KR20240025301A - Atomic layer depositing apparatus - Google Patents

Atomic layer depositing apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20240025301A
KR20240025301A KR1020220103348A KR20220103348A KR20240025301A KR 20240025301 A KR20240025301 A KR 20240025301A KR 1020220103348 A KR1020220103348 A KR 1020220103348A KR 20220103348 A KR20220103348 A KR 20220103348A KR 20240025301 A KR20240025301 A KR 20240025301A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
atomic layer
layer
gas injection
nozzle block
Prior art date
Application number
KR1020220103348A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
안경현
최경현
Original Assignee
서울대학교산학협력단
제주대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단, 제주대학교 산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020220103348A priority Critical patent/KR20240025301A/en
Publication of KR20240025301A publication Critical patent/KR20240025301A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45502Flow conditions in reaction chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/45574Nozzles for more than one gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4584Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated

Abstract

본 발명은 입체형상을 갖는 대상물의 외측표면 또는 내측표면에 원자층을 균일하게 증착 가능한 원자층 증착장치로서, 원자층 증착 대상물을 회전시키는 회전지지부를 구비하는 스테이지; 및 상기 회전하는 대상물에 원자층을 증착하는 헤드를 포함하고, 상기 헤드는, 상기 회전지지부 상에서 회전하는 증착 대상물의 내측표면 및 외측표면 중 어느 하나에 측면방향으로 가스를 분사하여 원자층을 증착하는 노즐블록을 포함한다. The present invention is an atomic layer deposition apparatus capable of uniformly depositing an atomic layer on the outer or inner surface of an object having a three-dimensional shape, comprising: a stage having a rotation support for rotating the atomic layer deposition object; and a head for depositing an atomic layer on the rotating object, wherein the head deposits an atomic layer by spraying gas in a lateral direction on either an inner surface or an outer surface of the deposition object rotating on the rotation supporter. Includes nozzle block.

Description

원자층 증착 장치{ATOMIC LAYER DEPOSITING APPARATUS} Atomic layer deposition device {ATOMIC LAYER DEPOSITING APPARATUS}

본 발명은 원자층 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3D 입체형상을 갖는 대상물의 표면에 원자층 증착이 가능한 원자층 증착장치에 관한 것이다.The present invention relates to an atomic layer deposition apparatus, and more specifically, to an atomic layer deposition apparatus capable of depositing an atomic layer on the surface of an object having a 3D shape.

반도체 기술은 소형화, 고속화, 저전력화 등을 목표로 개발되고 있다. Semiconductor technology is being developed with the goals of miniaturization, higher speed, and lower power consumption.

그 결과 반도체 제조공정 기술로서 원자층 단위의 박막을 증착하는 기술, 즉 원자층 증착(Atomic Layer Deposition: ALD) 기술도 개발되었으며, 이러한 원자층 증착 기술은 나노(nano)급 반도체 소자 제조의 필수적인 증착 기술로서 주목받고 있다.As a result, Atomic Layer Deposition (ALD) technology, a technology for depositing thin films at the atomic layer level, was developed as a semiconductor manufacturing process technology. This atomic layer deposition technology is an essential deposition technology for manufacturing nano-level semiconductor devices. It is attracting attention as a technology.

이러한 원자층 증착은 반도체 제조공정에서 다른 분야로도 확대되고 있으나, 원자층 증착장치는 평면형태의 기판에 대해 원자층을 증착하는 구조로 최적화되어 있어, 평면형태가 아닌 입체적 대상물에 대한 원자층 증착은 용이하지 않다.This atomic layer deposition is expanding to other fields in the semiconductor manufacturing process, but the atomic layer deposition device is optimized for depositing atomic layers on a planar substrate, allowing atomic layer deposition on three-dimensional objects rather than planar objects. is not easy.

특허공개공보 제10-2009-0054930호Patent Publication No. 10-2009-0054930

본 발명은 입체형태의 대상물에 대해 원자층 증착이 가능한 원자층 증착장치를 제공함에 그 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide an atomic layer deposition apparatus capable of performing atomic layer deposition on a three-dimensional object.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 원자층 증착 대상물을 회전시키는 회전지지부를 구비하는 스테이지; 및 상기 회전하는 대상물에 원자층을 증착하는 헤드를 포함하고, 상기 헤드는, 상기 회전지지부 상에서 회전하는 증착 대상물의 내측표면 및 외측표면 중 어느 하나에 측면방향으로 가스를 분사하여 원자층을 증착하는 노즐블록을 포함한다.In order to solve the above problems, a stage provided with a rotation support for rotating the atomic layer deposition object according to an embodiment of the present invention; and a head for depositing an atomic layer on the rotating object, wherein the head deposits an atomic layer by spraying gas in a lateral direction on either an inner surface or an outer surface of the deposition object rotating on the rotation supporter. Includes nozzle block.

또한 실시예에 있어서, 상기 헤드는, 입력가스를 x축 및 y축으로 분산시키는 가스분산블록; 및 상기 가스분산블록 하부에 구비되어 대상물에 가스를 분사하는 노즐블록을 포함하고, 상기 노즐블록은, 상기 가스분산블록에 착탈 가능하게 결합된다.In addition, in an embodiment, the head includes a gas distribution block that distributes the input gas to the x-axis and y-axis; and a nozzle block provided below the gas distribution block to spray gas to an object, wherein the nozzle block is detachably coupled to the gas distribution block.

또한 실시예에 있어서, 상기 노즐블록은, 대상물에 형성된 중공부에 삽입되어, 상기 회전지지부 상에서 회전하는 대상물의 중공부의 내측표면에 원자층을 증착하는 제1 가스분사층을 구비한다.In another embodiment, the nozzle block is inserted into a hollow portion formed in the object and includes a first gas injection layer that deposits an atomic layer on the inner surface of the hollow portion of the object rotating on the rotation supporter.

