KR20150019436A - 원자층 증착 방법 및 원자층 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

원자층 증착 방법은, 가스 분사 유닛 내에 교번하여 배치되는 적어도 하나의 소스 가스 분사 노즐 및 적어도 하나의 반응 가스 분사 노즐이 서셉터 유닛에 배치된 기판에 소스 가스 및 반응 가스를 각각 분사하여 기판 상에 제1 소스 가스 흡착 영역 및 제1 반응 가스 흡착 영역을 형성한 후, 제1 소스 가스 흡착 영역의 상부에 반응 가스 분사 노즐이 배치되고, 제1 반응 가스 흡착 영역의 상부에 소스 가스 분사 노즐이 배치되도록, 서셉터 유닛이 제1 방향으로 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동하면서, 소스 가스 분사 노즐 및 반응 가스 분사 노즐이 제1 반응 가스 흡착 영역 및 제1 소스 가스 흡착 영역에 소스 가스 및 반응 가스를 각각 분사하여 제1 모노레이어(monolayer)를 형성할 수 있다.

Description

원자층 증착 방법 및 원자층 증착 장치{METHOD FOR ATOMIC LAYER DEPOSITION AND APPARATUS FOR ATOMIC LAYER DEPOSITION}
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원자층 증착 방법 및 원자층 증착 장치에 관한 것이다.
원자층 증착 방법(또는, ALD 박막 증착 방법)은 표면 조절 공정(surface controlled process)으로써 2차원적인 층간(layer by layer)증착을 한다. 원자층 증착 방법은 항상 표면 운동 영역(surface kinetic area)에서 증착이 이루어지므로 매우 우수한 스텝 커버리지(step coverage)를 가지며, 소스 가스 및 반응 가스가 주기적으로 공급되어 화학적 치환(chemical exchange)이 이루어 지고, 증착되는 막밀도(film density)가 매우 높다. 또한, 공정 중 발생하는 부산물(또는, 배기 가스)은 항상 기체이므로 배기 노즐(또는, 배기부)을 이용하여 제거가 용이하다.
일반적으로 원자층 증착 장치를 이용하여 선형으로 반도체 기판에 원자층 증착을 진행하는 경우, 서셉터 유닛 상에 배치된 기판이 원자층 증착 장치의 가스 분사 유닛이 가스를 분사하는 영역을 완전히 벗어나면서 왕복하여 박막이 형성된다. 이 때, 서셉터 유닛 상부의 기판 양 측면에 기판의 길이 또는 가스 분사 유닛 전체의 길이에 대응하는 별도의 플레이트(plate, 또는 버퍼 플레이트)가 구비된다. 왜냐하면, 상기 기판이 상기 가스 분사 영역(즉, 가스 분사 유닛의 전체 길이)을 벗어나도 상기 플레이트가 상기 가스 분사 영역에 대향하여 서셉터 유닛과 상기 가스 분사 영역의 간격을 일정하게 유지하여 박막 형성 공정의 안정성과 박막의 균일성 및 공정 신뢰도 등을 유지하기 위함이다.
최근에는 대형 디스플레이 장치에 대한 연구가 활발히 진행 중이며, 이에 따라 대형화된 기판이 연구 개발되고 있는 추세이다. 가스 분사 영역과 기판의 길이가 1:1에 대응한다면, 상기 플레이트 각각의 길이는 기판 길이와 같아야 하고, 원자층 증착 장치에서 상기 기판을 왕복하며 원자층 증착 공정을 진행하려면, 상기 공정을 진행하는 공간을 제공하는 프로세스 챔버(process chamber)의 용량이 커지는 문제점이 있다. 또한, 상기 프로세스 챔버의 용량 증가로 인해 공정 시간 또는 택트 타임(Tact time)이 증가하고, 가스 사용량이 증가하며, 증착되는 영역의 길이가 증가함으로써 기판에 형성된 박막의 균일도 및 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 원자층 증착 장치를 이용하여 반도체 장치에 구비되는 기판에 대한 원자층 증착 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사이즈를 최소화한 원자층 증착 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착 방법은, 가스 분사 유닛 내에 교번하여 배치되는 적어도 하나의 소스 가스 분사 노즐 및 적어도 하나의 반응 가스 분사 노즐이 서셉터 유닛에 배치된 기판에 소스 가스 및 반응 가스를 각각 분사하여 기판 상에 제1 소스 가스 흡착 영역 및 제1 반응 가스 흡착 영역을 형성한 후, 제1 소스 가스 흡착 영역의 상부에 반응 가스 분사 노즐이 배치되고, 제1 반응 가스 흡착 영역의 상부에 소스 가스 분사 노즐이 배치되도록, 서셉터 유닛이 제1 방향으로 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동하면서, 소스 가스 분사 노즐 및 반응 가스 분사 노즐이 제1 반응 가스 흡착 영역 및 제1 소스 가스 흡착 영역에 소스 가스 및 반응 가스를 각각 분사하여 제1 모노레이어(monolayer)를 형성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 서셉터 유닛이 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 상기 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 상기 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동하면서, 상기 소스 가스 분사 노즐 및 상기 반응 가스 분사 노즐이 상기 제1 모노레이어가 형성된 상기 기판에 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스를 각각 분사하여 상기 제1 모노레이어 상에 제2 소스 가스 흡착 영역 및 제2 반응 가스 흡착 영역을 형성한 후, 상기 제2 소스 가스 흡착 영역의 상부에 상기 반응 가스 분사 노즐이 배치되고, 상기 제2 반응 가스 흡착 영역의 상부에 상기 소스 가스 분사 노즐이 배치되도록, 상기 서셉터 유닛이 상기 제1 방향으로 상기 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 상기 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동하면서, 상기 소스 가스 분사 노즐 및 상기 반응 가스 분사 노즐이 상기 제2 반응 가스 흡착 영역 및 상기 제2 소스 가스 흡착 영역에 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스를 각각 분사하여 상기 제1 모노레이어 상에 제2 모노레이어를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 서셉터 유닛이 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 왕복하면서 상기 제2 모노레이어 상에 적어도 하나의 모노레이어가 더 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 서셉터 유닛 상에 상기 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 상기 반응 가스 분사 노즐의 폭에 상응하는 길이를 가지는 버퍼 플레이트(buffer plate)가 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 퍼지 가스 분사 노즐이 퍼지 