原子层沉积装置及方法制造方法及图纸

在本发明专利技术的原子层沉积中，以层叠的形态配置多个上部和下部的分离和结合可行的、用于进行原子层沉积工序的单位工序腔室，并且使向工序腔室搬入或搬出原子层沉积对象基板的搬入/搬出腔室按照一字形与工序腔室连接，由此基板按照搬入腔室、工序腔室、搬出腔室的顺序移送，并且连续地进行工序，从而能够提高原子层沉积工序的效率。另外，将多个原子层沉积装置按照一字形连接，或者以搬入/搬出腔室为中心，在两侧按照一字形连接多个原子层沉积装置，从而设置原子层沉积装置的空间即使受到天花板高度的制约，也能够确保多个工序腔室的数量，因此能够提高生产效率，提高工序效率。此外，能够根据薄膜的种类、厚度等特性，对在各个工序腔室中形成的成膜厚度进行分割，来进行成膜工序，或者能够形成薄膜1、薄膜2、薄膜3等各种复合薄膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及气相沉积反应器以及利用该气相沉积反应器的薄膜形成方法，特别是涉及原子层沉积装置及方法(ATOMIC LAYER DEPOSITIONAPPARATUS AND METHOD)。在原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)中，以层叠形态配置有多个上部与下部的分离和结合可行的、用于进行原子层沉积工序的单位工序腔室，并且使向工序腔室搬入或搬出原子层沉积对象基板的搬入/搬出腔室按照一字形与工序腔室连接，由此提高原子层沉积工序的效率。并且，通过将多个所述原子层沉积装置按照一字形连接，能够根据薄膜的种类、厚度等特性，对在各个工序腔室所形成的成膜厚度进行分割，来进行成膜工序，或者形成薄膜1、薄膜2、薄膜3等各种各样的复合薄膜。
技术介绍
通常，作为在半导体基板或者玻璃等基板上沉积规定厚度薄膜的方法，有像溅射(sputtering)那样利用物理撞击的物理气相沉积法(Physical VaporDeposition，PVD)和利用化学反应的化学气相沉积法(Chemical VaporDeposition，CVD)等。但是，近年来，随着半导体元件的设计规则(design rule)突然趋于细微化，不仅对细微图案的薄膜有了需求，而且形成薄膜的区域的高低差趋于变大，因此，能够非常均匀地形成原子层厚度的细微图案，而且台阶覆盖(step-coverage)优异的原子层沉积方法(ALD)的使用正在增多。这样的原子层沉积方法在利用气体分子间的化学反应这一点上，与一般的化学气相沉积方法类似。但是，与通常的CVD使多种气体分子同时向工艺腔室内注入而产生的反应生成物被沉积到基板的情况不同，原子层沉积方法在向工艺腔室内注入包含一种源物质的气体并使其化学吸附到被加热的基板上，然后向工艺腔室内注入包含另外源物质的气体，由此在基板表面上沉积源物质之间的化学反应所生成的生成物这一点上存在差异。另外，上述那样的原子层沉积方法应用于AMOLED(Active MatrixOrganic Light Emitting Diodes，有源矩阵有机发光二极体)显示器的薄膜密封、柔性(flexible)基板的阻挡膜(barrier film)、太阳光缓冲层(buffer layer)、半导体用强介电体(high-k)电容器用高电介质物质，或者铝(Al)、铜(Cu)配线、扩散防止膜(TiN、TaN等)等的形成。这样的原子层沉积方法采用到目前为止PECVD(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法)中所使用的单批方式、分批方式及扫面型小型反应器在基板上移送或者相反的方式来构成工序。首先，单批方式是在投入一张基板之后构成工序的执行，由用于基板的搬入/搬出及加热的移动用基座、用于投入工序气体的扩散器(淋浴喷头形为主流)及排气部构成。但是，在单批方式中，存在如下问题：形成真空时，为了防止外部大气压引起的工序腔室及周边部的变形而使腔室加厚，并且由于需要用于基板的搬入/搬出及区分工序区域的闸阀，在构成大面积基板用设备时，内部体积非常之大，导致原料前驱体及反应前驱体的消耗量激增，维持费用激增，吸附-净化-反应-净化时间增加，从而工序时间增加，导致生产效率显著下降。