KR20150078306A - 원자층 증착 장치 및 원자층 증착 방법 - Google Patents

원자층 증착 장치 및 원자층 증착 방법 Download PDF

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Abstract

원자층 증착 장치는 기판에 원료 전구체 및 반응 전구체를 공급하며, 상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 흡입하는 반응기, 상기 반응기에 대한 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체 각각의 공급을 차단하는 공급 밸브, 상기 반응기가 흡입한 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 배기를 차단하는 배기 밸브, 상기 공급 밸브 및 상기 배기 밸브 각각을 오픈(open) 및 클로즈(close)하는 밸브 제어부, 상기 기판이 장착되며, 상기 반응기로부터 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체가 공급되는 방향과 교차하는 방향으로 슬라이딩하는 서셉터, 및 상기 밸브 제어부와 연결되며, 상기 반응기에 대한 상기 기판의 위치에 따라 상기 밸브 제어부를 제어하는 메인 제어부를 포함한다.

Description

원자층 증착 장치 및 원자층 증착 방법{ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS AND ATOMIC LAYER DEPOSITION METHOD}
본 발명은 원자층 증착 장치 및 원자층 증착 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서셉터를 포함하는 원자층 증착 장치 및 원자층 증착 방법에 관한 것이다.
원자층 증착(Atomic layer deposition, ALD)은 기판상에 하나 이상의 물질 층을 증착하기 위한 박막 증착 기술이다.
원자층 증착에는 두 종류의 화학물질이 이용되는데, 하나는 원료 전구체(source precursor)이며 다른 하나는 반응 전구체(reactant precursor)이다.
종래의 원자층 증착 장치는 기판 상에 원자층을 증착하기 위한 하나 이상의 반응기의 세트(set)를 갖는다. 기판이 반응기들의 하부를 통과하면서, 기판은 원료 전구체, 퍼지(purge) 가스 및 반응 전구체에 노출된다.
기판 상에 증착된 원료 전구체 분자가 반응 전구체 분자와 반응하거나, 또는 원료 전구체 분자가 반응 전구체 분자에 의해 치환되어 기판상에 물질층이 증착된다. 기판을 원료 전구체 또는 반응 전구체에 노출시킨 후, 기판은 여분의 원료 전구체 분자 또는 반응 전구체 분자를 기판으로부터 제거하기 위해 퍼지 기체에 노출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스 각각의 초과 사용을 억제하는 원자층 증착 장치 및 원자층 증착 방법을 제공하고자 한다.
또한, 원치 않는 파티클이 기판에 추가적으로 증착되는 것이 억제된 원자층 증착 장치 및 원자층 증착 방법을 제공하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 기판에 원료 전구체 및 반응 전구체를 공급하며, 상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 흡입하는 반응기, 상기 반응기에 대한 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체 각각의 공급을 차단하는 공급 밸브, 상기 반응기가 흡입한 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 배기를 차단하는 배기 밸브, 상기 공급 밸브 및 상기 배기 밸브 각각을 오픈(open) 및 클로즈(close)하는 밸브 제어부, 상기 기판이 장착되며, 상기 반응기로부터 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체가 공급되는 방향과 교차하는 방향으로 슬라이딩하는 서셉터, 및 상기 밸브 제어부와 연결되며, 상기 반응기에 대한 상기 기판의 위치에 따라 상기 밸브 제어부를 제어하는 메인 제어부를 포함하는 원자층 증착 장치를 제공한다.
상기 메인 제어부는, 슬라이딩하는 상기 서셉터에 배치된 기판의 일단이 상기 반응기와 중첩하면, 상기 공급 밸브를 오픈하고 상기 배기 밸브를 클로즈하며, 슬라이딩하는 상기 서셉터에 배치된 기판의 타단이 상기 반응기를 거쳐 상기 반응기와 비중첩하면, 상기 공급 밸브를 클로즈하고 상기 배기 밸브를 오픈할 수 있다.
