WO2017222349A2 - 원자층 증착 장비 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법 - Google Patents

원자층 증착 장비 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2017222349A2
WO2017222349A2 PCT/KR2017/006679 KR2017006679W WO2017222349A2 WO 2017222349 A2 WO2017222349 A2 WO 2017222349A2 KR 2017006679 W KR2017006679 W KR 2017006679W WO 2017222349 A2 WO2017222349 A2 WO 2017222349A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
substrate
module
atomic layer
gas module
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/006679
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2017222349A3 (ko
Inventor
최학영
최영태
김동원
김상훈
김근식
Original Assignee
주식회사 넥서스비
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 넥서스비 filed Critical 주식회사 넥서스비
Publication of WO2017222349A2 publication Critical patent/WO2017222349A2/ko
Publication of WO2017222349A3 publication Critical patent/WO2017222349A3/ko

Links

Images

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
    • C23C16/44—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
    • 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
    • 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
    • C23C16/458—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 supporting substrates in the reaction chamber
    • 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
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • 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
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating

Definitions

  • This atomic layer deposition method is similar to the general chemical vapor deposition method in that it utilizes chemical reactions between gas molecules. However, unlike conventional CVD in which a plurality of gas molecules are simultaneously injected into a process chamber to deposit a reaction product generated on a substrate, the atomic layer deposition method is heated by injecting a gas containing one source material into the process chamber. The difference is that the product by chemical reaction between the source materials is deposited on the substrate surface by adsorbing onto the substrate and then injecting a gas containing another source material into the process chamber.
  • the atomic layer deposition method to date has a problem that the deposition rate is low due to problems such as downtime in which the equipment does not operate due to loading / unloading and heating / cooling. Accordingly, the inventors have invented an atomic layer deposition apparatus gas module that provides a high deposition rate, an atomic layer deposition apparatus, and an atomic layer deposition method using the same.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an atomic layer deposition apparatus gas module, atomic layer deposition apparatus and atomic layer deposition method using the same that can be miniaturized (foot print reduction) equipment.
  • an exhaust port for exhausting the source gas or the reactive gas may be disposed between the spaces between the first gas module and the second gas module.
  • the effects are not limited by the above-described effects.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line b-b ⁇ for describing atomic layer deposition through an atomic layer deposition apparatus gas module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is a-a ⁇ cross-sectional view for describing atomic layer deposition through the atomic layer deposition equipment gas module according to another embodiment of the present invention.
  • the first and second sub source gas supply parts 112a and 112b and the first, second and third sub purge gas supply parts 114a, 114b and 114c alternate with each other in the width direction of the substrate S. Can be arranged. Accordingly, the first sub purge gas supply unit 114a, the first sub source gas supply unit 112a, the second sub purge gas supply unit 114b, the second sub source gas supply unit 112b, and the third sub purge gas supply unit ( 114c) may be arranged in order.
  • the first sub purge gas supply unit 114a may provide a purge gas to an area A1 of the substrate S, and the first sub source gas supply unit 112a may be an area A2 of the substrate S.
  • Source gas to the second sub purge gas supply 114b may provide purge gas to the area A3, and the second sub source gas supply 112b may provide the source gas to the area A4.
  • the third sub purge gas providing unit 114c may provide a purge gas to the A5 region.
  • the reactive gas supply unit 122 and the second purge gas supply unit 124 may be provided in plural numbers.
  • the reaction gas supply unit 122 may include first and second sub-reaction gas supply units 122a and 122b
  • the second purge gas supply unit 124 may include first, second, and third devices.
  • the sub purge gas supply units 124a, 124b, and 124c may be included.
  • the second gas module 120 may move relative to the substrate (S).
  • the second gas module 120 may move in a direction different from the transport direction T of the substrate S.
  • the second gas module 120 may reciprocate in the M2 direction orthogonal to the transfer direction T of the substrate S. A detailed description of the relative operation of the second gas module 120 with respect to the substrate S will be described later.
  • FIG 3 is a-a ⁇ cross-sectional view for explaining atomic layer deposition through the atomic layer deposition equipment gas module according to an embodiment of the present invention.
  • the controller may control the first gas module 110 to provide a source gas and a purge gas while the first gas module 110 is transferred.
  • the controller may provide a purge gas through the second and third sub purge gas supplies 114b and 114c and provide a source gas through the first and second source gas supplies 112a and 112b. Can be controlled.
  • the divided regions A2 and A4 of the substrate S may receive the purge gas, and the divided regions A1 and A3 may receive the source gas.
  • the A2 and A4 divided regions of the substrate S are provided with the source gas in FIG. 3A and the purge gas in FIG. 3B, so that the source gas by-products can be removed.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line b-b ⁇ for describing atomic layer deposition through an atomic layer deposition apparatus gas module according to an embodiment of the present invention.
  • the control unit moves the second gas module 120 in the M2-1 direction after gas supply is performed in the positional relationship between the second gas module 120 and the substrate S shown in FIG. 4A.
  • gas supply can be performed.
  • the control unit may control the second gas module 120 to provide a reaction gas and a purge gas while the second gas module 120 is transferred.
  • the controller may provide a purge gas through the second and third sub purge gas supply units 124b and 124c and provide a reaction gas through the first and second reaction gas supply units 122a and 122b.
  • the divided regions A2 and A4 of the substrate S may receive the purge gas, and the divided regions A1 and A3 may receive the reactive gas.
  • the divided regions A2 and A4 of the substrate S are provided with the reaction gas in FIG. 4A and the purge gas in FIG. 4B, and thus an atomic layer may be formed. This can be removed.
  • the controller moves the second gas module 120 in the M2-2 direction after the gas supply is performed in the positional relationship between the second gas module 120 and the substrate S shown in FIG. 4C.
  • gas supply can be performed.
  • the controller may transfer the substrate S to the first gas module 110 in the M3-2 direction. As a result, the controller may generate a relative movement between the substrate S and the first gas module 110.
  • the line for supplying gas to the gas module since the gas module must be moved, the line for supplying gas to the gas module must also move, whereas according to the present embodiment, the substrate is moved relative to the gas module. Since movement is provided, convenience of control can be achieved.
  • an atomic layer deposition apparatus in an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention, one end of an atomic layer deposition apparatus gas module 100 and a flexible substrate S according to an embodiment of the present invention described above are wound. And a roller 140 for transferring.
  • the above-described control unit may be further included.
  • FIG. 9 The embodiment described with reference to FIG. 9 is different from the embodiment described with reference to FIG. 8 in that a substrate, rather than a gas module, provides relative movement for atomic layer deposition.

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)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

원자층 증착 장비 가스 모듈이 제공된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈은 기판을 향하여 소스 가스를 제공하는 소스 가스 공급부 및 상기 기판을 향하여 퍼지 가스를 제공하는 제1 퍼지 가스 공급부가 마련되는 제1 가스 모듈 및 상기 제1 가스 모듈에 대하여 상기 기판의 이송 방향에 위치하며, 상기 기판을 향하여 반응 가스를 제공하는 반응 가스 공급부 및 상기 기판을 향하여 퍼지 가스를 제공하는 제2 퍼지 가스 공급부가 마련되는 제2 가스 모듈을 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

원자층 증착 장비 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법
본 발명은 원자층 증착 장비 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법에 관련된 것으로, 보다 구체적으로는, 소스 가스와 퍼지 가스를 공급하는 제1 가스 모듈 및 반응 가스와 퍼지 가스를 공급하는 제2 가스 모듈을 포함하는 원자층 증착 장비 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법에 관련된 것이다.
일반적으로, 반도체 기판이나 글라스 등의 기판 상에 소정 두께의 박막을 증착하는 방법으로는 스퍼터링(sputtering)과 같이 물리적인 충돌을 이용하는 물리 기상 증착법(physical vapor deposition, PVD)과, 화학반응을 이용하는 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD) 등이 있다.
