WO2016010185A1 - 박막 증착 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2016010185A1
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plasma
thin film
plasma module
module
substrate
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서상준
박화선
정호균
조성민
유지범
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Sungkyunkwan University
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Sungkyunkwan University
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    • C23C16/06—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 deposition of metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
    • C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides

Definitions

  • the present invention relates to a thin film deposition apparatus and method.
  • the compound thin film is a separator between gate dielectrics or metals such as semiconductor devices and integrated circuits, compound semiconductors, solar cells, liquid crystal displays (LCDs), and organic light emitting diodes (OLEDs), In addition, it is widely used as a protective film to protect various passivation and chemical reactions from the surroundings. In recent years, as the size of a semiconductor integrated device becomes smaller and the shape becomes more complicated, the technique which can apply
  • Atomic layer deposition ALD
  • thermal chemical vapor deposition TCVD
  • plasma enhanced chemical vapor deposition PECVD
  • Atomic layer deposition uses chemical vapor deposition, but injects precursors and reactants by time division. Therefore, the thickness of the thin film can be precisely controlled by suppressing the gas phase reaction and inducing a self-limited reaction occurring at the surface of the substrate. Atomic layer thin film deposition can control the thickness in atomic units. Therefore, the thin film can be uniformly formed not only in the capacitor having a large step difference but also in the inner space of the fiber having a large surface area and the complex structure, the surface of the particulate structure, and the like. In addition, since the gas-phase reaction is minimized, the pinhole density is very low, the thin film density is high, and the deposition temperature is reduced.
  • the atomic layer deposition method is difficult to select appropriate precursors and reactants, and the deposition rate is very slow because the thickness of the thin film deposited per cycle is deposited in the atomic layer or less.
  • the characteristics of the thin film is significantly reduced by the excess carbon and hydrogen.
  • the deposition of silicon compound thin films using Thermal Chemical Vapor Deposition (TCVD) and Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) is much faster than the atomic layer deposition method.
  • TCVD Thermal Chemical Vapor Deposition
  • PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition
  • the thin film is produced at a high temperature, and it is difficult to apply to a substrate such as a plastic film.
  • Korean Patent No. 10-1200372 (Invention name: thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same) includes a reaction chamber, a substrate support disposed in the reaction chamber, on which a wafer is placed, a source gas, a purge gas, Thin film including gas injection means for injecting the reaction gas activated by the plasma, gas supply means for supplying the source gas, purge gas and the reaction gas to the gas injection means, and a plasma power supply for supplying power for plasma generation
  • a reaction chamber a substrate support disposed in the reaction chamber, on which a wafer is placed
  • a source gas a purge gas
  • Thin film including gas injection means for injecting the reaction gas activated by the plasma
  • gas supply means for supplying the source gas, purge gas and the reaction gas to the gas injection means
  • a plasma power supply for supplying power for plasma generation
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and provides a thin film deposition apparatus and method capable of forming a thin film used in semiconductors and displays at low temperatures.
  • a thin film thin film deposition apparatus is coupled to the substrate loading unit, the substrate loading unit is loaded substrate, the substrate transport unit to alternately move the substrate, and on the substrate It includes a thin film deposition unit for depositing a thin film.
  • the thin film deposition unit includes a plurality of plasma modules, and is disposed between the respective plasma modules or includes an isolation unit for connecting or blocking the spaces below the adjacent plasma generation module by an operation of descending, the substrate transport unit substrate loading The parts are alternately moved to deposit a thin film on the substrate.
  • a method of depositing a thin film includes: disposing a substrate in a thin film deposition apparatus including a thin film deposition unit in which at least one plasma module generating a source plasma and at least one plasma module generating a reactive plasma are arranged to cross each other; Placing the substrate under the first plasma module and the second plasma module adjacent to each other, and forming a first thin film using the source plasma and the reactive plasma, and the substrate below the second plasma module and the third plasma module adjacent to each other. And forming a second thin film using the source plasma and the reactive plasma.
  • the forming of the first thin film may connect the space under the first plasma module and the space under the second plasma module, and block the space under the first plasma module and the space under the second plasma module from the external space.
  • the forming of the second thin film may include connecting the space under the second plasma module and the space under the third plasma module, and blocking the space under the second plasma module and the space under the third plasma module from the external space.
  • the thin film deposition method using chemical vapor deposition using a scanning method, by separating the source plasma and the reactive plasma on the substrate By injecting, the thin film deposition process time can be reduced while improving the characteristics of the thin film.
  • CVD chemical vapor deposition
  • FIG. 1 is a view showing the structure of a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a thin film deposition unit of the thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 3A is a diagram illustrating a case in which a substrate is in a first position in a thin film deposition apparatus including three plasma modules according to an embodiment of the present invention.
  • 3B is a diagram illustrating a case in which a substrate is in a second position in a thin film deposition apparatus including three plasma modules according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a thin film deposition method of a thin film deposition apparatus including three plasma modules according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing an example of a thin film deposition result deposited by the thin film deposition method of the thin film deposition apparatus including three plasma modules according to an embodiment of the present invention.
  • the term “combination of these” included in the expression of the mark of the makushi means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the elements described in the mark of the mark of makushi, wherein the constituents It means to include one or more selected from the group consisting of.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a thin film deposition apparatus includes a substrate loading unit 100, a substrate transporting unit 200, a substrate heater 300, and a thin film deposition unit 400.
  • the substrate 10 to be deposited on the substrate loading unit 100 may be loaded.
  • the substrate is generally used for a semiconductor device, glass, quartz, silicon (Si), germanium (Ge) and the like can be used.
  • the substrate may include, but is not limited to, a polyethersulfone (PES), a polyimide (PI), polyethylene naphthalate (PEN), or the like as a substrate including a polymer.
  • PES polyethersulfone
  • PI polyimide
  • PEN polyethylene naphthalate
  • the substrate transporting unit 200 is coupled to the substrate loading unit 100 and serves to move the substrate 10.
  • the moving direction of the substrate 10 may be alternately moving or rotating in a linear or nonlinear path, but is not limited thereto.
  • the substrate heater 300 adjusts the temperature of the substrate 10.
