KR102038276B1 - Apparatus of batch type plasma atomic layer deposition - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RF 전원이 인가될 수 있는 전극과 상기 전극에 대향하는 위치에 배치되되 기판을 장착할 수 있는 서셉터를 각각 포함하는 복수의 서브반응기; 각각의 상기 서브반응기 내에 독립적으로 다이렉트 플라즈마(direct plasma)를 생성시키기 위하여 RF 전원을 인가할 수 있도록 구성된 적어도 하나 이상의 RF 제너레이터; 및 상기 RF 제너레이터와 상기 서브반응기 사이에서 매칭 네트워크를 구성할 수 있는 적어도 하나 이상의 매칭부;를 포함하는, 배치(batch) 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치를 제공한다. The present invention provides a plurality of sub-reactors, each of which includes an electrode to which RF power can be applied and a susceptor disposed at a position opposite to the electrode and capable of mounting a substrate; At least one RF generator configured to apply RF power to independently generate a direct plasma in each of said sub-reactors; And at least one matching unit capable of constituting a matching network between the RF generator and the sub-reactor.

Figure R1020180042931
Figure R1020180042931

Description

배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치{Apparatus of batch type plasma atomic layer deposition}Batch type plasma atomic layer deposition apparatus

본 발명은 원자층 증착 장치로서, 보다 상세하게는 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an atomic layer deposition apparatus, and more particularly, to a batch type plasma atomic layer deposition apparatus.

반도체 소자나 평판 디스플레이 장치 등의 제조에는 다양한 제조공정을 거치게 되며, 그 중에서 웨이퍼나, 글래스, 유기EL 등의 기판 상에 필요한 박막을 증착시키는 공정이 필수적으로 진행된다. BACKGROUND OF THE INVENTION A semiconductor device, a flat panel display device, and the like go through various manufacturing processes, and among them, a process of depositing a necessary thin film on a substrate such as a wafer, glass, or organic EL is inevitably performed.

원자층 증착법은 소스가스, 반응가스와 퍼지가스를 교대로 공급하여 원자층 단위의 박막을 증착하기 위한 방법으로서, 원자층 증착법에 의해 형성된 박막은 기판 전면에 매우 균일한 증착 두께를 형성할 수 있으며, 전기적, 물리적 특성이 우수하고 높은 종횡비를 가지는 패턴 기판에서 단차피복성이 우수한 장점이 있다. 이러한 원자층 증착방법은 열반응에 의한 써멀 원자층 증착법과 플라즈마를 이용한 플라즈마 원자층 증착법으로 나눠진다. 일반적으로 열반응에 의한 써멀 원자층 증착법은 비교적 높은 중온 이상에서 증착이 이루어지고, 증착율 및 박막특성이 기판에 구배 받는 온도에 의존한다. 그에 반하여 플라즈마 원자층 증착법은 낮은 온도에서 증착이 용이하고, 기판에서 균일한 두께의 증착막을 형성할 수 있으며, 증착율 및 박막 특성이 써멀 원자층 증착법에 비해 매우 우수한 장점이 있다. Atomic layer deposition is a method for depositing thin films in atomic layer units by supplying source gas, reaction gas and purge gas alternately. A thin film formed by atomic layer deposition can form a very uniform deposition thickness on the entire surface of a substrate. In the patterned substrate having excellent electrical and physical properties and having a high aspect ratio, there is an advantage of excellent step coverage. The atomic layer deposition method is divided into thermal atomic layer deposition by thermal reaction and plasma atomic layer deposition using plasma. In general, thermal atomic layer deposition by thermal reaction is carried out at a relatively high temperature or higher, and the deposition rate and the thin film properties depend on the temperature gradient to the substrate. In contrast, the plasma atomic layer deposition method is easy to deposit at a low temperature, can form a deposition film of uniform thickness on the substrate, and the deposition rate and the thin film characteristics are very superior to the thermal atomic layer deposition method.

한편, 원자층 증착 장치는 기판 처리 방법에 따라 복수의 기판을 일괄적으로 처리하는 배치(batch) 타입과 챔버 내에 기판을 하나씩 로딩하면서 공정을 진행하는 매엽 타입이 있다. 그러나, 종래의 매엽식 장치는 기판을 하나씩 처리하므로 장치의 생산성(throughput)이 낮은 문제점이 있고, 배치 타입은 하나의 챔버 내에 다수개의 기판을 이격 적층한 상태에서 일괄적으로 공정을 진행하므로 증착 효율 및 각각의 기판에 증착되는 두께 균일도가 떨어지고 박막 특성이 낮은 문제점이 있다. Meanwhile, the atomic layer deposition apparatus includes a batch type for collectively processing a plurality of substrates according to a substrate processing method and a sheet type for progressing a process while loading the substrates one by one in a chamber. However, the conventional sheet type apparatus has a problem in that the productivity of the apparatus is low because the substrate is processed one by one, and the batch type processes the batch in a state in which a plurality of substrates are spaced apart in one chamber and thus the deposition efficiency is reduced. And there is a problem that the thickness uniformity deposited on each substrate is low and the thin film properties are low.

따라서 생산성이 높으면서 동시에 박막의 품질이 우수하고 균일한 증착 및 생산성이 높은 원자층 증착 장치의 개발이 절실하게 요구되고 있다.Therefore, there is an urgent need for the development of an atomic layer deposition apparatus having high productivity, high film quality, uniform deposition, and high productivity.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 높은 생산성을 가지면서 우수한 두께 균일도를 제공하며 낮은 온도에서도 고품질의 박막을 얻을 수 있는 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.It is an object of the present invention to provide a batch type plasma atomic layer deposition apparatus capable of obtaining high quality thin films even at low temperatures while providing high thickness uniformity with high productivity. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치를 제공한다. 상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치는 RF 전원이 인가될 수 있는 전극과 상기 전극에 대향하는 위치에 배치되되 기판을 장착할 수 있는 서셉터를 각각 포함하는 복수의 서브반응기; 각각의 상기 서브반응기 내에 독립적으로 다이렉트 플라즈마(direct plasma)를 생성시키기 위하여 RF 전원을 인가할 수 있도록 구성된 적어도 하나 이상의 RF 제너레이터; 및 상기 RF 제너레이터와 상기 서브반응기 사이에서 매칭 네트워크를 구성할 수 있는 적어도 하나 이상의 매칭부; 를 포함한다. Provided is an arrangement type plasma atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem. The batch type plasma atomic layer deposition apparatus includes a plurality of sub-reactors each including an electrode to which RF power can be applied and a susceptor disposed at a position opposite to the electrode and to which a substrate can be mounted; At least one RF generator configured to apply RF power to independently generate a direct plasma in each of said sub-reactors; And at least one matching unit configured to form a matching network between the RF generator and the sub-reactor. It includes.

상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치는, 상기 RF 제너레이터와 매칭부 사이에 전력이 동일하게 분배될 수 있도록 구성된 파워 스필릿터(power splitter;를 더 포함할 수 있다. The batch type plasma atomic layer deposition apparatus may further include a power splitter configured to distribute power equally between the RF generator and the matching unit.

상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치는, 각각의 상기 서브반응기 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 생성하도록 상기 RF 제너레이터 또는 상기 파워 스필릿터를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다. The batch type plasma atomic layer deposition apparatus may further include a controller configured to control the RF generator or the power splitter to simultaneously generate a direct plasma in each of the sub-reactors.

상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치에서, 상기 복수의 서브반응기는 제 1 군의 서브반응기와 제 2 군의 서브반응기를 포함하되, 상기 제 1 군의 서브반응기를 구성하는 각 서브반응기와 상기 제 2 군의 서브반응기를 구성하는 각 서브반응기는 상하 또는 좌우로 서로 교호 배치되며, 인접한 서브반응기에서 발생된 플라즈마의 간섭에 의한 각 서브반응기의 임피던스 변화를 방지하고자, 각각의 상기 제 1 군의 서브반응기 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 먼저 생성한 후에 각각의 상기 제 2 군의 서브반응기 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 후속 생성하도록 상기 RF 제너레이터 또는 상기 파워 스필릿터를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다. In the batch type plasma atomic layer deposition apparatus, the plurality of sub-reactors include a first group of sub-reactors and a second group of sub-reactors, each sub-reactor constituting the first group of sub-reactors and the first reactor. Each of the sub-reactors constituting the two groups of sub-reactors are alternately arranged up and down or left and right, and in order to prevent the impedance change of each sub-reactor due to the interference of the plasma generated from the adjacent sub-reactors, The control unit for controlling the RF generator or the power splitter to generate the direct plasma in the reactor at the same time, and subsequently to generate the direct plasma in each of the second group of sub-reactor at the same time.

