JP2018048395A - 複合膜の蒸着装置及び蒸着方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方に同時にプラズマを形成するための共通の電源が供給される電極部を有するシャワーヘッドを用いて単一のチャンバにおいて複合膜を蒸着する蒸着装置及び蒸着方法を提供する。【解決手段】複合膜の蒸着装置は、チャンバと、その内部に配設され基板を支持する基板支持台と、基板支持台に接続されチャンバ内で基板支持台を第1の軸方向に移動させる駆動部と、基板の蒸着面と向かい合うソースガスノズル及び反応ガスノズルを介して基板の上にソースガス及び反応ガスを噴射し、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方にプラズマを形成するための共通の電源が供給される電極部を有するシャワーヘッドと、ソースガス供給部と、第1の反応ガス供給部と、第2の反応ガス供給部とを備え、ソースガスノズル及び反応ガスノズルは、第1の軸方向と交差する第2の軸方向に延在され、第2の軸方向に平行に配置される。【選択図】図1
Description
本発明は、複合膜の蒸着装置及び蒸着方法に関し、更に詳しくは、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方に同時にプラズマを形成するための共通の電源が供給される電極部を有するシャワーヘッドを用いて単一のチャンバにおいて複合膜を蒸着する複合膜の蒸着装置及び蒸着方法に関する。
有機発光ダイオード(OLED)、有機太陽電池及び有機薄膜トランジスタ(Organic TFT)などの有機電子素子は、水分及び酸素に脆弱であるため、素子の保護のための封止膜の形成工程を必要とする。
封止膜は、透湿の防止のためのバリア膜及び柔軟性のためのバッファ膜を積層して形成する。従来にはバリア膜及びバッファ膜の多層構造膜を互い違いに積層するために多数のチャンバにおいて多数枚のマスクを用いて蒸着することを余儀なくされ、その結果、封止膜の蒸着工程が煩雑であり、しかも、蒸着装備の大型化が招かれるという不都合があった。
一方、封止膜の形成のために多種多様な蒸着法が試みられたが、一般に、原子層蒸着(Atomic Layer Deposition;ALD)法及び化学気相蒸着(Chemical Vapor Deposition;CVD)法が多用されている。化学気相蒸着(CVD)法は、ソースガス及び反応ガスを供給した後にプラズマを用いて薄膜を蒸着し、様々な組成の物質を高速で蒸着することができ、大型装置を構成しやすいとはいえ、透湿防止特性に劣るという欠点がある。これに対し、原子層蒸着(ALD)法は、前駆体(precursor)及び反応ガスをこの順に供給して基板上における吸着及び反応を用いて薄膜を蒸着し、透湿防止特性に優れているとはいえ、蒸着速度が遅いため量産に適用し難いという欠点がある。
この理由から、蒸着速度が速いながらも、抜群の透湿防止特性を有する複合膜を蒸着する方法が求められている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方に同時にプラズマを形成するための共通の電源が供給される電極部を有するシャワーヘッドを用いることにより、プラズマを形成するための電源の数を低減することができ、しかも、単一のチャンバにおいて更に向上した速度にて複合膜を蒸着することのできる複合膜の蒸着装置及び蒸着方法を提供することである。
上記の目的を達成するために案出された本発明の一実施形態に係る複合膜の蒸着装置は、薄膜の蒸着工程が行われるチャンバと、前記チャンバの内部に配設され、前記薄膜が蒸着される基板が支持される基板支持台と、前記基板支持台に接続されて前記チャンバ内において前記基板支持台を第1の軸方向に移動させる駆動部と、前記基板の蒸着面と向かい合うソースガスノズル及び反応ガスノズルを介して前記基板の上に前記薄膜の蒸着のためのソースガス及び反応ガスをそれぞれ噴射し、前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルの前方に同時にプラズマを形成するための共通の電源が供給される電極部を有するシャワーヘッドと、前記ソースガスノズルに前記ソースガスを供給するソースガス供給部と、前記反応ガスノズルに第1の反応ガスを供給する第1の反応ガス供給部と、前記反応ガスノズルに第2の反応ガスを供給する第2の反応ガス供給部とを備え、前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルは、前記第1の軸方向と交差する第2の軸方向に延在され、前記第2の軸方向に平行に配置される。
前記第1の反応ガスは窒素(N)原子を含み、前記第2の反応ガスは酸素(O)原子を含み、前記第1の反応ガス及び前記第2の反応ガスは時分割されて供給され得る。
前記ソースガスは、前記第1の反応ガスと反応して第1の薄膜を形成し、前記第2の反応ガスと反応して第2の薄膜を形成し、前記第1の薄膜及び前記第2の薄膜は積層され得る。
前記ソースガスは、金属前駆体ガスを含む第1のソースガスと、前記第1のソースガスとは異種の第2のソースガスとを含み、前記第1のソースガス及び前記第2のソースガスは時分割されて供給され得る。
前記複合膜の蒸着装置は、前記シャワーヘッドに不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を更に備え、前記不活性ガスは、前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルのうちの少なくとも一方のノズルを介して噴射され得る。
前記シャワーヘッドは、前記ソースガスノズルの両側及び前記反応ガスノズルの両側に配設されるように前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルと平行に配置される複数のポンピングノズルを更に備え得る。
前記ソースガスノズルは複数であり、前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルは前記第1の軸方向に互い違いに配置され、前記反応ガスノズルの両側には前記ソースガスノズルがそれぞれ位置し得る。
前記電極部は一体型の共通電極として形成され、前記共通電極には、前記ソースガスノズルに連通される前記ソースガスの移動流路及び前記反応ガスノズルに連通される前記反応ガスの移動流路がそれぞれ形成され得る。
上記の目的を達成するために案出された本発明の他の実施形態に係る複合膜の蒸着方法は、互いに平行に配置されるソースガスノズル及び反応ガスノズル並びにプラズマの形成のための電極部を有するシャワーヘッドを用いた複合膜の蒸着方法において、前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルの前方に同時に前記プラズマを形成するための共通の電源が供給される前記電極部を用いて前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルの前方に前記プラズマを形成するステップと、前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルの前方に前記プラズマが形成された状態で前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルを介してソースガス及び第1の反応ガスを基板の上にそれぞれ噴射して第1の薄膜を蒸着するステップと、前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルの前方に前記プラズマが形成された状態で前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルを介して前記ソースガス及び第2の反応ガスを前記基板の上にそれぞれ噴射して第2の薄膜を蒸着するステップとを含み、前記第1の薄膜を蒸着するステップ及び前記第2の薄膜を蒸着するステップは、前記基板を移動させながら行い得る。
