KR101559629B1 - Atomic layer deposition apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원자층 증착장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 원자층 증착장치는 이송되는 기판에 원자층을 형성하는 원자층 증착용 소스를 포함하는 원자층 증착장치에 있어서, 상기 원자층 증착용 소스는, 상기 기판이 이송방향의 정방향으로 통과하면서 제1소스가스에 노출되는 제1소스영역; 상기 제1소스영역을 통과한 상기 기판이 퍼지가스에 노출되는 제1퍼지영역; 상기 제1퍼지영역을 통과한 상기 기판이 제2소스가스에 노출되는 제2소스영역; 및, 상기 제2소스영역을 통과한 상기 기판이 퍼지가스에 노출되는 제2퍼지영역;을 포함하여, 상기 기판의 이송방향의 정방향으로 복수 개가 배열되며, 상기 기판이 역방향으로 이송시 각 영역의 배열은 상기 기판의 정방향 이송시 각 영역의 배열과 동일하도록 배열되면서, 각 영역의 해당 가스에 노출되는 기판 노출시간은 상기 정방향 이송시 각 영역의 해당 가스에 노출되는 기판 노출시간과 동일하도록 각 영역이 재배열되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 공간분할방식의 원자층 증착용 소스에서, 기판이 각 소스가스 및 퍼지가스에 노출되는 배열되는 순서 및 기판 노출시간이 기판의 이송방향의 역방향에서도 기판의 정방향 이송방향에서와 동일하도록 하여, 기판의 양방향 이송에서도 사용가능하여 공정시간을 단축시킬 수 있는 원자층 증착용 소스가 제공된다.The present invention relates to an atomic layer deposition apparatus, and an atomic layer deposition apparatus according to the present invention is an atomic layer deposition apparatus including an atomic layer deposition source for forming an atomic layer on a substrate to be transferred, A first source region in which the substrate is exposed to the first source gas while passing in the forward direction in the transport direction; A first purge region through which the substrate having passed through the first source region is exposed to the purge gas; A second source region through which the substrate having passed through the first purge region is exposed to the second source gas; And a second purge region in which the substrate that has passed through the second source region is exposed to the purge gas, wherein a plurality of the first purge regions are arranged in the forward direction in the transport direction of the substrate, The array is arranged to be the same as the arrangement of the respective regions when the substrate is transported in the forward direction, and the substrate exposure time, which is exposed to the corresponding gas in each region, is equal to the substrate exposure time, Is rearranged. Thereby, in the atomic layer deposition source of the space division type, the order in which the substrates are arranged so as to be exposed to the respective source gases and the purge gas, and the substrate exposure time are the same in the forward direction of transport of the substrate in the direction opposite to the transport direction of the substrate , An atomic layer deposition source that can be used for bidirectional transfer of substrates and can shorten the processing time is provided.

Figure R1020130152277
Figure R1020130152277

Description

원자층 증착장치{ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS}[0001] ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS [0002]

본 발명은 원자층 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공간분할방식의 원자층 증착용 소스에서 기판이 각 가스에 노출되는 시간을 기판의 이송방향이 정방향 및 역방향에서 동일하도록 하여, 기판의 양방향 이송에도 사용 가능하도록 할 수 있는 원자층 증착장치에 관한 것이다.The present invention relates to an atomic layer deposition apparatus, and more particularly, to an atomic layer deposition apparatus in which atomic layer deposition sources of a space division type are exposed to respective gases in a forward direction and a reverse direction, The present invention relates to an atomic layer deposition apparatus which can be used for transferring a substrate.

일반적으로, 반도체 기판이나 글래스 등의 기판 상에 소정 두께의 박막을 증착하기 위해서는 스퍼터링(sputtering)과 같이 물리적인 충돌을 이용하는 물리 기상 증착법(physical vapor deposition, PVD)과, 화학반응을 이용하는 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD) 등을 이용한 박막 제조 방법이 사용된다.In general, in order to deposit a thin film having a predetermined thickness on a substrate such as a semiconductor substrate or a glass substrate, physical vapor deposition (PVD) using physical collision such as sputtering and chemical vapor deposition (chemical vapor deposition), or the like.

