KR20090116020A - Gas injection head slowing down emission speed of source gas and reaction gas and atomic layer deposition apparatus for depositing thin film including the gas injection head - Google Patents

Gas injection head slowing down emission speed of source gas and reaction gas and atomic layer deposition apparatus for depositing thin film including the gas injection head Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A gas injection head and an atomic layer deposition apparatus with the same are provided to control the exhaust rates of source gas, reaction gas, and purge gas. CONSTITUTION: A gas injection head(100) controls the exhaust rates of source gas, reaction gas, and purge gas and includes first gas storage areas(111-114) and second gas storage areas(131~134,141~144). The first gas storage area stores first and second gas temporarily. The second gas storage area stores a third gas temporarily. The bottoms of the first gas storage areas are concavely formed toward the front of the gas injection head. The first gas storage area includes a first gas exhaust hole. Some parts of the second gas storage areas are concavely formed toward the front of the gas injection head. The second gas storage areas include a curtain area at the edge of a gas path area. The gas path area is stepped from the curtain area. The gas injection head is disk-shaped.

Description

소스 가스와 반응 가스의 배기 속도와 퍼지 가스의 배기 속도를 다르게 하는 가스 분사 헤드와 상기 가스 분사 헤드를 구비하는 원자층 박막 증착 장치{Gas injection head slowing down emission speed of source gas and reaction gas and atomic layer deposition apparatus for depositing thin film including the gas injection head}A gas injection head slowing down emission speed of source gas and reaction gas and atomic layer having a gas injection head and a gas injection head for varying the exhaust speed of the source gas and the reaction gas and the exhaust speed of the purge gas deposition apparatus for depositing thin film including the gas injection head}

본 발명은 가스 분사 헤드에 관한 것으로써, 예를 들어, 소스 가스와 반응 가스의 배기 속도와 퍼지 가스의 배기 속도를 다르게 하는 가스 분사 헤드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas injection head and, for example, relates to a gas injection head for varying the exhaust speed of the source gas and the reactive gas and the exhaust speed of the purge gas.

종래의 가스 분사 헤드는, 가스가 섞이지 않도록 하기 위하여 한 사이클에 하나의 가스(예를 들어, 소스 가스, 반응 가스, 퍼지 가스)만을 넣고 분사한다. Conventional gas injection heads are injected with only one gas (for example, source gas, reaction gas, and purge gas) in one cycle in order to prevent the gas from mixing.

그러나, 한 사이클에 하나의 가스만을 넣고 분사하기 때문에, 분사 시간이 많이 걸리는 문제가 있다.However, since only one gas is injected in one cycle, injection takes a long time.

본 발명의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 소스 가스와 반응 가스가 임시 저장되는 영역의 바닥면을 아래로 파서, 소스 가스와 반응 가스의 배기 속도를 늦추는 가스 분사 헤드와 원자층 박막 증착 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY Embodiments of the present invention provide a gas injection head and an atomic layer thin film deposition apparatus for slowing down the exhaust rate of a source gas and a reactive gas by digging down the bottom surface of a region where the source gas and the reactive gas are temporarily stored. There is.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가스 분사 헤드는 판 형태를 가진다. 본 발명의 실시예에 따른 가스 분사 헤드는, 상기 판 형태의 하면에 형성되고 제1가스 또는 제2가스를 임시 저장하는, 하나 이상의 제1 가스 저장 영역들; 및 상기 판 형태의 하면에 상기 제1 가스 저장 영역과 별도로 형성되고 제3가스를 임시 저장하는, 하나 이상의 제2 가스 저장 영역들을 구비한다. 상기 제1 가스 저장 영역들의 바닥 면은, 상기 가스 분사 헤드의 상면 방향으로 파여 있어서, 상기 제2 가스 저장 영역과 단차를 이룬다.Gas injection head according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem has a plate shape. According to an embodiment of the present invention, a gas injection head includes: one or more first gas storage regions formed on a bottom surface of the plate and temporarily storing a first gas or a second gas; And one or more second gas storage regions formed on the bottom surface of the plate shape separately from the first gas storage region and temporarily storing a third gas. The bottom surfaces of the first gas storage regions are dug in the upper surface direction of the gas injection head to form a step with the second gas storage region.

상기 제2 가스 저장 영역의 일부는, 상기 가스 분사 헤드의 상면 방향으로 파여 있을 수 있다.A portion of the second gas storage region may be dug in the upper surface direction of the gas injection head.

본 발명의 실시예에 따른 가스 분사 헤드와 원자층 박막 증착 장치는, 소스 가스와 반응 가스의 배기 속도를 늦춤으로써, 소스 가스와 반응 가스의 배기 속도와 퍼지 가스의 배기 속도를 다르게 할 수 있다. 그럼으로써, 피증착 물질 상에서 소스 가스와 반응 가스가 충분히 반응할 수 있도록 하는 장점이 있다. 또한, 퍼지 가스가 원활히 배기되도록 하는 장점이 있다.In the gas injection head and the atomic layer thin film deposition apparatus according to the embodiment of the present invention, the exhaust velocity of the source gas and the reactive gas and the exhaust velocity of the purge gas may be different by slowing down the exhaust velocity of the source gas and the reactive gas. Thereby, there is an advantage that the source gas and the reactant gas can sufficiently react on the material to be deposited. In addition, there is an advantage that the purge gas is smoothly exhausted.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 분사 헤드의 사시도이다.1 is a perspective view of a gas injection head according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스 분사 헤드의 투영 평면도이다.2 is a plan view of a gas injection head according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 가스 분사 헤드(100)는 원자층 박막 증착 장치에 구비될 수 있다.Gas injection head 100 according to an embodiment of the present invention may be provided in an atomic layer thin film deposition apparatus.

