KR20150114697A - 원자층 증착 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수개의 반응실로 이루어지는 멀티 챔버를 이용하여 복수개의 기판에 원자층을 동시 증착시킬 수 있는 원자층 증착 시스템에 관한 것으로서, 복수개의 반응실로 이루어지는 멀티 챔버; 복수개의 상기 반응실에 복수개의 기판을 동시에 로딩 및 언로딩할 수 있는 기판 이송 장치; 및 상기 기판에 원자층을 증착하기 위하여 상기 멀티 챔버의 일측에 설치되고, 제 1 가스 및 제 2 가스를 교대로 또는 혼합하여 공급하는 가스 공급 장치;를 포함하고, 상기 멀티 챔버는, 외부에 진공 챔버가 설치되고, 상기 진공 챔버의 내부에, 복수개의 히팅 플레이트가 복층을 이루어 설치되는 트레이가 설치되는 것일 수 있다.

Description

원자층 증착 시스템{Atomic layer deposition system}

본 발명은 원자층 증착 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수개의 반응실로 이루어지는 멀티 챔버를 이용하여 복수개의 기판에 원자층을 동시 증착시킬 수 있는 원자층 증착 시스템에 관한 것이다.

반도체집적기술의 발달로 인하여 고순도, 고품질의 박막을 증착 시키는 공정은 반도체 제조공정 중에서 중요한 부분을 차지하게 되었다. 박막형성의 대표적인 방법으로 화학 증착(Chemical Vapour Deposition, CVD)법과 물리 증착(Physical Vapour Deposition, PVD)법이 있다. 스퍼터링(sputtering)법 등의 물리 증착법은 형성된 박막의 단차피복성(step coverage)이 나쁘기 때문에 요철이 있는 표면에 균일한 두께의 막을 형성하는 데에는 사용할 수 없다.

화학 증착법은 가열된 기판의 표면 위에서 기체상태의 물질들이 반응하고, 그 반응으로 생성된 화합물이 기판 표면에 증착되는 방법이다. 화학 증착법은 물리 증착법에 비하여 단차 피복성이 좋고, 박막이 증착되는 기판의 손상이 적고, 박막의 증착 비용이 적게 들며, 박막을 대량 생산할 수 있기 때문에 많이 적용되고 있다.

그러나, 최근 반도체 소자의 집적도가 서브 마이크론(sub-micron) 단위로까지 향상됨에 따라, 종래 방식의 화학 증착법 만으로는 웨이퍼 기판에서 서브 마이크론 단위의 균일한 두께를 얻거나, 우수한 단차피복성(step coverage)을 얻는데 한계에 이르고 있으며, 웨이퍼 기판에 서브 마이크론 크기의 콘택홀(contact hole), 비아(via) 또는 도랑(trench)과 같은 단차가 존재하는 경우에 위치에 상관없이 일정한 조성을 가지는 물질막을 얻는데도 어려움을 겪게 되었다.

따라서, 종래의 모든 공정 기체들을 동시에 주입하는 화학 증착법과 다르게 원하는 박막을 얻는데 필요한 두 가지 이상의 공정 기체들을 기상에서 만나지 않도록 시간에 따라 순차적으로 분할하여 공급하되, 이들 공급 주기를 주기적으로 반복하여 박막을 형성하는 시분할 방식의 원자층 증착(atomic layer deposition) 방식이 새로운 박막 형성 방법으로 적용되고 있다.

이외에도, 두 가지 이상의 공정 기체들을 기상에서 만나지 않도록 공간을 달리하여 공급하되, 기판이 서로 다른 공간으로 이동되게 하는 공간분할 방식의 원자층 증착도 적용되고 있다.

그러나, 이러한 종래의 원자층 증착 방식을 적용한 원자층 증착 시스템은, 내부의 반응실에 기판 이송 장치나 가스 공급 장치나 가스 배출 장치나 히터 등 각종의 매우 복잡한 장치들로 인하여 설비를 슬림화하기 어려웠었던 문제점이 있었다.

즉, 무거운 기판을 반응실로 로딩 및 언로딩할 때, 로딩암이나 로딩 로봇 등의 처짐 현상이 발생되어 반응실의 여유 공간을 크게 할 수밖에 없고, 이로 인하여 불필요한 공간 내부에 각종 가스를 공급하거나 진공압력을 형성해야 하는 등 설비가 거대화되는 문제점이 있었다.

