KR20230011029A - 원격 마이크로웨이브 투과 및 용량성 결합 플라즈마를 이용한 롤투롤 플라즈마 선택적 나노 원자층 증착 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 나노 원자층 증착 시스템은 마이크로웨이브 발진기; 상기 마이크로웨이브 발진기로부터 발진된 마이크로웨이브가 전송되는 도파관; 상기 도파관의 하부측에 제공되며, 상기 도파관을 따라 전송되는 상기 마이크로웨이브가 투과되는 윈도우부재; 상기 윈도우부재의 하부측에 제공되며, 상기 윈도우부재를 투과한 상기 마이크로웨이브에 대응하는 자기장을 형성하는 마그넷 모듈; 상기 마그넷 모듈의 하부측에 제공되고, 플라즈마가 생성되는 공간이 마련된 플라즈마 챔버 및 상기 플라즈마 챔버 내에서 상기 플라즈마를 발생시키기 위한 반응가스가 공급되는 가스공급관 을 구비한 플라즈마 챔버부; 상기 플라즈마 챔버부의 하부측에 제공되며 상기 플라즈마 챔버 내의 상기 플라즈마 및 상기 반응가스가 통과되는 복수의 통과홀을 가지는 CCP 플레이트, 및 상기 플라즈마 챔버 내에서 상기 플라즈마를 생성하기 위해 상기 CCP 플레이트에 RF전압을 공급하는 제1 고주파 전원공급부를 포함하는 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 방식 전극부; 및 상기 CCP 방식 전극부의 하부측에 제공되며, 진공 상태에서 나노 원자층을 증착하기 위한 기판을 이송시키기 위한 기판이송부가 구비된 챔버장치;를 포함한다.
Description
본 발명은 나노 원자층 증착 시스템에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 원격 마이크로웨이브 투과 및 용량성 결합 플라즈마를 이용하여, 대면적 기판 상에 나노 원자층을 증착시키는 원격 마이크로웨이브 투과 및 용량성 결합 플라즈마를 이용한 롤투롤 플라즈마 선택적 나노 원자층 증착 시스템에 관한 것이다.
이미 알려진 바와 같이 ECR 플라즈마 발생장치는 전자 사이클로트론 공명현상(ECR: Electron Cyclotron Resonance)을 이용하는 것이다. 전자 사이클로트론 공명현상은, 자기장 안에서 사이클로트론 운동(회전 운동)하고 있는 전자에 대하여 사이클로트론 주파수와 동일한 전자파(Microwave)를 인가하면 공명이 일어나는 현상을 말한다.
이러한 전자 사이클로트론 공명현상을 이용하기 위하여 ECR 플라즈마 발생장치는 필수적으로 전자파의 입력조건 및 자기장의 형성 조건이 요구된다. 이를 위해, 대부분의 ECR 플라즈마 발생장치는 챔버; 챔버의 일측에 설치되는 전자파의 입력을 위한 도파관; 전자파의 진행 방향과 평행하거나 수직한 방향에 위치하도록 챔버 내에 설치되는 자기장의 형성을 위한 자기 코일 또는 영구 자석; 및 챔버의 일측에 설치되고 ECR 플라즈마 발생 영역으로 가스를 주입하기 위한 가스주입구를 포함하도록 구성된다.
이러한 ECR 플라즈마 발생장치는 ECR 플라즈마를 생성하기 위하여, 자기 코일 또는 영구 자석에 의해 챔버 내부에 자기장이 형성된 상태에서 도입관을 통해 챔버 내부로 전자파가 입력되면, 자기장에 의한 전자의 회전주파수와 전자파 주파수가 일치하여 전자 사이클로트론 공명현상이 발생되고, ECR 영역에 가스를 주입하면 가스가 이온화되어 플라즈마가 형성되고 플라즈마 내의 전자는 ECR 영역을 지나면서 공명 현상에 의해 가속이 되어 큰 에너지를 얻게 되고 자기장에 의해서 반응기 벽으로의 확산 손실이 감소하여 주입된 가스의 이온화율이 증가하기 때문에 ECR 플라즈마가 발생한다.