가스(purge gas)를 분사하여 상기 기판 상에 잔류하는 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스를 제거하는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 퍼지 가스 분사 노즐은 상기 소스 가스 분사 노즐과 상기 반응 가스 분사 노즐 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 배기 노즐이 기판 상에 잔류하는 상기 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스를 외부로 배출하는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 배기 노즐은 상기 소스 가스 분사 노즐과 상기 반응 가스 분사 노즐 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착 장치는, 기판이 수용되어 증착 공정이 수행되는 공간을 제공하는 프로세스 챔버, 상기 기판에 소스 가스를 제공하는 적어도 하나의 소스 가스 분사 노즐, 반응 가스를 제공하는 적어도 하나의 반응 가스 분사 노즐 및 퍼지 가스를 제공하는 적어도 하나의 퍼지 가스 분사 노즐을 포함하는 가스 분사 유닛, 상기 프로세스 챔버 내부에 상기 가스 분사 유닛과 대향하여 배치되고, 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 상기 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 상기 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동하는 서셉터 유닛 및 상기 서셉터 유닛 상에 배치되고, 상기 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 상기 반응 가스 분사 노즐의 폭에 상응하는 길이를 가지는 버퍼 플레이트를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 버퍼 플레이트는 상기 기판이 상기 서셉터 유닛 상에 고정되도록 상기 기판의 양 측면에 각각 구비될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 소스 가스 분사 노즐과 상기 반응 가스 분사 노즐은 상기 가스 분사 유닛 내에서 상기 제1 방향을 따라 교번하여 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 퍼지 가스 분사 노즐은 상기 가스 분사 유닛의 양 측면에 각각 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 퍼지 가스 분사 노즐은 상기 소스 가스 분사 노즐과 상기 반응 가스 분사 노즐 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 가스 분사 유닛은, 상기 소스 가스 분사 노즐과 연결된 소스 가스 공급 라인, 상기 반응 가스 분사 노즐과 연결된 반응 가스 공급 라인 및 상기 퍼지 가스 분사 노즐과 연결된 퍼지 가스 공급 라인을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 소스 가스 공급 라인은 소스 가스 저장 탱크에 연결되고, 상기 반응 가스 공급 라인은 반응 가스 저장 탱크에 연결되며, 상기 퍼지 가스 공급 라인은 퍼지 가스 저장 탱크에 연결될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 가스 분사 유닛은, 상기 소스 가스 분사 노즐과 상기 반응 가스 분사 노즐 사이에 배치되는 배기 노즐을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착 방법은 기판을 배치한 서셉터 유닛이 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동 함으로써, 버퍼 플레이트의 길이를 상기 단위 거리에 상응하는 정도로 최소화하며, 프로세스 챔버의 용량을 줄일 수 있다. 따라서, 박막 증착 공정의 택트 시간(tact time)이 단축되고, 이에 따라 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스의 소스 사용량을 대폭 감소시켜 비용을 절약할 수 있다. 또한, 서셉터 유닛이 왕복하는 이동 거리가 대폭 줄어들어 원자층 증착 장치의 설비 안정성을 높일 수 있으며, 기판 상에 형성되는 박막의 균일도 및 박막 증착 공정의 재현성을 현저히 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착 장치는 기판을 배치한 서셉터 유닛이 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동 함으로써, 버퍼 플레이트의 길이를 상기 단위 거리에 상응하는 정도로 최소화시킬 수 있다. 따라서, 대형 디스플레이 장치의 개발에 의해 기판이 대형화됨에도 불구하고 원자층 증착 장치의 크기를 최소화하여 박막 증착 공정의 택트 시간(tact time)을 단축시키고, 이에 따라 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스의 소스 사용량을 대폭 감소시켜 비용을 절약할 수 있다. 또한, 서셉터 유닛이 왕복하는 이동 거리가 대폭 줄어들어 원자층 증착 장치의 설비 안정성을 높일 수 있으며, 기판 상에 형성되는 박막의 균일도 및 박막 증착 공정의 재현성을 현저히 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1b는 도 1a의 원자층 증착 장치의 가스 분사 유닛 및 서셉터 유닛의 일 예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 원자층 증착 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 2의 원자층 증착 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 도 2의 원자층 증착 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본문에 기재된 "~부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1a는 본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1a를 참조하면, 원자층 증착 장치(100)는 프로세스 챔버(process chamber)(110), 가스 분사 유닛(120), 서셉터 유닛(susceptor unit)(130), 버퍼 플레이트(buffer plate)(140,145), 소스 가스 저장 탱크(150), 반응 가스 저장 탱크(160), 퍼지 가스 저장 탱크(170) 및 배기 펌프 유닛(180)을 포함할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 가스 분사 유닛(120)은 소스 가스 분사 노즐, 반응 가스 분사 노즐, 퍼지 가스 분사 노즐 및 배기 노즐 등을 포함할 수 있다. 여기서 원자층 증착 장치(100)의 상세한 기술 구성은 본 발명의 요지가 아니므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략하고 주요 구성 요소에 대해서만 설명하기로 한다.
