KR101044913B1 - Batch type ald - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수개의 기판을 일괄적으로 처리하여 쓰루풋이 우수하면서도 처리되는 각 기판마다 원자층 증착 공정을 완벽하게 수행할 수 있는 배치형 원자층 증착 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 배치형 원자층 증착 장치는, 내부에 진공 형성이 가능한 진공 챔버; 상기 챔버 내부에 구비되며, 다수개의 기판을 서로 일정 간격 이격되게 수직으로 적층하는 기판 재치대; 상기 진공 챔버 내에서 상기 기판 재치대 방향으로 수평 이동가능하게 구비되며, 상기 기판 재치대의 일측면에 접근하여 상기 기판 재치대에 적층된 각 기판에 퍼징 가스 및 공정 가스를 순차적으로 공급하는 가스 공급 장치; 상기 진공 챔배 내에서 상기 가스 공급 장치와 반대 편에 상기 기판 재치대 방향으로 수평 이동가능하게 구비되며, 상기 기판 재치대의 타측면에 접근하여 상기 가스 공급 장치에서 공급된 기체를 흡입하여 배출하는 가스 배출 장치;를 포함한다. The present invention relates to a batch atomic layer deposition apparatus capable of performing a plurality of substrates in a batch to perform an atomic layer deposition process for each substrate to be processed with excellent throughput, and the batch atomic layer according to the present invention. The deposition apparatus includes a vacuum chamber capable of forming a vacuum therein; A substrate placing table provided inside the chamber and configured to vertically stack a plurality of substrates spaced apart from each other at a predetermined interval; The gas supply apparatus is provided to be movable horizontally in the direction of the substrate mounting in the vacuum chamber, the gas supply device for sequentially supplying a purging gas and a process gas to each substrate stacked on the substrate mounting table by approaching one side of the substrate mounting table ; A gas discharge part disposed in the vacuum chamber so as to be horizontally movable in the direction of the substrate mounting table on the opposite side of the gas supply device, and approaching the other side of the substrate mounting table to suck and discharge the gas supplied from the gas supply device; Device; includes.
원자층, 증착, 배치형, 수평 이동 Atomic Layer, Deposition, Batch, Horizontal Shift
Description
본 발명은 복수개의 기판을 일괄적으로 처리하는 배치형 원자층 증착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수개의 기판을 일괄적으로 처리하여 쓰루풋이 우수하면서도 처리되는 각 기판마다 원자층 증착 공정을 완벽하게 수행할 수 있는 배치형 원자층 증착 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a batch type atomic layer deposition apparatus that processes a plurality of substrates in a batch, and more particularly, to process a plurality of substrates in a batch to complete an atomic layer deposition process for each substrate to be processed while having excellent throughput. It relates to a batch atomic layer deposition apparatus that can be performed easily.
일반적으로 반도체 소자나 평판 디스플레이 장치 등의 제조에는 다양한 제조공정을 거치게 되며, 그 중에서 웨이퍼나 글래스 등의 기판 상에 필요한 박막을 증착시키는 공정이 필수적으로 진행된다. 이러한 박막 증착 공정에서는 스퍼터링법(Sputtering), 화학기상 증착법(CVD : Chemical Vapor Deposition), 원자층 증착법(ALD : Atomic Layer Deposition) 등이 주로 사용된다. In general, a semiconductor device, a flat panel display device, and the like go through various manufacturing processes, and among them, a process of depositing a thin film required on a substrate such as a wafer or glass is inevitably performed. In such a thin film deposition process, sputtering, chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD) and the like are mainly used.
먼저 스퍼터링법은 플라즈마 상태에서 아르곤 이온을 생성시키기 위해 고전압을 타겟에 인가한 상태에서 아르곤 등의 비활성 가스를 진공 챔버 내로 주입시킨다. 이때, 아르곤 이온들은 타겟의 표면에 스퍼터링되고, 타겟의 원자들은 타겟의 표면으로부터 이탈되어 기판에 증착된다. First, the sputtering method injects an inert gas such as argon into the vacuum chamber while a high voltage is applied to the target to generate argon ions in the plasma state. At this time, argon ions are sputtered on the surface of the target, and atoms of the target are separated from the surface of the target and deposited on the substrate.
