KR20110056528A - 원자층 증착 장치 및 방법 - Google Patents

원자층 증착 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110056528A
KR20110056528A KR1020117006764A KR20117006764A KR20110056528A KR 20110056528 A KR20110056528 A KR 20110056528A KR 1020117006764 A KR1020117006764 A KR 1020117006764A KR 20117006764 A KR20117006764 A KR 20117006764A KR 20110056528 A KR20110056528 A KR 20110056528A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
precursor
gas
substrate surface
substrate
deposition
Prior art date
Application number
KR1020117006764A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101714091B1 (ko
Inventor
디에데릭 잔 마스
밥 반 소메른
액셀 세바스티안 렉스몬드
카롤루스 아이다 마리아 안토니우스 스피
안토니에 엘러트 뒤스테르윈켈
아드리아누스 요하네스 페트루스 마리아 베르미어
Original Assignee
네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오
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 네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오 filed Critical 네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오
Publication of KR20110056528A publication Critical patent/KR20110056528A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101714091B1 publication Critical patent/KR101714091B1/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
    • C23C16/455—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
    • C23C16/45551—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction for relative movement of the substrate and the gas injectors or half-reaction reactor compartments
    • 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
    • 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
    • C23C16/45519—Inert gas curtains
    • 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
    • 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
    • C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • 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
    • 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
    • C23C16/545—Apparatus specially adapted for continuous coating for coating elongated substrates

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)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

기판(6)의 표면(4) 위에 원자층 증착을 위한 장치(2). 상기 장치(2)는 전구체 분사 헤드(10)를 포함하고, 상기 전구체 분사 헤드(10)는 사용 시 전구체 공급부(12) 및 전구체 분사 헤드(10)와 기판 표면(4)에 의해 경계가 지어지는 증착 공간(14)을 포함한다. 전구체 분사 헤드(10)는 기판 표면(4)에 접촉하기 위해 증착 공간(14) 내로 전구체 공급부(12)로부터 전구체 가스를 분사하도록 배열된다. 장치(2)는 기판 표면(4)의 평면 내에서 기판(6)과 증착 공간(14) 사이에 상대 이동을 위해 배열된다. 장치(2)에는 기판 표면(4)에 인접한 증착 공간(14)으로 분사된 전구체 가스를 한정하도록 배열된 한정 구조(26)가 제공된다.

Description

원자층 증착 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ATOMIC LAYER DEPOSITION}
본 발명은 기판의 표면에 원자층을 증착하는 장치와 관련된다. 나아가, 본 발명은 기판의 표면에 원자층을 증착하는 방법과 관련된다.
원자층 증착은 타겟 물질의 단일분자막을 증착하는 방법으로 알려져 있다. 원자층 증착이 적어도 2개의 공정 단계를 취한다는 점에서 원자층 증착은 화학적 증착과 다르다. 이러한 공정 단계의 첫 단계는 기판 표면에 전구체 가스(precursor gas)의 적용을 포함한다. 이러한 공정 단계의 두 번째 단계는 타겟 물질의 단일분자막을 형성하기 위하여 전구체 물질의 반응을 포함한다. 원자층 증착은 층 두께 조절을 우수하게 할 수 있다는 이점을 갖는다. 그러나 원자층 증착의 알려진 방법은 전구체 가스의 비효율적인 사용을 보여준다. 전형적으로, 전구체 가스의 반 이상이 낭비된다. 전구체 가스가 매우 비싸기 때문에 이것은 문제가 있다.
본 발명의 목적은 전구체 가스의 사용을 개선할 수 있는 원자층 증착 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은 기판의 표면에 원자층을 증착하는 장치를 제공하며, 상기 장치는 전구체 분사 헤드를 포함하고, 전구체 분사 헤드는 사용시 전구체 분사 헤드 및 기판 표면 경계를 짓는 전구체 공급부 및 증착 공간을 포함하고, 전구체 분사 헤드는 기판 표면에 접하기 위해 전구체 공급부로부터 증착 공간 내로 전구체 가스를 분사하도록 배열되며, 상기 장치는 기판 표면의 평면 내에서 증착 공간과 기판 사이에서 상대 운동을 하도록 배열되고, 상기 장치에는 기판 표면에 인접한 증착 공간에 분사된 전구체 가스를 한정하기(confine) 위해 배열된 한정 구조가 제공된다. 이러한 방식으로, 분사된 전구체 가스는 기판 표면에 인접한 증착 공간에 한정될 수 있다. 그러한 한정은 전구체 가스의 사용된 양을 감소시킨다. 기판 표면에 인접한 증착 공간에 전구체 가스를 한정하는 것은 또한 장치 위에 그리고/또는 기판 표면에 반대되는 기판의 후면 위에 원하지 않는 전구체 증착의 결과인 장치의 오염을 감소시킨다. 이는 오염을 감소시키기 위한 세정 단계를 예방한다.
기판 표면에 인접한 증착 표면에 한정된 전구체 가스는, 바람직하게 전구체 가스가 기판 표면의 한정 거리 내에 한정됨을 의미한다. 한정 거리는 예를 들어 기껏해야 기판 표면의 최대 치수 및 최소 치수 중 하나지만, 또한 기판의 두께일 수 있다. 그러한 치수는 기판 표면의 지름 또는 폭일 수 있다.
또는, 한정 거리는 예를 들어 기껏해야 최대 치수 및 최소 치수 중 하나의 일부분이며, 예를 들어 상기 일부분은 0.1, 0.2, 0.3 또는 0.8과 같다. 또는, 한정 거리는 예를 들어 최대 치수 및 최소 치수 중 하나보다, 예를 들어 기껏해야 1.2, 1.5, 1.8, 2, 2.5, 3 또는 10배 더 크다. 또한 또는 추가적으로, 기판 표면에 인접한 증착 공간에 한정된 전구체 가스는 전구체 가스가 기판 표면의 평면을 따라 대체로 길쭉한, 예를 들어 평면인, 공간 내에 한정됨을 의미할 수 있다. 여기서, 기판 표면은 기판 테이블 또는 다른 기판 지지 수단 내 이러한 표면의 평면 연장부를 포함할 수 있어서, 헤드는 기판 위 가장자리들 위로 자유롭게 이동한다. 또한 또는 추가적으로, 기판 표면에 인접한 증착 공간에 한정된 전구체 가스는 전구체 가스가, 사용 시, 기판 표면을 따라 가상 평면을 통해 지나가지 않음을 의미할 수 있다. 또한 또는 추가적으로, 기판 표면에 인접한 증착 공간에 한정된 전구체 가스는 증착 공간이 기판 표면의 평면을 따르는 방향 내에서 기판으로부터 멀리 연장하지 않음을 의미할 수 있다.
증착 공간에 전구체 가스를 한정하는 것은, 예를 들어 증착 공간 내 전구체 가스 압력 또는 증착 공간 내 전체 압력과 같은, 증착 공간 내 압력의 제어를 가능하게 한다. 게다가 상기 장치는 증착 공간 압력 제어기를 포함할 수 있다. 증착 공간 내 압력은 증착 공간의 외부 압력에 독립되게, 및/또는 다르게, 제어될 수 있다. 이러한 방식으로, 증착 공간 내 기설정된 압력은 바람직하게 원자층 증착 공정을 최적화하도록 설정될 수 있다.
상기 장치의 사용에서, 증착 공간은 기판 표면에 의해 경계가 지어진다. 이러한 방식으로 기판은 전구체 가스를 한정하도록 돕는 것이 명백할 것이다. 바람직하게, 기판에 의한 그러한 한정은 기판 표면을 따라 가상 평면을 통하는 전구체 가스 흐름이 대체로 방지되는 것을 보증한다.
기판의 평면 내에서의 기판과 증착 공간 사이의 상대적 움직임, 및 증착 공간에 분사된 전구체 가스를 한정하는 것의 조합은, 또한 전구체 가스의 효율적인 사용을 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 전구체 가스의 부피는 기판 표면 위로 효율적으로 분배될 수 있어서, 전구체 가스 분자가 증착 공간 내에 분사된 후에 기판 표면에 부착되는 확률을 향상시킨다.
상기 장치는 기판 표면의 평면 내에서 기판 및 증착 공간 사이의 상대적 움직임을 위해 배열된다. 일 실시예에서, 사용 시 증착 표면은 기판 표면의 평면 내에서 움직임이 없는데 반해 기판은 움직인다. 다른 실시예에서, 사용 시 증착 공간은 기판 표면의 평면 내에서 움직이는데 반해 기판은 움직임이 없다. 다른 실시예에서, 증착 공간 및 기판 양자 모두 사용 시 기판 표면의 평면 내에서 움직인다.
한정 구조가 전구체 분사 헤드의 하나 이상의 분사 부분들에 의해 형성될 수 있음이 명백할 것이다.
일 실시예에서, 사용 시 증착 공간은, 바람직하게 전구체 분사 헤드에 의해서만, 한정 구조에 의해서, 그리고 기판 표면에 의해서 경계가 지어진다. 이는 전구체 가스의 사용 효율을 더 향상시킨다.
US 2007/0218702는 원자층 증착을 위한 회전 서셉터를 가진 반도체 공정 장치를 개시한다. US 2007/0218702는 원자층 증착에서 긴 퍼지 시간 문제를 해결할 목적을 가지고 전구체 가스의 비효과적 사용 문제에 대해서는 언급하지 않는다. US 2007/0218702의 반도체 공정 장치에서, 전구체 가스는 반도체 기판을 운반하는 서셉터 주위의 비교적 큰 공간을 채운다. 반도체 공정 장치는 반도체 기판으로부터 멀어지도록 전구체가스를 배출하기 위해 배열된다. 또한, 배기와 분사는 반도체 기판의 다른 측면들에 위치한다. 결과적으로, 전구체 가스는 US 2007/0218702의 반도체 공정 장치의 사용 시 반도체 기판 표면에 인접하게 한정되지 않는다.
일 실시예에서, 상기 장치는 또한 기판 표면 밖의 평면 내에서 기판 및 전구체 분사 헤드 사이에서 상대 운동을 위해 배열되고, 전구체 분사 헤드는 전구체 분사 헤드와 기판 표면 사이에서 가스를 분사하기 위한 가스 분사기를 더 포함하여서, 가스는 가스-베어링(gas-bearing) 층을 형성한다. 또한 또는 추가적으로, 가스 분사기는 기판에 기계적으로 부착된 기판 홀더 및 전구체 분사 헤드 사이에서 가스를 분사하기에 적합하여서, 가스는 가스-베어링 층을 형성한다.
기판 표면 밖의 평면 내에서의 움직임은 분사된 전구체 가스를 한정하는 것을 돕는다. 가스-베어링 층은 전구체 분사 헤드가 기판 표면 및/또는 기판 홀더 가까이에, 예를 들어 50마이크로미터 또는 15마이크로미터 내에, 예를 들어 3 내지 10마이크로미터의 범위 내에, 예를 들어 5 마이크로미터로, 접근하도록 한다. 전구체 분사 헤드의 기판 표면 및/또는 기판 홀더로의 그러한 근접 접근은 증착 공간으로 전구체 가스의 한정을 가능하게 하며, 증착 공간 밖으로의 전구체 가스가 빠져나가는 것은 근접 접근 때문에 어렵기 때문이다. 사용 시 증착 공간 경계를 짓는 기판 표면은 전구체 분사 헤드의 기판 표면으로의 근접 접근을 가능하게 할 것이다. 바람직하게, 기판 표면은, 사용 시, 전구체 분사 헤드와 기계적으로 자유롭게 접한다. 그러한 접촉은 기판을 쉽게 손상시킬 수 있다.
선택적으로, 전구체 공급부는 가스 분사기를 형성한다. 그러나, 일 실시예에서, 가스 분사기는 가스-베어링 층을 만들기 위해 베어링-가스 주입기에 의해 형성되고, 베어링-가스 주입기는 전구체 공급부로부터 분리되어 있다. 베어링 가스를 위한 그러한 분리된 주입기를 가지는 것은, 예를 들어 증착 공간 내 전구체 가스 압력과 같은, 다른 가스 압력으로부터 떨어진 가스-베어링 층 내의 압력 제어를 가능하게 한다. 예를 들어, 사용 시 전구체 가스 압력은 가스-베어링 층 내 압력보다 낮을 수 있다. 선택적으로, 전구체 가스 압력은, 예를 들어 0.01로부터 100밀리바(millibar) 범위 내, 선택적으로는 0.1로부터 1 밀리바까지의 범위 내와 같이, 대기압 아래에 있다. 발명자에 의해 수행된 수치적 시뮬레이션들은 후자 범위 내에서 빠른 증착 공정이 얻어질 수 있음을 보여준다. 증착 시간은 일반적으로 평평한 기판에 대해서는 10마이크로초(microsecond)일 수 있고, 예를 들어 화학적 동역학(kinetics)이 비교적 빠를 때, 트렌치(trench)된 기판에 대해서는 20마이크로초일 수 있다. 증착 공간 내 전체 가스 압력은 일반적으로 10밀리바이다. 전구체 가스 압력은, 예를 들어 전구체의 휘발성과 같은, 전구체의 특성들에 기초하여 선택될 수 있다. 특히 0.01 내지 100밀리바 범위에 있는, 대기압 아래의 전구체 가스 압력은, 특히 넓은 휘발성 범위를 가진 전구체들과 같은, 넓은 범위의 전구체들의 사용을 가능하게 한다.
사용 시 가스-베어링 층은 일반적으로 기판 표면을 향하는 전구체 분사 헤드의 근접 접근의 결과로서 가스-베어링 층 내 압력의 강한 증가를 보여준다. 예를 들어, 다른 사정 변화가 없다면, 예를 들어 기판 표면으로부터 50마이크로미터의 위치로부터 기판 표면으로부터 25마이크로미터의 위치까지와 같이, 전구체 분사 헤드가 기판에 두 배 근접하게 움직일 때, 사용 시 가스-베어링 층 내 압력은 적어도 두 배, 예를 들어 일반적으로 8배 증가한다. 바람직하게, 사용 시 가스-베어링 층의 강성(stiffness)은 103 및 1010 뉴턴 퍼 밀리미터(Newton per millimeter) 사이지만, 또한 이러한 범위 밖일 수 있다.
일 실시에에서, 상기 장치는 기판 표면을 향하도록 된 전구체 분사 헤드 상에 프리스트레스(prestressing force)을 가하도록 배열된다. 가스 분사기는 가스-베어링 층 내 압력을 제어함으로써 프리스트레스에 대항하도록 배열될 수 있다. 사용 시, 프리스트레스는 가스-베어링 층의 강성을 증가시킨다. 그러한 증가된 강성은 기판 표면의 평면 밖의 원하지 않는 움직임을 감소시킨다. 결과적으로, 전구체 분사 헤드는, 기판 표면 접촉 없이, 기판 표면에 더 근접하게 작동될 수 있다.
일 실시예에서, 전구체 분사 헤드에는 돌출부들이 제공되고, 사용 시, 가스-베어링 층은 돌출부들 및 기판 사이에 형성되고/또는 돌출부들 및 기판 홀더의 기판 홀더 표면 사이에 형성된다. 결과적으로, 가스-베어링 층의 두께는, 기판 표면 바깥 평면 내에서 측정된, 증착 공간의 두께보다 작다. 그러한 전구체 분사 헤드는 효율적인 것으로 고려된다. 그러한 효율성은 예를 들어, 본 실시에에서, 원자층 증착 동안 사용된, 가능한 반응, 가스들로부터 전구체 가스를 더 잘 분리해 낼 수 있는 가능성에 뒤따른다. 그러한 효율성의 다른 예로서, 사용 시 이러한 실시예는 가스-베어링 층에서 분사 헤드와 기판 사이의 거리와 다른, 증착 공간에서, 분사 헤드와 기판 사이의 거리를 가진다. 이는 예를 들어 증착 공간에서 전구체 가스 분자들의 더 큰 체류 시간을 가능하게 하여서, 기판 위의 증착을 위한 기회가 증가된다. 이는 전구체 가스의 더 효율적인 사용을 유도할 수 있다. 발명자에 의해 수행된 계산들과 실험들은, 본 실시예에서, 가스-베어링 층이 3 내지 7마이크로미터, 일반적으로 5마이크로미터 내에 있을 수 있음을 보여준다.
