KR102193667B1 - Substrate Processing Apparatus - Google Patents

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Abstract

가스 공급 장치 및 이를 이용한 박막 증착 장치를 제시한다.
본 기술의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는 기판에 대하여 처리 공간이 제공되는 챔버 몸체와, 챔버 몸체 상부에 위치하는 챔버 리드를 포함하는 챔버와, 챔버 내부에 회전 가능하도록 설치되며, 상면에 복수의 기판이 안착되는 기판 지지부와, 기판 지지부 상면으로 소스가스를 공급하는 소스가스 공급부와, 기판 지지부의 회전 방향을 따라 소스가스 공급부로부터 이격 배치되며 기판 지지부 상면으로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부와, 기판 지지부의 회전 방향을 따라 소스가스가 공급되는 소스가스 영역과, 반응가스가 공급되는 반응가스 영역 사이에 위치하여, 소스가스 영역과 반응가스 영역을 분리하는 분리가스가 공급되는 분리가스 영역과, 분리가스 영역에 분리가스를 공급하는 분리가스 공급부와, 소스가스 영역에서 미반응된 소스가스를 퍼지하기 위해 소스가스 영역 내에 구비되어 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급부를 포함할 수 있다.A gas supply device and a thin film deposition device using the same are presented.
A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present technology includes a chamber body in which a processing space is provided for a substrate, a chamber including a chamber lid positioned above the chamber body, and is rotatably installed inside the chamber, A substrate support on which the substrate of the substrate is mounted, a source gas supply unit supplying source gas to the upper surface of the substrate support unit, and a reaction gas supply unit disposed spaced apart from the source gas supply unit along the rotation direction of the substrate support unit and supplying reaction gas to the upper surface of the substrate support unit. , A separation gas region in which a separation gas is supplied, which separates the source gas region and the reaction gas region, located between the source gas region supplied with the source gas and the reaction gas region supplied with the reaction gas along the rotation direction of the substrate support. , A separation gas supply unit for supplying the separation gas to the separation gas area, and a purge gas supply unit provided in the source gas area to supply the purge gas to purify the unreacted source gas in the source gas area.

Description

기판 처리 장치{Substrate Processing Apparatus}Substrate Processing Apparatus}

본 발명은 반도체 장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to semiconductor equipment, and more particularly, to a substrate processing apparatus.

반도체 소자의 축소율을 계속해서 증가하고 있으며, 이에 따라 비아 홀, 콘택 홀 등의 소형화 및 박막화가 요구된다. 구경이 작은 홀을 매립하기 위해서는 스텝 커버리지 특성이 우수한 공정 방식이 필요하며, 이에 따라 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD) 방식이 주로 이용되고 있다.The reduction ratio of semiconductor devices continues to increase, and accordingly, miniaturization and thinning of via holes and contact holes are required. In order to fill a hole with a small diameter, a process method having excellent step coverage characteristics is required, and accordingly, an atomic layer deposition (ALD) method is mainly used.

원자층 증착 방식의 박막 형성 방법은 소스가스 공급, 퍼지가스 공급, 반응가스 공급 및 퍼지가스 공급의 단계를 한 사이클로 하여 수행되며, 기판 상에 박막을 균일하게 증착할 수 있는 장점이 있다. 다만, 사이클 당 공정 시간이 길어 박막 증착 속도가 낮다.The atomic layer deposition method of forming a thin film is performed by supplying a source gas, supplying a purge gas, supplying a reaction gas, and supplying a purge gas in one cycle, and has an advantage of uniformly depositing a thin film on a substrate. However, the process time per cycle is long, so the thin film deposition rate is low.

이러한 속도 문제를 해결하기 위해 복수의 기판들을 챔버 내에서 한번에 처리하는 복수 기판 처리 장치가 개발되었다. 복수 기판 처리 장치는 챔버 내의 회전 가능한 기판 지지부 상에 복수의 기판을 안착시키고, 기판의 증착면과 대향하는 면에 설치된 가스 공급 장치로부터 소스/퍼지/반응 가스를 공급하는 장치이다. 복수 기판 처리 장치를 이용하면, 복수의 기판에 대해 동시에 박막을 증착할 수 있어 전체 공정 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.In order to solve this speed problem, a multi-substrate processing apparatus has been developed that processes a plurality of substrates at once in a chamber. The multiple substrate processing apparatus is an apparatus that mounts a plurality of substrates on a rotatable substrate support in a chamber, and supplies a source/purge/reactive gas from a gas supply apparatus provided on a surface opposite to the deposition surface of the substrate. When a multiple substrate processing apparatus is used, a thin film can be simultaneously deposited on a plurality of substrates, thereby reducing the overall process time.

도 1은 일반적인 기판 처리 장치의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a general substrate processing apparatus.

도 1에 도시한 것과 같이, 기판처리장치(100)는 챔버(110), 기판지지부(120) 및 가스 공급 장치(130)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus 100 may include a chamber 110, a substrate support unit 120, and a gas supply device 130.

챔버(110)는 하부 플레이트(111), 측부 플레이트(112) 및 상부 플레이트(113)를 구비할 수 있다. 하부 플레이트(111)는 원판 형상으로 이루어질 수 있으며, 측부 플레이트(112)는 하부 플레이트(111)의 가장자리로부터 상방으로 수직 연장된다. 아울러, 측부 플레이트(112)에는 기판(W)이 인입 및 인출되는 게이트(미도시)가 형성될 수 있다. 측부 플레이트(112)의 상면에는 측부 플레이트(112)와 결합되는 가스 공급 장치(113)가 마련된다. 측부 플레이트(112) 상면에 가스 공급 장치(113)를 밀폐 결합시킴에 따라 챔버(110) 내부에 증착 공간이 형성된다. 여기에서, 하부 플레이트(111) 및 측부 플레이트(112)는 챔버 몸체로 작용하고, 상부 플레이트(113)는 챔버 리드로 작용한다.The chamber 110 may include a lower plate 111, a side plate 112, and an upper plate 113. The lower plate 111 may be formed in a disk shape, and the side plate 112 extends vertically upward from the edge of the lower plate 111. In addition, a gate (not shown) through which the substrate W is drawn in and out of the side plate 112 may be formed. A gas supply device 113 coupled to the side plate 112 is provided on the upper surface of the side plate 112. A deposition space is formed inside the chamber 110 by sealingly coupling the gas supply device 113 to the upper surface of the side plate 112. Here, the lower plate 111 and the side plate 112 act as a chamber body, and the upper plate 113 acts as a chamber lid.

챔버(110) 내부에는 기판 지지부(120)와 가스 공급 장치(130) 사이에 박막 증착 공간(160)이 형성된다. 따라서, 박막 증착 공간(160)에서 가스를 공급하여 복수의 기판(W) 상에 박막이 증착되게 된다.A thin film deposition space 160 is formed in the chamber 110 between the substrate support 120 and the gas supply device 130. Accordingly, the gas is supplied from the thin film deposition space 160 to deposit a thin film on the plurality of substrates W.

기판 지지부(120)는 챔버(110) 내부에 설치되며, 서셉터(121), 기판 안착부(122) 및 샤프트(123)를 포함할 수 있다.The substrate support 120 is installed inside the chamber 110 and may include a susceptor 121, a substrate mounting portion 122, and a shaft 123.

서셉터(121)는 원판 형상을 가지며, 챔버(110) 내부에 회전 가능하게 배치된다. 기판 안착부(122)는 서셉터(121) 상부의 둘레를 따라 복수 개 설치된다. 서셉터(121)를 회전 가능하게 하는 샤프트(123)는 챔버(110)를 관통하여 회전 모터(미도시)와 연결되어 회전축(A)을 중심으로 서셉터(121)를 회선시킨다. 아울러, 샤프트(123)는 승강 모터(미도시)와 연결되어 기판 지지부(120)를 상승 또는 하강시킨다.The susceptor 121 has a disk shape and is rotatably disposed inside the chamber 110. A plurality of substrate mounting portions 122 are installed along the periphery of the upper portion of the susceptor 121. The shaft 123 for rotating the susceptor 121 passes through the chamber 110 and is connected to a rotation motor (not shown) to rotate the susceptor 121 around the rotation axis A. In addition, the shaft 123 is connected to an elevating motor (not shown) to raise or lower the substrate support 120.