이러한 ECR 플라즈마 발생장치는 반도체 소자 및 디스플레이 소자 등과 같은 전자 소자용 기재 또는 기판(이하 “기판”으로 통칭하기로 한다)을 플라즈마 처리하는데 이용될 수 있다. 예를 들면, 반도체 및 디스플레이 제조 설비 또는 시설에서 증착, 식각 또는 표면처리 등의 공정을 위한 ECR 플라즈마 소스로서 이용될 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 ECR 플라즈마 발생장치는 자기장의 형성을 위한 자기 코일 또는 영구 자석이 챔버의 벽면에 설치되므로 챔버 내부에서 대면적의 균일한 밀도를 갖는 플라즈마를 형성하기 어렵고, 이에 따라 기판의 전체에 대하여 플라즈마 처리가 균일하게 이루어질 수 없었다.
또한, 이러한 종래의 ECR 플라즈마 발생장치는 챔버 내에 반복적으로 기판을 투입하기 위하여 롤투롤(roll-to-roll) 방식의 이송수단이 구비되는 바, 롤투롤 방식의 이송수단이 대기에 노출된 상태이기 때문에, 기판에 플라즈마 처리 시 이물질이 포함되어 공정효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 원격 마이크로웨이브 투과 및 용량성 결합 플라즈마를 이용함으로써, 원격 플라즈마를 기판에 집중시켜 나노 원자층의 증착 효율을 높일 수 있는 원격 마이크로웨이브 투과 및 용량성 결합 플라즈마를 이용한 롤투롤 플라즈마 선택적 나노 원자층 증착 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 원자층 증착 시스템은 마이크로웨이브 발진기; 상기 마이크로웨이브 발진기로부터 발진된 마이크로웨이브가 전송되는 도파관; 상기 도파관의 하부측에 제공되며, 상기 도파관을 따라 전송되는 상기 마이크로웨이브가 투과되는 윈도우부재; 상기 윈도우부재의 하부측에 제공되며, 상기 윈도우부재를 투과한 상기 마이크로웨이브에 대응하는 자기장을 형성하는 마그넷 모듈; 상기 마그넷 모듈의 하부측에 제공되고, 플라즈마가 생성되는 공간이 마련된 플라즈마 챔버 및 상기 플라즈마 챔버 내에서 상기 플라즈마를 발생시키기 위한 반응가스가 공급되는 가스공급관 을 구비한 플라즈마 챔버부; 상기 플라즈마 챔버부의 하부측에 제공되며 상기 플라즈마 챔버 내의 상기 플라즈마 및 상기 반응가스가 통과되는 복수의 통과홀을 가지는 CCP 플레이트, 및 상기 플라즈마 챔버 내에서 상기 플라즈마를 생성하기 위해 상기 CCP 플레이트에 RF전압을 공급하는 제1 고주파 전원공급부를 포함하는 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 방식 전극부; 및 상기 CCP 방식 전극부의 하부측에 제공되며, 진공 상태에서 나노 원자층을 증착하기 위한 기판을 이송시키기 위한 기판이송부가 구비된 챔버장치;를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 나노 원자층 증착 시스템을 사용하면 다음과 같은 장점이 달성된다.
첫째, 원격 마이크로웨이브 및 용량성 결합 플라즈마 전극부를 이용하여 플라즈마를 형성함에 따라, 고밀도의 균일한 원격 플라즈마를 기판 측으로 제공하는 효과가 있다.
