KR101610644B1

KR101610644B1 - The apparatus for depositing the atomic layer

Info

Publication number: KR101610644B1
Application number: KR1020140012588A
Authority: KR
Inventors: 신웅철; 최규정; 백민
Original assignee: 주식회사 엔씨디
Priority date: 2014-02-04
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2016-04-08
Also published as: KR20150091849A

Abstract

본 발명은 다수개의 카세트를 장입한 상태에서 원자층 증착 공정을 수행할 수 있는 다수개의 단일 챔버 다수개가 적층되어 장비가 차지하는 풋프린트를 줄이면서도 쓰루풋을 향상시킬 수 있는 다수 챔버 적층 구조 원자층 증착장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 원자층 증착장치는, 다수장의 기판이 층상흐름 간격을 유지한 상태로 장착되는 하나 또는 복수개의 카세트를 장입한 상태에서 원자층 증착 공정을 수행할 수 있는 다수개의 공정 챔버가 적층되어 이루어지는 챔버 적층 구조체; 상기 챔버 구조체의 전면 또는 후면 중 일면이 개방되어 각 공정 챔버별로 독립되어 형성되는 개구부; 상기 개구부를 열고 닫는 게이트부; 상기 공정 챔버 별로 독립하여 원자층 증착 공정을 위한 공정 가스와 퍼징가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 공정 챔버 별로 독립하여 구비되며, 상기 공정 챔버 내부의 기체를 흡입하여 배출하는 배기수단;을 포함한다. The present invention relates to a multi-chamber stacked structure atomic layer deposition apparatus capable of reducing the footprint of equipment and stacking a plurality of single chambers capable of performing an atomic layer deposition process with a plurality of cassettes loaded, An atomic layer deposition apparatus according to the present invention includes a plurality of processes capable of performing an atomic layer deposition process in a state in which a plurality of substrates are loaded with one or a plurality of cassettes mounted in a state in which a layered flow gap is maintained, A chamber laminating structure in which chambers are stacked; An opening formed on one side of a front surface or a rear surface of the chamber structure and formed independently for each process chamber; A gate for opening and closing the opening; A gas supply unit for supplying a process gas and a purging gas for the atomic layer deposition process independently of the process chambers; And exhaust means independently provided for each of the process chambers and sucking and exhausting gas inside the process chambers.

Description

다수 챔버 적층 구조 원자층 증착장치{THE APPARATUS FOR DEPOSITING THE ATOMIC LAYER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a multi-chamber multi-chamber atomic layer deposition apparatus,

본 발명은 원자층 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수개의 카세트를 장입한 상태에서 원자층 증착 공정을 수행할 수 있는 다수개의 단일 챔버 다수개가 적층되어 장비가 차지하는 풋프린트를 줄이면서도 쓰루풋을 향상시킬 수 있는 다수 챔버 적층 구조 원자층 증착장치에 관한 것이다. The present invention relates to an atomic layer deposition apparatus, and more particularly, to an atomic layer deposition apparatus, in which a plurality of single chambers capable of performing an atomic layer deposition process are stacked in a state in which a plurality of cassettes are charged, thereby reducing a footprint of the apparatus, Layer structure atomic layer deposition apparatus capable of improving the reliability of a multi-chamber stacked structure atomic layer deposition apparatus.

일반적으로 반도체 소자나 평판 디스플레이 소자 등의 제조에서는 다양한 제조공정을 거치게 되는데, 그 중에서 웨이퍼나 글래스(이하, '기판'이라고 한다) 상에 소정의 박막을 증착시키는 공정이 필수적으로 진행된다. 이러한 박막 증착공정은 스퍼터링법(sputtering), 화학기상증착법(CVD: chemical vapor deposition), 원자층 증착법(ALD: atomic layer deposition) 등이 주로 사용된다. BACKGROUND ART [0002] In general, a semiconductor device, a flat panel display device, and the like are subjected to various manufacturing processes. In particular, a process for depositing a predetermined thin film on a wafer or glass (hereinafter referred to as a " substrate " The thin film deposition process is mainly performed by sputtering, chemical vapor deposition (CVD), or atomic layer deposition (ALD).

