KR102070864B1 - Gas supply control method for substrate processing apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제1가스 및 제2가스의 공급에 의하여 기판에 박막을 증착하는 기판처리장치의 가스공급 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은, 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와, 공정챔버 내에 제1가스, 제2가스 및 퍼지가스를 처리공간에 분사하는 가스분사부를 포함하는 기판처리장치의 가스공급제어방법으로서, 제1가스공급원으로부터 제1가스를 미리 설정된 제1설정공급압으로 가스분사부로 공급하는 제1가스공급단계와; 퍼지가스를 분사하여 처리공간에서 제1가스를 배기하는 제1퍼지단계와; 제2가스공급원으로부터 제2가스를 미리 설정된 제2설정공급압으로 상기 가스분사부로 공급하는 제2가스공급단계와; 퍼지가스를 분사하여 처리공간에서 제2가스를 배기하는 제2퍼지단계를 포함하며, 제2가스공급단계 전에 제2전구체가 담긴 제2가스공급원에 제2캐리어가스를 공급하여 제2가스의 압력이 미리 설정된 제2설정공급압에 도달된 상태에 이르도록 하는 제2가스준비단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 가스공급제어방법을 개시한다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a gas supply control method of a substrate processing apparatus for depositing a thin film on a substrate by supplying a first gas and a second gas.
The present invention provides a gas supply control method for a substrate processing apparatus including a process chamber for forming a closed processing space and a gas injection unit for injecting a first gas, a second gas and a purge gas into the processing space. A first gas supplying step of supplying the first gas from the first gas supply source to the gas ejection unit at a first predetermined supply pressure; A first purge step of injecting purge gas to exhaust the first gas from the processing space; A second gas supplying step of supplying a second gas from a second gas supply source to the gas injection unit at a preset second set supply pressure; And a second purge step of discharging the second gas from the processing space by injecting the purge gas, and supplying the second carrier gas to the second gas supply source containing the second precursor before the second gas supplying step to pressurize the second gas. A gas supply control method of a substrate processing apparatus, comprising a second gas preparation step for reaching a state in which the preset second set supply pressure is reached.

Description

기판처리장치의 가스공급 제어방법 {Gas supply control method for substrate processing apparatus}Gas supply control method for substrate processing apparatus

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제1가스, 제2가스 및 퍼지가스의 공급에 의하여 기판에 박막을 증착하는 기판처리장치의 가스공급 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a gas supply control method of a substrate processing apparatus for depositing a thin film on a substrate by supplying a first gas, a second gas, and a purge gas.

기판처리장치는, 기판에 박막을 증착하거나 식각하는 등 소정의 기판처리를 수행하는 장치를 말한다.The substrate treating apparatus refers to an apparatus for performing a predetermined substrate treatment, such as depositing or etching a thin film on a substrate.

기판처리장치의 일예로서, 한국 공개특허공보 제10-2008-0098813호에 개시된 바와 같이, 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와, 공정챔버에 설치되어 기판을 지지하는 기판지지부와, 기판지지부에 안착된 기판에 증착, 식각 등의 수행을 위하여 처리공간 내에 하나 이상의 가스를 공급하는 가스공급부를 포함하여 구성될 수 있다.As an example of a substrate processing apparatus, as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-0098813, a process chamber for forming a closed processing space, a substrate support portion installed in the process chamber to support a substrate, and a substrate support portion It may be configured to include a gas supply unit for supplying one or more gases in the processing space for performing deposition, etching, etc. to the seated substrate.

보다 구체적으로, 상기 기판처리장치는, 제1가스 공급, 퍼지, 제2가스 공급, 퍼지로 이루어진 사이클이 수회 반복되어 기판처리공정을 수행할 수 있다.More specifically, the substrate treating apparatus may perform a substrate treating process by repeating a cycle consisting of a first gas supply, a purge, a second gas supply, and a purge several times.

여기서 처리공급 내로 공급되는 물질이 액상인 경우, 캐니스터 및 캐리어 가스를 이용하여 액상의 전구체가 캐리어가스와 함께 공정챔버 내로 공급된다.Here, when the material supplied into the process supply is a liquid phase, the liquid precursor is supplied into the process chamber together with the carrier gas by using the canister and the carrier gas.

한편 LCD패널, OLED패널 등과 같이 대형 또는 복수의 기판처리의 수행을 위하여 기판처리장치는 대형화됨에 따라서 기판 표면에 대한 기판처리의 균일도가 저해되는 문제점이 있다.On the other hand, as the substrate processing apparatus is enlarged in order to perform large or plural substrate processes such as an LCD panel and an OLED panel, there is a problem in that uniformity of substrate processing on the substrate surface is impaired.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 공정챔버가 대형화됨에도 불구하고 균일한 기판처리의 수행이 가능한 기판처리장치의 가스공급 제어방법를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a gas supply control method of a substrate processing apparatus capable of performing a uniform substrate processing in spite of the enlarged process chamber in order to solve the above problems.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와, 공정챔버 내에 제1가스, 제2가스 및 퍼지가스를 처리공간에 분사하는 가스분사부를 포함하는 기판처리장치의 가스공급제어방법으로서, 제1가스공급원으로부터 제1가스를 미리 설정된 제1설정공급압으로 처리공간 내로 분사하는 제1가스공급단계와; 상기 퍼지가스를 분사하여 처리공간에서 제1가스를 배기하는 제1퍼지단계와; 제2가스공급원으로부터 제2가스를 미리 설정된 제2설정공급압으로 상기 가스분사부로 공급하는 제2가스공급단계와; 상기 퍼지가스를 분사하여 처리공간에서 제2가스를 배기하는 제2퍼지단계를 포함하며, 상기 제2가스공급단계의 전에 제2전구체가 담긴 제2가스공급원에 제2캐리어가스를 공급하여 제2가스의 압력이 미리 설정된 제2설정공급압에 도달된 상태에 이르도록 하는 제2가스준비단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 가스공급제어방법을 개시한다.The present invention was created in order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention, the process chamber to form a closed processing space, and the first gas, the second gas and purge gas in the process chamber in the processing space A gas supply control method of a substrate processing apparatus including a gas injection unit, comprising: a first gas supply step of injecting a first gas from a first gas supply source into a processing space at a first predetermined supply pressure; A first purge step of injecting the purge gas to exhaust the first gas from the processing space; A second gas supplying step of supplying a second gas from a second gas supply source to the gas injection unit at a preset second set supply pressure; And a second purge step of ejecting the second gas from the processing space by injecting the purge gas, and supplying a second carrier gas to a second gas supply source containing a second precursor before the second gas supply step to supply a second carrier gas. A gas supply control method of a substrate processing apparatus is provided, comprising a second gas preparation step for reaching a state in which a pressure of a gas reaches a preset second set supply pressure.

상기 제2가스준비단계는, 상기 제2가스공급원에 담긴 제2전구체의 잔여량에 따라 상기 제2캐리어가스의 공급량을 제어할 수 있다.In the preparing of the second gas, the supply amount of the second carrier gas may be controlled according to the remaining amount of the second precursor contained in the second gas supply source.

상기 제2가스준비단계는, 상기 제2가스공급단계의 수행 전 미리 설정된 시간 동안 미리 설정된 유량으로 상기 제2캐리어가스를 공급할 수 있다.In the preparing of the second gas, the second carrier gas may be supplied at a preset flow rate for a preset time before performing the second gas supplying step.

상기 제2가스준비단계는, 상기 제2가스공급원의 내부 또는 상기 제2가스공급원 및 상기 가스분사부 사이의 배관 중 적어도 어느 하나의 압력을 측정하고, 측정된 압력에 따라서 상기 제2캐리어가스의 공급량을 제어할 수 있다.In the preparing of the second gas, the pressure of at least one of the inside of the second gas supply source or the pipe between the second gas supply source and the gas injection part may be measured, and the second carrier gas may be measured according to the measured pressure. The amount of supply can be controlled.

상기 제2가스공급원은, 액상의 제2전구체가 담긴 제2캐니스터와, 상기 제2캐니스터를 가열하여 상기 제2전구체를 증발시키는 가열부를 포함할 수 있다.The second gas supply source may include a second canister containing a liquid second precursor and a heating unit for heating the second canister to evaporate the second precursor.

상기 가스공급제어방법은, 상기 제1가스공급단계의 수행 전에 제1전구체가 담긴 제1가스공급원에 제1캐리어가스를 공급하여 상기 제1가스의 압력이 미리 설정된 제1설정공급압에 도달된 상태에 이르도록 하는 제1가스준비단계를 추가로 포함할 수 있다.The gas supply control method may include supplying a first carrier gas to a first gas supply source containing a first precursor before performing the first gas supply step such that the pressure of the first gas reaches a preset first set supply pressure. It may further comprise a first gas preparation step to reach a state.

상기 제1가스준비단계는, 상기 제1가스공급원에 담긴 제1전구체의 양에 비례하여 상기 제1캐리어가스의 공급량을 제어할 수 있다.In the preparing of the first gas, the supply amount of the first carrier gas may be controlled in proportion to the amount of the first precursor contained in the first gas supply source.

상기 제1가스준비단계는, 상기 제1가스공급단계의 수행 전 미리 설정된 시간 동안 미리 설정된 유량으로 상기 제1캐리어가스를 공급할 수 있다.In the first gas preparation step, the first carrier gas may be supplied at a preset flow rate for a preset time before the first gas supply step is performed.

상기 제1가스준비단계는, 상기 제1가스공급원의 내부 또는 상기 제1가스공급원 및 상기 가스분사부 사이의 배관 중 적어도 어느 하나의 압력을 측정하고, 측정된 압력에 따라서 상기 제1캐리어가스의 공급량을 제어할 수 있다.In the preparing of the first gas, the pressure of at least one of the inside of the first gas supply source or a pipe between the first gas supply source and the gas injection unit may be measured, and the first carrier gas may be measured according to the measured pressure. The amount of supply can be controlled.

상기 제1가스공급원은, 액상의 제1전구체가 담긴 제1캐니스터와, 상기 제1캐니스터를 가열하여 상기 제1전구체를 증발시키는 가열부를 포함할 수 있다.The first gas supply source may include a first canister containing a liquid first precursor and a heating unit for heating the first canister to evaporate the first precursor.

상기 제1전구체는 TMA, 상기 제2전구체는 H2O가 사용될 수 있다.The first precursor may be TMA, and the second precursor may be H 2 O.

본 발명에 따른 기판처리장치의 가스공급 제어방법은, 액상의 전구체를 캐리어가스를 이용하여 공정챔버에 공급함에 있어서 공정챔버 내로의 가스공급 전에 미리 설정된 설정공급압으로 유지함으로써, 액상의 전구체가 포함된 가스가 공정챔버 내에 분사될 때 기판의 표면에 대한 증착공정의 균일도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In the gas supply control method of the substrate processing apparatus according to the present invention, in supplying a liquid precursor to a process chamber using a carrier gas, the liquid precursor is maintained by maintaining a preset supply pressure before supplying the gas into the process chamber. When the prepared gas is injected into the process chamber, there is an advantage of improving the uniformity of the deposition process with respect to the surface of the substrate.

특히 소스가스 및 반응가스를 순차적으로 분사하여 박막을 증착하는 원자층 증착공정의 경우 복수회 반복하여 원자층을 증착하여 수행하는바, 각 세부공정 시간이 증가하는 경우, 전체 공정시간이 기하급수적으로 증가하는 문제점이 있으며 기판의 대형화 추세에 따라 대면적 기판처리시 이러한 문제점이 더욱 부각되고 있다.In particular, in the case of atomic layer deposition process in which source gas and reaction gas are sequentially sprayed to deposit a thin film, the atomic layer is repeatedly deposited a plurality of times. When each detailed process time is increased, the overall process time is exponentially increased. There is an increasing problem, and as the size of the substrate increases, this problem is more prominent in large-area substrate processing.

이에 대하여, 본 발명에 따른 기판처리장치의 가스공급 제어방법은, 가스공급 전에 고압의 설정공급압으로 유지시킨 상태에서 가스공급을 개시하게 되면 대면적 기판에 대하여 빠르게 확산되어 기판 전체에 가스를 공급할 수 있어, 전체 공정시간을 현저히 단축할 수 있는 이점이 있다.On the other hand, in the gas supply control method of the substrate processing apparatus according to the present invention, when the gas supply is started while the gas supply is maintained at a high setting pressure before the gas supply, the gas diffusion control is rapidly spread over the large area substrate to supply gas to the entire substrate. It is possible to significantly shorten the overall process time.

또한 가스공급 전에 고압의 설정공급압으로 유지시킨 상태에서 가스공급을 개시하게 되면, 고압의 가스공급에 의하여 공정챔버 내 기판 전체에 대하여 균일한 가스공급이 가능하여 증착 균일도를 향상시킬 수 있게 된다.In addition, when the gas supply is started while the gas supply is maintained at a high setting pressure before the gas supply, uniform gas supply is possible to the entire substrate in the process chamber by the high pressure gas supply, thereby improving the deposition uniformity.

한편, 본 발명에 따른 기판처리장치의 가스공급 제어방법은, 소스물질의 전구체가 TMA이고, 반응물질의 전구체가 H2O인 경우 실험한 결과 기판 표면의 위치에 따른 박막 두께의 표준편차가 0.46% 이하로 기판의 표면에 대한 증착공정의 균일도가 우수함을 확인하였다.On the other hand, in the gas supply control method of the substrate processing apparatus according to the present invention, when the precursor of the source material is TMA and the precursor of the reactant is H 2 O, the standard deviation of the thickness of the thin film according to the position of the substrate surface is 0.46 It was confirmed that the uniformity of the deposition process with respect to the surface of the substrate is excellent in less than%.

도 1은, 본 발명에 따른 기판처리장치의 가스공급 제어방법이 수행되는 기판처리장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는, 도 1의 기판처리장치를 이용한 기판처리의 수행을 위한 가스공급과정을 보여주는 다이어그램이다.1 is a conceptual diagram illustrating a substrate processing apparatus in which a gas supply control method of a substrate processing apparatus according to the present invention is performed.
FIG. 2 is a diagram illustrating a gas supply process for performing substrate processing using the substrate processing apparatus of FIG. 1.

이하, 본 발명에 따른 기판처리장치의 가스공급 제어방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a gas supply control method for a substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 가스공급 제어방법을 수행하는 기판처리장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100)에 설치되어 제1가스, 제2가스 및 퍼지가스를 공급하는 가스공급부(미도시)와, 공정챔버(100)에 설치되어 기판(미도시)을 지지하는 기판지지부(미도시)를 포함한다.Substrate processing apparatus for performing the gas supply control method according to the present invention, as shown in Figure 1, the process chamber 100 and the process chamber 100 to form a closed processing space, the first gas, A gas supply unit (not shown) for supplying the second gas and purge gas, and a substrate support unit (not shown) installed in the process chamber 100 to support the substrate (not shown).

상기 공정챔버(100)는, 기판처리를 위한 밀폐된 처리공간을 형성하는 구성으로서 다양한 구성을 가질 수 있다.The process chamber 100 may have various configurations as a configuration for forming a sealed processing space for substrate processing.

상기 공정챔버(100)는, 기판처리의 종류에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 상측이 개방된 개구가 형성된 챔버본체와, 챔버본체와 탈착가능하게 결합되어 처리공간을 형성하는 상부리드를 포함하여 구성될 수 있다.The process chamber 100 may be configured in various ways according to the type of substrate treatment, and includes a chamber main body having an open upper side and an upper lead detachably coupled to the chamber main body to form a processing space. Can be.

그리고 상기 공정챔버(100)는, 처리공간의 압력제어 및 배기를 위한 배기시시스템이 설치되고, 기판의 도입 및 배출을 위한 하나 이상의 게이트가 형성될 수 있다.In addition, the process chamber 100 may include an exhaust system for pressure control and exhaust of the processing space, and one or more gates may be formed to introduce and discharge the substrate.

상기 기판지지부는, 공정챔버(100)에 설치되어 기판을 지지하는 구성으로서 기판의 지지구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The substrate support part is provided in the process chamber 100 to support the substrate, and various configurations are possible according to the support structure of the substrate.

상기 가스공급부는, 공정챔버(100)에 설치되어 제1가스, 제2가스 및 퍼지가스를 공급하는 구성으로서 기판처리의 종류, 가스공급구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The gas supply unit is installed in the process chamber 100 to supply the first gas, the second gas, and the purge gas, and may be variously configured according to the type of substrate processing and the gas supply structure.

여기서 상기 제1가스 및 제2가스는, 가스공급시 혼합되지 않도록 분리된 상태로 처리공간으로 분사됨이 바람직하다.Here, the first gas and the second gas are preferably injected into the processing space in a separated state so as not to be mixed when the gas is supplied.

한편 상기 가스공급부에 공급되는 제1가스, 제2가스 및 퍼지가스는, 그 종류에 따라서 다양한 구조에 의하여 공급될 수 있다.Meanwhile, the first gas, the second gas, and the purge gas supplied to the gas supply part may be supplied by various structures according to the type thereof.

특히 공급되는 제1가스 및 제2가스는, 액상의 전구체가 캐리어가스에 의하여 기화된 가스로서 공급될 수 있다.In particular, the first gas and the second gas to be supplied may be supplied as a gas in which a liquid precursor is vaporized by a carrier gas.

이를 위하여 상기 가스공급부는, 제1가스공급계(300) 및 제2가스공급계(400)와 연결된다.To this end, the gas supply unit is connected to the first gas supply system 300 and the second gas supply system 400.

상기 제1가스공급계(300)는, TMA와 같은 제1전구체가 제1캐리어가스에 의하여 제1가스를 형성하여 처리공간으로 공급하는 구성으로서, 제1배관(311) 및 하나 이상의 밸브(312)에 의하여 처리공간과 연결되며 TMA와 같은 제1전구체가 담긴 제1가스공급원(320)과, 제1캐리어가스공급장치(331)와 연결되어 제1가스공급원(320)에 제1캐리어가스를 공급하는 제2배관(332) 및 하나 이상의 밸브(333)를 포함할 수 있다.The first gas supply system 300 is a configuration in which a first precursor, such as a TMA, forms a first gas by a first carrier gas and supplies the first gas to a processing space. The first pipe 311 and one or more valves 312 are provided. The first gas supply source 320 is connected to the processing space and contains a first precursor, such as a TMA, and the first carrier gas supply device 331 connects the first carrier gas to the first gas supply source 320. It may include a second pipe 332 and one or more valves 333 for supplying.

상기 제1가스공급원(320)은, 제1배관(311) 및 하나 이상의 밸브(312)에 의하여 처리공간과 연결되며 TMA와 같은 제1전구체가 담기는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The first gas supply source 320 is connected to the processing space by the first pipe 311 and one or more valves 312, and may be configured in various ways as a first precursor such as a TMA.

여기서 상기 제1가스공급원(320)은, 제1가스를 공급하기 위한 구성으로서, 제1가스의 물성 및 종류에 따라서 다양한 구성이 가능하다.Here, the first gas supply source 320 is a configuration for supplying the first gas, and various configurations are possible according to the physical properties and types of the first gas.

예로서, 상기 제1가스공급원(320)은, 분말, 액상 등의 제1전구체가 담긴 제1캐니스터와, 제1캐니스터와 결합되어 제1캐니스터를 가열하여 제1전구체를 증발시키는 가열부를 포함할 수 있다.For example, the first gas supply source 320 may include a first canister containing a first precursor such as powder or liquid, and a heating unit coupled to the first canister to heat the first canister to evaporate the first precursor. Can be.

상기 제2가스공급계(400)는, H2O와 같은 제2전구체가 제2캐리어가스에 의하여 제2가스를 형성하여 처리공간으로 공급하는 구성으로서, 제3배관(411) 및 하나 이상의 밸브(412)에 의하여 처리공간과 연결되며 H2O와 같은 제2전구체가 담긴 제2가스공급원(420)과, 제2캐리어가스공급장치(421)와 연결되어 제2가스공급원(420)에 제2캐리어가스를 공급하는 제4배관(432) 및 하나 이상의 밸브(363)를 포함할 수 있다.The second gas supply system 400 is a configuration in which a second precursor, such as H 2 O, forms a second gas by the second carrier gas and supplies it to the processing space. The third pipe 411 and one or more valves are provided. A second gas supply source 420 connected to the processing space by the second and second precursors, such as H 2 O, and a second carrier gas supply device 421 are connected to the second gas supply source 420. A fourth pipe 432 for supplying two carrier gas and one or more valves 363 may be included.

상기 제2가스공급원(420)은, 제3배관(411) 및 하나 이상의 밸브(412)에 의하여 처리공간과 연결되며 H2O와 같은 액상의 제2전구체가 담기는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The second gas supply source 420 is connected to the processing space by the third pipe 411 and one or more valves 412, and can be configured in various ways as the second precursor of liquid phase, such as H 2 O, is contained therein. .

여기서 상기 제2가스공급원(420)는, 제2가스를 공급하기 위한 구성으로서, 제2가스의 물성 및 종류에 따라서 다양한 구성이 가능하다.Here, the second gas supply source 420 is a configuration for supplying the second gas, and various configurations are possible according to the physical properties and types of the second gas.

예로서, 상기 제2가스공급원(420)은, 분말, 액상 등의 제2전구체가 담긴 제2캐니스터와, 제2캐니스터와 결합되어 제2캐니스터를 가열하여 제2전구체를 증발시키는 가열부를 포함할 수 있다.For example, the second gas supply source 420 may include a second canister containing a second precursor such as powder and liquid, and a heating unit coupled to the second canister to heat the second canister to evaporate the second precursor. Can be.

한편 상기 제1가스공급계(300) 및 제2가스공급계(400)는, 제1가스의 공급 후의 퍼지, 제2가스 공급 후의 퍼지를 위하여 하나 이상의 퍼지가스공급부(340, 440)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the first gas supply system 300 and the second gas supply system 400 may include one or more purge gas supply units 340 and 440 for purging after supplying the first gas and purging after supplying the second gas. Can be.

상기 퍼지가스공급부(340, 440)는, 제1가스의 공급 후에 제1가스를 배출하는 제1퍼지, 제2가스 공급 후에 제2가스를 퍼지하는 제2퍼지의 수행을 위한 구성으로서, 제1가스의 공급라인 및 제2가스의 공급라인 각각에 연결되는 퍼지배관(341, 441) 및 하나 이상의 밸브(342, 442)를 포함할 수 있다.The purge gas supply units 340 and 440 may be configured to perform a first purge for discharging the first gas after the supply of the first gas and a second purge for purging the second gas after the second gas. It may include purge pipes 341 and 441 and one or more valves 342 and 442 connected to the gas supply line and the second gas supply line, respectively.

한편 상기 제1가스공급계(300) 및 제2가스공급계(400)는, 캐리어가스의 공급량 제어, 퍼지가스의 공급량 제어를 위한 MFC(334, 344, 434, 444)가 설치될 수 있다.Meanwhile, the first gas supply system 300 and the second gas supply system 400 may include MFCs 334, 344, 434, and 444 for controlling the supply amount of the carrier gas and the supply amount control of the purge gas.

상기와 같은 구성을 가지는 기판처리장치의 가스공급제어방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1가스공급원(320)으로부터 제1가스를 미리 설정된 제1설정공급압으로 가스분사부로 공급하는 제1가스공급단계(S10)와; 퍼지가스를 분사하여 처리공간에서 제1가스를 배기하는 제1퍼지단계(S20)와; 제2가스공급원(320)로부터 제2가스를 미리 설정된 제2설정공급압으로 가스분사부로 공급하는 제2가스공급단계(S30)와; 퍼지가스를 분사하여 처리공간에서 제2가스를 배기하는 제2퍼지단계(S40)를 포함하는 가스공급사이클을 1회 이상 수행할 수 있다.In the gas supply control method of the substrate processing apparatus having the above configuration, as shown in FIG. 2, the gas supply unit supplies the first gas from the first gas supply source 320 to the gas injection unit at a first predetermined supply pressure. 1 gas supply step (S10) and; A first purge step S20 of injecting purge gas to exhaust the first gas from the processing space; A second gas supply step (S30) of supplying a second gas from the second gas supply source 320 to the gas injection unit at a preset second set supply pressure; One or more gas supply cycles including a second purge step S40 of discharging the second gas from the treatment space by injecting the purge gas may be performed.

여기서 상기 제1가스 및 제2가스 각각의 전구체가 캐리어가스에 의하여 혼합되어 이송되는 경우, 제1가스공급단계 및 제2가스공급단계 전에 전구체가 담긴 가스공급원에 캐리어가스를 공급하여 제1가스 및 제2가스의 압력이 미리 설정된 설정공급압에 도달된 상태에 이르도록 하는 가스준비단계(S00)를 추가로 포함한다.In this case, when the precursors of the first gas and the second gas are mixed and transported by the carrier gas, the carrier gas is supplied to the gas supply source containing the precursor before the first gas supply step and the second gas supply step to supply the first gas and the second gas. The method may further include a gas preparation step S00 for reaching the state where the pressure of the second gas reaches a preset set supply pressure.

즉, 본 발명에 따른 가스공급제어방법은, 제2가스공급단계(S30) 전에 제2전구체가 담긴 제2가스공급원(420)에 제2캐리어가스를 공급하여 제2가스의 압력이 미리 설정된 제2설정공급압에 도달된 상태에 이르도록 하는 제2가스준비단계(S01)와, 제1가스공급단계(S10)의 수행 전에 제1전구체가 담긴 제1가스공급원(320)에 제1캐리어가스를 공급하여 제1가스의 압력이 미리 설정된 제1설정공급압에 도달된 상태에 이르도록 하는 제1가스준비단계(S02)를 포함함이 바람직하다.That is, in the gas supply control method according to the present invention, before the second gas supply step (S30), the second carrier gas is supplied to the second gas supply source 420 containing the second precursor so that the pressure of the second gas is preset. The first carrier gas in the second gas preparation step (S01) to reach a state in which the second set supply pressure is reached, and the first gas supply source (320) containing the first precursor before performing the first gas supply step (S10). It is preferable to include a first gas preparation step (S02) to supply a to reach a state in which the pressure of the first gas reaches a predetermined first set supply pressure.

상기 제2가스준비단계(S01)는, 제2가스공급단계(S30) 전에 제2전구체가 담긴 제2가스공급원(420)에 제2캐리어가스를 공급하여 제2가스의 압력이 미리 설정된 제2설정공급압에 도달된 상태에 이르도록 하는 단계로서 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.In the second gas preparation step S01, before the second gas supply step S30, the second carrier gas is supplied to the second gas supply source 420 containing the second precursor so that the pressure of the second gas is preset. As a step to reach a state in which the set supply pressure is reached, it can be performed by various methods.

여기서 상기 제2가스준비단계(S01)는, 제2가스공급단계(S30)의 수행 직전까지, 즉 제1퍼지단계(S20) 수행과 함께, 또는 제1가스공급단계(S10) 및 제1퍼지단계(S20)의 수행과 함께 수행될 수 있다.Here, the second gas preparation step S01 may be performed until just before the second gas supply step S30, that is, with the first purge step S20, or the first gas supply step S10 and the first purge. It may be performed together with performing step S20.

한편 상기 제2가스준비단계(S01)는, 제2가스공급원(420)에 담긴 제2전구체의 잔여량에 따라 제2캐리어가스의 공급량을 제어할 수 있다.Meanwhile, in the second gas preparation step S01, the supply amount of the second carrier gas may be controlled according to the remaining amount of the second precursor contained in the second gas supply source 420.

여기서 상기 제2가스공급원(420)은, 제2가스공급원(420)에 담긴 제2전구체의 양의 측정을 위한 측정센서(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.Here, the second gas supply source 420 may be further provided with a measuring sensor (not shown) for measuring the amount of the second precursor contained in the second gas supply source 420.

또한, 상기 제2가스준비단계(S01)는, 제2가스공급단계(S30)의 수행 전 미리 설정된 시간 동안 미리 설정된 유량으로 제2캐리어가스를 공급할 수 있다.In addition, in the second gas preparation step S01, the second carrier gas may be supplied at a preset flow rate for a preset time before performing the second gas supply step S30.

여기서 상기 공급시간 및 유량은, 실험 등을 통하여 설정된다.Here, the supply time and the flow rate are set through experiments and the like.

또한 상기 제2가스준비단계(S01)는, 제2가스공급원(420)의 내부 또는 제2가스공급원(420) 및 가스분사부 사이의 배관, 즉 제3배관(411) 중 적어도 어느 하나의 압력을 측정하고, 측정된 압력에 따라서 제2캐리어가스의 공급량을 제어할 수 있다.In addition, the second gas preparation step (S01), the pressure inside the second gas supply source 420 or between the second gas supply source 420 and the gas injection unit, that is, at least one of the third pipe 411. It is possible to control the supply amount of the second carrier gas in accordance with the measured pressure.

여기서 상기 제2가스공급원(420)의 내부 또는 제2가스공급원(420) 및 가스분사부 사이의 배관, 즉 제3배관(411) 중 적어도 어느 하나에는, 압력 측정을 위한 압력센서(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.Here, at least one of the pipe inside the second gas supply source 420 or between the second gas supply source 420 and the gas injection unit, that is, the third pipe 411, a pressure sensor (not shown) for pressure measurement. May be additionally installed.

상기 제1가스준비단계(S02)는, 제1가스공급단계(S10) 전에 제1전구체가 담긴 제1가스공급원(320)에 제1캐리어가스를 공급하여 제1가스의 압력이 미리 설정된 제1설정공급압에 도달된 상태에 이르도록 하는 단계로서 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.In the first gas preparation step S02, before the first gas supply step S10, the first carrier gas is supplied to the first gas supply source 320 containing the first precursor so that the pressure of the first gas is preset. As a step to reach a state in which the set supply pressure is reached, it can be performed by various methods.

상기 제1가스준비단계(S02)는, 제1가스공급단계(S10)의 수행 직전까지, 즉 제2퍼지단계(S40) 수행과 함께, 또는 제2가스공급단계(S30) 및 제2퍼지단계(S40)의 수행과 함께 수행될 수 있다.The first gas preparation step S02 may be performed until just before the first gas supply step S10, that is, with the second purge step S40, or the second gas supply step S30 and the second purge step. It may be performed together with the execution of S40.

한편 상기 제1가스준비단계(S02)는, 제1가스공급원(320)에 담긴 제1전구체의 잔여량에 따라 제1캐리어가스의 공급량을 제어할 수 있다.Meanwhile, in the first gas preparation step S02, the supply amount of the first carrier gas may be controlled according to the remaining amount of the first precursor contained in the first gas supply source 320.

여기서 상기 제1가스공급원(320)은, 제1가스공급원(320)에 담긴 제1전구체의 양의 측정을 위한 측정센서(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.In this case, the first gas supply source 320 may be further provided with a measuring sensor (not shown) for measuring the amount of the first precursor contained in the first gas supply source 320.

또한 상기 제1가스준비단계(S02)는, 제1가스공급단계(S10)의 수행 전 미리 설정된 시간 동안 미리 설정된 유량으로 제1캐리어가스를 공급할 수 있다.In addition, in the first gas preparation step S02, the first carrier gas may be supplied at a predetermined flow rate for a predetermined time before performing the first gas supply step S10.

여기서 상기 공급시간 및 유량은, 실험 등을 통하여 설정된다.Here, the supply time and the flow rate are set through experiments and the like.

상기 제1가스준비단계(S02)는, 제1가스공급원(320)의 내부 또는 제1가스공급원(320) 및 가스분사부 사이의 배관, 즉 제1배관(311) 중 적어도 어느 하나의 압력을 측정하고, 측정된 압력에 따라서 제1캐리어가스의 공급량을 제어할 수 있다.The first gas preparation step (S02), the pressure inside the first gas supply source 320 or between the first gas supply source 320 and the gas injection unit, that is, the pressure of at least one of the first pipe (311). It is possible to control the supply amount of the first carrier gas in accordance with the measured pressure.

여기서 상기 제1가스공급원(320)의 내부 또는 제1가스공급원(320) 및 가스분사부 사이의 배관, 즉 제1배관(311) 중 적어도 어느 하나에는, 압력 측정을 위한 압력센서(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.Here, the pressure sensor (not shown) for measuring the pressure in at least one of the inner pipe of the first gas supply source 320 or between the first gas supply source 320 and the gas injection unit, that is, the first pipe 311. May be additionally installed.

상기와 같은 제1가스준비단계(S02) 및 제2가스준비단계(S02)가 수행되면, 공정챔버(100) 내부, 즉 처리공간으로 제1가스 또는 제2가스가 공급될 때 빠른 속도로 처리공간 전체로 확산됨으로써 기판처리 수행 후에 형성되는 박막의 두께의 위치에 따른 편차를 최소화할 수 있다.When the first gas preparation step (S02) and the second gas preparation step (S02) as described above are performed, the processing is performed at a high speed when the first gas or the second gas is supplied into the process chamber 100, that is, the processing space. By diffusing into the entire space, variations in the thickness of the thin film formed after the substrate treatment may be minimized.

특히, 종래의 방법의 경우 캐니스터와 같은 가스공급원에 담긴 전구체의 양에 따라서 처리공간 내로 공급되는 가스의 공급압력에 편차가 발생될 수 있는데, 상기 제1가스준비단계(S02) 및 제2가스준비단계(S02)가 수행되면, 처리공간 내로 공급되는 가스의 공급압력에 편차가 최소화되어 기판처리의 균일도 및 반복 동일성을 향상시킬 수 있게 된다.
In particular, in the conventional method, a deviation may occur in the supply pressure of the gas supplied into the processing space according to the amount of the precursor contained in the gas supply source such as the canister, and the first gas preparation step S02 and the second gas preparation When step S02 is performed, the variation in the supply pressure of the gas supplied into the processing space can be minimized to improve the uniformity and repeatability of the substrate processing.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.Since the above has just been described with respect to some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, as is well known the scope of the present invention should not be construed as limited to the above embodiments, the present invention described above Technical idea and the technical idea together with the basic will all be included in the scope of the present invention.

100 : 공정챔버 140 : 가스공급부100: process chamber 140: gas supply unit

Claims (11)

밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와, 상기 공정챔버 내에 제1가스, 제2가스 및 퍼지가스를 상기 처리공간에 분사하는 가스분사부를 포함하는 기판처리장치의 가스공급제어방법으로서,
제1가스공급원으로부터 제1가스를 미리 설정된 제1설정공급압으로 상기 가스분사부로 공급하는 제1가스공급단계와;
상기 제1가스공급단계 후에 상기 퍼지가스를 분사하여 상기 처리공간에서 제1가스를 배기하는 제1퍼지단계와;
상기 제1퍼지단계 후에 제2가스공급원으로부터 제2가스를 미리 설정된 제2설정공급압으로 상기 가스분사부로 공급하는 제2가스공급단계와;
상기 제2가스공급단계 후에 상기 퍼지가스를 분사하여 상기 처리공간에서 제2가스를 배기하는 제2퍼지단계를 포함하며,
상기 제2가스공급단계 전에, 제2전구체가 담긴 상기 제2가스공급원에 제2캐리어가스를 공급하여 상기 제2가스의 압력이 미리 설정된 제2설정공급압에 도달된 상태에 이르도록 하는 제2가스준비단계를 포함하며,
상기 제2가스준비단계는, 상기 제1퍼지단계 및 상기 제1가스공급단계 중 적어도 하나와 함께 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 가스공급제어방법.A gas supply control method of a substrate processing apparatus comprising a process chamber forming a closed processing space and a gas injection part injecting a first gas, a second gas and a purge gas into the processing space in the process chamber,
A first gas supply step of supplying a first gas from a first gas supply source to the gas ejection unit at a first predetermined supply pressure;
A first purge step of injecting the purge gas after the first gas supply step to exhaust the first gas from the processing space;
A second gas supply step of supplying a second gas from a second gas supply source to the gas ejection unit at a second predetermined supply pressure after the first purge step;
And a second purge step of discharging the second gas from the processing space by injecting the purge gas after the second gas supplying step.
Before the second gas supply step, a second carrier gas is supplied to the second gas supply source containing the second precursor so that the pressure of the second gas reaches a preset second set supply pressure. Gas preparation step,
And the second gas preparing step is performed together with at least one of the first purge step and the first gas supply step. 청구항 1에 있어서,
상기 제2가스준비단계는,
상기 제2가스공급원에 담긴 제2전구체의 잔여량에 따라 상기 제2캐리어가스의 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 가스공급제어방법.The method according to claim 1,
The second gas preparation step,
And controlling the supply amount of the second carrier gas in accordance with the remaining amount of the second precursor contained in the second gas supply source. 청구항 1에 있어서,
상기 제2가스준비단계는,
상기 제2가스공급단계의 수행 전 미리 설정된 시간 동안 미리 설정된 유량으로 상기 제2캐리어가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 가스공급제어방법.The method according to claim 1,
The second gas preparation step,
And supplying the second carrier gas at a predetermined flow rate for a predetermined time before performing the second gas supplying step. 청구항 1에 있어서,
상기 제2가스준비단계는,
상기 제2가스공급원의 내부 또는 상기 제2가스공급원 및 상기 가스분사부 사이의 배관 중 적어도 어느 하나의 압력을 측정하고, 측정된 압력에 따라서 상기 제2캐리어가스의 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 가스공급제어방법.The method according to claim 1,
The second gas preparation step,
Measuring the pressure of at least one of the inside of the second gas supply source or the pipe between the second gas supply source and the gas injection unit, and controlling the supply amount of the second carrier gas according to the measured pressure Gas supply control method of substrate processing apparatus. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제2가스공급원은,
액상의 제2전구체가 담긴 제2캐니스터와, 상기 제2캐니스터를 가열하여 상기 제2전구체를 증발시키는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 가스공급제어방법.The method according to any one of claims 1 to 4,
The second gas supply source,
And a heating unit for heating the second canister to evaporate the second precursor, wherein the second canister contains a liquid second precursor. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1가스공급단계의 수행 전에 제1전구체가 담긴 제1가스공급원에 제1캐리어가스를 공급하여 상기 제1가스의 압력이 미리 설정된 제1설정공급압에 도달된 상태에 이르도록 하는 제1가스준비단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 가스공급제어방법.The method according to any one of claims 1 to 4,
A first carrier gas is supplied to a first gas supply source containing a first precursor before the first gas supply step to reach a state where the pressure of the first gas reaches a preset first set supply pressure. A gas supply control method for a substrate processing apparatus, further comprising a gas preparation step. 청구항 6에 있어서,
상기 제1가스준비단계는,
상기 제1가스공급원에 담긴 제1전구체의 잔여량에 따라 상기 제1캐리어가스의 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 가스공급제어방법.The method according to claim 6,
The first gas preparation step,
And controlling the supply amount of the first carrier gas in accordance with the remaining amount of the first precursor contained in the first gas supply source. 청구항 6에 있어서,
상기 제1가스준비단계는,
상기 제1가스공급단계의 수행 전 미리 설정된 시간 동안 미리 설정된 유량으로 상기 제1캐리어가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 가스공급제어방법.The method according to claim 6,
The first gas preparation step,
And the first carrier gas is supplied at a preset flow rate for a preset time before the first gas supply step is performed. 청구항 6에 있어서,
상기 제1가스준비단계는,
상기 제1가스공급원의 내부 또는 상기 제1가스공급원 및 상기 가스분사부 사이의 배관 중 적어도 어느 하나의 압력을 측정하고, 측정된 압력에 따라서 상기 제1캐리어가스의 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 가스공급제어방법.The method according to claim 6,
The first gas preparation step,
Measuring the pressure of at least one of the inside of the first gas supply source or the pipe between the first gas supply source and the gas injection unit, and controlling the supply amount of the first carrier gas according to the measured pressure Gas supply control method of substrate processing apparatus. 청구항 6에 있어서,
상기 제1가스공급원은,
액상의 제1전구체가 담긴 제1캐니스터와, 상기 제1캐니스터를 가열하여 상기 제1전구체를 증발시키는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 가스공급제어방법.The method according to claim 6,
The first gas supply source,
And a heating unit for heating the first canister to evaporate the first precursor and a first canister containing a liquid first precursor. 청구항 6에 있어서,
상기 제1전구체는 TMA이고, 상기 제2전구체는 H2O인 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 가스공급제어방법.The method according to claim 6,
And the first precursor is TMA, and the second precursor is H 2 O.
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