KR20230141358A - 노즐형 증착장치 - Google Patents
노즐형 증착장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230141358A KR20230141358A KR1020220040831A KR20220040831A KR20230141358A KR 20230141358 A KR20230141358 A KR 20230141358A KR 1020220040831 A KR1020220040831 A KR 1020220040831A KR 20220040831 A KR20220040831 A KR 20220040831A KR 20230141358 A KR20230141358 A KR 20230141358A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nozzle
- source
- suction
- pattern
- substrate
- Prior art date
Links
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 78
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 54
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 5
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C16/047—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using irradiation by energy or particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/4557—Heated nozzles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
- C23C16/483—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using coherent light, UV to IR, e.g. lasers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명은 노즐형 증착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패턴을 증착하기 위한 소스를 패턴 증착에 필요한 만큼 제공하여 증착함에 따라 소스의 사용량을 최소화할 수 있고, 패턴을 형성할 부위에만 소스를 공급함에 따라 정밀한 패턴 증착이 가능하고 소스의 확산을 방지하여 다른 부위에 소스가 증착되는 것을 원천적으로 막을 수 있고, 히팅 가스를 활용하여 소스가 공급되는 배관 및 노즐의 막힘을 방지할 수 있고, 노즐 방식으로 소스를 공급함에 따라 증착장치를 간이하고 효율적으로 구성할 수 있는 노즐형 증착장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 기판에 패턴을 형성하기 위해 패턴을 형성하는 소스를 토출하고 레이저를 조사하여 증착하는 증착장치에 대한 것이다. 보다 상세하게는 기판에는 다양한 회로 배선을 위한 패턴이 형성되는데 종래에는 이러한 회로패턴을 화학기상증착장치(Chemical Vapor Deposition : CVD)와 같은 대규모 설비에서 형성하였으나 본 발명은 일반 대기 환경에서 기판에 미세 회로패턴을 형성하는 증착장치에 대한 것이다.
박막 패턴은 반도체 웨이퍼를 포함하여 LCD, OLED를 포함하는 평판형 디스플레이의 구동을 위한 기판에 형성되며 이러한 박막 패턴은 CVD 등 대규모 설비를 이용하여 증착하는 것이 일반적이다. 특히 나노 또는 마이크로 단위의 미세한 패턴은 마스크를 활용하는 노광, 식각, 증착 고정을 통해 제조되는 것이 통상적이다.
LCD, OLED를 포함하는 평판형 디스플레이에는 화상을 표시하기 위해 발광하는 구성과 화소의 on/off를 위한 배선 회로가 증착된 기판으로 이루어지는 것이 일반적인데 회로 패턴이 형성된 기판은 다양한 요인에 의해 미세한 회로의 단선/단락과 같은 결함이 발생하고 이러한 결함을 수리하기 위한 리페어 공정이 필수적이다. 리페어 공정을 위해서는 기판에 형성된 패턴을 끊어주거나 이어주는 공정이 필요하다. 패턴을 이어주는 공정에는 미세한 패턴을 증착하는 것이 필요한데 종래에는 결함이 있는 부위를 포함하는 일정 영역에 패턴을 형성할 금속 소스를 공급하고 패턴을 증착할 부위에 레이저를 조사하여 증착하였다.