  • the substrate heater 300 keeps the substrate 10 below the pyrolysis temperature of the precursor.
  • the pyrolysis temperature of the precursor varies with the precursor, but most precursors adsorb more onto the substrate 10 at lower temperatures of the substrate 10 and usually have a pyrolysis temperature of about 100 ° C. to about 700 ° C.
  • a temperature of about 400 ° C. or less is preferable to reduce the diffusion of impurities in the substrate.
  • the temperature of the substrate 10 controlled by the substrate heater 300 may be 0 ° C to 400 ° C, or about 100 ° C to about 200 ° C, or about 100 ° C to about 160 ° C. It is not limited. That is, the thin film manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention can adjust the temperature of the substrate between 0 to 400 degrees.
  • the derivative generated by at least one of the reaction plasma and the source plasma may be supplied on the substrate 10 by the plasma generation module.
  • the thin film may be formed by forming a thin film material by physical or chemical reaction on the surface, but is not limited thereto.
  • the substrate heater 300 adjusts the temperature to chemically react the reactive plasma or the source plasma to deposit an organic thin film or an inorganic thin film on the substrate 10.
  • the thin film deposition unit 400 may be disposed on a plurality of plasma modules for atomic layer deposition on the moving substrate (10).
  • each plasma module may be spatially separated by an isolation unit.
  • Each plasma module may include an electrode for generating a plasma, and may include any one of a source gas and a reaction gas, but is not limited thereto.
  • Each plasma module maintains a source gas or reaction gas in a plasma state and can be deposited on the substrate for a short time of several milliseconds (msec) or several seconds (sec) to deposit a thin film on the substrate.
  • the source gas may include a precursor and an inert gas, but is not limited thereto.
  • the inert gas may be argon (Ar) gas.
  • the precursor refers to a material before the specific material finally obtained in a chemical reaction or the like.
  • a specific substance includes all substances such as metals and ions, and does not necessarily need to be the last substance of a reaction, and refers to a substance that can be obtained at any predetermined stage.
  • the precursor may be silane (SiH 4), TEOS, but is not limited thereto.
  • the reaction gas may include, but is not limited to, nitrogen (N), hydrogen (H), ammonia (NH 3), and oxygen (O).
  • the thin film deposition apparatus may be configured to include a control unit.
  • the control unit is combined with the components of each of the thin film deposition apparatus to control the conditions required for thin film deposition.
  • the control unit may be combined with the substrate loading unit, the substrate transport unit, the substrate heater, the thin film deposition unit, and the isolation unit of the thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention to control thin film deposition conditions, but is not limited thereto.
  • the controller may improve characteristics of the thin film by modifying a process of forming the thin film. For example, the controller may control the injection time, the intensity, the wavelength, the duty cycle of the reactive plasma or the source plasma during thin film deposition.
  • FIG. 2 is a block diagram of a thin film deposition unit of the thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the thin film deposition unit 400 includes a plurality of plasma generating modules including a first plasma module 410 and a second plasma module 420, each of which may include a plurality of plasma generating modules. It may be configured to include an isolation unit 450 between the plasma modules.
  • Each plasma module may comprise a source gas or a reactant gas.
  • the source gas or the reactant gas may be injected onto the substrate 10 in a plasma state for a short time and then exhausted.
  • the thin film deposition unit 400 may be configured in a state in which a plasma module including a plurality of source gases or a plasma module including a reactive gas are crossed and arranged.
  • a plasma module including a plurality of source gases or a plasma module including a reactive gas are crossed and arranged.
  • a third plasma may be used.
  • the module generates a source plasma and the fourth plasma module generates a reactive plasma.
  • the source gas may include a precursor made of an inorganic material or a precursor made of an organic material. Accordingly, it is possible to form an organic-inorganic hybrid thin film by alternately depositing an inorganic thin film and an organic thin film using one thin film deposition apparatus.
  • the substrate transporter when the substrate transporter is positioned under the second plasma module 420 and the third plasma module, the substrate transporter may raise the isolation unit 450 located between the second plasma module 420 and the third plasma module to raise the isolation unit 450.
  • the space below the second plasma module and the space below the third plasma module may be connected.
  • the isolation unit 450 located between the first plasma module 410 and the second plasma module 420 and the isolation unit 450 located between the third plasma module and the fourth plasma module are lowered to lower the second plasma.
  • the space under the module 420 and the space under the third plasma module are blocked from the external space.
  • the plasma module located at both ends it can be blocked by the external space and the partition wall.
  • 3A is a diagram illustrating a case in which a substrate is in a first position 202 in a thin film deposition apparatus including three plasma modules according to an embodiment of the present invention.
  • 3B is a diagram illustrating a case in which the substrate is in the second position 204 in the thin film deposition apparatus including the three plasma modules according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • the thin film deposition apparatus may include three plasma modules, but is not limited thereto.
  • the first plasma module 410, the second plasma module 420, and the third plasma module 430 may include a reactive gas or a source gas, and inject a plasma gas onto the substrate 10 for a short time. Can be exhausted.
  • the first plasma module 410, the second plasma module 420, and the third plasma module 430 each include a reactant gas, a source gas, a reactant gas or a source gas, a reactant gas, and a source gas. There may be.
  • the reaction plasma module and the source plasma module may be paired and injected onto the substrate 10 during thin film deposition, but the present invention is not limited thereto.
  • first isolator 452 is mounted between the first plasma module 410 and the second plasma module 420 and the second isolation is between the second plasma module 420 and the third plasma module 430.
  • the unit 454 may be mounted.
  • the first plasma module ( The first isolation part 452 located between the 410 and the second plasma module 420 is raised to connect the space under the first plasma module 410 and the space under the second plasma module 420 to deposit a thin film. It is possible to let.
  • the second isolating portion 454 positioned on the other side of the first plasma module 410 or the other side 420 of the second plasma module is lowered to lower the space below the first plasma module 410 and the second plasma module. The space below the bottom is blocked from the outside space.
  • the outer wall of the thin film deposition portion may be provided on the other side of the first plasma module 410.
  • the second plasma is disposed.