또한, 윈도우부재에 차단부재를 설치함에 따라, 윈도우부재의 외부측으로 마이크로웨이브가 투과되는 것을 방지하여 마이크로웨이브의 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 윈도우의 하부측에 마그넷 모듈을 설치함에 따라, 플라즈마 내의 전자를 가속시켜 높은 에너지를 가지고 기판의 배치된 수직 방향을 향해 전파될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 나노 원자층 증착 공정 전체를 진공상태의 챔버장치 내에서 수행함에 따라, 증착 공정 시 외부에서 이물질이 유입되는 현상을 최대한 줄이거나 방지할 수 있어, 증착 불량률을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 원자층 증착 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CCP 방식 전극부 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CCP 방식 전극부 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 원자층 증착 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CCP 방식 전극부 구조를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 원자층 증착 시스템(100)은 마이크로웨이브 발진기(110); 상기 마이크로웨이브 발진기(110)로부터 발진된 상기 마이크로웨이브가 전송되는 도파관(120); 상기 도파관(120)의 하부 측에 제공되며 상기 도파관(120)을 따라 전송되는 상기 마이크로웨이브가 투과되는 윈도우부재(130); 상기 윈도우부재(130)의 하부측에 제공되며, 상기 윈도우부재(130)를 투과한 상기 마이크로웨이브에 대응하는 자기장을 형성하는 마그넷 모듈(140); 상기 마그넷 모듈(140)의 하부측에 제공되고, 플라즈마가 형성되는 공간이 마련된 플라즈마 챔버(151) 및 상기 플라즈마 챔버(151) 내에서 상기 플라즈마를 발생시키기 위한 반응가스가 공급되는 가스공급관(152)을 구비한 플라즈마 챔버부(150); 상기 플라즈마 챔버부(150)의 하부측에 제공되며 상기 플라즈마 및 상기 반응가스가 통과되는 복수의 통과홀(161a)을 가지는 CCP 플레이트(161), 및 상기 CCP 플레이트(161)에 RF전압을 공급하는 제1 고주파 전원공급부(162)를 포함하는 CCP 방식 전극부(160); 및 상기 CCP 방식 전극부의 하부측에 제공되며, 나노 원자층을 증착하기 위한 기판(S)을 이송시키기 위한 기판이송부가 구비된 챔버장치(180)를 포함한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 원자층 증착 시스템(100)의 구체적인 구성 및 동작을 상세히 기술한다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 원자층 증착 시스템(100)은 마이크로웨이브 발진기(110), 도파관(120), 윈도우부재(130), 마그넷 모듈(140), 플라즈마 챔버부(150), CCP 방식 전극부(160), 및 챔버장치(180)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도파관(120)은 마이크로웨이브 발진기(110)와 연결될 수 있으며, 마이크로웨이브 발진기(110)로부터 발진된 마이크로웨이브가 전송될 수 있도록 한다. 이때, 도파관(120)은 마이크로웨이브 발진기(110)와 연결되는 제1 도파관(120) 및 제1 도파관(120)과 연결된 제2 도파관(120)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 마이크로웨이브 발진기(110)는 2.45GHz 주파수의 마이크로웨이브를 발진하는 마그네트론이 사용될 수 있고, 도파관(120)은 2.45GHz 주파수의 마이크로웨이브가 전송될 수 있는 임피던스를 갖는 도파관(120)일 수 있다.
도파관(120)의 형상에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들면, 단면 형상이 원형 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도파관(120)은 마이크로웨이브의 손실 없이 전송 가능한 석영(Quartz) 또는 세라믹(Ceramic) 재질로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다는 점에 유의하여야 한다. 한편, 도시되지는 않았지만, 도파관(120)의 둘레에는 도파관(120)의 내부로 전송되는 마이크로웨이브가 외부측으로 투과되지 않도록 차단부재가 마련될 수 있다.
제2 도파관(120)의 하부측에는 도파관(120)을 따라 전송되는 마이크로웨이브가 투과될 수 있도록 유전체로 이루어진 윈도우부재(130)가 마련될 수 있다. 이러한 윈도우부재(130)는 도파관(120)의 하부를 밀폐하여 도파관(120)의 내부와 외부의 대기를 분리하는 역할을 한다. 이때, 윈도우부재(130)는 석영 또는 사파이어 재질로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다는 점에 유의하여야 한다.
한편, 윈도우부재(130)의 둘레에는 차단부재(131)가 마련될 수 있으며, 차단부재(131)는 윈도우부재(130)를 투과하는 마이크로웨이브가 윈도우부재(130)의 수직 방향이 아닌 외측방향을 향해 투과되어 손실되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
이러한 차단부재(131)는 스테인리스스틸 재질에 의해 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다는 점에 유의하여야 한다.