프로세스 챔버(110)는 다수의 기판을 수용하여 원자층 증착 공정이 수행되는 공간 및 환경을 제공할 수 있다. 프로세스 챔버(110)의 크기는 원자층이 증착되는 기판의 크기 또는 버퍼 플레이트(140, 145)를 포함한 서셉터 유닛(160)이 왕복 이동하는 거리 등에 의해 결정될 수 있다.
가스 분사 유닛(120)은 프로세스 챔버(110) 내부에 구비되어 기판에 증착되는 가스를 분사할 수 있다. 가스 분사 유닛(120)은 서셉터 유닛(130)의 상부에 일정 간격을 유지하여 배치될 수 있다. 여기서, 기판에 증착되는 가스는 박막을 증착하기 위한 가스로써, 상기 기판에 증착하고자 하는 박막을 구성하는 물질을 포함하는 소스 가스(source gas), 반응 가스(reactant gas)를 포함하고, 기판 표면에 흡착되어 박막을 구성한 반응물을 제외한 여분의 소스 가스 및 반응 가스를 제거하는 역할을 하는 퍼지 가스(purge gas)를 포함할 수 있다.
가스 분사 유닛(120)은 기판에 소스 가스를 제공하는 적어도 하나의 소스 가스 분사 노즐, 반응 가스를 제공하는 적어도 하나의 반응 가스 분사 노즐 및 퍼지 가스를 제공하는 적어도 하나의 퍼지 가스 분사 노즐을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 소스 가스 분사 노즐과 반응 가스 분사 노즐은 가스 분사 유닛(120) 내에서 제1 방향을 따라 교번하여 배치될 수 있다. 여기서, 제1 방향은, 초기 설정된 위치에 배치된 서셉터 유닛(130)이 기판에 소스 가스 및 반응 가스를 흡착하기 위해 이동하는 방향일 수 있다. 따라서 기판이 이동되지 않는 경우에는, 소스 가스 및 반응 가스가 기판 상의 일정 영역 마다 교번하여 흡착될 수 있다. 하나의 소스 가스 분사 노즐(또는, 하나의 반응 가스 분사 노즐)은 기판 상의 일정한 영역에 소스 가스(또는, 반응 가스)를 분사하고, 상기 소스 가스는 기판 상에 흡착되어 제1 소스 가스 흡착 영역(또는, 제1 반응 가스 흡착 영역)을 형성할 수 있다. 제1 소스 가스 흡착 영역 및 제1 반응 가스 흡착 영역은 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭에 대응하며, 제1 소스 가스 흡착 영역 및 제1 반응 가스 흡착 영역의 크기는 모두 동일할 수 있다. 이 때, 소스 가스 분사 노즐의 폭과 반응 가스 분사 노즐의 폭은 동일할 수 있다. 소스 가스는 트리메틸-알루미늄(trimethyl-aluminium, TMA)이 사용되고, 반응 가스는 산소(O2) 또는 오존(O3)이 사용될 수 있다. 따라서, 원자층 증착 장치(100)는 표시 장치의 반도체 기판의 산화알루미늄(Al2O3)으로 형성되는 일정 두께의 게이트 유전막을 증착하는 공정에 사용될 수 있다. 다만, 소스 가스 및 반응 가스가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 소스 가스는 산화하프늄(halfnium oxide, HfO2), 실리카(silica, SiO2), 지르코늄 다이옥사이드(Zirconium dioxide, ZrO2) 등의 유전체막, 유기막 등을 증착하는 재료 물질이 포함될 수 있다.
일 실시예에서, 퍼지 가스 분사 노즐은 가스 분사 유닛(120)의 양 측면에 각각 배치될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 퍼지 가스 분사 노즐은 소스 가스 분사 노즐과 반응 가스 분사 노즐 사이에 배치될 수 있다. 퍼지 가스는 화학적으로 안정한 불활성 가스가 사용되며, 예를 들면, 아르곤(Ar), 질소(N2) 또는 헬륨(He) 등의 가스가 포함될 수 있다. 퍼지 가스는 기판 상에 흡착되지 않고 잔류하는 소스 가스 및 반응 가스를 제거할 수 있다.