이러한 스퍼터링법에 의해 기판과 접착성이 우수한 고순도 박막을 형성할 수 있으나, 공정 차이를 갖는 고집적 박막을 스퍼터링법으로 증착하는 경우에는 전체 박막 위에서 균일도를 확보하기가 매우 어려워 미세한 패턴을 위한 스퍼터링법의 적용에는 한계가 있다. The sputtering method can form a high purity thin film having excellent adhesion with the substrate. However, in the case of depositing a highly integrated thin film having a process difference by the sputtering method, it is very difficult to secure uniformity over the entire thin film. There is a limit to the application.
다음으로 화학기상증착법은 가장 널리 이용되는 증착 기술로서, 반응가스와 분해가스를 이용하여 요구되는 두께를 갖는 박막을 기판 상에 증착하는 방법이다. 예컨데, 화학기상증착법은 먼저 다양한 가스들을 반응 챔버로 주입시키고, 열, 빛 또는 플라즈마와 같은 고에너지에 의해 유도된 가스들을 화학반응시킴으로써 기판 상에 요구되는 두께의 박막을 증착시킨다. Next, chemical vapor deposition is the most widely used deposition technique, and is a method of depositing a thin film having a required thickness on a substrate using a reaction gas and decomposition gas. For example, chemical vapor deposition first deposits a variety of gases into a reaction chamber and deposits a thin film of the required thickness on a substrate by chemically reacting gases induced by high energy such as heat, light or plasma.
아울러 화학기상증착법에서는 반응에너지만큼 인가된 플라즈마 또는 가스들의 비(ratio) 및 양(amount)을 통해 반응 조건을 제어함으로써, 증착률을 증가시킨다. In addition, the chemical vapor deposition method increases the deposition rate by controlling the reaction conditions through the ratio and amount of plasma or gases applied by the reaction energy.
그러나 화학기상증착법에서는 반응들이 빠르기 때문에 원자들의 열역학적(thermodynamic) 안정성을 제어하기 매우 어렵고, 박막의 물리적, 화학적 전기적 특성을 저하시키는 문제점이 있다. However, in chemical vapor deposition, the reactions are fast, and thus, it is very difficult to control thermodynamic stability of atoms and deteriorate physical and chemical electrical properties of the thin film.
마지막으로 원자층 증착법은 소스가스(반응가스)와 퍼지가스를 교대로 공급하여 원자층 단위의 박막을 증착하기 위한 방법으로서, 이에 의해 형성된 박막은 고종횡비를 갖고 저압에서도 균일하며, 전기적 물리적 특성이 우수하다.Finally, atomic layer deposition is a method for depositing atomic layer unit thin films by supplying source gas (reaction gas) and purge gas alternately. The thin film formed thereby has a high aspect ratio, is uniform even at low pressure, and has electrical and physical characteristics. great.
최근에는 화학기상증착법이 매우 큰 종횡비(Aspect ratio)를 갖는 구조에는 단차피복성(Step coverage)의 한계로 적용이 어렵기 때문에, 이러한 단차피복성의 한계를 극복하기 위해 표면 반응을 이용한 원자층 증착법이 적용되고 있다. In recent years, chemical vapor deposition is difficult to apply to a structure having a very large aspect ratio due to the limitation of step coverage. Therefore, in order to overcome the limitation of the step coverage, an atomic layer deposition method using a surface reaction is used. Is being applied.
이러한 원자층 증착법을 수행하는 장치로는 복수의 기판을 일괄적으로 처리하는 배치(batch)방식의 장치와 챔버 내에 기판을 하나씩 로딩하면서 공정을 진행하는 매엽방식의 장치가 있다. As an apparatus for performing the atomic layer deposition method, there are a batch type apparatus that processes a plurality of substrates in a batch, and a sheet type apparatus that processes a process by loading substrates one by one in a chamber.