특히, 이러한 현상은 복수개의 기판을 동시에 가공할 수 있는 멀티 챔버에서 더욱 두드러지게 발생되는 것으로서 멀티 챔버나 멀티 가공 방식의 설비는 운영 비용이 증대되고, 이로 인하여 생산성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 멀티 챔버 내부의 장치들을 최적화 배치하고, 가스 혼합이나 기류 형성을 균일하게 하여 원자층의 막질을 우수하게 하며, 스키 플레이트 방식의 기판 이송 장치나 제 1 방향 및 제 2 방향으로 교차되는 제 1 가스 공급 장치나 제 2 가스 공급 장치나 서로 어긋나게 배치되는 카트리지 히터 등을 이용하여 좁은 반응실 공간 내에서도, 온도 및 가스 조성 등 반응 환경의 균일도를 증대시켜서 가공의 정밀도를 크게 향상시킬 수 있게 하는 원자층 증착 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 원자층 증착 시스템은, 복수개의 반응실로 이루어지는 멀티 챔버; 복수개의 상기 반응실에 복수개의 기판을 동시에 로딩 및 언로딩할 수 있는 기판 이송 장치; 및 상기 기판에 원자층을 증착하기 위하여 상기 멀티 챔버의 일측에 설치되고, 제 1 가스 및 제 2 가스를 교대로 또는 혼합하여 공급하는 가스 공급 장치;를 포함하고, 상기 멀티 챔버는, 외부에 진공 챔버가 설치되고, 상기 진공 챔버의 내부에, 복수개의 히팅 플레이트가 복층을 이루어 설치되는 트레이가 설치되는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 멀티 챔버는, 일측에 출입구가 형성되는 박스 형태의 상기 진공 챔버; 유지 및 보수를 위하여 상기 진공 챔버의 외부로 인출이 가능하도록 상기 진공 챔버의 내부 저면에 설치된 레일을 따라 이송될 수 있는 바퀴가 하면에 설치되고, 상기 출입구 방향으로 개방된 개구를 갖는 복수개의 상기 반응실이 상기 히팅 플레이트를 사이에 두고 다층으로 구획되어 형성되는 상기 트레이; 상기 히팅 플레이트가 상방에 위치하는 반응실과 하방에 위치하는 반응실을 동시에 가열할 수 있도록 상기 히팅 플레이트에 착탈 가능하게 삽입되는 복수개의 카트리지 히터; 상기 트레이의 개구를 덮는 트레이 커버; 상기 진공 챔버의 출입구를 개폐하는 개폐문; 및 상기 트레이의 바깥쪽에 설치되는 히팅 플레이트의 온도와 상기 트레이의 안쪽에 설치되는 히팅 플레이트의 온도를 개별적으로 제어할 수 있고, 하나의 히팅 플레이트에서도 외측과 내측의 온도를 개별적으로 제어할 수 있도록 복수개의 상기 카트리지 히터에 독립적으로 제어 신호를 인가할 수 있는 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상방의 상기 히팅 플레이트에 설치되는 카트리지 히터와 하방의 상기 히팅 플레이트에 설치되는 카트리지 히터가 서로 어긋나게 설치되는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 가스 공급 장치는, 상기 제 1 가스를 공급하는 적어도 하나의 제 1 가스 공급관; 상기 제 1 가스 공급관에 연결되고, 내부에 압력 형성 공간이 형성되며, 복수개의 상기 반응실 각각에 제 1 방향으로 상기 제 1 가스를 투입할 수 있도록 상기 압력 형성 공간과 연통되는 제 1 가스 투입구가 형성되며, 상기 제 1 가스 투입구에 가스 혼합실이 형성되는 적어도 하나의 제 1 가스 샤워 헤드; 상기 제 2 가스를 공급하는 적어도 하나의 제 2 가스 공급관; 및 상기 제 2 가스 공급관에 연결되고, 상기 제 1 가스 샤워 헤드의 상기 가스 혼합실을 제 2 방향으로 가로지르며, 상기 제 1 방향으로 상기 제 2 가스를 투입할 수 있도록 제 2 가스 투입구가 형성되는 적어도 하나의 제 2 가스 분배관;을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 원자층 증착 시스템은, 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 회수하기 위하여 상기 멀티 챔버의 반대편 타측에 설치되고, 가스 흐름 조절용 배플이 설치되는 가스 배출 장치; 및 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스의 흐름을 보호하기 위하여 상기 가스 공급 장치와 상기 트레이 사이로 퍼지 가스를 공급하는 보호 가스 공급 장치;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 원자층 증착 시스템은, 상기 기판 이송 장치가 상기 기판을 로딩 및 언로딩할 때, 상기 기판을 임시로 들어 올리는 기판 리프팅 장치;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 기판 리프팅 장치는, 회전 동력을 발생시키는 구동 모터; 상기 구동 모터에 의해 회전되는 베벨기어에 의해 수평 회전되는 수평 회전축; 상기 수평 회전축에 설치된 복수개의 베벨기어에 의해 수직 회전되는 복수개의 수직 회전축; 상기 수직 회전축에 의해 회전되고, 다층을 이루는 다층 캠돌기; 및 상기 반응실에 힌지 결합되는 복수개의 링크 구조물에 의해 상기 다층 캠돌기의 회전시 상기 다층 캠돌기에 의해 가압되면 들어 올려지는 복수개의 리프트 바;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 기판 이송 장치는, 지지대; 상기 지지대에 설치된 제 1 가이드 부재를 따라 상기 반응실 방향으로 전후진이 가능한 제 1 가동대; 상기 제 1 가동대를 상기 반응실 방향으로 전후진시킬 수 있는 제 1 가동 장치; 상기 제 1 가동대에 의해서 상기 반응실 내부로 로딩 및 언로딩될 수 있고, 기판이 안착될 수 있는 복층 구조의 스키 플레이트; 및 상기 제 1 가동대에 설치되고, 상기 스키 플레이트를 상기 제 1 가동대에 선택적으로 고정 또는 해제시킬 수 있는 복층 구조의 고정 부재;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 스키 플레이트는 하면에 로울러가 설치되는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 고정 부재는, 상기 제 1 가동대에 설치되고, 승하강 액츄에이터에 의해 승하강될 수 있는 승하강판; 및 상기 승하강판에 설치되고, 복층 구조의 상기 스키 플레이트 각각에 형성된 후크홀에 삽입될 수 있는 후크;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제 1 가동 장치는, 상기 지지대에 설치되는 제 1 모터; 및 상기 제 1 모터에 의해 회전되고, 상기 제 1 가동대가 나사 전후진되도록 상기 제 1 가동대를 나사 관통하는 제 1 나사봉;을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 지지대는, 고정대에 설치된 제 2 가이드 부재를 따라 상기 반응실 방향으로 전후진이 가능하게 설치되고, 상기 지지대를 상기 반응실 방향으로 전후진시킬 수 있는 제 2 가동 장치;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 2 가동 장치는, 상기 고정대에 설치되는 제 2 모터; 및 상기 제 2 모터에 의해 회전되고, 상기 지지대가 나사 전후진되도록 상기 지지대를 나사 관통하는 제 2 나사봉;을 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 장치들을 최적화 배치 및 설계하여 시스템을 슬림화하고, 가스 혼합이나 기류 형성을 균일하게 하여 원자층의 막질을 우수하게 하며, 좁은 반응실 공간 내에서도, 온도 및 가스 조성 등 반응 환경의 균일도를 증대시켜서 가공의 정밀도 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 원자층 증착 시스템을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 멀티 챔버를 나타내는 후방 사시도이다.
도 3은 도 1의 멀티 챔버를 나타내는 부분 절단 사시도이다.
도 4는 도 1의 멀티 챔버를 나타내는 측단면도이다.
도 5는 도 1의 멀티 챔버를 나타내는 부분 절단 사시도이다.
도 6은 도 5의 멀티 챔버의 가스 공급 장치를 나타내는 확대 사시도이다.
도 7은 도 1의 멀티 챔버를 나타내는 정단면도이다.
도 8은 도 1의 멀티 챔버를 나타내는 부분 절단 사시도이다.
도 9는 도 8의 멀티 챔버의 가스 공급 장치를 나타내는 확대 사시도이다.
도 10은 도 1의 멀티 챔버의 카트리지 히터를 나타내는 후방 사시도이다.
도 11은 도 1의 멀티 챔버의 기판 리프팅 장치의 리프트 바 하강 상태를 나타내는 후방 사시도이다.
도 12는 도 1의 멀티 챔버의 기판 리프팅 장치의 리프트 바 상승 상태를 나타내는 후방 사시도이다.
도 13은 도 1의 기판 이송 장치를 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 1의 기판 이송 장치를 나타내는 후방 사시도이다.
도 15는 도 1의 기판 이송 장치를 나타내는 평면도이다.
도 16은 도 1의 기판 이송 장치를 나타내는 측면도이다.
도 17은 도 1의 가스 공급 장치를 개념적으로 나타내는 측단면도이다.
도 18은 도 1의 가스 공급 장치를 개념적으로 나타내는 정단면도이다.
도 19는 도 1의 기판 이송 장치의 기판 준비 상태를 개념적으로 나타내는 평면도이다.
도 20은 도 19의 측면도이다.
도 21는 도 1의 기판 이송 장치의 기판 로딩 상태를 개념적으로 나타내는 평면도이다.
도 22은 도 21의 측면도이다.
도 23은 도 1의 기판 이송 장치의 기판 로딩 상태를 개념적으로 나타내는 평면도이다.
도 24는 도 23의 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.