对多个基板同时进行工序的分批方式是为了解决现有技术中存在的问题，即因原子层沉积设备的体积较大而原料前躯体和反应前驱体的消耗量增多所引起的维持费用增加、生产效率低的问题，从而对多张基板同时进行工序的方式。这样的分批方式在太阳能电池工序中部分应用，但是存在不仅在基板表面上而且还要在背面上同时成膜的问题、多个基板中薄膜的均匀度及再现性不充分的问题；此外，当腔室被污染时，需要分离超大型腔室的整体来清洗的问题。另外，扫描型小型反应器方式是在真空腔室内配置多个与基板的单面长度所对应的小型反应器，通过使基板或者小型反应器往复移动来成膜的方式。在一部分显示器的薄膜密封工序中应用，但是难以控制基板与小型反应器的完美的气体流动，并且难以实现原料前躯体与反应前驱体的清晰的分离，从而存在产生颗粒(particle)的问题。
技术实现思路
技术课题因此，本专利技术的目的在于，以层叠状态配置多个上部和下部的分离和结合可行的、用于进行原子层沉积工序的单位工序腔室，并且使向工序腔室搬入或者搬出原子层沉积对象基板的搬入/搬出腔室按照一字形与工序腔室连接，从而提高原子层沉积效率。此外，本专利技术的另一目的在于，提供一种原子层沉积技术，其将多个原子层沉积装置按照一字形连接，根据薄膜种类、厚度等特性，对在各个工序腔室中形成的成膜厚度进行分割来进行成膜工序，或者也能够形成薄膜1、薄膜、2薄膜3等各种复合薄膜。解决技术课题的手段上述的本专利技术是一种原子层沉积装置，其特征在于，包括：工序腔室，具有上部工序腔室和下部工序腔室，在原子层沉积工序对象基板的装载或者卸载时，使所述上部工序腔室与所述下部工序腔室分离，在对所述基板进行沉积工序时，使所述上部工序腔室与所述下部工序腔室相结合而形成密封的反应空间；真空腔室，对所述工序腔室进行支撑，使所述工序腔室所在空间维持在真空状态；搬入腔室，与所述真空腔室按照一字形连接，利用使所述基板向上下左右移动的驱动机构，向所述工序腔室搬入所述基板；搬出腔室，与所述真空腔室按照一字形连接，利用所述驱动机构，从所述工序腔室搬出执行了所述原子层沉积工序的基板；所述下部工序腔室包括基板移送部，该基板移送部对从所述搬入腔室向所述工序腔室搬入的所述基板进行支撑，使支撑的所述基板向左右方向移送。另外，本专利技术是一种原子层沉积装置，其特征在于，包括：至少两个以上的工序腔室，该工序腔室具有上部工序腔室和下部工序腔室，在原子层沉积工序对象基板的装载或者卸载时，使所述上部工序腔室与所述下部工序腔室分离，在对所述基板进行沉积工序时，使所述上部工序腔
室与所述下部工序腔室相结合而形成密封的反应空间；真空腔室，以上下方向层叠的形态支撑所述工序腔室，使层叠有所述工序腔室的空间维持在真空状态；搬入腔室，与所述真空腔室按照一字形连接，利用使所述基板向上下左右移送的驱动机构，向搭载在所述真空腔室内的所述工序腔室中的任一个工序腔室搬入所述基板；搬出腔室，与所述真空腔室按照一字形连接，利用所述驱动机构，从所述工序腔室搬出执行了所述原子层沉积工序的基板；所述下部工序腔室包括基板移送部，该基板移送部对从所述搬入腔室搬入所述工序腔室的所述基板进行支撑，使支撑的所述基板向左右方向移送。另外的特征在于，包括：第一缓冲腔室，与所述搬入腔室按照一字形连接，所述基板在该第一缓冲腔室待机，使内部压力调整为在所述工序腔室中设定的压力，并向所述搬入腔室提供所述基板；第二缓冲腔室，与所述搬出腔室按照一字形连接，接受从所述搬出腔室搬出的所述基板并使该基板待机。另外，具有按照一字形连接的至少两个以上的所述真空腔室，所述真空腔室内的各个工序腔室形成为利用热量进行原子层沉积工序的腔室结构、直接利用等离子体进行原子层沉积工序的腔室结构、间接利用等离子体进行原子层沉积工序的腔室结构中的任一个腔室结构，或者将彼此不同的腔室结构组合而形成。另外的特征在于，所述驱动机构构成为能够上升或者下降，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原子层沉积装置，其特征在于，包括：工序腔室，具有上部工序腔室和下部工序腔室，在原子层沉积工序对象基板的装载或者卸载时，使所述上部工序腔室与所述下部工序腔室分离，在对所述基板进行沉积工序时，使所述上部工序腔室与所述下部工序腔室相结合而形成密封的反应空间；真空腔室，对所述工序腔室进行支撑，使所述工序腔室所在空间维持在真空状态；搬入腔室，与所述真空腔室按照一字形连接，利用使所述基板向上下左右移动的驱动机构，向所述工序腔室搬入所述基板；搬出腔室，与所述真空腔室按照一字形连接，利用所述驱动机构，从所述工序腔室搬出执行了所述原子层沉积工序的基板；所述下部工序腔室包括基板移送部，该基板移送部对从所述搬入腔室向所述工序腔室搬入的所述基板进行支撑，使支撑的所述基板向左右方向移送。