상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치는, 상기 복수의 서브반응기를 둘러싸는 챔버; 상기 챔버에 결합 배치되되 각각의 상기 서브반응기에 소소가스, 반응가스 및 퍼지가스를 공통으로 공급하도록 구성된 가스공급부; 및 상기 챔버에 결합 배치되되 각각의 상기 서브반응기를 거친 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 공통으로 배기하도록 구성된 가스배기부;를 더 포함할 수 있다. The batch type plasma atomic layer deposition apparatus includes: a chamber surrounding the plurality of sub-reactors; A gas supply unit coupled to the chamber, the gas supply unit configured to commonly supply sour gas, reaction gas, and purge gas to each of the sub-reactors; And a gas exhaust unit coupled to the chamber and configured to commonly exhaust the source gas, the reaction gas, and the purge gas which have passed through each of the sub-reactors.

본 발명은 기판을 독립적으로 처리 할수 있는 플라즈마 원자층 증착 반응기로 복수개의 대형기판을 처리 할수 있는 반응기가 매엽식 형태로 복수개로 구성되어 있고, 각 반응기는 전력 공급장치에 플라즈마를 독립적으로 발생시킬 수 있도록 분배되어 연결 되어 있다. 이러한 반응기 구조에서 플라즈마를 독립적으로 발생시키기 위해서는 각 반응기에 별도의 전력공급 장치가 필요로 한다. 하지만, 그러나, 각 반응기마다 독립적으로 전력 공급장치를 구성하게 되면 장치 구성시 비용부담이 크고, 공정 진행중에 복수개의 각 반응기에서 플라즈마를 동시에 발생시키게 되면 각 반응기에서 발생된 플라즈마의 서로간 간섭에 의해 각 반응기에서 임피던스 변화가 발생되어 불안정한 플라즈마 발생 및 플라즈마 재현성 문제가 발생되고, 이러한 문제점은 기판에서 증착 문제로 발생 될수 있다.The present invention is a plasma atomic layer deposition reactor capable of independently processing a substrate is composed of a plurality of reactors capable of processing a plurality of large substrates in the form of a single sheet, each reactor can independently generate a plasma in the power supply device Are distributed and connected. In order to generate plasma independently in such a reactor structure, a separate power supply device is required for each reactor. However, if the power supply device is configured independently for each reactor, the cost burden is high when the device is configured, and if the plasma is simultaneously generated in a plurality of reactors during the process, the interference of the plasma generated in each reactor is caused by mutual interference. Impedance changes occur in each reactor, resulting in unstable plasma generation and plasma reproducibility problems, which can be caused by deposition problems in the substrate.

본 발명에서는 이러한 문제점들에 따른 장치 구성시 비용 및 플라즈마 안정화 관점에서 전력공급장치 구성을 최소화 시키고, 복수의 반응기에서 플라즈마를 동시에 발생시 켰을 때 임피던스 변화를 최소화하여 안정적인 플라즈마를 발생하여 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치에서 복수기판 처리로 인한 높은 생산성을 가지며 우수한 박막 및 증착 특성을 얻을 수 있다. The present invention minimizes the power supply configuration in terms of cost and plasma stabilization in the device configuration according to these problems, and minimizes the impedance change when generating plasma in a plurality of reactors to generate a stable plasma to generate a stable plasma atom In the layer deposition apparatus, it has high productivity due to the multi-substrate treatment, and excellent thin film and deposition characteristics can be obtained.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치를 개략적으로 도해하는 도면들이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치를 이용한 원자층 증착 방법을 도해하는 도면들이다. 1 to 4 are schematic diagrams illustrating a batch type plasma atomic layer deposition apparatus according to various embodiments of the present invention.
5 and 6 are diagrams illustrating an atomic layer deposition method using a plasma atomic layer deposition apparatus of a batch type according to various embodiments of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, only the embodiments are to make the disclosure of the present invention complete, and those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the scope of the invention, and the invention is defined only by the scope of the claims.

본 발명의 실시예들에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치는 매엽식 형태의 복수개의 반응기를 포함하는 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치로서, 복수개의 기판을 동시에 처리할 수 있는 반응기를 포함한다. 상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치의 플라즈마 발생 형태는 용량 결합형 플라즈마로, 복수개의 반응기에서 동시에 플라즈마를 발생하는 구성을 포함한다. 복수개의 반응기에서 플라즈마를 동시에 발생하기 위해서 전력공급장치에 연결된 매칭박스에서 전원이 직접 분배되어 있거나, 전력공급장치와 매칭박스 사이에 전력이 동일하게 분배 될 수 있도록 파워 스필릿터(power splitter)가 연결된 것을 포함할 수 있다. 플라즈마 발생 방법은 전력공급장치에 연결되어 있는 복수의 반응기에서 동시에 발생 후 다른 전력공급장치에 연결되어 있는 또 다른 복수의 반응기에서 플라즈마를 동시에 순차적으로 발생시키는 것을 포함할 수 있다. 플라즈마 발생을 위한 각 반응기에서의 가스 공급방식은 샤워헤드 및 트레블링(travelling) 또는 레터널(lateral) 형태의 반응기를 포함할 수 있다. A batch type plasma atomic layer deposition apparatus according to embodiments of the present invention is a batch type plasma atomic layer deposition apparatus including a plurality of reactors in a single wafer type, and includes a reactor capable of simultaneously processing a plurality of substrates. . The plasma generation form of the plasma atomic layer deposition apparatus of the batch type is a capacitively coupled plasma, and includes a configuration for simultaneously generating plasma in a plurality of reactors. In order to generate plasma in a plurality of reactors simultaneously, power is directly distributed in a matching box connected to a power supply, or a power splitter is connected to distribute power equally between a power supply and a matching box. It may include. The plasma generation method may include simultaneously generating plasma in a plurality of reactors connected to a power supply and then simultaneously generating plasma in another reactor connected to another power supply. The gas supply in each reactor for plasma generation may include a showerhead and a reactor in a traveling or lateral form.

상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치의 증착방법은 시분할 방식으로 선구물질 및 플라즈마화 할 수 있는 가스가 서로 교대로 공급될 수 있는 가스공급장치를 포함한다. 상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치의 복수개의 플라즈마 발생부에 매칭용 정합 장치가 독립적으로 장착되어 있거나, 플라즈마 발생을 위한 전력이 동일하게 분배될수 있는 전력 스필릿터를 통하여 각 반응기에 전력을 분배시켜 공급할 수 있는 것을 포함할 수 있다. 상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치에서의 플라즈마 발생 방법은 복수개로 반응기에 교차로 연결되어 있는 전원공급장치들을 통해 동시에 순차적으로 발생되도록 하는 것을 포함한다.The deposition method of the plasma atomic layer deposition apparatus of the batch type includes a gas supply apparatus in which the precursor and the plasma gas can be alternately supplied in a time division manner. A matching matching device is independently mounted to a plurality of plasma generating units of the plasma atomic layer deposition apparatus of the batch type, or power is distributed to each reactor through a power splitter in which power for plasma generation is equally distributed. It can include what can be supplied. Plasma generating method in the batch type plasma atomic layer deposition apparatus includes a plurality of sequentially generated at the same time through the power supply connected to the reactor.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치를 개략적으로 도해하는 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating a batch type plasma atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는 RF 전원이 인가될 수 있는 전극(112)과 상기 전극(112)에 대향하는 위치에 배치되되 기판(W)을 장착할 수 있는 서셉터(114)를 각각 포함하는 복수의 서브반응기(100); 각각의 상기 서브반응기(100) 내에 독립적으로 다이렉트 플라즈마(direct plasma)를 생성시키기 위하여 RF 전원을 인가할 수 있도록 구성된 적어도 하나 이상의 RF 제너레이터(400); 및 상기 RF 제너레이터(400)와 상기 서브반응기(100) 사이에서 매칭 네트워크를 구성할 수 있는 적어도 하나 이상의 매칭부(Matcher); 를 포함한다. Referring to FIG. 1, an arrangement type plasma atomic layer deposition apparatus 10 according to an embodiment of the present invention may be disposed at an electrode 112 to which RF power may be applied and a position opposite to the electrode 112. A plurality of sub-reactors 100 each including a susceptor 114 on which a substrate W can be mounted; At least one RF generator 400 configured to apply RF power to independently generate a direct plasma in each of the sub-reactors 100; And at least one matcher configured to form a matching network between the RF generator 400 and the sub-reactor 100. It includes.

