KR102599745B1 - 원자층 증착 장치 및 장치를 사용한 기판 처리 방법 - Google Patents

원자층 증착 장치 및 장치를 사용한 기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102599745B1
KR102599745B1 KR1020167031103A KR20167031103A KR102599745B1 KR 102599745 B1 KR102599745 B1 KR 102599745B1 KR 1020167031103 A KR1020167031103 A KR 1020167031103A KR 20167031103 A KR20167031103 A KR 20167031103A KR 102599745 B1 KR102599745 B1 KR 102599745B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
gas injection
openings
zone
substrate
Prior art date
Application number
KR1020167031103A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170082454A (ko
Inventor
에른스트 헨드릭 아우구스트 그라네만
레이레이 후
Original Assignee
에이에스엠 인터내셔널 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이에스엠 인터내셔널 엔.브이. filed Critical 에이에스엠 인터내셔널 엔.브이.
Publication of KR20170082454A publication Critical patent/KR20170082454A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102599745B1 publication Critical patent/KR102599745B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45548—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4408—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber by purging residual gases from the reaction chamber or gas lines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45578—Elongated nozzles, tubes with holes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
    • 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
    • H01L21/6776—Continuous loading and unloading into and out of a processing chamber, e.g. transporting belts within processing chambers
    • 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
    • H01L21/67784—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 using air tracks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (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)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

일련의 제1 고압 기체 주입 개구 및 일련의 제1 기체 배출 개구는 각각 퍼지 기체 존 내에서 제1 고압/흡인 존을 함께 형성하도록 위치하고, 각각의 제1 고압/흡인 존은 실질적으로 상기 공정 터널의 전체 폭에 걸쳐 연장되고; 상기 제2퍼지 기체 소스에 연결된 기체 주입 개구의 분포 및 각각의 제1 고압/흡인 존 내에서 기체 배출 개구의 상기 기체 배출 개구의 분포뿐 아니라, 상기 제2퍼지 기체 소스의 압력 및 상기 기체 배출 개구의 압력은, 각각의 제1 고압/흡인 존 내의 평균 압력이, 기판이 없는 경우 공정 터널 내의 평균 압력에 의해서 정의된 기준 압력으로부터 30% 미만 벗어나도록 하는 원자층 증착 장치를 제공한다.

Description

원자층 증착 장치 및 장치를 사용한 기판 처리 방법{ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING SUBSTRATES USING AN APPARATUS}
본 발명은 원자층 증착(ALD)의 분야, 구체적으로 원자층 증착 장치에 관한 것이다.
원자층 증착 장치는, 예를 들면 국제 공개 공보 제WO2009/142487호 및 제WO2012/005577호로부터 공지되어 있다. 제WO2009/142487호는 반도체 기판의 연속 처리를 위한 원자층 증착 장치를 개시하고, 기판이 기체 베어링에 의해서 지지된다. 개시된 장치는 길이 방향으로 연장되고 적어도 2개의 벽에 의해서 경계 지워지는 공정 터널을 포함한다. 벽은 서로 평행하게 이격되어, 이들 벽 사이에 실질적으로 평평한 기판이 평행하게 수용될 수 있다. 공정 터널의 벽은 공정 터널에서 기판을 유동적으로 지지하기 위한 기체 베어링을 제공하기 위해 복수의 기체 주입 채널을 구비하고 있다
제1벽 및 제2벽 중 적어도 하나에서 기체 주입 채널은 연속적으로 제1 전구체 기체 소스, 퍼지 기체 소스, 제2 전구체 기체 소스, 및 퍼지 기체에 각각에 연결된다. 연속적으로 연결된 기체 주입 채널은 사용시에, 제1 전구체 기체, 및 퍼지기체, 제2 전구체 기체 및 퍼지 기체를 각각 포함하는 연속적인 존을 포함하는 원자층 증착 세그먼트를 형성한다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 적어도 2개의 이러한 터널 세그먼트는 수송 방향에서 연속적으로 배치된다. 이 세그먼트는, 화학적으로 증착된 전구체 반응 생성물의 층을 연속적으로 적용하기 위한 원자층 증착 장치를 형성한다. 연속적인 처리에 필요한 기판에 전방 이동을 제공하기 위해서, 장치는 하방으로 경사진 공정 터널을 구비하고 있다. 하방의 경사는, 중력에 의해 연속적인 세그먼트를 통해 유동적으로 지지된 기판을 구동시키고, 원자층을, 수송 중에 수송 방향으로 공정 터널을 통해 기판에 증착시킬 수 있다.
특히 높은 속도에서 수송 방향으로 이러한 기판의 (전방)이동은, 제1 전구체 존에서 사용되는 전구체 기체의 분획을 전방으로 밀거나 당겨서, 하류 퍼지 기체 존을 횡단하여 제2 전구체 존으로 향하고, 양 존으로부터 전구체 기체를 혼합시킨다. 전구체 기체는 상호 반응성이기 때문에, 이러한 혼합에 의해 공정 터널에서 원하지 않은 화학 증착을 일으킨다. 이는, 예를 들면, 공정 터널의 증착 및 퍼지 기체 존에서 기체 주입 개구 및 측면 기체 배출 개구를 막히게 한다. 공정 터널의 세그먼트에서 증착을 제거하기 위해서 상당히 긴 유지 및 세정 시간이 요구된다. 이는, 장치의 가동시간에 (상당한)부정적인 영향을 미치고, 그 결과 생산능력이 감소한다.
전구체 기체의 횡단은 2개의 소스로부터 발생한다. 특히, 기판의 앞에 세그먼트에 배치된 기체는 이동하는 기판에 의해 수송 방향으로 배치된다. 이러한 배치는, 기체를 (제1)전구체 존으로부터 퍼지 기체 존을 통해 공정 터널의 인접한 연속 (제2)전구체 기체 존으로 횡단시킨다. 이러한 횡단 효과의 예는 도 2에 제공되고, 도 2는 전구체 기체인 수증기(H2O)가, 질소(N2)-퍼지 기체 존(+1N2, +2N2 , +3N2)을 횡단하여 트리메틸 알루미늄(TMA)-전구체 기체 존으로 향하게 하는 것의 개략도를 도시한다.
다음으로, 공정 터널에 기판이 존재하면, 기판 사이의 공정 터널 내의 개방 영역에 비해 기판 위 및 아래에 높은 압력을 생성한다. 얻어진 압력 구배는, 비교적 높은 압력 영역으로부터 기판 앞 및 뒤에 비교적 낮은 압력 영역으로 기체의 흐름을 일으킨다. 그 결과, 공정 터널의 인접한 세그먼트로의 기체 흐름이 형성되고, 이는 기판의 존재에 의해서 발생된다. 그 결과, 높은 및 낮은 압력 영역은 기판의 이동에 따라 '이동'한다. 예를 들면 제1 전구체 기체 주입 존에 주입된 전구체 기체로 이루어지는 얻어진 기체 흐름은, 압력 구배의 영향하에서 퍼지 기체 존을 횡단하여 제2 전구체 기체 존으로 향하게 한다. 그 예는 도 3에 도시된다.
상기 기재된 원인에 의해, 전구체 기체의 적어도 일부분이 퍼지 기체 존을 횡단하여 제2 전구체 존에서 제2상이한 전구체 기체와 혼합한다.
본 발명의 목적은, 실질적으로 상이한 전구체 기체가 서로 혼합하는 것을 방지하는 원자층 증착 장치를 제공하고, 또한 기판의 비교적 높은 수송 속도를 가능하게 한다.
본 발명은 이러한 목적으로서, 원자층 증착 장치를 제공하고, 이는
복수의 기체 주입 개구를 포함하는 하부 벽;
복수의 기체 주입 개구를 포함하는 하부 벽에 평행하게 연장되는 상부 벽;
상기 하부 벽에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 제1측벽 및 제2측벽;
복수의 기체 배출 개구; 를 포함하고,
상기 하부 벽, 상기 상부 벽, 및 제1측벽 및 제2측벽은 수송 방향으로 연장되는 길이를 갖고 상기 수송 방향의 횡방향으로 연장되는 폭을 가지며 상기 제1측벽과 상기 제2측벽 사이의 중앙에 위치하는 수직 중앙면을 정의하는 공정 터널에 의해 경계 지워지고;
상기 장치는 추가로,
실질적으로 상기 공정 터널의 전체 폭에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널의 수송 방향을 따라 공간적으로 배치되는 제1 전구체 기체 주입 존을 형성하기 위해, 상기 복수의 기체 주입 개구의 일련의 기체 주입 개구에 연결된 제1 전구체 기체 소스;
실질적으로 상기 공정 터널의 전체 폭에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널의 수송 방향을 따라 공간적으로 배치되는 퍼지 기체 주입 존을 형성하기 위해, 상기 복수의 기체 주입 개구의 일련의 기체 주입 개구에 연결된 퍼지 기체 소스;
실질적으로 상기 공정 터널의 전체 폭에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널의 수송 방향을 따라 공간적으로 배치되는 제2 전구체 기체 주입 존을 형성하기 위해, 상기 복수의 기체 주입 개구의 일련의 기체 주입 개구에 연결된 제2 전구체 기체 소스;를 포함하고,
상기 제1 전구체 기체 소스, 상기 퍼지 기체 소스, 및 제2 전구체 기체 소스의 상기 각각의 기체 주입 개구에의 연결에 의해서, 상기 수송 방향을 따라 공정 터널에서 복수의 연속 공정 섹션이 형성되고, 각각의 공정 섹션은 연속적으로 제1 전구체 기체 주입 존, 퍼지 기체 주입 존, 제2 전구체 기체 주입 존 및 퍼지 기체 주입 존을 포함하고;
상기 장치는 추가로
상기 하부 벽 및 상기 상부 벽에서 상기 기체 주입 개구의 분포;
처리될 기판의 두께 대 상기 하부 벽과 상기 상부 벽 사이의 거리의 비;
기체 주입 개구를 통한 기체 공급; 및
상기 기체 배출 개구를 통한 기체의 배출;이, 사용시에,
상기 공정 터널에서 존재하는 기판의 상부 및 하부에 기체 베어링이 형성되도록 하고;
각각의 제1 전구체 기체 주입 존, 각각의 퍼지 기체 주입 존 및 각각의 제2 전구체 기체 주입 존 내에, 상기 수송 방향에 실질적으로 직교하고, 상기 공정 터널의 수직 중앙면으로부터 제1측벽 및 제2측벽 각각의 방향으로 흐르는, 기체의 2개의 반대의 측방 흐름이 존재하도록 하는 것을 포함하고;
상기 압력이 상기 퍼지 기체 소스보다 높은 제2퍼지 기체 소스; 및
상기 상부 벽 및 상기 하부 벽 중 적어도 하나에서 일련의 제1 고압 기체 주입 개구(46)로서, 실질적으로 상기 공정 터널의 전체 폭에 걸쳐 각각의 퍼지 기체 주입 존 내에 위치하고 상기 제2퍼지 기체 소스에 연결되는 일련의 제1 고압 기체 주입 개구(46);를 특징으로 하고,
상기 기체 배출 개구는 상부 벽 및 상기 하부 벽 중 적어도 하나에 제공되고 실질적으로 상기 공정 터널의 전체 폭에 걸쳐 분포하고 기체 배출 채널에 연결되는 일련의 제1 기체 배출 개구를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 일련의 제1 고압 기체 주입 개구 및 상기 일련의 제1 기체 배출 개구는 각각 퍼지 기체 주입 존 내에서 제1 고압/흡인 존을 함께 형성하도록 위치하고, 각각의 제1 고압/흡인 존은 실질적으로 상기 공정 터널의 전체 폭에 걸쳐 연장되고;
상기 제2퍼지 기체 소스에 연결된 기체 주입 개구의 분포 및 각각의 제1 고압/흡인 존 내에서 일련의 제1 기체 배출 개구의 상기 기체 배출 개구의 분포뿐 아니라, 상기 제2퍼지 기체 소스의 압력 및 상기 기체 배출 개구의 압력은, 각각의 제1 고압/흡인 존 내의 평균 압력이, 기판이 없는 경우 상기 제1 전구체 기체 주입 존, 상기 제2 전구체 기체 주입 존 및 상기 퍼지 기체 주입 존 내의 평균 압력에 의해서 정의된 기준 압력으로부터 30% 미만, 바람직하게 10% 미만, 바람직하게 5% 미만을 벗어나도록 한다.
