KR101695230B1 - 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템 - Google Patents
개시제를 이용하는 화학기상증착시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101695230B1 KR101695230B1 KR1020150081431A KR20150081431A KR101695230B1 KR 101695230 B1 KR101695230 B1 KR 101695230B1 KR 1020150081431 A KR1020150081431 A KR 1020150081431A KR 20150081431 A KR20150081431 A KR 20150081431A KR 101695230 B1 KR101695230 B1 KR 101695230B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- chamber
- initiator
- substrate
- monomer
- polymerization reaction
- Prior art date
Links
- 239000003999 initiator Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 22
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 150000005837 radical ions Chemical class 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H01L21/205—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
- H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
- H01L21/67706—Mechanical details, e.g. roller, belt
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
- H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
- H01L21/67763—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
- H01L21/67772—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading involving removal of lid, door, cover
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명은 개시제(Initiator)를 사용하는 화학기상증착시스템에 관한 것으로, 기판 표면에서 개시제와 모노머의 중합반응을 일으키기 위해 상기 개시제와 모노머를 투입하여 모노머 흡착 사이트를 형성하는 제1 챔버와, 상기 제1 챔버에서 중합반응 사이트가 형성된 기판이 유입된 후 개시제와 모노머의 중합반응을 통해 폴리머를 형성하는 제2 챔버와, 상기 폴리머가 형성된 기판이 유입된 후 잔류 개시제를 제거하여 증착두께를 제어하기 위해 반응을 중단시키는 제3 챔버와, 상기 제1 챔버에서 제2 챔버를 거쳐 제3 챔버로 기판을 이동시키기 위한 기판 이송장치를 포함하며, 개시제를 이용하는 증착공정 시 증착 속도 향상 및 물질 소모량 감소를 할 수 있다.
Description
본 발명은 개시제(Initiator)를 사용하는 화학기상증착시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개시제를 이용하는 증착공정 시 증착 속도 향상 및 물질 소모량 감소를 위한 복수개의 증착챔버를 구성하는 화학기상증착시스템에 관한 것이다.
근래의 반도체소자 또는 디스플레이 장치 등은 증착공정 등을 포함한 여러 가지 제조공정과정을 거치면서 제조된다. 이러한 여러 제조과정 중에는 화학기상증착시스템을 이용하여 증착물질을 증착시키는 공정이 필수적으로 이루어지고 있다.
이에 화학기상증착시스템(Chemical vapor deposition, 이하 'CVD'라 함)에 관련하여 많은 기술들이 제안되고, 적용되어 왔다.
이러한 종래의 기술들 중에는 대한민국 공개특허 제10-2015-0057679호(발명의 명칭 : 기판 냉각장치 및 이를 포함하는 화학기상 증착장치. 이하 선행기술1 이라 함.) 등이 있다.
선행기술 1에 따르면, 냉각장치는 제1 및 제2 반응가스가 반응을 일으키도록 개시제가 유입되는 개시제 유입 플레이트가 포함되어, 상기 개시제로 인해 복수의 반응가스가 반응을 일으키게 한다.
여기서, 개시제는 라디칼 이온 형태로 분해되어 유입되는데, 라디칼 이온은 진입로의 구성(유로의 굴곡, 부피등)에 따라 에너지가 감소되기 때문에 상부에서 형성된 라디칼 이온이 노즐로 분출되기 전까지 충돌을 최소화하기 위해 최상부에서 분출되도록 구성하였다.
선행기술 1 등과 같은 개시제(Initiator)를 사용하는 CVD는 기판 표면에서 개시제(Initiator)와 모노머의 중합반응을 일으키기 위해 개시제 및 모노머가 기판에 우선 흡착되어 중합반응 사이트를 형성해야 한다.
구체적으로 Initiator CVD는 ①Site generation(기판 위의 모노머(Monomer) 흡착 사이트 형성) → ②Polymerization(개시제와 모노머의 중합반응을 통한 Polymer 형성) → ③Tremination(잔류 개시제를 제거하여 증착두께를 제어)의 3단계로 공정을 구분할 수 있으며, 이와 같은 공정을 통해 기판 표면에서 폴리머를 형성한다.
