(57)【要約】  原子層蒸着装置において、シャワーヘッド往復移動装置は、シャワーヘッドを往復移動させ、ガス供給制御装置は、シャワーヘッドを介して、原料前駆体及びパージガスの同時噴射段階と、反応前駆体及びパージガスの同時噴射段階とを反復することにより、基板上に第１反応層及び第２反応層を交互にコーティングし、噴射された前駆体及びパージガスは、シャワーヘッドを介して噴射後すぐに排気され、原料前駆体噴射と反応前駆体噴射とを同時に進めないことにより、原料前駆体及び反応前駆体の混合を防止することができ、前駆体噴射、パージガス噴射及び排気を同時に進めることによってスループットを高めることができ、シャワーヘッドの往復移動距離を最小化することにより、大型基板にも適用可能であり、装備のサイズも低減させることができ、また基板上の特定の部位にのみ選択的に原子層を蒸着することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持するように構成される基板支持台と、
第１物質噴射口、第２物質噴射口、パージガス噴射口及び排気口が具備され、前記基板上に隣接して配置される噴射口面を含むシャワーヘッドと、
前記基板支持台または前記シャワーヘッドを第１方向に沿って、第１位置と第２位置との間で往復移動させるように構成される移動装置と、
前記第１物質噴射口を介して、前記基板上に噴射される第１物質、前記第２物質噴射口を介して、前記基板上に噴射される第２物質、前記パージガス噴射口を介して、前記基板上に噴射されるパージガス、及び前記排気口を介して、前記基板上に提供される排気の供給及び遮断を制御するように構成される制御装置と、を含み、
前記制御装置は、前記基板上に、前記第１物質及び前記第２物質を同時に供給しないように構成され、前記第１物質噴射口を介して、前記基板上に前記第１物質を供給したり、あるいは前記第２物質噴射口を介して、前記基板上に前記第２物質を供給する間、前記パージガス及び前記排気を前記基板上に同時に供給するように構成されることを特徴とする原子層蒸着装置。
【請求項２】
前記噴射口面上に前記噴射口面の端に沿って、前記噴射口面を覆い包むように配置され、前記基板支持台上に置かれた前記基板の周辺に、前記パージガスを噴射させるように構成されるパージガス噴射口列を具備することを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項３】
前記噴射口面の端に沿って、前記噴射口面を覆い包むように配置され、前記噴射口面から突出する枠底面を具備することを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項４】
前記枠底面上に配置され、前記基板支持台上に置かれた前記基板の周辺に、前記パージガスを噴射させるように構成されるパージガス噴射口列を具備することを特徴とする請求項３に記載の原子層蒸着装置。
【請求項５】
前記基板支持台は、前記基板が置かれる第１領域、前記第１領域を取り囲んで前記シャワーヘッドによって覆われる第２領域を含み、前記第２領域には、排気口が前記第１領域を取り囲むように具備されることを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項６】
前記基板支持台は、前記基板が置かれる第１領域、前記第１領域を取り囲んで前記シャワーヘッドによって覆われる第２領域を含み、前記第２領域には、パージガス噴射口が具備されることを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項７】
前記基板支持台は、前記シャワーヘッドによって覆われる第１領域、及び前記第１領域を取り囲んで前記シャワーヘッドによって覆われない第２領域を含み、前記第２領域には、前記第１領域を取り囲むように配置される排気口列が具備されることを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項８】
前記噴射口面は、前記第１方向に沿って配置される少なくとも１つの噴射ユニットを含み、前記少なくとも１つの噴射ユニットは、前記第１方向に対して垂直方向に拡張され、それぞれの噴射ユニットは、第１物質噴射口列、第２物質噴射口列、及び少なくとも１列の排気口列を含むことを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの噴射ユニットが、第１パージガス噴射口列を具備することを特徴とする請求項８に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１０】
前記第１パージガス噴射口列が、前記第１物質噴射口列及び前記第２物質噴射口列の間に配置されることを特徴とする請求項９に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１列の排気口列は、第１排気口列及び第２排気口列を含み、前記第１物質噴射口列は、前記第１排気口列及び前記第２排気口列の間に配置され、前記第２物質噴射口列は、前記第１物質噴射口列及び前記第２排気口列の間に配置されることを特徴とする請求項８に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１２】
前記第１物質は、前記第１排気口列を介して排気され、前記第２物質は、前記第２排気口列を介して排気されるように構成される請求項１１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの噴射ユニットが、第１パージガス噴射口列を具備することを特徴とする請求項１１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１４】
前記第１パージガス噴射口列が、前記第１物質噴射口列及び前記第２物質噴射口列の間に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１５】
前記第１物質噴射口列と、前記第１パージガス噴射口列との間に配置される第３排気口列、及び前記第２物質噴射口列と、前記第１パージガス噴射口列との間に配置される第４排気口列を具備することを特徴とする請求項１４に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１６】
前記第１物質は、前記第１排気口列及び第３排気口列を介して排気され、前記第２物質は、前記第２排気口列及び第４排気口列を介して排気されるように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１７】
前記第１排気口列と、前記第１物質噴射口列との間に配置されるパージガス噴射口列、前記第１物質噴射口列と、前記第３排気口列との間に配置されるパージガス噴射口列、前記第４排気口列と、前記第２物質噴射口列との間に配置されるパージガス噴射口列、及び前記第２物質噴射口列と、前記第２排気口列との間に配置されるパージガス噴射口列を具備することを特徴とする請求項１５に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの噴射ユニット間に配置されるパージガス噴射口列をさらに具備することを特徴とする請求項８に記載の原子層蒸着装置。
【請求項１９】
前記シャワーヘッドを支持するように構成されるシャワーヘッド支持台を含み、前記移動装置は、前記シャワーヘッドに固定されるガイドブロック、及び前記シャワーヘッド支持台に固定されるトラックを含み、前記ガイドブロックが、前記トラックに往復移動自在に締結されることを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２０】
前記シャワーヘッドを支持するように構成されるシャワーヘッド支持台を含み、前記移動装置は、前記シャワーヘッドに固定されるリニアモータの回転子、及び前記シャワーヘッド支持台に固定される前記リニアモータの固定子を含み、前記回転子が、前記固定子に対して往復移動自在に構成されることを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２１】
前記シャワーヘッドを支持するように構成されるシャワーヘッド支持台を含み、前記シャワーヘッド支持台と、前記シャワーヘッドとの間の空間に設けられ、前記シャワーヘッド及び前記基板支持台に向けて清浄空気または不活性気体を噴射するように構成される気体噴射口を具備することを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２２】
前記シャワーヘッドを支持するように構成されるシャワーヘッド支持台を含み、前記シャワーヘッド支持台に固定され、開口部を含み、前記開口部を介して、前記シャワーヘッド及び前記基板支持台に接近し、前記シャワーヘッド及び前記基板支持台を覆い包むように構成される第１チャンバを具備することを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２３】
前記基板支持台周辺に配置される排気口を含み、前記第１チャンバの側壁が、前記排気口の近辺に位置するように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２４】
前記チャンバの前記側壁が、前記排気口内に位置するように構成されることを特徴とする請求項２３に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２５】
前記シャワーヘッド支持台、前記シャワーヘッド、前記基板支持台、及び前記基板支持台周辺に配置される前記排気口を外部と隔離するように構成される第２チャンバを含むことを特徴とする請求項２２に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２６】
第１フレーム、第２フレーム、一終端は、前記第１フレームに固定されながら、対向側の終端は、前記第２フレームに固定されるシャフト、前記シャフトに移動自在に締結され、前記シャワーヘッドを支持するように構成されるシャワーヘッド支持台、及び前記シャワーヘッド支持台を、前記第１フレームと前記第２フレームとの間で移動させるように構成された移動装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの噴射ユニットは、前記第１方向に沿って同一間隔Ｘに配置され、前記噴射ユニットの前記第１物質噴射口列は、前記第２物質噴射口列から一定距離Ｘ１ほど離れて配置されることを特徴とする請求項８に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの噴射ユニットは、前記噴射口面の第１端に配置される第１噴射ユニット、及び前記第１端の反対側終端に配置される第２噴射ユニットを含み、前記シャワーヘッドが前記第１位置に置かれたときは、前記基板支持台に置かれた前記基板の第１端が、前記第１噴射ユニットの第２物質噴射口列８０ｂと、前記第１噴射ユニットに隣接して配置される第３噴射ユニットの第１物質噴射口列８０ａとの間に位置し、前記基板の前記第１端の対向側である前記基板の第２端は、前記第２噴射ユニットの第２物質噴射口列８０ｂと、前記第２物質噴射口列８０ｂから前記第１方向に、Ｘ−Ｘ１の距離ほど離れた地点との間に位置し、前記シャワーヘッドが前記第２位置に置かれたときは、前記基板の前記第１端が、前記第１噴射ユニットの第１物質噴射口列８０ａと、前記第１物質噴射口列８０ａから、前記第１方向の逆方向にＸ−Ｘ１の距離ほど離れた地点との間に位置し、前記基板の前記第２端は、前記第２噴射ユニットの第１物質噴射口列８０ａと、前記第２噴射ユニットに隣接して配置される第４噴射ユニットの第２物質噴射口列８０ｂとの間に位置するように構成されることを特徴とする請求項２７に記載の原子層蒸着装置。
【請求項２９】
前記シャワーヘッドが前記第１位置に置かれたときは、前記基板の前記第１端が、前記第１噴射ユニットの前記第２物質噴射口列８０ｂに整列されて位置し、前記基板の前記第２端は、前記第２噴射ユニットの前記第２物質噴射口列８０ｂから前記第１方向に、Ｘ−Ｘ１の距離ほど離れた地点に整列されて位置し、前記シャワーヘッドが前記第２位置に置かれたときは、前記基板の前記第１端が、前記第１噴射ユニットの第１物質噴射口列８０ａから、前記第１方向の逆方向にＸ−Ｘ１の距離ほど離れた地点に整列されて位置し、前記基板の前記第２端は、前記第２噴射ユニットの前記第１物質噴射口列８０ａに整列されて位置することを特徴とする請求項２８に記載の原子層蒸着装置。
【請求項３０】
前記第４噴射ユニットが前記第３噴射ユニットであることを特徴とする請求項２８に記載の原子層蒸着装置。
【請求項３１】
前記第３噴射ユニットが前記第２噴射ユニットであり、前記第４噴射ユニットが前記第１噴射ユニットであることを特徴とする請求項２８に記載の原子層蒸着装置。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの噴射ユニットは、前記噴射口面の第１端に配置される第１噴射ユニット、及び前記第１端の反対側終端に配置される第２噴射ユニットを含み、前記シャワーヘッドは、前記第２噴射ユニットに隣接して配置される第１物質噴射ユニットをさらに具備し、前記第１物質噴射ユニットは、前記第２噴射ユニットの第１物質噴射口列８０ａから、前記第１方向に沿って、一定距離Ｘほど離れたところに配置される第１物質噴射口列、及び前記第１物質噴射口列の先後に配置される排気口列を具備することを特徴とする請求項２７に記載の原子層蒸着装置。
【請求項３３】