일 실시예에서, 돌출부들에 베어링-가스 공급부가 제공되고 베어링-가스 공급부를 포함할 수 있는 베어링-가스 분사기가 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 가스-베어링 층은 돌출부들과 기판 사이에, 및/또는 돌출부들과 기판 홀더의 기판 홀더 표면 사이에 형성될 수 있다. 바람직하게, 사용 시 베어링-가스 공급부는 기판 표면 및/또는 기판 홀더의 기판 홀더 표면을 향한다.
바람직하게, 상기 장치는 가스-베어링 층 내 베어링 가스 압력을 제어하기 위한 가스-베어링 층 압력 제어기를 포함하고, 베어링 가스 압력에 대항하는 압축 압력을 설정함으로서 프리스트레스를 제공하도록 배열된 압축 압력 제어기를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 장치는 증착 공간 내 전체 압력을 제어하기 위한 증착 공간 압력 제어기, 및 가스-베어링 층 내 압력을 제어하기 위한 가스-베어링 층 압력 제어기를 포함하고, 가스-분사기는 전구체 공급부로부터 떨어진 가스-베어링 분사기에 의해 형성되고, 증착 공간 압력 제어기는 증착 공간 내 전체 압력을 설정함으로써 프리스트레스를 제공하기 위해 베열되며, 가스-베어링 층 압력 제어기는 증착 공간 내 전체 압력 위 가스-베어링 층 내 압력을 제공하기 위해 배열된다. 프리스트레스는 전구체 분사 헤드의 외부 환경 내 압력 아래에 있는 증착 공간 내 전체 가스 압력에 의해 형성될 수 있다. 본 실시예는, 발명자들에 의해 수행된 수치 시뮬레이션에서 확인되는 바와 같이, 증착 공간 내 전체 가스 압력과 전구체 가스 압력에 대한 바람직한 값들을 조합한다. 또한 또는 바람직하게, 프리스트레스는 프리스트레스를 생성하기 위해 전구체 분사 헤드에 중량을 가함으로써 자기적으로(magnetically) 및/또는 중력적으로(gravitationally) 형성될 수 있다. 또한 또는 바람직하게, 프리스트레스는 스프링 또는 다른 탄성 요소에 의해 형성될 수 있다. 또한 또는 바람직하게, 프리스트레스는, 증착 공간 내 압력과 별개로, 예를 들어 진공과 같은, 전구체 분사 헤드의 외부 환경 내 압력 아래에 있는 가스를 전구체 분사 헤드와 기판 사이에서 형성함으로써 가해질 수 있다. 따라서, 압축 압력은 베어링 가스 압력에 대항하는 압축 압력을 설정함으로써 프리스트레스를 제공하기 위해 가해질 수 있다.
일 실시예에서, 전구체 공급부는 증착 공간의 길이 방향에 대한 가로 방향으로 전구체 가스의 흐름을 위해 배열된다. 일 실시예에서, 전구체 공급부는 적어도 하나의 전구체 공급 슬릿에 의해 형성되고, 증착 공간의 길이 방향은 적어도 하나의 전구체 공급 슬릿을 따라 방향이 정해진다. 바람직하게, 전구체 분사 헤드는 적어도 하나의 전구체 공급 슬릿의 길이 방향에 대해 가로 방향으로 전구체 가스의 흐름을 위해 배열된다. 이는 공급 슬릿을 따라 대체로 일정하게 전구체 가스의 집중을 가능하게 하고, 기판 표면에 전구체 가스의 부착 결과로서 집중 증감(concentration gradient)이 일어날 수 없기 때문이다. 전구체 가스의 집중은 바람직하게 원자층 증착을 위해 필요한 최소 집중 약간 위에서 선택된다. 이는 전구체 가스의 효율적 사용을 부가한다. 바람직하게, 기판 표면의 평면 내 증착 공간 및 기판 사이의 상대 운동은 적어도 하나의 전구체 공급 슬릿의 길이방향에 가로 방향이다.
일 실시예에서, 한정 구조는, 분사된 전구체 가스의 체력 흐름율에 비해 외부 흐름 경로를 따라 전구체 가스의 체력 흐름율을 대체로 방해하기 위해, 사용 시, 외부 환경에 기판 및 전구체 분사 헤드 사이에서 배열된 외부 흐름 경로를 따르는 전구체 가스를 위한 흐름 벽(barrier)에 의해 형성된다. 바람직하게, 흐름 벽은, 가스-베어링 층에 의해 가능한, 기판 표면 및/또는 기판 홀더로의 전구체 분사 헤드의 근접 접근에 의해 달성된다. 한정 구조의 변형들이 흐름 벽에 한정되는 것이 아니더라도, 흐름 벽은 한정 구조의 효율적인 변형을 형성한다. 외부 환경은 전구체 분사 헤드의 경계가 기판 표면의 평면으로부터 빗나가지만, 증착 공간 외부에서, 전구체 분사 헤드와 기판 평면 사이에 위치될 수 있는, 전구체 분사 헤드 외부의 환경일 수 있다.
이러한 환경의 사용에서, 흐름 벽은 대체로 분사된 전구체 가스의 체력 흐름율에 비해 외부 흐름 경로를 따르는 전구체 가스의 체력 흐름율을 방해한다. 그러한 방해는, 예를 들어 전구체 가스와 함께 증착 공간을 채우는 동안, 분사된 전구체 가스의 체적 흐름율에 비해 외부 흐름 경로를 따르는 전구체 가스의 체적 흐름율을 대체로 낮출 수 있다. 게다가, 방해는 충전 후 정상 상태(steady state) 작동 동안 증착 공간 내 상승된 전체 가스 압력 및/또는 상승된 전구체 가스 압력으로 장치를 작동시킬 수 있게 한다. 그러한 상승된 가스 압력은 예를 들어 1.2 내지 20 바, 특히 3 내지 8 바 범위일 수 있다. 일반적으로 더 강한 흐름 벽은 더 높이 상승된 압력을 유도한다. 상승된 전구체 가스 압력은 기판 표면 상에 전구체 가스의 증착 속도를 증가시킨다. 전구체 가스의 증착이 원자층 증착의 중요한 속도-한정 공정을 종종 형성하기 때문에, 본 실시예는 원자층 증착 속도를 증가시키게 한다. 공정 속도는 예를 들어, 실제로 일어날 수 있는, 다수의 원자층들을 포함하는 구조를 만드는데 상기 장치가 사용될 때 중요하다. 속도 증가는, 예를 들어 10 나노미터 내지 10 나노미터 이상의 값들, 예를 들어 20 내지 50 나노미터 또는 일반적으로 100나노미터와 같은, 비용-효과적인 방법으로 원자층 증착에 의해 가해질 수 있는 구조의 최대 층 두께를 증가시킨다. 따라서 상기 장치는 원자층 증착의 새로운 적용을 가능하게 할 것이다.
일 실시예에서, 가스-베어링 층은 한정 구조, 특히 흐름 벽을 형성한다. 본 실시예에서, 외부 흐름 경로는 적어도 부분적으로 가스-베어링 층을 통해 유도할 수 있다. 가스-베어링 층이 한정 구조 및/또는 흐름 벽의 다소 효과적인 버전을 형성하기 때문에, 외부 흐름 경로를 거치는 전구체 가스의 손실은 방지될 수 있다.
일 실시예에서, 흐름 벽은 한정 가스 커튼 및/또는 외부 흐름 경로 내 한정 가스 압력에 의해 형성된다. 이는 흐름 벽을 형성하기 위한 신회할 수 있고 다목적인 선택을 형성한다. 한정 가스 커튼 및/또는 압력을 형성하는 가스는 또한 적어도 부분적인 가스-베어링 층을 형성할 수 있다. 또한 또는 추가적으로, 흐름 벽은 전구체 분사 헤드에 부착된 유체 구조에 의해 형성된다. 바람직하게, 그러한 유체 구조는 80℃, 200℃, 400℃ 및 600℃ 중 하나까지의 온도를 견딜 수 있는 유체로 만들어진다. 그러한 유체들은 당업자에게 알려져 있다.
일 실시예에서, 흐름 벽은 전구체 분사 헤드 및 기판 사이에 및/또는 전구체 분사 헤드 및 기판 표면의 평면 내에서 기판 표면으로부터 연장하는 표면 사이의 흐름 간격에 의해 형성되고, 외부 흐름 경로를 따라는 흐름 간격의 두께 및 길이는 분사된 전구체 가스의 체적 흐름율에 비해 외부 흐름 경로를 따르는 전구체의 체적 흐름율을 대체로 방해하도록 선택된다. 바람직하게, 그러한 흐름 간격은 동시에, 적어도 부분적인 외부 흐름 경로를 형성한다. 바람직하게, 흐름 간격의 두께는 가스-베어링 층에 의해 결정된다. 본 실시예에서 작은 양의 전구체 가스가 외부 흐름 경로를 따라 증착 공간의 외부로 흐를 수 있더라도, 흐름 벽을 형성하기 위한 다소 복잡하지 않은 효과적인 선택사항을 가능하게 한다.
일 실시예에서, 증착 공간은 기판 표면의 평면 내에서 길쭉한 형상을 가진다. 기판 표면에 가로방향인 증착 공간의 치수는, 예를 들어 적어도 5 배 또는 적어도 50배와 같이, 기판 표면의 평면 내 증착 공간의 하나 이상의 치수들보다 상당히 작다. 길쭉한 형상은 평면 또는 곡선형일 수 있다. 그러한 길쭉한 형상은 증착 공간 내 분사되는데 필요한 전구체 가스의 부피를 줄여서, 분사된 가스의 효율을 향상시킨다. 증착 공간의 충전 및 비움을 위한 더 짧은 시간을 또한 가능하게 하여서, 전체 원자층 증착 공정의 속도를 증가시킨다.
일 실시예에서, 상기 장치의 증착 공간은, 바람직하게는 50마이크로미터보다 작은, 더 바람직하게는, 예를 들어 3마이크로미터와 같은, 15마이크로미터보다 작은 최소 두께를 가지는, 기판 표면 및 전구체 분사 헤드 사이의 증착 간격에 의해 형성된다. 흐름 간격은 유사한 치수들을 가질 수 있다. 50마이크로미터보다 작은 최소 두께를 가지는 증착 공간은 전구체 가스의 다소 효과적인 사용을 유도하는 다소 좁은 간격을 가능하게 하고, 동시에 증착 공간과 기판 표면의 평면 내 기판 사이의 상대 운동을 가능하게 하는 위치 시스템(positioning system)의 기판 표면 외부 평면 내의 일탈의 엄격한 조건을 피하게 한다. 이러한 방식으로 위치 시스템은 더 저가일 수 있다. 15마이크로미터보다 작은 증착 간격의 최소 두께는 전구체 가스의 효과적인 사용을 더 향상시킨다.
가스-베어링 층은, 예를 들어 10 마이크로미터 주위 또는 3마이크로미터 가까운, 예를 들어 50마이크로미터보다 작거나 15마이크로미터보다 작은 최소 두께를 가지는, 비교적 작은 흐름 간격 및/또는 증착 간격을 가능하게 한다.
일 실시예에서, 전구체 분사 헤드는 전구체 드레인을 더 포함하고 전구체 공급부로부터 증착 공간을 거쳐 전구체 드레인(drain)으로 전구체 가스를 분사하도록 배열된다. 전구체 드레인의 존재는 증착 공간을 통해 연속적인 흐름 가능성을 제공한다. 연속적인 흐름에서, 전구체 가스의 흐름을 조절하기 위한 고-속도 값들이 생략될 수 있다. 바람직하게, 전구체 드레인으로부터 전구체 공급부로의 거리는 상기 장치의 사용 동안 고정된다. 바람직하게, 사용 시 전구체 드레인 및 전구체 공급부는 모두 기판 표면을 향한다. 전구체 드레인 및/또는 전구체 공급부는 각각 전구체 드레인 개구 및/또는 전구체 공급부 개구에 의해 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 장치는 전구체 드레인으로부터 드레인 흐름 경로를 가지고, 사용 시 흐름 벽 및 흐름 저항 및/또는 드레인 흐름 경로를 따르는 가스 압력은 외부 흐름 경로를 따르는 전구체 가스의 체적 흐름율에 비해 드레인 흐름 경로를 따르는 전구체 가스의 체적 흐름율을 대체로 수월하게 하도록 배열된다. 이는 외부 환경으로의 전구체 가스의 손실을 감소시킨다. 드레인을 통해 증착 공간의 외부로 흐르는 전구체 가스는 수집되고 재사용될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 장치는, 산화와 같은, 반응을 위한 반응 공간 내에서 예를 들어 산화가스, 플라즈마, 레이저-발생 방사선, 및 자외선 방사선과 같은, 적어도 하나의 반응 가스, 및 기판 표면의 적어도 일부 위에 원자층을 얻기 위해 기판 표면의 적어도 일부분 위에 전구체 가스의 증착 후에 반응 가스와 함께하는 전구체를 제공하도록 배열된다. 반응 공간은 증착 공간과 일치할 수 있지만, 바람직하게 증착 공간과 분리된다. 그러한 분리된 반응 공간은 증착된 전구체의 잘-제어된 반응을 가능하게 하고 반응된 전구체 가스에 의해 형성된 증착 공간 내 원하지 않은 파티클들의 형성을 방지한다.