종래의 박막패턴 증착장치는 대한민국 등록특허 10-0739443호에 개시되어 있는데 박막증착용 챔버 내에 메탈소스 가스를 공급하여 국부적인 메탈소스 분위기를 형성하고 패턴을 형성할 위치에 레이저를 조사하여 증착하는 장치가 개시되어 있다. 이러한 박막패턴 증착장치는 대규모의 챔버 내에서 이루어지는 것은 아니고 대기 중에 일부 영역을 메탈소스 분위기를 형성하여 국부적인 박막 증착을 효율적으로 수행하는 이점은 있지만 일정한 영역 내를 메탈소스 분위기로 형성하여야 하므로 메탈소스의 사용량이 과다하고 메탈소스 분위기를 형성하기 위해 에어커튼 등 부가적인 구성이 필요하며 일정 영역 내에 메탈소스 분위기가 형성됨에 따라 불필요한 부위에 메탈소스가 증착되어 박막패턴 형성 중 또 다른 결함이 발생할 수 있는 문제가 있고 미세한 패턴을 효율적으로 증착하는데 한계가 있으며 플랙서블 기판과 같이 열에 취약한 기판에 손상을 줄 가능성이 있는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 패턴을 증착하기 위한 소스를 패턴 증착에 필요한 만큼 제공하여 증착함에 따라 소스의 사용량을 최소화할 수 있고, 패턴을 형성할 부위에만 소스를 공급함에 따라 정밀한 패턴 증착이 가능하고 소스의 확산을 방지하여 다른 부위에 소스가 증착되는 것을 원천적으로 막을 수 있고, 히팅 가스를 활용하여 소스가 공급되는 배관 및 노즐의 막힘을 방지할 수 있고, 노즐 방식으로 소스를 공급함에 따라 증착장치를 간이하고 효율적으로 구성할 수 있으며, 흡입노즐부를 통해 소스가 다른 부위로 퍼지는 것을 막으면서 히팅가스가 증착부위에 집중적으로 공급될 수 있도록 하고, 상부에 마련된 흡입노즐부와 기판 상부에 마련된 흡입부를 통해 소스 및 가스가 퍼지는 것을 방지할 수 있는 노즐형 증착장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 노즐형 증착장치는 기판에 패턴을 증착하는 증착장치에 있어서, 상기 기판에 패턴을 형성하기 위해 레이저를 조사하는 레이저 모듈과, 상기 기판에 패턴을 증착하기 위해 증착할 소스를 토출하는 제1노즐과, 상기 제1노즐의 외곽부에 형성되어 미리 설정된 온도로 가열된 가스를 분사하는 제2노즐과, 상기 제1노즐 및 제2노즐을 내부에 수납하는 노즐 하우징과, 상기 노즐 하우징 내부에 수납되어 상기 제1노즐 및 제2노즐을 가열하기 위한 히터부와, 상기 노즐 하우징의 외부에 형성되어 제1노즐에서 분사된 후 증착되지 않은 소스 및 제2노즐에서 분사된 가스의 일부를 흡입하는 흡입노즐부를 포함한다.
또한, 상기 제1노즐은 제2노즐의 내부에 삽입 설치되고, 상기 제2노즐에서 분출되는 가스는 제1노즐의 외곽부를 따라 분사되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1노즐은 제2노즐 끝단에서 미리 설정된 길이만큼 돌출되도록 설치되고, 상기 제2노즐은 상기 노즐 하우징 끝단에서 미리 설정된 길이만큼 돌출되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2노즐을 통해서 분출되는 가스는 제1노즐의 외곽부를 따라 분사되고, 상기 기판에 증착되는 패턴보다 넓은 미리 설정된 일정 영역까지 분사되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 흡입노즐부의 끝단은 상기 제1노즐의 끝단과 제2노즐의 끝단 사이에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 노즐 하우징은 금속 재질로 이루어진 블록형태이고, 상기 제1노즐, 제2노즐 및 히터부의 수납을 위한 2 이상의 수납홀을 더 포함한다.
또한, 상기 노즐 하우징 외곽부 일부 또는 전부에는 노즐 하우징에서 발생한 열이 외부로 전달되는 것을 방지하기 위해 열차폐 부재가 마련되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 흡입노즐부는 상기 열차폐 부재의 외곽부를 둘러싸는 원통 형상 또는 복수의 흡입노즐 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1노즐 및 제2노즐에서 토출/분출되는 소스 및 가스 중 패턴 증착에 사용된 후 남은 소스 및 가스를 흡입하는 흡입부를 더 포함한다.