前記シャワーヘッドが前記第１位置に置かれたときは、前記基板支持台に置かれた前記基板の第１端が、前記第１噴射ユニットの第２物質噴射口列８０ｂと、前記第１噴射ユニットに隣接して配置される第３噴射ユニットの第１物質噴射口列８０ａとの間に位置し、前記基板の前記第１端の対向側である前記基板の第２端は、前記第１物質噴射ユニットの前記第１物質噴射口列８０ａと、前記第１物質噴射ユニットの前記第１物質噴射口列８０ａから、前記第１方向に沿って、Ｘ１の距離ほど離れた地点との間に位置し、前記シャワーヘッドが前記第２位置に置かれたときは、前記基板の前記第１端が、前記第１噴射ユニットの第１物質噴射口列８０ａと、前記第１物質噴射口列８０ａから、前記第１方向の逆方向にＸ−Ｘ１の距離ほど離れた地点との間に位置し、前記基板の前記第２端は、前記第２噴射ユニットの前記第１物質噴射口列８０ａと、前記第２噴射ユニットの第２物質噴射口列８０ｂとの間に位置するように構成されることを特徴とする請求項３２に記載の原子層蒸着装置。
【請求項３４】
前記シャワーヘッドが前記第１位置に置かれたときは、前記基板の第１端が、前記第１噴射ユニットの第２物質噴射口列８０ｂに整列されて位置し、前記基板の前記第２端は、前記第１物質噴射ユニットの前記第１物質噴射口列８０ａから、前記第１方向に沿って、Ｘ１の距離ほど離れた地点に整列されて位置し、前記シャワーヘッドが前記第２位置に置かれたときは、前記基板の前記第１端が、前記第１噴射ユニットの前記第１物質噴射口列８０ａから、前記第１方向の逆方向にＸ−Ｘ１の距離ほど離れた地点に整列されて位置し、前記基板の前記第２端は、前記第２噴射ユニットの前記第２物質噴射口列８０ｂに整列されて位置することを特徴とする請求項３３に記載の原子層蒸着装置。
【請求項３５】
前記第３噴射ユニットが前記第２噴射ユニットであることを特徴とする請求項３３に記載の原子層蒸着装置。
【請求項３６】
前記第３噴射ユニットが前記第１物質噴射ユニットであり、前記第２噴射ユニットが前記第１噴射ユニットであることを特徴とする請求項３３に記載の原子層蒸着装置。
【請求項３７】
基板を基板支持台に載せる段階と、
第１物質を噴射させるように構成される第１物質噴射口、前記第１物質と反応して原子層を形成するように構成される第２物質を噴射させるように構成される第２物質噴射口、パージガスを噴射させるように構成されるパージガス噴射口、及び排気連結される排気口が具備される噴射口面を含むシャワーヘッドを前記基板上に隣接して位置させる段階と、
前記基板支持台または前記シャワーヘッドを第１方向に沿って、第１位置から第２位置に移動させる第１移動段階と、
前記第１移動段階が進められる間、前記第２物質は噴射されず、前記第１物質噴射口を介して、前記基板上に前記第１物質を噴射させ、同時に前記パージガス噴射口を介して、前記基板上に前記パージガスを噴射させ、同時に前記排気口を介して、前記第１物質及び前記パージガスを排気させる段階と、
前記基板支持台または前記シャワーヘッドを前記第２位置から前記第１位置に、前記第１方向の逆方向に沿って移動させる第２移動段階と、
前記第２移動段階が進められる間、前記第１物質は噴射されず、前記第２物質噴射口を介して、前記基板上に前記第２物質を噴射させ、同時に前記パージガス噴射口を介して、前記基板上に前記パージガスを噴射させ、同時に前記排気口を介して、前記第２物質及び前記パージガスを排気させる段階と、を含むことを特徴とする原子層蒸着方法。
【請求項３８】
前記噴射口面は、前記第１方向に沿って配置される少なくとも１つの噴射ユニットを含み、前記少なくとも１つの噴射ユニットは、前記第１方向に対して垂直方向に拡張され、それぞれの噴射ユニットは、前記第１物質を噴射させるように構成される第１物質噴射口列、前記第２物質を噴射させるように構成される第２物質噴射口列、前記パージガスを噴射させるように構成されるパージガス噴射口列、及び少なくとも１列の排気口列を含むことを特徴とする請求項３７に記載の原子層蒸着方法。
【請求項３９】
前記第１位置及び前記第２位置の間隔は、前記第１方向に沿って互いに隣接して配置される前記噴射ユニットの第１物質噴射口間の間隔と類似していることを特徴とする請求項３８に記載の原子層蒸着方法。
【請求項４０】
前記第１位置及び前記第２位置の間隔は、前記第１方向に沿って互いに隣接して配置される前記噴射ユニットの第１物質噴射口間の間隔より狭いことを特徴とする請求項３８に記載の原子層蒸着方法。
【請求項４１】
前記第１移動段階において、前記シャワーヘッドが、前記第１位置から第３位置に移動する間には、前記第１物質及び前記第２物質を噴射せず、前記第３位置から前記第２位置に移動する間には、前記第２物質は噴射しないが、前記第１物質を噴射させることを特徴とする請求項３７に記載の原子層蒸着方法。
【請求項４２】
前記第３位置は、前記第１位置及び前記第２位置の間であり、前記第１位置にさらに近いか、あるいは前記第１位置であることを特徴とする請求項４１に記載の原子層蒸着方法。
【請求項４３】
前記第２移動段階において、前記シャワーヘッドが前記第２位置から第４位置に移動する間には、前記第１物質及び前記第２物質を噴射せず、前記第４位置から前記第１位置に移動する間には、前記第１物質は噴射しないが、前記第２物質を噴射させることを特徴とする請求項３７に記載の原子層蒸着方法。
【請求項４４】
前記第４位置は、前記第１位置及び前記第２位置の間であり、前記第２位置にさらに近いか、あるいは前記第２位置であることを特徴とする請求項４３に記載の原子層蒸着方法。
【請求項４５】
前記第１物質は、前記排気口のうち第１排気口を介して排気させ、前記第２物質は、前記排気口のうち第２排気口を介して排気させる請求項３７に記載の原子層蒸着方法。
【請求項４６】
前記第１移動段階が進められる間、前記第２物質噴射口を介して、前記パージガスを噴射させ、前記第２移動段階が進められる間、前記第１物質噴射口を介して、前記パージガスを噴射させることを特徴とする請求項３７に記載の原子層蒸着方法。
【請求項４７】
前記第１移動段階での前記基板支持台または前記シャワーヘッドの移動速度と、前記第２移動段階での前記基板支持台または前記シャワーヘッドの移動速度とが異なることを特徴とする請求項３７に記載の原子層蒸着方法。
【請求項４８】
前記第１移動段階が完了した後、前記第２移動段階が始まる前、前記第１物質及び前記第２物質の噴射は遮断し、前記パージガスだけ噴射させて排気させる第１パージ段階が追加されることを特徴とする請求項３７に記載の原子層蒸着方法。
【請求項４９】
前記第２移動段階が完了した後、前記第１移動段階がさらに始まる前、前記第１物質及び前記第２物質の噴射は遮断し、前記パージガスだけ噴射させて排気させる第２パージ段階が追加されることを特徴とする請求項４８に記載の原子層蒸着方法。
【請求項５０】
前記第１パージ段階及び第２パージ段階において追加されるパージ時間が互いに異なることを特徴とする請求項４９に記載の特徴とする原子層蒸着方法。
【請求項５１】
基板を基板支持台に載せる段階と、
第１物質を噴射させるように構成される第１物質噴射口、前記第１物質と反応して原子層を形成するように構成される第２物質を噴射させるように構成される第２物質噴射口、パージガスを噴射させるように構成されるパージガス噴射口、及び排気連結される排気口が具備される噴射口面を含むシャワーヘッドを、前記基板の上に位置させる段階と、
前記基板支持台または前記シャワーヘッドを第１方向に沿って、第１位置から第２位置に移動させる第１移動段階と、
前記第１移動段階が進められる間、前記第２物質は噴射されず、前記第１物質噴射口を介して、前記基板上に前記第１物質を噴射させ、同時に前記パージガス噴射口を介して、前記基板上に前記パージガスを噴射させ、同時に前記排気口を介して、前記第１物質及び前記パージガスを排気させる段階と、
前記基板支持台または前記シャワーヘッドを前記第２位置から前記第１位置に、前記第１方向の逆方向に沿って移動させる第２移動段階と、
前記第２移動段階が進められる間、前記第１物質及び第２物質は噴射されず、前記パージガス噴射口を介して、前記基板上に前記パージガスを噴射させる段階と、
前記基板支持台または前記シャワーヘッドを前記第１方向に沿って、前記第１位置から前記第２位置に移動させる第３移動段階と、
前記第３移動段階が進められる間、前記第１物質は噴射されず、前記第２物質噴射口を介して、前記基板上に前記第２物質を噴射させ、同時に前記パージガス噴射口を介して、前記基板上に前記パージガスを噴射させ、同時に前記排気口を介して、前記第２物質及び前記パージガスを排気させる段階と、を含むことを特徴とする原子層蒸着方法。
【請求項５２】
前記噴射口面は、前記第１方向に沿って配置される少なくとも１つの噴射ユニットを含み、前記少なくとも１つの噴射ユニットは、前記第１方向に対して垂直方向に拡張され、それぞれの噴射ユニットは、前記第１物質を噴射させるように構成される第１物質噴射口列、前記第２物質を噴射させるように構成される第２物質噴射口列、前記パージガスを噴射させるように構成されるパージガス噴射口列、及び少なくとも１列の排気口列を含むことを特徴とする請求項５１に記載の原子層蒸着方法。
【請求項５３】
前記第１位置及び前記第２位置の間隔は、前記第１方向に沿って互いに隣接して配置される前記噴射ユニットの第１物質噴射口間の間隔と類似していることを特徴とする請求項５２に記載の原子層蒸着方法。
【請求項５４】
前記第１位置及び前記第２位置の間隔は、前記第１方向に沿って互いに隣接して配置される前記噴射ユニットの第１物質噴射口間の間隔より狭いことを特徴とする請求項５２に記載の原子層蒸着方法。
【請求項５５】
前記第１移動段階、前記第２移動段階及び前記第３移動段階での基板支持台または前記シャワーヘッドの移動速度が互いに異なることを特徴とする請求項５１に記載の原子層蒸着方法。
【請求項５６】
前記第１物質は、前記排気口のうち第１排気口を介して排気させ、前記第２物質は、前記排気口のうち第２排気口を介して排気させることを特徴とする請求項５１に記載の原子層蒸着方法。
【請求項５７】
前記第１移動段階が進められる間、前記第２物質噴射口を介して、前記パージガスを噴射させ、前記第３移動段階が進められる間、前記第１物質噴射口を介して、前記パージガスを噴射させることを特徴とする請求項５１に記載の原子層蒸着方法。
【請求項５８】
前記第２移動段階が進められる間、前記排気口を介して、前記パージガスを排気させることを特徴とする請求項５１に記載の原子層蒸着方法。
【請求項５９】
前記第２移動段階が進められる間、前記第１物質噴射口及び前記第２物質噴射口を介して、前記パージガスを噴射させることを特徴とする請求項５１に記載の原子層蒸着方法。
【請求項６０】
前記基板が円形であり、前記噴射口面の両端は、円弧状であることを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項６１】
前記移動装置が前記シャワーヘッドを、第１軸を中心に、第１角位置及び第２角位置の間を回転往復移動させるように構成され、前記第１角位置は、前記第１位置であり、前記第２角位置は、前記第２位置であることを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項６２】
前記シャワーヘッドが１つの噴射ユニットを具備することを特徴とする請求項６１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項６３】
前記噴射口面がパージガス噴射口面をさらに含み、前記パージガス噴射口面は、前記シャワーヘッドの前記第１移動方向に沿って配置され、前記パージガス噴射口面は、前記第１物質噴射口及び第２物質噴射口を具備しないことを特徴とする請求項１に記載の原子層蒸着装置。
【請求項６４】
前記パージガス噴射口面がパージガス噴射口を具備することを特徴とする請求項６３に記載の原子層蒸着装置。
【請求項６５】
前記パージガス噴射口面が排気口を具備し、前記排気口は、前記第１方向に沿って、前記パージガス噴射口面の端に配置されることを特徴とする請求項６３に記載の原子層蒸着装置。
【請求項６６】
前記パージガス噴射口面が、パージガス噴射口及び排気口を具備しないことを特徴とすることを特徴とする請求項６３に記載の原子層蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１２年６月２０日に出願された韓国特許出願番号１０−２０１２−００６５９５４、２０１２年６月２５日に出願された韓国特許出願番号１０−２０１２−００６８１９６、２０１２年７月９日に出願された韓国特許出願番号１０−２０１２−００７４３１７、及び２０１２年７月２３日に出願された韓国特許出願番号１０−２０１２−００８０２３２の利益を付与され、ここで参照として統合される。
【０００２】
本発明は、薄膜蒸着装備に係り、さらに具体的には、半導体基板上に原子層を蒸着させる原子層蒸着装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
原子層蒸着は、半導体ウェーハ上に薄膜を蒸着する方法として広く利用されており、ＣＩＧＳ（copper indium gallium selenide）太陽電池基板、Ｓｉ太陽電池基板及びＯＬＥＤ（organic light emitting diode）ディスプレイ基板などに薄膜を蒸着する方法に拡大適用されている。通常の原子層蒸着過程は、その１サイクルが、次のように４段階で構成される。
【０００４】
第１段階では、原料前駆体（sourceprecursor）、例えば、ＴＭＡ（trimethyl-aluminum）を基板上に噴射させる。原料前駆体は、基板の表面と反応し、基板表面を第１反応層にコーティングする。
【０００５】
第２段階であるパージガス噴射段階では、窒素などの不活性ガスを基板に噴射し、基板表面に物理的に吸着されている原料前駆体を除去する。
【０００６】
第３段階では、反応前駆体（reactantprecursor）、例えば、Ｈ２Ｏを基板上に噴射させる。反応前駆体は、第１反応層と反応し、基板表面を第２反応層にコーティングする。
【０００７】
