KR20150081593A - The apparatus for depositing a atomic layer - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an atomic layer depositing device, capable of progressing with an atomic layer depositing process while a plurality of substrates loaded into a cassette are inserted into a process chamber but making a cassette inserting unit form a gate valve locking an opening part of the process chamber, and maintaining a high temperature state in the process chamber even when the gate valve is being opened. According to the present invention, the atomic layer depositing device, capable of progressing with the atomic layer depositing process while at least cassette loading the substrates is inserted into the process chamber, includes the process chamber having a side opened; the cassette inserting unit inserting a number of cassettes into the process chamber, and including a locking plate locking an opened front surface of the process chamber; and a temporary blocking unit installed on the front surface of the process chamber to temporarily block the front surface of the process chamber while the locking plate is being opened.

Description

원자층 증착장치{THE APPARATUS FOR DEPOSITING A ATOMIC LAYER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an atomic layer deposition apparatus,

본 발명은 원자층 증착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카세트에 로딩된 다수장의 기판을 동시에 공정 챔버 내에 장입한 상태에서 원자층 증착 공정을 진행하되, 상기 카세트를 반입하는 수단이 상기 공정 챔버의 개구부를 단속하는 게이트 밸브를 이루며, 상기 게이트 밸브의 개방 상태에서도 상기 공정 챔버 내부의 고온 상태를 유지할 수 있는 원자층 증착 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an atomic layer deposition apparatus, and more particularly, to an atomic layer deposition apparatus in which a plurality of substrates loaded in a cassette are charged into a process chamber at the same time, To an atomic layer deposition apparatus capable of maintaining a high-temperature state inside the process chamber even in an open state of the gate valve.

일반적으로 반도체 소자나 평판 디스플레이 소자 등의 제조에서는 다양한 제조공정을 거치게 되는데, 그 중에서 웨이퍼나 글래스(이하, '기판'이라고 한다) 상에 소정의 박막을 증착시키는 공정이 필수적으로 진행된다. 이러한 박막 증착공정은 스퍼터링법(sputtering), 화학기상증착법(CVD: chemical vapor deposition), 원자층 증착법(ALD: atomic layer deposition) 등이 주로 사용된다. BACKGROUND ART [0002] In general, a semiconductor device, a flat panel display device, or the like is subjected to various manufacturing processes. In particular, a process for depositing a predetermined thin film on a wafer or glass (hereinafter referred to as a " substrate " The thin film deposition process is mainly performed by sputtering, chemical vapor deposition (CVD), or atomic layer deposition (ALD).

먼저, 스퍼터링법은 예를 들어, 플라즈마 상태에서 아르곤 이온을 생성시키기 위해 고전압을 타겟에 인가한 상태에서 아르곤 등의 비활성 가스를 공정챔버 내로 주입시킨다. 이때, 아르곤 이온들은 타겟의 표면에 스퍼터링되고, 타겟의 원자들은 타겟의 표면으로부터 이탈되어 기판에 증착된다. First, the sputtering method injects an inert gas such as argon into the process chamber while applying a high voltage to the target, for example, to generate argon ions in a plasma state. At this time, the argon ions are sputtered on the surface of the target, and the atoms of the target are separated from the surface of the target and deposited on the substrate.

이러한 스퍼터링법에 의해 기판과 접착성이 우수한 고순도 박막을 형성할 수 있으나, 공정 차이를 갖는 고집적 박막을 스퍼터링법으로 증착하는 경우에는 전체 박막 위에서 균일도를 확보하기가 매우 어려워 미세한 패턴을 위한 스퍼티링법의 적용에는 한계가 있다. Although a high purity thin film having excellent adhesion with a substrate can be formed by such a sputtering method, when a highly integrated thin film having a process difference is deposited by a sputtering method, it is very difficult to ensure uniformity over the entire thin film. There is a limit to the application of

다음으로 화학기상증착법은 가장 널리 이용되는 증착기술로서, 반응가스와 분해가스를 이용하여 요구되는 두께를 갖는 박막을 기판상에 증착하는 방법이다. 예컨데, 화학기상증착법은 먼저 다양한 가스들을 반응 챔버로 주입시키고, 열, 빛 또는 플라즈마와 같은 고에너지에 의해 유도된 가스들을 화학반응시킴으로써 기판상에 요구되는 두께의 박막을 증착시킨다. Next, chemical vapor deposition (CVD) is the most widely used deposition technique, in which a thin film having a desired thickness is deposited on a substrate using a reaction gas and a decomposition gas. For example, the chemical vapor deposition method first deposits a thin film having a desired thickness on a substrate by injecting various gases into a reaction chamber and chemically reacting gases induced by high energy such as heat, light or plasma.

아울러 화학기상증착법에서는 반응에너지만큼 인가된 플라즈마 또는 가스들의 비(ratio) 및 양(amount)을 통해 반응 조건을 제어함으로써, 증착률을 증가시킨다. In addition, the chemical vapor deposition method increases the deposition rate by controlling the reaction conditions through the ratio and amount of the plasma or gases applied as the reaction energy.

