KR101533610B1 - 박막증착장치 - Google Patents

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이우진
하주일
신기조
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Abstract

본 발명은 박막증착장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 박막증착장치는 원료가스와 반응가스를 포함하는 복수의 공정가스를 순차적으로 공급하는 가스공급모듈을 적어도 하나 이상 구비한 가스공급부 및 기판을 지지하며 상기 가스공급부에 대해 이동 가능하게 구비되는 기판지지부를 포함하고, 상기 기판지지부는 복수회의 단계별 전진 및 단계별 후진을 포함하는 적어도 하나의 루프이동을 수행하며, 상기 하나의 루프이동을 하는 경우에 상기 기판의 최초위치와 최후위치 사이의 루프이동거리는 상기 하나의 가스공급모듈의 길이 이상인 것을 특징으로 한다.

Description

박막증착장치 {Thin film deposition apparatus}
본 발명은 박막증착장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 공정가스를 공급하는 가스공급부와 기판을 지지하는 기판지지부가 상대이동하는 경우에 상기 기판지지부의 단계별 이동에 의해 설치면적 및 체적을 최소화하며 나아가 박막의 품질을 유지할 수 있는 박막증착장치 에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 기판(이하, '기판'이라 함) 상에 박막을 형성하기 위한 증착법으로 화학기상증착법(CVD ; Chemical Vapor Deposition), 원자층증착법(ALD ; Atomic Layer Deposition) 등의 기술이 사용되고 있다.
도 8은 박막 증착법 중 원자층증착법에 관한 기본 개념을 도시하는 개략도이다. 도 8을 참조하여 원자층증착법의 기본 개념에 대해서 살펴보면, 원자층증착법은 기판 상에 트리메틸알루미늄(TMA ; TriMethyl Aluminium) 같은 원료를 포함하는 원료가스를 분사한 후, 아르곤(Ar) 등의 불활성 퍼지 가스 분사 및 미반응 물질 배기를 통해 기판상에 단일 분자층을 흡착시키고, 상기 원료와 반응하는 오존(O3) 같은 반응물을 포함하는 반응가스를 분사한 후 불활성 퍼지 가스 분사 및 미반응 물질/부산물 배기를 통해 기판상에 단일 원자층(Al-O)을 형성하게 된다.
원자층증착법에 사용되는 종래 박막증착장치는 원료가스, 반응가스, 퍼지가스 등의 각종 가스를 기판면에 주입하는 방향 및 방식에 따라 다양한 종류가 존재하며, 나아가, 상기 가스를 공급하는 가스공급부와 기판의 상대이동 여부에 따라 구분될 수 있다.
도 9는 기판을 지지하는 기판지지부가 가스공급부에 대해 이동하는 소위 '스캔' 방식의 종래 박막증착장치(10)를 도시한다.
기판(12)은 소정거리 직선이동하는 기판지지부(14)에 의해 지지되며, 상기 기판지지부(14)의 상부에는 복수의 공정가스를 순차적으로 공급하는 가스공급부(20)가 구비된다.
그런데, 상기와 같은 박막증착장치(10)에서는 상기 기판(12)이 상기 가스공급부(20)의 아래쪽에서 이동하는 경우에 상기 기판(12)이 상기 가스공급부(20)와 중첩되지 않도록 이동을 하였다. 즉, 상기 기판(12)이 상기 가스공급부(20)의 아래쪽에서 이동하여 상기 가스공급부(20)를 지나 상기 가스공급부(20)와 중첩되지 않도록 이동을 하였다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 가스공급부(20)의 양측에 각각 상기 기판(12)이 상기 가스공급부(20)와 중첩되지 않도록 하는 소위 '예비공간(S1, S2)'을 필요로 하였다.