먼저, 스퍼터링법은 예를 들어, 플라즈마 상태에서 아르곤 이온을 생성시키기 위해 고전압을 타겟에 인가한 상태에서 아르곤 등의 비활성 가스를 공정챔버 내로 주입시킨다. 이때, 아르곤 이온들은 타겟의 표면에 스퍼터링되고, 타겟의 원자들은 타겟의 표면으로부터 이탈되어 기판에 증착된다. First, the sputtering method injects an inert gas such as argon into the process chamber while applying a high voltage to the target, for example, to generate argon ions in a plasma state. At this time, the argon ions are sputtered on the surface of the target, and the atoms of the target are separated from the surface of the target and deposited on the substrate.

이러한 스퍼터링법에 의해 기판과 접착성이 우수한 고순도 박막을 형성할 수 있으나, 공정 차이를 갖는 고집적 박막을 스퍼터링법으로 증착하는 경우에는 전체 박막에 대해서 균일도를 확보하기가 매우 어려워 미세한 패턴을 위한 스퍼티링법의 적용에는 한계가 있다. Although a high purity thin film excellent in adhesiveness to a substrate can be formed by such a sputtering method, when a highly integrated thin film having a process difference is deposited by a sputtering method, it is very difficult to secure uniformity for the entire thin film. There are limits to the application of the ring method.

다음으로 화학기상증착법은 가장 널리 이용되는 증착기술로서, 반응가스와 분해가스를 이용하여 요구되는 두께를 갖는 박막을 기판상에 증착하는 방법이다. 예컨데, 화학기상증착법은 먼저 다양한 가스들을 반응 챔버로 주입시키고, 열, 빛 또는 플라즈마와 같은 고에너지에 의해 유도된 가스들을 화학반응시킴으로써 기판상에 요구되는 두께의 박막을 증착시킨다. Next, chemical vapor deposition (CVD) is the most widely used deposition technique, in which a thin film having a desired thickness is deposited on a substrate using a reaction gas and a decomposition gas. For example, the chemical vapor deposition method first deposits a thin film having a desired thickness on a substrate by injecting various gases into a reaction chamber and chemically reacting gases induced by high energy such as heat, light or plasma.

아울러 화학기상증착법에서는 반응에너지만큼 인가된 플라즈마 또는 가스들의 비(ratio) 및 양(amount)을 통해 반응 조건을 제어함으로써, 증착률을 증가시킨다. In addition, the chemical vapor deposition method increases the deposition rate by controlling the reaction conditions through the ratio and amount of the plasma or gases applied as the reaction energy.

그러나 화학기상증착법에서는 반응들이 빠르기 때문에 원자들의 열역학적 안정성을 제어하기 매우 어렵고, 박막의 물리적, 화학적 전기적 특성을 저하시키는 문제점이 있다. However, in the chemical vapor deposition method, since the reactions are rapid, it is very difficult to control the thermodynamic stability of the atoms, and the physical, chemical and electrical characteristics of the thin film are deteriorated.

마지막으로 원자층 증착법은 (ALD: Atomic Layer Deposition)은 박막을 형성하기 위한 반응 챔버(chamber) 내로 두 가지 이상의 반응물(reactants)을 하나씩 차례로 투입하여 각각의 반응물의 분해와 흡착에 의해서 박막을 원자층 단위로 증착하는 방법이다. 즉, 제1반응가스를 펄싱(pulsing) 방식으로 공급하여 챔버 내부에서 하부막에 화학적으로 증착시킨 후, 물리적으로 결합하고 있는 잔류 제1반응가스는 퍼지(purge) 방식으로 제거된다. 이어서, 제2반응가스도 펄싱(pulsing)과 퍼지(purge) 과정을 통해 일부가 제1반응가스(제1반응물)와 화학적인 결합을 하면서 원하는 박막이 기판에 증착된다. 상술한 원자층 증착공정에서, 각각의 반응가스가 일회의 펄싱(pulsing) 및 퍼지(purge)가 행해지는 시간을 사이클(cycle)이라 부른다. 이러한 원자층 증착방식으로 형성 가능한 박막으로는 Al₂O₃, Ta₂O₃, TiO₂ 및 Si₃N₄가 대표적이다.Atomic Layer Deposition (ALD) is an atomic layer deposition method in which two or more reactants are sequentially introduced into a reaction chamber to form a thin film, By volume. That is, the first reaction gas is supplied in a pulsing manner and is chemically deposited on the lower film in the chamber, and then the remaining first reaction gas physically bonded is removed in a purge manner. Then, the second reaction gas is also chemically bonded to the first reaction gas (first reaction material) through pulsing and purge processes, so that a desired thin film is deposited on the substrate. In the above-described atomic layer deposition process, the time during which each reaction gas is subjected to pulsing and purge is referred to as a cycle. Al ₂ O ₃ , Ta ₂ O ₃ , TiO _2, and Si ₃ N ₄ are typical examples of thin films that can be formed by the atomic layer deposition method.