또한 실시예에 있어서, 상기 노즐블록은, 원통형으로 돌출 형성된 제1 가스분사층을 포함하고, 상기 제1 가스분사층은, 원통형의 둘레를 따라 불활성기체, 제1 소스가스, 불활성기체, 제2 소스가스를 외측방향으로 분사하는 가스분사홀이 순차적으로 구비된다.In addition, in an embodiment, the nozzle block includes a first gas injection layer protruding into a cylindrical shape, and the first gas injection layer is configured to spray an inert gas, a first source gas, an inert gas, and a second gas along the circumference of the cylinder. Gas injection holes that spray the source gas in an outward direction are sequentially provided.

또한 실시예에 있어서, 상기 노즐블록은, 대상물이 삽입될 수 있는 중공부를 구비하는 제1 가스분사층을 구비하며, 상기 제1 가스분사층은, 상기 회전지지부 상에서 회전하는 대상물이 상기 중공부에 위치된 상태에서 상기 대상물의 외측표면에 원자층을 증착한다. Additionally, in an embodiment, the nozzle block is provided with a first gas spray layer having a hollow portion into which an object can be inserted, and the first gas spray layer is configured to allow an object rotating on the rotation support member to be inserted into the hollow portion. In the positioned state, an atomic layer is deposited on the outer surface of the object.

또한 실시예에 있어서, 상기 노즐블록은, 원통형으로 형성되어 대상물이 삽입될 수 있는 중공을 구비하는 제1 가스분사층을 구비하며, 상기 제1 가스분사층은, 중공의 둘레를 따라 중공의 중심을 향해 불활성기체, 제1 소스가스, 불활성기체, 제2 소스가스를 분사하는 가스분사홀이 순차적으로 구비된다. In addition, in an embodiment, the nozzle block is provided with a first gas injection layer that is formed in a cylindrical shape and has a hollow into which an object can be inserted, and the first gas injection layer is located at the center of the hollow along the circumference of the hollow. Gas injection holes for spraying an inert gas, a first source gas, an inert gas, and a second source gas are sequentially provided toward.

본 발명에 따르면, 제1 가스분사층(500)는 대상물의 상면이 아닌, 측면방향으로 가스를 분사하여 원자층을 증착시키기 때문에, 3D 입체형상을 갖는 대상물의 내측표면 또는 외측표면 전체에 원자층을 균일하게 증착시킬 수 있다. According to the present invention, the first gas spray layer 500 deposits the atomic layer by spraying gas in the side direction rather than the top surface of the object, so that the atomic layer is deposited on the entire inner or outer surface of the object having a 3D three-dimensional shape. can be deposited uniformly.

본 발명에 따르면, 각도에 따라 다른 가스들이 분사되는 가스분사층을 대상물에 위치한 후, 스테이지 상에서 대상물을 회전시켜 공간분할방식으로 원자층을 증착할 수 있다. According to the present invention, a gas spray layer through which different gases are sprayed depending on the angle is placed on an object, and then the object can be rotated on a stage to deposit an atomic layer in a space division method.

본 발명에 따르면, 노즐블록(120)이 가스분산블록(110)에 착탈가능하게 결합되는 구조로 이루어짐에 따라, 대상물의 증착부위에 따라 그에 대응되는 가스분사층(150)를 갖는 노즐블록(120)을 가스분산블록(110)에 결합하여 사용될 수 있다. According to the present invention, the nozzle block 120 is structured to be detachably coupled to the gas distribution block 110, so that the nozzle block 120 has a gas spray layer 150 corresponding to the deposition site of the object. ) can be used by combining it with the gas distribution block 110.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원자층 증착장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 공정챔버를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2a에 도시된 노즐블록이 중공을 갖는 대상물의 내측표면에 원자층을 증착하기 위한 제1 가스분사층을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 가스분사층의 수직단면을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 제1 가스분사층의 A-A'방향으로의 단면을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 3에 도시된 헤드의 구동과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 2b에 도시된 대상물의 외측표면에 원자층을 증착하기 위한 제2 가스분사층을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 제2 가스분사층의 A-A'방향으로의 단면을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 제2 가스분사층의 수직단면을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 1에 도시된 원자층 증착장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram for explaining an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the process chamber shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram for explaining a first gas injection layer for depositing an atomic layer on the inner surface of an object having a hollow nozzle block shown in FIG. 2A.
FIG. 4 is a view for explaining a vertical cross-section of the first gas injection layer shown in FIG. 3.
FIG. 5 is a view for explaining a cross section in the A-A' direction of the first gas injection layer shown in FIG. 3.
FIGS. 6A to 6C are diagrams for explaining the driving process of the head shown in FIG. 3.
FIG. 7 is a diagram for explaining a second gas injection layer for depositing an atomic layer on the outer surface of the object shown in FIG. 2B.
FIG. 8 is a view for explaining a cross section in the A-A' direction of the second gas injection layer shown in FIG. 7.
FIG. 9 is a view for explaining a vertical cross-section of the second gas injection layer shown in FIG. 7.
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of driving the atomic layer deposition apparatus shown in FIG. 1.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 원자층 증착장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the atomic layer deposition apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 발명의 원자층 증착장치는, 자동차 부품, 미세구조의 정밀기계부품, RF모듈, 소형 전자부품, MEMS 디바이스 등의 3차원 입체형상을 갖는 대상물에 대해 원자층을 증착하기 위한 것으로서, 대상물의 외측표면 또는 대상물에 형성된 중공부의 내측표면에 원자층을 증착하기 위한 구조를 포함한다. The atomic layer deposition device of the present invention is for depositing an atomic layer on an object having a three-dimensional shape such as automobile parts, fine-structured precision mechanical parts, RF modules, small electronic parts, and MEMS devices, and is used to deposit an atomic layer on the outside of the object. It includes a structure for depositing an atomic layer on the inner surface of a hollow part formed on the surface or object.

또한 본 발명의 원자층 증착장치는 가스를 시간에 따라 그 종류를 바꾸면서 대상물에 분사하는 것이 아니라, 각각의 가스를 대상물의 서로 다른 면에 분사하되, 스테이지에 놓인 대상물을 회전시키면서 대상물의 표면에 각각의 가스를 순차적으로 분사하여 공간분할적 증착방식으로 원자층을 증착한다. In addition, the atomic layer deposition apparatus of the present invention does not spray gases on the object while changing the type over time, but sprays each gas on a different surface of the object while rotating the object placed on the stage. The atomic layer is deposited using a space-division deposition method by sequentially spraying gases.