또한, 상기 흡입부는 기판에 형성되는 패턴을 중심으로 상기 제1노즐, 제2노즐 및 흡입노즐부와 마주 보는 위치에 곡선형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1노즐, 제2노즐 및 흡입노즐부는 기판에 경사지게 설치되고, 상기 흡입부에는 상기 제1노즐 및 제2노즐에서 토출/분출되는 소스 및 가스 중 패턴 증착에 사용된 후 남은 소스 및 가스를 흡입하는 2 이상의 흡입유로가 형성되고, 상기 흡입노즐부는 상기 흡입부에서 흡입하지 못한 소스 및 가스를 흡입하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 구성의 본 발명은 노즐형태로 증착하는데 필요한 소스를 공급함에 따라 소스의 사용량을 최소화할 수 있으며 소스의 낭비를 극소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 노즐을 통해 패턴 증착에 필요한 부위에 소스를 공급함에 따라 미세한 패턴을 정밀하고 정확하게 형성할 수 있다.
또한, 히팅 가스를 소스가 공급되는 노즐의 외곽부뿐만 아니라 증착이 이루어지는 일정 영역에 공급하여 노즐 막힘 및 불필요한 부위에 소스가 증착되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
또한, 노즐형태의 증착장치를 통해 증착 장치의 구성을 소형으로 제작할 수 있어 증착장치의 운용 및 설치가 용이하고, 유지 보수를 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 상부에는 흡입노즐부를 통해 히팅가스와 소스가 퍼지는 것을 방지하고 기판 부근에서는 흡입부를 통해 증착 후 남은 소스를 회수하여 패턴 증착의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 노즐형 증착장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 노즐형 증착장치에서 제1노즐, 제2노즐 및 흡입노즐부의 확대 사시도이고,
도 3은 본 발명의 노즐형 증착장치를 통해 패턴이 형성되는 것을 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 노즐형 증착장치의 흡입부를 나타내는 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 노즐형 증착장치의 흡입부가 포함되어 패턴 증착이 이루어지는 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 노즐형 증착장치에서 제1노즐, 제2노즐 및 흡입노즐부의 확대 사시도이고,
도 3은 본 발명의 노즐형 증착장치를 통해 패턴이 형성되는 것을 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 노즐형 증착장치의 흡입부를 나타내는 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 노즐형 증착장치의 흡입부가 포함되어 패턴 증착이 이루어지는 것을 나타내는 도면이다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 노즐형 증착장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 노즐형 증착장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 노즐형 증착장치에서 제1노즐, 제2노즐 및 흡입노즐부의 확대 사시도이고, 도 3은 본 발명의 노즐형 증착장치를 통해 패턴이 형성되는 것을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 노즐형 증착장치의 흡입부를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 노즐형 증착장치의 흡입부가 포함되어 패턴 증착이 이루어지는 것을 나타내는 도면이다.
패턴 특히 미세한 패턴을 증착하는 공정은 CVD같은 대규모 설비에서 이루어지고, 종래 대기 중에서 박막을 증착하는 박막 증착챔버장치가 있지만 기존의 CVD 설비에 비해 구성이 간단하기는 하지만 국부적인 메탈소스 분위기를 형성하여야 하고 패턴 증착에 사용되는 소량의 메탈소스 이 외에 남은 메탈소스는 버려지므로 메탈소스의 낭비가 심한 문제가 있다. 또한, 국부적인 메탈소스 분위기의 형성을 위해 외부 대기와 차단하기 위한 부가 구성이 필요하므로 구성이 복잡해지는 문제가 있다.
