KR101486937B1 - 원자층 증착 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 원자층 증착에 있어서, 기판을 탑재하여 수직 방향으로 배열된 후 일자 형태로써 연결되는 다수의 챔버로의 이송이 가능하며 서로 결합되는 경우 밀폐된 반응공간을 형성하여 기판에 대한 원자층 증착 공정을 수행할 수 있는 공정챔버로써 동작하는 제1, 제2 캐리어를 구현하고, 캐리어내 탑재된 기판에 대한 원자층 증착 공정이 가능하도록 하는 다수의 진공챔버와 캐리어의 반입/반출을 위한 버퍼챔버를 일자 형태로써 연결시킴으로써 캐리어가 버퍼챔버, 진공챔버, 버퍼챔버 순으로 이송하면서 연속으로 공정이 수행되어 원자층 증착 공정의 효율을 높일 수 있다. 또한, 두 개의 캐리어에 각각 기판을 탑재하여 하나의 진공챔버에서 2 개의 기판에 대해 동시에 원자층 증착 공정을 진행할 수 있어 생산성을 높일 수 있으며, 기판을 수직으로 배열시킨 상태에서 공정을 진행함에 따라 대형 면적의 기판에 대해서도 용이하게 공정을 수행할 수 있다.
Description
본 발명은 기상 증착 반응기 및 이를 이용한 박막 형성 방법에 관한 것으로, 특히 원자층 증착(atomic layer deposition : ALD)에 있어서, 기판을 탑재하여 수직 방향으로 배열된 후 일자 형태로써 연결되는 다수의 챔버로의 이송이 가능하며 서로 결합되는 경우 밀폐된 반응공간을 형성하여 기판에 대한 원자층 증착 공정을 수행할 수 있는 공정챔버로써 동작하는 제1, 제2 캐리어를 구현하고, 캐리어내 탑재된 기판에 대한 원자층 증착 공정이 가능하도록 하는 다수의 진공챔버와 캐리어의 반입/반출을 위한 버퍼챔버를 일자 형태로써 연결시킴으로써, 캐리어가 버퍼챔버, 진공챔버, 버퍼챔버 순으로 이송하면서 연속으로 공정이 수행되어 원자층 증착 공정의 효율을 높일 수 있고, 2 개의 기판을 동시에 원자층 증착 공정을 진행할 수 있어 생산성을 높일 수 있으며, 기판을 수직으로 배열시킨 상태에서 공정을 진행함에 따라 대형 면적의 기판에 대해서도 용이하게 공정을 수행할 수 있도록 하는 원자층 증착 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 기판이나 글라스 등의 기판 상에 소정 두께의 박막을 증착하는 방법으로는 스퍼터링(sputtering)과 같이 물리적인 충돌을 이용하는 물리 기상 증착법(physical vapor deposition, PVD)과, 화학반응을 이용하는 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD) 등이 있다.
그러나, 최근들어 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 급격하게 미세해짐에 따라 미세 패턴의 박막이 요구되고 박막이 형성되는 영역의 단차 또한 매우 커지고 있어 원자층 두께의 미세 패턴을 매우 균일하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 스텝커버리지(step coverage)가 우수한 원자층 증착방법(atomic layer deposition : ALD)의 사용이 증대되고 있다.
이러한 원자층 증착방법은 기체 분자들 간의 화학반응을 이용한다는 점에 있어서 일반적인 화학 기상 증착방법과 유사하다. 하지만, 통상의 CVD가 복수의 기체 분자들을 동시에 프로세스 챔버 내로 주입하여 발생된 반응 생성물을 기판에 증착하는 것과 달리, 원자층 증착방법은 하나의 소스 물질을 포함하는 가스를 프로세스 챔버 내로 주입하여 가열된 기판에 화학흡착시키고 이후 다른 소스 물질을 포함하는 가스를 프로세스 챔버에 주입함으로써 기판 표면에서 소스 물질 사이의 화학반응에 의한 생성물이 증착된다는 점에서 차이가 있다.
한편, 위와 같은 원자층 증착방법은 AMOLED 디스플레이의 박막 봉지, 플렉서블(flexible) 기판의 베리어막(barrier film), 태양광 버퍼 레이어(buffer layer), 반도체용 강유전체(high-k) 캐패시터용 고유전 물질 또는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 배선 확산 방지막(TiN, TaN 등) 등을 형성하는데 사용될 수 있다.
이러한 원자층 증착방법은 현재까지 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)에서 사용되던 매엽식, 배치식 및 스캔형 소형 반응기가 기판위를 이송 또는 반대 방식으로 공정이 이루어지고 있다.
먼저, 매엽 방식은 1장의 기판 투입후 공정진행이 이루어지며, 기판의 입/반출 및 히팅을 위한 무빙용 서셉터, 공정가스 투입을 위한 디퓨져(샤워헤드 타입이 주류) 및 배기부로 구성되어 있다. 그러나, 매엽 방식에서는 진공 형성시 외부 대기압에 따른 공정챔버 및 주변부의 변형방지를 위하여 챔버가 매우 두껍고 기판의 반입/반출 및 공정 영역 구분을 위한 게이트 밸브의 필요로 대면적기판용 장비 구성시 내부 부피가 엄청나게 늘어나게 되므로 원료전구체 및 반응전구체의 소모량 급증, 유지비용 급증, 흡착-퍼지-반응-퍼지시간 증가에 따른 공정시간 증가로 생산성이 현저히 감소하는 문제점이 있다.
다음으로, 다수의 기판에 대해 동시에 공정을 진행하는 배치형 방식은 종래 원자층 증착 장비의 부피가 커서 원료전구체와 반응전구체가 많이 소요됨에 따른 유지비용 증가와 저생산성 문제점을 해결하고자 여러 장의 기판에 대해 동시에 공정을 수행하는 방식이다. 이러한 배치형 방식은 태양전지 공정에 일부 적용되고 있으나, 기판 전면 뿐만 아니라 뒷면에도 동시 성막이 되는 문제점, 다수 기판에 대한 박막의 균일도 및 재현성의 문제가 있으며, 챔버 오염시 초대형 챔버 전체를 분리하여 세정해야 하는 문제점이 있다.