이하 첨부된 도면을 참조하여 원자층 증착장치에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the atomic layer deposition apparatus will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원자층 증착장치를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram for explaining an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 원자층 증착장치(10)는, 로드챔버(20), 언로드챔버(30), 공정챔버(40) 및 제어부(50)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the atomic layer deposition apparatus 10 includes a load chamber 20, an unload chamber 30, a process chamber 40, and a control unit 50.

로드챔버(20)는 원자층 증착이 필요한 대상물이 대기하는 챔버로서, 복수로 구비된다. 로드챔버(20) 내에 위치한 대상물은 로봇암(미도시)에 의해 공정챔버(40)로 이송된다.The load chamber 20 is a chamber where an object requiring atomic layer deposition waits, and is provided in plural numbers. The object located in the load chamber 20 is transferred to the process chamber 40 by a robot arm (not shown).

언로드챔버(30)는 공정챔버(40) 내에서 원자층 증착이 완료된 대상물이 공정챔버(40)로부터 배출되어 대기하는 챔버로서, 로드챔버(20)의 수에 대응되도록 복수로 구비된다. 공정챔버(40) 내의 대상물이 로봇암(미도시)에 이해 언로드챔버(30)로 이송된다. The unload chamber 30 is a chamber in which the object on which atomic layer deposition has been completed is discharged from the process chamber 40 and waits, and is provided in plurality to correspond to the number of load chambers 20. The object in the process chamber 40 is transferred to the unload chamber 30 by a robot arm (not shown).

공정챔버(40)는 대상물에 원자층을 증착하는 챔버로서, 원자층을 형성하기 위해 가스를 분사하는 헤드(100) 및 대상물을 지지하는 스테이지(200)를 포함한다.The process chamber 40 is a chamber for depositing an atomic layer on an object and includes a head 100 that sprays gas to form an atomic layer and a stage 200 that supports the object.

로드챔버(20) 및 언로드챔버(30)는 공정챔버(40)의 공정시간에 로스타임이 생기지 않도록 복수로 구비될 수 있다. The load chamber 20 and the unload chamber 30 may be provided in plural numbers to prevent loss time from occurring in the process time of the process chamber 40.

제어부(50)는 전체적인 프로세스 흐름과, 로드챔버(20), 언로드챔버(30) 및 공정챔버(40) 각각의 구동을 제어하며 하며, 구체적인 제어부(50)의 제어방법은 후술한다.The control unit 50 controls the overall process flow and the operation of each of the load chamber 20, the unload chamber 30, and the process chamber 40, and the specific control method of the control unit 50 will be described later.

스테이지(200)는 공정처리과정에서 대상물을 지지하는 기능을 수행한다.The stage 200 performs the function of supporting the object during the processing process.

스테이지(200)는 대상물을 지지하며, 공정처리 중 대상물을 회전시키는 적어도 하나의 회전지지부(210)를 포함한다. The stage 200 supports an object and includes at least one rotation support unit 210 that rotates the object during processing.

스테이지(200)는 자체적으로 회전하도록 구비될 수도 있다. The stage 200 may be equipped to rotate on its own.

도 10은 도 1에 도시된 원자층 증착장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 10 is a diagram for explaining a method of driving the atomic layer deposition apparatus shown in FIG. 1.

도 10의 (a), (b). (c)를 참조하면, 제어부(50)는 공정챔버(40) 내에서 대상물에 대한 공정처리가 연속적으로 이루어질 수 있도록 있도록 로드챔버(20), 언로드챔버(30), 공정챔버(40)를 제어한다. 10(a), (b). Referring to (c), the control unit 50 controls the load chamber 20, the unload chamber 30, and the process chamber 40 so that process processing for the object can be continuously performed within the process chamber 40. do.

제어부(50)는 도 10의 (a)에서와 같이 대상물인 샘플1이 공정영역인 공정챔버(50)에 위치할 때, 샘플2 및 샘플3 중 적어도 하나를 로드챔버(20)에 미리 로드시킨다. As shown in (a) of FIG. 10, when sample 1, which is an object, is located in the process chamber 50, which is a process area, the control unit 50 preloads at least one of sample 2 and sample 3 into the load chamber 20. .

샘플2 및 샘플3이 로드챔버(20)에 로드된 상태일 때, 샘플1이 공정챔버(40) 내에서 공정처리가 완료되어 언로드챔버(30)로 배출되면, 샘플2를 도 10의 (b)와 같이 공정챔버(40)로 즉시 로드시키고, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 샘플2가 공정처리가 완료되어 언로드챔버(30)로 배출될 때, 샘플3을 공정챔버(40)로 즉시 로드시켜 로스타임을 제거할 수 있다.When sample 2 and sample 3 are loaded in the load chamber 20, when sample 1 is processed in the process chamber 40 and discharged to the unload chamber 30, sample 2 is loaded in the load chamber 20 (b). ) is immediately loaded into the process chamber 40, and as shown in (c) of FIG. 10, when sample 2 is processed and discharged to the unload chamber 30, sample 3 is loaded into the process chamber 40. You can eliminate loss time by loading it immediately.

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 공정챔버를 설명하기 위한 도면이다. FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the process chamber shown in FIG. 1.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 공정챔버(40)는 대상물에 원자층을 증착하는 공정이 진행되는 챔버로서, 공정챔버(40)는 헤드(100) 및 스테이지(200)를 포함한다. Referring to FIGS. 2A and 2B , the process chamber 40 is a chamber in which a process of depositing an atomic layer on an object is performed, and the process chamber 40 includes a head 100 and a stage 200.

헤드(100)는 가스분산블록(110) 및 가스분산블록(110)의 하부에 착탈 가능하게 결합된 노즐블록(120)을 포함하는 다층구조로 이루어진다. The head 100 has a multi-layer structure including a gas distribution block 110 and a nozzle block 120 detachably coupled to the lower part of the gas distribution block 110.

가스분산블록(110)은 주입된 복수의 가스를 X축 및 Y축의 평면방향으로 균일하게 분산시켜 노즐블록(120)에 제공한다. The gas distribution block 110 uniformly distributes the plurality of injected gases in the plane directions of the X and Y axes and provides them to the nozzle block 120.