도 1은 종래의 화학기상증착시스템의 일예의 구성을 간략하게 보인 단면도로서, 통상적인 CVD는 한 개의 챔버(10) 내에 개시제(2)와 복수의 모노머(4)(6)가 동시에 투입되고, 동시 투입된 개시제(2)와 모노머(4)(6)는 기판(20) 위에 모노머 흡착 사이트를 형성한 후 개시제(2)와 모노머(4)(6)의 중합반응을 통해 폴리머를 형성한다.
이와 같은 경우, 개시제(2)와 모노머(4)(6)는 지속적으로 일정 농도를 유지시켜야 하기 때문에 폴리머 형성에 필요한 반응에 참여하지 않는 물질은 진공 펌핑 라인(도시안함)으로 배출되어야 하는데, 이로 인해 물질의 소모량이 많은 문제점이 있었다.
또한, 챔버 내 기상의 물질 흐름(flow) 및 진공 펌핑 방향에 따라 위치별 기상물질의 농도가 달라질 수 있어 기판 박막의 증착 균일도 확보가 어려운 문제점이 있었다.
또한, 개시제를 사용하는 CVD는 개시제가 존재 하여야 폴리머(Polymer) 박막을 형성할 수 있는데, 원하는 두께의 박막 형성 후 잔류 개시제에 의해 두께 재현성이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 개시제를 이용하여 증착하는 화학기상증착시스템에서 기판의 중합반응 사이트 형성을 위한 별도의 챔버를 구성함으로써, 증착 속도를 향상함과 아울러 물질의 소모량을 감소시키고, 증착물질이 균일한 두께로 증착되어 증착 기판 박막의 증착 균일도 확보가 가능한 화학기상증착시스템을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 기판 표면에서 개시제와 모노머의 중합반응을 일으키기 위해 상기 개시제와 모노머를 투입하여 모노머 흡착 사이트를 형성하는 제1 챔버와, 상기 제1 챔버에서 중합반응 사이트가 형성된 기판이 유입된 후 개시제와 모노머의 중합반응을 통해 폴리머를 형성하는 제2 챔버와, 상기 폴리머가 형성된 기판이 유입된 후 잔류 개시제를 제거하여 증착두께를 제어하기 위해 반응을 중단시키는 제3 챔버와, 상기 제1 챔버에서 제2 챔버를 거쳐 제3 챔버로 기판을 이동시키기 위한 기판 이송장치를 포함하며, 폴리머 박막 형성 공정을 단계별로 각각의 챔버에서 진행하는 것을 특징으로 하는 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템이 제공된다.
상기 제3 챔버에서는 개시제를 추가적으로 투입하여 잔류 개시제를 제거함으로써 중합 반응을 차단하여 두께를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 챔버 내지 제3 챔버는 기상의 물질 투입과 진공 펌핑을 통한 기상 유체 흐름을 실시간으로 형성하지 않고, 필요에 의해 간헐적인 펌핑을 통해 챔버 압력을 제어할 수 있다.
본 발명에서, 상기 기판 이송장치는 상기 제1 챔버와 제2 챔버 사이 및 제2 챔버와 제3 챔버 사이에 설치되어 상기 기판을 각각의 챔버로 이송시킬 때 개폐가능한 도어와, 상기 제1 챔버, 제2 챔버 및 제3 챔버에 상기 도어가 설치되는 위치에 형성되어 이송되는 기판의 통로가 되는 유출구 및 유입구와, 상기 기판을 상기 유출구 및 유입구를 통해 챔버 간 이송시킬 수 있도록 하는 운송장치와, 상기 운송장치의 동작과 도어의 개폐를 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 운송장치는 상기 유출구 및 유입구를 출입하면서 수평 왕복 운동하는 로봇암으로 이루어질 수 있다.