증착된 전구체를 반응시키기 위한 플라즈마의 사용은 비교적 낮은 온도에서 반응할 수 있음이 주목된다. 이는 플라스틱, 유연할 수 있는, 기판들에 중요할 수 있다. 게다가, 플라즈마는 비교적 넓은 범위의 압력에서 생성될 수 있다. 결과적으로, 증착된 전구체를 반응시키기 위한 플라즈마의 사용은 장치의 공정 위도우를 증가시킨다. 예를 들어, 가스-베어링 층 내의 압력 및/또는 증착 공간 내 전구체 가스 압력은 넓은 가스 범위로부터 선택될 수 있다. 이는 예를 들어 모든 플라즈마 압력, 전구체 가스압력, 및 가스-베어링 층 내 압력이 기판 표면 및/또는 기판 홀더로의 전구체 분사기의 접근에 영향을 미치는 것이 실현될 때 이해될 수 있다. 그러므로, 상기 장치가 기판 표면의 적어도 일부 위에 원자층을 얻기 위해 기판 표면의 적어도 일부 위에 전구체 가스의 증착 후에 반응 가스와 전구체를, 예를 들어 산화와 같은, 반응을 위한 반응 공간 내에서 플라즈마를 제공하기 위해 배열되는 본 실시예는 상기 장치가 전구체 분사 헤드와 기판 표면의 외부 평면 내 기판 사이의 상대적 움직임을 위해 배열되고, 전구체 분사 헤드는 전구체 분사 헤드와 기판 표면 사이에서 가스를 분사하기 위한 가스 분사기를 더 포함하여, 가스가 가스-베어링 층을 형성하는 일 실시예를 조합한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 기판 표면 위에 원자층을 증착하기 위한 장치가 제공되고, 상기 장치는 전구체 분사 헤드를 포함하고, 전구체 분사 헤드는 전구체 공급부 및 사용 시 전구체 분사 헤드와 기판 표면에 의해 경계가 지어지는 증착 공간을 포함하며, 전구체 분사 헤드는 기판 표면과 접촉하기 위해 전구체 공급부로부터 증착 공간 내로 전구체 가스를 분사하도록 배열되고, 상기 장치는 기판 표면의 평면 내에서 증착 공간과 기판 사이에서의 상대적 움직임을 위해 배열되며, 상기 장치는 기판 표면의 일부 위에 원자층을 얻기 위해 기판 표면 일부 위에 전구체 가스의 증착 후 반응 가스와 전구체를 산화와 같은 반응을 시키기 위한 반응 공간 내 플라즈마를 제공하도록 배열된다. 제1 측면에 따르는 장치는 바람직하게 반응 공간을 포함한다. 그것은 기판 표면의 일부 위에 원자층을 얻기 위해 기판 표면의 일부 위에 전구체 가스의 증착 후 반응 가스와 전구체를 반응시키기 위한 반응 공간 내 플라즈마를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 방식으로 원자층은 상기 장치를 이용함으로써 제어된 방식으로 형성될 수 있다. 더 구체적으로 이러한 제1 측면에 따르는 상기 장치는 기판 위에 원자층 증착의 훌륭한 방법을 가능하게 한다. 더 구체적으로, 반응 공간 및 기판 사이의 상대적 움직임으로 인해, 그리고 표면의 일부가 하나의 움직임에서 반응하기 때문에, 다소 균일하게 증착된 층이 얻어질 수 있음이 명백할 것이다. 이러한 방식으로 기판 표면 위에 불균일한 플라즈마의 일반적인 문제가 크게 예방될 수 있다. 이러한 제1 측면에 따르면, 한정 구조가 존재할 수 있더라도, 그것이 생략될 수 있음이 더 주목된다. 바람직하게, 사용 시 반응 공간은 전구체 분사 헤드 및 기판 표면에 의해 경계가 지어지는 것이 더 명백할 것이다. 종래 기술에 관해서, 다공성 재료와 같은, 디퓨저(diffuser)를 거쳐 반응 가스를 반응 공간으로 제공하도록 배열되고 반응 공간을 가지는 원자층 증착을 위한 알려진 장치는 반응 공간으로 플라즈마를 제공하는데 사용할 수 없음이 주목되며, 이는 디퓨저가, 예를 들어 플라즈마의 잔광(afterglow)의 반응과 같은 플라즈마의 반응과 같은, 플라즈마의 양을 상당히 감소시키기 때문이다. 이렇나 문제를 극복하기 위해, 더 일반적으로, 상기 장치에는 바람직하게 반응 공급부를 거쳐 분사된 플라즈마에 대한 방해물에 대체로 자유로운 반응 공급부가 제공된다. 그러한 방해물은 플라즈마와 반응할 수 있다. 이러한 방식으로, 플라즈마는 플라즈마의 연속 체적 내에서 반응 공간에 제공될 수 있다.
아래 또는 위에서 언급된 실시예들은 본 발명에 따른 한정 구조가 제공된 장치에 관한 것일 수 있고, 제1 측면에 따른 장치에 관한 것일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 장치에는 전구체 공급부, 반응물 공급부, 증착 공간 및 반응 공간을 포함하는 원자층 증착 헤드가 제공되고, 상기 장치는 기판 표면의 평면 내에서 원자층 증착 헤드 및 기판 사이에서 상대적이 ㄴ움직임을 위해 배열된다. 그러한 원자층 증착 헤드는, 산화 및 수소첨가와 같은, 전구체의 적용 및 반응을 통합한다. 증착 공간 및 기판 사이의 상대적 움직임은, 본 실시예에서, 원자층 증착 헤드 및 기판 사이의 상대적 움직임에 의해 달성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 장치는 증착 공간에 인접하게 버퍼 가스 커튼을 제공하도록 배열되고, 버퍼 가스는 대체로 전구체 가스에 대해 대체로 불활성이며, 버퍼 가스 커튼의 흐름율, 흐름 방향, 및 위치는 버퍼가스와 다른 가스와 전구체 가스의 혼합을 대체로 방지하도록 배열된다. 그러한 버퍼 가스 커튼은 기판 표면 위에 증착될 수 있는 원하지 않는 파티클들의 형성을 방지하는 것을 돕는다. 버퍼 가스 커튼을 형성하는 가스는 또한 가스-베어링 층의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 전구체 드레인은 적어도 하나의 전구체 드레인 슬릿에 의해 형성된다. 적어도 하나의 전구체 드레인 슬릿 및/또는 적어도 하나의 전구체 공급부 슬릿은 다수의 개구들을 포함할 수 있거나, 적어도 하나의 슬릿을 포함할 수 있다. 슬릿들의 사용은 비교적 큰 기판 표면 위에 효과적인 원자층 증착, 또는 다수의 기판들 위에 동시 원자층 증착을 가능하게 하여서, 장치의 생상성을 향상시킨다. 바람직하게, 적어도 하나의 전구체 드레인 슬릿으로부터 적어도 하나의 전구체 공급부 슬릿으로의 거리는, 전구체 공급부 슬릿 및/또는 전구체 드레인 슬릿의 길이보다, 예를 들어 5배 이상 더 작은 것과 같이, 상당히 더 작다. 이는 전구체의 집중이 증착 공간을 따라 대체로 일정하게 하는 것을 돕는다.
일 실시예에서, 상기 장치는, 기판 표면의 평면 내 기판의 움직임을 위해 배열된 릴-대-릴(reel-to-reel) 시스템을 포함함으로써, 기판 표면의 평면 내 증착 공간과 기판 사이의 상대적 움직임을 위해 배열된다. 이러한 실시예는, 내부에 진공을 형성하기 위한 전구체 분사 헤드 주위로의 폐쇄 하우징, 및 내부에 진공을 제동함 없이 폐쇄 하우징 내로 기판을 들어가게 하기 위한 선택적인 부하 잠금(load lock)이 생략될 수 있는, 장치의 일반적인 이점을 보여준다. 릴-대-릴 시스템은 바람직하게 위치 시스템을 형성한다.
바람직하게, 전구체 분사 헤드에는 돌출부들이 제공되고, 사용 시, 가스-베어링 층은 돌출부들 및 기판, 및/또는 기판 홀더의 기판 홀더 표면 사이에 형성된다. 바람직하게, 돌출부들 중 하나의 폭은 1 내지 30밀리미터의 범위 내에 있다.
일 실시예에서, 가스-베어링 층의 두께는, 기판 표면의 외부 평면에서 측정된, 증착 공간의 두께보다 더 작다.
일 실시예에서, 가스-베어링 층의 두께는 3 내지 15 밀리미터의 범위 내에 있고/또는, 기판의 표면의 외부의 증착 공간의 두께는 3 내지 100 밀리미터의 범위 내에 있다.
바람직하게, 전구체 공급부는 물결 형상을 가지는 슬릿에 의해 형성된다.
일 실시예에서, 기판은 부서지기 쉽거나 유연한 기판이다.
일 실시예에서, 기판은, 사용 시, 전구체 분사 헤드 주위에서 지지되지 않는다.
일 실시예에서, 상기 장치는, 기판 표면의 적어도 일부 위에 원자층을 얻기 위해 기판 표면의 적어도 일부 위에 전구체 가스의 증착 후 반응 가스와 전구체를, 예를 들어 산화, 반응시키기 위한 반응 공간 내 플라즈마를 제공하도록 배열된다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 기판의 표면 위에 원자층을 증착하기 위한 장치가 제공되고, 상기 장치는 전구체 분사 헤드를 포함하고, 전구체 분사 헤드는 전구체 공급부 및 전구체 분사 헤드와 기판 표면에 의해 사용 시 경계가 지어지는 증착 공간을 포함하며, 전구체 분사 헤드는 기판 표면에 접촉하도록 증착 공간 내로 전구체 공급부로부터 전구체 가스를 분사하도록 배열되고, 상기 장치는 기판 표면의 평면 내에서 증착 공간 및 기판 사이의 상대 운동을 위해 배열되고, 전구체 공급부는 물결 형상을 가지는 슬릿에 의해 형성된다. 그러한 형상은 기판 표면 위로 압력 분배의 최적화를 가능하게 한다. 그러한 최적화는, 부서지기 쉽거나 유연한 기판이 전구체 분사 헤드 주위에 지지되지 않는다면, 그러한 기판들에 대해 중요할 수 있다. 예를 들어, 물결 슬릿을 사용함으로써, 자연적인 모드 중 하나에 따라 변형되도록 유연한 기판을 촉진할 수 있는 유연한 기판 위의 압력 패턴이 방지된다. 그러므로 직선 슬릿들의 사용은 유연한 기판 내 변형을 더 쉽게 유도할 것이다. 본 발명의 제2 측면에 따른 장치는 위 또는 아래에서 기술한 하나 이상의 실시예들을 조합할 수 있음은 명백할 것이다.
본 발명은 전구체 분사 헤드를 포함하는 장치를 사용하여 기판의 표면 위에 원자층을 증착하는 방법을 더 제공하고, 전구체 분사 헤드는 전구체 공급부 및 증착 공간을 포함하고, 사용 시 증착 공간은 전구체 분사 헤드 및 기판 표면에 의해 경계가 지어지며, a) 기판 표면에 접촉하도록 증착 공간 내로 전구체 공급부로부터 전구체 가스를 분사하는 단계; b) 기판 표면의 평면 내에서 증착 공간 및 기판 사이의 상대적 운동을 이루는 단계; 및 c) 사용 시 전구체 분사 헤드와 기판 표면에 의해 경계가 지어지는 증착 공간을 제공하기 위해, 기판 표면에 인접하게 증착 공간으로 분사된 전구체 가스를 한정하는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 전구체 가스의 비교적 효과적인 사용을 유도한다.
일 실시예에서, 상기 장치는 반응 공간을 포함하고, 상기 방법은 d) 기판 표면의 적어도 일부 위에 원자층을 얻기 위해 기판 표면의 적어도 일부 위에 전구체 가스의 증착 후 반응 가스와 전구체를 반응시키기 위한 반응 공간 내에서, 반응가스, 플라즈마, 레이저-발생 방사선, 및 자외선 방사선 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 방식으로, 원자층은 상기 장치를 이용함으로써 제어된 방법으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방법은 전구체 분사 헤드와 기판 표면 사이 간격 내에서 가스-베어링 층을 제공하는 단계를 포함한다. 이는, 예를 들어 15 마이크로미터보다 작은, 전구체 분사 헤드와 기판 표면 사이의 상대적으로 작은 간격에 도달하는 것을 가능하게 한다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
본 발명은 다음의 도면을 참조하여, 한정적이지 않은 방법으로, 설명될 것이다.
도 1a는, 기판의 표면 위에 원자층을 위한, 본 발명에 따른 제1 실시예에서의, 장치를 도시한다;
도 1b는 사용 시 기판 표면을 향하는 전구체 분사 헤드의 측면의 예시를 도시한다;
도 1c 및 1d는 전구체 공급부 슬릿 및 전구체 드레인 슬릿을 위한 물결 형상들의 예시들을 도시한다;
도 2는 사용 시 기판 표면을 향하는 전구체 분사 헤드의 측면을 도시한다;
도 3은 본 발명에 따른 제3 실시예에서의 장치를 도시한다;
도 4는 본 발명에 따른 제4 실시예에서의 전구체 분사 헤드를 도시한다;
도 5는 본 발명에 따른 제5 실시예의 장치를 도시한다;
도 6은 본 발명에 따른 제6 실시예의 장치를 도시한다;
도 7은 본 발명에 따른 제7 실시예의 장치를 도시한다;
도 8a는 사용 시 전구체 분사 헤드를 통해 투명한 시계에 있는 기판 표면을 향하는 전구체 분사 헤드의 측면 주위의 전구체 분사 헤드를 도시한다;
도 8b는 전구체 분사 헤드의 단면을 도시한다;
도 8c는 본 발명에 따른 제9 실시예의 전구체 분사 헤드를 도시한다;
도 9a는 기판 및 전구체 분사 헤드 사이의 상대적 병진 운동을 도시한다;
도 9b는 전구체 분사기에 대한 기판의 회전 운동을 도시한다;
도 9c는 다수의 전구체 분사 헤드들에 대한 다수의 기판들의 조합된 회전 및 병진 운동을 도시한다;
도 10은 본 발명에 따른 제5 실시예의 장치를 도시한다.
기술되지 않았다면, 동일한 참조번호들은 도면을 통해 유사한 구성요소들을 지시한다.
도 1a는 기판(6)의 표면(4) 위에 원자층 증착을 위한, 본 발명에 따른 제1 실시예의, 장치(2)를 도시한다. 트렌치가 부재되어 있더라도, 특히 기판(6)이 DRAM 칩들을 만드는데 사용되는 경우에, 기판(4)은 트렌치들(8)을 포함할 수 있다. 예를 들어 트렌치들(8)은 5와 15 마이크로미터 사이의 깊이를 가지고 예를 들어 200nm과 같은 100 및 300 나노미터 사이의 폭을 가진다. 일반적으로, 트렌치 밀도는 제곱미터당 1012 트렌치들일 수 있다. 일반적으로 5 내지 10 범위인, 표면 증배율(multiplication factor)은 트렌치들에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어 기판(6)은 실리콘 또는 다른 반도체 재료들로 만들어진 반도체 기판이다. 장치(2)는 전구체 분사 헤드(10)를 포함한다. 전구체 분사 헤드(10)는 전구체 공급부(12) 및 증착 공간(14)을 포함한다. 증착 공간(14)은 사용 시 전구체 분사 헤드(10) 및 기판 표면(4)에 의해 경계가 지어진다.
전구체 분사 헤드(10)는 기판 표면(4)에 접촉시키기 위해 증착 공간(14) 내로 전구체 공급부(12)로부터 전구체 가스를 분사하기 위해 배열된다. 전구체 가스는 예를 들어 하프늄 염화물(HfCl4)을 포함할 수 있지만, 또한 예를 들어 테트라키스-(Ethyl-Methyl-Amino) 하프늄 또는 트리메틸알루미늄(Al(CH3)3)과 같은 다른 형태의 전구체 물질을 포함할 수 있다. 전구체 가스는 질수 가스 또는 아르공 가스와 같은 운반체 가스와 함께 분사될 수 있다. 운반체 가스 내 전구체 가스의 집중은 일반적으로 0.01 내지 1 부피%의 범위일 수 있다. 사용 시, 증착 표면(14) 내 전구체 가스 압력은 0.1 내지 1 밀리바 범위일 수 있지만, 또한 대기압 근처, 또는 대기압보다 상당히 위일 수 있다. 전구체 분사 헤드에는 예를 들어 220℃와 같은 증착 공간 내 상승된 온도를 달성하기 위한 히터가 제공될 수 있다.
장치(2)는 기파나 표면(4)의 평면 내에서 증착 공간(14)과 기판(6) 사이의 상대 운동을 위해 배열된다. 장치(2)는 기판 표면(4)의 평면 내에서 전구체 공급부(12)와 기판(6) 사이의 상대 운동을 위해 배열될 수 있다. 기판 표면의 평면 내 상대 운동을 위해, 일반적으로 장치는, 병진 운동 및/또는 회전 운동으로, 증착 공간과 기판 중 다른 하나에 대해 증착 공간과 기판 중 적어도 하나를 이동시키기 위해 배열되는 위치 시스템을 포함할 수 있다. 위치 시스템의 예 및 기판의 평면 내 상대 운동의 변형 예들은 도 9a, 9b, 9c 및/또는 10을 참조하여 설명될 것이다. 제1 실시예에서, 사용 시 전구체 분사 헤드(10)는 대체로 기판 표면(4)의 평면 내에서 움직임이 없고, 위치 시스템은 화살표에 의해 지시된 방향으로 기판(6)을 이동시키기 위해 배열된다. 쌓인 층들을 적용하기 위해, 위치 시스템은 화살표(15)의 방향과 반대로 기판(6)을 이동시키기 위해 배열될 수 있다. 그러나 다른 실시예들에서 장치는 위치 시스템이 없을 수 있다.