본 발명의 노즐형 증착장치는 패턴을 증착형성할 기판(10)에 소스(30)에 열을 가해 증착하기 위한 레이저를 조사하는 레이저 모듈(100)과 기판(10)에 패턴을 증착하기 위한 원료인 소스(30)를 노즐 형태로 토출하는 제1노즐(200)과 제1노즐(200)로 이동하는 소스(30)의 경화로 발생할 수 있는 노즐 막힘을 방지하면서 패턴이 증착되는 부위를 포함하는 일정 영역을 외부와 단절하기 위해 제1노즐(200)의 외곽부에 형성되어 미리 설정된 온도로 가열된 히팅 가스(40)를 분사하는 제2노즐(300)과 제1노즐(200) 및 제2노즐(300)이 내부에 수납되는 노즐 하우징(400)과 노즐 하우징(400) 내부에 수납되고 제1노즐(200) 및 제2노즐(300)을 가열하기 위한 히터부(500)와 노즐 하우징(400)의 외부에 형성되어 제1노즐(200), 제2노즐(300)에서 분사된 후 사용되지 않은 소스와 가스를 흡입하는 흡입노즐부(700)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 레이저 모듈(100)은 제1노즐(200)로부터 기판(10)에 증착될 위치로 토출되는 소스(30)에 열을 가해 경화시켜 증착시키기 위한 레이저를 공급하는 구성이다. 소스(30)는 기판에 형성할 패턴에 따라 달라지는데 예를 들어 텅스텐(W)을 사용할 경우 이에 맞는 레이저를 조사하여야 한다. 따라서 레이저의 파장, 출력, 펄스폭 등 소스(30)의 재질에 따라 적합한 레이저를 공급할 수 있는 레이저 모듈(100)을 선택하는 것이 필요하다. 또한, 소스(30)의 재질에 따라 적절한 레이저를 공급할 수 있도록 레이저 모듈(100)을 선택한 후 기판(10)에 패턴을 증착할 위치에 레이저를 조사하기 위해 광학모듈(미도시)을 통해 레이저의 경로를 변경할 수도 있다. 광학모듈을 통해 레이저의 경로를 변경할 수도 있고 기판(10)의 크기가 작다면 기판(10)을 이동할 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 제1노즐(200)은 소스(30)를 기판(10)의 증착될 위치로 토출하기 위한 구성이다. 제1노즐(200)을 통해 토출할 소스(30)는 버블러(미도시)와 같은 고체 금속을 기화시키거나 분말형태 변환시키는 구성으로부터 제1노즐(200) 뒷단에 소스 연결부(210)을 통해 공급받는다. 버블러에서 변환된 기화 또는 분말화된 소스는 배관유로를 통해 제1노즐(200)로 전달되는데 배관유로 및 제1노즐(200) 통해 기판으로 토출되는 소스(30)는 재질에 따라 다르겠지만 일정한 온도 이하로 떨어질 경우 경화되는 특성이 있다. 즉, 배관유로 및 제1노즐(200)의 막힘을 방지하기 위해서는 일정 온도 이상으로 유지하는 것이 매우 중요하다. 제1노즐(200)의 재질은 토출하는 소스(30)에 따라 다를 수 있겠지만 일정한 온도 이상으로 유지하는데 유리하도록 열전도율이 높고 내구도가 높은 금속 재질로 하는 것이 바람직하다. 물론 소스(30)의 경화를 막기 위해 표면 거칠기가 작은 재질로 하는 것이 바람직하다. 또한, 노즐의 직경은 증착하는 패턴의 폭에 따라 다르겠지만 미세하게 제작하는 것이 유리하다. 하지만 노즐의 직경이 작아질수록 미량의 소스(30)가 경화하더라도 노즐 막힘이 발생할 수 있으므로 패턴의 폭과 토출할 소스(30)의 재질 등을 고려하여 정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2노즐(300)은 제1노즐(200)의 외곽부에 마련되어 제1노즐(200)의 외곽부를 따라 미리 설정된 온도로 가열된 히팅가스(40)를 분사하는 구성이다. 히팅가스(40) 노즐 하우징(400) 뒷단에 히팅가스 연결부(310)을 통해 공급받는다. 