KR20240039061A - 원자층 증착 장치 및 방법 - Google Patents

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파시 메릴라이넨
페카 소이넨
마티 마릴라
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Abstract

본 발명은 배치 공정에서 복수의 기판들을 동시에 처리하도록 배열되는 원자층 증착 장치들(1) 및 기판 배치를 로딩하는 방법에 관한 것이다. 이 장치는 로딩 연결부(40)를 통해 진공 챔버(20)에 연결되는 로딩 챔버(30); 로딩 연결부(40)를 통해 로딩 챔버(30)와 진공 챔버(20) 내부의 반응 챔버(10) 사이에서 기판 배치(B)를 이동시키도록 배열되는 로딩 배열부(50); 및 반응기 바닥부를 형성하는 지지부(11)를 포함하는 반응 챔버(10); 및 반사기 측벽들 및 반사기 루프를 형성하는 커버부(12)를 포함한다. 커버부(12)는 반응 챔버(10)의 개방 위치와 반응 챔버(10)의 폐쇄 위치 사이에서 지지부(11)에 대해 이동 가능하게 배열된다.

Description

원자층 증착 장치 및 방법
본 발명은 원자층 증착 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 독립 청구항 1의 전제부에 정의된 원자층 증착 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 원자층 증착 장치의 반응 챔버에 기판 배치(substrate batch)를 로딩하는 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 독립 청구항 12의 전제부에 정의된 방법에 관한 것이다.
공개 CN 112323045A에는 반응 챔버의 상단이 개방되는 반응 챔버가 개시되어 있다. 기판 배치(substrate batch)는 반응 챔버 내부의 반응 챔버의 상단으로부터 로딩된다. 배치의 로딩이 진공 챔버 외부로부터 제공되므로 기판 배치가 로딩되는 경우에 진공이 깨지게 된다.
원자층 증착 장치(atomic layer deposition apparatus), 즉 ALD 반응기의 반응 챔버에 복수의 기판들을 로딩하는 것은 어려운 일이며 기판에 고유한 복잡한 로딩 메커니즘들을 필요로 한다. 기판 로딩 메커니즘들은 공정 흐름 지오메트리에 대한 타협을 유발할 수 있으며, 이로 인해 증착 속도가 감소되거나 필름 균일성에 도전 과제로 될 수 있다.
본 발명의 목적은 기판들의 크기가 임의의 특정 크기에 제한되지 않는, 원자층 증착 장치의 반응 챔버에 기판 배치를 로딩하는 간단하고 효과적인 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 독립 청구항들에 기술된 것을 특징으로 하는 원자층 증착 장치 및 기판 배치를 로딩하는 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들이 종속 청구항들에 개시되어 있다.
본 발명은, 진공 챔버 내부에 반응 챔버를 가진 진공 챔버와 연결되는 로딩 챔버를 제공하고, 반응 챔버는 커버부와 지지부로 이루어져 있으며, 이들 부분이 서로 이동 가능하게 배열됨으로써, 배치가 로딩 챔버로부터 수평으로 반응 챔버로 로딩되고, 그 후에 배치 주위의 반응 챔버를 폐쇄할 수 있게 되는 아이디어에 기초한다.
본 발명에 따른 원자층 증착 장치는, 복수의 기판들을 배치 공정(batch process)에서 동시에 처리하도록 배열되고, 진공 챔버 내부에 반응 챔버가 배열되며, 로딩 연결부를 통해 진공 챔버에 연결되는 로딩 챔버를 포함하고, 로딩 연결부를 통해 진공 챔버 내부의 반응 챔버와 로딩 챔버 사이에서 기판 배치를 이동시키도록 배열되는 로딩 배열부를 포함한다. 반응 챔버는 기판 배치에 대한 지지체를 형성하는 지지부, 및 지지부에 배열되는 기판 배치를 둘러싸는 하우징을 형성하는 커버부를 포함한다. 지지부와 커버부가 함께 반응 챔버를 형성하며, 커버부는 반응 챔버의 개방 위치와 반응 챔버의 폐쇄 위치 사이에서 바닥부에 대해 이동 가능하게 배열되고, 이에 따라 반응 챔버의 개방 위치에서는 지지부와 커버부가 서로 이격되어 있고, 반응 챔버의 폐쇄 위치에서는 지지부와 커버부가 함께 연결되어 폐쇄된 반응 챔버를 형성하게 된다.