그런데 종래의 매엽식 장치는 기판을 하나씩 처리하므로 장치의 쓰루풋(throughput)이 낮은 문제점이 있다. 한편 배치 방식의 장치는 하나의 챔버 내에 다수개의 기판을 적층한 상태에서 일괄적으로 공정을 진행하므로 일괄 처리되는 각 기판에 대하여 정확한 원자층 증착 공정이 진행되지 못하여 증착 효율이 떨어지고 막질이 낮아지는 문제점이 있다. However, the conventional single wafer type device processes the substrates one by one, which causes a low throughput of the device. On the other hand, since the batch type device processes a batch in a state in which a plurality of substrates are stacked in one chamber, an accurate atomic layer deposition process cannot be performed for each of the substrates processed in a batch, thereby lowering deposition efficiency and lowering film quality. There is this.
따라서 쓰루풋이 우수하면서도 형성되는 박막의 막질이 우수하고 증착 효율이 높은 원자층 증착장치의 개발이 절실하게 요구되고 있다. Therefore, there is an urgent need for the development of an atomic layer deposition apparatus having excellent throughput and excellent film quality and high deposition efficiency.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 다수장의 기판을 기판 재치대에 적층한 상태에서 일괄적으로 원자층 증착 공정을 진행하여 쓰루풋이 우수하면서도 가스 공급 장치와 가스 배출 장치가 상기 기판 재치대 방향으로 수평이동할 수 있어서 기판의 로딩과 언로딩 및 공정 진행이 쉽고 빠르게 진행될 수 있는 배치형 원자층 증착 장치를 제공한 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to perform the atomic layer deposition process in a state in which a plurality of substrates are stacked on the substrate mounting stage, the throughput is excellent, but the gas supply device and the gas discharge device is horizontal to the substrate placement direction The present invention provides a batch atomic layer deposition apparatus capable of moving so that loading and unloading of a substrate and process progress can be performed easily and quickly.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배치형 원자층 증착 장치는, 내부에 진공 형성이 가능한 진공 챔버; 상기 챔버 내부에 구비되며, 다수개의 기판을 서로 일정 간격 이격되게 수직으로 적층하는 기판 재치대; 상기 진공 챔버 내에서 상기 기판 재치대 방향으로 수평 이동가능하게 구비되며, 상기 기판 재치대의 일측면에 접근하여 상기 기판 재치대에 적층된 각 기판에 퍼징 가스 및 공정 가스를 순차적으로 공급하는 가스 공급 장치; 상기 진공 챔배 내에서 상기 가스 공급 장치와 반대 편에 상기 기판 재치대 방향으로 수평 이동가능하게 구비되며, 상기 기판 재치대의 타측면에 접근하여 상기 가스 공급 장치에서 공급된 기체를 흡입하여 배출하는 가스 배출 장치;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a batch atomic layer deposition apparatus including a vacuum chamber capable of forming a vacuum therein; A substrate placing table provided inside the chamber and configured to vertically stack a plurality of substrates spaced apart from each other at a predetermined interval; The gas supply apparatus is provided to be movable horizontally in the direction of the substrate mounting in the vacuum chamber, the gas supply device for sequentially supplying a purging gas and a process gas to each substrate stacked on the substrate mounting table by approaching one side of the substrate mounting table ; A gas discharge part disposed in the vacuum chamber so as to be horizontally movable in the direction of the substrate mounting table on the opposite side of the gas supply device, and approaching the other side of the substrate mounting table to suck and discharge the gas supplied from the gas supply device; Device; includes.
본 발명에서 상기 가스 공급 장치는, 가스 공급 본체; 외부의 가스 공급원과 연결되어 상기 가스 공급 본체에 퍼징 가스 및 공정 가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 가스 공급 본체에 형성되며, 상기 기판 재치대 사이에 기판이 재치되는 간격 과 동일하게 형성되며, 상기 가스 공급 본체로 공급된 가스를 상기 기판 재치대 방향으로 분사하는 다수개의 가스 분사부; 상기 가스 공급 본체를 상기 기판 재치대 방향으로 수평 이동시키는 제1 수평 이동부;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. The gas supply device in the present invention, the gas supply body; A gas supply unit connected to an external gas supply source to supply a purging gas and a process gas to the gas supply body; A plurality of gas injectors formed in the gas supply body and formed to have the same spacing between the substrate placing tables and injecting the gas supplied to the gas supply body toward the substrate placing table; And a first horizontal moving part which horizontally moves the gas supply body in the direction of the substrate placing table.