서셉터 유닛(130)은 프로세스 챔버(110) 내부에 가스 분사 유닛(120)과 대향하여 배치될 수 있다. 서셉터 유닛(130)은 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 상기 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 상기 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동(즉, 왕복 운동)할 수 있다. 상기 제 1 방향은 초기 설정된 위치에 배치된 서셉터 유닛(130)이 기판에 소스 가스 및 반응 가스를 흡착하기 위해 이동하는 방향이고, 제2 방향은 상기 제1 방향에 정반대되는 방향을 의미한다. 상부에 기판을 배치한 서셉터 유닛(130)이 제1 방향 및 제2 방향으로 왕복 운동함에 따라, 가스 분사 유닛(120)에서 분사되는 소스 가스 및 반응 가스가 차례로 흡착되면서 생성된 반응 생성물(예를 들면, 산화알루미늄)이 증착되어 소정 두께의 박막이 형성될 수 있다. 상기 반응 생성물에 의한 박막층은 본 명세서에서 모노레이어(monolayer)로 표현될 수 있다. 원자층 증착 장치(100)가 기판 상에 박막을 형성하는 과정은 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
일 실시예에서, 가스 분사 유닛(120)은, 소스 가스 분사 노즐과 연결된 소스 가스 공급 라인, 반응 가스 분사 노즐과 연결된 반응 가스 공급 라인 및 퍼지 가스 분사 노즐과 연결된 퍼지 가스 공급 라인을 더 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 소스 가스 공급 라인은 소스 가스 저장 탱크(150)에 연결되고, 반응 가스 공급 라인은 반응 가스 저장 탱크(160)에 연결되며, 퍼지 가스 공급 라인은 퍼지 가스 저장 탱크(170)에 연결될 수 있다. 상기 가스 저장 탱크들(150, 160, 170)은 각각 전술한 물질들이 저장된다. 소스 가스 분사 노즐들은 소스 가스 저장 탱크 (150)로부터 소스 가스 공급 라인을 통해 소스 가스를 공급 받아 서셉터 유닛(130) 상에 배치된 기판에 상기 소스 가스를 일정하게 분사할 수 있다. 반응 가스 및 퍼지 가스 또한 동일한 방법을 통해 기판 상에 분사될 수 있다.
일 실시예에서, 가스 분사 유닛(120)은, 소스 가스 분사 노즐과 반응 가스 분사 노즐 사이에 배치되는 배기 노즐을 더 포함할 수 있다. 배기 노즐은 배기 라인을 통해 배기 펌프 유닛(180)에 연결되어 프로세스 챔버(110) 내부를 진공 상태로 유지시킬 수 있다. 배기 노즐은 여분의 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스(또는, 배기 가스)의 배출을 위해서 사용될 수 있다.
버퍼 플레이트(140,145)는 서셉터 유닛(130) 상에 구비되고, 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭에 상응하는 길이를 가지질 수 있다. 일 실시예에서, 버퍼 플레이트는 기판이 서셉터 유닛(130) 상에 고정되도록 도 1a에 도시된 바와 같이, 기판의 양 측면에 각각 구비될 수 있다. 버퍼 플레이트(140, 145)는 서셉터 유닛(130) 상에 배치된 기판이 움직이지 않도록 고정시키는 역할을 하며, 공정 재현성을 유지하기 위해 필요하다. 기판 상에 소스 가스와 반응 가스의 충분한 흡착을 유도하고, 박막의 균일성을 유지하기 위해서는 소스 가스 및 반응 가스 분사 노즐과 기판이 일정한 간격을 지속적으로 유지해야 한다. 따라서, 기판이 가스 분사 유닛(120)의 바깥으로 벗어나도 기판의 양 측면에 구성되는 버퍼 플레이트가 가스 분사 유닛(120)과 일정 간격을 유지한 채로 대향하여 위치함으로써 공정의 재현성을 유지할 수 있다. 버퍼 플레이트가 존재하지 않는 경우, 프로세스 챔버(110) 하부가 가스 분사 노즐들로부터 분사되는 소스 가스 및 반응 가스에 그대로 노출되어 설비 오염이 유발되고, 가스 흡착 조건이 달라져 공정 압력의 유지가 어렵게 됨으로써 원하는 두께의 박막을 균일하게 증착할 수 없게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 의한 원자층 증착 장치(100)는 기판을 배치한 서셉터 유닛(130)이 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 소스 가스 분사 노즐의 폭(A) 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭(B)만큼 이동 함으로써, 버퍼 플레이트(140, 145)의 길이를 소스 가스 분사 노즐의 폭(A) 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭(B)에 상응하는 정도로 최소화시킬 수 있다. 따라서, 서셉터 유닛(130)이 왕복 운동하는 공간이 기존의 1/5 이하로 작아지므로 프로세스 챔버(110)의 용량을 줄일 수 있다. 특히, 대형 디스플레이 장치의 개발에 의해 기판이 대형화됨에도 불구하고 원자층 증착 장치(110)의 크기를 최소화하여 박막 증착 공정의 택트 시간(tact time)이 단축되고, 이에 따라 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스의 소스 사용량을 대폭 감소시켜 비용을 절약할 수 있다. 또한, 서셉터 유닛(130)이 왕복하는 이동 거리가 짧아 원자층 증착 장치(110)의 설비 안정성을 높일 수 있으며, 기판 상에 형성되는 박막의 균일도 및 박막 증착 공정의 재현성을 현저히 향상시킬 수 있다.
