KR101200372B1 - Thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same - Google Patents

Thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101200372B1
KR101200372B1 KR1020050051326A KR20050051326A KR101200372B1 KR 101200372 B1 KR101200372 B1 KR 101200372B1 KR 1020050051326 A KR1020050051326 A KR 1020050051326A KR 20050051326 A KR20050051326 A KR 20050051326A KR 101200372 B1 KR101200372 B1 KR 101200372B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
plasma
thin film
reaction
supplying
Prior art date
Application number
KR1020050051326A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060131119A (en
Inventor
김재호
Original Assignee
주성엔지니어링(주)
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주성엔지니어링(주) filed Critical 주성엔지니어링(주)
Priority to KR1020050051326A priority Critical patent/KR101200372B1/en
Publication of KR20060131119A publication Critical patent/KR20060131119A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101200372B1 publication Critical patent/KR101200372B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C23C16/45538Plasma being used continuously during the ALD cycle
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/458Chemical 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 supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4584Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated

Abstract

본 발명은 박막 제조 장치에 관한 것으로, 반응 챔버와, 상기 반응 챔버에 배치되고 웨이퍼가 안착되는 기판 지지부와, 소스가스, 퍼지가스 및 플라즈마에 의해서 활성화된 반응가스를 분사하는 가스 분사 수단과, 상기 가스 분사 수단으로 소스 가스, 퍼지가스 및 반응 가스를 공급하는 가스 공급 수단과, 플라즈마 발생을 위한 전원을 공급하는 플라즈마용 전원 공급부를 포함한 박막 제조 장치와 이를 이용한 박막 증착 방법을 제공한다. 반응 챔버 내에 소스 가스, 퍼지 가스 및 반응가스를 동시에 공급할 수 있는 가스 분사 수단을 제안하고, 플라즈마에 의해 활성화된 반응 가스를 공급할 수 있어, 소스 가스와 반응 가스 간의 반응 속도를 향상시켜 막의 증착률을 향상시킬 수 있다.

Figure R1020050051326

원자층 증착, 가스 분사 수단, 회전, 플라즈마, 반응가스, RF전원

The present invention relates to a thin film manufacturing apparatus, comprising a reaction chamber, a substrate support disposed in the reaction chamber, on which a wafer is seated, gas injection means for injecting a reaction gas activated by a source gas, a purge gas, and a plasma; Provided are a thin film manufacturing apparatus including a gas supply means for supplying a source gas, a purge gas, and a reactive gas to a gas injection means, and a plasma power supply for supplying power for plasma generation, and a thin film deposition method using the same. A gas injection means capable of simultaneously supplying a source gas, a purge gas, and a reaction gas into the reaction chamber is proposed, and a reaction gas activated by plasma can be supplied, thereby improving the reaction rate between the source gas and the reaction gas to improve the deposition rate of the film. Can be improved.

Figure R1020050051326

Atomic layer deposition, gas injection means, rotation, plasma, reactive gas, RF power

Description

박막 제조 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법{Thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same}Thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same

도 1은 종래의 원자층 증착 기술을 설명하기 위한 개념도. 1 is a conceptual diagram illustrating a conventional atomic layer deposition technique.

도 2a는 본 발명에 따른 박막 제조 장치의 단면도.Figure 2a is a cross-sectional view of the thin film manufacturing apparatus according to the present invention.

도 2b는 도 2a와 직교하는 방향으로 절단하여 도시한 본 발명에 따른 박막 제조 장치의 단면도.Figure 2b is a cross-sectional view of the thin film manufacturing apparatus according to the present invention shown by cutting in a direction perpendicular to Figure 2a.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 분사 수단의 사시도. 3 is a perspective view of a gas injection means according to an embodiment of the present invention.

도 4a는 본 발명의 구동축과 제 3 분사부간의 결합을 설명하기 위한 개념 사시도.Figure 4a is a conceptual perspective view for explaining the coupling between the drive shaft and the third injection unit of the present invention.

도 4b는 도 4a의 A-A'선 을 따라 취한 단면도.4B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 4A;

도 5는 본 발명에 따른 원자층 증착 방법을 설명하기 위한 박막 제조 장치의 평면 개념도. 5 is a plan view of a thin film manufacturing apparatus for explaining the atomic layer deposition method according to the present invention.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 원자층 증착 방법을 설명하기 위한 개념도.6a to 6c are conceptual views for explaining the atomic layer deposition method according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 챔버 20 : 기판 지지부10 chamber 20 substrate support

30 : 기판 40 : 하우징30: substrate 40: housing

50 : 구동축 70 : 윈도우50: drive shaft 70: window

80, 220 : 도파관 100 : 가스 분사 수단80, 220: waveguide 100: gas injection means

200 : 플라즈마 발생 장치200: plasma generator

본 발명은 박막 제조 장치에 관한 것으로, 특히 원자층 증착을 이용한 박막 증착에 있어서 플라즈마를 발생시켜 원자층 증착 시간을 줄일 수 있는 박막 제조 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a thin film manufacturing apparatus, and more particularly to a thin film manufacturing apparatus that can reduce the atomic layer deposition time by generating a plasma in thin film deposition using atomic layer deposition.

원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD) 기술은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 기술과 달리 반응 원료를 각각 분리하여 공급하는 방식으로 한 사이클(Cycle) 증착 시에 표면 반응에 의해 모노레이어(Monolayer) 이하의 박막이 성장하게 된다. Atomic Layer Deposition (ALD) technology, unlike Chemical Vapor Deposition (CVD) technology, is a method in which mono-reactive materials are reacted by surface reaction during one cycle deposition. A thin film of monolayer or less is grown.

이러한 원자층 증착 기술은 박막을 구성하는 화학종들(소스 및 반응가스)이 시간차를 두고 번갈아 공급된다. 즉, 일 화학종이 반응 챔버에 공급되어 웨이퍼 상에 일 화학종으로 구성된 원자층이 형성된 후, 타 화학종이 반응 챔버에 공급되어 원자층이 적층된다. In this atomic layer deposition technique, chemical species (source and reactant gas) constituting the thin film are alternately supplied with time. That is, one species is supplied to the reaction chamber to form an atomic layer composed of one species on the wafer, and then another species is supplied to the reaction chamber to stack the atomic layers.

도 1은 종래의 원자층 증착 기술을 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a conventional atomic layer deposition technique.

도 1을 참조하면, 종래의 모노레이어를 형성하기 위한 한 싸이클은 먼저, 소스 가스를 공급하여 웨이퍼 상에 소스 원자층을 형성하는 1 단계와, 소스 가스의 공급을 차단한 다음, 퍼지가스를 공급하여 챔버 내부의 소스가스를 퍼지하는 2 단계와, 퍼지 가스의 공급을 차단한 다음, 반응 가스를 공급하여 웨이퍼 상의 소스 원자층과 반응을 시키는 3 단계와, 반응 가스의 공급을 차단한 다음, 퍼지가스를 공급하여 챔버 내의 반응 가스를 퍼지하는 4 단계로 이루어진다.Referring to FIG. 1, one cycle for forming a conventional monolayer is first, supplying a source gas to form a source atomic layer on a wafer, blocking supply of the source gas, and then supplying a purge gas. Step 2 to purge the source gas in the chamber, and to stop the supply of the purge gas, and to supply the reaction gas to react with the source atomic layer on the wafer, and to stop the supply of the reaction gas, Four steps are provided to purge the reaction gas in the chamber by supplying the gas.

이러한 원자층 증착에 의한 박막 증착은 박막의 두께 조절이 매우 용이하고, 박막이 형성되는 하부막의 구조가 복잡한 3차원 구조라 하더라도 우수한 스텝 커버리지를 얻을 수 있다. The thin film deposition by the atomic layer deposition is very easy to control the thickness of the thin film, even if the structure of the lower film is a complex three-dimensional structure can obtain excellent step coverage.

그리고, 반응 원료의 열 분해 반응을 이용하여 CVD보다 증착 온도를 낮출 수 있는 장점이 있고, 셀프 리미티드 메커니즘(Self-limited mechanism)을 이용하기 때문에 일정량 이상의 반응 원료가 공급되면 그 이상의 반응 원료의 양에 민감하지 않고, 증착 온도에도 크게 영향을 받지 않아 공정 조건을 확립하기가 쉬워진다. In addition, there is an advantage of lowering the deposition temperature than CVD by using a thermal decomposition reaction of the reaction raw material, and because a self-limited mechanism is used, if a certain amount or more of the reaction raw material is supplied, It is not sensitive and is not greatly influenced by the deposition temperature, making it easy to establish the process conditions.

그러나, 한 사이클당 2번의 가스 공급과 2번의 퍼지를 실시하여야 하고, 한 사이클당 증착되는 막의 두께가 0.5 내지 2Å 정도이기 때문에 증착 속도가 매우 느린 단점이 있다. 이와 같이 낮은 증착률과 증착 속도에 의해 수백 Å 이상의 두께를 가지는 박막을 증착하는데 많은 어려움이 있다. However, two gas feeds and two purges are required per cycle, and the deposition rate is very slow because the thickness of the deposited film per cycle is about 0.5 to 2 kPa. As such, there are many difficulties in depositing a thin film having a thickness of several hundreds of micrometers or more due to the low deposition rate and the deposition rate.

이러한, 원자층 증착 방법의 단점인 낮은 증착율을 개선하고자 반응 가스 공 급시 반응 챔버에 플라즈마를 발생시켜 증착율을 증가시켰다.In order to improve the low deposition rate, which is a disadvantage of the atomic layer deposition method, the deposition rate was increased by generating a plasma in the reaction chamber during the reaction gas supply.

플라즈마에 의해서 활성화된 반응 가스는 기판 표면에 흡착된 소스 가스와 더 쉽고 빠르게 반응하여 모노레이어를 형성하게 된다. The reactive gas activated by the plasma reacts more easily and quickly with the source gas adsorbed on the substrate surface to form a monolayer.

즉, 앞서 설명한 원자층 증착 사이클의 3번째 단계에서 챔버 내부에 플라즈마를 발생시켜 플라즈마화된 반응가스와 기판 표면에 흡착된 소스 가스의 반응 시간을 단축시켜 원자층 증착의 증착률을 향상시킬 수 있다. That is, in the third step of the atomic layer deposition cycle described above, plasma may be generated inside the chamber to shorten the reaction time between the plasmalized reaction gas and the source gas adsorbed on the substrate surface, thereby improving the deposition rate of atomic layer deposition. .

그렇지만, 이와 같은 종래의 플라즈마를 이용한 원자층 증착 방법은 반응 가스가 공급되는 짧은 시간 내에 플라즈마를 발생시키고 플라즈마 상태를 안정적으로 유지하기가 쉽지 않다는 문제가 있다. 수백 Å 이상의 두께가 가지는 박막을 증착하기 위해서는 플라즈마를 발생시키는 단계를 포함한 상기 사이클을 수백 회 반복해야 한다. However, the conventional atomic layer deposition method using the plasma has a problem that it is not easy to generate the plasma within a short time that the reaction gas is supplied and to maintain the plasma state stably. To deposit a thin film having a thickness of more than several hundred microseconds, the cycle including the step of generating a plasma must be repeated several hundred times.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 챔버 내에 소스 가스, 퍼지가스 및 플라즈마에 의해 활성화된 반응 가스를 동시에 공급하여 반응, 퍼지 및 증착을 동시에 실시할 수 있으며, 소스 가스와 반응 가스 간의 반응 시간을 단축시켜 증착률을 향상시킬 수 있는 박막 제조 장치에 관한 것이다. Therefore, the present invention can simultaneously react, purge and deposit by simultaneously supplying the reaction gas activated by the source gas, purge gas and plasma in the chamber to solve the above problems, the reaction between the source gas and the reaction gas It relates to a thin film manufacturing apparatus that can shorten the time and improve the deposition rate.

본 발명은 챔버 내에 공급되는 가스 중 적어도 하나 이상의 플라즈마에 의해 활성화시켜서 공급하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for activating and supplying by at least one or more plasmas of gases supplied into a chamber.

본 발명에 따른 반응 챔버와, 상기 반응 챔버에 설치되며 기판이 안착되는 기판 지지부와, 상기 반응 챔버의 상부를 통하여 공급되는 복수의 가스를 독립적으로 상기 기판에 각각 분사하는 복수의 가스 분사부를 포함하는 가스 분사 수단 및 상기 복수의 가스 분사부 중 적어도 어느 하나에 연결된 플라즈마 발생장치를 포함하는 박막 제조 장치를 제공한다. A reaction chamber according to the present invention, a substrate support part installed in the reaction chamber, on which the substrate is seated, and a plurality of gas injectors for respectively injecting a plurality of gases supplied through the upper portion of the reaction chamber independently to the substrate. Provided is a thin film manufacturing apparatus including a gas injection means and a plasma generator connected to at least one of the plurality of gas injection units.

여기서, 상기 기판 지지부는, 상기 기판을 안착시키는 한개 이상의 서셉터 및 상기 기판 지지부를 회전시키는 회전축을 포함하는 것이 바람직하다. Here, the substrate support portion preferably includes at least one susceptor for mounting the substrate and a rotation shaft for rotating the substrate support portion.

그리고, 상기 가스 분사 수단은, 상기 복수의 가스를 각각 공급받는 복수의 가스 공급공이 형성된 하우징과, 상기 복수의 가스 공급공에 각각 대응하는 복수의 가스 공급 유로가 설치되고 상기 하우징 내에서 회전하는 구동축과, 상기 하우징과 상기 구동축 사이를 차폐하는 실링부재 및 상기 가스 공급 유로에 접속 연장되어 상기 반응챔버 내부로 상기 복수의 가스를 각각 분사하는 복수의 가스 분사부를 포함하는 것이 효과적이다. The gas injection means may include a housing in which a plurality of gas supply holes for receiving the plurality of gases are formed, and a plurality of gas supply flow paths corresponding to the plurality of gas supply holes, respectively, and rotate in the housing. And it is effective to include a sealing member for shielding between the housing and the drive shaft and a plurality of gas injection portion connected to the gas supply flow path for injecting the plurality of gases into the reaction chamber, respectively.

상기의 플라즈마 발생장치가 상기 반응 챔버의 외부 또는 상기 가스 분사수단에 설치될 수 있다. 이때, 상기 구동축 내부에 전원이 유도되는 내부 도파관을 설치하는 것이 바람직하다. The plasma generator may be installed outside the reaction chamber or on the gas injection means. At this time, it is preferable to install an internal waveguide in which power is induced inside the drive shaft.

상술한, 상기 가스 분사부는, 소스 가스 공급 유로에 접속되어 소스 가스를 분사하는 제 1 분사부와, 퍼지 가스 공급 유로에 접속되어 퍼지 가스를 분사하는 제 2 분사부 및 상기 내부 도파관의 일부와 접속하고, 반응 가스 공급유로에 접속 되어 플라즈마화된 반응가스를 공급하는 제 3 분사부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제 1 내지 제 3 분사부는 내부가 비어있는 튜브형상이고, 상기 제 3 분사부는 상기 제 1 분사부 및 제 2 분사부 보다 넓은 폭을 갖는 것이 효과적이다. 상기의 도파관과 상기 제 3 분사부 사이에 윈도우를 설치하는 것이 효과적이다. Said gas injection part is connected with the 1st injection part connected to the source gas supply flow path, and injects a source gas, the 2nd injection part connected to the purge gas supply flow path, and injects a purge gas, and is connected with a part of the said internal waveguide. And it is preferable that it includes the 3rd injection part connected to the reaction gas supply flow path and supplying the plasma-formed reaction gas. It is effective that the first to third spray units have a hollow tube shape, and the third spray unit has a wider width than the first and second spray units. It is effective to provide a window between the waveguide and the third injection portion.

상기의 플라즈마 발생장치는, 플라즈마 발생용 전원을 생산하는 전원 생성 수단과, 상기 전원을 튜닝하는 튜닝 수단과, 상기 튜닝된 전원을 전송하는 외부 도파관 및 상기 외부 도파관과 상기 복수의 가스 분사 수단 중 적어도 어느 하나를 연결하는 결합 부재를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 결합 부재는, 상기 구동축의 회전을 지지하는 회전 부재 및 상기 외부 도파관과 상기 내부 도파관을 전기적으로 연결하는 플라즈마 전원 유도 부재를 포함하는 것이 바람직하다. The plasma generator includes at least one of power generation means for producing power for plasma generation, tuning means for tuning the power source, an external waveguide for transmitting the tuned power source, the external waveguide, and the plurality of gas injection means. It may include a coupling member for connecting any one. Here, the coupling member preferably includes a rotation member for supporting the rotation of the drive shaft and a plasma power induction member for electrically connecting the external waveguide and the internal waveguide.

여기서, 상기 가스 분사 수단은 상기 기판 지지부 상에서 이동 가능한 것이 바람직하다. 또한, 상기 복수의 가스 분사 수단은 상기 기판 지지부에 대하여 수평 회전운동하는 것이 효과적이다. 물론, 상기 가스 분사 수단은 상기 기판 지지부 상의 공간을 분할하여 상기 복수의 가스를 각각 분사하는 것이 효과적이다. 그리고, 상기 가스 분사 수단과 상기 기판 지지부가 서로 반대방향으로 회전할 수도 있다. Here, the gas injection means is preferably movable on the substrate support. In addition, the plurality of gas injection means is effective to rotate horizontally relative to the substrate support. Of course, it is effective that the gas injecting means injects the plurality of gases by dividing the space on the substrate support. The gas injection means and the substrate support may rotate in opposite directions.

또한, 본 발명은 반응챔버 내에 안착되어 있는 기판 상에 박막을 증착하기 위한 방법으로써, 가스 분사 수단의 각각에 복수의 가스를 공급하는 단계와, 상기 복수의 가스 중 적어도 어느 하나에 플라즈마 발생을 위한 전원을 공급하는 단계 및 상기 반응 챔버의 내부를 복수의 공간으로 분할하여 각각의 상기 복수의 가스를 분사하는 단계를 포함하는 박막 증착 방법을 제공한다. In addition, the present invention is a method for depositing a thin film on a substrate seated in the reaction chamber, supplying a plurality of gases to each of the gas injection means, and for generating plasma to at least one of the plurality of gases It provides a thin film deposition method comprising the step of supplying power and injecting each of the plurality of gases by dividing the interior of the reaction chamber into a plurality of spaces.

여기서, 상기 복수의 가스는 서로 분리된 경로를 통하여 공급되고, 소스가스, 반응가스, 퍼지가스를 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 복수의 가스 분사 수단은 회전하며, 상기 복수의 가스와 상기 전원이 동시에 공급되는 것이 바람직하다. Here, the plurality of gases are supplied through a path separated from each other, and preferably include a source gas, a reaction gas, and a purge gas. At this time, the plurality of gas injection means is rotated, it is preferable that the plurality of gas and the power is supplied at the same time.

상기 플라즈마는 RF플라즈마 발생장치에 의해 활성화될 수도 있고, 상기 플라즈마는 마이크로파 플라즈마 발생장치에 의해서 활성화될 수도 있다. The plasma may be activated by an RF plasma generator, and the plasma may be activated by a microwave plasma generator.

또한, 본 발명에 따른 반응 챔버 내에 안착되어 있는 기판 상에 박막을 증착하기 위한 방법으로써, 소스 가스와 퍼지 가스를 공급하는 단계와, 퍼지 가스를 공급하는 단계와, 퍼지 가스를 공급하면서, 반응 가스를 공급하는 단계와, 상기 반응 가스의 공급과 동시에 반응 가스 공급라인에 플라즈마를 발생시키는 단계 및 퍼지 가스만 공급하는 단계를 하나의 사이클로 포함하는 박막 증착 방법을 제공한다. In addition, as a method for depositing a thin film on a substrate seated in a reaction chamber according to the present invention, supplying a source gas and a purge gas, supplying a purge gas, and supplying a purge gas, It provides a thin film deposition method comprising the step of supplying, at the same time with the supply of the reaction gas to generate a plasma to the reaction gas supply line and supplying only the purge gas.

또한, 본 발명에 따른 반응 챔버 내에 안착되어 있는 기판 상에 박막을 증착하기 위한 방법으로써, 소스 가스와 퍼지 가스를 공급하는 단계와, 퍼지 가스를 공급하면서, 반응 가스를 공급하는 단계와, 상기 반응 가스의 공급과 동시에 반응 가스 공급라인에 플라즈마를 발생시키는 단계를 하나의 사이클로 포함하는 박막 증착 방법을 제공한다. In addition, as a method for depositing a thin film on a substrate seated in the reaction chamber according to the present invention, supplying a source gas and a purge gas, supplying a reaction gas while supplying a purge gas, and the reaction It provides a thin film deposition method comprising the step of generating a plasma in the reaction gas supply line at the same time as the supply of gas.

또한, 본 발명에 따른 반응 챔버 내에 안착되어 있는 기판 상에 박막을 증착하기 위한 방법으로써, 소스 가스를 공급하는 단계와, 퍼지 가스를 공급하는 단계와, 반응 가스를 공급하는 단계와, 상기 반응 가스를 공급하는 동시에 상기 반응 가스 공급 라인에 플라즈마를 발생시키는 단계를 동시에 실시하는 박막 증착 방법 을 제공한다. Further, a method for depositing a thin film on a substrate seated in a reaction chamber according to the present invention, the method comprising the steps of supplying a source gas, supplying a purge gas, supplying a reaction gas, the reaction gas It provides a thin film deposition method for simultaneously performing the step of generating a plasma to the reaction gas supply line while supplying a.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

도 2a는 본 발명에 따른 박막 제조 장치의 단면도이고, 도 2b는 도 2a와 직교하는 방향으로 절단하여 도시한 본 발명에 따른 박막 제조 장치의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 분사 수단의 사시도이다. FIG. 2A is a cross-sectional view of the thin film manufacturing apparatus according to the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the thin film manufacturing apparatus according to the present invention shown by cutting in a direction perpendicular to FIG. 2A. 3 is a perspective view of a gas injection means according to an embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 박막 제조 장치는 반응 챔버(10)와, 반응 챔버(10) 내에 배치되고 기판(30)이 안착되는 기판 지지부(20)와, 복수의 가스를 독립적으로 기판(30)에 분사하는 복수의 가스 분사부(61, 62, 63, 64)을 포함한다. 2A and 2B, a thin film manufacturing apparatus according to the present invention includes a reaction chamber 10, a substrate support 20 disposed in the reaction chamber 10, and a substrate 30 seated thereon, and a plurality of gases. A plurality of gas injectors (61, 62, 63, 64) to inject to the substrate 30 independently.

또한, 가수 분사 수단(100)에 복수의 가스를 각기 독립적으로 공급하는 가스 공급 수단(미도시)을 더 포함한다. 또한, 복수의 가스 분사부(61, 62, 63, 64) 중 적어도 어느 하나에 연결된 플라즈마 발생장치(200)를 더 포함한다. 플라즈마 발생장치(200)는 이와 연결된 가스 분사뷰(63)에 플라즈마 발생을 위한 전원을 공급한다. 또한, 상기의 반응 챔버(10)의 내부 가스를 배출하기 위한 가스 배출부(미도 시)를 더 포함할 수 있다. In addition, the gas supply means 100 further comprises a gas supply means (not shown) for supplying a plurality of gases to each independently. The apparatus may further include a plasma generator 200 connected to at least one of the plurality of gas injection units 61, 62, 63, and 64. The plasma generator 200 supplies power for plasma generation to the gas injection view 63 connected thereto. In addition, the gas discharge unit (not shown) for discharging the internal gas of the reaction chamber 10 may be further included.

상기의 기판 지지부(20)는 기판(20)이 안착되는 서셉터(21)와, 기판 지지부(20)를 회전시키는 회전축(22)을 포함한다. 본 실시예에서는 3 내지 6개의 서셉터(21)가 기판 지지부(20) 상에 배치되는 것이 바람직하다. 기판 지지부(20)에는 가스 배출을 위한 별도의 가스 배출구(미도시)가 형성될 수도 있다. The substrate support 20 includes a susceptor 21 on which the substrate 20 is seated, and a rotation shaft 22 for rotating the substrate support 20. In this embodiment, it is preferable that three to six susceptors 21 are disposed on the substrate support 20. The substrate support 20 may be provided with a separate gas outlet (not shown) for discharging the gas.

기판 지지부(20)는 자신의 회전축(22)을 통해 회전할 수 있으며, 서셉터(21) 또한 회전축(23)을 통해 회전할 수도 있다. 이와 달리 기판 지지부(22) 및 서셉터(21)가 고정되어 있을 수도 있다. 또한 기판 지지부(20) 없이 서셉터(21) 만이 반응 챔버(10) 내부에 위치할 수도 있다. The substrate support 20 may rotate through its rotation shaft 22, and the susceptor 21 may also rotate through the rotation shaft 23. Alternatively, the substrate support 22 and the susceptor 21 may be fixed. In addition, only the susceptor 21 without the substrate support 20 may be located inside the reaction chamber 10.

본 실시예의 상기의 가스 분사 수단(100)은 기판 지지부(20) 상에서 이동할 수 있다. 즉, 기판 지지부(20)를 기준으로 수평 방향으로 이동할 수 있다. 또한 기판 지지부(20) 상의 공간을 분할하여 분할된 영역에 각기 다른 가스를 분사할 수도 있다. 물론 가스 분사 수단(100)은 고정되어 있을 수도 있다. 만일 가스 분사 수단(100)과 기판 지지부(20)가 동시에 회전 운동을 할 경우, 기판 지지부(20)와 가스 분사 수단(100)이 동일한 방향으로 서로 다른 회전 속도로 회전할 수도 있고, 서로 반대방향으로 회전할 수도 있다. The gas injection means 100 of the present embodiment may move on the substrate support 20. That is, the substrate support 20 may move in the horizontal direction. In addition, by dividing the space on the substrate support 20, different gases may be injected into the divided areas. Of course, the gas injection means 100 may be fixed. If the gas ejection means 100 and the substrate support portion 20 rotate simultaneously, the substrate support portion 20 and the gas ejection means 100 may rotate at different rotational speeds in the same direction, or in opposite directions. You can also rotate.

하기에서는 가스 분사 수단이 회전할 경우에 관해 설명한다. Hereinafter, the case where the gas injection means rotates will be described.

회전하는 가스 분사 수단은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 복수의 가스를 각각 공급받는 복수의 가스 공급공(41, 42, 43)이 형성된 하우징(40)과, 상기 복수의 가스 공급공(41, 42, 43)에 각각 대응하는 복수의 가스 공급 유로(51, 52, 53)가 설치되고 하우징(40) 내에서 회전하는 구동축(50)을 포함한다. 또한, 하우징(40)과 구동축(50)은 별도의 실링 부재(45)를 통해 실링 되어 있는 것이 효과적이다. 실링 부재(45)로는 마그네틱 시일 및 래버린스 시일을 사용할 수 있다.As shown in FIG. 2A and FIG. 2B, the rotating gas injection means includes a housing 40 in which a plurality of gas supply holes 41, 42, and 43 are provided to receive a plurality of gases, respectively, and the plurality of gas supply holes ( A plurality of gas supply flow paths 51, 52, and 53 corresponding to 41, 42, and 43, respectively, are provided and include a drive shaft 50 that rotates in the housing 40. In addition, it is effective that the housing 40 and the drive shaft 50 are sealed through separate sealing members 45. As the sealing member 45, a magnetic seal and a labyrinth seal can be used.

상기의 하우징(40)은 중공의 원통 형상으로, 측벽에는 가스가 주입되는 다수의 가스 공급공(41, 42, 43)이 형성되어 있다. 각각의 가스 공급공(41, 42, 43)은 가스 공급 수단에 각기 접속되어 서로 다른 가스를 공급받는 것이 바람직하다. 즉, 본 실시예에서 상기 다수의 가스 공급공은 소스 가스가 주입되는 제 1 가스 공급공(41)과, 퍼지 가스가 공급되는 제 2 가스 공급공(42)과, 반응 가스가 주입되는 제 3 가스 공급공(43)을 포함한다. The housing 40 has a hollow cylindrical shape, and a plurality of gas supply holes 41, 42, 43 into which gas is injected is formed in the side wall. Each gas supply hole 41, 42, 43 is preferably connected to the gas supply means, respectively, to receive different gases. That is, in the present embodiment, the plurality of gas supply holes include a first gas supply hole 41 into which a source gas is injected, a second gas supply hole 42 through which a purge gas is supplied, and a third gas into which a reactive gas is injected. The gas supply hole 43 is included.

상기 구동축(50) 내에는 상기 가스 공급공(41, 42, 43)과 각기 대응하는 다수의 가스 공급 유로(51, 52, 53)가 형성된다. 그리고, 상기 가스 공급 유로에 접속 연장되어 반응 챔버 내부로 복수의 가스를 각각 분사하는 복수의 가스 분사부(61, 62, 63, 64)가 위치한다.A plurality of gas supply flow paths 51, 52, and 53 corresponding to the gas supply holes 41, 42, and 43 are formed in the drive shaft 50, respectively. In addition, a plurality of gas injectors 61, 62, 63, and 64 connected to the gas supply passage and injecting a plurality of gases into the reaction chamber are located.

즉, 제 1 가스 공급공(41)과 대응하는 제 1 가스 공급 유로(51)가 구동축(50)의 내부에 형성되고, 제 1 가스 공급 유로(51)의 끝단 즉, 구동축(50)의 일측벽에는 제 1 가스 공급 유로(51)로부터 연장된 제 1 분사부(61)가 형성된다. 또한, 제 2 가스 공급공(42)과 대응하는 제 2 가스 공급 유로(52)가 구동축(50)의 내부에 형성되고, 제 2 가스 공급 유로(52)의 끝단에서부터 연장된 제 2 및 제 4 분사부(62, 64)가 형성된다. 그리고, 제 3 가스 공급공(43)과 대응하는 제 3 가스 공급 유로(53)가 구동축(50)의 내부에 형성되고, 구동축(50)의 하단의 적어도 일부 에서 부터 연장된 제 3 분사부(63)가 형성된다. That is, the first gas supply passage 51 corresponding to the first gas supply hole 41 is formed in the drive shaft 50, and the end of the first gas supply passage 51, that is, one of the drive shafts 50. The first injection part 61 extending from the first gas supply passage 51 is formed on the side wall. In addition, second and fourth gas supply passages 52 corresponding to the second gas supply holes 42 are formed in the drive shaft 50, and the second and fourth extends from the ends of the second gas supply passages 52. Injection parts 62 and 64 are formed. The third gas supply passage 53 corresponding to the third gas supply hole 43 is formed in the drive shaft 50, and extends from at least a portion of the lower end of the drive shaft 50. 63) is formed.

여기서, 제 1 가스 공급공(41)을 통해 소스 가스가 유입되고, 제 2 가스 공급공(42)을 통해 퍼지 가스가 유입되고, 제 3 가스 공급공(43)을 통해 반응 가스가 유입된다. Here, the source gas is introduced through the first gas supply hole 41, the purge gas is introduced through the second gas supply hole 42, and the reaction gas is introduced through the third gas supply hole 43.

본 실시예에서의 퍼지가스는 소스 가스와 반응 가스가 동시에 분사될 경우, 이들 가스를 퍼지하는 역할뿐 아니라, 두 가스 간의 반응을 방지하기 위한 배리어 역할도 수행한다. 따라서, 소스 가스와 반응 가스가 분사되는 제 1 및 제 3 분사부(61, 63) 사이에 각기 제 2 및 제 4 분사부(62, 64)가 형성된다. 이에 따라 퍼지가스가 입력되는 가스 공급공(42)과 가스 공급유로(52)를 2개로 분리하여 형성할 수도 있고, 도 2b에 도시된 바와 같이 가스 공급공(42)과 대응하는 2개의 가스 공급유로(52)를 구동축(50) 내에 설치할 수도 있으며, 구동축(50)의 끝단에서 2개의 분리된 가지는 갖는 가스 공급유로(52)를 형성하여 각각의 제 2 및 제 4 분사부(62, 64)에 인가할 수도 있다. In the present embodiment, when the source gas and the reaction gas are injected at the same time, the purge gas not only purges these gases but also serves as a barrier for preventing a reaction between the two gases. Accordingly, the second and fourth injection parts 62 and 64 are formed between the first and third injection parts 61 and 63 through which the source gas and the reaction gas are injected. Accordingly, the gas supply holes 42 and the gas supply passages 52 through which the purge gas is input may be separated into two, and as shown in FIG. 2B, the two gas supplies corresponding to the gas supply holes 42 may be provided. The flow path 52 may be provided in the drive shaft 50, and the gas supply flow path 52 having two separate branches at the end of the drive shaft 50 is formed to form the second and fourth injection parts 62 and 64, respectively. May be applied to.

본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 내지 제 4 분사부(61, 62, 63, 64)가 서로 직각을 이루는 십자가 형상으로 배치된다. 제 1 내지 제 4 분사부(61, 62, 63, 64)는 내부가 비어있는 튜브 형상으로 형성하고, 제 3 분사부(63)는 그 폭이 제 1, 제 2 및 제 4 분사부(61, 62, 64) 보다 넓게 형성된다. 물론 이에 한정되지 않고, 원자층 증착 조건 및 증착 속도들에 따라 각기 이루는 각과 그 형상이 다양할 수 있다. 제 1 내지 제 4 분사부(61, 62, 63, 64)는 기판(21) 방향으로 다수의 가스 분사 노즐이 형성되어 있다. 이때, 가스 분사 노즐의 간격과 분 사 방향, 또한 원자층 증착 조건 및 증착 속도와 막의 균일도에 따라 다양할 수 있다. 또한, 제 1, 제 2 및 제 4 분사부(61, 62, 63)의 끝단의 일부가 굴절되어 있어 구동축의 측벽으로 노출된 가스 공급 유로와 접속될 수 있다. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the first to fourth sprayers 61, 62, 63, and 64 are arranged in a cross shape perpendicular to each other. The first to fourth sprayers 61, 62, 63, and 64 are formed to have a hollow tube shape, and the third sprayer 63 has a width of the first, second, and fourth sprayers 61. , 62, 64). Of course, the present invention is not limited thereto, and angles and shapes thereof may vary according to atomic layer deposition conditions and deposition rates. The first to fourth sprayers 61, 62, 63, and 64 are provided with a plurality of gas spray nozzles in the direction of the substrate 21. At this time, it may vary depending on the spacing and spraying direction of the gas injection nozzle, the atomic layer deposition conditions and the deposition rate and film uniformity. In addition, a portion of the ends of the first, second, and fourth injection parts 61, 62, and 63 may be bent to be connected to the gas supply flow path exposed to the side wall of the driving shaft.

구동축(50)의 내부의 소정영역에는 전원이 유도되는 별도의 내부 도파관(80)이 형성되어 있는 것이 효과적이다. 즉, 구동축(50) 상부에서 하부로 관통하는 소정의 관통공을 형성하고, 그 내부를 도전성의 금속으로 매립하여 플라즈마 생성용 전원을 전송하는 내부 도파관(80)을 형성할 수도 있고, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 구동축(50)은 중심이 비어 있는 원통형상으로 형성하고 그 측벽에 구리와 같은 도전성 물질로 코팅하여 이를 내부 도파관(80)으로 사용할 수도 있다. It is effective that a separate inner waveguide 80 is formed in a predetermined region of the drive shaft 50 to guide power. That is, a predetermined through hole penetrating from the upper portion of the drive shaft 50 to the lower portion may be formed, and an inner waveguide 80 may be formed by filling the inside with a conductive metal to transmit power for plasma generation. As shown in FIG. 2B, the driving shaft 50 may be formed in a cylindrical shape having an empty center and coated with a conductive material such as copper on the sidewall of the driving shaft 50 and used as the inner waveguide 80.

이에 상기의 도파관(80)의 적어도 일부가 제 3 분사부(63)에 접속되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 구동축(50) 중심에 도파관(80)을 형성할 경우, 구동축(50)의 하단과 제 3 분사부(63) 사이에는 소정의 윈도우(70)가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이를통해, 상기 내부 도파관(80)에 의해 유도된 플라즈마 전원이 제 3 분사부(63) 내부에 인가되어 제 3 분사부(63) 내부에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. Accordingly, it is preferable that at least a part of the waveguide 80 is connected to the third injection unit 63. When the waveguide 80 is formed at the center of the drive shaft 50, it is preferable that a predetermined window 70 is provided between the lower end of the drive shaft 50 and the third injection portion 63. Through this, plasma power induced by the internal waveguide 80 may be applied to the third injector 63 to generate plasma in the third injector 63.

도 4a는 본 발명의 구동축과 제 3 분사부간의 결합을 설명하기 위한 개념 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 A-A'선을 따라 취한 단면도이다.4A is a conceptual perspective view illustrating the coupling between the drive shaft and the third injection unit of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 4A.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 구동축(50)과 제 3 분사부부(63) 사이에는 윈도우(70)가 설치된다. 상술한 윈도우(70)는 플라즈마 전원이 쉽게 투과할 수 있는 물질막으로 형성하되, 본 실시예에서는 사파이어를 이용하는 것이 바람직하다. 도면 에서 보는 바와 같이 원도우(70)의 크기는 구동축(50) 내부에 형성된 관통공과 동일한 크기로 형성한다. 물론 이에 한정되지 않고, 관통공의 크기보다 클 수도 있고, 작을 수도 있다. 이때, 구동축(50) 내부로 윈도우(70)가 과도하게 삽입되는 것을 방지하기 위해 도 4b에 도시된 바와 같이 별도의 돌출부가 구동축(50) 내측벽으로 돌출될 수도 있다. 또한, 윈도우(70)의 이탈을 방지하기 위해 제 3 분사부(63) 상부의 일부가 리세스될 수도 있다. 또한, 윈도우(70)와 제 3 분사부(63) 사이에는 오링(71)이 설치되어 외부 영향에 의한 윈도우(70)의 이탈 및 파괴를 방지한다. 물론 윈도우(70)와 구동축(50) 사이에도 오링이 설치될 수도 있다. 4A and 4B, a window 70 is installed between the drive shaft 50 and the third injection part 63. The window 70 is formed of a material film through which plasma power can be easily transmitted. In this embodiment, sapphire is preferably used. As shown in the figure, the size of the window 70 is formed in the same size as the through hole formed in the drive shaft 50. Of course, the present invention is not limited thereto, and may be larger or smaller than the size of the through hole. In this case, in order to prevent the window 70 from being excessively inserted into the drive shaft 50, a separate protrusion may protrude into the inner wall of the drive shaft 50 as shown in FIG. 4B. In addition, a portion of the upper portion of the third jetting portion 63 may be recessed to prevent the window 70 from being separated. In addition, an O-ring 71 is installed between the window 70 and the third injection part 63 to prevent the window 70 from being separated and destroyed by an external influence. Of course, an O-ring may be installed between the window 70 and the drive shaft 50.

앞서 설명한 바와 같이 구동축(50)의 내측벽에는 내부 도파관(80)이 형성되어 윈도우(70) 상부까지 연장되어 있고, 내부 도파관(80)을 통해 유도된 플라즈마 발생용 전원은 윈도우(70)를 투과하여 제 3 분사부(63)의 내부 공간에 방사되어 제 3 분사부(60) 내에 플라즈마를 발생시킨다. 이때, 발생된 플라즈마는 제 3 분사부(63) 내로 확산된다. 또한, 도시된 바와 같이 제 3 분사부(63)의 끝단에는 제 3 가스 공급 유로(53)와 대응하는 소정의 관통 홀이 형성되어 제 3 가스 공급 유로(53)를 통해 주입된다. 이때, 가스가 주입된 영역의 앞쪽에서 플라즈마가 발생되기 때문에 반응 가스를 플라즈마로 활성화하기 용이하다. 물론 이에 한정되지 않고, 플라즈마가 제 3 분사부(63) 내부로 퍼지기 때문에 플라즈마가 발생되는 앞쪽 영역에 관통홀이 형성될 수도 있다. As described above, the inner waveguide 80 is formed on the inner wall of the drive shaft 50 and extends to the upper portion of the window 70, and the power for plasma generation induced through the inner waveguide 80 passes through the window 70. As a result, the plasma is radiated into the inner space of the third injector 63 to generate plasma in the third injector 60. At this time, the generated plasma is diffused into the third injection unit 63. In addition, as illustrated, a predetermined through hole corresponding to the third gas supply passage 53 is formed at the end of the third injection unit 63 and injected through the third gas supply passage 53. At this time, since the plasma is generated in front of the region in which the gas is injected, it is easy to activate the reaction gas into the plasma. Of course, the present invention is not limited thereto, and since the plasma is spread into the third injection unit 63, a through hole may be formed in the front region where the plasma is generated.

상술한 설명에서는 구동축의 내측벽에 도파관이 형성됨을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 구동축 내부에 도파관이 형성될 경우도 상술한 바와 같이 도파 관과 제 3 분사부의 일부가 중첩되고, 그 사이에 윈도우가 형성된다. 또한, 도파관은 구동축의 외측에도 형성될 수도 있다. In the above description, the waveguide is formed on the inner wall of the drive shaft. However, the present invention is not limited thereto. In the case where the waveguide is formed inside the drive shaft, the waveguide and a part of the third jetting portion overlap with each other, as described above. Is formed. The waveguide may also be formed on the outer side of the drive shaft.

본 발명의 플라즈마 발생 장치(200)로는 2.54GHz의 마이크로파를 생성하는 마그네트론을 사용할 수 있다. 마그네트론에서 발생한 마이크로파가 외부 도파관(220)과 구동축(50) 내부의 내부 도파관(80)을 통해서 윈도우(70)을 통과하여 연결된 가스 분사부(63) 내부로 전달되어, 가스 분사부(63) 내부에서 플라즈마를 형성시킨다. 상기 플라즈마 발생장치(200)는 반응 챔버의 외부에 설치될 수도 있으나, 상기 구동축(50) 내부에 설치될 수도 있다. As the plasma generator 200 of the present invention, a magnetron that generates microwaves of 2.54 GHz may be used. Microwaves generated from the magnetron are transferred into the gas injector 63 connected through the window 70 through the external waveguide 220 and the internal waveguide 80 inside the drive shaft 50, and then inside the gas injector 63. To form a plasma. The plasma generator 200 may be installed outside the reaction chamber or may be installed inside the driving shaft 50.

본 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치(200)는 플라즈마 발생용 전원을 생산하는 전원 생성 수단(210)과, 상기 전원을 튜닝하는 튜닝수단(211)과, 상기 튜닝된 전원을 전송하는 외부 도파관(220)을 포함한다. The plasma generating apparatus 200 according to the present embodiment includes power generation means 210 for producing power for plasma generation, tuning means 211 for tuning the power, and external waveguide 220 for transmitting the tuned power. ).

또한, 외부 도파관(220)과 복수의 가스 분사 수단(100) 중 적어도 어느 하나를 연결하는 결합 부재(230)를 포함한다. 즉, 상기의 결합 부재(230)를 통해 외부 도파관(220)과, 구동축(50)에 형성된 내부 도파관(80)이 연결된다. In addition, it includes a coupling member 230 for connecting at least one of the external waveguide 220 and the plurality of gas injection means (100). That is, the external waveguide 220 and the internal waveguide 80 formed on the drive shaft 50 are connected through the coupling member 230.

이에 상기 결합 부재(230)는 상기 구동축(50)의 회전을 지지하는 회전 부재(231)와 상기 외부 도파관(220)과 내부 도파관(80)을 전기적으로 연결하는 플라즈마 전원 유도 부재(235)를 포함한다. 회전 부재(231)에 의해 구동축(50)은 외부 도파관(220)에 접속되어 회전운동을 할 수 있게 되며, 이러한 회전 부재(231)로는 베어링을 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 내부가 비어있는 도넛 형상의 베어링을 사용하는 것이 효과적이다. 여기서, 하부의 구동축(50)과 회전 부재 (231)는 회전운동을 하고, 외부 도파관(220)은 고정되어 있다. 따라서, 고정되어 있는 외부 도파관(220)에 인가된 플라즈마 생성용 전원을 회전하는 구동축(50)에 인가하기 위해서는 회전 부재(231)의 내측 영역에 원형 띠 형상의 플라즈마 전원 유도 부재(235)를 장착하되, 그 일부가 돌출되고, 외부 도파관(220)에는 소정의 홈이 형성되어 돌출된 일부가 홈에 삽입되는 형상으로 장착된다. 이때, 플라즈마 전원 유도 부재(235)가 회전 부재(231)와 함께 회전함에 따라 플라즈마 전원 유도 부재(235)가 삽입되는 외부 도파관(220)의 홈 형상은 플라즈마 전원 유도 부재(235)와 동일한 원형 띠 형상으로 형성하고, 이들 서로를 전기적으로 접속되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해 플라즈마 전원 유도 부재(235)는 전도성이 매우 우수한 물질을 사용하고, 외부 도파관(220)의 홈의 내측에도 전도성이 우수한 물질이 별도도 코팅될 수도 있다. 물론 물리적인 마착력을 줄이기 위해 물리적으로 소정간격 떨어져 있는 것이 효과적이다. 상기의 플라즈마 전원 유도 부재(235)는 내부 도파관(80)에 전기적 또는 물리적으로 접속되어 있는 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이는 고주파의 전원은 물리적으로 어느 정도 이격되어 있더라도, 이격된 간격을 뛰어 넘어 전원을 전달할 수 있기 때문이다. Accordingly, the coupling member 230 includes a rotation member 231 for supporting the rotation of the drive shaft 50 and a plasma power induction member 235 electrically connecting the external waveguide 220 and the internal waveguide 80. do. The drive shaft 50 is connected to the external waveguide 220 by the rotating member 231 to perform a rotational movement. As the rotating member 231, a bearing is preferably used. In this embodiment, it is effective to use a donut shaped bearing with an empty inside. Here, the lower drive shaft 50 and the rotating member 231 rotates, and the external waveguide 220 is fixed. Accordingly, in order to apply the plasma generation power applied to the fixed external waveguide 220 to the rotating drive shaft 50, the plasma power induction member 235 having a circular band is mounted on the inner region of the rotating member 231. However, a portion thereof protrudes, and a predetermined groove is formed in the external waveguide 220 so that the protruding portion is inserted into the groove. At this time, as the plasma power induction member 235 rotates together with the rotation member 231, the groove shape of the external waveguide 220 into which the plasma power induction member 235 is inserted is the same as that of the plasma power induction member 235. It is preferable to form in a shape and to make these electrically connect with each other. For this purpose, the plasma power source induction member 235 uses a material having excellent conductivity, and a material having excellent conductivity may also be separately coated inside the groove of the external waveguide 220. Of course, it is effective to be physically spaced apart to reduce the physical wear force. It is preferable that the plasma power source induction member 235 is electrically or physically connected to the internal waveguide 80, and most preferably, it is electrically connected. This is because the high frequency power source may be able to transfer the power beyond the spaced interval even though it is physically spaced to some extent.

이때, 윈도우의 상부는 대기압 상태이며 윈도우 하부는 진공상태이다. 따라서, 진공상태의 반응 가스 분사부 내부에 인가된 마이크로파에 의해 플라즈마가 발생된다. 또한, 회전가능한 도파관인 구동축은 하부에 가스 분사부들과 연결되고, 상부는 립 씰과 연결되어 동시에 회전한다. 또한, 구동축과 하우징은 마그네틱 씰 과 연결되어 진공상태를 유지한다. 또한, 상기의 하우징의 둘레에는 전자파의 간섭을 줄이기 위한 EMI 쉴드(Electro Magnetic Interference shield; 90)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. At this time, the upper portion of the window is at atmospheric pressure and the lower portion of the window is in a vacuum state. Therefore, plasma is generated by the microwaves applied inside the reactive gas injection unit in a vacuum state. In addition, the drive shaft, which is a rotatable waveguide, is connected to the gas injectors at the bottom thereof, and the top thereof is connected to the lip seal to rotate simultaneously. In addition, the drive shaft and the housing are connected to the magnetic seal to maintain a vacuum. In addition, it is preferable that an EMI shield (Electro Magnetic Interference shield) 90 is formed around the housing to reduce electromagnetic interference.

상술한 실시예와 달리 플라즈마 발생장치로 RF전력을 이용한 플라즈마 발생장치를 사용할 수도 있다. 제 3 가스 공급라인 상에 별도의 반응공간을 가진 플라즈마 발생장치에 RF 플라즈마를 형성하여 제 3 가스를 활성화시킨 후 상기 가스 분사 수단(100)의 제 3 가스 분사부(63)을 통해서 챔버(10) 내부로 공급한다. 이때 제 3 가스 공급라인은 구동축의 가스 공급공(43)에 연결되지 않고, 구동축(50) 내부의 내부 도파관(80)에 연결될 수도 있다. Unlike the above-described embodiment, a plasma generator using RF power may be used as the plasma generator. After forming an RF plasma in a plasma generator having a separate reaction space on the third gas supply line to activate the third gas, the chamber 10 may be opened through the third gas injection unit 63 of the gas injection means 100. Supply inside. In this case, the third gas supply line may not be connected to the gas supply hole 43 of the driving shaft, but may be connected to the internal waveguide 80 inside the driving shaft 50.

이하, 상술한 구성을 갖는 본 발명의 박막 제조 장치를 이용한 원자층 증착 방법을 설명한다. Hereinafter, the atomic layer deposition method using the thin film manufacturing apparatus of this invention which has the structure mentioned above is demonstrated.

도 5는 본 발명에 따른 원자층 증착 방법을 설명하기 위한 박막 제조 장치의 평면 개념도이다. 도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 원자층 증착 방법을 설명하기 위한 개념도이다.5 is a plan view of a thin film manufacturing apparatus for explaining the atomic layer deposition method according to the present invention. 6A to 6C are conceptual views illustrating the atomic layer deposition method according to the present invention.

복수의 가스를 독립적으로 기판(30)에 각각 분사하는 복수의 가스 분사부(61, 62, 63, 64)를 포함하는 가스 분사 수단(100)을 포함한다. And a gas injection means 100 including a plurality of gas injection parts 61, 62, 63, and 64 that respectively inject a plurality of gases to the substrate 30 independently.

도 5 및 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 본 실시예에서는 복수의 가스 분사부(61, 62, 63, 64)을 포함하는 가스 분사 수단(100)에 각각 독립적인 공급경로를 통해 공급되는 가스를 공급하고, 상기 가스 분사부 중 적어도 어느 하나에 플라즈마 발생을 위한 전원을 공급하고, 반응 챔버(10)의 내부에 가스를 분사한다. 이때, 복수의 가스는 분할된 공간에 각기 하나의 가스가 분사될 수도 있고, 다수개의 가스가 동시에 분사될 수도 있으며, 다수의 가스가 순차적으로 분사될 수도 있다. 5 and 6A to 6C, in the present embodiment, the gas supplied through the independent supply paths to the gas injection means 100 including the plurality of gas injection parts 61, 62, 63, and 64, respectively. Supplies a power, supplies power for generating plasma to at least one of the gas injectors, and injects gas into the reaction chamber 10. In this case, one gas may be injected into the divided spaces, a plurality of gases may be injected simultaneously, and a plurality of gases may be sequentially injected.

상기의 복수의 가스로 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지가스를 사용하고, 이들을 회전하는 가스 분사 수단(100)을 통해 기판(30) 상에 분사시켜 공정을 진행할 경우를 기준으로 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이 챔버(10) 내부에 5개의 기판(31, 32, 33, 34, 35)이 배치되어 있고, 그 상부에 소스 가스를 분사하는 제 1 분사부(61)와, 퍼지가스를 분사하는 제 2 및 제 4 분사부(62, 64)와 플라즈마에 의해 활성화된 반응 가스를 분사하는 제 3 분사부(63)가 위치한다. Referring to the case where the source gas, the reaction gas, and the purge gas are used as the plurality of gases, and the processes are performed by spraying them on the substrate 30 through the rotating gas injection means 100, FIG. As shown in the drawing, five substrates 31, 32, 33, 34, and 35 are disposed in the chamber 10, and a first injection part 61 for injecting a source gas thereon and a purge gas are injected thereon. The second and fourth injection units 62 and 64 and the third injection unit 63 for injecting the reactive gas activated by the plasma are positioned.

상기 분사부들(61, 62, 63, 64)에 각각의 가스를 공급하면서 회전운동을 하면, 각각의 기판은 소스 가스, 퍼지 가스, 활성화된 반응 가스, 퍼지 가스의 순서대로 가스를 공급받게 된다. When the rotary motion is performed while supplying the respective gas to the injection parts 61, 62, 63, and 64, each substrate receives the gas in the order of source gas, purge gas, activated reaction gas, and purge gas.

이에 따라 다양한 원자층 증착 방법이 수행될 수 있다. Accordingly, various atomic layer deposition methods may be performed.

소스 가스 분사 - 퍼지 - 플라즈마/반응가스 분사 - 퍼지를 실시하는 공정이 가능하다. 즉, 도 5 및 도 6a에 도시된 바와 같이, 가스 분사 수단(100)의 첫번째 회전에서 제 1 분사부(61)를 통해 소스 가스(S)를 분사하고, 제 2 및 제 4 분사부(62, 64)를 통해 퍼지가스(P)를 분사한다. 가스 분사 수단(100)의 두번째 회전에서 소스 가스(S) 분사를 중단한 다음, 제 2 및 제 4 분사부(62, 64)를 통해 계속적인 퍼지 가스(P)를 분사하여 잔류 소스 가스(S)를 퍼지한다. 다음으로, 가스 분사 수단(100)의 세번째 회전에서 제 2 및 제 4 분사부(62, 64)에 의해 퍼지 가스(P)가 계속적으로 분사된 상태에서 제 3 분사부(63)를 통하여 반응 가스(R)를 분사하는 동시에 플라즈마용 전원을 제 3 분사부(63)에 인가하여 플라즈마(PE)를 발생시킨다. 마지막으로 가스 분사 수단(100)의 네번째 회전에서 제 3 분사부(63)에 인가된 플라즈마용 전원을 차단하고, 반응가스(R) 공급을 중단한 다음 제 2 및 제 4 분사부(62, 64)를 통해 계속적인 퍼지 가스(P)를 분사하여 잔류 가스를 퍼지한다.Source gas injection-purge-plasma / reaction gas injection-purge is possible. That is, as shown in FIG. 5 and FIG. 6A, the source gas S is injected through the first injection unit 61 in the first rotation of the gas injection unit 100, and the second and fourth injection units 62 are disposed. , 64) to purge the gas (P). The injection of the source gas S is stopped in the second rotation of the gas injection means 100, and then the continuous source gas S is injected by continuously spraying the purge gas P through the second and fourth injection parts 62 and 64. Purge) Next, in the third rotation of the gas injection means 100, the reaction gas through the third injection portion 63 while the purge gas P is continuously injected by the second and fourth injection portions 62 and 64. While spraying (R), plasma power is applied to the third jetting section 63 to generate plasma PE. Finally, in the fourth rotation of the gas injection means 100, the plasma power applied to the third injection unit 63 is cut off, the supply of the reaction gas R is stopped, and the second and fourth injection units 62 and 64 are stopped. Continuous purge gas (P) is injected through) to purge the residual gas.

상기 회전을 하나의 싸이클로 반복하여 기판 상에 박막을 증착한다. The rotation is repeated in one cycle to deposit a thin film on the substrate.

상술한 공정을 통해 소스 가스와 반응 가스 간이 반응하여 소정의 물질막을 형성하는 반응시간을 단축시킬 수 있고, 소스 가스와 반응 가스의 퍼지 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 별도의 퍼지를 위한 시간을 줌으로 인해 웨이퍼 상에 흡착되지 못한 소스가스를 완전하게 퍼지 시킬 수 있을 뿐아니라, 소스가스와 반응하지 못한 플라즈마화된 반응가스를 완전히 제거할 수 있다. Through the above-described process, the reaction time between the source gas and the reactive gas to react to form a predetermined material film can be shortened, and the purge time of the source gas and the reactive gas can be shortened. In addition, by allowing time for a separate purge, not only the source gas that has not been adsorbed on the wafer can be completely purged, but also the plasma-reacted gas that has not reacted with the source gas can be completely removed.

이뿐 아니라, 소스분사와 퍼지를 동시에 실시할 수 있고, 플라즈마/반응가스분사와 퍼지를 동시에 실시할 수도 있다. In addition, the source injection and the purge can be performed simultaneously, and the plasma / reaction gas injection and the purge can be performed simultaneously.

즉, 도 5 및 도 6b에 도시된 바와같이 가스 분사 수단(100)의 첫번째 회전에서 제 1 분사부(61)를 통해 소스 가스(S)를 분사하고, 제 2 및 제 4 분사부(62, 64)를 통해 퍼지가스(P)를 동시에 분사하여 소스 가스(S) 분사와 동시에 퍼지를 실시한다. 이는 제 1 분사부(61)에 의해 소스가스(S)가 분사되고 난 다음 제 1 분사부(61)를 뒷따르는 제 4 분사부(64)에 의해 분사된 퍼지가스(P)에 의해 소스 가스(S)가 퍼지된다. 이후, 소스 가스(S)를 차단한 다음, 가스 분사 수단(100)의 두번째 회전에서 제 3 분사부(63)를 통해 반응 가스(R)를 분사하고, 동시에 플라즈마용 전원을 인가하여 플라즈마(PE)를 발생시킨다. 이와 함께 제 2 및 제 4 분사부(62, 64)를 통해 퍼지가스(P)를 통시에 분사하여 플라즈마(PE)/반응가스(R) 분사와 동시에 퍼지를 실시한다. 이는 제 3 분사부(63)에 의해 플라즈마화된 반응가스가 분사되고난 다음 제 3 분사부(63)를 뒷따르는 제 2 분사부(62)에 의해 분사된 퍼지가스(P)에 의해 플라즈마화된 반응가스가 퍼지된다. That is, as shown in FIG. 5 and FIG. 6B, the source gas S is injected through the first injection unit 61 in the first rotation of the gas injection unit 100, and the second and fourth injection units 62, 64, the purge gas (P) is injected at the same time to purge at the same time as the source gas (S) injection. This is because the source gas S is injected by the first injection unit 61 and then the source gas is injected by the purge gas P injected by the fourth injection unit 64 following the first injection unit 61. (S) is purged. Thereafter, the source gas S is blocked, and then the reaction gas R is injected through the third injection unit 63 at the second rotation of the gas injection means 100, and at the same time, the plasma power is applied to the plasma PE. ). At the same time, the purge gas P is injected through the second and fourth injection units 62 and 64 at the same time, and the purge is performed simultaneously with the plasma PE / reaction gas R injection. This is because plasma is reacted by the purge gas P injected by the second injector 62 followed by the third injector 63 after the reaction gas plasmad by the third injector 63 is injected. The reaction gas is purged.

상기 회전을 하나의 싸이클로 반복하여 기판 상에 박막을 증착한다. The rotation is repeated in one cycle to deposit a thin film on the substrate.

이와 같이 소스 가스 분사후, 퍼지를 실시하지 않고 또한, 플라즈마화된 반응 가스 분사후, 퍼지를 실시하지 않음으로인해 원자층 증착 공정시간과 소스 가스와 반응가스간의 반응 시간을 단축할 수 있다. As described above, since the purge is not performed after the source gas injection and after the plasma reaction gas is injected, the reaction time between the atomic layer deposition process and the source gas and the reaction gas can be shortened.

또한, 본 발명에 따른 원자층 증착 방법은 소스가스, 퍼지가스, 플라즈마/반응가스를 동시에 분사할 수도 있다. 즉, 도 5 및 도 6c에 도시된 바와 같이 제 1 분사부를 통해 소스 가스를 분사하고, 제 2 및 제 4 분사부를 통해 퍼지가스를 분사하고, 제 3 분사부(63)를 통해 반응가스(R)를 분사하고 플라즈마용 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시킨다. 이를 통해 원자층 증착을 연속적으로 실시할 수 있다. In addition, the atomic layer deposition method according to the present invention may simultaneously spray the source gas, purge gas, plasma / reaction gas. That is, as illustrated in FIGS. 5 and 6C, the source gas is injected through the first injection unit, the purge gas is injected through the second and fourth injection units, and the reaction gas R is injected through the third injection unit 63. ) And generate a plasma by applying a plasma power supply. This allows atomic layer deposition to be carried out continuously.

이는, 소스 가스(S)를 분사하는 제 1 분사부(61), 퍼지가스(P)를 분사하는 제 2 및 제 4 분사부(62, 64) 및 플라즈마(PE)/반응가스(R)를 분사하는 제 3 분사부(63)가 각기 90도의 각도를 이루고 있고, 이들이 소정 방향으로 일정한 속도로 회전하고 있기 때문에 가능하다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 분사부(61)에 의해 제 1 웨이퍼(31) 상에 소스 가스(S)가 분사되고, 제 2 내지 제 5 웨이퍼(32, 33, 34, 35) 상에도 계속적으로 소스 가스(S)가 분사된다. 이때, 제 1 분사부(61) 를 뒤따르던 제 4 분사부(64)에 의해 제 1 웨이퍼(31) 상에 흡착되지 않은 소스 가스(S)가 퍼지된다. 그리고, 제 4 분사부(64)를 뒤따르던 제 3 분사부(63)에 의해 플라즈마화된 반응가스가 분사되어 제 1 웨이퍼(31) 상의 소스 가스(S)와 반응하여 소정의 물질막이 형성된다. 다음으로, 제 3 분사부(63)를 뒤따르던 제 2 분사부(62)에 의해 반응되지 않고 잔류하는 가스들이 퍼지된다. This includes the first injection unit 61 for injecting the source gas S, the second and fourth injection units 62 and 64 for injecting the purge gas P, and the plasma PE / reaction gas R. Since the 3rd injection part 63 which injects forms the angle of 90 degrees, respectively, and it rotates by a fixed speed in a predetermined direction, it is possible. That is, as shown in FIG. 5, the source gas S is injected onto the first wafer 31 by the first injector 61, and the second to fifth wafers 32, 33, 34, and 35 are discharged. The source gas S is continuously sprayed on the phase. At this time, the source gas S which is not adsorbed on the first wafer 31 is purged by the fourth injection unit 64 following the first injection unit 61. Then, the plasma-reacted reaction gas is injected by the third injection unit 63 following the fourth injection unit 64 to react with the source gas S on the first wafer 31 to form a predetermined material film. . Next, the gases remaining unreacted are purged by the second injector 62 following the third injector 63.

여기서, 제 2 및 제 4 분사부(62, 64)에서 분사되는 퍼지가스는 퍼지기능 뿐만 아니라 제 1 분사부(61)로부터 분사된 소스가스와 제 3 분사부(63)로부터 분사된 플라즈마화된 반응가스가 서로 혼합되어 반응되는 형상을 방지할 수 있다. Here, the purge gas injected from the second and fourth injectors 62 and 64 is not only purged, but also the source gas injected from the first injector 61 and the plasma injected from the third injector 63. The reaction gases may be mixed with each other to prevent a shape from reacting.

이와같이 가스들의 공급과 차단을 반복하는 공정이 없이 단일 챔버 내에서 연속적으로 분사하여 원자층 증착을 위한 공정시간을 획기적으로 줄일 수 있고, 플라즈마화된 반응가스를 주입하여 소스가스와 반응가스 간의 반응속도를 향상시켜 막의 증착속도를 향상시킬 수 있다. In this way, the process time for atomic layer deposition can be drastically reduced by continuously spraying in a single chamber without the process of repeatedly supplying and shutting off gases, and the reaction rate between the source gas and the reaction gas by injecting the plasma-formed reaction gas. It is possible to improve the deposition rate of the film by improving the.

상기에서 산화막을 형성할 경우에는 소스 가스로 SinX2n, SinOn -1X2n +2, 및 SinX2n+2 중 적어도 어느 하나를 메인 소스로 하는 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, n은 2와 25 사이의 정수이고, X는 F, Cl, Br 및 l 중 어느 하나의 원소인 것이 바람직하다. 또한, 반응 가스로H2와 O2의 혼합기체를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 퍼지 가스로 Ar를 사용하는 것이 효과적이다. When forming the oxide film in the above, it is preferable to use a gas whose main source is at least one of Si n X 2n , Si n O n -1 X 2n +2 , and Si n X 2n +2 as the source gas. . Here, n is an integer between 2 and 25, and X is preferably an element of any one of F, Cl, Br and l. It is also preferable to use a mixed gas of H 2 and O 2 as the reaction gas. And it is effective to use Ar as the purge gas.

또는 TiN박막을 형성할 경우에는 소스 가스로 TiC4를 사용하고, 반응 가스로 NH3를 사용하며, 퍼지가스로 Ar를 사용하는 것이 효과적이다. Alternatively, when forming a TiN thin film, it is effective to use TiC 4 as a source gas, NH 3 as a reaction gas, and Ar as a purge gas.

또한, 본 발명의 분사부가 고정되어 있고, 하부의 기판 지지부가 회전할 수도 있다. 이에 관해 간략히 설명하면, 분사부가 고정되어 있기 때문에 원통형상의 몸체내에 가스 공급 수단으로부터 각기 소스가스, 퍼지가스 및 반응가스를 주입받고 이를 분사부에 공급하는 다수의 가스 공급 유로가 형성된다. 또한, 몸체내에 내부 도파관이 형성되고, 내부 도파관은 플라즈마 전원 공급부의 외부 도파관과 별도의 연결을 위한 장치(회전 부재와 플라즈마 전원 유도 부재) 없이 바로 연결될 수 있다. 즉, 내부 도파관과 외부 도파관을 하나의 라인으로도 형성할 수 있다. 이로인해 다양한 형태의 플라즈마용 전원을 사용할 수 있게 된다. 이하, 앞서 설명과 중복되는 설명은 생략한다. Moreover, the injection part of this invention is being fixed and the lower board | substrate support part may rotate. Briefly described, since the injection unit is fixed, a plurality of gas supply passages are formed in which the source gas, the purge gas, and the reaction gas are respectively injected from the gas supply unit into the cylindrical body and supplied to the injection unit. In addition, an inner waveguide is formed in the body, and the inner waveguide can be directly connected without an apparatus (rotating member and plasma power inducing member) for separate connection with the outer waveguide of the plasma power supply. That is, the inner waveguide and the outer waveguide may be formed as one line. This allows various types of plasma power supplies to be used. Hereinafter, descriptions that overlap with the above description will be omitted.

상술한 분사부가 고정되고, 하부 기판 지지부가 회전하는 경우에도 앞서 설명한 다양한 방식의 원자층 증착법이 가능하다. Even when the above-described injection unit is fixed and the lower substrate support unit rotates, the above-described various atomic layer deposition methods are possible.

본 발명의 박막 제조 장치는 기판 지지부와 가스 분사 수단이 동시에 회전할 수도 있다. 이때, 각기 서로 다른 방향으로 회전할 수도 있고, 서로 같은 방향으로 회전할 수도 있다. In the thin film manufacturing apparatus of this invention, a board | substrate support part and gas injection means may rotate simultaneously. At this time, each may rotate in different directions, or may rotate in the same direction.

상술한 바와 같이 본 발명은 다수 가스의 공급과 차단을 반복하는 공정없이 챔버내에 소스가스, 퍼지가스 및 반응가스를 동시에 연속적으로 공급하여 원자층 증착 공정시간을 획기적으로 줄일 수 있다. As described above, the present invention can drastically reduce the atomic layer deposition process time by continuously supplying source gas, purge gas, and reaction gas into the chamber simultaneously without the process of repeatedly supplying and shutting off a plurality of gases.

또한, 플라즈마화된 반응 가스를 주입하여 소스 가스와 반응 가스 간의 반응 속도를 향상시켜 막의 증착률을 향상시킬 수 있다. In addition, the deposition rate of the film may be improved by injecting the plasma-formed reaction gas to improve the reaction rate between the source gas and the reaction gas.

Claims (22)

반응 챔버;Reaction chamber; 상기 반응 챔버에 설치되며 기판이 안착되는 기판 지지부;A substrate support installed in the reaction chamber and on which a substrate is mounted; 복수의 가스를 독립적으로 상기 기판에 각각 분사하고, 상기 기판 지지부 상에서 이동 가능한 복수의 가스 분사부를 포함하는 가스 분사 수단; 및Gas injecting means for injecting a plurality of gases independently onto the substrate and including a plurality of gas injectors movable on the substrate support; And 상기 복수의 가스 분사부 중 적어도 어느 하나에 연결된 플라즈마 발생장치;A plasma generator connected to at least one of the plurality of gas injection units; 를 포함하며,/ RTI &gt; 상기 복수의 가스 분사부 중 적어도 어느 하나는 플라즈마가 발생하는 내부공간을 더 포함하는 박막 제조 장치.At least one of the plurality of gas injection unit further comprises an inner space in which the plasma is generated thin film manufacturing apparatus. 청구항 1에 있어서, 상기 기판 지지부는,The method according to claim 1, The substrate support portion, 상기 기판을 안착시키는 다수의 서셉터; 및A plurality of susceptors for seating the substrate; And 상기 기판 지지부를 회전시키는 회전축;A rotating shaft for rotating the substrate support; 을 포함하는 박막 제조 장치.Thin film manufacturing apparatus comprising a. 삭제delete 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 플라즈마 발생장치가 상기 반응 챔버의 외부 또는 상기 가스 분사 수단에 설치되는 박막 제조 장치.The apparatus for manufacturing a thin film, wherein the plasma generator is provided outside the reaction chamber or on the gas injection means. 청구항 1에 있어서, 상기 가스 분사 수단은,The method according to claim 1, wherein the gas injection means, 상기 복수의 가스를 각각 공급받는 복수의 가스 공급공이 형성된 하우징;A housing in which a plurality of gas supply holes for receiving the plurality of gases are formed; 상기 복수의 가스 공급공에 각각 대응하는 복수의 가스 공급 유로가 설치되고 상기 하우징 내에서 회전하는 구동축;A drive shaft having a plurality of gas supply passages respectively corresponding to the plurality of gas supply holes and rotating in the housing; 상기 구동축 내부에 전원이 유도되는 내부 도파관;An internal waveguide through which power is induced inside the drive shaft; 을 포함하는 박막 제조 장치.Thin film manufacturing apparatus comprising a. 청구항 1에 있어서, 상기 가스 분사부는,The method according to claim 1, wherein the gas injection unit, 소스 가스를 분사하는 제 1 분사부;A first injector for injecting a source gas; 퍼지 가스를 분사하는 제 2 분사부; 및A second injector for injecting purge gas; And 플라즈마화된 반응가스를 공급하는 제 3 분사부;A third injector for supplying a plasma reaction gas; 를 포함하는 박막 제조 장치.Thin film manufacturing apparatus comprising a. 청구항 6에 있어서,The method of claim 6, 상기 제 3 분사부와 상기 플라즈마 발생장치 사이에 형성된 도파관A waveguide formed between the third sprayer and the plasma generator 을 포함하는 박막 제조 장치.Thin film manufacturing apparatus comprising a. 청구항 7에 있어서,The method of claim 7, 상기 도파관과 상기 제 3 분사부 사이에 윈도우를 설치한 박막 제조 장치.The thin film manufacturing apparatus which provided the window between the said wave guide and the said 3rd injection | disconnection part. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 가스 분사 수단은 상기 기판 지지부에 대하여 수평 회전운동하는 박막 제조 장치.The gas injecting means is a thin film manufacturing apparatus for horizontal rotational movement with respect to the substrate support. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 복수의 가스 분사 수단은 상기 기판 지지부 상의 공간을 분할하여 상기 복수의 가스를 각각 분사하는 박막 제조 장치.And the plurality of gas injection means divides the space on the substrate support to inject the plurality of gases, respectively. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 가스 분사 수단과 상기 기판 지지부가 서로 반대방향으로 회전하는 박막 제조 장치.And the gas ejection means and the substrate support portion rotate in opposite directions to each other. 반응챔버 내에 안착되어 있는 기판 상에 박막을 증착하기 위한 방법으로써, As a method for depositing a thin film on a substrate seated in the reaction chamber, 복수의 가스 분사 수단의 각각에, 서로 분리된 경로를 통하여 공급되고, 소스가스, 반응가스, 퍼지가스를 포함하는 복수의 가스를 공급하는 단계;Supplying each of the plurality of gas injection means through a path separated from each other, the plurality of gases including a source gas, a reaction gas, and a purge gas; 상기 반응가스의 공급과 동시에 반응 가스 공급라인에 플라즈마를 발생시켜서 상기 반응가스를 플라즈마화하는 단계; 및Plasmaizing the reaction gas by generating a plasma in a reaction gas supply line simultaneously with the supply of the reaction gas; And 상기 반응 챔버의 내부를 복수의 공간으로 분할하여 각각의 상기 복수의 가스를 분사하는 단계;를 포함하는 박막 증착 방법.And dividing the inside of the reaction chamber into a plurality of spaces to inject each of the plurality of gases. 삭제delete 청구항 15에 있어서, 16. The method of claim 15, 상기 복수의 가스 분사 수단은 회전하며, 상기 복수의 가스와 전원이 동시에 공급되는 박막 증착 방법.And a plurality of gas injection means are rotated and the plurality of gases and power are supplied simultaneously. 청구항 15에 있어서, 16. The method of claim 15, 상기 플라즈마는 RF플라즈마 발생장치에 의해 활성화되는 박막 증착 방법.And the plasma is activated by an RF plasma generator. 청구항 15에 있어서, 16. The method of claim 15, 상기 플라즈마는 마이크로파 플라즈마 발생장치에 의해서 활성화되는 박막 증착 방법.And the plasma is activated by a microwave plasma generator. 반응 챔버 내에 안착되어 있는 기판 상에 박막을 증착하기 위한 방법으로써, A method for depositing a thin film on a substrate seated in a reaction chamber, 소스 가스와 퍼지 가스를 공급하는 단계;Supplying a source gas and a purge gas; 퍼지 가스를 공급하는 단계;Supplying a purge gas; 퍼지 가스를 공급하면서, 반응 가스를 공급하는 단계;Supplying a reaction gas while supplying a purge gas; 상기 반응 가스의 공급과 동시에 반응 가스 공급라인에 플라즈마를 발생시키는 단계; 및Generating a plasma in a reaction gas supply line at the same time as the supply of the reaction gas; And 퍼지 가스만 공급하는 단계;Supplying only purge gas; 를 하나의 사이클로 포함하는 박막 증착 방법.Thin film deposition method comprising a cycle. 삭제delete 삭제delete
KR1020050051326A 2005-06-15 2005-06-15 Thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same KR101200372B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050051326A KR101200372B1 (en) 2005-06-15 2005-06-15 Thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050051326A KR101200372B1 (en) 2005-06-15 2005-06-15 Thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100051660A Division KR101145118B1 (en) 2010-06-01 2010-06-01 Thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060131119A KR20060131119A (en) 2006-12-20
KR101200372B1 true KR101200372B1 (en) 2012-11-12

Family

ID=37811235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050051326A KR101200372B1 (en) 2005-06-15 2005-06-15 Thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101200372B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107667421A (en) * 2015-05-11 2018-02-06 周星工程股份有限公司 Arrange substrate processing apparatus in the process chamber and its operating method

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100722848B1 (en) * 2006-07-19 2007-05-30 주식회사 아이피에스 Apparatus for depositing thin film on wafer
KR101324208B1 (en) * 2007-02-23 2013-11-06 주성엔지니어링(주) Substrate processing apparatue
KR101046612B1 (en) * 2008-12-29 2011-07-06 주식회사 케이씨텍 Atomic layer deposition apparatus
KR101028408B1 (en) * 2008-12-29 2011-04-13 주식회사 케이씨텍 Gas distribution unit and atomic layer deposition apparatus having the same
KR101046613B1 (en) * 2008-12-29 2011-07-06 주식회사 케이씨텍 Atomic layer deposition apparatus
KR101432154B1 (en) * 2010-12-28 2014-08-22 에이피시스템 주식회사 Conveyor module and apparatus for treating substrate having the same
KR101246170B1 (en) * 2011-01-13 2013-03-25 국제엘렉트릭코리아 주식회사 Injection member used in manufacturing semiconductor device and plasma processing apparatus having the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107667421A (en) * 2015-05-11 2018-02-06 周星工程股份有限公司 Arrange substrate processing apparatus in the process chamber and its operating method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060131119A (en) 2006-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101200372B1 (en) Thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same
US6293222B1 (en) Remote-plasma-CVD method for coating or for treating large-surface substrates and apparatus for performing same
KR101134277B1 (en) Atomic layer deposition apparatus
KR101943691B1 (en) Film forming apparatus and shower head
KR20150098199A (en) Substrate processing apparatus
KR20100077828A (en) Atomic layer deposition apparatus
KR102094576B1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
KR20110054833A (en) Shower-head assembly and thin film deposition apparatus and method having the same
KR101123829B1 (en) Substrate treating apparatus
KR20130073777A (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
KR101145118B1 (en) Thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same
KR20090021035A (en) Injection unit of atomic layer deposition device
KR100842745B1 (en) Apparatus and methods of plasma processing by using scan injectors
KR101835755B1 (en) Manufacturing method for thin film and substrate process apparatus
KR101145119B1 (en) Thin film manufacturing apparatus and thin film deposition method using the same
KR102634044B1 (en) Apparatus for Distributing Gas and Apparatus for Processing Substrate
KR20110077743A (en) Apparatus for multi component layer deposition for atomic layer deposition
KR101164398B1 (en) Chemical vapor deposition apparatus
KR101478788B1 (en) Apparatus for depositing thin film and method for depositing thin film using it
KR20210132890A (en) Apparatus for processing substrate
KR20110021624A (en) Source supplying apparatus and substrate processing apparatus having the same
KR20170075163A (en) Gas distribution unit and atomic layer deposition apparatus having the gas distribution unit
KR20190086831A (en) Substrate Support Member and Substrate Processing Apparatus Including The Same
KR102602519B1 (en) A apparatus for depositing for atomic layer
KR102629908B1 (en) Substrate processing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151005

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160927

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171011

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181001

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 8