명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.

또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 원자층 증착 시스템(1000)을 나타내는 사시도이다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 원자층 증착 시스템(1000)은, 크게, 멀티 챔버(110)와, 기판 이송 장치(100)와, 가스 공급 장치(120) 및 가스 배출 장치(130)를 포함할 수 있다.

이하, 각각의 상기 구성 요소별로 더욱 구체적으로 예를 들어 설명한다.

도 2는 도 1의 멀티 챔버(110)를 나타내는 후방 사시도이고, 도 3은 도 1의 멀티 챔버(110)를 나타내는 부분 절단 사시도이고, 도 4는 도 1의 멀티 챔버(110)를 나타내는 측단면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 멀티 챔버(110)는, 예컨데, 복수개의 반응실(R)로 이루어지고, 내부에 진공 환경 또는 가공 환경을 조성할 수 있도록 각종 진공 펌프나 가스 공급 장치나 온도 제어 장치 등이 설치될 수 있는 구조물일 수 있다.

이러한 상기 멀티 챔버(110)는, 예를 들어서, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(111)와, 트레이(114)와, 카트리지 히터(115)와, 트레이 커버(C)와, 개폐문(D) 등을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 멀티 챔버(110)는, 외부에 진공 챔버(111)가 설치되고, 상기 진공 챔버(111)의 내부에, 복수개의 히팅 플레이트(HP)가 복층을 이루어 설치되는 트레이(114)가 설치될 수 있다.

더욱 구체적으로 예시하면, 상기 진공 챔버(111)는, 일측에 출입구(111a)가 형성되고, 내부에 상기 트레이(114)를 수용할 수 있는 수용 공간을 갖는 박스 형태의 구조물일 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 트레이(114)는, 유지 및 보수를 위하여 상기 진공 챔버(111)의 외부로 인출이 가능하도록 상기 진공 챔버(111)의 내부 저면에 설치된 레일(112)을 따라 이송될 수 있는 바퀴(113)가 하면에 설치되고, 상기 출입구(111a) 방향으로 개방된 개구를 갖는 복수개의 상기 반응실(R)이 히팅 플레이트(HP)를 사이에 두고 다층으로 구획되어 형성되는 일종의 프레임 구조물일 수 있다.

또한, 상기 카트리지 히터(115)는, 상기 히팅 플레이트(HP)가 상방에 위치하는 반응실(R)과 하방에 위치하는 반응실(R)을 동시에 가열할 수 있도록 상기 히팅 플레이트(HP)에 착탈 가능하게 삽입되는 복수개의 히터일 수 있다.

도 7은 도 1의 멀티 챔버(110)의 카트리지 히터(115)를 나타내는 정단면도이고, 도 8은 도 1의 멀티 챔버(110)를 나타내는 부분 절단 사시도이고, 도 10은 도 1의 멀티 챔버(110)의 카트리지 히터(115)를 나타내는 후방 사시도이다.

도 7, 도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상방의 상기 히팅 플레이트(HP)에 설치되는 카트리지 히터(115)와 하방의 상기 히팅 플레이트(HP)에 설치되는 카트리지 히터(115)가 서로 어긋나게 설치될 수 있다.

따라서, 상방 및 하방의 카트리지 히터(115)들이 서로 어긋나게 설치되어 상기 히팅 플레이트(HP)를 균일하게 가열할 수 있는 동시에, 설치되는 상기 카트리지 히터(115)의 개수를 줄여서 제품의 단가를 절감할 수 있다.

또한, 상기 멀티 챔버(110)는, 상기 트레이(114)의 바깥쪽에 설치되는 히팅 플레이트(HP)의 온도와 상기 트레이(114)의 안쪽에 설치되는 히팅 플레이트(HP)의 온도를 개별적으로 제어할 수 있고, 하나의 히팅 플레이트(HP)에서도 외측과 내측의 온도를 개별적으로 제어할 수 있도록 복수개의 상기 카트리지 히터(115)에 독립적으로 제어 신호를 인가할 수 있는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

따라서,상기 트레이(114)의 외측과 내측, 바깥쪽과 안쪽의 온도 편차를 3차원적으로 균일하게 제어할 수 있다.

한편, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 커버(C)는 상기 트레이(114)의 개구를 덮는 사각판 형상의 구조물로서, 상기 트레이(114) 내부의 복수개의 상기 반응실(R)을 최대한 밀폐시킬 수 있다.

