KR20210025392A - Atomic laser deposition system using continuously and independently transferred substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원자층 증착 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 원자층을 적층하는 원자층 증착법에서, 복수의 기판들이 서로 독립적으로 연속 이송되며 각각의 적층 공정이 수행됨에 따라, 보다 효과적인 원자층 증착을 수행하면서도 다양한 공정을 구성할 수 있는 연속적으로 개별 이송되는 기판을 이용한 원자층 증착 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an atomic layer deposition system, and more particularly, in an atomic layer deposition method of stacking a plurality of atomic layers, a plurality of substrates are continuously transferred independently of each other and as each stacking process is performed, a more effective atomic layer It relates to an atomic layer deposition system using a continuously individually transferred substrate capable of configuring various processes while performing deposition.
원자층 증착법(atomic layer deposition, ALD)이란, 단원자층이 화학적으로 부착되는 현상을 이용한 나노 박막 증착 기술로서, 기판 상에 산화물 또는 금속 박막을 원자층의 단위로 증착할 수 있어 상대적으로 얇은 두께로 원자의 구성을 변화시키며 적층할 수 있는 특징을 가진다. Atomic layer deposition (ALD) is a nano-thin film deposition technology using a phenomenon in which a monoatomic layer is chemically attached, and an oxide or metal thin film can be deposited on a substrate in units of atomic layers. It has the characteristic of being able to stack while changing the composition of atoms.
이러한 원자층 증착법은 원자층 단위로 복수의 층을 증착함으로써, 다양한 미세 금속 패턴의 제작을 수행할 수 있어, 특히 반도체 공정에서 웨이퍼에 박막을 증착시키는 공정으로 다수 사용되고 있다. Such an atomic layer deposition method can produce various fine metal patterns by depositing a plurality of layers in atomic layer units. In particular, it is widely used as a process of depositing a thin film on a wafer in a semiconductor process.
다만, 원자층 증착법에서는, 원자층 단위로 산화물이나 금속 박막을 증착하여야 하며, 복수의 층을 증착하는 경우 질소 등의 반응 가스를 층간에 공급하여야 하는 바, 상대적으로 공정 시간이 증가하는 문제가 있으며 이에 대한 해결 방법으로 다양한 공정이 제안되고 있다. However, in the atomic layer deposition method, an oxide or metal thin film must be deposited on an atomic layer basis, and when a plurality of layers are deposited, a reactive gas such as nitrogen must be supplied between the layers, and there is a problem that the process time is relatively increased. Various processes have been proposed as a solution to this.
예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1885525호에서는, 회전하는 회전 스테이지 상에 복수의 기판들을 고정시킨 상태에서, 회전과 함께 증착을 순차적으로 수행함에 따라 공정 효율을 높이는 기술을 개시하고 있으며, 이와 유사하게 회전하는 휠 상에 복수의 기판들을 장착하여 원자층 증착을 수행하는 기술이 대한민국 등록특허 제10-1888828호 등을 통해 개시되고 있다. For example, Korean Patent Registration No. 10-1885525 discloses a technology for increasing process efficiency by sequentially performing deposition with rotation in a state in which a plurality of substrates are fixed on a rotating rotating stage. Similarly, a technique for performing atomic layer deposition by mounting a plurality of substrates on a rotating wheel has been disclosed through Korean Patent No. 10-1888828 and the like.
그러나, 현재까지 개발된 원자층 증착 공정에서도 여전히 공정 시간은 많이 소요되어 보다 공정시간을 감소시킬 수 있는 시스템이 요구되며, 나아가, 전처리 또는 후처리 공정과도 연계되어 보다 다양하게 공정을 구현할 수 있는 원자층 증착 시스템에 대한 요구는 증가하고 있는 상황이다. However, even in the atomic layer deposition process developed up to now, it still takes a lot of process time, so a system that can further reduce the process time is required, and furthermore, it is linked to the pre-treatment or post-treatment process to implement more diverse processes. The demand for atomic layer deposition systems is increasing.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 원자층 증착에 있어, 공정 시간을 감소시킬 뿐 아니라, 전처리 또는 후처리 공정과도 연계되어 보다 다양한 공정을 구현하여 원자층 증착 공정 효율을 향상시킬 수 있는, 연속적으로 개별 이송되는 기판을 이용한 원자층 증착 시스템을 제공하는 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention is conceived in this respect, and the object of the present invention is to reduce the process time in atomic layer deposition, as well as to implement more various processes in connection with the pre-treatment or post-treatment process, It is to provide an atomic layer deposition system using substrates that are continuously transferred individually, which can improve the deposition process efficiency.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 원자층 증착 시스템은 레일부, 복수의 이송유닛들, 복수의 기판부들 및 복수의 증착유닛들을 포함한다. 상기 레일부는 원자층 증착 공정을 따라 소정의 경로를 형성하며 연장된다. 상기 이송유닛들은 상기 레일부 상에서 각각이 독립적으로 이송된다. 상기 기판부들은 상기 이송유닛들 상에 각각 실장되어 이송된다. 상기 증착유닛들은 상기 레일부를 따라 서로 다른 위치에 고정되며, 하부에 위치하는 기판부들 각각에 원자층을 증착한다. An atomic layer deposition system according to an embodiment for realizing the above object of the present invention includes a rail unit, a plurality of transfer units, a plurality of substrate units, and a plurality of deposition units. The rail portion extends while forming a predetermined path according to an atomic layer deposition process. Each of the transfer units is independently transferred on the rail unit. The substrate portions are respectively mounted on and transferred on the transfer units. The deposition units are fixed at different positions along the rail part, and deposit an atomic layer on each of the lower substrate parts.
일 실시예에서, 상기 레일부는, 직선부 또는 곡선부를 포함하여 폐루프(closed-loop) 또는 일부가 개방된 루프(open loop)의 경로를 형성할 수 있다. In one embodiment, the rail portion may include a straight portion or a curved portion to form a closed-loop or partially open-loop path.
일 실시예에서, 상기 레일부에 인접하도록 위치하여, 상기 레일부를 따라 이송되는 이송유닛들 각각으로 상기 기판부를 공급하는 공급유닛, 및 상기 레일부에 인접하도록 위치하여, 상기 레일부를 따라 이송되며 원자층 증착 공정이 수행된 상기 기판부를 회수하는 회수유닛을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, a supply unit positioned adjacent to the rail portion and supplying the substrate portion to each of the transfer units transported along the rail portion, and a supply unit positioned adjacent to the rail portion, transported along the rail portion, and It may further include a recovery unit for recovering the substrate portion on which the layer deposition process has been performed.
일 실시예에서, 상기 레일부, 상기 공급유닛 및 상기 회수유닛 중 어느 하나에 연결되어, 상기 기판부에 대한 추가 처리공정을 수행하는 추가처리 유닛을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, an additional processing unit connected to any one of the rail unit, the supply unit, and the recovery unit may further include an additional processing unit for performing an additional processing process on the substrate unit.
일 실시예에서, 상기 증착유닛은, 하부에 위치하는 상기 기판부에 반응물질을 공급하는 분사유닛, 및 상기 분사유닛을 커버하며, 상기 분사유닛과의 사이에서 상기 기판부로 공급된 반응물질을 회수하는 회수공간을 형성하는 증착챔버를 포함할 수 있다. In one embodiment, the deposition unit covers a spray unit for supplying a reactant material to the substrate portion located below, and the spray unit, and recovers the reactant material supplied to the substrate portion between the spray unit and the spray unit. It may include a deposition chamber to form a recovery space.