다음으로, 스캔형 소형 반응기방식은 진공챔버내 기판의 한면의 길이에 대응하는 소형 반응기를 여러개 배치하여 기판 또는 소형 반응기가 왕복 운동하여 성막하는 방식으로, 일부 디스플레이 박막봉지 공정에서 적용되었으나, 기판과 소형 반응기의 완벽한 가스 유동 제어가 어려우며, 원료전구체와 반응전구체의 명확한 분리 구현이 어려워 파티클 이슈가 발생하는 문제점이 있다.
(특허문헌)
대한민국 등록특허번호 10-1145058호(등록일자 2012년 05월 03일)에는 원자층 증착장치에 관한 기술이 개시되어 있다.
따라서, 본 발명에서는 원자층 증착에 있어서, 기판을 탑재하여 수직 방향으로 배열된 후 일자 형태로써 연결되는 다수의 챔버로의 이송이 가능하며 서로 결합되는 경우 밀폐된 반응공간을 형성하여 기판에 대한 원자층 증착 공정을 수행할 수 있는 공정챔버로써 동작하는 제1, 제2 캐리어를 구현하고, 캐리어내 탑재된 기판에 대한 원자층 증착 공정이 가능하도록 하는 다수의 진공챔버와 캐리어의 반입/반출을 위한 버퍼챔버를 일자 형태로써 연결시킴으로써, 캐리어가 버퍼챔버, 진공챔버, 버퍼챔버 순으로 이송하면서 연속으로 공정이 수행되어 원자층 증착 공정의 효율을 높일 수 있고, 2 개의 기판을 동시에 원자층 증착 공정을 진행할 수 있어 생산성을 높일 수 있으며, 기판을 수직으로 배열시킨 상태에서 공정을 진행함에 따라 대형 면적의 기판에 대해서도 용이하게 공정을 수행할 수 있도록 하는 원자층 증착 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
상술한 본 발명은 원자층 증착장치로서, 원자층 증착 공정 대상 기판을 제1 캐리어, 제2 캐리어에 탑재하고, 상기 기판이 탑재된 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 서로 마주보는 방향으로 이동시켜, 상기 제1 캐리어에 탑재된 기판과 상기 제2 캐리어에 탑재된 기판이 지면에서 볼 때 수직 방향으로 배열되도록 하는 반입 챔버와, 상기 반입 챔버와 일자 형태로써 연결되며, 상기 반입 챔버로부터 상기 기판이 탑재된 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 반입하고, 내부의 압력을 상기 기판의 원자층 증착 공정을 위한 제1 압력으로 조절하는 제1 버퍼 챔버와, 상기 제1 버퍼 챔버와 일자 형태로써 연결되며, 상기 기판에 대한 원자층 증착 공정이 수행되는 진공 챔버와, 상기 진공 챔버와 일자 형태로써 연결되며, 상기 진공 챔버로부터 상기 기판을 인입하여 다음 공정을 위한 제2 압력 또는 대기압으로 압력조절을 수행하는 제2 버퍼 챔버를 포함하며,
상기 진공 챔버는, 상기 진공 챔버의 내부 중앙 영역에 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어와 결합하여 밀폐된 반응공간을 형성하는 반응기 모듈을 구비하며, 상기 기판에 대한 원자층 증착 공정의 수행 시, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어는 서로 마주보는 방향으로 밀착되어 상기 반응기 모듈과 결합되고, 상기 반응기 모듈을 통해 상기 원자층 증착 공정이 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 버퍼 챔버는, 상기 제1 캐리어 및 제2 캐리어를 좌우 방향으로 이송시키기 위한 이송수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 진공 챔버는, 상기 진공 챔버의 내부 중앙 영역에 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어와 결합하여 밀폐된 반응공간을 형성하는 반응기 모듈을 구비하며, 상기 기판에 대한 원자층 증착 공정의 수행 시, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어는 서로 마주보는 방향으로 밀착되어 상기 반응기 모듈과 결합되고, 상기 반응기 모듈을 통해 상기 원자층 증착 공정이 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 버퍼 챔버는, 상기 제1 캐리어 및 제2 캐리어를 좌우 방향으로 이송시키기 위한 이송수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 진공 챔버는, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 좌우 방향으로 이송시키기 위한 이송수단과, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 서로 마주보는 방향으로 밀착시키거나 분리시키기 위한 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공 챔버는, 상기 진공 챔버의 내부 중앙 영역에 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어와 결합하여 상기 반응공간을 형성되는 반응기 모듈을 구비하며, 상기 기판에 대한 원자층 증착 공정의 수행 시, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어는 상기 구동수단에 의해 서로 마주보는 방향으로 밀착되어 상기 반응기 모듈과 결합되고, 상기 반응기 모듈을 통해 상기 원자층 증착 공정이 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공 챔버는, 상기 진공 챔버의 내부 양측 외곽 영역에 위치하고, 좌우 방향으로 이동 제어되어 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어와 결합하여 상기 반응공간을 형성하는 반응기 모듈을 구비하며, 상기 기판에 대한 원자층 증착 공정의 수행 시, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어는 상기 구동수단에 의해 서로 마주보는 방향으로 밀착되어 상기 반응공간을 형성하고, 상기 반응기 모듈은 결합된 상기 제1 캐리어와 상기 제2 캐리어의 양측면에 상기 반응공간과 연결되도록 형성된 가스 통로에 결합된 후, 상기 반응기 모듈을 통한 상기 원자층 증착 공정이 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응기 모듈은, 상기 진공 챔버의 내부에 기설정된 위치에 대기하고 있다가 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어가 밀착되는 경우 구동수단에 의해 좌우 방향으로 이동되어 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어와 결합되거나 분리되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응기 모듈은, 일측부에 상기 반응공간에 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고, 타측부에 상기 반응공간에 공급된 상기 공정 가스 또는 퍼지 가스를 배기시키는 가스 배기부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응기 모듈은, 상기 반응공간과 인접하는 영역의 일부 또는 전체면에 플라즈마 발생을 위한 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응기 모듈은, 상기 가스 공급부의 도입부에 플라즈마 발생을 위한 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공 챔버는, 일자 형태로써 연결되는 방식으로 적어도 2개 이상 구비되며, 각각의 진공 챔버는 열을 이용한 원자층 증착 공정을 위한 챔버구조 