그러나 화학기상증착법에서는 반응들이 빠르기 때문에 원자들의 열역학적 안정성을 제어하기 매우 어렵고, 박막의 물리적, 화학적 전기적 특성을 저하시키는 문제점이 있다. However, in the chemical vapor deposition method, since the reactions are rapid, it is very difficult to control the thermodynamic stability of the atoms, and the physical, chemical and electrical characteristics of the thin film are deteriorated.

마지막으로 원자층 증착법은 (ALD: Atomic Layer Deposition)은 박막을 형성하기 위한 반응 챔버(chamber) 내로 두 가지 이상의 반응물(reactants)을 하나씩 차례로 투입하여 각각의 반응물의 분해와 흡착에 의해서 박막을 원자층 단위로 증착하는 방법이다. 즉, 제1반응가스를 펄싱(pulsing) 방식으로 공급하여 챔버 내부에서 하부막에 화학적으로 증착시킨 후, 물리적으로 결합하고 있는 잔류 제1반응가스는 퍼지(purge) 방식으로 제거된다. 이어서, 제2반응가스도 펄싱(pulsing)과 퍼지(purge) 과정을 통해 일부가 제1반응가스(제1반응물)와 화학적인 결합을 하면서 원하는 박막이 기판에 증착된다. 이러한 원자층 증착방식으로 형성 가능한 박막으로는 Al2O3, Ta2O3, TiO2 및 Si3N4가 대표적이다.Atomic Layer Deposition (ALD) is an atomic layer deposition method in which two or more reactants are sequentially introduced into a reaction chamber to form a thin film, By volume. That is, the first reaction gas is supplied in a pulsing manner and is chemically deposited on the lower film in the chamber, and then the remaining first reaction gas physically bonded is removed in a purge manner. Subsequently, the second reaction gas is also chemically bonded to the first reaction gas (first reaction material) through pulsing and purge processes, so that a desired thin film is deposited on the substrate. Al 2 O 3 , Ta 2 O 3 , TiO 2, and Si 3 N 4 are typical examples of thin films that can be formed by the atomic layer deposition method.

상기 원자층 증착은 600℃ 이하의 낮은 온도에서도 우수한 단차도포성(step coverage)을 갖는 박막을 형성할 수 있기 때문에, 차세대 반도체 소자, 디스플레이, 태양전지 등을 제조하는 공정에서 많은 사용이 예상되는 새로운 공정기술이다. 상술한 원자층 증착공정에서, 각각의 반응가스가 일회의 펄싱(pulsing) 및 퍼지(purge)가 행해지는 시간을 사이클(cycle)이라 부른다.Since the atomic layer deposition can form a thin film having an excellent step coverage even at a low temperature of 600 ° C or lower, it is possible to form a thin film having a high step coverage, which is expected to be used in a process of manufacturing a next- Process technology. In the above-described atomic layer deposition process, the time during which each reaction gas is subjected to pulsing and purge is referred to as a cycle.

도 1을 참조하여 일반적인 배치형 원자층 증착장치(100)를 설명한다. A general arrangement type atomic layer deposition apparatus 100 will be described with reference to FIG.

도시된 바와 같이, 원자층 증착장치(100)는 공정챔버(110)의 내부에 카세트가 반입된다. 상기 카세트에는 복수개의 기판(S)이 적재되어 있다. 상기 카세트는 카세트 이동수단(120)을 이용하여 반입 또는 반출한다. As shown, the atomic layer deposition apparatus 100 is loaded with a cassette inside the process chamber 110. A plurality of substrates S are stacked on the cassette. The cassette is carried in or out by using the cassette moving means (120).

상기 공정챔버(110)에 제1 및 제2반응가스 및 퍼지가스를 공급하는 가스공급수단(130)과, 상기 가스들을 공정챔버의 내부에 균일하게 분사하기 위한 분사수단(131)과, 상기 공정챔버(110)를 배기하는 배기수단(140)도 구비된다. A gas supply means 130 for supplying the first and second reaction gases and a purge gas to the process chamber 110, an injection means 131 for uniformly injecting the gases into the process chamber, Exhausting means 140 for exhausting the chamber 110 is also provided.

이와 같이 구성된 종래의 원자층 증착장치의 작동상태를 설명한다. The operating state of the conventional atomic layer deposition apparatus constructed as described above will be described.

먼저, 게이트밸브(G)를 개방하여 공정챔버(110)의 내부로 카세트를 반입한다. First, the gate valve G is opened to carry the cassette into the process chamber 110.

다음으로, 상기 배기수단(140)을 이용하여 공정챔버(110) 내부를 배기하여 진공 상태로 만든 상태에서 배기 동작을 유지한 상태로, 퍼지가스와 반응가스를 교대로 공급하여 기판에 원자층 증착을 수행한다. Next, the purge gas and the reactive gas are alternately supplied while the exhaust operation is maintained while the inside of the process chamber 110 is evacuated by using the exhaust means 140, .

보다 구체적으로 설명하면, 먼저 공정챔버(110)를 배기하고, 제1반응가스를 공급하고, 다시 배기하고, 퍼지가스를 공급하고, 다시 제2반응가스를 공급하고 다시 퍼지가스를 공급하는 것이다. More specifically, first, the process chamber 110 is evacuated, the first reaction gas is supplied, the exhaust gas is again exhausted, the purge gas is supplied, the second reaction gas is supplied again, and the purge gas is supplied again.