여기서, 화학 기상 증착법으로는 상압 화학 기상 증착법(atmospheric pressure CVD, APCVD), 저압 화학 기상 증착법(low pressure CVD, LPCVD), 플라즈마 유기 화학 기상 증착법(plasma enhanced CVD, PECVD)등이 있으며, 이 중에서 저온 증착이 가능하고 박막 형성 속도가 빠른 장점 때문에 플라즈마 유기 화학 기상 증착법이 많이 사용되고 있다.Examples of the chemical vapor deposition method include atmospheric pressure CVD (APCVD), low pressure CVD (LPCVD), and plasma enhanced CVD (PECVD). Among them, low temperature Plasma organic chemical vapor deposition (CVD) is widely used because of its ability to deposit and its rapid deposition rate.

그러나 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 급격하게 미세해짐으로써 미세 패턴의 박막이 요구되었고 박막이 형성되는 영역의 단차 또한 매우 커지게 되었다. 이에 원자층 두께의 미세 패턴을 매우 균일하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 단원자층 증착 방법(atomic layer deposition, 이하 "ALD공정"이라고 함)의 사용이 증대되고 있다.However, as the design rule of the semiconductor device is drastically reduced, a thin film of a fine pattern is required and a step of a region where the thin film is formed is also very large. Thus, the use of an atomic layer deposition (hereinafter referred to as "ALD process") which is capable of forming a fine pattern of an atomic layer thickness very uniformly as well as an excellent step coverage is increasing.

ALD공정은 기판 표면에서 반응물질의 표면 포화 반응(surface saturated reaction)에 의한 화학적 흡착(chemisorption)과 탈착(desorption) 과정을 이용하여 단원자층을 형성하는 방법으로, 원자층 수준에서 막 두께의 제어가 가능한 박막 증착 방법이다.The ALD process is a method of forming a monolayer by using chemisorption and desorption processes by the surface saturated reaction of reactants on the surface of the substrate. Is a possible thin film deposition method.

기존 ALD 공정에서 단차도포성 및 웨이퍼 내 균일성은 여러 요소에 의해 결정될 수 있는데 그 중 샤워헤드의 형태와 밀접한 관련을 갖는다.In the conventional ALD process, the step coverage and the uniformity in the wafer can be determined by several factors, which are closely related to the shape of the shower head.

ALD 공정은 두 가지 이상의 소스가스를 각각 교대로 유입시키고, 각 소스가스의 유입 사이에 불활성 기체인 퍼지가스를 유입시킴으로써 소스가스들이 기체 상태에서 혼합되는 것을 방지한다.The ALD process alternately introduces two or more source gases, respectively, and prevents the source gases from mixing in the gaseous state by introducing purge gas, which is an inert gas, between the inlet of each source gas.

즉, 하나의 소스가스가 기판 표면에 화학적으로 흡착(chemical adsorption)된 상태에서 후속하여 다른 하나의 소스가스가 반응함으로써 기판 표면에 한층의 원자층이 생성된다.That is, one source gas is chemically adsorbed on the substrate surface, and then another source gas reacts to generate a further atomic layer on the substrate surface.

그리고, 이와 같은 공정을 한 주기로 하여 원하는 두께의 박막이 형성될 때 까지 반복한다.Then, such a process is repeated at one cycle until a thin film having a desired thickness is formed.

한편, 소스가스는 기판 표면에서만 화학적 흡착과 화학 반응이 일어나 하나의 원자층이 완전히 형성될 때까지 다른 표면 반응이 일어나지 않도록 억제되어야 한다.On the other hand, the source gas must be chemically adsorbed and chemically reacted only on the substrate surface, so that another surface reaction does not occur until one atomic layer is completely formed.

상기 ALD공정은 시간분할방식과 공간분할방식으로 구분된다. 도 1은 시간분할방식의 원자층 증착장치의 개략도이다.The ALD process is divided into a time division method and a space division method. 1 is a schematic view of a time-division type atomic layer deposition apparatus.