도 1b는 도 1a의 원자층 증착 장치의 가스 분사 유닛 및 서셉터 유닛의 일 예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1b를 참조하면, 원자층 증착 장치(100)의 프로세스 챔버(200) 내부에는 가스 분사 유닛(120) 및 서셉터 유닛(130)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 가스 분사 유닛(120)은 소스 가스 분사 노즐(240), 반응 가스 분사 노즐(260) 및 퍼지 가스 분사 노즐(180)을 포함하고, 서셉터 유닛(130)은 상부에 기판(220) 및 기판(220)의 양 측면에 구성되는 버퍼 플레이트(140, 145)를 포함할 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 소스 가스 분사 노즐(240)과 적어도 하나의 반응 가스 분사 노즐(260)은 가스 분사 유닛(120) 내에서 제1 방향(D)을 따라 교번하여 배치될 수 있다. 소스 가스 분사 노즐(240) 및 반응 가스 분사 노즐(260)은 일정 간격으로 이격되어 있는 기판(220)에 각각 소스 가스 및 반응 가스를 분사하여 일정한 영역마다 소스 가스 또는 반응 가스의 흡착 영역을 형성할 수 있다.
기판(220)은 유리 기판, 석영 기판, 플라스틱 기판, 금속 산화물 기판 등을 포함할 수 있다. 또한, 기판(220)의 형상 및 크기는 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 등 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다. 기판(220)은 원자층 증착 방법에 의한 박막 형성을 위해 서셉터 유닛(130) 상에 배치될 수 있다.
버퍼 플레이트(140, 145)는 서셉터 유닛(130) 상에 구비되고, 소스 가스 분사 노즐의 폭(A) 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭(B)에 상응하는 길이를 가지질 수 있다. 이 때, 소스 가스 분사 노즐의 폭(A) 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭(B)은 동일할 수 있다. 또한, 버퍼 플레이트(140, 145)는 기판의 양 측면에 각각 구비될 수 있다. 따라서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 기판(220)은 버퍼 플레이트(140, 145)에 의해 서셉터 유닛(130) 상에 끼워지는 형태를 가지게 된다. 상술한 바와 같이, 기판(220)이 원자층 증착 장치에 배치되어 원자층 증착 공정이 진행된다. 이하, 상술한 원자층 증착 장치를 이용한 원자층 증착 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 원자층 증착 방법은, 가스 분사 유닛 내에 교번하여 배치되는 적어도 하나의 소스 가스 분사 노즐 및 적어도 하나의 반응 가스 분사 노즐이 서셉터 유닛에 배치된 기판에 소스 가스 및 반응 가스를 각각 분사하여 기판 상에 제1 소스 가스 흡착 영역 및 제1 반응 가스 흡착 영역을 형성(Step S110)한 후, 제1 소스 가스 흡착 영역의 상부에 반응 가스 분사 노즐이 배치되고, 제1 반응 가스 흡착 영역의 상부에 소스 가스 분사 노즐이 배치되도록, 서셉터 유닛이 제1 방향으로 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동(Step S130)하면서, 소스 가스 분사 노즐 및 반응 가스 분사 노즐이 제1 반응 가스 흡착 영역 및 제1 소스 가스 흡착 영역에 소스 가스 및 반응 가스를 각각 분사하여 제1 모노레이어를 형성(Step S150)할 수 있다. 원자층 증착 방법은 하나의 모노레이어를 형성하는 공정을 하나의 증착 사이클(cycle)로 하여 다수 회의 사이클을 반복하여 복수의 모노레이어를 증착함으로써 원하는 두께의 박막을 형성할 수 있다.
이하, 하나의 모노레이어를 형성하는 원자층 증착 방법은 도 3a 및 도 3b를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 원자층 증착 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 가스 분사 유닛(120) 내에 교번하여 배치되는 적어도 하나의 소스 가스 분사 노즐(340) 및 적어도 하나의 반응 가스 분사 노즐(360)이 서셉터 유닛(130)에 배치된 기판(320)에 소스 가스 및 반응 가스를 각각 분사하여 기판 상에 제1 소스 가스 흡착 영역(350) 및 제1 반응 가스 흡착 영역(370)을 형성(Step S110)할 수 있다. 이에 따라, 초기 설정된 위치에 배치된 서셉터 유닛(130) 상에 구비된 기판(320)에는 제1 소스 가스 흡착 영역(350) 및 제1 반응 가스 흡착 영역(370)이 교번하여 형성될 수 있다. 소스 가스는 트리메틸-알루미늄(trimethyl-aluminium, TMA)이 사용되고, 반응 가스는 산소(O2) 또는 오존(O3)이 사용될 수 있다. 따라서, 원자층 증착 장치(100)는 표시 장치의 반도체 기판의 산화알루미늄(Al2O3)으로 형성되는 일정 두께의 게이트 유전막을 증착하는 공정에 사용될 수 있다. 다만, 소스 가스 및 반응 가스가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 소스 가스는 산화하프늄(halfnium oxide, HfO2), 실리카(silica, SiO2), 지르코늄 다이옥사이드(Zirconium dioxide, ZrO2) 등의 유전체막, 유기막 등을 증착하는 재료 물질이 포함될 수 있다.
