KR101928463B1 - 보호막 증착장치 및 보호막 증착방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보호막 증착장치 및 보호막 증착방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단일 챔버에서 복수의 물질층이 적층된 보호막을 증착하는 보호막 증착장치 및 보호막 증착방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 보호막 증착장치는 기판이 지지되는 기판 지지대; 상기 기판을 가로지르는 제1 축 방향으로 나란히 배치되는 선형 증착원을 포함하고, 상기 기판 상에 보호막을 증착하는 선형 증착모듈부; 상기 선형 증착모듈부에 제1 증착가스와 제2 증착가스를 선택적으로 교번하여 공급하는 가스공급부; 및 상기 제1 축 방향과 교차하는 제2 축 방향으로 상기 기판 지지대 또는 상기 선형 증착모듈부를 이동시키는 구동부를 포함하고, 상기 보호막은 상기 제1 증착가스에 의해 증착되는 제1 물질층과 상기 제2 증착가스에 의해 증착되는 제2 물질층이 적층되어 형성될 수 있다.

Description

보호막 증착장치 및 보호막 증착방법{Apparatus for depositing passivation film and method for depositing passivation film}
본 발명은 보호막 증착장치 및 보호막 증착방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단일 챔버에서 복수의 물질층이 적층된 보호막을 증착하는 보호막 증착장치 및 보호막 증착방법에 관한 것이다.
유기발광다이오드(OLED), 유기태양전지 및 유기박막트랜지스터(Organic TFT) 등의 유기전자소자는 수분 및 산소에 취약하여 소자 보호를 위한 보호막(또는 봉지막) 형성 공정이 필요하다. 여기서, 유기전자소자용 보호막은 소자 보호뿐만 아니라 유연 특성도 요구된다.
보호막은 투습방지를 위한 베리어막과 유연성을 위한 버퍼막을 적층하여 형성하는데, 종래에는 베리어막과 버퍼막의 다층구조막을 교번하여 적층하기 위해 다수의 챔버에서 다수의 마스크로 증착하여야 했으며, 이에 보호막의 증착 공정이 번거롭고 증착 장비가 대형화되는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 보호막의 유연성을 위해서 버퍼막으로 유기막을 사용하였는데, 유기막은 투습 방지 특성이 낮아 막질이 좋지 않고, 좋지 않은 유기막의 막질로 인해 베리어막(또는 무기막)의 막질에도 영향을 주어 보호막의 전체적인 투습 방지 특성을 저하시키는 문제가 있었다. 그리고 유기막은 유기 화합물을 이용하여 증착하게 되는데, 유기 화합물은 탄소 원자(C)를 많이 함유하고 있기 때문에 챔버를 오염시키는 오염 물질이 많이 발생하게 된다. 이에 따라 무기막과 유기막을 교번하여 적층하는 경우, 무기막에 탄소 원자(C) 등의 오염 물질이 섞이지 않도록 하기 위해 무기막과 유기막을 별도의 챔버에서 증착해야 하며, 이로 인해 보호막을 증착하는 공정시간이 오래 걸리게 된다.
한국등록특허공보 제10-0832847호
본 발명은 단일 챔버에서 복수의 물질층이 적층된 보호막을 증착할 수 있고, 산화물층 또는 질화물층에 CH기(基)가 포함되도록 하여 보호막의 투습 방지 특성이 저하되지 않으면서 유연성을 확보할 수 있는 보호막 증착장치 및 보호막 증착방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 보호막 증착장치는 기판이 지지되는 기판 지지대; 상기 기판을 가로지르는 제1 축 방향에 평행하게 배치되는 선형 증착원을 포함하고, 상기 기판 상에 보호막을 증착하는 선형 증착모듈부; 상기 선형 증착모듈부에 제1 증착가스와 제2 증착가스를 선택적으로 교번하여 공급하는 가스공급부; 및 상기 제1 축 방향과 교차하는 제2 축 방향으로 상기 기판 지지대 또는 상기 선형 증착모듈부를 이동시키는 구동부를 포함하고, 상기 보호막은 상기 제1 증착가스에 의해 증착되는 제1 물질층과 상기 제2 증착가스에 의해 증착되는 제2 물질층이 적층되어 형성될 수 있다.
상기 제1 물질층과 상기 제2 물질층 중 어느 하나는 버퍼막이고, 나머지 하나는 베리어막이며, 상기 버퍼막은 CH기를 포함할 수 있다.
상기 버퍼막을 형성하는 상기 제1 증착가스 또는 상기 제2 증착가스는 유기 규소 화합물을 포함하고, 플라즈마로 활성화될 수 있다.
상기 버퍼막을 형성하는 상기 제1 증착가스 또는 상기 제2 증착가스는 수소화규소 가스 및 탄화수소 가스를 포함하고, 플라즈마로 활성화될 수 있다.
상기 제1 물질층은 산화물층이고, 상기 제2 물질층은 질화물층일 수 있다.
상기 제1 증착가스는 제1 소스물질과 제1 반응물질을 포함하며, 상기 제2 증착가스는 제2 소스물질과 제2 반응물질을 포함하고, 상기 선형 증착원은 상기 제1 소스물질 또는 상기 제2 소스물질을 분사하는 소스물질 노즐; 및 상기 제1 반응물질 또는 상기 제2 반응물질을 분사하는 반응물질 노즐을 포함할 수 있다.
상기 선형 증착모듈부에는 상기 소스물질 노즐과 상기 반응물질 노즐이 교번되어 배치될 수 있다.
상기 선형 증착모듈부의 양단에는 상기 반응물질 노즐이 위치할 수 있다.
상기 선형 증착원은 원자층 증착원(ALD)이고, 상기 선형 증착모듈부는 상기 제1 축 방향으로 나란히 배치되는 복수의 상기 선형 증착원으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 보호막 증착방법은 기판을 가로지르는 제1 축 방향에 평행하게 배치되는 선형 증착원을 포함하는 선형 증착모듈부에 제1 물질층을 증착하기 위한 제1 증착가스를 공급하는 단계; 상기 기판 또는 상기 선형 증착모듈부를 상기 제1 축 방향과 교차하는 제2 축 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 상기 제1 증착가스를 분사하는 단계; 상기 선형 증착모듈부에 제2 물질층을 증착하기 위한 제2 증착가스를 공급하는 단계; 및 상기 기판 또는 상기 선형 증착모듈부를 상기 제2 축 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 상기 제2 증착가스를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 선형 증착모듈부에 퍼지 가스를 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 물질층과 상기 제2 물질층 중 어느 하나는 CH기를 포함할 수 있다.
CH기가 포함된 물질층을 형성하는 상기 제1 증착가스 또는 상기 제2 증착가스는 유기 규소 화합물을 포함하고, 플라즈마로 활성화될 수 있다.
CH기가 포함된 물질층을 형성하는 상기 제1 증착가스 또는 상기 제2 증착가스는 수소화규소 가스 및 탄화수소 가스를 포함하고, 플라즈마로 활성화될 수 있다.
상기 제1 물질층은 산화물층이고, 상기 제2 물질층은 질화물층일 수 있다.
상기 제1 증착가스는 제1 소스물질과 제1 반응물질을 포함하며, 상기 제1 증착가스를 분사하는 단계에서는 상기 제1 소스물질과 상기 제1 반응물질을 각각 독립적으로 분사하고, 상기 제2 증착가스는 제2 소스물질과 제2 반응물질을 포함하며, 상기 제2 증착가스를 분사하는 단계에서는 상기 제2 소스물질과 상기 제2 반응물질을 각각 독립적으로 분사할 수 있다.
상기 제1 물질층과 상기 제2 물질층은 원자층 증착법(ALD)으로 증착되고, 상기 선형 증착모듈부는 상기 제1 축 방향으로 나란히 배치되는 복수의 상기 선형 증착원으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호막은 서로 교번 적층되는 산화물층과 질화물층을 포함하고, 상기 산화물층과 상기 질화물층 중 어느 하나는 CH기를 포함할 수 있다.
상기 산화물층은 SiOx층이고, 상기 질화물층은 SiNx층일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 보호막 증착장치는 선형 증착원을 포함하는 선형 증착모듈부에 제1 증착가스와 제2 증착가스를 선택적으로 교번하여 공급함으로써, 단일 챔버에서 복수의 물질층을 증착할 수 있다. 이에 따라 간단하게 보호막의 증착 공정을 수행할 수 있고, 증착 장비의 대형화를 방지할 수 있다.
또한, 제1 물질층과 제2 물질층을 동일한 선형 증착모듈부를 이용하여 증착함으로써, 기판 상에 복수의 물질층을 균일하게 증착할 수 있다. 그리고 동일한 선형 증착모듈부에 제1 증착가스와 제2 증착가스를 선택적으로 공급하여 제1 물질층 및 제2 물질층의 두께를 각각 조절할 수 있다. 또한, 산화물층 또는 질화물층에 CH기(基)가 포함되도록 하여 보호막의 투습 방지 특성이 저하되지 않으면서 보호막의 유연성을 확보할 수 있다.
