를 피할 수 있게 된다.

전술한 두 공정 단계들(310, 320)을 통해, 제 2 프로세스 챔버(202)는 공정은 진행되지 않은 채로 제 1 압력을 유지하고 있고, 제 1 프로세스 챔버(201)에서만 일정 시간 예를 들어 제 1 시간 동안 공정이 진행된다.

이어서, 반응 소스 공급기들(281, 282)의 제 2 챔버 배관부들(245, 253)을 개방하고 제 1 챔버 배관부들(244, 252)을 폐쇄하여 제 2 프로세스 챔버(202)에서만 공정을 진행한다(도 3의 단계 330). 이때, 제 1 챔버 배관부들(244, 252)의 폐쇄는 밸브들(244a, 252a)을 폐쇄함으로써 수행할 수 있다. 또한, 제 2 챔버 배관부들(245, 253)의 개방은 다른 밸브들(245a, 253a)을 개방함으로써 수행할 수 있다.

이어서, 별도의 기체 공급기(283)를 이용하여 별도의 불활성 기체, 예를 들어 별도의 알곤 기체(225)를 제 1 프로세스 챔버(201)에 공급한다(도 3의 단계 340). 이때, 제 1 프로세스 챔버(201)의 압력이 공정 진행 단계(단계 310) 시의 공정 압력 예를 들어, 제 2 압력과 동일하게 유지하도록 별도의 알곤 기체(225)를 공급하는 것이 바람직하다.

전술한 두 공정 단계들(330, 340)을 통해, 제 1 프로세스 챔버(201)는 공정은 진행되지 않은 채로 제 2 압력을 유지하고 있고, 제 2 프로세스 챔버(202)에서 만 일정 시간 예를 들어 제 2 시간 동안 공정이 진행된다. 이때, 제 1 시간과 제 2 시간은 동일한 것이 바람직하다.

여기에서, 전술한 네 공정 단계들(310, 320, 330, 340)이 한 주기를 이루어 이들을 반복함으로써, 양방향 프로세스 챔버들(201, 202) 사이에서 펄스형 공정이 진행될 수 있다. 이러한 펄스형 공정 진행 방법(300)에 따른 장점은 이하 실험결과에서 설명된다.

더불어, 양방향 프로세스 챔버들(201, 202) 사이에서 하나씩 교대로 공정이 진행되게 하는 것은 반응 소스들(203, 205, 207, 209, 223)의 절감면에서 장점이 있다.

왜냐하면, 종래 화학기상증착 시스템의 하나의 챔버 유니트(도 1의 100)를 이용하여 펄스형 공정 진행을 하게 되면 매 장수마다 공정 안정화를 위해 반응 소스들을 퍼지시켜 버려야 했다. 하지만, 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템(200)을 이용한 펄스형 공정 방법(300)에 따르면 계속 두 프로세스 챔버들(201, 202)에서 번갈아 공정이 진행되기 때문에 처음 한번만 퍼지 단계가 필요하기 때문이다.

또한, 한 장 진행하고 멈추기를 하나의 프로세스 챔버에서 반복하는 단방향 화학기상증착시스템을 이용한 펄스형 진행 방법에 비하면, 양방향 화학기상증착 시스템(200)을 이용한 공정 진행 방법(300)은 두 프로세스 챔버들(201, 202)에서 번갈아 가면서 계속 공정이 진행됨으로써 생산성(throughput)을 높일 수 있다는 장점이 있다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템을 이용한 펄스형 공정 진행 방법의 효용성을 실험하기 위해, 펄스형 공정 진행 방법을 구현한 실험결과를 보여주는 도면들이다.

도 4는 PZT막 형성 후 전압의 변화에 따른 분극(polarization)값 특성을 보여준다.

도 4를 참조하면, 중간에 멈춤 없이 계속 공정을 진행하는 경우(도면에서 "Continuous"로 표시됨)에 비해서 펄스형으로 공정 진행을 하는 경우(도면에서 "Pulsed"로 표시됨)에 잔류 분극값(remnant polarization)이 더 큼을 알 수 있다.

보다 구체적으로는, 펄스형 공정 방법에 의해 잔류 분극값이 20 % 이상 향상되었음을 알 수 있다. 이러한 잔류 분극값이 클수록, 센싱 신뢰도가 높아져 강유전체 메모리(FRAM)의 신뢰성이 높아진다.

도 5는 인가 전압에 따른 커패시턴스(capacitance) 값을 보여준다.

도 5를 참조하면, 중간에 멈춤 없이 계속 공정을 진행하는 경우("Continuous", 사각형)에 비해서 펄스형으로 공정을 진행하는 경우("Pulsed", 원) 커패시턴스가 더 높음을 알 수 있다.

보다 구체적으로는, 펄스형 공정 진행 방법에 의해 약 125% 정도로 커패시턴스가 상승되었다. 이러한 커패시턴스의 상승은 결국 강유전체 메모리(FRAM)의 저장 능력의 증가로 이어진다.

도 6은 펄스형 공정 진행에 있어서 공정 시간과 멈춤 시간에 따른 전압에 따른 분극값 특성을 보여준다. (a)에서 (c) 각각에서 공정 시간과 멈춤 시간은 동일 하나, (a)에서 (c)로 갈수록 공정 시간과 멈춤 시간이 각 10초씩 증가한다.