본 발명에 따른 원자층 증착 장치의 이점은, 각각의 퍼지 기체 존에서 고압/흡인 존이 실질적으로 전구체 기체가 양 방향에서 퍼지 기체 존을 횡단하는 것을 방지하는 것이다. 결과적으로, 양 전구체 기체 존으로부터 전구체 기체의 혼합 및 공정 터널에서 얻어진 원하지 않는 화학 증착이 또한 실질적으로 방지된다.
일련의 제1 고압 기체 주입 개구 및 일련의 제1배출 개구를 위치함으로써 형성된 각각의 퍼지 기체 존에서 고압/흡인 존은, 전구체 기체가 실질적으로 수송 방향으로 퍼지 기체 존을 통해서 흐르는 것을 차단할 수 있다. 차단 효과는 주로 고압/흡인 존에서 고압 기체 주입 개구를 통해 기체가 주입되는 비교적 높은 압력에 의한 것이다. 퍼지 기체 존을 횡단하는 것 대신에, 전구체 기체 흐름은 일련의 제1 기체 배출 개구 중 하나의 개구에 대해 측방으로 향하게 한다. 결과적으로, 제1 전구체 기체 존으로부터 전구체 기체 흐름은, 실질적으로 제2 전구체 기체 존에 도달하기 전에 배출 개구를 통해 공정 터널로부터 제거된다.
시뮬레이션에 따르면, 본 발명에 따른 원자층 증착 장치에 의해, 전구체 기체 양은, 예를 들면 대량의 전구체 기체의 분획에서 발현될 수 있고, 전구체 기체 존을 횡단하여 이웃하는 전구체 기체 존으로 향하면, 종래 기술의 장치에 비해 팩터 100이 감소될 수 있는 것을 보여준다.
또한, 감소 효과는 공정 터널에서 기판의 비교적 높은 속도(즉, > 0,1 m/s)에서 관찰될 수 있다. 이는, 기판의 비교적 높은 처리 속도를 가능하게 하고, 또한 전구체 기체의 혼합을 방지한다.
각각의 고압/흡인 존 내에서 평균 압력은, 기판이 존재하지 않는 경우 제1 전구체 기체 존, 제2 전구체 기체 존, 및 퍼지 기체 존 내에서 평균 압력에 의해서 정의된 기준 압력으로부터 30% 미만, 바람직하게 10% 미만, 바람직하게 5% 미만을 벗어나고, 수송 방향에서 기판의 전방 이동은, 고압/흡인 존의 존재에 의해 영향을 받지 않거나, 실제로 영향을 받지 않는다. 고압/흡인 존은 고압 기체 주입 개구로 이루어지는 경우, 이 존은 수송 방향에서 기판의 이동을 감소시킨다. 따라서, 고압/흡인 존에서 일련의 제1 고압 기체 주입 개구 및 일련의 제1 기체 배출 개구는, 수송 방향의 횡단 라인을 따라 고압 및 저압의 대체 패턴이 형성되도록 위치할 수 있다.
본 발명은 또한 기판 처리 장치에 관한 것으로, 원자층 증착 장치일 수 있지만, 원자층 증착 장치일 필요는 없다.
본 발명은 이러한 목적으로, 기판 처리 장치를 제공하고, 이는
복수의 기체 주입 개구를 포함하는 하부 벽;
복수의 기체 주입 개구를 포함하는 하부 벽에 평행하게 연장되는 상부 벽;
상기 하부 벽에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 제1측벽 및 제2측벽;을 포함하고,
상기 하부 벽, 상기 상부 벽 및 제1측벽 및 제2측벽은 수송 방향으로 연장되는 길이를 갖고 상기 수송 방향의 횡방향으로 연장되는 폭을 가지며 상기 측벽 사이의 중앙에 위치하는 수직 중앙면에서 연장되고 상기 하부 벽과 상부 벽 사이의 중앙에 위치하는 수평 중앙면으로 연장되는 길이 축을 정의하는 공정 터널을 경계 지워지고;
상기 장치는 추가로
상기 기체 주입 개구에 연결된 기체 소스;
상기 하부 벽 및 상부 벽에 배열된 복수의 기체 배출 개구
상기 기체 배출 개구와 유체 연결된 배출 채널;을 포함하고
상기 하부 벽 및 상기 상부 벽에서 상기 기체 주입 개구의 분포;
상기 하부 벽 및/또는 상기 상부 벽에서 기체 배출 개구의 분포,
처리될 기판의 두께 대 상기 하부 벽과 상기 상부 벽 사이의 거리의 비,
기체 주입 개구를 통한 기체 공급, 및
상기 기체 배출 개구를 통한 기체의 배출은, 사용시에,
상기 공정 터널에서 존재하는 기판의 상부 및 하부에 기체 베어링이 형성되도록 하고;
상기 상부 벽 및/또는 하부 벽에서, 복수의 기체 주입 개구는 기체 주입 개구의 서브셋을 포함하고, 각각의 서브셋은 길이 및 두께를 갖는 라인 상에 위치하고, 상기 라인은 0° 과 90°사이의 수송 방향과의 각도α를 포함하는 방향을 따라 연장되고, 복수의 기체 배출 개구는 기체 배출 개구의 서브셋을 포함하고, 기체 주입 개구의 각각의 서브셋에 대해 기체 배출 개구의 서브셋이 결합되고, 서브셋의 상기 기체 배출 개구는 결합된 기체 주입 개구 서브셋의 기체 주입 개구가 위치하는 라인 상에 위치하고, 상기 기체 배출 개구는 상기 기체 주입 개구 사이에 간헐적으로 위치하고, 사용시에, 상기 기체 주입 개구로부터 동일한 서브셋의 인접한 기체 배출 개구로 흐르는 기체는 기판 상에서 항력을 발휘하여 상기 기판의 전방 이동 및/또는 회전 이동을 일으킨다.
이러한 형태에 따르는 장치는, 처리하면서, 기판을 수송 방향에서 수송하고 및/또는 기판을 회전하기 위한 간단한 수단을 제공하는 이점을 갖는다. 라인(SL) 상에 위치하는 결합된 기체 배출 개구의 서브셋 및 기체 주입 개구의 서브셋은, 공정 터널에 수용된 기판에 전방 이동을 제공할 수 있다.
수송 방향에의 각도α가 0-90도인 라인 상에서 기체 주입 개구 및 기체 배출 개구의 서브셋을 제공함으로써, 주입 기체의 흐름은 수송 방향에 수직인 측방 성분 및 수송방향의 성분 및/또는 수송방향 반대의 성분을 구비한다. 따라서, 수송 방향의 항력 및/또는 수송방향과 반대의 항력이 기판 상에서 발휘되고, 기판에의 전방/후방 이동 및/또는 회전 운동을 제공한다. 라인은, 기체 주입 개구의 중심 및 기체 배출 개구의 중심이 모두 수학적 라인 상에 있는 것이 필요한 것은 아닌 임의의 두께를 가질 수 있다. 라인은, 대략 수 밀리미터(예를 들면 0-4mm)의 두께를 가질 수 있고, 따라서 중심 기체 주입 개구 및 기체 배출 개구는, 라인(SL)의 두께 내에서 위치하는 한 서로에 대해 다소 어긋나도록 위치될 수 있다. 기판에 제공되는 이동 속도는 특히 각도α, 기체 주입 개구의 서브셋을 통해 기체를 주입하도록 사용되는 주입 압력, 기체 배출 개구에의 압력, 및 기판의 특성에 의존한다. 이에 대해, 본 발명에 따른 장치는, 종래 기술에 존재하지 않는 방법으로 기판을 수송 및/또는 회전하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 장치는, 상이하게 형성된 다양한 기판이 장치에서 처리될 수 있는 이점이 있다. 이는, 기판의 기하학적 형상뿐 아니라, 기판의 두께와 관련된다. 본 발명에 의해서 제공되는 구동 효과는, 다양한 기하학적 형상의 기판에 사용될 수 있고, 구동 시스템은 특정 기하학적 형상에 대해 적용될 수 있다. 예를 들면, 이러한 적용은, 각각의 서브셋이 위치되는 라인의 각도와 관련되지만, 또한, 이러한 라인 상의 기체 주입 개구와 기체 배출 개구의 간격뿐 아니라 각각의 라인의 길이와 관련될 수 있다. 또한, 이러한 특성에 대해, 본 발명은 다양한 두께의 공정 기판에 사용될 수 있다.
본 발명은 기판에 층을 증착하는 방법을 제공하고:
제1항 내지 제10항 및 15항 중 어느 한 항에 따른 원자층 증착 장치를 제공하는 단계;
적어도 하나의 기판을 제공하는 단계;
상기 기체 주입 개구를 통해 상기 공정 터널에 기체를 주입하는 단계;
상기 공정 터널에 적어도 하나의 기판을 도입하는 단계로, 상기 기판 상부 및 하부에 기체 베어링이 형성되는 단계;
다음의 단계에 의해 상기 기판의 적어도 한 면에 원자층 처리를 수행하는 단계:
상기 기판의 제1층을 증착하기 위해 상기 제1 전구체 기체 존에 제1 전구체 기체를 주입하는 단계,
상기 기판에 제2층을 증착하기 위해 상기 제2 전구체 기체 존에 제2 전구체 기체를 주입하는 단계,
상기 일련의 제1 기체 배출 개구를 통해 상기 공정 터널로부터 기체를 배출하면서 동시에 일련의 고압 기체 주입 개구를 사용하여 각각의 퍼지 기체 존에 퍼지 기체를 주입하고, 실질적으로 상기 공정 터널의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 제1 고압/흡인 존을 형성하고, 상기 제1 고압/흡인 존은, 상기 제1 전구체 기체 존으로부터 제1 전구체 기체가 인접한 퍼지 기체 존을 횡단하여 제2 전구체 기체 존으로 향하는 것을 방지하고, 동시에 제2 전구체 가스 존으로부터 상기 제2 전구체 기체가 상기 퍼지 기체 존을 횡단하여 상기 제1 전구체 기체 존으로 향하는 것을 방지하는 단계;
상기 제1 전구체 기체 소스, 상기 퍼지 기체 소스, 상기 제2 전구체 기체 소스, 및 상기 제2퍼지 기체 소스;의 압력을 조절하는 단계:
상기 기체 배출 개구에서 압력을 조절하는 단계를 포함하고, 기판이 존재하지 않는 경우, 제1 고압/흡인 존 내의 평균 압력이 상기 제1 전구체 기체 존, 상기 제2 전구체 기체 존, 및 상기 퍼지 기체 존 내의 평균 압력에 의해서 정의되는 기준 압력으로부터 30% 미만, 바람직하게 10% 미만, 바람직하게 5% 미만을 벗어나도록 한다.
본 발명에 따른 방법은 다양한 전구체 기체 존 사이에서 전구체 기체의 개선된 분리를 제공한다. 개선된 분리는, 고압/흡인 존에 의해서 제공되는 것으로, 실질적으로 제1 전구체 기체 존으로부터의 제1 전구체 기체가 인접한 퍼지 기체 존을 횡단하여 제2 전구체 기체 존으로 향하는 것을 방지하고, 동시에 제2 전구체 기체 존으로부터의 제2 전구체 기체가 퍼지 기체 존을 횡단하여 제1 전구체 기체 존으로 향하는 것을 방지한다.