최근들어 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 급격하게 미세해짐에 따라 미세 패턴의 박막이 요구되고 박막이 형성되는 영역의 단차 또한 매우 커지고 있어 원자층 두께의 미세 패턴을 매우 균일하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 원자층 증착 방법(atomic layer deposition: ALD)의 사용이 증대되고 있다.
이러한 원자층 증착 방법은 기체 분자들 간의 화학반응을 이용한다는 점에 있어서 일반적인 화학 기상 증착 방법과 유사하다. 하지만, 통상의 CVD가 복수의 기체 분자들을 동시에 프로세스 챔버 내로 주입하여 발생된 반응 생성물을 기판에 증착하는 것과 달리, 원자층 증착 방법은 하나의 소스 물질을 포함하는 가스를 프로세스 챔버 내로 주입하여 가열된 기판에 흡착시키고 이후 다른 소스 물질을 포함하는 가스를 프로세스 챔버에 주입함으로써 기판 표면에서 소스 물질 사이의 화학반응에 의한 생성물이 증착된다는 점에서 차이가 있다.
그러나, 현재까지의 원자층 증착 방법은, 로딩/언로딩 및 가열/냉각 등에 의해 장비가 작동하지 않는 다운타임(downtime) 등의 문제로 증착률이 낮다는 문제가 있다. 이에 본 발명자는, 높은 증착률을 제공하는 원자층 증착 장비 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법을 발명하게 되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 고 품위 박막을 제공하는 동시에 생산성을 향상시키는 원자층 증착 장비 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 장비의 소형화(foot print 감소)가 가능한 원자층 증착 장비 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기 언급한 과제에 의하여 제한되지 아니한다.
본 발명의 일 실시 예에 다른 원자층 증착 장비 가스 모듈은, 기판을 향하여 소스 가스를 제공하는 소스 가스 공급부 및 상기 기판을 향하여 퍼지 가스를 제공하는 제1 퍼지 가스 공급부가 마련되는 제1 가스 모듈 및 상기 제1 가스 모듈에 대하여 상기 기판의 이송 방향에 위치하며, 상기 기판을 향하여 반응 가스를 제공하는 반응 가스 공급부 및 상기 기판을 향하여 퍼지 가스를 제공하는 제2 퍼지 가스 공급부가 마련되는 제2 가스 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 가스 모듈의 소스 가스 공급부와 상기 제1 퍼지 가스 공급부는 복수 개로 구성되며, 상기 소스 가스 공급부와 상기 제1 퍼지 가스 공급부는 서로 교번하여 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 가스 모듈의 반응 가스 공급부와 상기 제2 퍼지 가스 공급부는 복수 개로 구성되며, 상기 반응 가스 공급부와 상기 제2 퍼지 가스 공급부는 서로 교번하여 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 가스 모듈과 상기 제2 가스 모듈은, 상기 기판의 이송 방향으로 서로 이격될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 가스 모듈과 상기 제2 가스 모듈 사이의 이격 사이에는, 상기 소스 가스 또는 상기 반응 가스를 배기하는 배기구가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비는, 제1 방향으로 이송되는 기판을 향하여 가스를 제공하되, 소스 가스 공급부 및 제1 퍼지 가스 공급부가 교대로 배치된 제1 가스 모듈 및 상기 제1 가스 모듈으로부터 상기 제1 방향에 마련되며, 반응 가스 공급부 및 제2 퍼지 가스 공급부가 교대로 배치된 제2 가스 모듈을 포함하며, 가스 모듈 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로, 상기 가스 모듈과 상기 기판 간의 상대적인 움직임을 제공하고 상기 가스 모듈을 통하여 가스를 상기 기판에 제공하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 직교할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기판이 안착되는 이송되는 스테이지를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 가스 모듈의 위치는 고정된 상태에서 상기 스테이지를 이송시켜 상기 상대적인 움직임을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제1 가스 모듈 또는 상기 제2 가스 모듈의 폭 단위로, 상기 가스 모듈과 상기 기판 간의 상대적인 움직임을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 기판이 상기 제1 방향으로 지속적으로 이송되는 동안, 상기 상대적인 움직임을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기판은 가요성을 가지며, 상기 기판의 일단을 권취 및 이송시키는 롤러를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 롤러는, 상기 기판을 상기 제1 방향과 역 방향인 제3 방향으로 기판을 이송시키며, 상기 가스 모듈은 상기 제1 방향의 기판 증착면과 상기 제3 방향의 기판 증착면을 향하여 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 방법은, 기판의 이송 방향에 대하여 다른 방향으로 운행하는 제1 가스 모듈을 통하여, 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제1 단계 및 상기 기판을 상기 이송 방향으로 이송시키고, 상기 기판의 이송 방향에 대하여 다른 방향으로 운행하는 제2 가스 모듈을 통하여, 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제2 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 원자층 증착 방법은, 기판이 상기 기판의 폭 방향으로 운행하는 중, 제1 가스 모듈을 통하여, 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제1 단계 및 상기 기판을 상기 기판의 이송 방향으로 이송시키고, 상기 기판이 상기 기판의 폭 방향으로 운행하는 중, 제2 가스 모듈을 통하여, 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제2 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 원자층 증착 방법에 의하면, 상기 기판은 상기 제1 단계 완료 후에 상기 이송 방향으로 이송될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 원자층 증착 방법에 의하면, 상기 기판은, 상기 제1 단계 수행 중에 상기 이송 방향으로 이송될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비는, 제1 방향으로 이송되는 기판을 향하여 가스를 제공하되, 소스 가스 공급부 및 제1 퍼지 가스 공급부가 교대로 배치된 제1 가스 모듈 및 상기 제1 가스 모듈으로부터 상기 제1 방향에 마련되며, 반응 가스 공급부 및 제2 퍼지 가스 공급부가 교대로 배치된 제2 가스 모듈을 포함하며, 가스 모듈 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로, 상기 가스 모듈과 상기 기판 간의 상대적인 움직임을 제공하고 상기 가스 모듈을 통하여 가스를 상기 기판에 제공하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 방향으로 이송되는 기판을 향하여, 제1 가스 모듈이 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하고 제2 가스 모듈이 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공할 수 있다. 이에 따라, 원자층 증착 영역이 증가하므로, 증착률을 향상시킬 수 있고, 소스 가스 및 반응 가스를 공급할 수 있는 시간이 늘어나므로 고 품위의 박막을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 가스 모듈과 기판의 상대적인 움직임이 제공됨에 있어서, 제1 가스 모듈과 제2 가스 모듈 각각 2 종의 가스 공급부로 구성되므로, 가스 모듈과 기판의 상대적인 움직임을 제공함에 있어서 요구되는 공간의 크기를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른, 효과는 상술한 효과에 의하여 제한되지 아니한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈을 설명하기 위한 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈을 통한 원자층 증착을 설명하기 위한 a-a` 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈을 통한 원자층 증착을 설명하기 위한 b-b` 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈을 통한 원자층 증착을 설명하기 위한 a-a` 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈의 롤투롤(roll-to-roll) 공정 적용을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈의 롤투롤(roll-to-roll) 공정 적용을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원자층 증착 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈을 설명하기 위한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈을 설명하기 위한 단면도를 도시한다. 보다 구체적으로 도2(a)는 도 1의 a-a` 단면을 도시하며, 도 2(b)는 도 1의 b-b` 단면을 도시한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈은 다양한 박막층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 금속 박막층, 산화물 박막층, 질화물 박막층, 탄화물 박막층, 황화물 박막층 중 적어도 하나의 박막층을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 금속 박막층을 형성하기 위한, 소스 가스는, TMA(Tri Methyl Aluminium), TEA(Tri Ethyl Aluminium) 및 DMACl(Di Methyl Aluminum Chloride) 중 하나이고, 반응 가스는, 산소 가스 및 오존 가스 중 하나일 수 있다. 이 때 퍼지 가스는, 아르곤(Ar)이나 질소(N2), 헬륨(He) 중 어느 하나의 가스 또는 둘 이상 혼합된 가스가 사용될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 실리콘 박막층을 형성하기 위한, 소스 가스는, 리콘을 포함하는 실란(Silane, SiH4), 디실란(Disilane, Si2H6) 및 사불화 실리콘(SiF4) 중 하나일 수 있고, 반응 가스는, 산소 가스 및 오존 가스 중 하나일 수 있다. 이 때 퍼지 가스는, 아르곤(Ar)이나 질소(N2), 헬륨(He) 중 어느 하나의 가스 또는 둘 이상 혼합된 가스가 사용될 수 있다. 이 때, 소스 가스, 퍼지 가스, 반응 가스는 이에 한정되는 것은 아니며 당업자의 요구에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈(100)은, 기판(S)을 향하여 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제1 가스 모듈(110), 기판(S)을 향하여 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제2 가스 모듈(120)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도 1 및 도 2(a)를 함께 참고하면, 상기 제1 가스 모듈(110)은 상기 기판(S)을 향하여 소스 가스 및 퍼지 가스를 분사하도록 소스 가스 공급부(112) 및 제1 퍼지 가스 공급부(114)를 포함할 수 있다. 상기 제1 가스 모듈(110)은 상기 소스 가스 공급부(112) 및 상기 제1 퍼지 가스 공급부(114)를 통하여 동시에 상기 기판(S)을 향하여 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공할 수 있다.