일 실시예에서, 상기 증착유닛을 통해 반응물질이 상기 기판부에 공급 및 회수되는 경우, 상기 기판부를 실장한 상기 이송유닛은 정지한 상태로 위치할 수 있다. In an embodiment, when a reactant is supplied and recovered to the substrate through the deposition unit, the transfer unit mounting the substrate may be positioned in a stopped state.
일 실시예에서, 상기 기판부들 각각에서 수행되는 원자층 증착 상태를 고려하여, 상기 이송유닛들 각각이 독립적으로 이송되도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, in consideration of the atomic layer deposition state performed on each of the substrate portions, a controller may further include a control unit for controlling each of the transfer units to be independently transferred.
일 실시예에서, 상기 레일부는, 서로 마주하는 상벽부 및 하벽부, 상기 상벽부 및 상기 하벽부를 연결하며 중앙에 측부 공간을 형성하는 내측부, 및 상기 측부 공간 상에 반복적으로 실장되어 고정자로 형성되는 코일모듈을 포함할 수 있다. In one embodiment, the rail portion, the upper wall portion and the lower wall portion facing each other, the inner portion connecting the upper wall portion and the lower wall portion to form a side space at the center, and the side space is repeatedly mounted on the side space to form a stator It may include a coil module.
일 실시예에서, 상기 이송유닛은, 상기 상벽부에 마주하며, 상면에는 상기 기판부가 실장되는 베이스부, 상기 하벽부에 마주하는 저면부, 및 상기 베이스부와 상기 저면부를 연결하며, 상기 고정자인 코일모듈에 마주하는 이동자를 포함할 수 있다. In one embodiment, the transfer unit, facing the upper wall portion, the base portion on which the substrate portion is mounted on an upper surface, a bottom portion facing the lower wall portion, and connects the base portion and the bottom surface portion, and is the stator It may include a mover facing the coil module.
일 실시예에서, 상기 코일모듈은, 상기 내측부 상에 고정되는 코일요크, 및 상기 코일요크에 감기는 코일을 포함하며, 상기 코일에 인가되는 3상 교류전류에 의해 3상 전환되어 상기 코일요크에 자기장이 형성되거나 소멸될 수 있다. In one embodiment, the coil module includes a coil yoke fixed on the inner part, and a coil wound around the coil yoke, and is converted into three phases by a three-phase alternating current applied to the coil to the coil yoke. The magnetic field can be formed or destroyed.
일 실시예에서, 상기 이동자는, 상기 이동자 상에 고정되는 자석요크, 및 상기 자석요크 상에 실장되며, 상기 코일요크에 형성되거나 소멸되는 자기장과 상호작용하여 상기 이동자를 이동시키는 추력자석을 포함할 수 있다. In one embodiment, the mover includes a magnetic yoke fixed on the mover, and a thrust magnet mounted on the magnet yoke to move the mover by interacting with a magnetic field formed or extinguished in the coil yoke. I can.
일 실시예에서, 상기 코일모듈은 상기 레일부의 연장방향을 따라 3개가 단위 코일모듈을 형성하고, 상기 추력자석은 상기 단위 코일모듈에 대하여 2개가 배치될 수 있다. In one embodiment, three coil modules may form a unit coil module along the extending direction of the rail unit, and two thrust magnets may be disposed with respect to the unit coil module.
일 실시예에서, 상기 레일부는, 상기 코일모듈을 향하도록 상기 하벽부를 따라 연장되며, 상기 코일모듈의 상 전환을 제어하도록 상기 추력자석에 대응하는 자기장으로 동작하는 홀센서를 포함하는 스위칭 보드를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the rail unit further includes a switching board including a Hall sensor extending along the lower wall to face the coil module and operating with a magnetic field corresponding to the thrust magnet to control phase switching of the coil module. Can include.
일 실시예에서, 상기 레일부는, 상기 하벽부를 따라 연장되는 측정보드를 더 포함하고, 상기 이송유닛은, 상기 측정보드와 마주하도록 상기 이동자 상에 고정되어, 상기 측정보드와 함께 상기 이동자의 위치를 측정하는 측정자석을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the rail unit further includes a measurement board extending along the lower wall, and the transfer unit is fixed on the mover so as to face the measurement board, so that the location of the mover together with the measurement board is It may further include a measuring magnet to measure.
본 발명의 실시예들에 의하면, 종래의 공간분할형 원자층 증착기술과 달리, 리니어 모터 시스템을 적용함으로써 연속적인 증착 공정과 검사 공정을 함게 수행하여 생산성을 극대화할 수 있는 효과가 있다. According to embodiments of the present invention, unlike a conventional space-division type atomic layer deposition technique, by applying a linear motor system, a continuous deposition process and an inspection process are performed together, thereby maximizing productivity.
즉, 원자층 증착 공정에 있어, 증착유닛을 고정시킨 상태에서, 기판부를 레일부를 따라 이송시키며 각각의 증착유닛에서 서로 다른 반응물질을 통해 증착을 순차적으로 수행할 수 있으며, 기판부는 복수개가 연속적으로 레일부를 따라 제공되므로, 복수의 기판부들 상에 복수의 층으로 원자층 증착을 수행함에 따라, 원자층 증착 공정의 공정 효율을 보다 향상시킬 수 있다. That is, in the atomic layer deposition process, while the deposition unit is fixed, the substrate portion is transferred along the rail portion, and deposition can be sequentially performed through different reactants in each deposition unit. Since it is provided along the rail portion, it is possible to further improve the process efficiency of the atomic layer deposition process by performing atomic layer deposition in a plurality of layers on the plurality of substrate portions.
즉, 기존에 기판을 이송시켜 원자층 증착을 수행하는 경우, 단순히 기판을 왕복 이송시키거나 회전 이송시키는 한계를 벗어나, 소정의 경로를 형성하는 레일부를 따라 기판부를 연속 이송시킬 수 있어, 기판부의 개수와 무관하게 연속적인 증착 공정을 수행할 수 있으며, 특히, 상기 레일부에 공급유닛이나 회수유닛 또는 추가처리 유닛을 부가함으로써, 기판부의 연속 공급, 기판부의 회수 및 기판부의 증착 공정 중 또는 전후의 처리 공정을 연속적으로 수행할 수 있어, 전체적인 원자층 증착 공정의 공정 효율을 향상시킬 수 있다. That is, in the case of performing atomic layer deposition by transferring a substrate in the past, it is possible to continuously transfer the substrate portion along the rail portion forming a predetermined path, out of the limit of simply reciprocating or rotating the substrate, and thus the number of substrate portions. A continuous deposition process can be performed irrespective of the process, and in particular, by adding a supply unit, a recovery unit, or an additional processing unit to the rail, continuous supply of the substrate, recovery of the substrate, and treatment during or before the deposition process of the substrate. Since the process can be performed continuously, the process efficiency of the overall atomic layer deposition process can be improved.
즉, 상기 리니어 모터 시스템의 확장이 용이하여 증착 영역을 쉽게 부가할 수 있으며, 증착이 완료된 기판은 검사 등으로 후속 공정으로 분류하고, 이동자를 통해 지속적으로 기판을 추가로 제공함으로써 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다. That is, the linear motor system can be easily extended, so that a deposition area can be easily added, and the deposited substrate is classified into a subsequent process through inspection, etc., and the productivity is dramatically improved by continuously providing additional substrates through a mover. I can make it.
특히, 기판부가 증착유닛의 하부에서 이송되는 것을 고려하여, 증착유닛은 분사유닛을 커버하는 증착챔버를 포함함으로써, 증착유닛으로부터 분사되는 반응물질을 회수할 수 있어, 인접 반응물질에 의한 영향을 최소화하면서 증착 공정을 안정적으로 수행할 수 있다. In particular, considering that the substrate part is transferred from the bottom of the deposition unit, the deposition unit includes a deposition chamber covering the spray unit, so that the reactants sprayed from the deposition unit can be recovered, minimizing the influence of adjacent reactants. While the deposition process can be stably performed.