또는 직접 플라즈마를 이용한 원자층 증착 공정을 위한 챔버구조 또는 간접 플라즈마를 이용한 원자층 증착 공정을 위한 챔버구조 중 하나의 챔버구조로 형성되거나, 서로 다른 챔버구조의 조합으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 원자층 증착 방법으로서, 공정이 수행되는 진공 챔버와 일자 형태로써 연결되는 반입 챔버에서, 원자층 증착 공정 대상 기판이 탑재된 제1 캐리어 및 제2 캐리어를 서로 마주보는 방향으로 수직 배열하는 단계와, 상기 반입 챔버와 일자 형태로써 연결되는 제1 버퍼 챔버에서 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 반입하고, 내부의 압력을 상기 기판의 원자층 증착 공정을 위한 제1 압력으로 조절하는 단계와, 상기 압력 조절 후, 상기 진공 챔버로 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 반입하는 단계와, 상기 진공 챔버에서 상기 기판에 대해 원자층 증착 공정을 수행하는 단계와, 상기 원자층 증착 공정이 수행된 기판을 상기 진공 챔버와 일자 형태로써 연결되는 제2 버퍼 챔버로 반출하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 원자층 증착 공정을 수행하는 단계는, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 상기 진공 챔버내 상기 원자층 증착 공정을 위한 기준 위치에 위치시키는 단계와, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 서로 마주보는 방향으로 밀착시켜 상기 진공 챔버의 내부 중앙 영역에 위치된 반응기 모듈과 결합시키는 단계와, 상기 결합에 따라 형성되는 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어 내부의 밀폐된 반응공간에서 상기 반응기 모듈을 이용하여 상기 기판에 대한 원자층 증착 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 원자층 증착 방법으로서, 공정이 수행되는 진공 챔버와 일자 형태로써 연결되는 반입 챔버에서, 원자층 증착 공정 대상 기판이 탑재된 제1 캐리어 및 제2 캐리어를 서로 마주보는 방향으로 수직 배열하는 단계와, 상기 반입 챔버와 일자 형태로써 연결되는 제1 버퍼 챔버에서 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 반입하고, 내부의 압력을 상기 기판의 원자층 증착 공정을 위한 제1 압력으로 조절하는 단계와, 상기 압력 조절 후, 상기 진공 챔버로 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 반입하는 단계와, 상기 진공 챔버에서 상기 기판에 대해 원자층 증착 공정을 수행하는 단계와, 상기 원자층 증착 공정이 수행된 기판을 상기 진공 챔버와 일자 형태로써 연결되는 제2 버퍼 챔버로 반출하는 단계를 포함하며,
상기 원자층 증착 공정을 수행하는 단계는, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 상기 진공 챔버내 상기 원자층 증착 공정을 위한 기준 위치에 위치시키고, 서로 마주보는 방향으로 결합시키는 단계와, 상기 진공 챔버의 내부 양측 외곽 영역에 위치한 반응기 모듈을 이동시켜 상기 결합된 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어의 양측면에 결합시켜 밀폐된 반응공간을 형성시키는 단계와, 상기 결합 후, 상기 반응공간에서 상기 반응기 모듈을 이용하여 상기 기판에 대한 원자층 증착 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공 챔버는, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 좌우 방향으로 이송시키기 위한 이송수단과, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 서로 마주보는 방향으로 밀착시키거나 분리시키기 위한 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 원자층 증착 공정을 수행하는 단계는, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 상기 진공 챔버내 상기 원자층 증착 공정을 위한 기준 위치에 위치시키고, 서로 마주보는 방향으로 결합시키는 단계와, 상기 진공 챔버의 내부 양측 외곽 영역에 위치한 반응기 모듈을 이동시켜 상기 결합된 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어의 양측면에 결합시켜 밀폐된 반응공간을 형성시키는 단계와, 상기 결합 후, 상기 반응공간에서 상기 반응기 모듈을 이용하여 상기 기판에 대한 원자층 증착 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진공 챔버는, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 좌우 방향으로 이송시키기 위한 이송수단과, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 서로 마주보는 방향으로 밀착시키거나 분리시키기 위한 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 반응기 모듈은, 일측부에 상기 반응공간에 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고, 타측부에 상기 반응공간에 공급된 상기 공정 가스 또는 퍼지 가스를 배기시키는 가스 배기부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응기 모듈은, 상기 반응공간과 인접하는 영역의 일부 또는 전체면에 플라즈마 발생을 위한 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반응기 모듈은, 상기 가스 공급부의 도입부에 플라즈마 발생을 위한 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 원자층 증착에 있어서, 기판을 탑재하여 수직 방향으로 배열된 후 일자 형태로써 연결되는 다수의 챔버로의 이송이 가능하며 서로 결합되는 경우 밀폐된 반응공간을 형성하여 기판에 대한 원자층 증착 공정을 수행할 수 있는 공정챔버로써 동작하는 제1, 제2 캐리어를 구현하고, 캐리어내 탑재된 기판에 대한 원자층 증착 공정이 가능하도록 하는 다수의 진공챔버와 캐리어의 반입/반출을 위한 버퍼챔버를 일자 형태로써 연결시킴으로써 캐리어가 버퍼챔버, 진공챔버, 버퍼챔버 순으로 이송하면서 연속으로 공정이 수행되어 원자층 증착 공정의 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 두 개의 캐리어에 각각 기판을 탑재하여 하나의 진공챔버에서 2 개의 기판에 대해 동시에 원자층 증착 공정을 진행할 수 있어 생산성을 높일 수 있으며, 기판을 수직으로 배열시킨 상태에서 공정을 진행함에 따라 대형 면적의 기판에 대해서도 용이하게 공정을 수행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 캐리어에 공정가스 입출부를 구성하고 공정가스를 제공하는 반응기 모듈은 두 개의 캐리어가 밀착할 수 있도록 가이드 및 공정가스의 입출을 위한 도킹/언도킹 등의 보조 기능만 구성하도록 함으로써 주기적인 캐리어의 대체 및 세정을 통해서 진공챔버내 불필요한 성막 발생을 방지시켜 진공챔버에 대한 주기적인 세정을 줄일 수 있도록 하는 이점이 있다.