상기 원자층 증착은 600℃ 이하의 낮은 온도에서도 우수한 단차도포성(step coverage)을 갖는 박막을 형성할 수 있기 때문에, 차세대 반도체 소자, 디스플레이, 태양전지 등을 제조하는 공정에서 많은 사용이 예상되는 공정기술이다. Since the atomic layer deposition can form a thin film having an excellent step coverage even at a low temperature of 600 ° C or lower, it is possible to form a thin film having a step coverage that is expected to be used in a process for manufacturing a next- Technology.

이렇게 원자층 증착 공정이 반도체 분야 뿐만아니라 디스플레이, 태양전지 등의 분야에 확대되어 사용되기 위해서는 대면적 기판에 대하여 균일한 박막을 얻을 수 있어야 할 뿐만아니라, 대면적 기판 다수장의 한 번의 공정으로 처리하여 충분한 생산성을 확보하여야 한다. 또한 대면적 기판의 처리를 위한 원자층 증착장치에서는 장비 자체가 클린룸 내에서 차지하는 면적 즉, 풋프린트를 줄일 필요성이 있다. In order to use the atomic layer deposition process not only in the semiconductor field but also in the field of display, solar cell, etc., it is necessary to obtain a uniform thin film on a large-area substrate, Sufficient productivity should be ensured. In addition, in an atomic layer deposition apparatus for processing a large area substrate, it is necessary to reduce an area occupied by the equipment itself in a clean room, that is, a footprint.

이러한 요구를 반영하여 종래에 본 출원인에 의하여 개발된 원자층 증착장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개의 이너 챔버(20)와 각 이너 챔버를 외측에서 감싸는 외부 챔버(10)의 이중 챔버 구조를 가지는 내용으로 개시된 바와 있다. 그런에 이러한 이중 챔버 구조는 제조가 어려울 뿐만아니라, 장비의 제어에 있어서도 이중 챔버의 게이트를 완벽하게 제어하기 어려운 문제점이 있다. 1, the conventional atomic layer deposition apparatus 1 developed by the applicant of the present invention includes a plurality of inner chambers 20 and an outer chamber 10 enclosing each inner chamber from outside Which has a dual chamber structure. Such a dual chamber structure is not only difficult to manufacture, but also has a problem in that it is difficult to completely control the gate of the dual chamber even in the control of equipment.

따라서 다수장의 대면적 기판을 하나의 챔버에 로딩한 상태에서 동시에 균일한 박막을 형성할 수 있는 공정 챔버 다수개를 조합하여 장비가 차지하는 면적을 획기적으로 줄일 수 있는 원자층 증착장치의 개발이 절실하게 요구되고 있다. Therefore, it is necessary to develop an atomic layer deposition apparatus capable of drastically reducing the area occupied by equipment by combining a plurality of process chambers capable of simultaneously forming a uniform thin film while loading a plurality of large-area substrates into one chamber Is required.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 다수개의 카세트를 장입한 상태에서 원자층 증착 공정을 수행할 수 있는 다수개의 단일 챔버 다수개가 적층되어 장비가 차지하는 풋프린트를 줄이면서도 쓰루풋을 향상시킬 수 있는 다수 챔버 적층 구조 원자층 증착장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for depositing a plurality of single chambers capable of performing an atomic layer deposition process in a state in which a plurality of cassettes are loaded, Layer structure atomic layer deposition apparatus.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 원자층 증착장치는, 다수장의 기판이 층상흐름 간격을 유지한 상태로 장착되는 하나 또는 복수개의 카세트를 장입한 상태에서 원자층 증착 공정을 수행할 수 있는 다수개의 공정 챔버가 적층되어 이루어지는 챔버 적층 구조체; 상기 챔버 구조체의 전면 또는 후면 중 일면이 개방되어 각 공정 챔버별로 독립되어 형성되는 개구부; 상기 개구부를 열고 닫는 게이트부; 상기 공정 챔버 별로 독립하여 원자층 증착 공정을 위한 공정 가스와 퍼징가스를 공급하는 가스 공급부; 상기 공정 챔버 별로 독립하여 구비되며, 상기 공정 챔버 내부의 기체를 흡입하여 배출하는 배기수단;을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an atomic layer deposition apparatus for depositing an atomic layer on a substrate in a state that a plurality of substrates are loaded with one or a plurality of cassettes, A plurality of process chambers stacked on one another; An opening formed on one side of a front surface or a rear surface of the chamber structure and formed independently for each process chamber; A gate for opening and closing the opening; A gas supply unit for supplying a process gas and a purging gas for the atomic layer deposition process independently of the process chambers; And exhaust means independently provided for each of the process chambers and sucking and exhausting gas inside the process chambers.