도 1을 참조하면, 상기 시간분할방식은 기판이 투입된 챔버(100) 내의 공간에 분배기(110)를 통해 제1소스가스인 전구체를 주입한 후, 퍼지(purge)가스를 주입해서 전구체를 기판(120)에 단원층만 남기고 제거한다.Referring to FIG. 1, in the time division method, a precursor, which is a first source gas, is injected into a space in a chamber 100 into which a substrate is introduced through a distributor 110, and then a purge gas is injected, 120).

그리고, 챔버(100) 내로 제2소스가스인 반응제를 분배기(110)를 통해 주입하여 먼저 주입된 전구체 단원자층과 반응제가 반응해서 단원자층의 새로운 물질이 형성된 후, 상기 반응제는 퍼지가스를 이용하여 제거한다.Then, a reactant, which is a second source gas, is injected into the chamber 100 through the distributor 110 to form a new material of a single atomic layer by reacting with the injected precursor monolayer and the reactant, .

상기와 같은 과정을 반복하면서, 주입된 가스는 소정의 반응 후에 그 다음 공정을 위해 배출구로 배기되면서 기판 상에 원자층을 증착한다.While repeating the above process, the injected gas is exhausted to a discharge port for a next process after a predetermined reaction, and an atomic layer is deposited on the substrate.

도 2는 공간분할방식의 원자층 증착장치의 개략도이다. 도 2를 참조하면, 상기 공간분할방식은 전구체가 주입되어 위치하는 공간과 반응제가 주입되어 위치하는 공간이 동시에 존재하고 두 공간의 사이마다 퍼지가스가 주입되어 위치하는 공간이 위치한다.2 is a schematic view of a space division type atomic layer deposition apparatus. Referring to FIG. 2, in the space division system, a space in which a precursor is injected and a space in which a reactive agent is injected are present at the same time, and a space in which purge gas is injected is located between two spaces.

상기된 바와 같은 각 가스들이 위치하는 공간들이 반복적으로 배열된 상태에서, 기판은 전구체가 위치하는 공간과 반응제가 위치하는 공간을 순차적으로 이동하면서 노출되어 원자층이 증착된다.In a state in which the spaces where the respective gases as described above are repeatedly arranged, the substrate is exposed while sequentially moving through the space where the precursor is located and the space where the reactants are located, and the atomic layer is deposited.

상술한 바와 같은 ALD공정에서는, 원자층 증착을 위해, 전구체가 노출된 후 퍼지가스에 의해 노출되는 시간과, 반응제가 노출된 후 퍼지가스에 의해 노출되는 시간이 다르도록 설정된다.In the ALD process as described above, for the atomic layer deposition, the time for which the precursor is exposed by the purge gas after the precursor is exposed is set to be different from the time for which the precursor is exposed by the purge gas after the exposure.

상기 시간분할 방식에는 각각의 소스가스를 주입하고 퍼지가스에 노출되는 시간을 다르게 하여 퍼지 시간 조절이 가능하며, 상기 공간분할방식에서는 물리적인 크기에 따라 퍼지 시간의 조절이 가능하다.In the time division method, the purge time can be adjusted by injecting each source gas and varying the exposure time to the purge gas. In the space division method, the purge time can be adjusted according to the physical size.

가령, 임의의 조건에서 전구체 노출 시간 10초, 전구체 퍼지 시간 10초, 반응제 노출 시간 10초, 반응제 퍼지 시간 30초가 필요하다고 가정하면 시간분할방식과 공간분할방식에서 아래와 같이 나타날 수 있다.For example, assuming that the precursor exposure time is 10 seconds, the precursor purge time is 10 seconds, the reactant exposure time is 10 seconds, and the reactant purge time is 30 seconds under certain conditions, the time division method and the space division method may be as follows.

상기 시간 분할 방식에서는 챔버 내에 투입되는 각 가스의 주입시간을 "전구체 주입 10초 -> 퍼지가스 주입 10초 -> 반응제 주입 10초 -> 퍼지가스 주입 30초" 로 하는 1사이클로 하여 다수 회 반복한다.In the time division method, the injection time of each gas to be injected into the chamber is repeated a plurality of times with one cycle of "precursor injection 10 seconds-> purge gas injection 10 seconds-> reactive agent injection 10 seconds-> purge gas injection 30 seconds" do.