여기서, 도시하지 않았지만, 상기 커버(C)의 테두리부분에는 오링이나 가스켓 등 각종 실링 장치가 설치될 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 개폐문(D)은, 상기 상기 진공 챔버(111)의 출입구(111a)를 선택적으로 개폐할 수 있는 것으로서, 이러한 상기 개폐문(D)은 각종 유압 실린더나 모터 등을 이용하여 자동 개폐될 수 있게 할 수 있고, 도시하지 않았지만, 상기 커버(C)를 상기 개폐문(D)에 일체 또는 고정적으로 설치하여 상기 개폐문(D)을 자동으로 닫으면 상기 커버(C) 역시, 자동으로 상기 개구를 덮을 수 있게 할 수 있다.

도 5는 도 1의 멀티 챔버(110)를 나타내는 부분 절단 사시도이고, 도 6은 도 5의 멀티 챔버(110)의 가스 공급 장치(120)를 나타내는 확대 사시도이고, 도 7은 도 1의 멀티 챔버(110)를 나타내는 정단면도이고, 도 8은 도 1의 멀티 챔버(110)를 나타내는 부분 절단 사시도이고, 도 9는 도 8의 멀티 챔버(110)의 가스 공급 장치를 나타내는 확대 사시도이다.

도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 가스 공급 장치(120)는, 상기 기판(1)에 원자층을 증착하기 위하여 상기 멀티 챔버(110)의 일측에 설치되고, 제 1 가스(Gas1) 및 제 2 가스(Gas2)를 교대로 또는 혼합하여 공급하는 장치일 수 있다.

더욱 구체적으로 예를 들면, 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 가스 공급 장치(120)는, 제 1 가스 공급관(P1)과, 제 1 가스 샤워 헤드(121)와, 제 2 가스 공급관(P2) 및 제 2 가스 분배관(122)을 포함할 수 있다.

예컨데, 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 가스 공급관(P1)은, 상기 멀티 챔버(110)의 각각의 반응실(R)에 상기 제 1 가스(Gas1)를 균일하게 공급할 수 있도록 제 1 가스 저장소나, 제 1 가스 저장 탱크나 각종 밸브 등이 설치될 수 있는 일종의 가스 공급 라인의 일부일 수 있다. 여기서, 이러한 상기 제 1 가스 공급관(P1)은 복수개로 구성되어 대량으로 상기 제 1 가스(Gas1)를 공급하거나 기타 서로 다른 가스들을 동시에 또는 순차적으로 공급할 수 있다.

또한, 상기 제 1 가스 샤워 헤드(121)는, 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 가스 공급관(P1)에 복수개가 연결되고, 내부에 압력 형성 공간(PS)이 형성되며, 복수개의 상기 반응실(R) 각각에 제 1 방향으로 상기 제 1 가스(Gas1)를 투입할 수 있도록 상기 압력 형성 공간(PS)과 연통되는 제 1 가스 투입구(N1)가 형성되며, 상기 제 1 가스 투입구(N1)에 가스 혼합실(GM)이 형성될 수 있다.

여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 가스 공급관(P1)과 상기 제 1 가스 샤워 헤드(121) 사이에는 가스 분산 플레이트가 설치될 수 있고, 상기 제 1 가스 투입구(N1)는 판형상의 벽체의 일측에 상기 반응실(R)들과 대응되도록 열을 이루어서 나란하게 설치되는 복수개의 미세 구멍 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 가스 혼합실(GM)은, 판형상의 상기 벽체의 타측에 수평 방향으로 길게 형성되는 슬릿일 수 있다.

그러나, 이러한 상기 제 1 가스 샤워 헤드(121)나, 상기 제 1 가스 투입구(N1)나, 상기 가스 혼합실(GM)의 형상이나 위치나 개수나 종류 등은 도면에 국한되지 않고 매우 다양하게 적용될 수 있다.

또한, 상기 제 2 가스 공급관(P2)은, 상기 멀티 챔버(110)의 각각의 반응실(R)에 상기 제 1 가스(Gas1)와 동일하거나 동일하지 않은 제 2 가스(Gas2)를 균일하게 공급할 수 있도록 제 2 가스 저장소나, 제 2 가스 저장 탱크나 각종 밸브 등이 설치될 수 있는 일종의 가스 공급 라인의 일부일 수 있다. 여기서, 이러한 상기 제 2 가스 공급관(P2)은 복수개로 구성되어 대량으로 상기 제 2 가스(Gas2)를 공급하거나 기타 서로 다른 가스들을 동시에 또는 순차적으로 공급할 수 있다.

또한, 상기 제 2 가스 분배관(122)은, 상기 제 2 가스 공급관(P2)에 연결되고, 상기 제 1 가스 샤워 헤드(121)의 상기 가스 혼합실(GM)을 제 2 방향으로 가로지르며, 상기 제 1 방향으로 상기 제 2 가스(Gas2)를 투입할 수 있도록 제 2 가스 투입구(N2)가 형성되는 가스 분배관일 수 있다.

여기서, 상기 제 1 방향은, 상기 멀티 챔버(110)의 길이 방향일 수 있고, 상기 제 2 방향은, 상기 멀티 챔버(110)의 폭 방향일 수 있는 것으로서, 상기 제 1 가스 투입구(N1)의 방향은 상기 제 2 가스 분배관(122)과 서로 90도 각도를 이루어서 배치될 수 있다.

한편, 이러한 상기 제 2 가스 분배관(122)나, 상기 제 2 가스 투입구(N2)나, 상기 가스 혼합실(GM)의 형상이나 위치나 개수나 종류 등은 도면에 국한되지 않고 매우 다양하게 적용될 수 있다.

도 17은 도 1의 가스 공급 장치(120)를 개념적으로 나타내는 측단면도이고, 도 18은 도 1의 가스 공급 장치(120)를 개념적으로 나타내는 정단면도이다.