前記複合膜の蒸着方法は、前記第1の薄膜を蒸着するステップと前記第2の薄膜を蒸着するステップとの間に未反応の残留ガスを排気するステップを更に含み得る。
前記第1の薄膜を蒸着するステップと、前記第2の薄膜を蒸着するステップ及び前記残留ガスを排気するステップは、所定の回数だけ繰り返し行い得る。
前記第1の反応ガスは窒素(N)原子を含み、前記第2の反応ガスは酸素(O)原子を含み得る。
上記の目的を達成するために案出された本発明の更に他の実施形態に係る複合膜の蒸着装置は、チャンバと、前記チャンバの内部に配設され、基板が支持される基板支持台と、前記基板支持台に接続されて前記チャンバ内において前記基板支持台を第1の軸方向に移動させる駆動部と、前記基板の蒸着面と向かい合うソースガスノズル及び反応ガスノズルを介して前記基板の上に複数のソースガス及び複数の反応ガスを選択的にそれぞれ噴射し、前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルの前方に同時にプラズマを形成するための共通の電源が供給される電極部を有するシャワーヘッドと、前記ソースガスノズルに前記複数のソースガスを供給する複数のソースガス供給部と、前記反応ガスノズルに前記複数の反応ガスを供給する複数の反応ガス供給部とを備え、前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルは、前記第1の軸方向と交差する第2の軸方向に延在され、前記第2の軸方向に平行に配置され、前記複数のソースガス及び前記複数の反応ガスが選択的に噴射されて形成される複数の薄膜が積層される。
前記複数のソースガスはそれぞれ時分割されて前記ソースガスノズルに供給され、前記複数の反応ガスはそれぞれ時分割されて前記反応ガスノズルに供給され得る。
本発明の一実施形態に係る複合膜の蒸着装置によれば、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方に同時にプラズマを形成するための共通の電源が供給される電極部を有するシャワーヘッドを用いてシャワーヘッドと基板との間の領域にプラズマを形成することにより、プラズマを形成するための電源の数を低減することができ、シャワーヘッドの構造を単純化することができる。これにより、複合膜の蒸着装置の構造が単純化され、複合膜の蒸着装置の製造コストが節減される。
また、同じソースガスを供給し続けながら反応ガスを交互に供給することにより、単一のチャンバにおいて複合膜を蒸着することができ、反応ガスのみをスイッチング(Switching)することにより、複合膜を容易に形成することができ、タクトタイム(製造における、生産工程の均等なタイミングを図るための工程作業時間)を短縮することができる。なお、薄膜特性に優れたシリコン窒化(SiNx)膜及びシリコン酸化(SiOx)膜を積層することにより、抜群の透湿防止特性を有する有機電子素子用封止膜を提供することができる。
一方、互い違いに平行に配置されたソースガスノズル及び反応ガスノズルを介してソースガス及び反応ガスを同時にそれぞれ噴射しながら基板を移動させて各薄膜を蒸着することにより、原子層蒸着(ALD)法による薄膜の蒸着速度を向上することができる。
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態に係る複合膜の蒸着装置及び蒸着方法について詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明の実施形態に係る複合膜の蒸着装置及び蒸着方法について説明するに当たって、同じ構成要素に対しては同じ参照符号を附し、本発明の実施形態に係る複合膜の蒸着装置及び蒸着方法について正確に説明するために図中の構成要素の大きさが部分的に誇張されていてもよく、図中、同じ参照符号は、同じ構成要素を示す。
図1は、本発明の一実施形態に係る複合膜の蒸着装置を示す概略図であり、図2は、本発明の一実施形態に係るシャワーヘッドの電極部を示す概略斜視図である。
図1及び図2を参照すると、本発明の一実施形態に係る複合膜の蒸着装置は、薄膜の蒸着工程が行われるチャンバ110と、チャンバ110の内部に配設され、薄膜が蒸着される基板10が支持される基板支持台120と、基板支持台120に接続されてチャンバ110内において基板支持台120を第1の軸方向11に移動させる駆動部(図示せず)と、基板10の蒸着面と向かい合うソースガスノズル131及び反応ガスノズル132を介して基板10の上に薄膜の蒸着のためのソースガス及び反応ガスをそれぞれ噴射し、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132の前方に同時にプラズマ40を形成するための共通の電源が供給される電極部135を有するシャワーヘッド130と、ソースガスノズル131にソースガスを供給するソースガス供給部140と、反応ガスノズル132に第1の反応ガスを供給する第1の反応ガス供給部150と、反応ガスノズル132に第2の反応ガスを供給する第2の反応ガス供給部170とを備え、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132は、第1の軸方向11と交差する第2の軸方向12に延在され、第2の軸方向12に平行に配置されてもよい。
チャンバ110は、基板10が収容されて基板10の上に薄膜の蒸着工程が行われる空間を提供することができ、チャンバ110の内部を真空引きすることができる。また、チャンバ110は接地(Ground)されてもよく、チャンバ110にはガスの排気及びチャンバ110の内部の圧力の維持のための排気ポート(図示せず)が形成されてもよく、基板10が出入り可能なゲート(図示せず)が形成されてもよい。なお、チャンバ110は、金属、セラミック、ガラス、ポリマー及び合成物をはじめとする多種多様な材料により製造されてもよく、チャンバ110の形状としては、直角形状、ドーム状、又はシリンダ状などが挙げられる。
基板支持台120はチャンバ110の内部に配設されてもよく、薄膜が蒸着される基板10が支持されてもよい。また、基板支持台120は、駆動部(図示せず)により往復動可能であり、この場合、ソースガス及び反応ガスがこの順に基板10の全体の領域に噴射されて薄膜が基板10の全体の領域に均一に蒸着可能である。
駆動部(図示せず)は基板支持台120に接続されてチャンバ110内において基板支持台120を第1の軸方向11に移動させてもよい。このとき、駆動部(図示せず)は基板支持台120を第1の軸方向11に往復動させてもよい。この場合、基板支持台120の往復動により基板10の全体の領域にソースガス及び反応ガスがこの順に噴射されて薄膜が蒸着可能である。駆動部(図示せず)は、動力を提供する動力源(図示せず)と、該動力源(図示せず)からの動力を伝える動力伝達部(図示せず)及び基板支持台120に固定されて動力伝達部(図示せず)との接続を行う接続部(図示せず)とを備えていてもよく、本発明はこのような構成に何等限定されるものではなく、第1の軸方向11に基板支持台120を移動(又は往復動)可能であればよい。