본 발명은 기판 처리 장치에서 기판을 처리하는 방법을 포함하고,
제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 기판 처리 장치를 제공하는 단계;
적어도 하나의 기판을 제공하는 단계;
기체 주입 개구를 통해 공정 터널에 기체를 주입하는 단계;
공정 터널에 적어도 하나의 기판을 도입하는 단계로, 기판 상부 및 하부에 기체 베어링이 형성되는 단계;
수송 방향에서 기판을 수송하고 및/또는 기판의 회전을 제공하기 위해 기체 주입 개구의 서브셋을 통해 공정 터널에 기체를 주입하고, 결합된 기체 배출 개구의 서브셋으로부터 기체를 배출하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 방법은, 공정 터널 내에 기판을 수송 및/또는 회전하기 위해 개선된 대안 방법을 제공한다. 방법의 이점은, 공정 방향에서 공정 터널을 통해 전방으로 기판을 나아가게 하면서, 동시에 기판의 표면의 균일한 처리를 제공하기 위해 회전을 제공한다.
다양한 실시형태는 종속항에 청구되고, 이는 도면에 도시된 일부 실시예에 대해서 설명된다. 실시형태는 결합되거나 서로 별개로 적용될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 원자층 증착 장치의 수직 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 장치에서 존재하는 전방으로 이동하는 기판에 의해 수송 방향으로 미는 전구체 기체 흐름의 개략 상면도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 장치에서 공정 터널에서 기판의 존재에 의해서 형성되는 높은 압력 영역 및 낮은 압력 영역의 개략 상면도이다.
도 4는 상부 플레이트의 일부가 절단된 본 발명에 따른 장치의 수직 단면의 개략 사시도이다.
도 5는 도 4의 장치의 개략 상면도이다.
도 6은 도5의 A-A선을 따르는 단면도이다.
도 7은 도5의 B-B선을 따르는 단면도이다.
도 8은 도5의 C-C선을 따르는 단면도이다.
도 9는 일 실시형태의 일례에서 전구체 기체 흐름을 도시하는 공정 터널 내부의 우측의 개략 상면도이다.
도 10은 각각의 퍼지 존 내에서 2개의 평행한 높은 압력/흡인 존을 갖는 실시형태의 일례의 공정 터널 내부의 우측의 개략 상면도이다.
도 11은 기체 주입 개구 및 기체 배출 개구의 서브셋을 배열하여 회전을 제공하는 전체 폭에 걸친 공정 터널의 일부를 도시한다.
도 12는 기판에 부여된 회전을 나타내는 전체 폭에 걸친 공정 터널의 일부를 도시한다.
도 13은 기체 주입 개구 및 기체 배출 개구의 서브셋을 배열하여 전방 구동력을 제공하는 전체 폭에 걸친 공정 터널의 일부를 도시한다.
이러한 적용에서 유사한 또는 상응하는 특성은, 유사한 또는 상응하는 참조 부호로 표기한다. 다양한 실시형태의 설명은 상세한 설명에서 사용되는 참조 번호 및 도면에 도시된 실시예로 제한되지 않고, 청구범위가 실시형태의 설명을 제한하는 것으로 의도되지 않으며 도면에 도시된 실시예를 참조해서 실시형태를 설명하기 위해 포함된다.
도 4-10은, 본 발명의 주요한 제1형태를 포함하는 다양한 실시형태가 존재하는 원자층 증착 장치의 다양한 실시예를 도시한다.
가장 일반적인 항목에 있어서, 본 개시내용의 제1형태에 따르면, 원자층 증착 장치는,
복수의 기체 주입 개구(16)를 포함하는 하부 벽(12);
복수의 기체 주입 개구(16)를 포함하는 하부 벽(12)에 평행하게 연장되는 상부 벽(14);
상기 하부 벽(12)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 제1측벽(18) 및 제2측벽(20);
복수의 기체 배출 개구; 를 포함하는 것이 제공된다.
상기 하부 벽(12), 상기 상부 벽(14) 및 제1측벽(18) 및 제2측벽(20)은 수송 방향(T)으로 연장되는 길이를 갖고 상기 수송 방향(T)에 횡방향으로 연장되는 폭(W)을 가지며 상기 제1측벽(18)과 상기 제2측벽(20) 사이의 중앙에 위치하는 수직 중앙면을 정의하는 공정 터널(24)에 의해 경계 지워진다.
상기 원자층 증착 장치(10)는 추가로,
실질적으로 상기 공정 터널의 전체 폭(W)에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널(24)의 수송 방향(T)을 따라 공간적으로 배치되는 제1 전구체 기체 주입 존(30)을 형성하기 위해 상기 복수의 기체 주입 개구(16)의 일련의 기체 주입 개구(28)에 연결된 제1 전구체 기체 소스(26);
실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭(W)에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널(24)의 수송 방향(T)을 따라 공간적으로 배치되는 퍼지 기체 주입 존(34)을 형성하기 위해 상기 복수의 기체 주입 개구(16)의 일련의 기체 주입 개구(33)에 연결된 퍼지 기체 소스(32);
실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭(W)에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널(24)의 수송 방향(T)을 따라 공간적으로 배치되는 제2 전구체 기체 주입 존(38)을 형성하기 위해, 상기 복수의 기체 주입 개구(16)의 일련의 기체 주입 개구(35)에 연결된 제2 전구체 기체 소스(36);를 포함한다.
상기 제1 전구체 기체 소스(26), 상기 퍼지 기체 소스(32), 및 제2 전구체 기체 소스(36)의 상기 각각의 기체 주입 개구(16)에의 연결에 의해서, 상기 수송 방향(T)을 따라 공정 터널(24)에서 복수의 연속 공정 섹션(40)이 형성된다. 각각의 섹션(40)은 연속적으로 제1 전구체 기체 주입 존(30), 퍼지 기체 존(34), 제2 전구체 기체 주입 존(38) 및 퍼지 기체 존(34)을 포함한다.
원자층 증착 장치에서,
상기 하부 벽(12) 및 상기 상부 벽(14)에서 상기 기체 주입 개구(16)의 분포;
처리될 기판(S)의 두께 대 상기 하부 벽(12)과 상기 상부 벽(14) 사이의 거리(D)의 비;
기체 주입 개구(16)를 통한 기체 공급; 및
상기 기체 배출 개구를 통한 기체의 배출은, 사용시에,
상기 공정 터널(24)에서 존재하는 기판(S)의 상부 및 하부에 기체 베어링이 형성되고;
각각의 제1 전구체 기체 존(30), 각각의 퍼지 기체 존(34) 및 각각의 제2 전구체 기체 존(38) 내에, 실질적으로 상기 수송 방향(T)에 직교하고, 상기 터널(24)의 수직 중앙면으로부터 제1측벽(18) 및 제2측벽(20) 각각의 방향으로 흐르는, 기체의 2개의 반대의 측방 흐름이 존재하도록 한다.
원자층 증착 장치는 추가로,
상기 제1퍼지 기체 소스(32)보다 압력이 높은 제2퍼지 기체 소스(44); 및
상기 상부 벽(14) 및 상기 하부 벽(12) 중 적어도 하나에서 일련의 제1 고압 기체 주입 개구(46)로서, 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭(W)에 걸쳐 각각의 퍼지 기체 존(34) 내에 위치하고 상기 제2퍼지 기체 소스(44)에 연결되는 일련의 제1 고압 기체 주입 개구(46)를 포함한다.
원자층 증착 장치의 기체 배출 개구는, 적어도, 상부 벽(14) 및 상기 하부 벽(12) 중 적어도 하나에 제공되고 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭(W)에 걸쳐 분포하고 기체 배출 채널(49)에 연결되는 일련의 제1 기체 배출 개구(48)를 포함한다.
상기 일련의 제1 고압 기체 주입 개구(46) 및 상기 일련의 제1 기체 배출 개구(48)는 각각 퍼지 기체 존(34) 내에 제1 고압/흡인 존(50)을 함께 형성하도록 위치한다. 각각의 제1 고압/흡인 존(50)은 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭(W)에 걸쳐 연장된다. 상기 제2퍼지 기체 소스(44)에 연결된 기체 주입 개구(46)의 분포 및 각각의 제1 고압/흡인 존(50) 내에 일련의 제1 기체 배출 개구의 상기 기체 배출 개구(48)의 분포뿐 아니라, 상기 제2퍼지 기체 소스(44)의 압력 및 상기 기체 배출 개구(48)의 압력은, 각각의 제1 고압/흡인 존(50) 내의 평균 압력이, 기판이 없는 경우 상기 제1 전구체 기체 존(30), 상기 제2 전구체 기체 존(38) 및 상기 퍼지 기체 존(34) 내의 평균 압력에 의해서 정의된 기준 압력으로부터 30% 미만, 바람직하게 10% 미만, 바람직하게 5% 미만을 벗어나도록 한다.
이러한 원자층 증착 장치의 다양한 실시형태가 가능하다. 예를 들면, 전구체 존 또는 퍼지 기체 존에 대해, 기체 주입 개구의 하나 이상의 횡단 열이 존재할 수 있다. 도 1은 종래 기술을 나타내는 것으로, 전구체 기체 존에 대해 기체 주입 개구의 5개의 횡단 열 및 퍼지 기체 존에 대해 기체 주입 개구의 3개의 횡단 열을 도시한다. 도 2, 3, 및 9는 전구체 기체 존에 대해 기체 주입 개구의 1개의 열 및 퍼지 기체 존에 대해 기체 주입 개구 3개의 열을 도시한다. 도 9의 예에서, 퍼지 기체 존의 기체 주입 개구의 중앙 열은 기체 주입 개구 사이에 간헐적으로 위치한 기체 배출 개구를 포함한다. 도 4-8은 전구체 기체 존에 대해 기체 주입 개구의 3개의 횡단 열 및 퍼지 기체 존에 대해 기체 주입 개구의 3개의 횡단 열을 도시하고, 이러한 3개의 열의 중앙 열에서 기체 주입 개구 사이에 퍼지 기체 주입 개구 및 기체 배출 개구가 간헐적으로 위치한다. 도 10은 전구체 기체 존이 기체 주입 개구의 단일 횡단 열을 포함하고, 퍼지 기체 존이 기체 주입 개구의 4개의 횡단 열을 포함하는 일례를 도시한다. 이러한 4개의 횡단 열의 2개의 중앙 열은, 열의 기체 주입 개구 사이에 간헐적으로 위치하는 기체 배출 개구를 포함한다.
적어도 하나의 일련의 제1 기체 배출 개구의 일부인 기체 배출 개구(48)와 별도로, 추가의 기체 배출 개구가 제공될 수 있다. 예를 들면, 기체 배출 개구(22)는 제1측벽(18) 및 제2측벽(20)에 또는 상부 벽 및/또는 하부 벽에서 제1측벽(18) 및 제2측벽(20)에 바로 인접해서 제공될 수 있다.
도 4-8은 고압/흡인 존(50)을 함께 형성하는 장치(10)에서 일련의 기체 배출 개구(48) 및 기체 주입 개구(46)의 분포를 명확하게 도시한다. 장치의 이점은 상기 요약 섹션에서 기재되어 있고, 이를 참조한다.