따라서, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 상술된 상기 가스 공급 장치(120)의 작동 과정을 보다 상세하게 설명하면, 상기 제 1 가스(Gas1)는 상기 제 1 가스 공급관(P1)을 통해서 상기 제 1 가스 샤워 헤드(121)의 내부에 형성된 압력 형성 공간에서 압력이 분배되어 각각의 상기 제 1 가스 투입구(N1)를 거쳐서 상기 가스 혼합실(GM)을 통해 각각의 반응실(R)로 투입될 수 있다.

또한, 상기 제 2 가스(Gas2)는 상기 제 2 가스 공급관(P2)을 통해서 상기 제 2 가스 분배관(122)으로 유입되고, 다시 상기 제 2 가스 투입구(N2)를 거쳐서 상기 가스 혼합실(GM)을 통해 각각의 반응실(R)로 투입될 수 있다.

이 때, 상기 제 1 가스(Gas1)와 상기 제 2 가스(Gas2)는 상기 가스 혼합실(GM)에서 서로 혼합될 수 있다.

여기서, 상기 제 1 가스(Gas1)와 상기 제 2 가스(Gas2)는, 적어도 퍼지 가스, 반응 가스, 소스 가스, 기류 형성 가스, 세척 가스 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.

그러므로, 상기 제 1 가스(Gas1)와 상기 제 2 가스(Gas2)가 서로 균일하게 혼합될 수 있거나, 예컨데, 상기 제 1 가스(Gas1)와 상기 제 2 가스(Gas2)는 서로 균일한 층류를 이루는 기류를 형성할 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 가스 공급 장치(120)의 일측에는 예열 장치(RH)가 설치되어 상기 제 1 가스(Gas1)와 상기 제 2 가스(Gas2)를 미리 예열시킬 수 있다.

한편, 도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 가스 배출 장치(130)는, 상기 제 1 가스(Gas1) 및 상기 제 2 가스(Gas2)를 회수하기 위하여 상기 멀티 챔버(110)의 반대편 타측에 설치되고, 가스 흐름 조절용 배플(131)이 설치될 수 있다.

따라서, 상술된 상기 가스 공급 장치(120)에 의해 공급되어 균일한 기류를 형성하는 상기 제 1 가스(Gas1) 및 상기 제 2 가스(Gas2)는 상기 가스 배출 장치(130)를 이용하여 상기 멀티 챔버(110)의 외부로 신속하게 배출될 수 있다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 원자층 증착 시스템(1000)은, 상기 제 1 가스(Gas1) 및 상기 제 2 가스(Gas2)의 흐름을 보호하기 위하여 상기 가스 공급 장치(120)와 상기 트레이(114) 사이로 퍼지 가스를 공급하는 보호 가스 공급 장치(150)를 더 포함할 수 있다.

따라서, 상기 보호 가스 공급 장치(150)를 이용하여 상기 제 1 가스(Gas1) 및 상기 제 2 가스(Gas2)의 흐름이 상기 트레이(114)의 외부로 벗어나지 않게 가스들의 경로를 유지하게 하여 상기 기판(1)들 위에 균일한 원자층을 증착시킬 수 있다.

도 11은 도 1의 멀티 챔버(110)의 기판 리프팅 장치(140)의 리프트 바(147) 하강 상태를 나타내는 후방 사시도이고, 도 12는 도 1의 멀티 챔버(110)의 기판 리프팅 장치(140)의 리프트 바(147) 상승 상태를 나타내는 후방 사시도이고, 도 13은 도 1의 기판 이송 장치(100)를 나타내는 사시도이고, 도 14는 도 1의 기판 이송 장치(100)를 나타내는 후방 사시도이고, 도 15는 도 1의 기판 이송 장치(100)를 나타내는 평면도이고, 도 16은 도 1의 기판 이송 장치(100)를 나타내는 측면도이다.

도 11 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 원자층 증착 시스템(1000)은, 복수개의 상기 반응실(R)에 복수개의 기판(1)을 동시에 로딩 및 언로딩할 수 있는 기판 이송 장치(100) 및 상기 기판 이송 장치(100)가 상기 기판을 로딩 및 언로딩할 때, 상기 기판(1)을 임시로 들어 올리는 기판 리프팅 장치(140)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 기판 리프팅 장치(140)는, 회전 동력을 발생시키는 구동 모터(141)와, 상기 구동 모터(141)에 의해 회전되는 베벨기어(142)에 의해 수평 회전되는 수평 회전축(143)와, 상기 수평 회전축(143)에 설치된 복수개의 베벨기어(144)에 의해 수직 회전되는 복수개의 수직 회전축(145)와, 상기 수직 회전축(145)에 의해 회전되고, 다층을 이루는 다층 캠돌기(146) 및 상기 반응실(R)에 힌지 결합되는 복수개의 링크 구조물(147)에 의해 상기 다층 캠돌기(146)의 회전시 상기 다층 캠돌기(146)에 의해 가압되면 들어 올려지는 복수개의 리프트 바(147)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 베벨기어(144) 대신 다양한 형태의 동력전달장치가 적용될 수 있고, 상기 다층 캠돌기(146)의 형상 역시, 경사면이 형성되는 등 도면에 국한되지 않고 매우 다양하게 적용될 수 있다.

도 24은 도 1의 기판 이송 장치의 기판 로딩 상태를 개념적으로 나타내는 측면도이다.

따라서, 이러한 기판 리프팅 장치(140)의 작동 과정을 설명하면, 먼저, 도 11에 도시된 바와 같이, 대기 상태에서는 상기 리프트 바(147)가 하강한 상태에서 대기할 수 있다.

이어서, 도 12 및 도 24에 도시된 바와 같이, 상기 구동 모터(141)가 회전하면, 상기 구동 모터(141)에 의해 상기 베벨기어(142)가 회전되면서 상기 수평 회전축(143)이 수평 회전될 수 있다.

이어서, 이로 인하여 상기 수직 회전축(145)이 상기 수평 회전축(143)에 설치된 복수개의 상기 베벨기어(144)에 의해 수직 회전되고, 상기 수직 회전축(145)과 함께 상기 다층 캠돌기(146)가 회전될 수 있다.

이 때, 상기 다층 캠돌기(146)가 회전되면 상기 반응실(R)에 힌지 결합되는 복수개의 링크 구조물(147)에 의해 상기 리프트 바(147)가 가압되면서 들어 올려질 수 있다.