일반적으로 위치 시스템은 기판(6)을 유지하도록 배열되는 기판(6)을 위한 기판 홀더(16)를 포함할 수 있다. 기판 홀더(16)는, 도 1a에 지시된 바와 같이, 기판에 대해 이동되 ㄹ수 있다. 이러한 경우, 위치 시스템은 전구체 공급부(12)와 기판 홀더(!6) 중 다른 하나에 대해 전구체 공급부(12)와 기판 홀더(!6) 중 적어도 하나를 이동시키기 위해 배열될 수 있다. 제1 실시예에서, 기판 홀더(16)에는 기판(6)을 유지하기 위한 리세스(recess; 18)가 제공될 수 있다. 기판 홀더(16)의 기판 홀더 표면(20)은 기판 표면(4)과 일정 마이크로미터 내에서 동일 평면일 수 있다. 또는, 기판 표면(4)은 기판 홀더 표면(20)에 대해 오목할 수 있다.
제1 실시예에서 장치(2)에는 기판 표면(4)에 인접한 증착 공간(14)으로 분사된 전구체 가스르 한정하도록 배열된 한정 구조가 제공된다. 사용 시, 전구체 가스는 기판 표면(4)과 기판 홀더 표면(20)을 따라 가상평면(21)을 지나가지 않을 것이다. 한정 구조는 흐름 경로를 따라 전구체 가스를 위한 흐름 벽에 의해 형성될 수 있다. 본 실시예의 외부 흐름 경로는 화살표(22)에 의해 지시된다. 외부 흐름 경로(22)는 사용 시, 예를 들어 증착 공간(14) 외부 및/또는 전구체 분사 헤드(10) 외부에 위치한, 외부 환경(24)으로 기판 표면(4)과 전구체 분사 헤드(10) 사이에 배열된다. 또한 또는 추가적으로, 외부 흐름 경로(22)는 사용시 기판 표면(4)의 평면 내 기판 표면(4)으로부터 연장하는 기판 홀더 표면(20)과 전구체 부사 헤드(10) 사이에 배열된다. 이러한 예에서, 흐름 벽은 전구체 분사 헤드(10)와 기판 표면(4) 사이의 흐름 간격(26)에 의해 형성된다. 또한 또는 추가적으로, 흐름 벽은 기판 표면(4)의 평면 내 기판 표면(4)으로부터 연장하는 기판 홀더 표면(20)과 전구체 분사 헤드(10)에 의해 형성된다. 이러한 방법으로 외부 흐름 경로(22)를 따르는 전구체 가스의 체적 흐름율은, 예를 들어 증착 공간(14)의 충전 동안 또는 정상 상태 작동 동안, 전구체 공급부(12)를 통해 분사된 전구체 가스의 체적 흐름율에 비해 대체로 방해될 수 있다. 이러한 방식으로 달성될 수 있는 증착 공간(14) 내 전구체 가스 압력은 기판 표면 위의 전구체 가스의 증착 속도를 증가시킨다. 이것이 일반적인 이점을 형성하더라도, 트렌치들 내부의 증착이 완전히 평펴한 기판 위의 증착보다 수배 더 많기 때문에, 특히 트렌치들(8) 내부의 원자층 증착에 가치가 있다.
외부 흐름 경로를 따르는 흐름 간격(26)의 두께 및 길이는 분사된 전구체 가스의 체적 흐름율에 비해 외부 흐름 경로를 따르는 전구체 가스의 체적 흐름율을 대체로 방해하도록 될 수 있다. 흐름 간격의 일반적인 두께는 3 내지 50 마이크로 미터, 바람직하게는 15 마이크로미터보다 작은 범위 내에 있다.
사용 시 증착 공간(14)은 기판 표면(4)의 평면 내에서 길쭉한 형상을 가질 수 있다. 이는 기판 표면에 가로 방향으로 증착 공간(14)의 연장이, 예를 들어 적어도 10배 또는 적어도 100배와 같이, 기판 표면의 평면 내에서 증착 공간(14)의 연장보다 작음을 의미할 수 있다. 사용 시 장치의 증착 공간은 기판 표면(4)과 전구체 분사 헤드(10) 사이의 증착 간격(28)에 의해 형성될 수 있다. 증착 간격은 바람직하게 50 마이크로미터보다 작은, 보다 바람직하게는 15 마이크로미터보다 작은 최소 두께를 가진다.
그러한 값들의 흐름 간격 및/또는 증착 간격은 가스-베어링 층의 형성에 의해 달성될 수 있고, 도 4 내지 8을 참조하여 더 설명될 것이다.
일반적으로, 제1 실시예에서 화살표(15)에 의해 지시되는, 상태 운동 방향 내 기판 표면을 따르는 증착 공간(14)의 크기는 기판 표면(4)의 평면 내 상대 운동의 방향 내 기판 표면(4)의 크기 보다 사용 시 대체로 더 작을 수 있다. 증착 공간의 크기는 예를 들어 기판의 크기보다 적어도 두 배, 다섯 배, 및/또는 열 배 더 작을 수 있다. 이는 기판 표면 위의 분리된 영역들 위에 전구체 가스의 증착을 가능하게 한다.
제1 실시예의 장치(2)에서, 전구체 분사 헤드(10)는 전구체 드레인(30)을 더 포함하고, 본 예에서는 두 개의 전구체 드레인(30)을 포함한다. 전구체 분사 헤드(10)는 전구체 드레인들(30)로 증착 공간(14)을 거쳐 전구체 공급부(12)로부터 전구체 가스를 분사하기 위해 배열될 수 있다. 장치는 전구체로부터, 화살표(32)로 지시된, 드레인 흐름 경로로 배출하고, 본 예에서 두 개의 드레인 흐름 경로들(32)이 있다. 사용 시 흐름 벽(26) 및 흐름 저항 및/또는 드레인 흐름 경로(32)를 따르는 가스 압력은 외부 흐름 경로(22)를 따르는 전구체 가스의 체적 흐름율에 비해 드레인 흐름 경로(32)를 따르는 전구체 가스의 체적 흐름율을 대체로 수월하기 위해 배열된다. 전구체 드레인의 일반적인 이점은 그것이 재사용을 위해 사용되지 않은 전구체 가스를 수집하도록 사용될 수 있다는 것이다. 게다가, 전구체 드레인의 존재는 증착 공간(14)의 외부에 전구체 가스의 흐름을 더 잘 제어할 수 있게 한다. 사용 시, 흐름 경로(22) 외부를 따르는 전구체 가스의 체적 흐름율의 일반적인 값은 500 내지 3000 sccm(standard cubic centimeters per minute)의 범위에 있을 수 있다.
일반적으로, 장치(2)는 기판 표면(4)의 적어도 일부 위에 전구체 가스의 증착 후 전구체를 반응시키기 위해 반응 공간(36) 내에서 반응 가스, 플라즈마, 레이저-발생 방사선, 및 자외선 방사선 중 적어도 하나를 제공하도록 배열될 수 있다. 이러한 방식으로 예를 들어 플라즈마-증대 원자층 증착이 가능해질 수 있다. 플라즈마-증대 원자층 증착은, 예를 들어 칩들이나 태양전지드로가 같은 반도체 제품들을 제조하는 것과 같이, 양질의 낮은-k 알루미늄 산화제(Al2O3)의 증착에 특히 적합하다. 반응 가스는 예를 들어 산소(O2), 오존(O3), 및/또는 물(H2O)과 같은 산화제 가스를 포함한다.
반응 후에, 기판 표면(4)의 적어도 일부 위의 원자층(37)이 얻어질 수 있다. 제1 실시예에서, 전구체 분사 헤드(10)에는 반응물 공급부(38)가 제공된다. 전구체 분사 헤드(10)는 기판 표면(4)에 접촉하기 위해 반응 공간(36) 내로 반응물 공급부(38)로부터 반응 가스를 분사하도록 배열될 수 있다. 게다가, 전구체 분사 헤드(10)는 반응물 드레인(40), 본 예에서는 두 개의 반응물 드레인들(40)을 더 포함한다. 전구체 분사 헤드(10)는 반응물 드레인들(40)로 반응 공간(36)을 거쳐 반응물 공급부(38)로부터 전구체 가스를 분사하도록 배열될 수 있다.
따라서 기술된 전구체 분사 헤드(10)는 예를 들어 원자층 증착 헤드(41)를, 가능하면 그 일부를, 형성한다. 본 예에서, 원자층 증착 헤드는 전구체 공급부(12), 반응물 공급부(38), 증착 공간(14) 및 반응 공간(36)을 포함한다. 장치(2)는 원자층 증착 헤드(41)를 포함할 수 있고, 기판 표면의 공간 내에서 원자층 증착 헤드(41) 및 기판 사이에 상대 운동을 위해 배열될 수 있다.
도 1b는 사용 시 기판 표면(4)을 향하는 전구체 분사 헤드(10)의, 도 1a에서 도면부호 42로 지시된, 측면의 예를 도시한다. 도 1b는 전구체 공급부(12), 전구체 드레인들(30), 반응물 공급부(38), 및 반응물 드레인들(40)을 도시한다. 예에서, 전구체 공급부(12) 및 전구체 드레인(30)은 길이방향 슬롯들에 의해 형성되고, 길이방향 슬롯들은 각각 전구체 공급 슬릿(12) 및 전구체 드레인 슬릿(30)의 예들이다. 또는, 전구체 공급 슬릿(12) 및 전구체 드레인 슬릿(30)은 또한, 가능하면 내부적으로 연결된, 구멍들의 배열의 형태를 가질 수 있다. 유사하게, 이 실시예에서 전구체 드레인들(30) 및 반응물 드레인들(40)은 길이방향 슬롯들에 의해 형성된다.
원자층 증착의 공정의 예에서, 다양한 단계들이 확인될 수 있다. 제1 단계에서, 기판 표면은, 예를 들어 하프늄 테트라 염화물과 같은, 전구체 가스에 노출될 수 있다. 전구체 가스의 증착은 기판 표면(4)이 전구체 가스 분자들에 의해 완전히 채워진다면 일반적으로 멈춘다. 제2 단계에서, 증착 공간(14)은 퍼지가스를 사용하여 및/또는 진공을 사용함으로써 증착 공간(14)을 소진시킴으로써 퍼지(purge) 된다. 이러한 방식으로, 초과 전구체 분자들은 제거될 수 있다. 퍼지 가스는 바람직하게 전구체 가스에 대해 비활성이다. 제3 단계에서, 전구체 분자들은, 예를 들어 수증기(H2O)와 같은, 예를 들어 산화제와 같은, 반응 가스에 노출된다. 증착된 전구체 분자들과 반응물의 반응에 의해, 하프늄 산화물(HfO2)과 같은, 원자층이 형성된다. 이러한 물질은 트랜지스터(transistor)의 새로운 생성에서 게이트(gate) 산화물로서 사용될 수 있다. 제4 단계에서, 반응 공간(36)은 초과 반응물 분자들을 제거하기 위해 퍼지된다.
제1 실시예의 장치(2)는 제1 및 제3 단계를 수행하기 위해 배열된다. 일반적으로, 분리된 공간들이 증착과 반응을 위해 사용되기 때문에, 예를 들어 다수의 기판들에 원자층이 제공되거나 다중의 원자층들이 하나 이상의 기판들 위에 증착될 때, 이들은 장치의 사용 동안 충전되게 유지될 수 있음이 명백할 것이다. 이러한 방식으로, 온도, 전구체 가스 압력 및/또는 전구체 가스의 표면 노출 시간과 같은 조건들은 하나의 챔버가 증착 공간과 반응 공간을 형성하는 상황에 비해 더 정확하게 설정될 수 있다. 전구체 가스 압력 내 과도현상(transient)의 발생이 감소될 수 있다. 게다가, 반응 가스에 의해 전구체 가스를 대체하기 위해 증착 공간의 퍼지는 생략될 수 있다. 이는 원자층 증착 공정의 속도를 상당히 향상시킨다.
도 1b는 전구체 공급 슬릿(12) 및 다소 직선 형상을 가지는 전구체 드레인 슬릿들(30)을 도시한다. 그러나, 일반적으로, 하나 이상의 이러한 슬릿들 및 다른 슬릿들은, 다소 직선 형상의 대체로 또는 추가로, 물결 형상을 가질 수 있음이 명백할 수 있다. 도 1c 및 1d는 전구체 공급 슬릿(12) 및 전구체 드레인 슬릿(30)을 위한 물결 형상들의 예들을 도시한다. 이러한 변형들은 기판 표면(4) 위에 압력 분포의 최적화를 허용한다. 그러한 최적화는, 특히 부서지기 쉽거나 유연한 기판들이 전구체 분사 헤드(10) 주위에서 지지되지 않는다면, 그러한 기판들에게 중요할 수 있다.
도 2는, 사용 시, 본 발명의 장치의 제2 실시예에서, 기판 표면(4)을 향하는 전구체 분사 헤드(10)의 측면(42)을 도시한다. 제2 실시예에서, 전구체 분사 헤드(10)에는 전구체 공급부(12), 전구체 드레인들(3), 반응물 공급부(38) 및 반응물 공급부들(40)이 제공된다. 게다가, 제2 실시예에서 전구체 분사 헤드(10)에는, 본 예에서 N+3인, 추가적인 전구체 공급부들(44) 중 적어도 하나가 제공된다. 이러한 N+3 추가적인 전구체 공급부들로부터, 세 개의 추가적인 전구체 공급부들이 도 2에 도시되고 N 추가적인 전구체 공급부들은 이중 화살표(45)에 의해 지시된다. 추가적인 전구체 공급부들(44)은 전구체 공급부(12)와 유사하다. N은, 0을 포함하여, 예를 들어 1, 5, 10 또는 50과 같은 정수와 동일할 수 있다. 유사하게, 전구체 분사 헤드(10)에는 적어도 하나의 추가적인 전구체 드레인(46), 및/또는 적어도 하나의 추가적인 증착 공간이 제공되고, 이는 각각 전구체 드레인(12), 및/또는 증착 공간(14)과 유사하다.
