KR102733769B1 - 배기모듈을 포함하는 원자층 증착장치 - Google Patents

배기모듈을 포함하는 원자층 증착장치 Download PDF

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Abstract

고품질의 원자층 증착물을 획득할 수 있는 증착 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 증착 장치는, 공정 챔버 내에 구비되고, 불활성 기체를 매개로 하여 기재에 원자층을 증착하도록 구성된 증착 모듈과, 상기 공정 챔버 내부 및 외부로 상기 기재를 이송하도록 구성된 이송 모듈 및 상기 공정 챔버 내의 불활성 기체 중 일부를 상기 공정 챔버 외부로 배출하도록 구성된 배기 모듈을 포함하고, 상기 공정 챔버 내부는 상압 또는 양압 조건일 수 있다.

Description

배기모듈을 포함하는 원자층 증착장치{ATOMIC LAYER DEPOSITION DEVICE INCLUDING EXHAUST MODULE}
본 발명은 원자층 증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고품질의 원자층 증착물을 획득할 수 있는, 배기모듈을 포함하는 원자층 증착장치에 관한 것이다.
기판이나 웨이퍼에 박막을 증착시키는 방법으로 원자층 증착(ALD: ATOMIC LAYER DEPOSITION) 방법이 있다. 이러한 원자층 증착방법은 반응원료를 각각 분리, 공급하여 반응가스 간 화학반응으로 형성된 입자를 기판이나 웨이퍼 표면에 증착하여 박막을 형성시키는 방법이다. 여기서, 원자층 증착방법을 이용하면 미세한 박막두께 조절이 가능한 장점이 있다.
하지만, 상기 원자층 증착방법은 통상 챔버 내를 진공상태로 해주어야 하고 히터를 통해 가열한 후, 퍼지가스, 전구체, 반응가스 등을 순차적으로 주입해 주어야 하므로 시간이 오래 걸리고 생산성이 떨어지는 단점이 있다.
이를 극복하기 위해 대기압 또는 상압에서 원자층 증착을 수행하기 위한 방법들이 연구되고 있다. 대기압 또는 상압에서 원자층 증착을 수행하기 위해 롤투롤 방식으로 기판을 이송시키면서 헤드에 의해 순차적으로 전구체 및 증착가스를 분사시켜 연속적으로 기판 위에 증착시키는 방법이 고안되고 있으나, 이러한 방식 또한 챔버 내에 잔류하는 퍼지가스, 반응가스 등에 의해 전구체의 비정상적인 반응이 일어나 박막의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고품질의 원자층 증착물을 획득할 수 있는 증착 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 증착 장치는, 공정 챔버 내에 구비되고, 불활성 기체를 매개로 하여 기재에 원자층을 증착하도록 구성된 증착 모듈과, 상기 공정 챔버 내부 및 외부로 상기 기재를 이송하도록 구성된 이송 모듈 및 상기 공정 챔버 내의 불활성 기체 중 일부를 상기 공정 챔버 외부로 배출하도록 구성된 배기 모듈을 포함하고, 상기 공정 챔버 내부는 상압 또는 양압 조건일 수 있다.