도 2는 시간의 흐름에 따라 공정챔버(110)에 각 가스를 공급하는 양을 나타낸 것이다(X축은 시간, Y축은 가스유량을 나타냄).2 shows the amount of each gas supplied to the process chamber 110 over time (X-axis represents time and Y-axis represents gas flow rate).

즉, t1~t2는 제1반응가스를 공급하고, t2~t3은 공정챔버를 배기하고, t3~t4는 퍼지가스를 공급하고, t4~t5는 다시 배기하고, t5~t6은 제2반응가스를 공급하고, t6~t7은 배기하고, t7~t8은 퍼지가스를 공급하는 것이다. 물론 제1, 2 반응가스 공급 중단 후에, 공정 챔버(110)를 배기하지 않고 즉시 퍼지 가스를 과량으로 공급하는 방식도 사용된다. 이와 같은 과정을 반복하여 기판상에 소정의 박막을 형성한다. That is, t1 to t2 supply the first reaction gas, t2 to t3 exhaust the process chamber, t3 to t4 supply the purge gas, t4 to t5 exhaust again, and t5 to t6 are the second reaction gas T6 to t7 are exhausted, and t7 to t8 are purge gas. Of course, after the first and second reaction gas supply stops, a method of immediately supplying the purge gas immediately without exhausting the process chamber 110 is also used. This process is repeated to form a predetermined thin film on the substrate.

그러나 종래의 원자층 증착방법은 각 가스를 전체 공정 챔버(110) 내에 공급하고 난 후, 공정챔버(110) 내의 전체 공간을 배기하거나 퍼지가스를 이용하여 완벽하게 퍼징한 후, 다른 공정 가스를 다시 동일한 방법으로 공급하고 퍼징하는 방식이므로 공정 택타임이 매우 길어지는 문제점이 있다. However, in the conventional atomic layer deposition method, after supplying each gas into the entire process chamber 110, the entire space in the process chamber 110 is exhausted or completely purged using a purge gas, There is a problem that the process time is very long because the process is performed by supplying and purging in the same manner.

따라서 공정 택타임이 길어지는 문제점을 해결하기 위하여, 다수장의 기판을 층상흐름 간격을 유지하도록 로딩한 상태에서 각 기판 사이의 공간으로 제1반응가스, 퍼지가스, 제2반응가스 및 퍼지가스를 연속적으로 공급하면서 연속적으로 원자층 증착 공정이 이루어지도록 하는 기술이 본 출원인에 의하여 출원되어 있다. 특히 다수개의 카세트를 인라인 형태로 배열한 상태에서 동시에 원자층 증착공정을 수행하는 경우에는, 카세트에 로딩되어 있는 기판 사이의 간격은 물론, 각 카세트 사이의 간격도 매우 중요한 요소이므로, 다수개의 카세트를 챔버 외측에서 정확하게 로딩한 상태에서 다수개의 카세트를 그대로 상기 공정 챔버 내부로 반입하는 카세트 반입수단이 구비되고, 상기 카세트 반입수단의 전단에는 상기 공정 챔버의 개구부를 단속하는 게이트 밸브 역할을 하는 단속 플레이트이 구비되어 카세트 자체가 공정 챔버 내로 원활하게 반출입될 수 있는 구조를 가진다. In order to solve the problem of a long process time, the first reaction gas, the purge gas, the second reaction gas, and the purge gas are continuously supplied into the spaces between the substrates in a state in which the plurality of substrates are loaded so as to maintain the layer- And the atomic layer deposition process is continuously carried out while supplying the atomic layer deposition process to the atomic layer deposition apparatus. Particularly, when the atomic layer deposition process is simultaneously performed in a state where a plurality of cassettes are arranged in an inline form, since the space between the cassettes loaded in the cassette as well as the space between the cassettes is also an important factor, A cassette loading means for loading a plurality of cassettes into the process chamber in a state of being accurately loaded from outside the chamber, and an intermittent plate serving as a gate valve for interrupting the opening of the process chamber at the front end of the cassette loading means So that the cassette itself can be smoothly carried in and out of the process chamber.