앞서 설명한 것과 같이 제1노즐(200)은 기화 또는 분말 형태의 소스(30)가 통과하는 구성으로 일정 온도 이하로 떨어질 경우 소스(30)가 경화되어 노즐 막힘 현상이 발생한다. 제2노즐(300)은 이러한 노즐 막힘을 방지하기 위해 제1노즐(200)의 외곽부로 일정 온도로 가열된 히팅가스(40)를 분사하여 제1노즐(200)을 소스(30)의 경화가 일어나지 않는 온도 이상으로 유지하기 위한 구성이다. 또한, 히팅가스(40)는 기판(10)에 증착되는 패턴(20) 중 일부가 포함되는 일정영역(50)으로 분사되어 국부적인 차단효과도 부가적으로 얻을 수 있다. 제2노즐(300)은 예를 들어 도 1, 2에 도시된 것과 같이 제2노즐(300)의 내부에 제1노즐(200)을 삽입 설치하도록 한다면 제2노즐(300)로 공급되는 히팅가스(40)가 제1노즐(200)을 전체적으로 가열하기 때문에 앞서 설명한 것과 같이 소스(30)의 경화에 의한 노즐 막힘을 원천적으로 방지할 수 있다. 물론 제2노즐(300)을 제1노즐(200)의 외곽부에 여러 개를 마련하여도 동일한 효과를 얻을 수 있겠지만 제1노즐(200)을 내부에 삽입하는 것보다 효과는 떨어질 수 있다. 또한, 제2노즐(300)에서 분사되는 히팅가스(40)는 도 3에서와 같이 제1노즐(200) 외곽부를 따라 기판(10)까지 도달하도록 분사되면 패턴 증착하는데 사용되고 남은 소스(30)가 패턴 이외의 부위에 경화되어 또 다른 불량을 일으키는 것을 원천적으로 방지할 수 있다. 또한, 패턴을 증착하는데 국부적인 소스(30)의 분위기를 형성하는 것이 유리하므로 외부와의 차단도 얻을 수 있는 효과가 있다. 제2노즐(300)을 통해 분사하는 히팅가스(40)는 소스(30)와의 반응을 방지하면서 외부와의 차단효과를 극대화하기 위해 비활성 기체를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 분자량이 큰 불활성 기체인 아르곤(Ar)를 이용하는 것이 히팅가스(40)의 온도가 급격히 떨어지는 것을 방지하고 외부와의 차단효과를 높인다는 측면에서 바람직하다.
본 발명의 노즐 하우징(400)은 본 발명의 노즐형 증착장치의 본체를 이루면서 제1노즐(200)과 제2노즐(300) 및 후술할 히터부(500)를 수납하는 구성이다. 노즐 하우징(400)은 내부에 제1노즐(200)을 포함해서 히터부(500)까지 수납하여야 하므로 제1노즐(200), 제2노즐(300) 및 히터부(500)를 고정하는 기구들이 포함되어야 함은 물론이다. 노즐 하우징(400)을 하나의 블록형태로 제작한 후 제1노즐(200) 및 제2노즐(300)과 히터부(500)을 수납할 수 있는 수납홀(410)을 마련하면 히터부(500)에서 발생한 열을 온전히 제1노즐(200) 및 제2노즐(300)로 전달 할 수 있는 장점이 있다. 또한 별도의 고정을 위한 기구들이 필요하지 않고 하나의 노즐 하우징(400) 하나만 설비에 고정하면 되므로 설치 및 유지 보수가 용이한 장점이 있다. 다만, 히터부(500)에서 발생한 열이 노즐 하우징(400)의 몸체 전체로 전달되므로 열차폐 부재(420)를 노즐 하우징(400) 외부에 마련하여 설비로 열이 전달되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 히터부(500)는 제1노즐(200) 및 제2노즐(300)을 일정 온도 이상으로 가열하는 구성이다. 제2노즐(300)로 일정 온도 이상으로 가열된 히팅가스(40)가 공급되더라도 제2노즐(300) 자체의 길이도 있고, 기판(10)까지 히팅가스(40)가 일정 온도 이상을 유지하면서 도달되어야 하므로 히팅가스(40)의 온도를 유지하기 위해 히터부(500)가 필요하다. 또한, 히터부(500)는 한쪽에만 설치하는 것이 아니라 제2노즐(300)을 중심으로 대칭되도록 설치하는 것이 바람직하다. 다만, 여러 개를 설치할수록 가열 효과를 극대화할 수 있지만 제조 비용이 높아지므로 정밀한 온도 조절과 제조비용에 맞춰 본 발명의 노즐형 증착장치가 설치되는 환경에 맞춰 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 흡입노즐부(700)는 노즐 하우징(100)의 외부에 형성되어 제1노즐(200)에서 분사된 후 증착되지 않은 소스(60)와 제2노즐(300)에서 분사된 가스의 일부(60)를 흡입하기 위한 구성이다. 본 발명의 노즐형 증착장치는 챔버가 없는 구조로서 패턴이 증착되는 부위를 포함하는 일정 영역을 제2노즐(200)에서 분사하는 히팅 가스(40)을 통해 외부와 단절되지만 증착되지 않은 소스와 히팅 가스(40)가 외부로 퍼지는 단점이 있다. 증착되지 않은 소스가 히팅 가스(40)의 영역을 벗어나면 기판(10)의 다른 부위에 증착되어 단락, 단선을 일으키는 문제가 발생하게 되어 리페어의 성공률이 떨어지는 문제가 발생한다. 이를 위해 흡입노즐부(700)의 끝단은 제1노즐(200)과 제2노즐(300)의 끝단 사이에 마련되도록 설치하여 제1노즐(200)에서 분사되는 소스에 레이저 모듈(100)에서 조사되는 레이저와의 간섭을 피하면서 소스와 히팅 가스(40)가 외부로 퍼지는 것을 막을 수 있다. 히팅 가스(40)가 기판(10)의 일정 영역에 도달하도록 하기 위해 히팅 가스(40)의 분사 압력을 흡입노즐부(700)의 흡입력보다 크게 하여 외부로 히팅 가스(40)가 퍼지는 것을 방지하면서도 일정 영역을 히팅 가스(40)로 둘러싸도록 하여 리페어 공정의 효율성을 극대화할 수 있다. 또한, 흡입노즐부(700)는 원통형상으로 마련하는 것이 바람직하지만 여러 개의 노즐을 노즐 하우징(100)의 외곽에 대칭적으로 배치하는 것도 가능하다. 여러 개의 노즐을 배치할 경우 일부 흡입되지 않는 부위가 있을 수 있지만 각 노즐의 흡입력을 달리하여 리페어 공정이 이루어지는 상황에 맞춰 운영할 수 있는 장점이 있다. 또한, 기판(10)과 가까운 부위에서는 아래에서 설명할 흡입부(600)에서 소스와 히팅 가스(40)를 주로 흡입하고 제1노즐(200), 제2노즐(300)이 위치하는 상부에서는 본 발명의 흡입노즐부(700)를 통해 소스와 히팅 가스(40)를 흡입하여 소스 등이 외부로 유출되는 것을 완벽하게 막을 수 있게 된다.
본 발명의 흡입부(600)는 제1노즐(200)에서 토출된 소스(30)가 패턴으로 증착되고 남은 소스(30) 및 제2노즐(300)로 분사되는 히팅가스(40)를 흡입하여 외부로 배출하기 위한 구성이다. 흡입부(600)는 도 4에 도시된 일례와 같이 제2노즐(300)의 외곽부를 감싸는 형태로 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 흡입된 소스(30) 및 히팅가스(40)를 효율적으로 흡입하기 위해 흡입유로(610)는 복수로 여러 개 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 패턴(20)의 증착을 위해 레이저를 조사하여야 하므로 정밀한 증착을 위해 제1노즐(200)을 기판에 기울어지게 설치한 후 기판에 수직으로 레이저가 조사되는 것이 바람직하다. 따라서 흡입유로(610)는 기울어진 제1노즐(200)에 대응되도록 경사지게 형성된다면 외부로 흩어지지 않고 효율적으로 흡입할 수 있는 효과가 있다. 또한, 도 5와 같이 노즐 하우징(400)을 기울어지도록 설치한 후 흡입부(600)가 반대편에 위치하도록 설치한다면 보다 효율적으로 소스(30)와 히팅가스(40)를 흡입할 수 있는 효과가 있다.