가스분산블록(110)은, 가스들을 입력받는 입력층(111), 입력층(111)의 하부에 구비되어 입력층(111)에 입력된 가스들을 x축 및 y축 방향(수평방향) 중 어느 하나의 제1축 방향으로 가스들을 분산시키는 제1 분산층(112), 제1 분산층(112) 하부에 구비되어, 제1 분산층(112)에서 제1축 방향으로 분산된 가스들을 제1축 방향과 수직인 제2축 방향으로 분산시키는 제2 분산층(113), 제2 분산층(113)에서 분산된 가스들을 노즐블록(120)에 제공하며, 노즐블록(120)의 연결층(121)이 탈착 가능하게 체결되는 출력층(114)을 포함한다.The gas distribution block 110 is provided at the lower part of the input layer 111 and the input layer 111 to receive gases, and distributes the gases input to the input layer 111 in either the x-axis or y-axis direction (horizontal direction). A first dispersion layer 112, which disperses gases in one first axis direction, is provided below the first dispersion layer 112, and distributes the gases dispersed in the first axis direction from the first dispersion layer 112 into a first dispersion layer 112. A second dispersion layer 113 that disperses in the second axis direction perpendicular to the axial direction, provides the gases dispersed in the second dispersion layer 113 to the nozzle block 120, and a connection layer of the nozzle block 120 ( 121) includes an output layer 114 that is detachably fastened.

입력층(111)에는 원자층 증착에 필요한 가스 종류별로 별도의 배관을 통해 입력을 받고, 제1 분산층(112)에 입력된 가스들을 제공한다. The input layer 111 receives input through separate pipes for each type of gas required for atomic layer deposition, and provides the gases input to the first dispersion layer 112.

제1 분산층(112) 및 제2 분산층(113) 각각은 가스들을 균일하게 분산시키기 위해 복수의 층으로 구비될 수 있다. Each of the first dispersion layer 112 and the second dispersion layer 113 may be provided as a plurality of layers to uniformly disperse gases.

이에 따라, 노즐블록(120)은 수평방향인 x축, y축 방향으로 균일하게 분산된 가스들을 이용하여 대상물의 외측표면 또는 내측표면에 균일한 원자층막을 형성할 수 있다.Accordingly, the nozzle block 120 can form a uniform atomic layer film on the outer surface or inner surface of the object using gases uniformly dispersed in the horizontal x-axis and y-axis directions.

한편 노즐블록(120) 및 가스분산블록(110)은 체결수단(1212)에 의해 서로 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 사용자는 대상물의 원자층 증착 부위 및 대상물의 크기에 따라 제1 가스분사층(500)가 형성된 노즐블록(120) 또는 제2 가스분사층(600)가 형성된 노즐블록(120) 중 어느 하나를 선택하여 가스분산블록(110)에 결합하여 사용할 수 있다. Meanwhile, the nozzle block 120 and the gas distribution block 110 can be detachably coupled to each other by the fastening means 1212. The user selects either the nozzle block 120 on which the first gas injection layer 500 is formed or the nozzle block 120 on which the second gas injection layer 600 is formed, depending on the atomic layer deposition site and size of the object. It can be used by combining it with the gas distribution block 110.

가스분산블록(110)과 노즐블록(120)을 결합 고정은 체결수단(1212)에 의해 이루어지며, 체결수단(1212)으로는 결합나사가 이용될 수 있다. 이외에도 체결수단(1212)은 끼움방식, 기타 다양한 체결방식이 이용될 수 있다.The gas distribution block 110 and the nozzle block 120 are coupled and fixed by fastening means 1212, and a coupling screw may be used as the fastening means 1212. In addition, the fastening means 1212 may use a fitting method or other various fastening methods.

노즐블록(120)은 출력층(114)으로부터의 가스를 입력받아 제1 또는 제2 가스분사층(500, 600)으로 제공하는 연결층(121)과, 연결층(121)으로부터 가스를 대상물에 직접 분사하는 제1 또는 제2 가스분사층(500, 600)를 포함한다.The nozzle block 120 has a connection layer 121 that receives gas from the output layer 114 and provides it to the first or second gas spray layers 500 and 600, and directs gas from the connection layer 121 to the object. It includes a first or second gas injection layer (500, 600) for spraying.

연결층(121)은 가스분산층(110)으로부터 제공되는 가스를 제1 가스분사층(500) 또는 제2 가스분사층(600)에 제공하는 기능을 수행한다.The connection layer 121 functions to provide the gas provided from the gas distribution layer 110 to the first gas injection layer 500 or the second gas injection layer 600.

가스분산블록(110)에서 출력층(114)의 하단부에는 제2 분산층(113)으로부터 노즐블록(120)에 가스를 제공하기 위한 가스종류별로 제1 가스연결부(1141)가 구비되며, 연결층(121)에는 제1 가스연결부(1141)에 대응되는 위치에 제1 가스연결부(1141)에 결합되는 제2 가스연결부(1211)가 구비된다. 제1 가스연결부(1141)가 제2 가스연결부(1211)에 결합됨으로써, 가스분산블록(110)과 노즐블록(120) 간에 가스가 제공되는 통로가 형성될 수 있다. At the lower end of the output layer 114 in the gas distribution block 110, a first gas connection part 1141 is provided for each type of gas to provide gas from the second distribution layer 113 to the nozzle block 120, and the connection layer ( 121) is provided with a second gas connection part 1211 coupled to the first gas connection part 1141 at a position corresponding to the first gas connection part 1141. By coupling the first gas connection part 1141 to the second gas connection part 1211, a passage through which gas is provided can be formed between the gas distribution block 110 and the nozzle block 120.

이때 제1 및 제2 가스연결부(1141, 1211) 간 결합부위에서 가스 및 압력 유실을 방지하기 위해, 제1 및 제2 가스연결부(1141, 1211) 중 적어도 어느 하나에는 내화학성 고무재질의 오링이 구비될 수 있다. At this time, in order to prevent loss of gas and pressure at the joint between the first and second gas connection parts (1141, 1211), at least one of the first and second gas connection parts (1141, 1211) is provided with an O-ring made of a chemical-resistant rubber material. It can be provided.