일반적으로, 각각 전구체 공급부, 전구체 드레인, 및/또는 증착 공간과 유사한, 적어도 하나의 추가적인 전구체 공급부, 적어도 하나의 추가적인 전구체 드레인, 및/또는 적어도 하나의 추가적인 증착 공간이 제공되는 전구체 분사 헤드는 기판 표면의 평면 내에서 증착 공간과 기판 사이에 상대 운동의 방향을 변화함 없이 적어도 두 개의 원자층들의 가능한 증착을 제공한다. 게다가, 병진 및 회전 운동을 위해, 적어도 하나의 추가적인 전구체 드레인, 및 적어도 하나의 추가적인 증착 공간과 함께, 적어도 하나의 추가적인 전구체 공급부는 장치를 사용하여 패턴화된 원자층 증착의 가능성을 증가시킨다. 예를 들어, 다른 전구체 물질들이 기판 표면의 평면의 외부 또는 기판 표면의 평면 내에서 패턴화되게 적용될 수 있다. 후자는 예를 들어 상호 다른 구조의 쌓인 단일층(monolayer)들을 가르킨다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예의 장치(2)를 도시한다. 본 실시예에서, 흐름 벽은 외부 흐름 경로(22) 내 한정 가스 커튼(48)에 의해 형성된다. 한정 가스 커튼은 본 예에서 한정 가스 공급부(50)의 외부로 흐르는 가스에 의해 형성되고, 한정 가스 드레인들(52)을 통해 배출되며, 한정 가스 공급부(50)는 한정 가스 드레인들(52) 사이에 위치된다. 또는, 오직 하나의 한정 가스 드레인(52)이 한정 가스 공급부(50)와 함께 작용할 수 있다. 한정 가스 커튼의 흐름은 화살표(53)에 의해 지시된다. 가스 커튼에 대안으로 또는 추가적으로, 흐름 벽이 한정 가스 압력에 의해 제공될 수 있다. 한정 가스 압력은 한정 가스 커튼에 의해 제공될 수 있지만, 증착 공간(14)의 방향에서 흐름 간격(26)을 따라 힘을 받은 가스에 의해 제공될 수 있다. 일반적으로, 장치(2)는, 예를 들어 서로 동일한 이러한 압력을 설정하여, 전구체 공급부(12) 내 전체 가스 압력에 대한 한정 가스 공급부(50) 내 한정 가스 압력을 조절하도록 배열된다. 이러한 방식으로 한정 가스 드레인(52)을 통한 전구체 가스의 배출은 대체로 예방될 수 있다. 전체 가스 압력은 전구체 가스 압력 및 운반체 가스의 압력에 의해 형성될 수 있다.
한정 가스 커튼(48) 내, 예를 들어 질소(N2)와 같은, 버퍼 가스를 공급함으로써, 도 3의 장치(2)는 증착 공간(14)에 인접한 버퍼 가스 커튼을 제공하도록 배열되고, 버퍼 가스는 바람직하게 전구체 가스에 대해 대체로 불활성이다. 흐름율의 크기, 흐름 방향, 및 버퍼 가스 커튼(48)의 위치는 버퍼 가스보다 다른 가스들과 함께 전구체 가스의 혼합을 대체로 방지하도록 배열될 수 있다. 따라서 한정 가스 커튼은 증착 공간(14)과 반응 공간(36) 사이에서 버퍼 공간(54)을 형성한다. 그러나, 증착 공간(14)과 반응 공간(36) 사이의 그러한 버퍼 기능은 없을 수 있고, 가스 커튼(48)은 전구체 가스 위의 한정 효과를 가지기만 할 수 있다. 특히, 이는, 예를 들어 레이저-발생 방사선, 및/또는 자외선 방사선과 같은, 반응 가스를 사용함에 의한 것보다 다른 수단들에 의해 반응이 일어나는 경우에 관련된다.
일반적으로, 한정 가스 커튼 및/또는 버퍼 가스 커튼을 적용함으로써, 초과 전구체 가스 및/또는 초과 반응 가스는 제거될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 장치(2)의 제4 실시예의 전구체 분사 헤드(10)를 도시한다. 제4 실시예는 장치(2)의 기본 변형을 구성한다. 본 변형에서 전구체 분사 헤드(10)는 전구체 공급부(12) 및 증착 공간(14)을 포함한다. 흐름 벽 및 한정 구조는 흐름 간격(26)에 의해 형성될 수 있다. 흐름 간격(26)의 두께(D)는 일반적으로 10 마이크로미터와 동일하다. 전구체 공급부로부터 외부 환경까지의 길이(L1)는 일반적으로 1 내지 10 밀리미터의 범위에 있을 수 있다.
제4 실시예의 장치(2)는 기판 표면(4)의 외부, 즉 기판 표면(4)의 가로인, 평면 내에서 전구체 분사 헤드(10)와 기판(6) 사이의 상대 운동을 위해 더 배열된다. 사용 시 기판 표면의 외부 평면 내 상대 운동은 기판 표면(4)과 전구체 분사 헤드(10) 사이, 및/또는 전구체 분사 헤드(10)와 기판(6)에 기계적으로 부착된 기판 홀더(16) 사이 가스 압력에 의존할 수 있어서, 가스는 가스-베어링 층(55)을 형성한다. 기판 홀더(16)는 예를 들어 가벼운 진공이나 중력에 의해 기판(6)에 기계적으로 부착될 수 있다.
전구체 분사 헤드(10)는 전구체 분사 헤드와 기판 표면 사이 가스를 분사하기 위한 가스 분사기를 포함할 수 있어서, 가스는 가스-베어링 층(55)을 형성한다. 본 실시예에서, 가스 분사기는 전구체 공급부(12)를 포함한다. 본 예에서, 베어링 가스는 전구체 가스 및 운반 가스에 의해 형성된다. 일반적으로, 그러한 가스 베어링 층(55)은 50 마이크로미터보다 작은, 바람직하게 15 마이크로미터보다 작은, 흐름 간격(26)의 두께(D) 값에 도달하기에 적절하다. 사용 시, 가스-베어링 층 또는 다른 수단들에 의해 얻어진, 15 마이크로미터보다 작은 최소 두께를 가지는 흐름 가스는 전구체 가스를 위한 양호한 한정 구조를 형성할 수 있게 한다. 일반적으로, 가스-베어링 층의 존재의 결과로서, 전구체 분사 헤드(10)는 기판 표면(4)에 가로 방향으로 떠 있을 수 있다.
일반적으로, 가스-베어링 층(55)은 스프링 효과를 가져서 분사된 전구체 가스는 측면(42)에 가로 방향으로 전구체 분사 헤드의 측면(42)으로부터 연장하는 벽들에 의해 형성된 전구체 가스를 위한 구획을 가질 필요 없이 증착 공간에 대체로 한정될 수 있다. 필요하지 않더라도, 그러한 벽들은 전구체 분사 헤드(10) 내에 존재할 수 있다. 그러나, 그러한 벽들은 그것들이 증착 공간을 채우기 위해 분사되는데 필요한 전구체 가스의 양을 증가시키기 때문에 불리할 수 있음이 주목된다. 게다가, 벽들은 나머지 측면(42)이, 예를 들어 50 마이크로미터의 거리 내에서, 기판 표면(4)으로 근접 접근을 방해하여서, 가스-베어링 층의 생성을 방해한다. 그러한 벽들을 가지는 장치의 예는 WO2007/126585에서 발견될 수 있고, 상기 장치는 사용시 전구체 가스를 기판 표면에 인접한 증착 공간으로 한정하기 위한 배열에 아주 취약하다.
도 5는, 전구체 분사 헤드(10)를 가지는, 본 발명에 따른 제5 실시예의 장치(2)를 도시한다. 본 실시예에서의 전구체 분사 헤드(10)는 전구체 공급부(12), 전구체 드레인들(30), 및 증착 공간(14)을 포함한다. 드레인 흐름 경로(32)를 부분적으로 따르는, 분사된 전구체 가스의 흐름은 화살표(56)로 지시된다. 전구체 분사 헤드(10)는 가스-베어링 층(55)을 형성하기 위해, 본 예에서는 베어링-가스 분사기인, 가스 분사기를 더 포함할 수 있다. 베어링-가스 분사기는 전구체 공급부(12)와 분리될 수 있고, 본 예에서는 두 개의 베어링-가스 공급부들(57)인, 베어링-가스 공급부(57)가 제공될 수 있다. 본 예에서, 사용 시 베어링 가스는 외부 환경(24)으로 흐르거나 전구체 드레인들(30)를 향하거나 이를 통해 흐른다. 베어링 가스의 흐름은 화살표(59)로 지시된다.
일반적으로, 가스-베어링 층(55) 내 베어링 가스에 의해 전구체 분사 헤드(10)의 측면(42) 상에서 사용 시 연장된 힘에 대한 대항력은 전구체 분사 헤드(10)의 중량에 의해 제공될 수 이다. 그러나, 장치는, 사용 시, 측면(42)에 가로 방향으로 전구체 분사 헤드(10)에 추가적인 힘을 제공하기 위해 배열될 수 있다. 추가적인 힘은 기판 표면을 향하는 방향으로 될 수 있다. 이러한 경우, 추가적인 힘은 가스-베어링 층 위에 프리스트레스를 형성한다. 또는, 추가적인 힘은 기판 표면으로부터 멀어지는 방향일 수 있다. 예를 들어 스프링과 같은 탄성 요소를 거쳐, 전구체 분사 헤드(10)에 기계적으로 연결된 프레임은 추가적인 힘을 제공하는데 사용될 수 있다.
전구체 분사 헤드(10)에는 돌출부(60)가 제공될 수 있다. 가스-베어링 층은 사용 시 예를 들어 돌출부들(60) 및 기판(6), 및/또는 기판 홀더(16)의 기판 홀더 표면(20) 사이에 형성된다. 전구체 드레인들(30) 사이의 거리(C1)는 일반적으로 1 내지 10 밀리미터의 범위일 수 있고, 이는 또한 일반적으로 기판(6)의 평면 내 증착 공간(14)의 거리이다. D1으로 지시된, 가스-베어링 층의 일반적인 두께는 3 내지 15 마이크로미터일 수 있다. 돌출부(60)의 일반적인 폭(C2)은 1 내지 30 밀리미터의 범위일 수 있다. 기판(6)의 평면 외부의 증착 공간(14)의 일반적인 두께(D2)는 3 내지 100 마이크로미터의 범위일 수 있다. 이들 모두는 효과적인 값들로 고려된다. 그러한 효율은 가스-베어링 층의 두께(D1)보다 다른 증착 공간의 두께(D2)를 설정할 수 있는 것으로부터 따른다. 이는 더 효과적인 공정 설정을 가능하게 한다. 결과적으로, 예를 들어, 증착 공간(14) 내로 공급부(12)로부터 분사된 체적 전구체 흐름율은 가스-베어링 층 내 베어링 가스의 체적 흐름율보다 높을 수 있고, 전구체 가스의 분사에 필요한 압력은 가스-베어링 층 내 베어링 가스를 분사하기 위해 필요한 압력보다 작을 수 있다. 따라서, 도 5, 6 및 7로부터 명백한 바와 같이, 가스-베어링 층의 두께(D1)는 일반적으로, 기판 표면 외부 평면 내에서 측정된, 증착 공간(14)의 두께(D2)보다 작다는 것이 이해될 것이다.
더 일반적으로, 그러한 효율을 고려하여, 본 발명자는 채널 두께(Dc), 길이(L), 및 폭(W)을 가지는 채널 내 (밀도(ρ) 및 점도(μ))를 가지는 층류(laminar) 가스로 인한 압력강하(△p)는 다음에 의해 주어진다는 것을 알았다.
Figure pct00001
[Pa]
여기서, Dn[m]은 채널 수력 지름이고, 다음에 의해 주어진다.
Figure pct00002
[m]
채널 폭(W)은 채널 두께(Dc) 및 길이(L)의 상호 가로 방향에 가로인 방향에서 측정된다. 채널은 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 흐름 간격(26)에 의해 형성된다. 다음으로, 채널의 길이(L)는 전구체 공급부로부터 외부 환경(24)까지의 길이(L1)의 적어도 일부와 동일할 수 있고/또는 두께(Dc)는 흐름 간격(26)의 두께(D)와 동일할 수 있다. 다른 예에서, 채널의 길이(L)는 도 5-7에 도시된 돌출부(60)의 폭(C2)의 적어도 일부와 동일할 수 있고/또는 두께(Dc)는 도 5-7에 도시된 가스-베어링 층(55)의 두께(D1)와 동일할 수 있다. 게다가, 채널은 예를 들어 증착 공간(14)에 의해 형성된다. 다음으로, 길이(L)는 증착 공간(14)의 폭의 적어도 일부와 동일할 수 있고, 예를 들어 도 5-7에 도시된 바와 같이 전구체 드레인들(30) 사이의 거리(C1)의 적어도 일부와 유사하고/또는 두께(Dc)는 도 5-7에 도시된 바와 같이 증착 공간(14)의 두께(D2)와 동일할 수 있다. 채널의 다른 예는 반응 공간(36)일 수 있다. 흐름 간격(26), 증착 공간(14)에 대한 합리적인 가정일 수 있는, W >> L >> Dc임을 가정하면, 이는 다음과 같이 간략화될 수 있다:
Figure pct00003
[m]
Re[-]는 다음과 같은 레이놀즈 수이다:
Figure pct00004
[-]
V[m/s]는 채널 내 가스 속도이고, 다음으로 표현된다:
Figure pct00005
[m/s]
전체 가스 흐름율은 φ[m3/s]이다. 대체가 흐름율(φ) 및 채널 두께(Dc)의 용어로 다음의 압력 강하를 유도한다:
Figure pct00006
[Pa]
따라서, 압력 강하는 3의 힘에 대한 채널 두께에 비례한다. 가스 운반 시스템 내 높은 압력을 피하고 마로 인한 채널 내 큰 압력 경도(pressure gradient)(및 원하지 않는 압축 및 가스 팽창 효과)를 피하기 위해서, 절대 압력에 대한 압력 강하 비율은 바람직하게 다음의 필요성을 따른다:
Figure pct00007
증착이 대기압력 근처(p ~105Pa 또는 1bar)에서 일어난다고 가정하면, 압력 강하는 바람직하게 ~2·104Pa보다 작아야 한다. 미터 당 5·10-4Pa - 2·10-3m3/s의 일반적인 흐름율에서 채널 폭 및, 예를 들어 전구체 공급부로부터 전구체 드레인까지의 거리와 동일한, L=5mm의 일반적인 거리, 예를 들어 증착 공간(14)의 두께(D2)인, 채널 두께(Dc)는 바람직하게 25-40 μm보다 커야 한다. 그러나, 가스-베어링 기능은 바람직하게 강성과 가스 분리에 대한 중요한 요구를 만족시키고 필요한 베어링 가스의 양을 최소화하기 위해, 일반적으로 5μm로, 전구체 분사 헤드로부터 기판으로 훨씬 작은 거리를 필요로 한다. 상술한 공정 조건에서 5μm인 증착 공간(14) 내 두께(D2)는 받아들이기 어렵게 ~20바의 높은 압력 강하를 이끌 수 있다. 따라서, 가스-베어링 층(즉, 두께(D1)) 및 증착 공간(즉, 두께(D2))를 위한 다른 두께를 가지는 장치(2)의 디자인이 바람직하게 필요하다. 예를 들어 웨이퍼들 - 또는 가로세로비(aspect ratio; A (트렌치 깊이는 트렌치 폭에 의해 나뉘어짐)≤10)를 갖는 낮은 가로세로비(즉, 얇은) 트렌치들(8)의 큰 양을 포함하는 웨이퍼들 - 과 같은 평평한 기판들에 대해, 공정 속도는 전구체 흐름율(in kg/s)에 의존한다: 전구체 흐름율이 클수록, 포화시간이 짧아진다.
A≥50인 큰 양의 높은 가로세로비(즉, 깊고 좁은) 트렌치들을 포함하는 웨이퍼들에 대해, 공정 속도는 전구체 흐름율 및 전구체 부분 압력에 따라 달라질 수 있다. 양자의 경우, 공정 속도는 대체로 증착 공간(14) 내 전체 압력에 독립적일 수 있다. 공정 속도가 증착 공간(14) 내 전체 압력에 (거의) 독립적일 수 있더라도, 대기 압력에 가까운 증착 공간(14) 내 전체 압력은 몇몇 이유들로 인해 유익할 수 있다:
1. 대기압 아래에서, 증착 공간(14) 내 가스 속도(vg)는 증가하기를 요구되고, 증착 공간(14)을 따라 원하지 않는 높은 압력 강하를 야기한다.
2. 더 낮은 압력에서, 가스 속도(vg)의 증가는 증착 공간(14) 내 더 짧은 가스 체류 시간을 야기하고, 이는 수율(yield)에서 부정적 효과를 가진다.