또한, 박막의 종류, 두께 등의 특성에 따라 각 진공챔버에서 형성되는 성막 두께를 분할하여 성막 공정을 진행하거나 박막1, 박막2, 박막3 등 다양한 복합 박막의 형성도 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2개의 기판을 수직 배열하여 원자층 증착 공정이 순차적으로 이루어질 수 있도록 하기 위한 일자 형태의 원자층 증착 장치의 구성도,
도 2a 내지 도 2b는 도 1의 진공챔버 구조의 확대 예시도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반응기 모듈의 상세 구조 예시도,
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 진공챔버의 단면 구조로서 공정가스가 기판상 교차흐름 또는 이동파 방식으로 분사되는 개략적인 구성도,
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 진공챔버의 단면 구조로서 플라즈마 공정이 가능한 개략적인 구성도,
도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 진공챔버의 단면 구조로서 간접 플라즈마 공정이 가능한 개략적인 구성도.
도 2a 내지 도 2b는 도 1의 진공챔버 구조의 확대 예시도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반응기 모듈의 상세 구조 예시도,
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 진공챔버의 단면 구조로서 공정가스가 기판상 교차흐름 또는 이동파 방식으로 분사되는 개략적인 구성도,
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 진공챔버의 단면 구조로서 플라즈마 공정이 가능한 개략적인 구성도,
도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 진공챔버의 단면 구조로서 간접 플라즈마 공정이 가능한 개략적인 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2개의 기판을 수직으로 지지하는 캐리어(carrier)가 일자 형태로써 배치된 다수의 진공챔버를 이동하면서 원자층 증착 공정이 수행되도록 하는 원자층 증착장치의 구성을 도시한 것이다.
위 도 1을 참조하면, 일자 형태의 원자층 증착장치는 반입 챔버(710), 제1 버퍼 챔버(700), 진공챔버(800, 900, 950), 제2 버퍼 챔버(750) 등을 포함한다.
반입 챔버(710)는 마스크(mask)를 포함하여 원자층 증착 공정 대상 기판(701)을 탑재할 수 있는 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)를 구비한다.
이때, 이러한 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)는 서로 마주보는 방향으로 수직 배열된 상태에서 서로 결합되거나 분리되는 구성을 가지며, 후술되는 진공 챔버(800)에 구비되는 반응기 모듈과 연동하여 서로 밀착되게 결합되는 경우 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)가 서로 결합한 내부에 원자층 증착 공정을 위한 밀폐된 반응공간이 형성될 수 있다. 또한, 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)는 위와 같이 반응기 모듈과 결합하는 경우 밀폐된 반응공간을 형성할 수 있는 구조로 구성되며, 이와 같이 반응공간이 형성된 후 밀폐된 반응공간에 위치한 기판(701)에 대해 반응기 모듈을 통해 원자층 증착 공정이 이루어지는 경우, 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)는 탑재된 기판(701)에 대한 챔버간 이송 뿐만 아니라 기판(701)의 원자층 증착 공정이 수행되는 공정챔버로써의 역할도 수행하게 된다.
또한, 반입 챔버(710)는 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)에 각각 기판(701)이 탑재되는 경우, 제1 캐리어(702) 및 상기 제2 캐리어(703)를 서로 마주보는 방향으로 이동시켜, 제1 캐리어(702)에 탑재된 기판(701)과 상기 제2 캐리어(703)에 탑재된 기판(701)이 지면에서 볼 때 수직 방향으로 배열되도록 하고, 이송수단(도시하지 않음)을 이용하여 제1 버퍼 챔버(700)로 제공한다.
제1 버퍼 챔버(700)는 압력 조절용 챔버로써, 반입 챔버(710)와 일자 형태로써 연결되어, 반입 챔버(710)로부터 기판(701)이 탑재된 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)를 반입하며, 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)가 반입되는 경우 챔버 내부의 압력을 기판(701)의 원자층 증착 공정을 위한 기 설정된 압력으로 조절한다. 이때, 제1 버퍼 챔버(700)는 대기/진공 또는 고진공/저진공 등의 압력차를 조절할 수 있으며, 히터(heater)(720) 등을 통해 기판(701)의 온도를 조절하는 히팅 챔버(heating chamber)의 역할도 수행할 수 있다.
진공 챔버(800)는 제1 버퍼 챔버(700)와 일자 형태로써 연결되며, 기판(701)에 대한 원자층 증착 공정의 진행 시에, 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)가 서로 결합하여 형성되는 밀폐된 반응공간을 진공상태로 유지시킨다.
또한, 진공 챔버(800)는 진공 챔버(800)의 구성을 확대하여 도시한 도 2a 및 도 2b에서 보여지는 바와 같이 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)를 좌우 방향으로 이송시키기 위한 이송수단(830)과, 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)를 서로 마주보는 방향으로 밀착시키거나 분리시키기 위한 구동수단(820)을 구비한다.
제2 버퍼 챔버(750)는 진공 챔버(800)와 일자 형태로써 연결되며, 진공 챔버(800)로부터 원자층 증착 공정이 수행되어 반출되는 기판(701)을 인입하고, 다음 공정을 위한 압력으로 챔버내 압력을 조절하거나 공정 완료된 기판(701)의 반출 시 챔버내 압력을 대기압 등으로 조절을 수행한다.
이하, 동작을 살펴보면, 먼저 원자층 증착을 위한 기판(701)은 반입 챔버(710)의 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)에 탑재된다.
이와 같이 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)에 기판(701)이 탑재되는 경우, 기판(701)에 탑재된 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)는 반입 챔버(710)에 구비되는 반전기 모듈(도시하지 않음)에 의해 서로 마주보는 방향으로 수직 배열된 후, 이송수단(도시하지 않음)에 의해 반입 챔버(710)로부터 제1 버퍼 챔버(700)로 이송된다.