그리고 선형 증착원의 개수를 조절하여 증착 속도를 높일 수 있고, 기판의 이동 거리를 줄일 수 있다. 또한, 선형 증착원이 원자층 증착원(ALD)일 경우에 선형 증착모듈부를 복수의 선형 증착원으로 구성하면, 치밀한 막 구조를 얻을 수 있어 투습 방지 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 원자층 증착원의 증착 속도를 보완하여 줄 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호막 증착방법에서는 동일한 선형 증착모듈부를 이용하여 제1 증착가스와 제2 증착가스를 선택적으로 분사함으로써, 기판 상에 제1 물질층과 제2 물질층을 균일하게 증착할 수 있다. 또한, 산화물층 또는 질화물층에 CH기가 포함되도록 하여 유연하면서도 투습 방지가 보다 효과적인 보호막을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보호막 증착장치 및 이를 이용하여 증착한 보호막을 나타낸 그림.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선형 증착원 및 선형 증착모듈부를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호막 증착방법을 나타낸 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보호막 증착장치 및 이를 이용하여 증착한 보호막을 나타낸 그림으로, 도 1(a)는 보호막 증착장치를 나타낸 개략도이고, 도 1(b)는 보호막의 개략단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 보호막 증착장치는 기판(10)이 지지되는 기판 지지대(110); 상기 기판(10)을 가로지르는 제1 축 방향(11)에 평행하게 배치되는 선형 증착원(121)을 포함하고, 상기 기판(10) 상에 보호막(20)을 증착하는 선형 증착모듈부(120); 상기 선형 증착모듈부(120)에 제1 증착가스와 제2 증착가스를 선택적으로 교번하여 공급하는 가스공급부(130); 및 상기 제1 축 방향(11)과 교차하는 제2 축 방향(12)으로 상기 기판 지지대(110) 또는 상기 선형 증착모듈부(120)를 이동시키는 구동부(140)를 포함하고, 상기 보호막(20)은 상기 제1 증착가스에 의해 증착되는 제1 물질층(21)과 상기 제2 증착가스에 의해 증착되는 제2 물질층(22)이 적층되어 형성될 수 있다.
기판 지지대(110)는 기판(10)이 지지될 수 있고, 직접 이동하여 기판(10)을 이동시키거나 선형 증착모듈부의 이동에 의해 기판(10)의 전체 영역에 제1 물질층(21)을 증착하기 위한 제1 증착가스와 제2 물질층(22)을 증착하기 위한 제2 증착가스가 분사되도록 할 수 있다.
선형 증착모듈부(120)는 기판(10)을 가로지르는 제1 축 방향(11)에 평행하게 배치되는 선형 증착원(121)을 포함할 수 있고, 기판(10) 상에 보호막(20)을 증착할 수 있다. 여기서, 선형 증착원(121)은 단일 또는 복수로 구성될 수 있는데, 높은 증착 속도의 구현을 위해 선형 증착원(121)을 제1 축 방향(11)으로 나란히 복수로 구성하는 것이 바람직하다. 선형 증착모듈부(120)는 선형 증착원(121)을 통해 기판(10) 상에 제1 증착가스와 제2 증착가스를 분사할 수 있으며, 기판(10)의 증착면에 대응되어 위치할 수 있다. 이때, 선형 증착모듈부(120)는 기판(10)의 상부에 위치하여 하측으로 제1 증착가스와 제2 증착가스를 분사할 수도 있고, 기판(10)의 하부에서 상측으로 제1 증착가스와 제2 증착가스를 분사할 수도 있는데, 기판(10)의 증착면에 대응되어 기판(10)의 증착면에 제1 증착가스와 제2 증착가스를 분사할 수 있으면 족하다.
그리고 선형 증착모듈부(120)는 기판(10) 상에 보호막(20)을 증착할 수 있는데, 복수의 물질층을 적층하여 보호막(20)을 형성할 수 있다. 보호막(20)은 제1 증착가스에 의해 증착되는 제1 물질층(21)과 제2 증착가스에 의해 증착되는 제2 물질층(22)이 적층되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 선형 증착모듈부(120)는 제1 증착가스를 일정 시간(또는 기판의 이동 주기) 동안 증착한 후, 증착가스를 교체(switching)하여 제2 증착가스를 일정 시간 동안 증착함으로써, 다층 구조의 보호막(20)을 증착할 수 있다.
가스공급부(130)는 선형 증착모듈부(120)에 제1 증착가스 또는 제2 증착가스를 선택적으로 공급할 수 있고, 이에 따라 기판(10) 상에 제1 물질층(21) 또는 제2 물질층(22)을 선택적으로 증착할 수 있으며, 제1 물질층(21) 및 제2 물질층(22)의 두께를 각각 조절할 수 있다.
또한, 가스공급부(130)는 제1 증착가스와 제2 증착가스를 동일한 선형 증착원(121)에 교번하여 공급할 수 있으며, 이를 통해 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22)을 적층하여 단일 챔버에서 다층 구조의 보호막(20)을 형성할 수 있다.
이에 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22) 중 어느 하나의 물질층에만 CH기(基)가 포함되도록 할 수 있어 유연하면서도 투습 방지 특성이 우수한 보호막(20)을 증착할 수 있고, 동일한 선형 증착원(또는 선형 증착모듈부)에 제1 증착가스와 제2 증착가스를 교번하여 공급하는 방법으로 간단하게 다층 구조의 보호막(20)을 증착할 수 있으며, 증착 장비의 대형화를 방지할 수 있다.
그리고 가스공급부(130)는 제1 증착가스 공급원(131), 제2 증착가스 공급원(132), 가스공급관(133) 및 스위칭부(134)를 포함할 수 있다. 제1 증착가스 공급원(131)은 제1 증착가스를 선형 증착모듈부(120)에 공급할 수 있는데, 제2 증착가스 공급원(132)과 분리되어 제1 증착가스만을 선형 증착모듈부(120)에 공급할 수 있다. 제2 증착가스 공급원(132)은 제2 증착가스를 선형 증착모듈부(120)에 공급할 수 있는데, 제1 증착가스 공급원(131)과 분리되어 제2 증착가스만을 선형 증착모듈부(120)에 공급할 수 있다. 가스공급관(133)은 제1 증착가스 공급원(131) 및 제2 증착가스 공급원(132)과 선형 증착모듈부(120)의 사이에서 제1 증착가스 또는 제2 증착가스의 이동 경로를 제공할 수 있다. 스위칭부(134)는 제1 증착가스와 제2 증착가스를 전환(switching)하는 역할을 하며, 가스공급관(133)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 가스공급관(133)이 제1 증착가스 공급원(131)과 제2 증착가스 공급원(132)을 각각 선형 증착모듈부(120)에 연결시키는 경우에는 각각 밸브(valve)를 설치하여 한쪽이 열리면 다른 쪽은 닫히도록 할 수 있다. 그리고 가스공급관(133)에 제1 증착가스의 이동 경로와 제2 증착가스의 이동 경로의 합류점이 있는 경우에는 스위칭부(134)가 상기 합류점에 제공될 수 있는데, 스위칭부(134)를 스위칭 밸브(switching valve) 형식으로 구성하여 제1 증착가스 또는 제2 증착가스를 선택적으로 공급할 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
한편, 가스공급부(130)는 불활성 가스로 이루어진 퍼지 가스를 선형 증착모듈부(120)에 공급하는 퍼지가스 공급원(미도시)을 더 포함할 수 있다. 퍼지가스 공급원(미도시)은 선형 증착모듈부(120)에 퍼지 가스를 공급할 수 있는데, 제1 증착가스의 공급과 제2 증착가스의 공급 사이에 퍼지 가스를 공급하여 제1 증착가스와 제2 증착가스가 섞이지 않도록 할 수 있다.
구동부(140)는 기판 지지대(110) 또는 선형 증착모듈부(120)에 연결되어 제1 축 방향(11)과 교차하는 제2 축 방향(12)으로 기판 지지대(110) 또는 선형 증착모듈부(120)를 이동시킬 수 있다. 여기서, 기판 지지대(110) 또는 선형 증착모듈부(120)는 왕복 운동할 수 있고, 기판 지지대(110) 또는 선형 증착모듈부(120)의 왕복 운동(또는 이동)에 의해 기판(10)의 전체 영역에 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22)이 교번되어 적층될 수 있다. 구동부(140)는 동력을 제공하는 동력원(141), 동력원(141)에서 제공되는 동력을 전달하는 동력전달부(142) 및 기판 지지대(110) 또는 선형 증착모듈부(120)에 고정되어 동력전달부(142)와 연결해주는 연결부(143)를 포함할 수 있는데, 그 구성은 이에 한정되지 않고, 제2 축 방향(12)으로 기판 지지대(110) 또는 선형 증착모듈부(120)를 이동(또는 왕복 운동)시킬 수 있으면 족하다.
제1 물질층(21)과 제2 물질층(22) 중 어느 하나는 버퍼막일 수 있고, 나머지 하나는 베리어막일 수 있으며, 상기 버퍼막은 CH기를 포함할 수 있다. 이때, 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22)이 적층되어 형성되는 보호막(20)은 유기전자소자 상에 형성되는 보호막일 수 있다. 보호막(20)을 버퍼막과 베리어막의 다층막으로 형성하는 경우에는 우수한 투습 방지 효율을 갖는 동시에 유연 특성을 확보할 수 있다.
상기 버퍼막은 CH기를 포함할 수 있는데, 무기막(예를 들어, SiOx, SiNx)에 CH기가 첨가(또는 도핑)되어 형성될 수 있다. 무기막에 CH기를 첨가하여 버퍼막을 형성하는 경우에는 CH기의 첨가에 따라 버퍼막의 유연성을 조절할 수 있고, 폴더블(Foldable) 수준의 극유연성을 확보할 수도 있다.