第４段階であるパージガス噴射段階では、不活性ガスを基板に噴射し、基板表面に物理的に吸着されている反応前駆体を除去する。このようなサイクルを経ることにより、第１反応層及び第２反応層から構成される単層の薄膜、例えば、Ａｌ２Ｏ３薄膜が基板上に蒸着される。所望する厚みの薄膜を得るためには、前記サイクルを反復する。
【０００８】
原子層蒸着方法による薄膜蒸着速度は、前記４段階で構成されるサイクルの所要時間によって決定されるが、原料前駆体、パージガス、反応前駆体及びパージガスの供給が順次に進められなければならないので、薄膜蒸着速度が遅いという短所がある。
【０００９】
図１及び図２を参照し、他の原子層蒸着方法である空間分割方式について説明する。図１及び図２は、それぞれ空間分割方式による原子層蒸着装置の側面図及び平面図である。空間分割方式では、図１に図示されているように、反応前駆体噴射口２１、排気口２２、パージガス噴射口２３、排気口２４、原料前駆体噴射口２５、排気口２６、パージガス噴射口２７、排気口２８、反応前駆体噴射口２９で構成されたシャワーヘッド２０を具備し、前記シャワーヘッドの下に、基板５０を通過させることによって、基板５０上に、第２反応層、第１反応層及び第２反応層を順次にコーティングする。
【００１０】
原料前駆体噴射口２５から噴射される原料前駆体は、隣接した排気口２４及び２６を介して排気され、反応前駆体噴射口２１及び２９から噴射される反応前駆体は、それぞれ排気口２２及び排気口２８を介して排気される。パージガス噴射口２３から噴射されるパージガスは、隣接した排気口２２及び２４を介して排気され、パージガス噴射口２７から噴射されるパージガスは、隣接した排気口２６及び２８を介して排気される。
【００１１】
この方法では、基板のエッジ５０ａ及び中心部５０ｂで、均一な膜厚を得るためには、図２に図示されているように、基板５０をシャワーヘッド２０の下に、完全に貫通させなければならないので、基板またはシャワーヘッドの移動距離が長くなり、装備サイズも大きくなるという問題点がある。
【００１２】
また、所望する厚みの薄膜を高速で蒸着するためには、基板を、基板の幅５０ｗにシャワーヘッドの幅２０ｗを加えた距離ほど、高速で往復移動５２を行わせなければならないという問題点がある。
【００１３】
このような問題点は、基板の幅５０ｗまたはシャワーヘッドの幅２０ｗが広くなるほど著しくなる。例えば、ＣＩＧＳ太陽電池基板は、横１，２００ｍｍ、縦６００ｍｍであるので、基板の最小移動距離は６００ｍｍ以上になる。他の例を挙げれば、５．５世代ＯＬＥＤディスプレイ基板は、横１，５００ｍｍ、縦１，３００ｍｍであるので、基板の最小移動距離は、１，３００ｍｍ以上になる。
【００１４】
また、高速移動の中に、原料前駆体及び反応前駆体が混合すれば、パーティクルが発生することにもなるので、基板の移動速度が制限され、シャワーヘッド２０のデザインも制限されてしまう。
【００１５】
また、原料前駆体と反応前駆体との混合を防止するならば、シャワーヘッド２０を最大限基板に近接させなければならないが、例えば、シャワーヘッド２０と基板５０との間隔を１ｍｍ以下になるように、シャワーヘッド２０を配置しなければならない。
【００１６】
また、基板上の特定部位にのみ選択的に原子層を蒸着しなければならない場合には、既存の原子層蒸着方法では、シャドーマスク（shadow mask）を使用する。シャドーマスクを基板に密着させて装着した後、原子層蒸着を進めることにより、シャドーマスクによって隠されていない部位にだけ原子層を蒸着させる。しかし、原子層蒸着過程において、シャドーマスクにも蒸着が起こるので、周期的にシャドーマスクを交換しなければならないという不都合がある。また、基板を交換するたびにシャドーマスクを基板表面から隔離させた後、新たな基板が装入されれば、さらにシャドーマスクを基板上に密着させて装着しなければならないという煩わしさもある。
【００１７】
以上のように、原子層蒸着では、サイクル時間が短く、基板またはシャワーヘッドの移動距離が短く、原料前駆体と反応前駆体とが互いに混合せず、パーティクル発生が防止されるように考案された原子層蒸着装置及び方法を必要とする。
【００１８】
また、原子層蒸着では、シャドーマスクを使用せずとも、基板上の特定部位にのみ、選択的に原子層を蒸着することができる装置及び方法を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明が解決する課題は、そのような観点から、サイクル時間を短縮させ、基板またはシャワーヘッドの移動距離が短く、装備サイズ増大が抑制され、原料前駆体と反応前駆体とが互いに混合せず、パーティクル発生が防止される原子層蒸着装置及び方法を提供することである。
【００２０】
また、本発明が解決する課題は、そのような観点から、シャドーマスクを使用せずとも、基板上の特定部位にのみ選択的に原子層を蒸着することができる原子層蒸着装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、シャワーヘッドまたは基板を移動させながら、前記シャワーヘッドの噴射ユニットから原料前駆体を基板表面全体に噴射させた後、前記シャワーヘッドまたは前記基板を逆方向に戻して移動させながら、反応前駆体を前記基板表面全体に噴射させる動作を反復することを特徴とする。従って、本発明は、原料前駆体と反応前駆体とが時間差を置いて基板上に噴射されるので、原料前駆体と反応前駆体との混合を防止することができる。
【００２２】
また、本発明は、前記原料前駆体または前記反応前駆体を前記基板に噴射させるときは、前記シャワーヘッドを介してパージガスを同時に噴射させ、噴射された前記パージガス、及び前記原料前駆体または前記反応前駆体の噴射後、すぐに前記シャワーヘッドを介して排気させることを特徴とする。従って、本発明は、サイクル時間を短縮させることができる。
【００２３】
また、本発明は、前記シャワーヘッドまたは前記基板の移動距離が、前記噴射ユニットの配置間隔（pitch）が、例えば、３０ｍｍから１００ｍｍほどと短いことを特徴とする。従って、本発明は、スループット（throughput）を高めることができ、装備サイズを縮めることができる。
【００２４】
また本発明は、前記シャワーヘッドまたは前記基板の移動距離を調節することにより、シャドーマスクを使用せずとも、基板上の特定部位にのみ選択的に原子層を蒸着させることができる。
【００２５】
本発明の一実施形態による原子層蒸着装置は、基板支持台；第１物質噴射口、第２物質噴射口、パージガス噴射口及び排気口を具備する噴射口面を具備し、前記基板上に隣接して配置されるシャワーヘッド；前記基板支持台または前記シャワーヘッドを第１方向に沿って、第１位置と第２位置との間で往復移動させることができるように構成される移動装置；及び前記第１物質噴射口を介して、前記基板上に噴射される第１物質、前記第２物質噴射口を介して、前記基板上に噴射される第２物質、前記パージガス噴射口を介して、前記基板上に噴射されるパージガス、及び前記排気口を介して前記基板上に提供される排気の供給及び遮断を制御するように構成される制御装置；を含み、前記制御装置は、前記基板上に、前記第１物質及び前記第２物質を同時に供給しないように構成され、前記第１物質噴射口を介して、前記第１物質を供給したり、あるいは前記第２物質噴射口を介して、前記第２物質を供給したりする間、前記パージガス及び前記排気を同時に提供するように構成される。
【００２６】
一実施形態において、前記噴射口面は、少なくとも１つの噴射ユニットを含み、前記少なくとも１つの噴射ユニットは、前記第１方向に対して垂直方向に拡張され、それぞれの噴射ユニットは、少なくとも１列の排気口列、第１物質噴射口列及び第２物質噴射口列を含む。
【００２７】
一実施形態において、前記少なくとも１列の排気口列は、第１排気口列及び第２排気口列を含み、前記第１物質噴射口列は、前記第１排気口列及び前記第２排気口列間に配置され、前記第２物質排気口列は、前記第１物質噴射口列及び前記第２排気口列間に配置される。
【００２８】
一実施形態において、前記第１物質は、前記第１排気口列を介して排気され、前記第２物質は、前記第２排気口列を介して排気されるように構成される。
【００２９】
一実施形態において、前記噴射ユニットは、前記第１物質噴射口列及び前記第２物質噴射口列間に配置される第１パージガス噴射口列を含む。
【００３０】
一実施形態において、前記第１物質噴射口列と、前記第１パージガス噴射口列との間には、第３排気口列が具備され、前記第２物質噴射口列と、前記第１パージガス噴射口列との間には、第４排気口列が具備される。
【００３１】
一実施形態において、前記第１排気口列と、前記第１物質噴射口列との間に、第１パージガス噴射口列が具備され、前記第１物質噴射口列と、前記第３排気口列との間に、第２パージガス噴射口列が具備され、前記第４排気口列と、前記第２物質噴射口列との間に、第３パージガス噴射口列が具備され、前記第２物質噴射口列と、前記第２排気口列との間に、第４パージガス噴射口列が具備される。
【００３２】
一実施形態において、前記第１物質は、前記第１排気口列及び第３排気口列を介して排気され、前記第２物質は、前記第２排気口列及び第４排気口列を介して排気されるように構成される。
【００３３】
一実施形態において、前記噴射ユニット間には、パージガス噴射口列が具備される。
【００３４】
一実施形態において、前記噴射口面は、前記噴射口面の一終端から、前記第１移動方向に沿って、前記噴射口面の反対側終端に拡張されるパージガス噴射口面を具備することができる。前記パージガス噴射口面上には、第１物質噴射口及び第２物質噴射口が具備されない。前記パージガス噴射口面は、パージガス噴射口を具備することができる。前記パージガス噴射口面は、排気口を具備することができる。前記パージガス噴射口面は、いかなるパージガス噴射口及び排気口も具備しないこともある。この実施形態においては、前記パージガス噴射口面に対応する基板表面上には、原子層が蒸着されない。
【００３５】
一実施形態において、前記基板が円形である場合、前記噴射口面の両端は、円弧状にも製作される。
【００３６】
一実施形態において、前記原子層蒸着装置は、前記シャワーヘッドを支持するように構成されるシャワーヘッド支持台を含み、前記移動装置は、前記シャワーヘッドに固定されるガイドブロック、及び前記シャワーヘッド支持台に固定されるトラックを含み、前記ガイドブロックは、前記トラックに往復移動自在に締結される。
【００３７】
一実施形態において、前記原子層蒸着装置は、前記シャワーヘッドを支持するように構成されるシャワーヘッド支持台を含み、前記移動装置は、前記シャワーヘッドに固定されるリニアモータの回転子、及び前記シャワーヘッド支持台に固定される前記リニアモータの固定子を含む。
【００３８】
一実施形態において、前記原子層蒸着装置は、前記シャワーヘッドを支持するように構成されるシャワーヘッド支持台を含み、前記シャワーヘッド支持台の下部に設置され、前記シャワーヘッド及び前記基板支持台に向けて清浄空気または不活性気体を噴射するように構成される気体噴射口を具備する。
【００３９】
一実施形態において、前記原子層蒸着装置は、前記シャワーヘッドを支持するように構成されるシャワーヘッド支持台を含み、前記シャワーヘッド支持台に固定され、開口部を含み、前記開口部を介して、前記シャワーヘッド及び前記基板支持台に接近し、前記シャワーヘッド及び前記基板支持台を覆い包むように構成される第１チャンバを具備する。
【００４０】
一実施形態において、前記原子層蒸着装置は、前記基板支持台周辺に配置される排気口を含み、前記第１チャンバの側壁が、前記排気口近くに位置するように構成される。
【００４１】
一実施形態において、前記原子層蒸着装置は、前記シャワーヘッド支持台、前記シャワーヘッド、並びに前記基板支持台、及び前記基板支持台周辺に配置される前記排気口を外部と隔離するように構成される第２チャンバを含む。
【００４２】
一実施形態において、前記原子層蒸着装置は、第１フレーム、第２フレーム、一終端は、前記第１フレームに固定されながら、対向側の終端は、前記第２フレームに固定されるシャフト、前記シャフトに移動自在に締結され、前記シャワーヘッドを支持するように構成されるシャワーヘッド支持台、及び前記シャワーヘッド支持台を、前記第１フレームと前記第２フレームとの間で移動させるように構成された移動装置を含む。
【００４３】
一実施形態において、前記少なくとも１つの噴射ユニットは、前記第１方向に沿って同一間隔Ｘに配置され、前記少なくとも１つの噴射ユニットの前記第１物質噴射口列は、前記第２物質噴射口列から一定距離Ｘ１ほど離れて配置される。
【００４４】
一実施形態において、前記少なくとも１つの噴射ユニットは、前記噴射口面の第１端に配置される第１噴射ユニット、及び前記第１端の反対側終端に配置される第２噴射ユニットを含み、前記シャワーヘッドが前記第１位置に置かれたときは、前記基板支持台に置かれた前記基板の第１端が、前記第１噴射ユニットの第２物質噴射口列８０ｂと、前記第１噴射ユニットに隣接して配置される第３噴射ユニットの第１物質噴射口列８０ａとの間に位置する。前記第１端は、前記第１物質噴射ユニットの前記第２物質噴射口列８０ｂ上に整列されて位置してもよい。前記基板の前記第１端の対向側である前記基板の第２端は、前記第２噴射ユニットの第２物質噴射口列８０ｂと、前記第２物質噴射口列８０ｂから前記第１方向にＸ−Ｘ１の距離ほど離れた地点との間に位置する。前記第２端は、前記第２噴射ユニットの前記第２物質噴射口列８０ｂから前記第１方向に、Ｘ−Ｘ１の距離ほど離れた前記地点に整列されて位置してもよい。
【００４５】