  • the second isolation unit 454 located between the module 420 and the third plasma module 430 is raised to connect the space under the second plasma module 420 and the space under the third plasma module 430 to form a thin film. It is possible to deposit it.
  • the first isolating portion 452 located on the other side of the second plasma module 420 or the other side 430 of the third plasma module is lowered to lower the space of the second plasma module 420 and the third plasma module.
  • 430 blocks the space below the external space.
  • the outer wall of the thin film deposition portion may be provided on the other side of the third plasma module 410.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a thin film deposition method of a thin film deposition apparatus including three plasma modules according to an embodiment of the present invention.
  • the thin film deposition apparatus may include a source gas and a reactive gas in the first plasma module 410, the second plasma module 420, and the third plasma module 430, respectively. It may be configured to include a source gas.
  • the source gas may include a precursor and an inert gas.
  • a source gas including an organic precursor may be included in the first plasma module 410, and a source gas containing an inorganic precursor may be included in the third plasma module 430. It may be provided.
  • the thin film deposition method using the thin film deposition apparatus may include: fixing the substrate to the first position (S110); Source gas and reactant gas are injected to form a first thin film (S120); Fixing the substrate to the second position (s120); A source gas and a reaction gas are injected to form a second thin film (S140).
  • the substrate 10 is mounted on the substrate loading part 100 and positioned at the first position 202 by the substrate transporting part 200.
  • the first isolator 452 located between the first plasma module 410 and the second plasma module 420 is raised to raise the first plasma module 410.
  • the space below and the space below the second plasma module 420 may be connected.
  • the second isolating portion 454 located on the other side of the first plasma module 410 or the other side 420 of the second plasma module is lowered to lower the space below the first plasma module 410 and the second plasma module.
  • the space below the bottom is blocked from the outside space.
  • the first plasma module 410 and the second plasma module 420 may inject and exhaust the source plasma and the reactive plasma including the organic precursor on the substrate 10 for a short time, respectively. Accordingly, the source plasma and the reaction plasma including the organic precursor are reacted on the substrate 10 to form a first organic thin film (S120).
  • the organic thin film may be formed through radical polymerization by converting an organic monomer into a radical in a plasma, but is not limited thereto.
  • the organic monomer may include one consisting of HMDSO (hexamethyl disiloxane), furan (1,4-epoxy-1,3-butadiene, furan), nucleic acids, and combinations thereof.
  • the substrate 10 is moved to the second position 204 by the substrate transport unit 200 to the substrate loading unit 100 and fixed.
  • the second plasma module 420 is raised by raising the second isolation portion 454 located between the second plasma module 420 and the third plasma module 430. It is possible to deposit a thin film by connecting the space below and the space below the third plasma module 430. At this time, the first isolating portion 452 located on the other side of the second plasma module 420 or the other side 430 of the third plasma module is lowered to lower the space of the second plasma module 420 and the third plasma module. 430 blocks the space below the external space.
  • the source plasma and the reactive plasma including the inorganic precursor may be injected and exhausted onto the substrate 10 for a short time. Accordingly, the source plasma including the inorganic precursor and the reaction plasma react on the substrate 10 to form a second inorganic thin film (S140).
  • the thin film deposition apparatus separates the source plasma from the reactive plasma, when the thin film is deposited, the formation reaction and thin film deposition of the thin film material may be induced to occur on the surface of the substrate 10.
  • a thin film such as silicon nitride, a silicon compound
  • the by-products generated during the reaction are not directly reacted with the SiH 4 derivatives generated in the source plasma and the N 2 and NH 3 derivatives generated in the reaction plasma.
  • the substrate heater 30 adjusts the temperature of the substrate 10 to below the thermal decomposition temperature of the precursor included in the source gas to induce a chemical reaction between the precursor and the reactant gas on the substrate 10.
  • the thin film manufacturing apparatus when the reaction plasma or the source plasma generation and injection into the chamber in the plasma module by the control unit, the injection time, intensity, wavelength, duty cycle of the plasma ( duty cycle).
  • the reaction rate of the surface can be increased instantaneously by a short irradiation time, thereby maintaining the low substrate temperature can have the effect of instantaneously forming a high surface temperature of the substrate 10.
  • a thin film on a flexible substrate 10 such as polyethersulfone (PES), polyimide (PI), polyethylene naphthalate (PEN), etc., which has to perform a thin film deposition process at a low temperature.
  • PES polyethersulfone
  • PI polyimide
  • PEN polyethylene naphthalate
  • the organic thin film or the inorganic thin film in multiple layers by repeatedly performing the above-described forming of the first thin film or forming the second thin film a predetermined number of times.
  • FIG. 5 is a view showing an example of a thin film deposition result deposited by the thin film deposition method of the thin film deposition apparatus including three plasma modules according to an embodiment of the present invention.
  • a thin film deposition apparatus including three plasma modules according to an embodiment of the present invention, included in the source gas of the first plasma module and the third plasma module.
  • the constituent material of the precursor to be formed it is possible to form the organic thin film 20 or the inorganic thin film 30 on the substrate 10.
  • the above-described step of forming the thin film is repeatedly performed a predetermined number of times, the organic thin film, the inorganic thin film, the organic thin film of different components and the inorganic thin film of different components are mixed and deposited to form a multilayer organic thin film inorganic thin film. This is possible.

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Abstract

본 발명은 박막 증착 장치에 관한 것으로서, 기재가 로딩되는 기재 로딩부, 기재 로딩부에 결합되어 기재를 교번 이동시키는 기재 수송부, 및 기재 상에 박막을 증착하는 박막 증착부를 포함한다. 이때, 박막 증착부는 복수의 플라즈마 모듈을 포함하고, 각각의 플라즈마 모듈 사이에 배치되어 또는 하강하는 동작을 통해 서로 인접한 플라즈마 발생 모듈 하부의 공간을 연결 또는 차단시키는 격리부를 포함하며, 기재 수송부가 기재 로딩부를 교번 이동하여 기재상에 박막이 증착된다.

Description

박막 증착 장치 및 방법
본 발명은 박막 증착 장치 및 방법에 관한 것이다.
