원자층 증착 시스템 및 연성 기판을 코팅하기 위한 방법 document_id A220623066424

원자층 에피택시(ALE: Atomic Layer Epitaxy)로서 이전에 알려진, 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)은 전계 발광(EL) 디스플레이 패널 제조시, 반도체 집적 회로 제조시, 및 다른 목적에서의 사용을 위해 알려진 박막 증착 프로세스이다. Suntola 등의 미국 특허 번호 제 4,058,430 호, Harkonen 등의 미국 특허 출원 공보 번호 제 US 2004/0208994 A1 호, Aitchison 등의 미국 특허 출원 번호 제 US 2004/0124131 호, 및 Maula 등의 미국 특허 출원 번호 제 US 2005/0011555 A1 호를 참조해보라, 이들 명세서는 참조로 여기에 모두 병합된다. ALD는 원자층 에피택시(T.Suntola와 M.Simpson, eds., Blackie and Son Ltd., 글래스고우, 1990년)에 기술된 바와 같이, 물리 증착법(PVD)(예를 들면, 증발 또는 스퍼터링) 및 화학 증착법(CVD)과 같은, 다른 박막 증착 방법 보다 몇 가지 이점을 제공하며, 이들 방법은 참조에 의해 여기에 병합된다. 선구 물질의 흐름이 정적이고(즉, 흐름 속도는 처리 동안 불변이다), 이 기판이 반응 챔버에 동시에 존재하는 복수의 선구물질에 노출되는 CVD와 대조적으로, ALD 처리에서의 선구물질 흐름은 다이나믹하고 순차적이어서, 기판은 한번에 하나의 선구물질에만 노출된다. 종래에는 성공적인 ALD 성장은 2개 이상의 다른 선구물질 증기를 기판 주위의 반응 공간으로의 순차적 도입을 요구한다. ALD는 보통 높은 온도 및 낮은 압력에서 수행된다. 예를 들면, 반응 공간은 200℃와 600℃ 사이로 가열되고, 0.1밀리바와 50밀리바 사이의 압력에서 동작될 수 있다. 일반적인 ALD 반응로에서, 반응 공간은 하나 이상의 기판을 수용하도록 크기를 갖는 반응 챔버에 의해 경계가 정해진다. 하나 이상의 선구물질 재료 전달 시스템(또한, "선구물질 소스"로도 알려짐)은 일반적으로 반응 챔버에 선구 물질을 공급하기 위해 제공된다. 기판이 반응 챔버에 로딩되고 원하는 처리 온도로 가열된 이후, 제 1 선구물질 증기가 기판 위쪽으로 향하게 된다. 이 선구물질 증기 중 일부는 기판의 표면에 화학적 흡착 또는 흡착되어 모노층 막을 만든다. 순 ALD에서, 선구물질 증기의 분자는 다른 유사 분자에 부착되지 않을 것이며, 따라서 이 프로세스는 자체 제한적이다. 다음으로, 반응 공간은 제 1 증기 및 임의의 휘발성 반응물에 대한 초과량을 제거하도록 퍼지된다(purged). 퍼징(purging)은 일반적으로 제 1 선구물질과 비반응성인 비활성 퍼지 가스를 이용하여 반응 공간을 씻어 내림으로써 성취된다. 퍼징 이후, 제 2 선구물질 증기가 도입된다. 제 2 선구물질 증기 분자는 화학적으로 흡착되거나, 그렇지 않으면 화학적 흡착 또는 흡착된 제 1 선구물질 분자와 반응하여 제 1 및 제 2 선구물질의 박막물을 형성한다. ALD 사이클을 완성하기 위해, 반응 공간은 다시 비활성 퍼지 가스로 퍼징되어 임의의 휘발성 반응물뿐만 아니라 제 2 증기의 임의 초과량을 제거한다. 제 1 선구물질 펄스, 퍼지, 제 2 선구물질 펄스, 및 퍼지의 단계들은 일반적으로 막의 원하는 두께가 달성될 때까지 수백 또는 수천회 반복된다. 종래에는, 요구되는 온도, 압력, 및 반응 챔버 조건이 비교적 작은 크기의 기판상의 증착으로 ALD 기술을 제한하고 있다. 예를 들면, ALD의 알려진 사용은 EL 디스플레이 패널 및 반도체 웨이퍼를 포함한다.