前記シャワーヘッドが前記第２位置に置かれたときは、前記基板の前記第１端が、前記第１噴射ユニットの第１物質噴射口列８０ａと、前記第１物質噴射口列８０ａから、前記第１方向の逆方向にＸ−Ｘ１の距離ほど離れた地点との間に位置する。前記第１端は、前記第１噴射ユニットの前記第１物質噴射口列８０ａから、前記第１方向の逆方向にＸ−Ｘ１の距離ほど離れた前記地点に整列されて位置してもよい。前記基板の前記第２端は、前記第２噴射ユニットの第１物質噴射口列８０ａと、前記第２噴射ユニットに隣接して配置される第４噴射ユニットの第２物質噴射口列８０ｂとの間に位置する。前記第２端は、前記第２噴射ユニットの前記第１物質噴射口列８０ａ上に整列されて位置してもよい。
【００４６】
一実施形態において、前記噴射ユニットは、前記噴射ユニットの第１端に配置される第１噴射ユニット、及び前記第１端の反対側終端に配置される第２噴射ユニットを含み、前記シャワーヘッドは、前記第２噴射ユニットに隣接して配置される第１物質噴射ユニットをさらに具備し、前記第１物質噴射ユニットは、前記第２噴射ユニットの第１物質噴射口列８０ａから、前記第１方向に沿って、一定距離Ｘほど離れたところに配置される第１物質噴射口列、及び前記第１物質噴射口列の先後に配置される排気口列を具備する。
【００４７】
一実施形態において、前記シャワーヘッドが前記第１位置に置かれたときは、前記基板支持台に置かれた前記基板の第１端が、前記第１噴射ユニットの第２物質噴射口列８０ｂと、前記第１噴射ユニットに隣接して配置される第３噴射ユニットの第１物質噴射口列８０ａとの間に位置する。前記第１端は、前記第１物質噴射ユニットの前記第２物質噴射口列８０ｂ上に整列されて位置してもよい。前記基板の前記第１端の対向側である前記基板の第２端は、前記第１物質噴射ユニットの前記第１物質噴射口列８０ａと、前記第１物質噴射ユニットの前記第１物質噴射口列８０ａ、沿ってＸ１の距離ほど離れた地点との間に位置する。前記第２端は、前記第１物質噴射ユニットの前記第１物質噴射口列８０ａから前記第１方向に、Ｘ１の距離ほど離れた前記地点に整列されて位置してもよい。
【００４８】
前記シャワーヘッドが前記第２位置に置かれたときは、前記基板の前記第１端が、前記第１噴射ユニットの第１物質噴射口列８０ａと、前記第１物質噴射口列８０ａから、前記第１方向の逆方向にＸ−Ｘ１の距離ほど離れた地点との間に位置する。前記第１端は、前記第１噴射ユニットの前記第１物質噴射口列８０ａから、前記第１方向の逆方向にＸ−Ｘ１の距離ほど離れた前記地点に整列されて位置してもよい。前記基板の前記第２端は、前記第２噴射ユニットの前記第１物質噴射口列８０ａと、前記第２噴射ユニットの第２物質噴射口列８０ｂとの間に位置する。前記第２端は、前記第２噴射ユニットの前記第２物質噴射口列８０ｂ上に整列されて位置してもよい。
【００４９】
一実施形態において、前記原子層蒸着装置の前記移動装置は、前記シャワーヘッドを直線往復移動させる代わりに、第１軸を中心に、第１角位置及び第２角位置の間を回転往復移動させるように構成されてもよい。
【００５０】
一実施形態において、前記移動装置によって前記第１軸を回転させるように構成される前記シャワーヘッドは、１つの噴射ユニットを具備する。
【００５１】
一実施形態において、前記移動装置が前記シャワーヘッドを、第１軸を中心に、第１角位置及び第２角位置の間を回転往復移動させるように構成され、前記第１角位置は、前記第１位置であり、前記第２角位置は、前記第２位置である。
【００５２】
本発明の実施形態による原子層蒸着方法は、基板を基板支持台に載せる段階と、第１物質を噴射させるように構成される第１物質噴射口、前記第１物質と反応して原子層を形成する第２物質を噴射させるように構成される第２物質噴射口、パージガスを噴射させるように構成されるパージガス噴射口、及び排気（排気ポンプ）に連結される排気口が具備される噴射口面を含むシャワーヘッドを、前記基板の上に位置させる段階と、前記基板支持台または前記シャワーヘッドを第１方向に沿って、第１位置から第２位置に移動させる第１移動段階と、前記第１移動段階が進められる間、前記第２物質は噴射されず、前記第１物質噴射口を介して、前記基板上に前記第１物質を噴射させ、同時に前記パージガス噴射口を介して、前記基板上に前記パージガスを噴射させ、同時に前記排気口を介して、前記第１物質及び前記パージガスを排気させる段階と、前記基板支持台または前記シャワーヘッドを前記第２位置から前記第１位置に、前記第１方向の逆方向に沿って移動させる第２移動段階と、前記第２移動段階が進められる間、前記第１物質は噴射されず、前記第２物質噴射口を介して、前記基板上に前記第２物質を噴射させ、同時に前記パージガス噴射口を介して、前記基板上に前記パージガスを噴射させ、同時に前記排気口を介して、前記第２物質及び前記パージガスを排気させる段階と、を含む。
【００５３】
一実施形態において、前記噴射口面は、前記第１方向に沿って配置される少なくとも１つの噴射ユニットを含み、前記少なくとも１つの噴射ユニットは、前記第１方向に対して垂直方向に拡張され、それぞれの噴射ユニットは、前記第１物質を噴射させるように構成される第１物質噴射口列、前記第２物質を噴射させるように構成される第２物質噴射口列、前記パージガスを噴射させるように構成されるパージガス噴射口列、及び少なくとも１列の排気口列を含む。
【００５４】
一実施形態において、前記第１移動段階において、前記シャワーヘッドが、前記第１位置から第３位置に移動する間には、前記第１物質及び前記第２物質を噴射せず、前記第３位置から前記第２位置に移動する間には、前記第２物質は噴射させないが、前記第１物質を噴射させる。
【００５５】
一実施形態において、前記第３位置は、前記第１位置及び前記第２位置の間であり、前記第１位置にさらに近いか、あるいは前記第１位置と同一である。
【００５６】
一実施形態において、前記第２移動段階において、前記シャワーヘッドが前記第２位置から第４位置に移動する間には、前記第１物質及び前記第２物質を噴射せず、前記第４位置から前記第１位置に移動する間には、前記第１物質は噴射させないが、前記第２物質を噴射させる。
【００５７】
一実施形態において、前記第４位置は、前記第１位置及び前記第２位置の間であり、前記第２位置にさらに近いか、あるいは前記第２位置と同一である。
【００５８】
一実施形態において、前記第１移動段階及び前記第２移動段階でのシャワーヘッド１２０の移動速度を異なって設定することもできる。例えば、前記第１移動段階の移動速度は、前記第２移動段階での移動速度より速い。
【００５９】
一実施形態において、前記第１移動段階が完了し、前記第２移動段階が始まる前に、第１物質及び第２物質噴射は遮断し、パージガスだけ噴射させて排気する第１パージガス噴射段階を追加することができる。
【００６０】
一実施形態において、前記第２移動段階が完了し、前記第１移動段階がさらに始まる前に、第１物質及び第２物質噴射は遮断し、パージガスだけ噴射させて排気する第２パージガス段階を追加することができる。
【００６１】
一実施形態において、前記第１パージガス噴射時間と、前記第２パージガス噴射時間は、互いに異なってもよい。
【００６２】
一実施形態において、前記第１位置及び前記第２位置の間隔は、前記第１方向に沿って互いに隣接して配置される第１物質噴射口間の間隔と類似している。
【００６３】
一実施形態において、前記第１位置及び前記第２位置の間隔は、前記第１方向に沿って互いに隣接して配置される第１物質噴射口間の間隔より狭い。この実施形態においては、基板表面全体に原子層が蒸着されず、基板上の特定部位にのみ原子層が蒸着される。
【００６４】
一実施形態において、前記第１物質は、前記排気口のうち第１排気口を介して排気され、前記第２物質は、前記排気口のうち第２排気口を介して排気される。
【００６５】
一実施形態において、前記第１移動段階が進められる間、前記第２物質噴射口を介して、前記パージガスが噴射され、前記第２移動段階が進められる間、前記第１物質噴射口を介して、前記パージガスが噴射される。
【００６６】
本発明の実施形態による原子層蒸着方法は、基板を基板支持台に載せる段階と、第１物質を噴射させるように構成される第１物質噴射口、第２物質を噴射させるように構成される第２物質噴射口、パージガスを噴射させるように構成されるパージガス噴射口、及び真空に連結される排気口が具備される噴射口面を含むシャワーヘッドを、前記基板の上に位置させる段階と、前記基板支持台または前記シャワーヘッドを第１方向に沿って、第１位置から第２位置に移動させる第１移動段階と、前記第１移動段階が進められる間、前記第２物質は噴射されず、前記第１物質噴射口を介して、前記基板上に前記第１物質を噴射させ、同時に前記パージガス噴射口を介して、前記基板上に前記パージガスを噴射させ、同時に前記排気口を介して、前記第１物質及び前記パージガスを排気させる段階と、前記基板支持台または前記シャワーヘッドを前記第２位置から前記第１位置に、前記第１方向の逆方向に沿って移動させる第２移動段階と、前記第２移動段階が進められる間、前記第１物質及び第２物質は噴射されず、前記パージガス噴射口を介して、前記基板上に前記パージガスを噴射させる段階と、前記基板支持台または前記シャワーヘッドを前記第１方向に沿って、前記第１位置から前記第２位置に移動させる第３移動段階と、前記第３移動段階が進められる間、前記第１物質は噴射されず、前記第２物質噴射口を介して、前記基板上に前記第２物質を噴射させ、同時に前記パージガス噴射口を介して、前記基板上に前記パージガスを噴射させ、同時に前記排気口を介して、前記第２物質及び前記パージガスを排気させる段階と、を含む。
【００６７】
一実施形態において、前記噴射口面は、前記第１方向に沿って配置される少なくとも１つの噴射ユニットを含み、前記少なくとも１つの噴射ユニットは、前記第１方向に対して垂直方向に拡張され、それぞれの噴射ユニットは、前記第１物質を噴射させるように構成される第１物質噴射口列、前記第２物質を噴射させるように構成される第２物質噴射口列、前記パージガスを噴射させるように構成されるパージガス噴射口列、及び少なくとも１列の排気口列を含む。
【００６８】
一実施形態において、前記第１移動段階、前記第２移動段階及び前記第３移動段階でのシャワーヘッド１２０の移動速度を異なって設定することもできる。
【００６９】
一実施形態において、前記第１位置及び前記第２位置の間隔は、前記第１方向に沿って互いに隣接して配置される前記噴射ユニットの第１物質噴射口間の間隔と類似している。
【００７０】
一実施形態において、前記第１位置及び前記第２位置の間隔は、前記第１方向に沿って互いに隣接して配置される前記噴射ユニットの第１物質噴射口間の間隔より狭い。この実施形態においては、基板表面全体に原子層が蒸着されず、基板上の特定部位にのみ原子層が蒸着される。
【００７１】
一実施形態において、前記第１物質は、前記排気口のうち第１排気口を介して排気させ、前記第２物質は、前記排気口のうち第２排気口を介して排気させる。
【００７２】
一実施形態において、前記第１移動段階が進められる間、前記第２物質噴射口を介して、前記パージガスを噴射させ、前記第３移動段階が進められる間、前記第１物質噴射口を介して、前記パージガスを噴射させる。
【００７３】
一実施形態において、前記第２移動段階が進められる間、前記排気口を介して、前記パージガスを排気させる。
【００７４】
一実施形態において、前記第２移動段階が進められる間、前記第１物質噴射口及び前記第２物質噴射口を介して、前記パージガスを噴射させる。
【発明の効果】
【００７５】
本発明によれば、サイクル時間を短縮させ、基板またはシャワーヘッドの移動距離が短く、装備サイズ増大が抑制され、原料前駆体及び反応前駆体が互いに混合せず、パーティクル発生が防止される原子層蒸着装置及び方法を確保することができる。
【００７６】
また、本発明によれば、シャドーマスクを使用せずにも、基板上の特定部位にのみ選択的に原子層を蒸着することができる原子層蒸着装置及び方法を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】従来技術による原子層蒸着装置の側面図である。
【図２】従来技術による原子層蒸着装置の平面図である。
【図３】本発明の実施形態による原子層蒸着装置の側面図である。
【図４】本発明の実施形態による原子層蒸着装置の正面図である。
【図５】本発明の実施形態による原子層蒸着装置の正面図である。
【図６】本発明の実施形態による原子層蒸着装置の正面図である。
【図７】本発明の実施形態による原子層蒸着装置の正面図である。
【図８】図８は本発明の実施形態によるシャワーヘッドの底面図である。
【図９】図８に図示されたシャワーヘッドの断面図である。
【図１０】図８に図示されたシャワーヘッドの断面図である。
【図１１】本発明の実施形態によるシャワーヘッドの底面図である。
【図１２】本発明の実施形態による噴射ユニットの底面図である。
【図１３】本発明の実施形態によるシャワーヘッドの底面図である。
【図１４】本発明の実施形態による噴射ユニットの底面図である。
【図１５】本発明の実施形態による基板支持台の平面図である。
【図１６】本発明の実施形態による基板支持台及びシャワーヘッドの平面図である。
【図１７】本発明の実施形態による保護用チャンバの立体図である。
【図１８】本発明の実施形態による原子層蒸着装置の断面図である。
【図１９】本発明の実施形態によるシャワーヘッドの底面図である。
【図２０】本発明の実施形態による原子層蒸着装置の平面図である。
【図２１】本発明の実施形態による原子層蒸着装置の断面図である。
【図２２】本発明の実施形態によるシャワーヘッドの底面図である。
【図２３】本発明の実施形態によるシャワーヘッドの底面図である。
【図２４】本発明の実施形態によって形成された原子層を含む基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
以下では、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００７９】