또한, 증착유닛들 각각에서의 증착 속도가 다르더라도 기판부들은 증착 속도를 고려하여 독립적으로 이송될 수 있으며, 이러한 증착 유닛들의 속도를 고려하여 인접 증착 유닛들 사이의 간격을 조절할 수 있으므로, 종래 일정한 이송 속도 또는 회전 속도로만 제어되어 각 증착유닛에서의 증착 속도를 일정하게 유지하여야하는 한계를 극복하여, 다양한 증착 공정을 수행할 수 있다. In addition, even if the deposition rate in each of the deposition units is different, the substrate portions can be independently transferred in consideration of the deposition rate, and the spacing between adjacent deposition units can be adjusted in consideration of the speed of these deposition units. It is possible to perform various deposition processes by overcoming the limitation of maintaining a constant deposition rate in each deposition unit by controlling only the transfer rate or rotation rate.
한편, 레일부에 고정자를 형성하고, 이송유닛을 이동자로 구현하여, 이러한 기판부들의 독립적인 이송을 구현할 수 있다. 이 경우, 홀센서를 포함하는 스위칭 보드를 레일부의 내측부를 따라 형성함으로써, 상기 고정자인 코일모듈의 3상 전환 제어를 용이하게 수행할 수 있다. On the other hand, by forming a stator on the rail portion and implementing the transfer unit as a mover, it is possible to implement independent transfer of such substrate portions. In this case, by forming a switching board including a Hall sensor along the inner side of the rail unit, it is possible to easily perform three-phase switching control of the coil module, which is the stator.
즉, 상기 리니어 모터 시스템은, 무빙 마그넷 타입(moving magnet type)의 리니어 모터(linear motor)를 적용한 시스템으로, 다수의 이동자들에 대한 독립적인 개별 구동이 가능하여, 증착 영역에서 버려지는 구간이 없이 다수의 기판에 연속적인 증착이 가능하며, 증착을 위한 기판의 이송속도, 위치 등의 변경이 매우 용이하다. That is, the linear motor system is a system to which a moving magnet type linear motor is applied, and it is possible to independently drive a plurality of movers, so that there is no section discarded in the deposition area. Continuous deposition is possible on a number of substrates, and it is very easy to change the transfer speed and position of the substrate for deposition.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 원자층 증착 시스템을 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1의 증착 유닛 및 이송유닛을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 3은 도 1의 레일부가 로터리 회전 방식으로 구현된 예를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 'A'부분을 측부에서 관측한 사시도이다.
도 5는 도 4의 I-I'선을 따른 단면도이다.
도 6은 도 5의 II-II'선을 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 원자층 증착 시스템을 도시한 모식도이다. 1 is a schematic diagram showing an atomic layer deposition system according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view showing an enlarged deposition unit and a transfer unit of FIG. 1.
3 is a perspective view illustrating an example in which the rail unit of FIG. 1 is implemented in a rotary rotation method.
4 is a perspective view of a portion'A' of FIG. 3 observed from a side.
5 is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 4.
6 is a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 5.
7 is a schematic diagram showing an atomic layer deposition system according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. The present invention will be described in detail in the text, since various modifications can be made and various forms can be obtained. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, it should be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 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. In the present application, terms such as "comprise" or "consist of" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, elements, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of being added.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessive formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 원자층 증착 시스템을 도시한 모식도이다. 도 2는 도 1의 증착 유닛 및 이송유닛을 확대하여 도시한 확대도이다. 1 is a schematic diagram showing an atomic layer deposition system according to an embodiment of the present invention. 2 is an enlarged view showing an enlarged deposition unit and a transfer unit of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 원자층 증착 시스템(10)은 레일부(100), 복수의 이송유닛들(200, 201, 202, 203), 복수의 기판부들(400, 401, 402, 403), 복수의 증착유닛들(300, 301, 302, 303), 챔버부(500) 및 제어부(600)를 포함한다. 1 and 2, the atomic
상기 레일부(100)는, 도 1에서는 일 방향으로 직선으로 연장되는 것을 예시하였으나, 이는 상기 레일부(100)의 일부를 도시한 것에 불과하며, 본 실시예에서 상기 레일부(100)는, 원자층 증착 공정을 따라 소정의 경로를 형성하며 연장된다. Although the
이 경우, 상기 레일부(100)가 형성하는 경로는, 폐루프(closed-loop) 또는 일부가 개방된 개루프(open loop)일 수 있으며, 상기 폐루프나 개루프의 형상은 원형, 타원형, 곡선형 등, 직선부 또는 곡선부를 포함하여 다양하게 구성될 수 있다. In this case, the path formed by the
또한, 수행되어야 하는 원자층 증착 공정을 구성하는 각각의 공정들의 개수, 공정 속도, 공정을 수행하기 위한 공간 등의 다양한 공정 변수를 고려하여, 상기 레일부(100)의 길이 또는 면적도 다양하게 형성될 수 있다. In addition, in consideration of various process variables such as the number of processes constituting the atomic layer deposition process to be performed, process speed, and space for performing the process, the length or area of the
이러한 상기 레일부(100)의 예는 하기 도 3을 통해 후술하며, 도 1에는 상기 레일부(100)의 일부를 도시하여, 상기 원자층 증착 시스템(10)의 전반적인 구성을 설명한다. An example of the
상기 이송유닛들(200, 201, 202, 203)은 상기 레일부(100) 상에 위치하여, 상기 레일부(100)의 연장 방향을 따라 상기 레일부(100) 상에서 이송된다. The
이 경우, 상기 이송유닛들(200, 201, 202, 203)은 상기 제어부(600)에 의해 각각의 구동, 즉 이송이 제어되며, 각각의 이송유닛들은 모두 개별적으로 구동이 제어됨에 따라, 상기 레일부(100) 상에서 서로 다른 속도로 이송될 수 있으며, 이에 따라 상기 레일부(100) 상에서 서로 다른 간격으로 위치할 수 있다. In this case, the
물론, 상기 제어부(600)의 제어에 따라, 상기 레일부(100) 상에 상기 이송유닛들은 모두 동일한 속도로 구동되며, 동일한 간격을 유지할 수도 있다. Of course, under the control of the