가스 공급 장치(130)는 기판 지지부(120)의 상측에 지정된 거리 이격되어 설치된다. 그리고, 복수의 가스 공급부(150, 155) 및 가스 공급부(150, 155)가 고정되며 각 가스 공급부(150, 155)로 처리 가스가 공급될 수 있는 가스 공급구를 구비할 수 있다.The gas supply device 130 is installed above the substrate support 120 at a specified distance. Further, the plurality of gas supply units 150 and 155 and the gas supply units 150 and 155 are fixed, and a gas supply port through which processing gas can be supplied to each of the gas supply units 150 and 155 may be provided.

도 2는 일반적인 가스 공급 장치의 구조를 설명하기 위한 도면으로, 예를 들어 도 1의 A1-A2 부분에서의 평면도이다.FIG. 2 is a diagram for explaining the structure of a general gas supply device, and is a plan view of, for example, portions A1-A2 in FIG. 1.

가스 공급 장치(130)는 원판 형상의 지지부재(1131) 내에 중앙부로부터 방사형으로 설치되는 복수의 가스 공급부(150 : 151, 152, 153, 154, 155)를 포함할 수 있다.The gas supply device 130 may include a plurality of gas supply units 150: 151, 152, 153, 154 and 155 that are radially installed from the center in the disk-shaped support member 1131.

가스 공급부(150)는 소스 가스 공급부(151), 제 1 퍼지가스 공급부(152), 반응가스 공급부(153), 제 2 퍼지가스 공급부(154) 및 커튼가스 공급부(155)를 포함할 수 있다.The gas supply unit 150 may include a source gas supply unit 151, a first purge gas supply unit 152, a reaction gas supply unit 153, a second purge gas supply unit 154, and a curtain gas supply unit 155.

소스가스 공급부(151)는 실리콘을 포함하는 가스, 또는 TMA(trimethylaluminium)과 같은 금속을 포함하는 가스를 소스가스 분사구(1511)를 통해 분사한다. 반응가스 공급부(153)는 소스가스와 반응하는 가스, 예를 들어 산소(O2)를 반응가스 공급부(1531)를 통해 분사한다.The source gas supply unit 151 injects a gas including silicon or a gas including a metal such as trimethylaluminium (TMA) through the source gas injection port 1511. The reaction gas supply unit 153 injects a gas that reacts with the source gas, for example, oxygen (O 2 ) through the reaction gas supply unit 1531.

제 1 및 제 2 퍼지가스 공급부(152, 154)는 소스가스를 퍼지하기 위한 가스, 예를 들어 아르곤(Ar)과 같은 비활성 가스를 공급한다. 제 1 및 제 2 퍼지가스 공급부(153, 155)는 각각 퍼지가스 분사구(1521, 1541)를 구비한다.The first and second purge gas supply units 152 and 154 supply a gas for purging the source gas, for example, an inert gas such as argon (Ar). The first and second purge gas supply units 153 and 155 are provided with purge gas injection ports 1521 and 1541, respectively.

아울러, 커튼가스 공급부(155)의 커튼가스 분사구(1551)를 통해서 공급되는 가스에 의해 각 가스 공급부(151~154)에서 분사되는 가스들이 기판 지지부(120)의 중앙 부분에서 혼합되는 것을 방지한다. 커튼가스로는 예를 들어 퍼지가스와 동일한 가스가 사용될 수 있다.In addition, gases injected from the respective gas supply units 151 to 154 by the gas supplied through the curtain gas injection port 1551 of the curtain gas supply unit 155 are prevented from being mixed at the central portion of the substrate support unit 120. As the curtain gas, for example, the same gas as the purge gas may be used.

도 3은 일반적인 박막 증착 공정을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a general thin film deposition process.

도 2와 같은 가스 공급 장치(130)를 이용하여 박막 증착 공정을 수행하는 경우, 도 3에 도시한 것과 같이 소스가스 공급, 퍼지가스 1차 공급, 반응가스 공급 및 퍼지가스 2차 공급 과정을 하나의 사이클로 하여 박막이 증착된다.When the thin film deposition process is performed using the gas supply device 130 as shown in FIG. 2, as shown in FIG. 3, a source gas supply, a purge gas primary supply, a reaction gas supply, and a purge gas secondary supply process are performed. The thin film is deposited by the cycle of.

보다 구체적으로, 소스가스를 챔버 내로 공급하면 기판 표면과의 반응을 통해 기판 표면에 단원자층이 화학적으로 흡착되는데(제1층), 기판 표면이 소스가스로 포화되면 단원자층 이상의 소스가스는 동일한 리간드 간의 비반응성으로 인해 화학적 흡착 상태를 이루지 못하고 물리적 흡착 상태에 있게 된다. 따라서 퍼지가스를 1차 공급하여 물리적 흡착 상태의 소스 가스를 제거한다.More specifically, when the source gas is supplied into the chamber, the monoatomic layer is chemically adsorbed to the substrate surface through reaction with the substrate surface (first layer).When the surface of the substrate is saturated with the source gas, the source gas of the monoatomic layer or higher is the same ligand. Due to the non-reactivity of the liver, the chemical adsorption state is not achieved and the physical adsorption state is present. Therefore, the purge gas is first supplied to remove the source gas in the physical adsorption state.

이후, 반응가스를 공급하면 소스가스와 반응가스의 리간드 상호간의 치환 반응을 통해 제2층이 성장하고, 제1층과 반응하지 못한 반응 가스들은 물리적 흡착 상태에 있게 되어 퍼지가스를 2차 공급하여 제거한다. 이때, 제2층의 표면은 소스 가스와 반응할 수 있는 상태에 있게 된다.Thereafter, when the reaction gas is supplied, the second layer grows through a substitution reaction between the ligands of the source gas and the reaction gas, and the reaction gases that cannot react with the first layer are in a physical adsorption state, and the purge gas is supplied to the second layer Remove. At this time, the surface of the second layer is in a state capable of reacting with the source gas.

그런데 종횡비(Aspect Ration)가 큰 패턴을 하부층으로 갖는 기판의 경우 패턴 상단에 흡착된 소스원자가 좁고 깊은 홀의 입구를 막는 경우가 발생할 수 있다. 원자층 증착 방식에 사용되는 소스가스의 경우 원자의 리간드가 많이 결합되어 있어 부피가 크기 때문이다. 그리고, 이러한 문제는 반도체 소자의 축소율 증가에 따라 홀의 구경이 작아지는 경우 더욱 심화될 수 밖에 없다.However, in the case of a substrate having a pattern having a large aspect ratio as a lower layer, the source atom adsorbed on the top of the pattern may block the entrance of the narrow and deep hole. This is because the source gas used in the atomic layer deposition method has a large volume due to a large number of atomic ligands being bound. In addition, this problem is inevitably worsened when the aperture of the hole becomes smaller as the reduction rate of the semiconductor device increases.

소스원자가 홀의 입구를 막게 되면 홀의 내부 및 저부까지 소스가스가 공급될 수 없어 박막이 증착되지 않게 되어 소자 제조 수율을 낮추는 원인이 된다. 아울러, 홀의 상단에 원치 않는 두께의 박막이 증착되어 스텝 커버리지 특성이 열악해 진다.If the source atom blocks the entrance of the hole, the source gas cannot be supplied to the inside and the bottom of the hole, so that the thin film is not deposited, which lowers the device manufacturing yield. In addition, a thin film having an unwanted thickness is deposited on the top of the hole, resulting in poor step coverage.

본 발명의 실시예는 신뢰성 있고 균일한 박막을 증착할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.An embodiment of the present invention provides a substrate processing apparatus capable of depositing a reliable and uniform thin film.