본 발명에서 상기 게이트부는, 상기 각 공정 챔버의 개구부와 밀착되어 상기 개구부를 차단하는 다수개의 차단부; 상기 다수개의 차단부가 고정되어 설치되는 설치 판넬; 상기 설치 판넬을 상기 개구부 방향으로 왕복 이동시키는 구동부;를 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, the gate unit may include a plurality of shut-off units that are in close contact with the openings of the process chambers and block the openings; A mounting panel on which the plurality of blocking portions are fixedly installed; And a driving unit for reciprocating the mounting panel in the direction of the opening.

또한 본 발명에서 상기 차단부 내면에는, 상기 가스 공급부에 의하여 공급되는 공정 가스가 층상 흐름을 유지한 상태로 상기 공정 챔버 내부 기판 사이의 공간으로 분사되도록 유도하는 층상 흐름 유지홈이 형성되는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that a layered flow retention groove is formed on the inner surface of the cut-off portion to guide the process gas supplied by the gas supply portion into a space between the substrates in the process chamber while maintaining the layer flow .

또한 본 발명에서 상기 차단부와 상기 설치 판넬사이에는, 상기 차단부를 탄성적으로 지지하는 탄성 지지부가 더 구비되는 것이 바람직하다. Further, in the present invention, it is preferable that an elastic supporting portion for elastically supporting the blocking portion is further provided between the blocking portion and the mounting panel.

또한 상기 차단부에는, 상측에 상기 카세트를 지지하는 카세트 지지대가 더 구비되는 것이 바람직하다. It is preferable that the cut-off portion further includes a cassette support for supporting the cassette on the upper side.

본 발명의 원자층 증착장치는 다수개의 카세트를 장입한 상태에서 원자층 증착 공정을 진행할 수 있는 공정 챔버 다수개가 적층된 챔버 적층 구조체를 가지므로, 작은 풋프린트를 가지는 장비를 활용하여 다수장의 대면적 기판을 처리할 수 있는 장점이 있으며, 단일 챔버가 적층된 구조이므로 제조 작업이 단순하며, 챔버의 구동 제어가 용이한 장점이 있다. The atomic layer deposition apparatus of the present invention has a chamber laminate structure in which a plurality of process chambers capable of carrying out the atomic layer deposition process are stacked in a state in which a plurality of cassettes are loaded, The substrate can be processed, and since the single chamber is stacked, the manufacturing operation is simple, and the chamber is easily controlled to be driven.

도 1은 종래의 원자층 증착장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트부의 구조를 도시하는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 적층 구조체의 구조를 도시하는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이브부 및 카세트 지지대의 구조를 도시하는 측면도이다. 1 is a view showing a structure of a conventional atomic layer deposition apparatus.
2 is a view showing the structure of an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view showing a structure of a gate portion according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view showing a structure of a chamber laminate structure according to an embodiment of the present invention.
5 is a side view showing a structure of a webbing unit and a cassette support according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 본 실시예에 따른 원자층 증착장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버 적층 구조체(110), 개구부(120), 게이트부(130), 가스 공급부(140) 및 배기 수단(150)을 포함하여 구성될 수 있다. 2, the atomic layer deposition apparatus 100 according to the present embodiment includes a chamber laminate structure 110, an opening 120, a gate portion 130, a gas supply portion 140, and an exhaust means 150 ). &Lt; / RTI >

먼저 상기 챔버 적층 구조체(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수개의 공정 챔버(112)가 적층되어 이루어지는 구조로서, 적층되는 공정 챔버(112)의 수는 다양하게 변화될 수 있으며, 예를 들어 상기 챔버 적층 구조체(110)에 적층되는 공정 챔버들은 4개가 한 조를 이루어 서로 2면을 접한 상태의 구조를 가지는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 2, the chamber laminate structure 110 includes a plurality of process chambers 112 stacked. The number of the process chambers 112 to be laminated can be variously changed. For example, Preferably, the process chambers stacked on the chamber laminate structure 110 have a structure in which four pairs of the process chambers are in contact with each other.