図３及び図４は、それぞれ本発明の実施形態による原子層蒸着装置１００の側面図及び正面図である。図３及び図４を参照し、原子層蒸着装置１００は、下部フレーム１０２、上部フレーム１０４、シャフト１０３、基板支持台１１０、シャワーヘッド支持台１０６、シャワーヘッド１２０、シャワーヘッド往復移動装置１２１、シャワーヘッド垂直移動装置１４０及びガス供給制御装置１７０を含んでもよい。原子層蒸着装置１００は、基板支持台１１０を加熱することができる加熱装置（図示せず）、例えば、基板支持台１１０の下側に設けられるランプ方式のヒータ、または基板支持台１１０内部に埋め込まれる電熱線を含んでもよい。
【００８０】
シャフト１０３の一終端は、下部フレーム１０３に固定され、反対側終端は、上部フレーム１０４に連結されて固定される。シャワーヘッド支持台１０６は、上部フレーム１０４及び基板支持台１１０の間から垂直方向に、移動自在にシャフト１０３に締結される。
【００８１】
シャワーヘッド１２０は、ガイドブロック１２２によって、オーバーヘッドトラック１２４に締結されることによって、シャワーヘッド支持台１０６に吊り下げられて支持される。ガイドブロック１２２は、その一終端がシャワーヘッド１２０の上面に固定され、反対側終端は、オーバーヘッドトラック１２４に移動自在に締結され、オーバーヘッドトラック１２４は、シャワーヘッド支持台１０６の底面に固定される。ガイドブロック１２２とオーバーヘッドトラック１２４は、シャワーヘッド往復移動装置１２１の構成要素である。オーバーヘッドトラック１２４及びガイドブロック１２２を代替し、非接触式磁気浮上トラックが使用されてもよい。
【００８２】
シャワーヘッド往復移動装置１２１の他の構成要素としては、リニアモータが含まれもする。リニアモータは回転子（rotator）１３０と固定子（stator）１３２とから構成され、固定子１３２は、シャワーヘッド支持台１０６の底面に、オーバーヘッドトラック１２４と同一方向を有するように固定され、回転子１３０は、固定子１３２と対向するように、シャワーヘッド１２０の上面に固定される。回転子１３０は、永久磁石が使用され、固定子１３２は、電源に連結された電流コイルが使用されもする。固定子１３２に電流を流すときに発生する電磁力により、回転子１３０に引力または斥力を加えることによって、回転子１３０に連結されたシャワーヘッド１２０を第１方向に沿って、第１位置と第２位置との間で往復移動させることができる。前記第１方向は、基板５０または基板支持台１１０と平行方向である。
【００８３】
シャワーヘッド垂直移動装置１４０は、上部フレーム１０４に固定されるサーボモータ１４１、サーボモータ１４１によって回転されるスクリュ１４２、一終端は、シャワーヘッド支持台１０６の上面に固定され、他終端は、スクリュ１４２に移動自在に締結されるメスねじ１４４から構成される。サーボモータ１４１でスクリュ１４２を回転させれば、シャワーヘッド支持台１０６を垂直方向に移動させることができ、従って、シャワーヘッド支持台１０６によって支持されるシャワーヘッド１２０を垂直方向に昇降させることができる。
【００８４】
図３及び図４に図示されたシャワーヘッド１２０の垂直位置は、基板５０のローディング位置及びアンローディング位置である。ローディング位置及びアンローディング位置では、シャワーヘッド１２０が、基板５０がシャワーヘッド１２０の外に露出されるので、基板移送装置（図示せず）が基板支持台１１０に基板５０を伝達したり、あるいは基板支持台１１０から基板５０を持っていったりすることができる。
【００８５】
図５は、シャワーヘッド１２０が原子層蒸着位置に下降移動した後の原子層蒸着装置１００の側面図である。原子層蒸着位置では、シャワーヘッド１２０が、基板支持台１１０及び基板５０の側に下降し、基板５０を覆い包む。また、シャワーヘッド１２０が原子層蒸着位置に置かれたときは、シャワーヘッド１２０の噴射口面１２０ａは、基板表面から０．２ｍｍから３ｍｍの範囲に位置することができる。一実施形態によれば、噴射口面１２０ａは、基板５０の表面から０．１ｍｍないし３０ｍｍの範囲に位置してもよい。原子層蒸着位置での噴射口面１２０ａと基板表面と距離は、シャワーヘッド垂直移動装置１４０によって調節される。
【００８６】
シャワーヘッド１２０が、第１位置７０及び第２位置７２に位置するときの原子層蒸着装置１００は、それぞれ図６及び図７に図示される。図６及び図７は、シャワーヘッド１２０が、それぞれ第１位置７０及び第２位置７２に位置するときの原子層蒸着装置１００の側面図である。第１位置７０及び第２位置７２は、原子層蒸着位置である。
【００８７】
原子層蒸着装置１００は、シャワーヘッド１２０が、第１位置７０から第２位置７２に移動するときは、原料前駆体及びパージガスを同時に噴射し、第１反応層を基板５０上にコーティングし、第２位置７２から第１位置７０に移動するときは、反応前駆体及びパージガスを同時に噴射し、第１反応層上に第２反応層をコーティングするように構成される。シャワーヘッド１２０は、第１位置７０及び第２位置７２の間を反復して往復移動しながら、基板５０の表面に、第１反応層及び第２反応層を交互にコーティングすることにより、所望する厚み、または所望する数ほどの原子層を蒸着する。原子層蒸着装置１００は、基板５０上に噴射された前記原料前駆体、反応前駆体及びパージガスを、シャワーヘッド１２０を介して、リアルタイムで排気させるように構成されてもよい。
【００８８】
図３及び図４を再び参照すれば、シャワーヘッド支持台１０６の下部には、ガス噴射口１５０が設けられてもよい。ガス噴射口１５０は、ガス供給チューブ１５２によって、窒素などの不活性気体供給源、またはパーティクルがないようにフィルタリングされた清浄空気供給源に連結され、不活性気体または清浄空気などのパージガスを、シャワーヘッド１２０及び基板支持台１１０に向けて噴射するように構成される。噴射されたパージガスは、シャワーヘッド１２０の往復移動中に、シャワーヘッド往復移動装置１２１から生じるパーティクルを、原子層蒸着装置１００の外部にパージする。
【００８９】
ガス供給制御装置１７０は、原料前駆体供給源、反応前駆体供給源、パージガス供給源及び排気ポンプから、それぞれの供給管１６２を介してシャワーヘッド１２０に供給される原料前駆体、反応前駆体、パージガス及び排気の供給を制御するように構成される。排気は、原料前駆体、反応前駆体及びパージガスを排気させる用途に使用される。特に、ガス供給制御装置１７０は、原料前駆体と反応前駆体は、同時に供給しないように構成される。ガス供給制御装置１７０は、原料前駆体及びパージガスを同時に供給するか、反応前駆体及びパージガスを同時に供給するか、あるいはパージガスだけ単独で供給するように構成される。ガス供給制御装置１７０は、原料前駆体、反応前駆体及びパージガスが供給される間、シャワーヘッド１２０に排気用排気を供給するように構成されてもよい。図３及び図４には、１つの供給管１６２だけが図示されているが、実際には、原料前駆体、反応前駆体、パージガス供給源及び排気を供給するための専用供給管が個別に設けられ、シャワーヘッド１２０に連結される。
【００９０】
原料及び反応前駆体供給管は、Swagelok社のＦＭシリーズホースのように柔軟性があるステンレススチールホースを使用することができる。または、ステンレススチールライナ（liner）と、それを覆い包む熱伝導性プラスチックとから構成されたチューブ（tube）を使用することもできる。
【００９１】
シャワーヘッド１２０には、シャワーヘッド１２０を冷却させるための冷却水供給管（図示せず）が埋め込まれてもよい。冷却水供給管は、冷却水供給源（図示せず）に連結され、冷却水が冷却水供給源とシャワーヘッド１２０との間を循環しながら、シャワーヘッド１２０の温度を調節する。
【００９２】
図８、図９及び図１０を参照し、本発明の実施形態によるシャワーヘッド１２０について説明する。図８は、シャワーヘッド１２０の底面図であり、図９及び図１０は、それぞれ図８に図示された切断面３００ａ及び切断面３００ｂでの断面図である。シャワーヘッド１２０は、噴射口面１２０ａ、第１内側面１２２ａ、第２内側面１２２ｂ、第３内側面１２２ｃ、第４内側面１２２ｄ、第１外側面１２３ａ、第２外側面１２３ｂ、第３外側面１２３ｃ、第４外側面１２３ｄ及び枠底面１２０ｂを具備する。第１内側面１２２ａ、第２内側面１２２ｂ、第３内側面１２２ｃ及び第４内側面１２２ｄは、シャワーヘッドチャンバの内部側壁を形成し、第１外側面１２３ａ、第２外側面１２３ｂ、第３外側面１２３ｃ及び第４外側面１２３ｄは、シャワーヘッド１２０の外部側壁を形成する。枠底面１２０ｂは、噴射口面１２０ａから突出して出た面である。
【００９３】
シャワーヘッドの枠底面１２０ｂには、噴射口面１２０ａを取り囲むように配置されるパージガス噴射口９０ｘが具備される。また、第１内側面１２２ａ、第２内側面１２２ｂ、第３内側面１２２ｃ及び第４内側面１２２ｄと隣接した噴射口面１２０ａ上にも、噴射口面１２０ａを取り囲むようにパージガス噴射口９０ｙが配置される。パージガス噴射口９０ｘ及びパージガス噴射口９０ｙは、それぞれ排気口で代替されてもよい。
【００９４】
図１１を参照し、本発明の実施形態によるシャワーヘッド１２０の噴射口面１２０ａについて説明する。図１１は、シャワーヘッド１２０の底面図である。シャワーヘッド１２０の噴射口面１２０ａ上には、ｎ個の噴射ユニット、すなわち、ＳＵ（１），ＳＵ（２），…，ＳＵ（ｎ）が具備される。噴射ユニットは、第１方向に対して垂直方向に拡張される。ＳＵ（１）とＳＵ（ｎ）は、それぞれ噴射口面１２０ａの両端に配置され、残りの噴射ユニットは、その間に、第１方向に沿って順次に配置される。
【００９５】
噴射ユニットは、第１方向に沿って一定間隔Ｘに配置されてもよい。噴射ユニットの第１方向幅は、例えば、３０ｍｍから２００ｍｍの値を有することができる。
【００９６】
また、噴射ユニット間には、第１方向に対して垂直方向に拡張されて配置されるパージガス噴射口列９０ｓが具備されてもよい。
【００９７】
それぞれの噴射ユニットＳＵには、第１方向と垂直である方向に拡張されて配置される第１排気口列９２ａ及び第２排気口列９２ｂが、それぞれ噴射ユニットＳＵの前端と後端とに具備され、排気口列９２ａ及び９２ｂ間には、それらと平行に拡張されて配置される原料前駆体噴射口列８０ａ及び反応前駆体噴射口列８０ｂが具備される。
【００９８】
第１排気口列９２ａ及び第２排気口列９２ｂは、排気供給源（排気ポンプ）に連結され、それぞれの排気動作は、ガス供給制御装置１７０によって、個別に制御される。
【００９９】
例えば、原料前駆体噴射口列８０ａを介して、原料前駆体が噴射され、反応前駆体噴射口列８０ｂを介した反応前駆体の噴射が中断される間には、原料前駆体噴射口列８０ａに隣接した第１排気口列９２ａは、排気動作が可能になるように排気に連結されるが、反応前駆体噴射口列８０ｂに隣接した第２排気口列９２ｂは、排気動作が中断されるように排気連結が遮断されもする。同様に、反応前駆体噴射口列８０ｂを介して反応前駆体が噴射され、原料前駆体噴射口列８０ａを介した原料前駆体の噴射が中断される間には、反応前駆体噴射口列８０ｂに隣接した第２排気口列９２ｂは、排気動作が可能になるように排気に連結されるが、原料前駆体噴射口列８０ａに隣接した第１排気口列９２ａは、排気動作が中断されるように排気連結が遮断されもする。従って、第１排気口列９２ａは、原料前駆体の専用排気口列として使用され、第２排気口列９２ｂは、反応前駆体の専用排気口列として使用されもする。
【０１００】
図１１を参照すれば、原料前駆体噴射口列８０ａ及び反応前駆体噴射口列８０ｂの間には、それらと平行に拡張されて配置されるパージガス噴射口列９０ｔが具備されてもよい。
【０１０１】
また、原料前駆体噴射口列８０ａと、パージガス噴射口列９０ｔとの間には、それらと平行に配置される第３排気口列９２ｃが具備され、反応前駆体噴射口列８０ｂと、パージガス噴射口列９０ｔとの間には、それらと平行に配置される第４排気口列９２ｄが具備されてもよい。
【０１０２】
第３排気口９２ｃ及び第４排気口列９２ｄは、排気供給源（排気ポンプ）に連結され、それぞれの排気動作は、ガス供給制御装置１７０によって個別に制御される。
【０１０３】
例えば、原料前駆体噴射口列８０ａを介して、原料前駆体が噴射され、反応前駆体噴射口列８０ｂを介した反応前駆体の噴射が中断される間には、原料前駆体噴射口列８０ａに隣接した第１排気口９２ａ及び第３排気口列９２ｃは、排気動作が可能になるように排気に連結されるが、反応前駆体噴射口列８０ｂに隣接した第２排気口列９２ｂ及び第４排気口列９２ｄは、排気動作が中断されるように排気連結が遮断されもする。同様に、反応前駆体噴射口列８０ｂを介して反応前駆体が噴射され、原料前駆体噴射口列８０ａを介した原料前駆体の噴射が中断される間には、反応前駆体噴射口列８０ｂに隣接した第２排気口列９２ｂ及び第４排気口列９２ｄは、排気動作が可能になるように排気に連結されるが、原料前駆体噴射口列８０ａに隣接した第１排気口９２ａ及び第３排気口列９２ｃは、排気動作が中断されるように排気連結が遮断されもする。従って、第１排気口９２ａ及び第３排気口列９２ｃは、原料前駆体の専用排気口列として使用され、第２排気口列９２ｂ及び第４排気口列９２ｄは、反応前駆体の専用排気口列として使用される。
【０１０４】
図１１には、原料前駆体噴射口列８０ａ、反応前駆体噴射口列８０ｂ、パージガス噴射口列９０ｓ及び９０ｔ、並びに排気口列９２は、互いに連結されていない噴射口によって構成されているが、それぞれの噴射口は、図１２に図示されているように、互いに連結されてスリット状に具備されてもよい。図１２は、図１１のシャワーヘッド１２０に使用されるスリット状の噴射口を具備する噴射ユニットの底面図である。
【０１０５】