본 기술의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치는 기판에 대하여 처리 공간이 제공되는 챔버 몸체와, 상기 챔버 몸체 상부에 위치하는 챔버 리드를 포함하는 챔버와; 상기 챔버 내부에 회전 가능하도록 설치되며, 상면에 복수의 기판이 안착되는 기판 지지부와; 상기 기판 지지부 상면으로 소스가스를 공급하는 소스가스 공급부와; 상기 기판 지지부의 회전 방향을 따라 상기 소스가스 공급부로부터 이격 배치되며 상기 기판 지지부 상면으로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부와; 상기 기판 지지부의 회전 방향을 따라 상기 소스가스가 공급되는 소스가스 영역과, 상기 반응가스가 공급되는 반응가스 영역 사이에 위치하여, 상기 소스가스 영역과 상기 반응가스 영역을 분리하는 분리가스가 공급되는 분리가스 영역과; 상기 분리가스 영역에 분리가스를 공급하는 분리가스 공급부와; 상기 소스가스 영역에서 미반응된 소스가스를 퍼지하기 위해 상기 소스가스 영역 내에 구비되어 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급부;를 포함할 수 있다.A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present technology includes: a chamber including a chamber body in which a processing space is provided for a substrate, and a chamber lid positioned above the chamber body; A substrate support portion rotatably installed inside the chamber and on which a plurality of substrates are seated on an upper surface; A source gas supply unit supplying a source gas to an upper surface of the substrate support unit; A reaction gas supply unit disposed spaced apart from the source gas supply unit along the rotation direction of the substrate support unit and supplying a reaction gas to an upper surface of the substrate support unit; It is located between the source gas region to which the source gas is supplied and the reaction gas region to which the reaction gas is supplied along the rotation direction of the substrate support part, and is supplied with a separation gas separating the source gas region from the reaction gas region. A separated gas region; A separated gas supply unit for supplying a separated gas to the separated gas region; And a purge gas supply unit provided in the source gas region to supply a purge gas to purge unreacted source gas in the source gas region.

본 기술에 의하면 동일한 소스가스 분사 구간 사이에 퍼지가스를 분사함으로써 소스가스의 흡착 특성을 개선하고, 이에 따라 신뢰성 있고 균일한 박막을 증착할 수 있다.According to the present technology, by injecting a purge gas between the same source gas injection section, the adsorption characteristics of the source gas are improved, and accordingly, a reliable and uniform thin film can be deposited.

도 1은 일반적인 기판 처리 장치의 개략적인 단면도,
도 2는 일반적인 기판 처리 장치의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 3은 일반적인 박막 증착 공정을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치를 위한 가스 공급 장치의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 공정을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 기판 처리 장치의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 6에 도시한 가스 공급 장치의 일 예시도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a general substrate processing apparatus,
2 is a diagram for explaining the structure of a general substrate processing apparatus;
3 is a view for explaining a general thin film deposition process,
4 is a view for explaining the structure of a gas supply device for a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention;
5 is a view for explaining a thin film deposition process according to an embodiment of the present invention,
6 is a view for explaining the structure of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention;
7 is an exemplary view of the gas supply device shown in FIG. 6.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 공급 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the structure of a gas supply device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 의한 가스 공급 장치(200)는 원판 형상의 지지부재(210) 내의 지정된 공간에 중앙부를 중심으로 방사형으로 배치되는 복수의 가스 공급부(220, 230, 240, 250, 260, 270, 280)를 포함한다.The gas supply device 200 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of gas supply units 220, 230, 240, 250, 260 arranged radially around a central portion in a designated space within the disk-shaped support member 210, 270, 280).

보다 구체적으로, 가스 공급부는 챔버 내부에 회전 가능하도록 설치되어 상면에 복수의 기판이 안착되는 기판 지지부 상면으로 소스가스를 공급하는 소스가스 공급부(220, 240)와, 기판 지지부의 회전 방향을 따라서 소스가스 공급부(220, 240)로부터 이격 배치되며 기판 지지부 상면으로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부(270)와, 기판 지지부의 회전 방향을 따라 소스가스가 공급되는 소스가스 영역과 반응가스가 공급되는 반응가스 영역 사이에 위치하여 소스가스 영역과 반응가스 영역을 분리하는 분리가스 영역에 분리가스를 공급하는 분리가스 공급부(250, 260)와, 소스가스 영역에서 미반응된 소스가스를 퍼지하기 위해 소스가스 영역 내에 구비되어 퍼지가스가 공급되는 퍼지가스 공급부(230)를 포함할 수 있다.More specifically, the gas supply unit is rotatably installed inside the chamber to supply source gas to the upper surface of the substrate support unit on which a plurality of substrates are mounted, and the source gas supply unit 220 and 240 supplying source gas to the upper surface of the substrate support unit. A reaction gas supply unit 270 disposed spaced apart from the gas supply units 220 and 240 and supplying reaction gas to the upper surface of the substrate support unit, and a source gas region supplied with a source gas and a reaction gas supply reaction along the rotation direction of the substrate support unit Separated gas supply units 250 and 260 located between the gas areas and supplying the separated gas to the separated gas area separating the source gas area and the reaction gas area, and the source gas to purify the unreacted source gas in the source gas area. It may include a purge gas supply unit 230 provided in the region to supply the purge gas.

각 가스 공급부(220~280)는 지지부재(210)의 지정된 위치, 예를 들어 가스 공급부(220~280)와 대향하는 면에 마련된 가스 도입구로부터 각각의 가스를 공급받아 분사한다. 가스 도입구는 각각, 소스가스 공급부로 소스가스를 제공하는 소스가스 도입구, 반응가스 공급부로 반응가스를 제공하는 반응가스 도입구, 분리가스 공급부로 분리가스를 제공하는 분리가스 도입구 및, 퍼지가스 공급부로 퍼지가스를 제공하는 퍼지가스 도입구를 포함할 수 있다.Each of the gas supply units 220 to 280 receives and injects each gas from a gas inlet provided at a designated position of the support member 210, for example, a gas inlet provided on a surface facing the gas supply units 220 to 280. Each of the gas inlets is a source gas inlet that provides source gas to the source gas supply unit, a reaction gas inlet port that provides a reaction gas to the reaction gas supply unit, a separated gas inlet port that provides separated gas to the separated gas supply unit, and a purge gas. It may include a purge gas inlet for providing a purge gas to the supply.

도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 가스 공급 장치(200)는 원판 형상의 지지부재(210) 내의 지정된 공간에 중앙부를 중심으로 방사형으로 배치되는 퍼지가스 공급부(230) 및, 퍼지가스 공급부(230)의 양 측에 배치되는 소스가스 공급부(220, 240)를 포함한다. 여기에서, 퍼지가스 공급부(230)와 소스가스 공급부(220, 240)를 아울러서 소스영역(220, 230, 240)이라 지칭할 수 있다.More specifically described with reference to FIG. 4, the gas supply device 200 includes a purge gas supply unit 230 disposed radially around a central portion in a designated space within the disk-shaped support member 210, and a purge gas supply unit ( It includes source gas supply units 220 and 240 disposed on both sides of the 230). Here, the purge gas supply unit 230 and the source gas supply units 220 and 240 may be collectively referred to as source regions 220, 230, and 240.

또한, 소스영역(220. 230, 240) 양 측에는 중앙부를 중심으로 방사형으로 배치되는 분리가스 공급부(250, 260)가 형성되고, 소스영역(220, 230, 240)과 접하지 않는 분리가스 공급부(250, 260) 사이에는 중앙부를 중심으로 방사형으로 배치되는 반응가스 공급부(270)가 형성된다. 아울러, 지지부재(210)의 중앙부에는 커튼가스 공급부(280)가 형성될 수 있다.In addition, separated gas supply units 250 and 260 disposed radially around the central portion are formed on both sides of the source regions 220, 230 and 240, and separated gas supply units not in contact with the source regions 220, 230 and 240 ( Between 250 and 260, a reaction gas supply unit 270 disposed radially around the central portion is formed. In addition, a curtain gas supply unit 280 may be formed in the central portion of the support member 210.