상기 반응기와 연결되며, 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 배기하는 배기부를 더 포함할 수 있다.
상기 배기 밸브는 상기 배기부와 상기 반응기 사이에 위치할 수 있다.
상기 배기부는, 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체가 통하는 배기 통로, 및 상기 배기 통로에 연결되어 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 배기하는 배기 펌프를 포함할 수 있다.
상기 메인 제어부는, 슬라이딩하는 상기 서셉터에 배치된 기판의 일단이 상기 반응기와 중첩하면, 상기 배기 펌프를 오프(off)하며, 슬라이딩하는 상기 서셉터에 배치된 기판의 타단이 상기 반응기를 거쳐 상기 반응기와 비중첩하면, 상기 배기 펌프를 온(on)할 수 있다.
상기 반응기와 연결되며, 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 상기 반응기로 공급하는 원료 공급부를 더 포함할 수 있다.
상기 공급 밸브는 상기 원료 공급부와 상기 반응기 사이에 위치할 수 있다.
상기 서셉터를 슬라이딩 구동하는 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 메인 제어부는 상기 구동부와 연결되며, 상기 반응기에 대한 상기 서셉터의 위치를 센싱할 수 있다.
상기 반응기는 상기 기판으로 퍼지 가스를 공급할 수 있다.
상기 공급 밸브는 상기 반응기에 대한 상기 퍼지 가스의 공급을 차단할 수 있다.
상기 공급 밸브는, 상기 원료 전구체의 공급을 차단하는 제1 밸브, 상기 반응 전구체의 공급을 차단하는 제2 밸브, 및 상기 퍼지 가스의 공급을 차단하는 제3 밸브를 포함할 수 있다.
상기 반응기는, 상기 원료 전구체를 상기 기판으로 공급하는 제1 공급부, 상기 반응 전구체를 상기 기판으로 공급하는 제2 공급부, 상기 퍼지 가스를 상기 기판으로 공급하는 제3 공급부, 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 흡입하는 흡입부를 포함할 수 있다.
상기 제1 공급부, 상기 제2 공급부, 상기 제3 공급부, 상기 흡입부 각각은 복수일 수 있다.
상기 제1 공급부, 상기 제3 공급부, 상기 제2 공급부, 상기 제3 공급부 순으로 배치되며, 상기 흡입부는 상기 제1 공급부와 상기 제3 공급부 사이 및 상기 제3 공급부와 상기 제2 공급부 사이 각각에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 측면은 슬라이딩하는 기판에 원료 전구체 및 반응 전구체를 공급하며, 상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 흡입하는 반응기를 포함하는 원자증 증착 장치를 이용한 원자층 증착 방법에 있어서, 상기 반응기에 대한 상기 기판의 위치에 따라 상기 기판에 대한 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 공급 및 상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 흡입을 제어하는 원자층 증착 방법을 제공한다.
상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 공급 및 상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 흡입은, 슬라이딩하는 상기 기판의 일단이 상기 반응기와 중첩하면, 상기 기판에 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 공급은 수행하고 상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 흡입은 비수행하며, 슬라이딩하는 상기 기판의 타단이 상기 반응기를 거쳐 상기 반응기와 비중첩하면, 상기 기판에 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 공급은 비수행하고 상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 흡입은 수행할 수 있다.
상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 흡입은 흡입 펌프를 이용해 수행할 수 있다.
상기 반응기에 대한 상기 기판의 위치를 센싱할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제 해결 수단의 일부 실시예 중 하나에 의하면, 일 실시예는, 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스 각각의 초과 사용을 억제하는 원자층 증착 장치 및 원자층 증착 방법이 제공된다.