일 실시예에서, 서셉터 유닛(130) 상에 소스 가스 분사 노즐의 폭(A) 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭(B)에 상응하는 길이를 가지는 버퍼 플레이트(140, 145)가 배치될 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 반응 가스 노즐(365)과 대향하여 배치된 버퍼 플레이트(140) 상에도 반응 가스가 흡착되어 제1 반응 가스 흡착 영역(375)이 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 퍼지 가스 분사 노즐(380)이 퍼지 가스를 분사하여 기판(320) 상에 잔류하는 소스 가스 및 반응 가스를 제거할 수 있다. 퍼지 가스 분사 노즐(380)애 의해 분사되는 퍼지 가스는 기판(320) 상에 흡착되지 못하고 잔류하는 소스 가스 및 반응 가스를 제거할 수 있다. 퍼지 가스는 화학적으로 안정한 불활성 가스가 사용되며, 예를 들면, 아르곤(Ar), 질소(N2) 또는 헬륨(He) 등의 가스가 포함될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제1 소스 가스 흡착 영역(350)의 상부에 반응 가스 분사 노즐(360)이 배치되고, 제1 반응 가스 흡착 영역(370)의 상부에 소스 가스 분사 노즐(345)이 배치되도록, 서셉터 유닛(130)이 제1 방향(D)으로 소스 가스 분사 노즐의 폭(A) 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭(B)만큼 이동(Step S130)하면서, 소스 가스 분사 노즐(345) 및 반응 가스 분사 노즐(360)이 제1 반응 가스 흡착 영역(370) 및 제1 소스 가스 흡착 영역(350)에 소스 가스 및 반응 가스를 각각 분사하여 제1 모노레이어를 형성(Step S150)할 수 있다.
서셉터 유닛(130)과 함께 기판(320)이 제1 방향(D)으로 이동함으로써 버퍼 플레이트(145)는 소스 가스 분사 노즐(340)에 대향하여 위치할 수 있다. 따라서, 버퍼 플레이트(145)에는 소스 가스 흡착 영역(345)이 형성될 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 의한 원자층 증착 방법은 하나의 모노레이어를 형성하는 하나의 사이클(cycle)에 해당할 수 있다. 상기 사이클을 다수 회 반복하여 기판(220) 상에 원하는 두께의 박막을 균일하게 형성할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 도 2의 원자층 증착 방법의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 도 4a 내지 도 4d는 도 2의 원자층 증착 방법을 반복하여 실시해 복수의 모노레이어를 형성하는 공정을 설명하는 도면이다.
도 4a를 참조하면, 가스 분사 유닛(120) 내에 교번하여 배치되는 적어도 하나의 소스 가스 분사 노즐(430) 및 적어도 하나의 반응 가스 분사 노즐(440)이 서셉터 유닛(130)에 배치된 기판(420)에 소스 가스 및 반응 가스를 각각 분사하여 기판 상에 제1 소스 가스 흡착 영역(460) 및 제1 반응 가스 흡착 영역(470)을 형성(Step S110)할 수 있다. 이에 따라, 초기 설정된 위치에 배치된 서셉터 유닛(130) 상에 구비된 기판(420)에는 제1 소스 가스 흡착 영역(460) 및 제1 반응 가스 흡착 영역(470)이 교번하여 형성될 수 있다. 다만, 이에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 일 실시예에서, 퍼지 가스 분사 노즐(450)이 퍼지 가스를 분사하여 기판(420) 상에 잔류하는 소스 가스 및 반응 가스를 제거하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 퍼지 가스 분사 노즐(450)은 소스 가스 분사 노즐(430)과 반응 가스 분사 노즐(440) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 기판(420) 상에 흡착이 진행되는 중 또는 흡착이 진행된 후에 기판(420) 상에 잔류하는 소스 가스 및 반응 가스는 퍼지 가스에 의해 제거될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 제1 소스 가스 흡착 영역(460)의 상부에 반응 가스 분사 노즐(440)이 배치되고, 제1 반응 가스 흡착 영역(470)의 상부에 소스 가스 분사 노즐(435)이 배치되도록, 서셉터 유닛(130)이 제1 방향(D)으로 소스 가스 분사 노즐의 폭(A) 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭(B)만큼 이동(Step S130)하면서, 소스 가스 분사 노즐(435) 및 반응 가스 분사 노즐(440)이 제1 반응 가스 흡착 영역(470) 및 제1 소스 가스 흡착 영역(460)에 소스 가스 및 반응 가스를 각각 분사하여 제1 모노레이어(465)를 형성(Step S150)할 수 있다. 이 때, 각각의 버퍼 플레이트(140, 145)는 반응 가스 분사 노즐에서 분사된 반응 가스가 흡착(480)되거나, 소스 가스 분사 노즐(430)에서 분사된 소스 가스가 흡착(485)될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 서셉터 유닛(130)이 제1 방향(D)에 반대되는 제2 방향으로 소스 가스 분사 노즐의 폭(A) 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동하면서, 소스 가스 분사 노즐(430) 및 반응 가스 분사 노즐(440)이 제1 모노레이어(465)가 형성된 상기 기판에 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스를 각각 분사하여 상기 제1 모노레이어 상에 제2 소스 가스 흡착 영역(460) 및 제2 반응 가스 흡착 영역(470)을 형성할 수 있다. 다만, 이에 대해서는 Step S110 단계에서 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한 제2 소스 가스 흡착 영역(460) 및 제2 반응 가스 흡착 영역(470)을 형성하는 과정에서, 퍼지 가스(450) 노즐은 퍼지 가스를 분사하여 기판(420) 상에 잔류하는 소스 가스 및 반응 가스를 제거할 수 있다.