즉, 전구체, 반응제 및 퍼지가스를 주입하는 각 단계에서의 시간을 임의로 조절이 가능하다.That is, the time at each step of injecting the precursor, the reactant, and the purge gas can be arbitrarily adjusted.

상기 공간분할 방식에서는 원자층 증착용 소스를 "전구체가 노출되는 구간 크기(길이) 100mm, 퍼지 구간의 크기(길이) 100mm, 반응제가 노출되는 구간의 크기(길이) 100mm, 퍼지 구간의 크기(길이) 300mm" 로 하는 1사이클을 반복 배열되도록 배치한다.In the above-described space partitioning method, the source of the atomic layer deposition is referred to as "100 mm length of section where the precursor is exposed, 100 mm length of the purge section, 100 mm length of the exposed section of the reactant, ) 300 mm "is arranged so as to be repeatedly arranged.

이와 같이 반복 배열된 원자층 증착용 소스에 기판을 10mm/s의 속도로 이송한다고 하면, 기판은 "전구체 10초 -> 퍼지가스 10초 -> 반응제 10초 -> 퍼지가스 30초"를 1사이클로 하여 반복적으로 해당 소스가스에 각각 노출되게 된다.If the substrate is transported at a rate of 10 mm / s to the repeatedly arranged atomic layer deposition source, the substrate is transferred to the atomic layer deposition source by repeating "10 seconds of precursor -> 10 seconds of purge gas -> 10 seconds of reaction -> 30 seconds of purge gas" Cycle and repeatedly exposed to the corresponding source gas.

그런데, 공간분할방식에서 상기와 같은 방법을 적용하는 경우에는, 전구체와 반응체 이후의 퍼지가스에 노출되는 시간이 각각 다르게 설정됨에 따라, 기판을 일 방향으로만 이송시켜야만 하는 문제점이 있었다.However, in the case of applying the above method in the space division method, since the time for exposure to the purge gas after the precursor and the reactant is set to be different from each other, the substrate has to be transported only in one direction.

본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공간분할방식의 원자층 증착용 소스에서, 기판이 각 소스가스 및 퍼지가스에 노출되는 배열되는 순서 및 기판 노출시간이 기판의 이송방향의 역방향에서도 기판의 정방향 이송방향에서와 동일하도록 하여, 기판의 양방향 이송에서도 사용가능한 원자층 증착용 소스를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an atomic layer deposition source of a space division type, in which the order in which the substrates are exposed to each of the source gas and the purge gas, So that the substrate can be used for bidirectional transfer of the substrate even when the substrate is transported in the forward direction of the substrate even in the reverse direction of the transport direction.

또한, 기판의 양방향 이송에서도 사용가능함에 따라 공정시간을 단축시킬 수 있는 원자층 증착용 소스를 제공함에 있다.The present invention also provides an atomic layer deposition source capable of shortening the processing time as it can be used for bidirectional transfer of substrates.

상기 과제는, 본 발명에 따라, 이송되는 기판에 원자층을 형성하는 원자층 증착용 소스를 포함하는 원자층 증착장치에 있어서, 상기 원자층 증착용 소스는, 상기 기판이 이송방향의 정방향으로 통과하면서 제1소스가스에 노출되는 제1소스영역; 상기 제1소스영역을 통과한 상기 기판이 퍼지가스에 노출되는 제1퍼지영역; 상기 제1퍼지영역을 통과한 상기 기판이 제2소스가스에 노출되는 제2소스영역; 및, 상기 제2소스영역을 통과한 상기 기판이 퍼지가스에 노출되는 제2퍼지영역;을 포함하여, 상기 기판의 이송방향의 정방향으로 복수 개가 배열되며, 상기 기판이 역방향으로 이송시 각 영역의 배열은 상기 기판의 정방향 이송시 각 영역의 배열과 동일하도록 배열되면서, 각 영역의 해당 가스에 노출되는 기판 노출시간은 상기 정방향 이송시 각 영역의 해당 가스에 노출되는 기판 노출시간과 동일하도록 각 영역이 재배열되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치에 의해 달성될 수 있다.According to the present invention, there is provided an atomic layer deposition apparatus including an atomic layer deposition source for forming an atomic layer on a substrate to be transported, the atomic layer deposition source comprising: A first source region exposed to the first source gas; A first purge region through which the substrate having passed through the first source region is exposed to the purge gas; A second source region through which the substrate having passed through the first purge region is exposed to the second source gas; And a second purge region in which the substrate that has passed through the second source region is exposed to the purge gas, wherein a plurality of the first purge regions are arranged in the forward direction in the transport direction of the substrate, The array is arranged to be the same as the arrangement of the respective regions when the substrate is transported in the forward direction, and the substrate exposure time, which is exposed to the corresponding gas in each region, is equal to the substrate exposure time, Is arranged on the surface of the substrate.