상기 다이렉트 플라즈마(direct plasma) 방식은, 예를 들어, 반응가스를 전극(112)과 기판(W) 사이의 처리공간에 공급하고 RF 전원을 인가함으로써, 반응가스의 플라즈마가 반응기 내부의 처리공간에서 직접 형성되는 방식을 포함하며, 반응기 외부에서 생성된 플라즈마를 반응기 내부로 공급하는 리모트 플라즈마(remote plasma) 방식과 구별된다. The direct plasma method, for example, by supplying the reaction gas to the processing space between the electrode 112 and the substrate W and applying RF power, the plasma of the reaction gas in the processing space inside the reactor It includes a method that is formed directly, and is distinguished from the remote plasma (remote plasma) method for supplying the plasma generated outside the reactor into the reactor.

한편, 각각의 서브반응기(100) 내에서 공정이 진행되는 동안 서브반응기(100) 내의 임피던스는 서브반응기 압력, 가스 종류 및 플라즈마 상태 등의 조건에 따라 변화되어 RF 제너레이터(400)의 임피던스와 일치하지 않을 수 있으며, 이로 인하여, 공급된 RF 전력의 일부가 서브반응기(100)에서 RF 제너레이터(400)로 다시 반사되는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 반사 전력은 RF 전력의 전달에 있어서 손실 요소이며, 나아가, RF 제너레이터(400)의 수명을 단축시킬 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, RF 제너레이터(400)의 임피던스와 서브반응기(100)의 변화하는 임피던스를 정합시키기 위한 매칭 네트워크를 구성할 수 있는 적어도 하나 이상의 매칭부(Matcher)를 도입할 수 있다. On the other hand, during the process in each of the sub-reactor 100, the impedance in the sub-reactor 100 is changed according to the conditions such as the sub-reactor pressure, gas type and plasma state does not match the impedance of the RF generator 400 As a result, a portion of the supplied RF power may be reflected back from the sub-reactor 100 to the RF generator 400. Such reflected power is a loss factor in the transfer of RF power, and further, may shorten the life of the RF generator 400. In order to solve this problem, at least one matcher may be introduced to form a matching network for matching the impedance of the RF generator 400 with the varying impedance of the sub-reactor 100.

상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는, 상기 복수의 서브반응기(100)를 둘러싸는 단일 챔버(200); 상기 챔버(200)에 결합 배치되되 각각의 상기 서브반응기(100)에 소소가스, 반응가스 및/또는 퍼지가스를 공통으로 공급하도록 구성된 가스공급부(320); 및 상기 챔버(200)에 결합 배치되되 각각의 상기 서브반응기(100)를 거친 소스가스, 반응가스 및/또는 퍼지가스를 공통으로 배기하도록 구성된 가스배기부(340);를 더 포함할 수 있다. The batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 includes a single chamber 200 surrounding the plurality of sub-reactors 100; A gas supply unit 320 coupled to the chamber 200 and configured to supply sour gas, reaction gas and / or purge gas to each of the sub-reactors 100 in common; And a gas exhaust unit 340 coupled to the chamber 200 and configured to commonly exhaust the source gas, the reaction gas, and / or the purge gas that have passed through the sub-reactor 100.

가스공급부(320)는 챔버(200)의 일측에 배치되어 소스가스, 반응가스 및/또는 퍼지가스가 각각의 서브반응기(100) 내의 전극(112)과 기판(W) 사이의 공간으로 투입되도록 제공될 수 있다. 일 예로, 도면에 도시된 가스공급부(320)는 트레블링(travelling) 또는 레터널(lateral) 형태의 가스 공급 방식을 제공한다. 상기 소스가스, 반응가스 및/또는 퍼지가스의 유동 경로는 F1에서 각각의 서브반응기(100) 내의 전극(112)과 기판(W) 사이의 공간을 거쳐 F2의 경로를 포함한다. The gas supply unit 320 is disposed at one side of the chamber 200 so that source gas, reaction gas, and / or purge gas are introduced into the space between the electrode 112 and the substrate W in each sub-reactor 100. Can be. For example, the gas supply unit 320 illustrated in the drawing provides a gas supply method in a traveling or lettering form. The flow path of the source gas, the reactant gas and / or the purge gas includes the path of F2 via the space between the electrode 112 and the substrate W in each sub-reactor 100 at F1.

상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)에서, 상기 복수의 서브반응기(100)는 제 1 군의 서브반응기(110)와 제 2 군의 서브반응기(120)를 포함하되, 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 각 서브반응기(110a, 110b, 110c)와 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 각 서브반응기(120a, 120b, 120c)는 상하로 서로 교호 배치될 수 있다. In the batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10, the plurality of sub-reactors 100 includes a first group of sub-reactors 110 and a second group of sub-reactors 120, the first group Each of the sub-reactors 110a, 110b, and 110c constituting the sub-reactor 110 and the sub-reactors 120a, 120b, and 120c constituting the second group of sub-reactors 120 may be alternately arranged up and down. Can be.

이 경우, 적어도 하나 이상의 RF 제너레이터(400)는 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 각 서브반응기(110a, 110b, 110c)에 각각 RF 전원을 공급하는 제 1 RF 제너레이터(410)와 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 각 서브반응기(120a, 120b, 120c)에 각각 RF 전원을 공급하는 제 2 RF 제너레이터(420)를 포함한다. In this case, the at least one RF generator 400 and the first RF generator 410 for supplying RF power to each of the sub-reactors 110a, 110b, 110c constituting the first group of sub-reactors 110 and And a second RF generator 420 for supplying RF power to each of the sub-reactors 120a, 120b, and 120c constituting the second group of sub-reactors 120.

한편, 제 1 RF 제너레이터(410)의 임피던스와 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 각각의 서브반응기(110a, 110b, 110c)의 변화하는 임피던스를 정합시키기 위한 매칭 네트워크를 구성할 수 있는 각각의 매칭부(Matcher 1, Matcher 3, Matcher 5)를 도입할 수 있다. 또한, 제 2 RF 제너레이터(420)의 임피던스와 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 각각의 서브반응기(120a, 120b, 120c)의 변화하는 임피던스를 정합시키기 위한 매칭 네트워크를 구성할 수 있는 각각의 매칭부(Matcher 2, Matcher 4, Matcher 6)를 도입할 수 있다.Meanwhile, a matching network may be configured to match the impedance of the first RF generator 410 with the varying impedance of each of the sub-reactors 110a, 110b, and 110c constituting the first group of sub-reactors 110. Each matching unit (Matcher 1, Matcher 3, Matcher 5) can be introduced. In addition, a matching network may be configured to match the impedance of the second RF generator 420 with the varying impedance of each of the sub-reactors 120a, 120b, and 120c constituting the second group of sub-reactors 120. Each matching unit (Matcher 2, Matcher 4, Matcher 6) can be introduced.

본 발명의 일 실시예에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는, 각각의 상기 서브반응기(100) 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 생성하도록 상기 RF 제너레이터(400)를 제어하는 제어부(600);를 더 포함할 수 있다. 이외에도 제어부(600)에 의하여 각각의 서브반응기(100) 내에서 플라즈마가 발생되는 양태는 다양한 실시예들이 가능하다. Plasma atomic layer deposition apparatus 10 of the batch type according to an embodiment of the present invention, the control unit 600 for controlling the RF generator 400 to generate a direct plasma in each of the sub-reactor (100); It may further include. In addition, the embodiment in which the plasma is generated in each sub-reactor 100 by the controller 600 may be various embodiments.