그리고, 소스영역(220, 230, 240)을 구성하는 제 1 소스가스 공급부(220) 및 제 2 소스가스 공급부(240)는 각각 소스가스 분사부(221, 241)를 통해 소스가스를 공급하는데, 제 1 소스가스 공급부(220)와 제 2 소스가스 공급부(240)는 동일한 종류의 소스가스를 공급하도록 형성된다. 소스가스 공급부(220, 240)로부터 분사되는 가스는 예를 들어, 실리콘을 포함하는 가스, 또는 TMA(trimethylaluminium)과 같은 금속을 포함하는 가스 등이 될 수 있다.In addition, the first source gas supply unit 220 and the second source gas supply unit 240 constituting the source regions 220, 230 and 240 supply source gas through the source gas injection units 221 and 241, respectively, The first source gas supply unit 220 and the second source gas supply unit 240 are formed to supply the same type of source gas. The gas injected from the source gas supply units 220 and 240 may be, for example, a gas including silicon or a gas including a metal such as trimethylaluminium (TMA).

퍼지가스 공급부(230)에는 퍼지가스 분사구(231)가 마련되어, 제 1 소스가스 공급부(220)로부터 소스가스가 1차 공급된 후 기판 표면에 부착된 소스가스를 제거한다. 본 발명의 일 실시예에서, 퍼지가스 공급부(230)는 기판 지지부의 회전 방향으로 소스가스 공급부(220, 240)를 분할하도록, 기판 지지부의 반경 방향으로 연장 형성될 수 있으며, 기판 지지부의 반경 방향으로 기판의 직경보다 길게 형성될 수 있다.A purge gas injection port 231 is provided in the purge gas supply unit 230 to remove the source gas attached to the substrate surface after the source gas is first supplied from the first source gas supply unit 220. In one embodiment of the present invention, the purge gas supply unit 230 may extend in the radial direction of the substrate support so as to divide the source gas supply units 220 and 240 in the rotation direction of the substrate support, and the radial direction of the substrate support It may be formed longer than the diameter of the substrate.

제 1 및 제 2 분리가스 공급부(250, 260)에는 각각 분리가스 분사구(251, 261)가 마련될 수 있으며, 예를 들어 아르곤(Ar)과 같은 비활성 가스가 공급된다. 소스가스와 반응가스와의 분리 효율을 높이기 위해, 분리가스 공급부(250, 260) 하부면과 기판 지지부와의 간격은, 소스가스 공급부(220, 240) 하부면과 기판 지지부와의 간격 및/또는 반응가스 공급부(270) 하부면과 기판 지지부와의 간격보다 좁도록 설치할 수 있다. 이와 같이 함으로써 증착 공간에서 소스가스와 반응가스가 혼합되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다. 아울러, 퍼지가스 공급부(230) 하부면과 기판 지지부와의 간격은, 소스가스 공급부(220, 240) 하부면과 기판 지지부와의 간격보다 좁도록 설치할 수 있다.Separated gas injection ports 251 and 261 may be provided in the first and second separated gas supply units 250 and 260, respectively, and an inert gas such as argon (Ar) is supplied. In order to increase the separation efficiency between the source gas and the reaction gas, the distance between the lower surfaces of the separated gas supply units 250 and 260 and the substrate support is a distance between the lower surfaces of the source gas supply units 220 and 240 and the substrate support and/or It may be installed to be narrower than the gap between the lower surface of the reaction gas supply unit 270 and the substrate support. In this way, it is possible to efficiently prevent the source gas and the reaction gas from being mixed in the deposition space. In addition, a distance between the lower surface of the purge gas supply unit 230 and the substrate support may be provided to be narrower than the distance between the lower surfaces of the source gas supply units 220 and 240 and the substrate support unit.

반응가스 공급부(270)는 반응가스 분사구(271)를 구비하여, 소스가스와 반응하는 가스, 예를 들어 산소(O2)를 공급한다.The reaction gas supply unit 270 is provided with a reaction gas injection port 271 to supply a gas that reacts with the source gas, for example, oxygen (O 2 ).

아울러, 커튼가스 공급부(280)의 커튼가스 분사구(281)로부터 공급되는 가스에 의해 각 가스 공급부(220~270)에서 분사되는 가스들이 상호 혼합되는 것을 방지한다. 커튼가스로는 예를 들어 분리가스와 동일한 가스가 사용될 수 있다.In addition, gas injected from each of the gas supply units 220 to 270 is prevented from being mixed with each other by the gas supplied from the curtain gas injection port 281 of the curtain gas supply unit 280. As the curtain gas, for example, the same gas as the separation gas may be used.

본 발명의 일 실시예에서, 각 가스 공급부(220, 230, 240, 250, 260, 270, 280)는 샤워헤드 타입으로 구성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, each gas supply unit 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280 may be configured as a showerhead type.

이러한 가스 공급 장치를 이용한 박막 증착 공정 과정을 설명하면 다음과 같다.A thin film deposition process using such a gas supply device will be described as follows.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 증착 공정을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a thin film deposition process according to an embodiment of the present invention.

먼저, 제 1 소스가스 공급부(220)로부터 소스가스가 1차 공급될 수 있다. 그리고, 퍼지가스 공급부(230)를 통해 퍼지가스가 공급될 수 있다.First, the source gas may be first supplied from the first source gas supply unit 220. In addition, a purge gas may be supplied through the purge gas supply unit 230.

반도체 소자의 축소율 증가에 따라 콘택홀, 비아홀과 같은 홀의 구경은 점차 작아지고, 이에 따라 종횡비가 증가하고 있으며, 이러한 하부 패턴이 형성된 기판 상에 박막을 증착할 경우 소스가스에 의해 홀 패턴의 입구가 차폐될 수 있다.As the reduction rate of semiconductor devices increases, the apertures of holes such as contact holes and via holes gradually decrease, and accordingly, the aspect ratio increases. When a thin film is deposited on a substrate on which such a lower pattern is formed, the entrance of the hole pattern is reduced by the source gas. Can be shielded.

원자층 증착 공정에 사용되는 소스가스는 복수의 리간드를 가져 부피가 크기 때문에 홀 패턴 입구를 차폐할 가능성이 매우 높으며, 따라서 본 발명에서는 소스가스를 1차 공급한 후 퍼지가스 공급부(230)를 통해 1차 공급한 소스가스를 퍼지한다. 이에 따라 기판 표면, 특히 홀 패턴 상부에 증착된 소스가스가 제거되어 홀 패턴의 내부 및 저부를 드러낼 수 있다.Since the source gas used in the atomic layer deposition process has a plurality of ligands and has a large volume, it is highly likely to shield the hole pattern entrance. Therefore, in the present invention, after the source gas is first supplied, the source gas is supplied through the purge gas supply unit 230. The source gas supplied first is purged. Accordingly, the source gas deposited on the surface of the substrate, in particular, the hole pattern is removed to expose the inside and the bottom of the hole pattern.

다음, 제 2 소스가스 공급부(240)를 통해 소스가스를 2차 공급한다. 퍼지가스 공급에 의해 기판 표면의 소스가스를 제거한 상태이므로, 홀 패턴의 내부 및 저부에 소스가스가 효율적으로 증착될 수 있다.Next, the source gas is secondarily supplied through the second source gas supply unit 240. Since the source gas on the surface of the substrate is removed by supplying the purge gas, the source gas can be efficiently deposited on the inside and the bottom of the hole pattern.

소스가스 1차 공급, 퍼지가스 공급 및 소스가스 2차 공급에 의해, 기판 표면에 단원자층이 화학적으로 흡착되고(제1층), 기판 표면이 소스가스로 포화되면 단원자층 이상의 소스가스는 동일한 리간드 간의 비반응성으로 인해 화학적 흡착 상태를 이루지 못하고 물리적 흡착 상태에 있게 된다.By the primary source gas supply, the purge gas supply, and the source gas secondary supply, the monoatomic layer is chemically adsorbed on the substrate surface (first layer), and when the surface of the substrate is saturated with the source gas, the source gas of the monoatomic layer or higher is the same ligand. Due to the non-reactivity of the liver, the chemical adsorption state is not achieved and the physical adsorption state is present.