좀 더 구체적으로, 마이크로웨이브는 표면효과에 의해 금속 등을 투과하지 못하므로, 차단부재(131)는 고온 내열성이 뛰어난 금속재질인 스테인리스스틸 등의 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 도파관(120)의 내부로 전송되는 마이크로웨이브는 윈도우부재(130)를 투과하여 이동하는 과정에서 차단부재(131)에 의해 손실 없이 수직 방향으로 이동하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 모듈(140)은 윈도우부재(130)의 하부측에 제공되어 후술할 마이크로웨이브와 반응가스가 반응하여 생성된 플라즈마 내의 전자를 가속시켜 높은 에너지를 가지고 기판(S)의 배치된 수직 방향을 향해 전파될 수 있도록 한다.
좀 더 구체적으로, 마그넷 모듈(140)은 마이크로웨이브에 대응되는 자기장을 형성하는 자기장 형성수단으로서, 마이크로웨이브가 투과되어 이동되는 경로 상인 윈도우부재(130)의 하부측에 제공되는 것이 바람직하다.
이때, 마그넷 모듈(140)은 자기 코일 또는 영구 자석이 사용될 수 있으며, 윈도우부재(130)의 하부측에 둘레 방향을 따라 소정 간격을 두고 다수개가 배열될 수 있다.
마그넷 모듈(140)에 의해 형성된 자기장은 500~900Gauss의 범위를 갖는 자기장일 수 있다.
즉, 마그넷 모듈(140)은 윈도우부재(130)의 수평방향으로 전기장을 형성하고 윈도우부재(130)의 수직 방향으로 자기장을 형성함에 따라, 마그넷 모듈(140)을 통과하여 이동되는 마이크로웨이브와 반응가스에 의해 생성된 플라즈마 내의 전자를 가속시켜 높은 에너지를 가지고 기판(S)이 배치된 수직 방향으로 전파될 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 챔버부(150)는 마이크로웨이브가 이동되는 경로 상에 제공될 수 있으며, 예를 들어, 마그넷 모듈(140)의 하부측에 제공될 수 있다. 플라즈마 챔버부(150)는 플라즈마가 형성되는 공간이 마련된 플라즈마 챔버(151) 및 플라즈마 챔버(151) 내에서 플라즈마를 발생시키기 위한 반응가스가 공급되는 가스공급관(152)을 포함할 수 있다.
이때, 반응가스는 비활성 가스로서, 예를 들면, 메탄(CH4) 가스, 아르곤(Ar) 가스, 질소(N2) 가스, 헬륨(He) 가스, 크립톤(Kr) 가스, 및 제논(Xe) 가스 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 CCP 방식 전극부(160)는 플라즈마 챔버부(150)의 하부측에 제공되며, 플라즈마 챔버부(150)에서 형성된 플라즈마 및 반응가스가 통과되는 복수의 통과홀(161a)을 가지는 CCP 플레이트(161), 및 CCP 플레이트(161)에 RF전압을 공급하는 제1 고주파 전원공급부(162)를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, CCP 플레이트(161)는 챔버장치(180)의 구성인 공정챔버(181)의 상부와 일체로 형성되거나 별도로 제작되어 공정챔버(181)의 상부에 장착될 수 있으며, 본 실시예에서는 원형의 플레이트 형상으로 형성된 것을 제시하고 있지만, 이에 제한되지 않는다는 점에 유의하여야 한다. 한편, CCP 플레이트(161)는 공정챔버(181)를 통해 접지될 수 있다.
고주파 전원부는 CCP 플레이트(161)에 RF 주파수를 제공할 수 있다. 예를 들어, RF 주파수는 2MHz ~ 27.12MHz 범위를 가지도록 형성될 수 있다.
제1 고주파 전원공급부(162)를 통해 RF전압을 CCP 플레이트(161)에 제공하면, CCP 플레이트(161)에는 RF 전류가 흐르게 된다. CCP 플레이트(161)를 통해 흐르는 RF 전류에 의해 자기장(magnetic field)이 발생되며, 이 자기장의 시간에 따른 변화에 의해 플라즈마 챔버(151)의 내부에는 전기장(electric field)이 유도된다. 이와 동시에, 플라즈마 챔버(151)의 내부로 반응가스가 유입되면, 마그넷 모듈(140)을 통과하여 플라즈마 챔버(151)로 전파된 마이크로웨이브가 유도 전기장에 의해 방전되어 반응가스를 이온화시켜 플라즈마 챔버(151) 내에 플라즈마를 생성한다. 이와 같이 생성된 플라즈마는 반응가스와 함께 CCP 플레이트(161)에 형성된 복수의 통과홀(161a)을 통해 공정챔버(181)의 내부로 유입된다. 공정챔버(181)의 내부로 유입된 플라즈마는 기판(S) 표면과의 화학반응을 통해 기판(S) 표면에 나노 원자층을 증착하게 된다.