레이저 모듈 : 100
제1노즐 : 200
제2노즐 : 300 노즐 하우징 : 400
히터부: 500 흡입부 : 600
흡입노즐부 : 700
제2노즐 : 300 노즐 하우징 : 400
히터부: 500 흡입부 : 600
흡입노즐부 : 700
Claims (11)
- 기판에 패턴을 증착하는 증착장치에 있어서,
상기 기판에 패턴을 형성하기 위해 레이저를 조사하는 레이저 모듈과,
상기 기판에 패턴을 증착하기 위해 증착할 소스를 토출하는 제1노즐과,
상기 제1노즐의 외곽부에 형성되어 미리 설정된 온도로 가열된 가스를 분사하는 제2노즐과,
상기 제1노즐 및 제2노즐을 내부에 수납하는 노즐 하우징과,
상기 노즐 하우징 내부에 수납되어 상기 제1노즐 및 제2노즐을 가열하기 위한 히터부와,
상기 노즐 하우징의 외부에 형성되어 제1노즐에서 분사된 후 증착되지 않은 소스 및 제2노즐에서 분사된 가스의 일부를 흡입하는 흡입노즐부를 포함하는 노즐형 증착장치.
- 청구항 1에서,
상기 제1노즐은 제2노즐의 내부에 삽입 설치되고, 상기 제2노즐에서 분출되는 가스는 제1노즐의 외곽부를 따라 분사되는 것을 특징으로 하는 노즐형 증착장치.
- 청구항 2에서,
상기 제1노즐은 제2노즐 끝단에서 미리 설정된 길이만큼 돌출되도록 설치되고, 상기 제2노즐은 상기 노즐 하우징 끝단에서 미리 설정된 길이만큼 돌출되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 노즐형 증착장치.
- 청구항 2에서,
상기 제2노즐을 통해서 분출되는 가스는 제1노즐의 외곽부를 따라 분사되고, 상기 기판에 증착되는 패턴보다 넓은 미리 설정된 일정 영역까지 분사되는 것을 특징으로 하는 노즐형 증착장치.
- 청구항 1에서,
상기 흡입노즐부의 끝단은 상기 제1노즐의 끝단과 제2노즐의 끝단 사이에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐형 증착장치.
- 청구항 1에서,
상기 노즐 하우징은 금속 재질로 이루어진 블록형태이고,
상기 제1노즐, 제2노즐 및 히터부의 수납을 위한 2 이상의 수납홀을 더 포함하는 노즐형 증착장치.
- 청구항 6에서,
상기 노즐 하우징 외곽부 일부 또는 전부에는 노즐 하우징에서 발생한 열이 외부로 전달되는 것을 방지하기 위해 열차폐 부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 노즐형 증착장치.
- 청구항 7에서,
상기 흡입노즐부는 상기 열차폐 부재의 외곽부를 둘러싸는 원통 형상 또는 복수의 흡입노즐 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 노즐형 증착장치.
- 청구항 1에서,
상기 제1노즐 및 제2노즐에서 토출/분출되는 소스 및 가스 중 패턴 증착에 사용된 후 남은 소스 및 가스를 흡입하는 흡입부를 더 포함하는 노즐형 증착장치.
- 청구항 9에서,
상기 흡입부는 기판에 형성되는 패턴을 중심으로 상기 제1노즐, 제2노즐 및 흡입노즐부와 마주 보는 위치에 곡선형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 노즐형 증착장치.