바람직하게는, 상기 배기 모듈은, 상기 기재의 하부에 배치되는 바디 및 상기 바디에 구비되고, 상기 불활성 기체 중 일부를 상기 공정 챔버 하단 측으로 배출하도록 구성된 배기부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 바디와 상기 기재는 상하 방향으로 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 이송 모듈은, 상기 공정 챔버 외부에 구비되어 상기 기재를 상기 공정 챔버 내부로 이송하도록 구성된 공급롤 및 상기 공정 챔버 외부에 구비되어 상기 원자층이 증착된 기재를 상기 공정 챔버 외부로 이송하도록 구성된 권취롤을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 배기부는 상기 기재의 이송 방향을 따라 구비되고, 상기 불활성 기체 중 일부를 상기 공정 챔버 외부로 배출하도록 구성된 복수의 슬릿을 포함하고, 상기 복수의 슬릿은 상호 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 슬릿은 출구부의 크기가 입구부의 크기보다 크게 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 배기부는 상기 기재의 이송 방향을 따라 구비되고, 불활성 기체 중 일부를 상기 공정 챔버 외부로 배출하도록 구성된 복수의 홀을 포함하고, 상기 복수의 홀은 상호 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 홀은, 출구부의 크기가 입구부의 크기보다 크게 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 배기부는 상기 바디 상에서 상기 기재의 이송 방향을 따라 복수 개로 구비되고, 상기 바디의 중앙 영역에서의 배기부의 입구부의 크기가 상기 바디의 사이드 영역에서의 배기부의 입구부의 크기보다 크게 형성되고, 상기 배기 모듈은 상기 배기부의 출구부에 구비되고, 상기 불활성 기체의 상기 공정 챔버 하단 측으로의 배출을 가이드하도록 구성된 배기 가이드부를 더 포함하고, 상기 배기 가이드부는 상기 바디의 하측에서, 상기 바디의 중앙 영역에 대응되는 영역으로부터 상기 바디의 사이드 영역에 대응되는 영역측으로 하향 경사지게 구성된 제 1 경사부 및 상기 바디의 하측에서, 상기 바디의 사이드 영역에 대응되는 영역으로부터 상기 바디의 중앙 영역에 대응되는 영역측으로 하향 경사지게 구성된 제 2 경사부를 포함하고, 상기 제 2 경사부는, 상기 제 1 경사부보다 상하 방향에서의 길이가 짧게 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 배기 모듈은 상기 배기부를 개폐하도록 구성된 배기 개폐부를 더 포함하고, 상기 배기 개폐부는 상기 증착 모듈에 의해 상기 기재에 불활성 기체가 분사될 때, 상기 배기부를 개방하도록 구성될 수 있다.
상기 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시예를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 별도의 배기 모듈을 통해 공정 챔버 내로 유입되는 불활성 기체 중 대부분을 증착 모듈 및 기재의 상부가 위치한 영역과 이격된 별도의 배기 영역으로 배출할 수 있다. 이에 따라, 증착 모듈 및 기재의 상부가 위치한 영역에서 출구부를 통해서만 불활성 기체가 배출되는 경우에 발생할 수 있는 전구체의 비정상적 반응에 따른 원자층 증착물의 품질 저하 이슈를 최소화할 수 있다.
이외에도 본 발명의 여러 실시예에 의하여, 여러 다른 추가적인 효과가 달성될 수 있다. 이러한 본 발명의 여러 효과들에 대해서는 각 실시예에서 상세하게 설명하거나, 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 효과에 대해서는 그 설명을 생략한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 전체적인 개념도이다.
도 2는 도 1의 증착 장치의 제 1 양태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 증착 장치의 제 2 양태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 증착 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 증착 장치를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치(10)의 전체적인 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치(10) 중 일부는, 공정 챔버(C) 내에 구비될 수 있다. 일례로서 증착 장치(10)는, 원자층 증착(ALD: ATOMIC LAYER DEPOSITION) 장치일 수 있다.
상기 공정 챔버(C)의 내부는, 불활성 기체가 채워진 상압(760mmHg) 또는 양압 상태에서 구동될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 증착 장치(10)은 상압 또는 양압 상태로 기재(S)에 원자층을 증착시킬 수 있다. 다만, 상기 증착 장치(10)의 공정 챔버(C) 내부가 상압 또는 양압 상태인 구성은 예시적인 구성일 뿐, 공정 챔버(C)가 진공 상태 또는 저압 상태로도 구동될 수 있다.　
구체적으로 증착 장치(10)는, 증착 모듈(100), 이송 모듈(200) 및 배기 모듈(300)을 포함할 수 있다.
