原子层沉积装置及方法
阅读：808发布：2020-05-14
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1.一种原子层沉积装置，其特征在于，
包括：
搬入腔室，使原子层沉积工序对象基板搭载在第一载体和第二载体，使搭载有所述基板的所述第一载体和所述第二载体沿彼此相对的方向移动，使得从地面看时搭载在所述第一载体的基板和搭载在所述第二载体的基板沿垂直方向排列；
第一缓冲腔室，与所述搬入腔室按照一字形连接，从所述搬入腔室搬入搭载有所述基板的所述第一载体和所述第二载体，使内部的压力调整为用于进行所述基板的原子层沉积工序的第一压力；
真空腔室，与所述第一缓冲腔室按照一字形连接，在对所述基板进行沉积工序时，使所述第一载体和所述第二载体彼此结合而形成的密封的反应空间维持在真空状态；
第二缓冲腔室，与所述真空腔室按照一字形连接，使压力调整为从所述真空腔室引入所述基板而进行下一个工序的第二压力或者大气压。
2.如权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，
所述第一缓冲腔室包括用于使所述第一载体和所述第二载体向左右方向移送的移送机构。
3.如权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，
所述真空腔室包括：
移送机构，使所述第一载体和所述第二载体向左右方向移送；
驱动机构，使所述第一载体和所述第二载体沿彼此相对的方向结合或者分离。
4.如权利要求3所述的原子层沉积装置，其特征在于，
所述真空腔室包括反应器模块，该反应器模块在所述真空腔室的内部中央区域与所述第一载体及所述第二载体结合而形成所述反应空间；
在对所述基板进行原子层沉积工序时，所述第一载体和所述第二载体在所述驱动机构的作用下沿彼此相对的方向紧贴并与所述反应器模块结合，通过所述反应器模块进行所述原子层沉积工序。
5.如权利要求3所述的原子层沉积装置，其特征在于，
所述真空腔室包括反应器模块，该反应器模块位于所述真空腔室的内部两侧外围区域，被控制为向左右方向移动，并与所述第一载体及所述第二载体结合而形成所述反应空间；
所述反应器模块先在所述真空腔室内部的预设位置待机，所述第一载体和所述第二载体结合时，在驱动机构的作用下向左右方向移动，与所述第一载体及所述第二载体结合或者分离。
6.如权利要求5所述的原子层沉积装置，其特征在于，
所述反应器模块与所述第一载体及第二载体结合时，与在所述第一载体及所述第二载体的两侧面上形成的气体通路整齐地结合，使得所述反应器模块能够向所述反应空间供给气体。
7.如权利要求5所述的原子层沉积装置，其特征在于，
所述反应器模块在一侧设置有向所述反应空间供给工序气体或者净化气体的气体供给部，而在另一侧设置有使供给到所述反应空间的所述工序气体或者净化气体排出的气体排气部。
8.如权利要求7所述的原子层沉积装置，其特征在于，
所述反应器模块在与所述反应空间邻接的区域的一部分或者整个面上设置有用于产生等离子体的电极。
9.如权利要求7所述的原子层沉积装置，其特征在于，
所述反应器模块在所述气体供给部的导入部设置有用于产生等离子体的电极。
10.如权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，
具有按照一字形连接的至少两个的所述真空腔室，各个真空腔室形成为利用热量进行原子层沉积工序的腔室结构、直接利用等离子体的腔室结构、间接利用等离子体的腔室结构中的任一个腔室结构，或者将彼此不同的腔室结构组合而形成。
11.一种原子层沉积方法，其特征在于，包括：
在与进行工序的真空腔室按照一字形连接的搬入腔室中，使搭载有原子层沉积工序对象基板的第一载体和第二载体沿彼此相对的方向垂直排列的步骤；
在与所述搬入腔室按照一字形连接的第一缓冲腔室中，使所述第一载体和所述第二载体搬入，并且使内部的压力调整为用于进行所述基板的原子层沉积工序的第一压力的步骤；
调整所述压力之后，向所述真空腔室搬入所述第一载体和所述第二载体的步骤；
在所述真空腔室，对所述基板进行原子层沉积工序的步骤；
使进行了所述原子层沉积工序的基板搬出到与所述真空腔室按照一字形连接的第二缓冲腔室的步骤。
12.如权利要求11所述的原子层沉积方法，其特征在于，
进行所述原子层沉积工序的步骤包括：
使所述第一载体和所述第二载体位于所述真空腔室内的用于进行所述原子层沉积工序的基准位置的步骤；
使所述第一载体和所述第二载体沿彼此相对的方向紧贴，并与位于所述真空腔室的内部中央区域的反应器模块结合的步骤；
在随着所述结合而形成的所述第一载体和所述第二载体内部的密封的反应空间，利用所述反应器模块对所述基板进行原子层沉积工序的步骤。
13.如权利要求11所述的原子层沉积方法，其特征在于，
进行所述原子层沉积工序的步骤包括：
使所述第一载体和所述第二载体位于所述真空腔室内的用于进行所述原子层沉积工序的基准位置，并沿彼此相对的方向结合而形成密封的反应空间的步骤；
使位于所述真空腔室的内部两侧外围区域的反应器模块移动，并与在所述结合的所述第一载体和所述第二载体的两侧面上与所述反应空间连通地形成的气体通路结合的步骤；
所述结合之后，在所述反应空间利用所述反应器模块对所述基板进行原子层沉积工序的步骤。
原子层沉积装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及气相沉积反应器及利用该气相沉积反应器的薄膜形成方法，特别是涉及原子层沉积装置及方法(ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS AND METHOD THEREOF)，在原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)中，搭载有基板的第一载体和第二载体沿垂直方向排列之后，能够向按照一字形连接的多个腔室移送，当所述第一载体和所述第二载体彼此结合时所形成的密封的反应空间作为对基板进行原子层沉积工序的工序腔室发挥作用，并且通过使可对搭载在载体的基板进行原子层沉积工序的多个真空腔室和用于使载体搬入/搬出的缓冲腔室按照一字形连接，能够使载体按照缓冲腔室、真空腔室、缓冲腔室的顺序移送而连续地进行工序，从而能够提高原子层沉积工序的效率，并且，由于能够对两个基板同时进行原子层沉积工序，因此能够提高生产效率，此外，由于在使基板垂直排列的状态下进行工序，因此能够对大型的基板也容易进行工序。
背景技术
[0002] 通常，作为在晶片或者玻璃等基板上沉积规定厚度薄膜的方法，有像溅射(sputtering)那样利用物理撞击的物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition，PVD)和利用化学反应的化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)等。
[0003] 但是，近年来，随着半导体元件的设计规则(design rule)突然趋于细微化，不仅对细微图案的薄膜有了需求，而且形成薄膜的区域的高低差趋于变大，因此，能够非常均匀地形成原子层厚度的细微图案，而且台阶覆盖(step-coverage)优异的原子层沉积方法(ALD)的使用正在增多。
[0004] 这样的原子层沉积方法在利用气体分子间的化学反应这一点上，与一般的化学气相沉积方法类似。但是，与通常的CVD使多种气体分子同时向工艺腔室内注入而产生的反应生成物被沉积到基板的情况不同，原子层沉积方法在向工艺腔室内注入包含一种源物质的气体并使其化学吸附到被加热的基板上，然后向工艺腔室内注入包含另外源物质的气体，由此在基板表面上沉积源物质之间的化学反应所生成的生成物这一点上存在差异。
[0005] 另外，上述那样的原子层沉积方法应用于AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes，有源矩阵有机发光二极体)显示器的薄膜密封、柔性(flexible)基板的阻挡膜(barrier film)、太阳光缓冲层(buffer layer)、半导体用强介电体(high-k)电容器用高电介质物质，或者铝(Al)、铜(Cu)配线、扩散防止膜(TiN、TaN等)等的形成。
[0006] 这样的原子层沉积方法采用到目前为止PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法)中所使用的单批方式、分批方式及扫面型小型反应器在基板上移送或者基板移送的方式来构成工序。
[0007] 首先，单批方式是在投入一张基板之后构成工序的执行，由用于基板的搬入/搬出及加热的移动用基座、用于投入工序气体的扩散器(淋浴喷头形为主流)及排气部构成。但是，在单批方式中，存在如下问题：形成真空时，为了防止外部大气压引起的工序腔室及周边部的变形而使腔室加厚，并且由于需要用于基板的搬入/搬出及区分工序区域的闸阀，在构成大面积基板用设备时，内部体积非常之大，导致原料前驱体及反应前驱体的消耗量激增，维持费用激增，吸附-净化-反应-净化时间增加，从而工序时间增加，导致生产效率显著下降。
[0008] 对多个基板同时进行工序的分批方式是为了解决现有技术中存在的问题，即因原子层沉积设备的体积较大而原料前躯体和反应前驱体的消耗量增多所引起的维持费用增加，生产效率低的问题，从而对多张基板同时进行工序的方式。这样的分批方式在太阳能电池工序中部分应用，但是存在不仅在基板表面上而且还要在背面上同时成膜的问题、多个基板中薄膜的均匀度及再现性不充分的问题；此外，当腔室被污染时，需要分离超大型腔室的整体来清洗的问题。
[0009] 另外，扫描型小型反应器方式是在真空腔室内配置多个与基板的单面长度所对应的小型反应器，通过使基板或者小型反应器往复移动来成膜的方式。在一部分显示器的薄膜密封工序中应用，但是难以控制基板与小型反应器的完美的气体流动，并且难以实现原料前躯体与反应前驱体的清晰的分离，从而存在产生颗粒(particle)的问题。
发明内容
[0010] 技术课题
[0011] 因此，本发明的课题在于，在原子层沉积中，搭载有基板的第一载体和第二载体沿垂直方向排列之后，能够向按照一字形连接的多个腔室移送，当所述第一载体和所述第二载体彼此结合时所形成的密封的反应空间作为对基板进行原子层沉积工序的工序腔室发挥作用，并且通过使可对搭载在载体的基板进行原子层沉积工序的多个真空腔室和用于使载体搬入/搬出的缓冲腔室按照一字形连接，能够使载体按照缓冲腔室、真空腔室、缓冲腔室的顺序移送而连续地进行工序，从而提高原子层沉积工序的效率。
[0012] 此外，本发明的课题在于提供一种原子层沉积技术，其中，由于对两个基板同时进行原子层沉积工序，因此能够提高生产效率，并且，由于在使基板垂直排列的状态下进行工序，因此能够对大型的基板也容易进行工序。
[0013] 解决技术课题的手段
[0014] 上述的本发明是一种原子层沉积装置，包括：
[0015] 搬入腔室，使原子层沉积工序对象基板搭载在第一载体和第二载体，使搭载有所述基板的所述第一载体和所述第二载体沿彼此相对的方向移动，使得从地面看时搭载在所述第一载体的基板和搭载在所述第二载体的基板沿垂直方向排列；
[0016] 第一缓冲腔室，与所述搬入腔室按照一字形连接，从所述搬入腔室搬入搭载有所述基板的所述第一载体和所述第二载体，使内部的压力调整为用于进行所述基板的原子层沉积工序的第一压力；
[0017] 真空腔室，与所述第一缓冲腔室按照一字形连接，在对所述基板进行沉积工序时，使所述第一载体和所述第二载体彼此结合而形成的密封的反应空间维持在真空状态；
[0018] 第二缓冲腔室，与所述真空腔室按照一字形连接，使压力调整为从所述真空腔室引入所述基板而进行下一个工序的第二压力或者大气压。
[0019] 此外，本发明的特征在于，所述第一缓冲腔室包括用于使所述第一载体和所述第二载体向左右方向移送的移送机构。
[0020] 此外，本发明的特征在于，所述真空腔室包括：
[0021] 移送机构，使所述第一载体和所述第二载体向左右方向移送；
[0022] 驱动机构，使所述第一载体和所述第二载体沿彼此相对的方向结合或者分离。
[0023] 此外，本发明的特征在于，所述真空腔室包括反应器模块，该反应器模块在所述真空腔室的内部中央区域与所述第一载体及所述第二载体结合而形成所述反应空间；
[0024] 在对所述基板进行原子层沉积工序时，所述第一载体和所述第二载体在所述驱动机构的作用下沿彼此相对的方向紧贴并与所述反应器模块结合，通过所述反应器模块进行所述原子层沉积工序。
[0025] 此外，本发明的特征在于，所述真空腔室包括反应器模块，该反应器模块位于所述真空腔室的内部两侧外围区域，被控制为向左右方向移动，并与所述第一载体及所述第二载体结合而形成所述反应空间；
[0026] 在对所述基板进行原子层沉积工序时，所述第一载体和所述第二载体在所述驱动机构的作用下沿彼此相对的方向紧贴而形成所述反应空间；
[0027] 所述反应器模块在与相结合的所述第一载体和所述第二载体的两侧面上与所述反应空间连通地形成的气体通路结合之后，通过所述反应器模块进行所述原子层沉积工序。
[0028] 此外，本发明的特征在于，所述反应器模块先在所述真空腔室内部的预设位置待机，所述第一载体和所述第二载体结合时，在驱动机构的作用下向左右方向移动，与所述第一载体及所述第二载体结合或者分离。
[0029] 此外，本发明的特征在于，所述反应器模块在一侧设置有向所述反应空间供给工序气体或者净化气体的气体供给部，而在另一侧设置有使供给到所述反应空间的所述工序气体或者净化气体排出的气体排气部。
[0031] 此外，本发明的特征在于，所述反应器模块在所述气体供给部的导入部设置有用于产生等离子体的电极。
[0032] 此外，本发明的特征在于，具有按照一字形连接的至少两个的所述真空腔室，各个真空腔室形成为利用热量进行原子层沉积工序的腔室结构、直接利用等离子体的腔室结构、间接利用等离子体的腔室结构中的任一个腔室结构，或者将彼此不同的腔室结构组合而形成。
[0033] 另外，本发明的一种原子层沉积方法，包括：
[0034] 在与进行工序的真空腔室按照一字形连接的搬入腔室中，使搭载有原子层沉积工序对象基板的第一载体和第二载体沿彼此相对的方向垂直排列的步骤；
[0035] 在与所述搬入腔室按照一字形连接的第一缓冲腔室中，使所述第一载体和所述第二载体搬入，并且使内部的压力调整为用于进行所述基板的原子层沉积工序的第一压力的步骤；
[0036] 调整所述压力之后，向所述真空腔室搬入所述第一载体和所述第二载体的步骤；
[0037] 在所述真空腔室，对所述基板进行原子层沉积工序的步骤；
[0038] 使进行了所述原子层沉积工序的基板搬出到与所述真空腔室按照一字形连接的第二缓冲腔室的步骤。
[0039] 此外，本发明的特征在于，进行所述原子层沉积工序的步骤包括：
[0040] 使所述第一载体和所述第二载体位于所述真空腔室内的用于进行所述原子层沉积工序的基准位置的步骤；
[0041] 使所述第一载体和所述第二载体沿彼此相对的方向紧贴，并与位于所述真空腔室的内部中央区域的反应器模块结合的步骤；
[0042] 在随着所述结合而形成的所述第一载体和所述第二载体内部的密封的反应空间，利用所述反应器模块对所述基板进行原子层沉积工序的步骤。
[0043] 此外，本发明的特征在于，进行所述原子层沉积工序的步骤包括：
[0044] 使所述第一载体和所述第二载体位于所述真空腔室内的用于进行所述原子层沉积工序的基准位置，并沿彼此相对的方向结合而形成密封的反应空间的步骤；
[0045] 使位于所述真空腔室的内部两侧外围区域的反应器模块移动，并与在所述结合的所述第一载体和所述第二载体的两侧面上与所述反应空间连通地形成的气体通路结合的步骤；
[0046] 所述结合之后，在所述反应空间利用所述反应器模块对所述基板进行原子层沉积工序的步骤。
[0047] 此外，本发明的特征在于，所述真空腔室包括：
[0048] 移送机构，使所述第一载体和所述第二载体向左右方向移送；
[0049] 驱动机构，使所述第一载体和所述第二载体沿彼此相对的方向结合或者分离。
[0050] 此外，本发明的特征在于，所述反应器模块在一侧设置有向所述反应空间供给工序气体或者净化气体的气体供给部，而在另一侧设置有使供给到所述反应空间的所述工序气体或者净化气体排出的气体排气部。
[0051] 此外，本发明的特征在于，所述反应器模块在与所述反应空间邻接的区域的一部分或者整个面上设置有用于产生等离子体的电极。
[0052] 此外，本发明的特征在于，所述反应器模块在所述气体供给部的导入部设置有用于产生等离子体的电极。
[0053] 发明效果
[0054] 根据本发明，在原子层沉积中，搭载有基板的第一载体和第二载体沿垂直方向排列之后，能够向按照一字形连接的多个腔室移送，当所述第一载体和所述第二载体彼此结合时所形成的密封的反应空间作为对基板进行原子层沉积工序的工序腔室发挥作用，并且通过使可对搭载在载体的基板进行原子层沉积工序的多个真空腔室和用于使载体搬入/搬出的缓冲腔室按照一字形连接，能够使载体按照缓冲腔室、真空腔室、缓冲腔室的顺序移送而连续地进行工序，从而提高原子层沉积工序的效率。
[0055] 此外，在两个载体分别搭载基板，在一个真空腔室对两个以上的基板能够同时进行原子层沉积工序，因此能够提高生产效率，并且，在使基板垂直排列的状态下进行工序，因此能够对大型的基板也容易进行工序。
[0056] 此外，在载体上构成工序气体出入部，提供工序气体的反应器模块为了使两个载体紧贴而仅构成有用于引导和工序气体的出入的对接/非对接等辅助功能，通过周期性地对载体的更换和清洗，防止真空腔室内发生不必要的成膜，从而减少对真空腔室周期性地清洗的次数。
[0058] 图1是本发明实施例的将两个基板垂直排列而依次进行原子层沉积工序的一字形的原子层沉积装置的结构图。
[0059] 图2a至图2b是图1的真空腔室结构的放大例示图。
[0060] 图3是本发明另一实施例的反应器模块的详细结构例示图。
[0061] 图4a是本发明实施例的真空腔室的截面结构图，是工序气体在基板上以交叉流动或者移动波方式喷射的概略结构图。
[0062] 图4b是本发明实施例的真空腔室的截面结构图，是等离子体工序可行的概略结构图。
[0063] 图4c是本发明实施例的真空腔室的截面结构图，是间接等离子体工序可行的概略结构图。
具体实施方式
[0064] 以下，参照附图详细说明本发明的动作原理。在以下对本发明的说明中，如果判断为对公知功能或者结构的具体说明混淆本发明的要旨的情况下，将省略该详细说明。另外，后述的术语是考虑了本发明中的功能之后定义的，可根据用户、运用者的意图或者惯例等而不同。因此，所述定义应以本说明书整体内容为基础做出的。
[0065] 图1是表示本发明实施例的使垂直地支撑两个基板的载体(carrier)按照一字形配置的多个真空腔室移动的同时，进行原子层沉积工序的原子层沉积装置的结构的图。
[0066] 参照图1，一字形的原子层沉积装置包括搬入腔室710、第一缓冲腔室700、真空腔室800，900，950、第二缓冲腔室750等。
[0067] 搬入腔室710包括遮罩(mask)，具有搭载原子层沉积工序对象基板701的第一载体702和第二载体703。
[0068] 此时，这样的第一载体702和第二载体703在沿彼此相对的方向上垂直排列的状态下可以结合或者分离，与后述的真空腔室800所具有的反应器模块联动而彼此紧贴地结合时，第一载体702和第二载体703彼此结合的内部可以形成用于进行原子层沉积工序的密封的反应空间。此外，第一载体702和第二载体703构成为如上所述那样与反应器模块结合时，形成密封的反应空间的结构，对位于如上所述那样形成有反应空间的密封的反应空间的基板701，通过反应器模块进行原子层沉积工序时，第一载体702和第二载体703不仅使所搭载的基板701在腔室之间移送，而且起到执行基板701的原子层沉积工序的工序腔室的作用。
[0069] 此外，搬入腔室710在第一载体702及第二载体703上分别搭载有基板701的情况下，使第一载体702和所述第二载体703向彼此相对的方向移动，使搭载于第一载体702的基板701和搭载于所述第二载体703的基板701从地面看时沿垂直方向排列，利用移送机构(未图示)向第一缓冲腔室700提供。
[0070] 第一缓冲腔室700作为压力调整用腔室，与搬入腔室710按照一字形连接，从搬入腔室710搬入搭载有基板701的第一载体702和第二载体703，当第一载体702及第二载体703搬入时，使腔室内部的压力调整为用于对基板701进行原子层沉积工序的预设的压力。此时，第一缓冲腔室700可以调整大气/真空或者高真空/低真空等压力差，也可以发挥通过加热器(heater)720等调整基板701温度的加热器腔室(heating chamber)的作用。真空腔室800与第一缓冲腔室700按照一字形连接，在对基板701进行原子层沉积工序时，使第一载体
702与第二载体703相结合而形成密封的反应空间维持在真空状态。
702与第二载体703相结合而形成密封的反应空间维持在真空状态。
[0071] 此外，如放大表示真空腔室800结构的图2a和图2b所示，真空腔室800包括使第一载体702和第二载体703向左右方向移送的移送机构830、使第一载体702和第二载体703向彼此相对的方向紧贴或者分离的驱动机构820。
[0072] 第二缓冲腔室750与真空腔室800按照一字形连接，从真空腔室800引入执行了原子层沉积工序而搬出的基板701，然后使腔室内的压力调整为用于进行工序的压力，或者在搬出工序完成的基板701时，使腔室内压力调整为大气压等。
[0073] 以下说明动作。首先，需要进行原子层沉积的基板701搭载在搬入腔室710的第一载体702和第二载体703上。
[0074] 如上所述，基板701搭载在第一载体702和第二载体703上时，搭载有基板701的第一载体702和第二载体703在搬入腔室710所具有的反应器模块(未图示)的作用下沿彼此相对的方向垂直排列之后，被移送机构(未图示)从搬入腔室710向第一缓冲腔室700移送。
[0075] 此时，向各个腔室移送第一载体702和第二载体703的移送机构830例如在垂直排列的载体702、703的下部构成有可与辊(roller)等结合的结构，从而通过辊的驱动，能够向一字形连接的各个腔室移送，对于这样的移送机构830，只要是本领域技术人员，就可以以各种方式实施。
[0076] 接着，如上所述那样搭载有基板701的第一载体702和第二载体703搬入第一缓冲腔室700时，在第一缓冲腔室700中调整压力。也就是说，在第一缓冲腔室700中可以调整大气/真空或者高真空/低真空等压力差，第一载体702和第二载体703被搬入时，腔室内部的压力被调整为用于对基板701进行原子层沉积工序的预设的压力。此时预设的压力成为与对基板701进行原子层沉积工序的真空腔室800内部的压力相同的压力。此外，在第一缓冲腔室700中可以利用加热器720等进行基板701的温度调整。
[0077] 接着，如上所述，在第一缓冲腔室700中调整压力之后，搭载有基板701的第一载体702和第二载体703利用设置在第一缓冲腔室700内的载体移送机构830向真空腔室800移送。
[0078] 此时，与第一缓冲腔室700同样，真空腔室800设置有用于移送搭载有基板701的第一载体702和第二载体703的移送机构，例如辊型的移送机构，并且设置有使第一载体702和第二载体703沿彼此相对的方向紧贴或者分离的驱动机构。
[0079] 因此，第一载体702和第二载体703搬入真空腔室800时，在移送机构的作用下，在空腔室800内位于用于进行原子层沉积工序的预设的基准位置，位于预设的位置之后，可以利用驱动机构使第一载体702和第二载体703紧贴而形成密封的反应空间。
[0080] 此外，如上所述，所述第一载体702和第二载体703紧贴而形成对基板可进行原子层沉积工序的反应空间时，通过设置在真空腔室800内且与第一载体702及第二载体703结合的可进行气体的供给和排气的反应器模块810，向反应空间供给工序进行所需的气体而能够对基板701进行原子层沉积工序。
[0081] 此时，如上所述的反应器模块810是指如图1或者图3所示，可以位于真空腔室800内中央区域或者两侧外围区域，并且与第一载体702和第二载体703联动而进行原子层沉积工序的装置。
[0082] 首先，如图1所示，反应器模块810设置在真空腔室800的内部中央区域的情况下，在对基板701进行原子层沉积工序时，第一载体702和第二载体703在驱动机构的作用下沿彼此相对的方向紧贴并与反应器模块810一同结合而形成密封的反应空间。此后，通过反应器模块810向反应空间供给进行工序所需的气体，可以对基板701进行原子层沉积工序。
[0083] 然后，如图3所示，在反应器模块810被设置为位于真空腔室800的内部两侧外围区域而可左右移动的情况下，对基板701进行原子层沉积工序时，第一载体702和第二载体703在驱动机构的作用下沿彼此相对的方向紧贴而形成反应空间之后，反应器模块810与气体通路816结合，该气体通路816在第一载体702和所述第二载体703的两侧面形成为与反应空间连通。此后，通过反应器模块810向反应空间供给进行工序所需的气体而对基板701进行原子层沉积工序。
[0084] 接着，在对基板701进行原子层沉积工序时，第一载体702和第二载体703在驱动机构820的作用下，沿彼此相对的方向分离，在移送机构830的作用下，向与真空腔室800按照一字形连接的第二缓冲腔室750移送。
[0085] 此时，第二缓冲腔室750中引入自真空腔室800搬出的执行了原子层沉积工序的基板701，并将腔室内部压力调整为用于进行下一个工序的压力，或者在搬出工序完成的基板701时，将腔室内部压力调整为大气压等。
[0086] 因此，如上所述，通过将原子层沉积装置由搬入腔室710、第一缓冲腔室700、真空腔室800、第二缓冲腔室750等构成为一字形，按照排成一行(in-line)的方式依次对基板701进行装载、工序的进行、卸载动作，由此能够提高生产效率。此外，通过使搭载有基板701的两个载体702、703沿彼此相对的方向垂直排列而对两个基板701同时进行工序，由此能够进一步提高生产效率。
[0087] 另外，在上述图1中示出了按照一字形连接的多个真空腔室800、900、950分别具有彼此不同的腔室结构的例子，这只是为了便于说明而已，可以根据基板701上所形成的薄膜的厚度、种类、特性等，可以具有相同的腔室结构，或者一部分具有彼此不同的腔室结构，而一部分具有相同的腔室结构等，这样可以组合成各种形态而构成。
[0088] 此时，如上所述的各种形态的真空腔室可以形成为，例如像与附图标记800对应的真空腔室那样利用热量进行原子层沉积工序对腔室结构、像与附图标记900对应的真空腔室那样直接利用等离子体进行原子层沉积的腔室结构、像与附图标记950对应的真空腔室那样间接利用等离子体进行原子层沉积工序的腔室结构。
[0089] 下面，参照图4a至图4c说明在构成为一字形的原子层沉积装置的真空腔室800中，对搭载在垂直排列的载体702、703的基板701进行原子层沉积工序的各种例子。
[0090] 图4a是本发明实施例的真空腔室800的截面结构图，是工序气体在基板上以交叉流动或者移动波的方式喷射的概略结构图。
[0091] 图4a中示出了如下构成：第一载体702和第二载体703与反应器模块810一同结合而形成密封的反应空间之后，通过反应器模块810内的气体供给部812，向位于反应空间内部的基板701按照原子层沉积工序的顺序，依次供给原料前驱体、反应前驱体、净化气体，并且通过形成于相反侧反应器模块810内的气体排气部813，排出在各个工序中使用过的工序气体或者净化气体。
[0092] 以下说明动作。向气体供给部812供给的原料前驱体，例如三甲基铝(Trimethylaluminum，TMA)等，均匀地供给到分别搭载在位于反应空间内的第一载体702和第二载体703的两个基板701的一侧面，由此，在分别搭载于第一载体702和第二载体703的两个基板701的表面上发生吸附反应。
[0093] 吸附结束之后，向气体供给部812供给净化气体，例如Ar，O2，N2，N2O等，使基板701上残存的原料前驱体从气体排气部813排出之后，向气体供给部812供给反应前驱体并向基板701喷射，由此，利用原料前驱体和反应前驱体之间的化学反应形成所希望的原子层薄膜。
[0094] 如上所述，在基板701上形成薄膜之后，再次向气体供给部812供给净化气体，去除基板701上未能和原料前驱体结合而残存的所有反应前驱体，由此完成一层原子层薄膜的形成。作为一个循环反复进行上述的四个步骤的工序，在基板701上将原子层薄膜形成为所希望的厚度。
[0095] 此时，为了使反应前驱体顺利地进行反应并且提高薄膜特性，对真空腔室800赋予加热器(heater)720，以便可以调整基板701的温度。
[0096] 图4b是本发明实施例的真空腔室900的截面结构图，是等离子体工序可行的概略结构图。
[0097] 在图4b中示出了如下结构：与图4a同样地，第一载体702和第二载体703与反应器模块810一同结合而形成密封的反应空间之后，通过反应器模块810内的气体供给部812，向位于反应空间内部的基板701按照原子层沉积工序的顺序，依次供给原料前驱体、反应前驱体、净化气体，并且通过形成在相反侧反应器模块810内的气体排气部813，排出在各个工序中使用过的工序气体或者净化气体。
[0098] 此时，图4b中，为了使等离子体(plasma)利用于原子层沉积工序，与图4不同地，在反应器模块810的中心部配置用于形成等离子体的电极811，并在电极811与反应器模块810之间形成绝缘体814，由此，防止反应器模块810与电极811之间发生短路(short)。
[0099] 以下说明动作。首先，将原料前驱体向气体供给部812供给，并均匀地供给到分别搭载在反应空间内的第一载体702和第二载体703的两个基板701的一侧面，由此，在搭载于第一载体702和第二载体703的两个基板701的表面上发生吸附反应。
[0100] 接着，如上所述的原料前驱体的吸附结束之后，向气体供给部812供给净化气体，使基板701上残存的原料前驱体从气体排气部813排出。
[0101] 接着，再次向气体供给部812供给反应前驱体，并向基板701喷射之后，向电极811供电，在基板701上直接产生等离子体(plasma)816，通过基于等离子体816的原料前驱体和反应前驱体之间的化学反应形成原子层薄膜。此时，作为利用等离子体816在基板701上形成原子层薄膜的另一实施例，可以通过供给包含反应前驱体的净化气体，在基板701上完全去除原料前驱体的时刻，产生等离子体816来形成膜。
[0102] 图4c是本发明的实施例的真空腔室950的截面结构图，是间接等离子体工序可行的概略结构图。
[0103] 在图4c中示出了如下结构：第一载体702和第二载体703与反应器模块810一同结合而形成密封的反应空间之后，通过反应器模块810内的气体供给部812，向位于反应空间内部的基板701按照原子层沉积工序的顺序，依次供给原料前驱体、反应前驱体、净化气体，并且通过形成在相反侧反应器模块810内的气体排气部812，排出在各个工序中使用过的工序气体或者净化气体。
[0104] 此时，在图4c中示出的是，为了使图4b所示的直接等离子体816对基板701的薄膜产生的影响最小，气体供给部812中另行设置电极811和绝缘体814的结构。
[0105] 此外，为了防止难以直接适用等离子体的物质或者离子及电子对基板701上的薄膜造成损伤，除了绝缘体814外，在电极811与气体供给部812之间追加设置绝缘体815，使得仅在电极811与气体供给部812之间产生等离子体816，由此供给通过反应前驱体的解离而形成的自由基，不仅不对基板701造成损伤，而能够形成原子层薄膜。
[0106] 以下说明动作。首先，向气体供给部812供给原料前驱体，均匀地供给到分别搭载在反应空间内的第一载体702和第二载体703的两个基板701的一侧面，由此，在分别搭载于第一载体702和第二载体703的两个基板701的表面上发生吸附反应。
[0107] 接着，如上所述的原料前驱体的吸附结束之后，向气体供给部812供给净化气体，使基板701上残存的原料前驱体从气体排气部813排出。
[0108] 接着，再次向气体供给部812供给反应前驱体并向基板701喷射的时刻，通过对在气体供给部812形成的用于产生等离子体的电极811供电来产生等离子体816。由此，基于反应前驱体和等离子体816产生的自由基(radical)随着气体的流动，向基板701上供给，通过基于等离子体816的原料前驱体和反应前驱体之间的化学反应而形成原子层薄膜。
[0109] 如上所述，根据本发明，在原子层沉积中，搭载有基板的第一载体和第二载体沿垂直方向排列之后，能够向按照一字形连接的多个腔室移送，当所述第一载体和所述第二载体彼此结合时所形成的密封的反应空间作为对基板进行原子层沉积工序的工序腔室发挥作用，并且通过使可对搭载在载体的基板进行原子层沉积工序的多个真空腔室和用于使载体搬入/搬出的缓冲腔室按照一字形连接，能够使载体按照缓冲腔室、真空腔室、缓冲腔室的顺序移送而连续地进行工序，从而提高原子层沉积工序的效率。此外，在两个载体分别搭载基板，在一个真空腔室对两个以上的基板能够同时进行原子层沉积工序，因此能够提高生产效率，并且，在使基板垂直排列的状态下进行工序，因此对大型的基板也容易进行工序。
[0110] 另外，在上述本发明的说明中对具体实施例进行了说明，但是可以在不脱离本发明范围的前提下可实施各种变形。也就是说，在本发明的实施例中，以原子层沉积装置中的动作为例进行了说明，但是同样可以适用于PECVD。
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