여기서, 상기 기판의 이송방향이 역방향일 때의 각 영역의 배열은, 상기 기판의 이송방향이 정방향일 때의 배열과 다른 구성이 선택되어 상기 기판의 이송방향이 정방향일 때와 동일하도록 재배열되는 것이 바람직하다.Here, the arrangement of each region when the transport direction of the substrate is reverse is selected such that the arrangement is different from the arrangement when the transport direction of the substrate is the forward direction, and is rearranged to be the same as when the transport direction of the substrate is the forward direction .

또한, 상기 기판의 이송방향이 역방향일 때의 상기 제1소스영역과 상기 제1퍼지영역, 상기 제2소스영역 및 상기 제2퍼지영역의 배열은, 상기 기판의 이송방향이 정방향일 때의 n번째 제2소스영역이 제2퍼지영역으로 변경되고, 상기 기판의 이송방향이 정방향일 때의 n번째 제2퍼지영역은 적어도 3개의 파트 영역으로 분할되어, 첫 번째 파트 영역과 마지막 파트 영역 사이의 중간부 파트 영역은 제2소스영역으로 변경되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착용 소스에 의해 달성될 수 있다.The arrangement of the first source region, the first purge region, the second source region, and the second purge region when the transfer direction of the substrate is in the reverse direction is n Th second source region is changed to a second purge region and the nth second purge region when the transfer direction of the substrate is positive is divided into at least three part regions, And the intermediate part region is changed to the second source region.

본 발명에 따르면, 공간분할방식의 원자층 증착용 소스에서, 기판이 각 소스가스 및 퍼지가스에 노출되는 배열되는 순서 및 기판 노출시간이 기판의 이송방향의 역방향에서도 기판의 정방향 이송방향에서와 동일하도록 하여, 기판의 양방향 이송에서도 사용가능한 원자층 증착용 소스가 제공된다.According to the present invention, in the space division type atomic layer deposition source, the order in which the substrates are arranged to be exposed to the respective source gases and the purge gas, and the order in which the substrate exposure time is the same as the direction in which the substrate is transported in the forward direction So that an atomic layer deposition source usable for bidirectional transfer of the substrate is provided.

또한, 기판의 양방향 이송에서도 사용가능함에 따라 공정시간을 단축시킬 수 있는 원자층 증착용 소스가 제공된다.In addition, an atomic layer deposition source is provided which can be used in bidirectional transfer of substrates, thereby shortening the processing time.

도 1은 시간분할방식의 원자층 증착장치의 개략도,
도 2는 종래 공간분할방식의 원자층 증착장치의 개략도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 원자층 증착장치의 개략도이다.
1 is a schematic view of a time-division type atomic layer deposition apparatus,
FIG. 2 is a schematic view of an atomic layer deposition apparatus of the conventional space division type,
3 and 4 are schematic views of an atomic layer deposition apparatus according to a first embodiment of the present invention.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, components having the same configuration are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. In other embodiments, configurations different from those of the first embodiment will be described do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 원자층 증착용 소스에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an atomic layer deposition source according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 원자층 증착장치의 개략도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 원자층 증착장치는 원자층 증착용 소스와 양방향 이송가능한 기판을 포함하여 구성된다.3 is a schematic view of an atomic layer deposition apparatus according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the atomic layer deposition apparatus according to the first embodiment of the present invention includes an atomic layer deposition source and a bi-directionally transferable substrate.