그러므로, 상기 기판(1)의 로딩 및 언로딩시 상기 리프트 바(147)는 상기 기판(1)을 상기 히팅 플레이트(HP)로 부터 선택적으로 들어올릴 수 있다.

한편, 상기 기판 이송 장치(100)는, 지지대(10)와, 상기 지지대(10)에 설치된 제 1 가이드 부재(G1)를 따라 상기 반응실(R) 방향으로 전후진이 가능한 제 1 가동대(20)와, 상기 제 1 가동대(20)를 상기 반응실(R) 방향으로 전후진시킬 수 있는 제 1 가동 장치(30)와, 상기 제 1 가동대(20)에 의해서 상기 반응실(R) 내부로 로딩 및 언로딩될 수 있고, 기판(1)이 안착될 수 있는 복층 구조의 스키 플레이트(40) 및 상기 제 1 가동대(20)에 설치되고, 상기 스키 플레이트(40)를 상기 제 1 가동대(20)에 선택적으로 고정 또는 해제시킬 수 있는 복층 구조의 고정 부재(50)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제 1 가동대(20)는, 예를 들어서, 상기 지지대(10)를 기준으로 상대적으로 전후진될 수 있는 것으로서, 상기 지지대(10)에 설치된 제 1 가이드부재(G1)를 따라 상기 반응실(R) 방향으로 전후진이 가능한 것일 수 있다.

여기서, 더욱 구체적으로는, 상기 제 1 가이드부재(G1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 반응실(R) 방향으로 길게 형성되는 일종의 LM 가이드일 수 있고, 이외에도 각종 가이드봉이나, 가이드레일이나, 가이드홈이나, 가이드돌기 등이 적용될 수 있다.

또한, 상기 스키 플레이트(40)는 하면에 로울러(R1)가 설치될 수 있다.

여기서, 도면에서는 1개의 기판(1)에 2개의 스키 플레이트(40), 즉 상기 제 1 스키 플레이트(40-1) 및 상기 제 2 스키 플레이트(40-2)가 설치되는 것을 예시하였으나, 이외에도, 하나의 기판(1)을 지지하는 상기 스키 플레이트(40)의 설치 개수는 1개, 3개, 4개, 5개 이상 등 매우 다양할 수 있다.

또한, 상기 고정 부재(50)는, 상기 제 1 가동대(20)에 설치되고, 승하강 액츄에이터(52)에 의해 승하강될 수 있는 승하강판(51) 및 상기 승하강판(51)에 설치되고, 복층 구조의 상기 스키 플레이트(40) 각각에 형성된 후크홀(H)에 삽입될 수 있는 후크(53)를 포함할 수 있다.

따라서, 상기 고정 부재(50)의 승하강 액츄에이터(52)에 의해 상기 승하강판(51)이 상승되면, 상기 후크(53)가 상기 스키 플레이트(40)의 후크홀(H)로부터 이탈되면서, 상기 스키 플레이트(40)가 자유로워질 수 있다.

역으로, 상기 고정 부재(50)의 승하강 액츄에이터(52)에 의해 상기 승하강판(51)이 하강되면, 상기 후크(53)가 상기 스키 플레이트(40)의 후크홀(H)에 삽입되어 상기 스키 플레이트(40)가 상기 제 1 가동대(20)에 구속될 수 있다.

여기서, 상기 승하강 액츄에이터(52)는, 모터를 포함할 수 있고, 이외에도 모터에 캠조합, 링크조합, 기어조합, 밸트/풀리조합, 체인/스프로킷휠조합, 나사봉/가동대조합 등 각종 동력전달부재를 이용하여 상기 승하강판(51)을 승하강시킬 수 있는 장치일 수 있다. 이러한 상기 승하강 액츄에이터(52)에 대한 기술적인 구성은 해당 분야에 종사하는 당업자에게 이미 널리 공지된 기술로 여기서 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 제 1 가동 장치(30)는, 상기 지지대(10)에 설치되는 제 1 모터(31) 및 상기 제 1 모터(31)에 의해 회전되고, 상기 제 1 가동대(20)가 나사 전후진되도록 상기 제 1 가동대(20)를 나사 관통하는 제 1 나사봉(32)을 포함할 수 있다.

이러한, 상기 제 1 가동장치(30)는, 상기 제 1 모터(31) 및 제 1 나사봉(32) 이외에도, 가동대를 전후진시키는 리니어 모터 조합, 나사봉에 의해 나사 전후진되는 가동대 조합, 실린더에 의해 전후진되는 피스톤 조합, 구동 풀리와 종동 풀리 사이에서 일면이 전후진되는 밸트 조합, 구동 스프로킷휠과 종동 스프로킷휠 사이에서 일면이 전후진되는 체인 조합, 피니언 기어에 의해 치합되어 전후진되는 랙기어 조합 등 다양한 형태의 가동 장치들이 적용될 수 있다.

또한, 상기 지지대(10)는, 고정대(60)에 설치된 제 2 가이드 부재(G2)를 따라 상기 반응실(R) 방향으로 전후진이 가능하게 설치되고, 상기 지지대(10)를 상기 반응실(R) 방향으로 전후진시킬 수 있는 제 2 가동 장치를 더 포함할 수 있다.

여기서, 더욱 구체적으로는, 상기 제 2 가이드부재(G2)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 반응기(200) 방향으로 길게 형성되는 일종의 LM 가이드일 수 있고, 이외에도 각종 가이드봉이나, 가이드레일이나, 가이드홈이나, 가이드돌기 등이 적용될 수 있다.

또한, 상기 제 2 가동 장치는, 상술된 상기 제 1 가동 장치(30)와 그 구성과 역할이 동일할 수 있어 상세한 설명은 생략한다.

도 19는 도 1의 기판 이송 장치(100)의 기판 준비 상태를 개념적으로 나타내는 평면도이고, 도 20은 도 19의 측면도이고, 도 21는 도 1의 기판 이송 장치(100)의 기판 로딩 상태를 개념적으로 나타내는 평면도이고, 도 22은 도 21의 측면도이고, 도 23은 도 1의 기판 이송 장치(100)의 기판 로딩 상태를 개념적으로 나타내는 평면도이고, 도 24는 도 23의 측면도이다.