이때, 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)를 각 챔버로 이송시키는 이송수단(830)은 예를 들어, 수직으로 배열된 캐리어(702, 703)의 하부에 롤러(roller) 등과 결합할 수 있는 구조를 구성하여, 롤러의 구동을 통해 일자 형태로 연결되는 각 챔버로 이송이 가능하도록 구현할 수 있으며, 이와 같은 이송수단(830)은 당업자에 의해 다양한 방법으로 구현될 수 있다.
이어, 위와 같이 기판(701)이 탑재된 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)가 제1 버퍼 챔버(700)로 반입되는 경우, 제1 버퍼 챔버(700)에서 압력이 조절된다. 즉, 제1 범퍼 챔버(700)에서는 대기/진공 또는 고진공/저진공 등의 압력차를 조절할 수 있으며, 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)가 반입되는 경우 챔버 내부의 압력을 기판(701)의 원자층 증착 공정을 위한 기 설정된 압력으로 조절한다. 이때 기 설정된 압력은 기판(701)에 대한 원자층 증착 공정이 수행되는 진공 챔버(800) 내부의 압력과 동일한 압력이 될 수 있다. 또한, 제1 버퍼 챔버(700)에서는 히터(720) 등을 통해 기판(701)의 온도가 조절될 수도 있다.
이어, 위와 같이 제1 범퍼 챔버(700)에서 압력이 조절된 후, 기판(701)이 탑재된 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)는 제1 버퍼 챔버(700)내 구비된 캐리어 이송수단(830)을 통해 진공 챔버(800)로 이송된다.
이때, 진공챔버(800)에는 제1 버퍼 챔버(700)와 마찬가지로 기판(701)을 탑재한 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)를 이송할 수 있는 예를 들어 롤러 형태의 이송수단이 설치될 수 있으며, 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)를 서로 마주보는 방향으로 밀착시키거나 분리시키는 구동수단이 설치될 수 있다.
따라서, 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)
는 진공 챔버(800)로 반입되는 경우 이송수단에 의해 진공 챔버(800) 내 원자층 증착 공정의 수행을 위한 기 설정된 기준위치에 위치될 수 있으며, 기준위치에 위치된 이후에는 구동수단에 의해 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)가 밀착되어 밀폐된 반응공간을 형성할 수 있게 된다.
또한, 위와 같이 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)가 밀착되어 기판에 대한 원자층 증착 공정 진행이 가능한 반응공간이 형성되는 경우 진공 챔버(800)내 구비되며, 반응공간으로 가스의 공급 및 배기가 가능하도록 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)와 결합되는 반응기 모듈(810)을 통해 반응공간으로 공정 진행에 따라 필요한 가스가 공급되어 기판(701)에 대한 원자층 증착 공정이 수행될 수 있다.
이때, 위와 같은 반응기 모듈(810)은 도 1 또는 도 3에서 보여지는 바와 같이 진공 챔버(800)내 중앙 영역 또는 양측 외곽 영역에 위치할 수 있으며 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)와 연동하여 원자층 증착 공정을 수행할 수 있는 장치를 말한다.
즉, 먼저 예를 들어 도 1에서와 같이 반응기 모듈(810)이 진공 챔버(800)의 내부 중앙 영역에 설치되는 경우에는, 기판(701)에 대한 원자층 증착 공정의 수행 시, 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)가 구동수단에 의해 서로 마주보는 방향으로 밀착되어 반응기 모듈(810)과 함께 결합하여 밀폐된 반응공간을 형성하게 된다. 이후 반응기 모듈(810)을 통해 반응공간으로 공정 진행에 따라 필요한 가스가 공급되어 기판(701)에 대한 원자층 증착 공정이 수행될 수 있다.
다음으로, 예를 들어 도 3에서와 같이 반응기 모듈(810)이 진공 챔버(800)의 내부 양측 외곽 영역에 위치하여 좌우로 이동 가능하도록 설치되는 경우에는, 기판(701)에 대한 원자층 증착 공정의 수행 시, 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)가 구동수단에 의해 서로 마주보는 방향으로 밀착되어 반응공간을 형성한 이후, 반응기 모듈(810)이 제1 캐리어(702)와 상기 제2 캐리어(703)의 양측면에 반응공간과 연결되도록 형성된 가스 통로(816)에 결합하게 된다. 이후, 반응기 모듈(810)을 통해 반응공간으로 공정 진행에 따라 필요한 가스가 공급되어 기판(701)에 대한 원자층 증착 공정이 수행될 수 있다.
이어, 기판(701)에 대한 원자층 증착 공정이 수행된 경우 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)는 구동수단(820)에 의해 서로 마주 보는 방향으로 분리되고, 이송수단(830)에 의해 진공 챔버(800)와 일자 형태로써 연결되는 제2 버퍼 챔버(750)로 이송된다.
이때, 제2 버퍼 챔버(750)에서는 진공 챔버(800)로부터 원자층 증착 공정이 수행되어 반출되는 기판(701)을 인입하여 다음 공정을 위한 압력으로 챔버내 압력을 조절하거나 공정 완료된 기판(701)의 반출 시에는 챔버내 압력을 대기압 등으로 조절하게 된다.
따라서, 위와 같이, 원자층 증착 장치를 반입 챔버(710), 제1 버퍼 챔버(700), 진공 챔버(800), 제2 버퍼 챔버(750) 등으로 일자 형태로 구성함에 따라, 기판(701)에 대한 로딩, 공정 수행, 언로딩 동작이 인라인(in-line) 방식으로 순차적으로 진행되어 생산성을 높일 수 있게 된다. 또한, 기판(701)을 탑재한 2개의 캐리어(702, 703)를 서로 마주 보는 방향으로 수직 배열시켜 2개의 기판(701)에 대해 동시에 공정을 진행할 수 있으므로 생산성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 위 도 1에서는 일자 형태로써 연결된 다수의 진공 챔버(800, 900, 950)가 서로 다른 챔버 구조를 가지는 것을 예시 하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐, 기판(701)상 형성시키는 박막의 두께, 종류, 특성 등에 따라 동일한 챔버 구조를 가지도록 하거나, 일부는 서로 다른 챔버 구조로 일부는 동일한 챔버 구조를 가지도록 하는 등 다양한 형태로 조합하여 구성할 수도 있다.
이때, 위와 같은 다양한 형태의 진공 챔버는 예를 들어 참조번호 800에 해당하는 진공 챔버에서와 같은 열을 이용한 원자층 증착 공정을 위한 챔버 구조 또는 참조번호 900에 해당하는 진공 챔버에서와 같은 직접 플라즈마를 이용한 원자층 증착 공정을 위한 챔버 구조 또는 참조번호 950에 해당하는 진공 챔버에서와 같은 간접 플라즈마를 이용한 원자층 증착 공정을 위한 챔버구조가 될 수 있다.
이하, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 일자 형태로써 구성되는 원자층 증착 장치의 각각의 진공 챔버(800)에서 수직 배열된 캐리어(702, 703)에 탑재된 기판(701)에 대해 원자층 증착 공정을 수행하는 다양한 예를 설명하기로 한다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 진공 챔버(800)의 단면 구조로서 공정가스가 기판상 교차흐름 또는 이동파 방식으로 분사되는 개략적인 구성을 도시한 것이다.
위 도 4a를 참조하면, 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)가 반응기 모듈(810)과 함께 결합하여 밀폐된 반응공간을 형성한 후, 반응기 모듈(810)내 가스 공급부(812)를 통해 반응공간 내부에 위치한 기판(701)으로 원료전구체, 반응전구체, 퍼지가스를 원자층 증착 공정의 순서에 따라 순차적으로 공급하게 되며, 반대쪽 반응기 모듈(810)내 형성되는 가스 배기부(813)를 통해 각각의 공정에서 사용된 공정가스 또는 퍼지가스가 배기되도록 하는 구조를 나타내고 있다.
이하, 동작을 살펴보면, 가스 공급부(812)로 공급된 원료전구체(TAM 등)가 반응공간 내 위치한 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)에 각각 탑재된 2개의 기판(701)의 일측면으로 균일하게 공급되고, 이에 따라, 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)에 각각 탑재된 2개의 기판(701)의 표면에서 흡착반응이 일어나게 된다.
흡착이 완료되면 가스 공급부(812)로 퍼지가스(Ar, O2, N2, N2O 등)를 공급하여 기판(701)상 잔존하는 원료전구체를 가스 배기부(813)로 배출시킨 후, 반응전구체를 가스 공급부(812)에 공급하여 기판(701)으로 분사시킴으로써 원료전구체와 반응전구체간 화학적 반응에 의해 원하는 원자층 박막을 형성시키게 된다.
이와 같이 기판(701)에 박막을 형성시킨 후에는 다시 가스 공급부(812)로 퍼지가스를 공급하여 기판(701)상 원료전구체와 결합하지 못하고 잔존하는 반응전구체를 모두 제거함으로써 1층의 원자층 박막을 완성하게 되며, 위와 같은 4단계의 공정을 1사이클로 하는 반복 공정을 통해 기판(701)상 원자층 박막을 원하는 두께 만큼 형성시키게 된다.
이때, 반응전구체의 원활한 반응 및 박막 특성의 향상을 위하여 진공 챔버(800)에 히터(heater)(720)를 설치하여 기판(701)의 온도 조절이 가능하도록 할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 진공챔버(900)의 단면 구조로서 플라즈마 공정이 가능한 개략적인 구성을 도시한 것이다.
위 도 4b를 참조하면, 도 4a에서와 마찬가지로 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)가 반응기 모듈(810)과 함께 결합하여 밀폐된 반응공간을 형성한 후, 반응기 모듈(810)내 가스 공급부(812)를 통해 반응공간 내부에 위치한 기판(701)으로 원료전구체, 반응전구체, 퍼지가스를 원자층 증착 공정의 순서에 따라 순차적으로 공급하게 되며, 반대쪽 반응기 모듈(810)내 형성되는 가스 배기부(813)를 통해 각각의 공정에서 사용된 공정가스 또는 퍼지가스가 배기되도록 하는 구조를 나타내고 있다.
이때, 도 4b에서는 원자층 증착 공정에 플라즈마(plasma)를 이용하기 위해 도 4a에서와는 달리, 반응기 모듈(810)의 중심부에 플라즈마 형성을 위한 전극(811)을 배치하고, 전극(811)과 반응기 모듈(810) 사이는 절연체(814)를 형성하여 반응기 모듈(810)과 전극(811)간 쇼트(short)가 발생하는 것을 방지시키도록 하는 구조를 나타내고 있다.
이하, 동작을 살펴보면, 먼저, 원료전구체를 가스 공급부(812)로 공급하여 반응공간내 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)에 각각 탑재된 2개의 기판(701)의 일측면으로 균일하게 공급되도록 하고, 이에 따라 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)에 각각 탑재된 2개의 기판(701)의 표면에서 흡착반응이 일어나게 된다.
이어, 위와 같은 원료전구체의 흡착이 완료되면 가스 공급부(812)로 퍼지가스를 공급하여 기판(701)상 잔존하는 원료전구체를 가스 배기부(813)로 배출시킨다.
이어, 다시 반응전구체를 가스 공급부(812)에 공급하여 기판(701)으로 분사시킨 후, 전극(811)에 전원을 공급하여 기판(701)상으로 직접 플라즈마(plasma)(816)를 발생시켜 플라즈마(816)에 의한 원료전구체와 반응전구체간 화학적 반응을 통해 원자층 박막을 형성시키게 된다. 이때, 플라즈마(816)를 이용한 기판(701)상 원자층 박막 형성에 있어서는 다른 실시예로써 반응전구체를 포함하는 퍼지가스를 공급하여 기판(701)상 원료전구체가 완전히 제거되는 시점에 플라즈마(816)를 발생시켜 막을 형성시킬 수도 있다.
도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 진공챔버(950)의 단면 구조로서 간접 플라즈마 공정이 가능한 개략적인 구성을 도시한 것이다.
위 도 4c를 참조하면, 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)가 반응기 모듈(810)과 함께 결합하여 밀폐된 반응공간을 형성한 후, 반응기 모듈(810)내 가스 공급부(812)를 통해 반응공간 내부에 위치한 기판(701)으로 원료전구체, 반응전구체, 퍼지가스를 원자층 증착 공정의 순서에 따라 순차적으로 공급하게 되며, 반대쪽 반응기 모듈(810)내 형성되는 가스 배기부(812)를 통해 각각의 공정에서 사용된 공정가스 또는 퍼지가스가 배기되도록 하는 구조를 나타내고 있다.