図１１を再び参照し、シャワーヘッド１２０についてさらに説明する。シャワーヘッド１２０は、シャワーヘッド１２０が第１位置７０に置かれたときは、基板５０（図示せず）の第１端が、シャワーヘッド１２０の第１噴射ユニットＳＵ（１）の反応前駆体噴射口列８０ｂと、第２噴射ユニットＳＵ（２）の原料前駆体噴射口列８０ａとの間２１ａに置かれ、基板の第２端は、ｎ番目噴射ユニットＳＵ（ｎ）の反応前駆体噴射口列８０ｂと、前記反応前駆体噴射口列８０ｂから第１方向に、Ｘ−Ｘ１の距離ほど離れた地点との間２１ｂに置かれるように構成されてもよい。前記第１端は、第１噴射ユニットＳＵ（１）の反応前駆体噴射口列８０ｂ上に整列されて位置し、前記第２端は、ｎ番目噴射ユニットＳＵ（ｎ）の反応前駆体噴射口列８０ｂから前記第１方向に、Ｘ−Ｘ１の距離ほど離れた地点に整列されて位置してもよい。
【０１０６】
また、シャワーヘッド１２０は、シャワーヘッド１２０が第２位置に置かれたときは、基板の前記第１端が、シャワーヘッド１２０の第１噴射ユニットＳＵ（１）の原料前駆体噴射口列８０ａと、前記原料前駆体噴射口列８０ａから第１方向の逆方向に、Ｘ−Ｘ１の距離ほど離れた地点との間２２ａに置かれ、基板の前記第２端は、（ｎ−１）番目噴射ユニットＳＵ（ｎ−１）の反応前駆体噴射口列８０ｂと、ｎ番目噴射ユニットＳＵ（ｎ）の原料前駆体噴射口列８０ａとの間２２ｂに置かれるように構成されてもよい。前記第１端は、第１噴射ユニットＳＵ（１）の原料前駆体噴射口列８０ａから第１方向の逆方向に、Ｘ−Ｘ１の距離ほど離れた前記地点に整列されて位置し、前記第２端は、ｎ番目噴射ユニットＳＵ（ｎ）の原料前駆体噴射口列８０ａ上に整列されて位置してもよい。
【０１０７】
図１３を参照し、本発明の実施形態によるシャワーヘッド４２０について説明する。図１３は、シャワーヘッド４２０の底面図である。シャワーヘッド４２０は、シャワーヘッド１２０に、原料前駆体噴射ユニットＳＵ（ｎ＋１）が追加された形態である。追加された原料前駆体噴射ユニットＳＵ（ｎ＋１）は、ｎ番目噴射ユニットＳＵ（ｎ）に隣接してシャワーヘッド４２０の一終端に配置される。原料前駆体噴射ユニットＳＵ（ｎ＋１）は、第１方向に垂直である方向に拡張される原料前駆体噴射口列８０ａを含み、原料前駆体噴射口列８０ａの先後には、排気口列９２ａ及び９２ｂをさらに具備することができる。原料前駆体噴射ユニットＳＵ（ｎ＋１）の原料前駆体噴射口列８０ａは、ｎ番目噴射ユニットＳＵ（ｎ）の原料前駆体噴射口列８０ａから、一定距離Ｘ離れたところに配置される。
【０１０８】
シャワーヘッド４２０は、シャワーヘッド４２０が第１位置に置かれたときは、基板５０（図示せず）の第１端が、シャワーヘッド４２０の第１噴射ユニットＳＵ（１）の反応前駆体噴射口列８０ｂと、第２噴射ユニットＳＵ（２）の原料前駆体噴射口列８０ａとの間２１ａに置かれ、基板の第２端は、原料前駆体噴射ユニットＳＵ（ｎ＋１）の原料前駆体噴射口列８０ａと、前記原料前駆体噴射口列８０ａから第１方向に、Ｘ１の距離ほど離れた地点との間２３ｂに置かれるように構成されてもよい。前記第１端は、第１噴射ユニットＳＵ（１）の反応前駆体噴射口列８０ｂ上に整列されて位置し、前記第２端は、原料前駆体噴射ユニットＳＵ（ｎ＋１）の原料前駆体噴射口列８０ａから前記第１方向に、Ｘ１の距離ほど離れた地点に整列されて位置する。
【０１０９】
また、シャワーヘッド４２０は、シャワーヘッド４２０が第２位置に置かれたときは、基板の前記第１端が、シャワーヘッド１２０の第１噴射ユニットＳＵ（１）の原料前駆体噴射口列８０ａと、前記原料前駆体噴射口列８０ａから第１方向の逆方向に、Ｘ−Ｘ１の距離ほど離れた地点との間２２ａに置かれ、基板の前記第２端は、ｎ番目噴射ユニットＳＵ（ｎ）の原料前駆体噴射口列８０ａと、反応前駆体噴射口列８０ｂとの間２４ｂに置かれるように構成されてもよい。前記第１端は、第１噴射ユニットＳＵ（１）の原料前駆体噴射口列８０ａから第１方向の逆方向に、Ｘ−Ｘ１の距離ほど離れた前記地点に整列されて位置し、前記第２端は、ｎ番目噴射ユニットＳＵ（ｎ）の反応前駆体噴射口列８０ｂ上に整列されて位置する。
【０１１０】
図１１を再び参照すれば、シャワーヘッド１２０を利用して、原子層を蒸着する方法の実施形態は、次の段階を含む。シャワーヘッド４２０を利用して、原子層を蒸着する方法も、同一段階を含む。
【０１１１】
（１）シャワーヘッド１２０を、第１位置７０から第１方向に沿って、第２位置７２に移動させる第１移動段階、
（２）前記第１移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの反応前駆体噴射口列８０ｂを介した反応前駆体の供給は遮断し、噴射ユニットＳＵの原料前駆体噴射口列８０ａを介して、原料前駆体を基板５０上に噴射する段階、
（３）前記第１移動段階が進められる間、少なくとも１つのパージガス噴射口列９０ｓ及び９０ｔを介して、パージガスを基板５０上に噴射する段階、
（４）前記第１移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの排気口列９２ａないし９２ｄのうち少なくとも一つを介して、原料前駆体及びパージガスを排気させる段階、
（５）シャワーヘッド１２０を、第２位置７２から第１方向の逆方向に沿って、第１位置７０に移動させる第２移動段階、
（６）前記第２移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの原料前駆体噴射口列８０ａを介した原料前駆体の供給は遮断し、噴射ユニットＳＵの反応前駆体噴射口列８０ｂを介して、反応前駆体を基板５０上に噴射する段階、
（７）前記第２移動段階が進められる間、少なくとも１つのパージガス噴射口列９０ｓ及び９０ｔを介して、パージガスを基板５０上に噴射する段階、及び
（８）前記第２移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの少なくとも１列の排気口列９２ａないし９２ｄを介して、反応前駆体及びパージガスを排気させる段階を含む。
【０１１２】
本発明の一実施形態によれば、前記第１移動段階及び前記第２移動段階でのシャワーヘッド１２０の移動速度を異なって設定することもできる。例えば、前記第１移動段階の移動速度は、前記第２移動段階での移動速度より速い。移動速度を異にすることにより、原料前駆体と反応前駆体とが噴射される時間を互いに異ならせて調節することができる。
【０１１３】
本発明の一実施形態によれば、前記第１移動段階が完了し、前記第２移動段階が始まる前に、原料前駆体及び反応前駆体の噴射は遮断し、パージガスだけ噴射させて排気する第１パージ追加段階を追加することができる。
【０１１４】
本発明の一実施形態によれば、前記第２移動段階が完了し、前記第１移動段階がさらに始まる前に、原料前駆体及び反応前駆体の噴射は遮断し、パージガスだけ噴射させて排気する第２パージ追加段階を追加することができる。
【０１１５】
前記第１パージ追加段階及び第２パージ追加段階において、それぞれのパージ時間は、互いに異なって調節することができる。パージ時間を異ならせることにより、原料前駆体及び反応前駆体のうちパージが良好に行われない前駆体に対して、さらに長時間の間パージする。
【０１１６】
本発明の一実施形態によれば、前記第１移動段階が進められる間、前記反応前駆体噴射口列８０ｂを介して、パージガスを噴射させることもできる。
【０１１７】
本発明の一実施形態によれば、前記第１移動段階が進められる間、前記記第１排気口列９２ａ及び第３排気口列９２ｃのうち少なくとも一つは排気に連結され、前記原料前駆体及びパージガスの排気動作を進め、前記第２排気口列９２ｂ及び第４排気口列９２ｄは、排気との連結を遮断し、排気動作を中断することができる。この実施形態においては、第１排気口９２ａ及び第３排気口列９２ｃが、原料前駆体専用排気口として使用され、第２排気口列９２ｂ及び第４排気口列９２ｄは、原料前駆体排気用に使用されない。
【０１１８】
本発明の一実施形態によれば、前記第２移動段階が進められる間、前記反応前駆体噴射口列８０ｂを介して、パージガスを噴射させることもできる。
【０１１９】
本発明の一実施形態によれば、前記第２移動段階が進められる間、前記第２排気口列９２ｂ及び第４排気口列９２ｄのうち少なくとも一つは排気に連結され、前記反応前駆体及びパージガスの排気動作を進め、前記記第１排気口列９２ａ及び第３排気口列９２ｃは、排気との連結を遮断し、排気動作を中断することができる。この実施形態においては、第２排気口列９２ｂ及び第４排気口列９２ｄが反応前駆体専用排気口として使用され、第１排気口９２ａ及び第３排気口列９２ｃは、反応前駆体排気用に使用されない。
【０１２０】
本発明の一実施形態によれば、前記第１移動段階及び第２移動段階でのシャワーヘッドの移動距離、すなわち、第１位置７０及び第２位置７２の間隔は、隣接する原料前駆体噴射口列８０ａの間隔Ｘ、または噴射ユニットＳＵの配置間隔Ｘと類似している。シャワーヘッドを原料前駆体噴射口列８０ａの間隔Ｘ、または噴射ユニットＳＵの配置間隔Ｘほど移動させることにより、基板表面全体に、原料前駆体、反応前駆体及びパージガスを噴射させることができる。この実施形態においては、基板表面全体に原子層が蒸着される。
【０１２１】
本発明の一実施形態によれば、基板５０の表面全体ではなく、特定部位にのみ原料前駆体及び反応前駆体を選択的に噴射することにより、基板５０の表面全体ではなく、特定部位にのみ原子層を蒸着することもできる。基板５０の表面の特定部位にのみ原子層を蒸着する場合には、前記実施形態の２番目の段階（２）である原料前駆体を噴射する段階が、次のような段階（２−１）で代替されもする。
【０１２２】
図１１を参照し、２−１段階について説明すれば、次の通りである。
【０１２３】
（２−１）前記第１移動段階が進められる間、シャワーヘッド１２０が、第１位置７０を出発し、第３位置７４に逹するまでは、噴射ユニットＳＵの原料前駆体噴射口列８０ａを介した原料前駆体噴射、及び反応前駆体噴射口列８０ｂを介した反応前駆体の噴射は遮断し、シャワーヘッド１２０が第３位置７４を通過する時点から、第２位置７２に逹するまでは、噴射ユニットＳＵの反応前駆体噴射口列８０ｂを介した反応前駆体の供給は続けて遮断するが、原料前駆体噴射口列８０ａを介しては、原料前駆体を基板上５０に噴射する段階。
【０１２４】
前記（２−１）段階において、第３位置７４は、第１位置７０及び第２位置７２の間に配置され、第１位置７０にさらに近い方に配置される。第３位置７４は、第１位置７０と一致してもよい。
【０１２５】
基板５０の表面の特定部位にのみ原子層を蒸着する場合には、前記実施形態の６番目の段階（６）である反応前駆体を噴射する段階は、次のような段階（６−１）で代替されもする。
【０１２６】
（６−１）前記第２移動段階が進められる間、シャワーヘッド１２０が、第２位置７２を出発し、第４位置７６に逹するまでは、噴射ユニットＳＵの原料前駆体噴射口列８０ａを介した原料前駆体噴射、及び反応前駆体噴射口列８０ｂを介した反応前駆体の噴射は遮断し、シャワーヘッド１２０が第４位置７６を通過する時点から第１位置７０に逹するまでは、噴射ユニットＳＵの原料前駆体噴射口列８０ａを介した原料前駆体の供給は続けて遮断するが、反応前駆体噴射口列８０ｂを介しては、反応前駆体を基板上５０に噴射する段階。
【０１２７】
前記（６−１）段階において、第４位置７６は、第１位置７０及び第２位置７２の間に配置され、第２位置７２にさらに近い方に配置される。第４位置７６は、第２位置７２と一致してもよい。
【０１２８】
前記実施形態において、シャワーヘッド１２０の移動距離、すなわち、第１位置７０及び第２位置７２の間隔は、前記シャワーヘッド１２０において、互いに隣接する原料前駆体噴射口列８０ａの間隔Ｘ、または噴射ユニットＳＵの配置間隔Ｘより狭くすることにより、基板表面全体ではない一部にのみ原料前駆体及び反応前駆体を噴射することができる。原料前駆体及び反応前駆体に同時に露出された基板部位にのみ原子層が蒸着される。
【０１２９】
前記実施形態において、第３位置７４及び第５位置７６の間隔は、前記シャワーヘッド１２０において、互いに隣接する原料前駆体噴射口列８０ａの間隔Ｘ、または噴射ユニットＳＵの配置間隔Ｘより狭くすることにより、基板表面全体ではない一部にのみ原料前駆体及び反応前駆体を噴射することができる。
【０１３０】
シャワーヘッド１２０を利用して、原子層を蒸着する方法の他の実施形態は、次の段階を含む。
【０１３１】
（１）シャワーヘッド１２０を、第１位置７０から第１方向に沿って、第２位置７２に移動させる第１移動段階、
（２）前記第１移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの反応前駆体噴射口列８０ｂを介した反応前駆体の供給は遮断し、噴射ユニットＳＵの原料前駆体噴射口列８０ａを介して、原料前駆体を基板５０上に噴射する段階、
（３）前記第１移動段階が進められる間、少なくとも１つのパージガス噴射口列９０ｓ及び９０ｔを介して、パージガスを基板５０上に噴射する段階、
（４）前記第１移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの排気口列９２ａないし９２ｄのうち少なくとも一つを介して、原料前駆体及びパージガスを排気させる段階、
（５）シャワーヘッド１２０を、第２位置７２から第１方向の逆方向に沿って、第１位置７０に移動させる第２移動段階、
（６）前記第２移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの原料前駆体噴射口列８０ａ、及び反応前駆体噴射口列８０ｂを介した前駆体の供給は遮断し、少なくとも１つのパージガス噴射口列９０ｓ及び９０ｔを介して、パージガスを基板５０上に噴射させる段階、
（７）前記第２移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの排気口列９２ａないし９２ｄのうち少なくとも一つを介して、前記パージガスを排気させる段階、
（８）シャワーヘッド１２０を、第１位置７０から第１方向に沿って、第２位置７２にさらに移動させる第３移動段階、