그리고 상기 챔버 적층 구조체(110)에 적층되는 공정 챔버(112)는 그 내부에서 하나 또는 복수개의 카세트가 장입된 상태로 원자층 증착 공정이 이루어질 수 있는 구조를 가진다. 특히, 본 실시예에서는 상기 카세트에 장착된 다수장의 기판 각각은 서로 층상 흐름 간격을 유지한 상태로 장착되며, 상기 공정 챔버 내에서도 하나 또는 다수개의 카세트에 장착된 모든 기판들은 층상 흐름 간격을 유지한다. The process chamber 112, which is laminated on the chamber laminate structure 110, has a structure in which an atomic layer deposition process can be performed with one or a plurality of cassettes loaded therein. In particular, in the present embodiment, each of the plurality of substrates mounted on the cassette is mounted while maintaining a layered flow gap therebetween, and all the substrates mounted on one or more cassettes in the process chamber maintain a laminar flow spacing.

여기에서 층상 흐름(laminar flow) 이라 함은 '가스가 좁은 간격 사이의 공간에 주입되어 자유 확산되지 않고 일정한 방향으로 흐트러짐이 거의 없이 방향성을 가지고 이동하는 가스의 흐름'을 말한다. Herein, the term "laminar flow" refers to a flow of gas which flows in a direction with almost no disturbance in a certain direction without being diffused freely in a space between narrow spaces.

그리고 상기 '층상 흐름 간격'이라 함은 '가스가 층상 흐름 형태로 이동하는 2개의 판재 사이의 간격'을 말하는 것으로서, 본 실시예에서는 이 층상 흐름 간격이 0.2 ~ 10 mm인 것이 바람직하다. 상기 층상 흐름 간격이 0.2 mm 미만인 경우에는 가공 및 제조가 어려울 뿐만아니라 가스의 공급 제어가 어려운 문제점이 있고, 상기 층상 흐름 간격이 10mm 를 초과하는 경우에는 가스의 층상 흐름이 깨져서 기체가 자유확산하는 문제점이 있다. The term 'laminar flow interval' refers to 'the distance between two plate materials in which the gas moves in the form of a laminar flow'. In this embodiment, the laminar flow interval is preferably 0.2 to 10 mm. In the case where the layer flow interval is less than 0.2 mm, there is a problem that processing and manufacture are difficult and control of gas supply is difficult. In the case where the layer flow interval is more than 10 mm, the layer flow of gas is broken, .

한편 상기 챔버 적층 구조체(110)를 이루는 각 공정 챔버(112)의 전면에는 도 2에 도시된 바와 같이, 개구부(120)가 형성된다. 상기 개구부(120)는 상기 카세트(C)를 상기 공정 챔버(110) 내부로 반입하거나 내부에 장입된 카세트(C)를 반출하기 위한 통로 역할을 한다. 따라서 상기 개구부(120)는 상기 카세트(C)가 통과할 수 있는 충분한 크기를 가진다. 물론 상기 개구부(120)는 상기 공정 챔버(112)의 전면이 아니라 후면 또는 상면 등 다른 면에 형성될 수도 있다. 2, an opening 120 is formed on the front surface of each of the process chambers 112 forming the chamber lamination structure 110. The opening 120 serves as a passage for carrying the cassette C into the process chamber 110 or for taking out the cassette C loaded in the process chamber 110. Accordingly, the opening 120 has a sufficient size to allow the cassette C to pass therethrough. Of course, the opening 120 may be formed on the other surface such as the rear surface or the upper surface, not the front surface of the process chamber 112.

또한 상기 게이트부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 개구부(120)를 열고 닫는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 게이트부(130)는 각 공정 챔버(112)에 형성되는 다수개의 개구부(120)를 한 번에 열고 닫을 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다. The gate 130 is a component that opens and closes the opening 120, as shown in FIG. In this embodiment, the gate 130 preferably has a structure capable of opening and closing a plurality of openings 120 formed in each process chamber 112 at a time.