シャワーヘッド130は、基板10の蒸着面と向かい合うソースガスノズル131及び反応ガスノズル132を介して基板10の上に薄膜の蒸着のためのソースガス(又は前駆体)及び反応ガスを同時にそれぞれ噴射してもよい。ここで、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132は、第1の軸方向11と交差する第2の軸方向12に延存される長尺形状(すなわち、線形)を呈してもよく、第2の軸方向12に平行に配置されてもよい。また、ソースガス及び反応ガスは、ソースガスライン15及び反応ガスライン16により分離されて、それぞれ別々にソースガスノズル131及び反応ガスノズル132に供給されてもよい。このとき、基板10を第1の軸方向11に移動させて基板10がシャワーヘッド130のソースガスノズル131及び反応ガスノズル132に対応する区間を通過すると、基板10の全体の領域に薄膜が蒸着可能である。例えば、まず、基板10の移動によりソースガスが基板10の上に噴射され、次に、反応ガスが噴射されることにより、基板10上においてソースガス(層)及び反応ガス(層)が反応して薄膜が蒸着可能であり、ソースガス及び反応ガスが噴射され続けて薄膜が積層されながら薄膜が厚肉化可能である。ここで、薄膜の厚さは、基板10の往復動回数に応じて調節可能である。一方、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132の数を増やす場合には、基板10の1回の移動(又は往復)により更に厚い薄膜を蒸着することができる。また、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132が複数である場合には、ソースガスライン15及び反応ガスライン16から分配されてそれぞれのソースガスノズル131及び反応ガスノズル132に供給可能である。なお、ソースガスは複数の金属前駆体(precursor)ガスであってもよく、反応ガスは金属前駆体ガスと反応する複数のガスであってもよく、第1の反応ガス及び第2の反応ガスを含んでいてもよい。
また、シャワーヘッド130は、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132の前方に同時にプラズマ40を形成するための共通の電源(power)が供給される電極部135を有していてもよい。電極部135は、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132の前方(例えば、ソースガスノズル及び反応ガスノズルと基板との間の領域)に同時にプラズマ40を形成するために共通の電源が供給される電極であって、一つの電極により構成されて一つの電源(すなわち、共通の電源)が供給されてもよく、複数の電極に共通の電源(すなわち、一つの電源)が供給されてもよい。しかしながら、その形状及び電極の数はこれに何等限定されるものではなく、共通の電源が供給されてソースガスノズル131及び反応ガスノズル132の前方に同時にプラズマ40を形成可能であればよい。
更に、電極部135は、基板10の大きさに応じてその数を異にしてもよい。基板10が小さな場合にはシャワーヘッド130に一つの電極部135が配設されてもよく、大面積の基板10である場合には共通の電源から供給される距離差が大きくなって距離差によるプラズマ40の強さがばらつく虞があるため、シャワーヘッド130を分割して複数の電極部135が配設されてもよい。
電極部135を介して共通の電源でソースガスノズル131の前方及び反応ガスノズル132の前方の両方ともにプラズマ40を形成してもよく、共通の電源によりソースガスノズル131の前方のプラズマ40a及び反応ガスノズル132の前方のプラズマ40bが一緒に制御されてもよい。これにより、電極部135に電源(power)を供給する電源供給部180の数を低減することができる。
例えば、電極部135は、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132のそれぞれの少なくとも一部が形成された一つの電極であってもよく、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132の共通電極として使用可能である。このような電極は、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132の前方にプラズマ40を形成するために共通して使用可能であり、一つの電極がソースガスノズル131の前方及び反応ガスノズル132の前方の両方ともにプラズマ40を形成してもよく、一つの電極によりソースガスノズル131の前方のプラズマ40a及び反応ガスノズル132の前方のプラズマ40bが一緒に制御されてもよい。この場合、電極部135に電源を供給する電源供給部180の数を最小化してもよい(すなわち、一つの電源供給部を用いてもよい)。複数の電極に複数の電源供給部がそれぞれ接続される場合には、複数の電極がそれぞれ別々に制御されるため整合(マッチング)し難いが、本発明においては電極部135を一つの電源供給部180で制御するので、簡単に整合を行うことができる。
従来には、ソースガスノズル及び反応ガスノズルにそれぞれ電極を形成して個別電極を用いたため全てのソースガスノズル及び反応ガスノズルに高周波電源部181及びマッチャ(整合器)182がそれぞれ別々に取り付けられ、その結果、整合し難かっただけではなく、工程中に工程雰囲気(又はガス雰囲気)の変化に起因する整合不安定によるプラズマ不安定などの工程再現性及び工程の不安要素が発生していた。また、量産適用のためには原子層蒸着(ALD)法の蒸着速度を上げなければならないためソースガスノズル及び反応ガスノズルの数を増やさなければならないが、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの個別ノズル(nozzle)の構成が非常に複雑であるためノズルピッチ(nozzle pitch)を減らし難く、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの数を増やすのに限界があった。しかしながら、本発明においては、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132に共通的に高周波電源部181及びマッチャ182が取り付けられるので簡単に整合可能であるだけではなく、整合不安定によるプラズマ不安定などの工程再現性及び工程の不安要素が発生することを防止又は抑制することができる。
一方、第1の薄膜及び第2の薄膜を形成する場合、電極部135を介してソースガスノズル131及び反応ガスノズル132の前方にプラズマ40を形成して第1の薄膜及び第2の薄膜を蒸着することができ、これにより、第1の薄膜及び第2の薄膜の蒸着速度を向上することができる。
また、シャワーヘッド130は、ソースガスノズル131の両側及び反応ガスノズル132の両側に配設されるようにソースガスノズル131及び反応ガスノズル132と平行に配置される複数のポンピングノズル133を更に備えていてもよい。複数のポンピングノズル133はソースガスノズル131及び反応ガスノズル132の両側に配設されて、各薄膜の蒸着に寄与されなかった余剰のガス物質及び蒸着副産物を排気することができる。例えば、複数のポンピングノズル133はポンピングライン31と接続可能であり、ポンピングライン31に配設されるポンプ30によりポンピングされてチャンバ110内の未反応の残留ガスがポンピングライン31を介して排気可能である。