상기 소스 가스 공급부(112) 및 상기 제1 퍼지 가스 공급부(114)는 복수 개로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 소스 가스 공급부(112)는 제1 및 제2 서브 소스 가스 공급부(112a, 112b)를 포함할 수 있고, 상기 제1 퍼지 가스 공급부(114)는 제1, 제2, 및 제3 서브 퍼지 가스 공급부(114a, 114b, 114c)를 포함할 수 있다.
이 때, 제1 및 제2 서브 소스 가스 공급부(112a, 112b) 및 제1, 제2 및 제3 서브 퍼지 가스 공급부(114a, 114b, 114c)는 상기 기판(S)의 폭 방향으로 서로 교번하여 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 서브 퍼지 가스 공급부(114a), 제1 서브 소스 가스 공급부(112a), 제2 서브 퍼지 가스 공급부(114b), 제2 서브 소스 가스 공급부(112b), 제3 서브 퍼지 가스 공급부(114c) 순서로 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 서브 소스 가스 공급부(112a, 112b) 및 제1, 제2 및 제3 서브 퍼지 가스 공급부(114a, 114b, 114c)의 폭은 서로 동일할 수 있다.
상기 제1 가스 모듈(110)은 상기 기판(S)의 대응되는 영역에 소스 가스 또는 퍼지 가스를 제공할 수 있다. 보다 구체적으로 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 상기 기판(S)은 A1, A2, A3, A4, A5의 가상의 분할 영역으로 구획될 수 있다. 이 때, 상기 기판(S)의 A1은 상기 제1 가스 모듈(110)의 제1 서브 퍼지 가스 공급부(114a)에 대응되며, A2는 제1 서브 소스 가스 공급부(112a)에 대응되며, A3는 상기 제2 서브 퍼지 가스 공급부(114b)에 대응되며, A4는 상기 제2 서브 소스 가스 공급부(112b)에 대응되며, A5는 상기 제3 서브 퍼지 가스 공급부(114c)에 대응되도록 구획될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 서브 퍼지 가스 공급부(114a)는 상기 기판(S)의 A1 영역에 퍼지 가스를 제공할 수 있고, 상기 제1 서브 소스 가스 공급부(112a)는 상기 기판(S)의 A2 영역에 소스 가스를 제공할 수 있고, 상기 제2 서브 퍼지 가스 공급부(114b)는 A3 영역에 퍼지 가스를 제공할 수 있고, 상기 제2 서브 소스 가스 공급부(112b)는 A4 영역에 소스 가스를 제공할 수 있고, 상기 제3 서브 퍼지 가스 제공부(114c)는 A5 영역에 퍼지 가스를 제공할 수 있다.
상기 제1 가스 모듈(110)의 폭은, 상기 기판(S)의 폭과 동일할 수 있다. 즉, 상기 제1 가스 모듈(110)의 폭은, 상기 기판(S)의 폭과 L로 동일할 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 가스 모듈(110)의 폭은, 상기 기판(S)의 폭보다 넓을 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 제1 가스 모듈(110)의 폭과 상기 기판(S)의 폭이 동일한 경우를 상정하기로 한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 가스 모듈(110)과 기판(S) 간에는 상대적인 운행이 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 가스 모듈(110)은 상기 기판(S)의 이송 방향(T)과 다른 방향으로 운행할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제1 가스 모듈(110)은 상기 기판(S)의 이송 방향(T)과 직교하는 M1 방향으로 왕복 운행할 수 있다. 상기 제1 가스 모듈(110)의 상기 기판(S)에 대한 상대적인 운행에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 1 및 도 2(b)를 함께 참고하면, 상기 제2 가스 모듈(120)은 상기 기판(S)을 향하여 반응 가스 및 퍼지 가스를 분사하도록 반응 가스 공급부(122) 및 제2 퍼지 가스 공급부(124)를 포함할 수 있다. 상기 제2 가스 모듈(120)은 상기 반응 가스 공급부(122) 및 상기 제2 퍼지 가스 공급부(124)를 통하여 동시에 상기 기판(S)을 향하여 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공할 수 있다.
상기 반응 가스 공급부(122) 및 상기 제2 퍼지 가스 공급부(124)는 복수 개로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 반응 가스 공급부(122)는 제1 및 제2 서브 반응 가스 공급부(122a, 122b)를 포함할 수 있고, 상기 제2 퍼지 가스 공급부(124)는 제1, 제2, 및 제3 서브 퍼지 가스 공급부(124a, 124b, 124c)를 포함할 수 있다.
이 때, 제1 및 제2 서브 반응 가스 공급부(122a, 122b) 및 제1, 제2, 및 제3 서브 퍼지 가스 공급부(124a, 124b, 124c)는 상기 기판(S)의 폭 방향으로 서로 교번하여 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 서브 퍼지 가스 공급부(112a), 제1 서브 반응 가스 공급부(122a), 제2 서브 퍼지 가스 공급부(124b), 제2 서브 반응 가스 공급부(122b), 제3 서브 퍼지 가스 공급부(124c) 순서로 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 서브 반응 가스 공급부(122a, 122b) 및 제1, 제2, 및 제3 서브 퍼지 가스 공급부(124a, 124b, 124c)의 폭은 서로 동일할 수 있다.
상기 제2 가스 모듈(120)은 상기 기판(S)의 대응되는 영역에 반응 가스 또는 퍼지 가스를 제공할 수 있다. 보다 구체적으로 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 상기 기판(S)은 A1, A2, A3, A4, A5의 가상의 분할 영역으로 구획될 수 있다. 이 때, 상기 기판(S)의 A1은 상기 제2 가스 모듈(120)의 제1 서브 퍼지 가스 공급부(124a)에 대응되며, A2는 제1 서브 반응 가스 공급부(122a)에 대응되며, A3는 상기 제2 서브 퍼지 가스 공급부(124b)에 대응되며, A4는 상기 제2 서브 반응 가스 공급부(122b)에 대응되며, A5는 상기 제3 서브 퍼지 가스 공급부(124c)에 대응되도록 구획될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 서브 퍼지 가스 공급부(124a)는 상기 기판(S)의 A1 영역에 퍼지 가스를 제공할 수 있고, 상기 제1 서브 반응 가스 공급부(122a)는 상기 기판(S)의 A2 영역에 반응 가스를 제공할 수 있고, 상기 제2 서브 퍼지 가스 공급부(124b)는 A3 영역에 퍼지 가스를 제공할 수 있고, 상기 제2 서브 반응 가스 공급부(122b)는 A4 영역에 반응 가스를 제공할 수 있고, 상기 제3 서브 퍼지 가스 제공부(124c)는 A5 영역에 퍼지 가스를 제공할 수 있다.