또한, 원치 않는 파티클이 기판에 추가적으로 증착되는 것이 억제된 원자층 증착 장치 및 원자층 증착 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 반응기, 기판, 구동부, 메인 제어부를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치를 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 반응기, 기판, 구동부, 메인 제어부를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치는 기판(10)에 원자층을 증착하는 장치이며, 일례로 원자층으로서 유기 발광 표시 장치의 박막 봉지층을 형성하는 장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치는 챔버(100), 반응기(200), 원료 공급부(300), 공급 밸브(400), 배기부(500), 배기 밸브(600), 밸브 제어부(700), 서셉터(800), 구동부(900), 메인 제어부(1000)를 포함한다.
챔버(100)는 밀폐될 수 있으며, 챔버(100) 내부를 진공으로 형성하기 위한 진공 펌프 등과 연결될 수 있다. 챔버(100) 내부의 압력 및 온도 등은 조절될 수 있으며, 챔버(100) 내부의 압력 및 온도 등을 조절하는 다양한 유닛들이 챔버(100)와 연결될 수 있다. 챔버(100)는 도 1 상에서 서셉터(800)가 좌우로 슬라이딩 가능하도록 충분한 슬라이딩 공간을 형성할 수 있다.
반응기(200)는 서셉터(800)에 장착된 기판(10)에 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스를 공급하는 동시에, 기판(10) 상에 잔류하는 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스 등을 흡입한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 반응기(200)는 본체(210), 원료 전구체를 기판(10)으로 공급하는 제1 공급부(220), 반응 전구체를 기판(10)으로 공급하는 제2 공급부(250), 퍼지 가스를 기판(10)으로 공급하는 제3 공급부(240), 기판(10) 상에 잔류된 원료 전구체 및 반응 전구체, 퍼지 가스를 흡입하는 흡입부(230)를 포함한다.
제1 공급부(220)는 채널(221), 제1 천공(222), 제1 챔버(223)를 포함하며, 본체(210)에 형성되어 있다. 원료 공급부(300)로부터 공급된 원료 전구체는 채널(221) 및 제1 천공(222)을 통해 제1 챔버(223)로 이동하여 기판(10)에 공급되며, 기판(10)에 공급된 원료 전구체는 기판(10)에 흡착된다. 제1 공급부(220)는 복수이며, 복수의 제1 공급부(220) 각각은 상호 이격되어 배치되어 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 원료 전구체는 트리메틸알루미늄(trimethylaluminium, TMA)일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 전구체일 수 있다.
제2 공급부(250)는 라디칼 챔버(252), 전극(251), 제2 천공(253), 제2 챔버(254)를 포함하며, 본체(210)에 형성되어 있다. 본체(210) 및 전극(251)에 전압 차가 인가되면, 라디칼 챔버(252) 내에 플라즈마가 생성되어 라디칼 챔버(252) 내로 공급된 반응 전구체의 라디칼이 생성된다. 라디칼 챔버(252)에서 생성된 반응 전구체의 라디칼은 제2 천공(253)을 거쳐 제2 챔버(254)로 이동하여 기판(10)에 공급되며, 기판(10)에 공급된 반응 전구체의 라디칼은 제1 챔버(223)에서 기판(10)에 흡착된 원료 전구체와 반응하거나 원료 전구체를 치환한다. 이로 인해, 기판(10) 상에 물질층이 증착된다. 제2 공급부(250)는 복수이며, 복수의 제2 공급부(250) 각각은 상호 이격되어 이웃하는 제1 공급부(220) 사이에 배치되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서 반응 전구체는 산소 라디칼일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 반응을 위한 전구체일 수 있다.
제3 공급부(240)는 퍼지 가스를 기판(10)으로 공급하며, 반응기(200)의 양단에 위치하여 퍼지 가스를 기판(10)으로 공급하는 동시에, 제1 공급부(220)와 제2 공급부(250) 사이에 배치되어 퍼지 가스를 기판(10)으로 공급할 수 있다. 제3 공급부(240)를 통해 기판(10)으로 공급된 퍼지 가스는 기판(10) 상에 잔류하는 원료 전구체 및 반응 전구체를 기판(10)으로부터 분리시키거나, 원료 전구체 및 반응 전구체가 반응기(200)와 비중첩된 영역으로 이동하는 것을 방지한다. 퍼지 가스는 아르곤(Ar) 가스일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 불활성 가스가 퍼지 가스로서 이용될 수 있다. 제3 공급부(240)는 복수이며, 복수의 제3 공급부(240) 각각은 반응기(200)의 양 단부 및 이웃하는 제1 공급부(220)와 제2 공급부(250) 사이에 배치되어 있다.