이를 위해 본 실시예에서 상기 게이트부(130)는 구체적으로 도 3, 5에 도시된 바와 같이, 차단부(132), 설치 판넬(134) 및 구동부(136)를 포함하여 구성될 수 있다. 먼저 상기 차단부(132)는, 상기 각 공정 챔버(112)의 개구부(120)와 밀착되어 상기 개구부(120)를 차단하는 구성요소이며, 상기 공정 챔버(112)의 개구부(120)에 대응되도록 동일한 개수로 설치된다. 또한 상기 차단부(132)는 상기 개구부(120)를 충분히 차단할 수 있는 표면적을 가지도록 구성된다. 또한 상기 차단부(132)와 상기 개구부(120) 사이에는 차단시에 기밀을 유지하기 위한 실링수단(도면에 미도시)이 개재되는 것이 바람직하다. 3 and 5, the gate unit 130 may include a blocking unit 132, a mounting panel 134, and a driving unit 136. As shown in FIG. The blocking portion 132 is a component that closely contacts the opening 120 of each process chamber 112 to block the opening 120 and corresponds to the opening 120 of the process chamber 112 They are installed in the same number. The blocking portion 132 is configured to have a surface area enough to block the opening 120. Further, a sealing means (not shown in the figure) is preferably provided between the blocking portion 132 and the opening portion 120 to maintain airtightness at the time of blocking.

이때 상기 차단부(132)가 개구부(120)를 차단한 상태에서, 상기 차단부(132) 내면과 상기 카세트(C)에 장착된 기판이 층상 흐름 간격을 유지하도록 상기 차단부(132) 내면에 도 5에 도시된 바와 같이, 층상 흐름 유지홈(133)이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 층상 흐름 유지홈(133)은 상기 차단부(132) 내면을 내측으로 일정 간격 음각하여 형성된다. At this time, in a state in which the cut-off portion 132 cuts off the opening 120, the inner surface of the cut-off portion 132 and the substrate mounted on the cassette C are kept on the inner surface of the cut- As shown in Fig. 5, it is preferable that the layered flow holding grooves 133 are formed. The layered flow holding grooves 133 are formed by inscribing the inner surface of the blocking portion 132 inwardly at predetermined intervals.

또한 상기 차단부(132)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 카세트 지지대(138)가 더 구비될 수도 있다. 상기 카세트 지지대(138)는 상측에 다수개의 카세트(C)가 지지될 수 있는 구조를 가지며, 상기 다수개의 카세트(C)가 지지된 상태에서 상기 차단부(132)와 함께 수평 구동하면서 상기 다수개의 카세트(C)들을 상기 공정 챔버(112) 내부로 반입하거나 반출하는 역할을 한다. As shown in FIG. 5, the cut-off portion 132 may further include a cassette support 138. The cassette support 138 has a structure in which a plurality of cassettes C can be supported on the upper side and is horizontally driven together with the cutouts 132 while the plurality of cassettes C are supported, And serves to bring cassettes C into or out of the process chamber 112. [

다음으로 상기 설치 판넬(134)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 다수개의 차단부(132)가 고정되어 설치되는 구성요소이다. 이를 위해 설치 판넬(134)은 상기 다수개의 차단부(132)가 자기 위치를 유지한 상태에서 설치될 수 있도록 충분한 면적을 가지는 판넬로 구성되며, 다양한 형상을 가질 수 있다. Next, the mounting panel 134 is a component to which the plurality of blocking portions 132 are fixedly installed as shown in FIG. For this, the mounting panel 134 is formed of a panel having a sufficient area to be installed in a state where the plurality of blocking portions 132 are maintained in a self-standing position, and may have various shapes.

한편 상기 차단부(132)와 상기 설치 판넬(134) 사이에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 차단부(132)를 상기 설치 판넬(134)에 탄성적으로 결합시키는 탄성 결합부(135)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 탄성 결합부(135)는 상기 개별 차단부(132)를 상기 설치 판넬(134)에 대하여 자유 회동 가능하면서도 탄성적으로 지지하여, 상기 차단부(132)가 개구부(120)와 밀착되는 과정에서 개구부 표면에 완벽하게 밀착될 수 있도록 지지할 수 있는 것이다. 5, an elastic coupling portion 135 for elastically coupling the blocking portion 132 to the mounting panel 134 is formed between the blocking portion 132 and the mounting panel 134, Is further provided. The elastic interlocking part 135 elastically supports the individual blocking part 132 freely rotatably and elastically with respect to the mounting panel 134 so that the blocking part 132 is in close contact with the opening part 120 And can be supported so as to be completely in close contact with the opening surface.

다음으로 상기 구동부(136)는 상기 설치 판넬(134)을 상기 개구부(120) 방향으로 왕복 이동시키는 구성요소로서, 상기 설치 판넬(134) 및 이에 결합되어 있는 차단부(132)와 카세트 지지대(138)를 상기 공정 챔버(112) 내부 방향으로 수평 구동시킬 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공정 챔버(112)의 측면을 수평 이동할 수 있는 구조를 가질 수 있다. The driving unit 136 is a component that reciprocates the mounting panel 134 in the direction of the opening 120. The mounting panel 134 and the blocking part 132 coupled to the mounting panel 134 and the cassette support 138 For example, as shown in FIG. 2, may have a structure capable of horizontally moving the side surface of the process chamber 112 .