상기 제2 가스 모듈(120)의 폭은, 상기 기판(S)의 폭과 동일할 수 있다. 즉, 상기 제2 가스 모듈(120)의 폭은, 상기 기판(S)의 폭과 L로 동일할 수 있다. 이와 달리, 상기 제2 가스 모듈(120)의 폭은, 상기 기판(S)의 폭보다 넓을 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 제2 가스 모듈(120)의 폭과 상기 기판(S)의 폭이 동일한 경우를 상정하기로 한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 가스 모듈(120)은 기판(S)에 대하여 상대적인 운행을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 가스 모듈(120)은 상기 기판(S)의 이송 방향(T)과 다른 방향으로 운행할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제2 가스 모듈(120)은 상기 기판(S)의 이송 방향(T)과 직교하는 M2 방향으로 왕복 운행할 수 있다. 상기 제2 가스 모듈(120)의 상기 기판(S)에 대한 상대적인 운행에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 기판(S)은, 도 1에 도시된 기판의 이송 방향(T)으로 이송될 수 있다. 이 경우, 상기 기판(S)은 제1 가스 모듈(110) 아래로 진입하여, 추가적인 이송에 의하여, 제2 가스 모듈(120) 아래를 통과하게 된다. 보다 구체적으로, 상기 기판(S)이 이송 방향(T)으로 이송됨에 따라, S5 영역이 처음 상기 제1 가스 모듈(110) 아래에 위치하게 되고, 상기 제1 가스 모듈(110)로부터 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공받을 수 있다. 이후, 상기 기판(S)이 이송 방향(T)으로 추가 이송됨에 따라, S3 영역이 상기 제1 가스 모듈(110) 아래에 위치하게 되고, 상기 제1 가스 모듈(110)로부터 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공받을 수 있다. 또한, 동시에 S5 영역이 상기 제2 가스 모듈(120) 아래에 위치하게 되고, 상기 제2 가스 모듈(120)로부터 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공받을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기판(S)은 상기 이송 방향(T)으로, 상기 제1 가스 모듈 또는 상기 제2 가스 모듈의 길이 방향(기판의 이송 방향으로의 방향) 단위로 이송될 수 있다. 이 경우, 상기 기판(S)은 상기 제1 가스 모듈 및/또는 상기 제2 가스 모듈 아래에서 해당하는 가스를 제공받은 이후, 가스 모듈의 길이 방향 단위로 이송될 수 있다. 이와 달리, 상기 기판(S)은 상기 이송 방향(T)으로, 지속적으로 이송될 수 있다. 이 경우, 상기 기판(S)은 상기 제1 가스 모듈 및/또는 상기 제2 가스 모듈 아래에서 해당하는 가스를 제공받는 중에도 지속적으로 이송 방향(T)으로 이송될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 가스 모듈(110)과 상기 제2 가스 모듈(120) 사이에는 배기구(130)가 마련될 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 가스 모듈(110)과 상기 제2 가스 모듈(120) 사이에는 상기 기판의 이송 방향으로 이격 거리가 제공될 수 있고, 상기 이격 거리에 상기 배기구(130)가 마련될 수 있다. 상기 배기구(130)는 상기 소스 가스와 상기 반응 가스가 믹싱되는 것을 방지할 수 있다. 이를 위하여, 상기 배기구(130)는 상기 제1 가스 모듈(110)에서 분사된 소스 가스 중, 상기 제2 가스 모듈(120)로 향하는 소스 가스를 배기할 수 있다. 또한, 상기 배기구(130)는 상기 제2 가스 모듈(120)에서 분사된 반응 가스 중, 상기 제1 가스 모듈(110)로 향하는 반응 가스를 배기할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 가스 모듈(110), 상기 제2 가스 모듈(120), 상기 배기구(130)의 길이(상기 기판의 이송 방향 길이)는 서로 동일할 수 있다.
이상, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈에 대하여 설명하였다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비는, 상술한 원자층 증착 장비 가스 모듈 외에, 상기 원자층 증착 장비 가스 모듈의 각 구성을 제어하는 제어부, 원자층 증착 반응 공간을 제공하는 챔버 및 상기 챔버 내의 압력을 제어하는 챔버 펌프 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부는, 상기 가스 모듈(100)을 제어하여 소스 가스, 퍼지 가스, 반응 가스 등의 가스를 상기 기판(S)으로 제공할 수 있다. 또한, 상기 제어부(100)는 후술할 상기 기판(S) 및/또는 상기 가스 모듈(100)의 운행을 통한 원자층 증착 및 상기 기판(S)의 이송을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원자층 증착을 위하여, 기판의 이송 방향과 다른 방향으로 기판과 가스 모듈 사이의 상대적인 움직임이 제공되는 바, 이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비를 통한 원자층 증착을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈을 통한 원자층 증착을 설명하기 위한 a-a` 단면도이다.
도 3(a)를 참조하면, 상기 제어부는, 상기 기판(S)이 상기 제1 가스 모듈(110) 아래에 위치한 상태에서, 소스 가스 및 퍼지 가스를 분사할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 상기 제1 가스 모듈(110)의 소스 가스 공급부(112a, 112b)를 통하여 소스 가스를 제공하고, 제1 퍼지 가스 공급부(114a, 114b, 114c)를 통하여 퍼지 가스를 제공할 수 있다. 이로써, 상기 기판(S)은, 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공받을 수 있다. 이 때, 상기 기판(S)은 상기 기판(S)의 분할 영역 별로, 소스 가스 또는 퍼지 가스를 제공받을 수 있다. 이로써, 상기 기판(S)의 A1, A3 및 A5 분할 영역은, 퍼지 가스를 제공받고, A2 및 A4 분할 영역은 소스 가스를 제공받을 수 있다.
상기 제어부는, 도 3(a)에 도시된 제1 가스 모듈(110)과 기판(S)의 위치 관계에서, 가스 공급이 수행된 이후 상기 제1 가스 모듈(110)을 M1-1 방향으로 이동하여, 가스 공급을 수행할 수 있다.
도 3(b)를 참조하면, 상기 제어부는, 상기 기판(S)에 대하여 상기 제1 가스 모듈(110)을 M1-1 방향으로 이송시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 상기 제1 가스 모듈(110)을 M1-1 방향으로 상기 제1 가스 모듈(110)의 단위 가스 공급부의 폭 만큼 이송시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제어부는, 상기 제1 가스 모듈(110)을 M1-1 방향으로 제1 서브 퍼지 가스 공급부(114a)의 폭 만큼 이송시킬 수 있다. 이로써, 상기 제어부는, 상기 기판(S)과 상기 제1 가스 모듈(110) 간의 상대적인 움직임을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 가스 모듈(110)을 이송시킨 상태에서, 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하도록 상기 제1 가스 모듈(110)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는, 상기 제2 및 3 서브 퍼지 가스 공급부(114b, 114c)를 통하여 퍼지 가스를 제공하고, 상기 제1 및 제2 소스 가스 공급부(112a, 112b)를 통하여 소스 가스를 제공하도록 제어할 수 있다. 이로써, 상기 기판(S)의 A2 및 A4 분할 영역은 퍼지 가스를 제공받고, A1 및 A3 분할 영역은 소스 가스를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(S)의 A2 및 A4 분할 영역은, 도 3(a)에서 소스 가스를 제공받고, 도 3(b)에서 퍼지 가스를 제공받으므로, 소스 가스 부산물이 제거될 수 있다.
상기 제어부는, 도 3(b)에 도시된 제1 가스 모듈(110)과 기판(S)의 위치 관계에서, 가스 공급이 수행된 이후 상기 제1 가스 모듈(110)을 M1-2 방향으로 이동하여, 가스 공급을 수행할 수 있다.
도 3(c)를 참조하면, 상기 제어부는, 상기 기판(S)에 대하여 상기 제1 가스 모듈(110)을 M1-2 방향으로 이송시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 상기 제1 가스 모듈(110)을 M1-2 방향으로 상기 제1 가스 모듈(110)의 단위 가스 공급부의 폭 만큼 이송시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제어부는, 상기 제1 가스 모듈(110)을 M1-2 방향으로 제1 서브 퍼지 가스 공급부(114a)의 폭 만큼 이송시킬 수 있다. 이로써, 상기 제어부는, 상기 기판(S)과 상기 제1 가스 모듈(110) 간의 상대적인 움직임을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 가스 모듈(110)을 이송시킨 상태에서, 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하도록 상기 제1 가스 모듈(110)을 제어할 수 있다. 이로써, 도 3(a)를 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 기판(S)의 A1, A3 및 A5 분할 영역은, 퍼지 가스를 제공받고, A2 및 A4 분할 영역은 소스 가스를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(S)의 A1 및 A3 분할 영역은, 도 3(b)에서 소스 가스를 제공받고, 도 3(c)에서 퍼지 가스를 제공받으므로, 소스 가스 부산물이 제거될 수 있다.
상기 제어부는, 도 3(c)에 도시된 제1 가스 모듈(110)과 기판(S)의 위치 관계에서, 가스 공급이 수행된 이후 상기 제1 가스 모듈(110)을 M1-2 방향으로 이동하여, 가스 공급을 수행할 수 있다.
도 3(d)를 참조하면, 상기 제어부는, 상기 기판(S)에 대하여 상기 제1 가스 모듈(110)을 M1-2 방향으로 이송시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 상기 제1 가스 모듈(110)을 M1-2 방향으로 상기 제1 가스 모듈(110)의 단위 가스 공급부의 폭 만큼 이송시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제어부는, 상기 제1 가스 모듈(110)을 M1-2 방향으로 제1 서브 퍼지 가스 공급부(114a)의 폭 만큼 이송시킬 수 있다. 이로써, 상기 제어부는, 상기 기판(S)과 상기 제1 가스 모듈(110) 간의 상대적인 움직임을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 가스 모듈(110)을 이송시킨 상태에서, 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하도록 상기 제1 가스 모듈(110)을 제어할 수 있다. 이로써, 상기 기판(S)의 A2 및 A4 분할 영역은, 퍼지 가스를 제공받고, A3 및 A5 분할 영역은 소스 가스를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(S)의 A2 및 A4 분할 영역은, 도 3(c)에서 소스 가스를 제공받고, 도 3(d)에서 퍼지 가스를 제공받으므로, 소스 가스 부산물이 제거될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기판의 양 단의 분할 영역 A1 및 A5는 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공받는 기회가 상기 기판의 A2 내지 A4 보다 적을 수 있으므로, 상기 제어부는 A1 및 A5에는 A2 내지 A4 보다 많은 소스 가스 및 퍼지 가스가 공급되도록 제1 가스 모듈(110)을 제어할 수 있다.
이상, 도 3을 참조하여 설명한 실시 예에 따르면, 상기 기판(S)의 분할 영역 별로, 소스 가스 및 퍼지 가스가 교번하여 제공될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비는, 높은 쓰루풋을 제공하면서도 풋 프린트(foot print)는 감소시킬 수 있다.
상기 제1 가스 모듈(110)을 통하여 소스 가스가 표면에 형성된 기판(S)에는 반응 가스 및 퍼지 가스가 제공될 수 있다. 이하, 도 4를 참조하여 상기 기판(S)에 반응 가스 및 퍼지 가스가 제공되는 방법을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈을 통한 원자층 증착을 설명하기 위한 b-b` 단면도이다.
도 4(a)를 참조하면, 상기 제어부는, 상기 기판(S)이 상기 제2 가스 모듈(120) 아래에 위치한 상태에서, 반응 가스 및 퍼지 가스를 분사할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 상기 제2 가스 모듈(120)의 반응 가스 공급부(122a, 122b)를 통하여 반응 가스를 제공하고, 제2 퍼지 가스 공급부(124a, 124b, 124c)를 통하여 퍼지 가스를 제공할 수 있다. 이로써, 상기 기판(S)은, 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공받을 수 있다. 이 때, 상기 기판(S)은 상기 기판(S)의 분할 영역 별로, 반응 가스 또는 퍼지 가스를 제공받을 수 있다. 이로써, 상기 기판(S)의 A1, A3 및 A5 분할 영역은, 퍼지 가스를 제공받고, A2 및 A4 분할 영역은 반응 가스를 제공받을 수 있다.
상기 제어부는, 도 4(a)에 도시된 제2 가스 모듈(120)과 기판(S)의 위치 관계에서, 가스 공급이 수행된 이후 상기 제2 가스 모듈(120)을 M2-1 방향으로 이동하여, 가스 공급을 수행할 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 상기 제어부는, 상기 기판(S)에 대하여 상기 제2 가스 모듈(120)을 M2-1 방향으로 상기 제2 가스 모듈(120)의 단위 가스 공급부 예를 들어, 제1 서브 퍼지 가스 공급부(124a)의 폭 만큼 이송시킬 수 있다. 이로써, 상기 제어부는, 상기 기판(S)과 상기 제2 가스 모듈(120) 간의 상대적인 움직임을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2 가스 모듈(120)을 이송시킨 상태에서, 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공하도록 상기 제2 가스 모듈(120)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는, 상기 제2 및 3 서브 퍼지 가스 공급부(124b, 124c)를 통하여 퍼지 가스를 제공하고, 상기 제1 및 제2 반응 가스 공급부(122a, 122b)를 통하여 반응 가스를 제공하도록 제어할 수 있다. 이로써, 상기 기판(S)의 A2 및 A4 분할 영역은 퍼지 가스를 제공받고, A1 및 A3 분할 영역은 반응 가스를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(S)의 A2 및 A4 분할 영역은, 도 4(a)에서 반응 가스를 제공받고, 도 4(b)에서 퍼지 가스를 제공받으므로, 원자층이 형성될 수 있으며, 부산물이 제거될 수 있다.
상기 제어부는, 도 4(b)에 도시된 제2 가스 모듈(120)과 기판(S)의 위치 관계에서, 가스 공급이 수행된 이후 상기 제2 가스 모듈(120)을 M2-2 방향으로 이동하여, 가스 공급을 수행할 수 있다.
도 4(c)를 참조하면, 상기 제어부는, 상기 기판(S)에 대하여 상기 제2 가스 모듈(120)을 M2-2 방향으로 이송시킬 수 있다. 이로써, 상기 제어부는, 상기 기판(S)과 상기 제2 가스 모듈(120) 간의 상대적인 움직임을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2 가스 모듈(120)을 이송시킨 상태에서, 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공하도록 상기 제2 가스 모듈(120)을 제어할 수 있다. 이로써, 도 4(a)를 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 기판(S)의 A1, A3 및 A5 분할 영역은, 퍼지 가스를 제공받고, A2 및 A4 분할 영역은 반응 가스를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(S)의 A1 및 A3 분할 영역은, 도 4(b)에서 반응 가스를 제공받고, 도 4(c)에서 퍼지 가스를 제공받으므로, 원자층이 형성되고, 부산물이 제거될 수 있다.
