KR20040035906A - Ald 박막증착장치 및 그를 이용한 박막증착방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (18)
- 적어도 하나 이상의 기판이 수납되어 증착되는 반응용기(100);상기 반응용기(100)와 연결되는 제1반응가스라인(200);상기 반응용기(100)와 연결되는 제2반응가스라인(300);상기 반응용기(100) 내의 가스가 배기되는 배기라인(500)과;제1반응가스를 상기 제1반응가스라인(200)으로 공급하거나 상기 배기라인(500)으로 바이패스하는 제1반응가스공급부(210);제1퍼지가스를 상기 제1반응가스라인(200)으로 공급하거나 상기 배기라인(500)으로 바이패스하기 위한 제1퍼지가스공급부(220);제2반응가스를 상기 제2반응가스라인(300)으로 공급하거나 상기 배기라인(500)으로 바이패스하는 제2반응가스공급부(310)와, 제2메인퍼지가스를 상기 제2반응가스라인(300)으로 공급하거나 상기 배기라인(500)으로 바이패스하는 제2메인퍼지가스공급부(320)로 구성되는 적어도 둘 이상의 제2반응가스공급유니트(3120, 3120', 3120" ...);를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1반응가스공급부(210)는,제1반응가스인 오존을 발생하는 오존생성유닛(211)과, 상기 오존생성유닛(211)에서 발생된 오존의 흐름량을 제어하는 오존흐름량제어기(212)와, 상기 오존흐름량제어기(212)에서 상기 제1반응가스라인(200)으로의 오존의 흐름을 온/오프하는 제1피딩밸브(V4)와, 상기 오존흐름량제어기(212)에서 상기 반응용기(100)를 경유하지 않고 상기 배기라인(500)으로 오존의 흐름을 온/오프하는 제1피딩바이패스밸브(V5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1퍼지가스공급부(220)는,유입되는 제1퍼지가스(불활성가스)의 흐름량을 제어하는 제1퍼지가스흐름량제어기(222)와, 상기 제1퍼지가스흐름량제어기(222)에서 상기 제1반응가스라인(200)으로의 제1퍼지가스의 흐름을 온/오프하는 제1퍼지밸브(V6)와, 상기 제1퍼지가스흐름량제어기(222)에서 상기 배기라인(500)으로의 제1퍼지가스의 흐름을 온/오프하는 제1퍼지바이패스밸브(V7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제2반응가스공급부(310)는,제2반응가스의 액상 원료가 수용된 캐니스터(311)와, 상기 캐니스터(311)로 유입되는 캐리어가스(불활성가스)의 유량을 제어하는 캐리어가스흐름량제어기(312)와, 상기 캐니스터(311)에서 상기 제2반응가스라인(300)으로 제2반응가스의 흐름을 온/오프하는 제2피딩밸브(V9)와, 상기 캐니스터(311)에서 상기 배기라인(500)으로 제2반응가스의 흐름을 온/오프하는 제2반응가스바이패스밸브(V10)와, 상기 캐리어가스흐름량제어기(312)에서 상기 캐니스터(311)를 통과하지 않고 제2반응가스라인(300)으로의 캐리어가스의 흐름을 온/오프하는 캐니스터바이패스밸브(V11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제2메인퍼지가스공급부(320)는,유입되는 제2메인퍼지가스(불활성가스)의 흐름량을 제어하는 제2메인퍼지가스흐름량제어기(322)와, 상기 제2메인퍼지가스흐름량제어기(322)에서 상기 제2반응가스라인(300)으로의 제2메인퍼지가스의 흐름을 온/오프하는 제2메인퍼지밸브(V14)와, 상기 제2메인퍼지가스흐름량제어기(322)에서 상기 반응용기(100)를 경유하지 않고 상기 배기라인(500)으로의 제2메인퍼지가스의 흐름을 온/오프하는 제2메인퍼지바이패스밸브(V15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제2반응가스공급유니트(3120, 3120', 3120" ... ) 각각에는 상기 제2반응가스라인(300)으로의 가스의 흐름을 온/오프하는 메인밸브(V17, V17', V17"...)가 설치되는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착장치.