상기 증착 모듈(100)은, 공정 챔버(C) 내에 구비되고, 불활성 기체를 매개로 하여 기재(S)에 원자층을 증착하도록 구성될 수 있다. 이 때, 기재(S)는 예시적으로 반도체 기재 또는 유리 기재, 또는 이차전지용 분리막(separator) 또는 이차전지용 전극일 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 한편, 기재(S)의 일면에 상기 원자층이 증착될 수 있으며, 기재(S)의 양면에 상기 원자층이 증착되는 구성 또한 본 발명의 실시예에 포함될 수 있다.
또한, 불활성 기체는 질소, 아르곤 등일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
구체적으로 증착 모듈(100)에서는, 불활성 기체, 전구체, 반응기체 등이 분사될 수 있다. 이 때, 증착 모듈(100)은 배출구를 통해 불활성 기체, 전구체, 반응기체 등을 분사할 수 있다. 본 발명에서는 공정 챔버(C)의 내부를 상압 조건으로 유지한 상태에서 불활성 기체를 매개로 하여 기재(S)에 원자층을 증착함으로써 보다 고품질의 원자층 증착물을 획득할 수 있다.
예시적으로, 증착 모듈(100)은, 불활성 기체인 질소(N2)가스와 제1전구체인 TMA가스를 기재(S)에 분사할 수 있다. 이러한 TMA가스는 기재(S)의 표면에 결합될 수 있다. 다음으로, 증착 모듈(100)에 의한 퍼지(Purge)작업에 의해 남은 TMA가스가 흡입되어 기재(S) 표면으로부터 제거될 수 있다. 그리고, 증착 모듈(100)에 의해 불활성 기체인 질소(N2)가스와 제2전구체 또는 반응가스인 H2O 가스가 기재(S)에 분사될 수 있다. 이러한 상기 H2O가스는 기재(S) 상의 제1전구체인 TMA와 화학결합하여 산화알루미늄(Al2O3)막을 형성할 수 있다.
상기 이송 모듈(200)은, 공정 챔버(C) 내부 및 외부로 기재(S)를 이송하도록 구성될 수 있다. 일례로서, 이송 모듈(200)은, 기재(S)를 이송 가능하도록 복수의 롤러(roller)를 포함할 수 있다. 예시적으로 이송 모듈(200)은, 롤 투 롤(roll to roll) 방식으로 구성될 수 있다.
상기 배기 모듈(300)은, 공정 챔버(C) 내의 불활성 기체 중 일부를 공정 챔버(C) 외부로 배출하도록 구성될 수 있다.
이 때, 공정 챔버(C)는, 입구부(C1) 및 출구부(C2)를 포함할 수 있다.
상기 입구부(C1)는, 소정 압력의 불활성 기체를 공정 챔버(C) 외부로부터 주입받아 증착 모듈(100) 내에 주입하도록 구성될 수 있다.
상기 출구부(C2)는, 증착 모듈(100)에 의해 기재(S)에 분사된 불활성 기체 중 일부를 공정 챔버(C) 외부로 배출하도록 구성될 수 있다.
이 때, 입구부(C1)와 출구부(C2) 모두 공정 챔버(C)에서 증착 모듈(100) 및 기재(S)의 상부(예: 증착 모듈(100)에 의해 원자층의 증착이 이루어지는 영역)가 위치한 영역에 구비될 수 있다. 그리고, 배기 모듈(300)은, 공정 챔버(C)에서 증착 모듈(100) 및 기재(S)의 상부가 위치한 영역 이외의 영역에 구비될 수 있다.
여기서, 공정 챔버(C)는, 출구부(C2)와 별도로 또 다른 배기 영역을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 배기 영역을 통해, 배기 모듈(300)에 의해 배출되는 공정 챔버(C) 내의 불활성 기체 중 일부가 공정 챔버(C) 외부로 배출될 수 있다. 이 때, 상기 배기 영역 또한 공정 챔버(C)에서 증착 모듈(100) 및 기재(S)의 상부가 위치한 영역 이외의 영역에 구비될 수 있다. 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에서 상기 배기 영역은 참조부호 'A'와 같이 표기하기로 한다.