예컨대, 본 발명의 일 실시예의 변형된 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는, 인접한 서브반응기에서 발생된 플라즈마의 간섭에 의한 각 서브반응기의 임피던스 변화를 방지하고자, 각각의 상기 제 1 군의 서브반응기(110) 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 먼저 생성한 후에 각각의 상기 제 2 군의 서브반응기(120) 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 후속 생성하도록 상기 RF 제너레이터(400)를 제어하는 제어부(600);를 더 포함할 수 있다. For example, the modified batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 of one embodiment of the present invention is intended to prevent impedance change of each sub-reactor due to interference of plasma generated in adjacent sub-reactors, each of the first group. A control unit 600 which controls the RF generator 400 to simultaneously generate direct plasma in each of the second group of sub-reactors 120 and then simultaneously generate direct plasma in the sub-reactor 110 of the second reactor. It may further include.

상술한 본 발명의 일 실시예의 변형된 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)에서, 복수의 서브반응기(100)에 모두 동시에 플라즈마가 발생하게 되면, 인접한 각 반응기에서 발생된 플라즈마가 서로 간섭을 주어 각각의 서브반응기(100) 내 임피던스 상태가 지속적으로 변하게 되므로 각각의 서브반응기(100) 내의 플라즈마 상태가 불안정해진다. 이로 인해 인접한 서브반응기(100) 간의 플라즈마 간섭에 따른 임피던스 변화를 최소화하여 안정적인 플라즈마 발생을 유도하기 위해 서브반응기(100)에서 플라즈마 방전을 서로 교차되게 발생하게 하였다. In the modified batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 of the embodiment of the present invention described above, when plasma is simultaneously generated in a plurality of sub-reactors 100, plasma generated in adjacent reactors may interfere with each other. Since the impedance state in each sub-reactor 100 continuously changes, the plasma state in each sub-reactor 100 becomes unstable. As a result, plasma discharges are generated in the sub-reactor 100 to cross each other in order to induce stable plasma generation by minimizing impedance variation due to plasma interference between adjacent sub-reactor 100.

구체적으로 복수의 서브반응기(100)에서 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 각 서브반응기(110a, 110b, 110c)부터 동시에 플라즈마를 발생시킨 후 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 각 서브반응기(120a, 120b, 120c)에서 동시에 플라즈마를 발생시킨다. Specifically, after generating a plasma from each of the sub-reactors (110a, 110b, 110c) constituting the first group of sub-reactors 110 in a plurality of sub-reactors 100, the second group of sub-reactors 120 Plasma is generated at the same time in each of the sub-reactors 120a, 120b, and 120c.

한편, 인접한 플라즈마의 간섭에 따른 임피던스 변화를 최소화한다는 개념을 확장하면, 다른 예로서, 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 서브반응기(110a)과 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 서브반응기(120b)에서 동시에 플라즈마를 발생시킨 후, 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 서브반응기(120a)와 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 서브반응기(110c)에서 동시에 플라즈마를 발생시키고, 마지막으로 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 서브반응기(110b)과 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 서브반응기(120c)에서 동시에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. On the other hand, if the concept of minimizing the impedance change due to the interference of the adjacent plasma is extended, as another example, the sub-reactor 110a constituting the sub-reactor 110 of the first group and the sub-reactor 120 of the second group Subsequently, the plasma is generated in the sub-reactor 120b constituting the sub-reactor 120b, and the sub-reactor 120a constituting the second group sub-reactor 120 and the sub-reactor 110 constituting the first group The reactor 110c generates plasma simultaneously, and finally, the sub-reactor 110b constituting the first group of sub-reactors 110 and the sub-reactor 120c constituting the second group of sub-reactors 120. At the same time can generate plasma.

이러한 다양한 방법들로 플라즈마를 발생시키게 되면 플라즈마 원자층 증착 진행 중에 각 반응기에서 모두 안정적으로 플라즈마를 발생 시킬 수 있다.When the plasma is generated by these various methods, the plasma can be stably generated in each reactor during the plasma atomic layer deposition process.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치를 개략적으로 도해하는 도면이다. 도 1과 도 2에 도시된 공통된 참조부호를 가지는 구성요소에 대한 설명은 서로 공통되므로 편의상 여기에서는 생략될 수 있다. FIG. 2 is a schematic illustration of a batch type plasma atomic layer deposition apparatus according to another embodiment of the present invention. Descriptions of the elements having the common reference numerals shown in FIGS. 1 and 2 are common to each other and may be omitted here for convenience.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는 RF 전원이 인가될 수 있는 전극(112)과 상기 전극(112)에 대향하는 위치에 배치되되 기판(W)을 장착할 수 있는 서셉터(114)를 각각 포함하는 복수의 서브반응기(100); 각각의 상기 서브반응기(100) 내에 독립적으로 다이렉트 플라즈마(direct plasma)를 생성시키기 위하여 RF 전원을 인가할 수 있도록 구성된 적어도 하나 이상의 RF 제너레이터(400); 및 상기 RF 제너레이터(400)와 상기 서브반응기(100) 사이에서 매칭 네트워크를 구성할 수 있는 적어도 하나 이상의 매칭부(Matcher); 를 포함한다. 나아가, 상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는 RF 제너레이터(400)와 매칭부(Matcher) 사이에 전력이 동일하게 분배될 수 있도록 구성된 적어도 하나 이상의 파워 스필릿터(500; power splitter)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 according to another embodiment of the present invention is disposed at a position opposite to the electrode 112 to which RF power can be applied and the electrode 112. A plurality of sub-reactors 100 each including a susceptor 114 on which a substrate W can be mounted; At least one RF generator 400 configured to apply RF power to independently generate a direct plasma in each of the sub-reactors 100; And at least one matcher configured to form a matching network between the RF generator 400 and the sub-reactor 100. It includes. Furthermore, the batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 may include at least one power splitter 500 configured to distribute power equally between the RF generator 400 and the matcher. It may further include.

예를 들어, 제 1 파워 스필릿터(510)는 제 1 RF 제너레이터(410)와 제 1 군의 서브반응기(110)와 관련된 매칭부(Matcher 1, Matcher 3, Matcher 5) 사이에 전력이 동일하게 분배될 수 있도록 구성될 수 있으며, 제 2 파워 스필릿터(520)는 제 2 RF 제너레이터(420)와 제 2 군의 서브반응기(120)와 관련된 매칭부(Matcher 2, Matcher 4, Matcher 6) 사이에 전력이 동일하게 분배될 수 있도록 구성될 수 있다. For example, the first power splitter 510 may have the same power between the first RF generator 410 and the matching unit (Matcher 1, Matcher 3, Matcher 5) associated with the first group of sub-reactors 110. And a second power splitter 520 between the second RF generator 420 and the matcher associated with the second group of sub-reactors 120 (Matcher 2, Matcher 4, Matcher 6). The power may be configured to be equally distributed.

상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는, 각각의 상기 서브반응기(100) 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 생성하도록 상기 RF 제너레이터(400) 및/또는 파워 스필릿터(500)를 제어하는 제어부(600);를 더 포함할 수 있다. 이외에도 상기 RF 제너레이터(400) 및/또는 파워 스필릿터(500)를 제어하는 제어부(600)에 의하여 각각의 서브반응기(100) 내에서 플라즈마가 발생되는 양태는 다양한 실시예들이 가능하다. The batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 controls a control unit 600 for controlling the RF generator 400 and / or the power splitter 500 to simultaneously generate a direct plasma in each of the sub-reactors 100. It may further include; In addition, various embodiments are possible in which the plasma is generated in each of the sub-reactors 100 by the control unit 600 controlling the RF generator 400 and / or the power splitter 500.