이러한 예비공간은 상기 박막증착장치의 내부체적을 크게 하여 상기 박막증착장치의 전체 체적을 늘리는 요인으로 작용하며, 상기 내부체적이 늘어남에 따라 실제 박막을 증착하는 경우에 필요한 공정가스의 양도 증가하여 비용증가의 요인으로 작용하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기판과 가스공급부의 상대이동에 따라 박막을 증착하는 경우에 상기 기판과 가스공급부의 단계별 상대이동에 의해 내부 체적을 최소화하여 설치면적을 줄일 수 있는 박막증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 기판과 가스공급부의 상대이동에 의해 상기 박막의 품질을 향상시킬 수 있는 박막증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 기판과 가스공급부의 단계별 상대이동을 반복하여 상기 박막으로 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있는 박막증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 원료가스와 반응가스를 포함하는 복수의 공정가스를 순차적으로 공급하는 가스공급모듈을 적어도 하나 이상 구비한 가스공급부 및 기판을 지지하며 상기 가스공급부에 대해 이동 가능하게 구비되는 기판지지부를 포함하고, 상기 기판지지부는 복수회의 단계별 전진 및 단계별 후진을 포함하는 적어도 하나의 루프이동을 수행하며, 상기 하나의 루프이동을 하는 경우에 상기 기판의 최초위치와 최후위치 사이의 루프이동거리는 상기 하나의 가스공급모듈의 길이 이상인 것을 특징으로 하는 박막증착장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 기판지지부가 상기 단계별 후진을 하는 단계별 후진거리는 상기 기판지지부가 상기 단계별 전진을 하는 단계별 전진거리보다 작도록 결정된다.
나아가, 상기 단계별 전진거리는 0.1 mm 내지 15mm 이며, 상기 단계별 후진거리는 상기 단계별 전진거리보다 작도록 결정된다.
한편, 상기 루프이동을 n번(n≥2) 수행하는 경우에 상기 기판은 제 (m-1)(2≤m≤n) 루프이동의 최후위치에서 상기 제 m 루프이동의 최초위치로 직선 이동할 수 있다. 이 때, 상기 제 m 루프이동의 최초위치는 상기 제 (m-1) 루프이동의 최초위치와 동일하거나, 또는 상기 제 m 루프이동의 최초위치는 상기 제 (m-1) 루프이동의 최초위치에 비해 시프트거리만큼 이동할 수 있다. 이 경우, 상기 시프트거리는 상기 단계별 전진거리와 상이할 수 있다.
한편, 상기 루프이동을 n번(n≥2) 수행하는 경우에 상기 기판의 제 (m-1)(2≤m≤n) 루프이동의 최후위치에서 상기 제 m 루프이동의 최초위치로 복수회의 단계별 전진 및 단계별 후진을 포함하는 단계별 이동을 통해 이동할 수 있다. 이 때, 상기 제 m 루프이동의 최초위치는 상기 제 (m-1) 루프이동의 최초위치와 동일하거나, 또는 상기 제 m 루프이동의 최초위치는 상기 제 (m-1) 루프이동의 최초위치에 비해 시프트거리만큼 이동할 수 있다. 이 경우, 상기 시프트거리는 상기 단계별 전진거리와 상이할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 가스공급모듈을 구비하는 상기 가스공급부의 길이는 상기 기판의 직경 이상일 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따르면 상기 기판과 가스공급부의 상대이동에 따라 박막을 증착하는 경우에 상기 기판과 가스공급부의 단계별 상대이동에 의해 상기 기판의 루프이동거리를 상기 가스공급부의 하나의 가스공급모듈 이상의 거리로 최소화하여 상기 박막증착장치의 내부 체적을 최소화할 수 있다. 이에 따라 상기 박막증착장치의 설치면적을 현저히 줄일 수 있으며, 상기 내부 체적의 감소에 따라 상기 기판에 박막을 증착하는 경우에 필요한 공정가스의 양도 줄여 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 기판과 가스공급부의 복수의 단계별 상대이동을 포함하는 루프이동을 반복하는 경우에 상기 루프이동의 최초위치를 시프트시킴으로써, 상기 박막층을 따라 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
도 1 은 복수의 공정가스를 순차적으로 공급하는 하나의 가스공급모듈을 도시한 개략도,
도 2는 상기 도 1의 가스공급모듈을 복수개 구비한 가스공급부를 도시한 개략도,
도 3은 일 실시예에 따라 상기 기판이 단계별 이동을 하여 전진하는 과정을 도시한 개략도,
도 4는 상기 기판이 단계별 이동을 하여 후진하는 과정을 도시한 개략도,
도 5는 상기 도 3에 따른 과정을 통해 형성된 박막층을 도시한 개념도,
도 6은 다른 실시예에 따라 상기 기판이 단계별 이동을 하여 전진하는 과정을 도시한 개략도,
도 7은 상기 도 6에 따른 과정을 통해 형성된 박막층을 도시한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 박막증착장치의 가스공급부(1200)(도 2 참조)에 적어도 하나 이상 구비되는 하나의 가스공급모듈(120)을 도시한다.