로딩 챔버 및 진공 챔버 내부의 반응 챔버는 바람직하게는, 로딩 배열부가 로딩 챔버로부터 반응 챔버로 배치를 이동시키도록 배열됨으로써 배치가 수평으로 이동되도록 배열되며, 이에 따라 로딩 챔버와 진공 챔버 사이의 로딩 연결부가 챔버들의 측벽들에 배열된다. 반응 챔버가 개방 위치를 제공하도록 배열됨으로써, 배치가 전달되는 지지부가 로딩 배열부와 동일한 평면에 위치하게 되며, 이에 따라 로딩 챔버로부터 반응 챔버로의 배치의 전달이 수평으로 배열된다.
기판 배치(substrate batch)는 복수의 기판들이 반응 챔버 내부에서 동시에 처리될 수 있는 배열을 의미한다. 기판 배치는 본 출원의 맥락에서, 여러 기판들이 동시 처리를 위해 놓이게 될 수 있는 랙(rack) 또는 유사한 구조를 의미한다. 그러나, 기판 배치가 다른 기판들을 포함하지 않는 경우, 기판 배치는 하나의 기판만을 포함할 수 있으며, 이것은 하나의 기판만이 배열되는 경우에 랙 또는 유사한 구조에 빈 공간들이 존재한다는 것을 의미한다. 기판 배치는 특정 간격들로 적층되는 복수의 기판들을 지지하도록 배열된다.
로딩 챔버와 진공 챔버 사이의 로딩 연결부는 바람직하게는 로딩 챔버와 진공 챔버 사이의 로딩 연결부를 개방하고 폐쇄하도록 배열되는 포트 밸브 등과 같은 폐쇄 메커니즘을 포함한다.
기판 배치를 이동시키도록 배열되는 로딩 배열부는 배치를 지지하기 위한 배치 지지체, 및 로딩 챔버와 반응 챔버 사이에서 배치 지지체를 이동시키기 위한 이동 메커니즘을 포함한다.
반응 챔버는 기판 처리를 위해 배치가 놓이는 지지부, 및 반응 챔버의 하우징의 나머지 부분을 형성하는 커버부를 포함하며, 커버부는 지지부와 연결되도록 배열되어, 반응 챔버 내부에서 배치를 둘러싸도록 배열된다. 다시 말해, 반응 챔버는 기판 배치를 둘러싸는 하우징으로 형성되며, 하우징은 커버부 및 지지부로 구성된다. 커버부는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 지지부에 대해 이동 가능하게 배열되며, 이에 따라 커버부는 반응 챔버를 폐쇄하기 위해 지지부를 향해 이동하도록 배열된다.
본 발명에 따르면, 커버부는 제 1 방향으로 이동하도록 배열되고 로딩 배열부는 기판 배치를 제 2 방향으로 이동시키도록 배열되며, 제 2 방향은 제 1 방향을 가로지르는 방향이다. 즉, 로딩 배열부의 이동은 커버부의 이동과 상이한 방향으로 이루어지며, 예를 들어, 로딩 배열부의 이동은 수평으로 되고, 커버부의 이동은 수직으로 되거나, 또는 그 반대의 경우도 가능하다.