3. 더 낮은 압력에서, 가스-베어링 층을 통해 증착 공간(14)으로부터의 전구체 누출의 억제가 덜 효과적이다.
4. 더 낮은 압력에서, 고가의 진공 펌프들이 필요해 질 수 있다.
증착 공간(14) 내 가스 속도(vg)의 하한은 기판 횡단 속도(vs)에 의해 결정될 수 있다: 일반적으로, 증착 공간(14) 내 비대칭 흐름 거동을 방지하기 위해, 다음의 조건이 바람직하게 만족되어야 한다:
Figure pct00008
이러한 조건은 반응 공간(36)의 두께(D, D2)의 바람직한 상한을 제공한다. 위에서 언급한 필요한 것들 중 적어도 하나, 그리고 바람직하게는 모두를 만족시킴으로써, ALD 증착 시스템은 평평한 웨이퍼 위에 빠르고 연속적인 ALD를 위해 그리고 높은 가로세로비 트렌치들의 더 큰 양을 포함하는 웨이퍼를 위해 얻어진다.
장치(2)는 증착 공간(14) 내 전체 압력을 제어하기 위해 증착 공간 압력 제어기(103)를 포함할 수 있다. 장치(2)는 가스-베어링 층 내 압력을 제어하기 위한 가스-베어링 층 압력 제어기를 더 포함할 수 있다. 증착 공간 압력 제어기(103)는, 예를 들어 대기압 아래의 전체 압력, 바람직하게는 0.1 내지 10 밀리바의 범위 내로 설정하는 것과 같이, 증착 공간(14) 내 전체 압력을 설정함으로써 프리스트레스를 가하도록 배열될 수 있다. 가스-베어링 층 압력 제어기(105)는 증착 공간 내 전체 압력 대체로 위로 가스-베어링 층 내 압력을 가하도록 배열될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 제6 실시예의 장치(2)를 도시한다. 본 실시예의 장치(2)는 전구체 공급부(12), 전구체 드레인들(30), 및 증착 공간(14)을 포함하는 전구체 분사 헤드(10)를 포함한다. 전구체 분사 헤드(10)는 반응물 공급부(38), 반응물 드레인들(40), 및 반응 공간(36)을 더 포함할 수 있다.
전구체 분사 헤드(10)는 추가적인 전구체 공급부(44), 추가적인 전구체 드레인들(46), 및 추가적인 증착 공간(61)을 더 포함할 수 있다. 추가적인 전구체 공급부(44)는 전구체 공급부(12)로부터 공급된 것과는 다른 전구체 가스를 공급하는데 사용될 수 있어서, 다른 구성물질의 쌓인 층의 적용이 가능하게 한다.
제6 실시예의 전구체 분사 헤드(10)에서, 베어링-가스 공급부(57)는 한정 가스 공급부(50)를 형성한다. 가스-베어링 층은 한정 구조 및/또는 흐름 벽을 형성할 수 있다. 그러한 통합은 전구체 분사 헤드(10)의 조밀함을 향상시킨다. 결과적으로, 버퍼 공간(54)이 가스-베어링 층(55)과 적어도 부분적으로 오버랩된다.
본 실시예에서, 가스-베어링 층은 또한 한정 가스 커튼 및/또는 외부 흐름 경로 내 한정 압력을 제공하도록 배열되도록 고려될 수 있다. 가스-베어링 층은, 사용 시, 흐름 간격의 값을 결정한다.
사용 시, 증착 공간(14) 내 전체 가스 압력은 추가적인 증착 공간(61) 내 전체 가스 압력 및/또는 반응 공간(36) 내 전체 가스 압력과 다를 수 있다. 증착 공간(14) 내 전체 가스 압력 및/또는 추가적인 증착 공간(61) 내 전체 가스 압력은 0.2 내지 3 바의 범위, 예를 들어 0.5바 또는 2바일 수 있다. 그러한 압력 값들은, 예를 들어 전구체의 휘발성과 같은, 전구체의 특성들에 기초하여 선택될 수 있다. 게다가, 장치는, 증착 공간 밖으로 전구체 가스의 흐름을 최소화하기 위해, 증착 공간 내 베어링 가스 압력과 전체 가스 압력 균형을 맞추도록 배여로딜 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 제7 실시예의 장치(2)를 도시한다. 본 실시예의 장치(2)는 전구체 공급부(12), 전구체 드레인들(30), 및 증착 공간(14)을 포함하는 전구체 분사 헤드(10)를 포함한다. 전구체 분사 헤드(10)는 반응물 공급부(38), 반응물 드레인들(40), 및 반응 공간(36)을 더 포함할 수 있다. 이러한 실시예의 사용 시, 전구체 가스의 흐름은 화살표(56)로 표시되고, 사용 시, 반응 가스의 흐름은 화살표(65)로 표시된다.
전구체 분사 헤드(10)는 또한 베어링-가스 공급부들(57)을 포함할 수 있다. 게다가, 전구체 분사 헤드(10)에는 베어링-가스 드레인들(66)이 제공될 수 있고, 베어링 가스의 흐름 제어를 가능하게 한다. 분사 후 베어링 가스의 흐름은 화살표(59)에 의해 지시된다. 전구체 분사 헤드(10)는 또한 한정 가스 공급부(50) 및 한정 가스 드레인들(52)을 포함할 수 있고, 본 예에서는 버퍼 가스를 분사하기 위해 사용된다. 버퍼 가스 흐름은 화살표(53)에 의해 지시된다. 가스-베어링 층(55)을 형성하고 버퍼 공간(54)을 형성하기 위한 분리된 흐름 시스템들을 가지는 것은 양호한 공정 제어를 가능하게 한다.
도 5-7의 실시예들에서, 돌출부들(60)에 베어링-가스 공급부들(57)이 제공됨이 명백할 것이다.
도 8a 및 8b는 본 발명에 따른 제8 실시예의 전구체 분사 헤드(10)를 도시한다. 도 8a는, 전구체 분사 헤드(10)를 통해 투명한, 사용 시, 기판 표면(4)을 향하는 전구체 분사 헤드(10)의 측면(42) 가까이의 전구체 분사 헤드(10)를 도시한다. 도 8b는 도 8a에서 지시된 단면(A-A')에서 전구체 분사 헤드(10)를 도시한다. 전구체 분사 헤드(10)는 전구체 공급 슬릿 및 전구체 드레인 슬릿(30)을 포함할 수 있다. 게다가, 전구체 슬릿은 베어링-가스 공급 슬릿(57)을 포함할 수 있다. 본 실시예의 베어링-가스 공급 슬릿은 전구체 공급 슬릿(57) 주위에서, 가스-베어링 층에 의해 형성된, 한정 구조를 제공하도록 배열된다. 본 예에서 가스-베어링 층인, 한정 구조는 전구체 공급 슬릿(12)의 단부들(80) 주위로 연장할 수 있다. 결과적으로, 증착 공간(14)으로의 전구체의 한정은 전구체 공급 슬릿(12)의 단부들(80 및 82) 주위에서 방해되지 않는다.
전구체 분사 헤드(10)는 반응물 공급 슬릿(38) 및 반응물 드레인 슬릿(40)을 더 포함한다. 본 예에서 가스-베어링 층인, 한정 구조는 반응물 공급 슬릿(38)의 단부들(82) 주위에서 연장할 수 있다.
본 실시예의 전구체 분사 헤드(10)는 전구체 공급 슬릿(12)의 길이방향(86)에 가로인 방향(84) 내 전구체 가스의 흐름을 위해 배열될 수 있다.
일반적으로, 바람직하게 전구체 공급 슬릿(12)을 따라 측정된, 전구체 분사 헤드(10)는, 직경과 같은, 기판(6)의 치수보다 더 클 수 있다. 이는 기판(6)의 전체 표면(4) 위로 원자층의 증착을 가능하게 한다.
도 8c는 본 발명에 제9 실시예의 전구체 분사 헤드(10)를 도시한다. 도 8a와 유사하게, 도 8c는, 전구체 분사 헤드(10)를 통해 투명한, 사용 시, 기판 표면(4)을 향하는 전구체 분사 헤드(10)의 측면(42) 주위의 전구체 분사 헤드(10)를 도시한다. 일반적으로, 바람직하게 전구체 분사 슬릿(12)을 따라 측정된, 전구체 분사 헤드(10)는 대체로, 직경과 같은, 기판(6)의 치수보다 더 작을 수 있다. 이는, 본 예에서 부분(88)인, 기판(6)의 표면(4)의 일부 위로 원자층의 증착을 가능하게 한다.
도 9a-c는 전구체 공그부(12)와 증착 공간(14)을 포함하는 전구체 분사 헤드(10) 및 기판(6) 사이의 상대 운동의 다른 예를 설명한다. 본 예에서, 기판(6)은 기판 홀더(16) 위에 놓인다. 도 9a는 기판(6)과 전구체 분사 헤드(10) 사이의 상대 병진 운동을 도시한다. 전구체 분사 헤드(10)는 대체로 움직이지 않을 수 있고, 기판(10)이, 화살표(15)로 지시된, 움직임에 있을 수 있다. 또한 또는 추가적으로, 기판 홀더(16)가 대체로 움직이지 않을 수 있고, 전구체 분사 헤드(10)가, 화살표(72)로 지시된, 병진 운동에 있을 수 있다.
도 9b는, 화살표(74)로 지시된, 전구체 분사 헤드(10)에 대한 기판(6)의 회전 운동을 도시한다. 본 예에서, 전구체 분사 헤드(10)는 대체로 움직임이 없다. 또는, 전구체 분사 헤드(10)는, 화살표(76)로 지시된, 기판(6)에 대한 회전 운동 내에 있을 수 있다. 본 예에서, 기판(6)은 대체로 움직임이 없다. 그러한 회전 상대 운동은 기판 홀더 표면(20) 위의 증착이 생략될 수 있는 이점을 제공한다. 회전 운동은, 예를 들어 네 개의 전구체 분사 헤드들(10)과 같은, 하나 이상의 전구체 분사 헤드(10)에 대해 일어날 수 있다. 네 개의 전구체 분사 헤드들(10)은 대체로 90도와 동일한 회전 간격으로 회전 방향(74)을 따라 위치될 수 있다. 도 9c는 복수의 전구체 분사 헤드들(10)에 대한 복수의 기판들(6)의 회전 및 병진 운동의 조합을 도시한다. 본 예에서, 기판 홀더(16)는 장치의 프레임(77)에 대한 병진 운동을 위해 배열된다. 적어도 하나의 기판 홀더(16) 및 복수의 전구체 분사 헤드들(10)을 화살표(78)를 따르거나 이에 반대되게 회전시킴으로써, 조합된 회전 및 병진 운동이 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로, 완전한 기판 표면(4)의 덮음이 이루어질 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 제10 실시예의 장치(2)를 도시한다. 제10 실시예의 장치(2)는 제1 롤(92), 제2 롤(94), 및 회전 드럼(96)을 포함하는 릴-대-릴 시스템(90)을 포함한다. 회전 드럼이 생략될 수 있어서 기판(6)은 전구체 분사 헤드(10)의 위치에서 대체로 평평하다. 릴-대-릴 시스템(90)은 위치 시스템(positioning system)의 일 예이다. 릴-대-릴 시스템(90)은, 기판 표면(4)의 평면 내 기판(6)을 움직이도록 배열된 릴-대-릴 시스템(90)을 포함함으로써, 기판 표면(4)의 평면 내 증착 공간(14)과 기판(6) 사이의 상대 운동을 위해 배열될 수 있다. 본 예에서, 기판 표면(4)의 평면은 곡선 평면이다. 본 예에서 병진 운동인, 상대 운동은 화살표(15)에 의해 지시된다.
릴-대-릴 시스템 내 기판(6) 및/또는 기판 홀더(16)는 기판(6)의 유연성으로 인해 기판(6)의 평면 밖으로 원하기 않은 이동을 하기 쉽다. 그러한 원하지 않는 이동은 예를 들어 진동들에 의해 기인할 수 있다. 일반적으로, 예를 들어 제4, 제5, 제6, 제7, 제8, 및/또는 제9 실시예의 장치(2)에서, 기판 표면 외부 평면 내 기판 및 전구체 공급부 사이의 상대 움직임을 위해 배열된 장치(2)는 특히 릴-대-릴 시스템에 적용을 위해 적합할 수 있다. 가스-베어링 층은 전구체 분사 헤드가, 적어도 부분적으로, 원하지 않은 이동을 따르기 쉬워서, 전구체 분사 헤드(10)와 기판(6) 사이의 접촉을 피하고 기판 표면으로의 전구체 분사 헤드의 근접 접근을 사용 시 가능하게 한다.
명백히 지시되지 않을 수 있더라도, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8, 제9 및/또는 제10 실시예에 따른 장치는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8, 제9 및또는 제10 실시예의 다른 장치의 특징들을 가질 수 있다.
본 발명은 또한 원자층 증착을 위한 방법을 포함한다. 여기서 제1 방법으로 언급되는, 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예는 제1 실시예의 장치(2)를 이용하여 설명될 것이다. 제1 방법은 전구체 분사 장치(10)를 포함하는 장치(2)르 ㄹ사용하여 기판(6)의 표면(4) 위에 원자층을 위해 이용된다. 제1 방법은 기판 표면(4)에 접촉하기 위해 증착 표면(14)으로 전구체 공급부(12)로부터 전구체 가스를 분사하는 단계를 포함한다. 게다가, 제1 방법은 기판 표면(4)의 평면 내 기판(6)과 증착 공간(14) 사이 상대 운동을 이루는 단계를 포함한다. 제1 방법은, 사용 시 전구체 분사 헤드(10)와 기판 표면(4)에 의해 경계가 지어지는 증착 공간(14)을 제공하기 위해, 기판 표면(6)에 인접한 증착 공간(14)으로 분사된 전구체 가스를 한정하는 단계를 더 포함한다.
제1 방법은 기판 표면(4)의 적어도 일부 위로 원자층을 얻기 위해 기판 표면(4)의 적어도 일부 위에 전구체 가스를 증착한 후 전구체를 반응시키기 위해 반응 공간(36) 내에서, 반응 가스, 플라즈마, 레이저-발생 방사선, 및/또는 자외선 방사선을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예는 또한 전구체 분사 헤드(10) 및 기판 표면(4) 사이에서, 예를 들어 흐름 간격(26) 및/또는 증착 공간(28)과 같은, 간격 내에서 가스-베어링 층을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일반적으로, 제1 방법은 기판 표면의 평면 내에서 기판과 증착 공간 사이의 반복적인 상대 운동을 달성하는 단계를 포함할 수 있고, 일 방향으로의 반복적인 상대 운동은 다른, 반대의, 방향에서의 상대 운동에 뒤따른다. 예를 들어, 도 9a에서 화살표(15)로 지시된 방향으로의 기파의 이동은 화살표(15) 반대 방향으로의 이동에 뒤따르고, 화살표(15)의 방향으로의 이동에 의해 다시 뒤따른다. 예를 들어 제6 실시예에서, 증착 공간의 두 개의 대향 측면들에서 반응 공간 또는 추가적인 반응 공간이 제공되는 전구체 분사 헤드(10)는 제1 방법의 이러한 측면에 따라 사용하기에 특히 적합하고, 이는 반대 방향들 중 하나에서 증착 후 반응을 가능하게 하기 때문이다.
기술된 실시예들 중 하나에서 장치(2)는 또한, 원자층 증착 대신 에칭을 위해 배열된, 본 발명과 별개인 변경된 상태에서 적용될 수 있다. 이러한 변경된 상태에서, 전구체 분사 헤드는 전구체 가스 대신 에칭 가스를 분사하도록 배열된다. 에칭 가스의 사용 효율 및 에칭 공정의 속도와 관련된 이점들은 전구체 가스의 사용의 효율 및 원자층 증착 공정의 속도와 관련된 것들과 유사하다.