도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 멀티 챔버(110)의 상기 개폐문(D) 및 상기 트레이(114)의 상기 커버(C)를 열어서 상기 반응실(R)을 개방할 수 있다.

이어서, 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 가동 장치를 이용하여 상기 스키 플레이트(40)에 상기 기판(1)을 적재한 상태로 상기 지지대(10)를 상기 반응실(R) 방향으로 1차 전진시켜서 도킹시킬 수 있다.

이 때, 상기 기판(1)이 안착된 상기 스키 플레이트(40)는 상기 로울러(R1)를 이용하여 상기 반응실(R) 내부의 상기 히팅 플레이트(HP)에 형성된 상기 스키 플레이트 수용홈(80a)에 삽입될 수 있다.

이어서, 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 상기 스키 플레이트(40)가 상기 반응실(R) 내부로 로딩될 수 있도록 상기 제 1 가동 장치(30)를 이용하여 상기 제 1 가동대(20)를 상기 반응실(R) 방향으로 2차 전진시킬 수 있다.

이어서, 도 24에 도시된 바와 같이, 상기 다층 캠돌기(146)가 회전되면 상기 반응실(R)에 힌지 결합되는 복수개의 링크 구조물(147)에 의해 상기 리프트 바(147)가 가압되면서 들어 올려질 수 있다.

이 때, 상기 리프트 바(147)는 상기 기판(1)을 상기 히팅 플레이트(HP)로 부터 선택적으로 들어올릴 수 있다.

이어서, 상기 제 1 가동 장치(30) 및 상기 제 2 가동 장치를 이용하여 상기 지지대(10)를 후진시키면, 상기 기판(1)을 상기 리프트 바(147)에 인계한 상기 스키 플레이트(40)가 빈 상태로 후진될 수 있다.

이어서, 상기 리프트 바(147)는 하강하면서 상기 기판(1)을 상기 히팅 플레이트(HP)에 로딩하고, 상기 반응실(R)을 다시 밀폐한 후, 반응 공정을 진행할 수 있다.

이어서, 반응 공정을 마치면, 상술된 과정을 역으로 수행하여 상기 기판(1)을 상기 반응실(R)로부터 언로딩할 수 있다.

그러므로, 로울러(R1)에 의해 항상 구름 지지되는 상기 스키 플레이트(40)를 이용하여 안전하고 견고하게 대형 기판이라도 이송암의 휨현상이나 변형 없이 손쉽게 로딩 및 언로딩 할 수 있고, 복수개의 스키 플레이트(40)들을 다층으로 사용하여 복수개의 대형 기판을 동시에 이송할 수 있어서 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

예컨데, 스키 플레이트를 이용하는 본 발명의 기술적 사상을 반영하여 설비를 제작한 결과, 종래의 최소한 4 cm 이상인 반응실의 높이를 대략 1 cm 내지 2 cm로 대폭 낮출 수 있다.

이는 원자층 증착 반응시 층간 기체흐름 공간을 최소화할 수 있는 것으로 층류를 형성할 수 있고, 퍼지시간이 크게 단축되어 생산성을 향상시키고, 내부 온도 분포를 고르게 하는 데에 매우 유리하다.

특히, 대형 기판 장입시 하중에 의해 휘어짐이 발생하는 종래의 로봇팔 때문에 최소한 4cm이상의 간격이 필요한 종래의 설비에 비하여 최소한의 공간 간격으로도 기판의 장입이 가능하기 때문에 예를 들어서, 일반적인 종래의 스택(stack)형 설비는 대형 plate 용으로 제작하더라도 간격을 좁게 구성하지 못해서 대략 2층 내지 5층 범위 내에서 구성하는 등 층수에 제약이 많았으나, 본 발명의 기술적 사상을 적용한 설비는 10층 이상 20층까지도 실질적으로 제작이 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 기판
R: 반응실
100: 기판 이송 장치
110: 멀티 챔버
111: 진공 챔버
111a: 출입구
112: 레일
113: 바퀴
114: 트레이
115: 카트리지 히터
HP: 히팅 플레이트
C: 트레이 커버
D: 개폐문
120: 가스 공급 장치
Gas1: 제 1 가스
Gas2: 제 2 가스
P1: 제 1 가스 공급관
P2: 제 2 가스 공급관
PS: 압력 형성 공간
N1: 제 1 가스 투입구
N2: 제 2 가스 투입구
GM: 가스 혼합실
121: 제 1 가스 샤워 헤드
122: 제 2 가스 분배관
RH: 예열 장치
130: 가스 배출 장치
131: 가스 흐름 조절용 배플
140: 기판 리프팅 장치
141: 구동 모터
142, 144: 베벨기어
143: 수평 회전축
145: 수직 회전축
146: 다층 캠돌기
147: 링크 구조물
148: 리프트 바
150: 보호 가스 공급 장치
10: 지지대
G1: 제 1 가이드 부재
G2: 제 2 가이드 부재
20: 제 1 가동대
30: 제 1 가동 장치
40: 스키 플레이트
50: 고정 부재
R1: 로울러
51: 승하강판
52: 승하강 액츄에이터
53: 후크
H: 후크홀
31: 제 1 모터
32: 제 1 나사봉
60: 고정대
1000: 원자층 증착 시스템

Claims (13)

1. 복수개의 반응실로 이루어지는 멀티 챔버;
   복수개의 상기 반응실에 복수개의 기판을 동시에 로딩 및 언로딩할 수 있는 기판 이송 장치; 및
   상기 기판에 원자층을 증착하기 위하여 상기 멀티 챔버의 일측에 설치되고, 제 1 가스 및 제 2 가스를 교대로 또는 혼합하여 공급하는 가스 공급 장치;
   를 포함하고,
   상기 멀티 챔버는,
   외부에 진공 챔버가 설치되고, 상기 진공 챔버의 내부에, 복수개의 히팅 플레이트가 복층을 이루어 설치되는 트레이가 설치되는 것인, 원자층 증착 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 멀티 챔버는,
   일측에 출입구가 형성되는 박스 형태의 상기 진공 챔버;
   유지 및 보수를 위하여 상기 진공 챔버의 외부로 인출이 가능하도록 상기 진공 챔버의 내부 저면에 설치된 레일을 따라 이송될 수 있는 바퀴가 하면에 설치되고, 상기 출입구 방향으로 개방된 개구를 갖는 복수개의 상기 반응실이 상기 히팅 플레이트를 사이에 두고 다층으로 구획되어 형성되는 상기 트레이;
   상기 히팅 플레이트가 상방에 위치하는 반응실과 하방에 위치하는 반응실을 동시에 가열할 수 있도록 상기 히팅 플레이트에 착탈 가능하게 삽입되는 복수개의 카트리지 히터;
   상기 트레이의 개구를 덮는 트레이 커버;
   상기 진공 챔버의 출입구를 개폐하는 개폐문; 및
   상기 트레이의 바깥쪽에 설치되는 히팅 플레이트의 온도와 상기 트레이의 안쪽에 설치되는 히팅 플레이트의 온도를 개별적으로 제어할 수 있고, 하나의 히팅 플레이트에서도 외측과 내측의 온도를 개별적으로 제어할 수 있도록 복수개의 상기 카트리지 히터에 독립적으로 제어 신호를 인가할 수 있는 제어부;
   를 포함하는, 원자층 증착 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상방의 상기 히팅 플레이트에 설치되는 카트리지 히터와 하방의 상기 히팅 플레이트에 설치되는 카트리지 히터가 서로 어긋나게 설치되는 것인, 원자층 증착 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 가스 공급 장치는,
   상기 제 1 가스를 공급하는 적어도 하나의 제 1 가스 공급관;
   상기 제 1 가스 공급관에 연결되고, 내부에 압력 형성 공간이 형성되며, 복수개의 상기 반응실 각각에 제 1 방향으로 상기 제 1 가스를 투입할 수 있도록 상기 압력 형성 공간과 연통되는 제 1 가스 투입구가 형성되며, 상기 제 1 가스 투입구에 가스 혼합실이 형성되는 적어도 하나의 제 1 가스 샤워 헤드;
   상기 제 2 가스를 공급하는 적어도 하나의 제 2 가스 공급관; 및
   상기 제 2 가스 공급관에 연결되고, 상기 제 1 가스 샤워 헤드의 상기 가스 혼합실을 제 2 방향으로 가로지르며, 상기 제 1 방향으로 상기 제 2 가스를 투입할 수 있도록 제 2 가스 투입구가 형성되는 적어도 하나의 제 2 가스 분배관;
   을 포함하는, 원자층 증착 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 회수하기 위하여 상기 멀티 챔버의 반대편 타측에 설치되고, 가스 흐름 조절용 배플이 설치되는 가스 배출 장치; 및
   상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스의 흐름을 보호하기 위하여 상기 가스 공급 장치와 상기 트레이 사이로 퍼지 가스를 공급하는 보호 가스 공급 장치;
   를 더 포함하는, 원자층 증착 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판 이송 장치가 상기 기판을 로딩 및 언로딩할 때, 상기 기판을 임시로 들어 올리는 기판 리프팅 장치;
   를 더 포함하는 원자층 증착 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 기판 리프팅 장치는,
   회전 동력을 발생시키는 구동 모터;
   상기 구동 모터에 의해 회전되는 베벨기어에 의해 수평 회전되는 수평 회전축;
   상기 수평 회전축에 설치된 복수개의 베벨기어에 의해 수직 회전되는 복수개의 수직 회전축;
   상기 수직 회전축에 의해 회전되고, 다층을 이루는 다층 캠돌기; 및
   상기 반응실에 힌지 결합되는 복수개의 링크 구조물에 의해 상기 다층 캠돌기의 회전시 상기 다층 캠돌기에 의해 가압되면 들어 올려지는 복수개의 리프트 바;
   를 포함하는, 원자층 증착 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판 이송 장치는,
   지지대;
   상기 지지대에 설치된 제 1 가이드 부재를 따라 상기 반응실 방향으로 전후진이 가능한 제 1 가동대;
   상기 제 1 가동대를 상기 반응실 방향으로 전후진시킬 수 있는 제 1 가동 장치;
   상기 제 1 가동대에 의해서 상기 반응실 내부로 로딩 및 언로딩될 수 있고, 기판이 안착될 수 있는 복층 구조의 스키 플레이트; 및
   상기 제 1 가동대에 설치되고, 상기 스키 플레이트를 상기 제 1 가동대에 선택적으로 고정 또는 해제시킬 수 있는 복층 구조의 고정 부재;
   를 포함하는, 원자층 증착 시스템
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 스키 플레이트는 하면에 로울러가 설치되는 것인, 원자층 증착 시스템.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 고정 부재는,
    상기 제 1 가동대에 설치되고, 승하강 액츄에이터에 의해 승하강될 수 있는 승하강판; 및
    상기 승하강판에 설치되고, 복층 구조의 상기 스키 플레이트 각각에 형성된 후크홀에 삽입될 수 있는 후크;
    를 포함하는, 원자층 증착 시스템.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 가동 장치는,
    상기 지지대에 설치되는 제 1 모터; 및
    상기 제 1 모터에 의해 회전되고, 상기 제 1 가동대가 나사 전후진되도록 상기 제 1 가동대를 나사 관통하는 제 1 나사봉;
    을 포함하는, 원자층 증착 시스템.
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 지지대는,
    고정대에 설치된 제 2 가이드 부재를 따라 상기 반응실 방향으로 전후진이 가능하게 설치되고,
    상기 지지대를 상기 반응실 방향으로 전후진시킬 수 있는 제 2 가동 장치;
    를 더 포함하는, 원자층 증착 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 가동 장치는,
    상기 고정대에 설치되는 제 2 모터; 및
    상기 제 2 모터에 의해 회전되고, 상기 지지대가 나사 전후진되도록 상기 지지대를 나사 관통하는 제 2 나사봉;
    을 포함하는, 원자층 증착 시스템.
    

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