상기 제어부는, 도 4(c)에 도시된 제2 가스 모듈(120)과 기판(S)의 위치 관계에서, 가스 공급이 수행된 이후 상기 제2 가스 모듈(120)을 M2-2 방향으로 이동하여, 가스 공급을 수행할 수 있다.
도 4(d)를 참조하면, 상기 제어부는, 상기 기판(S)에 대하여 상기 제2 가스 모듈(120)을 M2-2 방향으로 이송시킬 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제2 가스 모듈(120)을 M2-2 방향으로 제1 서브 퍼지 가스 공급부(124a)의 폭 만큼 이송시킬 수 있다. 이로써, 상기 제어부는, 상기 기판(S)과 상기 제2 가스 모듈(120) 간의 상대적인 움직임을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2 가스 모듈(120)을 이송시킨 상태에서, 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공하도록 상기 제2 가스 모듈(120)을 제어할 수 있다. 이로써, 상기 기판(S)의 A2 및 A4 분할 영역은, 퍼지 가스를 제공받고, A3 및 A5 분할 영역은 반응 가스를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(S)의 A2 및 A4 분할 영역은, 도 4(c)에서 반응 가스를 제공받고, 도 4(d)에서 퍼지 가스를 제공받으므로, 원자층이 형성되고 부산물이 제거될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기판의 양 단의 분할 영역 A1 및 A5는 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공받는 기회가 상기 기판의 A2 내지 A4 보다 적을 수 있으므로, 상기 제어부는 A1 및 A5에는 A2 내지 A4 보다 많은 소스 가스 및 퍼지 가스가 공급되도록 제2 가스 모듈(120)을 제어할 수 있다.
이상, 도 4를 참조하여 설명한 실시 예에 따르면, 상기 기판(S)의 분할 영역 별로, 반응 가스 및 퍼지 가스가 교번하여 제공될 수 있다. 이로써, 상기 기판(S) 상에는 원자층이 높은 증착률로 형성될 수 있다.
이상, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 실시 예에서는, 가스 모듈이 기판에 대하여 상대적으로 이동하여 원자층이 증착되는 경우를 설명하였다. 이하에서는 기판이 가스 모듈에 대하여 상대적으로 이동하여 원자층이 증착되는 실시 예를 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈을 통한 원자층 증착을 설명하기 위한 a-a` 단면도이다.
도 5(a)를 참조하면, 도 3(a)를 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 제어부는, 상기 기판(S)이 상기 제1 가스 모듈(110) 아래에 위치한 상태에서, 소스 가스 및 퍼지 가스를 분사할 수 있다. 이로써, 상기 기판(S)의 A1, A3 및 A5 분할 영역은, 퍼지 가스를 제공받고, A2 및 A4 분할 영역은 소스 가스를 제공받을 수 있다.
상기 제어부는, 도 5(a)에 도시된 제1 가스 모듈(110)과 기판(S)의 위치 관계에서, 가스 공급이 수행된 이후 상기 기판(S)을 M3-1 방향으로 이동하여, 가스 공급을 수행할 수 있다. 앞서, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 실시 예에서는 제1 가스 모듈이 이동하는 반면, 본 실시 예에서는 기판이 이동한다는 점에서 차이가 있는 것이다.
도 5(b)를 참조하면, 상기 제어부는, 상기 기판(S)을 상기 제1 가스 모듈(110)에 대하여 기판의 이송 방향과 직교하는 M3-1 방향으로 이송시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제어부는, 상기 기판(S)을 M3-1 방향으로 제1 서브 퍼지 가스 공급부(114a)의 폭 만큼 이송시킬 수 있다. 이로써, 상기 제어부는, 상기 기판(S)과 상기 제1 가스 모듈(110) 간의 상대적인 움직임을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 기판(S)을 이송시킨 상태에서, 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하도록 상기 제1 가스 모듈(110)을 제어할 수 있다. 이로써, 상기 기판(S)의 A2 및 A4 분할 영역은 퍼지 가스를 제공받고, A3 및 A5 분할 영역은 소스 가스를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(S)의 A2 및 A4 분할 영역은, 도 5(a)에서 소스 가스를 제공받고, 도 5(b)에서 퍼지 가스를 제공받으므로, 소스 가스 부산물이 제거될 수 있다.
상기 제어부는, 도 5(b)에 도시된 제1 가스 모듈(110)과 기판(S)의 위치 관계에서, 가스 공급이 수행된 이후 상기 기판(S)을 M3-2 방향으로 이동하여, 가스 공급을 수행할 수 있다.
도 5(c)를 참조하면, 상기 제어부는, 상기 기판(S)을 상기 제1 가스 모듈(110)에 대하여 M3-2 방향으로 이송시킬 수 있다. 이로써, 상기 제어부는, 상기 기판(S)과 상기 제1 가스 모듈(110) 간의 상대적인 움직임을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 가스 모듈(110)을 이송시킨 상태에서, 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하도록 상기 제1 가스 모듈(110)을 제어할 수 있다. 이로써, 도 5(a)를 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 기판(S)의 A1, A3 및 A5 분할 영역은, 퍼지 가스를 제공받고, A2 및 A4 분할 영역은 소스 가스를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(S)의 A3 및 A5 분할 영역은, 도 5(b)에서 소스 가스를 제공받고, 도 5(c)에서 퍼지 가스를 제공받으므로, 소스 가스 부산물이 제거될 수 있다.
상기 제어부는, 도 5(c)에 도시된 제1 가스 모듈(110)과 기판(S)의 위치 관계에서, 가스 공급이 수행된 이후 상기 기판(S)을 M3-2 방향으로 이동하여, 가스 공급을 수행할 수 있다.
도 5(d)를 참조하면, 상기 제어부는, 상기 기판(S)을 상기 제1 가스 모듈(110)을 M3-2 방향으로 이송시킬 수 있다. 이로써, 상기 제어부는, 상기 기판(S)과 상기 제1 가스 모듈(110) 간의 상대적인 움직임을 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 기판(S)을 이송시킨 상태에서, 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하도록 상기 제1 가스 모듈(110)을 제어할 수 있다. 이로써, 상기 기판(S)의 A2 및 A4 분할 영역은, 퍼지 가스를 제공받고, A1 및 A3 분할 영역은 소스 가스를 제공받을 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(S)의 A2 및 A4 분할 영역은, 도 5(c)에서 소스 가스를 제공받고, 도 5(d)에서 퍼지 가스를 제공받으므로, 소스 가스 부산물이 제거될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기판의 양 단의 분할 영역 A1 및 A5는 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공받는 기회가 상기 기판의 A2 내지 A4 보다 적을 수 있으므로, 상기 제어부는 A1 및 A5에는 A2 내지 A4 보다 많은 소스 가스 및 퍼지 가스가 공급되도록 제1 가스 모듈(110)을 제어할 수 있다.
이상, 도 5을 참조하여 설명한 실시 예에 따르면, 상기 기판(S)의 분할 영역 별로, 소스 가스 및 퍼지 가스가 교번하여 제공될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비는, 높은 쓰루풋을 제공하면서도 풋 프린트(foot print)는 감소시킬 수 있다.