화합물 박막은 반도체 소자 및 집적회로, 화합물 반도체, 태양전지, 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD) 및 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diodes, OLED) 등의 게이트유전막(gate dielectrics) 또는 금속간의 분리막, 그리고 다양한 패시베이션(passivation) 및 주변으로부터의 화학반응을 보호하는 보호막으로 다양하게 사용된다. 최근, 반도체 집적 소자의 크기가 점점 작아지고 형상이 복잡해짐에 따라, 높은 단차 구조를 가지는, 균일하고 얇은 두께의 화합물 박막을 도포할 수 있는 기술이 중요시 되고 있다.
박막을 증착하는 방법으로는 원자층박막증착법(Atomic Layer Deposition, ALD), 열화학기상증착(Thermal Chemical Vapor Deposition, TCVD) 및 플라즈마화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)이 널리 사용되고 있다.
원자층박막증착방법(Atomic Layer Deposition, ALD)은 화학기상증착 반응을 이용하되, 전구체(Precursor)와 반응체(Reactant)를 시분할로 주입한다. 따라서, 기상반응을 억제하고, 기판의 표면에서 이루어지는 자기제어 반응(Self-limited reaction)을 유도하여 박막의 두께를 정확히 조절할 수 있다. 원자층박막증착법은 원자 단위로 두께를 조절할 수 있다. 따라서, 구조의 단차가 큰 캐패시터 뿐 아니라, 표면적이 넓고 구조가 복잡한 섬유의 내부 공간이나 미립자 구조의 표면 등에도 균일하게 박막을 형성할 수 있다. 또한, 기상반응(gas-phase reaction)을 최소화하기 때문에 핀홀밀도가 매우 낮고, 박막 밀도가 높으며 증착 온도를 낮출 수 있는 특징을 갖는다.
그러나, 원자층박막증착법은 적절한 전구체와 반응체의 선택이 어렵고, 한 싸이클(cycle) 당 증착되는 박막의 두께가 원자층 혹은 그 이하로 증착되기 때문에 증착속도가 매우 느리다. 또한, 잉여 탄소 및 수소에 의하여 박막의 특성이 크게 저하되는 문제점을 동시에 안고 있다.
한편, 열화학기상증착(Thermal Chemical Vapor Deposition, TCVD) 및 플라즈마화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)을 이용한 실리콘화합물 박막의 증착은, 원자층박막증착법에 비해 박막증착속도가 매우 빠르다. 그러나 박막에 핀홀이 많고 부산물(by-products) 및 입자(particle) 생성 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 주로 고온에서 박막생성을 진행하며, 플라스틱 필름 같은 기재에는 적용하기 어려운 단점이 있다.
이와 관련하여 대한민국 등록특허 제10-1200372호(발명의 명칭: 박막 제조 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법)은 반응 챔버와, 반응 챔버에 배치되고 웨이퍼가 안착되는 기판 지지부와, 소스가스, 퍼지가스 및 플라즈마에 의해서 활성화된 반응가스를 분사하는 가스 분사 수단과, 가스 분사 수단으로 소스 가스, 퍼지가스 및 반응 가스를 공급하는 가스 공급 수단과, 플라즈마 발생을 위한 전원을 공급하는 플라즈마용 전원 공급부를 포함한 박막 제조 장치와 이를 이용한 박막 증착 방법을 개시하고 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반도체 및 디스플레이이에 사용되는 박막을 저온에서 형성할 수 있는 박막 증착 장치 및 방법을 제공한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 박막 박막 증착 장치는 기재가 로딩되는 기재 로딩부, 기재 로딩부에 결합되어 기재를 교번 이동시키는 기재 수송부, 및 기재 상에 박막을 증착하는 박막 증착부를 포함한다. 이때, 박막 증착부는 복수의 플라즈마 모듈을 포함하고, 각각의 플라즈마 모듈 사이에 배치되어 또는 하강하는 동작을 통해 서로 인접한 플라즈마 발생 모듈 하부의 공간을 연결 또는 차단시키는 격리부를 포함하며, 기재 수송부가 기재 로딩부를 교번 이동하여 기재상에 박막이 증착된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 박막 증착 방법은 소스 플라즈마를 발생시키는 하나 이상의 플라즈마 모듈과 반응 플라즈마를 발생시키는 하나 이상의 플라즈마 모듈이 교차되어 배열된 박막 증착부를 포함하는 박막 증착 장치에 기재를 배치하는 단계; 기재를 서로 인접한 제 1 플라즈마 모듈 및 제 2 플라즈마 모듈의 하부에 배치시키고, 소스 플라즈마 및 반응 플라즈마를 이용하여 제 1 박막을 형성하는 단계 및 기재를 서로 인접한 제 2 플라즈마 모듈 및 제 3 플라즈마 모듈의 하부에 배치시키고, 소스 플라즈마 및 반응 플라즈마를 이용하여 제 2 박막을 형성하는 단계를 포함한다. 이때, 제 1 박막을 형성하는 단계는 제 1 플라즈마 모듈 하부의 공간 및 상기 제 2 플라즈마 모듈 하부의 공간을 연결시키고, 제 1 플라즈마 모듈 하부의 공간과 제 2 플라즈마 모듈 하부의 공간을 외부 공간으로부터 차단시키고, 제 2 박막을 형성하는 단계는 제 2 플라즈마 모듈 하부의 공간 및 상 제 3 플라즈마 모듈 하부의 공간을 연결시키고, 제 2 플라즈마 모듈 하부의 공간과 제 3 플라즈마 모듈 하부의 공간을 외부 공간으로부터 차단시켜 박막을 증착한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 화학기상 박막증착법(chemical vapor deposition: CVD)을 이용한 박막 증착 방법에 있어서, 스캔방식을 이용하고, 기재상에 소스 플라즈마와 반응 플라즈마를 분리하여 주입함으로써, 박막의 특성이 개선됨과 동시에 박막 증착 공정 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 저온 증착 공정을 가능하게 하여 유연한 기재에 다층 박막을 형성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치의 박막 증착부의 구성도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 세개의 플라즈마 모듈을 포함하는 박막 증착 장치에서 기재가 제 1위치에 있는 경우를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 세개의 플라즈마 모듈을 포함하는 박막 증착 장치에서 기재가 제 2위치에 있는 경우를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세개의 플라즈마 모듈을 포함하는 박막 증착 장치의 박막 증착 방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세개의 플라즈마 모듈을 포함하는 박막 증착 장치의 박막 증착 방법에 따라 증착된 박막 증착 결과의 일례를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 ”상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~ 를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 ”이들의 조합”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치는 기재 로딩부(100), 기재 수송부(200), 기재 히터(300), 박막 증착부(400)를 포함한다.
먼저, 본 발명의 일 구현예에 있어서, 기재 로딩부(100)에 박막을 증착하고자 하는 기재(10)가 로딩될 수 있다. 기재는 일반적으로 반도체 소자용으로 사용되는 기재로서, 유리(glass), 석영(quartz), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge)등을 사용할 수 있다. 또는, 상기 기재는 고분자를 포함하는 기재로서 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylene naphthalate, PEN)등을 포함하는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
이어서, 기재 수송부(200)는 기재 로딩부(100)에 결합되어 기재(10)를 이동시키는 역할을 한다. 이때, 기재(10)의 이동 방향은 선형 또는 비선형의 경로로 교번 이동하거나 회전운동하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 기재 히터(300)는 기재(10)의 온도를 조절한다. 기재 표면에서 박막이 증착되는 경우, 기재 히터(300)는 기재(10)를 전구체의 열분해 온도 이하로 유지시켜 준다. 전구체의 열분해 온도는 전구체에 따라 다르나, 대부분의 전구체는 기재(10)의 온도가 낮을수록 기재(10)에 더 많이 흡착되며, 대개 약100˚C 내지 약 700˚C 의 열분해온도를 가진다. 그러나 반도체 소자용 박막 증착의 경우 기판 내에 불순물 확산을 줄이기 위하여 약 400˚C 이하의 온도가 바람직하다. 기재 히터(300)에 의해 조절되는 기재(10)의 온도는 0˚C내지 400˚C, 또는 약 100 ˚C 내지 약 200˚C, 또는 약 100˚C 내지 약 160˚C 인 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제조장치는 기재의 온도를 0~ 400도 사이로 조절 가능하다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 플라즈마 발생모듈에 의하여 기재(10)상에 반응 플라즈마 및 소스 플라즈마가 중 적어도 어느 하나가 공급되면, 반응 플라즈마 및 소스 플라즈마 중 적어도 어느하나에 의해서 발생된 유도체는 기재 표면에서 물리적 또는 화학적 반응에 의하여 박막물질을 형성하여 박막이 증착되는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 박막물질이 형성되고 박막증착이 일어나는 과정에서, 기재 히터(300)에 의해서 적정온도가 유지되는 것일 수 있다. 기재(10)상에 반응 플라즈마 또는 소스 플라즈마가 주입되면, 기재 히터(300)는 온도를 조절하여 반응 플라즈마 또는 소스 플라즈마를 화학반응시켜 유기 박막 또는 무기 박막을 기재(10)상에 증착 시킨다.
다음으로, 본 발명의 일 구현예에 있어서, 박막 증착부(400)는 움직이는 기재(10) 상에 원자층 증착을 위한 복수의 플라즈마 모듈이 배치될 수 있다. 이때, 각 플라즈마 모듈은 격리부에 의하여 공간적으로 구분될 수 있다. 각 플라즈마 모듈은 플라즈마를 발생시키기 위한 전극을 포함할 수 있으며, 소스 가스 또는 반응 가스 중 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 각각의 플라즈마 모듈은 소스 가스 또는 반응 가스를 플라즈마 상태로 유지시켜주며 수 밀리초(msec) 또는 수 초(sec)의 짧은 시간 동안 기재 상에 주입시켜, 기재상에 박막을 증착할 수 있다. 이때, 소스 가스는 전구체 및 불활성기체를 포함할 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다. 일례로 불활성기체는 아르곤(Ar)가스일 수 있다. 여기서, 전구체란 화학반응 등에서 최종적으로 얻을 수 있는 특정 물질이 되기 전 단계의 물질을 말한다. 또한 특정 물질이란 금속, 이온 등 모든 물질을 포함하며, 꼭 어떤 반응의 마지막 물질일 필요는 없고, 임의로 정한 어느 단계에서 얻을 수 있는 물질을 말한다. 예를들면, 전구체는 실란(SiH4), TEOS 인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 반응 가스는 질소(N), 수소(H), 암모니아(NH3) 및 산소(O)를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제어부 박막 증착 장치 각각의 구성요소들과 결합되어 박막 증착시 요구되는 조건들을 제어한다. 제어부는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치의 기재 로딩부, 기재 수송부, 기재 히터, 박막 증착부, 및 격리부와 결합되어 박막증착 조건을 제어하는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 제어부는 박막의 형성 과정을 수정함으로써, 박막의 특성을 개선시킬 수 있다. 일례로, 제어부는 박막 증착시, 반응 플라즈마 또는 소스 플라즈마의 주입 시간, 강도, 파장, 듀티사이클(duty cycle)의 조절 등이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치의 박막 증착부의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착부(400)는 제 1 플라즈마 모듈(410) 및 제 2 플라즈마 모듈(420)을 포함하는 복수개의 플라즈마 발생 모듈을 포함하며, 각각의 플라즈마 모듈 사이에 격리부(450)를 포함하여 구성될 수 있다. 각각의 플라즈마 모듈은 소스 가스 또는 반응 가스를 포함할 수 있다. 또한, 소스 가스 또는 반응 가스를 플라즈마 상태로 짧은 시간 동안 기재(10) 상에 주입하고, 배기할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착부(400)는 복수개의 소스 가스를 포함하는 플라즈마 모듈 또는 반응 가스를 포함하는 플라즈마 모듈이 교차되어 배열된 상태로 구성될 수 있다. 일례로, 박막 증착부(400)가 소스 플라즈마를 발생시키는 제 1 플라즈마 모듈(410), 반응 플라즈마를 발생시키는 제 2 플라즈마 모듈(420)을 포함하는 복수개의 플라즈마 모듈을 포함할 경우, 제 3 플라즈마 모듈은 소스 플라즈마를 발생시키고, 제 4플라즈마 모듈은 반응 플라즈마를 발생시킨다. 이때, 소스 가스는 무기물질로 이루어진 전구체 또는 유기물질로 이루어진 전구체를 포함할 수 있다. 이에 따라 하나의 박막 증착 장치를 이용하여 무기 박막과 유기 박막을 교열 증착하여 유기-무기 혼성 박막을 형성하는 것이 가능하다.
예를 들어, 기재 수송부가 제 2 플라즈마 모듈(420) 및 제 3 플라즈마 모듈의 하부에 위치하는 경우, 제 2 플라즈마 모듈(420) 및 제 3 플라즈마 모듈 사이에 위치한 격리부(450)를 상승시켜 제 2 플라즈마 모듈 하부의 공간 및 제 3 플라즈마 모듈 하부의 공간을 연결시킬 수 있다. 이어서, 반응 플라즈마와 소스 플라즈마를 주입시킴으로써 소스 플라즈마와 반응 플라즈마가 기재상에서 반응 하여 박막이 증착되는 것과 같은 효과를 가져올 수 있다. 이때, 제 1 플라즈마 모듈(410) 및 제 2 플라즈마 모듈 사이(420)에 위치한 격리부(450)와, 제 3 플라즈마 모듈 및 제 4 플라즈마 모듈 사이에 위치한 격리부(450)는 하강시켜 제 2 플라즈마 모듈(420) 하부의 공간과 제 3 플라즈마 모듈 하부의 공간을 외부 공간으로부터 차단시킨다. 또한, 양쪽 끝에 위치하고 있는 플라즈마 모듈의 경우, 외부 공간과 격벽에 의하여 차단될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 세개의 플라즈마 모듈을 포함하는 박막 증착 장치에서 기재가 제 1위치(202)에 있는 경우를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 세개의 플라즈마 모듈을 포함하는 박막 증착 장치에서 기재가 제 2위치(204)에 있는 경우를 도시한 도면이다.
도 3a와 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치는 세개의 플라즈마 모듈을 포함하여 구성될 수 있으나 이에 한정된 것은 아니다. 이때, 제 1 플라즈마 모듈(410), 제 2 플라즈마 모듈(420) 및 제 3플라즈마 모듈(430)은 반응 가스 또는 소스 가스를 포함할 수 있으며, 짧은 시간 동안 플라즈마 가스를 기재(10) 상에 주입하고, 배기할 수 있다. 일례로, 제 1 플라즈마 모듈(410), 제 2 플라즈마 모듈(420) 및 제 3플라즈마 모듈(430)에는 각각 반응 가스, 소스 가스, 반응 가스 또는 소스 가스, 반응 가스, 소스 가스를 순서대로 포함하고 있을 수 있다. 또한, 박막 증착 시에 반응 플라즈마 모듈 및 소스 플라즈마 모듈은 한 쌍을 이루어 기재(10) 상에 주입될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 제 1 플라즈마 모듈(410)과 제 2 플라즈마 모듈(420) 사이에 제 1 격리부(452)가 장착되고 및 제 2 플라즈마 모듈과(420) 제 3 플라즈마 모듈(430) 사이에 제 2 격리부(454)가 장착될 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 기재수송부(200)가 제1위치(202), 즉, 제 1 플라즈마 모듈(410) 및 제 2 플라즈마 모듈(420)의 하부에 위치하는 경우, 제 1 플라즈마 모듈(410) 및 제 2 플라즈마 모듈(420) 사이에 위치한 제 1격리부(452)를 상승시켜 제 1 플라즈마 모듈(410) 하부의 공간 및 제 2 플라즈마 모듈(420) 하부의 공간을 연결시켜 박막을 증착시키는 것이 가능하다. 이때, 제 1 플라즈마 모듈(410)의 타측부 또는 제 2 플라즈마 모듈의 타측부(420)에 위치한 제 2격리부(454)를 하강시켜 제 1 플라즈마 모듈(410) 하부의 공간과 제 2 플라즈마 모듈(420) 하부의 공간을 외부 공간으로부터 차단시킨다. 한편, 도면에서와 같이, 제 1플라즈마 모듈(410)의 타측부에 박막증착부의 외벽이 구비될 수 있다.
마찬가지로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 기재수송부(200)가 제2위치(204), 즉, 제 2 플라즈마 모듈(420) 및 제 3 플라즈마 모듈(430)의 하부에 위치하는 경우, 제 2 플라즈마 모듈(420) 및 제 3 플라즈마 모듈(430) 사이에 위치한 제 2격리부(454)를 상승시켜 제 2플라즈마 모듈(420) 하부의 공간 및 제 3 플라즈마 모듈(430) 하부의 공간을 연결시켜 박막을 증착시키는 것이 가능하다. 이때, 제 2 플라즈마 모듈(420)의 타측부 또는 제 3플라즈마 모듈의 타측부(430)에 위치한 제 1격리부(452)를 하강시켜 제 2플라즈마 모듈(420) 하부의 공간과 제 3플라즈마 모듈(430) 하부의 공간을 외부 공간으로부터 차단시킨다. 한편, 도면에서와 같이, 제 3플라즈마 모듈(410)의 타측부에 박막증착부의 외벽이 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세개의 플라즈마 모듈을 포함하는 박막 증착 장치의 박막 증착 방법을 상세히 설명하기 위한 순서도이다.
도 3a, 3b및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 세개의 플라즈마 모듈을 포함하는 박막 증착 장치의 박막 증착 방법을 상세히 설명하도록 한다.
도 3a, 3b을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치는 제 1 플라즈마 모듈(410), 제 2 플라즈마 모듈(420), 제 3 플라즈마 모듈(430)에 각각 소스 가스, 반응 가스, 소스 가스를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 소스가스는 전구체와 비활성기체를 포함할 수 있는데, 일례로, 제 1 플라즈마 모듈(410)에는 유기물 전구체를 포함하는 소스 가스가, 제 3 플라즈마 모듈(430)에는 무기물 전구체를 포함하는 소스 가스가 구비될 수 있다.