본 발명에 따르면, 원자층 증착 장치는, 반응 챔버에 연결되고 반응 챔버의 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 커버부를 이동시키도록 배열되는 리프터(lifter)를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 리프터는 반응 챔버의 커버부에 연결되고, 반응 챔버의 지지부에 대해 수직 방향으로 커버부를 이동시키도록 배열되며, 지지부는 진공 챔버 내부에 고정적으로 배열된다.
본 발명에 따르면, 리프터는 반응 챔버의 커버부에 연결되고, 반응 챔버의 지지부에 대해 수평 방향으로 커버부를 이동시키도록 배열되며, 지지부는 진공 챔버 내부에 고정적으로 배열된다.
리프터는 진공 챔버 외부로부터 진공 챔버를 통해 반응 챔버까지 연장된다. 그러나, 본 발명에 따르면 리프터는 진공 챔버 외부에 배열되는 리프터 모터를 포함한다.
본 발명에 따르면, 원자층 증착 장치는, 반응 챔버의 커버부의 적어도 일부를 둘러싸고 커버부와 함께 이동하도록 진공 챔버 내부에 배열되는 열 반사기를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 원자층 증착 장치는 진공 챔버 내부에 이동 가능하게 배열되는 열 반사기를 더 포함하며, 반응 챔버가 폐쇄 위치에 있는 경우, 열 반사기는 로딩 연결부와 반응 챔버 사이의 공간에 배열되고, 반응 챔버가 개방 위치에 있는 경우, 열 반사기는 로딩 연결부와 개방된 반응 챔버 사이에 개방된 경로를 제공하기 위해 로딩 연결부로부터 멀리 이동된다.
열 반사기는 로딩 연결부 개구를 향해 배열되는 반사기 표면을 가지고 있으며, 열 반사기의 표면은 로딩 연결부 개구에 대해 가로 또는 수직 방향으로 연장된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 열 반사기는 열 반사기가 커버부와 함께 이동 가능하도록 반응 챔버의 커버부에 연결된다.
본 발명에 따르면, 열 반사기는 리프터와 함께 이동 가능하도록 리프터에 연결된다.
본 발명에 따르면 원자층 증착 장치는 로딩 챔버 및 진공 챔버에 진공 상태들을 제공하도록 배열되는 진공 시스템을 더 포함한다. 진공 시스템은 로딩 챔버 및 진공 챔버 내의 진공 상태들을 개별 동작들로서 제공하기 위한 하나 이상의 진공 펌프들 또는 진공 배열부들을 포함할 수 있다.
원자층 증착 방법의 원리들에 따라 기판들을 처리하기 위해 본 발명에 따른 원자층 증착 장치의 반응 챔버에 기판 배치를 로딩하는 방법은 기판 배치를 로딩 챔버에 배열하는 단계; 로딩 챔버와 진공 챔버 사이의 로딩 연결부를 개방하는 단계; 배치를 로딩 챔버로부터 진공 챔버 내부의 반응 챔버로 이동시키는 단계 - 반응 챔버는 반응 챔버의 지지부가 반응 챔버의 커버부로부터 이격되는 개방 위치에 있음 -; 및 지지부에 대한 커버부의 이동을 제공함으로써 반응 챔버를 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동시키는 단계를 포함한다.
로딩 챔버와 진공 챔버 사이의 기판 배치의 이동은 바람직하게는 수평으로 배열되는 반면, 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 그리고 폐쇄 위치로부터 개방 위치로의 반응 챔버의 이동은 바람직하게는 수직으로 배열된다.