그런데 이러한 구조의 원자층 증착장치에서는, 공정이 완료된 후에 카세트를 외부로 반출하는 과정에서 필연적으로상기 단속 플레이트이 상기 공정 챔버의 개구된 전면에서 이격되어 수평 이동하게 되고, 상기 공정 챔버의 개구된 전면은 아무런 차단 방법없이 개방된 상태를 유지하게 된다. 이러한 개방 상태를 유지하면 상기 공정 챔버 내의 열이 개구된 전면을 통하여 급격하게 냉각되고, 후속되는 공정을 진행을 위해서는 상당한 시간과 에너지를 투입하여 상기 공정 챔버 내부를 예열시켜야 하는 문제점이 있다. However, in the atomic layer deposition apparatus having such a structure, in the course of taking out the cassette after the process is completed, the intermittent plate is inevitably moved horizontally away from the open front face of the process chamber, and the open front face of the process chamber It is kept open without any blocking method. If such an open state is maintained, the heat in the process chamber is suddenly cooled through the opened front face, and a considerable amount of time and energy is required to heat up the inside of the process chamber in order to proceed with the subsequent process.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 카세트에 로딩된 다수장의 기판을 동시에 공정 챔버 내에 장입한 상태에서 원자층 증착 공정을 진행하되, 상기 카세트를 반입하는 수단이 상기 공정 챔버의 개구부를 단속하는 게이트 밸브를 이루며, 상기 게이트 밸브의 개방 상태에서도 상기 공정 챔버 내부의 고온 상태를 유지할 수 있는 원자층 증착 장치를 제공하는 것이다. The present invention is directed to an atomic layer deposition process in which a plurality of substrates loaded in a cassette are charged into a process chamber at the same time, and the means for carrying the cassette includes a gate valve And an atomic layer deposition apparatus capable of maintaining a high-temperature state inside the process chamber even in an open state of the gate valve.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 원자층 증착장치는, 다수장의 기판이 로딩되어 있는 하나 이상의 카세트를 공정 챔버 내에 장입한 상태에서 원자층 증착 공정을 진행하는 원자층 증착장치에 있어서, 챔버의 전면 측벽이 개방된 구조의 공정 챔버;상기 공정 챔버의 내부로 상기 다수개의 카세트를 반입하며, 말단에 상기 공정 챔버의 개방된 전면을 단속하는 단속 플레이트이 구비되는 카세트 반입수단;상기 공정 챔버의 전면측에 설치되어 상기 단속 플레이트이 개방된 상태에서 상기 공정 챔버의 개방된 전면을 임시로 차단하는 임시차단수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an atomic layer deposition apparatus for atomic layer deposition in which at least one cassette loaded with a plurality of substrates is loaded in a process chamber, A cassette transferring means for transferring the plurality of cassettes into the process chamber and having an intermittent plate for interrupting the open front of the process chamber at an end thereof; And temporary blocking means provided on the front side for temporarily blocking the open front face of the process chamber in a state where the interruption plate is opened.

본 발명에서 상기 카세트 반입수단은, 상기 다수개의 카세트를 로딩하는 카세트 로딩부; 상기 카세트 로딩부의 전단에 플레이트 형태로 기립되어 설치되며, 상기 카세트가 상기 공정 챔버에 장입된 상태에서 상기 공정 챔버의 개방된 전면을 차단하여 상기 공정 챔버 내부를 밀폐시키는 단속 플레이트;을 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, the cassette loading means includes: a cassette loading portion for loading the plurality of cassettes; And an intermittent plate that is installed in a plate form on the front end of the cassette loading part and blocks the open front face of the process chamber when the cassette is loaded into the process chamber to seal the inside of the process chamber Do.

또한 본 발명에서 상기 임시 차단수단은, 상기 공정 챔버의 전단 일측에 상기 카세트 반입 수단의 수평 이동방향에 수직되는 방향으로 슬라이딩 구동하는 구조로 설치되는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the temporal breaking means is provided at a front end side of the process chamber in a structure that is slidably driven in a direction perpendicular to the horizontal moving direction of the cassette carrying means.

또한 본 발명의 원자층 증착장치에는, 상기 임시 차단수단과 상기 공정 챔버 사이의 공간에 열 차단 기체를 분사하는 기체 분사수단이 구비되는 것이 바람직하다. It is preferable that the atomic layer deposition apparatus of the present invention further comprises a gas injection means for injecting a thermal cutoff gas into a space between the temporary shutoff means and the process chamber.

또한 본 발명에서 상기 기체 분사수단은 상기 임시 차단수단의 내면 가장자리 부분에 폐곡선을 형성하는 구조로 구비되는 것이 바람직하다. In addition, in the present invention, it is preferable that the gas injecting means is provided with a structure in which a closed curve is formed at an inner edge portion of the temporary shutoff means.

또한 본 발명에서 상기 기체 분사수단은 가열된 질소 기체(N2)를 분사하는 것이 바람직하다. Further, in the present invention, it is preferable that the gas injecting means injects a heated nitrogen gas (N 2 ).

또한 본 발명에 상기 기체 분사수단은 상기 공정 챔버의 전면 벽체에 형성될 수도 있다. Further, in the present invention, the gas injecting means may be formed on the front wall of the process chamber.

본 발명에 따르면 카세트의 교체 과정에서 공정 챔버 내부의 온도가 하강하지 않아서 후속 공정을 신속하게 진행할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, the temperature inside the process chamber does not drop during the cassette replacement process, so that the subsequent process can be performed quickly.

도 1은 종래 원자층 증착장치를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 공정챔버 내에서 시간의 흐름에 따른 가스주입량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착장치의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 5, 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치의 작동 과정을 나타내는 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단 플레이트의 구조를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차단 플레이트의 구조를 도시하는 도면이다. FIG. 1 shows a conventional atomic layer deposition apparatus.
2 is a graph showing a gas injection amount with time in the process chamber shown in FIG.
3 is a perspective view illustrating a structure of an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a structure of an atomic layer deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 5 and 6 are views illustrating an operation of an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a structure of a shielding plate according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing the structure of a shielding plate according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 실시예에 따른 원자층 증착장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 단일 챔버 구조를 가질 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 이중 챔버 구조를 가질 수도 있다. The atomic layer deposition apparatus according to this embodiment may have a single chamber structure, as shown in FIG. 3, or may have a dual chamber structure, as shown in FIG.