특히, 도 9는 실질적으로 제1 전구체 기체 존(30)에 전달되는 제1 전구체 기체(H2O)가 퍼지 기체 존(34)을 횡단하여 제2 전구체 기체 존(38)으로 향하는 것을 방지하는 고압/흡인 존(50)의 개략도이다. 이 도면에 명확한 이유가 도시되어 있지 않지만, 고압/흡인 존(50)은 또한 실질적으로 제2 전구체 기체 존(38)에 전달되는 제2 전구체 기체(TMA)가 퍼지 기체 존(34)을 횡단하여 제1 전구체 기체 존(30)으로 향하는 것을 방지한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 도 10에 제공된 일례에서, 상부 벽(14) 및/또는 하부 벽(12)은 일련의 제1 고압 기체 주입 개구(46)에 평행하게 위치할 수 있는 일련의 제2 고압 기체 주입 개구(52)를 포함할 수 있다. 이러한 일련의 제2 고압 기체 주입 개구(52)는 각각의 퍼지 기체 존(34) 내에서 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭(W)에 걸쳐 연장될 수 있고 상기 제2퍼지 기체 소스(44)에 연결될 수 있다. 일련의 제2배출 개구(54)는 상기 상부 벽 및 상기 하부 벽(14,12) 중 적어도 하나에 일련의 제1배출 개구(48)에 평행하게 제공될 수 있다. 일련의 제2배출 개구(54)는 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭에 걸쳐 분포되고 기체 배출 채널에 연결될 수 있다. 상기 일련의 제2 고압 기체 주입 개구(52) 및 상기 일련의 제2배출 개구(54)는, 각각의 퍼지 기체 존(34) 내에서 제2 고압/흡인 존(56)을 함께 형성하도록 위치할 수 있다. 상기 제2 고압/흡인 존(56)은 상기 제1 고압/흡인 존(50)에 평행하게 위치하고, 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭에 대해 연장될 수 있다. 공정 터널에서 2개의 인접한 평행한 고압/흡인 존(50,56)의 일례는 도 10에 제공된다.
제1 고압/흡인 존(50)에 평행한 제2 고압/흡인 존(56)의 적용은, 공정 터널(24)에서 기체 흐름의 개선된 분리를 제공할 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 전구체 기체를 함유하는 기체 흐름은 수송 방향(T) 및 수송 방향(T)의 반대 방향으로 존재할 수 있다. 각각의 기체 흐름은 전구체 기체 및 퍼지 기체를 포함할 수 있다. 그러나, 흐름은 동일한 전구체 기체를 함유할 수 없다. 실제, 이는, 제1흐름이 실질적으로 제1 전구체 기체와 퍼지 기체의 혼합물을 포함하는 반면, 제2흐름은 실질적으로 제2 전구체 기체와 퍼지 기체의 혼합물을 포함하도록 할 수 있다. 공정 터널(24)에서 퍼지 기체 존(34)에서 제1 고압/흡인 존(50)에 인접해서 제2 고압/흡인 존(56)을 적용하는 것은, 본질적으로 (반대로 향하는) 기체 흐름의 각각에 대해 하나의 고압/흡인 존을 제공할 수 있다. 이것은 양 흐름이 공정 터널(24)로부터 서로 별개로 제거될 수 있기 때문에, 2개의 전구체 기체가 혼합할 가능성이 더욱 감소한다.
일 실시형태에서, 상기 일련의 제1배출 개구(48)가 연결될 수 있는 상기 기체 배출 채널(49)은, 상기 일련의 제2배출 개구(54)가 연결될 수 있는 상기 기체 배출 채널로부터 분리될 수 있다. 이것은, 사용시에, 상기 일련의 제1 기체 배출 개구(48)를 통해 배출되는 기체가 실질적으로 상기 퍼지 기체와 제1 전구체 기체의 혼합물을 포함하는 것을 의미한다. 상기 일련의 제2 기체 배출 개구(54)를 통해 배출되는 기체는 실질적으로 상기 퍼지 기체와 제2 전구체 기체의 혼합물을 포함할 수 있다.
2개의 별도의 배출 채널(49)을 갖는 구성을 제공하는 것은, 수개의 이점을 제공할 수 있다. 특히 공정 터널(24)에서뿐 아니라 배출 채널을 통한 기체의 배출 중에 전구체 기체의 개선된 분리가 얻어진다. 따라서, 배출 채널(49)에서 증기 증착의 감소가 달성될 수 있고, 이는 이어서 장치(10)의 유용성이 개선된다. 양 분리 기체 흐름은 배출 기체로부터 전구체 기체 및 퍼지 기체를 재생하기 위해서 별개로 사용되어, 공정의 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 실질적으로 분리 배출 시스템을 구비하는 기체 주입 존을 제공하기 위해서 주입 존(30, 38)의 측벽(18,20) 에서 측방 배출 채널에 배출 채널(49)을 연결하는 것이 고려될 수 있다. 이러한 배출 시스템의 각각은 실질적으로 공정에 전구체 기체 및 퍼지 기체를 제공하기 위해서 재생될 수 있는, 단일 전구체 기체 및 퍼지 기체의 결합을 함유하는 배출 기체를 제거한다.
일 실시형태에서, 상기 제2퍼지 기체 소스(44)에 연결된 기체 주입 개구(46, 52)의 분포 및 각각의 고압/흡인 존(50, 56) 내에 상기 기체 배출 개구(48,54)의 분포뿐 아니라, 상기 제2퍼지 기체 소스(44)의 압력 및 상기 기체 배출 개구(48, 54)의 압력은, 사용시의 각각의 고압/흡인 존(50, 56) 내의 평균 압력이, 기준 압력과 실질적으로 동일하도록 할 수 있다.
일련의 고압 기체 주입 개구(46,52)는, 공정 터널(24)에 퍼지 기체의 고압 흐름을 제공하도록 구성될 수 있다. 따라서, 공정 터널(24)에서 국부적으로 증가한 압력이 존재할 수 있고, 이는 기판(S)의 전방 이동에 영향을 미칠 수 있다. 일련의 기체 배출 개구(48,54)는 공정 터널(24)로부터 배출 기체를 제거하도록 구성될 수 있고, 이와 함께 공정 터널(24)에서 국부적으로 낮은 압력 영역을 형성할 수 있다. 이는, 수송 방향(T)에서 기판(S)의 전방 이동에 영향을 미칠 수 있다. 기판(S)에 의해서 실질적으로 완만하고 연속적인 이동을 유지하기 위해서, 고압/흡인 존(50)의 평균 압력은 기준 압력과 실질적으로 동일하게 될 수 있다. 이것은, 예를 들면, 주입 기체의 압력을 배출 개구의 크기에 맞도록 함으로써 달성될 수 있다. 이것은, 기준 압력과 동일한 평균 압력과 같게 하기 위해서 고압/흡인 존에서 고압 및 저압 영역을 국부적으로 형성하고, 기판의 연속적인 이동을 달성할 수 있다.
일 실시형태에서, 도 9에 도시된 일례에서 각각의 제1 고압/흡인 존(50) 내에서 상기 일련의 제1 고압 기체 주입 개구(46) 및 상기 일련의 제1배출 개구(48)는 상기 수송 방향에 실질적으로 수직으로 연장되는 라인 상에 위치할 수 있다.
수송 방향에 직교하는 라인 상에서 고압 기체 주입 개구(46) 및 기체 배출 개구(48)를 위치함으로써, 공정 터널(24)의 전체 폭에 걸친 고압/흡인 존(50) 내의 밸런스 압력 프로파일이 얻어지고, 공정 터널(24)의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 일종의 추출 커튼(extraction curtain)이 제공된다.
일례가 도 10에 도시된 일 실시형태에서, 각각의 제2 고압/흡인 존(56)에서 상기 일련의 제2 고압 기체 주입 개구(52) 및 상기 일련의 제2 기체 배출 개구(54)는 실질적으로 상기 수송 방향에 대해 수직으로 연장되는 라인 상에 위치할 수 있다.
서로 평행한 2개의 고압/흡인 존(50,56)을 제공함으로써, 전구체 기체 존(30,38) 사이의 개선된 분리가 얻어진다.
일 실시형태에서, 상기 하부 벽(12)과 상부 벽(14) 사이의 거리(H)는 식:1.4 Ts < H < 5.0 Ts에 따라 처리될 기판(S)의 두께(Ts)와 관련될 수 있다.
장치(10)는 공정 터널(24) 내에서 기판(S)을 유동시켜서 지지하기 위한 기체 베어링을 제공한다. 이러한 기체 베어링은 단지 하부 벽(12) 및 상부 벽(14)이 서로 비교적 가깝게 배치된 공정 터널(24) 내에서 존재할 수 있다. 그러나, 기판(S)은 두께(Ts )가 변화되고, 장치는 다양한 두께(Ts )를 처리하도록 설계될 수 있기 때문에, 거리(H)는 기판(S)의 두께(Ts )에 의존할 수 있다. 기판(S)와 하부 벽(12) 및 상부 벽(14) 사이의 거리(H)는 기체 베어링의 특성을 결정할 뿐 아니라 공정 터널(24) 내의 압력 구배에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 두께(Ts)와 거리(H) 사이의 관계는 공정 터널(24) 내에서 기체 흐름에 영향을 미친다. 이러한 실시형태에 따른 범위 내의 높이/두께 비로, 터널 벽과 기판 사이의 기체 베어링의 안정성이 최적화된다.
일 실시형태에서, 제1 전구체 기체는 물(H2O)일 수 있다.
일 실시형태에서, 제2 전구체 기체는 트리메틸 알루미늄(TMA)일 수 있다.
이러한 전구체 기체는, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼에 기초한 광전지의 제조에 사용될 수 있다. 물론, 원자층을 증착하기 위해서 기타 전구체 기체가 사용될 수도 있다.
일 실시형태에서, 퍼지 기체는 질소(N2)일 수 있다.
본 발명은 원자층 증착 장치일 수 있지만, 원자층 증착 장치일 필요는 없는 기판 처리 장치(210)를 제공한다. 일반적으로 장치(210)는 복수의 기체 주입 개구를 포함하는 하부 벽(212); 복수의 기체 주입 개구를 포함하는 하부 벽(212)에 평행하게 연장되는 상부 벽을 포함한다. 장치(210)는, 실질적으로 상기 하부 벽(212)에 수직으로 연장되는 제1측벽(218) 및 제2측벽(220)을 포함한다. 상기 하부 벽(212), 상기 상부 벽 및 제1측벽(218) 및 제2측벽(220)은 수송 방향(G)으로 연장되는 길이를 갖고 상기 제1측벽(218)과 상기 제2측벽(220) 사이의 중앙에 위치하는 수직 중앙면으로 연장되고 상기 하부 벽(212) 및 상부 벽 사이의 중앙에 위치하는 수평 중앙면으로 연장되는 길이 축(C)을 정의하는 공정 터널(224)에 의해 경계 지워진다. 상기 장치(210)는 추가로, 상기 기체 주입 개구에 연결된 기체 소스; 상기 하부 벽(212) 및 상부 벽에 배열된 복수의 기체 배출 개구(222), 및 상기 기체 배출 개구(222)와 유체 연결된 배출 채널;을 포함한다.
상기 하부 벽(212) 및 상기 상부 벽에서 상기 기체 주입 개구의 분포,
상기 하부 벽(212) 및/또는 상기 상부 벽에서 기체 배출 개구(222)의 분포,
처리될 기판(Su)의 두께 대 상기 하부 벽(212)와 상기 상부 벽 사이의 거리(D)의 비,
기체 주입 개구를 통한 기체 공급, 및
상기 기체 배출 개구를 통한 기체의 배출은, 사용시에,
상기 공정 터널(224)에서 존재하는 기판(Su)의 상부 및 하부에 기체 베어링을 형성되도록 한다. 상기 상부 벽 및/또는 하부 벽(212)에서, 복수의 기체 주입 개구는 기체 주입 개구의 서브셋(228)을 포함한다. 각각의 서브셋(228)은 길이 및 두께를 갖는 라인(SL) 상에 위치한다. 상기 라인(SL)은 0°과 90°사이의 수송 방향과의 각도α를 포함하는 방향을 따라 연장된다. 복수의 기체 배출 개구(222)는 기체 배출 개구의 서브셋(230)을 포함한다. 기체 주입 개구의 각각의 서브셋(228)에 대해 기체 배출 개구의 서브셋(230)이 결합된다. 상기 서브셋의 상기 기체 배출 개구(230)는 결합된 기체 주입 개구 서브셋(228)의 기체 주입 개구(228)가 위치하는 라인(SL) 상에 위치한다. 상기 기체 배출 개구(230)는 상기 기체 주입 개구(228) 사이에 간헐적으로 위치하고, 사용시에, 상기 기체 주입 개구로부터 동일한 서브셋의 인접한 기체 배출 개구로 흐르는 기체는 기판 상에서 항력을 발휘하여 상기 기판의 전방 이동 및/또는 회전 이동을 일으킨다.