또는, 상기 운송장치는 기판이 직접 안치되어 상기 기판을 상기 제1 챔버 내지 제3 챔버에 반입하거나 반출하기 위한 다수의 롤러를 포함하는 컨베이어장치와, 상기 컨베이어장치를 구동시키기 위한 구동장치를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 컨베이어장치는 상기 제1 챔버 내지 제3 챔버 내부에 설치되는 내부 컨베이어장치와, 상기 제1 챔버 내지 제3 챔버 외부에 설치되어 챔버 간을 연결하는 외부 컨베이어장치로 이루어지며, 상기 내부 컨베이어장치와 외부 컨베이어장치는 별도의 구동장치를 통해 구동될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 챔버 또는 제2 챔버에서는 적어도 2개 이상의 모노머를 투입하여 기상 증착 물질 분위기를 형성할 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명에 의하면, 본 발명은 기판의 중합반응 사이트 형성을 위한 별도의 챔버를 구성함으로써, 증착 속도를 향상함과 아울러 물질의 소모량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 챔버 내 기상의 물질 투입과 진공 펌핑을 통한 기상 유체 흐름(flow)을 실시간으로 형성하지 않고 필요에 의해 간헐적인 펌핑을 통해 챔버 압력을 제어함으로써, 기상의 물질 흐름과 진공 펌핑 방향에 따라 위치별 기상물질의 농도가 달라지는 것을 방지하여 기판 박막의 증착 균일도 확보가 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 화학기상증착시스템의 일예의 구성을 간략하게 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 화학기상증착시스템의 전체 구성을 보인 단면도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 화학기상증착시스템에서 기판 이송장치의 일실시예를 도시한 것으로, 기판 이송 공정을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 화학기상증착시스템의 전체 구성을 보인 단면도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 화학기상증착시스템에서 기판 이송장치의 일실시예를 도시한 것으로, 기판 이송 공정을 도시한 단면도이다.
이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 화학기상증착시스템의 전체 구성을 보인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템은 ①Site generation(기판 위의 모노머(Monomer) 흡착 사이트 형성) → ②Polymerization(개시제와 모노머의 중합반응을 통한 Polymer 형성) → ③Tremination(잔류 개시제를 제거하여 증착두께를 제어)의 공정을 3단 챔버에서 진행할 수 있도록 구성된다.
구체적으로, 본 발명은 기판(20) 표면에서 개시제(112)와 모노머(114)(116)의 중합반응을 일으키기 위해 상기 개시제(112)와 모노머(114)(116)를 투입하여 모노머 흡착 사이트 형성하는 제1 챔버(110)와, 상기 제1 챔버(110)에서 중합반응 사이트가 형성된 기판이 유입된 후 개시제(122)와 모노머(124)(126)의 중합반응을 통해 폴리머를 형성하는 제2 챔버(120)와, 상기 폴리머가 형성된 기판이 유입된 후 잔류 개시제를 제거하여 증착두께를 제어하기 위해 반응을 중단시키는 제3 챔버(130)를 포함하여, 폴리머 박막 형성 공정을 단계별로 3단의 챔버에서 진행하는데 특징이 있다.
상기 제1 챔버(110), 제2 챔버(120) 및 제3 챔버(130)는 상기 기판(20)에 증착물질이 증착되는 공정이 이루어질 수 있도록 외부로부터 격리된 공간을 제공한다. 상기 챔버들의 내부는 진공상태로 있게 되며, 진공 속에서 증착공정이 이루어지게 된다. 이러한 챔버에는 진공상태를 조성해주기 위한 진공 펌핑라인(도시안함) 등이 구비되어 있다.
상기 제1 챔버(110), 제2 챔버(120) 및 제3 챔버(130)에 상기 개시제(112)와 모노머(114)(116) 등을 투입하기 위해, 챔버의 상부에는 샤워헤드 어셈블리(도시안함)가 설치되어 이를 통해서 반응가스가 유입되도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 샤워헤드 어셈블리를 통해 개시제 및 복수의 모노머가 동시에 유입되어 하방으로 분출되는 구조를 형성된다.