예시적으로, 배기 영역을 통해, 배기 모듈(300)에 의해 배출되는 공정 챔버(C) 내의 불활성 기체의 배기량은, 입구부(C1)를 통해 공정 챔버(C) 내로 유입되는 불활성 기체의 유입량의 100%, 바람직하게는 95%일 수 있다.
본 발명의 이러한 실시 구성에 의하면, 별도의 배기 모듈(300)을 통해 공정 챔버(C) 내로 유입되는 불활성 기체 중 대부분을 증착 모듈(100) 및 기재(S)의 상부가 위치한 영역과 이격된 별도의 배기 영역으로 배출할 수 있다. 이에 따라, 증착 모듈(100) 및 기재(S)의 상부가 위치한 영역에서 출구부(C2)를 통해서만 불활성 기체가 배출되는 경우에 발생할 수 있는 전구체의 비정상적 반응에 따른 원자층 증착물의 품질 저하 이슈를 최소화할 수 있다.
구체적으로 배기 모듈(300)은, 바디(310) 및 배기부(320)를 포함할 수 있다.
상기 바디(310)는, 기재(S)의 하부에 배치될 수 있다.
상기 배기부(320)는, 바디(310)에 구비되고, 불활성 기체 중 일부를 공정 챔버(C) 하단 측으로 배출하도록 구성될 수 있다.
즉, 배기 모듈(300)은, 공정 챔버(C)에서 증착 모듈(100) 및 기재(S)의 상부가 위치한 영역 이외의 영역인 기재(S)의 하부에 배치될 수 있다. 그리고, 전술한 공정 챔버(C)의 배기 영역은, 배기 모듈(300)의 하부에 위치할 수 있다.
이러한 실시 구성에 의하면, 별도의 배기 모듈(300)을 통해 공정 챔버(C) 내로 유입되는 불활성 기체 중 대부분을 증착 모듈(100) 및 기재(S)의 상부가 위치한 영역과 이격된 별도의 배기 영역으로 배출하되, 공정 챔버(C)의 하단측으로 불활성 기체의 대부분이 배출되도록 유도할 수 있다. 이에 따라, 불활성 기체가 역류하여 증착 모듈(100) 및 기재(S)의 상부가 위치한 영역으로 재유입되는 것을 최소화할 수 있고, 전구체의 비정상적 반응에 따른 원자층 증착물의 품질 저하 이슈를 더욱 최소화할 수 있다.
일 실시예에서, 바디(310)와 기재(S)는 공정 챔버(C) 내에서 상하 방향으로 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다.
구체적으로 바디(310)와 기재(S) 간의 이격 간격은, 배기 모듈(300)의 불활성 기체 배기 작용에 의해 기재(S)가 바디(310)에 달라붙지 않는 최소한의 바디(310)와 기재(S) 간의 이격 간격 및 배기 모듈(300)을 통한 불활성 기체의 배기에 영향을 주지 않는 최대한의 바디(310)와 기재(S) 간의 이격 간격을 고려하여 설정될 수 있다. 예시적으로, 바디(310)와 기재(S) 간의 이격 간격은 1μm 내지 10mm일 수 있고, 바람직하게는 20μm 내지 2mm일 수 있다.
일 실시예에서, 이송 모듈(200)은, 공급롤(210) 및 권취롤(220)을 포함할 수 있다.
상기 공급롤(210)은, 공정 챔버(C) 외부에 구비되어 기재(S)를 공정 챔버(C) 내부로 이송하도록 구성될 수 있다. 예시적으로, 공급롤(210)은 별도의 구동수단(미도시)에 의해 회전되면서, 외주면에 감겨진 기재(S)를 공정 챔버(C)의 일측에 형성된 이송 인렛(200a)을 통해 공정 챔버(C) 내부로 이송할 수 있다.
상기 권취롤(220)은, 공정 챔버(C) 외부에 구비되어 공정 챔버(C) 내부에서 증착 모듈(100)에 의해 원자층이 증착된 기재(S)를 공정 챔버(C) 외부로 이송하도록 구성될 수 있다. 예시적으로, 권취롤(220)은 별도의 구동수단(미도시)에 의해 회전되면서, 공정 챔버(C)의 타측에 형성된 이송 아웃렛(200b)으로부터 인출되는 기재(S)를 외주면에 감아 원자층이 증착된 기재(S)가 공정 챔버(C) 외부로 이송되도록 가이드할 수 있다.