도 4d를 참조하면, 제2 소스 가스 흡착 영역(460)의 상부에 반응 가스 분사 노즐(440)이 배치되고, 제2 반응 가스 흡착 영역(470)의 상부에 소스 가스 분사 노즐(435)이 배치되도록, 서셉터 유닛(130)이 제1 방향(D)으로 소스 가스 분사 노즐의 폭(A) 또는 상기 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동하면서, 소스 가스 분사 노즐(435) 및 반응 가스 분사 노즐(440)이 제2 반응 가스 흡착 영역(470) 및 제2 소스 가스 흡착 영역(460)에 소스 가스 및 반응 가스를 각각 분사하여 상기 제1 모노레이어(465) 상에 제2 모노레이어(475)를 형성할 수 있다.
제2 모노레이어(475)는 제1 모노레이어(465)를 형성하는 공정의 반복으로써 형성되는 바, 이에 대해서는 전술하였으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제1 및 제2 모노 레이어들(465, 475)을 형성하는 과정에서 퍼지 가스 노즐(450)은 지속적으로 퍼지 가스를 분사하여, 기판(420) 상에 잔류하는 소스 가스 및 반응 가스를 제거함으로써 원자층 증착 공정의 재현성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 서셉터 유닛(130)이 상기 제1 방향(D) 및 상기 제2 방향으로 왕복하면서 제2 모노레이어(475) 상에 적어도 하나의 모노레이어가 더 형성될 수 있다. 따라서, 서셉터 유닛(130)의 왕복 이동의 횟수에 따라 기판(420) 상에 원하는 두께의 박막을 균일하게 형성할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 도 2의 원자층 증착 방법의 또다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭에 상응하는 길이를 가지는 버퍼 플레이트를 구비한 서셉터 유닛(130)이 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 제1 방향 및 제2 방향으로 왕복함으로써, 제1 및 제2 모노레이어(590, 595)가 형성될 수 있다. 제1 및 제2 모노레이어(590, 595)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 버퍼 플레이트들(140, 145)에는 각각 소스 가스가 흡착(475)되거나 반응 가스가 흡착 (485)될 수 있다. 제1 및 제2 모노레이어(590, 595)를 형성하는 방법은 전술하였으므로, 그와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
소스 가스 분사 노즐(530)과 반응 가스 분사 노즐(540) 사이에 배치되는 퍼지 가스 분사 노즐(550)은 퍼지 가스를 분사하여 기판(520) 상에 잔류하는 소스 가스 및 반응 가스를 제거할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 배기 노즐(560)이 기판(520) 상에 잔류하는 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스를 외부로 배출할 수 있다. 이 때, 일 실시예에서, 배기 노즐(560)은 소스 가스 분사 노즐(530)과 반응 가스 분사 노즐(540) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 흡착(또는 증착) 공정이 진행되는 동안 모노레이어를 형성하지 못하고 기판 상에 잔류하는 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스는 배기 노즐(440)에 의해 프로세스 챔버(500) 외부로 배출될 수 있다.
모노레이어를 형성하는 증착 사이클을 반복함으로써 이미 형성된 제1 모노레이어(490) 상면에 제2 모노레이어(495)를 형성할 수 있다. 상기 과정 중에 퍼지 및 배기하는 과정 포함되어 박막 증착 공정의 재현성을 향상시킬 수 있다. 다만, 원자층 증착 장치 및 원자층 증착 과정에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 의한 원자층 증착 방법 및 원자층 증착 공정은 기판을 배치한 서셉터 유닛(130)이 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 소스 가스 분사 노즐의 폭(A) 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭(B)만큼 이동 함으로써, 버퍼 플레이트(140, 145)의 길이를 소스 가스 분사 노즐의 폭(A) 또는 반응 가스 분사 노즐의 폭(B)에 상응하는 정도로 최소화시킬 수 있다. 따라서, 서셉터 유닛(130)이 왕복 운동하는 공간이 기존의 1/5 이하로 작아지므로 프로세스 챔버(110)의 용량을 줄일 수 있다. 특히, 대형 디스플레이 장치의 개발에 의해 기판이 대형화됨에도 불구하고 원자층 증착 장치(110)의 크기를 최소화하여 박막 증착 공정의 택트 시간(tact time)이 단축되고, 이에 따라 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스의 소스 사용량을 대폭 감소시켜 비용을 절약할 수 있다. 또한, 서셉터 유닛(130)이 왕복하는 이동 거리가 짧아 원자층 증착 장치(110)의 설비 안정성을 높일 수 있으며, 기판 상에 형성되는 박막의 균일도 및 박막 증착 공정의 재현성을 현저히 향상시킬 수 있다.