본 실시예에서는 상기 다수개의 차단부(132)를 설치 판넬(134)에 결합시킨 상태에서 동시에 구동시키는 구조로 설명하였지만, 다수개의 차단부(132)를 개별 구동시키는 구조도 가능할 것이다. 이 경우에는 각 공정 챔버에 대한 원자층 증착공정을 독립적으로 진행할 수 있으므로, 다수개의 공정 챔버를 효율적으로 활용할 수 있는 장점이 있을 것이다.
In this embodiment, the plurality of blocking portions 132 are coupled to the mounting panel 134 and simultaneously driven. However, the blocking portions 132 may be separately driven. In this case, since the atomic layer deposition process for each process chamber can be performed independently, there is an advantage that a plurality of process chambers can be efficiently utilized.

다음으로 상기 가스 공급부(140)는, 상기 공정 챔버(112) 별로 독립하여 원자층 증착 공정을 위한 공정 가스와 퍼징가스를 공급하는 구성요소이다. 따라서 본 실시예에서 상기 가스 공급부(140)는 다수개의 챔버 별로 독립되어 구비되며, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 4개의 공정 챔버(112)가 적층되는 구조에서는 상측에 적층되는 2개의 공정 챔버에 대해서는 챔버 상측에 설치되어 하측으로 공급하고, 하측에 적층되는 2개의 공정 챔버에 대해서는 챔버 하측에 설치되어 상측으로 공급하는 구조를 가질 수 있다. The gas supply unit 140 is a component for supplying the process gas and the purging gas for the atomic layer deposition process independently of the process chamber 112. Accordingly, in the present embodiment, the gas supply unit 140 is independently provided for each of a plurality of chambers. For example, as shown in FIG. 4, in a structure in which four process chambers 112 are stacked, The process chamber may be provided on the upper side of the chamber to supply the lower side and two process chambers stacked on the lower side may be provided on the lower side of the chamber to supply the upper side.

이때 각 가스 공급부(140)는 개별적으로 가스 공급관(143), 가스 확산틈(142)을 가진다. 가스 공급관(143)은 외부의 가스 공급원(도면에 미도시)으로부터 공정 가스 및 퍼징 가스를 공급받아 상기 가스 확산틈(142)으로 공급하는 구성요소이다. 그리고 상기 가스 확산틈(142)은 상기 가스 공급관(143)을 통하여 유입되는 가스를 층상 흐름 간격으로 확산시키는 구성요소이며, 상기 가스 확산틈(142)은 전체적으로 삼각형 형상을 가지며, 상기 공정 챔버(112)의 측면을 일정 깊이로 음각하여 형성되는 홈에 커버(141)를 결합시켜서 형성될 수 있다. At this time, each gas supply unit 140 individually has a gas supply pipe 143 and a gas diffusion gap 142. The gas supply pipe 143 is a component that receives a process gas and a purging gas from an external gas supply source (not shown) and supplies the process gas and the purging gas to the gas diffusion gap 142. The gas diffusion gap 142 is a component that diffuses the gas introduced through the gas supply pipe 143 at a laminar flow interval. The gas diffusion gap 142 has a triangular shape as a whole, and the process chamber 112 And the cover 141 may be coupled to the groove formed by engraving the side surface of the cover 140 with a predetermined depth.

상기 가스 확산틈(142)은 전술한 상기 차단부(132)의 층상 흐름 유지홈(133)과 연통되며, 상기 가스 확산틈(142)에 의하여 형성된 층상 흐름은 그대로 유지되어 상기 층상 흐름 유지홈(133)으로 전달되고, 상기 기판(S) 방향으로 공급된다. The gas diffusion gap 142 is communicated with the layered flow holding groove 133 of the blocking portion 132 described above and the layer flow formed by the gas diffusion gap 142 is maintained as it is, 133, and is supplied toward the substrate S.

결국 상기 가스 공급부(140)에 의하여 공정 가스가 상기 공정 챔버(112) 내에 층상 흐름 간격을 유지한 상태로 장입되어 있는 기판들 사이로 제1 공정 가스를 펄스 형태로 공급하면 제1 공정 가스가 층상 흐름 간격을 따라 층상 흐름을 유지하면서 순차적으로 이동한다. 이에 이에 퍼지 가스가 펄스 형태로 공급되면 먼저 공급된 제1 공정가스를 밀어내면서 층상 흐름을 유지하면서 이동되고, 이어서 제2 공정 가스를 동일한 방법으로 공급하면 기판에 대한 원자층 증착 공정이 이루어지는 것이다. 물론 이때 상기 배기 수단(150)은 계속하여 배기 동작을 수행하고 있다. As a result, when the first process gas is supplied in the form of pulses between the substrates loaded with the process gas 112 in the process chamber 112 while keeping the layer flow interval by the gas supply unit 140, And moves sequentially while keeping the layer flow along the gap. Accordingly, if the purge gas is supplied in the form of pulses, the first process gas is supplied while being moved while maintaining the layer flow, and then the second process gas is supplied in the same manner to perform the atomic layer deposition process on the substrate. Of course, at this time, the exhaust means 150 continues to perform the exhaust operation.

다음으로 상기 배기 수단(150)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공정 챔버(112) 별로 독립하여 구비되며, 상기 공정 챔버(112) 내부의 기체를 흡입하여 배출하는 구성요소이다. 2, the exhaust unit 150 is independently provided for each of the process chambers 112 and sucks and discharges the gas inside the process chamber 112. As shown in FIG.

100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치
110 : 챔버 적층 구조체 120 : 개구부
130 : 게이트부 140 : 가스 공급부
150 : 배기 수단100: An atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention
110: chamber laminate structure 120: opening
130: gate part 140: gas supply part
150: exhaust means

Claims

다수장의 기판이 층상흐름 간격을 유지한 상태로 장착되는 하나 또는 복수개의 카세트를 장입한 상태에서 원자층 증착 공정을 수행할 수 있는 다수개의 공정 챔버가 적층되어 이루어지는 챔버 적층 구조체;
상기 챔버 구조체의 전면 또는 후면 중 일면이 개방되어 각 공정 챔버별로 독립되어 형성되는 개구부;
상기 개구부를 열고 닫는 게이트부;
상기 공정 챔버 별로 독립하여 원자층 증착 공정을 위한 공정 가스와 퍼징가스를 공급하는 가스 공급부;
상기 공정 챔버 별로 독립하여 구비되며, 상기 공정 챔버 내부의 기체를 흡입하여 배출하는 배기수단;을 포함하며,
상기 게이트부는,
상기 가스 공급부에 의하여 공급되는 공정 가스가 층상 흐름을 유지한 상태로 상기 공정 챔버 내부 기판 사이의 공간으로 분사되도록 유도하는 층상 흐름 유지홈이 형성되며, 상기 각 공정 챔버의 개구부와 밀착되어 상기 개구부를 차단하는 다수개의 차단부;
상기 다수개의 차단부가 고정되어 설치되는 설치 판넬;
상기 설치 판넬을 상기 개구부 방향으로 왕복 이동시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수 챔버 적층 구조 원자층 증착장치.A plurality of process chambers stacked on one another and capable of performing an atomic layer deposition process in a state in which a plurality of substrates are loaded with one or a plurality of cassettes mounted while maintaining a layered flow gap;
An opening formed on one side of a front surface or a rear surface of the chamber structure and formed independently for each process chamber;
A gate for opening and closing the opening;
A gas supply unit for supplying a process gas and a purging gas for the atomic layer deposition process independently of the process chambers;
And exhaust means provided independently of each of the process chambers for sucking and exhausting the gas inside the process chamber,
The gate unit includes:
Wherein a layered flow retention groove is formed to induce a process gas supplied by the gas supply unit to be injected into a space between substrates in the process chamber while maintaining a layered flow, A plurality of blocking portions for blocking off;
A mounting panel on which the plurality of blocking portions are fixedly installed;
And a driving part for reciprocating the mounting panel in the direction of the opening.

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제1항에 있어서, 상기 차단부와 상기 설치 판넬사이에는,
상기 차단부를 탄성적으로 지지하는 탄성 지지부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다수 챔버 적층 구조 원자층 증착장치. 2. The apparatus of claim 1, wherein between the blocking portion and the mounting panel,
Further comprising a resilient support for resiliently supporting the cut-off portion.

제1항에 있어서, 상기 차단부에는,
상측에 상기 카세트를 지지하는 카세트 지지대가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다수 챔버 적층 구조 원자층 증착장치.The apparatus according to claim 1,
And a cassette support for supporting the cassette on the upper side.