그리고 상기 가스 공급 본체 내의 상기 가스 분사부 전방에 형성되며, 상기 가스 공급부에서 공급된 가스가 일시적으로 머무는 버퍼 공간이 더 구비되는 것이, 각 기판 재치대에 재치되는 다수개의 기판에 대하여 동일한 조건으로 가스를 분사할 수 있어서 바람직하다. 여기에서 상기 버퍼 공간은 상기 다수개의 가스 분사부와 공통으로 연결되도록 하나로 형성될 수도 있고, 각 가스 분사부에 대하여 개별적으로 형성될 수도 있다. And a buffer space which is formed in front of the gas injector in the gas supply body and temporarily holds the gas supplied from the gas supply unit, under the same conditions for a plurality of substrates placed on each substrate mounting table. It is preferable to be able to inject. Here, the buffer space may be formed as one to be connected in common with the plurality of gas injection units, or may be formed separately for each gas injection unit.
그리고 본 발명에서 상기 가스 공급 장치는, 상기 기판 재치대 방향으로 퍼징 가스 및 공정 가스를 펄스 형태로 공급하도록 제어되는 것이, 기판 재치대에 재치되어 있는 각 기판에 대하여 정확한 원자층 증착 공정을 진행할 수 있어서 바람직하다. In the present invention, the gas supply device is controlled to supply the purging gas and the process gas in the form of a pulse in the direction of the substrate mounting table, it is possible to perform an accurate atomic layer deposition process for each substrate placed on the substrate mounting table It is preferable.
한편 상기 가스 배출 장치는, 가스 배출 본체; 외부의 펌프와 연결되어 상기 가스 배출 본체에 존재하는 가스를 흡입하여 배출하는 가스 배출 라인; 상기 가스 배출 본체에 형성되며, 상기 기판 재치대 사이에 기판이 재치되는 간격과 동일하게 형성되며, 상기 기판 재치대 사이에 존재하는 가스를 흡입하는 다수개의 가스 흡입 슬릿; 상기 가스 배출 본체를 상기 기판 재치대 방향으로 수평 이동시키는 제2 수평 이동부;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. On the other hand, the gas discharge device, the gas discharge body; A gas discharge line connected to an external pump to suck and discharge gas existing in the gas discharge body; A plurality of gas suction slits formed in the gas discharge body and formed to be equal to an interval at which the substrate is placed between the substrate holders, and sucking the gas existing between the substrate holders; And a second horizontal moving part which horizontally moves the gas discharge body in the direction of the substrate placing table.
그리고 본 발명에 따른 배치형 원자층 증착 장치에는, 상기 기판 재치대를 상기 진공 챔버 내외부로 이동시키는 기판 재치대 이동수단이 더 구비되는 것이, 기판의 로딩 및 언로딩을 신속하고 효율적으로 진행할 수 있으므로 바람직하다. In addition, the batch type atomic layer deposition apparatus according to the present invention further includes a substrate mounting platform moving means for moving the substrate mounting table into and out of the vacuum chamber, so that the loading and unloading of the substrate can be performed quickly and efficiently. desirable.
본 발명에 따르면 상기 가스 공급 장치와 가스 배출 장치가 다수개의 기판이 적층되어 있는 기판 재치대 방향으로 수평 이동가능하게 구성되어, 원자층 증착 공정 중에는 기판 재치대와 밀착하여 상기 기판 재치대에 재치되어 있는 각 기판에 대하여 독립적으로 원자층 증착 공정을 정확하고 효율적으로 수행하고, 기판의 로딩이나 언로딩 과정에서는 상기 가스 공급 장치와 가스 배출 장치가 상기 기판 재치대로부터 이격되어 기판의 로딩 및 언로딩이 용이하게 진행되도록 하는 효과가 있다. According to the present invention, the gas supply device and the gas discharge device are configured to be horizontally movable in a direction of a substrate mounting table in which a plurality of substrates are stacked, and in close contact with the substrate mounting table during the atomic layer deposition process, The atomic layer deposition process is performed accurately and efficiently independently for each substrate present, and in the loading or unloading of the substrate, the gas supply device and the gas discharge device are spaced apart from the substrate mounting table to load and unload the substrate. There is an effect to proceed easily.