장치(210)의 이점은 요약 섹션에 기재되어 있고 이를 참조한다. 장치(210)의 예는 도 11-13에 제공되었다. 기체 주입 개구의 복수의 서브셋(228) 및 결합된 기체 배출 개구의 서브셋(230)은 다양한 구성으로 배치될 수 있다. 서브셋(228, 230)의 구성에 의해서, 다양한 효과의 조합은 공정 터널(224)에서 기판(Su)의 이동에 제공될 수 있고, 이는 종래 기술에 따른 장치를 사용해서는 얻을 수 없다. 가장 중요한 효과는, 얻어진 항력에 의해, 웨이퍼에 기판으로부터 수송 방향을 따른 이동 및/또는 회전 이동이 부여될 수 있는 것이다. 수송 방향을 따른 이동 및/또는 회전 이동은, 웨이퍼를 액추에이터와 같은 기계적 수단과 접촉시키지 않고, 또한 중력 구동을 형성하기 위해서 터널을 수평과의 임의의 각도하에서 위치시키지 않고 행해질 수 있다. 특히, 기판의 중량이 비교적 큰 경우(400 mm 초과의 직경 및 약 800㎛의 두께를 갖는 기판과 같은 큰 기판의 경우), 실행가능한 중력 구동을 얻기 위해서 수평과의 각도가 일반적으로 약 0.5°미만으로 매우 작아야 한다. 수평과의 각도가 크면, 기판의 속도가 빨라진다. 회전 이동이 부여되는 경우, 기판은 일반적으로 원형이고, 이는 관례적으로 통합 회로의 웨이퍼의 생성을 위한 것이다.
상기 기재된 바와 같이, 라인(SL)은, 기체 배출 개구의 중심 및 기체 주입 개구의 중심이 모두 정확하게 수학적 라인에 있을 필요는 없도록 임의의 두께를 가질 수 있다. 라인은, 대략 수 밀리미터(예를 들면 0-4 mm)의 두께를 갖고, 따라서 기체 주입 개구의 중심과 기체 배출 개구의 중심은, 이들이 라인(SL)의 두께 내에 위치하는 한 서로에 대해 다소 어긋나게 위치할 수 있다.
장치(210)의 일 실시형태에서, 각도α 는 60o ≤ α < 90o를 따르고, 바람직하게 70 o ≤ α ≤ 80 o를 따른다.
각도α가 이러한 범위 내에 있으면, 수송 방향(G) 또는 수송방향(G)의 반대방향에서의 항력 성분은 충분한 속도로 회전 또는 전방 이동을 형성하는 데에 충분히 큰 것이 얻어지고, 필요에 따라 기체가 중간의 횡방향으로 연장되는 존에 의해서 실질적으로 분리되어 유지될 수 있는 횡방향으로 연장되는 존을 형성하는 데에 충분히 큰 수송 방향에 대해 횡단하는 속도 성분의 흐름을 유지한다.
일 실시형태에서, 상기 라인(SL)은, 수송 방향 G에서 보면, 실질적으로 상기 상부 벽 및/또는 하부 벽(212)의 전체 폭(U)에 걸쳐 연장되고, 상기 얻어진 항력은, 사용시에, 상기 기판에 회전을 부여하고, 상기 수송 방향의 수직 방향에서의 상기 얻어진 항력은 0이다.
실시형태는, 도 11에 도시된 일례로서, 위에서 보면 공정 터널에 수용되는 기판(Su)에 시계방향으로의 회전을 제공할 수 있다. 각도α가 수직 중앙면의 타측 상에 있는 경우, 항력은 위에서 보면 기판(Su)에 반시계방향으로의 회전을 제공한다. 2개의 예의 조합도 실행가능하고 도 12에 도시되어 있다. 이것은 공정 터널(224)의 상이한 길이 섹션에서 2개의 반대 방향으로 기판(Su)에 회전을 부여한다.
기판에 회전을 부여하면, 기판(Su)의 표면의 더 균일한 처리를 얻는 데에 유리할 수 있다. 예를 들면, 기체 농도가 공정 터널의 폭에 걸쳐서 완전히 동일하지 않더라도, 웨이퍼에 형성된 층은 기판에 부여된 회전에 의해서 균일한 구조를 갖는다. 또한, 어닐링하는 경우, 공정 터널(224)의 폭에 걸쳐서 비균일 온도 프로파일은, 기판을 회전하는 경우 기판 표면의 전체 면적에 걸쳐 어닐링 효과의 동등한 균일성에 대해 악영향을 미치지 않는다. 이 점에서, 공정 터널(224) 내에서 기판을 회전할 수 있는 것은 실질적인 이점이다.
일 실시형태에서, 상기 라인(SL)은 상기 수송 방향(G)에서 보면, 상기 수송 방향(G)에서 수직 중앙면으로부터 상기 제1측벽(218)을 향해 측방으로 연장될 수 있다. 이 라인(SL)은 상기 수직 중앙면에서의 제1종점 및 상기 제1측벽(218)에 인접한 제2종점을 가질 수 있다. 또 다른 상기 라인(SL)은, 상기 수송 방향(G)에서 보면, 상기 수송 방향(G)에서 상기 수직 중앙면으로부터 상기 제2측벽(220)을 향해 측방으로 연장될 수 있다. 상기 라인(SL)은, 수직 중앙면에서의 제1종점 및 제2측벽(220)에 인접한 제2종점을 가질 수 있다. 이러한 구성은, 사용시에, 상기 기판에 전방 또는 후방 이동을 부여하는 기판상에서 얻어진 항력을 제공한다. 상기 수송 방향의 수직방향에서 얻어진 항력은 0이다.
이러한 실시형태의 일례는 도 13에 도시된다. 이러한 실시형태는, 기판(Su)을 각도α에 따라 전방 또는 후방으로 수송 방향(G)을 따라 추진하기 위해서 사용될 수 있는 점에서 유리하다. 또한, 기판은 공정 터널(224)의 측벽(218,220)에 대해서 측방 안정성이 증가될 수 있다. 대칭은 실질적으로 2개의 반대 측벽(218, 220)방향에서 주입된 기체의 동일한 흐름을 제공하는 반면, 수송 방향 G에서 기판(Su)을 추진하기 위해서 기판(Su)에 항력을 부여할 수 있다. 또한, 공정 터널에 주입될 수 있는 기체의 흐름을 조절함으로써, 실시형태는 수송 방향 G에서 기판(Su)의 속도를 증가 또는 감소하기 위해서 사용될 수 있다.
일 실시형태에서, 일례가 도 14에 도시되어 있고, 상기 라인(SL)의 길이는 결합된 상부 벽 또는 하부 벽(212)의 전체 폭에 걸쳐 있지 않다. 상기 상부 벽 또는 하부 벽의 전체 폭에 걸치게 하기 위해, 라인(SL)의 그룹은 서로 결합된다. 상기 그룹의 일부 라인은 상기 수직 중앙 면의 우측과의 각도α를 포함하는 반면, 상기 그룹의 적어도 하나의 다른 라인은 상기 수직 중앙면의 좌측과의 각도α를 포함한다. 상기 수직 중앙면의 우측과의 각도α를 포함하는 라인의 총 길이는 상기 수직 중앙 면의 좌측과 각도α를 포함하는 라인의 총길이와 상이하다. 따라서, 얻어진 항력은 기판에 전방 또는 후방 이동을 부여하고 또 상기 기판에 회전 이동을 부여한다. 이러한 구성은 상기 수송 방향의 수직 방향에서 상기 얻어진 항력은 0인 것을 보장한다.
이러한 실시형태는, 기판에 회전 및 전방 또는 후방 이동을 부여하기 때문에 매우 유리하다. 이러한 회전은, 기판의 처리 균일성을 증가시키고 전방 또는 후방 이동의 속도는 기타 기계적 구동 수단(예를 들면, 기계적 액추에이터)에 의존하지 않고 중력 구동을 제공하기 위해서 수평과의 임의의 각도하에서 터널을 위치시킬 필요없이 소망에 따라 선택될 수 있다.
일 실시형태에서, 기판 처리 장치(210)는 원자층 증착 장치로서 구현될 수 있다. 이러한 목적으로, 기판 처리 장치는 추가로 일련의 복수의 기체 주입 개구중의 기체 주입 개구에 연결된 제1 전구체 기체 소스를 포함할 수 있다. 이것은 상기 공정 터널의 실질적으로 전체 폭(U)에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널(224)의 수송 방향(G)을 따라 공간적으로 배열된 제1 전구체 기체 주입 존을 형성할 수 있다. 상기 장치는, 복수의 기체 주입 개구의 일련의 기체 주입 개구에 연결된 퍼지 기체 소스를 포함할 수 있다. 이것은 실질적으로 상기 공정 터널(224)의 전체 폭(U)에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널(224)의 상기 수송 방향(G)을 따라 공간적으로 배열된 퍼지 기체 주입 존을 형성할 수 있다. 또한, 상기 장치는 복수의 기체 주입 개구 중의 일련의 기체 주입 개구에 연결된 제2 전구체 기체 소스를 포함할 수 있다. 이것은, 실질적으로 상기 공정 터널(224)의 전체 폭(U)에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널(224)의 상기 수송 방향(G)을 따라 공간적으로 배열된 제2 전구체 기체 주입 존을 형성할 수 있다. 상기 제1 전구체 기체 소스, 상기 퍼지 기체 소스, 및 상기 제2 전구체 기체 소스의 각각의 기체 주입 개구에의 연결에 의해서, 복수의 연속 공정 섹션이 상기 수송 방향(G)을 따라 상기 공정 터널(224)에서 형성되도록 한다. 각각의 공정 섹션은, 연속적으로 제1 전구체 기체 주입 존, 퍼지 기체 존, 제2 전구체 기체 주입 존 및 퍼지 기체 존을 포함한다.
기판(Su)에 연속적인 원자층을 증착하는 원자층 증착 장치(210)에서 유리하게 사용될 수 있다. 기체 존의 배열이 제공될 수 있고, 예를 들면 연속적으로 제1 전구체 존에서 트리메틸 알루미늄(TMA), 퍼지 기체 존에서 퍼지 기체 질소(N2), 제2 전구체 기체 존에서 수증기(H2O) 및 다음의 퍼지 기체 존에서 질소(N2)를 도입할 수 있다. 물론, 기체는 일례이고 임의의 적합한 기체로 선택될 수 있으며, 기판(Su)에 배치되는 소망의 층 구조에 따라 선택될 수 있다. 기타 적합한 기체는 HfCl4 또는 ZrCl4일 수 있다. 연속적인 공정 섹션이 제공될 수 있고, 각각의 공정 섹션은 상이한 기체의 배열을 제공하는 것에 유의한다. 이것은, 특정한 순서로 기판에 원자층이 배열되도록 조정될 수 있다. 각각의 공정 섹션의 연속적인 기체 주입 존의 각각의 상부 벽 및/또는 하부 벽에는 기체 주입 개구(228) 및 기체 배출 개구(230)의 하나 이상의 서브셋을 구비할 수 있다.
일 실시형태에서, 도 11-14에 도시된 예인 것으로, 각각의 제1 전구체 기체 주입 존, 각각의 퍼지 기체 존 및 각각의 제2 전구체 기체 주입 존은 상기 라인(SL) 상에 위치한 기체 주입 개구의 서브셋(228)의 적어도 하나 및 상기 기체 주입 개구(228) 사이에 간헐적으로 위치한 결합된 기체 배출 개구의 서브셋(230) 중 적어도 하나를 포함하고, 사용시에, 상기 기체 주입 개구로부터 동일한 서브셋의 인접한 기체 배출 개구로 흐르는 기체는 기판 상에 항력을 발휘하여 기판의 전방 이동 및/또는 회전 이동을 일으킨다.