도 1을 참조하면, 상기 단일 가스공급모듈(120)은 원료가스(제1 공정가스)와 반응가스(제2 공정가스)를 포함하는 복수의 공정가스를 순차적으로 공급하도록 구성된다. 또한, 상기 가스공급모듈(120)은 불활성가스와 같은 퍼지가스를 공급하며, 나아가 상기 공정가스와 퍼지가스를 배기할 수 있다.
구체적으로, 상기 가스공급모듈(120)은 원료가스를 공급하는 제1 가스공급구(124), 반응가스를 공급하는 제2 가스공급구(128)와 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급구(122, 126)를 구비한다. 상기 퍼지가스공급구(122, 126)는 복수개로 구비되어 상기 제1 가스공급구(124)와 제2 가스공급구(128) 사이 또는 상기 제1 가스공급구(124)와 제2 가스공급구(128)의 적어도 어느 일측에 구비될 수 있다. 또한, 상기 가스공급모듈(120)은 전술한 상기 제1 가스공급구(124), 제2 가스공급구(128) 및 퍼지가스공급구(122, 126) 사이에 각각 구비되는 배기가스배출구(150)를 구비할 수 있다. 상기 배기가스배출구(150)는 펌핑부(미도시)에 의해 연결되어 잔존하는 공정가스 또는 퍼지가스를 외부로 배기한다. 상기와 같은 구성을 가지는 하나의 가스공급모듈(120)은 도 1에 도시된 바와 같이 'D'의 길이를 가지게 된다. 따라서, 상기 가스공급모듈(120)과 기판이 서로 상대이동을 하게 되면, 상기 기판을 향해 퍼지가스, 원료가스 및 반응가스가 순차적으로 공급되어 상기 기판 상부에 원자층 증착법에 의해 박막이 형성된다.
도 2는 전술한 가스공급모듈(120A, 120B, 120C, 120D)을 적어도 하나 이상 구비한 가스공급부(1200) 및 기판(12)을 도시한다. 도 2에 도시되지 않았지만, 상기 기판(12)은 상기 가스공급부(1200)와 상대이동 가능하게 구비되는 기판지지부에 의해 지지된다. 이하에서는 상기 가스공급부(1200)가 고정되고, 하부의 상기 기판지지부가 이동하여 상기 기판(12)이 상기 가스공급부(1200)에 대해 이동가능하도록 구비되는 것으로 설명한다.
도 2를 참조하면, 가스공급부(1200)는 전술한 가스공급모듈을 적어도 하나 이상 구비할 수 있다. 도 2에서는 4개의 가스공급모듈(120A, 120B, 120C, 120D)을 구비한 가스공급부(1200)를 도시하지만, 이는 일예에 불과하며 하나의 가스공급부(1200)에 구비되는 가스공급모듈의 숫자는 적절하게 조절될 수 있다.
그런데, 본 발명에서는 예를 들어 상기 가스공급부(1200)가 고정되고 상기 기판(12)이 상기 가스공급부(1200)에 대해 이동 가능하도록 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 기판(12) 상부에 박막이 증착되며, 나아가 상기 기판(12)의 이동거리를 최소화하기 위하여 상기 적어도 하나의 가스공급모듈을 구비하는 상기 가스공급부(1200)의 길이는 상기 기판(12)의 직경(Ds) 이상으로 결정될 수 있다. 즉, 상기 기판(12)이 이동을 하는 경우에 상기 기판(12)이 상기 가스공급부(1200)의 양측으로 돌출하지 않도록 상기 가스공급부(1200)의 길이를 상기 기판(12)의 직경 이상으로 결정하게 된다. 이에 의해 종래 장치와 같이 가스공급부의 양측으로 예비공간을 필요로 하지 않게 되어 박막증착장치의 슬림화와 더불어, 내부 체적의 최소화를 달성할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 상기 기판지지부에 의해 상기 기판(12)은 복수회의 단계별 전진 및 단계별 후진을 포함하는 적어도 하나의 루프이동을 수행할 수 있다. 도 3은 상기 기판(12)이 하나의 루프 이동을 수행하는 과정을 도시한 개략도이다.