본 발명의 실시예에 따른 가스 분사 헤드(100)는 판 형태를 가진다. 도 1과 도 2에는, 가스 분사 헤드(100)가 원판 형태를 가지는 것으로 도시되었으나, 가스 분사 헤드(100)는 원판 형태 이외의 형태를 가질 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 가스 분사 헤드(100)가 원판 형태를 가지는 것으로 가정하고 설명한다.The gas injection head 100 according to the embodiment of the present invention has a plate shape. 1 and 2, the gas injection head 100 is illustrated as having a disc shape, but the gas injection head 100 may have a shape other than the disc shape. However, hereinafter, for convenience of description, it is assumed that the gas injection head 100 according to the embodiment of the present invention has a disc shape.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가스 분사 헤드(100)는, 원판 형태의 한쪽 면에 각각 형성되는 하나 이상의 제1 가스 저장 영역들(111~114)과 하나 이상의 제2 가스 저장 영역들(131~134, 141~144)을 구비한다. 제1 가스 저장 영역(111~114)은 제1가스 또는 제2가스를 임시 저장한다. 제2 가스 저장 영역(131~134, 141~144)은 제1 가스 저장 영역과 별도로 형성되고, 제3가스를 임시 저장한다. 1 and 2, the gas injection head 100 according to an embodiment of the present invention may include one or more first gas storage regions 111 to 114 and one or more agents formed on one surface of a disc shape. Two gas storage regions 131 to 134 and 141 to 144. The first gas storage regions 111 to 114 temporarily store the first gas or the second gas. The second gas storage regions 131 to 134 and 141 to 144 are formed separately from the first gas storage region, and temporarily store the third gas.

예를 들어, 제1가스는 소스 가스일 수 있고, 제2가스는 반응 가스일 수 있고, 제3가스는 퍼지 가스일 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제1가스, 제2가스 및 제3가스를, 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스로 각각 가정하고 설명한다. 한편, 소스 가스(또는 반응 가스)는 피증착 물질(예를 들어, 웨이퍼)과 반응한다. 퍼지 가스는 피증착 물질들에 흡착되지 않은 소스 가스(또는 반응 가스)를 퍼지 시킨다.For example, the first gas may be a source gas, the second gas may be a reaction gas, and the third gas may be a purge gas, but is not limited thereto. In the following description, the first gas, the second gas, and the third gas are assumed to be the source gas, the reactive gas, and the purge gas, respectively. On the other hand, the source gas (or reactant gas) reacts with the material to be deposited (for example, a wafer). The purge gas purges the source gas (or reactant gas) that is not adsorbed to the deposition materials.

제1 가스 저장 영역들(111~114)의 바닥 면은 가스 분사 헤드(100)의 상면 방향으로 파여 있기 때문에, 외곽 영역(191)과 단차를 이룬다. 그 결과, 제1 가스 저장 영역들(111~114)로 공급된 소스 가스(또는 반응 가스)는, 외곽 영역(191)에 막혀서 흐름을 방해받는다. 그에 따라, 소스 가스(또는 반응 가스)의 배기 속도가 느려지고 퍼지 가스와의 배기 속도가 달라진다. 외곽 영역(191)과의 단차에 의한 소스 가스(또는 반응 가스)의 흐름 방해에 대해서는 도 3(a)과 도 3(b)를 참조하여 후술된다.Since the bottom surfaces of the first gas storage regions 111 to 114 are dug in the upper direction of the gas injection head 100, they form a step with the outer region 191. As a result, the source gas (or reaction gas) supplied to the first gas storage regions 111 to 114 is blocked by the outer region 191, thereby obstructing flow. As a result, the exhaust speed of the source gas (or the reactive gas) is lowered and the exhaust speed with the purge gas is changed. The disturbance of the flow of the source gas (or the reactive gas) due to the step with the outer region 191 will be described later with reference to FIGS. 3A and 3B.

제1 가스 저장 영역들(111~114)의 가장자리(외곽 영역(191)에 인접한 영역)에는 제1 가스 배기 구멍들(미도시)이 수직 방향으로 뚫려 있다. 제1 가스 배기 구멍들(미도시)은 소스 가스(또는 반응 가스)가 흐르는 방향에 수직으로 뚫려 있기 때문에, 소스 가스(또는 반응 가스)는 제1 가스 배기 구멍들(181)을 통하여 원활하게 배기되지 못한다. 제1 가스 배기 구멍들(미도시)에 대해서는 도 3(a)와 도 3(b)를 참조하여 후술된다.First gas exhaust holes (not shown) are drilled in the vertical direction at the edges (regions adjacent to the outer region 191) of the first gas storage regions 111 to 114. Since the first gas exhaust holes (not shown) are drilled perpendicularly to the direction in which the source gas (or reactive gas) flows, the source gas (or reactive gas) is smoothly exhausted through the first gas exhaust holes 181. I can't. The first gas exhaust holes (not shown) will be described later with reference to FIGS. 3A and 3B.