이러한 구성으로, 항력은 퍼지 기체 존에서 생성될 뿐 아니라 모든 기체 존, 즉 전구체 기체 및 퍼지 기체 존에서 생성된다.
본 발명은 기판(S) 상에 층을 증착하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 원자층 증착 장치를 제공하는 단계 및 적어도 하나의 기판(S)을 제공하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 상기 기체 주입 개구(16)를 통해 상기 공정 터널(24)에 기체를 주입하는 단계, 상기 공정 터널(24)에 적어도 하나의 기판(S)을 도입하는 단계를 포함한다. 따라서, 상기 기판(S) 상부 및 하부에 기체 베어링이 형성된다. 상기 방법은, 상기 기판(S)의 적어도 한 면에 원자층 증착 공정을 수행하는 단계를 더 포함한다. 상기 공정은, 상기 기판(S)에 제1층을 증착하기 위해 상기 제1 전구체 기체 존(30)에 제1 전구체 기체를 주입하는 단계 및 상기 기판(S)에 제2층을 증착하기 위해 상기 제2 전구체 기체 존(38)에 제2 전구체 기체를 주입하는 단계를 포함한다. 상기 공정은 상기 일련의 기체 배출 개구(48)을 통해 상기 공정 터널(24)로부터 기체를 배출하면서 동시에 일련의 고압 기체 주입 개구(46)를 사용하여 각각의 퍼지 기체 존(34)에 퍼지 기체를 주입하는 단계, 및 따라서 제1 고압/흡인 존(50)을 형성하는 단계를 포함한다. 제1 고압/흡인 존(50)은 실질적으로 공정 터널(24)의 전체 폭(W)에 걸쳐 연장된다. 상기 제1 고압/흡인 존(50)은, 상기 제1 전구체 기체 존(30)으로부터 제1 전구체 기체가 인접한 퍼지 기체 존(34)을 횡단하여 제2 전구체 기체 존(38)으로 향하는 것을 방지한다. 동시에, 제1 고압/흡인 존(50)은 상기 제2 전구체 기체 존(38)으로부터 상기 제2 전구체 기체가 상기 퍼지 기체 존(34)을 횡단하여 상기 제1 전구체 기체 존(30)으로 향하는 것을 방지한다. 상기 방법은, 상기 제1 전구체 기체 소스(26), 상기 퍼지 기체 소스(32), 상기 제2 전구체 기체 소스(36), 및 상기 제2퍼지 기체 소스(44)의 압력을 조절하는 단계 및 상기 기체 배출 개구(48)에서 압력을 조절하는 단계를 포함한다. 조절하는 단계는, 제1 고압/흡인 존(50) 내의 평균 압력이, 기판이 존재하지 않는 경우, 상기 제1 전구체 기체 존(30), 상기 제2 전구체 기체 존(38), 및 상기 퍼지 기체 존(34) 내의 평균 압력에 의해서 정의되는 기준 압력으로부터 30% 미만, 바람직하게 10% 미만, 바람직하게 5% 미만을 벗어나도록 한다.
상기 요약 섹션에서 언급한 바와 같이, 상기 방법의 이점은, 실질적으로 전구체 존으로부터의 전구체 기체가 퍼지 기체 존을 횡단하여 상이한 전구체 존으로 향하는 것을 방지하는 고압/흡인 존(50)을 형성하는 것이다. 도 9을 참고하면, 퍼지 기체 존(34)의 방향으로 흐르는 전구체 기체의 흐름에 대해 고압/흡인 존(50)의 효과를 명확하게 나타낸다.
본 발명은 제11항 내지 17항 중 어느 한 항에 따른 기판 처리 장치에서 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 본 발명에 따른 원자층 증착 장치 (210) 를 제공하는 단계 및 적어도 하나의 기판(Su)을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 기체 주입 개구의 서브셋(228)을 통해 공정 터널에 기체를 주입하고 동시에 결합된 기체 배출 개구의 서브셋(230)으로부터 기체를 배출하는 단계를 더 포함한다. 또한, 상기 방법은 상기 공정 터널(224)에 적어도 하나의 기판(Su)을 도입하고, 기체 베어링이 상기 기판(Su) 상부 및 하부에 형성되고, 상기 주입된 기체는 수송 방향(G)에서 기판(Su)의 수송 및/또는 기판(Su)의 회전을 일으키는 단계;를 포함한다.
상기 요약 섹션에서 언급한 바와 같이, 상기 방법은 수송 방향(G)에서 전방으로 기판(Su)을 추진하고 이를 회전시킬 수 있는 이점이 있다. 따라서, 상기 방법은 기판(Su)을 수반하는 다양한 공정에서 사용될 수 있다. 이것은, 예를 들면 기판(Su)을 원자층 증착 공정에 사용하는 것과 관련될 수 있다. 상기 방법은 기타 적합 공정(예를 들면 기판의 어닐링 단계)에서도 사용될 수 있다.
상기 기재된 다양한 실시형태는 서로 독립적으로 수행될 수 있고, 다양한 방법으로 서로 조합될 수 있다. 상세한 설명 및 청구범위에서 사용되는 참조 부호는 실시형태의 설명 및 청구범위를 제한하지 않는다. 이러한 참조 부호는 단지 명확하게 하기 위해서 사용된다.
10: 원자층 증착 장치
12: 하부 벽
14: 상부 벽
16: 기체 주입 개구
18: 제1측벽
20: 제2측벽
22: 기체 배출 개구
24: 공정 터널
26: 제1 전구체 기체 소스
28: 일련의 제1 전구체 기체 주입 개구
30: 제1 전구체 기체 주입 존
32: 퍼지 기체 소스
33: 일련의 퍼지 기체 주입 개구
34: 퍼지 기체 주입 존
35: 일련의 제2 전구체 기체 주입 개구
36: 제2 전구체 기체 소스
38: 제2 전구체 기체 주입 존
40: 공정 섹션
44: 제2퍼지 기체 소스
46: 일련의 제1 고압 기체 주입 개구
48: 일련의 제1 기체 배출 개구
49: 기체 배출 채널
50: 고압/흡인 존
51: 기체 배출 채널
52: 일련의 제2 고압 기체 주입 개구
54: 일련의 제2 기체 배출 개구
56: 제2 고압/흡인 존
D: 하부 벽과 상부 벽 사이의 거리
S: 기판
T: 기판의 수송 방향
Ts: 기판의 두께
W: 공정 터널의 폭
210: 원자층 증착 장치
212: 하부 벽
218: 제1측벽
220: 제2측벽
224: 공정 터널
228: 기체 주입 개구의 서브셋
230: 기체 배출 개구의 서브셋
Su: 기판
U: 공정 터널 폭
G: 수송 방향
C: 공정 터널의 길이 축

Claims (20)

  1. 원자층 증착 장치(10)로서,
    - 복수의 기체 주입 개구(16)를 포함하는 하부 벽(12);
    - 상기 복수의 기체 주입 개구(16)를 포함하는 하부 벽(12)에 평행하게 연장되는 상부 벽(14);
    - 상기 하부 벽(12)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 제1측벽(18) 및 제2측벽(20); 및
    - 복수의 기체 배출 개구;를 포함하고,
    상기 하부 벽(12), 상기 상부 벽(14), 및 상기 제1측벽(18) 및 상기 제2측벽(20)은, 수송 방향(T)으로 연장되는 길이를 갖고 상기 수송 방향(T)에 횡방향으로 연장되는 폭(W)을 가지며 상기 제1측벽(18)과 상기 제2측벽(20) 사이의 중앙에 위치하는 수직 중앙면을 정의하는 공정 터널(24)에 의해 경계 지워지고;
    상기 장치(10)는 추가로,
    - 실질적으로 상기 공정 터널의 전체 폭(W)에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널(24)의 수송 방향(T)을 따라 공간적으로 배치되는 제1 전구체 기체 주입 존(30)을 형성하기 위해, 상기 복수의 기체 주입 개구(16)의 일련의 기체 주입 개구(28)에 연결된 제1 전구체 기체 소스(26);
    - 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭(W)에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널(24)의 수송 방향(T)을 따라 공간적으로 배치되는 퍼지 기체 주입 존(34)을 형성하기 위해, 상기 복수의 기체 주입 개구(16)의 일련의 기체 주입 개구(33)에 연결된 퍼지 기체 소스(32);
    - 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭(W)에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널(24)의 수송 방향(T)을 따라 공간적으로 배치되는 제2 전구체 기체 주입 존(38)을 형성하기 위해, 상기 복수의 기체 주입 개구(16)의 일련의 기체 주입 개구(35)에 연결된 제2 전구체 기체 소스(36);를 포함하고,
    상기 제1 전구체 기체 소스(26), 상기 퍼지 기체 소스(32), 및 제2 전구체 기체 소스(36)의 상기 각각의 기체 주입 개구(16)에의 연결에 의해, 상기 수송 방향(T)을 따라 상기 공정 터널(24)에서 복수의 연속 공정 섹션(40)이 형성되고, 각각의 공정 섹션(40)은 연속적으로 제1 전구체 기체 주입 존(30), 퍼지 기체 주입 존(34), 제2 전구체 기체 주입 존(38) 및 퍼지 기체 주입 존(34)을 포함하고;
    상기 장치(10)는 추가로,
    상기 하부 벽(12) 및 상기 상부 벽(14)에서 상기 기체 주입 개구(16)의 분포;
    처리될 기판(S)의 두께 대 상기 하부 벽(12)과 상기 상부 벽(14) 사이의 거리(D)의 비;
    상기 기체 주입 개구(16)를 통한 기체 공급; 및
    상기 기체 배출 개구를 통한 기체의 배출;이, 사용시에,
    상기 공정 터널(24)에서 존재하는 기판(S)의 상부 및 하부에 기체 베어링이 형성되도록 하고;
    각각의 제1 전구체 기체 주입 존(30), 각각의 퍼지 기체 주입 존(34) 및 각각의 제2 전구체 기체 주입 존(38) 내에, 상기 수송 방향(T)에 실질적으로 직교하고, 상기 공정 터널(24)의 수직 중앙면으로부터 상기 제1측벽(18) 및 제2측벽(20) 각각의 방향으로 흐르는, 기체의 2개의 반대의 측방 흐름이 존재하도록 하는 것을 포함하고;
    상기 퍼지 기체 소스(32)보다 압력이 높은 제2퍼지 기체 소스(44); 및
    상기 상부 벽(14) 및 상기 하부 벽(12) 중 적어도 하나에서 일련의 제1 고압 기체 주입 개구(46)로서, 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭(W)에 걸쳐 각각의 퍼지 기체 주입 존(34) 내에 위치하고 상기 제2퍼지 기체 소스(44)에 연결되는 일련의 제1 고압 기체 주입 개구(46);를 특징으로 하고,
    상기 기체 배출 개구는, 상기 상부 벽(14) 및 상기 하부 벽(12) 중 적어도 하나에 제공되고 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭(W)에 걸쳐 분포하고 기체 배출 채널(49)에 연결되는 일련의 제1 기체 배출 개구(48)를 포함하는 것을 특징으로 하고;
    상기 일련의 제1 고압 기체 주입 개구(46) 및 상기 일련의 제1 기체 배출 개구(48)는 각각 퍼지 기체 주입 존(34) 내에 제1 고압/흡인 존(50)을 함께 형성하도록 위치하고, 각각의 제1 고압/흡인 존(50)은 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭(W)에 걸쳐 연장되고;
    상기 제2퍼지 기체 소스(44)에 연결된 기체 주입 개구(46)의 분포 및 각각의 제1 고압/흡인 존(50) 내에 일련의 제1 기체 배출 개구의 상기 기체 배출 개구(48)의 분포뿐 아니라, 상기 제2퍼지 기체 소스(44)의 압력 및 상기 기체 배출 개구(48)의 압력은, 각각의 제1 고압/흡인 존(50) 내의 평균 압력이, 기판이 없는 경우 상기 제1 전구체 기체 주입 존(30), 상기 제2 전구체 기체 주입 존(38) 및 상기 퍼지 기체 주입 존(34)내의 평균 압력에 의해서 정의된 기준 압력으로부터 30% 미만, 10% 미만, 또는 5% 미만을 벗어나도록 하는, 원자층 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 벽(14) 및 상기 하부 벽(12) 중 적어도 하나에서 일련의 제2 고압 기체 주입 개구(52)로서, 각각의 퍼지 기체 주입 존(34) 내에서 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭에 걸쳐 일련의 제1 고압 기체 주입 개구(46)에 평행하게 위치하고, 상기 제2퍼지 기체 소스(44)에 연결되는 일련의 제2 고압 기체 주입 개구(52), 및