여기서, CH기는 버퍼막(또는 무기막)의 투습 방지 특성을 저하시킬 수 있고, 버퍼막의 막질에도 영향을 줄 수 있는데, 버퍼막의 막질 저하는 인접한 베리어막(또는 무기막)의 막질에도 영향을 주어 보호막의 전체적인 투습 방지 특성을 저하시키게 된다. 하지만, 본 발명에서는 CH기가 포함된 물질층(또는 버퍼막)을 치밀하게 증착하여 CH기가 포함된 물질층(또는 버퍼막)의 막질을 개선시킬 수 있고, 이에 따라 보호막(20)의 전체적인 투습 방지 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22)은 모두 베리어막일 수도 있다. 이때, 유연 특성은 버퍼막을 포함하는 보호막보다 저하될 수 있으나 투습 방지 효율을 최대화할 수 있다. 그리고 본 발명에서는 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22)을 모두 베리어막으로 형성하여도 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22) 각각의 두께를 얇게 할 수 있기 때문에 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22)의 다층막으로 이루어진 보호막(20)이 유연성을 가질 수 있다.
또한, 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22) 이외에 추가의 제3 물질층, 제4 물질층 등을 적층하여 3개 이상의 물질층의 다층막으로 보호막(20)을 형성할 수 있으며, 제3 증착가스, 제4 증착 가스 등을 사용하여 구현될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 효과적인 투습 방지를 위해 2가지 이상의 물질층을 다층구조로 사용하는 데에 그 효과가 있으며, 물질층의 종류와 개수는 특별히 한정되지 않는다. 그리고 2가지 이상의 물질층을 사용함에 있어서, 하나 이상의 물질층이 베리어막일 경우에 보호막(20)으로써의 역할을 수행할 수 있다.
상기 버퍼막을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스는 유기 규소 화합물(Organo-Silicon)을 포함할 수 있고, 플라즈마로 활성화될 수 있다. 여기서, 유기 규소 화합물은 제1 증착가스 중에서 제1 소스물질이거나 제2 증착가스 중에서 제2 소스물질일 수 있다. 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22) 중 어느 하나에 CH기가 포함되도록 하여 상기 버퍼막을 형성하는 방법으로, 상기 버퍼막을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스가 유기 규소 화합물을 포함하도록 할 수 있다. 여기서, 유기 규소 화합물(Organo-Si)은 규소(Si)가 질소(N) 혹은 수소(H) 등의 원자와 더불어 탄소 원자(C)와 결합된 유기 화합물로, 비스디에틸아미노 실란(Bisdiethylamino silane; BDEAS), 디이소프로필아미노 실란(Diisoprophylamino silane; DIPAS) 및 비스터셜부틸아미노 실란(Bistertiarybutylamino silane; BTBAS)을 포함할 수 있다. 상기 버퍼막을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스가 유기 규소 화합물을 포함하면, 제1 증착가스 또는 제2 증착가스 외에 CH기를 첨가(또는 도핑)하기 위한 별도의 탄화수소 가스를 추가적으로 선형 증착모듈부(120)에 공급하지 않을 수 있다. 상기 유기 규소 화합물은 CH기를 포함하기 때문에 CH기를 첨가하기 위한 별도의 탄화수소 가스 없이도 CH기를 포함하는 버퍼막을 증착할 수 있다.
이때, 상기 버퍼막을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스는 버퍼막의 증착을 위해 플라즈마로 활성화될 수 있다. 상기 유기 규소 화합물은 플라즈마에 의해 활성화되지 않아도 함유하고 있는 규소(Si)가 산소 원자(O)와 결합이 잘 되기 때문에 유기 규소 화합물의 규소가 플라즈마의 형성없이 산소와 결합되어 실리콘 산화물층(또는 SiOx층)을 형성할 수 있다. 특정한 조건에서는 유기 규소 화합물에서 플라즈마의 형성없이 CH기가 산화물층 또는 질화물층에 함유될 수 있으나 보다 용이한 CH기의 조절을 위해서는 유기 규소 화합물이 포함된 제1 증착가스 또는 제2 증착가스를 플라즈마로 활성화시켜 기판(10) 상에 분사할 수 있다. 이에 따라 CH기가 포함된 제1 물질층(21) 또는 제2 물질층(22)을 안정적으로 증착할 수 있다.
또한, 상기 버퍼막을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스는 수소화규소 가스 및 탄화수소 가스를 포함할 수 있고, 플라즈마로 활성화될 수 있다. 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22) 중 어느 하나에 CH기가 포함되도록 하여 상기 버퍼막을 형성하는 다른 방법으로, 상기 버퍼막을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스가 수소화규소 가스 및 탄화수소 가스를 포함하도록 할 수 있다. 수소화규소 가스는 무기막인 실리콘화합물층을 형성할 수 있는 가스이고, 탄화수소 가스는 무기막인 실리콘화합물층에 CH기를 첨가(또는 도핑)하는 가스로, 수소화규소 가스와 탄화수소 가스에 의해 CH기가 포함된 제1 물질층(21) 또는 제2 물질층(22)을 증착할 수 있고, 투습 방지 특성이 좋은 무기막에 CH기를 첨가(또는 도핑)하여 유연성을 갖게 함으로써, 간단하게 버퍼막을 형성할 수 있다. 상기 수소화규소 가스는 모노실란(SiH4), 다이실란(Si2H6), 테트라실란(Si4H10), 트리실란(Si3H8) 등을 포함할 수 있고, 상기 탄화수소 가스는 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 에틸렌(C2H4), 아세틸렌(C2H2), 프로판(C3H8), 시클로프로판(C3H6), 이소부탄(C4H10) 등을 포함할 수 있다.
이때도, 상기 버퍼막을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스는 버퍼막의 증착을 위해 플라즈마로 활성화될 수 있다. 상기 버퍼막을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스를 플라즈마로 활성화시키면, 수소화규소 가스에서 실리콘의 분리가 잘 이루어지고, 기판(10) 상에 실리콘화합물층(또는 물질층)이 잘 증착될 수 있으며, CH기의 흡착력이 좋아져 CH기가 포함된 제1 물질층(21) 또는 제2 물질층(22)이 치밀하게 증착될 수 있다. 이에 따라 CH기가 포함된 제1 물질층(21) 또는 제2 물질층(22)의 막질이 인접한 다른 물질층의 막질에 영향을 주지 않을 수 있으므로, 투습 방지 특성이 우수한 보호막(20)을 형성할 수 있다.
한편, 상기 버퍼막을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스로 수소화규소 가스 및 유기 규소 화합물을 포함하는 증착가스를 사용할 수도 있다. 이러한 경우, 수소화규소 가스의 공급과 미공급에 따라 CH기가 포함된 버퍼막과 CH기가 포함되지 않은 베리어막의 다층막을 증착할 수 있다. 예를 들어, 유기 규소 화합물만을 공급하여 SiOx층을 형성하고, 수소화규소 가스와 유기 규소 화합물을 함께 공급하여 CH기가 포함된 SiNx층을 형성할 수 있다. 반대로, 유기 규소 화합물만으로 SiNx층을 형성하고, 수소화규소 가스와 유기 규소 화합물로 CH기가 포함된 SiOx층을 형성할 수도 있다. 또한, 상기 버퍼막을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스로 수소화규소 가스, 유기 규소 화합물 및 탄화수소 가스를 포함하는 증착가스를 사용할 수도 있다. 이러한 경우, 유기 규소 화합물이 부족한 실리콘(Si)을 보완하여 주거나 부족한 CH기를 보완하여 줄 수 있다.
그리고 상기 베리어막을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스는 유기 규소 화합물 또는 수소화 규소 가스를 포함할 수 있는데, 유기 규소 화합물을 포함하는 가스 또는 수소화 규소 가스를 포함하는 가스를 사용하여 무기막인 실리콘화합물층을 증착함으로써, 투습 방지 특성이 우수한 베리어막을 증착할 수 있다.
제1 물질층(21)은 산화물층이고, 제2 물질층(22)은 질화물층일 수 있는데, 산화물층 및 질화물층은 치밀하여 투습 방지 특성이 우수하며, 여기에 CH기를 첨가하면 유연성도 확보할 수 있어 간단하게 버퍼막을 형성할 수 있다. 이러한 버퍼막으로 인해 유연하면서 투습 방지가 효과적인 보호막(20)을 형성할 수 있다.
산화물층은 산소 원자가 반응성이 좋기 때문에 기판(10) 상에 잘 증착될 수 있고, 산소 원자의 좋은 반응성으로 인해 원자층 증착(ALD)이 효과적일 수 있으며, 원자층 증착(ALD)으로 산화물층의 막 구조를 치밀화할 수 있어 투습 방지 특성이 향상될 수 있다. 이에 제일 먼저 증착되는 물질층이 기판(10) 상에 잘 증착될 수 있도록 제1 물질층(21)을 산화물층으로 증착할 수 있다. 그리고 산화물층을 형성하기 위해서는 산소 원자(O)가 포함된 가스(예를 들어, O2, N2O, NO 등)를 사용할 수 있다.
질화물층은 소수성이기 때문에 높은 투습 방지 효율을 가지므로, 제2 물질층(22)으로 질화물층을 증착하는 경우에 보호막(20)의 투습 방지 특성을 향상시키는데 효과적일 수 있다. 그리고 질화물층을 형성하기 위해서는 질소 원자(N)가 포함된 가스(예를 들어, NH3, N2 등)를 사용할 수 있다.