한편, 플라즈마 챔버(151)의 내부에서 발생된 플라즈마는 후술하는 CCP 플레이트(161)의 통과홀(161a)을 통해 원격 플라즈마의 형태로 기판 표면에 제공될 수 있다. 즉, 원격 플라즈마는 마이크로웨이브에 의해 확산된 플라즈마일 수 있다,
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버장치(180)는 플라즈마 챔버(151)의 하부측에 제공될 수 있으며, 나노 원자층을 증착하기 위한 기판(S)을 이송시키기 위한 기판이송부가 구비될 수 있다. 예를 들어, 기판이송부는 롤투롤 방식으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다는 점에 유의하여야 한다.
이러한 챔버장치(180)는 공정챔버(181), 제1 챔버(182), 및 제2 챔버(183)를 포함할 있다.
한편, 기판이송부는 롤투롤 방식으로 챔버장치(180) 내부에서 기판(S)을 이송하고, 기판(S)이 플라즈마 처리되는 동안 기판(S)을 지지하는 구조체 역할을 한다. 기판이송부는 기판(S)을 공급하는 공급롤(171) 및 나노 원자층 증착이 완료된 기판(S)을 권취하기 위한 권취롤(172)을 포함할 수 있다. 또한, 기판이송부는 기판(S)이 이송되는 동안 기판(S)을 지지하는 적어도 하나의 지지롤(173)을 추가로 포함할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공정챔버(181)는 플라즈마 챔버(151)와 연결될 수 있으며, 플라즈마 챔버(151)로부터 플라즈마 및 반응가스가 공급되어 기판(S)의 표면에 나노 원자층의 증착을 수행할 수 있다.
한편, 공정챔버(181)의 내부에는 기판(S)을 지지하는 적어도 하나의 지지롤(173)이 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 2개의 지지롤이 제공되는 것을 제시하고 있지만, 이에 제한되지 않는다는 점에 유의하여야 한다.
제1 챔버(182)는 공정챔버(181)의 일측과 연통된 상태로 연결될 수 있으며, 제1 챔버(182)의 내부에는 기판(S)을 공급하는 공급롤(171)이 제공될 수 있다. 이때, 공정챔버(181)와 제1 챔버(182)가 연결된 부분에는 제1 챔버(182)의 공급롤(171)로부터 공급되는 기판(S)이 공정챔버(181)로 이동되도록 제1 연통홀(H1)이 마련될 수 있다.
제2 챔버(183)는 공정챔버(181)의 타측과 연통된 상태로 연결될 수 있으며, 제2 챔버(183)의 내부에는 공정챔버(181) 내에서 원자층 증착이 완료된 기판(S)을 권취하는 권취롤(172)이 제공될 수 있다. 이때, 공정챔버(181)와 제1 챔버(182)가 연결된 부분에는 공정챔버(181)의 내부에서 제2 챔버(183)로 기판(S)이 이동되도록 제2 연통홀(H2)이 마련될 수 있다.
한편, 적어도 하나의 지지롤(173)에는 제2 고주파 전원공급부(184)가 연결되고, 적어도 하나의 지지롤(173)과 제2 고주파 전원공급부(184) 사이에는 정합기(185)가 배치될 수 있다. 제2 고주파 전원공급부(184)는 적어도 하나의 지지롤(173)을 매개로 기판(S) 상에 RF 바이어스(Bias) 전압을 제공하게 된다. 이때, 제2 고주파 전원공급부(184)로부터 제공되는 RF 바이어스(Bias) 전압은 100KHz ~ 27.12MHz의 범위 내일 수 있다.