또한, 상기 상기 제1 챔버(110) 또는 제2 챔버(120)에서는 적어도 2종 이상의 모노머와 개시제를 투입하여 기상 증착 물질 분위기를 형성한다. 즉, 본 실시예에서는 2종의 모노머가 유입되어 분출되는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고 3종 이상의 반응가스가 유입되어 분출될 수 있도록 구성할 수도 있다. 여기서, 개시제는 라디칼 이온 형태로 분해되어 유입되는데, 라디칼 이온은 진입로의 구성(유로의 굴곡, 부피 등)에 따라 에너지가 감소되기 때문에 상부에서 형성된 라디칼 이온이 노즐로 분출되기 전까지 충돌을 최소화하기 위해 최상부에서 분출되도록 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서는 챔버 내 기상의 물질 흐름(flow) 및 진공 펌핑 방향에 따라 기판에 증착되는 기상물질이 위치별로 농도가 달라지는 것을 방지하기 위해, 상기 제1 챔버(110) 내지 제3 챔버(130)는 기상의 물질 투입과 진공 펌핑을 통한 기상 유체 흐름을 실시간으로 형성하지 않고, 필요에 의해 간헐적인 펌핑을 통해 챔버 압력을 제어할 수 있도록 한다.
즉, 종래의 기술에서는 한 개의 챔버 내에 개시제와 복수의 모노머가 동시에 투입되어 폴리머를 형성한 후 폴리머 형성에 필요한 반응에 참여하지 않는 물질은 진공 펌핑 라인으로 배출함으로써, 모든 공정이 한 개의 챔버 내에서 이루어진다. 이때, 기상의 물질 투입으로 인한 챔버 내 기상 유체 흐름이 발생하고 반응에 참여하지 않는 물질을 배출 시 진공 펌핑 방향이 발생하므로, 기상 유체 흐름과 진공 펌핑 방향에 따라 위치별 기상물질의 농도가 달라지게 되는 것이다.
그러나, 본 발명은 ①기판 위의 모노머(Monomer) 흡착 사이트 형성, ②개시제와 모노머의 중합반응을 통한 폴리머 형성, ③잔류 개시제를 제거하여 증착두께를 제어하는 공정을 각 공정별로 별도의 챔버에서 이루어지게 함으로써, 기상의 물질 투입으로 인한 흐름이 최소화되고, 폴리머 형성 후 반응에 참여하지 않는 물질은 진공 펌핑 라인으로 한 번에 배출하는 방법이 아니라 잔류 개시제를 제거하는 방법으로 개시제를 추가적으로 투입하는 방법을 사용함으로써, 진공 펌핑 방향으로 인한 기상 물질의 흐름을 최소화한다.
한편, 펌핑이 필요한 경우, 각 챔버 마다 간헐적인 펌핑을 통해 챔버 압력을 제어할 수 있도록 함으로써, 진공 펌핑 방향으로 인한 기상 물질의 흐름을 최소화하여 기판에 증착되는 기상물질이 위치별로 농도가 달라지는 것을 방지하여 기판 박막의 증착 균일도를 확보할 수 있게 된다.
이와 같은 본 발명은 상기 제3 챔버(130)에서 잔류 개시제를 제거하기 위해, 개시제(132)를 추가적으로 투입함으로써, 라디칼 이온 형태로 분해되어 유입되는 개시제(132)가 잔류 개시제와 결합하여 분자형태가 됨으로써 잔류 개시제를 빠르게 제거 할 수 있고, 중합 반응을 차단하여 박막의 두께 제어를 용이하게 할 수 있다.
이와 같은 본 발명은 기판을 각각의 챔버에서 이동시키기 위한 기판 이송장치를 포함한다. 즉, 상기 제1 챔버(110)에서 제2 챔버(120)를 거쳐 제3 챔버(130)로 기판을 이동시키면서 각 챔버 별로 공정을 순차적으로 진행하기 위한 기판 이송장치가 구비되는 것이다.
본 발명에서, 상기 기판 이송장치는 상기 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120) 사이 및 제2 챔버(120)와 제3 챔버(130) 사이에 설치되어 상기 기판(20)을 각각의 챔버로 이송시킬 때 개폐가능한 도어(220)와, 상기 제1 챔버(110), 제2 챔버(120) 및 제3 챔버(130)에 상기 도어(220)가 설치되는 위치에 형성되어 이송되는 기판의 통로가 되는 유출구 및 유입구와, 상기 기판을 상기 유출구 및 유입구를 통해 챔버 간 이송시킬 수 있도록 하는 운송장치와, 상기 운송장치의 동작과 도어의 개폐를 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.
상기 유출구 및 유입구는 기판의 반입 및 반출을 위해 상기 챔버들의 측면에 개구되게 형성되고, 상기 유출구 및 유입구 사이에 도어(220)가 이동가능하게 설치되어 유출구 및 유입구를 개폐한다.
여기서, 상기 운송장치는 상기 유출구 및 유입구를 출입하면서 수평 왕복 운동하는 로봇암으로 이루어질 수 있다.
상기 로봇암으로 운송장치를 구성할 경우, 통상의 공지된 로봇암이 상기 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120) 사이 및 제2 챔버(120)와 제3 챔버(130) 사이에 설치되어 상기 기판(20)을 각각의 챔버로 이송시키도록 적용할 수 있다.
이 경우, 상기 도어(220)는 각 챔버 내에서 공정이 진행될 때는 닫혀있다가 한 개의 챔버에서 공정이 완료되어 다음 챔버로 기판을 이송해야 하는 경우, 상기 제어부에 의해 개방되어 로봇암이 상기 유출구 및 유입구를 통해 기판(20)을 이송할 수 있도록 한다.
이와 같은 로봇암의 구성은 공지기술이 적용가능하므로, 본 발명에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 본 발명의 기판 이송장치는 상술한 로봇암 이외에도 다양한 구성이 적용될 수 있다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 화학기상증착시스템에서 기판 이송장치의 일실시예를 도시한 것으로, 롤러 구조를 통해 기판 이송 공정을 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 상기 운송장치는 기판(20)이 직접 안치되어 상기 기판(20)을 상기 제1 챔버(110) 내지 제3 챔버(130)에 반입하거나 반출하기 위한 다수의 롤러(210)를 포함하는 컨베이어장치와, 상기 컨베이어장치를 구동시키기 위한 구동장치(도시안함)를 포함할 수 있다.
상기 구동장치는 상기 컨베이어장치를 구동시키기 위한 모터 등 통상의 공지된 기술이 적용될 수 있으므로 본 발명에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
또한, 상기 컨베이어장치는 상기 제1 챔버(110) 내지 제3 챔버(130) 내부에 설치되는 내부 컨베이어장치와, 상기 제1 챔버(110) 내지 제3 챔버(130) 외부에 설치되어 챔버 간을 연결하는 외부 컨베이어장치로 구분되어 이루어질 수 있다. 즉, 챔버 내부에서 공정을 진행하기 위해 기판을 이송시키는 내부 컨베이어장치와, 공정이 완료된 기판을 챔버 간 이송시키기 위한 외부 컨베이어장치를 별도로 구비하는 것이다. 이 경우, 상기 내부 컨베이어장치와 외부 컨베이어장치는 각각의 구동장치를 통해 구동될 수 있으며, 상기 구동장치의 동작 제어는 상기 제어부가 담당하여 챔버 내부에서의 기판 이송과 챔버 외부에서의 기판 이송을 각각 제어하도록 한다.
도 3은 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120) 사이를 도시한 것으로, 제1 챔버(110)에는 유출구(110a)가 형성되고 제2 챔버(120)에는 유입구(120a)가 형성되며, 상기 유출구(110a)와 유입구(110b) 사이에는 게이트(230)가 형성되어 상기 도어(220)가 게이트(230)를 개폐하는 구조를 갖는다. 도면에는 도시하지 않았지만, 제2 챔버(120)와 제3 챔버(130) 사이에도 동일한 구조가 적용될 수 있으므로, 이에 대한 도시는 생략하였다.
이와 같은 기판 이송장치는 상기 제1 챔버(110)에서 기판(20) 위의 모노머(Monomer) 흡착 사이트 형성이 완료되면, 공정이 완료된 기판(20)이 롤러(210) 상에 놓여진 상태로 상기 구동장치에 의해 이동됨과 아울러 상기 제어부가 상기 도어(220) 개폐를 제어하여 도어(220)를 개방함으로써, 상기 기판(20)이 상기 유출구(110a) 및 유입구(120a)를 통해 제1 챔버(110)에서 제2 챔버(120)로 이송될 수 있도록 한다.
이후, 제2 챔버(120)로 이송된 기판(20)은 개시제(122)와 모노머(124)(126)의 중합반응을 통해 폴리머를 형성하고, 상술한 바와 동일한 방식으로 제3 챔버(130)로 이송된 후, 제3 챔버(130) 내에서 잔류 개시제를 제거함으로써, 폴리머 박막 형성 공정을 3단계로 진행할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 개시제를 이용한 화학기상증착시스템은 기판의 중합반응 사이트 형성을 위한 별도의 챔버를 구성함으로써, 증착 속도를 향상함과 아울러 물질의 소모량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 챔버 내 기상의 물질 투입과 진공 펌핑을 통한 기상 유체 흐름(flow)을 실시간으로 형성하지 않고 필요에 의해 간헐적인 펌핑을 통해 챔버 압력을 제어함으로써, 기상의 물질 흐름과 진공 펌핑 방향에 따라 위치별 기상물질의 농도가 달라지는 것을 방지하여 기판 박막의 증착 균일도 확보가 가능한 효과가 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
20: 기판 110: 제1 챔버
110a: 유출구 120: 제2 챔버
120a: 유입구 130: 제3 챔버
210: 롤러 220: 도어
230: 게이트
110a: 유출구 120: 제2 챔버
120a: 유입구 130: 제3 챔버
210: 롤러 220: 도어
230: 게이트
Claims (8)
- 기판 표면에서 개시제와 모노머의 중합반응을 일으키기 위해 상기 개시제와 모노머를 투입하여 모노머 흡착 사이트를 형성하는 제1 챔버;
상기 제1 챔버에서 중합반응 사이트가 형성된 기판이 유입된 후 개시제와 모노머의 중합반응을 통해 폴리머를 형성하는 제2 챔버;
상기 폴리머가 형성된 기판이 유입된 후 개시제를 추가적으로 투입하여 잔류 개시제를 제거함으로써 중합 반응을 차단하여 두께를 제어하는 제3 챔버; 및
상기 제1 챔버에서 제2 챔버를 거쳐 제3 챔버로 기판을 이동시키기 위한 기판 이송장치;
를 포함하며,
①기판 위의 모노머(Monomer) 흡착 사이트 형성, ②개시제와 모노머의 중합반응을 통한 폴리머 형성, ③잔류 개시제를 제거하여 증착두께를 제어하는 공정을 상기 제1 챔버, 제2 챔버 및 제3 챔버에서 3단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 챔버 내지 제3 챔버는 기상의 물질 투입과 진공 펌핑을 통한 기상 유체 흐름을 실시간으로 형성하지 않고, 필요에 의해 간헐적인 펌핑을 통해 챔버 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 기판 이송장치는 상기 제1 챔버와 제2 챔버 사이 및 제2 챔버와 제3 챔버 사이에 설치되어 상기 기판을 각각의 챔버로 이송시킬 때 개폐가능한 도어;
상기 제1 챔버, 제2 챔버 및 제3 챔버에 상기 도어가 설치되는 위치에 형성되어 이송되는 기판의 통로가 되는 유출구 및 유입구;
상기 기판을 상기 유출구 및 유입구를 통해 챔버 간 이송시킬 수 있도록 하는 운송장치;
상기 운송장치의 동작과 도어의 개폐를 제어하기 위한 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템. - 청구항 4에 있어서,
상기 운송장치는 상기 유출구 및 유입구를 출입하면서 수평 왕복 운동하는 로봇암으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템. - 청구항 4에 있어서,
상기 운송장치는 기판이 직접 안치되어 상기 기판을 상기 제1 챔버 내지 제3 챔버에 반입하거나 반출하기 위한 다수의 롤러를 포함하는 컨베이어장치;
상기 컨베이어장치를 구동시키기 위한 구동장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템. - 청구항 6에 있어서,
상기 컨베이어장치는 상기 제1 챔버 내지 제3 챔버 내부에 설치되는 내부 컨베이어장치와,
상기 제1 챔버 내지 제3 챔버 외부에 설치되어 챔버 간을 연결하는 외부 컨베이어장치로 이루어지며,
상기 내부 컨베이어장치와 외부 컨베이어장치는 별도의 구동장치를 통해 구동되는 것을 특징으로 하는 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 챔버 또는 제2 챔버에서는 적어도 2개 이상의 모노머를 투입하여 기상 증착 물질 분위기를 형성하는 것을 특징으로 하는 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150081431A KR101695230B1 (ko) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템 |
| PCT/KR2015/009511 WO2016199980A1 (ko) | 2015-06-09 | 2015-09-10 | 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150081431A KR101695230B1 (ko) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160144797A KR20160144797A (ko) | 2016-12-19 |
| KR101695230B1 true KR101695230B1 (ko) | 2017-01-11 |
Family