이때, 도 4c에서는 도 4b에 도시된 직접 플라즈마(816)에 따른 기판(701)의 박막에 가해지는 영향을 최소화하기 위하여 가스 공급부(812)에 별도의 전극(811) 및 절연체(814)를 가지도록 하는 구조를 나타내고 있다.
또한, 직접 플라즈마 적용이 어려운 물질이나 또는 이온 및 전자에 의한 기판(701)상 박막의 손상 위험을 방지하기 위해 절연체(814)이외에 전극(811)과 가스 공급부(812) 사이에 간극 절연체(815)를 추가로 구성하여 전극(811)과 가스 공급부(812) 사이에서만 플라즈마(816)를 발생시킴으로써 반응전구체의 해리를 통한 라디칼을 공급하여 기판(701)에 손상을 주지 않으면서 원자층 박막의 형성이 가능하도록 하는 구조를 나타내고 있다.
이하, 동작을 살펴보면, 먼저 원료전구체를 가스 공급부(812)로 공급하여 반응공간내 제1 캐리어(702)와 제2 캐리어(703)에 각각 탑재된 2개의 기판(701)의 일측면으로 균일하게 공급되도록 하고, 이에 따라 제1 캐리어(702) 및 제2 캐리어(703)에 각각 탑재된 2개의 기판(701)의 표면에서 흡착반응이 일어나게 된다.
이어, 위와 같은 원료전구체의 흡착이 완료되면 가스 공급부(812)로 퍼지가스를 공급하여 기판(701)상 잔존하는 원료전구체를 가스 배기부(813)로 배출시킨다.
이어, 다시 반응전구체를 가스 공급부(812)에 공급하여 기판(701)으로 분사시키는 시점에, 가스 공급부(812)에 형성된 플라즈마 발생을 위한 전극(811)에 전원을 공급하여 플라즈마(816)를 발생시킨다. 이에 따라 반응전구체와 플라즈마(816)에 의해 발생한 라디칼(radical)이 가스 흐름에 따라 기판(701)상으로 공급되어 플라즈마(816)에 의한 원료전구체와 반응전구체간 화학적 반응을 통해 원자층 박막을 형성시키게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 원자층 증착에 있어서, 기판을 탑재하여 수직 방향으로 배열된 후 일자 형태로써 연결되는 다수의 챔버로의 이송이 가능하며 서로 결합되는 경우 밀폐된 반응공간을 형성하여 기판에 대한 원자층 증착 공정을 수행할 수 있는 공정챔버로써 동작하는 제1, 제2 캐리어를 구현하고, 캐리어내 탑재된 기판에 대한 원자층 증착 공정이 가능하도록 하는 다수의 진공챔버와 캐리어의 반입/반출을 위한 버퍼챔버를 일자 형태로써 연결시킴으로써 캐리어가 버퍼챔버, 진공챔버, 버퍼챔버 순으로 이송하면서 연속으로 공정이 수행되어 원자층 증착 공정의 효율을 높일 수 있다. 또한, 두 개의 캐리어에 각각 기판을 탑재하여 하나의 진공챔버에서 2 개의 기판에 대해 동시에 원자층 증착 공정을 진행할 수 있어 생산성을 높일 수 있으며, 기판을 수직으로 배열시킨 상태에서 공정을 진행함에 따라 대형 면적의 기판에 대해서도 용이하게 공정을 수행할 수 있다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 원자층 증착장치에서의 동작을 예를 들어 설명하고 있으나, PECVD에서도 동일하게 적용 가능하다.
따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
700 : 제1 버퍼 챔버 701 : 기판
702 : 제1 캐리어 703 : 제2 캐리어
710 : 반입 챔버 750 : 제2 버퍼 챔버
800, 900, 950 : 진공챔버 810 : 반응기 모듈
811 : 전극 812 : 가스 공급부
813 : 가스 배기부 814 : 절연체
815 : 간극 절연체 816 : 플라즈마
820 : 구동수단 830 : 이송수단
702 : 제1 캐리어 703 : 제2 캐리어
710 : 반입 챔버 750 : 제2 버퍼 챔버
800, 900, 950 : 진공챔버 810 : 반응기 모듈
811 : 전극 812 : 가스 공급부
813 : 가스 배기부 814 : 절연체
815 : 간극 절연체 816 : 플라즈마
820 : 구동수단 830 : 이송수단
Claims (13)
- 원자층 증착 공정 대상 기판을 제1 캐리어, 제2 캐리어에 탑재하고, 상기 기판이 탑재된 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 서로 마주보는 방향으로 이동시켜, 상기 제1 캐리어에 탑재된 기판과 상기 제2 캐리어에 탑재된 기판이 지면에서 볼 때 수직 방향으로 배열되도록 하는 반입 챔버와,
상기 반입 챔버와 일자 형태로써 연결되며, 상기 반입 챔버로부터 상기 기판이 탑재된 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 반입하고, 내부의 압력을 상기 기판의 원자층 증착 공정을 위한 제1 압력으로 조절하는 제1 버퍼 챔버와,
상기 제1 버퍼 챔버와 일자 형태로써 연결되며, 상기 기판에 대한 원자층 증착 공정이 수행되는 진공 챔버와,
상기 진공 챔버와 일자 형태로써 연결되며, 상기 진공 챔버로부터 상기 기판을 인입하여 다음 공정을 위한 제2 압력 또는 대기압으로 압력조절을 수행하는 제2 버퍼 챔버를 포함하며,
상기 진공 챔버는, 상기 진공 챔버의 내부 중앙 영역에 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어와 결합하여 밀폐된 반응공간을 형성하는 반응기 모듈을 구비하며,
상기 기판에 대한 원자층 증착 공정의 수행 시, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어는 서로 마주보는 방향으로 밀착되어 상기 반응기 모듈과 결합되고, 상기 반응기 모듈을 통해 상기 원자층 증착 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1 버퍼 챔버는,
상기 제1 캐리어 및 제2 캐리어를 좌우 방향으로 이송시키기 위한 이송수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 진공 챔버는,
상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 좌우 방향으로 이송시키기 위한 이송수단과, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 서로 마주보는 방향으로 결합시키거나 분리시키기 위한 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
- 삭제
- 원자층 증착 공정 대상 기판을 제1 캐리어, 제2 캐리어에 탑재하고, 상기 기판이 탑재된 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 서로 마주보는 방향으로 이동시켜, 상기 제1 캐리어에 탑재된 기판과 상기 제2 캐리어에 탑재된 기판이 지면에서 볼 때 수직 방향으로 배열되도록 하는 반입 챔버와,
상기 반입 챔버와 일자 형태로써 연결되며, 상기 반입 챔버로부터 상기 기판이 탑재된 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 반입하고, 내부의 압력을 상기 기판의 원자층 증착 공정을 위한 제1 압력으로 조절하는 제1 버퍼 챔버와,
상기 제1 버퍼 챔버와 일자 형태로써 연결되며, 상기 기판에 대한 원자층 증착 공정이 수행되는 진공 챔버와,
상기 진공 챔버와 일자 형태로써 연결되며, 상기 진공 챔버로부터 상기 기판을 인입하여 다음 공정을 위한 제2 압력 또는 대기압으로 압력조절을 수행하는 제2 버퍼 챔버를 포함하며,
상기 진공 챔버는, 상기 진공 챔버의 내부 양측 외곽 영역에 위치하고, 좌우 방향으로 이동 제어되어 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어와 결합하여 밀폐된 반응공간을 형성하는 반응기 모듈을 구비하며,
상기 반응기 모듈은 상기 진공 챔버의 내부에 기설정된 위치에 대기하고 있다가 상기 기판에 대한 원자층 증착 공정의 수행 시, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어가 결합되는 경우 좌우 방향으로 이동되어 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어와 결합되고, 상기 반응기 모듈을 통해 상기 원자층 증착 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
- 제 5 항에 있어서,
상기 반응기 모듈이 상기 제1 캐리어 및 제2캐리어와 결합할 때, 상기 반응기 모듈은 상기 반응공간에 가스 공급이 가능하도록, 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어의 양측면에 형성된 가스통로에 정합되도록 결합하는 것을 특징으로 하는 원자측 증착장치.
- 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 반응기 모듈은,
일측부에 상기 반응공간에 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고,
타측부에 상기 반응공간에 공급된 상기 공정 가스 또는 퍼지 가스를 배기시키는 가스 배기부를 구비하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 반응기 모듈은,
상기 반응공간과 인접하는 영역의 일부 또는 전체면에 플라즈마 발생을 위한 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 반응기 모듈은,
상기 가스 공급부의 도입부에 플라즈마 발생을 위한 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 진공 챔버는,
일자 형태로써 연결되는 방식으로 적어도 2개 이상 구비되며, 각각의 진공 챔버는 열을 이용하여 원자층 증착 공정을 수행하는 챔버구조 또는 직접 플라즈마를 이용하는 챔버구조 또는 간접 플라즈마를 이용하는 챔버구조 중 하나의 챔버구조로 형성되거나, 서로 다른 챔버구조의 조합으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
- 공정이 수행되는 진공 챔버와 일자 형태로써 연결되는 반입 챔버에서, 원자층 증착 공정 대상 기판이 탑재된 제1 캐리어 및 제2 캐리어를 서로 마주보는 방향으로 수직 배열하는 단계와,
상기 반입 챔버와 일자 형태로써 연결되는 제1 버퍼 챔버에서 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 반입하고, 내부의 압력을 상기 기판의 원자층 증착 공정을 위한 제1 압력으로 조절하는 단계와,
상기 압력 조절 후, 상기 진공 챔버로 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 반입하는 단계와,
상기 진공 챔버에서 상기 기판에 대해 원자층 증착 공정을 수행하는 단계와,
상기 원자층 증착 공정이 수행된 기판을 상기 진공 챔버와 일자 형태로써 연결되는 제2 버퍼 챔버로 반출하는 단계를 포함하며,
상기 원자층 증착 공정을 수행하는 단계는,
상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 상기 진공 챔버내 상기 원자층 증착 공정을 위한 기준 위치에 위치시키는 단계와,
상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 서로 마주보는 방향으로 밀착시켜 상기 진공 챔버의 내부 중앙 영역에 위치된 반응기 모듈과 결합시키는 단계와,
상기 결합에 따라 형성되는 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어 내부의 밀폐된 반응공간에서 상기 반응기 모듈을 이용하여 상기 기판에 대한 원자층 증착 공정을 수행하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착방법.
- 삭제
- 공정이 수행되는 진공 챔버와 일자 형태로써 연결되는 반입 챔버에서, 원자층 증착 공정 대상 기판이 탑재된 제1 캐리어 및 제2 캐리어를 서로 마주보는 방향으로 수직 배열하는 단계와,
상기 반입 챔버와 일자 형태로써 연결되는 제1 버퍼 챔버에서 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 반입하고, 내부의 압력을 상기 기판의 원자층 증착 공정을 위한 제1 압력으로 조절하는 단계와,
상기 압력 조절 후, 상기 진공 챔버로 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 반입하는 단계와,
상기 진공 챔버에서 상기 기판에 대해 원자층 증착 공정을 수행하는 단계와,
상기 원자층 증착 공정이 수행된 기판을 상기 진공 챔버와 일자 형태로써 연결되는 제2 버퍼 챔버로 반출하는 단계를 포함하며,
상기 원자층 증착 공정을 수행하는 단계는,
상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어를 상기 진공 챔버내 상기 원자층 증착 공정을 위한 기준 위치에 위치시키고, 서로 마주보는 방향으로 결합시키는 단계와,
상기 진공 챔버의 내부 양측 외곽 영역에 위치한 반응기 모듈을 이동시켜 상기 결합된 상기 제1 캐리어 및 상기 제2 캐리어의 양측면에 결합시켜 밀폐된 반응공간을 형성시키는 단계와,
상기 결합 후, 상기 반응공간에서 상기 반응기 모듈을 이용하여 상기 기판에 대한 원자층 증착 공정을 수행하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착방법.
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