흡입부(230)는 복수이며, 복수의 흡입부(230) 각각은 제1 공급부(220)와 제3 공급부(240) 사이 및 제3 공급부(240)와 제2 공급부(250) 사이 각각에 배치되어 있다. 흡입부(230)는 기판(10) 상에 잔류하는 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스를 흡입할 수 있으며, 흡입부(230)에 의해 흡입된 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스는 배기부(500)를 통해 외부로 배기될 수 있다.
즉, 반응기(200)는 도 2 상에서 좌측부터 제1 공급부(220), 제3 공급부(240), 제2 공급부(250), 제3 공급부(240) 순으로 배치되며, 흡입부(230)는 제1 공급부(220)와 제3 공급부(240) 사이 및 제3 공급부(240)와 제2 공급부(250) 사이 각각에 배치된다. 이로 인해 흡입부(230)를 통해 잔류된 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스가 빠른 속도로 흡입되며, 흡입부(230)에 의해 흡입된 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스는 배기부(500)를 통해 배기된다.
원료 공급부(300)는 반응기(200)와 연결되어 있으며, 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스 각각을 반응기(200)로 공급한다. 원료 공급부(300)는 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스 각각을 반응기(200)로 공급하는 복수의 원료 공급 장치일 수 있다.
공급 밸브(400)는 원료 공급부(300)와 반응기(200) 사이에 위치하고 있으며, 원료 공급부(300)로부터 반응기(200)로 공급되는 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스 각각의 공급을 차단할 수 있다. 공급 밸브(400)는 밸브 제어부(700)에 의해 그 오픈 및 클로즈가 제어될 수 있다. 공급 밸브(400)는 원료 공급부(300)로부터 반응기(200)로의 원료 전구체의 공급을 차단하는 제1 밸브(410), 원료 공급부(300)로부터 반응기(200)로의 반응 전구체의 공급을 차단하는 제2 밸브(420), 원료 공급부(300)로부터 반응기(200)로의 퍼지 가스의 공급을 차단하는 제3 밸브(430)를 포함한다.
배기부(500)는 반응기(200)와 연결되며, 흡입부(230)에 의해 흡입된 잔류 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스를 외부로 배기한다. 배기부(500)는 흡입부(230)에 의해 흡입된 잔류 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스가 통하는 배기 통로(510) 및 배기 통로(510)에 연결되어 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스를 배기시키는 배기 펌프(520)를 포함한다. 배기 통로(510)는 복수의 흡입부(230) 각각과 연결될 수 있으며, 복수의 흡입부(230)를 통한 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스는 배기 통로(510)를 통해 외부로 배기된다.
배기 밸브(600)는 배기부(500)와 반응기(200) 사이에 위치하며, 반응기(200)가 흡입한 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스의 배기를 차단한다. 배기 밸브(600)는 밸브 제어부(700)에 의해 그 오픈 및 클로즈가 제어될 수 있다.
밸브 제어부(700)는 메인 제어부(1000), 공급 밸브(400), 배기 밸브(600) 각각과 연결되어 있으며, 공급 밸브(400) 및 배기 밸브(600) 각각을 오픈 및 클로즈한다. 밸브 제어부(700)는 메인 제어부(1000)에 의해 제어될 수 있다.
서셉터(800)는 기판(10)이 장착되며, 반응기(200)로부터 원료 전구체 및 반응 전구체가 공급되는 방향과 교차하는 방향으로 왕복 슬라이딩한다. 일례로, 도 1에서 서셉터(800)는 반응기(200)를 중심에 두고 좌측 및 우측으로 왕복 슬라이딩할 수 있다. 서셉터(800)에 장착된 기판(10) 상에는 마스크(20)가 위치하며, 반응기(200)로부터 기판(10)으로 공급되는 원료 전구체 및 반응 전구체 각각을 마스크(20)를 통해 기판(10)에 공급된다. 서셉터(800)는 기판(10)을 가열하기 위한 가열부를 더 포함할 수 있다.
구동부(900)는 서셉터(800)를 슬라이딩 구동하며, 리니어 모터 등을 포함할 수 있다. 구동부(900)는 메인 제어부(1000)에 의해 제어될 수 있다.
메인 제어부(1000)는 밸브 제어부(700), 구동부(900), 배기부(500) 각각과 연결되어 있으며, 반응기(200)에 대한 기판(10)의 위치에 따라 밸브 제어부(700)를 제어해 공급 밸브(400) 및 배기 밸브(600)를 오픈 및 클로즈하는 동시에 배기 펌프(520)를 오프(off) 및 온(on)시킨다. 메인 제어부(1000)는 구동부(900)의 구동을 제어하는 동시에 구동부(900)로부터 신호를 받아 서셉터(800)의 위치를 센싱해 기판(10)의 위치를 센싱할 수 있다. 또한, 메인 제어부(1000)는 기판(10)의 위치를 센싱하는 추가적인 센서와 연결될 수 있으며, 기판(10)의 위치를 센싱할 수 있다면 어떠한 구성과도 연결될 수 있다.
메인 제어부(1000)는 슬라이딩하는 서셉터(800)에 배치된 기판(10)의 일단부가 반응기(200)와 중첩하면, 밸브 제어부(700)를 제어하여 공급 밸브(400)를 오픈하고 배기 밸브(600)를 클로즈하며, 배기 펌프를 오프(off)할 수 있다. 이로 인해 반응기(200)로부터 원료 전구체 및 반응 전구체가 기판(10)으로 공급되어 기판(10)에 물질층이 증착된다.
또한, 메인 제어부(1000)는 슬라이딩하는 서셉터(800)에 배치된 기판(10)의 타단이 반응기(200)를 거쳐 반응기(200)와 비중첩하면, 밸브 제어부(700)를 제어하여 공급 밸브(400)를 클로즈하고 배기 밸브(600)를 오픈하며, 상기 배기 펌프를 온(on)할 수 있다. 이로 인해 반응기(200)로부터 원료 전구체 및 반응 전구체가 기판(10)으로 공급되는 것이 차단되는 동시에 반응기(200) 내부에 잔류하는 원료 전구체 및 반응 전구체가 반응기(200)로부터 배기부(500)를 통해 외부로 배기된다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치는 기판(10)이 반응기(200)와 비중첩될 때, 반응기(200)로 공급되는 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스 각각의 공급을 차단함으로써, 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스 각각의 초과 사용이 억제된다. 즉, 전체적인 제조 비용이 절감되는 원자층 증착 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치는 기판(10)이 반응기(200)와 비중첩될 때, 반응기(200) 내부에서 잔류하는 원료 전구체와 반응 전구체와 반응하거나 치환된 원치 않는 파티클이 반응기(200) 내부에 형성되는 것을 억제됨으로써, 기판(10)이 다시 반응기(200)와 중첩될 때 원치 않는 파티클이 반응기(200)의 내부로부터 기판(10)으로 증착되는 것을 억제된다. 즉, 전체적인 제조 신뢰성이 향상되는 동시에 기판(10)에 증착된 물질층의 품질을 향상시키는 원자층 증착 장치가 제공된다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치를 이용한 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착 방법을 설명한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착 방법을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 3에 도시된 바와 같이, 서셉터(800)에 장착되어 슬라이딩하는 기판(10)의 일단이 반응기(200)의 시작단(SL)과 중첩하면, 메인 제어부(1000)를 이용해 밸브 제어부(700)를 제어하여 공급 밸브(400)를 오픈하고 배기 밸브(600)를 클로즈하며, 배기 펌프를 오프(off)한다. 즉, 기판(10)에 원료 전구체 및 반응 전구체의 공급은 수행하고 기판(10) 상에 잔류하는 원료 전구체 및 반응 전구체의 흡입은 비수행함으로써, 반응기(200)로부터 원료 전구체 및 반응 전구체가 기판(10)으로 공급되어 기판(10)에 물질층이 증착된다.