상기 기판은 소정의 이송수단에 의해 상기 원자층 증착용 소스를 따라 정방향 및 역방향으로 이동가능하도록 설치된다.The substrate is installed so as to be movable in forward and backward directions along the atomic layer deposition source by a predetermined transporting means.

상기 원자층 증착용 소스는 기판의 정방향 이송방향에 따라 반복배열되는 복수 개의 사이클을 포함하며, 상기 사이클은 기판의 이송방향에 따라 순차적으로 제1소스영역(10), 제1퍼지영역(20), 제2소스영역(30) 및 제2퍼지영역(40)으로 구성된다.The atomic layer deposition source includes a plurality of cycles repeatedly arranged along the forward direction of the substrate, and the cycle sequentially includes a first source region 10, a first purge region 20, A second source region 30 and a second purge region 40. [

상기 제1소스영역(10)은 제1소스가스에 노출되는 영역이고, 상기 제1퍼지영역(20)은 제1소스가스를 통과한 기판이 퍼지가스에 노출되는 영역이며, 상기 제2소스영역(30)은 제1퍼지영역(20)을 통과한 기판이 제2소스가스에 노출되는 영역이고, 상기 제2퍼지영역(40)은 상기 제2소스영역(30)을 통과한 기판이 퍼지가스에 노출되는 영역이다.The first source region 10 is a region exposed to the first source gas, the first purge region 20 is a region where the substrate having passed through the first source gas is exposed to the purge gas, (30) is a region where the substrate that has passed through the first purge region (20) is exposed to the second source gas, and the second purge region (40) As shown in FIG.

이때, 각 영역은 해당 영역에서 해당 가스를 기판 측으로 분사하는 노즐부가 기판과 대면하고 있는 부분의 길이일 수 있다.At this time, each region may be a length of a portion where the nozzle portion for spraying the gas to the substrate side in the region faces the substrate.

또한, 제1퍼지영역(20)의 길이와 제2퍼지영역(40)의 길이는 해당 소스가스에 따라 다른 길이를 가지도록 마련된다. 즉, 제1퍼지영역(20)의 길이는 제2퍼지영역(40)의 길이와 다르게 형성된다.The length of the first purge region 20 and the length of the second purge region 40 are set to have different lengths depending on the source gas. That is, the length of the first purge region 20 is different from the length of the second purge region 40.

제1소스가스가 전구체이고, 제2소스가스가 반응체인 경우, 제1퍼지가스에 노출되는 기판 노출시간은 제2퍼지가스에 노출되는 기판 노출시간과 다르다.When the first source gas is a precursor and the second source gas is a reaction, the substrate exposure time exposed to the first purge gas is different from the substrate exposure time exposed to the second purge gas.

상기와 같이 배열되는 경우에는 상기 기판이 정방향(우측방향)으로 이송시, 기판은 순차적으로 제1소스영역(10), 제1퍼지영역(20), 제2소스영역(30) 및 제2퍼지영역(40)을 통과하고, 이어 반복 배열되는 제1소스영역(10), 제1퍼지영역(20), 제2소스영역(30) 및 제2퍼지영역(40)을 순차적으로 계속 통과하게 된다.When the substrate is arranged in the above-described manner, when the substrate is transported in the forward direction (rightward direction), the substrate sequentially forms the first source region 10, the first purge region 20, the second source region 30, The first source region 10, the first purge region 20, the second source region 30, and the second purge region 40, which are repeatedly arranged after passing through the region 40, .

그리고, 상기 기판이 역방향(좌측방향)으로 이송시에는, 각 영역에서 해당 가스에 노출되는 기판 노출시간은 상기 정방향 이송시 각 영역의 배열과 동일한 배열을 갖도록 하면서, 각 영역에서 해당 가스에 노출되는 기판 노출시간과 동일하도록 각 영역이 재배열된다.When the substrate is transported in the reverse direction (leftward direction), the exposure time of the substrate exposed to the gas in each region is the same as the arrangement of the regions in the forward transport, and is exposed to the gas in each region Each region is rearranged to equal the substrate exposure time.