먼저 도 3에 참조하여 단일 챔버 구조를 가지는 원자층 증착장치(1)를 설명한다. 본 실시예에 따른 단일 챔버 구조 원자층 증착장치(1)는, 공정 챔버(10), 공정가스 공급부(20), 배기수단(30), 카세트 반입수단(40) 및 임시 차단수단(50)을 포함하여 구성될 수 있다. First, an atomic layer deposition apparatus 1 having a single chamber structure will be described with reference to FIG. The single chamber structure atomic layer deposition apparatus 1 according to the present embodiment includes a process chamber 10, a process gas supply unit 20, an exhaust means 30, a cassette loading means 40 and a temporary shutoff means 50 And the like.

먼저 상기 공정 챔버(10)는 본 실시예에 따른 원자층 증착 장치(1)의 전체적인 외형을 이루는 구성요소로서, 그 내부에 일정한 밀폐 공간을 형성하여 원자층 증착 공정이 이루어지도록 한다. 따라서 상기 공정 챔버(10)에는 내부의 온도를 높일 수 있는 가열수단(도면에 미도시)을 구비하고 있으며, 기판이 로딩된 상태의 카세트(C)가 그대로 챔버 내부로 반입될 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이, 그 전면 측벽(12)은 완전히 개방된 구조를 가진다. First, the process chamber 10 is a constituent element of the overall outline of the atomic layer deposition apparatus 1 according to the present embodiment, and a certain closed space is formed in the atomic layer deposition process. Therefore, the process chamber 10 is provided with a heating means (not shown) for raising the temperature of the inside of the process chamber 10 so that the cassette C in a state in which the substrate is loaded can be carried into the chamber as it is. As shown, its front side wall 12 has a fully open structure.

다음으로 상기 공정가스 공급부(20)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공정 챔버(10)의 일측에 설치되어 상기 공정 챔버(10) 내부로 원자층 증착 공정을 위한 공정가스 및 퍼징 가스 등을 공급하는 구성요소이다. 또한 상기 배기수단(30)은 상기 공정 챔버(10)의 타측에 설치되어 상기 공정 챔버(10) 내부의 기체를 흡입하여 외부로 배출하는 구성요소이다. 상기 배기수단(30)은 공정 시작 전에 상기 공정 챔버(10) 내부를 진공 상태로 만드는 기능 및 상기 공정 챔버(10) 내에서 원자층 증착 공정이 진행되는 동안 상기 공정가스 공급부(20)에 의하여 공급된 기체를 외부로 배출하는 기능도 수행한다.
3, the process gas supply unit 20 is installed at one side of the process chamber 10 to supply a process gas and a purging gas for the atomic layer deposition process . The exhaust means 30 is a component installed on the other side of the process chamber 10 to suck the gas inside the process chamber 10 and discharge it to the outside. The exhaust means 30 has a function of evacuating the inside of the process chamber 10 before starting the process and a function of supplying the process gas 10 by the process gas supply unit 20 during the atomic layer deposition process in the process chamber 10. [ And discharging the gas to the outside.

다음으로 상기 카세트 반입수단(40)은 상기 공정 챔버(10) 내부로 다수개의 카세트(C)를 반입하며, 상기 다수개의 카세트(C)가 상기 공정 챔버(10) 내부로 반입된 상태에서 상기 공정 챔버(10)의 개방된 전면을 차단하는 역할을 하는 구성요소이다. 이를 위하여 상기 카세트 반입수단(40)은 구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이, 카세트 로딩부(42), 단속 플레이트(44), 이동 안내수단(46) 및 구동부(48)를 포함하여 구성될 수 있다. Next, the cassette carrying means 40 carries a plurality of cassettes C into the process chamber 10, and in a state in which the cassettes C are carried into the process chamber 10, Is a component that serves to block the open front of the chamber (10). 3, the cassette loading means 40 may include a cassette loading portion 42, an intermittent plate 44, a movement guide means 46, and a driving portion 48 have.

먼저 상기 카세트 로딩부(42)는 도 3에 도시된 바와 같이, 다수개의 카세트(C)가 완전하게 밀착된 상태로 일렬로 나란하게 로딩될 수 있는 구조를 가진다. 상기 카세트 로딩부(42)는 다수개의 카세트(C)를 밀착된 상태로 로딩할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 단순하게 2열의 로딩 바로 구성될 수도 있다. As shown in FIG. 3, the cassette loading unit 42 has a structure in which a plurality of cassettes C can be loaded side by side in a state in which they are completely in close contact with each other. The cassette loading unit 42 may have various structures capable of loading a plurality of cassettes C in close contact with each other. For example, as shown in FIG. 3, have.