예를 들어, 제1 물질층(21)은 SiOx층일 수 있고, 제2 물질층(22)은 SiNx층일 수 있다. SiOx층(실리콘 산화물층)은 실리콘(Si)이 산소 원자(O)와 결합이 잘 되기 때문에 실리콘 원자(Si)를 플라즈마로 활성화시키지 않아도 제1 물질층(21)을 증착할 수 있고, 실리콘과 산소의 높은 결합력으로 인해 원자층 증착(ALD)이 효과적일 수 있다.
SiNx층(실리콘 질화물층)은 소수성이기 때문에 높은 투습 방지 효율을 가지므로, 제2 물질층(22)으로 SiNx층을 증착하는 경우에 보호막(20)의 투습 방지 특성을 향상시키는데 효과적일 수 있다.
SiOx층은 치밀한 막 구조로 인해 투습 방지 특성이 우수하고, SiNx층은 소수성이기 때문에 매우 높은 투습 방지 효율을 가지므로, SiOx층과 SiNx층의 다층 구조로 보호막(20)을 형성하는 경우에 보호막(20)의 투습 방지가 더욱 효과적일 수 있다.
그리고 SiOx층에 CH기가 포함되는 경우에는 SiOx층의 산소가 CH기와도 잘 결합되어 버퍼막의 막질이 우수할 수 있고, SiNx층의 높은 투습 방지 효율로 인해 보호막(20)의 투습 방지 특성도 우수할 수 있으므로, 매우 우수한 투습 방지 효율을 갖는 동시에 극유연성을 확보할 수 있는 보호막(20)을 제공할 수 있으며, SiOx층에 CH기가 포함하는 것이 가장 바람직할 수 있다. 한편, 본 발명에서는 SiNx층에 CH기가 포함되는 경우에도 SiNx층을 치밀하게 증착할 수 있어 버퍼막이 우수한 막질을 가질 수 있고, SiOx층도 실리콘과 산소의 높은 결합력으로 인해 치밀하면서도 우수한 막질을 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선형 증착원 및 선형 증착모듈부를 나타낸 단면도로, 도 2(a)는 선형 증착원을 나타낸 단면도이고, 도 2(b)는 선형 증착모듈부를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 선형 증착원(121)은 소스물질 노즐(121a) 및 반응물질 노즐(121b)을 포함할 수 있는데, 소스물질 노즐(121a)과 반응물질 노즐(121b)은 제1 축 방향(11)으로 나란히 배치될 수 있다. 제1 증착가스는 제1 소스물질과 제1 반응물질을 포함할 수 있고, 제2 증착가스는 제2 소스물질과 제2 반응물질을 포함할 수 있는데, 소스물질 노즐(121a)에는 공급 순서에 따라 제1 소스물질 또는 제2 소스물질이 공급될 수 있고, 반응물질 노즐(121b)에는 공급 순서에 따라 제1 반응물질 또는 제2 반응물질이 공급될 수 있다. 이때, 제1 소스물질은 제1 소스물질 공급원(131a)에서 소스물질 가스공급관(133a)을 통해 소스물질 노즐(121a)에 공급되며, 제1 반응물질은 제1 반응물질 공급원(131b)에서 반응물질 가스공급관(133b)을 통해 반응물질 노즐(121b)에 공급될 수 있고, 제2 소스물질은 제2 소스물질 공급원(132a)에서 소스물질 가스공급관(133a)을 통해 소스물질 노즐(121a)에 공급되며, 제2 반응물질은 제2 반응물질 공급원(132b)에서 반응물질 가스공급관(133b)을 통해 반응물질 노즐(121b)에 공급될 수 있다. 그리고 스위칭부(134)는 제1 소스물질과 제2 소스물질을 전환하는 소스물질 스위칭부(134a) 및 제1 반응물질과 제2 반응물질을 전환하는 반응물질 스위칭부(134b)로 구성될 수 있다. 이에 따라 소스물질 노즐(121a)은 제1 소스물질 또는 제2 소스물질을 기판(10) 상에 분사할 수 있고, 반응물질 노즐(121b)은 제1 반응물질 또는 제2 반응물질을 기판(10) 상에 분사할 수 있으며, 이를 통해 각각의 소스물질과 반응물질을 각각 독립적으로 기판(10) 상에 분사할 수 있다.
여기서, 제1 물질층(21)은 제1 소스물질과 제1 반응물질에 의하여 형성되는데, 제1 소스물질과 제1 반응물질이 소스물질 노즐(121a)과 반응물질 노즐(121b)을 통해 기상 반응 없이 순차적으로 각각 기판(10) 상에 도달하여 기판(10) 상에서만 반응함으로써 기판(10) 상에 증착될 수 있다. 또한, 제2 물질층(22)은 제2 소스물질과 제2 반응물질에 의하여 형성되는데, 제2 소스물질과 제2 반응물질이 소스물질 노즐(121a)과 반응물질 노즐(121b)을 통해 기상 반응 없이 순차적으로 각각 기판(10) 상에 도달하여 기판(10) 상에서만 반응함으로써 기판(10) 상에 증착될 수 있다.
이러한 증착 방식으로 각각의 소스물질과 반응물질을 각각 독립적으로 분사하게 되면, 소스물질과 반응물질을 동시에 공급하는 경우보다 치밀한 막 구조를 얻을 수 있다. 이에 따라 버퍼막의 역할을 하는 CH기가 포함된 제1 물질층(21) 또는 제2 물질층(22)이 우수한 막질을 가질 수 있고, 베리어막의 역할을 하는 CH기가 포함되지 않은 나머지 물질층은 치밀한 막 구조에 의해 투습 방지 특성이 향상될 수 있다.
한편, 서로 인접한 노즐(예를 들어, 소스물질 노즐과 반응물질 노즐, 반응물질 노즐과 반응물질 노즐)들의 사이 공간마다 펌핑(pumping) 수단(미도시)이 배치될 수 있으며, 상기 펌핑 수단을 통해 증착에 기여되지 않은 잉여 가스물질들 및 증착부산물을 배기시킬 수 있다.
선형 증착모듈부(120)에는 소스물질 노즐(121a)과 반응물질 노즐(121b)이 교번되어 배치될 수 있다. 소스물질 노즐(121a)과 반응물질 노즐(121b)이 교번되어 배치되면, 물질층을 형성하는 반응 비율(예를 들어, 화학양론)에 맞게 소스물질 노즐(121a)과 반응물질 노즐(121b)을 구성하여 치밀하면서도 우수한 막질을 얻을 수 있다. 또한, 소스물질 노즐(121a) 또는 반응물질 노즐(121b)이 중첩되지 않아 불필요한 공간을 줄일 수 있고, 이에 따라 선형 증착모듈부(120)의 제2 축 방향(12) 길이를 줄일 수 있어 증착 장비(또는 증착 챔버)의 크기를 보다 줄일 수 있다.
그리고 선형 증착모듈부(120)의 양단에는 반응물질 노즐(121b)이 위치할 수 있다. 소스물질 노즐(121a)이 선형 증착모듈부(120)의 최외곽에 위치하게 되면, 기판(10)의 외곽 부분에 분사되는 소스물질 중 일부가 막의 증착 반응에 참여하지 못하고 비산되어 증착 챔버를 오염시키는 문제가 발생한다. 특히, 소스물질로 유기 규소 화합물(예를 들어, BDEAS)을 사용할 경우에는 유기 규소 화합물이 CH기를 많이 함유하고 있기 때문에 더욱 많은 오염 물질이 발생하게 된다. 하지만, 본 발명에서는 선형 증착모듈부(120)의 양단에 반응물질 노즐(121b)이 위치하여 반응물질이 소스물질의 양측에서 공급되어 소스물질과 반응물질이 잘 반응할 수 있고, 안정적으로 막을 증착할 수 있다. 그뿐만 아니라, 소스물질 노즐(121a)이 선형 증착모듈부(120)의 최외곽에 위치하지 않아 소스물질 중 일부가 막 증착에 참여하지 못하고 비산되는 것을 방지할 수도 있다. 이에 막 증착에 참여하지 못하고 비산되는 소스물질 중 일부가 증착 챔버를 오염시키던 문제를 해결할 수 있다.
또한, 선형 증착모듈부(120)의 양단에 반응물질 노즐(121b)이 위치하면, 물질층이 기판(10) 상에 잘 증착될 수 있다. 예를 들어, 제1 반응물질은 산소 원자(O)를 포함할 수 있는데, 산소 원자는 반응성이 좋기 때문에 산소층(또는 제1 반응물질층)이 기판(10) 상에 잘 증착될 수 있을 뿐만 아니라 산소층(또는 제1 반응물질층) 상에 제1 소스물질층(예를 들어, 실리콘화합물층)이 잘 증착될 수 있어 기판(10) 상에 효과적으로 제1 물질층(21)을 형성할 수 있다. 또한, 제1 소스물질층이 형성된 후에도 반응성이 좋은 산소 원자를 포함하는 제1 반응물질을 분사하면, 다음번의 소스물질 노즐(121a)에서 분사되는 제1 소스물질과 반응이 잘 될 뿐만 아니라 증착가스가 전환된 경우에 제2 반응물질과도 반응이 잘 되어 산소층(또는 제1 반응물질층) 상에 제2 반응물질층이 형성됨으로써 제1 물질층(21) 상에 제2 물질층(22)이 잘 형성될 수 있다.