본 발명에 따르면, 방법은 로딩 챔버와 진공 챔버 사이의 로딩 연결부를 개방하기 이전에 로딩 챔버 및 진공 챔버에 연결되는 진공 시스템을 통해 로딩 챔버 및 진공 챔버에 진공 상태들을 제공하는 단계를 더 포함한다. 진공 시스템은 개별 동작들로서 진공 상태들을 제공하기 위해 로딩 챔버 및 진공 챔버에 개별적으로 연결되는 복수의 진공 펌프들 또는 복수의 진공 배열부들을 포함할 수 있거나, 또는 진공 시스템은 로딩 챔버 및 진공 챔버에 대한 공통 진공 펌프들 또는 공통 진공 배열부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응 챔버를 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동시키는 단계는, 커버부에 연결되는 리프터에 의해 커버부를 수직 방향으로 이동시키는 단계; 및 커버부를 지지부에 연결하여 반응 챔버를 폐쇄하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반응 챔버를 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동시키는 단계는 지지부에 연결되는 리프터에 의해 지지부를 수직 방향으로 이동시키는 단계; 및 지지부를 커버부에 연결하여 반응 챔버를 폐쇄하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 방법은 상기 언급된 바에 따른 원자층 증착 장치에 의해 수행된다.
본 발명의 이점은 로딩 챔버 및 진공 챔버가 모두 진공 상태들로 제공되기 때문에 기판들이 반응 챔버에 로딩되는 경우 진공이 깨지지 않는다는 점이다. 본 발명의 또 다른 이점은 배치를 로딩 챔버로부터 반응 챔버로 수평으로 이동시키는 것에 의해 기판의 로딩이 간단하다는 점이다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 특정 실시예들을 통해 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 원자층 증착 장치를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 나타나 있는 원자층 증착 장치를 하나의 방법 단계로 나타낸 것이다.
도 3은 도 1에 나타나 있는 원자층 증착 장치를 또 다른 방법 단계로 나타낸 것이다.
도 4는 도 1에 나타나 있는 원자층 증착 장치를 또 다른 방법 단계로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 원자층 증착 장치를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 원자층 증착 장치를 나타낸 것이다.
도 1은 진공 챔버(20) 내부에 배열되는 반응 챔버(10)를 갖는 원자층 증착 장치(1)를 나타낸다. 반응 챔버(10)는 기판 랙과 연결되어 배열되는 기판들을 동시에 처리하도록 하기 위해 반응 챔버(10) 내부에 기판 랙이 제공되는 배치 공정에서 원자층 증착 방법의 원리들에 따라 기판들을 처리하도록 배열된다. 원자층 증착 장치(1)는 로딩 연결부(40)를 통해 진공 챔버(20)와 연결되는 로딩 챔버(30)를 더 포함한다. 로딩 연결부(40)는, 로딩 챔버(30)에 로딩되는 기판 배치(B)가 로딩 챔버(30)로부터, 진공 챔버(20) 내부의 반응 챔버(10)로 이동하고, 반응 챔버(10)로부터 로딩 챔버(30)로 다시 이동하는 로딩 경로를 제공하도록 배열된다. 로딩 배열부(50)는 로딩 경로를 따라 로딩 연결부(40)를 통해 로딩 챔버(30)와 진공 챔버(20) 내부의 반응 챔버(10) 사이에서 기판 배치(B)를 이동시키도록 배열된다. 로딩 배열부(50)는 기판 배치(B)를 지지하기 위한 지지체, 및 지지체를 이동시키기 위한 이동 메커니즘을 포함한다. 원자층 증착 장치는 기판 배치에 대한 지지체를 형성하는 지지부, 및 지지부 위에 놓이는 기판 배치를 둘러싸는 하우징을 형성하는 커버부를 포함하는 반응 챔버(10)를 포함한다. 지지부는 본 발명의 본 실시예에서 또한 반응 챔버(10)의 바닥부를 형성하고, 커버부(12)는 반응기 측벽들 및 반응기 루프를 형성한다. 지지부(11)와 커버부(12)가 함께 반응 챔버(10)를 형성함으로써, 커버부(12)가 반응 챔버(10)의 개방 위치와 반응 챔버(10)의 폐쇄 위치 사이에서 바닥부(11)에 대해 이동 가능하게 배열되며, 이에 따라 반응 챔버(10)의 개방 위치에서는 지지부(11)와 커버부(12)가 서로 이격되어 있고, 반응 챔버(10)의 폐쇄 위치에서는 지지부(11)와 커버부(12)가 함께 연결되어 폐쇄된 반응 챔버를 형성한다. 도 1은 폐쇄 반응 챔버(10)를 형성하기 위해 커버부(12)와 지지부(11)가 함께 연결되도록 폐쇄 위치에 있는 반응 챔버(10)를 나타낸다. 로딩 챔버(30)와 반응 챔버(10)가 내부에 있는 진공 챔버(20)를 연결하는 로딩 연결부(40)도 폐쇄 위치에 있어서 로딩 챔버(30)와 진공 챔버(20)를 분리시킨다. 기판 배치(B)는 로딩 배열부(50) 상의 로딩 챔버(30)에 로딩된다. 진공 시스템(80)은 로딩 챔버(30)에 진공 상태들을 제공한다.
도 1은 또한 진공 챔버(20)의 내부 표면들에 제공되는 추가 열 반사기들(71)을 나타낸다. 그러나, 이러한 추가 열 반사기들(71)이 필수적인 것은 아니며 예를 들어 이들은 로딩 연결부(40)의 주변 영역들 또는 리프터(60)의 주변 영역들을 보호하도록 배열될 수 있다.
도 1은 또한 가스 공급 도관(91)이 반응 챔버(10)의 지지부(11)에 연결되어, 가스들이 가스 공급원(90)으로부터 지지부(11)를 통해 반응 챔버(10) 내로 공급되는 것을 나타낸다. 또한, 배출 도관(101)이 반응 챔버(10)의 지지부(11)에 연결되어, 가스들이 반응 챔버(10)로부터 지지부(11)를 거쳐 배출 시스템(100)으로 배출된다.
지지부(11)는, 본 출원 전반에 걸쳐 반응 챔버(10) 내에서 기판들을 처리하기 위해 기판 배치(B)가 놓이게 되고 진공 챔버(20) 내부에 고정된 상태로 유지되는 부분이다. 화살표들 C 및 D는 커버부(12) 및 로딩 배열부(50)의 이동 방향을 나타내며, 화살표 C는 제 1 방향으로의 왕복 이동을 나타내고, 화살표 D는 제 1 방향을 가로지르는 제 2 방향으로의 왕복 이동을 나타낸다.
도 2는 로딩 챔버(30)와 진공 챔버(20)를 연결하는 로딩 연결부(40)가 개방되어 있음을 보여주며, 이는 진공 시스템이 로딩 챔버(30) 및 진공 챔버(20)에 진공 상태들을 제공하여, 기판 배치(B)가 진공을 깨지 않고 로딩 챔버(30)로부터 진공 챔버(20) 내부의 반응 챔버(10)로 이동할 수 있다는 것을 의미한다. 반응 챔버(10)의 커버부(12)는 리프터 모터(61)를 갖는 리프터(60)에 의해 진공 챔버(20) 외부로 이동되며, 이에 따라 리프터(60)가 진공 챔버 외부로부터 진공 챔버(20) 내부까지 연장되어 반응 챔버(10)의 커버부(12)에 연결된다. 반응 챔버(10)의 개방 위치에서 커버부(12)는 리프터(60)에 의해 진공 챔버(20)의 상부로 이동되고, 커버부(12)는 그 위치를 유지하는 지지부(11)로부터 이격된다. 지지부(11)는 로딩 챔버(30)와 반응 챔버(10) 사이의 로딩 경로가 수평이 되도록 로딩 배열부(50)와 동일한 레벨에 배열된다. 원자층 증착 장치(1)는 반응 챔버(10)로부터 나오는 열이 로딩 연결부(40)로 반사되는 것을 방지하도록 배열되는 열 반사기(70)를 더 포함한다. 본 발명의 본 실시예에서, 열 반사기(70)는 반응 챔버(10)의 커버부(12)와 연결되어 배열되고, 커버부(12)가 진공 챔버(20)의 상부로 이동함에 따라 반응 챔버(10)와 로딩 연결부(40) 사이의 공간에서 멀어지게 이동됨으로써, 기판 배치(B)에 대한 개방된 로딩 경로를 제공하게 된다. 도 5는 열 반사기와 관련된 다른 실시예를 나타낸다.
도 3은 기판 배치(B)가 로딩 챔버(30)로부터 진공 챔버(20) 내부의 반응 챔버(10)로 제 2 방향(D)으로 이동되는 원자층 증착 장치(1)의 상태를 나타낸다. 반응 챔버(10)는 계속해서 개방되어 있고 로딩 배열부(50)는 로딩 챔버(30)로부터 반응 챔버(10)까지 연장된다. 진공 상태들은 로딩 챔버(30) 및 진공 챔버(20)에 개방된 반응 챔버(10) 모두에 제공된다.
도 4는 리프터(60)에 의해 커버부(12)를 이동시키기 위한 리프터 모터(61)를 동작시켜 커버부(12)가 지지부(11)에 맞물리도록 하여 반응 챔버(10)의 커버부(12)가 반응 챔버(10)의 지지부(11)에 접촉된 동작 모드에서의 원자층 증착 장치(1)의 상태를 나타낸다. 커버부(12)는 제 1 방향(C)으로 이동했다. 열 반사기(70)는 또한 반응 챔버(10)와 로딩 연결부(40) 사이의 공간에 배치되어 열 반사기(70)가 반응 챔버(10)로부터의 열이 로딩 연결부(40)로 전달되는 것을 방지하게 된다. 로딩 연결부(40)는 폐쇄되고, 로딩 챔버(30)는 폐쇄된 로딩 연결부(40)를 통해 진공 챔버(20)로부터 분리되었다. 기판 배치(B)에 제공되는 기판들은 원자층 증착 방법의 원리들에 따라 반응 챔버(10)에서 처리된다.
도 5는 기판 배치(B)의 로딩 이동이 수직 방향이 되도록, 즉 본 실시예에서 제 2 방향(D)이 수직 방향이 되도록 로딩 챔버(30)가 진공 챔버(20) 위에 배열되는 본 발명에 따른 원자층 증착 장치(1)를 나타낸다. 도 5는 로딩 챔버(30)가 진공 챔버(20) 위에 있는 것을 나타내지만, 로딩 챔버(30)는 대안적으로 진공 챔버(20) 아래에 제공될 수도 있다. 커버부(12)의 이동 방향, 즉 제 1 방향(C)은 본 실시예에서는 수평 방향이다. 지지부(10)는 기판 배치를 수직 방향으로 제공된 지지부(11)에 연결하기 위한 랙 또는 다른 구조체에 제공되는 기판 배치를 위한 연결 배열을 포함한다.
도 5는 로딩 챔버(30)에 열이 들어가는 것을 방지하기 위해 반응 챔버(10)와 연계하여 열 반사기(70)를 제공하는 또 다른 방식을 나타낸다. 열 반사기(70)는 반응 챔버(10)의 적어도 일부를 커버하도록 배열되고, 도 5에 나타나 있는 이 버전에서는 열 반사기(70)가 커버부(12)를 둘러싼다.
도 6은 진공 챔버(20) 내부에 반응 챔버(20)를 배열하는 대안적인 방법을 나타낸다. 로딩 챔버(30)가 도 1에 도시된 진공 챔버(20)의 반대 위치에 배열되어 있지만, 어떤 방식으로도 이것이 본 실시예를 제한하지 않는다. 지지부(11)는 커버부(12)가 아래로부터 지지부(11)를 향해 이동하고 기판 배치가 거기에 매달리도록 진공 챔버(20) 내부에 고정적으로 배열된다. 그러나 제 1 방향(C) 및 제 2 방향(D)은 도 1과 동일하다. 가스 공급 및 배출은 도 1 내지 도 5에 나타나 있는 다른 모든 실시예들과 관련하여 유사하게 지지부(11)를 통해 반응 챔버(10)로 및 반응 챔버(10)로부터 제공된다.