（９）前記第３移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの原料前駆体噴射口列８０ａを介した原料前駆体の供給は遮断し、噴射ユニットＳＵの反応前駆体噴射口列８０ｂを介して、反応前駆体を基板５０上に噴射させる段階、
（１０）前記第３移動段階が進められる間、少なくとも１つのパージガス噴射口列９０ｓ及び９０ｔを介して、パージガスを基板５０上に噴射させる段階、及び
（１１）前記第３移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの少なくとも１列の排気口列９２ａないし９２ｄを介して、反応前駆体及びパージガスを排気させる段階を含む。
【０１３２】
本発明の他の実施形態によれば、前記第１移動段階が進められる間、前記反応前駆体噴射口列８０ｂを介して、パージガスを噴射させることもできる。
【０１３３】
本発明の一実施形態によれば、前記第１移動段階が進められる間、前記記第１排気口列９２ａ及び第３排気口列９２ｃのうち少なくとも一つは排気に連結され、前記原料前駆体及びパージガスの排気動作を進め、前記第２排気口列９２ｂ及び第４排気口列９２ｄは、排気との連結を遮断し、排気動作を中断することができる。この実施形態においては、第１排気口９２ａ及び第３排気口列９２ｃが、原料前駆体専用排気口として使用され、第２排気口列９２ｂ及び第４排気口列９２ｄは、原料前駆体排気用に使用されない。
【０１３４】
本発明の一実施形態によれば、前記第３移動段階が進められる間、前記反応前駆体噴射口列８０ｂを介して、パージガスを噴射させることもできる。
【０１３５】
本発明の一実施形態によれば、前記第３移動段階が進められる間、前記第２排気口列９２ｂ及び第４排気口列９２ｄのうち少なくとも一つは排気に連結され、前記反応前駆体及びパージガスの排気動作を進め、前記記第１排気口列９２ａ及び第３排気口列９２ｃは、排気との連結を遮断し、排気動作を中断することができる。この実施形態においては、第２排気口列９２ｂ及び第４排気口列９２ｄが反応前駆体専用排気口として使用され、第１排気口９２ａ及び第３排気口列９２ｃは、反応前駆体排気用に使用されない。
【０１３６】
本発明の一実施形態によれば、前記第２移動段階が進められる間、前記第１排気口列９２ａ、第２排気口列９２ｂ、第３及排気口列９２ｃび第４排気口列９２ｄは、排気との連結を遮断し、排気動作を中断することができる。この実施形態においては、パージガス噴射口列９０ｓ及び９０ｔから噴射されたパージガスは、基板支持台１１０上に具備される排気口１１２ａ（図１５）、または基板支持台周辺に具備される排気口１０９（図１８）を介して排気される。
【０１３７】
本発明の一実施形態によれば、前記第２移動段階が進められる間、前記第１物質噴射口列８０ａ及び前記第２物質噴射口列８０ｂを介してパージガスが噴射されてもよい。
【０１３８】
本発明の一実施形態によれば、前記第１移動段階、第２移動段階及び第３移動段階でのシャワーヘッドの移動速度は、互いに異なってもよい。
【０１３９】
本発明の一実施形態によれば、前記第１移動段階、第２移動段階及び第３移動段階でのシャワーヘッドの移動距離、すなわち、第１位置７０及び第２位置７２の間隔は、隣接する第１物質噴射口列８０ａの間隔Ｘ、または噴射ユニットＳＵの配置間隔Ｘと類似している。シャワーヘッドを、第１物質噴射口列８０ａの間隔Ｘ、または噴射ユニットＳＵの配置間隔Ｘほど移動させることにより、基板表面全体に、第１物質、第２物質及びパージガスを噴射させることができる。
【０１４０】
前記実施形態において、前記第１移動段階、第２移動段階及び第３移動段階でのシャワーヘッド１２０の移動距離、すなわち、第１位置７０及び第２位置７２の間隔は、前記シャワーヘッド１２０において、互いに隣接する原料前駆体噴射口列８０ａの間隔Ｘ、または噴射ユニットＳＵの配置間隔Ｘより狭くすることにより、基板表面全体ではない一部にのみ原料前駆体及び反応前駆体を噴射させることができる。
【０１４１】
本発明の一実施形態によれば、図１１を参照して説明した噴射ユニットＳＵには、第１パージガス噴射口列９０ａ、第２パージガス噴射口列９０ｂ、第３パージガス噴射口列９０ｃ及び第４パージガス噴射口列９０ｄのうち少なくとも一つが追加されてもよい。図１４は、パージガス噴射口列９０ａないし９０ｄが追加された噴射ユニットＳＵの底面図である。第１パージガス噴射口列９０ａは、第１排気口列９２ａと、第１物質噴射口列８０ａとの間に配置され、第２パージガス噴射口列９０ｂは、第１物質噴射口列８０ａと、第３排気口列９２ｃとの間に配置され、第３パージガス噴射口列９０ｃは、第４排気口列９２ｄと、第２物質噴射口列８０ｂとの間に配置され、第４パージガス噴射口列９０ｄは、第２物質噴射口列８０ｂと、第２排気口列９２ｂとの間に配置される。
【０１４２】
第１物質噴射口列８０ａから噴射された第１物質は、隣接したパージガス噴射口列９０ａ及び９０ｂから噴射されたパージガスと共に、第１排気口９２ａ及び第３排気口列９２ｃのうち少なくとも一つを介して排気され、第２物質噴射口列８０ｂから噴射された第２物質は、隣接したパージガス噴射口列９０ｃ及び９０ｄから噴射されたパージガスと共に、第２排気口列９２ｂ及び第４排気口列９２ｄのうち少なくとも一つを介して排気される。パージガス噴射口列９０ｔから噴射されたパージガスは、第３排気口９２ｃ及び第４排気口列９２ｄのうち少なくとも一つを介して排気される。
【０１４３】
図１４を参照して説明した噴射ユニットＳＵは、図１１及び図１３を参照して説明したシャワーヘッド１２０及び４２０に使用されもする。
【０１４４】
図１５及び図１６を参照し、本発明の実施形態による基板支持台１１０について説明する。図１５は、シャワーヘッド１２０なしに、基板支持台１１０だけの平面図であり、図１６は、シャワーヘッド１２０が、第１位置７０に配置された状態の基板支持台１１０及びシャワーヘッド１２０の平面図である。
【０１４５】
基板支持台１１０は、基板５０が載せられ、基板と接触する第１領域（１１０ａ内部）、シャワーヘッド１２０が、第１位置７０及び第２位置７２を移動する間、シャワーヘッド１２０によって覆われる第２領域（１１０ａ外部と１１０ｂ内部との間の領域）、及びシャワーヘッド１２０によって覆われない第３領域（１１０ｂ外部と１１０ｃ内部との間の領域）から構成される。基板支持台１１０の第１領域には、基板５０を加熱するための加熱装置が埋め込まれ、第２領域及び第３領域には、冷却水管が埋め込まれ、第２領域及び第３領域を冷却させるように構成される。
【０１４６】
前記第３領域上には、前記第２領域との境界に沿って、前記第２領域を取り囲むように配置される排気口列１１２ａが具備されてもよい。排気口列１１２ａは、シャワーヘッド１２０の外部からシャワーヘッド１２０の内部に流入しうる異物を排気させたり、あるいはシャワーヘッド１２０から外部に漏れる原料前駆体または反応前駆体を排気させたりするように構成される。
【０１４７】
基板支持台１１０の前記第２領域上には、前記第３領域に隣接し、前記第３領域に沿って配置される排気口列１１２ｂが具備される。前記第２領域の残りの部分にも、排気口列１１２ｃが具備される。排気口列１１２ｂ及び１１２ｃは、シャワーヘッド１２０から外部に漏れる原料前駆体及び反応前駆体を排気させるように構成される。
【０１４８】
一実施形態によれば、前記第２領域上に具備された排気口列１１２ｂは、パージガス噴射口列に代替されもする。パージガス噴射口列１１２ｂに噴射されたパージガスは、シャワーヘッド１２０が必要とするパージガスの供給を補充したり、あるいは基板支持台１１０の第２領域が、原料前駆体及び反応前駆体で汚染されることを防止したりするために使用される。
【０１４９】
一実施形態によれば、前記第２領域上に具備された排気口列１１２ｃは、パージガス噴射口列に代替されてもよい。パージガス噴射口列１１２ｃに噴射されたパージガスは、シャワーヘッド１２０が必要とするパージガスの供給を補充したり、あるいは基板支持台１１０の第２領域が原料前駆体及び反応前駆体で汚染されることを防止したりするために使用される。
【０１５０】
図１７及び図１８を参照し、本発明の実施形態によるシャワーヘッド１２０及び基板支持台１１０保護用チャンバ１９０について説明する。図１７は、保護用チャンバ１９０の立体透視図であり、図１８は、保護用チャンバ１９０が設けられた原子層蒸着装置１００の断面図である。
【０１５１】
保護用チャンバ１９０は、シャワーヘッド支持台１０６に固定され、シャワーヘッド支持台１０６から基板支持台１１０の方に拡張される側壁（sidewall）を含む。保護用チャンバ１９０の下部面は、基板支持台１１０に向けて開放される。保護用チャンバ１９０は、シャワーヘッド支持台１０６に固定されるので、シャワーヘッド支持台１０６が、垂直移動するにつれて、シャワーヘッド１２０と共に垂直に移動することができる。保護用チャンバ１９０は、開放された下部面を介して、シャワーヘッド１２０及び基板支持台１１０に接近することができる。
【０１５２】
図１８に図示されているように、保護用チャンバ１９０は、シャワーヘッド１２０が原子層蒸着位置に置かれるときは、保護用チャンバ１９０の下端部終端が、原子層蒸着装置１００の下部フレーム１０２と、基板支持台１１０との間に形成される排気口１０９の近辺、または排気口１０９の内側まで下るように構成されてもよい。排気口１０９は、基板支持台１１０の周辺に沿って形成されながら、排気ポート１１２を介して真空ポンプと連結される。シャワーヘッド支持台１０６の下部に設けられたガス噴射口１５０から噴射されるパージガスは、保護用チャンバ１９０によって外部と遮断されながら、排気口１０９を介して排気される。
【０１５３】
図１８に図示されているように、原子層蒸着装置１００は、外郭チャンバ１０５をさらに含んでもよい。外郭チャンバは、上部フレーム１０４と下部フレーム１０２との間で拡張されて密閉された空間を提供し、外郭チャンバ１０５内部には、基板支持台１１０、シャフト１０３、シャワーヘッド支持台１０６及びシャワーヘッド１２０が配置される。外郭チャンバ１０５には、基板が出入りすることが可能なようにドア（図示せず）が設けられてもよい。
【０１５４】
本発明は、特定の実施形態を参照して説明したが、本発明は、そのように説明された特定の実施形態によって制限されるものではなく、本発明の主旨による変形された実施形態についても有効に適用される。例えば、半導体基板だけではなく、他の対象に原子層を蒸着するために使用される。また本発明は、四角形の基板上に原子層を蒸着するための装置及び方法について、例を挙げて説明したが。多様な形態の基板についても使用される。例えば、基板が円形である場合には、図１９に図示されているように、シャワーヘッド１２０または噴射口面１２０ａの両端１２０ｒが円形基板５０を覆い包むように曲面形態で構成されてもよい。図１９は、円形基板５０に原子層を蒸着するためのシャワーヘッド１２０の底面図である。図１９のシャワーヘッド１２０に使用された噴射ユニットＳＵには、排気口列９２及びパージガス噴射口列９０は、図示されていないが、図１１及び図１４を参照して説明した噴射ユニットＳＵが、図１９のシャワーヘッド１２０でも、噴射ユニットＳＵとして使用される。
【０１５５】
本発明は、シャワーヘッド１２０を直線往復移動させながら、原子層を蒸着する装置及び方法について説明したが、直線往復移動の代わりに、回転往復移動を行いながら原子層を蒸着する装置及び方法も可能である。図２０及び図２１を参照し、回転往復移動させながら原子層を蒸着する装置及び方法について説明する。
【０１５６】
図２０は、回転往復移動装置を具備した原子層蒸着装置５００の平面図であり、図２１は、図２０に図示された切断線５１０による原子層蒸着装置５００の切断面である。原子層蒸着装置５００は、基板支持台１１０の上部に具備される回転シャワーヘッド５２０を含む。回転シャワーヘッド５２０の一終端５２０ａは、シャフト５２４に締結され、シャフト５２４は、原子層蒸着装置５００のフレーム、例えば、下部フレーム１０２に回転自在に締結される。シャフト５２４は、垂直軸５３０を中心に回転するように構成される。このために、シャフト５２４は、回転駆動装置（図示せず）に連結される。
【０１５７】
シャワーヘッド５２０の反対側終端５２０ｂは、シャフト５２４から近辺に位置する基板５０のエッジを経て、遠方に位置する基板５０のエッジの近辺まで延長されるように構成される。従って、シャワーヘッド５２０の両端間の長さは、基板５０の直径または幅より長いように構成される。
【０１５８】
シャワーヘッド５２０の底面には、噴射口面１２０ａが具備される。噴射口面１２０ａには、図１１を参照して説明した噴射ユニットＳＵが少なくとも一つ具備される。図１４を参照して説明した噴射ユニットＳＵが具備されてもよい。参考までに、図１４を参照して説明した噴射ユニットＳＵが具備された回転シャワーヘッド５２０の底面図を、図２２に図示した。噴射ユニットＳＵは、噴射口列がシャワーヘッド５２０の長手方向に沿って配置されるように、噴射口面１２０ａ上に配置される。噴射ユニットＳＵは、図３及び図４を参照して説明したガス噴射制御装置１７０、原料ガス供給源１７２、反応ガス供給源１７２、パージガス供給源１７２及び排気ポンプ１７２に連結される。
【０１５９】
シャワーヘッド５２０は、シャフト５２４を垂直軸５３０を中心に回転させることによって、第１角位置５３０ａと第２角位置５３０ｂとの間を往復移動することができる。第１角位置５３０ａと第２角位置５３０ｂとの角度５２０ａは、９０°小さい。第１角位置５２０ａは、シャワーヘッド５２０の原料前駆体噴射口列８０ａから噴射される原料前駆体、または反応前駆体噴射口列８０ｂから噴射される反応前駆体が、基板５０の一方エッジ５０ａをコーティングすることができる位置である。第２角位置５２０ｂは、シャワーヘッド５２０の反応前駆体噴射口列８０ｂから噴射される原料前駆体、または原料前駆体噴射口列８０ａから噴射される原料前駆体が、基板５０の反対側エッジ５０ｂをコーティングすることができる位置である。第１角位置５２０ａでは、原料前駆体噴射口列８０ａまたは反応前駆体噴射口列８０ｂが、前記一方エッジ５０ａと隣接して垂直に整列され、第２角位置５２０ｂでは、反応前駆体噴射口列８０ｂまたは原料前駆体噴射口列８０ｂが、前記反対側エッジ５０ｂと隣接して垂直に整列される。