상기 이송유닛들(200, 201, 202, 203)은 이상과 같이, 각각이 서로 독립적으로 구동되는 것을 제외하고는, 구성은 동일하므로, 이하에서는 상기 이송유닛(200)에 대하여만 설명한다. The
상기 이송유닛(200)은, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 보다 세부적인 구성에 대하여는 설명하겠으나, 베이스부(210) 및 이동자(220)를 포함한다. The
이 경우, 상기 베이스부(210)는 상기 이송유닛(200)의 상면을 형성하며, 플레이트(plate) 형상을 가진다. 그리하여, 상기 베이스부(210)의 상면에는 상기 기판부들(400, 401, 402, 403) 각각이 실장된다. In this case, the
즉, 상기 기판부들(400, 401, 402, 403) 각각은, 상기 이송유닛들(200, 201, 202, 203) 각각에 실장되어, 상기 이송유닛의 이송에 따라 상기 레일부(100) 상에서 이송된다. That is, each of the
결국, 상기 제어부(600)에서 상기 이송유닛들(200, 201, 202, 203)의 이송을 제어하는 것은, 상기 기판부들(400, 401, 402, 403)의 이송을 제어하는 것을 의미한다. Consequently, controlling the transfer of the
상기 기판부들(400, 401, 402, 403) 각각에는, 상기 증착유닛들(300, 301, 302, 303)에 의해 원자층 증착 공정이 수행되며, 이에 따라, 상기 기판부들(400, 401, 402, 403) 각각에는, 적어도 하나 이상의 원자층들이 증착되어, 소정의 패턴이 형성될 수 있다. In each of the
이 경우, 상기 기판부들(400, 401, 402, 403) 각각에 수행되는 원자층 증착 공정은 서로 동일하거나, 서로 다를 수 있고, 상기 기판부들(400, 401, 402, 403) 각각에 수행되는 원자층 증착 공정이 서로 다르다면, 후술되는 상기 증착유닛들(300, 301, 302, 303)은 각각의 기판부들에 따라 일부 증착 유닛들만이 선택되어 증착 공정을 수행하고, 일부의 증착 유닛들은 별도의 증착 공정을 수행하지 않도록 제어될 수 있다. In this case, the atomic layer deposition process performed on each of the
상기 증착유닛들(300, 301, 302, 303)은 상기 레일부(100)의 상부에 배치되며, 상기 기판부들(400, 401, 402, 403) 각각에 원자층 증착의 개별 공정들을 수행한다. The
즉, 상기 각각의 증착유닛들(300, 301, 302, 303)은, 소정의 기 설정된 원자층 증착 공정을 상기 기판부들 각각에 수행하기 위해, 각각의 증착유닛들이 수행하는 개별 증착 공정은 기 설정될 수 있으며, 이에 따라, 각각의 증착유닛들(300, 301, 302, 303)은 하부에 위치한 기판부에 대하여 기 설정된 개별 증착 공정을 수행한다. That is, each of the
예를 들어, 반응 물질 A, 반응 물질 B, 반응 물질 C의 순으로 증착이 필요하며, 각각의 반응 물질들의 증착 전에, 질소 가스 등으로 증착 표면의 처리가 필요한 원자층 증착 공정이 수행되는 경우라면, 제1 증착유닛(300)은 반응 물질 A를 기판부로 증착하고, 제2 증착유닛(301)은 질소 가스를 기판부로 증착하고, 제3 증착유닛(302)은 반응 물질 B를 기판부로 증착하고, 제4 증착유닛(303)은 질소 가스를 기판부로 증착하고, 제5 증착유닛(미도시)은 반응 물질 C를 기판부로 증착하도록 구성될 수 있다. For example, if deposition of reactant A, reactant B, and reactant C is required in this order, and an atomic layer deposition process that requires treatment of the deposition surface with nitrogen gas, etc. is performed before the deposition of each reactant material. , The
또한, 상기 증착유닛들(300, 301, 302, 303)은, 기 설정된 소정의 위치에 고정될 수 있으며, 이 경우, 상기 기 설정된 위치는, 상기 원자층 증착 공정의 개별 증착 공정의 공정 시간, 상기 기판부들의 이송 시간 등을 고려하여, 서로 동일한 간격으로 설정되거나, 서로 다른 간격으로 설정될 수도 있다. In addition, the deposition units (300, 301, 302, 303) may be fixed to a predetermined position, in this case, the predetermined position is the process time of the individual deposition process of the atomic layer deposition process, In consideration of the transfer time of the substrate portions, etc., they may be set at the same interval or different intervals.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 증착유닛들(300, 301, 302, 303)은, 상기 증착유닛들(300, 301, 302, 303) 모두를 커버하는 상기 챔버부(500)의 내부 공간(501)에 위치할 수 있으며, 이 경우, 상기 내부 공간(501)은 필요에 따라 진공 상태 등과 같이 원자층 증착 공정의 효율을 향상시킬 수 있도록 제어될 수 있다. On the other hand, as shown in Figure 1, the deposition units (300, 301, 302, 303), the interior of the
이 경우, 상기 진공 상태 등과 같이 상기 내부 공간(501)이 제어되는 경우라도, 상기 레일부(100)는 상기 챔버부(500)의 외측에 위치할 수 있어, 상기 챔버부(500)와는 별개로 구성될 수 있다. In this case, even when the
상기 증착유닛들(300, 301, 302, 303)은, 서로 다른 반응 물질을 분사할 수 있으며, 서로 다른 간격으로 배치될 수 있는 것을 제외하고는 모두 동일한 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다. 이에, 하나의 증착유닛(300)에 대하여 이하에서 설명한다. The
보다 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 증착유닛(300)은 증착 챔버(310) 및 분사유닛(320)을 포함한다. More specifically, as shown in FIG. 2, the
상기 분사유닛(320)은, 내부에 복수의 분사부들(321)이 구비되어, 상기 기판부(400)의 상면으로 상기 분사유닛(320)에 저장된 반응 물질을 공급하여, 상기 기판부(400) 상에 상기 반응 물질을 증착한다. The
상기 증착 챔버(310)는, 상기 분사 유닛(320)의 외부를 커버하며, 상기 분사 유닛(320)과의 사이에서 회수공간(311)을 형성한다. The
그리하여, 상기 분사유닛(320)을 통해 상기 기판부(400)로 공급된 상기 반응 물질은, 상기 회수공간(311)을 통해 회수되어, 상기 증착 챔버(310)의 상측 또는 일 측에 위치한 회수부(312)를 통해 제거될 수 있다. Thus, the reactant material supplied to the
본 실시예의 경우, 상기 기판부(400)는 상기 이송유닛(200)에 의해 이송되는 것으로, 상기 분사유닛(320)의 하부에는 서로 다른 기판부들이 연속적으로 위치하게 된다. 이에 따라, 상기 기판부(400)의 상면과 상기 분사유닛(320) 및 상기 증착챔버(310)의 하면 또는 하부 끝단 사이에는 상기 기판부(400)의 이송을 위한 소정의 갭(gap)이 필요하다. In this embodiment, the
따라서, 상기 분사유닛(320)을 통해 분사되는 반응 물질은, 상기 갭을 통해 외부로 유출될 수 있으므로, 상기 분사유닛(320)의 외부에 상기 증착챔버(310)를 추가로 구비하여, 상기 유출되는 반응 물질을 상기 회수공간(311)을 통해 회수하여, 공정 설비의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. Therefore, the reactant material injected through the
이 경우, 상기 유출되는 반응 물질의 보다 효과적인 회수를 위해, 상기 회수부(312)에는 상기 반응 물질을 흡입하여 제거할 수 있는 별도의 흡입유닛이 구비되어, 상기 기판부(400)로 분사된 상기 반응 물질이 도 2에 화살표로 도시된 바와 같은 흐름으로 자연스럽게 상기 회수공간(311)을 따라 상기 회수부(312)로 제거될 수 있도록 할 수 있다. In this case, for more effective recovery of the outflowing reactant, the
도 3은 도 1의 레일부가 로터리 회전 방식으로 구현된 예를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating an example in which the rail unit of FIG. 1 is implemented in a rotary rotation method.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 레일부(100)는 직선부 또는 곡선부를 포함하여 개루프 또는 폐루프로 형성되어 소정의 경로를 형성할 수 있는데, 도 3은 상기 레일부(100)가 직선부 및 곡선부를 모두 포함하여 폐루프로 형성된 예를 도시한 것이다. As described above, the
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 레일부(100)가 직선부 및 곡선부가 서로 연결되어 폐루프로 형성되는 경우, 상기 레일부(100) 상에서는 복수의 이송유닛들(200, 201, 202, 203)이 이송된다. That is, as shown in FIG. 3, when the
이 경우, 상기 이송유닛들은 예시적으로 4개를 도시한 것이며, 상기 이송유닛들의 개수는 제한되지 않는다. In this case, four transfer units are illustrated by way of example, and the number of transfer units is not limited.