즉, 기판의 이송방향이 역방향일 때의 상기 제1소스영역(10), 상기 제1퍼지영역(20), 상기 제2소스영역(30) 및 상기 제2퍼지영역(40)의 배열은, 상기 기판의 이송방향이 정방향일 때의 상기 제1소스영역(10), 상기 제1퍼지영역(20), 상기 제2소스영역(30) 및 상기 제2퍼지영역(40)의 배열과 다른 배열구성을 선택하여 상기 기판의 이송방향이 정방향일 때와 동일하도록 재배열된다.That is, the arrangement of the first source region 10, the first purge region 20, the second source region 30, and the second purge region 40 when the transfer direction of the substrate is in the reverse direction, (10), the first purge region (20), the second source region (30), and the second purge region (40) when the transfer direction of the substrate is the forward direction And arranged so as to be the same as when the transport direction of the substrate is the forward direction.

구체적으로, 기판의 이송방향이 역방향일 때는 기판의 이송방향이 정방향일 때의 n번째 제2소스영역(30)이 제2퍼지영역(40)으로 변경된다.Specifically, when the transport direction of the substrate is the reverse direction, the n-th second source region 30 is changed to the second purge region 40 when the transport direction of the substrate is the forward direction.

그리고, 기판의 이송방향이 정방향일 때의 n번째 제2퍼지영역(40)은 적어도 3개의 파트 영역으로 분할되어, 첫 번째 파트 영역과 마지막 파트 영역 사이의 중간부 파트 영역(41)은 제2소스영역(30)으로 변경된다.The n-th second purge region 40 when the transfer direction of the substrate is normal is divided into at least three part areas, and the middle part area 41 between the first part area and the last part area is divided into the second The source region 30 is changed.

본 실시예에서는 제2퍼지영역(40)이 3개의 파트 영역으로 분할되고, 중간부 파트 영역(41)이 제2소스영역(30)으로 변경된 것이 도시되어 있다.In this embodiment, it is shown that the second purge region 40 is divided into three part regions and the middle part region 41 is changed to the second source region 30. [

한편, 변경되는 부분의 영역에 해당되는 노즐은 역방향으로 이송시에 선택적으로 해당 가스를 분사하도록 설치될 수도 있고, 해당 가스를 분사하는 노즐이 교체되도록 설치할 수도 있다.On the other hand, the nozzle corresponding to the area of the portion to be changed may be provided so as to inject the gas selectively during transportation in the reverse direction, or the nozzle for spraying the gas may be replaced.

기판이 역방향으로 이송시에 상기와 같은 배열구조를 갖게 되면, 기판이 이송방향이 정방향이든 역방향이든 상관없이 각 영역이 동일한 배열 하에 각 영역에서의 해당 가스에 노출되는 시간이 동일해질 수 있다.When the substrate is transported in the reverse direction as described above, the time for exposing each gas to the gas in each region under the same arrangement can be the same regardless of whether the substrate is transported in the forward or reverse direction.

즉, 상술한 바와 같이 기판이 역방향으로 이송시, 선택적으로 배열구조가 일부 변경됨으로써 정방향 및 역방향에서 모두에서 각 영역에서의 가스 노출시간은 동일해질 수 있다.That is, as described above, when the substrate is transported in the opposite direction, the gas exposing time in each region in both the forward direction and the reverse direction can be made uniform by selectively changing the arrangement structure.

가령, 도 4를 참조하면, 기판의 이송속도가 10mm/s이고, 제1소스영역(10)이 100mm, 제1퍼지영역이 100mm, 제2소스영역이 100mm, 제2퍼지영역이 300mm라고 설정된 상태에서, 기판의 이송방향에 따른 각 영역의 배열과 기판 노출시간은 아래와 같다.4, the transfer speed of the substrate is set to 10 mm / s, the first source region 10 is set to 100 mm, the first purge region 100 mm, the second source region 100 mm, and the second purge region 300 mm The arrangement of the respective regions along the transport direction of the substrate and the substrate exposure time are as follows.