본 발명이 도면들에 나타나 있는 예들을 참조하여 위에서 설명되었다. 그러나, 본 발명이 위의 예들로 제한되는 것은 아니며 청구범위 내에서 변경될 수 있다.

Claims (15)

  1. 복수의 기판들을 배치 공정(batch process)에서 동시에 처리하도록 배열되는 원자층 증착 장치(1)로서, 상기 원자층 증착 장치(1)는 진공 챔버(20) 내부에 배열되는 반응 챔버(10)를 가지며, 상기 원자층 증착 장치(1)는,
    로딩 연결부(loading connection)(40)를 통해 상기 진공 챔버(20)에 연결되는 로딩 챔버(30);
    상기 로딩 연결부(40)를 통해 상기 로딩 챔버(30)와, 상기 진공 챔버(20) 내부의 상기 반응 챔버(10) 사이에서 기판 배치(substrate batch, B)를 이동시키도록 배열되는 로딩 배열부(loading arrangement)(50)
    를 더 포함하고,
    상기 반응 챔버(10)는,
    - 상기 기판 배치(B)에 대한 지지체를 형성하는 지지부(11); 및
    - 상기 지지부(11) 상에 배열되는 상기 기판 배치(B)를 둘러싸는 하우징을 형성하는 커버부(12)
    를 포함하며,
    상기 지지부(11)와 상기 커버부(12)가 함께 상기 반응 챔버(10)를 형성하여, 상기 커버부(12)가 상기 반응 챔버(10)의 개방 위치와 상기 반응 챔버(10)의 폐쇄 위치 사이에서 상기 지지부(11)에 대해 이동 가능하게 배열되고,
    이에 따라 상기 반응 챔버(10)의 상기 개방 위치에서는 상기 지지부(11)와 상기 커버부(12)가 서로 이격되어 있고, 상기 반응 챔버(10)의 상기 폐쇄 위치에서는 상기 지지부(11)와 상기 커버부(12)가 폐쇄된 반응 챔버를 형성하기 위해 함께 연결되는 것을 특징으로 하는, 원자층 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버부(12)는 제 1 방향(C)으로 이동하도록 배열되고, 상기 로딩 배열부(50)는 상기 기판 배치(B)를 제 2 방향(D)으로 이동하도록 배열되며, 상기 제 2 방향(D)은 상기 제 1 방향(C)을 가로지르는 방향인 것을 특징으로 하는, 원자층 증착 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 원자층 증착 장치(1)는, 상기 반응 챔버(10)에 연결되어 상기 반응 챔버(10)의 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 상기 커버부(12)를 이동시키도록 배열되는 리프터(lifter)(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 원자층 증착 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 리프터(60)는 상기 반응 챔버(10)의 상기 커버부(12)에 연결되어, 상기 커버부(12)를 상기 반응 챔버(10)의 상기 지지부(11)에 대해 수직 방향으로 이동시키도록 배열되며, 상기 지지부(11)는 상기 진공 챔버(20) 내부에 고정적으로 배열되는 것을 특징으로 하는, 원자층 증착 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 리프터(60)는 상기 반응 챔버(10)의 상기 커버부(12)에 연결되어, 상기 커버부(12)를 상기 반응 챔버(10)의 상기 지지부(11)에 대해 수평 방향으로 이동시키도록 배열되며, 상기 지지부(11)는 상기 진공 챔버(20) 내부에 고정적으로 배열되는 것을 특징으로 하는, 원자층 증착 장치.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리프터(60)는 상기 진공 챔버(20) 외부에 배열되는 리프터 모터(61)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 원자층 증착 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원자층 증착 장치(1)는, 상기 진공 챔버(20) 내부에 배열되어 반응 챔버(10)의 상기 커버부(1)의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 커버부(12)와 함께 이동하는 열 반사기(thermal