또한, 상기 각각의 이송유닛들은, 상기 레일부(100)의 상면을 따라 이동되도록 위치하는 베이스부(210, 211, 212, 213), 및 상기 베이스부의 일 끝단으로부터 수직한 방향으로 연장되며, 상기 레일부(100)의 측면을 커버하는 이동자(220, 221, 222, 223)를 포함하도록 구성된다. In addition, each of the transfer units, the base portion (210, 211, 212, 213) positioned to be moved along the upper surface of the
이 경우, 상기 각각의 이송유닛들의 형상, 구조, 구동 메커니즘은 모두 동일하므로, 이하에서는 하나의 이송유닛(200)을 예시하여 형상, 구조 및 구동 메커니즘에 대하여 상세히 설명한다. In this case, since the shape, structure, and driving mechanism of each of the transfer units are all the same, the shape, structure, and drive mechanism will be described in detail below by exemplifying one
도 4는 도 3의 'A'부분을 측부에서 관측한 사시도이다. 도 5는 도 4의 I-I'선을 따른 단면도이다. 도 6은 도 5의 II-II'선을 따른 단면도이다. 4 is a perspective view of a portion'A' of FIG. 3 observed from a side. 5 is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 4. 6 is a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 5.
이 경우, 도 4는, 설명의 편의를 위해, 도 3의 레일부(100)의 직선부의 일부를 절단하여 도시하였으며, 상기 레일부(100)의 측면이 상부를 향하도록 하여, 실제 레일부(100)의 상면 및 측면에 각각 위치하는 베이스부(210) 및 이동자(220)가 도 4에서는 측면 및 상면에 위치하도록 도시하였다. In this case, FIG. 4 is a part of the straight portion of the
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 이송유닛(200)은 앞서 설명한 바와 같이, 베이스부(210) 및 이동자(220)를 포함한다. 또한, 상기 레일부(100)는 'ㄷ'자 형상을 가지는 프레임 및, 상기 프레임의 내부에 구비되는 코일모듈(120)을 포함한다. 4 to 6, the
이 경우, 상기 레일부(100)의 프레임은, 하벽부(111), 상벽부(112) 및 상기 하벽부(111)와 상기 상벽부(112)를 일 측에서 연결하는 내측부(113)를 포함하며, 이 경우, 상기 하벽부(111), 상기 내측부(113) 및 상기 상벽부(112) 사이에는, 일 측(도 5에서는 상측에 해당되나, 실제 레일부에서는 외측에 해당됨)으로 개방된 측부공간(114)을 형성한다. In this case, the frame of the
또한, 상기 측부공간(114)에는 상기 코일모듈(120)이 배치된다. In addition, the
보다 구체적으로, 상기 베이스부(210)는 상기 상벽부(112)와 소정의 간격을 유지하며 서로 마주보도록 배치되며, 앞서 설명한 바와 같이 상기 베이스부(210)의 상면에는 상기 기판부(400)가 실장된다. More specifically, the
이 경우, 상기 베이스부(210)의 저면에는 엔코더 헤드(250)가 구비되고, 상기 상벽부(112)의 상면에는 상기 엔코더 헤드(250)에 마주하도록 엔코더 스케일(150)이 구비되어, 상기 이송유닛(200)의 이송 상태를 확인하며, 이에 따라 상기 제어부(600)는 상기 이송유닛(200)의 보다 정밀한 이송을 제어할 수 있다. In this case, an
상기 이동자(220)는 상기 레일부(100)의 상벽부(112)에서 하벽부(111)를 모두 커버하도록 상기 레일부(100)의 측부의 길이보다 길게 형성되며, 상기 상벽부(112) 및 상기 하벽부(111)와 소정거리 이격되도록 위치한다. The
이 경우, 상기 이동자(220)는 소정의 너비를 가지도록 형성되는 것이며, 이에 따라 상기 이동자(220)가 위치하는 경우에만 상기 레일부(100)의 코일모듈(120)은 상기 이동자(220)와의 사이에서 이송 작용을 수행하게 된다. In this case, the
우선, 상기 하벽부(111) 상에는 상기 레일부(100)의 연장방향을 따라 가이드 레일(130)이 연속적으로 연장되며, 상기 가이드 레일(130)은 상기 상벽부(112) 상에도 상기 레일부(100)의 연장방향을 따라 연속적으로 연장된다. First, the
또한, 상기 이동자(220)의 내면에는, 상기 하벽부(111)에 형성되는 가이드 레일(130) 및 상기 상벽부(112)에 형성되는 가이드 레일(130)과 서로 접촉하도록 블록(240)이 한 쌍 형성된다. In addition, on the inner surface of the
이 경우, 상세히 도시하지는 않았으나, 상기 블록(240)과 상기 가이드 레일(130)의 서로 접하는 면에는, 소정의 슬라이딩 가이드가 형성될 수 있으며, 이에 따라, 상기 블록(240)은 상기 가이드 레일(130) 상에서 슬라이딩 이동될 수 있다. 그리하여, 상기 이동자(220)는 상기 가이드 레일(130)을 따라, 상기 레일부(100) 상에서 이동이 가능하게 된다. In this case, although not shown in detail, a predetermined sliding guide may be formed on a surface of the
한편, 상기 코일모듈(120)은 상기 측부공간(114) 상에 위치하며, 상기 내측부(113) 상에 고정되는 코일요크(121)와 상기 코일요크(121) 상에 상기 코일요크(121)에 감기며 고정되는 코일(122)을 포함한다. On the other hand, the
또한, 상기 이동자(220)의 내측면에는, 상기 코일(122)에 마주하는 위치에 추력자석(260)이 배치되며, 상기 추력자석(260)과 상기 이동자(220)의 내측면의 사이에는 자석요크(261)가 개재된다. In addition, on the inner surface of the
본 실시예에서는, 상기 코일모듈(120)은 소위, 고정자를 형성하고, 상기 이동자(220)가 상기 추력자석(260)을 포함하도록 구성되어, 상기 이동자(220)는 상기 코일모듈(120) 상에서 이송이 구현된다. In this embodiment, the
상기 코일모듈(120)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 레일부(100)의 측면을 따라 반복적으로 배치되어 고정자를 형성하며, 이 경우, 3상 교류전류로 작동되도록 3개가 한 쌍으로 반복되어 배치되어, 전체적으로는 상기 레일부(100)를 따라 연속 배치된다. As shown in FIG. 4, the
즉, 상기 코일(122)에 인가되는 3상 교류전류에 의하여 3상 전환되면서 상기 코일요크(121)에 자기장이 형성되거나 소멸된다. That is, a magnetic field is formed or extinguished in the
이 경우, 상기 추력자석(260)은 상기 코일모듈(120)의 상기 3상 전환에 따라 형성되거나 소멸되는 자기장과 상호 작용하면서 상기 이동자(220)를 이동시킨다. In this case, the
이상과 같이, 상기 제어부(600)는 결국 상기 코일모듈(120)의 3상 전환을 제어하는 것으로, 이를 통해 상기 코일모듈(120) 상에서 이동되는 이동자(220)의 구동을 제어하게 된다. As described above, the
한편, 상기 이동자(220)가 상기 코일모듈(120)과의 상호 작용으로 상기 레일부(100) 상에서 이송되기 위해서는, 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같은 배열로 상기 추력자석(260) 및 상기 코일모듈(120)이 배치될 수 있다. On the other hand, in order for the
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 각각이 피치(Pmm)를 가지는 코일모듈(120) 3개를 단위 코일모듈로 가정할 때, 상기 단위 코일모듈이 차지하는 피치(Pt=3Pmm)에 대하여 상기 추력자석(260)은 2개가 배치될 수 있다. 그리하여, 상기 2개의 추력자석 사이의 피치(Pm)는 상기 단위 코일모듈의 피치(Pt)의 절반(Pt=2Pm)으로 설정될 수 있다. That is, as shown in FIG. 6, assuming that three
또한, 상기 2개의 추력자석(260)은 도시된 바와 같이, 상기 코일모듈(120)을 향하여 서로 다른 극성을 가지도록 배치된다. 이에 따라, 이웃하는 코일모듈들의 상이 전환됨에 따라 상기 서로 다른 극성을 가지는 추력자석이 서로 상호작용하게 된다. In addition, the two thrust
즉, 상기와 같이 배열된 코일모듈과 추력자석들 사이에서는, 상기 코일모듈(120)의 3상 전환에 따라, 상기 코일모듈(120)과 상기 추력 자석(260) 사이에 인력과 척력이 생성 및 소멸하면서 상기 추력자석(260)이 장착되는 상기 이동자(220)가 상기 레일부(100)를 따라, 상기 레일부(100)의 연장방향으로 이동하게 된다. That is, between the coil module and the thrust magnets arranged as described above, according to the three-phase conversion of the