예컨대, 상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는, 인접한 서브반응기에서 발생된 플라즈마의 간섭에 의한 각 서브반응기의 임피던스 변화를 방지하고자, 각각의 상기 제 1 군의 서브반응기(110) 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 먼저 생성한 후에 각각의 상기 제 2 군의 서브반응기(120) 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 후속 생성하도록 상기 RF 제너레이터(400) 및/또는 파워 스필릿터(500)를 제어하는 제어부(600);를 더 포함할 수 있다. For example, the batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 may be configured in each of the first group of sub-reactors 110 in order to prevent impedance change of each sub-reactor due to interference of plasma generated from adjacent sub-reactors. A control unit 600 for controlling the RF generator 400 and / or the power splitter 500 to simultaneously generate the direct plasma first and then simultaneously generate the direct plasma in each of the second group of sub-reactors 120. It may further include;

상술한 본 발명의 다른 실시예의 변형된 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)에서, 복수의 서브반응기(100)에 모두 동시에 플라즈마가 발생하게 되면, 인접한 각 반응기에서 발생된 플라즈마가 서로 간섭을 주어 각각의 서브반응기(100) 내 임피던스 상태가 지속적으로 변하게 되므로 각각의 서브반응기(100) 내의 플라즈마 상태가 불안정해진다. 이로 인해 인접한 서브반응기(100) 간의 플라즈마 간섭에 따른 임피던스 변화를 최소화하여 안정적인 플라즈마 발생을 유도하기 위해 서브반응기(100)에서 플라즈마 방전을 서로 교차되게 발생하게 하였다. In the modified batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 according to another embodiment of the present invention described above, when plasma is simultaneously generated in a plurality of sub-reactors 100, plasma generated in adjacent reactors may interfere with each other. Since the impedance state in each sub-reactor 100 continuously changes, the plasma state in each sub-reactor 100 becomes unstable. As a result, plasma discharges are generated in the sub-reactor 100 to cross each other in order to induce stable plasma generation by minimizing impedance variation due to plasma interference between adjacent sub-reactor 100.

구체적으로 복수의 서브반응기(100)에서 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 각 서브반응기(110a, 110b, 110c)부터 동시에 플라즈마를 발생시킨 후 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 각 서브반응기(120a, 120b, 120c)에서 동시에 플라즈마를 발생시킨다. Specifically, after generating a plasma from each of the sub-reactors (110a, 110b, 110c) constituting the first group of sub-reactors 110 in a plurality of sub-reactors 100, the second group of sub-reactors 120 Plasma is generated at the same time in each of the sub-reactors 120a, 120b, and 120c.

한편, 인접한 플라즈마의 간섭에 따른 임피던스 변화를 최소화한다는 개념을 확장하면, 다른 예로서, 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 서브반응기(110a)과 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 서브반응기(120b)에서 동시에 플라즈마를 발생시킨 후, 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 서브반응기(120a)와 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 서브반응기(110c)에서 동시에 플라즈마를 발생시키고, 마지막으로 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 서브반응기(110b)과 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 서브반응기(120c)에서 동시에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. On the other hand, if the concept of minimizing the impedance change due to the interference of the adjacent plasma is extended, as another example, the sub-reactor 110a constituting the sub-reactor 110 of the first group and the sub-reactor 120 of the second group Subsequently, the plasma is generated in the sub-reactor 120b constituting the sub-reactor 120b, and the sub-reactor 120a constituting the second group sub-reactor 120 and the sub-reactor 110 constituting the first group The reactor 110c generates plasma simultaneously, and finally, the sub-reactor 110b constituting the first group of sub-reactors 110 and the sub-reactor 120c constituting the second group of sub-reactors 120. At the same time can generate plasma.

이러한 다양한 방법들로 플라즈마를 발생시키게 되면 플라즈마 원자층 증착 진행 중에 각 반응기에서 모두 안정적으로 플라즈마를 발생 시킬 수 있다.When the plasma is generated by these various methods, the plasma can be stably generated in each reactor during the plasma atomic layer deposition process.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치를 개략적으로 도해하는 도면이다. 도 1, 도 2와 도 3에 도시된 공통된 참조부호를 가지는 구성요소에 대한 설명은 서로 공통되므로 편의상 여기에서는 생략될 수 있다. FIG. 3 is a schematic illustration of a batch type plasma atomic layer deposition apparatus according to another embodiment of the present invention. Descriptions of the elements having the common reference numerals shown in FIGS. 1, 2, and 3 are common to each other and may be omitted here for convenience.

도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는 RF 전원이 인가될 수 있는 전극(112)과 상기 전극(112)에 대향하는 위치에 배치되되 기판(W)을 장착할 수 있는 서셉터(114)를 각각 포함하는 복수의 서브반응기(100); 각각의 상기 서브반응기(100) 내에 독립적으로 다이렉트 플라즈마(direct plasma)를 생성시키기 위하여 RF 전원을 인가할 수 있도록 구성된 단일의 RF 제너레이터(400); 및 상기 RF 제너레이터(400)와 상기 서브반응기(100) 사이에서 매칭 네트워크를 구성할 수 있는 적어도 하나 이상의 매칭부(Matcher); 를 포함한다. 나아가, 상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는 RF 제너레이터(400)와 매칭부(Matcher) 사이에 전력이 동일하게 분배될 수 있도록 구성된 단일의 파워 스필릿터(500; power splitter)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the arrangement type plasma atomic layer deposition apparatus 10 according to another embodiment of the present invention is disposed at an electrode 112 to which RF power can be applied and a position opposite to the electrode 112. A plurality of sub-reactors 100 each including a susceptor 114 capable of mounting the substrate W; A single RF generator 400 configured to apply RF power to independently generate a direct plasma in each of said sub-reactors 100; And at least one matcher configured to form a matching network between the RF generator 400 and the sub-reactor 100. It includes. Further, the batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 further includes a single power splitter 500 configured to distribute power equally between the RF generator 400 and the matcher. It may include.

상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는, 각각의 상기 서브반응기(100) 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 생성하도록 상기 단일의 RF 제너레이터(400) 및/또는 단일의 파워 스필릿터(500)를 제어하는 제어부(600);를 더 포함할 수 있다. 이외에도 상기 단일의 RF 제너레이터(400) 및/또는 단일의 파워 스필릿터(500)를 제어하는 제어부(600)에 의하여 각각의 서브반응기(100) 내에서 플라즈마가 발생되는 양태는 다양한 실시예들이 가능하다. The batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 controls the single RF generator 400 and / or the single power splitter 500 to simultaneously generate direct plasma in each of the subreactors 100. The control unit 600 may further include a. In addition, various embodiments are possible in which the plasma is generated in each of the sub-reactors 100 by the control unit 600 controlling the single RF generator 400 and / or the single power splitter 500. .

예컨대, 상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는, 인접한 서브반응기에서 발생된 플라즈마의 간섭에 의한 각 서브반응기의 임피던스 변화를 방지하고자, 각각의 상기 제 1 군의 서브반응기(110) 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 먼저 생성한 후에 각각의 상기 제 2 군의 서브반응기(120) 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 후속 생성하도록 상기 단일의 RF 제너레이터(400) 및/또는 단일의 파워 스필릿터(500)를 제어하는 제어부(600);를 더 포함할 수 있다. For example, the batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 may be configured in each of the first group of sub-reactors 110 in order to prevent impedance change of each sub-reactor due to interference of plasma generated from adjacent sub-reactors. Controlling the single RF generator 400 and / or the single power splitter 500 to simultaneously produce the direct plasma first and then simultaneously produce the direct plasma in each of the second group of sub-reactors 120. The control unit 600 may further include.

상술한 본 발명의 일 실시예의 변형된 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)에서, 복수의 서브반응기(100)에 모두 동시에 플라즈마가 발생하게 되면, 인접한 각 반응기에서 발생된 플라즈마가 서로 간섭을 주어 각각의 서브반응기(100) 내 임피던스 상태가 지속적으로 변하게 되므로 각각의 서브반응기(100) 내의 플라즈마 상태가 불안정해진다. 이로 인해 인접한 서브반응기(100) 간의 플라즈마 간섭에 따른 임피던스 변화를 최소화하여 안정적인 플라즈마 발생을 유도하기 위해 서브반응기(100)에서 플라즈마 방전을 서로 교차되게 발생하게 하였다. In the modified batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 of the embodiment of the present invention described above, when plasma is simultaneously generated in a plurality of sub-reactors 100, plasma generated in adjacent reactors may interfere with each other. Since the impedance state in each sub-reactor 100 continuously changes, the plasma state in each sub-reactor 100 becomes unstable. As a result, plasma discharges are generated in the sub-reactor 100 to cross each other in order to induce stable plasma generation by minimizing impedance variation due to plasma interference between adjacent sub-reactor 100.