(정방향) 제1소스영역 10초 -> 제1퍼지영역 10초 -> 제2소스영역 10초 -> 제2퍼지영역 30초 순으로 반복(Forward direction) First source area 10 seconds -> first purge area 10 seconds -> second source area 10 seconds -> second purge area 30 seconds

(역방향) 제1소스영역 10초 -> 제1퍼지영역 10초 -> 제2소스영역 10초 -> 제2퍼지영역 30초 순으로 반복(Reverse direction) First source area 10 seconds -> first purge area 10 seconds -> second source area 10 seconds -> second purge area 30 seconds

결과적으로, 종래 기판 이송방향이 일방향으로 적용되도록 설계된 원자층 증착용 소스의 구조를 부분적으로 개선하여 양방향으로 적용가능하도록 할 수 있어, 공정시간을 단축시킬 수 있다.As a result, the structure of the atomic layer deposition source designed to be applied to the conventional substrate transfer direction in one direction can be partially improved and applied in both directions, thereby shortening the processing time.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
10 : 제1소스영역 20 : 제1퍼지영역
30 : 제2소스영역 40 : 제2퍼지영역
41 : 중간부 파트 영역
[Description of Reference Numerals]
10: first source region 20: first purge region
30: second source region 40: second purge region
41: Middle part area

Claims (3)

이송되는 기판에 원자층을 형성하는 원자층 증착용 소스를 포함하는 원자층 증착장치에 있어서,
상기 원자층 증착용 소스는,
상기 기판이 이송방향의 정방향으로 통과하면서 제1소스가스에 노출되는 제1소스영역;
상기 제1소스영역을 통과한 상기 기판이 퍼지가스에 노출되는 제1퍼지영역;
상기 제1퍼지영역을 통과한 상기 기판이 제2소스가스에 노출되는 제2소스영역; 및,
상기 제2소스영역을 통과한 상기 기판이 퍼지가스에 노출되며, 상기 제1퍼지영역의 길이와 다른 길이를 가지는 제2퍼지영역;을 포함하여, 상기 기판의 이송방향의 정방향으로 복수 개가 배열되며,
상기 기판의 이송방향이 역방향일 때의 상기 제1소스영역, 상기 제1퍼지영역, 상기 제2소스영역 및 상기 제2퍼지영역의 배열은,
상기 기판의 이송방향이 정방향일 때의 n번째 제2소스영역이 제2퍼지영역으로 변경되고,
상기 기판의 이송방향이 정방향일 때의 n번째 제2퍼지영역은 적어도 3개의 파트 영역으로 분할되어, 첫 번째 파트 영역과 마지막 파트 영역 사이의 중간부 파트 영역은 제2소스영역으로 변경되어,
상기 기판의 이송방향이 정방향 및 역방향일 때 각 영역의 배열 및 각 영역의 해당 가스에 노출되는 시간이 동일해지도록 하는 원자층 증착장치.
An atomic layer deposition apparatus comprising an atomic layer deposition source forming an atomic layer on a substrate to be transferred,
Wherein the atomic layer deposition source comprises:
A first source region in which the substrate is exposed to the first source gas while passing in the forward direction in the transport direction;
A first purge region through which the substrate having passed through the first source region is exposed to the purge gas;
A second source region through which the substrate having passed through the first purge region is exposed to the second source gas; And
And a second purge region that is exposed to the purge gas and has a length different from the length of the first purge region, wherein a plurality of the first purge regions are arranged in a forward direction in the transfer direction of the substrate ,
Wherein the arrangement of the first source region, the first purge region, the second source region, and the second purge region when the transfer direction of the substrate is in the reverse direction,
The n-th second source region when the transfer direction of the substrate is the forward direction is changed to the second purge region,
Wherein the n-th second purge region when the transfer direction of the substrate is positive is divided into at least three part areas, the middle part area between the first part area and the last part area is changed to the second source area,
Wherein when the transport direction of the substrate is the forward direction and the reverse direction, the arrangement of each region and the time of exposure to the corresponding gas in each region are made equal.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200327634Y1 (en) 2003-06-17 2003-09-26 주식회사 신성이엔지 Apparatus for atomic layer deposition
US20090081886A1 (en) 2007-09-26 2009-03-26 Levy David H System for thin film deposition utilizing compensating forces
US20090217878A1 (en) 2007-09-26 2009-09-03 Levy David H System for thin film deposition utilizing compensating forces
KR101232089B1 (en) * 2011-12-01 2013-02-08 주식회사 케이씨텍 Upright type deposition apparatus

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