이후, 제 1 분리가스 공급부(250)로부터 분리가스를 1차 공급하여, 물리적 흡착 상태의 소스 가스를 제거한다.Thereafter, the separated gas is first supplied from the first separated gas supply unit 250 to remove the source gas in the physical adsorption state.

이어서, 반응가스 공급부(270)로부터 반응가스를 공급하면 소스가스와 반응가스의 리간드 상호간의 치환 반응을 통해 제2층이 성장하고, 제1층과 반응하지 못한 반응 가스들은 물리적 흡착 상태에 있게 된다.Subsequently, when the reactive gas is supplied from the reactive gas supply unit 270, the second layer grows through a substitution reaction between the source gas and the ligand of the reactive gas, and the reactive gases that have not reacted with the first layer are in a physical adsorption state. .

따라서 제 2 분리가스 공급부(260)를 통해 분리가스를 2차 공급하여 미반응 물질들을 제거한다. 이때, 제2층의 표면은 소스 가스와 반응할 수 있는 상태에 있게 된다.Accordingly, unreacted substances are removed by secondary supplying the separated gas through the second separated gas supply unit 260. At this time, the surface of the second layer is in a state capable of reacting with the source gas.

이와 같이, 본 발명에서는 소스가스를 적어도 2회로 분할하여 공급하고, 소스가스 공급 구간 사이에 퍼지가스를 공급함으로써 이전 소스가스 공급시 기판 표면에 부착된 소스가스를 제거한다. 따라서, 미세 홀의 내부 및 저부에 소스가스가 용이하게 침투할 수 있고, 이에 따라 균일하고 신뢰성 있는 박막 증착이 가능하게 된다.As described above, in the present invention, the source gas is supplied by dividing it into at least two times, and the purge gas is supplied between the source gas supply sections to remove the source gas attached to the surface of the substrate during the previous source gas supply. Accordingly, the source gas can easily penetrate into the inside and the bottom of the fine holes, thereby enabling uniform and reliable thin film deposition.

도 4에 도시한 가스 공급 장치는 복수의 기판에 대해 박막을 증착할 수 있는 기판 처리 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 가스 공급 장치(200)는 도 1에 도시한 기판 처리 장치(100)의 가스 공급 장치(130)를 대체하여 사용될 수 있다.The gas supply apparatus shown in FIG. 4 can be applied to a substrate processing apparatus capable of depositing a thin film on a plurality of substrates. For example, the gas supply device 200 may be used in place of the gas supply device 130 of the substrate processing apparatus 100 shown in FIG. 1.

본 발명의 일 실시예에 의한 가스 공급 장치는 소스가스를 복수회 분할하여 공급한다. 이 때 총 공급되는 소스가스의 공급 시간 또는 공급량은 종래의 경우와 동일하거나 많은 양이 될 수 있다. 아울러, 소스가스의 공급 시간 또는 공급량은 기판 회전속도를 변경하여 제거하거나, 소스가스 공급부를 통한 소스가스 분사량 조절에 의해 제어할 수 있다.The gas supply apparatus according to an embodiment of the present invention divides and supplies the source gas a plurality of times. At this time, the supply time or supply amount of the total supplied source gas may be the same as in the conventional case or may be a large amount. In addition, the supply time or supply amount of the source gas may be removed by changing the rotational speed of the substrate, or may be controlled by adjusting the injection amount of the source gas through the source gas supply unit.

아울러, 소스가스 공급 구간 사이에 공급하는 퍼지가스는 소스가스의 종류에 따라 그 종류가 결정됨은 물론이며, 소스가스의 퍼지 특성에 따라 퍼지가스의 공급시간 및 분사량이 결정될 수 있다. 예를 들어, 퍼지 효율이 우수한 소스가스의 경우에는 퍼지가스를 적은 양 또는 짧은 시간 공급할 수 있고, 퍼지 효율이 낮은 소스가스의 경우에는 퍼지가스를 많은 양 또는 긴 시간 공급할 수 있다.In addition, the type of the purge gas supplied between the source gas supply section is determined according to the type of the source gas, and the supply time and the injection amount of the purge gas may be determined according to the purge characteristics of the source gas. For example, in the case of a source gas having excellent purge efficiency, a small amount or a short time may be supplied, and in the case of a source gas having a low purge efficiency, a large amount or a long period of time may be supplied.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 기판 처리 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the structure of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6에 도시한 기판 처리 장치는 노즐을 통해 공급되는 가스를 웨이퍼 상에 분사하여 복수의 웨이퍼에 대한 박막을 증착하는 장치이다.The substrate processing apparatus shown in FIG. 6 is an apparatus for depositing thin films on a plurality of wafers by spraying gas supplied through a nozzle onto a wafer.

보다 구체적으로, 도 6에 도시한 기판처리장치(300)는 챔버(310), 기판지지부(320) 및 가스 공급 장치(330)를 포함할 수 있다.More specifically, the substrate processing apparatus 300 illustrated in FIG. 6 may include a chamber 310, a substrate support part 320, and a gas supply device 330.

챔버(310)는 하부 플레이트(311), 측부 플레이트(312) 및 상부 플레이트(313)를 구비할 수 있다. 하부 플레이트(311)는 원판 형상으로 이루어질 수 있으며, 측부 플레이트(312)는 하부 플레이트(311)의 가장자리로부터 상방으로 수직 연장된다. 아울러, 측부 플레이트(312)에는 기판(W)이 인입 및 인출되는 게이트(미도시)가 형성될 수 있다. 하부 플레이트(311)와 측부 플레이트(312)는 챔버 몸체를 이루며, 상부 프레이트(313)는 챔버 리드로 작용한다.The chamber 310 may include a lower plate 311, a side plate 312, and an upper plate 313. The lower plate 311 may have a disk shape, and the side plate 312 extends vertically upward from the edge of the lower plate 311. In addition, a gate (not shown) through which the substrate W is drawn in and out of the side plate 312 may be formed. The lower plate 311 and the side plate 312 form a chamber body, and the upper plate 313 acts as a chamber lid.

측부 플레이트(312)의 상면에는 상부 플레이트(313)가 결합 설치되며, 측부 플레이트(312) 상면에 상부 플레이트(313)를 밀폐 결합시킴에 따라 챔버(310) 내부에 증착 공간(360)이 형성된다. 따라서, 박막 증착 공간(360)에서 가스를 공급하여 복수의 기판(W) 상에 박막이 증착되게 된다. 상부 플레이트(313)의 중앙부에는 가스 공급부, 바람직하게는 커튼가스 공급부(3131)가 구비될 수 있다.The upper plate 313 is coupled and installed on the upper surface of the side plate 312, and the deposition space 360 is formed inside the chamber 310 as the upper plate 313 is sealedly coupled to the upper surface of the side plate 312. . Accordingly, gas is supplied from the thin film deposition space 360 to deposit a thin film on the plurality of substrates W. A gas supply unit, preferably a curtain gas supply unit 3131 may be provided at the center of the upper plate 313.

기판 지지부(320)는 챔버(310) 내부에 설치되며, 서셉터(321), 기판 안착부(322) 및 샤프트(323)를 포함할 수 있다.The substrate support part 320 is installed in the chamber 310 and may include a susceptor 321, a substrate mounting part 322, and a shaft 323.

서셉터(321)는 원판 형상을 가지며, 챔버(310) 내부에 회전 가능하게 배치된다. 기판 안착부(322)는 서셉터(321) 상부의 둘레를 따라 복수 개 설치된다. 서셉터(321)를 회전 가능하게 하는 샤프트(323)는 챔버(310)를 관통하여 회전 모터(미도시)와 연결되어 회전축(A)을 중심으로 서셉터(321)를 회전시킨다. 아울러, 샤프트(323)는 승강 모터(미도시)와 연결되어 기판 지지부(320)를 상승 또는 하강시킨다.The susceptor 321 has a disk shape and is rotatably disposed inside the chamber 310. A plurality of substrate mounting portions 322 are installed along the periphery of the upper portion of the susceptor 321. The shaft 323 which enables the susceptor 321 to rotate is connected to a rotation motor (not shown) through the chamber 310 to rotate the susceptor 321 around the rotation axis A. In addition, the shaft 323 is connected to an elevating motor (not shown) to raise or lower the substrate support 320.

가스 공급 장치(330)는 기판 지지부(320)의 상측에 지정된 거리 이격되도록 설치되는 복수의 가스 공급부를 포함하며, 복수의 가스 공급부는 챔버(310)의 측부 플레이트(312)를 관통하여 챔버(310) 내부의 기판 지지부(320) 상측으로 안내된다.The gas supply device 330 includes a plurality of gas supply units installed to be spaced apart from a specified distance above the substrate support unit 320, and the plurality of gas supply units pass through the side plate 312 of the chamber 310 and pass through the chamber 310. ) It is guided to the upper side of the inner substrate support 320.

도 7은 도 6에 도시한 가스 공급 장치의 일 예시도이다.7 is an exemplary view of the gas supply device shown in FIG. 6.

도 7은 도 6에 도시한 가스 공급 장치(300)의 B1-B2 방향에서의 단면도로서, 기판(W)과 대향하는 면에 외부로부터 챔버(310)의 측부 플레이트(312)를 관통하여 챔버(310) 내부로 안내되는 복수의 가스 분사 노즐(3301, 3302, 3303, 3304, 3305, 3306)이 설치된다. 각 가스 분사 노즐(3301, 3302, 3303, 3304, 3305, 3306)은 기판 지지대(320)의 회전 방향을 따라 기 설정된 각도 간격으로 설치되며, 각각의 가스 도입구(3311, 3312, 3313, 3314, 3315, 3316)를 통해 목적에 맞는 가스를 공급받아 기판(W) 표면으로 공급한다. 이를 위해 각 가스 분사 노즐(3301, 3302, 3303, 3304, 3305, 3306)은 기판(W) 과 대향하는 면에 형성되는 가스 배출 홀(미도시)가 마련될 수 있다.7 is a cross-sectional view of the gas supply device 300 shown in FIG. 6 in the direction B1-B2, passing through the side plate 312 of the chamber 310 from the outside on a surface opposite to the substrate W 310) A plurality of gas injection nozzles 3301, 3302, 3303, 3304, 3305, 3306 guided to the inside are installed. Each of the gas injection nozzles 3301, 3302, 3303, 3304, 3305, 3306 is installed at predetermined angular intervals along the rotation direction of the substrate support 320, and each gas introduction port 3311, 3312, 3313, 3314, Gas suitable for the purpose is supplied through 3315 and 3316 and supplied to the surface of the substrate W. To this end, each of the gas injection nozzles 3301, 3302, 3303, 3304, 3305, 3306 may be provided with a gas discharge hole (not shown) formed on a surface facing the substrate W.

한편, 가스 분사 노즐(3301, 3302, 3303, 3304, 3305, 3306)은 소스가스 영역(410)에 형성되는 퍼지가스 분사 노즐(3303) 및, 퍼지가스 분사 노즐(3303) 양 측에 형성되는 제 1 및 제 2 소스가스 분사 노즐(3301, 3302)을 포함한다. 소스가스 영역(410)의 양측에는 분리가스 영역(420, 430)이 배치되어 분리가스 분사 노즐(3304, 3305)을 통해 분리가스를 공급한다. 아울러, 소스가스 영역(410)과 인접하지 않는 분리가스 영역(420, 430) 사이에는 반응가스 영역(440)이 배치되고, 반응 가스 공급 노즐(3306)을 통해 반응가스를 공급한다.On the other hand, the gas injection nozzles 3301, 3302, 3303, 3304, 3305, 3306 are formed on both sides of the purge gas injection nozzle 3303 formed in the source gas region 410 and the purge gas injection nozzle 3303. It includes first and second source gas injection nozzles 3301 and 3302. Separated gas areas 420 and 430 are disposed on both sides of the source gas area 410 to supply the separated gas through the separated gas injection nozzles 3304 and 3305. In addition, a reaction gas region 440 is disposed between the source gas region 410 and the separated gas regions 420 and 430 that are not adjacent to each other, and the reaction gas is supplied through the reaction gas supply nozzle 3306.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 소스가스와 반응가스와의 분리 효율을 높이기 위해, 분리가스 분사 노즐(3304, 3305)의 하부면과 기판 지지부와의 간격은, 소스가스 분사 노즐(3301, 3302) 하부면과 기판 지지부와의 간격 및/또는 반응가스 공급 노즐(3306) 하부면과 기판 지지부와의 간격보다 좁도록 설치할 수 있다. 이와 같이 함으로써 증착 공간에서 소스가스와 반응가스가 혼합되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다. 아울러, 퍼지가스 공급 노즐(3303) 하부면과 기판 지지부와의 간격은, 소스가스 공급 노즐(3301, 3302) 하부면과 기판 지지부와의 간격보다 좁도록 설치할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, in order to increase the separation efficiency between the source gas and the reaction gas, the distance between the lower surfaces of the separation gas injection nozzles 3304 and 3305 and the substrate support is the source gas injection nozzles 3301 and 3302. It may be installed so as to be narrower than the distance between the lower surface and the substrate support and/or the distance between the lower surface of the reaction gas supply nozzle 3306 and the substrate support. In this way, it is possible to efficiently prevent the source gas and the reaction gas from being mixed in the deposition space. In addition, a distance between the lower surface of the purge gas supply nozzle 3303 and the substrate support may be provided to be narrower than the distance between the lower surfaces of the source gas supply nozzles 3301 and 3302 and the substrate support.

보다 구체적으로, 가스 공급 장치(330)는 기판 지지부(320) 상면으로 소스가스를 공급하는 소스가스 영역에 형성되는 제 1 및 제 2 소스가스 분사 노즐(3301, 3302)과, 기판 지지부(320)의 회전 방향을 따라서 소스가스 영역으로부터 이격 배치되며 기판 지지부(320) 상면으로 반응가스를 공급하는 반응가스 영역에 형성되는 반응 가스 공급 노즐(3306)과, 기판 지지부(320)의 회전 방향을 따라 소스가스 영역과 반응가스 영역 사이에 위치하여 소스가스 영역과 반응가스 영역을 분리하는 분리가스를 공급하는 분리가스 영역에 형성되는 분리가스 분사 노즐(3304, 3305)과, 소스가스 영역에서 미반응된 소스가스를 퍼지하기 위해 소스가스 영역 내에 구비되어 퍼지가스가 공급되는 퍼지가스 영역에 형성되는 퍼지가스 분사 노즐(3303)을 포함할 수 있다.More specifically, the gas supply device 330 includes first and second source gas injection nozzles 3301 and 3302 formed in the source gas region supplying the source gas to the upper surface of the substrate support part 320, and the substrate support part 320. A reaction gas supply nozzle 3306 formed in the reaction gas region that is spaced apart from the source gas region along the rotation direction of the substrate support part 320 and supplies the reaction gas to the upper surface of the substrate support part 320 and the source along the rotation direction of the substrate support part 320. Separated gas injection nozzles 3304 and 3305 formed in the separated gas area that is located between the gas area and the reactive gas area to supply separation gas that separates the source gas area and the reactive gas area, and the unreacted source in the source gas area A purge gas injection nozzle 3303 may be provided in the source gas region to purge the gas and formed in the purge gas region to which the purge gas is supplied.

본 발명에서, 제 1 및 제 2 소스가스 분사 노즐(3301, 3302)은 소스가스 공급부, 반응 가스 공급 노즐(3306)은 반응가스 공급부, 분리가스 분사 노즐(3304, 3305)은 분리가스 공급부, 퍼지가스 분사 노즐(3303)은 퍼지가스 공급부라 지칭할 수도 있다.In the present invention, the first and second source gas injection nozzles 3301 and 3302 are source gas supply units, the reaction gas supply nozzle 3306 is a reaction gas supply unit, and the separated gas injection nozzles 3304 and 3305 are separated gas supply units, purge The gas injection nozzle 3303 may also be referred to as a purge gas supply unit.

각 가스 공급 노즐(3301, 3302, 3303, 3304, 3305, 3306)은 챔버(310) 외부에 마련된 각각의 가스 도입구(3311, 3312, 3313, 3314, 3315, 3316)로부터 각각 가스를 공급받아 분사한다. 가스 도입구는 각각, 소스가스 영역으로 소스가스를 제공하는 소스가스 도입구(3311, 3312), 반응가스 영역으로 반응가스를 제공하는 반응가스 도입구(3316), 분리가스 영역으로 분리가스를 제공하는 분리가스 도입구(3314, 3315) 및, 퍼지가스 영역으로 퍼지가스를 제공하는 퍼지가스 도입구(3313)를 포함할 수 있다.Each gas supply nozzle 3301, 3302, 3303, 3304, 3305, 3306 receives and sprays gas from each gas inlet (3311, 3312, 3313, 3314, 3315, 3316) provided outside the chamber 310. do. The gas inlet is, respectively, a source gas inlet (3311, 3312) that provides a source gas to the source gas region, a reaction gas inlet (3316) that provides a reaction gas to the reaction gas region, and the separated gas is provided to the separated gas region. Separated gas introduction ports 3314 and 3315, and a purge gas introduction port 3313 for providing a purge gas to the purge gas region may be included.

한편, 상부 플레이트(313)의 중앙부에는 커튼가스 공급부(3131)가 마련되어, 소스가스 영역(410), 분리가스 영역(420, 430) 및 반응가스 영역(440)에서 각각 공급되는 가스가 서로 혼합되지 않도록 한다.On the other hand, a curtain gas supply unit 3131 is provided in the center of the upper plate 313, so that gases supplied from the source gas region 410, the separated gas regions 420 and 430, and the reaction gas region 440 are not mixed with each other. Avoid.

본 실시예에서도, 제 1 및 제 2 소스가스 공급 노즐(3301, 3302)은 동일한 종류의 가스 예를 들어, 실리콘을 포함하는 가스, 또는 TMA(trimethylaluminium)과 같은 금속을 포함하는 가스 등을 분사할 수 있다.Also in this embodiment, the first and second source gas supply nozzles 3301 and 3302 are capable of injecting the same type of gas, for example, a gas containing silicon or a gas containing a metal such as trimethylaluminium (TMA). I can.

아울러, 퍼지가스 공급 노즐(3303)로부터 아르곤(Ar)과 같은 비활성 가스를 공급하여, 제 1 소스가스 공급 노즐(3301)로부터 소스가스가 1차 공급된 후 기판 표면에 부착된 소스가스를 제거한다.In addition, by supplying an inert gas such as argon (Ar) from the purge gas supply nozzle 3303, source gas is first supplied from the first source gas supply nozzle 3301 and then the source gas attached to the substrate surface is removed. .

본 발명의 일 실시예에서, 퍼지가스 영역에 형성되는 퍼지가스 공급 노즐(3303)은 소스가스 영역을 분할하도록, 기판 지지부(320)의 반경 방향으로 연장 형성될 수 있으며, 기판 지지부(320)의 반경 방향으로 기판의 직경보다 길게 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the purge gas supply nozzle 3303 formed in the purge gas region may extend in the radial direction of the substrate support 320 to divide the source gas region, and the substrate support 320 It may be formed longer than the diameter of the substrate in the radial direction.

분리가스 공급 노즐(3304, 3305)로부터는 아르곤(Ar)과 같은 비활성 가스를 공급할 수 있고, 반응가스 공급 노즐(3306)로부터는 소스가스와 반응하는 가스, 예를 들어 산소(O2)를 공급한다.Inert gas such as argon (Ar) can be supplied from the separated gas supply nozzles 3304 and 3305, and a gas that reacts with the source gas, for example, oxygen (O 2 ), is supplied from the reaction gas supply nozzle 3306 do.

아울러, 커튼가스 공급부(3131)로부터는 예를 들어 분리가스와 동일한 가스가 공급될 수 있다.In addition, the same gas as the separation gas may be supplied from the curtain gas supply unit 3131, for example.

본 발명에서도 마찬가지로 소스가스를 적어도 2회로 분할하여 공급하고, 소스가스 공급 구간 사이에 퍼지가스를 공급함으로써 이전 소스가스 공급시 기판 표면에 부착된 소스가스를 제거한다. 따라서, 기판(W) 상의 미세 홀의 내부 및 저부에 소스가스가 용이하게 침투할 수 있고, 이에 따라 균일하고 신뢰성 있는 박막 증착이 가능하게 된다.Similarly in the present invention, the source gas is supplied by dividing it into at least two times, and by supplying the purge gas between the source gas supply sections, the source gas attached to the substrate surface during the previous source gas supply is removed. Accordingly, the source gas can easily penetrate the inside and the bottom of the fine holes on the substrate W, thereby enabling uniform and reliable thin film deposition.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above are illustrative in all respects and should be understood as non-limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

200 : 가스 공급 장치
220, 240 : 소스가스 공급부
230 : 퍼지가스 공급부
250, 270 : 분리가스 공급부
260 : 반응가스 공급부200: gas supply device
220, 240: source gas supply
230: purge gas supply unit
250, 270: Separated gas supply
260: reaction gas supply

Claims (11)

기판에 대하여 처리 공간이 제공되는 챔버 몸체와, 상기 챔버 몸체 상부에 위치하는 챔버 리드를 포함하는 챔버와;
상기 챔버 내부에 회전 가능하도록 설치되며, 상면에 복수의 기판이 안착되는 기판 지지부와;
상기 기판 지지부 상면으로 소스가스를 공급하는 소스가스 공급부와;
상기 기판 지지부의 회전 방향을 따라 상기 소스가스 공급부로부터 이격 배치되며 상기 기판 지지부 상면으로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부와;
상기 기판 지지부의 회전 방향을 따라 상기 소스가스가 공급되는 소스가스 영역과, 상기 반응가스가 공급되는 반응가스 영역 사이에 위치하여, 상기 소스가스 영역과 상기 반응가스 영역을 분리하는 분리가스가 공급되는 분리가스 영역과;
상기 분리가스 영역에 분리가스를 공급하는 분리가스 공급부와;
상기 소스가스 영역에서 미반응된 소스가스를 퍼지하기 위해 상기 소스가스 영역 내에 구비되어 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급부를 포함하며;
상기 소스가스 공급부는, 상기 퍼지가스 공급부를 사이에 두고 양측에 배치되는 제 1 소스가스 공급부 및 제 2 소스가스 공급부를 포함하며,
상기 제 1 소스가스 공급부 및 상기 제 2 소스가스 공급부는, 동일한 종류의 소스가스를 공급하는 기판 처리 장치.A chamber including a chamber body provided with a processing space for the substrate, and a chamber lid positioned above the chamber body;
A substrate support portion rotatably installed inside the chamber and on which a plurality of substrates are seated on an upper surface;
A source gas supply unit supplying a source gas to an upper surface of the substrate support unit;
A reaction gas supply unit disposed spaced apart from the source gas supply unit along the rotation direction of the substrate support unit and supplying a reaction gas to an upper surface of the substrate support unit;
It is located between the source gas region to which the source gas is supplied and the reaction gas region to which the reaction gas is supplied along the rotation direction of the substrate support part, and is supplied with a separation gas separating the source gas region from the reaction gas region. A separated gas region;
A separated gas supply unit supplying a separated gas to the separated gas region;
And a purge gas supply unit provided in the source gas region to supply a purge gas to purge unreacted source gas in the source gas region;
The source gas supply unit includes a first source gas supply unit and a second source gas supply unit disposed on both sides with the purge gas supply unit therebetween,
The first source gas supply unit and the second source gas supply unit supply the same type of source gas. 기판에 대하여 처리 공간이 제공되는 챔버 몸체와, 상기 챔버 몸체 상부에 위치하는 챔버 리드를 포함하는 챔버와;
상기 챔버 내부에 회전 가능하도록 설치되며, 상면에 복수의 기판이 안착되는 기판 지지부와;
상기 기판 지지부 상면으로 소스가스를 공급하는 소스가스 공급부와;
상기 기판 지지부의 회전 방향을 따라 상기 소스가스 공급부로부터 이격 배치되며 상기 기판 지지부 상면으로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부와;
상기 기판 지지부의 회전 방향을 따라 상기 소스가스가 공급되는 소스가스 영역과, 상기 반응가스가 공급되는 반응가스 영역 사이에 위치하여, 상기 소스가스 영역과 상기 반응가스 영역을 분리하는 분리가스가 공급되는 분리가스 영역과;
상기 분리가스 영역에 분리가스를 공급하는 분리가스 공급부와;
상기 소스가스 영역에서 미반응된 소스가스를 퍼지하기 위해 상기 소스가스 영역 내에 구비되어 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급부를 포함하며;
상기 소스가스 공급부는, 상기 퍼지가스 공급부를 사이에 두고 양측에 배치되는 제 1 소스가스 공급부 및 제 2 소스가스 공급부를 포함하며,
상기 기판 지지부와 상기 기판 지지부에 대향하는 분리가스 공급부 하부면과의 간격은, 상기 기판 지지부와 상기 기판 지지부에 대향하는 상기 소스가스 공급부 및 상기 반응가스 공급부 하부면과의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.A chamber including a chamber body provided with a processing space for the substrate, and a chamber lid positioned above the chamber body;
A substrate support portion rotatably installed inside the chamber and on which a plurality of substrates are seated on an upper surface;
A source gas supply unit supplying a source gas to an upper surface of the substrate support unit;
A reaction gas supply unit disposed spaced apart from the source gas supply unit along the rotation direction of the substrate support unit and supplying a reaction gas to an upper surface of the substrate support unit;
It is located between the source gas region to which the source gas is supplied and the reaction gas region to which the reaction gas is supplied along the rotation direction of the substrate support part, and is supplied with a separation gas separating the source gas region from the reaction gas region. A separated gas region;
A separated gas supply unit supplying a separated gas to the separated gas region;
And a purge gas supply unit provided in the source gas region to supply a purge gas to purge unreacted source gas in the source gas region;
The source gas supply unit includes a first source gas supply unit and a second source gas supply unit disposed on both sides with the purge gas supply unit therebetween,
A distance between the substrate support and a lower surface of the separation gas supply unit facing the substrate support is smaller than a distance between the substrate support and the source gas supply unit and a lower surface of the reaction gas supply unit opposite the substrate support unit. Substrate processing apparatus. 제 2 항에 있어서,
상기 기판 지지부와 상기 기판 지지부에 대향하는 상기 퍼지가스 공급부 하부면과의 간격은, 상기 기판 지지부와 상기 기판 지지부에 대향하는 상기 소스가스 공급부 하부면과의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method of claim 2,
A substrate processing apparatus, wherein a distance between the substrate support and a lower surface of the purge gas supply unit facing the substrate support is narrower than a distance between the substrate support and a lower surface of the source gas supply unit facing the substrate support. 기판에 대하여 처리 공간이 제공되는 챔버 몸체와, 상기 챔버 몸체 상부에 위치하는 챔버 리드를 포함하는 챔버와;
상기 챔버 내부에 회전 가능하도록 설치되며, 상면에 복수의 기판이 안착되는 기판 지지부와;
상기 기판 지지부 상면으로 소스가스를 공급하는 소스가스 공급부와;
상기 기판 지지부의 회전 방향을 따라 상기 소스가스 공급부로부터 이격 배치되며 상기 기판 지지부 상면으로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부와;
상기 기판 지지부의 회전 방향을 따라 상기 소스가스가 공급되는 소스가스 영역과, 상기 반응가스가 공급되는 반응가스 영역 사이에 위치하여, 상기 소스가스 영역과 상기 반응가스 영역을 분리하는 분리가스가 공급되는 분리가스 영역과;
상기 분리가스 영역에 분리가스를 공급하는 분리가스 공급부와;
상기 소스가스 영역에서 미반응된 소스가스를 퍼지하기 위해 상기 소스가스 영역 내에 구비되어 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급부를 포함하며;
상기 소스가스 공급부는, 상기 퍼지가스 공급부를 사이에 두고 양측에 배치되는 제 1 소스가스 공급부 및 제 2 소스가스 공급부를 포함하며,
상기 기판 지지부와 상기 기판 지지부에 대향하는 상기 퍼지가스 공급부 하부면과의 간격은, 상기 기판 지지부와 상기 기판 지지부에 대향하는 상기 소스가스 공급부 하부면과의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.A chamber including a chamber body provided with a processing space for the substrate, and a chamber lid positioned above the chamber body;
A substrate support portion rotatably installed inside the chamber and on which a plurality of substrates are seated on an upper surface;
A source gas supply unit supplying a source gas to an upper surface of the substrate support unit;
A reaction gas supply unit disposed spaced apart from the source gas supply unit along the rotation direction of the substrate support unit and supplying a reaction gas to an upper surface of the substrate support unit;
It is located between the source gas region to which the source gas is supplied and the reaction gas region to which the reaction gas is supplied along the rotation direction of the substrate support part, and is supplied with a separation gas separating the source gas region from the reaction gas region. A separated gas region;
A separated gas supply unit for supplying a separated gas to the separated gas region;
And a purge gas supply unit provided in the source gas region to supply a purge gas to purge unreacted source gas in the source gas region;
The source gas supply unit includes a first source gas supply unit and a second source gas supply unit disposed on both sides with the purge gas supply unit therebetween,
A substrate processing apparatus, wherein a distance between the substrate support and a lower surface of the purge gas supply unit facing the substrate support is narrower than a distance between the substrate support and a lower surface of the source gas supply unit facing the substrate support. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 퍼지가스 공급부는, 상기 기판 지지부의 회전 방향으로 상기 소스가스 영역을 분할하도록 상기 기판 지지부의 반경 방향으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
And the purge gas supply unit is formed to extend in a radial direction of the substrate support so as to divide the source gas region in a rotational direction of the substrate support. 제 5 항에 있어서,
상기 퍼지가스 공급부는, 상기 기판의 직경보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method of claim 5,
The substrate processing apparatus, wherein the purge gas supply unit is formed to be longer than a diameter of the substrate. 삭제delete 제 5 항에 있어서,
상기 소스가스 영역과 상기 반응가스 영역을 분리하도록 상기 챔버 중앙 영역에 커튼가스를 공급하는 커튼가스 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method of claim 5,
And a curtain gas supply unit supplying a curtain gas to a central region of the chamber to separate the source gas region and the reaction gas region. 제 5 항에 있어서,
상기 소스가스 공급부, 상기 반응가스 공급부, 상기 분리가스 공급부 및 상기 퍼지가스 공급부는 샤워헤드 타입인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method of claim 5,
And the source gas supply unit, the reaction gas supply unit, the separation gas supply unit, and the purge gas supply unit of a shower head type. 제 9 항에 있어서,
상기 챔버 리드에는 상기 소스가스 공급부, 상기 반응가스 공급부, 상기 분리가스 공급부 및 상기 퍼지가스 공급부 각각에 해당 가스를 공급하기 위한 복수의 도입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method of claim 9,
And a plurality of inlets for supplying the corresponding gas to each of the source gas supply unit, the reaction gas supply unit, the separation gas supply unit, and the purge gas supply unit. 제 5 항에 있어서,
상기 소스가스 공급부, 상기 반응가스 공급부, 상기 분리가스 공급부 및 상기 퍼지가스 공급부는,
상기 챔버 외측으로부터 상기 챔버 내부로 삽입되며, 상기 기판 지지부 반경 방향으로 연장 형성되는 노즐 타입인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method of claim 5,
The source gas supply unit, the reaction gas supply unit, the separation gas supply unit and the purge gas supply unit,
And a nozzle type that is inserted into the chamber from outside the chamber and extends in a radial direction of the substrate support.
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