reflector)(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 원자층 증착 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원자층 증착 장치(1)는 상기 진공 챔버(20) 내부에 이동 가능하게 배열되는 열 반사기(70)를 더 포함하며, 상기 반응 챔버(10)가 상기 폐쇄 위치에 있는 경우, 상기 열 반사기(70)는 상기 로딩 연결부(40)와 상기 반응 챔버(10) 사이의 공간에 배열되고, 상기 반응 챔버(10)가 상기 개방 위치에 있는 경우, 상기 열 반사기(70)는 상기 로딩 연결부(40)와 상기 개방된 반응 챔버(10) 사이에 개방된 경로를 제공하기 위해 상기 로딩 연결부(40)로부터 멀어지게 이동되는 것을 특징으로 하는, 원자층 증착 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 열 반사기(70)는 상기 반응 챔버(10)의 상기 커버부(12)에 연결되어, 상기 열 반사기(70)는 상기 커버부(12)와 함께 이동 가능하게 되는 것을 특징으로 하는, 원자층 증착 장치.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 열 반사기(70)는 상기 리프터(60)에 연결되며 이에 따라 상기 열 반사기(70)가 상기 리프터(60)와 함께 이동 가능하게 되는 것을 특징으로 하는, 원자층 증착 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원자층 증착 장치(1)는 상기 로딩 챔버(30) 및 상기 진공 챔버(20)에 진공 상태들을 제공하도록 배열되는 진공 시스템(80)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 원자층 증착 장치.
  12. 원자층 증착 방법의 원리들에 따라 기판들을 처리하기 위한 원자층 증착 장치의 반응 챔버(10)에 기판 배치를 로딩하는 방법으로서,
    - 기판들의 배치(B)를 로딩 챔버(30)에 배열하는 단계;
    - 상기 로딩 챔버(30)와 진공 챔버(20) 사이의 로딩 연결부(40)를 개방하는 단계;
    - 상기 배치(B)를 상기 로딩 챔버(30)로부터 상기 진공 챔버(20) 내부의 상기 반응 챔버(10)로 이동시키는 단계 - 상기 반응 챔버(10)는 상기 반응 챔버(10)의 지지부(11)가 상기 반응 챔버(10)의 커버부(12)로부터 이격되는 개방 위치에 있음 -; 및
    - 상기 지지부(11)에 대한 상기 커버부(12)의 이동을 제공함으로써 상기 반응 챔버(10)를 상기 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    - 상기 로딩 챔버(30)와 상기 진공 챔버(20) 사이의 상기 로딩 연결부(40)를 개방하기 이전에, 상기 로딩 챔버(30) 및 상기 진공 챔버(20)에 연결되는 진공 시스템(80)을 통해 상기 로딩 챔버(30) 및 상기 진공 챔버(20)에 진공 상태들을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 반응 챔버(10)를 상기 개방 위치로부터 상기 폐쇄 위치로 이동시키는 단계는,
    - 상기 커버부(12)에 연결되는 리프터(60)에 의해 커버부(12)를 수직 방향으로 이동시키는 단계; 및
    - 상기 반응 챔버(10)를 폐쇄하기 위해 상기 커버부(12)를 상기 지지부(11)에 연결하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 원자층 증착 장치(1)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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FI125222B (en) * 2013-03-22 2015-07-15 Beneq Oy Apparatus for processing two or more substrates in a batch process
CN109689930B (zh) * 2016-09-16 2022-07-29 皮考逊公司 用于原子层沉积的设备和方法
FI130051B (en) * 2019-04-25 2023-01-13 Beneq Oy DEVICE AND METHOD

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