구체적으로 복수의 서브반응기(100)에서 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 각 서브반응기(110a, 110b, 110c)부터 동시에 플라즈마를 발생시킨 후 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 각 서브반응기(120a, 120b, 120c)에서 동시에 플라즈마를 발생시킨다. Specifically, after generating a plasma from each of the sub-reactors (110a, 110b, 110c) constituting the first group of sub-reactors 110 in a plurality of sub-reactors 100, the second group of sub-reactors 120 Plasma is generated at the same time in each of the sub-reactors 120a, 120b, and 120c.

한편, 인접한 플라즈마의 간섭에 따른 임피던스 변화를 최소화한다는 개념을 확장하면, 다른 예로서, 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 서브반응기(110a)과 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 서브반응기(120b)에서 동시에 플라즈마를 발생시킨 후, 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 서브반응기(120a)와 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 서브반응기(110c)에서 동시에 플라즈마를 발생시키고, 마지막으로 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 서브반응기(110b)과 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 서브반응기(120c)에서 동시에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. On the other hand, if the concept of minimizing the impedance change due to the interference of the adjacent plasma is extended, as another example, the sub-reactor 110a constituting the sub-reactor 110 of the first group and the sub-reactor 120 of the second group Subsequently, the plasma is generated in the sub-reactor 120b constituting the sub-reactor 120b, and the sub-reactor 120a constituting the second group sub-reactor 120 and the sub-reactor 110 constituting the first group The reactor 110c generates plasma simultaneously, and finally, the sub-reactor 110b constituting the first group of sub-reactors 110 and the sub-reactor 120c constituting the second group of sub-reactors 120. At the same time can generate plasma.

이러한 다양한 방법들로 플라즈마를 발생시키게 되면 플라즈마 원자층 증착 진행 중에 각 반응기에서 모두 안정적으로 플라즈마를 발생 시킬 수 있다.When the plasma is generated by these various methods, the plasma can be stably generated in each reactor during the plasma atomic layer deposition process.

도 4는 본 발명의 그 밖에 또 다른 실시예에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치를 개략적으로 도해하는 도면이다. 도 1 내지 도 3과 도 4에 도시된 공통된 참조부호를 가지는 구성요소에 대한 설명은 서로 공통되므로 편의상 여기에서는 생략될 수 있다. 4 is a diagram schematically illustrating a batch type plasma atomic layer deposition apparatus according to another embodiment of the present invention. Descriptions of the elements having the common reference numerals shown in FIGS. 1 to 3 and 4 are common to each other and may be omitted here for convenience.

도 4를 참조하면, 본 발명의 그 밖에 또 다른 실시예에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는 RF 전원이 인가될 수 있는 전극(112)과 상기 전극(112)에 대향하는 위치에 배치되되 기판(W)을 장착할 수 있는 서셉터(114)를 각각 포함하는 복수의 서브반응기(100); 각각의 상기 서브반응기(100) 내에 독립적으로 다이렉트 플라즈마(direct plasma)를 생성시키기 위하여 RF 전원을 인가할 수 있도록 구성된 단일의 RF 제너레이터(400); 및 상기 RF 제너레이터(400)와 상기 서브반응기(100) 사이에서 매칭 네트워크를 구성할 수 있는 단일의 매칭부(Matcher); 를 포함한다. Referring to FIG. 4, the arrangement type plasma atomic layer deposition apparatus 10 according to another exemplary embodiment of the present invention may have an electrode 112 to which RF power may be applied and a position opposite to the electrode 112. A plurality of sub-reactors 100 disposed on the substrates, each of which includes a susceptor 114 capable of mounting the substrate W; A single RF generator 400 configured to apply RF power to independently generate a direct plasma in each of said sub-reactors 100; And a single matcher that can form a matching network between the RF generator 400 and the sub-reactor 100. It includes.

상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는, 각각의 상기 서브반응기(100) 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 생성하도록 상기 단일의 RF 제너레이터(400)를 제어하는 제어부(600);를 더 포함할 수 있다. 이외에도 상기 단일의 RF 제너레이터(400)를 제어하는 제어부(600)에 의하여 각각의 서브반응기(100) 내에서 플라즈마가 발생되는 양태는 다양한 실시예들이 가능하다. The batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 may further include a controller 600 for controlling the single RF generator 400 to simultaneously generate a direct plasma in each of the sub-reactors 100. have. In addition, various embodiments are possible in which the plasma is generated in each of the sub-reactors 100 by the controller 600 controlling the single RF generator 400.

예컨대, 상기 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)는, 인접한 서브반응기에서 발생된 플라즈마의 간섭에 의한 각 서브반응기의 임피던스 변화를 방지하고자, 각각의 상기 제 1 군의 서브반응기(110) 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 먼저 생성한 후에 각각의 상기 제 2 군의 서브반응기(120) 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 후속 생성하도록 상기 단일의 RF 제너레이터(400)를 제어하는 제어부(600);를 더 포함할 수 있다. For example, the batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 may be configured in each of the first group of sub-reactors 110 in order to prevent impedance change of each sub-reactor due to interference of plasma generated from adjacent sub-reactors. And a control unit 600 which controls the single RF generator 400 to simultaneously generate the direct plasma simultaneously in the second group of sub-reactors 120 after the simultaneous first generation of the direct plasma. .

상술한 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)에서, 복수의 서브반응기(100)에 모두 동시에 플라즈마가 발생하게 되면, 인접한 각 반응기에서 발생된 플라즈마가 서로 간섭을 주어 각각의 서브반응기(100) 내 임피던스 상태가 지속적으로 변하게 되므로 각각의 서브반응기(100) 내의 플라즈마 상태가 불안정해진다. 이로 인해 인접한 서브반응기(100) 간의 플라즈마 간섭에 따른 임피던스 변화를 최소화하여 안정적인 플라즈마 발생을 유도하기 위해 서브반응기(100)에서 플라즈마 방전을 서로 교차되게 발생하게 하였다. In the above-described batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10, when plasmas are simultaneously generated in a plurality of sub-reactors 100, plasmas generated in adjacent reactors interfere with each other, so that each sub-reactor 100 Since the impedance state is constantly changing, the plasma state in each sub-reactor 100 becomes unstable. As a result, plasma discharges are generated in the sub-reactor 100 to cross each other in order to induce stable plasma generation by minimizing impedance variation due to plasma interference between adjacent sub-reactor 100.

구체적으로 복수의 서브반응기(100)에서 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 각 서브반응기(110a, 110b, 110c)부터 동시에 플라즈마를 발생시킨 후 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 각 서브반응기(120a, 120b, 120c)에서 동시에 플라즈마를 발생시킨다. Specifically, after generating a plasma from each of the sub-reactors (110a, 110b, 110c) constituting the first group of sub-reactors 110 in a plurality of sub-reactors 100, the second group of sub-reactors 120 Plasma is generated at the same time in each of the sub-reactors 120a, 120b, and 120c.

한편, 인접한 플라즈마의 간섭에 따른 임피던스 변화를 최소화한다는 개념을 확장하면, 다른 예로서, 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 서브반응기(110a)과 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 서브반응기(120b)에서 동시에 플라즈마를 발생시킨 후, 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 서브반응기(120a)와 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 서브반응기(110c)에서 동시에 플라즈마를 발생시키고, 마지막으로 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 서브반응기(110b)과 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 서브반응기(120c)에서 동시에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. On the other hand, if the concept of minimizing the impedance change due to the interference of the adjacent plasma is extended, as another example, the sub-reactor 110a constituting the sub-reactor 110 of the first group and the sub-reactor 120 of the second group Subsequently, the plasma is generated in the sub-reactor 120b constituting the sub-reactor 120b, and the sub-reactor 120a constituting the second group sub-reactor 120 and the sub-reactor 110 constituting the first group The reactor 110c generates plasma simultaneously, and finally, the sub-reactor 110b constituting the first group of sub-reactors 110 and the sub-reactor 120c constituting the second group of sub-reactors 120. At the same time can generate plasma.