이어서 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치를 이용한 박막 증착 방법은, 기재가 제 1위치에 고정되는 단계(s110); 소스 가스 및 반응 가스가 주입되어 제 1 박막을 형성하는 단계(s120); 기재가 제 2 위치에 고정되는 단계(s120); 소스 가스 및 반응 가스가 주입되어 제 2 박막을 형성하는 단계(s140)를 포함한다.
먼저, 기재가 제 1위치에 고정되는 단계(s110)에서 기재(10)는 기재 로딩부(100)에 장착되고 기재 수송부(200)에 의해 제 1위치(202)에 위치하게 된다. 기재(10)가 제 1위치(202)에 고정되면, 제 1 플라즈마 모듈(410) 및 제 2 플라즈마 모듈(420) 사이에 위치한 제 1격리부(452)를 상승시켜 제 1 플라즈마 모듈(410) 하부의 공간 및 제 2 플라즈마 모듈(420) 하부의 공간을 연결시킬 수 있다. 이어서, 제 1 플라즈마 모듈(410)의 타측부 또는 제 2 플라즈마 모듈의 타측부(420)에 위치한 제 2격리부(454)를 하강시켜 제 1 플라즈마 모듈(410) 하부의 공간과 제 2 플라즈마 모듈(420) 하부의 공간을 외부 공간으로부터 차단시킨다.
또한, 제 1 플라즈마 모듈(410)과 제 2 플라즈마 모듈(420)은 유기물 전구체룰 포함하는 소스 플라즈마와 반응 플라즈마를 각각 짧은 시간동안 기재(10) 상에 주입하고 배기할 수 있다. 이에 따라, 유기물 전구체를 포함하는 소스 플라즈마 및 반응 플라즈마가 기재(10)상에서 반응하여 제 1 유기 박막을 형성한다(S120). 이때, 유기 박막은 플라즈마 내에서 유기물 단량체를 라디칼로 바꾸어 라디칼 중합을 통해 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이때, 유기물 단량체는 HMDSO(hexamethyl disiloxane), 퓨란(1,4-epoxy-1,3-butadiene, furan), 핵산, 및 이들의 조합으로 이루어진 것을 포함 할 수 있다.
이어서, 기재가 제 2위치에 고정되는 단계(s130)에서, 기재(10)는 기재 로딩부(100)에 기재 수송부(200)에 의해 제 2 위치(204)로 이동하여 고정된다.
기재(10)가 제 2 위치(204)에 고정되면, 제 2 플라즈마 모듈(420) 및 제 3 플라즈마 모듈(430) 사이에 위치한 제 2격리부(454)를 상승시켜 제 2플라즈마 모듈(420) 하부의 공간 및 제 3 플라즈마 모듈(430) 하부의 공간을 연결시켜 박막을 증착시키는 것이 가능하다. 이때, 제 2 플라즈마 모듈(420)의 타측부 또는 제 3플라즈마 모듈의 타측부(430)에 위치한 제 1격리부(452)를 하강시켜 제 2플라즈마 모듈(420) 하부의 공간과 제 3플라즈마 모듈(430) 하부의 공간을 외부 공간으로부터 차단시킨다.
이어서, 무기물 전구체룰 포함하는 소스 플라즈마와 반응 플라즈마를 짧은 시간동안 기재(10) 상에 주입하고 배기할 수 있다. 이에 따라, 무기물 전구체를 포함하는 소스 플라즈마 및 반응 플라즈마가 기재(10)상에서 반응하여 제 2 무기 박막을 형성한다(s140).
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치는 소스 플라즈마와 반응 플라즈마를 분리시킴에 따라, 박막의 증착시, 박막물질의 형성반응 및 박막증착이 기재(10)의 표면에서 일어나도록 유도할 수 있다. 일례로 실리콘 화합물인 실리콘 나이트라이드와 같은 박막의 증착시, 소스 플라즈마에서 생성된 SiH4 유도체와 반응 플라즈마에서 생성된 N2, NH3유도체가 직접적으로 반응하지 않기 때문에, 반응시에 생성되는 부산물(By-product) 및 자외선에 따른 손상(UV damage)에 대한 문제점을 제거하는 것이 가능하다.
이때, 기재 히터(30)는 기재(10)의 온도를 소스가스에 포함된 전구체의 열분해 온도 이하로 조절하여 기재(10)상에서 전구체와 반응 가스의 화학 반응을 유도시킨다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 제조장치는 도시되지는 않았으나, 제어부에 의하여, 플라즈마 모듈에서 반응 플라즈마 또는 소스 플라즈마 생성 및 챔버 내 주입시, 플라즈마의 주입 시간, 강도, 파장, 듀티사이클(duty cycle)의 조절 등이 가능하다. 이로써, 박막 증착시 요구되는 조건들을 제어하여 박막의 형성 과정을 수정함으로서, 박막의 특성을 개선시킬 수 있다. 특히, 짧은 조사 시간에 의하여 표면의 반응 속도를 순간적으로 높일 수 있는데, 이로써 낮은 기재 온도를 유지하면서도 기재(10)의 표면 온도를 순간적으로 높게 형성할 수 있는 효과를 가질 수 있다. 따라서 낮은 온도에서 박막 증착 공정을 진행 해야하는 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylene naphthalate, PEN)등과 같은 유연한 기재(10)상에 박막을 형성하는 것이 가능하다.