따라서 다수장의 기판을 카세트 형태로 로딩/언로딩하거나 로봇을 이용하여 순차적으로 신속하게 기판 재치대에 로딩하는 작업이 가능하고, 기판 재치대에 적층되어 있는 각 기판에 대하여 독립적으로 원자층 증착 공정이 정확하게 진행되는 장점이 있다. Therefore, it is possible to load / unload a plurality of substrates in the form of a cassette or to sequentially load the substrates on the substrate mounting table using a robot, and an atomic layer deposition process is independently performed for each substrate stacked on the substrate mounting table. It has the advantage of going exactly.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a specific embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 배치형 원자층 증착 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(10), 기판 재치대(20), 가스 공급 장치(30) 및 가스 배출 장치(40)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1, the batch type atomic
먼저 진공 챔버(10)는 일정한 내부 공간을 가지며, 그 내부 공간에 고진공 상태를 형성할 수 있는 밀폐된 챔버 구조를 가진다. 이를 위하여 이 진공 챔버(10)에는 고진공 펌프(70)가 구비된다. 그리고 상기 진공 챔버(10)의 일측벽에는 기판 또는 다수장의 기판을 적층한 상태의 카세트가 진입 또는 퇴출할 수 있도록 게이트(도면에 미도시)가 형성되고, 이 게이트는 공정 진행 중에 상기 진공 챔버 내부를 밀폐할 수 있는 게이트 밸브(도면에 미도시)에 의하여 단속된다. First, the
다음으로 기판 재치대(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(10) 내부에 구비되며, 다수개의 기판을 서로 일정 간격 이격되게 수직으로 적층하는 구성요소이다. 본 실시예에 따른 배치형 원자층 증착 장치(1)에서는 다수개의 기판이 상기 기판 재치대(20)에 적층된 상태에서 원자층 증착 공정이 진행된다. 이 기판 재치대(20)는 처리되는 기판이 반도체용 웨이퍼와 같이 원형인 경우에는 원형으로 구비되고, 처리되는 기판이 액정 표시소자용 유리 기판 같이 직사각형인 경우에는 직사각형으로 구비된다. Next, as shown in FIG. 1, the substrate placing table 20 is provided in the
이 기판 재치대(20)의 구조는 다수장의 기판을 일정한 간격으로 적층할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 기판의 특정한 가장자리만을 지지하고 나머지 부분은 접촉하지 않는 구조를 가질 수도 있고, 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 기판이 올려질 수 있는 평판 구조를 가질 수도 있다. 다만, 상기 가스 공급 장치(30) 및 가스 배출 장치(40)가 접근하는 방향에는 아무런 구조물이 배치되지 않는 것이, 상기 가스 공급 장치(30)와 가스 배출 장치(40)를 상기 기판 재치대(20)에 간섭없이 용이하게 밀착시킬 수 있어서 바람직하다. The structure of the substrate mounting table 20 may have a variety of structures that can be stacked a plurality of substrates at regular intervals, for example, may have a structure that supports only a specific edge of the substrate and do not contact the rest of the substrate, As shown in Figs. 1 and 2, the substrate may have a flat plate structure on which it can be mounted. However, no structure is disposed in the direction in which the