또한, 도 3을 참조하여 설명한 실시 예에서는, 가스 모듈을 이동하여야 하므로, 가스 모듈에 가스를 공급하는 라인도 같이 움직여야 하는 반면, 본 실시 예에 따르면, 기판을 움직이는 것으로 가스 모듈과의 사이에 상대적인 움직임이 제공되므로 제어의 편의성이 도모될 수 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 상기 기판을 움직임으로써, 제1 가스 모듈 뿐 아니라 제2 가스 모듈에 대해서도 상대적인 움직임이 형성될 수 있다. 즉, 기판의 위치가 제어됨으로써, 제1 가스 모듈 및 제2 가스 모듈 모두에 대한 원자층 증착이 가능하므로 제어의 편의성이 도모될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈의 롤투롤(roll-to-roll) 공정 적용을 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하여 설명할 실시 예는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 실시 예에 롤투롤 공정이 적용된다는 점에서 차이가 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비는, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈(100) 및 가요성 기판(S)의 일단을 권취 및 이송시키기 위한 롤러(140)를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 상술한 제어부를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈 및 원자층 증착 장비는, 롤투롤 공정에도 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈의 롤투롤(roll-to-roll) 공정 적용을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비는, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈(100) 및 가요성 기판의 일단을 권취 및 이송시키기 위한 롤러(140)을 포함할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 상술한 제어부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 본 실시 예에 따른 롤러(140)는 상기 가요성 기판(S)을 제1 방향과 상기 제1 방향의 역 방향인 제3 방향으로 기판을 이송시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따르면, 상기 가스 모듈(100)은, 상기 제1 방향으로 이송되는 기판 증착면과 상기 제3 방향으로 이송되는 기판 증착면을 향하여 각각 제공될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 장비 가스 모듈 및 원자층 증착 장비는, 다양한 방식의 롤투롤 공정에도 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 8을 참조하여 설명하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 방법은, 상술한 원자층 증착 장비 가스 모듈 및/또는 원자층 증착 장비에 의하여 구현될 수 있음은 물론이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층 증착 방법은, 기판의 이송 방향에 대하여 다른 방향으로 운행하는 제1 가스 모듈을 통하여, 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제1 단계(S100) 및 상기 기판을 상기 이송 방향으로 이송시키고, 상기 기판의 이송 방향에 대하여 다른 방향으로 운행하는 제2 가스 모듈을 통하여, 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제2 단계(S110)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이하 각 단계에 대하여 설명하기로 한다.
단계 S100에서, 상기 제어부는, 기판(S)의 이송 방향에 대하여 다른 방향으로 제1 가스 모듈(110)을 운행할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 제1 가스 모듈(110)을 상기 기판의 이송 방향(T)과 직교하는 방향인 M1 방향으로 운행시킬 수 있다.
상기 제어부는, M1 방향으로 운행하는 제1 가스 모듈(110)을 통하여, 소스 가스 및 퍼지 가스를 상기 기판(S)에 제공할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 제1 가스 모듈(110)을 상기 기판(S)의 폭 방향(M1 방향)으로 왕복 운행시키면서, 소스 가스 및 퍼지 가스를 상기 기판(S)에 제공할 수 있다.
이로써, 상기 기판(S) 상에는 높은 증착률로 소스 가스가 증착될 수 있다.
단계 S110에서, 상기 제어부는 상기 소스 가스가 증착된 기판을 이송시킬 수 있다. 도 1을 참조하면, 상기 제어부는 이송 방향(T)으로 상기 기판(S)을 이송시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 단계 S100이 완료된 이후, 상기 기판을 이송 방향(T)으로 이송할 수도 있고, 상기 단계 S100이 수행 중인 경우에도, 상기 기판을 이송 방향(T)으로 이송할 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 롤투롤 공정인 경우, 상기 단계 S100의 수행 중에, 상기 기판이 이송 방향으로 이송될 수 있다. 이 경우, 상기 기판의 이송과 원자층 증착이 동시에 수행될 수 있으므로 증착률을 보다 개선할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 단계 S100 완료 후에, 기판이 이송되는 경우를 상정하기로 한다.
상기 제어부는, 기판(S)이 이송되어, 제2 가스 모듈(120) 증착 구간에 기판(S)이 위치한 경우, 기판(S)의 이송 방향에 대하여 다른 방향으로 제2 가스 모듈(120)을 운행할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 제2 가스 모듈(120)을 상기 기판의 이송 방향(T)과 직교하는 방향인 M2 방향으로 운행시킬 수 있다.
상기 제어부는, M2 방향으로 운행하는 제2 가스 모듈(120)을 통하여, 반응 가스 및 퍼지 가스를 상기 기판(S)에 제공할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 제2 가스 모듈(120)을 상기 기판(S)의 폭 방향(M2 방향)으로 왕복 운행시키면서, 반응 가스 및 퍼지 가스를 상기 기판(S)에 제공할 수 있다.
이로써, 상기 기판(S) 상에는 높은 증착률로 원자층이 증착될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원자층 증착 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원자층 증착 방법은, 기판이 상기 기판의 폭 방향으로 운행하는 중, 제1 가스 모듈을 통하여, 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제1 단계(S200) 및 상기 기판을 상기 기판의 이송 방향으로 이송시키고, 상기 기판이 상기 기판의 폭 방향으로 운행하는 중, 제2 가스 모듈을 통하여, 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제2 단계(S210)을 포함할 수 있다.
도 9를 참조하여 설명하는 실시 예에서는 원자층 증착을 위하여, 가스 모듈이 아니라 기판이 상대적인 움직임을 제공한다는 점에서 도 8을 참조하여 설명한 실시 예와 차이가 있다.
단계 S200에서, 상기 제어부는, 상기 제1 가스 모듈(100)에 대하여 상기 기판(S)을 상기 기판(S)의 이송 방향과 다른 방향으로 운행할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 기판(S)을 상기 기판(S)의 이송 방향(T)과 직교하는 방향인 M3 방향으로 운행시킬 수 있다.
상기 제어부는, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 기판(S)를 상기 제1 가스 모듈(110)의 폭 방향(M3 방향)으로 왕복 운행시키면서, 소스 가스 및 퍼지 가스를 상기 기판(S)에 제공할 수 있다.
이로써, 상기 기판(S) 상에는 높은 증착률로 소스 가스가 증착될 수 있다.
단계 S110에서, 상기 제어부는 상기 소스 가스가 증착된 기판을 이송시킬 수 있다. 도 1을 참조하면, 상기 제어부는 이송 방향(T)으로 상기 기판(S)을 이송시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 단계 S100이 완료된 이후, 상기 기판을 이송 방향(T)으로 이송할 수도 있고, 상기 단계 S100이 수행 중인 경우에도, 상기 기판을 이송 방향(T)으로 이송할 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 롤투롤 공정인 경우, 상기 단계 S100의 수행 중에, 상기 기판이 이송 방향으로 이송될 수 있다. 이 경우, 상기 기판의 이송과 원자층 증착이 동시에 수행될 수 있으므로 증착률을 보다 개선할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 단계 S100 완료 후에, 기판이 이송되는 경우를 상정하기로 한다.
상기 제어부는, 기판(S)이 이송되어, 제2 가스 모듈(120) 증착 구간에 기판(S)이 위치한 경우, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 기판(S)을 상기 제2 가스 모듈(120)에 대하여 상기 기판의 이송 방향(T)과 직교하는 방향인 M3 방향으로 운행시킬 수 있다.
상기 제어부는, M3 방향으로 운행하는 상기 기판(S)에, 상기 제2 가스 모듈(120)을 통하여, 반응 가스 및 퍼지 가스를 상기 기판(S)에 제공할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 상기 기판(S)을 상기 제2 가스 모듈(120)의 폭 방향(M2 방향)으로 왕복 운행시키면서, 반응 가스 및 퍼지 가스를 상기 기판(S)에 제공할 수 있다.
이로써, 상기 기판(S) 상에는 높은 증착률로 원자층이 증착될 수 있다.