- 제1항 내지 제6항중 어느 한 항의 ALD 박막증착장치를 이용하는 것으로서,상기 제1반응가스공급부(210)로부터 상기 제1반응가스라인(200)으로 제1반응가스를 공급하고, 상기 제2메인퍼지가스공급부(320)로부터 상기 제2반응가스라인(300)으로 제1유량(h0)으로 설정된 제2메인퍼지가스를 공급하는 제1반응가스 피딩단계(S1);상기 제1반응가스라인(200)으로 제1반응가스의 공급을 중단하고 상기 제1퍼지가스공급부(220)에 의하여 제3유량(h2)으로 설정된 제1퍼지가스를 상기 제1반응가스라인(200)으로 공급하며, 상기 제2반응가스라인(300)으로 제1유량(h0)의 상기 제2메인퍼지가스를 계속 공급하는 제1반응가스 퍼지단계(S2);상기 제2반응가스공급부(310)로부터 상기 제2반응가스라인(300)으로 캐리어가스에 의하여 이송되는 제2반응가스를 공급하고, 상기 제1반응가스라인(200)으로 제3유량(h2)의 상기 제1퍼지가스를 계속 공급하는 제2반응가스 피딩단계(S3);상기 제2반응가스라인(300)으로 제2반응가스의 공급을 중단하고 상기 캐리어가스흐름량제어기(312)에 의하여 제2유량(h1)으로 설정된 캐리어가스를 상기 제2반응가스라인(300)으로 공급하며, 상기 제1반응가스라인(200)으로 제3유량(h2)의 상기 제1퍼지가스를 계속 공급하는 제2반응가스 퍼지단계(S4);로 구성되는 1차 ALD 싸이클을 적어도 2 회 이상 수행하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착방법.
- 제7항에 있어서,상기 제1차 ALD 싸이클을 통하여 상기 기판상에 1차 박막을 증착한 후 2차 박막을 증착할 때, 상기 제1차 박막을 증착할 때 열려있던 메인밸브(V17)를 닫고, 다른 메인밸브(V17', V17",...) 중 어느 하나를 열어 수행하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착방법.
- 제7항에 있어서,상기 제1반응가스공급부(210)에서 오존이 발생되는 상태에서 오존바이패스밸브(V3)와 오존생성유닛(211) 내부의 밸브(V1,V2)를 제외한 모든 밸브를 닫음으로써 실시되는 vacuum 퍼지단계를 상기 ALD 싸이클내에 모든 단계들(S1, S2, S3, S4) 사이의 임의의 경계에서 선별적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착방법.
- 적어도 하나 이상의 기판이 수납되어 증착되는 반응용기(100);상기 반응용기(100)와 연결되는 제1반응가스라인(200);상기 반응용기(100)와 연결되는 제2반응가스라인(300);상기 반응용기(100) 내의 가스가 배기되는 배기라인(500)과;제1반응가스를 상기 제1반응가스라인(200)으로 공급하거나 상기 배기라인(500)으로 바이패스하는 제1반응가스공급부(210);제1퍼지가스를 상기 제1반응가스라인(200)으로 공급하거나 상기 배기라인(500)으로 바이패스하기 위한 제1퍼지가스공급부(220);제2반응가스를 상기 제2반응가스라인(300)으로 공급하거나 상기 배기라인(500)으로 바이패스하는 제2반응가스공급부(310)와, 상기 제1반응가스라인(200) 및/또는 제2반응가스라인(300)으로 제2메인퍼지가스를 공급하는 제2메인퍼지가스공급부(320A)로 구성되는 적어도 둘 이상의 제2반응가스공급유니트(3120A, 3120A', 3120A", ...);를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착장치.
- 제10항에 있어서, 상기 제1반응가스공급부(210)는,제1반응가스인 오존을 발생하는 오존생성유닛(211)과, 상기 오존생성유닛(211)에서 발생된 오존의 흐름량을 제어하는 오존흐름량제어기(212)와, 상기 오존흐름량제어기(212)에서 상기 제1반응가스라인(200)으로의 오존의 흐름을 온/오프하는 제1피딩밸브(V4)와, 상기 오존흐름량제어기(212)에서 상기 반응용기(100)를 경유하지 않고 상기 배기라인(500)으로 오존의 흐름을 온/오프하는 제1피딩바이패스밸브(V5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착장치.
- 제10항에 있어서, 상기 제1퍼지가스공급부(220)는,유입되는 제1퍼지가스(불활성가스)의 흐름량을 제어하는 제1퍼지가스흐름량제어기(222)와, 상기 제1퍼지가스흐름량제어기(222)에서 상기제1반응가스라인(200)으로의 제1퍼지가스의 흐름을 온/오프하는 제1퍼지밸브(V6)와, 상기 제1퍼지가스흐름량제어기(222)에서 상기 반응용기(100)를 경유하지 않고 상기 배기라인(500)으로의 제1퍼지가스의 흐름을 온/오프하는 제1퍼지바이패스밸브(V7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착장치.