ID=57735520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150081431A KR101695230B1 (ko) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101695230B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102171476B1 (ko) * | 2017-07-04 | 2020-10-29 | 한국과학기술원 | 개시제를 이용한 화학 기상 증착의 다층 시스템 및 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040011288A1 (en) | 2002-02-26 | 2004-01-22 | Affinito John D. | Methods and apparatus for vacuum thin film deposition |
| US20110045349A1 (en) | 2009-08-24 | 2011-02-24 | Applied Materials, Inc. | 3d approach on battery and supercapacitor fabrication by initiation chemical vapor deposition techniques |
| US20140178567A1 (en) | 2011-08-05 | 2014-06-26 | 3M Innovative Properties Company | Systems and Methods for Processing Vapor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101491767B1 (ko) * | 2013-07-03 | 2015-02-11 | (주)아이컴포넌트 | 플라스틱 필름 전극, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 디스플레이 제품 |
-
2015
- 2015-06-09 KR KR1020150081431A patent/KR101695230B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040011288A1 (en) | 2002-02-26 | 2004-01-22 | Affinito John D. | Methods and apparatus for vacuum thin film deposition |
| US20110045349A1 (en) | 2009-08-24 | 2011-02-24 | Applied Materials, Inc. | 3d approach on battery and supercapacitor fabrication by initiation chemical vapor deposition techniques |
| US20140178567A1 (en) | 2011-08-05 | 2014-06-26 | 3M Innovative Properties Company | Systems and Methods for Processing Vapor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20160144797A (ko) | 2016-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11230763B2 (en) | Gas separation control in spatial atomic layer deposition | |
| KR102302720B1 (ko) | 저압 툴 교체를 허용하는 원자 층 증착 프로세싱 챔버 | |
| US20120225194A1 (en) | Apparatus And Process For Atomic Layer Deposition | |
| JP6040075B2 (ja) | 真空成膜装置及び成膜方法 | |
| US11584992B2 (en) | Gas distribution assembly for improved pump-purge and precursor delivery | |
| KR101173081B1 (ko) | 수평 배치형 원자층 증착 장치 | |
| KR101695230B1 (ko) | 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템 | |
| KR20150029626A (ko) | 가스 처리 방법 | |
| KR101201817B1 (ko) | 기판처리장치의 배기 시스템 및 배기 방법 | |
| KR101698021B1 (ko) | 대면적 원자층 증착장치 | |
| KR101507556B1 (ko) | 대면적 기판용 수평형 원자층 증착장치 | |
| US10373831B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
| KR101336594B1 (ko) | 태양전지용 박막 증착장치 | |
| KR101502816B1 (ko) | 대면적 기판용 수평형 원자층 증착장치 | |
| KR101592249B1 (ko) | 원자층 증착장치 | |
| KR20190083683A (ko) | 증착 장치 및 증착 방법 | |
| WO2016199980A1 (ko) | 개시제를 이용하는 화학기상증착시스템 | |
| KR101635759B1 (ko) | 물질이동 가스의 분리장치 및 이를 포함하는 화학기상 증착장치 | |
| KR20150081596A (ko) | 원자층 증착장치 | |
| JP2012219286A (ja) | 成膜処理装置および成膜方法 | |
| KR20160108714A (ko) | 기판처리장치의 가스공급방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200103 Year of fee payment: 4 |