도 3을 참조하면, 상기 루프이동에 의해 상기 기판(12) 위에 박막이 형성될 수 있으며, 상기 기판(12)에 형성되는 박막의 두께에 따라 상기 루프이동의 횟수가 결정될 수 있다. 이때, 상기 하나의 루프이동을 하는 경우에 상기 기판(12)의 최초위치와 최후위치 사이의 루프이동거리(L)는 상기 하나의 가스공급모듈(120)의 길이 이상으로 결정될 수 있다.
즉, 상기 기판(12)이 하나의 루프이동을 마치는 경우에 상기 루프이동의 시작 시에 상기 기판(12)의 최초위치(t0의 위치)와 최후위치(t17의 위치) 사이의 거리, 즉 루프이동거리(L)는 가스공급부(1200)에 구비된 하나의 가스공급모듈(120A)의 길이(D) 이상으로 결정될 수 있다. 만약, 상기 루프이동거리(L)가 가스공급부(1200)에 구비된 하나의 가스공급모듈(1200)의 길이(D)보다 작게 결정된다면, 하나의 루프이동을 마치는 경우에도 상기 기판에 원료가스 또는 반응가스 중에 적어도 하나가 공급되지 않을 수 있다. 이는 상기 기판(12)에 박막이 형성되지 않는 영역을 발생시킬 수 있게 된다. 따라서, 상기 루프이동거리(L)는 상기 기판(12)에 박막이 형성되지 않는 영역이 생기지 않도록 상기 가스공급부(1200)에 구비된 하나의 가스공급모듈(1200)의 길이(D) 이상으로 결정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 기판(12)은 복수회의 단계별 전진과 단계별 후진을 반복하여 이동하게 된다. 여기서, 상기 '전진'은 상기 가스공급부(1200)에 대해 상기 기판(12)이 이동하고자 하는 방향으로 정의될 수 있으며, 상기 '후진'은 상기 전진 방향의 반대방향으로 정의될 수 있다. 도 3에서 상기 기판(12)은 도면의 오른쪽으로 이동하고자 하므로 도 3에서 오른쪽 방향이 전진방향, 그 반대방향이 후진방향으로 결정된다. 상기 전진 및 후진 방향은 상기 기판이 이동하고자 하는 방향에 따라 결정되므로 어느 하나의 방향으로 고정되어 정의되지 않는다.
상기 기판(12)이 하나의 루프이동의 시작 시(t0)에 최초 위치에 위치하며, 이후 반복적인 단계별 전진과 단계별 후진을 반복하여 하나의 루프이동을 마치게 된다. 이 경우, 상기 기판은 종국에는 전진을 하여 원하는 방향으로 이동을 해야 하므로, 상기 기판지지부가 상기 단계별 후진을 하는 단계별 후진거리(Lb)는 상기 기판지지부가 상기 단계별 전진을 하는 단계별 전진거리(Lf)보다 작게 결정된다.
상기 최초위치에서 상기 기판(12)은 단계별 전진거리(Lf)만큼 제1 단계별 전진을 하게 되며(t1), 이어서 단계별 후진거리(Lb)만큼 제1 단계별 후진을 하게 된다(t2).
이어서, 상기 기판(12)이 최초 위치에서 루프이동거리(L)에 해당하는 거리만큼 이동할 때까지 상기 단계별 전진 및 단계별 후진을 복수회 반복하게 된다. 이 경우, 상기 단계별 전진거리는 예를 들어 대략 0.1 mm 내지 15mm 이며, 상기 단계별 후진거리는 상기 단계별 전진거리보다 작도록 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 단계별 후진거리는 상기 단계별 전진거리의 대략 절반으로 결정될 수 있다. 한편, 본 발명자의 실험에 따르면 상기 단계별 전진거리가 15mm보다 크게 결정되면 기판(12)에 증착되는 박막에 줄무늬가 형성되어 박막의 품질이 저하되는 것을 발견하였으며, 반면에 상기 단계별 전진거리가 0.1mm보다 작게 결정되면 기판(12)에 복수의 층이 증착되는 경우에 상하부 층의 '터널링(tunneling)'효과에 의해 박막 외부의 이물질이 용이하게 침투할 수 있음을 발견하였다. 상기 '터널링' 현상에 대해서는 이후에 상세히 설명한다. 따라서, 본 실시예에서 상기 단계별 전진거리는 예를 들어 대략 0.1 mm 내지 15mm로 결정된다.