이상 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 본 발명의 실시 예들에 따른 원자층 증착 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 원자층 증착 방법은, 장비의 소형화가 가능하면서도 증착률이 높은 원자층 박막층을 생산할 수 있으며, 이러한 박막층은 적어도 광/디스플레이 소자, 반도체 소자, 에너지 소자 등에 응용될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 기판을 향하여 소스 가스를 제공하는 소스 가스 공급부 및 상기 기판을 향하여 퍼지 가스를 제공하는 제1 퍼지 가스 공급부가 마련되는 제1 가스 모듈; 및
    상기 제1 가스 모듈에 대하여 상기 기판의 이송 방향에 위치하며, 상기 기판을 향하여 반응 가스를 제공하는 반응 가스 공급부 및 상기 기판을 향하여 퍼지 가스를 제공하는 제2 퍼지 가스 공급부가 마련되는 제2 가스 모듈을 포함하는 원자층 증착 장비 가스 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가스 모듈의 소스 가스 공급부와 상기 제1 퍼지 가스 공급부는 복수 개로 구성되며,
    상기 소스 가스 공급부와 상기 제1 퍼지 가스 공급부는 서로 교번하여 배치되는, 원자층 증착 장비 가스 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 가스 모듈의 반응 가스 공급부와 상기 제2 퍼지 가스 공급부는 복수 개로 구성되며,
    상기 반응 가스 공급부와 상기 제2 퍼지 가스 공급부는 서로 교번하여 배치되는, 원자층 증착 장비 가스 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가스 모듈과 상기 제2 가스 모듈은, 상기 기판의 이송 방향으로 서로 이격된 원자층 증착 장비 가스 모듈.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 가스 모듈과 상기 제2 가스 모듈 사이의 이격 사이에는, 상기 소스 가스 또는 상기 반응 가스를 배기하는 배기구가 배치된 원자층 증착 장비 가스 모듈.
  6. 제1 방향으로 이송되는 기판을 향하여 가스를 제공하되, 소스 가스 공급부 및 제1 퍼지 가스 공급부가 교대로 배치된 제1 가스 모듈 및 상기 제1 가스 모듈으로부터 상기 제1 방향에 마련되며, 반응 가스 공급부 및 제2 퍼지 가스 공급부가 교대로 배치된 제2 가스 모듈을 포함하며, 가스 모듈; 및
    상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로, 상기 가스 모듈과 상기 기판 간의 상대적인 움직임을 제공하고 상기 가스 모듈을 통하여 가스를 상기 기판에 제공하는 제어부를 포함하는 원자층 증착 장비.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 직교하는 원자층 증착 장비.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기판이 안착되는 이송되는 스테이지를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 가스 모듈의 위치는 고정된 상태에서 상기 스테이지를 이송시켜 상기 상대적인 움직임을 제공하는 원자층 증착 장비.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 가스 모듈 또는 상기 제2 가스 모듈의 폭 단위로, 상기 가스 모듈과 상기 기판 간의 상대적인 움직임을 제공하는 원자층 증착 장비.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판이 상기 제1 방향으로 지속적으로 이송되는 동안, 상기 상대적인 움직임을 제공하는 원자층 증착 장비.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 기판은 가요성을 가지며,
    상기 기판의 일단을 권취 및 이송시키는 롤러를 더 포함하는 원자층 증착 장비.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 롤러는, 상기 기판을 상기 제1 방향과 역 방향인 제3 방향으로 기판을 이송시키며,
    상기 가스 모듈은 상기 제1 방향의 기판 증착면과 상기 제3 방향의 기판 증착면을 향하여 제공되는 원자층 증착 장비.
  13. 기판의 이송 방향에 대하여 다른 방향으로 운행하는 제1 가스 모듈을 통하여, 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제1 단계; 및
    상기 기판을 상기 이송 방향으로 이송시키고, 상기 기판의 이송 방향에 대하여 다른 방향으로 운행하는 제2 가스 모듈을 통하여, 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제2 단계;를 포함하는 원자층 증착 방법.
  14. 기판이 상기 기판의 폭 방향으로 운행하는 중, 제1 가스 모듈을 통하여, 소스 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제1 단계; 및
    상기 기판을 상기 기판의 이송 방향으로 이송시키고, 상기 기판이 상기 기판의 폭 방향으로 운행하는 중, 제2 가스 모듈을 통하여, 반응 가스 및 퍼지 가스를 제공하는 제2 단계;를 포함하는 원자층 증착 방법.
  15. 제13 항 또는 제14 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 제1 단계 완료 후에 상기 이송 방향으로 이송되는 원자층 증착 방법.
  16. 제13 항 또는 제14 항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 제1 단계 수행 중에 상기 이송 방향으로 이송되는 원자층 증착 방법.
PCT/KR2017/006679 2016-06-24 2017-06-26 원자층 증착 장비 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법 WO2017222349A2 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0079170 2016-06-24
KR1020160079170A KR101834200B1 (ko) 2016-06-24 2016-06-24 원자층 증착 장비 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2017222349A2 true WO2017222349A2 (ko) 2017-12-28
WO2017222349A3 WO2017222349A3 (ko) 2018-02-15

Family

ID=60783282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/006679 WO2017222349A2 (ko) 2016-06-24 2017-06-26 원자층 증착 장비 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101834200B1 (ko)
WO (1) WO2017222349A2 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013036065A (ja) 2011-08-04 2013-02-21 Core Technology Inc ＺｎＯ透明導電膜製造装置及びＺｎＯ透明導電膜製造方法
KR20130142869A (ko) * 2012-06-20 2013-12-30 주식회사 엠티에스나노테크 원자층 증착 장치 및 방법
KR102164707B1 (ko) * 2013-08-14 2020-10-13 삼성디스플레이 주식회사 원자층 증착 방법 및 원자층 증착 장치
KR102268959B1 (ko) * 2014-03-31 2021-06-24 삼성디스플레이 주식회사 원자층 증착 장치 및 이를 이용한 원자층 증착 방법
KR20160053493A (ko) * 2014-11-05 2016-05-13 주식회사 케이씨텍 가스공급장치 및 이를 구비하는 원자층 증착장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180000903A (ko) 2018-01-04
KR101834200B1 (ko) 2018-04-13
WO2017222349A3 (ko) 2018-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017188785A1 (ko) 가압식 금속 단원자층 제조 방법, 금속 단원자층 구조체 및 가압식 금속 단원자층 제조 장치
US4913090A (en) Chemical vapor deposition apparatus having cooling heads adjacent to gas dispersing heads in a single chamber
WO2009102133A2 (ko) 배치형 원자층 증착 장치
WO2013095030A1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
WO2014030973A1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
WO2013073889A1 (ko) 보조가스공급포트를 포함하는 기판 처리 장치
WO2015016526A1 (ko) 기판 처리 장치
KR101229595B1 (ko) 유기 ｅｌ 소자 제조 방법 및 유기 ｅｌ 소자 제조 장치
WO2015072691A1 (ko) 원자층증착 장치 및 방법
WO2017222349A2 (ko) 원자층 증착 장비 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법
WO2018021654A1 (ko) 박막 증착 방법
WO2017222348A1 (ko) 유-무기 박막 증착 장치 및 유-무기 박막 증착 방법
WO2018038547A1 (ko) 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법
WO2017222350A1 (ko) 원자층 증착 장비 가스 모듈, 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법
WO2014185626A1 (en) Gas sprayer and thin film depositing apparatus having the same
WO2018038375A1 (ko) 원자층 증착 장비 및 그를 이용한 원자층 증착 방법
WO2018190696A1 (ko) 원자층 증착을 위한 가스 공급 모듈
WO2020036261A1 (ko) 원자층 증착 장치 및 이를 이용한 원자층 증착 방법
WO2015072661A1 (ko) 반응 유도 유닛 및 기판 처리 장치 그리고 박막 증착 방법
JP2004146184A (ja) 有機ｅｌ素子の製造装置
WO2013191471A1 (ko) 원자층 증착 장치 및 방법
WO2015142131A1 (ko) 멀티형 증착 장치 및 이를 이용한 박막 형성 방법
WO2020235823A1 (ko) 플라즈마와 증기를 이용한 건식 세정 방법
WO2015130140A1 (ko) 원자층 증착장치 및 원자층 증착시스템
WO2015034208A1 (ko) 적층형 원자층 증착 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17815761

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17815761

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2