다만, 상기 코일모듈(120)과 상기 추력자석(260)의 배치는 상기 예시된 배치 외에도 다양하게 변경될 수 있으며, 상기 코일모듈(120)이 고정자로서 상 전환되며, 상기 이동자(220)를 상기 코일모듈(120)을 따라 이동되도록 제어하면 충분하다. However, the arrangement of the
한편, 상기 레일부(100)는 상기 코일모듈을 향하도록 상기 하벽부를 따라 연장되는 스위칭 보드(180)를 더 포함한다. Meanwhile, the
상기 스위칭 보드(180)는 도 5에서는 소정의 면적을 가지면서 상기 하벽부(111)를 따라 연장되는 것만을 도시하였으나, 내부에는 복수의 홀센서들이 배열될 수 있으며, 상기 홀센서는 상기 코일모듈(120)의 상 전환을 제어하도록 상기 추력자석(260)에 대응하는 자기장으로 동작한다. In FIG. 5, the switching
즉, 상기 홀센서는 상기 추력자석(260)과의 상호 작용에 따라 스위칭 작용하며, 자기장의 세기가 설정치 이상이면 온(ON)되고, 설정치 미만이면 오프(OFF)되어, 상기 온/오프 신호를 상기 제어부(600)로 제공한다. 그리하여, 상기 제어부(600)는 상기 홀센서의 신호를 바탕으로 상기 코일모듈(120)의 상 전환을 제어하게 된다. That is, the Hall sensor switches according to the interaction with the
이 경우, 도시하지는 않았으나, 상기 홀센서들 사이의 간격은, 앞선 예에서 상기 코일모듈(120) 각각의 피치(Pmm)와 동일하게 설정될 수 있다. In this case, although not shown, the spacing between the Hall sensors may be set equal to the pitch Pmm of each of the
나아가, 상기 레일부(100)는 상기 하벽부(111)를 따라 연장되는 측정보드(185)를 더 포함하며, 상기 이송유닛(200)은 상기 측정보드(185)와 마주하도록 상기 이동자(220)의 내측면에 연장되는 측정자석(280)을 더 포함한다. Further, the
즉, 상기 측정자석(280)은 상기 측정보드(185)와 마주하도록 배치되어, 상기 측정보드(185)와 함께, 상기 이동자(220)의 위치를 측정하며, 이렇게 측정된 상기 이동자(220)의 위치 정보는, 상기 제어부(600)로 제공된다. That is, the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 원자층 증착 시스템을 도시한 모식도이다. 7 is a schematic diagram showing an atomic layer deposition system according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에 의한 원자층 증착 시스템(20)은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 상기 원자층 증착 시스템(10)에, 공급유닛(700), 추가 처리유닛(800) 및 회수유닛(900)이 추가로 구비된 것을 특징으로 한다. The atomic
이에, 본 실시예에서의 상기 원자층 증착 시스템(20)에서는, 상기 추가된 구성요소에 대하여만 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다. Accordingly, in the atomic
도 7을 참조하면, 본 실시예에서의 상기 원자층 증착 시스템(20)에서는, 도 3에 예시된 폐루프 형태의 경로를 형성하는 상기 원자층 증착 시스템(10)에서, 상기 레일부(100)로 기판부를 공급하는 공급유닛(700), 상기 레일부(100)로부터 기판부를 회수하는 회수유닛(900), 및 상기 레일부(100)로부터 기판부를 회수 및 재공급하며 상기 기판부에 대한 추가 공정을 수행하는 추가 처리유닛(800)이 더 구비된다. Referring to FIG. 7, in the atomic
상기 공급유닛(700)은, 상기 레일부(100)에 인접하도록 상기 레일부(100)의 일 측에 배치되며, 상기 레일부(100)로 기판부(404)를 공급한다. The
상기 레일부(100) 상에는 상기 이송유닛이 이송되는 상태이므로, 상기 공급유닛(700)은 상기 레일부(100) 상에 기판부가 제공되지 않은 이송유닛(211)으로, 상기 기판부(404)를 공급하게 된다. 그리하여, 상기 이송유닛(211) 상에는 상기 기판부(404)가 실장되며, 후속되는 원자층 증착 공정이 수행될 수 있다. Since the transfer unit is in a state in which the transfer unit is transferred on the
한편, 상기 회수유닛(900)은, 상기 레일부(100)에 인접하도록 상기 레일부(100)의 타 측에 배치되며, 상기 레일부(100)로부터 기판부(406)를 회수한다. Meanwhile, the
즉, 상기 레일부(100)를 따라 상기 이송유닛에 의해 이송되며 소정의 원자층 증착 공정이 완료된 상기 기판부(406)는 상기 회수유닛(900)에 의해 회수된다. That is, the
이와 같이, 상기 기판부(406)가 상기 회수유닛(900)에 의해 회수되면, 상기 이송유닛(213)은 기판부를 실장하지 않은 상태로, 상기 레일부(100)를 따라 계속 이송될 수 있으며, 상기 공급유닛(700)으로부터 새로운 기판부(404)를 제공받아, 상기 기판부(404)에 대한 새로운 원자층 증착 공정이 수행될 수 있다. In this way, when the
이상과 같이, 상기 공급유닛(700)과 상기 회수유닛(900)이 상기 레일부(100)에 인접하도록 배치되어, 각각 기판부의 공급 및 회수를 수해함으로써, 새로운 기판부에 대하여 연속적으로 원자층 증착 공정을 수행할 수 있으며, 이를 통해 원자층 증착 공정의 공정 효율을 크게 향상시킬 수 있다. As described above, the
한편, 상기 추가 처리유닛(800)은, 상기 레일부(100)의 일부에 연결되어, 상기 레일부(100)로부터 기판부(400)를 제공받아, 상기 기판부(400)에 대한 추가 처리 공정을 수행한 후, 상기 레일부(100)로 상기 기판부(400)를 다시 제공할 수 있다. Meanwhile, the
즉, 상기 레일부(100)를 따라 이송되며 원자층 증착 공정이 수행되는 상기 기판부에 대하여, 상기 원자층 증착 공정과는 별도의 추가 처리 공정, 예를 들어, 소정의 반응 물질을 증착하기 전에 기판부에 대하여 수행되어야 하는 전처리 공정, 또는 소정의 반응 물질을 증착한 후에 기판부에 대하여 수행되어야 하는 후처리 공정 등이 필요할 수 있으며, 이러한 추가 처리 공정이, 상기 증착유닛들을 통해 연속적으로 수행될 수 없는 경우라면, 상기 추가 처리유닛(800)을 추가로 구비하여, 필요한 추가 처리 공정을 수행할 수 있다. That is, for the substrate portion that is transported along the
이 경우, 상기 추가 처리유닛(800)은, 상기 레일부(100)와는 별도로, 추가 처리공정을 연속적으로 수행할 수 있는 추가 레일부(101)를 구비하여, 상기 추가 레일부(101) 상에서 상기 기판부(400)를 이송시키며 공정을 수행할 수 있다. In this case, the
또한, 상기와 같이 추가 처리유닛(800)을 통해, 별도의 추가 처리 공정이 수행된 기판부(400)는, 상기 원자층 증착 공정이 수행되는 상기 레일부(100)로 다시 반송되어, 추가적인 원자층 증착 공정이 수행되게 된다. In addition, through the
한편, 상기 추가 처리유닛(800)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 레일부(100)의 중간에 연결되는 것 외에, 상기 공급유닛(700)의 전단부 또는 후단부는 물론, 상기 회수유닛(900)의 전단부 또는 후단부에도 공정의 특성에 따라 연결될 수 있다. On the other hand, the
이상과 같이, 본 실시예에서의 원자층 증착 시스템을 통해서는, 원자층 증착 공정 외에, 다양하게 추가될 수 있는 공정을 연속적으로 수행할 수 있어, 원자층 증착을 이용한 공정의 공정 효율을 크게 향상시킬 수 있다. As described above, through the atomic layer deposition system in this embodiment, in addition to the atomic layer deposition process, various processes that can be added can be continuously performed, thereby greatly improving the process efficiency of the process using atomic layer deposition. I can make it.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 종래의 공간분할형 원자층 증착기술과 달리, 리니어 모터 시스템을 적용함으로써 연속적인 증착 공정과 검사 공정을 함게 수행하여 생산성을 극대화할 수 있는 효과가 있다. According to the embodiments of the present invention as described above, unlike the conventional space division type atomic layer deposition technique, by applying a linear motor system, a continuous deposition process and an inspection process are performed together, thereby maximizing productivity. .