한편, 상기 기판(12)에 증착하고자 하는 박막의 두께에 따라 상기 기판지지부의 상기 단계별 전진거리(Lf), 상기 단계별 전진 횟수와 상기 루프이동의 횟수가 결정될 수 있다. 따라서, 상기 기판(12)에 증착하고자 하는 박막의 두께가 결정되는 경우에 상기 기판의 단계별 전진거리(Lf), 상기 단계별 전진 횟수와 상기 루프이동의 횟수가 적절히 결정될 수 있다.
한편, 상기 루프이동을 복수회, 즉 상기 루프이동을 n번(n≥2, n은 정수) 수행하는 경우에, 연속하여 수행되는 제(m-1)(2≤m≤n, m은 정수) 루프이동과 제m 루프이동에서 상기 기판의 움직임을 살펴보면 다음과 같다. 즉, 상기 루프이동을 n번 수행하는 경우에, 정수 'm'은 상기 복수회의 루프이동 중에서 개별적인 제m 루프이동을 정의하기 위해 사용된다.
본 실시예에서, 상기 기판은 제(m-1) 루프이동의 최후위치에서 제m 루프이동의 최초위치로 이동하는 경우에 직선운동으로 이동할 수 있다.
예를 들어, 상기 'n'이 '2'의 값을 가지는 경우, 즉 상기 루프이동을 2회 반복하는 경우를 상정해본다. 이 경우, 'm'은 2의 값을 가지게 된다. 상기 'm'이 '2'의 값을 가지는 경우, 제(m-1) 루프이동은 제1 루프이동, 즉 최초 루프이동에 해당하며, 제m 루프이동은 제2 루프이동에 해당되어, 상기 제(m-1) 루프이동에 연속하여 수행되는 루프이동에 해당된다. 나아가, 도 3에 도시된 루프이동이 제1 루프이동이라고 가정할 때, 상기 제1 루프이동에서 상기 기판(12)의 최후위치는 't17'의 위치에 해당한다. 이 경우, 이어지는 제2 루프이동을 위하여 상기 기판(12)은 제2 루프이동의 최초위치(점선 표시)로 이동할 수 있다. 이와 같이 제1 루프이동의 최후위치에서 제2 루프이동의 최초위치로 이동하는 경우에 상기 기판은 도 3에 도시된 바와 같이 직선이동을 통해 이동할 수 있다. 상기 기판을 신속히 제2 루프이동의 최초위치로 이동시켜 후속하는 루프이동을 재빨리 실행하기 위함이다.
그런데, 상기와 같이 제(m-1) 루프이동의 최후위치에서 이어지는 제m 루프이동의 최초위치로 상기 기판을 이동시키는 경우에 복수회의 단계별 전진 및 단계별 후진을 포함하는 단계별 이동을 통해 이동시킬 수 있다. 이는 연속하는 루프이동을 위하여 상기 기판을 이동시키는 경우에도 상기 기판에 박막을 증착시킴으로써 좀더 효율적인 박막증착을 수행하기 위함이다. 따라서, 상기 루프이동을 n번(n≥2) 수행하는 경우에 상기 기판이 제 (m-1)(2≤m≤n) 루프이동의 최후위치에서 상기 제 m 루프이동의 최초위치로 복수회의 단계별 전진 및 단계별 후진을 포함하는 단계별 이동을 통해 이동할 수 있게 된다.
예를 들어, 도 4는 제1 루프이동의 최후위치에서 이어지는 제2 루프이동의 최초위치로 상기 기판을 이동시키는 경우에 복수회의 단계별 전진 및 단계별 후진을 포함하는 단계별 이동을 통해 이동시키는 개략도를 도시한다. 상기 도 4의 도면에 대한 설명은 전술한 도 3의 설명과 유사하므로 반복적인 설명은 생략한다. 다만, 도 4에서는 왼쪽이 전진방향으로 정의되고, 그 반대방향이 후진방향으로 정의될 것이다.