다음으로 상기 단속 플레이트(44)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 카세트 로딩부(42)의 전단부에 기립되어 설치되며, 상기 다수개의 카세트(C)가 상기 공정 챔버(10)에 장입된 상태에서 상기 공정 챔버(10)의 개방된 전면을 차단하여 상기 공정 챔버(10) 내부를 밀폐시키는 구성요소이다. 따라서 상기 단속 플레이트(44)는 상기 공정 챔버(10)의 개방된 전면을 완벽하게 차단할 수 있는 크기로 구성되며, 상기 공정 챔버(10)와의 접촉면에서 확실한 실링효과를 얻기 위하여 별도의 실링 수단(도면에 미도시)이 구비된다. 3, the intermittent plate 44 is installed upright at a front end of the cassette loading unit 42. The cassette C is loaded in the process chamber 10 (10) in the process chamber (10) to seal the inside of the process chamber (10). Therefore, the intermittent plate 44 is formed to have a size enough to completely block the open front face of the process chamber 10, and a separate sealing means (not shown) is provided to obtain a reliable sealing effect at the contact surface with the process chamber 10 (Not shown).

다음으로 상기 이동 안내수단(46)은, 상기 카세트 로딩부(42) 및 이에 결합되어 있는 단속 플레이트(44)가 정확한 방향으로 수평 이동할 수 있도록 그 이동 경로를 안내하는 구성요소이다. 상기 이동 안내수단(46)은 상기 카세트 로딩부(42) 및 단속 플레이트(44)를 상기 공정 챔버(10) 내부로 정확하게 안내할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공정 챔버(10)의 일측에 고정된 안내 레일로 구성될 수도 있다. Next, the movement guide unit 46 is a component for guiding the movement path so that the cassette loading unit 42 and the intermittent plate 44 coupled thereto can horizontally move in the correct direction. The movement guide unit 46 may have various structures that can accurately guide the cassette loading unit 42 and the intermittent plate 44 into the process chamber 10, A guide rail fixed to one side of the process chamber 10 may be used.

다음으로 상기 구동부(48)는 상기 카세트 로딩부(42) 및 상기 단속 플레이트(44)를 상기 공정 챔버(10) 내외부로 반복하여 수평 구동시키는 동력을 제공하는 구성요소이며, 모터 등 다양한 구성을 가질 수 있다.
Next, the driving unit 48 is a component for providing the power for repeatedly horizontally driving the cassette loading unit 42 and the intermittent plate 44 to the inside and the outside of the process chamber 10, .

다음으로 상기 임시 차단수단(50)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 공정 챔버(10)의 개방된 전면 측에 설치되어 상기 단속 플레이트(44)가 개방된 상태에서 상기 공정 챔버(10)의 개방된 전면을 임시로 차단하는 구성요소이다. 즉, 상기 임시차단수단(50)은 한 번의 원자층 증착 공정이 완료된 후에, 상기 구동부(48)에 의하여 상기 단속 플레이트(44)와 상기 카세트 로딩부(42)가 상기 공정 챔버(10)로부터 분리되어 외부로 배출되고, 상기 카세트 로딩부(42)에 로딩되어 있는 공정이 완료된 카세트(C)를 배출하고, 공정이 진행될 새로운 카세트가 로딩되는 동안 상기 공정 챔버(10)의 개방된 전면을 임시로 차단하는 것이다. 5, the temporary shut-off means 50 is installed on the open front side of the process chamber 10 so as to open and close the process chamber 10 while the interrupt plate 44 is opened. It is a component that temporarily blocks the open front. That is, after the atomic layer deposition process is completed once, the temporary shutoff unit 50 disconnects the interruption plate 44 and the cassette loading unit 42 from the process chamber 10 by the drive unit 48 And discharges the cassette C that has been loaded in the cassette loading part 42 and temporarily holds the open front side of the processing chamber 10 while the new cassette to be processed is being loaded .

상기 임시 차단수단(50)이 상기 공정 챔버(10)의 개방된 전면을 임시차단함으로써, 상기 공정 챔버(10) 내부의 열이 외부로 유출되지 않아서 상기 공정 챔버(10) 내부의 온도가 큰 변화없이 유지될 수 있다. 이렇게 공정이 완료된 카세트를 반출하고, 새로이 공정이 진행될 카세트를 반입하는 동안 상기 공정 챔버(10) 내부의 온도가 큰 변화없이 유지되면, 새로운 카세트에 대한 공정 시작을 위한 준비 시간이 대폭 단축되는 장점이 있다. The temporary blocking means 50 temporarily blocks the open front face of the process chamber 10 so that the heat inside the process chamber 10 does not flow out to the outside, . ≪ / RTI > If the temperature of the inside of the process chamber 10 is kept unchanged while carrying out the cassette thus completed and the cassette to be newly processed is brought in, the preparation time for starting the process for the new cassette is remarkably shortened have.

본 실시예에서 상기 임시 차단수단(50)은 다양한 구조를 가질 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공정 챔버(10)의 전단 일측에 상기 카세트 반입 수단(40)의 수평 이동방향에 수직되는 방향으로 슬라이딩 구동하는 구조로 설치될 수 있다. 이 경우 상기 임시 차단수단(50)은, 상하 방향 또는 수평 방향으로 슬라이딩 구동하면서 상기 공정 챔버(10)의 개방된 전면을 차단하는 차단 플레이트(52)와 상기 차단 플레이트(52)를 구동시키는 구동수단(54)으로 구성될 수 있다. 3, the temporary blocking means 50 may have a variety of structures. The temporary blocking means 50 may be provided at one side of the front end of the process chamber 10, perpendicular to the horizontal moving direction of the cassette loading means 40 In the direction of sliding. In this case, the temporary shut-off means 50 includes a shut-off plate 52 for shutting off the open front face of the process chamber 10 while slidably driving in the vertical direction or the horizontal direction, (54).