기술된 실시예들의 다른 측면들은 다음을 포함할 수 있다: 사용 시 증착 공간이 기판 표면의 평면 내에서 길쭉한 형상을 가지는 장치; 바람직하게 50 마이크로미터 보다 작은, 더욱 바람직하게는 15 마이크로미터보다 작은, 최소 두께를 가지는, 사용 시 장치의 증착 공간이 기판 표면과 전구체 분사 헤드 사이 증착 간격에 의해 형성되는 장치; 기판 표면의 평면 내 기판과 전구체 공급부 사이의 상대 운동 방향에서, 기판 표면을 따르는 반응 공간의 크기가 기판 표면의 평면 내 기판과 전구체 공급부 사이의 상대 운동의 방향 내 기판 표면의 크기보다 대체로 작은 장치; 기판 표면의 적어도 일부 위에 원자층을 얻기 위해 기판 표면의 저어도 일부 위에 전구체 가스의 증착 후 반응 가스와 함께 전구체를 반응시키기 위한 반응 공간 내에, 반응 가스, 및 선택적으로 플라즈마, 레이저-발생 방사선, 및/또는 자외선 방사선을 제공하도록 배열된 장치; 전구체 공급부, 반응물 공급부, 증착 공간 및 반응 공간을 포함하는 원자층 증착 헤드가 제공되고, 기판 표면의 평면 내 기판과 원자층 증착 사이의 상대 운동을 위해 배열된 장치; 버퍼 가스와 다른 가스와 전구체 가스의 혼합을 대체로 방지하기 위해 흐름율의 크기, 흐름 방향 및 버퍼 가스 커튼의 위치가 배열되고, 버퍼 가스는 대체로 전구체 가스에 대해 비활성인, 증착 공간에 인접한 버퍼 가스 커튼을 제공하도록 배열된 장치; 버퍼 가스 커튼이 한정 구조를 형성하기 위해 배열되는 장치; 전구체 공급부 및/또는 전구체 드레인이 적어도 하나의 전구체 공급 슬릿 및/또는 적어도 하나의 전구체 드레인 슬릿 각각에 의해 형성되는 장치; 및/또는 전구체 공급부, 전구체 드레인, 및/또는 증착 공간과 각각 유사한, 적어도 하나의 추가적인 전구체 공급부, 적어도 하나의 추가적인 전구체 드레인, 및/또는 적어도 하나의 추가적인 증착 공간이 전구체 분사 헤드에 제공되는 장치.
본 발명은 여기에 기술된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 당업자에게, 청구범위에서 고려될 수 있는 변형들이 가능하다. 동일하게 모든 기구학적 전이들이 본래 기술되고 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다. "바람직하게", "특히", "일반적으로" 등과 유사한 표현의 사용은 본 발명을 한정하려는 것이 아니다. 부정관사 "하나(a)" 또는 "하나(an)"는 복수를 배제하지 않는다. 특별하거나 명백히 기술되거나 청구된 특징들은 본 발명의 범위에 벗어나지 않게 본 발명에 따른 구조 내에 추가적으로 포함될 수 있다.

Claims (15)

  1. 기판의 표면에 원자층을 증착하는 장치에 있어서,
    상기 장치는 전구체 분사 헤드를 포함하고,
    상기 전구체 분사 헤드는, 전구체 공급부와, 사용 시 상기 전구체 분사 헤드와 상기 기판 표면에 의해 경계가 지어진 증착 공간을 구비하고,
    상기 전구체 분사 헤드는 상기 전구체 공급부로부터 상기 기판 표면과 접촉하는 상기 증착 공간으로 전구체 가스를 주입하도록 배치되고,
    상기 장치는 상기 증착 공간과 상기 기판 표면의 평면에서의 상기 기판 사이에서 상대 운동을 위하여 배치되고,
    상기 장치는 상기 기판 표면에 인접한 상기 증착 공간으로 주입된 상기 전구체 가스를 가둘 수 있도록 한정된 구조로 마련되는 원자층 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장치는 상기 전구체 분사 헤드와 상기 기판의 사이에서 상기 기판 표면의 외부에서 평면으로 상대 운동을 위하여 배치되고, 상기 전구체 분사 헤드는 상기 전구체 분사 헤드와 상기 기판 표면 사이에서 가스를 주입하는 가스 분사를 더 포함하고, 이로 인해 상기 가스는 가스 베어링 층(gas-bearing layer)을 형성하고, 상기 가스 분사는 상기 가스 베어링 층을 발생시키는 베어링 가스 분사에 의해 형성되고, 상기 베어링 가스 분사는 상기 전구체 공급부로부터 분리된 원자층 증착 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 장치는 상기 기판 표면을 향하는 상기 전구체 분사 헤드 상에서 프리스트레스 힘을 적용하도록 배치되고, 상기 가스 분사는 상기 가스 베어링 층에서 압력을 조절함으로써 상기 프리스트레스 힘을 대응하도록 배치되는 원자층 증착 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용 시 상기 전구체 분사 헤드와 외부 환경에서 상기 기판 표면 사이에서, 주입된 상기 전구체 가스의 체적 흐름 비율과 비교하여 외부 흐름 경로를 따라 상기 전구체 가스의 체적 흐름 비율을 실질적으로 지연시킬 수 있도록, 상기 한정된 구조는 상기 전구체 가스를 위하여 외부의 흐름 경로를 따라 배치되는 흐름 벽(flow barrier)에 의해 형성되는 원자층 증착 장치.
  5. 제2항 및 제4항에 있어서,
    상기 가스 베어링 층은 상기 흐름 벽을 형성하는 원자층 증착 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 흐름 벽은 한정된 가스 커튼 그리고/또는 상기 외부 흐름 경로에서 한정된 가스 압력에 의해 형성되는 원자층 증착 장치.
  7. 제4항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흐름 벽은 상기 전구체 분사 헤드 및 상기 기판 표면 사이 및/또는 상기 전구체 분사 헤드 및 상기 기판 표면의 평면으로 상기 기판 표면으로부터 연장한 기판 사이의 흐름 간격에 의해 형성되고, 상기 외부 흐름 경로를 따라 상기 흐름 간격의 두께 및 길이는 주입된 상기 전구체 가스의 체적 흐름 비율과 비교하여 외부 흐름 경로를 따라 상기 전구체 가스의 체적 흐름 비율을 실질적으로 지연시키도록 적용되는 원자층 증착 장치.
  8. 제2항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전구체 분사 헤드는 돌출부들로 마련되고, 사용 시 상기 가스 베어링 층은 상기 돌출부들 및 상기 기판 사이 그리고/또는 기판 지지부의 기판 지지 표면에 형성되는 원자층 증착 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 가스 베어링 층의 두께는 상기 기판 표면의 외부 평면에서 측정된 상기 증착 공간의 두께보다 작은 원자층 증착 장치.
  10. 제8항 또는 9항에 있어서,
    상기 가스 베어링 층의 두께는 3에서 15마이크로미터의 범위 내에 있고/있거나 상기 기판의 평면의 외부에서 상기 증착 공간의 두께는 3에서 100마이크로미터 범위 내에 있는 원자층 증착 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전구체 공급부는 물결 형상(undulated)을 갖는 슬릿(slit)에 의해 형성되는 원자층 증착 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 표면의 적어도 일부분에서 상기 원자층을 확보하기 위해 상기 기판 표면의 적어도 일부분에 상기 전구체 가스의 증착 후에, 상기 장치는 반응은 위한 반응 공간에서 플라즈마, 예를 들면 상기 반응 가스를 갖는 산화한 상기 전구체를 제공하도록 마련되는 원자층 증착 장치.
  13. 전구체 공급부와, 사용 시 상기 전구체 분사 헤드와 상기 기판 표면에 의해 묶인 증착 공간을 구비하는 전구체 분사 헤드를 포함하는 장치를 사용하여 기판의 표면에 원자층을 증착하는 방법에 있어서,
    a) 상기 전구체 공급부로부터 상기 기판 표면과 접촉하는 증착 공간으로 전구체 가스를 주입하는 단계;
    b) 상기 증착 공간과 상기 기판 사이에서 상기 기판 표면의 평면으로 상대 운동을 설정하는 단계; 및
    c) 사용 시 상기 전구체 분사 헤드와 상기 기판 표면에 의해 경계가 지어진 증착 공간을 제공하기 위해, 상기 기판 표면과 인접한 상기 증착 공간으로 주입된 상기 전구체 가스를 한정하는 단계;
    를 포함하는 원자층 증착 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 장치는 반응 공간을 구비하며,
    d) 상기 기판 표면의 적어도 일부분에서 상기 원자층을 확보하기 위해 상기 기판 표면의 적어도 일부분에 상기 전구체 가스의 증착 후에, 반응 가스를 갖는 상기 전구체를 반응시키는 반응 공간에서 상기 반응 가스, 플라즈마, 레이저 발생 방사선 및 자외선 방산성 중 적어도 어느 하나를 제공하는 단계를 더 포함하는 원자층 증착 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 전구체 분사 헤드 및 상기 기판 표면 사이의 간격에 가스 베어링 층을 제공하도록 구비하는 원자층 증착 방법.
KR1020117006764A 2008-08-27 2009-08-25 원자층 증착 장치 및 방법 KR101714091B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08163090.7 2008-08-27
EP08163090A EP2159304A1 (en) 2008-08-27 2008-08-27 Apparatus and method for atomic layer deposition
PCT/NL2009/050511 WO2010024671A1 (en) 2008-08-27 2009-08-25 Apparatus and method for atomic layer deposition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110056528A true KR20110056528A (ko) 2011-05-30
KR101714091B1 KR101714091B1 (ko) 2017-03-08

Family

ID=40377130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117006764A KR101714091B1 (ko) 2008-08-27 2009-08-25 원자층 증착 장치 및 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11549180B2 (ko)
EP (2) EP2159304A1 (ko)
JP (1) JP2012501537A (ko)
KR (1) KR101714091B1 (ko)
CN (1) CN102197157B (ko)
RU (1) RU2541232C2 (ko)
WO (1) WO2010024671A1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101531084B1 (ko) * 2012-01-18 2015-06-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 성막 장치
KR20160131441A (ko) * 2015-05-07 2016-11-16 에이피시스템 주식회사 원자층 증착 장치 및 이를 이용한 원자층 증착 방법
KR20160142059A (ko) * 2015-06-02 2016-12-12 에이피시스템 주식회사 박막 증착장치 및 박막 증착방법
JP2017534746A (ja) * 2014-11-04 2017-11-24 エーエスエム インターナショナル エヌ． ヴェー．ＡＳＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｎ．Ｖ． 原子層堆積装置およびその装置を使用した基板処理方法
WO2018190696A1 (ko) * 2017-04-14 2018-10-18 주식회사 넥서스비 원자층 증착을 위한 가스 공급 모듈

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8470718B2 (en) 2008-08-13 2013-06-25 Synos Technology, Inc. Vapor deposition reactor for forming thin film
EP2159304A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-03 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus and method for atomic layer deposition
EP3483919A1 (en) 2008-12-04 2019-05-15 Veeco Instruments Inc. Chemical vapor deposition flow inlet elements and methods
US8758512B2 (en) 2009-06-08 2014-06-24 Veeco Ald Inc. Vapor deposition reactor and method for forming thin film
EP2281921A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-09 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus and method for atomic layer deposition.
US20110076421A1 (en) * 2009-09-30 2011-03-31 Synos Technology, Inc. Vapor deposition reactor for forming thin film on curved surface
US20110097493A1 (en) * 2009-10-27 2011-04-28 Kerr Roger S Fluid distribution manifold including non-parallel non-perpendicular slots
EP2360293A1 (en) 2010-02-11 2011-08-24 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method and apparatus for depositing atomic layers on a substrate
EP2362002A1 (en) 2010-02-18 2011-08-31 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Continuous patterned layer deposition
EP2362411A1 (en) 2010-02-26 2011-08-31 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus and method for reactive ion etching
FI20105903A0 (fi) 2010-08-30 2010-08-30 Beneq Oy Laite
FI20105908A0 (fi) * 2010-08-30 2010-08-30 Beneq Oy Laite
US8486192B2 (en) 2010-09-30 2013-07-16 Soitec Thermalizing gas injectors for generating increased precursor gas, material deposition systems including such injectors, and related methods
US8133806B1 (en) 2010-09-30 2012-03-13 S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies Systems and methods for forming semiconductor materials by atomic layer deposition
EP2441860A1 (en) * 2010-10-13 2012-04-18 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus and method for atomic layer deposition on a surface
EP2481833A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-01 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus for atomic layer deposition
EP2481830A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-01 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus for atomic layer deposition.
US8840958B2 (en) 2011-02-14 2014-09-23 Veeco Ald Inc. Combined injection module for sequentially injecting source precursor and reactant precursor
EP2694700B1 (en) * 2011-04-07 2016-11-16 Picosun Oy Atomic layer deposition with plasma source
NL2007114C2 (en) * 2011-07-14 2013-01-15 Levitech B V Floating substrate monitoring and control device, and method for the same.
KR101881894B1 (ko) * 2012-04-06 2018-07-26 삼성디스플레이 주식회사 박막 증착 장치 및 그것을 이용한 박막 증착 방법
KR101372274B1 (ko) * 2012-06-08 2014-03-10 주식회사 테스 박막증착장치
KR101435100B1 (ko) * 2012-06-20 2014-08-29 주식회사 엠티에스나노테크 원자층 증착 장치
FI124298B (en) * 2012-06-25 2014-06-13 Beneq Oy Device for treating substrate surface and nozzle head
KR101450573B1 (ko) * 2012-09-04 2014-10-15 주식회사 테스 박막증착장치
KR101407436B1 (ko) * 2012-09-05 2014-06-19 주식회사 테스 박막증착장치 및 박막증착방법
EP2722413A1 (en) 2012-10-18 2014-04-23 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO A method of manufacturing a multilayer semiconductor element, and a semiconductor element manufactured as such
US9493874B2 (en) 2012-11-15 2016-11-15 Cypress Semiconductor Corporation Distribution of gas over a semiconductor wafer in batch processing
JP5886730B2 (ja) * 2012-11-26 2016-03-16 東京エレクトロン株式会社 成膜方法、その成膜方法のプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体、及び、成膜装置
US9527107B2 (en) * 2013-01-11 2016-12-27 International Business Machines Corporation Method and apparatus to apply material to a surface
KR101347046B1 (ko) * 2013-02-04 2014-01-06 주식회사 테스 박막증착장치
JP5901554B2 (ja) * 2013-02-28 2016-04-13 三井造船株式会社 成膜装置及び成膜方法
FI126043B (en) * 2013-06-27 2016-06-15 Beneq Oy Method and device for coating a surface of a substrate
EP2918701A1 (en) 2014-03-14 2015-09-16 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method of manufacturing a stacked organic light emitting diode, stacked OLED device, and apparatus for manufacturing thereof
JP5800952B1 (ja) 2014-04-24 2015-10-28 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体
EP2957656A1 (en) 2014-06-20 2015-12-23 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method and apparatus for depositing atomic layers on a substrate
EP2960059B1 (en) 2014-06-25 2018-10-24 Universal Display Corporation Systems and methods of modulating flow during vapor jet deposition of organic materials
US11220737B2 (en) * 2014-06-25 2022-01-11 Universal Display Corporation Systems and methods of modulating flow during vapor jet deposition of organic materials
US11267012B2 (en) * 2014-06-25 2022-03-08 Universal Display Corporation Spatial control of vapor condensation using convection
KR102337807B1 (ko) * 2014-11-14 2021-12-09 삼성디스플레이 주식회사 박막 증착 장치
JP6420706B2 (ja) * 2015-04-07 2018-11-07 信越化学工業株式会社 太陽電池用パッシベーション膜形成方法及び太陽電池用パッシベーション膜形成装置
KR20160144307A (ko) * 2015-06-08 2016-12-16 울트라테크 인크. 국소 처리가스 분위기를 이용한 마이크로챔버 레이저 처리 시스템 및 방법
KR102420015B1 (ko) 2015-08-28 2022-07-12 삼성전자주식회사 Cs-ald 장치의 샤워헤드
US10566534B2 (en) 2015-10-12 2020-02-18 Universal Display Corporation Apparatus and method to deliver organic material via organic vapor-jet printing (OVJP)
CN108291303B (zh) 2015-12-17 2020-07-21 倍耐克有限公司 涂覆前体喷嘴和喷嘴头
KR101861008B1 (ko) 2016-08-26 2018-05-25 한양대학교 산학협력단 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법
US11261526B2 (en) 2016-09-16 2022-03-01 Picosun Oy Particle coating
JP6822051B2 (ja) * 2016-10-14 2021-01-27 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜方法
JP6749225B2 (ja) * 2016-12-06 2020-09-02 東京エレクトロン株式会社 クリーニング方法
US11251019B2 (en) * 2016-12-15 2022-02-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Plasma device
JP6640781B2 (ja) * 2017-03-23 2020-02-05 キオクシア株式会社 半導体製造装置
DE102017213172A1 (de) 2017-07-31 2017-09-14 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Aufbringen einer Deckschicht und reflektives optisches Element
JP6863199B2 (ja) 2017-09-25 2021-04-21 トヨタ自動車株式会社 プラズマ処理装置
RU2679031C1 (ru) * 2017-11-21 2019-02-05 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точного машиностроения" Устройство для осаждения тонких пленок из газовой фазы
JP7098677B2 (ja) * 2020-03-25 2022-07-11 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
RU2741556C1 (ru) * 2020-07-20 2021-01-26 Пикосан Ой Реактор осаждения для нанесения покрытия на частицы и соответствующий способ
US20220064792A1 (en) 2020-08-25 2022-03-03 Innovalens B.V. Partial coating of intraocular lenses using spatial atomic layer deposition
DE102021206168A1 (de) 2021-06-16 2022-12-22 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Abscheiden einer Deckschicht, reflektives optisches Element für den EUV-Wellenlängenbereich und EUV-Lithographiesystem
EP4370729A1 (en) 2021-07-12 2024-05-22 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Thin film porous catalyst sheet
DE102021214362A1 (de) 2021-12-15 2023-06-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Schutzabdeckung und EUV-Lithographiesystem

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003051490A (ja) * 2001-08-03 2003-02-21 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
DE102004015216B4 (de) * 2004-03-23 2006-07-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Modul und Verfahren für die Modifizierung von Substratoberflächen bei Atmosphärenbedingungen
KR20060117607A (ko) * 2005-05-13 2006-11-17 오재응 기상 증착 반응기

Family Cites Families (85)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE393967B (sv) * 1974-11-29 1977-05-31 Sateko Oy Forfarande och for utforande av stroleggning mellan lagren i ett virkespaket
FI57975C (fi) * 1979-02-28 1980-11-10 Lohja Ab Oy Foerfarande och anordning vid uppbyggande av tunna foereningshinnor
SU772601A1 (ru) * 1979-04-23 1980-10-23 Предприятие П/Я М-5953 Головка дл распылени материалов
NL8103979A (nl) * 1981-08-26 1983-03-16 Bok Edward Methode en inrichting voor het aanbrengen van een film vloeibaar medium op een substraat.
US5009932A (en) * 1982-06-14 1991-04-23 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method and apparatus for impregnating a porous substrate with foam
NL8203318A (nl) * 1982-08-24 1984-03-16 Integrated Automation Inrichting voor processing van substraten.
NL8500930A (nl) * 1985-03-29 1986-10-16 Philips Nv Verplaatsingsinrichting met voorgespannen contactloze lagers.
US5057860A (en) * 1989-10-11 1991-10-15 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Pressure developing device provided in an image recording apparatus
DE4115930C1 (ko) 1991-05-16 1992-08-27 Utp Schweissmaterial Gmbh & Co Kg, 7812 Bad Krozingen, De
US5422554A (en) * 1993-03-05 1995-06-06 Motorola, Inc. Vacuum nozzle capable of adjustable placing force
JPH07115056A (ja) * 1993-10-15 1995-05-02 Canon Inc 縦型基板ステージ装置
US5925956A (en) * 1995-06-30 1999-07-20 Nikon Corporation Stage construction incorporating magnetically levitated movable stage
US5894981A (en) * 1996-11-27 1999-04-20 Orthodyne Electronics Corporation Integrated pull tester with an ultrasonic wire bonder
US6170622B1 (en) * 1997-03-07 2001-01-09 Canon Kabushiki Kaisha Anti-vibration apparatus and anti-vibration method thereof
JP3951150B2 (ja) * 1997-04-09 2007-08-01 Ｓｍｃ株式会社 サックバックバルブ
US5997963A (en) 1998-05-05 1999-12-07 Ultratech Stepper, Inc. Microchamber
US6447181B1 (en) * 1998-06-08 2002-09-10 Primera Technology, Inc. Variable position, force and velocity printer
US6406590B1 (en) * 1998-09-08 2002-06-18 Sharp Kaubushiki Kaisha Method and apparatus for surface treatment using plasma
US6144118A (en) * 1998-09-18 2000-11-07 General Scanning, Inc. High-speed precision positioning apparatus
JP4134406B2 (ja) * 1998-12-04 2008-08-20 株式会社ニコン 平面モータ装置及び露光装置
US6720680B1 (en) * 1999-02-04 2004-04-13 Nikon Corporation Flat motor device and its driving method, stage device and its driving method, exposure apparatus and exposure method, and device and its manufacturing method
US6200893B1 (en) * 1999-03-11 2001-03-13 Genus, Inc Radical-assisted sequential CVD
AU2001255309A1 (en) 2000-04-28 2001-11-12 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for distributing gas within high density plasma process chamber to ensure uniform plasma
US6641673B2 (en) 2000-12-20 2003-11-04 General Electric Company Fluid injector for and method of prolonged delivery and distribution of reagents into plasma
NL1019781C2 (nl) * 2002-01-18 2003-07-21 Tno Deklaag alsmede werkwijzen en inrichtingen voor de vervaardiging daarvan.
KR100469508B1 (ko) * 2002-02-22 2005-02-02 엘지.필립스 엘시디 주식회사 스프링의 장력조정에 의해 액정적하량을 제어가 가능한액정적하장치
US6869641B2 (en) * 2002-07-03 2005-03-22 Unaxis Balzers Ltd. Method and apparatus for ALD on a rotary susceptor
JP4227452B2 (ja) * 2002-12-27 2009-02-18 キヤノン株式会社 位置決め装置、及びその位置決め装置を利用した露光装置
KR100562498B1 (ko) * 2003-02-12 2006-03-21 삼성전자주식회사 씨엠피 설비의 패드 컨디셔너
EP1498778A1 (en) * 2003-06-27 2005-01-19 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2005171272A (ja) * 2003-12-08 2005-06-30 Sony Corp レーザｃｖｄ装置
US7552521B2 (en) * 2004-12-08 2009-06-30 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for improved baffle plate
US20090304924A1 (en) * 2006-03-03 2009-12-10 Prasad Gadgil Apparatus and method for large area multi-layer atomic layer chemical vapor processing of thin films
US20070218702A1 (en) 2006-03-15 2007-09-20 Asm Japan K.K. Semiconductor-processing apparatus with rotating susceptor
US7413982B2 (en) 2006-03-29 2008-08-19 Eastman Kodak Company Process for atomic layer deposition
US8916232B2 (en) * 2006-08-30 2014-12-23 Lam Research Corporation Method for barrier interface preparation of copper interconnect
SG174751A1 (en) * 2006-08-30 2011-10-28 Lam Res Corp Apparatus and method for integrated surface treatment and deposition for copper interconnect
US7578503B2 (en) * 2006-09-21 2009-08-25 Xerox Corporation Variable pressure belt driven sheet registration system
US20080166880A1 (en) * 2007-01-08 2008-07-10 Levy David H Delivery device for deposition
US7789961B2 (en) * 2007-01-08 2010-09-07 Eastman Kodak Company Delivery device comprising gas diffuser for thin film deposition
US8207063B2 (en) * 2007-01-26 2012-06-26 Eastman Kodak Company Process for atomic layer deposition
JP2008199713A (ja) * 2007-02-08 2008-08-28 Fujitsu Component Ltd アクチュエータ
US20080240804A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-02 Bettiol David E Self actuated intermitent fuser skive
US7737515B2 (en) * 2007-06-20 2010-06-15 New Jersey Institute Of Technology Method of assembly using array of programmable magnets
WO2009031886A2 (en) * 2007-09-07 2009-03-12 Fujifilm Manufacturing Europe B.V. Method and apparatus for atomic layer deposition using an atmospheric pressure glow discharge plasma
US8030212B2 (en) * 2007-09-26 2011-10-04 Eastman Kodak Company Process for selective area deposition of inorganic materials
US7851380B2 (en) * 2007-09-26 2010-12-14 Eastman Kodak Company Process for atomic layer deposition
US8398770B2 (en) * 2007-09-26 2013-03-19 Eastman Kodak Company Deposition system for thin film formation
US8017183B2 (en) * 2007-09-26 2011-09-13 Eastman Kodak Company Organosiloxane materials for selective area deposition of inorganic materials
US8182608B2 (en) * 2007-09-26 2012-05-22 Eastman Kodak Company Deposition system for thin film formation
US7572686B2 (en) * 2007-09-26 2009-08-11 Eastman Kodak Company System for thin film deposition utilizing compensating forces
US8211231B2 (en) * 2007-09-26 2012-07-03 Eastman Kodak Company Delivery device for deposition
CN101595240B (zh) * 2007-10-31 2012-05-23 佳能安内华股份有限公司 磁控管单元、磁控管溅射设备和制造电子器件的方法
EP2846557B1 (en) * 2007-11-21 2019-04-10 Audio Pixels Ltd. Improved speaker apparatus
US8333839B2 (en) * 2007-12-27 2012-12-18 Synos Technology, Inc. Vapor deposition reactor
KR20100124812A (ko) * 2008-03-14 2010-11-29 다우 코닝 코포레이션 광전지 모듈과 이를 형성하는 방법
US9036326B2 (en) * 2008-04-30 2015-05-19 Axcelis Technologies, Inc. Gas bearing electrostatic chuck
US20090291209A1 (en) * 2008-05-20 2009-11-26 Asm International N.V. Apparatus and method for high-throughput atomic layer deposition
US9238867B2 (en) * 2008-05-20 2016-01-19 Asm International N.V. Apparatus and method for high-throughput atomic layer deposition
EP2143370A1 (en) * 2008-07-08 2010-01-13 Olympus Medical Systems Corporation Guiding system, position controlling apparatus, and guiding method
EP2159304A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-03 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus and method for atomic layer deposition
US8851103B2 (en) * 2008-09-23 2014-10-07 The Curators Of The University Of Missouri Microfluidic valve systems and methods
US20100072414A1 (en) * 2008-09-23 2010-03-25 The Curators Of The University Of Missouri Microfluidic valve systems and methods
EP3483919A1 (en) * 2008-12-04 2019-05-15 Veeco Instruments Inc. Chemical vapor deposition flow inlet elements and methods
WO2010123594A2 (en) * 2009-01-15 2010-10-28 Children's Medical Center Corporation Device for filtration of fluids there through and accompanying method
WO2011006018A2 (en) * 2009-07-08 2011-01-13 Plasmasi, Inc. Apparatus and method for plasma processing
EP2281921A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-09 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus and method for atomic layer deposition.
US20110097494A1 (en) * 2009-10-27 2011-04-28 Kerr Roger S Fluid conveyance system including flexible retaining mechanism
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.
EP2360293A1 (en) * 2010-02-11 2011-08-24 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method and apparatus for depositing atomic layers on a substrate
EP2362002A1 (en) * 2010-02-18 2011-08-31 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Continuous patterned layer deposition
EP2362001A1 (en) * 2010-02-25 2011-08-31 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method and device for layer deposition
EP2362411A1 (en) * 2010-02-26 2011-08-31 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus and method for reactive ion etching
NL2005049C2 (en) * 2010-07-07 2012-01-10 Levitech B V Method and apparatus for contactlessly advancing substrates.
EP2481830A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-01 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus for atomic layer deposition.
EP2481832A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-01 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus for atomic layer deposition
EP2481833A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-01 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus for atomic layer deposition
NL2007114C2 (en) * 2011-07-14 2013-01-15 Levitech B V Floating substrate monitoring and control device, and method for the same.
EP2557198A1 (en) * 2011-08-10 2013-02-13 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method and apparatus for depositing atomic layers on a substrate
NL2008592C2 (en) * 2012-04-03 2013-10-07 Solaytec B V Method for producing a photocell.
NL2010471C2 (en) * 2013-03-18 2014-09-24 Levitech B V Substrate processing apparatus.
NL2010893C2 (en) * 2013-05-30 2014-12-02 Solaytec B V Injector head for atomic layer deposition.
JP2015141448A (ja) * 2014-01-27 2015-08-03 日本電産リード株式会社 タッチパネル検査装置
NL2013739B1 (en) * 2014-11-04 2016-10-04 Asm Int Nv Atomic layer deposition apparatus and method for processing substrates using an apparatus.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003051490A (ja) * 2001-08-03 2003-02-21 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
DE102004015216B4 (de) * 2004-03-23 2006-07-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Modul und Verfahren für die Modifizierung von Substratoberflächen bei Atmosphärenbedingungen
KR20060117607A (ko) * 2005-05-13 2006-11-17 오재응 기상 증착 반응기

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101531084B1 (ko) * 2012-01-18 2015-06-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 성막 장치
JP2017534746A (ja) * 2014-11-04 2017-11-24 エーエスエム インターナショナル エヌ． ヴェー．ＡＳＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｎ．Ｖ． 原子層堆積装置およびその装置を使用した基板処理方法
KR20160131441A (ko) * 2015-05-07 2016-11-16 에이피시스템 주식회사 원자층 증착 장치 및 이를 이용한 원자층 증착 방법
KR20160142059A (ko) * 2015-06-02 2016-12-12 에이피시스템 주식회사 박막 증착장치 및 박막 증착방법
WO2018190696A1 (ko) * 2017-04-14 2018-10-18 주식회사 넥서스비 원자층 증착을 위한 가스 공급 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
EP2159304A1 (en) 2010-03-03
WO2010024671A1 (en) 2010-03-04
RU2541232C2 (ru) 2015-02-10
EP2334842A1 (en) 2011-06-22
US11549180B2 (en) 2023-01-10
US20120003396A1 (en) 2012-01-05
EP2334842B1 (en) 2012-05-16
CN102197157B (zh) 2013-10-09
JP2012501537A (ja) 2012-01-19
RU2011111529A (ru) 2012-10-10
CN102197157A (zh) 2011-09-21
KR101714091B1 (ko) 2017-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101714091B1 (ko) 원자층 증착 장치 및 방법
EP2459768B1 (en) Apparatus and method for atomic layer deposition
US9273392B2 (en) Apparatus for atomic layer deposition
EP2670881B1 (en) Apparatus and method for atomic layer deposition
JP6139412B2 (ja) 原子層成膜のための装置及び方法
KR20220132677A (ko) 온도 제어 반응 챔버

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant