KR20150121665A - 구핵 기체 및 분리 기체를 주입하기 위한 보조 주입기를 갖는 증착 장치 - Google Patents

구핵 기체 및 분리 기체를 주입하기 위한 보조 주입기를 갖는 증착 장치 Download PDF

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KR20150121665A
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Abstract

실시예들은 기판과 주입기 모듈 조립체 사이의 상대적인 움직임에 따라, 주입기 모듈 조립체를 이용하여 기판의 표면상에 하나 이상의 물질층을 증착하기 위한 증착 장치에 관련된다. 상기 주입기 모듈 조립체는 증착률을 향상시키기 위해서 상기 기판과 주입기 모듈 조립체 사이의 상대적인 움직임 방향에 따라, 주입기 모듈 조립체의 보조 기체 주입기를 통해서 상이한 기체를 상기 기판의 표면에 주입한다. 주입기 모듈 조립체와 기판이 일 방향으로 상대적인 움직임을 만드는 동안 제1 보조 기체 주입기는 구핵 기체를 주입하고 제2 보조 기체 주입기는 분리 기체를 주입한다. 주입기 모듈 조립체와 기판이 위와 반대 방향인 상대적인 움직임을 만드는 경우 제1 보조 기체 주입기는 분리 기체를 주입하고 제2 보조 기체 주입기는 구핵 기체를 주입한다.

Description

구핵 기체 및 분리 기체를 주입하기 위한 보조 주입기를 갖는 증착 장치{DEPOSITION DEVICE WITH AUXILIARY INJECTOR FOR INJECTING NUCLEOPHILE GAS AND SEPARATION GAS}
본 발명은 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 기판 상에 하나 이상의 물질층을 증착하는 것에 관련된다.
원자층 증착법(ALD)은 기판 상에 하나 이상의 물질층을 증착하기 위한 박막 증착 기술이다. ALD는 두 종류의 화학물질을 사용하며, 하나는 원료 전구체이고 다른 하나는 반응 전구체이다. 일반적으로 ALD는 (i) 원료 전구체 주입, (ii) 원료 전구체의 물리 흡착층을 제거, (iii) 반응 전구체 주입, 및 (iv) 반응 전구체의 물리 흡착층 제거의 네 단계를 포함한다. ALD는 목적하는 두께의 층을 얻기 위해서 많은 반복 또는 시간이 필요한 느린 처리공정이다.
실시예들은 기판과 주입기들 사이의 상대적인 움직임의 방향에 따라서, 원료 전구체를 주입하기 위한 원료 주입기 및 반응 전구체를 주입하기 위한 반응 주입기 사이의 보조 주입기에 의해 상기 기판의 표면상에 주입되는 물질을 변화시켜 층을 증착하는 것에 관련된다.
실시예들은 주입기 모듈 조립체를 이용하여 층을 증착하는 것에 관련된다. 원료 전구체는 상기 주입기 모듈 조립체의 제1 원료 주입기에 의해 기판의 일 표면에 주입된다. 반응 전구체는 구핵 기체(nucleophile gas)가 주입된 상기 기판의 일 표면에 상기 주입기 모듈 조립체의 반응 주입기에 의해 주입된다. 반응 전구체는 상기 기판의 일 표면에 흡착된 원료 전구체와 반응하여 물질층을 증착한다. 원료 전구체는 상기 주입기 모듈 조립체의 제2 원료 주입기에 의해서 상기 기판의 일 표면상에 주입된다. 제1 상대적인 움직임이 상기 기판과 주입기 모듈 조립체 사이에서 상기 기판의 일 표면에 평행한 제1방향으로 발생된다. 상기 제1 상대적인 움직임 동안, 상기 기판의 일 표면에 흡착된 원료 전구체의 리간드를 대체하거나 수정하기 위한 구핵 기체가 상기 제1원료 주입기 및 상기 반응 주입기 사이의 제1 통로를 통해서 상기 기판의 일 표면에 주입된다. 상기 제1 상대적인 움직임 동안, 상기 반응 주입기 및 상기 제2 원료 주입기 사이의 제2 통로를 통해서 상기 기판의 일 표면상에 분리 기체가 주입된다. 상기 기판과 상기 주입기 모듈 조립체 사이에서 제2 방향으로 제2 상대적인 움직임이 발생된다. 상기 제2 상대적인 움직임 동안, 상기 분리 기체는 상기 제1 통로를 통해서 상기 기판의 일 표면상에 주입된다. 상기 제2 상대적인 움직임 동안, 구핵 기체는 상기 제2 통로를 통해서 상기 기판의 일 표면상에 주입된다.
하나 이상의 실시예에 있어서, 상기 원료 전구체, 상기 반응 전구체, 상기 구핵 기체 및 상기 분기 기체는 동시에 주입될 수 있다.
하나 이상의 실시예에 있어서, 상기 원료 전구체의 리간드를 대체하거나 수정하기위해 열 반응을 상기 기판의 표면상에 흡착된 원료 전구체와 상기 구핵 기체 사이에서 발생시킬 수 있다.
하나 이상의 실시예에 있어서, 상기 제1 원료 주입기에 의해 상기 기판 상에 원료 전구체를 주입한 후에 남은 과잉 원료 전구체는 제1 배기부를 통해서 배출된다. 또한 제2 원료 주입기에 의해 상기 기판 상에 원료 전구체를 주입한 후에 남은 과잉 원료 전구체는 제2 배기부를 통해서 배출된다. 또한 반응 주입기에 의해 기판 상에 반응 전구체를 주입한 후에 남은 과잉 반응 전구체는 제3 배기부를 통해서 배출된다.
하나 이상의 실시예에 있어서, 상기 제1 상대적인 움직임 동안, 상기 반응 전구체의 일부는 상기 제1 통로를 통해 상기 제1 배기부로 전송되고, 상기 제2 상대적인 움직임 동안, 상기 반응 전구체의 일부는 제2 통로를 통해 상기 제2 배기부로 전송된다.
하나 이상의 실시예에 있어서, 상기 구핵 기체는 NH3, H2O, HCl, SF2, CH3NH2, C5H5N 및 HCO2H 중 적어도 하나를 포함하고, 분리 기체는 아르곤(Ar)을 포함한다.
하나 이상의 실시예에 있어서, 상기 물질층은 보론(boron) 또는 금속 원자의 탄화물, 산화물 및 질화물 중 적어도 하나를 포함한다. 원료 전구체는 보론 또는 금속 원자를 포함하는 화합물을 포함한다. 상기 층이 산화물 물질을 포함하는 경우, 상기 반응 전구체는 N2O, O2, H2O, H2O2, CO2 및 O3 중 적어도 하나로부터 플라즈마에의해 생성된 라디칼 또는 플라즈마를 포함한다. 상기 층이 질화물 물질을 포함하는 경우, 상기 반응 전구체는 N2, NH3, N2H2, N2 와 Ar의 혼합물, N2와 Ne의 혼합물 및 N2 와 H2의 혼합물 중 적어도 하나로부터 플라즈마에의해 생성된 라디칼 또는 플라즈마를 포함한다. 상기 층이 탄화물 물질을 포함하는 경우, 상기 반응 전구체는 CH4, C2H6, C2H2 및 Ar과 CH4, C2H6 또는 C2H2의 혼합물 중 적어도 하나로부터 플라즈마에의해 생성된 라디칼 또는 플라즈마를 포함한다.
하나 이상의 실시예에 있어서, 플라즈마를 발생시키기 위해서 전기 신호는 상기 반응 주입기의 전극을 통해 적용되고, 상기 전극은 반응 전구체를 생성하기 위해 상기 반응 주입기에 내장된다.
실시예들은 주입기 모듈 조립체를 포함하는 증착 장치에 관련된다. 상기 주입기 모듈 조립체는 제1 원료 주입기, 제2 원료 주입기, 반응 주입기, 제1 보조 기체 주입기, 및 제2 보조 기체 주입기를 포함한다. 상기 제1 원료 주입기는 기판의 일 표면에 원료 전구체를 주입한다. 제2 원료 주입기는 상기 기판의 일 표면에 상기 원료 전구체를 주입한다. 반응 주입기는 상기 제1 원료 주입기 및 상기 제2 원료 주입기 사이에 형성된다. 상기 반응 주입기는 상기 기판 상에 반응 전구체를 주입한다. 상기 반응 전구체는 상기 기판 상에 물질층을 증착하기 위해 상기 반응 전구체와 반응한다. 제1 보조 기체 주입기는 상기 제1 원료 주입기 및 반응 주입기 사이에 형성된다. 제1 보조 기체 주입기는 제1 주입기 모듈 조립체와 상기 기판 사이의 제1 상대적인 움직임 동안 상기 제1 보조기체 주입기 아래 상기 기판 상에 구핵 기체를 주입하고, 상기 제1 상대적인 움직임에 반대되는 방향의 제2 상대적인 움직임 동안 상기 기판 상에 분리 기체를 주입한다. 상기 구핵 기체는 상기 기판 상에 흡착된 원료 전구체의 리간드를 대체하거나 수정한다. 상기 제2 보조기체 주입기는 상기 제2 원료 주입기 및 반응 주입기 사이에 형성된다. 제2 보조기체 주입기는 상기 제1 상대적인 움직임 동안 상기 제2 보조 기체 주입기의 아래 상기 기판 상에 상기 분리 기체를 주입하고, 상기 제2 상대적인 움직임 동안 상기 구핵 기체를 주입한다.
하나 이상의 실시예에 있어서, 상기 증착 장치는 상기 주입기 모듈 조립체에 연결된 구동기(actuator)를 더 포함한다. 상기 구동기는 상기 주입기 모듈 조립체와 기판 사이의 제1 상대적인 움직임 또는 제2 상대적인 움직임을 발생시킨다.
하나 이상의 실시예에 있어서, 상기 증착 장치는 상기 구동기의 동작에 따라서, 상기 제1 보조 기체 주입기 및 제2 보조 기체 주입기에 원료 전구체 및 반응 전구체를 제공하기 위해서 기체 조립체를 더 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시예에 있어서, 상기 증착 장치는 제1 배기부, 제2 배기부 및 제3 배기부를 더 포함한다. 상기 제1 배기부는 상기 제1 원료 주입기에 의해 상기 기판 상에 원료 전구체를 주입한 후에 남은 원료 전구체를 배출한다. 상기 제1 원료 주입기는 상기 제1 배기부 내에 위치된다. 상기 제2 배기부는 상기 제2 원료 주입기에 의해 상기 기판 상에 상기 원료 전구체를 주입한 후에 남은 원료 전구체를 배출한다. 상기 제2 원료 주입기는 상기 제2 배기부 내에 위치된다. 상기 제3 배기부는 상기 반응 주입기에 의해 상기 기판 상에 상기 반응 전구체를 주입한 후에 상기 반응 전구체를 배출한다. 상기 반응 주입기는 상기 배기부 내에 위치된다.
하나 이상의 실시예에 있어서, 상기 증착 장치는 상기 제1 배기부, 상기 제2 배기부 및 상기 제3 배기부의 압력을 제어하기 위한 압력 제어기를 더 포함한다. 상기 제1 상대적인 움직임 동안, 상기 압력 제어기는 상기 제1 보조 기체 주입기 아래 제1 통로를 통해 상기 반응 전구체의 일부를 상기 제1 배기부로 전송하기위해 상기 제1 배기부의 압력을 상기 제3 배기부의 압력보다 낮춘다. 상기 제2 상대적인 움직임 동안, 상기 압력 제어기는 상기 제2 보조 기체 주입기 아래 제2 통로를 통해 상기 반응 전구체의 다른 일부를 상기 제2 배기부로 전송하기 위해서 상기 제2 배기부의 압력을 상기 제3 배기부의 압력보다 낮춘다.
도 1은 일 실시예에 따른 선형 증착 장치의 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 선형 증착 장치의 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 원료 주입기 및 반응 주입기가 장착된 선형 증착 장치의 주입기 모듈 조립체의 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 도 3의 주입기 모듈 조립체의 바닥면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 원료 주입기 및 반응 주입기가 장착된기 전의 주입기 모듈 조립체의 몸체의 전면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 반응 주입기의 사시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 원료 주입기의 사시도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 주입기 모듈 조립체의 단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 주입기 모듈 조립체를 이용한 층 증착 공정을 나타내는 순서도이다.
여기서 실시 예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 그러나, 여기서 개시된 원칙들은 많은 다른 형태로 구현될 수 있고, 여기서 기술된 실시 예에 한정되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 상세한 설명에서, 잘 알려진 특징들 및 기술들에 대한 상세한 설명은 생략되어, 실시 예의 특징들을 쓸데없이 모호하게 하는 것을 피할 것이다.
도면들에서, 도면들에 있는 유사한 참조 번호들은 유사한 구성 요소를 나타낸다. 도면의 모양, 크기 및 영역, 그리고 유사한 것들은 명확성을 위해 과장될 수 있다.
실시예들은 주입기 모듈 조립체와 기판 사이의 상대적인 움직임에 따라, 주입기 모듈 조립체를 이용하여 기판의 일 표면에 하나 이상의 물질층을 증착하기위한 증착 장치에 관련된다. 상기 주입기 모듈 조립체는 증착률을 향상시키기 위해 상기 주입기 모듈 조립체와 상기 기판 사이의 상대적인 움직임 방향을 따라, 주입기 모듈 조립체의 보조 기체 주입기를 통해서 상이한 기체를 상기 기판의 일 표면에 주입한다. 주입기 모듈 조립체와 기판이 일 방향으로 상대적인 움직임을 실행하는 동안, 제1 보조 기체 주입기는 구핵 기체를 주입하고, 제2 보조 기체 주입기는 분리 기체를 주입한다. 주입기 모듈 조립체와 기판이 위와 반대 방향의 상대적인 움직임을 실행하는 경우 제1 보조 기체 주입기는 분리 기체를 주입하고 제2 보조 기체 주입기는 구핵 기체를 주입한다.
본 명세서에서 설명되는 구핵 기체는 (i) 기판의 표면에 흡착된 원료 전구체를 변형 시키는 물질 또는 (ii) 원료 전구체와 반응 전구체 사이의 반응을 향상시키기 위해 기판의 표면에 흡착된 원료 전구체의 리간드를 대체하거나 수정하는 물질이다. 하나 이상의 실시예에 있어서, 상기 구핵 기체는 낮은 온도 또는 구핵 기체가 이용되지 않는 경우에 비교하여 더 낮은 온도에서 더 높은 속도로 물질의 증착(예컨대 원자층 증착법(ALD))을 가능하게 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 선형 증착 장치(100)의 단면도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 선형 증착 장치(100; 설명을 용이하게 하기 위해 챔버 벽은 표시되지 않음)의 사시도이다. 선형 증착 장치(100)는 지지대(118), 공정 챔버(110), 주입기 모듈 조립체(136; IMA(Injector Module Assembly)), 압력 제어기(150), 기체 조립체(162) 및 제어기(190)를 포함할 수 있다.
벽으로 둘러싸인 공정 챔버(110)는 증착 공정의 영향으로부터 오염을 방지하기 위해서 진공 상태로 유지될 수 있다. 공정 챔버(110)는 기판(120)을 받는 서셉터(128)를 포함한다. 서셉터(128)는 슬라이딩 운동을 위해서 지지판(124) 상에 위치된다. 지지판(124)은 기판(120)의 온도를 제어하기 위해 온도 제어기(예컨대 히터 또는 냉각기)를 포함할 수 있다. 선형 증착 장치(100)는 서셉터(128) 위로 기판(120)을 올려놓거나 서셉터(128)로부터 기판(120)의 내리는 것이 용이하도록 리프트 핀(미도시)을 포함할 수 있다.
IMA(136)은 도 3 내지 도 7을 참조하여 구체적으로 하기에서 설명된 바와 같이 몸체 및 주입기들을 포함한다. IMA(136)는 기체 조립체(162)로부터 원료 전구체, 반응 전구체, 분리 기체, 구핵 기체를 수신한다. 원료 전구체 및 반응 전구체는 기판 상의 주입을 위해서 상기 IMA(136) 내 상이한 주입기들로 전송된다. 상기 분리 기체 및 구핵 기체는 도 8을 참조하여 하기에서 구체적으로 설명되는 바와 같이 기판의 움직임 방향에 기반하여 서로 다른 보조 기체 주입기로 전송된다. IMA(136)의 몸체는 도 8을 참조하여 하기에서 구체적으로 설명되는 바와 같이 기판(120)상에 원료 전구체 및 반응 전구체를 주입한 후에 남은 물질을 배출하기 위해 주입기들을 둘러싸고 있는 배기부들로 형성된다.
기체 조립체(162)는IMA(136)에 제공되는 상이한 물질의 원천이다. 기체 조립체(162)는 원료 전구체 및 전(pre)-반응 전구체를 파이프(미도시)를 통해 IMA(136)에 공급한다. 또한 기체 조립체(162)는 구핵 기체 및 분리 기체를 파이프를 통해 IMA(136)에 공급한다.
압력 제어기(150)는 IMA(136)의 배기 압력을 제어하기 위해 IMA(136)의 상부에 위치된다. 배기시 압력은 예컨대 IMA(136)으로 물질을 전송시키거나 IMA(136)으로부터 배출시킴으로서 제어될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 압력 제어기(150)는 IMA(136)의 배기시 압력을 제어하기 하기 위해 배기부로부터의 통로를 닫거나 열기위한 밸브를 포함한다. 상기 밸브에 더하여 또는 대체하여, 압력 제어기(150)는 각 배기부에서의 압력을 제어하기 위한 팬 또는 펌프와 같은 다른 구동기를 포함할 수 있다.
제어기(190)는 증착 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어기(190)는 제어라인(192, 196, 194)을 통해 압력 제어기(150), 기체 조립체(162) 및 공정 챔버(110)를 제어한다. 제어기(190)는 제어라인(194)을 통해 모터 구동 신호를 보냄으로써 IMA(136)에 상대적인 기판(120)의 움직임 방향 및 속도를 제어한다. 특히 제어기(190)는 서셉터(128)가 일 방향으로 움직일 때, 구핵 기체를 하나 이상의 보조 기체 주입기로 전송하고, 이 동안 분리 기체는 남은 보조 기체 주입기로 전송한다. 제어기(190)는 서셉터(128)가 상기 일 방향의 반대 방향으로 움직일 때, 분리 기체를 하나 이상의 보조 기체 주입기로 전송하고, 이 동안 구핵 기체는 남은 보조 기체 주입기로 전송한다. 제어라인(192)을 통해, 제어기(190)는 압력 제어기(150)로 신호를 보내서 IMA(136)의 각 배기부의 압력 크기를 조절한다.
서셉터(128)는 연장 바(138)를 통해 이동하는 브라켓(210)에 나사 형태로 고정된다. 브라켓(210)은 연장 바(138)를 받는 홀들 내에 대응되도록 형성된 나사들을 갖는다. 연장 바(138)는 구동기(114)(예컨대, 모터)의 스핀들(spindle)에 고정된다. 구동기(114)의 스핀들은 제어라인(194)을 통해 제어기(190)로부터 수신한 제어명령에 따라 구동기(114)에 의해 회전된다. 따라서 연장 바(138)는 구동기(114)의 스핀들의 회전에 따라서 회전한다. 연장 바(138)의 회전은 브라켓(210)(그리고 이에 따른 서셉터(128))이 기판(120)과 IMA(136) 사이의 상대적인 움직임을 발생시키도록 한다. 구동기(114)의 회전 방향 및 속도를 제어함으로써, 기판(120)과 IMA(136)의 상대적인 움직임의 방향 및 속도가 제어될 수 있다. 상기 구동기(114) 및 연장 바(138)에 대한 이용은 단지 기판(120)과 IMA(136) 사이의 상대적인 움직임을 발생시키기 위한 메커니즘에 대한 예시일 뿐이다. 기판(120)과 IMA(136) 사이의 상대적인 움직임을 발생시키는 다른 방법들(예컨대 서셉터(128)의 바닥, 윗면 또는 측면의 피니언(pinion)과 기어의 사용 등)이 실행될 수 있다. 또한, 서셉터(128) 또는 기판(120)의 움직임 대신에, 기판(120)은 고정된 상태로 남아있고 IMA(136)이 움직일 수도 있다.
선형 증착 장치(100)는 원료 전구체, 분리 기체 및 반응 기체를 순차적으로 주입함으로써 기판(120) 상에 원자층 증착법(ALD)을 수행한다. 부가적으로 또는 교환적으로, 증착 장치(100)는 화학 기상 증착(CVD) 또는 분자층 증착법(MLD)을 이용하여 하나 이상의 물질층을 증착할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302)가 장착된 IMA(136)의 사시도이다. IMA(136)은 몸체(312) 및 상기 몸체(312)의 일단에 부착된 경판(end plate)(314)을 포함한다. 상기 경판(314) 및 몸체(312)는 예컨대 나사로 고정될 수 있다.
몸체(312)는 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302)를 수신하기 위한 배기부(840, 845)가 형성된다. 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302)는 예컨대 나사를 통해서 상기 몸체(312)의 배기부(840,845)에 장착될 수 있다. 상기 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302)는 교환 또는 세척을 위해서 몸체(312)로부터 제거될 수 있다.
IMA(136)은 Wm(W미터) 폭과 Lm(L미터) 길이를 가진다. 각 배기부(840, 845)는 상기 IMA(136)의 폭 Wm를 따라 연장된다. 각 배기부(840, 845)는 몸체(312)의 바닥면에서부터 몸체(312)의 윗면까지 연장된다. 이것이 장착된 경우, 바닥에 형성된 각각의 주입부를 통해 원료 주입기(304)는 원료 전구체를 주입하고, 반응 주입기(302)는 반응 전구체를 주입한다. 화살표(318)를 따라서 위쪽으로, 원료 배기부(840)는 과잉 원료 전구체를 배출하고, 반응 배기부(845)는 과잉 반응 전구체를 배출한다.
도시된 바와 같이, 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302)는 몸체(312) 상에 장착된다. 도 3의 예에서, 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302)는 교호적으로(alternating manner) 배치된다. 그러나 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302)는 이와 상이한 방식으로 배치될 수도 있다. 또한 원료 주입기(304) 또는 반응 주입기(302) 만이 몸체(312) 상에 장착될 수도 있다. IMA(136)아래 기판(120)이 통과함으로써, 회전 동작 또는 선형 동작과 함께, 상기 기판(120) 영역은 순차적으로 원료 전구체 및 반응 전구체에 노출되어 층을 증착한다.
도 4는 일 실시예에 따른 도 3의 주입기 모듈 조립체의 바닥면도이다. 원료 주입기(304)는 기판(120) 상에 원료 전구체를 주입하기 위해서 원료 배기부(840)를 통해 노출된다. 반응 주입기(302)는 기판(120) 상에 반응 전구체를 주입하기 위해서 반응 배기부(845)를 통해 노출된다. IMA(136) 또는 기판(120)을 이동시킴으로써, 원료 전구체 및 반응 전구체는 순차적으로 기판(120) 영역에 주입되어 층을 증착할 수 있다.
몸체(312)는 기판(120) 상에 예컨대 구핵 기체 또는 분리 기체를 주입하기 위해 슬릿(422)을 갖는 보조 기체 주입기를 포함한다. 슬릿(422)는 몸체(312)의 리딩 단부(leading end), 몸체(312)의 트레일링 단부(trailing end), 및 원료 배기부(840) 및 반응 배기부(845)의 사이에 형성된다. 몸체(312)의 리딩 단부 및 트레일링 단부의 슬릿(422)은 배기부로 배출되지 않은 원료 전구체 또는 반응 전구체가, IMA(136) 및 서셉터(128) 사이의 영역외의, 공정 챔버(110)의 내부로 누설되는 것을 방지하는 기능을 하는 기체를 주입한다. 이러한 목적으로 주입되는 기체는 분리 기체로 이용되는 기체와 같을 종류일 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따라 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302)를 장착하기 전에 주입기 모듈 조립체(136)의 전면도이다. 일 실시예에서 원료 주입기(304)는 입구부(504A)를 통해 삽입되고, 반응 주입기(302)는 입구부(504B)를 통해 삽입된다. 입구부(504A) 및 입구부(504B)의 주변에, 나사 홀이 형성되어 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302)가 나사로 고정될 수 있다. 입구부(504)와 보조 기체 주입기(미도시)가 형성된 사이로, 각 보조 기체 주입기는 분리 기체 또는 구핵 기체를 입력포트(530)를 통해 수신한다.
도 6은 일 실시예에 따라, 반응 주입기(302)의 사시도이다. 일 실시예에서, 반응 주입기(302)는 반응 전구체를 기체 조립체(162)로부터 수신한다. 다른 실시예에서, 반응 주입기(302)는 기체 조립체(162)로부터 기체 또는 혼합물을 수신하는 반응 주입기(302) 내에 형성된 챔버 내에 플라즈마를 발생시켜서 반응 전구체(예컨대 라디칼들)를 발생시킨다. 반응 주입기(302)는 연장체(620), 상기 연장체(620)의 일 단부에 위치한 돌출다리(640) 및 상기 연장체(620)의 다른 단부에 위치한 단부블록(610)을 포함할 수 있다. 상기 연장체(620)는 주입부(630)를 포함하고, 도 8을 참조하여 구체적으로 하기에서 설명되는 바와 같이 기체 채널(820), 반응 챔버(826) 및 라디칼 챔버(824)로 형성된다. 동작 동안, 주입부(630)는 기판 상에 반응 전구체를 주입한다. 돌출다리(640)는 반응 주입기(302)의 길이를 따라서 연장된다. 조립시, 돌출다리(640)는 입구부(504B)로 삽입된다. 예컨대 돌출다리(640)은 원통형일 수 있다.
단부블록(610)은 반응 주입기(302)를 몸체(312)에 고정시키기 위해 이용된다. 이를 위해, 단부블록(610)은 나사를 수신하기 위한 나사 홀(612)을 포함한다. 전력선은 연장체(620) 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 전기 신호를 제공하기 위해서 단부블록(610)에 연결된다. 또한 라디칼을 발생시키기 위한 혼합물 또는 기체가 단부블록(610)을 통해 반응 주입기(302)로 주입된다.
도 7은 일 실시예에 따른 원료 주입기(304)의 사시도이다. 원료 주입기(304)는 반응 주입기(302)와 다르며, 원료 주입기(304)는 라디칼을 발생시키지 않으며 단지 주입부(730)를 통해 기판(120) 상에 기체 또는 혼합물을 주입한다. 반응 주입기(302)와 유사하게, 원료 주입기(304)는 돌출다리(740), 연장체(720) 및 단부블록(710)을 포함한다. 연장체(720)는 주입부(730)을 포함한다. 연장체(720)는 도 8에 구체적으로 도시되어 아래에서 설명되는 바와 같이 기체 채널(830) 및 반응 챔버(836)로 형성된다.
상기 돌출다리(740) 및 단부블록(710)의 기능 및 구조는 대체적으로 돌출다리(640) 및 단부블록(610)과 유사하나 단부블록(710)이 전력선에 연결되지 않는 점이 다르고, 이에 따라서 돌출다리(740) 및 단부블록(710)에 대한 구체적인 설명은 설명의 혼란을 피하기 위해 생략된다.
비록 실시예들이 선형 증착 장치인 도1 내지 도7을 참조하여 설명되었으나, 동일한 원리가 회전 증착 장치에도 적용될 수 있으며 이 경우 기판은 축을 중심으로 회전하는 서셉터 상에 배치된다. 상기 회전 증착 장치의 주입기들은 상이한 원주상의 위치에 위치될 수 있고 상기 기판은 서셉터가 상기 축에 대하여 회전함에 따라서 상기 주입기 아래를 통과한다. 선형 방식 대신 회전 방식으로 서셉터(및 기판)가 움직이는 것 외에, 보조 주입기로 주입된 기체를 변화시키는 동일한 원리가 회전 증착 장치에서 이용될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302)가 장착된 IMA(136)의 사시도이다. 일 실시예에서, 원료 배기부(840) 및 반응 배기부(845)는 서로 교호 삽입(interposed)되어있다. 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302)는 원료 배기부(840) 및 반응 배기부(845)에 각각 삽입된다. 원료 배기부(840) 및 반응 배기부(845) 사이에, 바닥면(813)에서 윗면(811)으로 연장된 벽(862)이 형성된다. 각 벽(862)은 분리 기체 또는 구핵 기체를 주입하기 위해 보조 기체 주입기(860)을 포함한다.
반응 주입기(302)는 연장체(620)의 길이를 따라 연장된 기체 채널(820)으로 형성된다. 반응 전구체를 발생시키기 위한 기체가 기체 홀(822)를 통해 기체 채널(820)을 통해 라디칼 챔버(824)로 주입된다. 라디칼 챔버(824)는 원통형 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 반응기일 수 있다. 라디칼 챔버(824) 내에서, 전극(852)과 라디칼 챔버(824)의 내부 표면 사이에 플라즈마를 발생시킴으로써, 라디칼들은 전-반응 전구체로부터 생성된다. 생성된 라디칼(즉 반응 전구체)는 슬릿(810)을 통해 반응 챔버(826)로 전달되며 상기 슬릿은 예컨대 1mm 내지 5mm의 폭을 가질 수 있으며, 반응 전구체는 서셉터(128) 위 기판(120) 상에 주입된다.
원료 주입기(304)는 연장체(620)의 길이를 따라 연장된 기체 채널(830)으로 형성된다. 원료 전구체는 기체 채널(830)으로부터 기체 홀(834)을 통해 연장체(620) 내에 형성된 반응 챔버(836)로 주입된다.
보조 기체 주입기(860)는 몸체(312)의 벽(862) 내에 형성된다. 보조 기체 주입기(860)은 기체 채널(844) 및 슬릿(422)를 포함한다. 구핵 기체 및 분리 기체가 기체 채널(844) 및 슬릿(422) 및 기체 채널(844) 사이의 기체 홀(848)을 통해 슬릿(422)에 제공된다. 분리 기체는 원료 배기부(840) 및 반응 배기부(845) 사이 벽(862) 바닥부분의 통로(868)로 주입된다.
과응 반응 전구체(또는 비활성 상태로 전환된 기체) 및 보조 기체 주입기에 의해 주입된 기체의 일부분이 반응 주입기(302)를 둘러싸고 있는 벽(862) 사이에 형성된 반응 배기부(845)를 통해 배출된다. 유사하게, 과잉 원료 전구체 및 보조 기체 주입기에 의해 주입된 기체의 일부분이 원료 주입기(304)를 둘러싸고 있는 벽(862) 사이에 형성된 원료 배기부(840)을 통해 배출된다.
일 실시예에 있어서, 반응 배기부(845(N-1)) 내 반응 주입기(302(N-1))로부터 주입된 반응 전구체의 일부분이, 구핵 기체가 주입된 통로(868B(N-1))를 통해, 기판(120)의 이동 방향 반응 주입기(302(N-1)) 앞의 인접한 원료 배기부(840(N-1))로 전송된다. 그러나 반응 전구체는 기판(120)의 이동 방향으로, 반응 주입기(302(N-1)) 후에 다른 인접한 원료 배기부(840(N))로 전송되지 않는데, 이는 반응 배기부(845(N-1)) 및 다른 인접한 원료 배기부(840(N)) 사이의 통로(868A(N-1))가 분리 기체로 채워져 있기 때문이다.
일 실시예에서, 반응 전구체가 인접한 원료 배기부(840)로 흐르는 것을 방지하기 위해서 반응 배기부(845)의 압력 크기는 압력 제어기(150)에 의해서 원료 배기부(840)의 압력 크기보다 낮게 유지될 수 있다. 따라서 통로(868)로 주입된 구핵 기체 및 반응 전구체는 인접한 원료 배기부(840)로 전송되어 IMA(136) 외부로 배출된다. 구핵 기체 및 반응 전구체를 구핵 기체가 주입된 통로(868)을 통해 인접한 원료 배기부(840)로 전송함으로써, 기판의 표면에 흡착된 원료 전구체가 구핵 기체 및 반응 기체에 추가적으로 노출될 수 있다. 따라서 증착률(속도)이 향상될 수 있다.
기판(120)이 화살표(800) 방향으로 움직이는 동안, 보조 기체 주입기(860B)는 구핵 기체를 주입하고, 보조 기체 주입기(860A)는 분리 기체를 주입한다. 원료 주입기(304), 보조 기체 주입기(860B), 반응 주입기(302), 및 보조 기체 주입기(860A)는 화살표(800) 방향을 따라서 배치되므로, 화살표(800) 방향으로 기판이 움직임으로써 기판(120)의 표면 일 영역이 순차적으로 원료 전구체, 구핵 기체, 반응 전구체, 및 분리 기체에 노출되어 하나 이상의 층을 형성한다. 따라서 반응 전구체에 노출되기 전에, 구핵 기체가 원료 전구체가 흡착된 기판(120)의 표면의 일 영역에 주입된다. 구핵 기체는 원료 전구체와 반응 전구체의 반응을 향상시키기 위해서 원료 전구체의 리간드를 대체한다.
기판(120)의 표면 일 영역에 원료 전구체 및 반응 전구체가 주입된 후에, 물질층은 상기 기판(120)의 표면의 일 영역에 증착된다. 분리 기체는 다음 원료 주입기(304)에 의해 주입되는 원료 전구체가 통로(868)를 통해 전송되는 반응 전구체와 접촉하여 반응하는 것을 방지하기 위해 보조 기체 주입기(860A) 아래 통로(868)에 주입된다. 이러한 방식에 있어서, 상기 원료 전구체와 반응 전구체가 반응하여 통로(868) 내 파티클의 형성이 방지될 수 있다. 또한 원료 전구체가 기판(120) 상에 흡착되기 전에, 원료 전구체와 반응 전구체 사이의 반응이 방지될 수 있다.
그 후, 상기 기판(120) 표면의 일 영역 상에 다른 물질층이 증착되도록 기판(120) 표면의 동일한 영역이 원료 주입기(304), 보조 기체 주입기(860B), 반응 주입기(302), 및 보조 기체 주입기(860A)의 다른 세트 아래를 통과한다. 상기 기판 표면의 일 영역이 화살표(800) 방향으로 이동할 수 있다. 상기 물질층의 증착 공정은, 상기 몸체(312)의 리딩 단부의 슬릿(422)에 상기 기판의 영역이 도달하고 IMA(136)으로부터 떨어질 때 까지, 상기 기판 표면의 영역을 상기 주입기 세트 아래를 통과시킴으로써 반복될 수 있다.
화살표(800) 방향의 움직임으로 기판(120)이 최 우측 단부에 도달한 후에, 기판(120)은 화살표(850)가 나타내는 위와 다른 방향으로 움직임을 시작한다. 상기 기판 표면의 동일한 영역은, 상기 몸체(312)의 리딩 단부에서 슬릿(422)을 통과하고, 그 후 화살표(800)가 나타내는 방향으로 상기 기판이 이동하는 경우와 반대로 상기 주입기 세트 아래를 순차적으로 이동한다. 그러나 화살표(850)가 나타내는 방향으로 움직이는 동안 보조 기체 주입기(860B) 및 보조 기체 주입기(860A)에 의해 주입되는 물질은 상호 교환된다. 보조 기체 주입기(860A) 및 보조 기체 주입기(860B)로 주입된 기체를 교환시키는 이유는 기판이 반대 방향으로 움직일 때, 원료 전구체 및 반응 전구체가 주입되는 순서의 변화를 제공하기 위함이다.
일 실시예에서, IMA(136)은 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302) 및 추가적인 원료 주입기(304) 쌍을 포함한다. 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302)는 서로 교호 삽입되고(interpose), 제1 원료 주입기(304(1))는 IMA(136)의 리딩단부 근처에 위치되고, 마지막 원료 주입기(304(N+1))는 IMA(136)의 트레일링 단부 근처에 위치된다. IMA(136)는 짝수의 보조 기체 주입기(860)를 더 포함하고, 각 보조 기체 주입기(860)는 원료 주입기 및 반응 주입기 사이에 위치된다. 상기 상대적인 움직임 방향에 따라 원료 주입기가 구핵 기체를 주입한 후에 제1 보조 기체 주입기 그룹이 나타나고, 반응 주입기가 분리 기체를 통로(868)에 주입한 후에 제2 보조 기체 주입기 그룹이 나타난다. 이러한 구성에 있어서, 기판이 화살표(800) 또는 화살표(850) 방향으로 움직이는 경우 기판(120)의 표면이 원료 전구체에 노출된 후 순차적으로 구핵기체, 반응 전구체에 노출된다.
주입기가 다음과 같은 순서로 배치된다 가정하면,
[S1-B1-R1]-A1-[S2-B2-R2]...[S(N-1)-B(N-1)-R(N-1)]-A(N-1)-[SN-BN-RN]-A(N)-S(N+1)(여기서 S는 원료 주입기(304)를 나타내고, B는 보조 기체 주입기(860B)를 나타내고, R은 반응 주입기(302)를 나타내고, A는 보조 기체 주입기(860A)를 나타내고, N은 화살표(800) 방향의 주입기 세트의 전체 수를 나타내고, 각 괄호는 물질층이 증착되는 것을 나타낸다)
기판이 S-B-R 조합을 통과할 때마다 하나의 층이 증착된다. 따라서 보조 기체 주입기(860B)는 원료 전구체를 주입한 후에 상기 층의 증착을 향상시키기 위해 기판 상에 구핵 기체를 주입하며, 여기서 보조 기체 주입기(860A)는 현재 주입기 세트(예컨대 R1)내에 주입되는 반응 전구체가 다음 주입기 세트(예컨대 S2) 내 원료 전구체와 접촉하여 반응하는 것을 방지하기 위해 분리 기체를 주입한다. 기판(120)이 화살표(800) 방향으로 움직일 때, 원료 주입기(S(N+1))는 층의 형성에 기여하지 않는다. 기판(120)은 화살표(800) 방향으로 움직임이 끝난 후에 화살표(850)가 나타내는 반대 방향으로 움직임으로써 원료 주입기(S(N+1))에 의해 주입된 원료 전구체는 반응 주입기(R(N))에 의해 주입된 반응 전구체와 반응할 수 있다.
상기 기판의 이동 방향이 반대가 되고 화살표(850)의 방향으로 움직이면, 기판은 [S+1-AN-RN]-BN-[SN-A(N-1)-R(N-1)]-B(N-1)...[S2-A1-R1]-B1-S1 순차적으로 상기 주입기들 아래를 지나간다. 보조 기체 주입기(860A)는 층을 증착하기 위해 원료 주입기(304) 및 반응 주입기(302) 사이에 배치된다. 따라서 기판이 화살표(800) 방향으로 이동하면 보조 기체 주입기(860A)는 구핵 기체를 주입하고, 여기서 상기 보조 기체 주입기(860B)는 분리 기체를 주입한다. 기판(120)이 화살표(850) 방향으로 이동하는 경우, 원료 주입기(S1)은 층의 형성에 기여하지 않는다. 기판(120)이 화살표(850) 방향으로의 이동을 완료하고 화살표(800) 방향으로 이동한 후에, 원료 주입기(S1)에 의해 주입된 원료 전구체는 반응 주입기(R1)에 의해 주입된 반응 전구체와 반응할 수 있다.
IMA의 동작에 대한 예시
도 9는 일 실시예에 따른 도 8의 IMA(136)을 이용한 층의 증착 공정을 나타내는 순서도이다. 기판 또는 IMA는 움직임으로써 기판과 IMA 사이의 제1 상대적인 움직임(900)을 발생시킨다. 제1 상대적인 움직임 동안, 원료 주입기에 의해 기판 상에 원료 전구체가 주입된다(910). 기판 상에 원료 전구체를 주입하고 남은 원료 전구체는 원료 배기부를 통해서 배출될 수 있다.
제1 상대적인 움직임 동안, 원료 전구체에 노출된 기판의 일부분은 제1 보조 기체 주입기 아래로 이동될 수 있다. 제1 보조 기체 주입기 아래, 상기 기판의 일부분은 제1 상대적인 움직임 동안 제1 통로를 통해서 구핵 기체가 주입된다(920). 열 반응이 상기 기판의 표면에 흡착된 원료 전구체와 구핵 기체 사이에서 발생되어 원료 전구체의 리간드를 대체한다.
상기 원료 전구체 및 구핵 기체에 노출된 기판의 일부분은 제1 상대적인 움직임 동안 반응 주입기 아래로 이동된다. 반응 주입기 아래에서, 상기 기판의 일부분은 층을 형성하기 위해 반응 전구체가 주입된다(930). 기판 상에 반응 전구체를 주입하고 남은 반응 전구체는 반응 배기부를 통해서 배출될 수 있다.
제1 상대적인 움직임 동안 상기 반응 전구체에 노출된 기판의 일부분은 제2 보조 기체 주입기 아래로 이동될 수 있다. 제2 보조 기체 주입기 아래에서, 제1 상대적인 움직임 동안 상기 기판의 일부분은 제2 통로를 통해 분리 기체가 주입된다(940).
제1 상대적인 움직임 동안 상기 분리 기체에 노출된 기판의 일부분은 다른 원료 주입기 아래로 이동될 수 있다. 상기 다른 원료 주입기 아래에서, 상기 기판의 일부분은 추가적인 원료 전구체가 주입된다(950). 상기 다른 원료 주입기에 의해 상기 기판 상에 추가적인 원료 전구체를 주입한 후 남은 전구체는 다른 원료 배기부를 통해 배출될 수 있다.