    상기 상부 벽(14) 및 상기 하부 벽(12) 중 적어도 하나에 일련의 제1 기체 배출 개구(48)에 평행하게 제공되는 일련의 제2 기체 배출 개구(54)로서, 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭에 걸쳐 분포되고 기체 배출 채널(51)에 연결되는 일련의 제2 기체 배출 개구(54)를 포함하고,
    상기 일련의 제2 고압 기체 주입 개구(52) 및 상기 일련의 제2 기체 배출 개구(54)는, 상기 제1 고압/흡인 존(50)에 평행하게 위치한 각각의 퍼지 기체 주입 존(34) 내에서 제2 고압/흡인 존(56)을 함께 형성하도록 위치하고, 상기 제2 고압/흡인 존(56)은 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭에 대해 연장되는 것인, 원자층 증착 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일련의 제1 기체 배출 개구(48)가 연결된 상기 기체 배출 채널(49)은, 상기 일련의 제2 기체 배출 개구(54)가 연결된 상기 기체 배출 채널(51)로부터 분리되고, 사용시에,
    상기 일련의 제1 기체 배출 개구(48)를 통해 배출되는 기체가 실질적으로 상기 퍼지 기체와 제1 전구체 기체의 혼합물을 포함하고,
    상기 일련의 제2 기체 배출 개구(54)를 통해 배출되는 기체는 실질적으로 상기 퍼지 기체와 제2 전구체 기체의 혼합물을 포함하는 것인, 원자층 증착 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2퍼지 기체 소스(44)에 연결된 기체 주입 개구(46, 52)의 분포 및 각각의 고압/흡인 존(50, 56) 내에서 상기 기체 배출 개구(48,54)의 분포뿐 아니라 상기 제2퍼지 기체 소스(44)의 압력 및 상기 기체 배출 개구(48, 54)의 압력은, 사용시의 각각의 고압/흡인 존(50, 56) 내의 평균 압력이, 기준 압력과 실질적으로 동일하도록 되는 것인, 원자층 증착 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    각각의 제1 고압/흡인 존(50) 내에서 상기 일련의 제1 고압 기체 주입 개구(46) 및 상기 일련의 제1 기체 배출 개구(48)는 상기 수송 방향에 실질적으로 수직으로 연장되는 라인 상에 위치하는, 원자층 증착 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    각각의 제1 고압/흡인 존(50) 내에서 상기 일련의 제1 고압 기체 주입 개구(46) 및 상기 일련의 제1 기체 배출 개구(48)는 상기 수송 방향에 실질적으로 수직으로 연장되는 라인 상에 위치하고,
    각각의 제2 고압/흡인 존(56) 내에서 상기 일련의 제2 고압 기체 주입 개구(52) 및 상기 일련의 제2 기체 배출 개구(54)는 상기 수송 방향에 실질적으로 수직으로 연장되는 라인 상에 위치하는, 원자층 증착 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부 벽(12)과 상부 벽(14) 사이의 거리(H)는 식:1.4 Ts < H < 5.0 Ts에 따라 처리될 상기 기판(S)의 두께(Ts)와 관련되는, 원자층 증착 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전구체 기체는 물(H2O)인, 원자층 증착 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전구체 기체는 트리메틸 알루미늄(TMA)인, 원자층 증착 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 퍼지 기체는 질소(N2)인, 원자층 증착 장치.
  11. 기판 처리 장치(210)로서,
    - 복수의 기체 주입 개구를 포함하는 하부 벽(212);
    - 복수의 기체 주입 개구를 포함하는 하부 벽(212)에 평행하게 연장되는 상부 벽;
    - 상기 하부 벽(212)에 실질적으로 수직으로 연장되는 제1측벽(218) 및 제2측벽(220);을 포함하고,
    상기 하부 벽(212), 상기 상부 벽 및 제1측벽(218) 및 제2측벽(220)은 수송 방향(G)으로 연장되는 길이를 갖고 상기 수송 방향(G)에 횡방향으로 연장되는 폭(W)을 가지며 상기 제1측벽(218)과 상기 제2측벽(220) 사이의 중앙에 위치하는 수직 중앙면으로 연장되고 상기 하부 벽(212) 및 상부 벽 사이의 중앙에 위치하는 수평 중앙면으로 연장되는 길이 축(C)을 정의하는 공정 터널(224)에 의해 경계 지워지고;
    상기 장치(210)는 추가로,
    - 상기 기체 주입 개구에 연결된 기체 소스;
    - 상기 하부 벽(212) 및 상부 벽에 배열된 복수의 기체 배출 개구;
    - 상기 기체 배출 개구와 유체 연결된 배출 채널;을 포함하고
    상기 하부 벽(212) 및 상기 상부 벽에서 상기 기체 주입 개구의 분포;
    상기 하부 벽(212) 및/또는 상기 상부 벽에서 기체 배출 개구의 분포;
    처리될 기판(Su)의 두께 대 상기 하부 벽(212)와 상기 상부 벽 사이의 거리(D)의 비;
    상기 기체 주입 개구를 통한 기체 공급; 및
    상기 기체 배출 개구를 통한 기체의 배출은, 사용시에,
    상기 공정 터널(224)에서 존재하는 기판(Su)의 상부 및 하부에 기체 베어링이 형성되도록 하고;
    상기 상부 벽 및/또는 하부 벽(212)에서, 복수의 기체 주입 개구는 기체 주입 개구의 서브셋(228)을 포함하고, 각각의 기체 주입 개구의 서브셋(228)은 길이 및 두께를 갖는 라인(SL) 상에 위치하고, 상기 라인(SL)은 0° 와 90°사이의 수송 방향과의 각도α를 포함하는 방향을 따라 연장되고, 복수의 기체 배출 개구는 기체 배출 개구의 서브셋(230)을 포함하고, 기체 주입 개구의 각각의 기체 주입 개구의 서브셋(228)에 대해 기체 배출 개구의 서브셋(230)이 결합되고, 그 기체 배출 개구의 서브셋(230)의 상기 기체 배출 개구는 상기 결합된 기체 주입 개구의 서브셋(228)의 기체 주입 개구의 서브셋(228)이 위치하는 라인(SL) 상에 위치하고, 상기 기체 배출 개구의 서브셋(230)은 상기 기체 주입 개구의 서브셋(228) 사이에 간헐적으로 위치하고, 사용시에, 상기 기체 주입 개구로부터 동일한 서브셋의 인접한 기체 배출 개구로 흐르는 기체는 상기 기판 상에서 항력을 발휘하여 상기 기판의 전방 이동 및/또는 회전 이동을 일으키는, 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각도α 는 60o ≤ α < 90o를 따르고, 또는 70 o ≤ α ≤ 80 o를 따르는 것인, 기판 처리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 라인(SL)은 실질적으로 상기 상부 벽 및/또는 하부 벽(212)의 전체 폭(U)에 걸쳐 연장되고, 얻어진 항력이, 사용시에 상기 기판에 회전을 부여하고, 상기 수송 방향의 수직 방향에서 상기 얻어진 항력이 0인, 기판 처리 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 라인(SL)은, 상기 수송 방향(G)에서 보면, 상기 수송 방향(G)에서 수직 중앙면으로부터 상기 제1측벽(218)을 향해 측방으로 연장되고, 상기 수직 중앙면에서의 제1종점 및 상기 제1측벽(218)에 인접한 제2종점을 갖고, 상기 수송 방향(G)에서 보면, 상기 라인(SL)은 상기 수송 방향(G)에서 상기 수직 중앙면으로부터 상기 제2측벽(220)을 향해 측방으로 연장되고, 상기 수직 중앙면에서의 제1종점 및 상기 제2측벽(220)에 인접한 제2종점을 갖고, 사용시에, 얻어진 항력은 상기 기판에 전방 또는 후방 이동을 부여하고, 상기 수송 방향의 수직방향에서 얻어진 항력이 0인, 기판 처리 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 라인(SL)의 길이는 상기 결합된 상부 벽 또는 하부 벽의 전체 폭에 걸쳐 있지 않고, 상기 상부 벽 또는 하부 벽의 전체 폭에 걸치기 위해, 라인(SL)의 그룹은 서로 결합되고, 상기 그룹의 일부 라인은 상기 수직 중앙 면의 우측과 각도α를 포함하는 반면 상기 그룹의 적어도 하나의 다른 라인은 상기 수직 중앙면의 좌측과 각도α를 포함하고, 상기 수직 중앙면의 우측과 각도α를 포함하는 라인의 총 길이는 상기 수직 중앙 면의 좌측과 각도α를 포함하는 라인의 총길이와 상이하고, 얻어진 항력이 기판에 전방 또는 후방 이동을 부여하고 또한 상기 기판에 회전 이동을 부여하고, 상기 수송 방향의 수직 방향에서 상기 얻어진 항력이 0인, 기판 처리 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 장치(210)는 추가로,
    상기 공정 터널의 실질적으로 전체 폭(U)에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널(224)의 수송 방향(G)을 따라 공간적으로 배열된 제1 전구체 기체 주입 존을 형성하기 위해, 상기 복수의 기체 주입 개구의 일련의 기체 주입 개구에 연결된 제1 전구체 기체 소스;
    실질적으로 상기 공정 터널(224)의 전체 폭(U)에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널(224)의 상기 수송 방향(G)을 따라 공간적으로 배열된 퍼지 기체 주입 존을 형성하기 위해, 상기 복수의 기체 주입 개구의 일련의 기체 주입 개구에 연결된 퍼지 기체 소스;
    실질적으로 상기 공정 터널(224)의 전체 폭(U)에 걸쳐 연장되고 상기 공정 터널(224)의 상기 수송 방향(G)을 따라 공간적으로 배열된 제2 전구체 기체 주입 존을 형성하기 위해, 상기 복수의 기체 주입 개구의 일련의 기체 주입 개구에 연결된 제2 전구체 기체 소스;를 포함하고,
    상기 제1 전구체 기체 소스, 상기 퍼지 기체 소스, 및 상기 제2 전구체 기체 소스의 각각의 기체 주입 개구에의 연결은, 복수의 연속 공정 섹션이 상기 수송 방향(G)을 따라 상기 공정 터널(224)에서 형성되도록 하고, 각각의 공정 섹션은, 연속적으로 제1 전구체 기체 주입 존, 퍼지 기체 주입 존, 제2 전구체 기체 주입 존 및 퍼지 기체 주입 존을 포함하는, 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    각각의 제1 전구체 기체 주입 존, 각각의 퍼지 기체 주입 존 및 각각 제2 전구체 기체 주입 존은 상기 라인(SL) 상에 위치한 상기 기체 주입 개구의 서브셋(228) 중 적어도 하나 및 상기 기체 주입 개구의 서브셋(228) 사이에 간헐적으로 위치한 상기 결합된 기체 배출 개구의 서브셋(230) 중 적어도 하나를 포함하고,
    사용시에, 상기 기체 주입 개구로부터 상기 동일한 서브셋의 인접한 기체 배출 개구로 흐르는 기체는 기판의 전방 이동 및/또는 회전 이동을 일으키는 기판 상의 항력을 발휘하도록 하는, 기판 처리 장치.