즉, 기판(S) 상에 RF 바이어스(Bias) 전압을 제공하면 공정챔버(181) 내의 플라즈마로부터 빠져나온 이온 및 라디칼을 가속시켜 기판(S)의 표면에 충분히 높은 에너지를 가지고 충돌할 수 있도록 함으로써, 기판(S)의 표면에 나노 원자층의 증착률을 증가시킬 수 있게 된다.
또한, 공정챔버(181)의 바닥면에는 배기구(181a)가 형성되는데, 이 배기구(181a)에는 챔버장치(180)의 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 진공 펌프 등의 진공형성수단(192)이 배기관(191)을 통해 연결될 수 있다.
한편, 진공형성수단(192)에 의해 압력조건을 1mTorr 내지 10Torr 범위 내에서 조절하는 것이 가능하므로, 저압뿐만 아니라 고압에서도 나노 원자층 증착 공정 수행이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예 따른 나노 원자층 증착 시스템은 원격 마이크로웨이브 및 용량성 결합 플라즈마 전극부를 이용하여 플라즈마를 형성함에 따라, 고밀도의 균일한 원격 플라즈마를 기판 측으로 제공할 수 있다.
또한, 윈도우부재에 차단부재를 설치함에 따라, 윈도우부재의 외부측으로 마이크로웨이브가 투과되는 것을 방지하여 마이크로웨이브의 손실을 줄일 수 있다.
또한, 윈도우부재에 차단부재를 설치함에 따라, 윈도우부재의 외부측으로 마이크로웨이브가 투과되는 것을 방지하여 마이크로웨이브의 손실을 줄일 수 있다.
또한, 윈도우의 하부측에 마그넷 모듈을 설치함에 따라, 플라즈마 내의 전자를 가속시켜 높은 에너지를 가지고 기판의 배치된 수직 방향을 향해 전파될 수 있도록 한다.
또한, 나노 원자층 증착 공정 전체를 진공상태의 챔버장치 내에서 수행함에 따라, 증착 공정 시 외부에서 이물질이 유입되는 현상을 최대한 줄이거나 방지할 수 있어, 증착 불량률을 현저하게 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 첨부 도면 및 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 보호범위가 이러한 도면 및 예시적인 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서는 임의의 수정 및 변형 실시가 가능하다.
100: 나노 원자층 증착 시스템 110: 마이크로웨이브 발진기
120: 도파관 130: 원도우부재
131: 차단부재 140: 마그넷 모듈
150: 플라즈마 챔버부 151: 플라즈마 챔버
152: 가스공급관 160: CCP 방식 전극부
161: CCP 플레이트 161a: 통과홀
162: 제1 고주파 전원공급부 171: 공급롤
172: 권취롤 173: 지지롤
180: 챔버장치 181: 공정챔버
182: 제1 챔버 183: 제2 챔버
184: 제2 고주파 전원공급부
120: 도파관 130: 원도우부재
131: 차단부재 140: 마그넷 모듈
150: 플라즈마 챔버부 151: 플라즈마 챔버
152: 가스공급관 160: CCP 방식 전극부
161: CCP 플레이트 161a: 통과홀
162: 제1 고주파 전원공급부 171: 공급롤
172: 권취롤 173: 지지롤
180: 챔버장치 181: 공정챔버
182: 제1 챔버 183: 제2 챔버
184: 제2 고주파 전원공급부
Claims (11)
- 나노 원자층 증착 시스템에 있어서,
마이크로웨이브 발진기;
상기 마이크로웨이브 발진기로부터 발진된 마이크로웨이브가 전송되는 도파관;
상기 도파관의 하부측에 제공되며, 상기 도파관을 따라 전송되는 상기 마이크로웨이브가 투과되는 윈도우부재;
상기 윈도우부재의 하부측에 제공되며, 상기 윈도우부재를 투과한 상기 마이크로웨이브에 대응하는 자기장을 형성하는 마그넷 모듈;
상기 마그넷 모듈의 하부측에 제공되고, 플라즈마가 생성되는 공간이 마련된 플라즈마 챔버 및 상기 플라즈마 챔버 내에서 상기 플라즈마를 발생시키기 위한 반응가스가 공급되는 가스공급관 을 구비한 플라즈마 챔버부;
상기 플라즈마 챔버부의 하부측에 제공되며 상기 플라즈마 챔버 내의 상기 플라즈마 및 상기 반응가스가 통과되는 복수의 통과홀을 가지는 CCP 플레이트, 및 상기 플라즈마 챔버 내에서 상기 플라즈마를 생성하기 위해 상기 CCP 플레이트에 RF전압을 공급하는 제1 고주파 전원공급부를 포함하는 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 방식 전극부; 및
상기 CCP 방식 전극부의 하부측에 제공되며, 진공 상태에서 나노 원자층을 증착하기 위한 기판을 이송시키기 위한 기판이송부가 구비된 챔버장치;
를 포함하는 나노 원자층 증착 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 도파관은 수정(Quartz) 또는 세라믹(Ceramic) 재질로 형성되는 나노 원자층 증착 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 윈도우부재는 수정(Quartz) 또는 세라믹(Ceramic) 재질로 형성되며,