그리고 제1 반응물질층 상에 제2 반응물질이 분사됨으로 인해 제1 반응물질과 제2 반응물질의 반응이 효과적으로 일어나 제1 반응물질층과 제2 반응물질층의 결합력이 우수할 수 있고, 이에 따라 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22)의 결합력도 우수해 질 수 있다. 이를 통해 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22)은 인접한 물질층에 CH기가 포함되더라도 치밀한 막 구조를 유지할 수 있고, 이로 인해 보호막(20)의 전체적인 투습 방지 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 제1 소스물질은 플라즈마로 활성화시키지 않아도 산소 원자에 흡착이 쉽게 일어나는 화학적인 물질(예를 들어, 유기 규소 화합물)을 이용할 수 있다. 이러한 경우, 제1 소스물질은 초기 증착시 기판(10) 상에 산소 원자가 없으면 기판(10)에 흡착이 잘 일어나지 않을 수 있다. 반면에, 제1 반응물질로 사용할 수 있는 산소는 플라즈마를 이용하여 산소 래디칼(radical)로 공급하면, 산화가 잘 일어나지 않는 노블 메탈(예를 들어, 금, 백금 등)과 같은 성질의 물질 이외에는 기판(10)에 잘 흡착될 수 있다. 그러므로, 산소 원자를 포함하는 제1 반응물질을 먼저 기판(10)의 표면에 흡착시킨 후 제1 소스물질을 분사하면, 제1 반응물질이 이루는 제1 반응물질층에 실리콘 등의 제1 소스물질이 잘 흡착될 수 있다. 이에 따라 제1 소스물질로 플라즈마를 사용하지 않고도 산소 원자에 흡착이 쉽게 일어나는 화학적인 물질을 사용할 수 있다.
상기 화학적인 물질은 유기 규소 화합물(예를 들어, BDEAS)일 수 있는데, 유기 규소 화합물의 특징은 기판(10) 또는 제2 물질층(22)을 손상시키는 과도한 반응성종 또는 이온들을 생성하지 않고도 제1 물질층(예를 들어, 실리콘 산화물층 또는 SiOx층)을 증착시킬 수 있다. 상기 유기 규소 화합물은 제1 물질층(21)의 증착 공정 동안 직접 또는 원격 플라즈마의 형성을 필요로 하지 않고, 상대적으로 낮은 온도에서도 산소 원자(O)가 노출되어 있는 막 표면에 흡착 반응하여 제1 물질층(21)을 증착할 수 있다. BDEAS를 예로 들어 설명하면, 다음과 같다.
BDEAS와 산소가 반응(또는 흡착 반응)하여 일산화규소(SiO) 또는 이산화규소(SiO2)가 생성될 수 있고, BDEAS는 플라즈마를 사용하여 활성화시키지 않아도 규소(Si)와 산소(O)가 잘 반응할 수 있다. 상온에서 액체로 존재하는 BDEAS는 다양한 방법들에 의해 소스물질 노즐(121a)에 공급될 수 있는데, 하나의 방법으로는 캐리어 가스를 이용하여 BDEAS를 증기 상태로 공급할 수 있다. 상기 캐리어 가스는 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 또는 질소(N2) 가스를 포함할 수 있다. 한편, BDEAS를 플라즈마에 의해 활성화시키게 되면, CH기가 제1 물질층(21)에 포함되게 된다.
이와 같이, 제1 소스물질이 유기 규소 화합물을 포함하면, 제1 소스물질을 플라즈마로 활성화시키지 않아도 치밀한 막 구조를 갖는 제1 물질층(21)을 형성할 수 있고, 제2 소스물질도 유기 규소 화합물을 사용하면, 플라즈마를 켜고 끄는(on/off) 방법으로 간단하게 버퍼막과 베리어막을 형성할 수 있으며, 버퍼막에 CH기를 포함시키기 위해 산화물층 또는 질화물층을 형성하는 가스 외에 별도의 탄화수소 가스를 사용하지 않을 수도 있다. 이에 기판(10) 상에 제일 먼저 증착되는 제1 물질층(21)이 SiOx층이고, 제2 물질층(22)에 CH기가 포함되도록 하는 것이 바람직할 수도 있다.
한편, 선형 증착모듈부(120)의 양단에 반응물질 노즐(121b)이 위치하면, 제2 소스물질이 제1 물질층(21)과 반응하는 것을 방지할 수 있고, 제1 소스물질이 제2 물질층(22)과 반응하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22)의 막질이 우수할 수 있고, 유기전자소자 등에 우수한 막질을 갖는 보호막(20)을 제공할 수 있다. 따라서, 상기 탄화수소 가스는 소스물질 노즐(121a) 또는 반응물질 노즐(121b) 어느 곳을 통해 분사하여도 무방하지만, 상기 탄화수소 가스의 CH기가 인접한 다른 물질층에 영향을 주지 않도록 소스물질 노즐(121a)을 통해 분사하는 것이 바람직할 수 있다.
선형 증착원(121)은 원자층 증착원(ALD)일 수 있고, 선형 증착모듈부(120)는 제1 축 방향(11)으로 나란히 배치되는 복수의 선형 증착원(121)으로 이루어질 수 있다. 원자층 증착원(ALD)은 물질층 증착에 필요한 원소를 번갈아 공급하여 기판(10) 상에 한 원자층씩 흡착되도록 하는 증착원으로, 하나의 원자씩 원자층 단위로 물질층을 증착함으로써 치밀하며 뛰어난 균일도를 갖는 물질층을 증착할 수 있다. 이에 CH기가 물질층에 포함되어도 물질층의 막질이 저하되지 않을 수 있고, 상기 물질층의 막질 저하로 인접한 물질층의 막질에도 영향을 주어 보호막(20)의 전체적인 투습 방지 특성이 저하되던 문제를 해결할 수 있다.
이때, 선형 증착모듈부(120)는 제1 축 방향(11)으로 나란히 배치되는 복수의 선형 증착원(121)으로 이루어질 수 있다. 원자층 증착원(ALD)은 물질층을 원자층 단위로 증착하기 때문에 증착 속도가 느리므로, 높은 증착 속도의 구현을 위해 복수의 선형 증착원(121)으로 이루어진 선형 증착모듈부(120)를 이용하여 물질층을 증착할 수 있다. 이에 따라 물질층의 증착 속도를 높여 치밀한 막 구조를 가지면서 우수한 막질을 갖는 물질층을 상대적으로 짧은 시간에 증착할 수 있다.
한편, 선형 증착모듈부(120)는 제2 축 방향(12)의 길이가 기판(10)의 제2 축 방향(12) 길이보다 길 수 있다. 선형 증착모듈부(120)의 제2 축 방향(12) 길이가 기판(10)의 제2 축 방향(12) 길이보다 길어지게 되면, 기판(10)을 선형 증착모듈부(120)의 제2 축 방향(12) 길이 내에서 왕복 운동시켜 기판(10)의 전체면에 균일한 물질층을 증착할 수 있고, 이에 따라 기판(10)의 전체면을 스캔하기 위해 기판(10)이 선형 증착모듈부(120)에 대응되는 구간을 벗어나는 별도의 스캔 공간이 필요하지 않게 된다. 이로 인해 선형 증착모듈부(120)의 제2 축 방향(12) 길이가 기판(10)의 제2 축 방향(12) 길이보다 짧거나 같을 때보다 증착 장비(또는 증착 챔버)의 길이가 길어지지 않으면서 물질층의 증착 속도를 최대로 높일 수 있다. 이에 물질층의 증착 속도를 높일 수 있으면서 증착 장비의 대형화를 방지할 수 있고, 증착 장비의 풋프린트(Foot-print)를 줄일 수 있으며, 이로 인해 장비 제작 비용을 절감할 수 있고, 크린룸(Clean room)의 공간 확보가 용이할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 보호막 증착장치는 선형 증착원(121)을 포함하는 선형 증착모듈부(120)에 제1 증착가스와 제2 증착가스를 선택적으로 교번하여 공급함으로써, 단일 챔버에서 복수의 물질층을 증착할 수 있다. 또한, 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22) 중 어느 하나의 물질층에만 CH기가 포함되도록 하고, 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22) 중 CH기가 포함된 물질층을 치밀하게 증착함으로써, 보호막의 투습 방지 특성을 개선할 수 있다.
보다 자세히 살펴보면, 소스물질과 반응물질이 각각 독립적으로 분사되어 증착됨으로써, 각각의 소스물질층과 반응물질층이 치밀하게 증착될 수 있고, CH기가 소스물질(예를 들어, 실리콘)과 반응함으로써, CH기가 포함된 물질층이 치밀한 막 구조를 형성할 수 있다. 이때, 반응물질이 산소를 포함하면 CH기가 반응물질층(또는 산소층)과의 흡착력도 좋아져 더욱 우수한 막질을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에서는 제1 반응물질층 상에 제2 반응물질이 분사됨으로 인해 제1 반응물질과 제2 반응물질의 반응이 효과적으로 일어나 제1 반응물질층과 제2 반응물질층의 결합력이 우수할 수 있고, 이에 따라 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22)의 결합력도 우수해 질 수 있다. 이를 통해 제1 물질층(21)과 제2 물질층(22)은 인접한 물질층에 CH기가 포함되더라도 치밀한 막 구조를 유지할 수 있고, 이로 인해 보호막(20)의 전체적인 투습 방지 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 제1 물질층(21) 또는 제2 물질층(22)에 CH기를 첨가(또는 도핑)하여 유연하면서도 투습 방지 특성이 우수한 보호막(20)을 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호막 증착방법을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호막 증착방법을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 보호막 증착장치와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 보호막 증착방법은 기판을 가로지르는 제1 축 방향에 평행하게 배치되는 선형 증착원을 포함하는 선형 증착모듈부에 제1 물질층을 증착하기 위한 제1 증착가스를 공급하는 단계(S100); 상기 기판 또는 상기 선형 증착모듈부를 상기 제1 축 방향과 교차하는 제2 축 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 상기 제1 증착가스를 분사하는 단계(S200); 상기 선형 증착모듈부에 제2 물질층을 증착하기 위한 제2 증착가스를 공급하는 단계(S300); 및 상기 기판 또는 상기 선형 증착모듈부를 상기 제2 축 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 상기 제2 증착가스를 분사하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
먼저, 선형 증착모듈부에 제1 증착가스를 공급한다(S100). 여기서, 제1 증착가스는 순서적으로 먼저 공급되는 증착가스를 의미하고, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다.
다음으로, 기판 또는 상기 선형 증착모듈부를 이동하면서 상기 기판 상에 제1 증착가스를 분사한다(S200). 제1 증착가스는 상기 기판 상에 분사되어 상기 기판 상에서 반응함으로써 제1 물질층을 형성할 수 있다.
그 다음 상기 선형 증착모듈부에 제2 증착가스를 공급한다(S300). 여기서, 제2 증착가스는 순서적으로 나중에 공급되는 증착가스를 의미하고, 그 종류는 특별히 한정되지 않으며, 제2 증착가스는 제1 증착가스가 공급되었던 선형 증착원에 공급된다.
그리고 상기 기판 또는 상기 선형 증착모듈부를 이동하면서 상기 기판 상에 제2 증착가스를 분사한다(S400). 제2 증착가스는 상기 기판 상에 분사되어 상기 제1 물질층 상에서 반응함으로써 제2 물질층을 형성할 수 있다.
상기 S100 단계 내지 상기 S400 단계는 반복되어 수행될 수 있다. 제1 물질층과 제2 물질층이 교번 적층되어 보호막을 형성할 수 있다.
본 발명의 보호막 증착방법은 상기 선형 증착모듈부에 퍼지 가스를 공급하는 단계(S250,S450)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 퍼지 가스는 아르곤(Ar), 헬륨(He) 등의 불활성 가스일 수 있다. 상기 S200 단계 이후(또는 제1 물질층을 형성한 후)에 상기 선형 증착모듈부에 상기 퍼지 가스를 공급하여 상기 선형 증착모듈부에 잔류하는 제1 증착가스를 제거함으로써, 제1 증착가스와 제2 증착가스가 섞이지 않도록 할 수 있고, 제1 증착가스와 제2 증착가스의 반응을 방지할 수도 있다. 또한, 상기 S400 단계 이후(또는 제2 물질층을 형성한 후)에도 상기 선형 증착모듈부에 상기 퍼지 가스를 공급하여 상기 선형 증착모듈부에 잔류하는 제2 증착가스를 제거함으로써, 제1 증착가스와 제2 증착가스가 섞이지 않도록 할 수 있고, 제1 증착가스와 제2 증착가스의 반응을 방지할 수도 있다.
제1 물질층과 제2 물질층 중 어느 하나는 CH기를 포함할 수 있다. 제1 물질층과 제2 물질층 중 어느 하나는 버퍼막일 수 있고, 나머지 하나는 베리어막일 수 있는데, 버퍼막은 CH기를 포함할 수 있다. 이때, 제1 물질층과 제2 물질층이 적층되어 형성되는 보호막은 유기전자소자 상에 형성되는 보호막일 수 있다. 보호막을 버퍼막과 베리어막의 다층막으로 형성하는 경우에는 우수한 투습 방지 효율을 갖는 동시에 유연 특성을 확보할 수 있다.
버퍼막의 역할을 하는 물질층은 CH기를 포함할 수 있는데, 무기막(예를 들어, SiOx, SiNx)에 CH기가 첨가(또는 도핑)될 수 있다. 무기막에 CH기를 첨가하여 버퍼막을 형성하는 경우에는 CH기의 첨가에 따라 버퍼막의 유연성을 조절할 수 있고, 폴더블(Foldable) 수준의 극유연성을 확보할 수도 있다.
CH기가 포함된 물질층을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스는 유기 규소 화합물을 포함할 수 있고, 플라즈마로 활성화될 수 있다. 여기서, 유기 규소 화합물은 제1 증착가스 중에서 제1 소스물질이거나 제2 증착가스 중에서 제2 소스물질일 수 있다. 제1 물질층과 제2 물질층 중 어느 하나에 CH기가 포함되도록 하는 방법으로, CH기가 포함된 물질층을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스가 유기 규소 화합물을 포함하도록 할 수 있다. 여기서, 유기 규소 화합물은 규소가 질소 혹은 수소 등의 원자와 더불어 탄소 원자와 결합된 유기 화합물로, BDEAS, DIPAS 및 BTBAS를 포함할 수 있다. CH기가 포함된 물질층을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스가 유기 규소 화합물을 포함하면, 제1 증착가스 또는 제2 증착가스 외에 CH기를 첨가하기 위한 별도의 탄화수소 가스를 추가적으로 상기 선형 증착모듈부에 공급하지 않을 수 있다. 상기 유기 규소 화합물은 CH기를 포함하기 때문에 CH기를 첨가하기 위한 별도의 탄화수소 가스 없이도 버퍼막을 형성하기 위해 CH기를 포함하는 물질층을 증착할 수 있다.
이때, CH기가 포함된 물질층을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스는 CH기가 포함되도록 하기 위해 플라즈마로 활성화될 수 있다. 상기 유기 규소 화합물은 플라즈마에 의해 활성화되지 않아도 함유하고 있는 규소가 산소 원자와 결합이 잘 되기 때문에 유기 규소 화합물의 규소가 플라즈마의 형성없이 산소와 결합되어 실리콘 산화물층(또는 SiOx층)을 형성할 수 있다. 특정한 조건에서는 유기 규소 화합물에서 플라즈마의 형성없이 CH기가 산화물층 또는 질화물층에 함유될 수 있으나 보다 용이한 CH기의 조절을 위해서는 유기 규소 화합물이 포함된 제1 증착가스 또는 제2 증착가스를 플라즈마로 활성화시켜 상기 기판 상에 분사할 수 있다. 이에 따라 CH기가 포함된 제1 물질층 또는 제2 물질층을 안정적으로 증착할 수 있다.
CH기가 포함된 물질층을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스는 수소화규소 가스 및 탄화수소 가스를 포함할 수 있고, 플라즈마로 활성화될 수 있다. 제1 물질층과 제2 물질층 중 어느 하나에 CH기가 포함되도록 하는 다른 방법으로, CH기가 포함된 물질층을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스가 수소화규소 가스 및 탄화수소 가스를 포함하도록 할 수 있다. 수소화규소 가스는 무기막인 실리콘화합물층을 형성할 수 있는 가스이고, 탄화수소 가스는 무기막인 실리콘화합물층에 CH기를 첨가(또는 도핑)하는 가스로, 수소화규소 가스와 탄화수소 가스에 의해 CH기가 포함된 제1 물질층 또는 제2 물질층을 증착할 수 있고, 투습 방지 특성이 좋은 무기막에 CH기를 첨가(또는 도핑)하여 유연성을 갖게 함으로써, 간단하게 버퍼막을 형성할 수 있다. 상기 수소화규소 가스는 모노실란(SiH4), 다이실란(Si2H6), 테트라실란(Si4H10), 트리실란(Si3H8) 등을 포함할 수 있고, 상기 탄화수소 가스는 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 에틸렌(C2H4), 아세틸렌(C2H2), 프로판(C3H8), 시클로프로판(C3H6), 이소부탄(C4H10) 등을 포함할 수 있다.
이때도, 상기 버퍼막을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스는 버퍼막의 증착을 위해 플라즈마로 활성화될 수 있다. 상기 버퍼막을 형성하는 제1 증착가스 또는 제2 증착가스를 플라즈마로 활성화시키면, 수소화규소 가스에서 실리콘의 분리가 잘 이루어지고, 상기 기판 상에 실리콘화합물층(또는 물질층)이 잘 증착될 수 있으며, CH기의 흡착력이 좋아져 CH기가 포함된 제1 물질층 또는 제2 물질층이 치밀하게 증착될 수 있다. 이에 따라 투습 방지 특성이 우수한 버퍼막을 형성할 수 있다.
제1 물질층은 산화물층이고, 제2 물질층은 질화물층일 수 있는데, 산화물층 및 질화물층은 치밀하여 투습 방지 특성이 우수하며, 여기에 CH기를 첨가하면 유연성도 확보할 수 있어 간단하게 버퍼막을 형성할 수 있다. 이러한 버퍼막으로 인해 유연하면서 투습 방지가 효과적인 보호막을 형성할 수 있다. 산화물층은 산소 원자가 반응성이 좋기 때문에 기판 상에 잘 증착될 수 있고, 산소 원자의 좋은 반응성으로 인해 원자층 증착(ALD)이 효과적일 수 있으며, 원자층 증착(ALD)으로 산화물층의 막 구조를 치밀화할 수 있어 투습 방지 특성이 향상될 수 있다. 이에 제일 먼저 증착되는 물질층이 기판 상에 잘 증착될 수 있도록 제1 물질층을 산화물층으로 증착할 수 있다.