- 청구항 7에서,
상기 제1노즐, 제2노즐 및 흡입노즐부는 기판에 경사지게 설치되고,
상기 흡입부에는 상기 제1노즐 및 제2노즐에서 토출/분출되는 소스 및 가스 중 패턴 증착에 사용된 후 남은 소스 및 가스를 흡입하는 2 이상의 흡입유로가 형성되고, 상기 흡입노즐부는 상기 흡입부에서 흡입하지 못한 소스 및 가스를 흡입하는 것을 특징으로 하는 노즐형 증착장치.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220040831A KR20230141358A (ko) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 노즐형 증착장치 |
| TW111120136A TWI833232B (zh) | 2022-03-31 | 2022-05-30 | 噴嘴型沉積裝置 |
| CN202210604686.XA CN116926496A (zh) | 2022-03-31 | 2022-05-30 | 喷嘴型沉积装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220040831A KR20230141358A (ko) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 노즐형 증착장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230141358A true KR20230141358A (ko) | 2023-10-10 |
Family
ID=88292334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220040831A KR20230141358A (ko) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 노즐형 증착장치 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230141358A (ko) |
| CN (1) | CN116926496A (ko) |
| TW (1) | TWI833232B (ko) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8663754B2 (en) * | 2009-03-09 | 2014-03-04 | Imra America, Inc. | Pulsed laser micro-deposition pattern formation |
| US20160362782A1 (en) * | 2015-06-15 | 2016-12-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Gas dispenser and deposition apparatus using the same |
-
2022
- 2022-03-31 KR KR1020220040831A patent/KR20230141358A/ko not_active Application Discontinuation
- 2022-05-30 CN CN202210604686.XA patent/CN116926496A/zh active Pending
- 2022-05-30 TW TW111120136A patent/TWI833232B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116926496A (zh) | 2023-10-24 |
| TWI833232B (zh) | 2024-02-21 |
| TW202340514A (zh) | 2023-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7412983B2 (en) | Pattern forming method and apparatus, and device fabrication method and device | |
| KR101128745B1 (ko) | 증기 방출 장치, 유기 박막 증착 장치 및 유기 박막 증착 방법 | |
| JP6815390B2 (ja) | 堆積装置を操作する方法、蒸発した源材料を基板に堆積する方法、及び堆積装置 | |
| KR100623730B1 (ko) | 증발원 어셈블리 및 이를 구비한 증착 장치 | |
| CN103766013A (zh) | 图案形成装置和方法以及制造形成有图案的基板的方法 | |
| KR20020094600A (ko) | 화학적 강화제(ｃｅ) 처리 챔버 및 이를 이용한 반도체소자의 구리 박막 증착 장비 | |
| CN107073487B (zh) | 成膜装置 | |
| KR20230141358A (ko) | 노즐형 증착장치 | |
| TW201428258A (zh) | 配線形成裝置、維修方法及配線形成方法 | |
| EP1067830A1 (en) | A chemical solution treatment equipment | |
| KR20230029357A (ko) | 노즐형 증착장치 | |
| TWI783963B (zh) | 氣體噴射裝置、包括氣體噴射裝置的基板加工設施以及使用基板加工設施來加工基板的方法 | |
| KR101925579B1 (ko) | 증착 장치 | |
| KR101741806B1 (ko) | 리니어 분사체 및 이를 포함하는 증착장치 | |
| JP5130616B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JP5240466B2 (ja) | Ｆｐｄ基板の製造方法及び装置 | |
| JP3874106B2 (ja) | 成膜装置およびデバイスの製造方法 | |
| KR101309044B1 (ko) | 나노 코팅장치 | |
| KR20160006073A (ko) | 마스크 세정 장치 및 마스크 세정 방법 | |
| JP3907491B2 (ja) | パターン形成装置 | |
| JP3232069B2 (ja) | エッチング装置 | |
| KR20150133076A (ko) | 박막 증착 인라인 시스템 | |
| KR102185735B1 (ko) | 파릴렌 증착 장치 및 방법 | |
| KR101001484B1 (ko) | 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치 | |
| KR20060099974A (ko) | 증발원 및 이를 구비한 증착장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |