KR101095687B1 - Showerhead of atomic layer deposition apparatus - Google Patents

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신인철
전영수
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

PURPOSE: An atomic layer depositing device of an eight branch structure is provided to jet a deposition gas to eight branches, thereby increasing a deposition speed. CONSTITUTION: A gas jet housing(130) forms the top of a process chamber. A plurality of shower heads jets a deposition gas onto a substrate. A gas supply unit(140) provides a deposition gas to the shower heads. A gas distributing unit(310) is installed on the upper center of the gas jet housing. A deposition gas is excited onto one side of a gas jet module by an electrode unit(411).

Description

8분기 구조를 갖는 원자층 증착 장치{SHOWERHEAD OF ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS}Atomic layer deposition apparatus having an eight branch structure {SHOWERHEAD OF ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS}

본 발명은 복수의 기판에 대해 동시에 박막을 형성하는 세미배치 타입 원자층 증착장치에서 증착가스를 8분기로 분사하는 원자층 증착장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide an atomic layer deposition apparatus for injecting the deposition gas into the eight quarter in the semi-batch type atomic layer deposition apparatus to form a thin film on a plurality of substrates at the same time.

일반적으로, 반도체 기판이나 글라스 등의 기판 상에 소정 두께의 박막을 증착하는 방법으로는 스퍼터링(sputtering)과 같이 물리적인 충돌을 이용하는 물리 기상 증착법(physical vapor deposition, PVD)과, 화학반응을 이용하는 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD) 등이 있다. 최근 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 급격하게 미세해짐에 따라 미세 패턴의 박막이 요구되고 박막이 형성되는 영역의 단차 또한 매우 커졌다. 이러한 추세로 인해 원자층 두께의 미세 패턴을 매우 균일하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 원자층 증착방법(atomic layer deposition, ALD)의 사용이 증대되고 있다.In general, a method of depositing a thin film having a predetermined thickness on a substrate such as a semiconductor substrate or glass includes physical vapor deposition (PVD) using physical collision, such as sputtering, and chemical reaction using a chemical reaction. Chemical vapor deposition (CVD) and the like. Recently, as the design rules of semiconductor devices are drastically fined, thin films of fine patterns are required, and the step height of regions where thin films are formed is also very large. Due to this trend, the use of atomic layer deposition (ALD), which is capable of forming a very uniform pattern of atomic layer thickness very uniformly and has excellent step coverage, has been increasing.

ALD는 기체 분자들 간의 화학반응을 이용한다는 점에 있어서 일반적인 화학 기상 증착방법과 유사하다. 하지만, 통상의 CVD가 다수의 기체 분자들을 동시에 챔버 내로 주입하여 발생된 반응 생성물을 기판에 증착하는 것과 달리, ALD는 하나의 소스 물질을 포함하는 가스를 챔버 내로 주입하여 가열된 기판에 화학흡착시키고 이후 다른 소스 물질을 포함하는 가스를 챔버에 주입함으로써 기판 표면에서 소스 물질 사이의 화학반응에 의한 생성물이 증착된다는 점에서 차이가 있다. 이러한 ALD는 스텝 커버리지 특성이 매우 우수하며 불순물 함유량이 낮은 순수한 박막을 증착하는 것이 가능하다는 장점을 갖고 있어 현재 널리 각광받고 있다.ALD is similar to the general chemical vapor deposition method in that it uses chemical reactions between gas molecules. However, in contrast to conventional CVD in which multiple gas molecules are simultaneously injected into a chamber to deposit the reaction product generated on the substrate, ALD injects a gas containing one source material into the chamber to chemisorb the heated substrate. There is a difference in that a product by chemical reaction between the source materials is deposited on the substrate surface by injecting a gas containing another source material into the chamber. These ALDs are widely attracting attention because they have the advantage of being able to deposit pure thin films having excellent step coverage characteristics and low impurity contents.

원자층 증착장치 중에서 스루풋(throughput)을 향상시키기 위해 다수 장의 기판에 대해 동시에 증착 공정이 수행되는 세미 배치 타입(semi-batch type)이 개시되어 있다. 통상적으로 세미 배치 타입 원자층 증착장치는 서로 다른 종류의 증착가스가 분사되는 영역이 형성되고, 가스분사 유닛 또는 서셉터의 고속 회전에 의해 기판이 순차적으로 각 영역을 통과함에 따라 기판 표면에서 증착가스 사이의 화학반응이 발생하여 반응 생성물이 증착된다.
A semi-batch type is disclosed in which a deposition process is performed simultaneously on a plurality of substrates to improve throughput in an atomic layer deposition apparatus. In general, the semi-batch type atomic layer deposition apparatus has a region in which different kinds of deposition gases are injected, and the substrate is sequentially passed through each region by the high speed rotation of the gas injection unit or the susceptor. Chemical reactions occur between and the reaction products are deposited.

본 발명의 실시예들에 따르면 증착 속도를 증가시킬 수 있는 원자층 증착장치를 제공하기 위한 것이다.
According to embodiments of the present invention to provide an atomic layer deposition apparatus capable of increasing the deposition rate.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착장치의 가스분사 모듈은, 8분기로 증착가스를 분사하여 증착 속도를 증가시킬 수 있으며, 외관을 형성하는 하우징, 상기 하우징에서 상기 기판을 향하는 하부에 방사상으로 배치되어 상기 증착가스를 각각 제공하는 복수의 샤워헤드, 상기 각 샤워헤드 둘레를 따라 구비된 복수의 배기홀을 포함하고, 배기가스를 흡입하여 배출시키는 탑 배기부 및 상기 하우징 상부에 구비되어 상기 샤워헤드에 상기 각 증착가스를 제공하는 유로를 제공하는 가스분배 유닛을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 가스분배 유닛은 상기 복수의 샤워헤드 중에서 동일한 종류의 증착가스를 분사하는 샤워헤드에 동시에 증착가스를 제공하도록 형성된다.The gas injection module of the atomic layer deposition apparatus according to the embodiments of the present invention described above may increase the deposition rate by injecting deposition gas into eight quarters, a housing forming an appearance, and a lower portion facing the substrate from the housing. A plurality of shower heads disposed radially in each of the plurality of shower heads, the plurality of shower holes provided along the circumferences of the shower heads, and a top exhaust unit configured to suck and discharge the exhaust gas and an upper portion of the housing; And a gas distribution unit for providing a flow path for providing the respective deposition gases to the shower head. Here, the gas distribution unit is formed to simultaneously provide the deposition gas to the shower head for injecting the same type of deposition gas among the plurality of shower head.

일 측면에 따르면, 상기 샤워헤드는 부채꼴 형태를 갖는 8개의 샤워헤드가 방사상으로 배치되고, 프리커서 가스를 제공하는 제1 샤워헤드, 리액턴스 가스를 제공하는 제2 샤워헤드 및 상기 제1 및 제2 샤워헤드 사이 사이에 배치되어 퍼지 가스를 제공하는 제3 샤워헤드를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 가스분배 유닛은, 상기 제1 샤워헤드를 연결하는 제1 가스 유로, 상기 제2 샤워헤드를 연결하는 제2 가스 유로 및 상기 제3 샤워헤드를 연결하는 원형의 제3 가스 유로를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 가스 유로와 상기 제2 가스 유로는 서로 90° 교차하고, 상기 제1 내지 제3 가스 유로는 상기 가스분배 유닛의 높이 방향을 따라 일정 간격 이격되어 형성된다.According to one aspect, the showerhead has eight showerheads having a fan shape radially disposed, a first showerhead for providing a precursor gas, a second showerhead for providing a reactant gas, and the first and second showerheads. And a third showerhead disposed between the showerheads to provide purge gas. The gas distribution unit may include a first gas flow path connecting the first shower head, a second gas flow path connecting the second shower head, and a circular third gas flow path connecting the third shower head. Can be configured. Here, the first gas flow path and the second gas flow path cross each other by 90 °, and the first to third gas flow paths are formed to be spaced apart at regular intervals along the height direction of the gas distribution unit.

일 측면에 따르면, 상기 가스분사 하우징의 중앙 부분에 구비되어 상기 제3 샤워헤드를 서로 연결하고 상기 기판에 퍼지 가스를 제공하는 센터 퍼지부를 구비하고, 상기 센터 퍼지부는 상기 제3 샤워헤드를 연결하는 십자(十字) 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 가스분배 유닛은 상기 센터 퍼지부에 동시에 퍼지 가스를 제공하도록 연결된다.According to one aspect, provided in the central portion of the gas injection housing having a center purge to connect the third shower head to each other and to provide a purge gas to the substrate, the center purge portion for connecting the third shower head It can have a cross form. For example, the gas distribution unit is connected to simultaneously provide purge gas to the center purge unit.

일 측면에 따르면, 상기 탑 배기부는 상기 제1 샤워헤드 및 제2 샤워헤드 둘레를 각각 둘러싸도록 형성되고, 상기 제1 샤워헤드 쪽에서 흡입되는 배기가스와 상기 제2 샤워헤드 쪽에서 흡입되는 배기가스를 서로 분리하여 배출시키도록 형성될 수 있다.According to one aspect, the tower exhaust portion is formed so as to surround the first shower head and the second shower head, respectively, the exhaust gas sucked from the first shower head side and the exhaust gas sucked from the second shower head side It can be formed to be discharged separately.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착장치는, 프로세스 챔버, 상기 프로세스 챔버 내부에 구비되어 복수의 기판이 안착되어 회전 가능하게 구비된 서셉터, 상기 서셉터 상부에 구비되어 상기 기판에 상기 증착가스를 제공하는 가스분사 모듈을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 가스분사 모듈은, 외관을 형성하는 하우징, 상기 하우징에서 상기 기판을 향하는 하부에 방사상으로 배치되어 상기 증착가스를 각각 제공하는 복수의 샤워헤드, 상기 각 샤워헤드 둘레를 따라 구비된 복수의 배기홀을 포함하고, 배기가스를 흡입하여 배출시키는 탑 배기부 및 상기 하우징 상부에 구비되어 상기 샤워헤드에 상기 각 증착가스를 제공하는 유로를 제공하는 가스분배 유닛을 포함하여 구성된다.On the other hand, the atomic layer deposition apparatus according to the embodiments of the present invention described above, a susceptor provided in the process chamber, a plurality of substrates are rotatably mounted on the process chamber, the susceptor is provided above the susceptor It comprises a gas injection module for providing the deposition gas to the substrate. Here, the gas injection module, a plurality of shower heads provided along the periphery of each of the shower head, the housing forming the appearance, the plurality of shower heads disposed radially in the lower portion facing the substrate from the housing to provide the deposition gas, respectively It includes an exhaust hole, the tower exhaust for sucking and exhausting the exhaust gas and a gas distribution unit is provided on the housing to provide a flow path for providing each of the deposition gas to the shower head.

일 측면에 따르면, 상기 가스분사 모듈은 프리커서 가스를 제공하는 제1 샤워헤드와 리액턴스 가스를 제공하는 제2 샤워헤드 및 퍼지 가스를 제공하는 제3 샤워헤드를 포함하고, 8개의 샤워헤드가 방사상으로 구비될 수 있다. 여기서, 상기 가스분배 유닛은, 상기 제1 샤워헤드를 연결하는 제1 가스 유로, 상기 제2 샤워헤드를 연결하는 제2 가스 유로 및 상기 제3 샤워헤드를 연결하는 원형의 제3 가스 유로로 구성되고, 상기 제1 가스 유로와 상기 제2 가스 유로는 서로 90° 교차하고, 상기 제1 내지 제3 가스 유로는 상기 가스분배 유닛의 높이 방향을 따라 일정 간격 이격되어 형성될 수 있다.
According to one aspect, the gas injection module comprises a first showerhead for providing a precursor gas and a second showerhead for providing a reactance gas and a third showerhead for providing a purge gas, the eight showerheads being radial It may be provided as. The gas distribution unit may include a first gas passage connecting the first shower head, a second gas passage connecting the second shower head, and a circular third gas passage connecting the third shower head. The first gas flow path and the second gas flow path may cross each other by 90 °, and the first to third gas flow paths may be formed to be spaced apart from each other along a height direction of the gas distribution unit.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 증착가스를 8분기로 분사함으로써 증착 속도를 증가시킬 수 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, the deposition rate may be increased by spraying the deposition gas into the eight quarters.

또한, 서셉터 중앙 부분에 대한 증착을 방지하고, 더불어, 가스 정체를 방지할 수 있다.
In addition, deposition on the susceptor center portion can be prevented, and in addition, gas congestion can be prevented.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 원자층 증착장치에서 가스분사 모듈의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스분배부의 사시도로서, 가스공급 유로만 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에서 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 다른 가스분사 모듈의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
1 is a perspective view of an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a gas injection module in the atomic layer deposition apparatus of FIG. 1.
3 is a perspective view of a gas distribution unit according to an embodiment of the present invention, showing only a gas supply flow path.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2.
5 is a block diagram illustrating an operation of a gas injection module according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to or limited by the embodiments. In describing the present invention, a detailed description of well-known functions or constructions may be omitted for clarity of the present invention.

이하, 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치(100) 및 가스분사 모듈(103)에 대해서 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치(100)에서 가스분사 모듈(103)을 설명하기 위한 평면도이다. 그리고 도 2는 도 1의 가스분사 모듈(103)에서 중앙 부분을 확대하여 도시한 도면이다.Hereinafter, the atomic layer deposition apparatus 100 and the gas injection module 103 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. For reference, FIG. 1 is a plan view for explaining the gas injection module 103 in the atomic layer deposition apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. 2 is an enlarged view illustrating a central portion of the gas injection module 103 of FIG. 1.

도면을 참조하면, 원자층 증착장치(atomic layer deposition apparatus, ALD)(100)는 복수의 기판(10)에 서로 다른 복수의 증착가스를 제공하기 위한 가스분사 모듈(103)을 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, an atomic layer deposition apparatus (ALD) 100 includes a gas injection module 103 for providing a plurality of different deposition gases to a plurality of substrates 10.

참고적으로, 본 실시예들에서 설명하는 원자층 증착장치(100)는 스루풋(throughput) 및 품질을 향상시키기 위해서 복수의 기판(10)에 대해 동시에 증착이 수행되는 형태의 세미 배치 타입(semi-batch type)이 사용될 수 있다. 원자층 증착장치(100)는 프로세스 챔버(101) 내부에 복수의 기판(10)이 서셉터(102) 상면에 가스분사 모듈(103)에 대해 평행하게 안착되고, 서셉터(102)가 회전함에 따라 기판(10)이 가스분사 모듈(103)에 대해서 공전하면서 가스분사 모듈(103)에서 분사되는 서로 다른 종류의 가스가 분사되는 영역을 통과함에 따라 소정의 박막이 증착된다. 여기서, 원자층 증착장치(100)를 구성하는 프로세스 챔버(101) 및 서셉터(102) 등의 상세한 기술구성은 공지의 기술로부터 이해 가능하며 본 발명의 요지가 아니므로 자세한 설명 및 도시를 생략하고 주요 구성요소에 대해서만 간략하게 설명한다.For reference, the atomic layer deposition apparatus 100 described in the present embodiments is a semi-batch type in which deposition is performed simultaneously on a plurality of substrates 10 in order to improve throughput and quality. batch type) can be used. In the atomic layer deposition apparatus 100, a plurality of substrates 10 are disposed in the process chamber 101 parallel to the gas injection module 103 on the susceptor 102, and the susceptor 102 rotates. Accordingly, a predetermined thin film is deposited as the substrate 10 passes through an area in which different types of gases injected from the gas injection module 103 are injected while revolving with respect to the gas injection module 103. Here, the detailed technical configuration of the process chamber 101 and the susceptor 102, etc. constituting the atomic layer deposition apparatus 100 can be understood from known techniques and are not the gist of the present invention, and thus detailed descriptions and illustrations are omitted. Only the main components are briefly described.

한편, 본 실시예에서 증착 대상이 되는 기판(10)은 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나 본 발명의 대상이 되는 기판(10)이 실리콘 웨이퍼에 한정되는 것은 아니며, 기판(10)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용으로 사용하는 글라스를 포함하는 투명 기판(10)일 수 있다. 또한, 기판(10)의 형상 및 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 등 실질적으로 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the substrate 10 to be deposited may be a silicon wafer. However, the substrate 10 of the present invention is not limited to the silicon wafer, and the substrate 10 includes glass used for a flat panel display device such as a liquid crystal display (LCD) and a plasma display panel (PDP). The transparent substrate 10 may be. In addition, the shape and size of the substrate 10 is not limited by the drawings, and may have substantially various shapes and sizes, such as a circle and a rectangle.

또한, 본 실시예에서 '증착가스(source gas)'라 함은 소정의 박막을 증착하기 위한 소스 물질을 포함하는 가스들로써, 박막을 조성하는 구성 원소를 포함하는 프리커서 가스(precursor gas)(S) 및 상기 프리커서 가스(S)와 화학적으로 반응하여 소정의 반응 생성물에 따른 박막을 형성하는 리액턴스 가스(reactant gas)(R), 그리고 상기 프리커서 가스(S) 및 리액턴스 가스(R) 등의 미반응 가스와 잔류가스를 제거하기 위한 퍼지 가스(purge gas)(P)를 포함할 수 있다.In addition, in the present embodiment, the term 'source gas' is a gas containing a source material for depositing a predetermined thin film, and a precursor gas S containing a constituent element constituting the thin film. ) And a reactant gas (R) which chemically reacts with the precursor gas (S) to form a thin film according to a predetermined reaction product, and the precursor gas (S) and reactance gas (R). It may include a purge gas (P) for removing unreacted gas and residual gas.

또한, 본 실시예에서 '홀'이라 함은 원형 단면을 갖는 홀뿐만 아니라 다각형 단면을 갖는 홀이나 슬릿을 모두 포함할 수 있다.In addition, in the present embodiment, the term 'hole' may include not only a hole having a circular cross section but also a hole or a slit having a polygonal cross section.

이하에서는 설명의 편의를 위해 1종의 프리커서 가스(S)와 1종의 리액턴스 가스(R)를 제공하고, 상기 프리커서 가스(S)와 리액턴스 가스(R) 사이사이에 퍼지 가스(P)를 제공하여 박막을 증착하는 원자층 증착장치(100)를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명이 상술한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 가스분사 모듈(103)은 적어도 2종 이상의 프리커서 가스를 제공하여 2원소 이상의 성분을 포함하는 다성분 박막을 증착하는 것도 가능하다. 또한, 제1 및 제2 샤워헤드(131, 133) 중 적어도 하나 이상의 서로 교번적으로 2종 이상의 증착가스를 제공할 수 있도록 이중 구조를 갖는 것도 가능하다.Hereinafter, for convenience of explanation, one kind of precursor gas S and one kind of reactance gas R are provided, and a purge gas P is provided between the precursor gas S and the reactance gas R. It will be described taking an atomic layer deposition apparatus 100 for depositing a thin film by providing an example. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the gas injection module 103 may provide at least two or more kinds of precursor gases to deposit a multicomponent thin film including two or more elements. In addition, at least one of the first and second shower heads 131 and 133 may have a dual structure so as to alternately provide two or more kinds of deposition gases.

도면을 참조하면, 가스분사 모듈(103)은 서로 다른 2종 이상의 증착가스를 분사하며, 공전하는 기판(10)에 대해 동일한 시간 동안 일정량의 증착가스를 제공할 수 있도록 형성된다. 가스분사 모듈(103)은 외관을 형성하고 프로세스 챔버(101)의 상부를 형성하는 가스분사 하우징(130)과, 상기 가스분사 하우징(130)에서 상기 기판(10)을 향하는 면, 즉, 하부면에는 복수의 분사홀(135a, 도 4 참조)이 형성되어 증착가스를 상기 기판(10)에 분사하는 복수의 샤워헤드(131, 133, 135)가 구비된다. 또한, 가스분사 모듈(103)의 일측에는 증착가스를 제공하는 가스공급원(140)이 연결되고, 상기 증착가스를 복수의 샤워헤드(131, 133, 135)에 분배하는 가스분배 유닛(310)이 구비된다.Referring to the drawings, the gas injection module 103 is formed to inject two or more different deposition gases, and to provide a predetermined amount of deposition gas for the same time for the substrate 10 to revolve. The gas injection module 103 has a gas injection housing 130 forming an appearance and forming an upper portion of the process chamber 101, and a surface facing the substrate 10 from the gas injection housing 130, that is, the lower surface. A plurality of injection holes 135a (refer to FIG. 4) are formed therein, and a plurality of shower heads 131, 133, and 135 are provided to inject deposition gas onto the substrate 10. In addition, a gas supply source 140 for providing a deposition gas is connected to one side of the gas injection module 103, and a gas distribution unit 310 for distributing the deposition gas to a plurality of shower heads 131, 133, and 135 is provided. It is provided.

가스분사 모듈(103)은 서로 다른 종류의 증착가스를 각각 분사하는 복수의 샤워헤드(131, 133, 135)로 이루어지고, 각 샤워헤드(131, 133, 135)는 기판(10)의 회전 방향을 따라 방사상으로 배치된다. 여기서, 가스분사 모듈(103)은 기판(10)에 균일하게 증착가스를 제공할 수 있도록 복수의 샤워헤드(131, 133, 135)가 서로 동일한 면적을 갖도록 형성되며, 예를 들어, 샤워헤드(131, 133, 135)는 가스분사 하우징(130)의 중심을 기준으로 동일한 각도로 분할된 부채꼴 형태를 갖고, 8개의 샤워헤드(131, 133, 135)가 구비될 수 있다. 그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며 샤워헤드(131, 133, 135)의 형태와 크기는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.The gas injection module 103 includes a plurality of shower heads 131, 133, and 135 which spray different kinds of deposition gases, respectively, and each shower head 131, 133, and 135 is a rotational direction of the substrate 10. Are disposed radially along. Here, the gas injection module 103 is formed such that the plurality of shower heads 131, 133, 135 have the same area to each other so as to uniformly provide the deposition gas to the substrate 10. The 131, 133, and 135 have a fan shape divided at the same angle with respect to the center of the gas injection housing 130, and eight shower heads 131, 133, and 135 may be provided. However, the present invention is not limited by the drawings, and the shape and size of the shower heads 131, 133, and 135 may be changed in various ways.

또한, 가스분사 모듈(103) 일측에는 각 샤워헤드(131, 133, 135)에 증착가스를 제공하기 위한 가스공급부(140)가 연결되고, 상기 가스공급부(140)는 각각 프리커서 가스(S), 리액턴스 가스(R) 및, 퍼지 가스(P)를 공급하기 위한 공급원(141, 143, 145)로 이루어진다.In addition, one side of the gas injection module 103 is connected to the gas supply unit 140 for providing deposition gas to each shower head (131, 133, 135), the gas supply unit 140, respectively, the precursor gas (S) , The reactance gas R, and the supply sources 141, 143, and 145 for supplying the purge gas P.

본 실시예에서는 가스분사 모듈(103)에서 프리커서 가스(S)가 제공되는 샤워헤드를 제1 샤워헤드(131)라 하고, 리액턴스 가스(R)가 제공되는 샤워헤드를 제2 샤워헤드(133), 그리고 상기 제1 및 제2 샤워헤드(131, 133) 사이에 구비되어 퍼지 가스(P)가 제공되는 샤워헤드를 제3 샤워헤드(135)라 한다.In the present embodiment, the shower head provided with the precursor gas S in the gas injection module 103 is referred to as the first shower head 131, and the shower head provided with the reactant gas R is referred to as the second shower head 133. And a showerhead provided between the first and second showerheads 131 and 133 and provided with the purge gas P is called a third showerhead 135.

가스분배 유닛(310)은 가스분사 하우징(130)의 상부 중앙 부분에 구비되며, 동일한 증착가스가 분사되는 샤워헤드(131, 133, 135)에 동시에 해당 증착가스를 제공할 수 있도록 유로가 형성된다. 그리고 가스분배 유닛(310)은 동일한 증착가스를 해당 샤워헤드(131, 133, 135)에 동일한 양으로 제공하는 제어하는 역할을 한다. 더불어, 가스분배 유닛(310)은 증착가스를 선택적으로 제공하는 밸브 역할을 할 수 있다.The gas distribution unit 310 is provided at an upper center portion of the gas injection housing 130, and a flow path is formed to simultaneously provide the deposition gas to the shower heads 131, 133, and 135 to which the same deposition gas is injected. . In addition, the gas distribution unit 310 serves to provide the same deposition gas to the corresponding shower heads 131, 133, and 135 in the same amount. In addition, the gas distribution unit 310 may serve as a valve for selectively providing the deposition gas.

예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 가스분배 유닛(310)은 2개의 제1 샤워헤드(131)에 프리커서 가스(S)를 공급하기 위한 제1 가스 유로(311, 313, 315)와 2개의 제2 샤워헤드(133)에 리액턴스 가스(R)를 공급하기 위한 제2 가스 유로(313)가 가스분사 모듈(103)의 직경 방향을 따라 각각 형성되고, 서로 90° 직각으로 교차한다. 다만, 상기 프리커서 가스 및 제2 가스 유로(311, 313)는 상하로 일정 간격 이격되어 형성되므로 상기 유로(311, 313)이 서로 겹치지 않는다. 그리고 4개의 제3 샤워헤드(135)에 퍼지 가스(P)를 제공하기 위한 제3 가스 유로(315)는 서로 90° 이격된 제3 샤워헤드(135)에 동시에 연결될 수 있도록 연결되며, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 원형 유로에서 90° 간격으로 제3 샤워헤드(135)에 연결되는 주입구가 형성된 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 제3 가스 유로(315) 역시 상기 프리커서 가스 및 제2 가스 유로(311, 313)는 상하로 일정 간격 이격되어 형성되므로 상기 유로들(311, 313, 315)가 서로 겹치지 않는다.For example, as illustrated in FIG. 3, the gas distribution unit 310 may include first gas flow paths 311, 313, and 315 for supplying the precursor gas S to two first shower heads 131. And second gas flow passages 313 for supplying reactance gas R to the two second shower heads 133 are respectively formed along the radial direction of the gas injection module 103 and intersect at right angles to each other by 90 °. . However, since the precursor gas and the second gas flow paths 311 and 313 are formed to be spaced apart at regular intervals up and down, the flow paths 311 and 313 do not overlap each other. In addition, the third gas flow passages 315 for providing the purge gas P to the four third shower heads 135 are connected to be simultaneously connected to the third shower heads 135 separated from each other by 90 °. For example, as illustrated in FIG. 3, an injection hole connected to the third shower head 135 at a 90 ° interval in the circular channel may be formed. In addition, since the precursor gas and the second gas flow passages 311 and 313 are formed to be spaced apart by a predetermined interval up and down, the third gas flow passages 315 do not overlap each other.

그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 가스분배 유닛(310) 및 유로들(311, 313, 315)는 상기 유로들(311, 313, 315)들이 서로 겹치지 않고 동일 종류의 증착가스를 동시에 샤워헤드(131, 133, 135)에 제공할 수 있는 형태 및 위치라면 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.However, the present invention is not limited by the drawings, and the gas distribution unit 310 and the flow paths 311, 313, and 315 may simultaneously use the same type of deposition gas without overlapping the flow paths 311, 313, and 315. If the shape and location that can be provided to the showerhead (131, 133, 135) can be changed in various ways.

가스분사 모듈(103)은 각 샤워헤드(131, 133, 135)의 경계를 따라 복수의 배기홀(151)이 형성되어 기판(10) 상부를 통해 프로세스 챔버(101) 내부에서 배기가스를 배출시키기 위한 탑 배기부(150)가 구비된다.In the gas injection module 103, a plurality of exhaust holes 151 are formed along the boundaries of the shower heads 131, 133, and 135 to discharge the exhaust gas from the inside of the process chamber 101 through the upper portion of the substrate 10. Top exhaust unit 150 is provided.

탑 배기부(150)는 제1 샤워헤드(131)와 제2 샤워헤드(133) 둘레를 따라 형성된 복수의 배기홀(151)로 이루어지고, 탑 배기부(150)에는 배기가스를 흡입하여 배출시키기 위한 배기 배출부(160)가 연결된다. 또한, 탑 배기부(150)는 가스분사 모듈(103)의 중앙 부분에서 배기가스를 배출시키기 위한 센터 배기홀(153)이 형성된다.The tower exhaust unit 150 includes a plurality of exhaust holes 151 formed around the first shower head 131 and the second shower head 133. The tower exhaust unit 150 inhales and discharges exhaust gas. Exhaust exhaust unit 160 is connected. In addition, the tower exhaust part 150 is formed with a center exhaust hole 153 for discharging the exhaust gas from the central portion of the gas injection module 103.

한편, 탑 배기부(150)는 프리커서 가스(S)가 분사되는 영역(이하, '프리커서 영역'이라 한다)에서 흡입된 배기가스와 리액턴스 가스(R)가 분사되는 영역(이하, '리액턴스 영역'이라 한다)에서 흡입된 배기가스는 각각 미반응된 프리커서 가스(S)와 리액턴스 가스(R)가 포함되어 있기 때문에, 배기시키는 과정에서 서로 반응하여 파티클이 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 이와 같이 배기가스를 배출시키는 과정에서 배기가스에 포함된 프리커서 가스(S)와 리액턴스 가스(R)가 반응하여 파티클이 발생하는 것을 방지하기 위해서, 탑 배기부(150)는 프리커서 영역과 리액턴스 영역에서 흡입된 배기가스를 서로 독립된 유로를 통해 분리하여 배출시킬 수 있도록 배기 배출부(160)가 분리된 배출라인(161, 163)을 구비한다.Meanwhile, the tower exhaust unit 150 is an area in which the exhaust gas and the reactant gas R sucked in a region where the precursor gas S is injected (hereinafter referred to as a 'precursor region') are injected (hereinafter, 'reactance'). Since the exhaust gas sucked in the “area” includes unreacted precursor gas S and reactance gas R, particles may be formed by reacting with each other during the exhaust process. In the present exemplary embodiment, in order to prevent particles generated by reacting the precursor gas S and the reactance gas R included in the exhaust gas in the process of discharging the exhaust gas as described above, the top exhaust unit 150 is free. Exhaust exhaust portions 160 are provided with separate discharge lines 161 and 163 to separate and discharge exhaust gases sucked in the cursor region and the reactance region through independent flow paths.

상세하게는, 탑 배기부(150)는 제1 및 제2 샤워헤드(131, 133) 둘레를 둘러싸는 대략 'V'자 또는 'U'자 형태를 갖고, 꼭지점 부분이 서로 마주보도록 배치된다. 그리고 제1 샤워헤드(131) 둘레를 둘러싸도록 형성되어 프리커서 영역에서 배기가스를 배출시키는 배기홀(151)은 제1 배출라인(161)에 연결되고, 제2 샤워헤드(133) 둘레를 둘러싸도록 형성되어 리액턴스 영역에서 배기가스를 배출시키는 배기홀(151)은 제2 배출라인(163)에 연결된다. 그리고 상기 배출라인(161, 163)은 서로 독립된 유로이며, 각각 진공펌프에 연결될 수 있다.In detail, the top exhaust part 150 has a substantially 'V' or 'U' shape surrounding the first and second showerheads 131 and 133, and the vertex portions are disposed to face each other. The exhaust hole 151 formed to surround the first shower head 131 to discharge the exhaust gas from the precursor region is connected to the first discharge line 161 and surrounds the second shower head 133. The exhaust hole 151, which is formed so that the exhaust gas is discharged from the reactance region, is connected to the second discharge line 163. The discharge lines 161 and 163 may be flow paths that are independent of each other, and may be connected to vacuum pumps, respectively.

한편, 본 발명의 탑 배기부(150)가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며 배기홀(151)의 형태와 크기 및 수는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 탑 배기부(150)는 배기량에 따라 서로 다른 크기를 갖는 배기홀이 형성되거나, 서로 다른 간격으로 배기홀을 배치할 수 있다.Meanwhile, the top exhaust part 150 of the present invention is not limited by the drawings, and the shape, size, and number of the exhaust holes 151 may be changed in various ways. In addition, the top exhaust unit 150 may have exhaust holes having different sizes according to the displacement, or may arrange the exhaust holes at different intervals.

한편, 원자층 증착 공정에서 기판(10)이 가스분사 모듈(103)에 대해서 일정 속도로 공전하는데, 이러한 기판(10) 및 서셉터(102)의 공전으로 인한 원심력의 영향으로 인해 기판(10) 상부에서 가스분사 모듈(103)의 중앙 부분에는 배기가스의 와류 및 정체 현상이 발생할 수 있다. 본 실시예에서 가스분사 모듈(103)의 중앙 부분이라 함은, 가스분사 모듈(103)의 중심 부근 영역을 말하며, 서셉터(102) 상에 기판(10)이 안착되었을 때, 기판(10)이 안착되지 않는 영역에 대응되는 영역을 말한다.Meanwhile, in the atomic layer deposition process, the substrate 10 revolves with respect to the gas injection module 103 at a constant speed. The substrate 10 is affected by the centrifugal force due to the revolving of the substrate 10 and the susceptor 102. Vortex and stagnation of exhaust gas may occur in the central portion of the gas injection module 103 at the top. In the present embodiment, the central portion of the gas injection module 103 refers to a region near the center of the gas injection module 103. When the substrate 10 is seated on the susceptor 102, the substrate 10 The area corresponding to this unsecured area is referred to.

본 실시예에서는 가스분사 모듈(103)의 중앙 부분에서 증착 가스의 정체를 방지하기 위한 센터 퍼지부(170)가 구비된다. 센터 퍼지부(170)는 상기 가스분사 모듈(103)의 중앙 부분에 퍼지 가스(P)를 분사함으로써 배기가스의 와류 및 정체 현상을 방지한다.In the present embodiment, a center purge unit 170 is provided to prevent stagnation of the deposition gas in the central portion of the gas injection module 103. The center purge unit 170 prevents eddy current and stagnation of the exhaust gas by injecting the purge gas P into the center portion of the gas injection module 103.

센터 퍼지부(170)는 가스분사 모듈(103)의 중앙 부분에 복수의 퍼지홀(172)이 형성되고, 퍼지 가스(P)를 분사하는 4개의 제3 샤워헤드(135)를 연결하는 십자(十字) 형태를 가질 수 있다.The center purge unit 170 has a plurality of purge holes 172 formed in the center portion of the gas injection module 103 and crosses connecting four third shower heads 135 that spray the purge gas P (十字).

또한, 센터 퍼지부(170)는 센터 퍼지부(170)와 제3 샤워헤드(135)의 경계 영역에서 가스 유동의 급격한 변화를 방지하고, 분사홀(130a)과 퍼지홀(172) 사이로 증착가스의 침투를 감소시키기 위해서, 도 2에 도시한 바와 같이, 센터 퍼지부(170)는 제3 샤워헤드(135) 영역 내에도 복수의 홀이 형성된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해서, 상기 센터 퍼지부(170)에서 가스분사 모듈(103)의 중앙 부분에 형성된 퍼지홀을 '제1 퍼지홀(172)', 제3 샤워헤드(135) 영역 내에 형성된 퍼지홀을 '제2 퍼지홀(174)'이라 한다. 그리고 제1 퍼지홀(172) 그룹을 '메인 영역(171)'이라 하고, 제2 퍼지홀(174) 그룹을 '연장 영역(173)'이라 한다.In addition, the center purge unit 170 may prevent a sudden change in gas flow at the boundary area between the center purge unit 170 and the third shower head 135 and may deposit the gas between the injection hole 130a and the purge hole 172. As shown in FIG. 2, a plurality of holes are formed in the center purge part 170 in the third shower head 135 region to reduce the penetration of the PSA. Hereinafter, for convenience of description, the purge hole formed in the center portion of the gas injection module 103 in the center purge unit 170 is formed in the region of the 'first purge hole 172' and the third shower head 135. The purge hole is referred to as a 'second purge hole 174'. The first purge hole 172 group is referred to as a 'main area 171', and the second purge hole 174 group is referred to as an 'extension area 173'.

여기서, 센터 퍼지부(170)는 제1 퍼지홀(172)과 제2 퍼지홀(174)가 동일한 크기를 갖는 홀이 일정 간격으로 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예에서는 가스분사 모듈(130)의 중앙 부분으로 가스가 침투하는 것을 효과적으로 방지하고, 프리커서 영역 및 리액턴스 영역에 대한 가스 침투 역시 효과적으로 방지할 수 있도록 제1 및 제2 퍼지홀(172, 174)의 크기를 서로 다르게 형성할 수 있다.Here, the center purge part 170 may have holes having the same size as the first purge hole 172 and the second purge hole 174 at regular intervals. However, in the present embodiment, the first and second purge holes 172 may be effectively prevented from infiltrating gas into the central portion of the gas injection module 130 and also effectively prevents gas from penetrating into the precursor region and the reactance region. 174 may be formed differently in size.

또한, 센터 퍼지부(170)는 상기 제1 및 제2 퍼지홀(172, 174)가 제3 샤워헤드(135)에 형성된 분사홀(130a)와 서로 다른 크기를 갖도록 형성된다. 물론 제1 및/또는 제2 퍼지홀(172, 174)의 크기가 제3 샤워헤드(135)에 형성된 분사홀(130a) 크기와 동일하게 형성하는 것도 가능하다.In addition, the center purge unit 170 is formed such that the first and second purge holes 172 and 174 have different sizes from the injection holes 130a formed in the third shower head 135. Of course, the size of the first and / or second purge holes 172 and 174 may be the same as the size of the injection hole 130a formed in the third shower head 135.

센터 퍼지부(170)를 형성함으로써 기판(10) 및 서셉터(102)의 회전으로 인해 발생하는 원심력으로 인해 가스분사 모듈(103)의 중앙 부분으로 가스가 침투하여 정체되는 것을 효과적으로 해소할 수 있다.By forming the center purge part 170, the centrifugal force generated by the rotation of the substrate 10 and the susceptor 102 may effectively eliminate the gas infiltration and stagnation in the central portion of the gas injection module 103. .

여기서, 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 센터 퍼지부(170)의 형상 및 퍼지홀(172, 174)의 크기와 형상은 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.Here, the present invention is not limited by the drawings, and the shape of the center purge unit 170 and the size and shape of the purge holes 172 and 174 may be changed in various ways.

가스분사 모듈(103)은 리액턴스 가스(R)를 플라즈마화 하여 제공하며, 가스분사 모듈(103) 일측에는 증착가스를 플라즈마 상태로 여기시키기 위한 전극부(411)가 구비된다. 전극부(411)는 가스공급원(140)에서 리액턴스 가스(R)가 공급되는 유로 상에 구비되어 리액턴스 가스를 플라즈마화 시킨다.The gas injection module 103 provides a reactant gas R as a plasma, and an electrode unit 411 is provided at one side of the gas injection module 103 to excite the deposition gas into a plasma state. The electrode unit 411 is provided on a flow path through which the reactance gas R is supplied from the gas supply source 140 to convert the reactance gas into a plasma.

또한, 가스분사 모듈(103)은 리액턴스 가스(R)를 제공하는 2개의 제2 샤워헤드(133)를 구비하므로, 2개의 제2 샤워헤드(133)에 동시에 플라즈마를 발생시키기 위해서 2개의 전극부(411)가 구비되며, 상기 전극부(411)에 전원을 인가하여 동시에 플라즈마가 발생되도록 제어하는 매처(matcher)(413)가 구비된다.In addition, since the gas injection module 103 includes two second shower heads 133 that provide the reactance gas R, two electrode units are used to simultaneously generate plasma to the two second shower heads 133. A 411 is provided, and a matcher 413 is provided to control the plasma to be generated at the same time by applying power to the electrode portion 411.

도 5를 참조하면, 리액턴스 가스(R)를 공급하는 공급원(143)에서 제공되는 리액턴스 가스(R)는 전극부(411)를 통과하면서 플라즈마화 되어 가스분배 유닛(310)으로 유입되고, 상기 가스분배 유닛(310)을 통해 2개의 제2 샤워헤드(133)에 각각 공급된 후 기판(10)에 각각 분사된다. 여기서, 매처(413)는 전극부(411)에 리액턴스 가스(R)가 유입되면 전극부(411)에 전원을 인가하고, 더불어, 2개의 전극부(411)에 동시에 동일한 크기의 전원이 인가되어 2개의 제2 샤워헤드(133)에 동일한 플라즈마가 발생할 수 있도록 한다.Referring to FIG. 5, the reactance gas R provided from the supply source 143 supplying the reactance gas R may be converted into a plasma while passing through the electrode part 411, and introduced into the gas distribution unit 310. The second shower heads 133 are respectively supplied through the distribution unit 310 and then sprayed onto the substrate 10. Here, when the reactant gas R flows into the electrode unit 411, the matcher 413 applies power to the electrode unit 411, and simultaneously supplies power of the same size to the two electrode units 411. The same plasma may be generated in the two second showerheads 133.

한편, 본 실시예에서는 2개의 전극부(411)가 구비되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명에 따른 가스분사 모듈(103)은 하나의 전극부(411)를 통해 리액턴스 가스(R)를 플라즈마화시키고 상기 가스분배 유닛(310)을 통해 제2 샤워헤드(133)에 제공하는 것도 가능하다. 또한, 본 실시예에서는 전극부(411)를 통과하면서 플라즈마화된 리액턴스 가스(R)를 가스분배 유닛(310)으로 제공하는 것으로 설명하였으나, 가스분배 유닛(310)과 제2 샤워헤드(133) 사이에 전극부(411)가 구비되는 것도 가능하다. 즉, 가스분배 유닛(310)을 통해 제공되는 동일한 양으로 리액턴스 가스(R)가 전극부(411)로 각각 유입되어 플라즈마화된 후 제2 샤워헤드(133)에 각각 제공될 수 있다. 이러한 경우에도 가스분배 유닛(310)과 전극부(411)의 순서가 변경되었을 뿐이며 상술한 실시예와 동일하게 동작한다.Meanwhile, the present embodiment has been described using two electrode units 411 as an example, but the gas injection module 103 according to the present invention converts the reactance gas R into plasma through one electrode unit 411. It is also possible to provide to the second shower head 133 through the gas distribution unit 310. In addition, in the present embodiment, it has been described that the reactant gas R that has been plasma-formed while passing through the electrode unit 411 is provided to the gas distribution unit 310, but the gas distribution unit 310 and the second shower head 133 are provided. It is also possible to be provided with the electrode part 411 in between. That is, the reactant gas R may be introduced into the electrode unit 411 in the same amount provided through the gas distribution unit 310 to be plasma-formed, and then provided to the second shower head 133. Even in this case, only the order of the gas distribution unit 310 and the electrode unit 411 has been changed and operates in the same manner as in the above-described embodiment.

본 실시예에 따르면, 2개의 전극부(411)와 매처(413)를 구비하므로 2개의 제2 샤워헤드(133)에 균일하고 동일한 크기의 플라즈마를 발생시킬 수 있으며, 2개의 제2 샤워헤드(133) 중 하나의 제2 샤워헤드(133)에 플라즈마가 발생하지 않는 것을 방지할 수 있다.According to the present exemplary embodiment, since two electrode parts 411 and a matcher 413 are provided, the two second shower heads 133 may generate plasma having a uniform and the same size, and the two second shower heads ( It is possible to prevent the plasma from being generated in one of the second showerheads 133 of 133.

본 실시예에 따르면, 기판(10)이 가스분사 모듈(103)에 대해서 1회전 하는 동안 제1 및 제2 샤워헤드(131, 133)를 각각 2번씩 통과하게 되므로, 기판(10) 상에는 프리커서 가스(S)와 리액턴스 가스(R)가 각각 2번씩 제공되어 실질적으로 2층의 단원자층이 형성된다. 따라서, 본 실시예와 같이 가스분사 분기를 증가시킴으로써 증착 공정을 단축시킬 수 있다.According to the present exemplary embodiment, since the substrate 10 passes through the first and second showerheads 131 and 133 twice each while rotating about the gas injection module 103, the precursor is formed on the substrate 10. The gas S and the reactance gas R are provided twice each to form substantially two monoatomic layers. Therefore, the deposition process can be shortened by increasing the gas injection branch as in the present embodiment.

또한, 본 실시예에 따르면, 탑 배기부(150)는 배기홀(151)이 프리커서 영역과 리액턴스 영역을 서로 효과적으로 분리하며, 서로 독립된 배출라인(161, 163)을 통해 배기가스를 배출시키므로 배기가스를 배출시키는 과정에서 배기가스가 서로 혼합되면서 배기가스에 포함된 프리커서 가스와 리액턴스 가스가 서로 반응하면서 파티클이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, according to the present exemplary embodiment, the top exhaust unit 150 exhausts the exhaust hole 151 effectively separating the precursor region and the reactance region from each other, and exhausts the exhaust gas through independent discharge lines 161 and 163. As the exhaust gases are mixed with each other in the process of discharging the gas, the precursor gas and the reactance gas included in the exhaust gas react with each other to effectively prevent particles from being generated.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations are possible to those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and all the things that are equivalent to or equivalent to the scope of the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the present invention.

10: 기판 100: 원자층 증착장치
101: 프로세스 챔버 102: 서셉터
103: 가스분사 모듈 130: 하우징
135a: 분사홀 131, 133, 135: 샤워헤드
140, 141, 143, 145: 가스공급원 150: 탑 배기부
152: 배기홀 154: 센터 배기홀
160, 161, 163: 배기 배출부 165: 배기 배출덕트
170: 센터 퍼지부 170a: 퍼지홀
310: 가스분배 유닛 311: 제1 가스 유로
313: 제2 가스 유로 315: 제3 가스 유로
410: 전극부(electrode) 413: 매처(matcher)
10: substrate 100: atomic layer deposition apparatus
101: process chamber 102: susceptor
103: gas injection module 130: housing
135a: injection holes 131, 133, 135: shower head
140, 141, 143, 145: gas supply source 150: tower exhaust
152: exhaust hole 154: center exhaust hole
160, 161, 163: exhaust exhaust 165: exhaust exhaust duct
170: center purge part 170a: purge hole
310: gas distribution unit 311: first gas flow path
313: second gas flow path 315: third gas flow path
410: electrode 413: matcher

Claims (8)

복수의 기판에 서로 다른 복수의 증착가스를 제공하여 박막을 형성하는 원자층 증착장치의 가스분사 모듈에 있어서,
외관을 형성하는 하우징;
상기 하우징에서 상기 기판을 향하는 하부에 프리커서 가스를 제공하는 제1 샤워헤드와 리액턴스 가스를 제공하는 제2 샤워헤드 및 퍼지 가스를 제공하는 제3 샤워헤드를 포함하고, 방사상으로 구비된 8개의 샤워헤드;
상기 각 샤워헤드 둘레를 따라 구비된 복수의 배기홀을 포함하고, 배기가스를 흡입하여 배출시키는 탑 배기부; 및
상기 제1 샤워헤드를 연결하는 제1 가스 유로, 상기 제2 샤워헤드를 연결하는 제2 가스 유로 및 상기 제3 샤워헤드를 연결하는 제3 가스 유로를 포함하는 가스분배 유닛;
을 포함하는 원자층 증착장치의 가스분사 모듈.
In the gas injection module of the atomic layer deposition apparatus for providing a plurality of different deposition gas to a plurality of substrates to form a thin film,
A housing forming an appearance;
And eight shower heads including a first showerhead for providing a precursor gas and a second showerhead for providing a reactance gas and a third showerhead for providing a purge gas in a lower portion of the housing toward the substrate. head;
A tower exhaust unit including a plurality of exhaust holes provided along the circumferences of the shower heads, and configured to suck and exhaust the exhaust gas; And
A gas distribution unit including a first gas flow path connecting the first shower head, a second gas flow path connecting the second shower head, and a third gas flow path connecting the third shower head;
Gas injection module of the atomic layer deposition apparatus comprising a.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 가스 유로와 상기 제2 가스 유로는 서로 90° 교차하도록 형성되고,
상기 제1 내지 제3 가스 유로는 상기 가스분배 유닛의 높이 방향을 따라 일정 간격 이격되어 형성된 원자층 증착장치의 가스분사 모듈.
The method of claim 1,
The first gas flow path and the second gas flow path are formed to cross each other by 90 °,
The gas injection module of the atomic layer deposition apparatus of the first to third gas flow paths are spaced apart at regular intervals along the height direction of the gas distribution unit.
제1항에 있어서,
상기 가스분사 하우징의 중앙 부분에 구비되어 상기 제3 샤워헤드를 서로 연결하고 상기 기판에 퍼지 가스를 제공하는 센터 퍼지부를 구비하고,
상기 센터 퍼지부는 상기 제3 샤워헤드를 연결하는 십자(十字) 형태를 갖는 원자층 증착장치의 가스분사 모듈.
The method of claim 1,
A center purge unit provided at a central portion of the gas injection housing to connect the third shower heads to each other and to provide a purge gas to the substrate;
The gas purge module of the atomic layer deposition apparatus has a cross form connecting the third shower head to the third shower head.
제4항에 있어서,
상기 가스분배 유닛은 상기 센터 퍼지부에 동시에 퍼지 가스를 제공하도록 연결된 원자층 증착장치의 가스분사 모듈.
The method of claim 4, wherein
And the gas distribution unit is connected to provide the purge gas to the center purge at the same time.
제1항에 있어서,
상기 탑 배기부는 상기 제1 샤워헤드 및 제2 샤워헤드 둘레를 각각 둘러싸도록 형성되고, 상기 제1 샤워헤드 쪽에서 흡입되는 배기가스와 상기 제2 샤워헤드 쪽에서 흡입되는 배기가스를 서로 분리하여 배출시키도록 형성된 원자층 증착장치의 가스분사 모듈.
The method of claim 1,
The tower exhaust part is formed to surround the first shower head and the second shower head, respectively, and separates exhaust gas sucked from the first shower head and exhaust gas sucked from the second shower head. Gas injection module of the atomic layer deposition apparatus formed.
복수의 기판에 프리커서 가스와 리액턴스 가스 및 퍼지 가스를 포함하는 증착가스를 제공하여 박막을 형성하는 원자층 증착장치에 있어서,
프로세스 챔버;
상기 프로세스 챔버 내부에 구비되어 복수의 기판이 안착되어 회전 가능하게 구비된 서셉터;
상기 서셉터 상부에 구비되어 상기 기판에 상기 증착가스를 제공하는 가스분사 모듈;
을 포함하고,
상기 가스분사 모듈은,
외관을 형성하는 하우징;
상기 하우징에서 상기 기판을 향하는 하부에 프리커서 가스를 제공하는 제1 샤워헤드와 리액턴스 가스를 제공하는 제2 샤워헤드 및 퍼지 가스를 제공하는 제3 샤워헤드를 포함하고, 방사상으로 구비된 8개의 샤워헤드;
상기 각 샤워헤드 둘레를 따라 구비된 복수의 배기홀을 포함하고, 배기가스를 흡입하여 배출시키는 탑 배기부; 및
상기 제1 샤워헤드를 연결하는 제1 가스 유로, 상기 제2 샤워헤드를 연결하는 제2 가스 유로 및 상기 제3 샤워헤드를 연결하는 제3 가스 유로를 포함하는 가스분배 유닛;
를 포함하는 원자층 증착장치.
An atomic layer deposition apparatus for forming a thin film by providing a deposition gas comprising a precursor gas, a reactance gas and a purge gas to a plurality of substrates,
Process chambers;
A susceptor provided inside the process chamber and rotatably provided with a plurality of substrates mounted thereon;
A gas injection module provided on the susceptor to provide the deposition gas to the substrate;
Including,
The gas injection module,
A housing forming an appearance;
And eight shower heads including a first showerhead for providing a precursor gas and a second showerhead for providing a reactance gas and a third showerhead for providing a purge gas in a lower portion of the housing toward the substrate. head;
A tower exhaust unit including a plurality of exhaust holes provided along the circumferences of the shower heads, and configured to suck and exhaust the exhaust gas; And
A gas distribution unit including a first gas flow path connecting the first shower head, a second gas flow path connecting the second shower head, and a third gas flow path connecting the third shower head;
Atomic layer deposition apparatus comprising a.
제7항에 있어서,
상기 제1 가스 유로와 상기 제2 가스 유로는 서로 90° 교차하도록 형성되고,
상기 제1 내지 제3 가스 유로는 상기 가스분배 유닛의 높이 방향을 따라 일정 간격 이격되어 형성된 원자층 증착장치.
The method of claim 7, wherein
The first gas flow path and the second gas flow path are formed to cross each other by 90 °,
The first to third gas flow paths are formed in the atomic layer deposition apparatus spaced apart at regular intervals along the height direction of the gas distribution unit.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8955547B2 (en) 2011-10-19 2015-02-17 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for providing uniform flow of gas
US9109754B2 (en) 2011-10-19 2015-08-18 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for providing uniform flow of gas
US9353440B2 (en) 2013-12-20 2016-05-31 Applied Materials, Inc. Dual-direction chemical delivery system for ALD/CVD chambers
US20160273105A1 (en) * 2015-03-17 2016-09-22 Asm Ip Holding B.V. Atomic layer deposition apparatus
US9514933B2 (en) 2014-01-05 2016-12-06 Applied Materials, Inc. Film deposition using spatial atomic layer deposition or pulsed chemical vapor deposition
US9631277B2 (en) 2011-03-01 2017-04-25 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition carousel with continuous rotation and methods of use
US9748125B2 (en) 2012-01-31 2017-08-29 Applied Materials, Inc. Continuous substrate processing system
US9831109B2 (en) 2013-03-11 2017-11-28 Applied Materials, Inc. High temperature process chamber lid
KR101835755B1 (en) 2012-06-13 2018-04-19 주식회사 원익아이피에스 Manufacturing method for thin film and substrate process apparatus
KR20180124266A (en) * 2017-05-11 2018-11-21 (주) 엔피홀딩스 Nozzle capable of fluid spray at entire substrate and substrate cleaning system using the same
KR20200015653A (en) * 2012-08-31 2020-02-12 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 Dual-plenum showerhead with interleaved plenum sub-volumes

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9631277B2 (en) 2011-03-01 2017-04-25 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition carousel with continuous rotation and methods of use
US9109754B2 (en) 2011-10-19 2015-08-18 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for providing uniform flow of gas
USRE48994E1 (en) 2011-10-19 2022-03-29 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for providing uniform flow of gas
USRE47440E1 (en) 2011-10-19 2019-06-18 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for providing uniform flow of gas
US8955547B2 (en) 2011-10-19 2015-02-17 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for providing uniform flow of gas
US9748125B2 (en) 2012-01-31 2017-08-29 Applied Materials, Inc. Continuous substrate processing system
US10236198B2 (en) 2012-01-31 2019-03-19 Applied Materials, Inc. Methods for the continuous processing of substrates
KR101835755B1 (en) 2012-06-13 2018-04-19 주식회사 원익아이피에스 Manufacturing method for thin film and substrate process apparatus
KR20200015653A (en) * 2012-08-31 2020-02-12 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 Dual-plenum showerhead with interleaved plenum sub-volumes
KR102151369B1 (en) 2012-08-31 2020-09-03 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 Dual-plenum showerhead with interleaved plenum sub-volumes
US9831109B2 (en) 2013-03-11 2017-11-28 Applied Materials, Inc. High temperature process chamber lid
US10879090B2 (en) 2013-03-11 2020-12-29 Applied Materials, Inc. High temperature process chamber lid
US9765432B2 (en) 2013-12-20 2017-09-19 Applied Materials, Inc. Dual-direction chemical delivery system for ALD/CVD chambers
US9353440B2 (en) 2013-12-20 2016-05-31 Applied Materials, Inc. Dual-direction chemical delivery system for ALD/CVD chambers
US10400335B2 (en) 2013-12-20 2019-09-03 Applied Materials, Inc. Dual-direction chemical delivery system for ALD/CVD chambers
US9514933B2 (en) 2014-01-05 2016-12-06 Applied Materials, Inc. Film deposition using spatial atomic layer deposition or pulsed chemical vapor deposition
US10954597B2 (en) * 2015-03-17 2021-03-23 Asm Ip Holding B.V. Atomic layer deposition apparatus
KR101930994B1 (en) * 2015-03-17 2019-03-11 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. Atomic layer deposition apparatus
KR20160111878A (en) * 2015-03-17 2016-09-27 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. Atomic layer deposition apparatus
US20160273105A1 (en) * 2015-03-17 2016-09-22 Asm Ip Holding B.V. Atomic layer deposition apparatus
KR20180124266A (en) * 2017-05-11 2018-11-21 (주) 엔피홀딩스 Nozzle capable of fluid spray at entire substrate and substrate cleaning system using the same
KR101987711B1 (en) * 2017-05-11 2019-06-11 (주)엔피홀딩스 Nozzle capable of fluid spray at entire substrate and substrate cleaning system using the same

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