상기 다른 원료 주입기에 의해 원료 전구체가 주입되는 동안 또는 그 이후에, 상기 제1 상대적인 움직임과 반대되는 제2 상대적인 움직임이 상기 기판과 IMA 사이에서 발생된다(960).
제2 상대적인 움직임 동안, 상기 다른 원료 주입기에 의해 원료 전구체에 노출된 상기 기판의 일부분은 제2 보조 기체 주입기 아래로 이동될 수 있다. 상기 제2 보조 기체 주입기 아래에서, 상기 기판의 일부분은 제2 상대적인 움직임 동안 제2 통로를 통해 구핵 기체가 주입된다(970). 기판 상에 흡착된 원료 전구체와 구핵 기체 사이에 열반응이 발생하여 원료 전구체의 리간드를 대체한다.
상기 다른 원료 주입기에 의해 의한 원료 전구체 및 상기 제2 보조 기체 주입기에의한 구핵 기체에 노출된 상기 기판의 일부분은 제2 상대적인 움직임 동안 반응 주입기 아래로 이동될 수 있다. 상기 반응 주입기 아래에서, 상기 기판의 일부분은 다른 층을 형성하기 위해 반응 전구체가 주입된다(980). 기판 상에 반응 전구체를 주입하고 남은 반응 전구체는 반응 배기부를 통해 배출될 수 있다.
반응 전구체에 노출된 기판의 일부분은 제2 상대적인 움직임 동안 상기 제1 보조 기체 주입기 아래로 이동될 수 있다. 상기 제1 보조 기체 주입기 아래에서, 상기 기판의 일부분은 제2 상대적인 움직임 동안 상기 제1 통로를 통해 분리 기체가 주입된다(940).
제2 움직임이 완료된 후에, 도 9의 공정은 기판 상에 층을 추가적으로 증착하기 위해서 반복될 수 있다.
기판(120)과 IMA(136) 사이의 상대적인 움직임에 따라서, 보조 기체 주입기(860)를 통해 주입되는 물질들을 상호 변화시킴으로써, IMA(136)은 일 방향으로의 하나의 움직임 대신 두 개의 움직임 동안 하나 이상의 층을 증착할 수 있는 이점이 있다.
물질에 대한 예시
일 실시에 있어서, 증착되는 물질층은 보론(B) 또는 금속 원자의 탄화물(carbide), 산화물(oxide) 및 질화물(nitride) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 층을 증착하기 위해서, 보론 또는 금속 원자(예컨대 TDMAT(Tetrakis(dimethylamino)titanium))를 포함하는 화합물을 포함하는 원료 전구체가 기판(120)의 표면에 주입된다. 금속 원자의 산화물을 포함하는 층을 증착하기 위해서, N2O, 02, H20, H2O2, CO2, O3 중 적어도 하나로부터 플라즈마에의해 생성되는 라디칼 또는 플라즈마를 포함하는 반응 전구체가 이용될 수 있다. 금속 원자의 질화물을 포함하는 층을 증착하기 위해서, N2, NH3, N2H2, N2와 Ar의 혼합물, N2와 Ne의 혼합물 및 N2와 H2의 혼합물 및 N2H2 중 적어도 하나로부터 플라즈마에의해 생성되는 라디칼 또는 플라즈마를 포함하는 반응 전구체가 이용될 수 있다. 금속 원자의 탄화물을 포함하는 층을 증착하기 위해서, CH4, C2H6, C2H2 및 Ar과 CH4, C2H6 또는 C2H2의 혼합물 중 적어도 하나로부터 플라즈마에의해 생성되는 라디칼 또는 플라즈마를 포함하는 반응 전구체가 이용될 수 있다.
구핵 기체는 NH3, H2O, HCl, SF2, CH3NH2, C5H5N 및 HCO2 중 적어도 하나를 포함하는 물질이 이용될 수 있다.
분리 기체는 아르곤(Ar)과 같은 비활성 기체가 이용될 수 있다.
특정 실시예 및 응용들이 도시되고 설명되었으나, 개시된 실시예들은 본 명세서에서 개시된 특정한 구조 및 구성에 한정되지 않는다. 여기서 설명된 장치 및 방법의 구체적인 내용, 동작 및 배열에 있어서 다양한 수정, 변화 및 변경이 있을 수 있다.

Claims (19)

  1. 제1 원료 주입기로, 기판의 일 표면상에 원료 전구체를 주입하는 단계;
    반응 주입기로, 구핵 기체가 주입된 상기 기판의 일 표면상에 반응 전구체를 주입하는 단계-상기 반응 전구체는 상기 기판의 일 표면상에 흡착된 원료 전구체와 반응하여 물질층을 증착함-;
    제2 원료 주입기로, 상기 기판의 일 표면상에 원료 전구체를 주입하는 단계;
    상기 기판의 일 표면과 평행한 제1 방향으로, 상기 기판과 상기 주입기 모듈 조립체 사이에 제1 상대적인 움직임을 발생시키는 단계;
    상기 제1 원료 주입기 및 상기 반응 주입기 사이의 제1 통로를 통해, 상기 제1 상대적인 움직임 동안 상기 기판의 일 표면상에 상기 구핵 기체를 주입하는 단계;
    상기 반응 주입기 및 상기 제2 원료 주입기 사이의 제2 통로를 통해, 상기 제1 상대적인 움직임 동안, 상기 기판의 일 표면상에 분리 기체를 주입하는 단계;
    상기 기판과 상기 주입기 모듈 주립체 사이에 제2 방향으로 제2 상대적인 움직임을 발생시키는 단계;
    상기 제1 통로를 통해, 상기 제2 상대적인 움직임 동안, 상기 기판의 일 표면상에 상기 분리 기체를 주입하는 단계; 및
    상기 제2 통로를 통해, 상기 제2 상대적인 움직임 동안, 상기 기판의 일 표면상에 상기 구핵 기체를 주입하는 단계를 포함하는 주입기 모듈 조립체로 층을 증착하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원료 전구체, 상기 반응 전구체, 상기 구핵 기체 및 분리 기체는 동시에 주입되는 것을 특징으로 하는 주입기 모듈 조립체로 층을 증착하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원료 전구체의 리간드를 대체하거나 수정하기 위해서, 상기 기판의 일 표면상에 흡착된 원료 전구체와 상기 구핵 기체 사이에 열 반응을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주입기 모듈 조립체로 층을 증착하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 원료 주입기로 상기 기판 상에 상기 원료 전구체를 주입한 후에 남은 과잉 원료 전구체를 제1 배기부를 통해 배출하는 단계;
    상기 제2 원료 주입기로 상기 기판 상에 상기 원료 전구체를 주입한 후에 남은 과잉 원료 전구체를 제2 배기부를 통해 배출하는 단계; 및
    상기 반응 주입기로 상기 기판 상에 상기 반응 전구체를 주입한 후에 남은 과잉 반응 전구체를 제3 배기부를 통해 배출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주입기 모듈 조립체로 층을 증착하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 상대적인 움직임 동안, 상기 제1 통로를 통해서 상기 반응 전구체의 일부를 상기 제1 배기부로 전송하는 단계; 및
    상기 제2 상대적인 움직임 동안, 상기 제2 통로를 통해서 상기 반응 전구체의 다른 일부를 상기 제2 배기부로 전송하는 단계를 더 포함하는 주입기 모듈 조립체로 층을 증착하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 상대적인 움직임 동안, 상기 제1 통로를 통해 상기 반응 전구체의 일부를 상기 제1 배기부로 전송하기 위해 상기 제1 배기부의 압력을 상기 제3 배기부의 압력보다 낮추는 단계; 및