또한, 앞서 설명한 제 1박막을 형성하는 단계 또는 제 2 박막을 형성하는 단계를 미리 설정된 횟수만큼 반복 수행 함으로써, 유기 박막 또는 무기 박막을 다층으로 형성하는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세개의 플라즈마 모듈을 포함하는 박막 증착 장치의 박막 증착 방법에 따라 증착된 박막 증착 결과의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3a, 도 3b 및 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 세개의 플라즈마 모듈을 포함하는 박막 증착 장치에서, 제 1플라즈마 모듈 및 제 3플라즈마 모듈의 소스 가스에 포함되는 전구체의 구성 물질을 변화 시키면 기재(10)상에 유기 박막(20) 또는 무기 박막(30)을 형성하는 것이 가능하다. 또한 전술한 박막을 형성하는 단계를 미리 설정된 횟수만큼 반복 수행하면, 유기 박막, 무기 박막, 서로 다른 성분의 유기 박막 및 서로 다른 성분의 무기 박막 등을 혼성하여 증착함으로써 다층의 유기 박막 무기 박막의 형성이 가능하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 박막 증착 장치에 있어서,
    기재가 로딩되는 기재 로딩부,
    상기 기재 로딩부에 결합되어 상기 기재를 교번 이동시키는 기재 수송부, 및
    상기 기재 상에 박막을 증착하는 박막 증착부를 포함하되,
    상기 박막 증착부는 복수의 플라즈마 모듈을 포함하고, 상기 각각의 플라즈마 모듈 사이에 배치되어 상승 또는 하강하는 동작을 통해 서로 인접한 플라즈마 발생 모듈 하부의 공간을 연결 또는 차단시키는 격리부를 포함하며,
    상기 기재 수송부가 상기 기재 로딩부를 교번 이동하여 상기 기재상에 박막이 증착되는 것인 박막 증착 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 플라즈마 모듈은 소스 플라즈마 또는 반응 플라즈마를 발생시키는 것인 박막 증착 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 박막 증착부는 소스 플라즈마와 반응 플라즈마를 서로 교차되어 배열된 상태로 포함하는 것인 박막 증착 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 소스 플라즈마는 전구체 플라즈마를 포함하는 것인 박막 증착 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전구체는 실리콘(Si), 티타늄(Ti)인 것인 박막 증착 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 반응 플라즈마는 질소(N), 산소(O) 및 수소(H) 플라즈마 중 어느 하나를 포함하는 것인 박막 증착 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 박막 증착부는
    소스 플라즈마를 발생시키는 제 1 플라즈마 모듈 및 반응 플라즈마를 발생시키는 제 2 플라즈마 모듈을 포함하고,
    상기 기재수송부가 상기 제 1 플라즈마 모듈 및 상기 제 2 플라즈마 모듈의 하부에 위치하는 경우, 상기 제 1 플라즈마 모듈 및 상기 제 2 플라즈마 모듈 사이에 위치한 격리부를 상승시켜 상기 제 1 플라즈마 모듈 하부의 공간 및 상기 제 2 플라즈마 모듈 하부의 공간을 연결시키고,
    상기 제 1 플라즈마 모듈의 타측부 또는 상기 제 2 플라즈마 모듈의 타측부에 위치한 격리부를 하강시켜 상기 제 1 플라즈마 모듈 하부의 공간과 상기 제 2 플라즈마 모듈 하부의 공간을 외부 공간으로부터 차단시키는 박막 증착 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 박막 증착부는
    소스 플라즈마를 발생시키는 제 1 플라즈마 모듈, 반응 플라즈마를 발생시키는 제 2 플라즈마 모듈, 소스 플라즈마를 발생시키는 제 3 플라즈마 모듈 및 반응 플라즈마를 발생시키는 제 4 플라즈마 모듈을 포함하고,
    상기 기재수송부가 상기 제 2 플라즈마 모듈 및 상기 제 3 플라즈마 모듈의 하부에 위치하는 경우, 상기 제 2 플라즈마 모듈 및 상기 제 3 플라즈마 모듈 사이에 위치한 격리부를 상승시켜 상기 제 2 플라즈마 모듈 하부의 공간 및 상기 제 3 플라즈마 모듈 하부의 공간을 연결시키고,
    상기 제 1 플라즈마 모듈 및 상기 제 2 플라즈마 모듈 사이에 위치한 격리부와 상기 제 3 플라즈마 모듈 및 상기 제 4 플라즈마 모듈 사이에 위치한 격리부를 하강시켜 상기 제 2 플라즈마 모듈 하부의 공간과 상기 제 3 플라즈마 모듈 하부의 공간을 외부 공간으로부터 차단시키는 박막 증착 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 박막 증착 장치는 화학기상증착(Chemical Vapor Deosition)방법 또는 원자층증착(Atomic Layer Deposition)방법을 이용하여 박막을 증착하는 것인 박막 증착 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 박막 증착 장치는 상기 기재 수송부의 하부에 기재히터를 더 포함하는 것인 박막 증착 장치.
  11. 박막 증착 방법에 있어서,
    소스 플라즈마를 발생시키는 하나 이상의 플라즈마 모듈과 반응 플라즈마를 발생시키는 하나 이상의 플라즈마 모듈이 교차되어 배열된 박막 증착부를 포함하는 박막 증착 장치에 기재를 배치하는 단계;
    상기 기재를 서로 인접한 제 1 플라즈마 모듈 및 제 2 플라즈마 모듈의 하부에 배치시키고, 상기 소스 플라즈마 및 반응 플라즈마를 이용하여 제 1 박막을 형성하는 단계 및
    상기 기재를 서로 인접한 제 2 플라즈마 모듈 및 제 3 플라즈마 모듈의 하부에 배치시키고, 상기 소스 플라즈마 및 반응 플라즈마를 이용하여 제 2 박막을 형성하는 단계를 포함하되,
    제 1 박막을 형성하는 단계는 상기 제 1 플라즈마 모듈 하부의 공간 및 상기 제 2 플라즈마 모듈 하부의 공간을 연결시키고, 상기 제 1 플라즈마 모듈 하부의 공간과 상기 제 2 플라즈마 모듈 하부의 공간을 외부 공간으로부터 차단시키고,
    제 2 박막을 형성하는 단계는 상기 제 2 플라즈마 모듈 하부의 공간 및 상기 제 3 플라즈마 모듈 하부의 공간을 연결시키고, 상기 제 2 플라즈마 모듈 하부의 공간과 상기 제 3 플라즈마 모듈 하부의 공간을 외부 공간으로부터 차단시키는 박막 증착 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1박막을 형성하는 단계 및 제 2 박막을 형성하는 단계를 미리 설정된 횟수만큼 반복 수행하는 단계를 더 포함하는 박막 증착 방법.
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