상기 윈도우부재의 둘레에는 상기 윈도우부재를 투과하는 상기 마이크로웨이브가 상기 윈도우부재의 외측방향을 향해 투과되는 것을 방지하는 차단부재가 구비되는 나노 원자층 증착 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 차단부재는 스테인리스스틸 재질로 형성되는 나노 원자층 증착 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 마이크로웨이브의 주파수는 2.45 GHz이고,
상기 마그넷 모듈에 의해 형성되는 상기 자기장은 500~900Gauss 범위를 갖는 나노 원자층 증착 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 기판이송부는
상기 기판을 공급하는 공급롤; 및
상기 나노 원자층 증착이 완료된 상기 기판을 권취하기 위한 권취롤;
을 포함하는 나노 원자층 증착 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 챔버장치는
상기 플라즈마 발생장치와 연결되며, 상기 플라즈마 및 상기 반응가스가 공급되는 공정챔버;
상기 공정챔버의 일측과 연통된 상태로 연결되며, 상기 공급롤이 제공되는 제1 챔버; 및
상기 공정챔버의 타측과 연통된 상태로 연결되며, 상기 권취롤이 제공되는 제2 챔버;
를 포함하는 나노 원자층 증착 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 기판이송부는 상기 공정챔버에 제공되며, 상기 공정챔버로 이송되는 기판을 지지하기 위한 적어도 하나의 지지롤을 더 포함하는 나노 원자층 증착 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 챔버장치는
상기 적어도 하나의 지지롤과 연결되며, 상기 적어도 하나의 지지롤에 RF 바이어스 전압을 제공하는 제2 고주파 전원공급부를 더 포함하는 나노 원자층 증착 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 챔버장치는
상기 공정챔버의 바닥면에 형성된 배기구에 연결되어, 상기 챔버장치의 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 진공형성수단을 더 포함하는 나노 원자층 증착 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 CCP 플레이트는 상기 공정챔버의 상부와 일체로 형성되거나 별도로 제작되어 장착되는 나노 원자층 증착 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210091571A KR20230011029A (ko) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | 원격 마이크로웨이브 투과 및 용량성 결합 플라즈마를 이용한 롤투롤 플라즈마 선택적 나노 원자층 증착 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210091571A KR20230011029A (ko) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | 원격 마이크로웨이브 투과 및 용량성 결합 플라즈마를 이용한 롤투롤 플라즈마 선택적 나노 원자층 증착 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230011029A true KR20230011029A (ko) | 2023-01-20 |
Family
ID=85108712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020210091571A KR20230011029A (ko) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | 원격 마이크로웨이브 투과 및 용량성 결합 플라즈마를 이용한 롤투롤 플라즈마 선택적 나노 원자층 증착 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230011029A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160095865A (ko) | 2015-02-04 | 2016-08-12 | 한국기초과학지원연구원 | Ecr 플라즈마 발생장치 |
-
2021
- 2021-07-13 KR KR1020210091571A patent/KR20230011029A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160095865A (ko) | 2015-02-04 | 2016-08-12 | 한국기초과학지원연구원 | Ecr 플라즈마 발생장치 |
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