도 2는 도 1의 증착 장치(10)의 제 1 양태를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면 배기부(320)는, 복수의 슬릿(320a)을 포함할 수 있다.
상기 복수의 슬릿(320a)은, 기재(S)의 이송 방향을 따라 구비될 수 있다.
그리고, 슬릿(320a) 각각은 바디(310) 내에서 상하 방향으로 관통 형상을 형성하여 증착 모듈(100)로부터 분사된 불활성 기체 중 일부를 공정 챔버(C) 외부로 배출하도록 구성될 수 있다. 여기서, 슬릿(320a) 각각의 관통 형상은 수평면상에서 볼 때 사각 형상일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
이 때, 복수의 슬릿(320a)은, 기재(S)의 이송 방향으로 상호 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예에서 슬릿(320a)은, 입구부의 크기가 출구부의 크기보다 크게 구성될 수 있다. 또는 슬릿(320a)은, 출구부의 크기가 입구부의 크기보다 크게 구성될 수 있다. 여기서 슬릿(320a)의 입구부는 바디(310)에서 기재(S)의 하부와 마주하는 면에 구비될 수 있고, 슬릿(320a)의 출구부는 바디(310)에서 상하 방향으로 기재(S)의 하부와 마주하는 면과 반대측 면에 구비될 수 있다.
예시적으로 슬릿(320a)의 출구부 사이즈는, 입구부 대비 10% 내지 500% 일 수 있다. 바람직하게는, 슬릿(320a)의 출구부 사이즈는, 입구부 대비 20% 내지 200% 일 수 있다.
이와 같이 배기부(320)가 수평면상에서 소정의 면적을 가지고 바디(310)를 상하 방향으로 관통하는 형상으로 구비됨으로써, 배기 모듈(300)을 통한 불활성 기체의 배기 작용에 방향성을 용이하게 부여할 수 있다.
여기서, 슬릿(320a)의 출구부의 크기가 입구부의 크기보다 작게 구성되는 경우, 슬릿(320a)의 출구부에서의 불활성 기체의 바디(310)로부터의 배출 속도가 입구부에서의 바디(310)로의 유입 속도보다 빠를 수 있다. 이 경우, 증착 모듈(100)로부터 분사된 불활성 기체의 바디(310) 측으로의 유입 속도는 느릴 수 있으나, 바디(310) 내부로 유입된 불활성 기체의 공정 챔버(C)의 배기 영역으로의 배출은 빠르게 이루어질 수 있다.
다른 실시예에서, 슬릿(320a)은, 출구부의 크기가 입구부의 크기보다 크게 구성될 수 있다.
여기서, 슬릿(320a)의 입구부에서의 바디(310)로의 유입 속도가 출구부에서의 불활성 기체의 바디(310)로부터의 배출 속도보다 빠를 수 있다. 이 경우, 바디(310) 내부로 유입된 불활성 기체의 공정 챔버(C)의 배기 영역으로의 배출 속도는 느릴 수 있으나, 증착 모듈(100)로부터 분사된 불활성 기체의 바디(310) 측으로의 유입 속도가 상대적으로 빠르게 될 수 있다. 이에 따라, 증착 모듈(100) 및 기재(S)의 상부가 위치한 영역으로 불활성 기체가 역류되는 것을 최소화할 수 있다.
도 3은 도 1의 증착 장치(10)의 제 2 양태를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 배기부(320)는 복수의 홀(320b)을 포함할 수 있다.
상기 복수의 홀(320b)은, 기재(S)의 이송 방향을 따라 구비될 수 있다.
그리고, 홀(320b) 각각은 바디(310) 내에서 상하 방향으로 관통 형상을 형성하여 증착 모듈(100)로부터 분사된 불활성 기체 중 일부를 공정 챔버(C) 외부로 배출하도록 구성될 수 있다. 여기서, 홀(320b) 각각의 관통 형상은 수평면상에서 볼 때 원형일 수 있다.