- 제10항에 있어서, 상기 제2반응가스공급부(310)는,제2반응가스의 원료가 수용된 캐니스터(311)와, 상기 캐니스터(311)로 유입되는 불활성가스의 유량을 제어하는 캐리어가스흐름량제어기(312)와, 상기 캐니스터(311)에서 상기 제2반응가스라인(300)으로 제2반응가스의 흐름을 온/오프하는 제2피딩밸브(V9)와, 상기 캐니스터(311)에서 상기 반응용기(100)를 경유하지 않고 상기 배기라인(500)으로 제2반응가스의 흐름을 온/오프하는 제2반응가스바이패스밸브(V10)와, 상기 캐리어가스흐름량제어기(312)에서 상기 캐니스터(311)를 통과하지 않고 제2반응가스라인(300)으로의 캐리어가스의 흐름을 온/오프하는 캐니스터바이패스밸브(V11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착장치.
- 제10항에 있어서, 상기 제2메인퍼지가스공급부(320A)는,유입되는 제2메인퍼지가스(불활성가스)의 흐름량을 제어하는 제2메인퍼지가스흐름량제어기(322), 상기 제2메인퍼지가스흐름량제어기(322)에서 상기 제1반응가스라인(200)으로의 제2메인퍼지가스의 흐름을 온/오프하는 제2a메인퍼지밸브(V14a)와, 상기 제2메인퍼지가스흐름량제어기(322)에서 상기 제2반응가스라인(300)으로의제2메인퍼지가스의 흐름을 온/오프하는 제2b메인퍼지밸브(V14b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착장치.
- 제10항에 있어서, 상기 제2반응가스공급유니트(3120A, 3120A', 3120A"...) 각각에는 상기 제2반응가스라인(300)으로의 가스의 흐름을 온/오프하는 메인밸브(V17a, 17a', 17a", ...)가 설치되는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착장치.
- 제10항 내지 제15항중 어느 한 항의 ALD 박막증착장치를 이용하는 것으로서,상기 제1반응가스공급부(210)로부터 상기 제1반응가스라인(200)으로 제1반응가스를 공급하고, 상기 제2메인퍼지가스공급부(320A)로부터 상기 제2반응가스라인(300)으로 제1유량(h0)으로 설정된 제2메인퍼지가스를 공급하는 제1반응가스 피딩단계(S1');상기 제1반응가스라인(200)으로 제1반응가스의 공급을 중단하고 상기 제1퍼지가스공급부(220)에 의하여 제3유량(h2)으로 설정된 제1퍼지가스를 상기 제1반응가스라인(200)으로 공급하며, 상기 제2반응가스라인(300)으로 제1유량(h0)의 상기 제2메인퍼지가스를 계속 공급하는 제1반응가스퍼지단계(S2');상기 제2반응가스공급부(310)로부터 상기 제2반응가스라인(300)으로 캐리어가스에 의하여 이송되는 제2반응가스를 공급하고, 상기 제2메인퍼지가스공급부(320A)로부터 상기 제1반응가스라인(200)으로 제1유량(h0)으로 설정된 제2메인퍼지가스를 공급하는 제2반응가스 피딩단계(S3');상기 제2반응가스라인(300)으로 제2반응가스의 공급을 중단하고 상기 캐리어가스흐름량제어기(312)에 의하여 제2유량(h1)으로 설정된 캐리어가스를 상기 제2반응가스라인(300)으로 공급하며, 상기 제1반응가스라인(200)으로 제1유량(h0)의 상기 제2메인퍼지가스를 계속 공급하는 제2반응가스퍼지단계(S4');로 구성되는 1차 ALD 싸이클을 적어도 2 회 이상 수행하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착방법
- 제16항에 있어서,상기 제1차 ALD 싸이클을 통하여 상기 기판상에 1차 박막을 증착한 후 2차 박막을 증착할 때, 상기 제1차 박막을 증착할 때 열려있던 메인밸브(V17a)를 닫고, 다른 메인밸브(V17a', V17a", ...)중 어느 하나를 열어 수행하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착방법.
- 제16항에 있어서,상기 제1반응가스공급부(210)에서 오존이 발생되는 상태에서 오존바이패스밸브(V3)와 오존생성유니(211)의 밸브(V1, V2)를 제외한 모든 밸브를 닫음으로써 실시되는 vacuum 퍼지단계를 상기 ALD 싸이클내에 모든 단계들(S1', S2', S3', S4') 사이의 임의의 경계에서 선별적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 ALD 박막증착방법.
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