질화물층은 소수성이기 때문에 높은 투습 방지 효율을 가지므로, 제2 물질층으로 질화물층을 증착하는 경우에 보호막의 투습 방지 특성을 향상시키는데 효과적일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 물질층은 SiOx층일 수 있고, 상기 제2 물질층은 SiNx층일 수 있다. SiOx층(실리콘 산화물층)은 실리콘(Si)이 산소 원자(O)와 결합이 잘 되기 때문에 실리콘 원자(Si)를 플라즈마로 활성화시키지 않아도 제1 물질층을 증착할 수 있고, 실리콘과 산소의 높은 결합력으로 인해 원자층 증착(ALD)이 효과적일 수 있다.
SiNx층(실리콘 질화물층)은 소수성이기 때문에 높은 투습 방지 효율을 가지므로, 제2 물질층으로 SiNx층을 증착하는 경우에 보호막의 투습 방지 특성을 향상시키는데 효과적일 수 있다.
SiOx층은 치밀한 막 구조로 인해 투습 방지 특성이 우수하고, SiNx층은 소수성이기 때문에 매우 높은 투습 방지 효율을 가지므로, SiOx층과 SiNx층의 다층 구조로 보호막을 형성하는 경우에 보호막의 투습 방지가 더욱 효과적일 수 있다.
그리고 SiOx층에 CH기가 포함되는 경우에는 SiOx층의 산소가 CH기와도 잘 결합되어 버퍼막의 막질이 우수할 수 있고, SiNx층의 높은 투습 방지 효율로 인해 보호막의 투습 방지 특성도 우수할 수 있으므로, 매우 우수한 투습 방지 효율을 갖는 동시에 극유연성을 확보할 수 있는 보호막을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 SiNx층에 CH기가 포함되는 경우에도 SiNx층을 치밀하게 증착할 수 있어 버퍼막이 우수한 막질을 가질 수 있고, SiOx층도 실리콘과 산소의 높은 결합력으로 인해 치밀하면서도 우수한 막질을 가질 수 있다.
한편, 산소 원자는 반응성이 좋기 때문에 산소 원자가 상기 기판 상에 잘 증착될 수 있을 뿐만 아니라 산소 원자가 흡착(또는 증착)된 산소층 상에 물질층이 잘 증착될 수 있어 상기 기판 상에 먼저 증착되는 제1 물질층이 SiOx층인 것이 바람직하다.
제1 증착가스는 제1 소스물질과 제1 반응물질을 포함할 수 있으며, 상기 제1 증착가스를 분사하는 단계에서는 제1 소스물질과 제1 반응물질을 각각 독립적으로 분사할 수 있다. 제1 물질층은 제1 소스물질과 제1 반응물질에 의하여 형성될 수 있는데, 제1 소스물질과 제1 반응물질이 소스물질 노즐과 반응물질 노즐을 통해 분사될 수 있고, 제1 소스물질과 제1 반응물질이 기상 반응 없이 순차적으로 각각 상기 기판 상에 도달하여 상기 기판 상에서만 반응함으로써 제1 물질층이 상기 기판 상에 증착될 수 있다.
그리고 제2 증착가스는 제2 소스물질과 제2 반응물질을 포함할 수 있으며, 상기 제2 증착가스를 분사하는 단계에서는 제2 소스물질과 제2 반응물질을 각각 독립적으로 분사할 수 있다. 제2 물질층은 제2 소스물질과 제2 반응물질에 의하여 형성될 수 있는데, 제2 소스물질과 제2 반응물질이 상기 소스물질 노즐과 상기 반응물질 노즐을 통해 분사될 수 있고, 제2 소스물질과 제2 반응물질이 기상 반응 없이 순차적으로 각각 상기 기판 상에 도달하여 상기 기판 상에서만 반응함으로써 제2 물질층이 상기 기판 상에 증착될 수 있다.
예를 들어, 소스물질 노즐과 반응물질 노즐이 교번되어(또는 번갈아) 배치되도록 상기 선형 증착모듈부를 구성함으로써, 소스물질과 반응물질이 각각 독립적으로 상기 기판 상에 분사되도록 할 수 있다.
이러한 증착 방식으로 각각의 소스물질과 반응물질을 각각 독립적으로 분사하게 되면, 소스물질과 반응물질을 동시에 공급하는 경우보다 치밀한 막 구조를 얻을 수 있다. 이에 따라 버퍼막의 역할을 하는 CH기가 포함된 제1 물질층 또는 제2 물질층이 우수한 막질을 가질 수 있고, 베리어막의 역할을 하는 CH기가 포함되지 않은 나머지 물질층도 치밀한 막 구조에 의해 투습 방지 특성이 향상될 수 있다.
한편, 소스물질 또는 반응물질을 분사하는 서로 인접한 노즐들의 사이 공간마다 펌핑(pumping) 수단이 배치될 수 있으며, 상기 펌핑 수단을 통해 증착에 기여되지 않은 잉여 가스물질들 및 증착부산물을 배기시킬 수 있다.
제1 물질층과 제2 물질층은 원자층 증착법(ALD)으로 증착될 수 있고, 상기 선형 증착모듈부는 상기 제1 축 방향으로 나란히 배치되는 복수의 상기 선형 증착원으로 이루어질 수 있다. 원자층 증착법(ALD)은 물질층 증착에 필요한 원소를 번갈아 공급하여 기판 상에 한 원자층씩 흡착되도록 하는 증착법으로, 하나의 원자씩 원자층 단위로 물질층을 증착함으로써 치밀하며 뛰어난 균일도를 갖는 물질층이 증착될 수 있다. 이에 CH기가 물질층에 포함되어도 물질층의 막질이 저하되지 않을 수 있고, 상기 물질층의 막질 저하로 인해 인접한 물질층의 막질에도 영향을 주어 보호막의 전체적인 투습 방지 특성이 저하되던 문제를 해결할 수 있다.
이때, 상기 선형 증착모듈부는 상기 제1 축 방향으로 나란히 배치되는 복수의 상기 선형 증착원으로 이루어질 수 있다. 상기 선형 증착원이 원자층 증착원(ALD)일 경우에 물질층을 원자층 단위로 증착하기 때문에 증착 속도가 느리므로, 높은 증착 속도의 구현을 위해 복수의 상기 선형 증착원으로 이루어진 상기 선형 증착모듈부를 이용하여 물질층을 증착할 수 있다. 이에 따라 물질층의 증착 속도를 높여 치밀한 막 구조를 가지면서 우수한 막질을 갖는 물질층을 상대적으로 짧은 시간에 증착할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호막 증착방법은 동일한 선형 증착모듈부를 이용하여 제1 증착가스와 제2 증착가스를 선택적으로 분사함으로써, 기판 상에 제1 물질층과 제2 물질층을 균일하게 증착할 수 있다. 또한, 제1 물질층과 제2 물질층 중 어느 하나의 물질층에만 CH기가 포함되도록 하여 투습 방지가 보다 효과적인 보호막을 형성할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호막을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 실시예들에 따른 보호막 증착장치 및 보호막 증착방법과 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호막은 서로 교번 적층되는 산화물층과 질화물층을 포함할 수 있고, 상기 산화물층과 상기 질화물층 중 어느 하나는 CH기를 포함할 수 있다. 상기 산화물층과 상기 질화물층 중 어느 하나는 버퍼막일 수 있고, 나머지 하나는 베리어막일 수 있는데, 버퍼막은 CH기를 포함할 수 있다. 이때, 상기 산화물층과 상기 질화물층이 교번 적층되어 형성되는 보호막은 유기전자소자 상에 형성되는 보호막일 수 있다. 보호막을 버퍼막과 베리어막의 다층막으로 형성하는 경우에는 우수한 투습 방지 효율을 갖는 동시에 유연 특성을 확보할 수 있다.
상기 산화물층과 상기 질화물층 중 버퍼막의 역할을 하는 물질층은 CH기를 포함할 수 있는데, 산화물층, 질화물층 등의 무기막(예를 들어, SiOx, SiNx)에 CH기가 첨가(또는 도핑)될 수 있다. 무기막에 CH기를 첨가하여 버퍼막을 형성하는 경우에는 CH기의 첨가에 따라 버퍼막의 유연성을 조절할 수 있고, 폴더블(Foldable) 수준의 극유연성을 확보할 수도 있다.
상기 산화물층은 SiOx층이고, 상기 질화물층은 SiNx층일 수 있다. SiOx층(실리콘 산화물층)은 실리콘(Si)이 산소 원자(O)와 결합이 잘 되기 때문에 실리콘 원자(Si)를 플라즈마로 활성화시키지 않아도 제1 물질층을 증착할 수 있고, 실리콘과 산소의 높은 결합력으로 인해 원자층 증착(ALD)이 효과적일 수 있다.
SiNx층(실리콘 질화물층)은 소수성이기 때문에 높은 투습 방지 효율을 가지므로, 제2 물질층으로 SiNx층을 증착하는 경우에 보호막의 투습 방지 특성을 향상시키는데 효과적일 수 있다.
SiOx층은 치밀한 막 구조로 인해 투습 방지 특성이 우수하고, SiNx층은 소수성이기 때문에 매우 높은 투습 방지 효율을 가지므로, SiOx층과 SiNx층의 다층 구조로 보호막을 형성하는 경우에 보호막의 투습 방지가 더욱 효과적일 수 있다.