이 때, 복수의 홀(320b)은, 기재(S)의 이송 방향으로 상호 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예에서 홀(320b)은, 입구부의 크기가 출구부의 크기보다 크게 구성될 수 있다. 또는 홀(320b)은, 출구부의 크기가 입구부의 크기보다 크게 구성될 수 있다. 여기서 홀(320b)의 입구부는 바디(310)에서 기재(S)의 하부와 마주하는 면에 구비될 수 있고, 홀(320b)의 출구부는 바디(310)에서 상하 방향으로 기재(S)의 하부와 마주하는 면과 반대측 면에 구비될 수 있다.
예시적으로 홀(320b)의 출구부 사이즈는, 입구부 대비 10% 내지 500% 일 수 있다. 바람직하게는, 홀(320b)의 출구부 사이즈는, 입구부 대비 20% 내지 200% 일 수 있다.
이와 같이 배기부(320)가 수평면상에서 소정의 면적을 가지고 바디(310)를 상하 방향으로 관통하는 형상으로 구비됨으로써, 배기 모듈(300)을 통한 불활성 기체의 배기 작용에 방향성을 용이하게 부여할 수 있다.
여기서, 홀(320b)의 출구부의 크기가 입구부의 크기보다 작게 구성되는 경우, 홀(320b)의 출구부에서의 불활성 기체의 바디(310)로부터의 배출 속도가 입구부에서의 바디(310)로의 유입 속도보다 빠를 수 있다. 이 경우, 증착 모듈(100)로부터 분사된 불활성 기체의 바디(310) 측으로의 유입 속도는 느릴 수 있으나, 바디(310) 내부로 유입된 불활성 기체의 공정 챔버(C)의 배기 영역으로의 배출은 빠르게 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 홀(320b)은, 출구부의 크기가 입구부의 크기보다 크게 구성될 수 있다.
여기서, 홀(320b)의 입구부에서의 바디(310)로의 유입 속도가 출구부에서의 불활성 기체의 바디(310)로부터의 배출 속도보다 빠를 수 있다. 이 경우, 바디(310) 내부로 유입된 불활성 기체의 공정 챔버(C)의 배기 영역으로의 배출 속도는 느릴 수 있으나, 증착 모듈(100)로부터 분사된 불활성 기체의 바디(310) 측으로의 유입 속도가 상대적으로 빠르게 될 수 있다. 이에 따라, 증착 모듈(100) 및 기재(S)의 상부가 위치한 영역으로 불활성 기체가 역류되는 것을 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 증착 장치(12)를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 증착 장치(12)는, 앞선 실시예에 따른 증착 장치(10)와 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 살펴 본다.
도 4를 참조하면, 상기 증착 장치(12)에서, 배기부(320)는, 바디(310) 상에서 기재(S)의 이송 방향을 따라 복수 개로 구비돨 수 있다.
이 때, 바디(310)의 중앙 영역에서의 배기부(320)의 입구부의 크기가 상기 바디(310)의 사이드 영역에서의 배기부(320)의 입구부의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
이는 증착 모듈(100)의 배출구를 통해 기재(S)에 분사되는 불활성 기체의 흐름이 최초에는 기재(S)의 중앙부에 집중되다가 점점 사이드 영역으로 전달되는 점을 고려하여, 불활성 기체의 흐름이 집중되는 영역인 바디(310)의 중앙 영역을 통해 보다 빠르게 불활성 기체를 배출하기 위함이다.
특히, 상기 증착 장치(12)에서, 배기 모듈(300)은 배기 가이드부(330)를 더 포함할 수 있다.
상기 배기 가이드부(330)는, 배기부(320)의 출구부에 구비되고, 불활성 기체의 공정 챔버(C) 하단 측으로의 배출을 가이드하도록 구성될 수 있다.
여기서, 배기 가이드부(330)는, 제 1 경사부(332) 및 제 2 경사부(334)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 경사부(332)는, 바디(310)의 하측에서, 바디(310)의 중앙 영역에 대응되는 영역으로부터 바디(310)의 사이드 영역에 대응되는 영역측으로 하향 경사지게 구성될 수 있다. 이는 제 1 경사부(332)를 통해, 바디(310)의 중앙 영역에서의 배기부(320)의 출구부를 통해 공정 챔버(C)의 배기 영역 측으로 유입되는 불활성 기체에 대해 하향 경사지게 흐름을 부여하여 불활성 기체가 증착 모듈(100) 및 기재(S)의 상부가 위치한 영역으로 역류하는 것을 방지하기 위함이다.
상기 제 2 경사부(334)는, 바디(310)의 하측에서, 바디(310)의 사이드 영역에 대응되는 영역으로부터 바디(310)의 중앙 영역에 대응되는 영역측으로 하향 경사지게 구성될 수 있다. 이는 제 2 경사부(334)를 통해, 바디(310)의 사이드 영역에서의 배기부(320)의 출구부를 통해 공정 챔버(C)의 배기 영역 측으로 유입되는 불활성 기체에 대해 하향 경사지게 흐름을 부여하여 불활성 기체가 증착 모듈(100) 및 기재(S)의 상부가 위치한 영역으로 역류하는 것을 방지하기 위함이다.
이 때, 제 2 경사부(334)는, 제 1 경사부(332)보다 상하 방향에서의 길이가 짧게 구성될 수 있다.
즉, 제 1 경사부(332)가 제 2 경사부(334)보다 길이가 더 길게 형성될 수 있으므로, 불활성 기체의 흐름이 집중되는 영역인 바디(310)의 중앙 영역에서의 배기부(320)의 출구부를 통해 공정 챔버(C)의 배기 영역 측으로 유입되는 불활성 기체가 더 빠르게 공정 챔버(C)의 배기 영역 측으로 유입될 수 있다. 이에 따라, 바디(310)의 전체 영역(중앙 영역, 사이드 영역 포함)에서의 배기부(320)의 출구부를 통해 보다 신속하게 불활성 기체를 공정 챔버(C)의 배기 영역 측으로 배출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 증착 장치(14)를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 증착 장치(14)는, 앞선 실시예에 따른 증착 장치(10)와 유사하므로, 앞선 실시예와 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하고, 이하, 앞선 실시예와의 차이점을 중심으로 살펴 본다.
도 5를 참조하면, 상기 증착 장치(14)에서, 배기 모듈(300)은, 배기 개폐부(340)를 포함할 수 있다.
상기 배기 개폐부(340)는, 배기부(320)를 개폐하도록 구성될 수 있다. 여기서, 배기 개폐부(340)는, 배기부(320)의 입구부 또는 출구부 중 적어도 하나에 구비될 수 있다. 일례로서, 배기 개폐부(340)는 밸브일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
이 때, 배기 개폐부(340)는, 증착 모듈(100)에 의해 기재(S)에 불활성 기체가 분사될 때, 배기부(320)를 개방하도록 구성될 수 있다. 일례로서, 증착 장치(14)에는 별도의 제어 모듈(미도시)이 구비되어 증착 모듈(100)에 의해 기재(S)에 불활성 기체가 분사될 때, 배기 개폐부(340)의 구동을 제어할 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 증착 모듈(100)에 의해 기재(S)에 불활성 기체가 분사될 때에만 배기 개폐부(340)에 의해 선택적으로 배기부(320)의 개방이 이루어질 수 있으므로, 증착 모듈(100)에 의한 불활성 기체 분사가 이루어지지 않을 때 배기부(320)로의 불필요한 다른 기체 유입을 최소화할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 불활성 기체의 신속한 배출이 요구되는 단계인 증착 모듈(100)에 의한 불활성 기체 분사 단계에서만 배기부(320)가 개방되도록 가이드함으로써, 보다 신속하고 확실한 공정 챔버(C)의 하단측으로의 불활성 기체의 대부분의 배출을 가이드할 수 있다. 그리고, 전구체의 비정상적 반응에 따른 원자층 증착물의 품질 저하 이슈를 더욱 더 최소화할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 발명에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