따라서 상기 차단 플레이트(52)는 상기 카세트 반입수단(40)이 상기 공정 챔버 내부로 카세트를 반입한 상태에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 카세트 반입수단(40)의 구동에 방해되지 않도록 피해있는 상태를 유지하며, 공정이 완료되고, 상기 카세트 반입수단(40)이 상기 공정 챔버로부터 분리되어 배출되는 경우에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 공정 챔버의 개방된 전면을 차단하는 상태로 이동되는 것이다. 6, when the cassette carrying means 40 carries the cassette into the process chamber, the blocking plate 52 is prevented from being disturbed so as not to be disturbed by the driving of the cassette carrying means 40 When the process is completed and the cassette loading means 40 is separated and discharged from the process chamber, the process moves to a state of blocking the open front face of the process chamber, as shown in FIG. 5 .

한편 상기 차단 플레이트(52)는 상기 공정 챔버(10)의 개방된 전면을 차단한 상태에서 상기 공정 챔버(10)와 완벽하게 밀착된 상태를 유지할 수도 있고, 일정한 간격 이격된 상태를 유지할 수도 있다. 후자의 경우에는 상기 공정 챔버(10) 내부의 열이 외부로 빠져나가는 것을 확실하게 차단하기 위하여, 상기 임시 차단수단(50)과 상기 공정 챔버(10) 사이의 공간에 열 차단 기체(58)를 분사하는 기체 분사수단(56)이 구비되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 기체 분사수단(56)은 상기 열 차단 기체(58)로 가열된 질소 기체(N2)를 분사하는 것이, 후속되는 원자층 증착 공정에 아무런 영향을 끼치지 않으므로 바람직하다. Meanwhile, the cutoff plate 52 may maintain a state in which the cutoff plate 52 is completely in close contact with the process chamber 10 in a state in which the open front face of the process chamber 10 is cut off, and the cutoff plate 52 is spaced apart by a predetermined distance. In the latter case, a heat shielding body 58 is provided in the space between the temporary shut-off means 50 and the process chamber 10 to reliably prevent the heat inside the process chamber 10 from escaping to the outside It is preferable that gas injecting means 56 for injecting gas is provided. In this embodiment, the gas injecting means 56 injects nitrogen gas (N 2 ) heated by the heat intercepting body 58, since it has no effect on the subsequent atomic layer deposition process.

상기 기체 분사수단(56)은 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 차단 플레이트(52)의 내면 가장자리 부분 중 상기 공정 챔버(10)와 대응되는 부분에 폐곡선을 형성하는 구조로 구비되는 것이 바람직하다. 또한 상기 기체 분사수단(56)은 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 차단 플레이트(52)의 내면 가장자리 부분에 다수개의 기체 분사홀이 폐곡선 형태로 배열되는 구조를 가질 수도 있다. 7, the gas injection unit 56 may have a structure in which a closed curve is formed at a portion corresponding to the process chamber 10 among the inner edge portions of the cutoff plate 52. [ As shown in FIG. 8, the gas injecting unit 56 may have a structure in which a plurality of gas ejection holes are arranged in the form of a closed curve on the inner edge portion of the blocking plate 52.

한편 상기 기체 분사수단은 상기 차단 플레이트(52)가 아니라, 상기 공정 챔버(10)의 전면 벽체에 형성될 수도 있을 것이다.
Meanwhile, the gas injecting means may be formed on the front wall of the process chamber 10, not on the blocking plate 52.

그리고 본 실시예에 따른 원자층 증착장치가 이중 챔버로 구성되는 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 외부 챔버(210) 내부에 다수개의 내부 챔버(220)가 구비되는 구조를 가진다. 이 경우에는 하나의 외부 챔버(210) 내에 다수개의 내부 챔버(220)에서 동시에 원자층 증착 공정이 진행되므로, 한 번의 공정을 더 많은 수의 기판을 처리할 수 있는 장점이 있다. 또한 상기 외부 챔버(210)와 내부 챔버(220) 사이에서 다수개의 내부 챔버(220)를 동시에 가열하므로 효율적인 가열작업이 이루어질 수 있는 장점도 있다. When the atomic layer deposition apparatus according to the present embodiment is configured as a dual chamber, as shown in FIG. 4, a plurality of inner chambers 220 are provided in one outer chamber 210. In this case, since the atomic layer deposition process is performed simultaneously in the plurality of inner chambers 220 in one outer chamber 210, there is an advantage that a larger number of substrates can be processed in one process. Also, since the plurality of inner chambers 220 are simultaneously heated between the outer chamber 210 and the inner chamber 220, an efficient heating operation can be performed.

이 경우에도 상기 원자층 증착장치(200)는, 외부 챔버(210), 내부 챔버(220), 공정 가스 공급부(230), 배기 수단(240), 카세트 반입수단(250) 및 임시차단수단(260)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서 상기 내부 챔버(220), 공정 가스 공급부(230), 배기수단(240) 및 카세트 반입수단(250)은 전술한 단일챔버의 그것들과 실질적으로 동일한 구조를 가지므로 반복하여 설명하지 않는다. In this case, the atomic layer deposition apparatus 200 includes an outer chamber 210, an inner chamber 220, a process gas supply unit 230, an exhaust unit 240, a cassette loading unit 250, ). ≪ / RTI > Herein, the inner chamber 220, the process gas supply unit 230, the exhaust means 240, and the cassette transfer means 250 have substantially the same structure as those of the above-described single chamber, and thus will not be described repeatedly.