  18. 기판(S) 상에 층을 증착하는 방법으로,
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 원자층 증착 장치(10)를 제공하는 단계;
    적어도 하나의 기판(S)을 제공하는 단계;
    상기 기체 주입 개구(16)를 통해 상기 공정 터널(24)에 기체를 주입하는 단계;
    상기 공정 터널(24)에 상기 적어도 하나의 기판(S)을 도입하는 단계로, 상기 기판(S) 상부 및 하부에 기체 베어링이 형성되는 단계;
    하기 단계에 의해서 상기 기판(S)의 적어도 한 면에 원자층 처리를 수행하는 단계:
    상기 기판(S)에 제1층을 증착하기 위해 상기 제1 전구체 기체 주입 존(30)에 제1 전구체 기체를 주입하는 단계,
    상기 기판(S)에 제2층을 증착하기 위해 상기 제2 전구체 기체 주입 존(38)에 제2 전구체 기체를 주입하는 단계,
    상기 일련의 제1 기체 배출 개구(48)를 통해 상기 공정 터널(24)로부터 기체를 배출하면서 동시에 일련의 고압 기체 주입 개구(46)를 사용하여 각각의 퍼지 기체 주입 존(34)에 퍼지 기체를 주입하여, 실질적으로 상기 공정 터널(24)의 전체 폭(W) 에 걸쳐 연장되는 제1 고압/흡인 존(50)을 형성하고, 상기 제1 고압/흡인 존(50)은, 상기 제1 전구체 기체 주입 존(30)으로부터 제1 전구체 기체가 인접한 퍼지 기체 주입 존(34)을 횡단하여 제2 전구체 기체 주입 존(38)으로 향하는 것을 방지하고, 동시에 상기 제2 전구체 기체 주입 존(38)으로부터 상기 제2 전구체 기체가 상기 퍼지 기체 주입 존(34)을 횡단하여 상기 제1 전구체 기체 주입 존(30)으로 향하는 것을 방지하는 단계;
    상기 제1 전구체 기체 소스(26), 상기 퍼지 기체 소스(32), 상기 제2 전구체 기체 소스(36), 및 상기 제2퍼지 기체 소스(44) 압력을 조절하는 단계;
    상기 기체 배출 개구(48)에서 압력을 조절하는 단계;를 포함하고,
    기판이 존재하지 않는 경우, 제1 고압/흡인 존(50) 내의 평균 압력이 상기 제1 전구체 기체 주입 존(30), 상기 제2 전구체 기체 주입 존(38), 및 상기 퍼지 기체 주입 존(34) 내의 평균 압력에 의해서 정의되는 기준 압력으로부터 30% 미만, 10% 미만, 또는 5% 미만을 벗어나는, 방법.
  19. 기판 처리 장치에서 기판을 처리하는 방법으로,
    제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치(210)를 제공하는 단계;
    적어도 하나의 기판(Su)을 제공하는 단계;
    기체 주입 개구의 서브셋(228)을 통해 공정 터널에 기체를 주입하고 동시에 결합된 기체 배출 개구의 서브셋(230)으로부터 기체를 배출하는 단계;
    상기 공정 터널(224)에 적어도 하나의 기판(Su)을 도입하는 단계;를 포함하고,
    상기 기판(Su) 상부 및 하부에 기체 베어링이 형성되고, 상기 주입된 기체는 수송 방향(G)에서 상기 기판(Su)의 수송 및/또는 기판(Su)의 회전을 일으키는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치(210)는 제16항 또는 제17항에 기재된 기판 처리 장치이고,
    상기 기판 처리 장치에서 기판을 처리하는 방법은, 추가로
    상기 적어도 하나의 기판(Su)상에 제1층을 증착하기 위해서 상기 공정 터널(224)의 제1 전구체 기체 주입 존에 제1 전구체 기체를 주입하는 단계;
    상기 적어도 하나의 기판(Su) 상에 제2층을 증착하기 위해서 상기 공정 터널(224)의 제2 전구체 기체 주입 존에 제2 전구체 기체를 주입하는 단계;
    실질적으로 상기 제1 전구체 기체 주입 존으로부터 제1 전구체 기체가 퍼지 기체 주입 존을 횡단하여 상기 제2 전구체 기체 주입 존으로 향하는 것을 방지하고, 동시에 상기 제2 전구체 기체 주입 존으로부터 제2 전구체 기체가 퍼지 기체 주입 존을 횡단하여 상기 제1 전구체 기체 주입 존으로 향하는 것을 방지하기 위해서, 상기 공정 터널(224)의 퍼지 기체 주입 존에 퍼지 기체를 주입하는 단계를 포함하는, 방법.


KR1020167031103A 2014-11-04 2015-11-03 원자층 증착 장치 및 장치를 사용한 기판 처리 방법 KR102599745B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2013739 2014-11-04
NL2013739A NL2013739B1 (en) 2014-11-04 2014-11-04 Atomic layer deposition apparatus and method for processing substrates using an apparatus.
PCT/NL2015/050767 WO2016072850A2 (en) 2014-11-04 2015-11-03 Atomic layer deposition apparatus and method for processing substrates using an apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170082454A KR20170082454A (ko) 2017-07-14
KR102599745B1 true KR102599745B1 (ko) 2023-11-08

Family

ID=52706238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167031103A KR102599745B1 (ko) 2014-11-04 2015-11-03 원자층 증착 장치 및 장치를 사용한 기판 처리 방법

Country Status (8)

Country Link
US (2) US10648078B2 (ko)
EP (1) EP3215652B1 (ko)
JP (1) JP6665105B2 (ko)
KR (1) KR102599745B1 (ko)
CN (1) CN106795629B (ko)
NL (1) NL2013739B1 (ko)
TW (1) TWI641719B (ko)
WO (1) WO2016072850A2 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2159304A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-03 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus and method for atomic layer deposition
CH712199A1 (de) 2016-03-07 2017-09-15 Fofitec Ag Vorrichtung zur Abscheidung dünner Schichten auf einem Substrat und Rollenmaterial mit einem Substrat mit solchen Schichten.
KR102218855B1 (ko) * 2017-07-12 2021-02-23 주식회사 엘지화학 다공성 기재의 표면 코팅 장치 및 방법
FI129700B (en) * 2017-10-18 2022-07-15 Beneq Oy Nozzle head
KR102131933B1 (ko) * 2018-08-17 2020-07-09 주식회사 넥서스비 원자층 증착 장치 및 이를 이용한 원자층 증착 방법
US10745215B2 (en) * 2018-12-27 2020-08-18 Core Flow Ltd. Port arrangement for noncontact support platform

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100744528B1 (ko) 2006-04-14 2007-08-01 주식회사 아토 알에프 파워가 인가되는 가스 분리형 샤워헤드를 이용한플라즈마 원자층 증착장치 및 방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8300443A (nl) 1983-02-04 1984-09-03 Integrated Automation Module voor hoogvacuum processing.
NL8400658A (nl) 1984-03-01 1985-10-01 Bok Edward Verbeterde installatie voor vacuum processing van substraten.
US5136975A (en) * 1990-06-21 1992-08-11 Watkins-Johnson Company Injector and method for delivering gaseous chemicals to a surface
JP4554397B2 (ja) 2005-02-23 2010-09-29 東京エレクトロン株式会社 ステージ装置および塗布処理装置
DE602007014190D1 (de) * 2006-03-26 2011-06-09 Lotus Applied Technology Llc Atomlagenabscheidungssystem und verfahren zur beschichtung von flexiblen substraten
US11136667B2 (en) * 2007-01-08 2021-10-05 Eastman Kodak Company Deposition system and method using a delivery head separated from a substrate by gas pressure
US20090291209A1 (en) * 2008-05-20 2009-11-26 Asm International N.V. Apparatus and method for high-throughput atomic layer deposition
US8907204B2 (en) 2008-05-22 2014-12-09 Kaneka Corporation Thin film photoelectric conversion device and method for manufacturing the same
EP2159304A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-03 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus and method for atomic layer deposition
NL2003836C2 (en) * 2009-11-19 2011-05-23 Levitech B V Floating wafer track with lateral stabilization mechanism.
NL2004177C2 (en) * 2010-02-01 2011-08-03 Levitech B V Dynamic fluid valve and method for establishing the same.
NL2005049C2 (en) * 2010-07-07 2012-01-10 Levitech B V Method and apparatus for contactlessly advancing substrates.
JP5927679B2 (ja) * 2010-10-16 2016-06-01 ウルトラテック，インコーポレイテッド Ａｌｄコーティングシステム
PL2630271T3 (pl) * 2010-10-22 2021-11-02 Agc Glass Europe Rozdzielenie powlekarki modułowej
EP2481833A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-01 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus for atomic layer deposition
US20120225191A1 (en) * 2011-03-01 2012-09-06 Applied Materials, Inc. Apparatus and Process for Atomic Layer Deposition
US8967377B2 (en) * 2012-02-07 2015-03-03 Ian F Lebauer Protective case for portable electronic device with foldable lens cover and storage compartments
KR101409974B1 (ko) * 2012-09-03 2014-06-27 엘아이지에이디피 주식회사 가스흡배기유닛 및 이를 구비한 원자층 증착장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100744528B1 (ko) 2006-04-14 2007-08-01 주식회사 아토 알에프 파워가 인가되는 가스 분리형 샤워헤드를 이용한플라즈마 원자층 증착장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP3215652A2 (en) 2017-09-13
KR20170082454A (ko) 2017-07-14
WO2016072850A3 (en) 2016-10-27
JP6665105B2 (ja) 2020-03-13
TW201629258A (zh) 2016-08-16
WO2016072850A2 (en) 2016-05-12
US10648078B2 (en) 2020-05-12
US20200263300A1 (en) 2020-08-20
US20170167020A1 (en) 2017-06-15
EP3215652B1 (en) 2018-12-26
NL2013739B1 (en) 2016-10-04
CN106795629B (zh) 2019-04-16
JP2017534746A (ja) 2017-11-24
US11339474B2 (en) 2022-05-24
CN106795629A (zh) 2017-05-31
TWI641719B (zh) 2018-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102599745B1 (ko) 원자층 증착 장치 및 장치를 사용한 기판 처리 방법
TWI675119B (zh) 氣相成膜裝置
JP5857304B2 (ja) 側方安定化機構を有する浮動ウエハートラック
JP5989682B2 (ja) 原子層堆積のための装置及びプロセス
TWI595554B (zh) 晶圓處理設備中的化學物質控制特徵
CN102365389A (zh) 半导体处理反应器及其部件
CN109075023A (zh) 用于提供均匀流动的气体的设备和方法
TW201610221A (zh) 空間原子層沈積中的氣體分離控制
KR101217371B1 (ko) 기판 처리 장치
TWI443734B (zh) Substrate processing device
KR20110041488A (ko) 가스 이송 장치
KR20150070404A (ko) 선택적 가스 주입 및 추출을 위한 장치
JP7393353B2 (ja) 物体を処理する方法及びその方法を実施するための装置
KR101698021B1 (ko) 대면적 원자층 증착장치
KR101965297B1 (ko) 노즐 및 이를 가지는 기판처리장치
KR101776401B1 (ko) 균일한 반응가스 플로우를 형성하는 원자층 박막 증착장치
KR20200089232A (ko) 원자층 증착 장치
KR20200012392A (ko) 고효율 원자층 증착장치용 헤드 및 그것을 이용한 원자층 증착장치
JP2009289778A (ja) シリコンウェーハの洗浄方法および洗浄装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right