【０１６０】
原子層蒸着装置５００の基板支持台１１０の周辺には、多数の排気口１１２ａが配置される。排気口１１２ａは、シャワーヘッド５２９の噴射口面１２０ａから噴射される原料前駆体、反応前駆体及びパージガスを排気させるように構成される。回転シャワーヘッド５２０は、噴射口面１２０ａと基板５０の表面との間隔が０．１ｍｍから３０ｍｍの範囲になるように配置されてもよい。基板支持台１１０、回転シャワーヘッド５２０は、図２１に図示されているように、チャンバ１０５内に設けられてもよい。
【０１６１】
図２０及び図２２を参照すれば、シャワーヘッド５２０を利用して、原子層を蒸着する方法の実施形態は、次の段階を含む。
【０１６２】
（１）シャワーヘッド５２０を、第１角位置５２０ａから第２角位置５２０ｂに回転移動させる第１移動段階、
（２）前記第１移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の反応前駆体噴射口列８０ｂを介した反応前駆体の供給は遮断し、シャワーヘッド５２０の原料前駆体噴射口列８０ａを介して、原料前駆体を基板５０上に噴射させる段階、
（３）前記第１移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の少なくとも１つのパージガス噴射口列９０ｔを介して、パージガスを基板５０上に噴射させる段階、
（４）前記第１移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の排気口列９２ａないし９２ｄのうち少なくとも一つを介して、原料前駆体及びパージガスを排気させる段階、
（５）シャワーヘッド５２０を、第２角位置５２０ｂから第１角位置５２０ａに逆回転移動させる第２移動段階、
（６）前記第２移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の原料前駆体噴射口列８０ａを介した原料前駆体の供給は遮断し、シャワーヘッド５２０の反応前駆体噴射口列８０ｂを介して、反応前駆体を基板５０上に噴射させる段階、
（７）前記第２移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の少なくとも１つのパージガス噴射口列９０ｔを介して、パージガスを基板５０上に噴射させる段階、及び
（８）前記第２移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の少なくとも１列の排気口列９２ａないし９２ｄを介して、反応前駆体及びパージガスを排気させる段階を含む。
【０１６３】
シャワーヘッド５２０を利用して、原子層を蒸着する方法の他の実施形態は、次の段階を含む。
【０１６４】
（１）シャワーヘッド５２０を、第１角位置５２０ａから第２角位置５２０ｂに回転移動させる第１移動段階、
（２）前記第１移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の反応前駆体噴射口列８０ｂを介した反応前駆体の供給は遮断し、シャワーヘッド５２０の原料前駆体噴射口列８０ａを介して、原料前駆体を基板５０上に噴射させる段階、
（３）前記第１移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の少なくとも１つのパージガス噴射口列９０ｔを介して、パージガスを基板５０上に噴射させる段階、
（４）前記第１移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の排気口列９２ａないし９２ｄのうち少なくとも一つを介して、原料前駆体及びパージガスを排気させる段階、
（５）シャワーヘッド５２０を、第２角位置５２０ｂから第１角位置５２０ａに逆回転移動させる第２移動段階、
（６）前記第２移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の原料前駆体噴射口列８０ａ、及び反応前駆体噴射口列８０ｂを介した前駆体の供給は遮断し、少なくとも１つのパージガス噴射口列９０ｔを介して、パージガスを基板５０上に噴射させる段階、
（７）前記第２移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の排気口列９２ａないし９２ｄのうち少なくとも一つを介して、前記パージガスを排気させる段階、
（８）シャワーヘッド５２０を、第１角位置５２０ａから第２角位置５２０ｂにさらに回転移動させる第３移動段階、
（９）前記第３移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の原料前駆体噴射口列８０ａを介した原料前駆体の供給は遮断し、シャワーヘッド５２０の反応前駆体噴射口列８０ｂを介して、反応前駆体を基板５０上に噴射させる段階、
（１０）前記第３移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の少なくとも１つのパージガス噴射口列９０ｔを介して、パージガスを基板５０上に噴射させる段階、及び
（１１）前記第３移動段階が進められる間、シャワーヘッド５２０の少なくとも１列の排気口列９２ａないし９２ｄを介して、反応前駆体及びパージガスを排気させる段階を含む。
【０１６５】
図１１を参照して説明したシャワーヘッド１２０は、図２３に図示されているように、少なくとも１つのパージガス噴射口面１２０ｎを具備することができる。図２３は、パージガス噴射口面１２０ｎを具備するシャワーヘッド１２０ｘの底面図である。パージガス噴射口面１２０ｎは、噴射口面１２０ａ上に具備され、シャワーヘッド１２０ｘの移動方向である第１方向と平行に、噴射口面１２０ａの一終端から反対側終端まで拡張されるように具備されてもよい。パージガス噴射口面１２０ｎには、原料前駆体及び反応前駆体噴射口が具備されず、パージガス噴射口９０ｘだけが具備される。排気口９２ｘも具備されてもよい。排気口９２ｘ列は、パージガス噴射口面１２０ｎの第１方向に平行なエッジに沿って配列されてもよい。パージガス噴射口９０ｘ列は、排気口９２ｘ列間に配置されてもよい。
【０１６６】
パージガス噴射口面１２０ｎの下部に対応する基板５０上には、原料前駆体及び反応前駆体が噴射されないので、原子層蒸着が起こらない。基板５０（図２３に図示せず）上において、原子層薄膜の蒸着を所望しない部位５０ａ（図２３に図示せず）が存在する場合、パージガス噴射口面１２０ｎを前記部位５０ａに整列させるように噴射口面１２０ａ上に配置することにより、前記部位５０ａに原子層が蒸着されることを防止することができる。
【０１６７】
一実施形態によれば、パージガス噴射口面１２０ｎは、パージガス噴射口９０ｘ及び排気口９２ｘを具備しないことにより、いかなるガスも噴射されないように構成されてもよい。
【０１６８】
一実施形態によれば、パージガス噴射口面１２０ｎは、排気口９２ｘのみを具備するように構成されてもよい。
【０１６９】
パージガス噴射口面１２０ｎの幅、位置及び数は、前記部位５０ａの形状及び配置によって調節される。
【０１７０】
図２３をさらに参照すれば、一実施形態によれば、シャワーヘッド１２０ｘを利用して、原子層を蒸着する方法は、次の段階を含む。
【０１７１】
（１）シャワーヘッド１２０ｘを、第１位置７０から第１方向に沿って、第２位置７２に移動させる第１移動段階、
（２）前記第１移動段階が進められる間、前記シャワーヘッド１２０ｘが、前記第１位置７０を出発し、第３位置７４に逹するまでは、噴射ユニットＳＵの原料前駆体噴射口列８０ａを介した原料前駆体噴射、及び反応前駆体噴射口列８０ｂを介した反応前駆体の噴射は遮断し、前記シャワーヘッド１２０ｘが前記第３位置７４を通過する時点から、前記第２位置７２に逹するまでは、噴射ユニットＳＵの反応前駆体噴射口列８０ｂを介した反応前駆体の供給は続けて遮断するが、原料前駆体噴射口列８０ａを介しては、原料前駆体を基板上５０に噴射させる段階、
（３）前記第１移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの少なくとも１つのパージガス噴射口列９０ｓ及び９０ｔを介して、パージガスを基板５０上に噴射させる段階、
（４）前記第１移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの排気口列９２ａないし９２ｄのうち少なくとも一つを介して、原料前駆体及びパージガスを排気させる段階、
（５）シャワーヘッド１２０ｘを、第２位置７２から第１位置７０に移動させる第２移動段階、
（６）前記第２移動段階が進められる間、前記シャワーヘッド１２０ｘが、前記第２位置７２を出発し、第４位置７６に逹するまでは、噴射ユニットＳＵの原料前駆体噴射口列８０ａを介した原料前駆体噴射、及び反応前駆体噴射口列８０ｂを介した反応前駆体の噴射は遮断し、前記シャワーヘッド１２０ｘが、前記第４位置７６を通過する時点から、前記第１位置に逹するまでは、噴射ユニットＳＵの原料前駆体噴射口列８０ａを介した原料前駆体の供給は続けて遮断するが、反応前駆体噴射口列８０ｂを介しては、反応前駆体を基板上５０に噴射させる段階、
（７）前記第２移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの少なくとも１つのパージガス噴射口列９０ｓ及び９０ｔを介して、パージガスを基板５０上に噴射させる段階、及び
（８）前記第２移動段階が進められる間、噴射ユニットＳＵの少なくとも１列の排気口列９２ａないし９２ｄを介して、反応前駆体及びパージガスを排気させる段階を含む。
【０１７２】
前記実施形態において、原子層は、シャワーヘッド１２０ｘが、第３位置７４及び第４位置７６の間に位置するときだけ基板５０上に形成され、シャワーヘッド１２０ｘが、第１位置７０及び第３位置７４の間に位置するか、第２位置７２及び第４位置７６の間に位置するときは、形成されない。原子層が形成されるためには、原料前駆体及び反応前駆体がいずれも必要である。
【０１７３】
前記実施形態において、第３位置７２は、第１位置７０及び第２位置７２の間に配置され、第１位置７０にさらに近いように配置されてもよい。第１位置７０と第３位置７４とが一致してもよい。
【０１７４】
前記実施形態において、第４位置７６は、第１位置７０及び第２位置７２の間に配置され、第２位置７２にさらに近いように配置されてもよい。第２位置７２と第４位置７６とが一致してもよい。
【０１７５】
前記実施形態において、シャワーヘッド１２０ｘの移動距離、すなわち、第１位置７０及び第２位置７２の間隔を、互いに隣接する第１物質噴射噴射口列８０ａの間隔Ｘ、または噴射ユニットＳＵの配置間隔Ｘより狭くすることにより、基板表面全体ではない一部にのみ原料前駆体及び反応前駆体を噴射させることができる。
【０１７６】
前記実施形態において、パージガス噴射口面１２０ｎを介して、原料前駆体及び反応前駆体が噴射されず、パージガスが噴射されてもよい。
【０１７７】
前記実施形態において、パージガス噴射口面１２０ｎを介して、原料前駆体及び反応前駆体が噴射されず、排気のみ行われてもよい。
【０１７８】
前記実施形態において、パージガス噴射口面１２０ｎを介して、原料前駆体及び反応前駆体が噴射されず、パージガス噴射及び排気のみ行われてもよい。
【０１７９】
図２４を参照し、図２３に図示されたシャワーヘッド１２０ｘによって、基板５０上に蒸着される原子層の形状について説明する。図２４は、基板５０の平面図である。
【０１８０】
基板５０上には、シャワーヘッド１２０ｘの第１噴射ユニットであるＳＵ（１）によって蒸着された第１原子層領域２１０（１）、第２噴射ユニットであるＳＵ（２）によって蒸着された第２原子層領域２１０（２）、…、第（ｎ−１）噴射ユニットであるＳＵ（ｎ−１）によって蒸着された第（ｎ−１）原子層領域２１０（ｎ−１）、第ｎ噴射ユニットであるＳＵ（ｎ）によって蒸着された第ｎ原子層領域２１０（ｎ）が形成される。例えば、シャワーヘッド１２０ｘが、第１噴射ユニットＳＵ（１）のみを具備した場合には、基板５０上に、第１原子層領域２０１（１）のみ形成される。
【０１８１】
原子層領域２１０の第１方向への幅２４０は、図２３を参照して説明した第３位置７４と第４位置７６との間隔によって決定される。原子層領域２１０は、互いに隔離されており、基板５０の移動方向である第１方向に対して平行な方向への隔離２２０は、前記図２３を参照して説明した実施形態による原子層蒸着方法によって具現される隔離であり、第１方向に対して垂直方向への隔離２３０は、シャワーヘッド１２０ｘのパージガス噴射口面１２０ｎによって具現される隔離である。第１方向に対して平行な方向への隔離２２０は、第３位置７４と第４位置７６との間隔を変更することによって調節可能な隔離であり、第１方向に対して垂直方向への隔離２３０は、シャワーヘッド１２０ｘのパージガス噴射口面１２０ｎの幅、構成または形状を変更することによって調節可能な隔離である。このように、本発明の実施形態によれば、別途のシャドーマスクなしにも、基板５０上の特定地域にのみ選択的に原子層を蒸着することが可能である。
【０１８２】
本発明は、特定の実施形態を参照して説明したが、本発明は、そのように説明された特定の実施形態によって制限されるものではなく、本発明の主旨による変形された実施形態についても有効に適用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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