다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 서셉터(800)에 장착되어 슬라이딩하는 기판(10)의 타단이 반응기(200)의 종료단(EL)과 비중첩하기 전까지, 상술한 동작을 연속적으로 수행한다.
다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 서셉터(800)에 장착되어 슬라이딩하는 기판(10)의 타단이 반응기(200)를 거쳐 반응기(200)의 종료단(EL)을 지나 반응기(200)와 비중첩하면, 메인 제어부(1000)를 이용해 밸브 제어부(700)를 제어하여 공급 밸브(400)를 클로즈하고 배기 밸브(600)를 오픈하며, 상기 배기 펌프를 온(on)한다. 즉, 기판(10)에 원료 전구체 및 반응 전구체의 공급은 비수행하고 기판(10) 상에 잔류하는 원료 전구체 및 반응 전구체의 흡입은 수행함으로써, 반응기(200)로부터 원료 전구체 및 반응 전구체가 기판(10)으로 공급되는 것이 차단되는 동시에 반응기(200) 내부에 잔류하는 원료 전구체 및 반응 전구체가 반응기(200)로부터 배기부(500)를 통해 외부로 배기된다.
이상과 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착 방법은 기판(10)이 반응기(200)와 비중첩될 때, 기판(10)에 대한 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스 각각의 공급을 비수행함으로써, 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스 각각의 초과 사용을 억제한다. 즉, 전체적인 제조 비용이 절감되는 원자층 증착 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원자층 증착 방법은 기판(10)이 반응기(200)와 비중첩될 때, 기판(10)에 대한 원료 전구체, 반응 전구체, 퍼지 가스 각각의 공급을 비수행함으로써, 반응기(200) 내부에서 잔류하는 원료 전구체와 반응 전구체와 반응하거나 치환된 원치 않는 파티클이 반응기(200) 내부에 형성되는 것을 억제함으로써, 기판(10)이 다시 반응기(200)와 중첩할 때 원치 않는 파티클이 반응기(200)의 내부로부터 기판(10)으로 증착되는 것을 억제한다. 즉, 전체적인 제조 신뢰성이 향상되는 동시에 기판(10)에 증착된 물질층의 품질을 향상시키는 원자층 증착 방법이 제공된다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
반응기(200), 공급 밸브(400), 배기 밸브(600), 밸브 제어부(700), 서셉터(800), 메인 제어부(1000)

Claims (20)

  1. 기판에 원료 전구체 및 반응 전구체를 공급하며, 상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 흡입하는 반응기;
    상기 반응기에 대한 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체 각각의 공급을 차단하는 공급 밸브;
    상기 반응기가 흡입한 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 배기를 차단하는 배기 밸브;
    상기 공급 밸브 및 상기 배기 밸브 각각을 오픈(open) 및 클로즈(close)하는 밸브 제어부;
    상기 기판이 장착되며, 상기 반응기로부터 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체가 공급되는 방향과 교차하는 방향으로 슬라이딩하는 서셉터; 및
    상기 밸브 제어부와 연결되며, 상기 반응기에 대한 상기 기판의 위치에 따라 상기 밸브 제어부를 제어하는 메인 제어부
    를 포함하는 원자층 증착 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 메인 제어부는,
    슬라이딩하는 상기 서셉터에 배치된 기판의 일단이 상기 반응기와 중첩하면, 상기 공급 밸브를 오픈하고 상기 배기 밸브를 클로즈하며,
    슬라이딩하는 상기 서셉터에 배치된 기판의 타단이 상기 반응기를 거쳐 상기 반응기와 비중첩하면, 상기 공급 밸브를 클로즈하고 상기 배기 밸브를 오픈하는 원자층 증착 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 반응기와 연결되며, 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 배기하는 배기부를 더 포함하는 원자층 증착 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 배기 밸브는 상기 배기부와 상기 반응기 사이에 위치하는 원자층 증착 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 배기부는,
    상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체가 통하는 배기 통로; 및
    상기 배기 통로에 연결되어 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 배기하는 배기 펌프