그리고 SiOx층에 CH기가 포함되는 경우에는 SiOx층의 산소가 CH기와도 잘 결합되어 버퍼막의 막질이 우수할 수 있고, SiNx층의 높은 투습 방지 효율로 인해 보호막의 투습 방지 특성도 우수할 수 있으므로, 매우 우수한 투습 방지 효율을 갖는 동시에 극유연성을 확보할 수 있는 보호막을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 SiNx층에 CH기가 포함되는 경우에도 SiNx층을 치밀하게 증착할 수 있어 버퍼막이 우수한 막질을 가질 수 있고, SiOx층도 실리콘과 산소의 높은 결합력으로 인해 치밀하면서도 우수한 막질을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명은 매우 우수한 투습 방지 효율을 갖는 동시에 극유연성을 확보할 수 있는 보호막을 제공할 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는 선형 증착원을 포함하는 선형 증착모듈부에 제1 증착가스와 제2 증착가스를 선택적으로 교번하여 공급함으로써, 단일 챔버에서 복수의 물질층을 증착할 수 있다. 이에 따라 간단하게 보호막의 증착 공정을 수행할 수 있고, 증착 장비의 대형화를 방지할 수 있다. 또한, 제1 물질층과 제2 물질층을 동일한 선형 증착모듈부를 이용하여 증착함으로써, 기판 상에 복수의 물질층을 균일하게 증착할 수 있다. 그리고 동일한 선형 증착모듈부에 제1 증착가스와 제2 증착가스를 선택적으로 공급하여 제1 물질층 및 제2 물질층의 두께를 각각 조절할 수 있다. 또한, 제1 물질층과 제2 물질층 중 어느 하나의 물질층에만 CH기가 포함되도록 하고, 제1 물질층과 제2 물질층 중 CH기가 포함된 물질층을 치밀하게 증착함으로써, 보호막의 투습 방지 특성을 개선할 수 있다. 그리고 선형 증착원의 개수를 조절하여 증착 속도를 높일 수 있고, 기판의 이동 거리를 줄일 수 있다. 또한, 선형 증착원이 원자층 증착원(ALD)일 경우에 선형 증착모듈부를 복수의 선형 증착원으로 구성하면, 투습 방지 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 원자층 증착원의 증착 속도를 보완하여 줄 수 있다.
상기 설명에서 사용한 “~ 상에”라는 의미는 직접 접촉하는 경우와 직접 접촉하지는 않지만 상부 또는 하부에 대향하여 위치하는 경우를 포함하고, 상부면 또는 하부면 전체에 대향하여 위치하는 것뿐만 아니라 부분적으로 대향하여 위치하는 것도 가능하며, 위치상 떨어져 대향하거나 상부면 또는 하부면에 직접 접촉한다는 의미로 사용하였다. 따라서, “기판 상에”는 기판의 표면(예를 들어, 상부면 또는 하부면)이 될 수도 있고, 기판의 표면에 증착된 막의 표면이 될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 기판 11 : 제1 축 방향
12 : 제2 축 방향 20 : 보호막
21 : 제1 물질층 22 : 제2 물질층
110 : 기판 지지대 120 : 선형 증착모듈부
121 : 선형 증착원 121a: 소스물질 노즐
121b: 반응물질 노즐 130 : 가스공급부
131 : 제1 증착가스 공급원 131a: 제1 소스물질 공급원
131b: 제1 반응물질 공급원 132 : 제2 증착가스 공급원
132a: 제2 소스물질 공급원 132b: 제2 반응물질 공급원
133 : 가스공급관 133a: 소스물질 가스공급관
133b: 반응물질 가스공급관 134 : 스위칭부
134a: 소스물질 스위칭부 134b: 반응물질 스위칭부
140 : 구동부 141 : 동력원
142 : 동력전달부 143 : 연결부

Claims (19)

  1. 기판이 지지되는 기판 지지대;
    상기 기판을 가로지르는 제1 축 방향에 평행하게 배치되는 복수의 선형 증착원을 포함하고, 상기 기판 상에 보호막을 증착하는 선형 증착모듈부;
    상기 선형 증착모듈부에 제1 증착가스와 제2 증착가스를 선택적으로 교번하여 공급하는 가스공급부; 및
    상기 제1 축 방향과 교차하는 제2 축 방향으로 상기 기판 지지대 또는 상기 선형 증착모듈부를 이동시키는 구동부를 포함하고,
    상기 보호막은 상기 제1 증착가스에 의해 증착되는 제1 물질층과 상기 제2 증착가스에 의해 증착되는 제2 물질층이 적층되어 형성되며,
    상기 제1 증착가스는 제1 소스물질과 제1 반응물질을 포함하고,
    상기 제2 증착가스는 제2 소스물질과 제2 반응물질을 포함하며,
    상기 복수의 선형 증착원 각각은,
    원자층 증착원이며,
    상기 제1 소스물질 또는 상기 제2 소스물질을 분사하는 소스물질 노즐;
    상기 제1 반응물질 또는 상기 제2 반응물질을 분사하는 반응물질 노즐; 및
    상기 소스물질 노즐과 상기 반응물질 노즐의 사이에 배치되는 펌핑 수단을 포함하고,
    상기 소스물질 노즐과 상기 반응물질 노즐은,
    상기 제2 축 방향으로 서로 교번되어 상기 제1 축 방향으로 평행하게 배치되며,
    상기 제1 소스물질과 상기 제1 반응물질을 원자층 단위로 상기 기판 상에 순차적으로 흡착시켜 상기 제1 물질층인 베리어막을 증착하고,
    상기 제2 소스물질과 상기 제2 반응물질을 원자층 단위로 상기 기판 상에 순차적으로 흡착시켜 상기 제2 물질층인 CH기를 포함하는 버퍼막을 증착하며,
    상기 제2 소스물질은 CH기가 포함된 가스이고, 플라즈마로 활성화되며,
    상기 선형 증착모듈부의 상기 제2 축 방향 양단에는 상기 반응물질 노즐이 위치하는 보호막 증착장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 소스물질은 유기 규소 화합물을 포함하거나, 또는 수소화규소 가스와 탄화수소 가스를 포함하는 보호막 증착장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 물질층은 산화물층이고, 상기 제2 물질층은 질화물층인 보호막 증착장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스공급부는,
    상기 제1 소스물질과 상기 제2 소스물질을 전환하는 소스물질 스위칭부; 및
    상기 제1 반응물질과 상기 제2 반응물질을 전환하는 반응물질 스위칭부를 포함하는 보호막 증착장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 기판을 가로지르는 제1 축 방향에 평행하게 배치되는 복수의 선형 증착원을 포함하는 선형 증착모듈부에 제1 물질층을 증착하기 위한 제1 증착가스를 공급하는 단계;
    상기 기판 또는 상기 선형 증착모듈부를 상기 제1 축 방향과 교차하는 제2 축 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 상기 제1 증착가스를 분사하는 단계;
    상기 선형 증착모듈부에 제2 물질층을 증착하기 위한 제2 증착가스를 공급하는 단계; 및
    상기 기판 또는 상기 선형 증착모듈부를 상기 제2 축 방향으로 이동하면서 상기 기판 상에 상기 제2 증착가스를 분사하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 증착가스는 제1 소스물질과 제1 반응물질을 포함하며,
    상기 제1 증착가스를 분사하는 단계에서는 상기 제2 축 방향으로 서로 교번되어 상기 제1 축 방향으로 평행하게 배치되는 소스물질 노즐과 반응물질 노즐을 통해 상기 제1 소스물질과 상기 제1 반응물질을 각각 독립적으로 분사하여 상기 제1 소스물질과 상기 제1 반응물질이 순차적으로 상기 기판 상에 흡착된 상기 제1 물질층인 베리어막을 원자층 증착법으로 증착하고,
    상기 제2 증착가스는 제2 소스물질과 제2 반응물질을 포함하며,
    상기 제2 증착가스를 분사하는 단계에서는 상기 소스물질 노즐과 상기 반응물질 노즐을 통해 상기 제2 소스물질과 상기 제2 반응물질을 각각 독립적으로 분사하여 상기 제2 소스물질과 상기 제2 반응물질이 순차적으로 상기 기판 상에 흡착된 상기 제2 물질층인 CH기를 포함하는 버퍼막을 원자층 증착법으로 증착하고,
    상기 제2 소스물질은 CH기가 포함된 가스이며, 플라즈마로 활성화되고,
    상기 제1 증착가스를 분사하는 단계와 상기 제2 증착가스를 분사하는 단계는 상기 소스물질 노즐과 상기 반응물질 노즐의 사이에 배치된 펌핑 수단을 통해 잉여 가스를 배기시키면서 수행되며,
    상기 선형 증착모듈부의 상기 제2 축 방향 양단에는 상기 반응물질 노즐이 위치하는 보호막 증착방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 선형 증착모듈부에 퍼지 가스를 공급하는 단계를 더 포함하는 보호막 증착방법.
  12. 삭제
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 소스물질은 유기 규소 화합물을 포함하거나, 또는 수소화규소 가스와 탄화수소 가스를 포함하는 보호막 증착방법.
  14. 삭제
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 물질층은 산화물층이고, 상기 제2 물질층은 질화물층인 보호막 증착방법.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 소스물질과 상기 제2 소스물질을 전환하는 과정; 및
    상기 제1 반응물질과 상기 제2 반응물질을 전환하는 과정;을 더 포함하는 보호막 증착방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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