    상기 제2 상대적인 움직임 동안, 상기 제2 통로를 통해 상기 반응전구체의 다른 일부를 상기 제2 배기부로 전송하기 위해 상기 제2 배기부의 압력을 상기 제3 배기부의 압력보다 낮추는 단계를 더 포함하는 것을 주입기 모듈 조립체로 층을 증착하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구핵 기체는 NH3, H2O, HCl, SF2, CH3NH2, C5H5N 및 HCO2H 및 Ar 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입기 모듈 조립체로 층을 증착하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 물질층은 보론(boron) 또는 금속 원자의 탄화물, 산화물 및 질화물 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입기 모듈 조립체로 층을 증착하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 원료 전구체는 보론 또는 금속 워자를 포함하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 주입기 모듈 조립체로 층을 증착하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 층은 산화물 물질을 포함하고,
    상기 반응 전구체는 N2O, O2, H2O, H2O2, CO2 및 O3 중 적어도 하나로부터 프라즈마화 되어 생성된 라디칼 또는 플라즈마를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입기 모듈 조립체로 층을 증착하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 층은 질화물 물질을 포함하고,
    상기 반응 전구체는 N2, NH3, N2H2, N2 와 Ar의 혼합물, N2와 Ne의 혼합물 및 N2 와 H2의 혼합물 중 적어도 하나로부터 플라즈마에의해 생성된 라디칼 또는 플라즈마를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입기 모듈 조립체로 층을 증착하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 층은 탄화물 물질을 포함하고, 상기 반응 전구체는 CH4, C2H6, C2H2 및 Ar과 CH4, C2H6 또는 C2H2의 혼합물 중 적어도 하나로부터 플라즈마에의해 생성된 라디칼 또는 플라즈마를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입기 모듈 조립체로 층을 증착하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 반응 주입기의 전극에 걸쳐 전기 신호를 적용하는 단계를 더 포함하되, 상기 전극은 상기 반응 전구체를 생성하기 위한 플라즈마를 발생시키기 위해 상기 반응 주입기 내에 내장된 것을 특징으로 하는 주입기 모듈 조립체로 층을 증착하는 방법.
  14. 주입기 모듈 조립체를 포함하는 증착 장치로서, 상기 주입기 모듈 조립체는,
    기판의 일 표면에 원료 전구체를 주입하기 위해 구성된 제1 원료 주입기,
    상기 기판의 일 표면에 상기 원료 전구체를 주입하기 위해 구성된 제2 원료 주입기,
    상기 제1 원료 주입기 및 상기 제2 원료 주입기 사이에, 상기 기판 상에 반응 전구체를 주입하기 위해 구성된 반응 주입기-상기 반응 전구체는 상기 기판 상에 물질층을 증착하기 위해 상기 원료 전구체와 반응함-,
    상기 주입기 모듈 조립체와 상기 기판 사이의 제1 상대적인 움직임 동안, 상기 제1 원료 주입기 및 상기 반응 주입기 사이에 배치되어, 제1 보조 기체 주입기 아래의 상기 기판 상에 구핵 기체를 주입하고, 상기 제1 상대적인 움직임과 반대의 제2 상대적인 움직임 동안 상기 기판 상에 분리 기체를 주입하기 위해 구성된 제1 보조 기체 주입기-상기 구핵 기체는 상기 기판 상에 흡착된 원료 전구체의 리간드를 대체하거나 수정함-, 및
    상기 제2 원료 주입기와 상기 반응 주입기 사이에 배치되어, 제2 보조 기체 주입기 아래의 상기 기판 상에, 상기 제1 상대적인 움직임 동안에는 상기 분리 기체를 주입하고, 상기 제2 상대적인 움직임 동안에는 상기 구핵 기체를 주입하는 제2 보조 기체 주입기를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기판을 받는 서셉터에 연결된 구동기를 더 포함하고, 상기 구동기는 상기 주입기 모듈 조립체와 상기 기판 사이의 상기 제1 상대적인 움직임 또는 상기 제2 상대적인 움직임을 발생시키기 위해 구성된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 구동기의 동작에 따라서, 상기 제1 보조 기체 주입기 및 상기 제2 보조 기체 주입기에 상기 원료 전구체 또는 상기 반응 전구체를 제공하기 위한 기체 조립체를 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 원료 주입기에 의해 상기 기판 상에 상기 원료 전구체를 주입한 후에 남은 과잉 원료 전구체를 배출하도록 구성된 제1 배기부-상기 원료 주입기는 상기 제1 배기부 내에 위치됨-;
    상기 제2 원료 주입기에 의해 상기 기판 상에 상기 원료 전구체를 주입한 후에 남은 과잉 원료 전구체를 배출하도록 구성된 제2 배기부-상기 제2 원료 주입기는 상기 제2 배기부 내에 위치됨-; 및
    상기 반응 주입기에 의해 상기 기판 상에 상기 반응 전구체를 주입한 후에 남은 과잉 반응 전구체를 배출하도록 구성된 제3 배기부-상기 반응 주입기는 상기 제3 배기부 내에 위치됨-로 형성된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 배기부의 압력, 상기 제2 배기부의 압력 및 상기 제3 배기부의 압력을 제어하기 위해 구성된 압력 제어기를 더 포함하되,
    상기 제1 상대적인 움직임 동안, 상기 제1 보조 기체 주입기 아래 제1 통로를 통해 상기 반응 전구체의 일부를 상기 제1 배기부로 전송하기위해 상기 제3 배기부의 압력보다 상기 제1 배기부의 압력을 낮추도록 구성되고,
    상기 제2 상대적인 움직임 동안, 상기 제2 보조 기체 주입기 아래 제2 통로를 통해 상기 반응 전구체의 다른 일 부부를 상기 제2 배기부로 전송하기 위해 상기 제3 배기부의 압력보다 상기 제2 배기부의 압력을 낮추도록 구성된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 주입기 모듈 조립체는 (N)개의 반응 주입기, (N+1)개의 원료 주입기, (2N)개의 보조 기체 주입기를 포함하고, 상기 N은 1보다 큰 정수이고, 상기 반응 주입기 및 상기 원료 주입기는 서로 교호 삽입되고, 각 보조 기체 주입기는 하나의 원료 주입기 및 하나의 반응 주입기 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
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