    를 포함하는 원자층 증착 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 메인 제어부는,
    슬라이딩하는 상기 서셉터에 배치된 기판의 일단이 상기 반응기와 중첩하면, 상기 배기 펌프를 오프(off)하며,
    슬라이딩하는 상기 서셉터에 배치된 기판의 타단이 상기 반응기를 거쳐 상기 반응기와 비중첩하면, 상기 배기 펌프를 온(on)하는 원자층 증착 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 반응기와 연결되며, 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 상기 반응기로 공급하는 원료 공급부를 더 포함하는 원자층 증착 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 공급 밸브는 상기 원료 공급부와 상기 반응기 사이에 위치하는 원자층 증착 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 서셉터를 슬라이딩 구동하는 구동부를 더 포함하는 원자층 증착 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 메인 제어부는 상기 구동부와 연결되며, 상기 반응기에 대한 상기 서셉터의 위치를 센싱하는 원자층 증착 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 반응기는 상기 기판으로 퍼지 가스를 공급하는 원자층 증착 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 공급 밸브는 상기 반응기에 대한 상기 퍼지 가스의 공급을 차단하는 원자층 증착 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 공급 밸브는,
    상기 원료 전구체의 공급을 차단하는 제1 밸브;
    상기 반응 전구체의 공급을 차단하는 제2 밸브; 및
    상기 퍼지 가스의 공급을 차단하는 제3 밸브
    를 포함하는 원자층 증착 장치.
  14. 제11항에서,
    상기 반응기는,
    상기 원료 전구체를 상기 기판으로 공급하는 제1 공급부;
    상기 반응 전구체를 상기 기판으로 공급하는 제2 공급부;
    상기 퍼지 가스를 상기 기판으로 공급하는 제3 공급부;
    상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 흡입하는 흡입부
    를 포함하는 원자층 증착 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 공급부, 상기 제2 공급부, 상기 제3 공급부, 상기 흡입부 각각은 복수인 원자층 증착 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 공급부, 상기 제3 공급부, 상기 제2 공급부, 상기 제3 공급부 순으로 배치되며,
    상기 흡입부는 상기 제1 공급부와 상기 제3 공급부 사이 및 상기 제3 공급부와 상기 제2 공급부 사이 각각에 배치되는 원자층 증착 장치.
  17. 슬라이딩하는 기판에 원료 전구체 및 반응 전구체를 공급하며, 상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 흡입하는 반응기를 포함하는 원자증 증착 장치를 이용한 원자층 증착 방법에 있어서,
    상기 반응기에 대한 상기 기판의 위치에 따라 상기 기판에 대한 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 공급 및 상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 흡입을 제어하는 원자층 증착 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 공급 및 상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체를 흡입은,
    슬라이딩하는 상기 기판의 일단이 상기 반응기와 중첩하면, 상기 기판에 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 공급은 수행하고 상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 흡입은 비수행하며,
    슬라이딩하는 상기 기판의 타단이 상기 반응기를 거쳐 상기 반응기와 비중첩하면, 상기 기판에 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 공급은 비수행하고 상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 흡입은 수행하는 원자층 증착 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 기판 상에 잔류하는 상기 원료 전구체 및 상기 반응 전구체의 흡입은 흡입 펌프를 이용해 수행하는 원자층 증착 방법.
  20. 제18항에서,
    상기 반응기에 대한 상기 기판의 위치를 센싱하는 원자층 증착 방법.
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