이러한 다양한 방법들로 플라즈마를 발생시키게 되면 플라즈마 원자층 증착 진행 중에 각 반응기에서 모두 안정적으로 플라즈마를 발생 시킬 수 있다.When the plasma is generated by these various methods, the plasma can be stably generated in each reactor during the plasma atomic layer deposition process.

본 실시예들에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)의 구성은, 도 3 및 도 4와 같이, 비용을 최소화 시키기 위해 전력공급원을 각각의 반응기에 독립적으로 연결하지 않고, 복수개의 반응기에 하나의 전력공급장치를 통해 분배시켜 전력공급장치를 최소화하거나, 도 2 및 도 3과 같이, 전력공급장치와 매칭부 사이에 전력 스필릿터를 별도로 두어 복수로 연결된 반응기에 동일한 비율의 전력이 공급되도록 하였다. 또한 각 반응기에서 플라즈마를 동시 발생시 인접한 반응기로부터 플라즈마 간섭에 의한 임피던스 변화가 없도록 하기 위해 전력공급장치에 각 반응기가 교차되도록 연결하였다. 따라서, 본 발명에 플라즈마 발생 전원공급 장치 구성 및 전력공급장치의 반응기 연결방법을 통해 설비 구성시의 비용절감을 할 수 있고, 본 발명의 플라즈마 발생법에 따라 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치에서 안정적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있기 때문에 복수개의 기판을 동시에 처리할 수 있는 장점이 있다. In the configuration of the plasma atomic layer deposition apparatus 10 of the batch type according to the present embodiments, as shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of reactors are not connected to each reactor independently in order to minimize cost. Minimize the power supply by distributing it through a single power supply, or as shown in FIGS. 2 and 3, a power splitter is provided between the power supply and the matching unit to supply the same ratio of power to a plurality of connected reactors. It was made. In addition, in order to ensure that there is no change in impedance due to plasma interference from adjacent reactors when plasma is simultaneously generated in each reactor, each reactor is connected to the power supply device so as to cross each other. Therefore, the cost can be reduced in the configuration of the apparatus through the plasma generation power supply device configuration and the reactor connection method of the power supply device, and stable in the batch type plasma atomic layer deposition apparatus according to the plasma generation method of the present invention. Since plasma can be generated, a plurality of substrates can be processed simultaneously.

이하에서는, 지금까지 설명한 다양한 실시예들에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치(10)를 이용한 원자층 증착 방법을 설명한다. Hereinafter, an atomic layer deposition method using the batch type plasma atomic layer deposition apparatus 10 according to various embodiments described so far will be described.

도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치를 이용한 원자층 증착 방법의 일 예를 도해하는 도면이다. 5 is a diagram illustrating an example of an atomic layer deposition method using a batch type plasma atomic layer deposition apparatus according to various embodiments of the present disclosure.

도 5를 참조하면, 본 발명의 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치를 이용한 원자층 증착 방법은 기판 상에 소스가스를 공급하여 기판 상에 소스가스의 일부가 흡착되는 단계(S1); 미흡착된 소스가스의 나머지를 퍼지하는 단계(S2); 반응가스를 기판 상에 공급하면서 RF 전원을 인가하여 플라즈마 상태의 반응가스가 기판 상에 흡착된 소스가스와 반응하여 단위증착막을 형성하는 단계(S3); 미반응된 반응가스의 나머지를 퍼지하는 단계(S4);를 포함하는 단위사이클을 복수회 실시하는 방법이다. Referring to FIG. 5, the atomic layer deposition method using the plasma atomic layer deposition apparatus of the batch type of the present invention may include supplying a source gas onto a substrate to adsorb a portion of the source gas onto the substrate (S1); Purging the remainder of the unadsorbed source gas (S2); Applying a RF power while supplying the reaction gas onto the substrate to form a unit deposition film by reacting the reaction gas in the plasma state with the source gas adsorbed on the substrate (S3); Purging the remainder of the unreacted reaction gas (S4).

여기에서, 상기 단계(S3)에서 RF 전원을 인가하는 방식은 도 1 내지 도 4에 도시된 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 각 서브반응기(110a, 110b, 110c)와 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 각 서브반응기(120a, 120b, 120c)에 각각 RF 전원(RF1, RF2, RF3, RF4, RF5, RF6)을 동시에 인가하여 모든 서브반응기(100) 내에 플라즈마를 생성시키는 단계를 포함한다. Here, the method of applying the RF power in the step (S3) is each of the sub-reactors (110a, 110b, 110c) constituting the sub-reactor 110 of the first group shown in Figures 1 to 4 and the first RF power (RF1, RF2, RF3, RF4, RF5, RF6) is simultaneously applied to each of the sub-reactors 120a, 120b, and 120c constituting the two groups of sub-reactors 120 to plasma in all the sub-reactors 100. Generating a.

도 6은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치를 이용한 원자층 증착 방법의 다른 예를 도해하는 도면이다.6 is a diagram illustrating another example of an atomic layer deposition method using a batch type plasma atomic layer deposition apparatus according to various embodiments of the present disclosure.

도 6을 참조하면, 본 발명의 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치를 이용한 원자층 증착 방법은 기판 상에 소스가스를 공급하여 기판 상에 소스가스의 일부가 흡착되는 단계(S1); 미흡착된 소스가스의 나머지를 퍼지하는 단계(S2); 반응가스를 기판 상에 공급하면서 RF 전원을 인가하여 플라즈마 상태의 반응가스가 기판 상에 흡착된 소스가스와 반응하여 단위증착막을 형성하는 단계(S31, S32, S33); 미반응된 반응가스의 나머지를 퍼지하는 단계(S4);를 포함하는 단위사이클을 복수회 실시하는 방법이다. Referring to FIG. 6, an atomic layer deposition method using a batch type plasma atomic layer deposition apparatus of the present invention may include supplying a source gas onto a substrate to adsorb a portion of the source gas onto the substrate (S1); Purging the remainder of the unadsorbed source gas (S2); Applying a RF power while supplying the reaction gas onto the substrate to form a unit deposition film by reacting the reaction gas in a plasma state with the source gas adsorbed on the substrate (S31, S32, S33); Purging the remainder of the unreacted reaction gas (S4).

여기에서, 상기 단계(S31, S32, S33)는, 도 1 내지 도 4을 참조하여 설명한 바와 같이 상기 제 1 군의 서브반응기(110)를 구성하는 각 서브반응기(110a, 110b, 110c)에 RF 전원을 동시에 인가하여 서브반응기(110a, 110b, 110c)에 동시에 플라즈마를 생성시켜 단위증착막을 형성하는 단계(S31); 서브반응기(110a, 110b, 110c)에서 미반응된 반응가스를 퍼지하는 단계(S32); 도 1 내지 도 4을 참조하여 설명한 바와 같이 상기 제 2 군의 서브반응기(120)를 구성하는 각 서브반응기(120a, 120b, 120c)에 RF 전원을 동시에 인가하여 서브반응기(120a, 120b, 120c)에 동시에 플라즈마를 생성시켜 단위증착막을 형성하는 단계(S33);를 포함한다. Here, the steps (S31, S32, S33), as described with reference to Figures 1 to 4 RF to each of the sub-reactors 110a, 110b, 110c constituting the sub-reactor 110 of the first group Simultaneously applying power to form a unit deposition film by simultaneously generating plasma in the sub-reactors 110a, 110b, and 110c (S31); Purging the unreacted reaction gas in the sub-reactors (110a, 110b, 110c) (S32); As described above with reference to FIGS. 1 to 4, RF power is simultaneously applied to each of the sub-reactors 120a, 120b, and 120c constituting the second group of sub-reactors 120, and thus, the sub-reactors 120a, 120b, and 120c. And generating plasma at the same time to form a unit deposition film (S33).