그리고 본 실시예에 따른 기판 재치대(20)에는, 상기 기판 재치대(20)를 상기 진공 챔버(10) 내외부로 이동시키는 기판 재치대 이동수단(80)이 더 구비될 수도 있다. 이렇게 기판 재치대 이동수단(80)이 더 구비되는 경우에는, 상기 기판 재치대(20)가 다수장의 기판이 적층될 수 있는 카세트 구조를 가져서, 상기 기판 재치대(20)에 기판이 적층된 상태로 기판의 로딩이나 언로딩이 이루어지는 방식을 취할 수 있다. 그러면 별도의 카세트가 불필요하고, 다수장의 기판을 한장 한장 로딩/언로딩하는 불편도 제거할 수있어서 공정 시간을 단축할 수 있다. 이때, 상기 진공 챔버(10)에 형성되는 게이트는 상기 기판 재치대(20)가 통과할 수 있을 정도로 크게 형성되어야 한다. In addition, the substrate placing table 20 according to the present embodiment may further include a substrate placing
다음으로 가스 공급 장치(30)는 상기 진공 챔버(10) 내에서 상기 기판 재치대(20) 방향으로 수평 이동가능하게 구비되며, 상기 기판 재치대(20)의 일측면에 접근하여 상기 기판 재치대(20)에 적층된 각 기판에 퍼징 가스 및 공정 가스를 순차적으로 공급하는 구성요소이다. 본 실시예에서는 상기 가스 공급 장치(30)가 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 가스 공급 본체(32), 가스 공급부(36), 가스 분사부(34) 및 제1 수평 이동부(31)를 포함하여 구성될 수 있다. Next, the
먼저 가스 공급 본체(32)는 가스 공급 장치(30)의 전체적인 형상을 이루는 구성요소로서, 가스 분사부(34) 및 가스 공급부(36) 등의 구성요소가 설치될 수 있는 기초를 이룬다. 이 가스 공급 본체(32)는 상기 기판 재치대(20)와 동일하거나 약간 큰 높이로 형성되며, 상기 기판 재치대(20)의 일측에 배치된다. First, the
다음으로 가스 공급부(36)는 도 1에 도시된 바와 같이, 외부의 가스 공급원(50) 및 상기 가스 공급 본체(32)에 연결되어, 상기 가스 공급원(50)으로부터 공급되는 가스를 상기 가스 공급 본체(32)에 공급하는 구성요쇼이다. 구체적으로 상기 가스 공급부(36)는 일단이 상기 퍼징 가스 공급원(52), 제1, 2 공정가스 공급원(54, 56)에 각각 연결되고, 타단이 상기 가스 공급 본체(32)에 연결되는 구조를 가지며, 이 가스 공급부(36)를 통하여 퍼징 가스 및 제1, 2 공정 가스가 공통적으로 가스 공급 본체(32)로 공급되는 것이다. 따라서 이 가스 공급부(36)에는 상기 각 가스 공급원(50)으로부터 공급되는 가스를 펄스 형태로 단속하는 장치가 구비되어야 한다. Next, as shown in FIG. 1, the
또한 상기 가스 공급부(36)는 상기 가스 공급 본체(32)가 상기 기판 재치대(20) 방향으로 수평 이동함에 따라 그 길이가 변동되거나 형상이 변화될 수 있는 플렉서블한 구조를 가지는 것이 바람직하다. In addition, the
다음으로 가스 분사부(34)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가스 공급 본체(32)에 형성되며, 상기 기판 재치대(20) 사이에 기판이 재치되는 간격과 동일하게 형성되며, 상기 가스 공급 본체(32)로 공급된 가스를 상기 기판 재치대(20) 방향으로 분사하는 구성요소이다. 구체적으로 이 가스 분사부(36)는 상기 기판 재치대(20)에 적층되어 있는 기판 상에 균일하게 가스를 분사할 수 있는 노즐 구조를 가지며, 그 형상은 다양하게 구비될 수 있다. 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 처리되는 기판(Sa)이 직사각형 형상의 유리 기판인 경우에는 직사각형 형상의 가스 공급 본체(30a)에 직선 형태로 형성되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 처리되는 기판(Sb)이 원형의 웨이퍼인 경우에는, 원형의 기판 재치대 형상과 대응되는 곡면 형상을 가지는 가스 공급 본체(30b)에 곡면 형태로 형성된다. Next, as shown in FIG. 2, the
결국, 이 가스 분사부(34)는 상기 가스 공급 본체(32)가 상기 기판 재치대(20)에 밀착된 상태에서 상기 기판 재치대(20)에 적층되어 있는 기판(S)에 대하여 균일하게 가스를 공급할 수 있도록 기판 재치대(20)와 밀착되는 형상을 가지는 것이다. As a result, the