한편 이 경우 상기 임시 차단수단(260)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 카세트 반입수단(250)의 동작에 방해되지 않도록 상기 외부 챔버(210)의 측방에서 수평 이동하는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 또한 상기 임시 차단수단(260)은 상기 외부 챔버(210)에 구비되는 다수개의 내부 챔버(220)에 대하여 각각 별도로 설치될 수도 있고, 전체 외부 챔버(210)에 대하여 하나로 설치될 수도 있다. 4, it is preferable that the temporary blocking means 260 is horizontally moved laterally of the outer chamber 210 so as not to interfere with the operation of the cassette loading means 250 . The temporary shut-off means 260 may be provided separately for the plurality of inner chambers 220 provided in the outer chamber 210, or may be provided for the entire outer chambers 210.

그리고 상기 임시 차단수단(260)의 구체적인 구조는 전술한 단일챔버의 그것과 실질적으로 동일한 구조를 가지므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. Since the specific structure of the temporary shutoff means 260 is substantially the same as that of the single chamber described above, a detailed description thereof will be omitted.

1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 챔버 구조 원자층 증착장치
10 : 공정 챔버 20 : 공정가스 공급부
30 : 배기수단 40 : 카세트 반입수단
50 : 임시 차단수단1: Single-chamber structure atomic layer deposition apparatus according to one embodiment of the present invention
10: process chamber 20: process gas supply section
30: exhaust means 40: cassette carrying means
50: Temporary blocking means

Claims (7)

다수장의 기판이 로딩되어 있는 하나 이상의 카세트를 공정 챔버 내에 장입한 상태에서 원자층 증착 공정을 진행하는 원자층 증착장치에 있어서,
챔버의 전면 측벽이 개방된 구조의 공정 챔버;
상기 공정 챔버의 내부로 상기 다수개의 카세트를 반입하며, 말단에 상기 공정 챔버의 개방된 전면을 단속하는 단속 플레이트이 구비되는 카세트 반입수단;
상기 공정 챔버의 전면측에 설치되어 상기 단속 플레이트이 개방된 상태에서 상기 공정 챔버의 개방된 전면을 임시로 차단하는 임시차단수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.1. An atomic layer deposition apparatus for atomic layer deposition in which one or more cassettes loaded with a plurality of substrates are loaded in a process chamber,
A process chamber having a structure in which a front side wall of the chamber is opened;
Cassette loading means for loading the plurality of cassettes into the process chamber and having an end plate for interrupting the open front side of the process chamber;
Further comprising: temporary blocking means provided on a front side of the process chamber for temporarily blocking an open front face of the process chamber in a state where the intermittent plate is opened. 제1항에 있어서, 상기 카세트 반입수단은,
상기 다수개의 카세트를 로딩하는 카세트 로딩부;
상기 카세트 로딩부의 전단에 플레이트 형태로 기립되어 설치되며, 상기 카세트가 상기 공정 챔버에 장입된 상태에서 상기 공정 챔버의 개방된 전면을 차단하여 상기 공정 챔버 내부를 밀폐시키는 단속 플레이트;을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.The apparatus according to claim 1,
A cassette loading unit loading the plurality of cassettes;
And an intermittent plate which is installed in a plate form on the front end of the cassette loading part and blocks the open front face of the process chamber while the cassette is loaded in the process chamber to close the inside of the process chamber To the atomic layer deposition apparatus. 제2항에 있어서, 상기 임시 차단수단은,
상기 공정 챔버의 전단 일측에 상기 카세트 반입 수단의 수평 이동방향에 수직되는 방향으로 슬라이딩 구동하는 구조로 설치되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.3. The apparatus according to claim 2,
Wherein the substrate is installed on one side of the front end of the process chamber in a sliding direction in a direction perpendicular to the horizontal movement direction of the cassette loading means. 제3항에 있어서,
상기 임시 차단수단과 상기 공정 챔버 사이의 공간에 열 차단 기체를 분사하는 기체 분사수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치. The method of claim 3,
And a gas injection means for injecting a thermal cutoff gas into a space between the temporary shutoff means and the process chamber. 제4항에 있어서, 상기 기체 분사수단은,
상기 임시 차단수단의 내면 가장자리 부분에 폐곡선을 형성하는 구조로 구비되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.5. The fuel cell system according to claim 4,
And a closed curve is formed on an inner edge portion of the temporary blocking means. 제4항에 있어서, 상기 기체 분사수단은,
가열된 질소 기체(N2)를 분사하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.5. The fuel cell system according to claim 4,
And a heated nitrogen gas (N 2 ) is injected. 제4항에 있어서, 상기 기체 분사수단은,
상기 공정 챔버의 전면 벽체에 형성되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치. 5. The fuel cell system according to claim 4,
Wherein the deposition chamber is formed on a front wall of the process chamber.
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