즉, 원자층 증착 공정에 있어, 증착유닛을 고정시킨 상태에서, 기판부를 레일부를 따라 이송시키며 각각의 증착유닛에서 서로 다른 반응물질을 통해 증착을 순차적으로 수행할 수 있으며, 기판부는 복수개가 연속적으로 레일부를 따라 제공되므로, 복수의 기판부들 상에 복수의 층으로 원자층 증착을 수행함에 따라, 원자층 증착 공정의 공정 효율을 보다 향상시킬 수 있다. That is, in the atomic layer deposition process, while the deposition unit is fixed, the substrate portion is transferred along the rail portion, and deposition can be sequentially performed through different reactants in each deposition unit. Since it is provided along the rail portion, it is possible to further improve the process efficiency of the atomic layer deposition process by performing atomic layer deposition in a plurality of layers on the plurality of substrate portions.
즉, 기존에 기판을 이송시켜 원자층 증착을 수행하는 경우, 단순히 기판을 왕복 이송시키거나 회전 이송시키는 한계를 벗어나, 소정의 경로를 형성하는 레일부를 따라 기판부를 연속 이송시킬 수 있어, 기판부의 개수와 무관하게 연속적인 증착 공정을 수행할 수 있으며, 특히, 상기 레일부에 공급유닛이나 회수유닛 또는 추가처리 유닛을 부가함으로써, 기판부의 연속 공급, 기판부의 회수 및 기판부의 증착 공정 중 또는 전후의 처리 공정을 연속적으로 수행할 수 있어, 전체적인 원자층 증착 공정의 공정 효율을 향상시킬 수 있다. That is, in the case of performing atomic layer deposition by transferring a substrate in the past, it is possible to continuously transfer the substrate portion along the rail portion forming a predetermined path, out of the limit of simply reciprocating or rotating the substrate, and thus the number of substrate portions. A continuous deposition process can be performed irrespective of the process, and in particular, by adding a supply unit, a recovery unit, or an additional processing unit to the rail, continuous supply of the substrate, recovery of the substrate, and treatment during or before the deposition process of the substrate. Since the process can be performed continuously, the process efficiency of the overall atomic layer deposition process can be improved.
즉, 상기 리니어 모터 시스템의 확장이 용이하여 증착 영역을 쉽게 부가할 수 있으며, 증착이 완료된 기판은 검사 등으로 후속 공정으로 분류하고, 이동자를 통해 지속적으로 기판을 추가로 제공함으로써 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다. That is, the linear motor system can be easily extended, so that a deposition area can be easily added, and the deposited substrate is classified into a subsequent process through inspection, etc., and the productivity is dramatically improved by continuously providing additional substrates through a mover. I can make it.
특히, 기판부가 증착유닛의 하부에서 이송되는 것을 고려하여, 증착유닛은 분사유닛을 커버하는 증착챔버를 포함함으로써, 증착유닛으로부터 분사되는 반응물질을 회수할 수 있어, 인접 반응물질에 의한 영향을 최소화하면서 증착 공정을 안정적으로 수행할 수 있다. In particular, considering that the substrate part is transferred from the bottom of the deposition unit, the deposition unit includes a deposition chamber covering the spray unit, so that the reactants sprayed from the deposition unit can be recovered, minimizing the influence of adjacent reactants. While the deposition process can be stably performed.
또한, 증착유닛들 각각에서의 증착 속도가 다르더라도 기판부들은 증착 속도를 고려하여 독립적으로 이송될 수 있으며, 이러한 증착 유닛들의 속도를 고려하여 인접 증착 유닛들 사이의 간격을 조절할 수 있으므로, 종래 일정한 이송 속도 또는 회전 속도로만 제어되어 각 증착유닛에서의 증착 속도를 일정하게 유지하여야하는 한계를 극복하여, 다양한 증착 공정을 수행할 수 있다. In addition, even if the deposition rates in each of the deposition units are different, the substrate portions can be independently transferred in consideration of the deposition rate, and the spacing between adjacent deposition units can be adjusted in consideration of the rates of these deposition units. It is possible to perform various deposition processes by overcoming the limitation of maintaining a constant deposition rate in each deposition unit by being controlled only by the transfer speed or rotation speed.
한편, 레일부에 고정자를 형성하고, 이송유닛을 이동자로 구현하여, 이러한 기판부들의 독립적인 이송을 구현할 수 있다. 이 경우, 홀센서를 포함하는 스위칭 보드를 레일부의 내측부를 따라 형성함으로써, 상기 고정자인 코일모듈의 3상 전환 제어를 용이하게 수행할 수 있다.On the other hand, by forming a stator on the rail portion and implementing the transfer unit as a mover, it is possible to implement independent transfer of such substrate portions. In this case, by forming a switching board including a Hall sensor along the inner side of the rail unit, it is possible to easily perform three-phase switching control of the coil module, which is the stator.
즉, 상기 리니어 모터 시스템은, 무빙 마그넷 타입(moving magnet type)의 리니어 모터(linear motor)를 적용한 시스템으로, 다수의 이동자들에 대한 독립적인 개별 구동이 가능하여, 증착 영역에서 버려지는 구간이 없이 다수의 기판에 연속적인 증착이 가능하며, 증착을 위한 기판의 이송속도, 위치 등의 변경이 매우 용이하다. That is, the linear motor system is a system to which a moving magnet type linear motor is applied, and it is possible to independently drive a plurality of movers, so that there is no section discarded in the deposition area. Continuous deposition is possible on a number of substrates, and it is very easy to change the transfer speed and position of the substrate for deposition.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.