C : 공정 챔버
10, 12, 14 : 증착 장치
100 : 증착 모듈
200 : 이송 모듈
300 : 배기 모듈
310 : 바디
320 : 배기부
320a : 슬릿
320b : 홀
330 : 배기 가이드부
332 : 제 1 경사부
334 : 제 2 경사부
340 : 배기 개폐부

Claims (10)

  1. 공정 챔버 내에 구비되고, 불활성 기체를 매개로 하여 기재에 원자층을 증착하도록 구성된 증착 모듈;
    상기 공정 챔버 내부 및 외부로 상기 기재를 이송하도록 구성된 이송 모듈; 및
    상기 공정 챔버 내의 불활성 기체 중 일부를 상기 공정 챔버 외부로 배출하도록 구성된 배기 모듈을 포함하고,
    상기 배기 모듈은,
    상기 기재의 하부에 배치되는 바디;
    상기 바디에 구비되고, 상기 불활성 기체 중 일부를 상기 공정 챔버 하단 측으로 배출하도록 구성된 배기부; 및
    상기 배기부의 출구부에 구비되고, 상기 불활성 기체의 상기 공정 챔버 하단 측으로의 배출을 가이드하도록 구성된 배기 가이드부를 포함하고,
    상기 배기 가이드부는,
    상기 공정 챔버 하단 측으로 하향 경사지게 구성되고,
    상기 공정 챔버 내부는 상압 또는 양압 조건인 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 바디와 상기 기재는 상하 방향으로 소정 간격 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이송 모듈은,
    상기 공정 챔버 외부에 구비되어 상기 기재를 상기 공정 챔버 내부로 이송하도록 구성된 공급롤; 및
    상기 공정 챔버 외부에 구비되어 상기 원자층이 증착된 기재를 상기 공정 챔버 외부로 이송하도록 구성된 권취롤을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 배기부는,
    상기 기재의 이송 방향을 따라 구비되고, 상기 불활성 기체 중 일부를 상기 공정 챔버 외부로 배출하도록 구성된 복수의 슬릿을 포함하고,
    상기 복수의 슬릿은,
    상호 소정 간격 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 슬릿은,
    출구부의 크기가 입구부의 크기보다 크게 구성된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 배기부는,
    상기 기재의 이송 방향을 따라 구비되고, 불활성 기체 중 일부를 상기 공정 챔버 외부로 배출하도록 구성된 복수의 홀을 포함하고,
    상기 복수의 홀은,
    상호 소정 간격 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 홀은,
    출구부의 크기가 입구부의 크기보다 크게 구성된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 배기부는,
    상기 바디 상에서 상기 기재의 이송 방향을 따라 복수 개로 구비되고,
    상기 바디의 중앙 영역에서의 배기부의 입구부의 크기가 상기 바디의 사이드 영역에서의 배기부의 입구부의 크기보다 크게 형성되고,
    상기 배기 가이드부는,
    상기 바디의 하측에서, 상기 바디의 중앙 영역에 대응되는 영역으로부터 상기 바디의 사이드 영역에 대응되는 영역측으로 하향 경사지게 구성된 제 1 경사부; 및
    상기 바디의 하측에서, 상기 바디의 사이드 영역에 대응되는 영역으로부터 상기 바디의 중앙 영역에 대응되는 영역측으로 하향 경사지게 구성된 제 2 경사부를 포함하고,
    상기 제 2 경사부는, 상기 제 1 경사부보다 상하 방향에서의 길이가 짧게 구성된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 배기 모듈은,
    상기 배기부를 개폐하도록 구성된 배기 개폐부를 더 포함하고,
    상기 배기 개폐부는,
    상기 증착 모듈에 의해 상기 기재에 불활성 기체가 분사될 때, 상기 배기부를 개방하도록 구성된 것을 특징으로 하는 증착 장치.

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