도 6을 참조하면, 공정 시간과 멈춤 시간이 변해도 전압에 따른 분극값 특성에는 큰 차이가 없음을 알 수 있다. 이는 양방향 화학기상증착 시스템(도 2의 200)을 이용한 펄스형 공정 진행 방법(도 3의 300)의 각 프로세스 챔버에서의 공정 진행에 대한 공정 시간에 대한 마진이 비교적 넓다는 것을 의미한다.

발명의 특정 실시예들에 대한 이상의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.

본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템(200)은 두 프로세스 챔버들(201, 202)에 공유된 반응 소스들(203, 205, 207, 209, 223)이 두 프로세스 챔버들(201, 202)에 공유된 반응 소스 공급기들(281, 282)을 통해 공급된다. 이에 따라, 종래 각 프로세스 챔버들마다 반응 소스들 및 반응 소스 공급기들을 부착하던 것에 비해서 본 발명에 따른 양방향 화학기상증착 시스템(200)을 이용하면 시스템 구성에 따른 비용을 절감할 수 있다. 더불어, 반응 소스 공급기들(281, 282)의 교체 비용도 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 양 방향 화학기상증착 시스템(200)을 이용한 펄스형 공정 진행 방법(300)은 프로세스 챔버들(201, 202) 사이에서 하나씩 교대로 공정이 진행되게 함으로써, 반응 소스들(203, 205, 207, 209, 223)을 절감할 수 있다. 왜냐하면, 계속 두 프로세스 챔버들(201, 202)에서 번갈아 공정이 진행되기 때문에 반응 소스들(203, 205, 207, 209, 223)의 안정화를 위한 퍼지 단계가 처음 한번만 필요하기 때문이다.

또한, 양방향 화학기상증착 시스템(200)을 이용한 공정 진행 방법(300)은 두 프로세스 챔버들(201, 202)에서 번갈아 가면서 계속 공정이 진행됨으로써 생산성(throughput)을 높일 수 있다는 장점이 있다.

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16. 제 1 및 제 2 프로세스 챔버들;

    하나 이상의 반응 소스들; 및

    상기 각 반응 소스들을 상기 제 1 및 제 2 프로세스 챔버들에 공급하기 위한 것으로서, 상기 반응 소스 각각과 연결되는 제 1 배관부, 일단은 상기 제 1 배관부와 연결되고 다른 단은 상기 제 1 프로세스 챔버와 연결되는 제 2 배관부, 및 일단은 상기 제 1 배관부와 연결되고 다른 단은 상기 제 2 프로세스 챔버와 연결되는 제 3 배관부를 포함하는 상기 반응 소스들에 대응되는 반응 소스 공급기들을 포함하는 양방향 화학기상증착 시스템을 이용한 공정 진행 방법으로서,

    상기 반응 소스 공급기들의 상기 제 2 배관부를 개방하고 상기 제 3 배관부를 폐쇄해서 상기 제 1 프로세스 챔버에서만 제 1 시간 동안 제 1 공정을 진행하는 단계와, 상기 반응 소스 공급기들의 상기 제 2 배관부를 폐쇄하고 상기 제 3 배관부를 개방해서 상기 제 2 프로세스 챔버에서만 제 2 시간 동안 제 2 공정을 진행하는 단계로 이루어진 한 주기를 수회 반복하고,

    상기 제 1 공정 동안, 상기 제 2 프로세스 챔버에는 별도의 기체 공급기를 이용하여 별도의 불활성 기체를 공급하여 제 1 압력을 유지하고, 상기 제 2 공정 동안 상기 제 2 프로세스 챔버의 압력은 상기 제 1 압력과 동일한 것을 특징으로 하는 양방향 화학기상증착 시스템을 이용한 펄스형 공정 진행 방법.
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18. 제 1 및 제 2 프로세스 챔버들;

    하나 이상의 반응 소스들; 및

    상기 각 반응 소스들을 상기 제 1 및 제 2 프로세스 챔버들에 공급하기 위한 것으로서, 상기 반응 소스 각각과 연결되는 제 1 배관부, 일단은 상기 제 1 배관부와 연결되고 다른 단은 상기 제 1 프로세스 챔버와 연결되는 제 2 배관부, 및 일단은 상기 제 1 배관부와 연결되고 다른 단은 상기 제 2 프로세스 챔버와 연결되는 제 3 배관부를 포함하는 상기 반응 소스들에 대응되는 반응 소스 공급기들을 포함하는 양방향 화학기상증착 시스템을 이용한 공정 진행 방법으로서,

    상기 반응 소스 공급기들의 상기 제 2 배관부를 개방하고 상기 제 3 배관부를 폐쇄해서 상기 제 1 프로세스 챔버에서만 제 1 시간 동안 제 1 공정을 진행하는 단계와, 상기 반응 소스 공급기들의 상기 제 2 배관부를 폐쇄하고 상기 제 3 배관부를 개방해서 상기 제 2 프로세스 챔버에서만 제 2 시간 동안 제 2 공정을 진행하는 단계로 이루어진 한 주기를 수회 반복하고,

    상기 제 1 공정 동안, 상기 제 2 프로세스 챔버에는 별도의 기체 공급기를 이용하여 별도의 불활성 기체를 공급하여 제 1 압력을 유지하고,

    상기 제 2 공정 동안 상기 제 1 프로세스 챔버에는 상기 별도의 불활성 기체를 공급하여 제 2 압력을 유지하고, 상기 제 1 공정 동안 상기 제 1 프로세스 챔버의 압력은 상기 제 2 압력과 동일한 것을 특징으로 하는 양방향 화학기상증착 시스템을 이용한 펄스형 공정 진행 방법.
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