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.15 KR 10-2013-01391561.一种原子层沉积装置，其特征在于，包括：工序腔室，具有上部工序腔室和下部工序腔室，在原子层沉积工序对象基板的装载或者卸载时，使所述上部工序腔室与所述下部工序腔室分离，在对所述基板进行沉积工序时，使所述上部工序腔室与所述下部工序腔室相结合而形成密封的反应空间；真空腔室，对所述工序腔室进行支撑，使所述工序腔室所在空间维持在真空状态；搬入腔室，与所述真空腔室按照一字形连接，利用使所述基板向上下左右移动的驱动机构，向所述工序腔室搬入所述基板；搬出腔室，与所述真空腔室按照一字形连接，利用所述驱动机构，从所述工序腔室搬出执行了所述原子层沉积工序的基板；所述下部工序腔室包括基板移送部，该基板移送部对从所述搬入腔室向所述工序腔室搬入的所述基板进行支撑，使支撑的所述基板向左右方向移送。2.一种原子层沉积装置，其特征在于，包括：至少两个以上的工序腔室，该工序腔室具有上部工序腔室和下部工序腔室，在原子层沉积工序对象基板的装载或者卸载时，使所述上部工序腔室与所述下部工序腔室分离，在对所述基板进行沉积工序时，使所述上部工序腔室与所述下部工序腔室相结合而形成密封的反应空间；真空腔室，以上下方向层叠的形态支撑所述工序腔室，使层叠有所述工序腔室的空间维持在真空状态；搬入腔室，与所述真空腔室按照一字形连接，利用使所述基板向上下左右移送的驱动机构，向搭载在所述真空腔室内的所述工序腔室中的任一个工序腔室搬入所述基板；搬出腔室，与所述真空腔室按照一字形连接，利用所述驱动机构，从所述工序腔室搬出执行了所述原子层沉积工序的基板；所述下部工序腔室包括基板移送部，该基板移送部对从所述搬入腔室搬
\t入所述工序腔室的所述基板进行支撑，使支撑的所述基板向左右方向移送。3.如权利要求2所述的原子层沉积装置，其特征在于，包括：第一缓冲腔室，与所述搬入腔室按照一字形连接，所述基板在该第一缓冲腔室待机，使内部压力调整为在所述工序腔室中设定的压力，并向所述搬入腔室提供所述基板；第二缓冲腔室，与所述搬出腔室按照一字形连接，接受从所述搬出腔室搬出的所述基板并使该基板待机。4.如权利要求2所述的原子层沉积装置，其特征在于，具有按照一字形连接的至少两个以上的所述真空腔室，所述真空腔室内的各个工序腔室形成为利用热量进行原子层沉积工序的腔室结构、直接利用等离子体进行原子层沉积工序的腔室结构、间接利用等离子体进行原子层沉积工序的腔室结构中的任一个腔室结构，或者将彼此不同的腔室结构组合而形成。5.如权利要求2所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述驱动机构构成为能够上升或者下降，包括使所述基板沿上下方向移送的第一驱动部、使所述基板沿左右方向移送的第二驱动部。6.如权利要求5所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述第二驱动部构成为辊型，随着所述辊的旋转，使搭载在所述辊上的所述基板向左右移送。7.如权利要求2所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述基板移送部与所述下部工序腔室分离，使得所述下部工序腔室为了与所述上部工序腔室相结合而向上部方向移送时，所述基板被所述下部工序腔室支撑。8.如权利要求7所述的原子层沉积装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春秀，郑洪基，
申请(专利权)人：科恩艾斯恩株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR