KR101213291B1 - Method And System for forming a thin film using an Liquid-Vapor Hybrid Atomic Layer Deposition Method - Google Patents
Method And System for forming a thin film using an Liquid-Vapor Hybrid Atomic Layer Deposition Method Download PDFInfo
- Publication number
- KR101213291B1 KR101213291B1 KR1020100138742A KR20100138742A KR101213291B1 KR 101213291 B1 KR101213291 B1 KR 101213291B1 KR 1020100138742 A KR1020100138742 A KR 1020100138742A KR 20100138742 A KR20100138742 A KR 20100138742A KR 101213291 B1 KR101213291 B1 KR 101213291B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- reactant
- purge
- thin film
- substrate
- atomic layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
- H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
- H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
- H01L21/02046—Dry cleaning only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명은 원자층 박막형성방법(ALD)에 대한 획기적인 개선을 하였다.
본 발명에 따르면, 진공 챔버가 필요없는 상압 하에서 반응물을 액체로 제조하고, 상기 반응물 용액에 기판을 담가 갔다 뺀 후, 퍼지하여 기판 표면에서 화학적으로 반응하여 1차 박막을 형성한 것 외의 물리적 흡착물(리간드)을 제거하고, 다시 상기 리간드보다 상기 1차 박막과 화학적 결합력이 더 큰 반응물을 액체로 제조하여 상기 기판을 담가 갔다 뺀 후, 퍼지하여 원하는 박막을 원자층 두께로 형성할 수 있다. The present invention has been a significant improvement on the atomic layer thin film formation method (ALD).
According to the present invention, a physical adsorbent except that the reactant is prepared as a liquid under normal pressure without a vacuum chamber, the substrate is immersed in and removed from the reactant solution, and then purged to chemically react on the surface of the substrate to form a primary thin film. The (ligand) may be removed, and a reactant having a greater chemical bonding force with the primary thin film than the ligand may be prepared as a liquid, soaked and removed from the substrate, and then purged to form a desired thin film having an atomic layer thickness.
Description
본 발명은 표면 반응을 이용한 박막 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공을 사용하지 않아 생산비용 절감이 가능하며, 원료 액체와 반응 액체가 서로 분리되어 순차적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 신규한 원자층 증착법에 의한 박막 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a thin film using a surface reaction, and more particularly, it is possible to reduce production costs by not using a vacuum, and a novel atom characterized in that a raw material liquid and a reaction liquid are sequentially supplied separately from each other. A thin film formation method by a layer vapor deposition method.
일반적으로, 박막은 반도체 소자, 액정표시소자(liquid-crystal display), 전자 발광 박막 표시 소자(electroluminescent thin film display), 철강, 비철강 등 다양한 분야에 사용되는 일반 절연, 고유전성 유전체, 배선, 전극, 금속 확산 방지막, 내부식 방지막, 내산화 방지막 등을 만드는데 흔히 사용된다.In general, the thin film is a general insulation, high dielectric dielectric, wiring, electrode used in various fields such as semiconductor devices, liquid-crystal display, electroluminescent thin film display, steel, non-steel It is commonly used to make metal diffusion barrier, anti-corrosion and anti-oxidation film.
상기 박막은 졸겔법(sol-gel), 전기도금법(electro-plating), 스퍼터링법(sputtering), 증기법(evaporation method), 화학기상증착법(chemical vapor deposition) 및 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition)법 등 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다.The thin film is sol-gel, electro-plating, sputtering, evaporation, chemical vapor deposition and atomic layer deposition. It may be formed by a variety of methods.
졸겔법은 습식 공정(wet process)의 한가지 방법으로, 진공을 사용하지 않기 때문에 생산 비용을 낮출 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 일반적으로 진공을 사용하는 방법에 비하여 막이 치밀하지 못하여 진공방식에 비하여 전기적 특성 및 내부식, 내산화 특성이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 습식 공정 중 전기도금법은 졸겔법에 비하여 치밀한 막을 얻을 수 있으나, 대면적의 제품에 적용하는 경우 전류가 특정 지점에 집중되는 현상으로 인하여, 균일한 두께를 얻기 매우 힘들다는 단점을 가지고 있다. The sol-gel method is one of the wet processes and has the advantage of lowering the production cost because no vacuum is used. However, the sol-gel method is generally less dense than the vacuum method, so the electrical characteristics are lower than those of the vacuum method. And it has a disadvantage of low corrosion resistance and oxidation resistance. The electroplating method in the wet process can obtain a dense film compared to the sol-gel method, but when applied to a large-area product has a disadvantage that it is very difficult to obtain a uniform thickness due to the phenomenon that the current is concentrated at a specific point.
스퍼터링, 증기법, 화학기상 증착법의 경우, 진공공정을 사용하기 때문에 생산 비용이 크게 증가하는 단점을 가지고 있으나, 일반적인 습식법에 비하여 치밀하고, 균일한 막을 얻을 수 있다는 장점을 지니고 있어 널리 이용되고 있다. 그러나, 스퍼터링(sputtering)법의 경우 형성된 박막의 단차피복성(step coverage)이 나쁘기 때문에 요철이 있는 표면에 균일한 두께의 막을 형성하는 데에는 사용할 수 없다. 화학 증착법(chemical vapor deposition)은 스퍼터링법에 비하여 단차 피복성이 좋고, 박막이 증착되는 기판의 손상이 적고, 박막의 증착 비용이 적게 들며, 박막을 대량 생산할 수 있기 때문에 많이 적용되고 있으나, 마이크론 이하(sub-micron) 단위의 구조물에서는 균일한 두께를 얻거나, 우수한 단차피복성(step coverage)을 얻는데 한계에 이르고 있다. 또한, 그러나 일반적인 화학 증착법으로는 막 형성에 필요한 원료들을 동시에 공급하기 때문에 원하는 조성과 물성을 지닌 막을 형성하기가 어려운 경우가 있으며, 특히 3성분계 이상의 다성분계 박막을 제조하는 경우 위치에 따른 조성 균일성을 얻기 매우 힘들게 된다. 또한, 박막 형성에 쓰이는 여러 가지 반응 원료들이 기체 상태에서 심하게 반응하는 경우, 박막내에 많은 불순물이 남게 되어, 박막 특성을 저하시키는 원인이 되기도 한다.In sputtering, vapor deposition, and chemical vapor deposition, production costs are greatly increased due to the use of a vacuum process. However, the sputtering, vapor deposition, and chemical vapor deposition methods are widely used because they have the advantage of obtaining a dense and uniform film as compared with a general wet method. However, in the case of the sputtering method, since the step coverage of the formed thin film is poor, it cannot be used to form a film of uniform thickness on the uneven surface. Chemical vapor deposition has been widely applied because of better step coverage than sputtering, less damage to the substrate on which the thin film is deposited, lower deposition cost of the thin film, and mass production of the thin film. In sub-micron structures, there is a limit to obtaining uniform thickness or obtaining excellent step coverage. In addition, however, in general chemical vapor deposition, it is difficult to form a film having a desired composition and properties because it simultaneously supplies the raw materials required for film formation. Getting very difficult. In addition, when various reaction raw materials used for forming a thin film react severely in a gaseous state, many impurities remain in the thin film, which may cause deterioration of thin film properties.
따라서, 종래의 모든 공정 기체들을 동시에 주입하는 화학 증착법과 다르게 원하는 박막을 얻는데 필요한 두 가지 이상의 반응 기체들을 기상에서 만나지 않도록 시간에 따라 순차적으로 분할하여 공급하되, 이들 공급 주기를 주기적으로 반복하여 박막을 형성하는 원자층 증착(atomic layer deposition) 방식이 1977년 Suntola 등에 의해 미국특허 제 4,058,430호 및 제 4,398,973호에 제시된 이후 현재까지 널리 사용되고 있다. ALD법은 화학기상증착법에 비하여 우수한 단차 피복성을 얻을 수 있고 저온 공정이 가능하다는 장점을 가지고 있으며, 대면적에 균일한 두께 및 조성이 정밀하게 제어된 박막 제조가 가능하다. 이러한 ALD 법은 대면적에 균일한 박막 형성이 필요한 반도체 소자, 액정표시소자, 전자 발광 박막 표시 소자 등의 분야에 다양하게 활용되고 있으며, 나노 사이즈의 구조물에 특히 적용이 용이하다는 장점으로 인하여 널리 사용 중이다.Therefore, unlike chemical vapor deposition which simultaneously injects all the conventional process gases, two or more reaction gases necessary to obtain a desired thin film are sequentially divided and supplied according to time so as not to meet in the gas phase, and the supply cycle is repeated periodically to repeat the thin film. The atomic layer deposition method to be formed has been widely used to date since it was presented in US Patent Nos. 4,058,430 and 4,398,973 in 1977 by Suntola et al. Compared with chemical vapor deposition, the ALD method has the advantage of obtaining superior step coverage and a low temperature process, and is capable of manufacturing a thin film with a precise thickness and composition controlled over a large area. The ALD method is widely used in the fields of semiconductor devices, liquid crystal display devices, electroluminescent thin film display devices, etc. which require uniform thin film formation in a large area, and is widely used due to the advantage of being easily applicable to nano-size structures. In the process.
예를 들어, 반도체 제작시 3D 홀(hole)이나 트렌치(trench)구조물에 수~수십 나노미터의 산화물, 질화물, 금속 박막형성시 ALD가 널리 사용되고 있다. 또한, 최근에는 ALD를 이용하여 기존에 알려진 만들기 쉽고 제조 비용이 싼 나노틀(nano-template)위에 원하는 박막을 형성함으로서 다양한 물질로 구성된 나노튜브, 나노 박막, 나노 파티클, 나노선 등의 다양한 나노 소재들을 제조하기 위한 방법으로 활용되고 있다. 필요한 물질별로 나노튜브, 나노 박막, 나노 파티클, 나노선 등 다양한 나노 소재를 직접 제조하는 것에 비하여, 만들기 쉽고 제조 비용이 싼 나노틀에 원자층 증착법으로 물질을 증착하여 나노튜브, 나노 박막, 나노 파티클, 나노선 등 다양한 나노 소재를 만드는 방법이 제조가 용이하고, 다양한 물질의 나노소재를 만들어 낼수 있는 장점을 가지게 된다. 또한, 최근에는 우수한 내식성, 내산화성, 외관특성을 가지는 철강 및 비철강 소재를 제조하기 위하여 원자층 증착법을 이용하기도 한다. 즉, 철강 및 비철강 소재의 표면에 원자층 증착법을 이용한 박막을 증착함으로서 철강 및 비철강 소재의 포어(pore)나 표면 결함(defect)의 모양을 따라 박막을 형성함으로서, 우수한 내식성 및 내산화성, 외관특성을 부여할 수 있다. For example, ALD is widely used to form oxides, nitrides, and metal thin films of several to several tens of nanometers in 3D holes or trench structures in semiconductor manufacturing. In addition, recently, ALD is used to form a desired thin film on a nano-template that is easy to make and inexpensive to manufacture, and thus, various nano materials such as nanotubes, nano thin films, nano particles, and nanowires composed of various materials. It is used as a method for manufacturing them. Compared to directly manufacturing various nanomaterials such as nanotubes, nano thin films, nanoparticles, and nanowires by required materials, nanotubes, nano thin films, nanoparticles are deposited by atomic layer deposition on nanoframes, which are easy to make and inexpensive to manufacture. It is easy to manufacture a variety of nano materials, such as nanowires, and has the advantage of producing nanomaterials of various materials. In recent years, atomic layer deposition has also been used to produce steel and non-steel materials having excellent corrosion resistance, oxidation resistance, and appearance characteristics. In other words, by depositing a thin film using the atomic layer deposition method on the surface of the steel and non-steel material to form a thin film in accordance with the shape of the pores (pores) or surface defects of the steel and non-steel material, excellent corrosion resistance and oxidation resistance, Appearance characteristics can be imparted.
그러나 앞서 서술한 원자층 증착법은 진공방식을 사용하여 생산비용이 비싸며, 전구체의 소모가 커 제조비용이 크다는 점과 낮은 증착률이 단점으로 지적되어 왔다. 따라서, 실제 산업에서 제품제조에 이용하기 위해서는 기존 진공방식의 원자층 증착법의 대면적 두께 균일성, 정밀한 두께 조절 특성, 단차 피복성 등의 장점들을 살리면서 상기의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법의 개발이 필요하다.However, the above-described atomic layer deposition method has been pointed out that the production cost is high by using the vacuum method, the manufacturing cost is large because the consumption of the precursor is large, and the low deposition rate is disadvantageous. Therefore, in order to manufacture a product in the actual industry, the development of a new method that can solve the above problems while taking advantage of the large area thickness uniformity, precise thickness control characteristics, and step coverage of the conventional vacuum atomic layer deposition method. This is necessary.
최근까지 원자층 증착법의 상기 단점을 해결하기 위한 노력이 지속적으로 진행되어져 왔다. 즉, 반응 기체를 공급하고 퍼지(purge) 기체로 반응기(reactor)에 남은 반응 기체를 씻어내고 다른 반응 기체를 공급하고 퍼지(purge) 기체로 반응기를 씻어내는 공급 주기에 동기하여 플라즈마를 발생시켜 막을 형성하는 방법이 한국특허출원 제 99-11877호 및 이를 기초로 한 PCT 출원 PCT/KR00/00310호에 제시되었으며, 기존의 방법에 비해 반응 가스의 공급 주기를 단축할 수 있기 때문에 단위 시간당 막 성장 속도를 높일 수 있다. 한편, 여러 개의 기판을 위치하여 회전시킴으로서 순차적으로 고정되어 있는 반응가스1, 퍼지가스, 반응가스2, 퍼지가스를 위한 챔버에 노출하여 원자층증착법의 생산성을 높이기 위한 배치(batch)형 원자층 증착법이 대한민국특허출원 제 10-2004-0008629호에 제시되어 있다. 그러나, 상기에 언급된 방법들은 진공방식을 사용하는 한계로 인하여 생산비용 절감에 한계가 있으며, 전구체의 소모가 큰 단점을 해결할 수 없다.Until recently, efforts have been made to solve the above drawbacks of atomic layer deposition. That is, the plasma is generated by synchronizing the supply cycle of supplying the reaction gas, flushing out the remaining reaction gas in the reactor with the purge gas, supplying another reaction gas, and flushing the reactor with the purge gas. The method of forming is presented in Korean Patent Application No. 99-11877 and PCT application PCT / KR00 / 00310 based on the same, and the film growth rate per unit time can be shortened because the supply cycle of the reaction gas can be shortened compared to the conventional method. Can increase. On the other hand, batch type atomic layer deposition method for increasing the productivity of atomic layer deposition method by exposing to the chambers for
따라서, 본 발명의 주 목적은 상기한 기존 진공방식의 원자층 증착법의 근본적인 단점을 해결을 통해 생산 비용이 절감된 박막 제조 방법을 제공하는 데 있다. Therefore, the main object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film by reducing the production cost by solving the fundamental disadvantage of the conventional vacuum atomic layer deposition method described above.
즉, 본 발명은, 기존의 두께?조성 조절이 용이하고 대면적의 기판상에 형성된 박막의 두께 균일성이 우수하며, 3D 나노 구조체에 대한 층덮임(step coverage) 특성이 우수한 진공방식의 원자층 증착법의 장점을 그대로 유지하면서, 진공을 사용하지 않기 때문에, 생산비용이 절감된 신규한 박막 제조 방법을 제공하고자 한다.That is, the present invention provides a vacuum atomic layer that is easy to control existing thickness and composition, has excellent thickness uniformity of a thin film formed on a large area substrate, and has excellent step coverage for 3D nanostructures. Since the vacuum is not used while maintaining the advantages of the vapor deposition method, a novel thin film manufacturing method having a reduced production cost is provided.
본 발명의 제 1목적은 두께 및 조성 조절이 용이하고, 대면적의 기판상에 형성된 박막의 두께 균일성이 우수하며, 3D 나노 구조체에 대한 층덮임(step coverage) 특성이 우수한 기존 진공방식의 원자층 증착법의 장점을 유지하면서도, 진공을 사용하지 않아 박막 생산 비용을 절감할 수 있는 신규한 원자층 증착방법을 제공하는데 있다.The first object of the present invention is to easily control the thickness and composition, to excellent thickness uniformity of a thin film formed on a large-area substrate, and to have excellent step coverage characteristics for 3D nanostructures. It is to provide a novel atomic layer deposition method that can reduce the cost of thin film production without using a vacuum while maintaining the advantages of the layer deposition method.
본 발명의 제 2목적은 상기의 신규한 원자층 증착법을 통해 박막을 형성하는데 있어, 반응 액체의 불필요한 소모를 줄이고, 재활용 할 수 있는 방법을 제시하여, 추가적인 생산 비용을 절감하기 위한 방법을 제공하는데 있다.The second object of the present invention is to provide a method for reducing additional production costs by providing a method for reducing unnecessary consumption and recycling of a reaction liquid in forming a thin film through the novel atomic layer deposition method. have.
본 발명의 또 다른 목적들은 이하에 서술되는 본 발명의 실시예를 통하여 보다 명확해 질 것이다.Still other objects of the present invention will become more apparent through the embodiments of the present invention described below.
본 발명은, 박막을 이루는 원소와 리간드를 포함하는 제1 반응물이 액체 상태로 담긴 용기에 기판을 담가 기판상에 제1 반응물을 흡착시키는 단계(A);
상기 기판을 제1 반응물로부터 빼낸 후 퍼지 가스로 퍼지하여 물리적으로 흡착된 제 1반응물을 제거하는 제1 퍼지 단계(B);
화학적으로 흡착된 제1 반응물이 남아있는 상기 기판을 제1 반응물의 리간드와 화학 반응하여 물질을 형성할 수 있는 제2 반응물이 액체 상태로 담긴 용기에 담가 상기 제1 반응물 중 화학적으로 흡착된 물질과 제2 반응물의 화학반응에 의하여 원자층 단위의 물질층을 형성시키는 단계(C); 및
상기 기판을 퍼지 가스로 퍼지하여 화학적으로 흡착된 제1 반응물과 제2 반응물의 화학 반응에 의해 생성된 부산물과 과잉으로 흡착된 제2 반응물을 제거하는 제2 퍼지 단계(D);를 포함하고,
상기 퍼지 가스는 제1 반응물 및 제2 반응물과 반응하지 않는 것으로 구성한 것을 특징으로 하는 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기의 (A)~(D) 단계들을 모두 통합하여 하나의 사이클로 하고, 상기 사이클을 다수 반복 실시하여 원하는 두께의 물질층을 적층하는 것을 특징으로 하는 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은,
박막을 이루는 원소와 리간드를 포함하는 제1 반응물이 액체 상태로 담긴 제1 용기;
상기 제1 용기에 담갔다 꺼내어진 기판을 퍼지 가스로 퍼지하는 제1 퍼지 장치;
상기 제1 퍼지 장치에서 퍼지를 마친 후 상기 기판을 제2 반응물에 담그도록 제2 반응물이 담긴 제2 용기;및
상기 제2 용기에 담갔다 꺼내어진 기판을 퍼지 가스로 퍼지하는 제2 퍼지 장치;를 포함하고,
상기 퍼지 가스는 제1 반응물 및 제2 반응물과 반응하지 않는 것으로 구성하고,
상기 제1 용기, 제1 퍼지 장치, 제2 용기 및 제2 퍼지 장치는 원형 또는 일렬로 순차적으로 배치되고,
상기 제1 용기에 충진된 제1 반응물은 박막을 이루는 원소와 리간드를 포함하여 기판상에 제1 반응물을 흡착시키고,
상기 제1 퍼지 장치는, 기판을 퍼지 가스로 퍼지하여 물리적으로 흡착된 제1 반응물을 제거하여, 화학적으로 흡착된 제 1반응물만을 남기고,
상기 제2 용기에 충진된 제2 반응물은 상기 기판에 화학적으로 흡착된 제1 반응물의 리간드와 화학 반응을 통해 물질층을 원자층 단위로 형성하고,
상기 제2 퍼지 장치는, 기판을 퍼지 가스로 퍼지하여 제1반응물과 제2 반응물 간의 화학 반응에 의해 생성된 부산물과 과잉으로 물리적으로 흡착된 제2 반응물을 제거하는 것을 특징으로 하는 표면 반응을 이용한 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기의 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템을 하나의 증착군으로 하여 다수의 증착군을 반복 배치하여 소정의 박막을 형성하는 인라인(In-line) 방식의 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은,
박막을 이루는 원소와 리간드를 포함하는 제1 반응물이 액체 상태로 담긴 제1 용기;
기판을 퍼지 가스로 퍼지하는 퍼지 장치; 및
제2 반응물이 담긴 제2 용기;를 포함하고,
상기 퍼지 가스는 제1 반응물 및 제2 반응물과 반응하지 않는 것으로 구성하고,
기판은 기판 이송 수단에 의해, 제1 용기에 담갔다 꺼내어져 상기 퍼지 장치에서 1차 퍼지 된 후, 제2 용기에 담갔다 꺼내어져 상기 퍼지 장치에서 2차 퍼지 되며,
상기 제1 용기에 담긴 제1 반응물은 박막을 이루는 원소와 리간드를 포함하여 기판상에 제1 반응물을 흡착시키고,
상기 퍼지 장치는 1차 퍼지에서 기판을 퍼지 가스로 퍼지하여 물리적으로 흡착된 제1 반응물을 제거하여, 화학적으로 흡착된 제 1반응물만을 남기고,
상기 제2 용기에 담긴 제2 반응물은, 상기 기판에 화학적으로 흡착된 제1 반응물의 리간드와 화학 반응을 통해 물질층을 원자층 단위로 형성하고,
상기 퍼지 장치는 2 차 퍼지에서 기판을 퍼지 가스로 퍼지하여 제1 반응물과 제2 반응물 간의 화학 반응에 의해 생성된 부산물과 과잉으로 물리적으로 흡착된 제2 반응물을 제거하는 것을 특징으로 하는 표면 반응을 이용한 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 원자층 증착법에 있어서, 상기 제1 반응물에 기판이 담가지는 시간과 상기 제2 반응물에 기판이 담가지는 시간은 0.1 sec 내지 60 sec 이며, 제1 반응물의 온도와 제2 반응물의 온도는 20℃ 내지 제1 반응물의 열분해 온도 이하이고,
상기 제1 퍼지 단계와 상기 제2 퍼지 단계는, 퍼지 가스에 의한 퍼지 시간이 0.1 sec/m2 내지 10 min/m2이고, 퍼지 가스의 압력이 0.1 Torr 내지 7600 Torr인 것을 특징으로 하는 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 박막 형성 시스템에 있어서, 상기 제1 반응물이 담긴 제1 용기에 기판이 담가지는 시간과 상기 제2 반응물이 담긴 제2 용기에 기판이 담가지는 시간은 0.1 sec 내지 60 sec 이며, 제1 반응물과 제2 반응물의 온도는 20℃ 내지 제1 반응물의 열분해 온도 이하이고,
상기 제1 퍼지 장치에 주입되는 퍼지 가스와 상기 제2 퍼지 장치에 주입되는 퍼지 가스에 의한 퍼지는, 단위 면적당 퍼지 시간이 0.1 sec/m2 내지 10 min/m2이고, 퍼지 가스의 압력이 0.1 Torr 내지 7600 Torr인 것을 특징으로 하는 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 원자층 증착법에 있어서, 상기 제1 퍼지 단계와 제2 퍼지 단계는 각각 퍼지 시간 또는 퍼지 가스의 압력을 조절하는 것에 의해, 상기 제1 퍼지 단계와 제2 퍼지 단계는 각각, 상기 물리적으로 흡착된 제1 반응물과, 상기 부산물과 과잉으로 흡착된 제2 반응물을 일부만 제거하고 일부는 잔류하게 하는 것을 특징으로 하는 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 박막 형성 시스템에 있어서, 상기 제1 퍼지 장치와 상기 제2 퍼지 장치에 주입되는 퍼지가스의 압력과 퍼지 시간을 상호 조절하는 것에 의해, 상기 물리적으로 흡착된 제1 반응물 및 상기 부산물 및 상기 물리적으로 흡착된 제2 반응물을 일부만 제거하고 일부는 잔류하게 하는 것을 특징으로 하는 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기(청구항 5와 동일)의 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템을 하나의 증착군으로 하여 다수의 증착군을 반복 배치하여 소정의 박막을 형성하는 인라인(In-line) 방식의 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 퍼지 장치에 주입되는 퍼지 가스의 압력과 퍼지 시간을 상호 조절하는 것에 의해, 상기 물리적으로 흡착된 제1 반응물 및 상기 부산물 및 상기 물리적으로 흡착된 제2 반응물을 일부만 제거하고 일부는 잔류하게 하는 것을 특징으로 하는 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 제1 반응물이 담긴 제1 용기에 기판이 담가지는 시간과 상기 제2 반응물이 담긴 제2 용기에 기판이 담가지는 시간은 0.1 sec 내지 60 sec 이며, 제1 반응물과 제2 반응물의 온도는 20℃ 내지 제1 반응물의 열분해 온도 이하이고,
상기 퍼지 장치에 주입되는 퍼지 가스에 의한 퍼지는, 단위 면적당 퍼지 시간이 0.1 sec/m2 내지 10 min/m2이고, 퍼지 가스의 압력이 0.1 Torr 내지 7600 Torr인 것을 특징으로 하는 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템을 제공할 수 있다. The present invention includes a step (A) of immersing a substrate in a liquid container containing a first reactant comprising an element and a ligand forming a thin film in a liquid state (A);
A first purge step (B) of removing the substrate from the first reactant and purging with a purge gas to remove the physically adsorbed first reactant;
The second reactant, which is capable of chemically reacting with the ligand of the first reactant to form a substance, is immersed in a liquid container containing a second reactant which is capable of chemically adsorbing the first reactant. (C) forming a material layer in atomic layer units by chemical reaction of the second reactant; And
A second purge step (D) of purging the substrate with a purge gas to remove the by-products generated by the chemical reaction of the chemically adsorbed first reactant and the second reactant and the second reactant adsorbed excessively;
The purge gas may provide a liquid gas hybrid atomic layer deposition method, wherein the purge gas is configured not to react with the first reactant and the second reactant.
In addition, the present invention is a liquid gas hybrid atomic layer deposition method characterized in that all of the above steps (A) to (D) are integrated into one cycle, and the cycle is repeated a plurality of times to deposit a material layer having a desired thickness. It is possible to provide a thin film forming method using.
In addition, the present invention,
A first container containing a first reactant including an element and a ligand forming a thin film in a liquid state;
A first purge device for purging the substrate submerged in the first container with purge gas;
A second container containing a second reactant to immerse the substrate in a second reactant after the purge in the first purge device; and
And a second purge device for purging the substrate submerged in the second container with a purge gas.
The purge gas is configured not to react with the first reactant and the second reactant,
The first container, the first purge device, the second container and the second purge device are sequentially arranged in a circle or in a row,
The first reactant filled in the first container includes an element and a ligand forming a thin film to adsorb the first reactant on a substrate.
The first purge device purges the substrate with a purge gas to remove the physically adsorbed first reactant, leaving only the chemically adsorbed first reactant,
The second reactant filled in the second container forms a material layer in atomic layer units through a chemical reaction with a ligand of the first reactant chemically adsorbed to the substrate,
The second purge device purges the substrate with a purge gas to remove the by-products generated by the chemical reaction between the first reactant and the second reactant and the second physically adsorbed second reactant. A thin film forming system using a liquid gas hybrid atomic layer deposition method can be provided.
In addition, the present invention is an in-line liquid gas in which a predetermined thin film is formed by repeatedly arranging a plurality of deposition groups using the thin film forming system using the liquid gas hybrid atomic layer deposition method as one deposition group. A thin film formation system using a hybrid atomic layer deposition method can be provided.
In addition, the present invention,
A first container containing a first reactant including an element and a ligand forming a thin film in a liquid state;
A purge device for purging the substrate with the purge gas; And
A second container containing a second reactant;
The purge gas is configured not to react with the first reactant and the second reactant,
The substrate is immersed in the first container and taken out by the substrate transfer means to be first purged in the purge device, and then the substrate is immersed in the second container and taken out in the second purge device,
The first reactant contained in the first container includes an element and a ligand forming a thin film to adsorb the first reactant on a substrate.
The purge device purges the substrate with a purge gas in the primary purge to remove the physically adsorbed first reactant, leaving only the chemically adsorbed first reactant,
The second reactant contained in the second container may form a material layer in atomic layer units through a chemical reaction with a ligand of the first reactant chemically adsorbed on the substrate,
The purge device purges the substrate with a purge gas in a secondary purge to remove surface reactions that remove by-products generated by a chemical reaction between the first reactant and the second reactant and an excessively physically adsorbed second reactant. It is possible to provide a thin film formation system using a liquid gas hybrid atomic layer deposition method.
In addition, in the atomic layer deposition method, the time that the substrate is immersed in the first reactant and the time the substrate is immersed in the second reactant is 0.1 sec to 60 sec, the temperature of the first reactant and the second The temperature of the reactants is between 20 ° C. and below the pyrolysis temperature of the first reactants,
In the first purge step and the second purge step, the purge time by the purge gas is 0.1 sec / m 2 to 10 min / m 2 , the pressure of the purge gas is characterized in that the liquid gas of 0.1 Torr to 7600 Torr A hybrid atomic layer deposition method can be provided.
In addition, in the thin film forming system, the time that the substrate is immersed in the first vessel containing the first reactant and the time the substrate is immersed in the second vessel containing the second reactant is 0.1 sec to 60 sec Wherein the temperature of the first reactant and the second reactant is between 20 ° C. and below the pyrolysis temperature of the first reactant,
The purge by the purge gas injected into the first purge device and the purge gas injected into the second purge device has a purge time per unit area of 0.1 sec / m 2 to 10 min / m 2, and the pressure of the purge gas is 0.1 Torr. It is possible to provide a thin film forming system using a liquid gas hybrid atomic layer deposition method, characterized in that from to 7600 Torr.
In addition, in the atomic layer deposition method, the first purge step and the second purge step, respectively, by adjusting the purge time or the pressure of the purge gas, the first purge step and the second purge step, respectively The liquid gas hybrid atomic layer deposition method may include removing a part of the first reactant physically adsorbed and a second reactant excessively adsorbed by the by-product and leaving a part of the second reactant.
In the thin film forming system, the first reactant physically adsorbed by mutually adjusting the pressure and purge time of the purge gas injected into the first purge device and the second purge device; A thin film forming system using a liquid gas hybrid atomic layer deposition method may be used to remove only part of the by-product and the second reactant adsorbed physically and part of the second reactant.
In addition, the present invention provides a thin film forming system using the liquid gas hybrid atomic layer deposition method described above (same as claim 5) as one deposition group, and repeatedly depositing a plurality of deposition groups to form a predetermined thin film. It is possible to provide a thin film formation system using a liquid gas hybrid atomic layer deposition method of the line) method.
In addition, the present invention, by controlling the pressure and the purge time of the purge gas injected into the purge device, by removing only a part of the physically adsorbed first reactant and the by-product and the physically adsorbed second reactant It is possible to provide a thin film formation system using a liquid gas hybrid atomic layer deposition method, in which some remain.
In addition, the present invention, the time that the substrate is immersed in the first vessel containing the first reactant and the time the substrate is immersed in the second vessel containing the second reactant is 0.1 sec to 60 sec, the first reactant and the first 2 the temperature of the reactant is 20 ° C. to below the thermal decomposition temperature of the first reactant,
Purging by the purge gas injected into the purge device, the purge time per unit area is 0.1 sec / m 2 to 10 min / m 2 , the liquid gas hybrid atomic layer characterized in that the pressure of the purge gas is 0.1 Torr to 7600 Torr A thin film forming system using a vapor deposition method can be provided.
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
상술한 바와 같이, 나노크기 이하의 정확한 박막 두께?조성 조절이 용이하고, 극미세 3D 구조에 대한 층덮임 특성이 우수하고, 대면적의 기판에 우수한 두께 균일성을 가지면서도, 상대적으로 제조 단가가 낮고, 박막 증착률이 높은 박막을 만들 수 있다.As described above, accurate thin film thickness and composition control of sub-nano size is easy, excellent layer covering properties for ultra-fine 3D structures, and excellent thickness uniformity for large-area substrates, but also relatively high production cost. It is possible to produce a thin film having a low and high thin film deposition rate.
또한, 대면적을 갖는 스테인레스스틸 등, 진공 챔버를 이용하기 곤란한 경우에도, 기능성 부여를 위한 코팅을 인라인 시스템으로 갖추어 진행할 수 있어 표면처리 공정의 비용과 노력을 획기적으로 낮추면서도 높은 기능성 향상을 부여할 수 있다. In addition, even in the case where it is difficult to use a vacuum chamber such as stainless steel having a large area, a coating for providing functionality can be provided with an inline system, which can provide a high functional improvement while dramatically reducing the cost and effort of the surface treatment process. Can be.
도 1은 본 발명의 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법의 박막 형성 과정을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법에 이용된 원자층 박막 형성 장치를 설명하기 위하여 도시한 개략도이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법에 이용된 구체적인 원자층 박막 형성 장치를 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따라 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용하여 증착한 TiO2 박막의 반복횟수에 따른 두께의 증가를 나타내는 그림이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 증착된 TiO2 박막의 X선 회절 분석을 나타내는 그림이다.
도 6a 내지 도 6b는 생산 시간 및 비용을 절감할 수 있는 액체 기체 하이브리드 원자층 박막형성 시스템의 구성을 나타내는 그림이다.1 is a flowchart illustrating a thin film formation process of the liquid gas hybrid atomic layer deposition method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view for explaining the atomic layer thin film forming apparatus used in the thin film forming method using the liquid gas hybrid atomic layer deposition method of the present invention.
3A to 3B are views illustrating a specific atomic layer thin film forming apparatus used in the thin film forming method using the liquid gas hybrid atomic layer deposition method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an increase in thickness depending on the number of repetitions of a TiO 2 thin film deposited using a liquid gas hybrid atomic layer deposition method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an X-ray diffraction analysis of a TiO 2 thin film deposited using a liquid gas hybrid atomic layer deposition method according to an embodiment of the present invention.
6a to 6b are views showing the configuration of a liquid gas hybrid atomic layer thin film formation system that can reduce the production time and cost.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어 지는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; However, embodiments of the present invention illustrated below may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.
도 1는 본 발명의 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법(Liquid-Vapor Hybrid Atomic Layer Deposition)을 설명하기 위하여 도시한 개략도이다.1 is a schematic view for explaining a liquid-Vapor Hybrid Atomic Layer Deposition of the present invention.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 신규한 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법은 박막을 이루는 원소와 리간드를 포함하는 제1 반응물이 액체 상태로 담긴 용기에 기판을 담가 기판상에 제1 반응물을 흡착시킨다. 이때 기판 표면에서 화학적 흡착과 더불어 제1 반응물의 물리적 흡착이 동시에 일어나므로 물리적으로 흡착된 제1 반응물(예를 들면 반 데르 발스 결합 등을 하고 있는 제1 반응물)을 제거할 필요가 있다. 따라서, 상기 기판을 제1 반응물로부터 빼낸 후 불활성 가스로 퍼지하여(제1 퍼지) 제1 반응물 중 물리적으로 흡착된 제1 반응물를 제거하여 화학적으로 흡착된 제1 반응물만을 표면에 남긴다. 계속하여, 화학적으로 흡착된 제1 반응물이 남아있는 기판을 제1 반응물의 리간드와 화학 반응하여 물질을 형성할 수 있는 제2 반응물이 액체 상태로 담긴 용기에 담가 상기 기판에 화학흡착하고 있는 제1 반응물과 제2 반응물의 화학반응에 의하여 원자층 단위의 물질층을 형성시킨다. 그 다음, 상기 제1 및 제2 반응물 간의 화학 반응에 의해 생성된 부산물과 과잉으로 흡착된 제2 반응물을 불활성 가스로 퍼지하여(제2 퍼지) 제거한다. 그에 따라 원하는 화합물 박막을 원자층 두께의 수준으로 얻을 수 있다. 이른 바 액체 기체 하이브리드 원자층 화학 증착법(Atomic Layer Chemical Vapor Deposition)에 따른 박막 형성이다. 상기에서 퍼지는 널리 알려진 바와 같이 챔버의 배출구를 열어 놓은 상태로 퍼지 가스를 충분히 공급하여 실시할 수 있으며, 기판을 반응물에 담갔다가 꺼내어 퍼지를 위해 챔버로 이송하는 기판 이송 수단에는 특별한 제한이 없으므로 각종 선로, 롤러, 컨베이어 이용은 물론, 사람이 직접 운반할 수도 있다. 기판의 척킹(chucking) 또한 널리 알려진 진공척, 자석척, 기계적인 지그나 홀더를 이용한 척 등 각종의 임의의 척(chuck)으로 할 수 있다. In order to achieve the above technical problem, the method for forming a thin film using the novel atomic layer deposition method according to the present invention impregnates a substrate in a liquid container containing a first reactant including an element and a ligand constituting a thin film in a first state on a substrate. Adsorb the reaction. At this time, since the chemical adsorption and the physical adsorption of the first reactant occur simultaneously on the surface of the substrate, it is necessary to remove the physically adsorbed first reactant (eg, the first reactant having a van der Waals bond). Thus, the substrate is removed from the first reactant and then purged with an inert gas (first purge) to remove the physically adsorbed first reactant from the first reactant, leaving only the first adsorbed chemically on the surface. Subsequently, the first chemically adsorbed substrate is immersed in a liquid container containing a second reactant capable of chemically reacting the substrate on which the first chemically adsorbed reactant remains with the ligand of the first reactant to form a substance. The chemical reaction of the reactant and the second reactant forms a material layer in atomic layer units. Then, the by-products produced by the chemical reaction between the first and second reactants and the second adsorbates excessively adsorbed are purged with an inert gas (second purge). The desired compound thin film can thus be obtained at the level of atomic layer thickness. So-called liquid gas hybrid atomic layer chemical vapor deposition (Atomic Layer Chemical Vapor Deposition) is a thin film formation. As is widely known, the purge may be performed by supplying a sufficient amount of purge gas while the discharge port of the chamber is opened, and there are no particular limitations on the substrate transfer means for submerging the substrate into the reactant and transporting it to the chamber for purging. , Rollers, conveyors, as well as people can be transported directly. The chucking of the substrate may also be any arbitrary chuck such as a well-known vacuum chuck, a magnetic chuck, a mechanical jig or a chuck using a holder.
또한, 원하는 두께를 얻기 위해 각 단계를 사이클로 하여 반복할 수 있다. In addition, each step may be repeated in cycles to obtain the desired thickness.
또한, 제1 및 제2 퍼지에서 퍼지시간을 조절하여, 물리적으로 결합된 반응물을 완전히 제거하지 않고 일부 잔류시켜 원하는 두께의 물질층을 형성할 수도 있다. 이와 같은 방법은 높은 생산성이 요구되고, 대면적 평판을 기판으로 하는 철강 산업에 응용될 때 특히 유리하게 작용한다. In addition, by adjusting the purge time in the first and second purge, it is also possible to form a layer of material of a desired thickness by partially remaining without completely removing the physically bound reactants. Such a method requires high productivity and is particularly advantageous when applied to the steel industry using a large area plate as a substrate.
상기에서, 반응물 액체는 원료액체 원액을 사용하거나, 용매에 원료액체를 녹여서 사용할 수 있다. 이때 원료액체의 농도는 액체의 점성(퍼지가 잘되는 물질인지 아닌지)에 따라 1~100%까지 조절하며 증착하고자 하는 화학물질의 종류에 따라 달라질 수 있다. 반응물 액체의 온도는 각 구성성분에 따른 반응성에 따라 달리할 수 있으나, 최고 한계 온도는 원료액체를 이루는 분자가 자체열분해 되는 온도 이하로 유지되어야 한다. In the above, the reactant liquid may be used by using the raw material liquid stock solution, or by dissolving the raw material liquid in a solvent. At this time, the concentration of the raw material liquid is adjusted to 1 to 100% depending on the viscosity of the liquid (whether or not the material is well purged) and may vary depending on the type of chemical to be deposited. The temperature of the reactant liquid may vary depending on the reactivity of each component, but the maximum limit temperature should be kept below the temperature at which the molecules forming the starting liquid are pyrolyzed.
도 2는 본 발명의 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법에 이용된 원자층 박막 형성 장치를 설명하기 위하여 도시한 개략도이다. 구체적으로, 본 발명의 원자층 박막 형성 방법에 이용되는 기체 액체 하이브리드 원자층 박막 형성 장치는 제1 반응물인 원료 액체가 담긴 용기와, N2와 같은 반응성이 거의 없거나 불활성 기체를 불어 낼 수 있는 노즐과, 제2 반응물인 반응액체가 담긴 용기와, 기판을 구비한다.FIG. 2 is a schematic view for explaining the atomic layer thin film forming apparatus used in the thin film forming method using the liquid gas hybrid atomic layer deposition method of the present invention. Specifically, the gas-liquid hybrid atomic layer thin film forming apparatus used in the method for forming an atomic layer thin film of the present invention comprises a container containing a raw material liquid as a first reactant, and a nozzle capable of blowing an inert gas having little or no reactivity such as N 2. And a container containing the reaction liquid as the second reactant, and a substrate.
퍼지가스는 제1 반응물(원료액체) 및 제2 반응물(반응액체)과 반응을 하지 않는 불활성 기체, 예를 들면, N2, Ar, Xe, air(수분을 포함하지 않는 것) 등을 사용할 수 있고, 퍼지 시간 및 압력은 노즐 및 장치 설계에 따라 달라지므로, 퍼지 시간 및 압력 범위는 상호 조절하여 여러 가지 상태로 구성될 수 있다. The purge gas may be an inert gas that does not react with the first reactant (raw liquid) and the second reactant (react liquid), for example, N 2 , Ar, Xe, air (not containing water), and the like. And the purge time and pressure depend on the nozzle and device design, the purge time and pressure range can be configured in various states with mutual control.
이하에서, 도 2의 원자층 박막 형성 장치를 이용한 박막 형성 방법의 실시 예를 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
Hereinafter, an embodiment of a thin film forming method using the atomic layer thin film forming apparatus of FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
<실시 예><Examples>
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법에 이용된 구체적인 원자층 박막 형성 시스템을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다. 도 3a 에서 보는 바와 같이 (1) 제1반응물이 담긴 제1 용기, (2) 제1 퍼지 장치, (3) 제2반응물이 담긴 제2 용기 및 (4) 제2 퍼지 장치를 원형으로 배치하고, 회전하면서 순차적으로 거치거나, 도 3b에서 보는 바와 같이, (1) 제1반응물이 담긴 제1 용기, (2) 제1 퍼지 장치, (3) 제2반응물이 담긴 제2 용기 및 (4) 제2 퍼지 장치를 일렬로 배치하고 순차적으로 거치도록 되어 있는 장치로 구성할 수 있다.3A and 3B are views illustrating a specific atomic layer thin film forming system used in a thin film forming method using a liquid gas hybrid atomic layer deposition method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3A, (1) the first vessel containing the first reactant, (2) the first purge apparatus, (3) the second vessel containing the second reactant, and (4) the second purge apparatus are arranged in a circular shape. , Sequentially rotating, or as shown in Figure 3b, (1) the first vessel containing the first reactant, (2) the first purge device, (3) the second vessel containing the second reactant and (4) The second purge devices may be arranged in a line and configured to be sequentially arranged.
구체적으로, 실리콘 기판을 박막을 이루는 원소와 리간드로 구성된 제1 반응물인 TTIP (Ti{OCH(CH3)2}4)용액이 담긴 용기에 담근 후 기판 상에 제1 반응물을 화학 흡착시킨 다음 제1 퍼지 장치에 의한 퍼지구간에서 물리결합을 하고 있는 제1 반응물을 불활성 가스의 퍼지에 의하여 제거한다. 여기서 TTIP는 일반적으로 5~10 %, 용매는 톨루엔(toluene), 벤젠(benzene)을 사용하여 용액을 제조할 수 있다. 상기 용액의 제조 및 이하의 액침 처리는 상온 이상의 온도, TTIP의 열분해 온도인 250 ˚C 이하에서 할 수 있으나, 본 실시예에서는 상온에서 실시하였다. 이 때, 기판 상에 제1 반응물을 화학 흡착시키기 위해 TTIP 용액에 담그는 시간은 0.1 sec ~ 20 sec 이다. 또한, 물리결합을 하고 있는 제1 반응물을 불활성 가스에 의하여 퍼지하기 위해서, 불활성가스의 압력은 0.1 Torr ~ 7600 Torr이며, 퍼지 시간은 0.1 sec/m2 ~ 10 min/m2 간 가한다. 불활성 가스의 압력이 높을 때는 퍼지 시간을 줄일 수 있고, 낮은 경우 상대적으로 오랜 시간을 퍼지해 주어야 한다.Specifically, the silicon substrate is immersed in a container containing TTIP (Ti {OCH (CH 3 ) 2 } 4 ) solution, which is a first reactant composed of a thin film element and ligand, and then chemically adsorbs the first reactant onto the substrate. 1 The first reactant, which is physically bound in the purge section by the purge device, is removed by purging the inert gas. Here TTIP is generally 5 ~ 10%, the solvent can be prepared by using toluene (benzene), benzene (benzene). Preparation of the solution and the following immersion treatment can be carried out at a temperature above room temperature, 250 ° C or less of pyrolysis temperature of TTIP, in the present embodiment was carried out at room temperature. At this time, the time to immerse in the TTIP solution to chemisorb the first reactant on the substrate is 0.1 sec ~ 20 sec. In addition, in order to purge the first reactant that is physically bonded with an inert gas, the pressure of the inert gas is 0.1 Torr to 7600 Torr, and the purge time is applied for 0.1 sec / m 2 to 10 min / m 2 . If the pressure of the inert gas is high, the purge time can be reduced, and if it is low, the purge time should be relatively long.
이어서, 제2 반응물인 순수(DI-water)가 담긴 용기에 기판을 담그면 제2 반응물은 기판에 화학 흡착되어 있는 제1 반응물의 리간드와 가수분해반응을 일으키게 되어, 하기 화학식 1과 같이 기판상에 원자층 단위의 TiO2막이 형성된다. Subsequently, when the substrate is immersed in a vessel containing DI-water, which is the second reactant, the second reactant causes a hydrolysis reaction with the ligand of the first reactant chemisorbed on the substrate. A TiO 2 film in atomic layer units is formed.
화학식 1
Ti{OCH(CH3)2}4 + 2H2O → TiO2 +4(CH3)2CHOH Ti {OCH (CH 3 ) 2 } 4 + 2H 2 O → TiO 2 +4 (CH 3 ) 2 CHOH
상기 공정에서 순수 외에도 에탄올(ethanol)에 순수를 희석하여 사용할 수도 있다. 이때 에탄올은 휘발성이 강하므로 퍼지를 용이하게 한다. 이 때, 기판 상에 제2 반응물에 담그는 시간은 순수의 경우 0.1 sec ~ 20 sec 이며, 에탄올에 순수를 희석하여 사용하는 경우 0.1sec ~ 40 sec간 행한다.In addition to the pure water in the process may be used to dilute pure water in ethanol (ethanol). At this time, ethanol is highly volatile to facilitate purge. At this time, the time for immersing the second reactant on the substrate is 0.1 sec to 20 sec for pure water, and 0.1 sec to 40 sec for pure water diluted with ethanol.
다음에, 제2 퍼지 장치에 의한 퍼지구간에서 부산물인 4(CH3)2CHOH 와 과잉으로 흡착된 제2 반응물을 불활성 가스로 퍼지하여 제거한다. 불활성가스의 압력은 0.1 Torr ~ 7600 Torr이며, 퍼지 시간은 0.1 sec/m2 ~ 10 min/m2 간으로 한다. 불활성 가스의 압력이 높을 때는 퍼지 시간을 줄일 수 있고, 낮은 경우 상대적으로 오랜 시간을 퍼지해 주어야 한다. 계속하여, 상기 형성된 TiO2막의 두께가 적정 두께인지를 확인하고, 필요에 따라 각 단계를 사이클로 하여 반복한다.Next, in the purge section by the second purge apparatus, 4 (CH 3 ) 2 CHOH as a by-product and the second reactant adsorbed excessively are purged with an inert gas. The pressure of the inert gas is 0.1 Torr ~ 7600 Torr, and the purge time is between 0.1 sec / m 2 ~ 10 min / m 2 . If the pressure of the inert gas is high, the purge time can be reduced, and if it is low, the purge time should be relatively long. Subsequently, it is confirmed whether the thickness of the formed TiO 2 film is an appropriate thickness, and each step is repeated in cycles as necessary.
도 4는 본 발명의 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용하여 증착한 TiO2 물질층의 사이클에 따른 두께의 변화를 나타낸다. 제1 반응물로서 TTIP를, 제2 반응물로서 에탄올에 순수를 희석한 용액을, 제 1퍼지 및 제 2퍼지 가스로서 N2 가스를 이용하였다. 도 3에서 확인할 수 있듯이, 한 사이클을 거쳐 일정한 두께(1.8Å/cycle)의 TiO2 층이 형성되므로 원하는 횟수만큼 사이클을 반복함으로써 원하는 두께를 가지는 TiO2층을 쉽게 형성할 수 있음을 알 수 있다.Figure 4 shows the change of the thickness according to the cycle of the TiO 2 material layer deposited using the liquid gas hybrid atomic layer deposition method of the present invention. A solution obtained by diluting TTIP as the first reactant and pure water in ethanol as the second reactant was used, and N 2 gas was used as the first purge and the second purge gas. As can be seen in Figure 3, it can be seen that it is possible to easily form a TiO 2 layer having a desired thickness by repeating the cycle as many times as you like, because the TiO 2 layer of a predetermined thickness (1.8Å / cycle) formed through one cycle .
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 TiO2 박막의 X선 회절 분석(XRD; X-ray diffractometer) 결과를 나타낸다. X선 회절 분석에서 확인할 수 있듯이 루타일(Rutile)상을 가지는 TiO2 박막이 형성되었음을 알 수 있다.5 shows X-ray diffractometer (XRD) results of the TiO 2 thin film according to an embodiment of the present invention. As can be seen from the X-ray diffraction analysis, it can be seen that a TiO 2 thin film having a rutile phase was formed.
특히 이와 같은 액체 기체 하이브리드 원자층 박막 형성시스템은 스테인레스스틸 등의 대면적 기판에 외관성과 내식성을 향상시키기 위한 코팅에 특히 유용하다. 대면적 기판의 경우 그에 맞는 진공 챔버를 구성하려면 막대한 비용과 노력이 들어, 진공 챔버를 필요로 하는 기존의 원자층 박막형성법 등을 사용할 수 없기 때문이다. 따라서 대면적 스테인레스 스틸 등에 여러 가지 기능성을 부여하기 위한 코팅으로 본 발명의 액침과 퍼지를 이용한 원자층 박막형성방법은 매우 유용하다. 즉, 대면적 기판의 표면에 기능성 코팅을 형성하는 방법은 생산 시간 및 비용을 절감할 수 있는 액체 기체 하이브리드 원자층 박막형성 시스템을 구성하기 위하여, 박막을 이루는 원소와 리간드를 포함한 반응물이 든 제1 용액조, 제1 퍼지 시스템, 제1 용액조의 반응물에 의해 형성된 물질층과 반응할 수 있는 제2 반응물을 담은 제2 용액조 및 제2 퍼지 시스템을 포함하는 액체 기체 하이브리드 원자층 박막형성 시스템을 인라인 시스템(In-line system)으로 구성할 수 있다. 이 때, 박막을 이루는 원소와 리간드를 포함한 반응물이 든 제1 용액조, 제1 퍼지 장치, 화학흡착된 제1 용액조의 반응물과 화학 반응할 수 있는 제2 반응물을 담은 제2 용액조 및 제2 퍼지 장치를 거치는 동안 일정한 두께를 가지는 박막이 형성되므로, 원하는 두께만큼의 박막을 형성하기 위하여 도 6a와 같이 (1) 제1 용기, (2) 제1 퍼지 장치, (3) 제2 용기 및 (4) 제2 퍼지 장치로 구성된 하이브리드 원자층 증착 시스템을 필요한 반복 횟수(n번) 만큼 일렬로 순차적으로 배치하여 (예를 들면, 제1 용기, 제1 퍼지 장치, 제2 용기, 제 2 퍼지 장치, 제1 용기, 제1 퍼지장치, 제2 용기, 제2 퍼지 장치) 필요한 박막의 두께를 형성할 수 있는 인라인(In-line) 방식의 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템을 제공할 수 있다.In particular, such a liquid gas hybrid atomic layer thin film forming system is particularly useful for coating to improve appearance and corrosion resistance on large area substrates such as stainless steel. In the case of a large-area substrate, a considerable cost and effort are required to construct a vacuum chamber that is suitable for the large-area substrate. Therefore, the method for forming an atomic layer thin film using the immersion and purge of the present invention is very useful as a coating for imparting various functionalities to a large area stainless steel. In other words, the method of forming a functional coating on the surface of a large-area substrate is a method of forming a liquid gas hybrid atomic layer thin film formation system that can reduce production time and cost, and includes a first reactant containing an element and a ligand forming a thin film. Inline liquid gas hybrid atomic layer thin film formation system comprising a solution bath, a first purge system, a second solution bath containing a second reactant capable of reacting with a material layer formed by reactants of the first solution bath, and a second purge system. It can be configured as an in-line system. At this time, the first solution bath containing the reactants including the elements and ligands forming the thin film, the first purge device, the second solution bath containing the second reactant capable of chemically reacting with the reactants of the chemisorbed first solution bath Since a thin film having a constant thickness is formed while passing through the purge device, in order to form a thin film having a desired thickness, as shown in FIG. 6A, (1) a first container, (2) a first purge device, (3) a second container, and ( 4) The hybrid atomic layer deposition system composed of the second purge device is sequentially arranged in a row by the required number of repetitions (n times) (for example, the first container, the first purge device, the second container, and the second purge device). To provide a thin film forming system using an in-line liquid gas hybrid atomic layer deposition method capable of forming a required thin film thickness. Can be.
또한, 도 6b와 같이 제1 퍼지 장치 및 제2 퍼지 장치를 하나의 퍼지 장치를 이용하여, (1) 제1 용기, (2) 퍼지 장치, (3) 제2 용기로 시스템을 구성하고, (1) 제1 용기, (2) 퍼지 장치, (3) 제2 용기, (2) 퍼지 장치를 거치는 것을 하나의 사이클을 구성함으로서, 1 사이클을 반복하는데 걸리는 시간을 최소화하여 생산 시간을 절감할 수도 있다. 이 경우 퍼지 장치 구성 비용 또한 반으로 절감할 수 있음은 물론이다. In addition, as shown in Fig. 6B, the system is composed of (1) the first container, (2) the purge device, and (3) the second container using the first purge device and the second purge device using one purge device, By constructing one cycle of going through 1) the first vessel, (2) the purge device, (3) the second vessel, and (2) the purge device, production time can be reduced by minimizing the time taken to repeat one cycle. have. In this case, the cost of constructing the purge device can also be reduced by half.
또한, 상기 실시예에서 TiO2 코팅을 언급하였으나 코팅소재는 이에 한정되는 것이 아니라 ZrO2, SiO2, Al2O3 등 매우 다양하게 있을 수 있다.
In addition, although the TiO 2 coating is mentioned in the above embodiment, the coating material is not limited thereto, and may be very diverse, such as ZrO 2 , SiO 2 , and Al 2 O 3 .
Claims (12)
상기 기판을 제1 반응물로부터 빼낸 후 퍼지 가스로 퍼지하여 물리적으로 흡착된 제 1반응물을 제거하는 제1 퍼지 단계(B);
화학적으로 흡착된 제1 반응물이 남아있는 상기 기판을 제1 반응물의 리간드와 화학 반응하여 물질을 형성할 수 있는 제2 반응물이 액체 상태로 담긴 용기에 담가 상기 제1 반응물 중 화학적으로 흡착된 물질과 제2 반응물의 화학반응에 의하여 원자층 단위의 물질층을 형성시키는 단계(C); 및
상기 기판을 퍼지 가스로 퍼지하여 화학적으로 흡착된 제1 반응물과 제2 반응물의 화학 반응에 의해 생성된 부산물과 과잉으로 흡착된 제2 반응물을 제거하는 제2 퍼지 단계(D);를 포함하고,
상기 퍼지 가스는 제1 반응물 및 제2 반응물과 반응하지 않는 것으로 구성한 것을 특징으로 하는 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법.(A) immersing a substrate in a liquid container containing a first reactant comprising an element and a ligand forming a thin film in a liquid state (A);
A first purge step (B) of removing the substrate from the first reactant and purging with a purge gas to remove the physically adsorbed first reactant;
The second reactant, which is capable of chemically reacting with the ligand of the first reactant to form a substance, is immersed in a liquid container containing a second reactant which is capable of chemically adsorbing the first reactant. (C) forming a material layer in atomic layer units by chemical reaction of the second reactant; And
A second purge step (D) of purging the substrate with a purge gas to remove the by-products generated by the chemical reaction of the chemically adsorbed first reactant and the second reactant and the second reactant adsorbed excessively;
And the purge gas is configured to not react with the first reactant and the second reactant.
상기 제1 용기에 담갔다 꺼내어진 기판을 퍼지 가스로 퍼지하는 제1 퍼지 장치;
상기 제1 퍼지 장치에서 퍼지를 마친 후 상기 기판을 제2 반응물에 담그도록 제2 반응물이 담긴 제2 용기;및
상기 제2 용기에 담갔다 꺼내어진 기판을 퍼지 가스로 퍼지하는 제2 퍼지 장치;를 포함하고,
상기 퍼지 가스는 제1 반응물 및 제2 반응물과 반응하지 않는 것으로 구성하고,
상기 제1 용기, 제1 퍼지 장치, 제2 용기 및 제2 퍼지 장치는 원형 또는 일렬로 순차적으로 배치되고,
상기 제1 용기에 충진된 제1 반응물은 박막을 이루는 원소와 리간드를 포함하여 기판상에 제1 반응물을 흡착시키고,
상기 제1 퍼지 장치는, 기판을 퍼지 가스로 퍼지하여 물리적으로 흡착된 제1 반응물을 제거하여, 화학적으로 흡착된 제 1반응물만을 남기고,
상기 제2 용기에 충진된 제2 반응물은 상기 기판에 화학적으로 흡착된 제1 반응물의 리간드와 화학 반응을 통해 물질층을 원자층 단위로 형성하고,
상기 제2 퍼지 장치는, 기판을 퍼지 가스로 퍼지하여 제1반응물과 제2 반응물 간의 화학 반응에 의해 생성된 부산물과 과잉으로 물리적으로 흡착된 제2 반응물을 제거하는 것을 특징으로 하는 표면 반응을 이용한 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템.A first container containing a first reactant including an element and a ligand forming a thin film in a liquid state;
A first purge device for purging the substrate submerged in the first container with purge gas;
A second container containing a second reactant to immerse the substrate in a second reactant after the purge in the first purge device; and
And a second purge device for purging the substrate submerged in the second container with a purge gas.
The purge gas is configured not to react with the first reactant and the second reactant,
The first container, the first purge device, the second container and the second purge device are sequentially arranged in a circle or in a row,
The first reactant filled in the first container includes an element and a ligand forming a thin film to adsorb the first reactant on a substrate.
The first purge device purges the substrate with a purge gas to remove the physically adsorbed first reactant, leaving only the chemically adsorbed first reactant,
The second reactant filled in the second container forms a material layer in atomic layer units through a chemical reaction with a ligand of the first reactant chemically adsorbed to the substrate,
The second purge device purges the substrate with a purge gas to remove the by-products generated by the chemical reaction between the first reactant and the second reactant and the second physically adsorbed second reactant. Thin film formation system using liquid gas hybrid atomic layer deposition.
기판을 퍼지 가스로 퍼지하는 퍼지 장치; 및
제2 반응물이 담긴 제2 용기;를 포함하고,
상기 퍼지 가스는 제1 반응물 및 제2 반응물과 반응하지 않는 것으로 구성하고,
기판은 기판 이송 수단에 의해, 제1 용기에 담갔다 꺼내어져 상기 퍼지 장치에서 1차 퍼지 된 후, 제2 용기에 담갔다 꺼내어져 상기 퍼지 장치에서 2차 퍼지 되며,
상기 제1 용기에 담긴 제1 반응물은 박막을 이루는 원소와 리간드를 포함하여 기판상에 제1 반응물을 흡착시키고,
상기 퍼지 장치는 1차 퍼지에서 기판을 퍼지 가스로 퍼지하여 물리적으로 흡착된 제1 반응물을 제거하여, 화학적으로 흡착된 제 1반응물만을 남기고,
상기 제2 용기에 담긴 제2 반응물은, 상기 기판에 화학적으로 흡착된 제1 반응물의 리간드와 화학 반응을 통해 물질층을 원자층 단위로 형성하고,
상기 퍼지 장치는 2 차 퍼지에서 기판을 퍼지 가스로 퍼지하여 제1 반응물과 제2 반응물 간의 화학 반응에 의해 생성된 부산물과 과잉으로 물리적으로 흡착된 제2 반응물을 제거하는 것을 특징으로 하는 표면 반응을 이용한 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템.A first container containing a first reactant including an element and a ligand forming a thin film in a liquid state;
A purge device for purging the substrate with the purge gas; And
A second container containing a second reactant;
The purge gas is configured not to react with the first reactant and the second reactant,
The substrate is immersed in the first container and taken out by the substrate transfer means to be first purged in the purge device, and then the substrate is immersed in the second container and taken out in the second purge device,
The first reactant contained in the first container includes an element and a ligand forming a thin film to adsorb the first reactant on a substrate.
The purge device purges the substrate with a purge gas in the primary purge to remove the physically adsorbed first reactant, leaving only the chemically adsorbed first reactant,
The second reactant contained in the second container may form a material layer in atomic layer units through a chemical reaction with a ligand of the first reactant chemically adsorbed on the substrate,
The purge device purges the substrate with a purge gas in a secondary purge to remove surface reactions that remove by-products generated by a chemical reaction between the first reactant and the second reactant and an excessively physically adsorbed second reactant. Thin film formation system using liquid gas hybrid atomic layer deposition.
상기 제1 퍼지 단계와 상기 제2 퍼지 단계는, 퍼지 가스에 의한 퍼지 시간이 0.1 sec/m2 내지 10 min/m2이고, 퍼지 가스의 압력이 0.1 Torr 내지 7600 Torr인 것을 특징으로 하는 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법. The method of claim 1, wherein the substrate is immersed in the first reactant and the substrate is immersed in the second reactant is 0.1 sec to 60 sec, the temperature of the first reactant and the temperature of the second reactant is 20 ℃ to Below the pyrolysis temperature of the first reactant,
In the first purge step and the second purge step, the purge time by the purge gas is 0.1 sec / m 2 to 10 min / m 2 , the pressure of the purge gas is characterized in that the liquid gas of 0.1 Torr to 7600 Torr Hybrid atomic layer deposition.
상기 제1 퍼지 장치에 주입되는 퍼지 가스와 상기 제2 퍼지 장치에 주입되는 퍼지 가스에 의한 퍼지는, 단위 면적당 퍼지 시간이 0.1 sec/m2 내지 10 min/m2이고, 퍼지 가스의 압력이 0.1 Torr 내지 7600 Torr인 것을 특징으로 하는 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템. The method of claim 3, wherein the substrate is immersed in the first vessel containing the first reactant and the substrate is immersed in the second vessel containing the second reactant is 0.1 sec to 60 sec. 2 the temperature of the reactant is 20 ° C. to below the thermal decomposition temperature of the first reactant,
The purge by the purge gas injected into the first purge device and the purge gas injected into the second purge device has a purge time per unit area of 0.1 sec / m 2 to 10 min / m 2, and the pressure of the purge gas is 0.1 Torr. Thin film formation system using a liquid gas hybrid atomic layer deposition method, characterized in that from 7600 Torr.
An in-line liquid gas hybrid atomic layer deposition method in which a thin film formation system using the liquid gas hybrid atomic layer deposition method of claim 5 is formed as one deposition group by repeatedly arranging a plurality of deposition groups to form a predetermined thin film. Thin film forming system using.
상기 퍼지 장치에 주입되는 퍼지 가스에 의한 퍼지는, 단위 면적당 퍼지 시간이 0.1 sec/m2 내지 10 min/m2이고, 퍼지 가스의 압력이 0.1 Torr 내지 7600 Torr인 것을 특징으로 하는 액체 기체 하이브리드 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 시스템.
The method of claim 5, wherein the substrate is immersed in the first vessel containing the first reactant and the time of the substrate immersed in the second vessel containing the second reactant is 0.1 sec to 60 sec. 2 the temperature of the reactant is 20 ° C. to below the thermal decomposition temperature of the first reactant,
Purging by the purge gas injected into the purge device, the purge time per unit area is 0.1 sec / m 2 to 10 min / m 2 , the liquid gas hybrid atomic layer characterized in that the pressure of the purge gas is 0.1 Torr to 7600 Torr Thin film formation system using vapor deposition.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100138742A KR101213291B1 (en) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | Method And System for forming a thin film using an Liquid-Vapor Hybrid Atomic Layer Deposition Method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100138742A KR101213291B1 (en) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | Method And System for forming a thin film using an Liquid-Vapor Hybrid Atomic Layer Deposition Method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120076955A KR20120076955A (en) | 2012-07-10 |
KR101213291B1 true KR101213291B1 (en) | 2012-12-18 |
Family
ID=46710515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100138742A Expired - Fee Related KR101213291B1 (en) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | Method And System for forming a thin film using an Liquid-Vapor Hybrid Atomic Layer Deposition Method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101213291B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100343144B1 (en) * | 1999-10-06 | 2002-07-05 | 윤종용 | Thin film formation method using atomic layer deposition |
JP2003007700A (en) * | 2001-06-20 | 2003-01-10 | Samsung Electronics Co Ltd | Method for producing silicon-containing solid thin film by atomic layer deposition using trisdimethylaminosilane |
-
2010
- 2010-12-30 KR KR1020100138742A patent/KR101213291B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100343144B1 (en) * | 1999-10-06 | 2002-07-05 | 윤종용 | Thin film formation method using atomic layer deposition |
JP2003007700A (en) * | 2001-06-20 | 2003-01-10 | Samsung Electronics Co Ltd | Method for producing silicon-containing solid thin film by atomic layer deposition using trisdimethylaminosilane |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20120076955A (en) | 2012-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ponraj et al. | Review on atomic layer deposition and applications of oxide thin films | |
Knoops et al. | Atomic layer deposition | |
JP4704618B2 (en) | Method for producing zirconium oxide film | |
JP2008545277A5 (en) | ||
WO2010101859A1 (en) | Atomic layer deposition processes | |
KR20090039083A (en) | Ruthenium film formation method | |
US9090641B2 (en) | Precursors and methods for the selective deposition of cobalt and manganese on metal surfaces | |
EA022723B1 (en) | Multilayer coating, method for fabricating a multilayer coating | |
JP2004165668A (en) | Thin film deposition method utilizing hafnium compound | |
EP3114248A1 (en) | Atomic layer deposition of germanium or germanium oxide | |
KR101676060B1 (en) | Method and composition for depositing ruthenium with assistive metal species | |
Yang et al. | Ultrathin molybdenum disulfide (MoS2) film obtained in atomic layer deposition: A mini-review | |
JP4425194B2 (en) | Deposition method | |
TWI481615B (en) | Precursors and methods for the atomic layer deposition of manganese | |
KR101321100B1 (en) | Catalysts with inverse concentration gradient of catalytic element and method for preparing the same | |
Foroughi-Abari et al. | Atomic layer deposition for nanotechnology | |
KR101597585B1 (en) | Manafacturing method of photoactive titanium oxide | |
KR101213291B1 (en) | Method And System for forming a thin film using an Liquid-Vapor Hybrid Atomic Layer Deposition Method | |
KR101230951B1 (en) | Surface diffusion-induced atomic layer deposition | |
TWI828023B (en) | Organometallic precursor compound | |
CN118414342A (en) | Molybdenum precursor compound, method of preparing the same, and method of depositing molybdenum-containing film using the same | |
Liu et al. | Metal oxides and metal thin films by atomic layer deposition (ALD), liquid-ALD, and successive ionic layer adsorption and reaction methods for THR applications | |
KR100699362B1 (en) | Atomic Layer Deposition Using Plasma | |
KR101184924B1 (en) | Method for forming metal layer | |
US20240327982A1 (en) | Method for an amorphous boron nitride layer and associated amorphous boron nitride layers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20101230 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20111101 Patent event code: PE09021S01D |
|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20120627 Patent event code: PE09021S01D |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20121203 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20121211 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20121211 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151123 Year of fee payment: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20151123 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |
Termination category: Default of registration fee Termination date: 20180923 |