그리고 본 실시예에 따른 가스 공급 본체(32)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가스 공급 본체(32) 내의 상기 가스 분사부(34) 전방에 형성되며, 상기 가스 공급부(36)에서 공급된 가스가 일시적으로 머무는 버퍼 공간(38)이 더 구비되는 것이, 각 가스 분사부(34)에 대하여 균일하게 가스를 공급할 수 있어서 바람직하다. 즉, 상기 가스 공급부(36)에 의하여 공급된 가스가 1차적으로 상기 버퍼 공간(38) 내에서 머물면서 균일하게 확산된 상태에서 각 가스 분사부(34)를 통하여 각 기판 상으로 균일하게 분사되는 것이다. In the gas supply
이를 위하여 본 실시예에서 상기 버퍼 공간(38)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 다수개의 가스 분사부(34)와 공통으로 연결되도록 하나로 형성될 수도 있고, 복수개의 가스 분사부(34)에 공통으로 연결되도록 다수개로 형성될 수도 있고, 상기 다수개의 가스 분사부(34) 각각에 대하여 개별적으로 연결되도록 개별적으로 형 성될 수도 있다.To this end, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
한편 본 실시예에서는 원자층 증착 공정이 가능하도록 상기 가스 분사부(34)를 통하여 분사되는 가스가 펄스 형태로 공급되도록 상기 가스 공급 장치(30)를 제어한다. 즉, 별도의 제어부(도면에 미도시)를 구비하여, 상기 각 가스 공급원(50)에서 공급되는 가스를 펄스 형태로 가스 공급 본체(32)에 공급하고, 이렇게 공급된 가스가 각 가스 분사부(34)를 통하여 각 기판(S)에 펄스 형태로 공급되어, 상기 기판 재치대(20)에 적층되어 있는 다수개의 기판(S)에 대하여 독립적으로 원자층 증착 공정이 진행되도록 하는 것이다. 종래의 배치형 원자층 증착 장치는, 하나의 챔버 내에 다수장의 기판을 로딩한 후에, 챔버 내부 전체에 대하여 펄스 형태로 가스를 공급하므로, 하나의 챔버 내에 로딩된 다수개의 기판에 대하여 정확하게 원자층 증착 공정이 진행되지 못하는 문제점과, 공급된 가스를 배출하는 과정에 많은 시간이 소요되어 쓰루풋이 좋지 않은 문제점이 있었다. Meanwhile, in the present embodiment, the
다음으로 제1 수평 이동부(31)는 상기 가스 공급 본체(32)를 상기 기판 재치대(20) 방향으로 수평 이동시키는 구성요소이다. 본 실시예에 따른 배치형 원자층 증착 장치(1)에서 기판 재치대(20)는 고정된 상태에서 상기 가스 공급 장치(30) 및 가스 배출 장치(40)가 수평이동하면서 원자층 증착 공정이 진행되므로, 상기 가스 공급 본체(32)를 수평 방향으로 이동시키는 것이다. 구체적으로, 기판이 로딩되거나 언로딩되는 과정에서는 기판의 로딩이나 언로딩 작업에 방해가 되지 않도록 상기 가스 공급 장치(30)를 상기 기판 재치대(20)에서 이격되게 후진시킨다. 그리고 기판의 로딩이 완료되고, 공정이 진행되는 과정에서는 상기 가스 공급 본체(32)를 상기 기판 재치대(20) 방향으로 전진시켜서 상기 가스 분사부(34)가 상기 기판 재치대(20)에 밀착되도록 한다. 이때 각 가스 분사부(34)는 상기 기판 재치대(20)에 적층되어 있는 각 기판(S) 위치와 정확하게 일치하도록 조절되어야 한다. 또한 상기 제1 수평 이동부(31)는 상기 가스 공급 본체(32)의 수평 이동을 정확하게 제어할 수 있는 구조로 구성되어야 한다. Next, the first horizontal moving
다음으로 가스 배출 장치(40)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 진공 챔버(10) 내에서 상기 가스 공급 장치(30)와 반대 편에 상기 기판 재치대(20) 방향으로 수평 이동가능하게 구비되며, 상기 기판 재치대(20)의 타측면에 접근하여 상기 가스 공급 장치(30)에서 공급된 기체를 흡입하여 배출하는 구성요소이다. Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the
본 실시예에서 상기 가스 배출 장치(40)는, 가스 배출 본체(42), 가스 배출 라인(44), 가스 흡입 슬릿(46) 및 제2 수평 이동부(41)를 포함하여 구성된다. 먼저 가스 배출 본체(42)는 상기 가스 공급 본체(32)와 마찬가지로, 상기 가스 배출 장치(40)의 전체적인 외형을 이루며, 상기 가스 공급 본체(32)의 반대 방향에 배치된다. 이 가스 배출 본체(42)의 형상도 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 처리되는 기판의 형상 또는 상기 기판 재치대의 형상에 대응되도록 다양한 형상을 가질 수 있다. In the present embodiment, the
다음으로 가스 배출 라인(44)은 도 1에 도시된 바와 같이, 외부의 펌프(60)와 연결되어 상기 가스 배출 본체(42)에 존재하는 가스를 흡입하여 외부로 배출하는 구성요소이다. 구체적으로 이 가스 배출 라인(44)은 일단이 상기 펌프(60)와 연결되고, 타단은 상기 가스 배출 본체(42)에 연결된다. 이 상태에서 상기 가스 공급 장치(30)와 연동되어 기체를 흡입하여 배출한다. 이 가스 배출 라인(44)은 도 1에 도시된 바와 같이, 가스 공급 본체(42)에 하나의 가스 배출 라인이 구비될 수도 있고, 다수개의 가스 배출 라인이 구비될 수도 있다. Next, as shown in FIG. 1, the
그리고 가스 흡입 슬릿(46)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가스 배출 본체(42)에 형성되며, 상기 기판 재치대(20) 사이에 기판이 재치되는 간격과 동일하게 형성되며, 상기 기판 재치대(20) 사이에 존재하는 가스를 흡입하는 구성요소이다. 이 가스 흡입 슬릿(46)은 도 2에 도시된 바와 같이, 각 기판 재치대(20)에 적층되는 기판(S)과 동일한 수로 형성될 수도 있고, 다수개의 기판에 대하여 하나의 가스 흡입 슬릿(46)이 대응되는 구조를 가질 수도 있다. And the gas suction slit 46 is formed in the
이 가스 흡입 슬릿(46)은 상기 가스 분사부(32)에서 가스가 분사되면, 이에 연동하여 각 기판 사이의 공간에 존재하는 기체를 흡입하여 배출한다. 그러면 본 실시예에 다른 배치형 원자층 증착 장치(1)에서, 상기 기판 재치대(20)에 적층되어 있는 각 기판 사이의 공간에는 독립적으로 원자층 증착 공정을 위한 각 가스가 펄스 형태로 공급되는 효과가 발생한다. 따라서 상기 기판 재치대(20)에 적층되어 있는 다수개의 기판(S)에 대하여 독립적으로 정확하게 원자층 증착 공정이 진행될 수 있는 것이다. When gas is injected from the
그리고 이 가스 배출 장치(40)에도, 상기 가스 공급 장치(30)와 마찬가지로, 상기 가스 배출 본체(42)를 상기 기판 재치대(20) 방향으로 수평 이동시키는 제2 수평 이동부(41)가 설치된다. 이 제2 수평 이동부(41)는 상기 제1 수평 이동부(31)와 마찬가지로 원자층 증착 공정 진행 중에는 상기 가스 배출 장치(40)를 상기 기 판 재치대(20)에 밀착되도록 상기 가스 배출 본체(42)를 전진시키고, 기판의 로딩 및 언로딩 과정에서는 상기 가스 배출 본체(42)를 후진시킨다. The
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배치형 원자층 증착 장치의 구조를 도시하는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a batch atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 장치 및 가스 배출 장치를 구조를 도시하는 부분 단면도이다. 2 is a partial cross-sectional view showing the structure of a gas supply device and a gas discharge device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 장치 및 가스 배출 장치의 형상을 도시하는 평면도이다. 3 is a plan view illustrating the shapes of a gas supply device and a gas discharge device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 공급 장치 및 가스 배출 장치의 형상을 도시하는 평면도이다. 4 is a plan view showing the shapes of a gas supply device and a gas discharge device according to another embodiment of the present invention.
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