가스분사층(500, 600)는 대상물의 중공에 삽입되어 대상물의 내측벽면에 원자층을 증착하는 제1 가스분사층(500)와, 중앙에 중공이 형성되고 중공 내에 대상물을 위치시킨 후 대상물의 외측벽면에 원자층을 증착하는 제2 가스분사층(600) 중 어느 하나로 구비될 수 있다. The gas spray layers 500 and 600 include a first gas spray layer 500 that is inserted into the hollow of the object and deposits an atomic layer on the inner wall of the object, and a hollow is formed in the center, and after placing the object in the hollow, the first gas spray layer 500 deposits an atomic layer on the inner wall of the object. It may be provided as one of the second gas injection layers 600 that deposit an atomic layer on the outer wall.

즉, 원자층 증착 대상물의 원자층 대상 부위 및 크기에 맞추어 제1 가스분사층(500) 또는 제2 가스분사층(600)가 구비된 노즐블록(120) 중 어느 하나를 선택하여 가스분산블록(110)에 결합하여 원자층 증착에 사용될 수 있다. That is, select one of the nozzle blocks 120 provided with the first gas spray layer 500 or the second gas spray layer 600 according to the atomic layer target area and size of the atomic layer deposition target to create a gas distribution block ( 110) and can be used for atomic layer deposition.

도 3은 도 2a에 도시된 노즐블록이 중공을 갖는 대상물의 내측표면에 원자층을 증착하기 위한 제1 가스분사층을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 제1 가스분사층의 수직단면을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 3에 도시된 제1 가스분사층의 A-A'방향으로의 단면을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a diagram for explaining the first gas spray layer for depositing an atomic layer on the inner surface of an object with a hollow nozzle block shown in FIG. 2A, and FIG. 4 is a diagram for explaining the first gas spray layer shown in FIG. 3. is a diagram for explaining a vertical cross-section, and FIG. 5 is a diagram for explaining a cross-section in the A-A' direction of the first gas injection layer shown in FIG. 3.

도 3을 참조하면, 중공부를 갖는 대상물의 중공부의 내측표면에 원자층을 증착시키기 위한 제1 가스분사층(500)은 Z축 상에서 하방으로 가스가 전달되는 가스전달경로(520)가 외곽측의 둘레를 따라 복수개 구비되고, 가스전달경로(520)와 중공부의 경계면에 해당되는 가스전달경로의 내측면에는 대상물의 측면방향인 수평방향으로 가스를 분사하기 위한 복수의 가스분사홀(530)이 구비된다. 그리고 제1 가스분사층의 둘레를 따라 가스전달경로(520) 사이마다 가스를 흡입하여 배기하기 위한 가스배기구(540)가 구비된다. Referring to FIG. 3, the first gas spray layer 500 for depositing an atomic layer on the inner surface of the hollow part of an object having a hollow part has a gas delivery path 520 through which gas is transmitted downward on the Z axis on the outer side. A plurality of gas injection holes 530 are provided along the circumference, and the inner surface of the gas delivery path corresponding to the interface between the gas delivery path 520 and the hollow portion is provided with a plurality of gas injection holes 530 for spraying gas in the horizontal direction, which is the side direction of the object. do. In addition, a gas exhaust port 540 for sucking in and exhausting gas is provided between the gas delivery paths 520 along the circumference of the first gas injection layer.

도 4를 참조하면, 가스분사홀은 비활성 가스가 분사되는 가스분사홀(530a, 530c, 530e, 530g)과, s1가스가 분사되는 가스분사홀(530b, 530f)과, s2가스가 분사되는 가스분사홀(530d, 530h)을 포함하고, 가스분사홀(530a, 530b, 530c, 530d, 530e, 530f, 530g, 530h) 각각의 사이에 배치되어 배기를 수행하는 가스배기구(540)가 구비된다.Referring to FIG. 4, the gas injection holes include gas injection holes (530a, 530c, 530e, 530g) through which inert gas is injected, gas injection holes (530b, 530f) through which s1 gas is injected, and gas injection holes (530b, 530f) through which s2 gas is injected. It includes injection holes 530d and 530h, and is provided with a gas exhaust port 540 disposed between each of the gas injection holes 530a, 530b, 530c, 530d, 530e, 530f, 530g, and 530h to perform exhaust.

S1가스와, S2가스는 대상물에 증착하려는 원자층 성분에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 대상물에 Al2O3 원자층 박막을 형성하려고 하는 경우, S1가스로서 TMA(trimethyl-aluminium), TMDAA(Hexakis(dimethylamino)dialuminum), S2가스로서 H2O를 이용할 수 있다. TiO2박막, ZnO박막, ZrO2박막 등 다양한 소재의 원자층 증착을 위한 이미 알려진 s1가스, s2가스의 조합이 이용할 수 있다. S1 gas and S2 gas can be appropriately selected depending on the atomic layer component to be deposited on the object. For example, when trying to form an Al 2 O 3 atomic layer thin film on an object, TMA (trimethyl-aluminium), TMDAA (Hexakis(dimethylamino)dialuminum) can be used as the S1 gas, and H2O can be used as the S2 gas. A combination of the known s1 gas and s2 gas can be used for atomic layer deposition of various materials such as TiO2 thin film, ZnO thin film, and ZrO2 thin film.

도 5를 참조하면, 가스전달경로(520)는 가스를 분사하기 위한 하방으로 갈수록 단면적이 좁아지는 형태로 구비될 수 있다. 이에 따라 가스전달경로(520) 상에서 상방에 위치한 가스분사홀(530)에서 분사되는 가스분사압력과, 가스전달경로(520) 상에서 하방에 위치한 가스분사홀(530)에서 분출되는 가스분사압력을 동일하게 맞춤으로써, 대상물의 외측표면에 Z축 방향을 따라 균일한 원자층을 형성할 수 있게 된다.Referring to FIG. 5, the gas delivery path 520 may have a cross-sectional area that narrows downward for spraying gas. Accordingly, the gas injection pressure emitted from the gas injection hole 530 located upward on the gas delivery path 520 and the gas injection pressure ejected from the gas injection hole 530 located downward on the gas delivery path 520 are the same. By aligning it properly, it is possible to form a uniform atomic layer along the Z-axis direction on the outer surface of the object.