그런데, 전술한 도 3 및 도 4에서는 상기 제 m 루프이동의 최초위치가 상기 제 (m-1) 루프이동의 최초위치와 동일한 경우를 상정하여 설명한다. 즉, 제1 루프이동의 최초위치와 제2 루프이동의 최초위치가 동일하게 결정된다. 이 경우, 상기 기판(12)에 증착되는 박막은 도 5와 같은 형태를 가질 수 있다. 도 5는 기판(12) 상부에 형성되는 박막을 도시한 측단면도 형태의 개략도이다.
도 5를 참조하면, 예를 들어 2회의 루프이동을 수행한 경우에 상기 기판(12) 상부에는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 층(130)과 제2 층(140)이 형성된다. 상기 기판의 단계별 이동에 따라 상기 기판에 박막층이 형성되므로, 상기 기판에 형성되는 박막은 도 5에 도시된 바와 같이 기판의 표면에 평행하게 단계별로 증착된다.
이 때, 상기 제1 루프이동과 제2 루프이동의 최초위치가 동일하게 되므로, 상기 기판(12)에 증착되는 제1 층(130)의 단계별 중간측벽(132)과 제2 층(140)의 단계별 중간측벽(142)이 대략 일직선상에 형성된다. 이 경우, 소위 '터널링(tunneling)' 현상에 의해 이물질(110)이 상기 제1 층(130)의 단계별 중간측벽(132)과 제2 층(140)의 단계별 중간측벽(142)을 따라 박막의 내부로 침입할 수 있다. 이는 박막의 품질 저하로 이어지게 되므로 이하 상기와 같은 문제점을 해결하는 다른 실시예를 살펴본다.
도 6은 다른 실시예에 따른 기판의 루프이동을 도시한 개략도이다. 전술한 도 3의 루프이동과 비교하여 본 실시예에 따른 루프이동은 상기 제 m 루프이동의 최초위치가 상기 제 (m-1) 루프이동의 최초위치에 비해 시프트거리만큼 이동된다는 점에서 차이가 있다. 이하, 차이점을 중심으로 살펴본다.
도 6을 참조하면, 예를 들어 제1 루프이동이 종료되는 시점(t17)의 최후위치에서 제2 루프이동의 최초위치로 기판이 이동하는 경우에 상기 제2 루프이동의 최초위치는 상기 제1 루프이동의 최초위치와 시프트거리(d)만큼 이동된다. 이 경우, 상기 시프트거리(d)는 전술한 단계별 전진거리(Lf)와 상이하도록 결정되며, 예를 들어 더 작도록 결정된다. 상기 시프트거리(d)가 전술한 단계별 전진거리(Lf)와 동일하다면 전술한 '터널링' 현상을 방지할 수 없기 때문이다.
즉, 제2 루프이동의 시작 시에 상기 기판은 상기 제1 루프이동의 시작 시와 비교하여 시프트거리(d)만큼 이격된 위치에서 시작하게 된다. 이와 같이 각 루프이동을 반복하는 경우에 각 루프이동의 최초위치를 시프트거리만큼 이격시키게 되면 전술한 이물질의 침입을 방지할 수 있게 된다.
도 7은 전술한 도 6에 의해 따른 방법에 의해 2회 루프이동을 수행하여, 상기 기판(12) 상부에 제1 층(130)과 제2 층(140)이 형성된 경우를 도시한다. 이 경우, 전술한 바와 같이 제1 루프이동과 제2 루프이동의 최초위치가 시프트거리만큼 이격되므로, 상기 기판(12)에 증착되는 제1 층(130)의 단계별 중간측벽(132)과 제2 층(140)의 단계별 중간측벽(142)이 서로 일치하지 않고 어긋나도록 배열된다. 따라서, 도 5에서 살펴본 '터널링' 현상이 발생하지 않게 되어 외부의 이물질의 침입을 막을 수 있게 된다.