10, 20 : 원자층 증착 시스템
100 : 레일부
101: 추가 레일부
120 : 코일모듈
130 : 가이드 레일
180 : 스위칭 보드
200, 201, 202, 203 : 이송유닛
210, 211, 212, 213 : 베이스부
220, 221, 222, 223 : 이동자
240 : 블록
260 : 자석요크
261 : 추력자석
280 : 측정자석
300, 301, 302, 303 : 증착유닛
320 : 분사유닛
400, 401, 402, 403 : 기판부
500 : 챔버부
600 : 제어부
700 : 공급유닛
800 : 후처리 유닛
900 : 회수유닛10, 20: atomic layer deposition system 100: rail unit
101: additional rail part 120: coil module
130: guide rail 180: switching board
200, 201, 202, 203:
220, 221, 222, 223: mover 240: block
260: magnetic yoke 261: thrust magnet
280:
320:
500: chamber part 600: control unit
700: supply unit 800: post-treatment unit
900: recovery unit
Claims (14)
상기 레일부 상에서 각각이 독립적으로 이송되는 복수의 이송유닛들;
상기 이송유닛들 상에 각각 실장되어 이송되는 복수의 기판부들; 및
상기 레일부를 따라 서로 다른 위치에 고정되며, 하부에 위치하는 기판부들 각각에 원자층을 증착하는 복수의 증착유닛들을 포함하는 원자층 증착 시스템. A rail portion extending and forming a predetermined path according to an atomic layer deposition process;
A plurality of transfer units each independently transferred on the rail part;
A plurality of substrate portions mounted and transferred on the transfer units, respectively; And
An atomic layer deposition system comprising a plurality of deposition units fixed at different positions along the rail part and depositing an atomic layer on each of the lower substrate parts.
직선부 또는 곡선부를 포함하여 폐루프(closed-loop) 또는 일부가 개방된 루프(open loop)의 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 시스템. The method of claim 1, wherein the rail portion,
An atomic layer deposition system comprising a straight portion or a curved portion to form a closed-loop or partially open-loop path.
상기 레일부에 인접하도록 위치하여, 상기 레일부를 따라 이송되는 이송유닛들 각각으로 상기 기판부를 공급하는 공급유닛; 및
상기 레일부에 인접하도록 위치하여, 상기 레일부를 따라 이송되며 원자층 증착 공정이 수행된 상기 기판부를 회수하는 회수유닛을 더 포함하는 원자층 증착 시스템. The method of claim 2,
A supply unit positioned adjacent to the rail unit and supplying the substrate unit to each of the transfer units transported along the rail unit; And
An atomic layer deposition system further comprising a recovery unit positioned adjacent to the rail portion, transported along the rail portion, and recovering the substrate portion subjected to an atomic layer deposition process.
상기 레일부, 상기 공급유닛 및 상기 회수유닛 중 어느 하나에 연결되어, 상기 기판부에 대한 추가 처리공정을 수행하는 추가처리 유닛을 더 포함하는 원자층 증착 시스템. The method of claim 3,
An atomic layer deposition system further comprising an additional processing unit connected to one of the rail unit, the supply unit, and the recovery unit to perform an additional processing process on the substrate unit.
하부에 위치하는 상기 기판부에 반응물질을 공급하는 분사유닛; 및
상기 분사유닛을 커버하며, 상기 분사유닛과의 사이에서 상기 기판부로 공급된 반응물질을 회수하는 회수공간을 형성하는 증착챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 시스템. The method of claim 1, wherein the deposition unit,
A spray unit for supplying a reactant to the substrate portion located below; And
And a deposition chamber that covers the spray unit and forms a recovery space between the spray unit and for recovering the reactant material supplied to the substrate.
상기 증착유닛을 통해 반응물질이 상기 기판부에 공급 및 회수되는 경우, 상기 기판부를 실장한 상기 이송유닛은 정지한 상태로 위치하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 시스템. The method of claim 5,
When the reactant is supplied and recovered to the substrate through the deposition unit, the transfer unit on which the substrate is mounted is positioned in a stopped state.
상기 기판부들 각각에서 수행되는 원자층 증착 상태를 고려하여, 상기 이송유닛들 각각이 독립적으로 이송되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 원자층 증착 시스템. The method of claim 1,
An atomic layer deposition system further comprising a control unit for controlling each of the transfer units to be independently transferred in consideration of the atomic layer deposition state performed on each of the substrate units.
서로 마주하는 상벽부 및 하벽부;
상기 상벽부 및 상기 하벽부를 연결하며 중앙에 측부 공간을 형성하는 내측부; 및
상기 측부 공간 상에 반복적으로 실장되어 고정자로 형성되는 코일모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 시스템. The method of claim 1, wherein the rail portion,
An upper wall portion and a lower wall portion facing each other;
An inner portion connecting the upper wall portion and the lower wall portion and forming a side space at the center; And
And a coil module formed as a stator by being repeatedly mounted on the side space.
상기 상벽부에 마주하며, 상면에는 상기 기판부가 실장되는 베이스부;
상기 하벽부에 마주하는 저면부; 및
상기 베이스부와 상기 저면부를 연결하며, 상기 고정자인 코일모듈에 마주하는 이동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 시스템. The method of claim 8, wherein the transfer unit,
A base portion facing the upper wall portion and on which the substrate portion is mounted;
A bottom portion facing the lower wall portion; And
An atomic layer deposition system comprising a mover connecting the base part and the bottom part and facing the coil module which is the stator.
상기 내측부 상에 고정되는 코일요크; 및
상기 코일요크에 감기는 코일을 포함하며,
상기 코일에 인가되는 3상 교류전류에 의해 3상 전환되어 상기 코일요크에 자기장이 형성되거나 소멸되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 시스템. The method of claim 9, wherein the coil module,
A coil yoke fixed on the inner part; And
It includes a coil wound around the coil yoke,
Atomic layer deposition system, characterized in that the three-phase conversion by the three-phase alternating current applied to the coil to form or dissipate a magnetic field in the coil yoke.
상기 이동자 상에 고정되는 자석요크; 및
상기 자석요크 상에 실장되며, 상기 코일요크에 형성되거나 소멸되는 자기장과 상호작용하여 상기 이동자를 이동시키는 추력자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 시스템. The method of claim 10, wherein the mover,
A magnetic yoke fixed on the mover; And
An atomic layer deposition system comprising a thrust magnet mounted on the magnetic yoke and moving the mover by interacting with a magnetic field formed or extinguished in the coil yoke.
상기 코일모듈은 상기 레일부의 연장방향을 따라 3개가 단위 코일모듈을 형성하고,
상기 추력자석은 상기 단위 코일모듈에 대하여 2개가 배치되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 시스템. The method of claim 11,
Three coil modules form a unit coil module along the extending direction of the rail part,
The atomic layer deposition system, characterized in that two thrust magnets are disposed with respect to the unit coil module.
상기 코일모듈을 향하도록 상기 하벽부를 따라 연장되며, 상기 코일모듈의 상 전환을 제어하도록 상기 추력자석에 대응하는 자기장으로 동작하는 홀센서를 포함하는 스위칭 보드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 시스템. The method of claim 11, wherein the rail portion,
Atomic layer deposition, characterized in that it further comprises a switching board extending along the lower wall to face the coil module and including a Hall sensor operating with a magnetic field corresponding to the thrust magnet to control phase switching of the coil module. system.
상기 레일부는, 상기 하벽부를 따라 연장되는 측정보드를 더 포함하고,
상기 이송유닛은, 상기 측정보드와 마주하도록 상기 이동자 상에 고정되어, 상기 측정보드와 함께 상기 이동자의 위치를 측정하는 측정자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착 시스템. The method of claim 11,
The rail part further comprises a measuring board extending along the lower wall part,
The transfer unit further comprises a measurement magnet fixed on the mover so as to face the measurement board to measure a position of the mover together with the measurement board.
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