도면에는 도시되지 않았지만, 가스전달경로(520) 상에서 하방에 위치한 가스분사홀(530)의 직경보다 상방에 위치한 가스분사홀(530)의 직경을 크게 형성함으로써, 상방에 위치한 가스분사홀(530)로부터 분사되는 가스분사량과, 하방에 위치한 가스분사홀(530)로부터 분사되는 가스분사량을 동일하게 조절할 수 있다. Although not shown in the drawing, the diameter of the gas injection hole 530 located above is made larger than the diameter of the gas injection hole 530 located below on the gas delivery path 520, so that the gas injection hole 530 located above The amount of gas sprayed from can be adjusted to be equal to the amount of gas sprayed from the gas spray hole 530 located below.

도 6a 내지 도 6c는 도 3에 도시된 헤드의 구동과정을 설명하기 위한 도면이다. FIGS. 6A to 6C are diagrams for explaining the driving process of the head shown in FIG. 3.

중공을 중심으로 SF1 내지 SF6의 내측벽면을 갖는 대상물의 원자층 증착 과정을 설명하면 다음과 같다. The atomic layer deposition process of an object having an inner wall of SF1 to SF6 centered on a hollow space is explained as follows.

도 6a와 같이, 회전중인 대상물의 내측표면 중 제1면 및 제5면(SF1, SF5)이 제1 소스가스를 분사하는 가스분사홀(530)의 앞을 지나면서 대상물의 제1면 및 제5면(SF1, SF5)에 제1 소스가스(G1)가 대상물의 표면에 코팅된다(하늘색 부분).As shown in Figure 6a, the first and fifth surfaces (SF1, SF5) of the inner surfaces of the rotating object pass in front of the gas injection hole 530 that sprays the first source gas, and the first and fifth surfaces of the object are rotated. The first source gas (G1) is coated on the surface of the object on the five sides (SF1, SF5) (light blue part).

한편, 대상물의 제1면 및 제5면(SF1, SF5)을 제외한 다른 표면(SF2, SF3, SF4, SF6, SF7, SF8)은 제1 소스가스가 코팅되기 전까지, 대상물의 표면에 분사되는 불활성가스 또는 제2 소스가스는, 불활성기체의 분사 및 가스배기구(540)로의 흡입에 의해 제거된다.Meanwhile, other surfaces (SF2, SF3, SF4, SF6, SF7, SF8) except the first and fifth surfaces (SF1, SF5) of the object are inert and sprayed on the surface of the object until the first source gas is coated. The gas or second source gas is removed by spraying an inert gas and sucking it into the gas exhaust port 540.

이후 도 6b와 같이, 회전중인 대상물의 제1면 및 제5면(SF1, SF5)이 제2 소스가스를 분사하는 가스분사홀(530)의 앞을 지나면서, 대상물의 제1면 및 제5면(SF1, SF5)에 부착된 제1 소스가스가 제2 소스가스와 화학결합을 일으키며 원자층이 증착된다(주황색 부분). Thereafter, as shown in FIG. 6B, the first and fifth surfaces (SF1, SF5) of the rotating object pass in front of the gas injection hole 530 that sprays the second source gas, and the first and fifth surfaces of the object are The first source gas attached to the surfaces SF1 and SF5 chemically bonds with the second source gas, and an atomic layer is deposited (orange portion).

이후 도 6c와 같이, 회전중이 대상물의 내측표면 전면에 원자층이 증착되며, 대상물의 회전수 및 회전각도에 따라 원자층은 복수층으로 증착될 수 있다. Thereafter, as shown in FIG. 6C, an atomic layer is deposited on the entire inner surface of the object while it is rotating, and the atomic layer can be deposited in multiple layers depending on the rotation speed and rotation angle of the object.

그리고 도 6a, 도 6b, 도 6c의 단계 각각의 사이마다 불활성기체로서 N2가 분사되어 잔존 기체를 클리닝하며, 기판으로부터 제거되는 가스 또는 불순물들은 가스배기구(540)로 흡입되어 배기된다.In addition, N2 as an inert gas is sprayed between each step of FIGS. 6A, 6B, and 6C to clean the remaining gas, and the gas or impurities removed from the substrate are sucked in and exhausted through the gas exhaust port 540.

제어부(50)는 원하는 두께의 원자층을 증착시키기 위해, 대상물의 회전수 및 회전각도를 제어할 수 있다. 원자층의 목표두께가 1nm이고 1회 원자층 증착 두께가 0.1nm일 때, 제어부(50)는 원자층을 10겹으로 증착하기 위해 대상물의 회전수, 회전각도 및 회전속도를 제어할 수 있다. The control unit 50 can control the rotation speed and rotation angle of the object in order to deposit an atomic layer of a desired thickness. When the target thickness of the atomic layer is 1 nm and the thickness of one atomic layer deposition is 0.1 nm, the control unit 50 can control the rotation number, rotation angle, and rotation speed of the object to deposit 10 atomic layers.

도 7은 도 2b에 도시된 대상물의 외측표면에 원자층을 증착하기 위한 제2 가스분사층을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 제2 가스분사층의 A-A'방향으로의 단면을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 7에 도시된 제2 가스분사층의 수직단면을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 7 is a diagram for explaining the second gas injection layer for depositing an atomic layer on the outer surface of the object shown in FIG. 2B, and FIG. 8 is a view showing the A-A' direction of the second gas injection layer shown in FIG. 7. It is a drawing for explaining a cross section of a , and FIG. 9 is a drawing for explaining a vertical cross section of the second gas injection layer shown in FIG. 7.

도 7을 참조하면, 대상물의 외측표면에 원자층을 증착시키기 위한 제2 가스분사층(600)은 중앙에 대상물이 삽입될 수 있는 중공부(610)가 형성되고, 중공부(610)의 외곽측에 Z축 상에서 하방으로 가스가 전달되는 가스전달경로(620)가 외곽측의 둘레를 따라 복수개 구비되고, 가스전달경로(620)와 중공부의 경계면에 해당되는 가스전달경로의 내측면에는 중공부(610)를 향해 수평방향으로 가스를 분사하기 위한 복수의 가스분사홀(630)이 구비된다. 그리고 제2 가스분사층(600)의 둘레를 따라 가스전달경로(620) 사이마다 가스를 흡입하여 배기하기 위한 가스배기구(640)가 구비된다. Referring to FIG. 7, the second gas spray layer 600 for depositing an atomic layer on the outer surface of an object is formed with a hollow part 610 in the center into which an object can be inserted, and the outer part of the hollow part 610 is formed. On the side, a plurality of gas delivery paths 620 through which gas is transmitted downward on the Z axis are provided along the circumference of the outer side, and a hollow portion is provided on the inner surface of the gas delivery path corresponding to the boundary between the gas delivery path 620 and the hollow portion. A plurality of gas injection holes 630 are provided to inject gas in a horizontal direction toward 610. In addition, gas exhaust ports 640 for sucking in and exhausting gas are provided between the gas delivery paths 620 along the circumference of the second gas injection layer 600.

중공부(610)는 대상물이 삽입되는 부분으로서, 원자층을 증착할 대상물의 크기를 고려하여 적절한 직경으로 형성될 수 있다. The hollow portion 610 is a portion into which an object is inserted, and may be formed with an appropriate diameter in consideration of the size of the object on which the atomic layer is to be deposited.

도 8을 참조하면, 가스분사홀(630)은 비활성 가스가 분사되는 가스분사홀(630a, 630c, 630e, 630g)과, s1가스가 분사되는 가스분사홀(630b, 630f)과, s2가스가 분사되는 가스분사홀(630d, 630h)을 포함하고, 가스분사홀(630a, 630b, 630c, 630d, 630e, 630f, 630g, 630h) 각각의 사이에 배치되어 배기를 수행하는 가스배기구(640)가 구비된다.Referring to FIG. 8, the gas injection hole 630 includes gas injection holes 630a, 630c, 630e, and 630g through which inert gas is injected, gas injection holes 630b and 630f through which s1 gas is injected, and s2 gas. A gas exhaust port 640 includes gas injection holes 630d and 630h, and is disposed between the gas injection holes 630a, 630b, 630c, 630d, 630e, 630f, 630g, and 630h to perform exhaust. It is provided.

도 9를 참조하면, 가스전달경로(620)는 가스를 분사하기 위한 하방으로 갈수록 단면적이 좁아지는 형태로 구비될 수 있다. 이에 따라 가스전달경로(620) 상에서 상방에 위치한 가스분사홀(630)에서 분사되는 가스분사압력과, 가스전달경로(620) 상에서 하방에 위치한 가스분사홀(630)에서 분출되는 가스분사압력을 동일하게 맞춤으로써, 대상물의 외측표면에 Z축 방향을 따라 균일한 원자층을 형성할 수 있게 된다.Referring to FIG. 9, the gas delivery path 620 may have a cross-sectional area that narrows downward for spraying gas. Accordingly, the gas injection pressure emitted from the gas injection hole 630 located above on the gas delivery path 620 and the gas injection pressure ejected from the gas injection hole 630 located below on the gas delivery path 620 are the same. By aligning it properly, it is possible to form a uniform atomic layer along the Z-axis direction on the outer surface of the object.

제2 가스분사층(600)의 원자층 증착과정은 도 6a 내지 도 6c에서 설명한 바와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.Since the atomic layer deposition process of the second gas injection layer 600 is similar to that described in FIGS. 6A to 6C, detailed description is omitted.

본 발명에 따르면, 제1 가스분사층(500)는 대상물의 상면이 아닌, 측면방향으로 가스를 분사하여 원자층을 증착시키기 때문에, 3D 입체형상을 갖는 대상물의 내측표면 또는 외측표면 전체에 원자층을 균일하게 증착시킬 수 있다. According to the present invention, the first gas spray layer 500 deposits the atomic layer by spraying gas in the side direction rather than the top surface of the object, so that the atomic layer is deposited on the entire inner or outer surface of the object having a 3D three-dimensional shape. can be deposited uniformly.

본 발명에 따르면, 각도에 따라 다른 가스들이 분사되는 가스분사층을 대상물에 위치한 후, 스테이지 상에서 대상물을 회전시켜 공간분할방식으로 원자층을 증착할 수 있다. According to the present invention, a gas spray layer through which different gases are sprayed depending on the angle is placed on an object, and then the object can be rotated on a stage to deposit an atomic layer in a space division method.

본 발명에 따르면, 노즐블록(120)이 가스분산블록(110)에 착탈가능하게 결합되는 구조로 이루어짐에 따라, 대상물의 증착부위에 따라 그에 대응되는 가스분사층(150)를 갖는 노즐블록(120)을 가스분산블록(110)에 결합하여 사용될 수 있다. According to the present invention, the nozzle block 120 is structured to be detachably coupled to the gas distribution block 110, so that the nozzle block 120 has a gas spray layer 150 corresponding to the deposition site of the object. ) can be used by combining it with the gas distribution block 110.

10: 원자층 증착장치 20: 로드챔버
30: 언로드챔버 40: 공정챔버
50: 제어부 100: 헤드
110: 가스분산블록 111: 입력층
112: 제1 분산층 113: 제2 분산층
114: 출력층 120: 노즐블록
121: 연결층 200: 스테이지
500: 제1 가스분사층 600: 제2 가스분사층
610: 중공 520, 620: 가스전달경로
530, 630: 가스분사홀 540, 640: 가스배기구
10: Atomic layer deposition device 20: Load chamber
30: unload chamber 40: process chamber
50: Control unit 100: Head
110: gas distribution block 111: input layer
112: first dispersion layer 113: second dispersion layer
114: output layer 120: nozzle block
121: connection layer 200: stage
500: first gas injection layer 600: second gas injection layer
610: hollow 520, 620: gas delivery path
530, 630: gas injection hole 540, 640: gas exhaust port

Claims (6)

원자층 증착 대상물을 회전시키는 회전지지부를 구비하는 스테이지; 및
상기 회전하는 대상물에 원자층을 증착하는 헤드를 포함하고,
상기 헤드는,
상기 회전지지부 상에서 회전하는 증착 대상물의 내측표면 및 외측표면 중 어느 하나에 측면방향으로 가스를 분사하여 원자층을 증착하는 노즐블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
A stage having a rotation support for rotating the atomic layer deposition object; and
It includes a head for depositing an atomic layer on the rotating object,
The head is,
An atomic layer deposition apparatus comprising a nozzle block for depositing an atomic layer by spraying gas in a lateral direction on either the inner surface or the outer surface of the deposition object rotating on the rotation supporter.
제1항에 있어서,
상기 헤드는,
입력가스를 x축 및 y축으로 분산시키는 가스분산블록
상기 가스분산블록 하부에 구비되어 대상물에 가스를 분사하는 노즐블록을 포함하고,
상기 노즐블록은, 상기 가스분산블록에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
According to paragraph 1,
The head is,
Gas distribution block that distributes input gas to the x-axis and y-axis
It includes a nozzle block provided below the gas distribution block for spraying gas to an object,
The atomic layer deposition apparatus is characterized in that the nozzle block is detachably coupled to the gas distribution block.
제1항에 있어서,
상기 노즐블록은,
대상물에 형성된 중공부에 삽입되어, 상기 회전지지부 상에서 회전하는 대상물의 중공부의 내측표면에 원자층을 증착하는 제1 가스분사층을 구비하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
According to paragraph 1,
The nozzle block is,
An atomic layer deposition apparatus comprising a first gas injection layer that is inserted into a hollow portion formed in an object and deposits an atomic layer on the inner surface of the hollow portion of the object rotating on the rotation supporter.
제1항에 있어서,
상기 노즐블록은, 원통형으로 돌출 형성된 제1 가스분사층을 포함하고,
상기 제1 가스분사층은, 원통형의 둘레를 따라 불활성기체, 제1 소스가스, 불활성기체, 제2 소스가스를 외측방향으로 분사하는 가스분사홀이 순차적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
According to paragraph 1,
The nozzle block includes a first gas injection layer protruding in a cylindrical shape,
The first gas injection layer is an atomic layer deposition device characterized in that gas injection holes for spraying an inert gas, a first source gas, an inert gas, and a second source gas in an outward direction are sequentially provided along the circumference of the cylindrical shape. .
제1항에 있어서,
상기 노즐블록은,
대상물이 삽입될 수 있는 중공부를 구비하는 제1 가스분사층을 구비하며,
상기 제1 가스분사층은,
상기 회전지지부 상에서 회전하는 대상물이 상기 중공부에 위치된 상태에서 상기 대상물의 외측표면에 원자층을 증착하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
According to paragraph 1,
The nozzle block is,
It has a first gas injection layer having a hollow portion into which an object can be inserted,
The first gas injection layer is,
An atomic layer deposition apparatus, characterized in that an atomic layer is deposited on the outer surface of an object rotating on the rotation supporter while the object is positioned in the hollow portion.
제1항에 있어서,
상기 노즐블록은, 원통형으로 형성되어 대상물이 삽입될 수 있는 중공을 구비하는 제1 가스분사층을 구비하며,
상기 제1 가스분사층은, 중공의 둘레를 따라 중공의 중심을 향해 불활성기체, 제1 소스가스, 불활성기체, 제2 소스가스를 분사하는 가스분사홀이 순차적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
According to paragraph 1,
The nozzle block has a first gas injection layer that is formed in a cylindrical shape and has a hollow into which an object can be inserted,
The first gas injection layer is an atomic layer characterized in that gas injection holes for spraying an inert gas, a first source gas, an inert gas, and a second source gas are sequentially provided along the circumference of the hollow toward the center of the hollow. deposition equipment.
KR1020220103348A 2022-08-18 2022-08-18 Atomic layer depositing apparatus KR20240025301A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220103348A KR20240025301A (en) 2022-08-18 2022-08-18 Atomic layer depositing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220103348A KR20240025301A (en) 2022-08-18 2022-08-18 Atomic layer depositing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240025301A true KR20240025301A (en) 2024-02-27

Family

ID=90058968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220103348A KR20240025301A (en) 2022-08-18 2022-08-18 Atomic layer depositing apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240025301A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090054930A (en) 2007-11-27 2009-06-01 에이에스엠지니텍코리아 주식회사 Atomic layer deposition apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090054930A (en) 2007-11-27 2009-06-01 에이에스엠지니텍코리아 주식회사 Atomic layer deposition apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6869890B2 (en) Processing apparatus to be sealed against workpiece
TWI475129B (en) Method and system for thin film deposition
JP2011518252A (en) Coating device with rotating module
US11293097B2 (en) Apparatus for distributing gas and apparatus for processing substrate including the same
KR20240025301A (en) Atomic layer depositing apparatus
CN110622290B (en) Sub-nanometer substrate cleaning mechanism
KR102491924B1 (en) Film forming method and film forming apparatus
KR100501638B1 (en) Automatic coating apparatus for electro magnetic wave shielding paint and deposition paint
US6402844B1 (en) Substrate processing method and substrate processing unit
KR20120072086A (en) Apparatus to deposit powder using aerosol
EP2098608A1 (en) Coating apparatus with rotation module
KR20150098456A (en) Apparatus for processing substrate
KR100950076B1 (en) Apparatus for depositing thin film for spraying gas as form of air curtain
KR102568084B1 (en) Apparatus and method for treating substrate
KR20140041021A (en) Deposition apparatus having cvd mode and ald mode
US20090226618A1 (en) Coating apparatus with rotation module
EP1263022A1 (en) Substrate cleaning system
EP3919652B1 (en) Coating device
KR20110042588A (en) Process module for atomic layer deposition apparatus
US20190206659A1 (en) Deposition apparatus including cleaning gas valve unit and deposition method including the same
JPH0645303A (en) Substrate cleaning apparatus
JP2023152718A (en) Flow rate increase device and thin film vapor deposition apparatus including the same
KR101539095B1 (en) Thin Film Deposition Apparatus, and Linear Source therefor
JP2001223196A (en) Substrate washing system
JP7450366B2 (en) Substrate holding device, substrate processing device, substrate holding method, reversing method, film forming method, electronic device manufacturing method