제1 가스 저장 영역들(111~114)의 바닥 면은, 가스 분사 헤드(100)의 상면 방향으로 파여 있어서, 제2 가스 저장 영역들(131~134, 141~144)과 단차를 이룬다. 즉, 제1 가스 저장 영역들(111~114)의 바닥 면은 파여 있기 때문에, 제1 가스 저장 영역들(111~114)과 그 양 옆에 위치하는 제2가스 영역들(131~134, 141~144) 사이에는 단차가 생긴다. 그 결과, 제1 가스 저장 영역들(111~114)로 공급된 소스 가스(또는 반응 가스)는, 제1 가스 저장 영역(111~114) 내에서 흐름을 방해받고, 그에 따라 소스 가스(또는 반응 가스)는 제1 가스 저장 영역(111~114)을 천천히 빠져 나가고, 소스 가스(또는 반응 가스)의 배기 속도는 낮아진다. 그러므로, 소스 가스(또는 반응 가스)가 피증착 물질에 충분한 시간동안 노출될 수 있도록 한다.Bottom surfaces of the first gas storage regions 111 to 114 are dug in the upper surface direction of the gas injection head 100 to form a step with the second gas storage regions 131 to 134 and 141 to 144. That is, since the bottom surfaces of the first gas storage regions 111 to 114 are dug, the first gas storage regions 111 to 114 and the second gas regions 131 to 134 and 141 located next to the first gas storage regions 111 to 114. Step between 144). As a result, the source gas (or reactive gas) supplied to the first gas storage regions 111 to 114 is disturbed in the flow in the first gas storage regions 111 to 114, and thus the source gas (or reaction). Gas) slowly exits the first gas storage regions 111 to 114, and the exhaust speed of the source gas (or reaction gas) is lowered. Therefore, the source gas (or reactive gas) can be exposed to the material to be deposited for a sufficient time.

제2 가스 저장 영역 중에 일부분(141~144)의 바닥 면도 가스 분사 헤드(100)의 상면 방향으로 파여 있을 수 있다. 제2 가스 저장 영역들의 파여 있는 부분들(141~144)은 가스 경로의 역할을 할 수 있다. 또한, 제2 가스 저장 영역들의 파여 있지 않은 부분들(131~134)은 제1 가스 저장 영역(111~114)에서 배기되는 소스 가스(또는 반응 가스)의 에어 커튼 역할을 할 수 있다. 이하에서는 제2 가스 저장 영역들의 파여 있는 부분들(141~144)을 가스 경로 영역(141~144)이라고 칭하고, 제2 가스 저장 영역들의 파여 있지 않은 부분들(131~134)을 커튼 영역이라고 칭한다.A portion of the second gas storage region 141 to 144 may be dug toward the top surface of the bottom shaving gas injection head 100. The recessed portions 141-144 of the second gas storage regions may serve as gas paths. In addition, the undrained portions 131 ˜ 134 of the second gas storage regions may serve as an air curtain of the source gas (or reactive gas) exhausted from the first gas storage regions 111 ˜ 114. Hereinafter, the open portions 141 to 144 of the second gas storage regions are referred to as gas path regions 141 to 144, and the open portions 131 to 134 of the second gas storage regions are referred to as curtain regions. .

제2 가스 저장 영역(131~134, 141~144)으로 공급되는 퍼지 가스는 가스 경로 영역(141~144)을 통하여 쉽게 흐를 수 있고, 그에 따라 퍼지 가스는 제2 가스 저장 영역(131~134, 141~144)을 빨리 빠져나갈 수 있다.The purge gas supplied to the second gas storage regions 131 to 134 and 141 to 144 may easily flow through the gas path regions 141 to 144, and thus the purge gas may be supplied to the second gas storage regions 131 to 134. 141 ~ 144) can get out quickly.

제1 가스 저장 영역들(111~114)은 파여 있는 가스 경로 영역(141~144)에 인접하지 않고 파여 있지 않은 커튼 영역(131~134)에 인접할 수 있다. 그에 따라, 제 1 가스 저장 영역들(111~114)은 커튼 영역(131~134)보다 낮아지고, 단차가 생긴다. 또한, 가스 경로 영역(141~144)은 커튼 영역(131~134) 사이에 위치할 수 있다. 그에 따라, 가스 경로 영역(141~144)은 커튼 영역(131~134)보다 낮아지고, 단차가 생긴다. 그 결과, 가스 경로 영역(141~144)은 가스 경로의 형태를 가질 수 있다.The first gas storage regions 111 to 114 may not be adjacent to the gas path regions 141 to 144 that are dug and may be adjacent to the curtain regions 131 to 134 which are not dug. Accordingly, the first gas storage regions 111 to 114 are lower than the curtain regions 131 to 134, and a step is generated. In addition, the gas path regions 141 to 144 may be located between the curtain regions 131 to 134. As a result, the gas path regions 141 to 144 are lower than the curtain regions 131 to 134, and a step is generated. As a result, the gas path regions 141 to 144 may have the form of a gas path.

도 1과 도 2를 참조하면, 제1 가스 저장 영역(111~114)과 제2 가스 저장 영역(131~134, 141~144)은, 원판 형태의 가스 분사 헤드(100)의 중심부분을 포함하지 않는 부채꼴 형태를 가질 수 있다. 제1 가스 저장 영역(111~114)과 제2 가스 저장 영역(131~134, 141~144)은 원주 방향을 따라 교대로 배치될 수 있다. 각각의 제1 가스 저장 영역(111~114)은 제1서브 영역(111, 113)과 제2서브 영역(112, 114)을 포함할 수 있다. 제1서브 영역(111, 113)은 소스 가스(제1가스)를 임시 저장하고, 제2서브 영역(112, 114)은 반응 가스(제2가스)를 임시 저장한다. 제1서브 영역(예를 들어, 111), 제2 가스 저장 영역(131, 141), 제2서브 영역(112), 제2 가스 저장 영역(132, 142)의 순서로, 원주 방향을 따라 교대로 배치될 수 있다. 이처럼, 제1 가스 저장 영역(111~114)과 제2 가스 저장 영역(131~134, 141~144)이 원주 방향을 따라 교대로 배치되기 때문에, 피증착 물질에 가스들을 분사할 때, 퍼지 가스가 소스 가스(또는 반응 가스) 주위에서 에어 커튼 역할을 할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the first gas storage regions 111 to 114 and the second gas storage regions 131 to 134 and 141 to 144 include a central portion of the disc-shaped gas injection head 100. It may have a fan shape that does not. The first gas storage regions 111 to 114 and the second gas storage regions 131 to 134 and 141 to 144 may be alternately disposed along the circumferential direction. Each of the first gas storage regions 111 ˜ 114 may include first sub regions 111 and 113 and second sub regions 112 and 114. The first sub-areas 111 and 113 temporarily store the source gas (first gas), and the second sub-areas 112 and 114 temporarily store the reactive gas (second gas). Alternate along the circumferential direction in the order of the first subregion (eg, 111), the second gas storage regions 131, 141, the second subregion 112, and the second gas storage regions 132, 142. It can be arranged as. As such, since the first gas storage regions 111 to 114 and the second gas storage regions 131 to 134 and 141 to 144 are alternately disposed along the circumferential direction, when the gases are injected to the material to be deposited, the purge gas May act as an air curtain around the source gas (or reactant gas).

제2 가스 저장 영역의 파여 있는 부분(141~144)은, 제2 가스 저장 영역(131~134, 141~144)의 부채꼴 형태와 동일한 반지름을 가지고, 제2 가스 저장 영역(131~134, 141~144)의 부채꼴 형태의 중간에, 부채꼴 형태를 가지도록 파여 있을 수 있다. 가스 경로 영역(141~144)은 제2 가스 저장 영역(131~134, 141~144)의 중 간에 형성되기 때문에, 가스 경로의 형태를 가질 수 있다.The recessed portions 141 to 144 of the second gas storage region have the same radius as the sector shape of the second gas storage regions 131 to 134 and 141 to 144, and the second gas storage regions 131 to 134 and 141. In the middle of the fan shape of 144), it may be dug to have a fan shape. Since the gas path regions 141 to 144 are formed in the middle of the second gas storage regions 131 to 134 and 141 to 144, the gas path regions 141 to 144 may have a gas path shape.

가스 분사 헤드(100)는 수직 방향의 회전축을 중심으로 수평으로 회전할 수 있다. 가스 분사 헤드(100)가 회전하면서 가스들을 분사하기 때문에, 소스 가스, 반응 가스와 퍼지 가스는 서로 다른 피증착 물질에 각각 교대로 분사될 수 있다.The gas injection head 100 may rotate horizontally about a rotation axis in the vertical direction. Since the gas injection head 100 rotates to inject gases, the source gas, the reactive gas, and the purge gas may be alternately sprayed onto different deposition materials.

도 3은 도 2의 가스 분사 헤드(100)를 E-E' 방향으로 절개한 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the gas injection head 100 of FIG. 2 taken in the direction of E-E '.

도 2와 도 3(a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가스 분사 헤드(100)는 하나 이상의 제1가스 전달 관(151~154)을 더 구비할 수 있다. 제1가스 전달 관(151~154)은 제1 가스 저장 영역(111~114)으로 소스 가스 또는 반응 가스를 공급한다. 도 3(b)에는, 소스 가스(또는 반응 가스)가 제1가스 공급부(미도시)로부터 제1가스 전달 관(151, 153)을 거쳐서 제1 가스 저장 영역(111)까지 흐르는 모습이 도시된다. 2 and 3 (a), the gas injection head 100 according to the embodiment of the present invention may further include one or more first gas delivery pipe (151 ~ 154). The first gas delivery pipes 151 to 154 supply the source gas or the reaction gas to the first gas storage areas 111 to 114. In FIG. 3B, a source gas (or reactive gas) flows from the first gas supply unit (not shown) to the first gas storage region 111 via the first gas delivery pipes 151 and 153. .

한편, 제1 가스 저장 영역(110)의 바닥 면이 파여 있기 때문에, 제1 가스 저장 영역(110)은 외곽 영역(191)보다 낮다. 그에 따라, 제1 가스 저장 영역(110)의 가장자리는 외곽 영역(191)과 단차를 이룬다. 그러므로, 소스 가스(또는 반응 가스)는 제1 가스 저장 영역(111)을 통하여 수평 방향으로 흐르다가, 제1 가스 저장 영역(111)의 가장자리에서 흐름이 막힌다(도 3(b) 참조).On the other hand, since the bottom surface of the first gas storage region 110 is dug, the first gas storage region 110 is lower than the outer region 191. Accordingly, the edge of the first gas storage region 110 forms a step with the outer region 191. Therefore, the source gas (or reactive gas) flows in the horizontal direction through the first gas storage region 111, and then the flow is blocked at the edge of the first gas storage region 111 (see FIG. 3B).

흐름이 막힌 소스 가스(또는 반응 가스)는, 제1 가스 저장 영역(110)의 가장자리에 형성되며 수직 방향으로 뚫려 있는 제1 가스 배기 구멍들(181)을 통하여 배기된다(도 3(b) 참조). 제1 가스 배기 구멍들(181)은 소스 가스(또는 반응 가스)가 흐르는 방향에 수직으로 뚫려 있기 때문에, 소스 가스(또는 반응 가스)는 제1 가스 배기 구멍들(181)을 통하여 원활하게 배기되지 못한다.The blocked source gas (or reactive gas) is exhausted through the first gas exhaust holes 181 formed at the edge of the first gas storage region 110 and open in the vertical direction (see FIG. 3 (b)). ). Since the first gas exhaust holes 181 are drilled perpendicularly to the direction in which the source gas (or the reactive gas) flows, the source gas (or the reactive gas) may not be smoothly exhausted through the first gas exhaust holes 181. can not do it.

이처럼, 소스 가스(또는 반응 가스)의 흐름을 막는 단차와 소스 가스(또는 반응 가스)가 흐르는 방향에 수직으로 형성되는 제1 가스 배기 구멍들(181)에 기인하여, 소스 가스(또는 반응 가스)의 배기 속도는 늦어지고 퍼지 가스와의 배기 속도가 달라진다.As such, due to the step preventing the flow of the source gas (or reactive gas) and the first gas exhaust holes 181 formed perpendicular to the direction in which the source gas (or reactive gas) flows, the source gas (or reactive gas) The exhaust velocity of is slowed down and the exhaust velocity with the purge gas is different.

도 4는 도 2의 가스 분사 헤드(100)를 D-D' 방향으로 절개한 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the gas injection head 100 of FIG. 2 taken in the direction of D-D '.

도 2와 도 4(a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가스 분사 헤드(100)는 제2가스 전달 관들(161~164), 가스 전달 영역들(441, 443), 및 하나 이상의 제3가스 전달 관(461, 463)을 더 구비할 수 있다. 2 and 4 (a), the gas injection head 100 according to the embodiment of the present invention may include the second gas delivery tubes 161 to 164, the gas delivery regions 441 and 443, and one or more. Third gas delivery pipes 461 and 463 may be further provided.

가스 전달 영역들(441, 443)은 제2 가스 저장 영역(131, 133, 141, 143)의 상부에 위치한다. 제2가스 전달 관들(161, 163)은 가스 전달 영역(441, 443)에 수직으로 연결되고, 퍼지 가스를 전달한다. 제2가스 전달 관들(161, 163)이 가스 전달 영역(441, 443)에 수직으로 연결되는 부분은, 가스 전달 영역(441, 443)의 하부에 위치하는 가스 경로 영역(141. 143)에 대응된다. 가스 전달 영역들(441, 443)은 제2가스 전달 관들(161, 163)을 통하여 퍼지 가스를 전달받아 임시 저장한다. 제3가스 전달 관(461, 463)은 가스 전달 영역(441, 443)과 제2 가스 저장 영역(141, 143)을 수직 방향으로 연결하고, 가스 전달 영역들(441, 443)에 저장된 퍼지 가스를 가스 경로 영역(141, 143)으로 공급한다. 가스 경로 영역(141, 143)으로 공급된 퍼지 가스는 커튼 영역(131, 133)으로 전달되어 소스 가스(또는 반응 가스)의 에어 커튼 역할을 할 수 있다.Gas delivery regions 441 and 443 are located on top of the second gas storage regions 131, 133, 141 and 143. The second gas delivery tubes 161 and 163 are vertically connected to the gas delivery regions 441 and 443 and deliver the purge gas. The portion where the second gas delivery pipes 161 and 163 are vertically connected to the gas delivery areas 441 and 443 corresponds to the gas path area 141. 143 located under the gas delivery areas 441 and 443. do. The gas delivery regions 441 and 443 receive and temporarily store the purge gas through the second gas delivery tubes 161 and 163. The third gas delivery pipes 461 and 463 connect the gas delivery areas 441 and 443 and the second gas storage areas 141 and 143 in a vertical direction, and the purge gas stored in the gas delivery areas 441 and 443. Is supplied to the gas path regions 141 and 143. The purge gas supplied to the gas path regions 141 and 143 may be delivered to the curtain regions 131 and 133 to serve as an air curtain of the source gas (or the reactive gas).

도 4(b)에는, 퍼지 가스가 제2가스 전달 관(161, 163), 가스 전달 영역(441, 443), 제3가스 전달 관(461, 463)을 거쳐서 제2 가스 저장 영역(141, 143)까지 흐르는 모습이 도시된다. 도 4(b)를 참조하면, 제2 가스 저장 영역(141, 143)에 도달한 퍼지 가스는, 수평 방향으로 흐르다가 수평 방향으로 배기된다. 그러므로, 퍼지 가스는 원활하게 배기되고, 원활하게 배기되지 못하는 소스 가스(반응 가스)와의 배기 속도에서 차이가 난다.In FIG. 4B, the purge gas passes through the second gas delivery pipes 161 and 163, the gas delivery areas 441 and 443, and the third gas delivery pipes 461 and 463. 143 is shown flowing. Referring to FIG. 4B, the purge gas reaching the second gas storage regions 141 and 143 flows in the horizontal direction and is exhausted in the horizontal direction. Therefore, the purge gas is smoothly exhausted and differs in the exhaust velocity from the source gas (reactive gas) which is not smoothly vented.

제1 가스 저장 영역(111~114)과 제2 가스 저장 영역(131~134, 141~144)에 임시 저장된 소스 가스, 반응 가스 또는 퍼지 가스는, 배기구들(171~174)을 통하여 외부로 배기 될 수 있다.The source gas, the reactive gas or the purge gas temporarily stored in the first gas storage regions 111 to 114 and the second gas storage regions 131 to 134 and 141 to 144 are exhausted to the outside through the exhaust ports 171 to 174. Can be.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원자층 박막 증착 장치의 투영 평면도이다.5 is a plan view of an atomic layer thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원자층 박막 증착 장치는 반응 챔버(미도시), 서셉터(미도시), 가스 공급 수단(미도시), 및 가스 분사 헤드(100)를 구비한다. Referring to FIG. 5, an atomic layer thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention includes a reaction chamber (not shown), a susceptor (not shown), a gas supply means (not shown), and a gas injection head 100. do.

서셉터(미도시)는 반응 챔버(미도시)에 놓여지고, 서셉터(미도시) 상에는 피증착 물질들(591~596)이 놓여진다. 피증착 물질(591~596)의 예에는 웨이퍼 등이 있다. 도 5에는 피증착 물질들(591~596)의 개수가 6개인 것으로 도시되어 있으나, 피증착 물질들(591~596)의 개수는, 그에 한정되지 않고 하나 이상 일 수 있다.A susceptor (not shown) is placed in a reaction chamber (not shown), and deposition materials 591 to 596 are placed on the susceptor (not shown). Examples of the materials to be deposited 591 to 596 include wafers and the like. In FIG. 5, the number of deposition materials 591 to 596 is illustrated as six, but the number of deposition materials 591 to 596 may be one or more.

가스 공급 수단은 서셉터(미도시)의 상부에 배치되고, 가스 분사 헤드(100)로 제1가스, 제2가스 또는 제3가스를 공급한다. 가스 공급 수단은 제1가스 공급부와 제2가스 공급부를 구비할 수 있다. 제1가스 공급부는, 가스 분사 헤드(100)의 원판 형태의 중앙부분에 연결되고, 제1가스 또는 제2가스를 공급한다. 제2가스 공급부는 가스 분사 헤드(100)의 가스 경로 영역(141~144)의 상부에 연결되고, 제2가스 전달 관을 통하여 가스 전달 영역으로 제3가스를 공급한다.The gas supply means is disposed above the susceptor (not shown), and supplies the first gas, the second gas, or the third gas to the gas injection head 100. The gas supply means may include a first gas supply part and a second gas supply part. The first gas supply unit is connected to a central portion of a disk shape of the gas injection head 100 and supplies a first gas or a second gas. The second gas supply unit is connected to an upper portion of the gas path regions 141 to 144 of the gas injection head 100 and supplies a third gas to the gas delivery region through the second gas delivery tube.

가스 분사 헤드(100)는, 서셉터(미도시)와 피증착 물질들(591~596)의 상부에 배치되며, 피증착 물질들(591~596)로 소스 가스, 반응 가스 또는 퍼지 가스를 분사한다. 도 5의 원자층 박막 증착 장치에 구비되는 가스 분사 헤드(100)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 가스 분사 헤드(100) 일 수 있다. 그러므로, 도 5의 원자층 박막 증착 장치에 구비되는 가스 분사 헤드(100)에 관한 상세한 설명은 생략된다.The gas injection head 100 is disposed on the susceptor (not shown) and the deposition materials 591 to 596, and sprays the source gas, the reaction gas, or the purge gas to the deposition materials 591 to 596. do. The gas jet head 100 included in the atomic layer thin film deposition apparatus of FIG. 5 may be the gas jet head 100 illustrated in FIGS. 1 to 4. Therefore, detailed description of the gas injection head 100 included in the atomic layer thin film deposition apparatus of FIG. 5 is omitted.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 분사 헤드의 사시도이다.1 is a perspective view of a gas injection head according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스 분사 헤드의 투영 평면도이다.2 is a plan view of a gas injection head according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 가스 분사 헤드를 E-E' 방향으로 절개한 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the gas injection head of FIG. 2 taken in the direction of E-E '.

도 4는 도 2의 가스 분사 헤드를 D-D' 방향으로 절개한 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the gas injection head of FIG. 2 taken in the direction of D-D '.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원자층 박막 증착 장치의 투영 평면도이다.5 is a plan view of an atomic layer thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

Claims (17)

원자층 박막 증착 장치의 가스 분사 헤드에 있어서,In the gas jet head of the atomic layer thin film deposition apparatus, 상기 가스 분사 헤드는, 판 형태를 가지고,The gas injection head has a plate shape, 상기 판 형태의 하면에 형성되고 제1가스 또는 제2가스를 임시 저장하는, 하 나 이상의 제1 가스 저장 영역들; 및One or more first gas storage regions formed on the bottom surface of the plate and configured to temporarily store a first gas or a second gas; And 상기 판 형태의 하면에 상기 제1 가스 저장 영역과 별도로 형성되고 제3가스를 임시 저장하는, 하나 이상의 제2 가스 저장 영역들을 구비하고,One or more second gas storage regions formed on the bottom surface of the plate separately from the first gas storage region and temporarily storing a third gas, 상기 제1 가스 저장 영역들의 바닥 면은, Bottom surfaces of the first gas storage regions, 상기 가스 분사 헤드의 상면 방향으로 파여 있어서, 상기 제2 가스 저장 영역들과 단차를 이루고,It is dug in the upper surface direction of the gas injection head, and forms a step with the second gas storage region, 상기 제1 가스 저장 영역들 각각은,Each of the first gas storage regions, 상기 제1 가스 저장 영역들의 가장자리에 형성되며 수직 방향으로 뚫려 있는 제1 가스 배기 구멍들을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 분사 헤드.And first gas exhaust holes formed at edges of the first gas storage regions and bored in a vertical direction. 제1항에 있어서, 상기 각각의 제2 가스 저장 영역의 일부분은,The method of claim 1, wherein the portion of each second gas storage region is 상기 가스 분사 헤드의 상면 방향으로 파여 있는 것을 특징으로 하는 가스 분사 헤드.A gas injection head, characterized in that it is dug in the upper surface direction of the gas injection head. 제1항에 있어서, 상기 각각의 제2 가스 저장 영역은, The method of claim 1, wherein each of the second gas storage region, 중앙에 위치하고 상기 가스 분사 헤드의 상면 방향으로 파여 있는 가스 경로 영역; 및A gas path region located at the center and dug in an upper direction of the gas injection head; And 상기 가스 경로 영역의 양쪽 가장자리에 위치하는 커튼 영역들을 포함하고,Curtain regions located at both edges of the gas path region, 상기 가스 경로 영역은, 상기 커튼 영역들고 단차를 이루는 것을 특징으로 하는 가스 분사 헤드.And the gas path region is stepped with the curtain regions. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 가스 분사 헤드는, 원판 형태를 가지고,The gas injection head has a disc shape, 상기 제1 및 제2 가스 저장 영역들은, 상기 원판 형태의 중심부분을 포함하지 않는 부채꼴 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 가스 분사 헤드.And the first and second gas storage regions have a fan shape not including the central portion of the disc shape. 제4항에 있어서, 상기 제1 가스 저장 영역들과 상기 제2 가스 저장 영역들은, The method of claim 4, wherein the first gas storage regions and the second gas storage regions are: 원주 방향을 따라 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 분사 헤드.A gas injection head, characterized in that arranged alternately along the circumferential direction. 제5항에 있어서, 상기 제1 가스 저장 영역들은,The method of claim 5, wherein the first gas storage region, 상기 제1가스를 임시 저장하는 제1서브 영역들; 및First sub-regions for temporarily storing the first gas; And 상기 제2가스를 임시 저장하는 제2서브 영역들을 포함하고,Second sub-regions for temporarily storing the second gas, 상기 제1서브 영역, 상기 제2 가스 저장 영역, 상기 제2서브 영역, 상기 제2 가스 저장 영역의 순서로, 원주 방향을 따라 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 분사 헤드.And the first sub-area, the second gas storage area, the second sub-area, and the second gas storage area are alternately disposed along the circumferential direction. 제5항에 있어서, 상기 각각의 제2 가스 저장 영역은,The method of claim 5, wherein each of the second gas storage region, 상기 각각의 제2 가스 저장 영역의 부채꼴 형태와 동일한 반지름을 가지고 상기 각각의 제2 가스 저장 영역의 부채꼴 형태의 중간에 부채꼴 형태를 가지도록 파여 있는 것을 특징으로 하는 가스 분사 헤드.And a radiator having the same radius as the sector shape of each of the second gas storage regions and having a sector shape in the middle of the sector shape of the respective second gas storage regions. 제1항에 있어서, 상기 가스 분사 헤드는,The method of claim 1, wherein the gas injection head, 수직 방향의 회전축을 중심으로, 수평으로 회전하는 것을 특징으로 하는 가스 분사 헤드.A gas injection head, characterized by rotating horizontally around a vertical axis of rotation. 제1항에 있어서, 상기 가스 분사 헤드는,The method of claim 1, wherein the gas injection head, 상기 제1 가스 저장 영역으로 상기 제1가스 또는 상기 제2가스를 공급하는 하나 이상의 제1가스 전달 관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 분사 헤드.And at least one first gas delivery tube for supplying the first gas or the second gas to the first gas storage region. 제1항에 있어서, 상기 가스 분사 헤드는,The method of claim 1, wherein the gas injection head, 상기 제2 가스 저장 영역의 상부에 위치하는 가스 전달 영역;A gas delivery region located above the second gas storage region; 상기 가스 전달 영역에 수직으로 연결되고 상기 제3가스를 전달하는 제2가스 전달 관; 및A second gas delivery tube vertically connected to the gas delivery region and configured to deliver the third gas; And 상기 가스 전달 영역과 상기 제2 가스 저장 영역을 수직 방향으로 연결하는 하나 이상의 가스 전달 관을 더 구비하고,One or more gas delivery tubes connecting the gas delivery area and the second gas storage area in a vertical direction; 상기 제2가스 전달 관들이 상기 가스 전달 영역에 수직으로 연결되는 부분은, 상기 가스 전달 영역의 하부에 위치하는 상기 제2 가스 저장 영역의 파여 있는 부분에 대응되는 것을 특징으로 하는 가스 분사 헤드.And the portion of the second gas delivery pipes connected to the gas delivery area perpendicularly corresponds to the excavated portion of the second gas storage area located below the gas delivery area. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1가스는, 소스 가스이고,The first gas is a source gas, 상기 제2가스는, 반응 가스이고,The second gas is a reaction gas, 상기 제3가스는, 퍼지 가스인 것을 특징으로 하는 가스 분사 헤드.The third gas is a purge gas, characterized in that the gas injection head. 하나 이상의 피증착 물질이 안착되는 서셉터가 놓여지는 반응 챔버;A reaction chamber in which a susceptor on which at least one material to be deposited is placed is placed; 상기 서셉터의 상부에 배치되고, 제1가스, 제2가스 또는 제3가스를 공급하는 가스 공급 수단;Gas supply means disposed on the susceptor and supplying a first gas, a second gas, or a third gas; 상기 가스 공급 수단의 하부에 배치되며 판 형태를 가지고, 상기 제1가스, 제2가스 또는 제3가스를 임시 저장하고 분사하는 가스 분사 헤드를 구비하고,A gas injection head disposed under the gas supply means and having a plate shape and temporarily storing and injecting the first gas, the second gas, or the third gas, 상기 가스 분사 헤드는, 판 형태를 가지고,The gas injection head has a plate shape, 상기 판 형태의 하면에 형성되고 제1가스 또는 제2가스를 임시 저장하는, 하나 이상의 제1 가스 저장 영역들; 및One or more first gas storage regions formed on the bottom surface of the plate and configured to temporarily store a first gas or a second gas; And 상기 판 형태의 하면에 상기 제1 가스 저장 영역과 별도로 형성되고 제3가스를 임시 저장하는, 하나 이상의 제2 가스 저장 영역들을 구비하고,One or more second gas storage regions formed on the bottom surface of the plate separately from the first gas storage region and temporarily storing a third gas, 상기 제1 가스 저장 영역들의 바닥 면은, Bottom surfaces of the first gas storage regions, 상기 가스 분사 헤드의 상면 방향으로 파여 있어서, 상기 제2 가스 저장 영역과 단차를 이루고,It is dug in the upper surface direction of the gas injection head, and forms a step with the second gas storage region, 상기 제1 가스 저장 영역들 각각은,Each of the first gas storage regions, 상기 제1 가스 저장 영역들의 가장자리에 형성되며 수직 방향으로 뚫려 있는 제1 가스 배기 구멍들을 구비하는 것을 특징으로 하는 원자층 박막 증착 장치.And first gas exhaust holes formed at edges of the first gas storage regions and bored in a vertical direction. 제12항에 있어서, 상기 각각의 제2 가스 저장 영역의 일부분은,The method of claim 12, wherein a portion of each second gas storage region is 상기 가스 분사 헤드의 상면 방향으로 파여 있는 것을 특징으로 하는 원자층 박막 증착 장치.The atomic layer thin film deposition apparatus characterized by digging in the upper surface direction of the gas injection head. 제12항에 있어서, 상기 각각의 제2 가스 저장 영역은, The method of claim 12, wherein each of the second gas storage region, 중앙에 위치하고 상기 가스 분사 헤드의 상면 방향으로 파여 있는 가스 경로 영역; 및A gas path region located at the center and dug in an upper direction of the gas injection head; And 상기 가스 경로 영역의 양쪽 가장자리에 위치하는 커튼 영역들을 포함하고,Curtain regions located at both edges of the gas path region, 상기 가스 경로 영역은, 상기 커튼 영역들과 단차를 이루는 것을 특징으로 하는 원자층 박막 증착 장치.And the gas path region is stepped with the curtain regions. 제12항에 있어서, 상기 가스 공급 수단은,The method of claim 12, wherein the gas supply means, 상기 가스 분사 헤드의 중앙부분에 연결되고, 상기 제1가스 또는 상기 제2가스를 공급하는 제1가스 공급부; 및A first gas supply unit connected to a central portion of the gas injection head and configured to supply the first gas or the second gas; And 상기 각각의 제2 가스 저장 영역으로 상기 제3가스를 공급하는 제2가스 공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 원자층 박막 증착 장치.And a second gas supply unit supplying the third gas to each of the second gas storage regions. 제15항에 있어서, 상기 가스 분사 헤드는,The method of claim 15, wherein the gas injection head, 상기 제1가스 공급부와 상기 제1 가스 저장 영역을 연결하고, 상기 제1가스 공급부로부터 상기 제1가스 또는 상기 제2가스를 공급받는 하나 이상의 제1가스 전달 관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원자층 박막 증착 장치.And one or more first gas delivery pipes connecting the first gas supply part and the first gas storage area and receiving the first gas or the second gas from the first gas supply part. Layer thin film deposition apparatus. 제15항에 있어서, 상기 가스 분사 헤드는,The method of claim 15, wherein the gas injection head, 상기 제2 가스 저장 영역의 상부에 위치하는 가스 전달 영역;A gas delivery region located above the second gas storage region; 상기 가스 전달 영역에 수직으로 연결되고 상기 제2가스 공급부로부터 상기 가스 전달 영역으로 상기 제3가스를 전달하는 제2가스 전달 관; 및A second gas delivery tube vertically connected to the gas delivery area and transferring the third gas from the second gas supply part to the gas delivery area; And 상기 가스 전달 영역과 상기 제2 가스 저장 영역을 수직 방향으로 연결하는 하나 이상의 가스 전달 관을 더 구비하고,One or more gas delivery tubes connecting the gas delivery area and the second gas storage area in a vertical direction; 상기 제2가스 전달 관들이 상기 가스 전달 영역에 수직으로 연결되는 부분은, 상기 가스 전달 영역의 하부에 위치하는 상기 제2 가스 저장 영역의 파여 있는 부분에 대응되는 것을 특징으로 하는 원자층 박막 증착 장치.The portion of the second gas delivery pipes connected to the gas delivery area perpendicularly corresponds to the excavated portion of the second gas storage area located below the gas delivery area. .
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