본 발명은 기판을 독립적으로 처리 할수 있는 플라즈마 원자층 증착 반응기로 복수개의 대형기판을 처리 할수 있는 반응기가 매엽식 형태로 복수개로 구성되어 있고, 각 반응기는 전력 공급장치에 플라즈마를 독립적으로 발생시킬 수 있도록 분배되어 연결되어 있다. 이러한 반응기 구조에서 플라즈마를 독립적으로 발생시키기 위해서는 각 반응기에 별도의 전력공급 장치가 필요로 한다. 하지만, 그러나, 각 반응기마다 독립적으로 전력 공급장치를 구성하게 되면 장치 구성시 비용부담이 크고, 공정 진행중에 복수개의 각 반응기에서 플라즈마를 동시에 발생시키게 되면 각 반응기에서 발생된 플라즈마의 서로간 간섭에 의해 각 반응기에서 임피던스 변화가 발생되어 불안정한 플라즈마 발생 및 플라즈마 재현성 문제가 발생되고, 이러한 문제점은 기판에서 증착 문제로 발생 될수 있다. 본 발명에서는 이러한 문제점들에 따른 장치 구성시 비용 및 플라즈마 안정화 관점에서 전력공급장치 구성을 최소화 시키고, 복수의 반응기에서 플라즈마를 동시에 발생시 켰을 때 임피던스 변화를 최소화하여 안정적인 플라즈마를 발생하여 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치에서 복수기판 처리로 인한 높은 생산성을 가지며 우수한 박막 및 증착 특성을 얻을 수 있다. The present invention is a plasma atomic layer deposition reactor capable of independently processing a substrate is composed of a plurality of reactors capable of processing a plurality of large substrates in the form of a single sheet, each reactor can independently generate a plasma in the power supply device Are distributed and connected. In order to generate plasma independently in such a reactor structure, a separate power supply device is required for each reactor. However, if the power supply device is configured independently for each reactor, the cost burden is high when the device is configured, and if the plasma is simultaneously generated in a plurality of reactors during the process, the interference of the plasma generated in each reactor is caused by mutual interference. Impedance changes occur in each reactor, resulting in unstable plasma generation and plasma reproducibility problems, which can be caused by deposition problems in the substrate. The present invention minimizes the power supply configuration in terms of cost and plasma stabilization in the device configuration according to these problems, and minimizes the impedance change when generating plasma in a plurality of reactors to generate a stable plasma to generate a stable plasma atom In the layer deposition apparatus, it has high productivity due to the multi-substrate treatment, and excellent thin film and deposition characteristics can be obtained.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary and will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (5)

RF 전원이 인가될 수 있는 전극과 상기 전극에 대향하는 위치에 배치되되 기판을 장착할 수 있는 서셉터를 각각 포함하는 복수의 서브반응기;
각각의 상기 서브반응기 내에 독립적으로 다이렉트 플라즈마(direct plasma)를 생성시키기 위하여 RF 전원을 인가할 수 있도록 구성된 적어도 하나 이상의 RF 제너레이터; 및
상기 RF 제너레이터와 상기 서브반응기 사이에서 매칭 네트워크를 구성할 수 있는 적어도 하나 이상의 매칭부;
를 포함하되,
상기 복수의 서브반응기는 제 1 군의 서브반응기와 제 2 군의 서브반응기를 포함하되, 상기 제 1 군의 서브반응기를 구성하는 각 서브반응기와 상기 제 2 군의 서브반응기를 구성하는 각 서브반응기는 상하 또는 좌우로 서로 교호 배치되며,
인접한 서브반응기에서 발생된 플라즈마의 간섭에 의한 각 서브반응기의 임피던스 변화를 방지하고자, 각각의 상기 제 1 군의 서브반응기 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 먼저 생성한 후에 각각의 상기 제 2 군의 서브반응기 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 후속 생성하도록 상기 RF 제너레이터를 제어하는 제어부;
를 더 포함하는,
배치(batch) 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치.A plurality of sub-reactors each including an electrode to which RF power can be applied and a susceptor disposed at a position opposite to the electrode, the susceptor being capable of mounting a substrate;
At least one RF generator configured to apply RF power to independently generate a direct plasma in each of said sub-reactors; And
At least one matching unit configured to form a matching network between the RF generator and the sub-reactor;
Including,
The plurality of sub-reactors include a first group of sub-reactors and a second group of sub-reactors, each sub-reactor constituting the first group of sub-reactors and each sub-reactor constituting the second group of sub-reactors Are alternately arranged up and down or left and right,
In order to prevent the impedance change of each sub-reactor due to the interference of the plasma generated in the adjacent sub-reactors, direct plasma is first generated simultaneously in each of the first group of sub-reactors and then directly in each of the second group of sub-reactors. A control unit controlling the RF generator to subsequently generate plasma simultaneously;
Further comprising,
Batch type plasma atomic layer deposition apparatus. 제 1 항에 있어서,
상기 RF 제너레이터와 매칭부 사이에 전력이 동일하게 분배될 수 있도록 구성된 파워 스필릿터(power splitter)를 더 포함하는, 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치.The method of claim 1,
And a power splitter configured to equally distribute power between the RF generator and the matching unit. 삭제delete RF 전원이 인가될 수 있는 전극과 상기 전극에 대향하는 위치에 배치되되 기판을 장착할 수 있는 서셉터를 각각 포함하는 복수의 서브반응기;
각각의 상기 서브반응기 내에 독립적으로 다이렉트 플라즈마(direct plasma)를 생성시키기 위하여 RF 전원을 인가할 수 있도록 구성된 적어도 하나 이상의 RF 제너레이터;
상기 RF 제너레이터와 상기 서브반응기 사이에서 매칭 네트워크를 구성할 수 있는 적어도 하나 이상의 매칭부; 및
상기 RF 제너레이터와 매칭부 사이에 전력이 동일하게 분배될 수 있도록 구성된 파워 스필릿터(power splitter);
를 포함하되,
상기 복수의 서브반응기는 제 1 군의 서브반응기와 제 2 군의 서브반응기를 포함하되, 상기 제 1 군의 서브반응기를 구성하는 각 서브반응기와 상기 제 2 군의 서브반응기를 구성하는 각 서브반응기는 상하 또는 좌우로 서로 교호 배치되며,
인접한 서브반응기에서 발생된 플라즈마의 간섭에 의한 각 서브반응기의 임피던스 변화를 방지하고자, 각각의 상기 제 1 군의 서브반응기 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 먼저 생성한 후에 각각의 상기 제 2 군의 서브반응기 내에 다이렉트 플라즈마를 동시에 후속 생성하도록 상기 파워 스필릿터를 제어하는 제어부;
를 더 포함하는,
배치(batch) 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치.A plurality of sub-reactors each including an electrode to which RF power can be applied and a susceptor disposed at a position opposite to the electrode, the susceptor being capable of mounting a substrate;
At least one RF generator configured to apply RF power to independently generate a direct plasma in each of said sub-reactors;
At least one matching unit configured to form a matching network between the RF generator and the sub-reactor; And
A power splitter configured to distribute power equally between the RF generator and the matching unit;
Including,
The plurality of sub-reactors include a first group of sub-reactors and a second group of sub-reactors, each sub-reactor constituting the first group of sub-reactors and each sub-reactor constituting the second group of sub-reactors Are alternately arranged up and down or left and right,
In order to prevent the impedance change of each sub-reactor due to the interference of the plasma generated in the adjacent sub-reactors, direct plasma is first generated simultaneously in each of the first group of sub-reactors and then directly in each of the second group of sub-reactors. A control unit controlling the power splitter to subsequently generate plasma simultaneously;
Further comprising,
Batch type plasma atomic layer deposition apparatus. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 서브반응기를 둘러싸는 챔버;
상기 챔버에 결합 배치되되 각각의 상기 서브반응기에 소소가스, 반응가스 및 퍼지가스를 공통으로 공급하도록 구성된 가스공급부; 및
상기 챔버에 결합 배치되되 각각의 상기 서브반응기를 거친 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 공통으로 배기하도록 구성된 가스배기부;
를 더 포함하는, 배치 타입의 플라즈마 원자층 증착 장치.The method of claim 1,
A chamber surrounding the plurality of subreactors;
A gas supply unit coupled to the chamber, the gas supply unit configured to commonly supply sour gas, reaction gas, and purge gas to each of the sub-reactors; And
A gas exhaust unit coupled to the chamber and configured to commonly exhaust the source gas, the reaction gas, and the purge gas which have passed through each of the sub-reactors;
Further comprising a batch type plasma atomic layer deposition apparatus.
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