전술한 도 6에 따른 방법은 도 3과 같이 제 (m-1)(2≤m≤n) 루프이동의 상기 기판의 최후위치에서 상기 제 m 루프이동의 상기 기판의 최초위치로 직선 이동하는 경우 또는 복수회의 단계별 전진 및 단계별 후진을 포함하는 단계별 이동을 통해 이동하는 경우에 모두 적용될 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
120..가스공급모듈
122..퍼지가스공급구
124..제1 가스공급구
128..제2 가스공급구
150..배기가스배출구
1200..가스공급부

Claims (12)

  1. 원료가스와 반응가스를 포함하는 복수의 공정가스를 순차적으로 공급하는 가스공급모듈을 적어도 하나 이상 구비한 가스공급부; 및
    기판을 지지하며 상기 가스공급부에 대해 이동 가능하게 구비되는 기판지지부;를 포함하고,
    상기 기판지지부는 복수회의 단계별 전진 및 단계별 후진을 포함하는 적어도 하나의 루프이동을 수행하며, 상기 하나의 루프이동을 하는 경우에 상기 기판의 최초위치와 최후위치 사이의 루프이동거리는 상기 하나의 가스공급모듈의 길이 이상인 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판지지부가 상기 단계별 후진을 하는 단계별 후진거리는 상기 기판지지부가 상기 단계별 전진을 하는 단계별 전진거리보다 작은 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단계별 전진거리는 0.1 mm 내지 15mm 이며, 상기 단계별 후진거리는 상기 단계별 전진거리보다 작은 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 루프이동을 n번(n≥2) 수행하는 경우에
    상기 기판은 제 (m-1)(2≤m≤n) 루프이동의 최후위치에서 상기 제 m 루프이동의 최초위치로 직선 이동하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제 m 루프이동의 최초위치는 상기 제 (m-1) 루프이동의 최초위치와 동일한 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제 m 루프이동의 최초위치는 상기 제 (m-1) 루프이동의 최초위치에 비해 시프트거리만큼 이동한 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시프트거리는 상기 기판지지부가 상기 단계별 전진을 하는 단계별 전진거리와 상이한 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 루프이동을 n번(n≥2) 수행하는 경우에
    상기 기판의 제 (m-1)(2≤m≤n) 루프이동의 최후위치에서 상기 제 m 루프이동의 최초위치로 복수회의 단계별 전진 및 단계별 후진을 포함하는 단계별 이동을 통해 이동하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제 m 루프이동의 최초위치는 상기 제 (m-1) 루프이동의 최초위치와 동일한 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제 m 루프이동의 최초위치는 상기 제 (m-1) 루프이동의 최초위치에 비해 시프트거리만큼 이동한 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 시프트거리는 상기 기판지지부가 상기 단계별 전진을 하는 단계별 전진거리와 상이한 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스공급모듈을 구비하는 상기 가스공급부의 길이는 상기 기판의 직경 이상인 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101533610B1 (ko) * 2014-05-02 2015-07-06 주식회사 테스 박막증착장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080035735A (ko) * 2006-10-20 2008-04-24 삼성전자주식회사 플라즈마 화학기상증착설비
KR20100023330A (ko) * 2008-08-21 2010-03-04 에이피시스템 주식회사 기판 처리 시스템 및 이를 이용한 기판 처리 방법
KR101099191B1 (ko) * 2008-08-13 2011-12-27 시너스 테크놀리지, 인코포레이티드 기상 증착 반응기 및 이를 이용한 박막 형성 방법
KR101347046B1 (ko) * 2013-02-04 2014-01-06 주식회사 테스 박막증착장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011042949A1 (ja) * 2009-10-05 2011-04-14 株式会社島津製作所 表面波プラズマｃｖｄ装置および成膜方法
US8771791B2 (en) * 2010-10-18 2014-07-08 Veeco Ald Inc. Deposition of layer using depositing apparatus with reciprocating susceptor
US20120225191A1 (en) * 2011-03-01 2012-09-06 Applied Materials, Inc. Apparatus and Process for Atomic Layer Deposition
KR101533610B1 (ko) * 2014-05-02 2015-07-06 주식회사 테스 박막증착장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080035735A (ko) * 2006-10-20 2008-04-24 삼성전자주식회사 플라즈마 화학기상증착설비
KR101099191B1 (ko) * 2008-08-13 2011-12-27 시너스 테크놀리지, 인코포레이티드 기상 증착 반응기 및 이를 이용한 박막 형성 방법
KR20100023330A (ko) * 2008-08-21 2010-03-04 에이피시스템 주식회사 기판 처리 시스템 및 이를 이용한 기판 처리 방법
KR101347046B1 (ko) * 2013-02-04 2014-01-06 주식회사 테스 박막증착장치

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