更に、電極部135は、一体型の共通電極(又は電極胴体)により形成されてもよく、共通電極には、ソースガスノズル131に連通されるソースガスの移動流路131a及び反応ガスノズル132に連通される反応ガスの移動流路132aがそれぞれ形成されてもよい。例えば、電極部135は、シャワーヘッド130の胴体(ボディ)を構成する一体型の共通電極により形成されてその内部にソースガスの移動流路131a及び反応ガスの移動流路132aがそれぞれ形成されてもよく、複数のポンピングノズル133が形成された場合には、排気ガスの移動流路133aが形成されてもよい。ソースガスの移動流路131a及び反応ガスの移動流路132aは、第2の軸方向12に延在されるソースガスノズル131及び反応ガスノズル132の長尺な形状に倣ってソースガス及び反応ガスが上手に分配されて基板10の上に均一に噴射されるようにすることができる。一方、排気ガスの移動流路133aは、未反応の残留ガスを含む排気ガスがポンピングライン31に上手に集まってポンピングライン31を介して上手に排気されるようにすることができる。一体型の共通電極には複数のソースガスノズル131と、複数の反応ガスノズル132と、これらに対応する複数のソースガスの移動流路131a及び複数の反応ガスの移動流路132aが形成されてもよい。この場合、一体型の共通電極にノズル及び移動流路を加工して形成すればよいので、電極部135及び/又はシャワーヘッド130の加工及び製作を容易に行うことができ、これにより、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132のノズルの数を極大化することができる。
ソースガス供給部140は、ソースガスライン15を介してシャワーヘッド130のソースガスノズル131にソースガスを供給してもよい。このとき、ソースガスライン15にはマスフローコントローラ(Mass Flow Controller;MFC)50が配設されてもよく、ソースガスは、シリコン薄膜を蒸着するためのシリコンソース(例えば、SiH4)であってもよい。本発明に係る複合膜の蒸着装置は、第1の薄膜及び第2の薄膜の蒸着に当たって同じソースガスを用いてもよい。
ソースガスは、金属前駆体ガスを含む第1のソースガスと、第1のソースガスとは異種の第2のソースガスとを含んでいてもよい。このとき、ソースガスは、第1のソースガス及び第2のソースガスをはじめとする複数のガス(又は複数の金属前駆体ガス)を含んでいてもよく、複数のガスは、複数のソースガス供給部140を介してそれぞれ別々に供給可能である。第1のソースガスは金属前駆体ガスを含んでいてもよく、金属はシリコン(Si)を含んでいてもよい。なお、第2のソースガスは第1のソースガスとは異種であってもよく、金属前駆体ガスではない他のガスであってもよく、第1のソースガスの金属前駆体ガスとは異種の金属前駆体ガスであってもよい。ここで、第2のソースガスもまた金属前駆体ガスである場合には、第2のソースガスが第1のソースガス(又は第1のソースガスの金属前駆体ガス)に含まれている金属とは異種の金属を含む金属前駆体ガス又は金属に結合されたリガンドが第1のソースガスとは異種の金属前駆体ガスであってもよい。第2のソースガスが第1のソースガスに含まれている金属と同種の金属を含む場合、第2のソースガスは同種の金属に結合されたリガンドが第1のソースガスとは異種の金属前駆体ガスであってもよい。第1のソースガスは、第1の反応ガスと反応して第1の薄膜を形成してもよく、第2のソースガスは、第2の反応ガスと反応して第2の薄膜を形成してもよい。
また、第1のソースガス及び第2のソースガスは、時分割されてソースガスノズル131にそれぞれ別々に供給されてもよい。すなわち、第1のソースガス及び第2のソースガスは同じソースガスノズル131に時間的に分離されてそれぞれ別々に供給されてもよく、例えば、2種の薄膜を積層する場合には、第1のソースガス及び第2のソースガスが同じソースガスノズル131に交互に供給されてもよい。一方、n種の薄膜を積層する場合には、複合膜の蒸着装置が2〜n個のソースガス供給部140を有していてもよく、2〜n個のソースガスを対応する反応ガスとともに(又は同時に)時分割して(又は交互に)供給してもよい。ここで、各ソースガス及び各反応ガスが対をなして反応することにより、異なる複数の薄膜を形成することができ、複数のソースガス及び複数の反応ガスはそれぞれ時分割されて供給されてもよく、対をなす各ソースガス及び各反応ガスは同時に供給されてもよい。
第1の反応ガス供給部150は、第1の反応ガスライン151を介してシャワーヘッド130の反応ガスノズル132に第1の反応ガスを供給してもよく、第1の反応ガスライン151にはマスフローコントローラ(MFC)50が配設されてもよく、第1の反応ガスはソースガスと反応してもよい。
第2の反応ガス供給部170は、第2の反応ガスライン171を介してシャワーヘッド130の同じ反応ガスノズル132に第2の反応ガスを供給してもよい。このとき、第2の反応ガスライン171にはマスフローコントローラ(MFC)50が配設されてもよく、第2の反応ガスは第1の反応ガスと交互に供給されてもよく、ソースガスと反応してもよい。ここで、第2の反応ガスは、第1の反応ガスとは異種のものであってもよい。
第1の反応ガスは、窒素(N)原子を含んでいてもよく、窒素(N2)、アンモニア(NH3)などであってもよく、第2の反応ガスは、酸素(O)原子を含んでいてもよく、亜酸化窒素(N2O)、酸素(O2)、又は一酸化窒素(NO)などであってもよい。このとき、第1の反応ガス及び第2の反応ガスは時分割されて反応ガスノズル132にそれぞれ別々に供給されてもよい。すなわち、第1の反応ガス及び第2の反応ガスは同じ反応ガスノズル132に時間的に分離されてそれぞれ別々に供給されてもよく、例えば、2種の薄膜を積層する場合には、第1の反応ガス及び第2の反応ガスが同じ反応ガスノズル132に交互に供給されてもよい。一方、n種の薄膜を積層する場合には、複合膜の蒸着装置が2〜n個の反応ガス供給部を有していてもよく、2〜n個の反応ガスを対応するソースガスとともに時分割して(又は交互に)供給してもよい。
更に、ソースガスは、第1の反応ガスと反応して第1の薄膜を形成してもよく、第2の反応ガスと反応して第2の薄膜を形成してもよく、第1の薄膜及び第2の薄膜は積層されてもよい。ソースガスは、窒素(N)原子を含む第1の反応ガスと反応して窒化膜(第1の薄膜)を形成してもよく、酸素(O)原子を含む第2の反応ガスとも反応して酸化膜(第2の薄膜)を形成してもよい。ここで、第1の薄膜及び第2の薄膜は、プラズマ40を形成して蒸着してもよい。ソースガス及び第1の反応ガスをそれぞれ噴射しながら基板10を所定の回数だけ往復動させることにより、基板10の上に所定の厚さの第1の薄膜(窒化膜)を蒸着してもよい。次に、ソースガス及び第2の反応ガスをそれぞれ噴射しながら基板10を所定の回数だけ往復動させることにより、第1の薄膜の上に所定の厚さの第2の薄膜(酸化膜)を蒸着して第1の薄膜及び第2の薄膜を積層してもよい。また、再び第2の薄膜の上に第1の薄膜を蒸着してもよく、このような第1の薄膜及び第2の薄膜の蒸着(積層)工程を繰り返し行って第1の薄膜及び第2の薄膜を積層することにより、第1の薄膜及び第2の薄膜の複合膜を製造してもよい。
第1の薄膜は、シリコン窒化(SiNx)膜であってもよく、シリコン窒化(SiNx)膜は、抜群の透湿防止特性を有する。第2の薄膜は、シリコン酸化(SiOx)膜であってもよく、CH基を添加してもよい。CH基を添加する場合には、バッファ層の柔軟性を調節して折り畳み可能なレベルの極柔軟性を確保することができ、CH基の添加のためにBDEAS(ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン)、HMDSO(ヘキサメチルジシロキサン)、又はHMDS(ヘキサメチルジシラザン)などの有機分子ガスが使用可能であり、CH基を添加するための他のガスとしては、メタン(CH4)、エタン(C2H6)などの炭素を含むガスが使用可能である。