본 발명은 반도체를 제조하는 반도체 제조 장치, 기판에 박막을 증착시키는 증착 장치 및 반도체 기판에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 원자층 증착 장치 110: 프로세스 챔버
120: 가스 분사 유닛 130: 서셉터 유닛
140, 145: 버퍼 플레이트 220, 320, 420, 520: 기판
240, 340, 430, 530: 소스 가스 분사 노즐
350: 제1 소스 가스 흡착 영역 370: 제1 반응 가스 흡착 영역
260, 360, 440, 540: 반응 가스 분사 노즐
465, 590: 제1 모노레이어 475, 595: 제2 모노레이어

Claims (16)

  1. 가스 분사 유닛 내에 교번하여 배치되는 적어도 하나의 소스 가스 분사 노즐 및 적어도 하나의 반응 가스 분사 노즐이 서셉터 유닛에 배치된 기판에 소스 가스(source gas) 및 반응 가스(reactant gas)를 각각 분사하여 상기 기판 상에 제1 소스 가스 흡착 영역 및 제1 반응 가스 흡착 영역을 형성하는 단계;
    상기 제1 소스 가스 흡착 영역의 상부에 상기 반응 가스 분사 노즐이 배치되고, 상기 제1 반응 가스 흡착 영역의 상부에 상기 소스 가스 분사 노즐이 배치되도록, 상기 서셉터 유닛이 제1 방향으로 상기 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 상기 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동하는 단계; 및
    상기 소스 가스 분사 노즐 및 상기 반응 가스 분사 노즐이 상기 제1 반응 가스 흡착 영역 및 상기 제1 소스 가스 흡착 영역에 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스를 각각 분사하여 제1 모노레이어(monolayer)를 형성하는 단계를 포함하는 원자층 증착 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서셉터 유닛이 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 상기 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 상기 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동하는 단계;
    상기 소스 가스 분사 노즐 및 상기 반응 가스 분사 노즐이 상기 제1 모노레이어가 형성된 상기 기판에 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스를 각각 분사하여 상기 제1 모노레이어 상에 제2 소스 가스 흡착 영역 및 제2 반응 가스 흡착 영역을 형성하는 단계;
    상기 제2 소스 가스 흡착 영역의 상부에 상기 반응 가스 분사 노즐이 배치되고, 상기 제2 반응 가스 흡착 영역의 상부에 상기 소스 가스 분사 노즐이 배치되도록, 상기 서셉터 유닛이 상기 제1 방향으로 상기 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 상기 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동하는 단계; 및
    상기 소스 가스 분사 노즐 및 상기 반응 가스 분사 노즐이 상기 제2 반응 가스 흡착 영역 및 상기 제2 소스 가스 흡착 영역에 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스를 각각 분사하여 상기 제1 모노레이어 상에 제2 모노레이어를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 서셉터 유닛이 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 왕복하면서 상기 제2 모노레이어 상에 적어도 하나의 모노레이어가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 서셉터 유닛 상에 상기 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 상기 반응 가스 분사 노즐의 폭에 상응하는 길이를 가지는 버퍼 플레이트(buffer plate)가 배치되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    퍼지 가스 분사 노즐이 퍼지 가스(purge gas)를 분사하여 상기 기판 상에 잔류하는 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 퍼지 가스 분사 노즐은 상기 소스 가스 분사 노즐과 상기 반응 가스 분사 노즐 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    배기 노즐이 기판 상에 잔류하는 상기 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스를 외부로 배출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 배기 노즐은 상기 소스 가스 분사 노즐과 상기 반응 가스 분사 노즐 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 방법.
  9. 기판이 수용되어 증착 공정이 수행되는 공간을 제공하는 프로세스 챔버;
    상기 기판에 소스 가스를 제공하는 적어도 하나의 소스 가스 분사 노즐, 반응 가스를 제공하는 적어도 하나의 반응 가스 분사 노즐 및 퍼지 가스를 제공하는 적어도 하나의 퍼지 가스 분사 노즐을 포함하는 가스 분사 유닛;
    상기 프로세스 챔버 내부에 상기 가스 분사 유닛과 대향하여 배치되고, 제1 방향 또는 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 상기 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 상기 반응 가스 분사 노즐의 폭만큼 이동하는 서셉터 유닛; 및
    상기 서셉터 유닛 상에 배치되고, 상기 소스 가스 분사 노즐의 폭 또는 상기 반응 가스 분사 노즐의 폭에 상응하는 길이를 가지는 버퍼 플레이트를 포함하는 원자층 증착 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 버퍼 플레이트는 상기 기판이 상기 서셉터 유닛 상에 고정되도록 상기 기판의 양 측면에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 소스 가스 분사 노즐과 상기 반응 가스 분사 노즐은 상기 가스 분사 유닛 내에서 상기 제1 방향을 따라 교번하여 배치되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 퍼지 가스 분사 노즐은 상기 가스 분사 유닛의 양 측면에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 퍼지 가스 분사 노즐은 상기 소스 가스 분사 노즐과 상기 반응 가스 분사 노즐 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 가스 분사 유닛은,
    상기 소스 가스 분사 노즐과 연결된 소스 가스 공급 라인;
    상기 반응 가스 분사 노즐과 연결된 반응 가스 공급 라인; 및
    상기 퍼지 가스 분사 노즐과 연결된 퍼지 가스 공급 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 소스 가스 공급 라인은 소스 가스 저장 탱크에 연결되고, 상기 반응 가스 공급 라인은 반응 가스 저장 탱크에 연결되며, 상기 퍼지 가스 공급 라인은 퍼지 가스 저장 탱크에 연결되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 가스 분사 유닛은,
    상기 소스 가스 분사 노즐과 상기 반응 가스 분사 노즐 사이에 배치되는 배기 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치.
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