また、シリコン窒化(SiNx)膜(第1の薄膜)及びシリコン酸化(SiOx)膜(第2の薄膜)が積層される場合、シリコン窒化(SiNx)膜及びシリコン酸化(SiOx)膜の単一膜は100〜250オングストロームの厚さを有する薄膜であってもよく、シリコン窒化(SiNx)膜及びシリコン酸化(SiOx)膜が積層されてなる複合膜は、1,000〜2,000オングストロームの厚さを有する薄膜の多層膜であってもよい。この場合、複合膜の透湿防止特性に優れているだけではなく、複合膜に柔軟性を与えることができる。このような複合膜は、有機発光ダイオード(OLED)、有機太陽電池及び有機薄膜トランジスタ(Organic TFT)などの有機電子素子用封止膜として使用可能であり、シリコン窒化(SiNx)膜及びシリコン酸化(SiOx)膜の複合膜を通じて優れた有機電子素子用封止膜を提供することができる。
本発明に係る複合膜の蒸着装置は、シャワーヘッド130に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部190を更に備えていてもよく、不活性ガスは、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132のうちの少なくとも一方のノズルを介して噴射されてもよい。不活性ガス供給部190は、シャワーヘッド130に不活性ガスを供給してもよいが、不活性ガスライン191を備えていてもよい。不活性ガスは、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132のうちの少なくとも一方のノズルを介して噴射されてもよく、不活性ガスライン191がソースガスライン15又は反応ガスライン16と連通されて不活性ガスがソースガスノズル131又は反応ガスノズル132に供給されてもよく、ソースガスノズル131又は反応ガスノズル132を介して噴射されてもよい。ここで、不活性ガスライン191は、ソースガスライン15、第1の反応ガスライン151又は第2の反応ガスライン171にそれぞれ連通されてもよく、各ガスラインに連通される不活性ガスライン191にはマスフローコントローラ(MFC)50が配設されてもよい。
不活性ガスは、アルゴン(Ar)ガス、ヘリウム(He)ガス又は窒素(N2)ガスを含んでいてもよい。このとき、不活性ガスは、キャリアガスの役割を果たしてもよく、ソースガス、第1の反応ガス又は第2の反応ガスの濃度を希釈させる役割を果たしてもよく、第1の薄膜の蒸着工程と第2の薄膜の蒸着工程との間にパージ(purge)工程を行うガスとしても使用可能である。
パージ工程を行う際に、ソースガスライン15及び反応ガスライン16に不活性ガスのみを流してソースガスライン15及び反応ガスライン16に残留する、以前の薄膜の蒸着工程に用いられていたソースガスと反応ガス及びこれらの残渣を排気(又は排出)してもよい。
また、ソースガスノズル131は複数であってもよく、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132は第1の軸方向11に互い違いに配置されてもよく、反応ガスノズル132の両側にはソースガスノズル131がそれぞれ位置してもよい。ソースガスノズル131は複数であってもよく、反応ガスノズル132及び第1の軸方向11に互い違いに配置されてもよい。このとき、複数のポンピングノズル133は、第1の軸方向11の両側の最外郭と、ソースガスノズル131及び反応ガスノズル132の間とに配置されてもよく、反応ガスノズル132も複数であってもよい。反応ガスノズル132の両側にはソースガスノズル131がそれぞれ位置してもよく、これは、基板10の上に反応ガスよりも先にソースガスを噴射するためである。基板10の上に反応ガスが先に噴射される場合には、反応ガスが反応すべきソースガス(層)がないが故に薄膜が蒸着されないため、ソースガスを先に基板10の上に噴射して反応ガスをソースガス(層)と反応させることにより、薄膜を蒸着することができる。一方、基板10が片側に移動してから再び元の位置に戻る場合にはソースガス(層)が2回吸着されるが、ソースガス(層)は所定の割合にて反応ガスと反応するため反応ガスの量に応じて薄膜の厚さが決定され、その結果、ソースガス(層)が2回吸着されても全体的な薄膜の厚さには大きな影響を及ぼさない。
一方、シャワーヘッド130は、電極部135の外側に配設される外側カバー134を更に備えていてもよい。外側カバー134は電極部135の外側に配設されて電極部135を保護することができ、シャワーヘッド130をチャンバ110に接地させたり、電極部135の表面を絶縁させたりすることができる。ここで、外側カバー134は、特に制限はないが、アルミニウム(Al)材質により形成されてもよく、セラミック材質により形成されてもよい。
また、本発明に係る複合膜の蒸着装置は、電極部135に接続されてプラズマ40の形成のための電源(power)を供給する電源供給部180を更に備えていてもよい。電源供給部180は、電極部135に接続されてプラズマ40の形成のための電源を供給してもよく、電極部135に高周波電源を供給する高周波電源部181と、高周波電源部181と電極部135との間において反射電力を約「0」にするマッチャ182とを備えていてもよい。高周波電源部181は、高周波発生器(RF generator)を備えていてもよく、電極部135にプラズマ40の形成のための高周波電力を印加してもよい。
マッチャ182は可変キャパシタを備えていてもよく、高周波電源部181と電極部135との間に配設されてもよく、これを用いて反射電力を「0」にする高周波電源部181及び電極部135間の整合を行うことができる。本発明においては、電極部135を一つのマッチャ182で一つの高周波電源部181と整合させて高周波電源を供給するので、高周波電源部181及び電極部135間の整合を容易に行うことができる。
ここで、チャンバ110は接地可能であり、プラズマの形成のための接地としてチャンバ110の接地が使用可能である。また、電極部135は、電源供給部180から電源が供給されると、チャンバ110の接地によりシャワーヘッド130と基板支持台120との間の領域にプラズマ40を形成することができる。シャワーヘッド130の内部においてプラズマを形成してプラズマ状態でソースガス及び反応ガスを噴射すると、ソースガス又は反応ガスのラジカルが消滅して基板10上における反応性が減る。これにより、本発明においては、シャワーヘッド130と基板支持台120との間の領域にプラズマ40を形成することができる。
このように、本発明に係る複合膜の蒸着装置は、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方に同時にプラズマを形成するための共通の電源が供給される電極部を有するシャワーヘッドを用いてシャワーヘッドと基板との間の領域にプラズマを形成することにより、電源供給部の数を低減することができ、シャワーヘッドの構造を単純化することができる。これにより、複合膜の蒸着装置の構造が単純化され、複合膜の蒸着装置の製造コストが節減される。また、同じソースガスを供給し続けながら反応ガスを交互に供給することにより、単一のチャンバにおいて複合膜を蒸着することができ、反応ガスのみをスイッチング(Switching)することにより、複合膜を容易に形成することができ、タクトタイム(製造における、生産工程の均等なタイミングを図るための工程作業時間)を短縮することができる。
図3は、本発明の他の実施形態に係る複合膜の蒸着方法を示す手順図である。
図3に基づいて、本発明の他の実施形態に係る複合膜の蒸着方法について詳細に説明するが、本発明の一実施形態に係る複合膜の蒸着装置と関連して上述した部分と重複する事項についての説明は省略する。
本発明の他の実施形態に係る複合膜の蒸着方法は、互いに平行に配置されるソースガスノズル及び反応ガスノズル並びにプラズマの形成のための電極部を有するシャワーヘッドを用いた複合膜の蒸着方法において、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方に同時にプラズマを形成するための共通の電源が供給される電極部を用いてソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方にプラズマを形成するステップ( S100)と、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方にプラズマが形成された状態でソースガスノズル及び反応ガスノズルを介してソースガス及び第1の反応ガスを基板の上にそれぞれ噴射して第1の薄膜を蒸着するステップ(S200)と、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方にプラズマが形成された状態でソースガスノズル及び反応ガスノズルを介してソースガス及び第2の反応ガスを基板の上にそれぞれ噴射して第2の薄膜を蒸着するステップ(S300)とを含み、第1の薄膜を蒸着するステップ(S200)及び第2の薄膜を蒸着するステップ(S300)は、基板を移動させながら行う。
まず、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方に同時にプラズマを形成するための共通の電源が供給されるシャワーヘッドの電極部を用いて、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方にプラズマを形成する(S100)。ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方(例えば、シャワーヘッドと基板との間の領域)にプラズマを形成した状態で第1の薄膜及び第2の薄膜を蒸着(又は積層)してもよい。
次に、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方にプラズマが形成された状態でソースガスノズル及び反応ガスノズルを介してソースガス及び第1の反応ガスを基板の上にそれぞれ噴射して第1の薄膜を蒸着する(S200)。第1の薄膜を形成する場合には、プラズマを形成しなければ、蒸着速度が遅くなるため、第1の薄膜の蒸着速度を向上するためにソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方の両方ともにプラズマを形成して第1の薄膜を蒸着してもよい。このとき、プラズマは、シャワーヘッドと基板との間の領域に形成されてもよい。
次に、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方にプラズマが形成された状態でソースガスノズル及び反応ガスノズルを介してソースガス及び第2の反応ガスを基板の上にそれぞれ噴射して第2の薄膜を蒸着する(S300)。第2の薄膜を形成する場合には、プラズマを形成しなければ、蒸着速度が遅くなるため、第2の薄膜の蒸着速度を向上するためにソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方の両方ともにプラズマを形成して第2の薄膜を蒸着してもよい。このとき、プラズマは、シャワーヘッドと基板との間の領域に形成されてもよい。
第1の薄膜を蒸着するステップ(S200)及び第2の薄膜を蒸着するステップ(S300)は、基板を移動させながら行ってもよい。基板を第1の軸方向に移動(又は往復動)させながら第1の薄膜及び第2の薄膜を蒸着すると、基板の移動により基板の全体の領域にソースガス及び反応ガスがこの順に噴射されることにより、第1の薄膜及び第2の薄膜がこの順に蒸着されて積層可能である。ここで、ソースガスノズル及び反応ガスノズルは、第1の軸方向と交差する第2の軸方向に延在され、第2の軸方向に平行に配置されてもよい。
本発明に係る複合膜の蒸着方法は、第1の薄膜を蒸着するステップ(S200)と、第2の薄膜を蒸着するステップ(S300)との間に未反応の残留ガスを排気するステップを更に含んでいてもよい。第1の薄膜を蒸着するステップ(S200)と、第2の薄膜を蒸着するステップ(S300)との間にはパージ工程を行ってもよい。該パージ工程を行ってソースガスライン15及び反応ガスライン16に残留する、以前の薄膜の蒸着工程に用いられていたソースガスと反応ガス及びこれらの残渣を排気(又は排出)することができ、後続する薄膜の蒸着工程に当たって第1のソースガス及び第2のソースガス、又は第1の反応ガス及び第2の反応ガスが混ざることにより発生する薄膜の膜質の低下を防ぐことができる。
第1の薄膜を蒸着するステップ(S200)と、第2の薄膜を蒸着するステップ(S300)及び残留ガスを排気するステップは、所定の回数だけ繰り返し行ってもよく、残留ガスを排気するステップは、第1の薄膜及び第2の薄膜のうちのいずれか一方の薄膜を蒸着し、他の薄膜を蒸着する前に行ってもよい。第1の薄膜を蒸着するステップ(S200)と、第2の薄膜を蒸着するステップ(S300)及び残留ガスを排気するステップとは、所定の回数だけ繰り返し行って第1の薄膜及び第2の薄膜を積層することにより、第1の薄膜及び第2の薄膜の複合膜を製造することができる。ここで、残留ガスを排気するステップは、第1のソースガス及び第2のソースガス、又は第1の反応ガス及び第2の反応ガスが混ざることにより発生する薄膜の膜質の低下を防ぐために、第1の薄膜及び第2の薄膜のうちのいずれか一方の薄膜を蒸着し、他の薄膜を蒸着する前に行ってもよい。
第1の反応ガスは、窒素(N)原子を含んでいてもよく、窒素(N2)、アンモニア(NH3)などであってもよく、第2の反応ガスは、酸素(O)原子を含んでいてもよく、亜酸化窒素(N2O)、酸素(O2)、又は一酸化窒素(NO)などであってもよい。第1の薄膜は、シリコン窒化(SiNx)膜であってもよく、該シリコン窒化(SiNx)膜は、抜群の透湿防止特性を有する。第2の薄膜は、シリコン酸化(SiOx)膜であってもよく、CH基を添加してもよい。CH基を添加する場合、バッファ層の柔軟性を調節して折り畳み可能なレベルの極柔軟性を確保することができ、CH基の添加のためにBDEAS(ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン)、又はHMDSO(ヘキサメチルジシロキサン)、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)などの有機分子ガスや炭素を含むメタン(CH4)、エタン(C2H6)などのガスが使用可能である。
また、シリコン窒化(SiNx)膜(第1の薄膜)及びシリコン酸化(SiOx)膜(第2の薄膜)が積層される場合、シリコン窒化(SiNx)膜及びシリコン酸化(SiOx)膜の単一膜は100〜250オングストロームの厚さを有する薄膜であってもよく、シリコン窒化(SiNx)膜及びシリコン酸化(SiOx)膜が積層されてなる複合膜は、1,000〜2,000オングストロームの厚さを有する薄膜の多層膜であってもよい。この場合、複合膜の透湿防止特性に優れているだけではなく、複合膜に柔軟性を与えることができる。このような複合膜は、有機発光ダイオード(OLED)、有機太陽電池及び有機薄膜トランジスタ(Organic TFT)などの有機電子素子用封止膜として使用可能であり、シリコン窒化(SiNx)膜及びシリコン酸化(SiOx)膜の複合膜を通じて優れた有機電子素子用封止膜を提供することができる。
更に、必要に応じて、第1の薄膜及び第2の薄膜に加えて、更に第3の薄膜、第4の薄膜などの薄膜を積層すると、透湿防止特性及び/又は柔軟性などに更に優れた薄膜特性を確保することができる。
以下では、本発明の更に他の実施形態に係る複合膜の蒸着装置について詳細に説明するが、本発明の実施形態に係る複合膜の蒸着装置及び複合膜の蒸着方法と関連して上述した部分と重複する事項についての説明は省略する。
本発明の更に他の実施形態に係る複合膜の蒸着装置は、チャンバと、チャンバの内部に配設され、基板が支持される基板支持台と、基板支持台に接続されてチャンバ内において基板支持台を第1の軸方向に移動させる駆動部と、基板の蒸着面と向かい合うソースガスノズル及び反応ガスノズルを介して基板の上に複数のソースガス及び複数の反応ガスを選択的にそれぞれ噴射し、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方に同時にプラズマを形成するための共通の電源が供給される電極部を有するシャワーヘッドと、ソースガスノズルに複数のソースガスを供給する複数のソースガス供給部と、反応ガスノズルに複数の反応ガスを供給する複数の反応ガス供給部とを備え、ソースガスノズル及び反応ガスノズルは、第1の軸方向と交差する第2の軸方向に延在され、第2の軸方向に平行に配置され、複数のソースガス及び複数の反応ガスが選択的に噴射されて形成される複数の薄膜が積層される。
本発明に係る複合膜の蒸着装置は、複数(すなわち、n種)の薄膜を積層してもよく、複数(例えば、2〜n個)のソースガスを対応する複数(例えば、2〜n個)の反応ガスとともに時分割して(又は交互に)それぞれ供給してもよい。ここで、各ソースガス及び各反応ガスが対をなして反応することにより、異なる複数の薄膜を形成することができ、複数のソースガス及び複数の反応ガスはそれぞれ時分割されて供給されてもよく、対をなす各ソースガス及び各反応ガスは同時に供給されてもよい。このとき、ソースガスの数及び反応ガスの数は互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。なお、複数の薄膜は互い違いに積層されてもよく、複数の薄膜のうちソースガスが互いに同じ薄膜が存在してもよく、複数の薄膜のうち反応ガスが互いに同じ薄膜が存在してもよい。ここで、2種以上の薄膜を積層する場合には、透湿防止特性及び/又は柔軟性などに更に優れた薄膜特性を確保することができる。
複数のソースガスはそれぞれ時分割されてソースガスノズルにそれぞれ別々に供給されてもよい。すなわち、複数のソースガスは、同じソースガスノズルに時間的に分離されてそれぞれ別々に供給されてもよく、例えば、2種の薄膜を積層する場合には、2つのソースガスが同じソースガスノズルに交互に供給されてもよい。一方、n種の薄膜を積層する場合には、複合膜の蒸着装置が2〜n個のソースガス供給部を備えていてもよく、2〜n個のソースガスを対応する反応ガスとともに時分割して(又は交互に)供給してもよい。
複数の反応ガスは、それぞれ時分割されて複数のソースガスにそれぞれ対応するように反応ガスノズルにそれぞれ別々に供給されてもよい。すなわち、複数の反応ガスは、同じ反応ガスノズルに時間的に分離されてそれぞれ別々に供給されてもよい。このとき、複数の反応ガスのうちのいずれか一方は、複数のソースガスのうちのいずれか一方と対応するように供給されてもよく、複数の反応ガスのうちの他方は、複数のソースガスのうちのいずれか一方と対応するように供給されてもよい。例えば、2種の薄膜を積層する場合には、複数の反応ガスが同じ反応ガスノズルに交互に供給されてもよく、複数の反応ガスのうちのいずれか一方が複数のソースガスのうちのいずれか一方と対応するように反応ガスノズルに交互に供給されてもよく、複数の反応ガスのうちの他方は、複数のソースガスのうちの他方と対応するように同じ反応ガスノズルに複数の反応ガスのうちのいずれか一方と交互に供給されてもよい。一方、n種の薄膜を積層する場合には、複合膜の蒸着装置が2〜n個の反応ガス供給部を備えていてもよく、2〜n個の反応ガスを対応するソースガスとともに時分割して(又は交互に)供給してもよい。
一方、複数の薄膜を形成する場合、電極部を介してソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方にプラズマを形成して複数の薄膜を蒸着することにより、複数の薄膜の蒸着速度を向上することができる。
このように、本発明においては、ソースガスノズル及び反応ガスノズルの前方に同時にプラズマを形成するための共通の電源が供給される電極部を有するシャワーヘッドを用いて、シャワーヘッドと基板との間の領域にプラズマを形成することにより、プラズマを形成するための電源の数を低減することができ、シャワーヘッドの構造を単純化することができる。これにより、複合膜の蒸着装置の構造が単純化され、複合膜の蒸着装置の製造コストが節減される。また、同じソースガスを供給し続けながら反応ガスを交互に供給することにより、単一のチャンバにおいて複合膜を蒸着することができ、反応ガスのみをスイッチング(Switching)することにより、複合膜を容易に形成することができ、タクトタイム(製造における、生産工程の均等なタイミングを図るための工程作業時間)を短縮することができる。なお、薄膜特性に優れたシリコン窒化(SiNx)膜及びシリコン酸化(SiOx)膜を積層することにより、抜群の透湿防止特性を有する有機電子素子用封止膜を提供することができる。一方、互い違いに平行に配置されたソースガスノズル及び反応ガスノズルを介してソースガス及び反応ガスを同時にそれぞれ噴射しながら基板を移動させて各薄膜を蒸着することにより、原子層蒸着(ALD)法による薄膜の蒸着速度を向上することができる。
上記の説明において使用された「〜上に」という意味は、直接的に接触する場合と、直接的に接触はしないが、上部若しくは下部に対応して位置する場合とを含み、上部面若しくは下部面の全体に向かい合うように位置する場合だけではなく、部分的に向かい合うように位置する場合をも含み、位置が離れて向かい合う意味として、又は上部面若しくは下部面と直接的に接触するという意味として使用されている。したがって、「基板の上に」は、基板の表面(上部面又は下部面)であってもよく、基板の表面に蒸着された膜の表面であってもよい。
以上、本発明の好適な実施形態について説明及び開示したが、本発明は上述した実施形態に何等限定されるものではなく、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨を逸脱することなく当該本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、これより種々の変形を加えることができ、且つ、均等な他の実施形態が採用可能であるということが理解できる筈である。よって、本発明の技術的な保護範囲は、下記の特許請求の範囲により定められるべきである。
10:基板
11:第1の軸方向
12:第2の軸方向
15:ソースガスライン
16:反応ガスライン
30:ポンプ
31:ポンピングライン
40:プラズマ
50:マスフローコントローラ
110:チャンバ
120:基板支持台
130:シャワーヘッド
131:ソースガスノズル
131a:ソースガスの移動流路
132:反応ガスノズル
132a:反応ガスの移動流路
133:ポンピングノズル
133a:排気ガスの移動流路
134:外側カバー
135:電極部
140:ソースガス供給部
150:第1の反応ガス供給部
151:第1の反応ガスライン
170:第2の反応ガス供給部
171:第2の反応ガスライン
180:電源供給部
181:高周波電源部
182:マッチャ(整合器)
190:不活性ガス供給部
191:不活性ガスライン
11:第1の軸方向
12:第2の軸方向
15:ソースガスライン
16:反応ガスライン
30:ポンプ
31:ポンピングライン
40:プラズマ
50:マスフローコントローラ
110:チャンバ
120:基板支持台
130:シャワーヘッド
131:ソースガスノズル
131a:ソースガスの移動流路
132:反応ガスノズル
132a:反応ガスの移動流路
133:ポンピングノズル
133a:排気ガスの移動流路
134:外側カバー
135:電極部
140:ソースガス供給部
150:第1の反応ガス供給部
151:第1の反応ガスライン
170:第2の反応ガス供給部
171:第2の反応ガスライン
180:電源供給部
181:高周波電源部
182:マッチャ(整合器)
190:不活性ガス供給部
191:不活性ガスライン
Claims (14)
- 薄膜の蒸着工程が行われるチャンバと、
前記チャンバの内部に配設され、前記薄膜が蒸着される基板が支持される基板支持台と、
前記基板支持台に接続されて前記チャンバ内において前記基板支持台を第1の軸方向に移動させる駆動部と、
前記基板の蒸着面と向かい合うソースガスノズル及び反応ガスノズルを介して前記基板の上に前記薄膜の蒸着のためのソースガス及び反応ガスをそれぞれ噴射し、前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルの前方に同時にプラズマを形成するための共通の電源が供給される電極部を有するシャワーヘッドと、
前記ソースガスノズルに前記ソースガスを供給するソースガス供給部と、
前記反応ガスノズルに第1の反応ガスを供給する第1の反応ガス供給部と、
前記反応ガスノズルに第2の反応ガスを供給する第2の反応ガス供給部と、
を備え、
前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルは、前記第1の軸方向と交差する第2の軸方向に延在され、前記第2の軸方向に平行に配置される複合膜の蒸着装置。 - 前記第1の反応ガスは窒素(N)原子を含み、
前記第2の反応ガスは酸素(O)原子を含み、
前記第1の反応ガス及び前記第2の反応ガスは時分割されて供給される請求項1に記載の複合膜の蒸着装置。 - 前記ソースガスは、
前記第1の反応ガスと反応して第1の薄膜を形成し、
前記第2の反応ガスと反応して第2の薄膜を形成し、
前記第1の薄膜及び前記第2の薄膜は積層される請求項1に記載の複合膜の蒸着装置。 - 前記ソースガスは、
金属前駆体ガスを含む第1のソースガスと、
前記第1のソースガスとは異種の第2のソースガスと、
を含み、
前記第1のソースガス及び前記第2のソースガスは時分割されて供給される請求項1に記載の複合膜の蒸着装置。 - 前記シャワーヘッドに不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を更に備え、
前記不活性ガスは、前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルのうちの少なくとも一方のノズルを介して噴射される請求項1に記載の複合膜の蒸着装置。 - 前記シャワーヘッドは、前記ソースガスノズルの両側及び前記反応ガスノズルの両側に配設されるように前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルと平行に配置される複数のポンピングノズルを更に備える請求項1に記載の複合膜の蒸着装置。
- 前記ソースガスノズルは複数であり、
前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルは前記第1の軸方向に互い違いに配置され、
前記反応ガスノズルの両側には前記ソースガスノズルがそれぞれ位置する請求項1に記載の複合膜の蒸着装置。 - 前記電極部は一体型の共通電極として形成され、
前記共通電極には、前記ソースガスノズルに連通される前記ソースガスの移動流路及び前記反応ガスノズルに連通される前記反応ガスの移動流路がそれぞれ形成される請求項1に記載の複合膜の蒸着装置。 - 互いに平行に配置されるソースガスノズル及び反応ガスノズル並びにプラズマの形成のための電極部を有するシャワーヘッドを用いた複合膜の蒸着方法において、
前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルの前方に同時に前記プラズマを形成するための共通の電源が供給される前記電極部を用いて前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルの前方に前記プラズマを形成するステップと、
前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルの前方に前記プラズマが形成された状態で前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルを介してソースガス及び第1の反応ガスを基板の上にそれぞれ噴射して第1の薄膜を蒸着するステップと、
前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルの前方に前記プラズマが形成された状態で前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルを介して前記ソースガス及び第2の反応ガスを前記基板の上にそれぞれ噴射して第2の薄膜を蒸着するステップと、
を含み、
前記第1の薄膜を蒸着するステップ及び前記第2の薄膜を蒸着するステップは、前記基板を移動させながら行う複合膜の蒸着方法。 - 前記第1の薄膜を蒸着するステップと前記第2の薄膜を蒸着するステップとの間に未反応の残留ガスを排気するステップを更に含む請求項9に記載の複合膜の蒸着方法。
- 前記第1の薄膜を蒸着するステップと、前記第2の薄膜を蒸着するステップ及び前記残留ガスを排気するステップは、所定の回数だけ繰り返し行う請求項10に記載の複合膜の蒸着方法。
- 前記第1の反応ガスは窒素(N)原子を含み、
前記第2の反応ガスは酸素(O)原子を含む請求項9に記載の複合膜の蒸着方法。 - チャンバと、
前記チャンバの内部に配設され、基板が支持される基板支持台と、
前記基板支持台に接続されて前記チャンバ内において前記基板支持台を第1の軸方向に移動させる駆動部と、
前記基板の蒸着面と向かい合うソースガスノズル及び反応ガスノズルを介して前記基板の上に複数のソースガス及び複数の反応ガスを選択的にそれぞれ噴射し、前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルの前方に同時にプラズマを形成するための共通の電源が供給される電極部を有するシャワーヘッドと、
前記ソースガスノズルに前記複数のソースガスを供給する複数のソースガス供給部と、
前記反応ガスノズルに前記複数の反応ガスを供給する複数の反応ガス供給部と、
を備え、
前記ソースガスノズル及び前記反応ガスノズルは、前記第1の軸方向と交差する第2の軸方向に延在され、前記第2の軸方向に平行に配置され、
前記複数のソースガス及び前記複数の反応ガスが選択的に噴射されて形成される複数の薄膜が積層される複合膜の蒸着装置。 - 前記複数のソースガスはそれぞれ時分割されて前記ソースガスノズルに供給され、
前記複数の反応ガスはそれぞれ時分割されて前記反応ガスノズルに供給される請求項13に記載の複合膜の蒸着装置。
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