KR20190051929A - Apparatus of processing substrate - Google Patents

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KR20190051929A
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김태형
조병하
황철주
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주성엔지니어링(주)
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Abstract

The present invention relates to a substrate processing apparatus, comprising: a chamber for providing a process space; a substrate support unit installed in the process chamber to support at least one substrate and configured to rotate in a predetermined direction; a chamber lid for covering an upper portion of the process chamber to face the substrate support unit; a gas injection unit installed on the chamber lid to locally face the substrate support unit and locally injecting a gas in the process space; and a purge gas injection module inserted and installed in a purge gas injection module installation unit formed on the chamber lid and having a slit or a plurality of purge gas injection holes, wherein the gas injection unit includes a first gas injection group for injecting at least one kind of a source gas and at least one kind of a reaction gas to form a first thin film layer, and a second gas injection group for injecting at least one kind of a source gas and at least one kind of a reaction gas to form a second thin film layer, and the purge gas injection module injects a purge gas into a space between the first and second gas injection groups so as to spatially separate the first and second gas injection groups.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS OF PROCESSING SUBSTRATE}[0001] APPARATUS OF PROCESSING SUBSTRATE [0002]

본 발명은 기판 상에 박막을 증착하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for depositing a thin film on a substrate.

일반적으로, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서는 기판 표면에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 하며, 이를 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막 증착 공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토 공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등의 반도체 제조 공정을 수행하게 된다.Generally, in order to manufacture a solar cell, a semiconductor device, a flat panel display, etc., a predetermined thin film layer, a thin film circuit pattern, or an optical pattern must be formed on the surface of the substrate. For this purpose, A semiconductor manufacturing process such as a thin film deposition process, a photolithography process for selectively exposing a thin film using a photosensitive material, and an etching process for forming a pattern by selectively removing a thin film of an exposed portion are performed.

이러한 반도체 제조 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판 처리 장치의 내부에서 진행되며, 최근에는 플라즈마를 이용하여 증착 또는 식각 공정을 수행하는 기판 처리 장치가 많이 사용되고 있다.Such a semiconductor manufacturing process is performed inside a substrate processing apparatus designed for an optimum environment for the process, and recently, a substrate processing apparatus for performing a deposition or etching process using plasma is widely used.

플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에는 플라즈마를 이용하여 박막을 형성하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치, 및 박막을 식각하여 패터닝하는 플라즈마 식각 장치 등이 있다.A plasma processing apparatus using a plasma includes a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) apparatus for forming a thin film using plasma, and a plasma etching apparatus for patterning a thin film by etching.

도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic view for explaining a general substrate processing apparatus.

도 1을 참조하면, 일반적인 기판 처리 장치는 챔버(10), 플라즈마 전극(20), 서셉터(30), 및 가스 분사 수단(40)을 구비한다.Referring to FIG. 1, a general substrate processing apparatus includes a chamber 10, a plasma electrode 20, a susceptor 30, and a gas injection means 40.

챔버(10)는 기판 처리 공정을 위한 공정 공간을 제공한다. 이때, 챔버(10)의 일측 바닥면은 공정 공간을 배기시키기 위한 배기구(12)에 연통된다.The chamber 10 provides a processing space for the substrate processing process. At this time, the bottom surface of one side of the chamber 10 communicates with the exhaust port 12 for exhausting the process space.

플라즈마 전극(20)은 공정 공간을 밀폐하도록 챔버(10)의 상부에 설치된다.Plasma electrode 20 is installed on top of chamber 10 to seal process space.

플라즈마 전극(20)의 일측은 정합 부재(22)를 통해 RF(Radio Frequency) 전원(24)에 전기적으로 접속된다. 이때, RF 전원(24)은 RF 전력을 생성하여 플라즈마 전극(20)에 공급한다.One side of the plasma electrode 20 is electrically connected to an RF (Radio Frequency) power source 24 through a matching member 22. At this time, the RF power supply 24 generates and supplies RF power to the plasma electrode 20.

또한, 플라즈마 전극(20)의 중앙 부분은 기판 처리 공정을 위한 소스 가스를 공급하는 가스 공급 관(26)에 연통된다.Further, the central portion of the plasma electrode 20 is connected to the gas supply pipe 26 for supplying the source gas for the substrate processing process.

정합 부재(22)는 플라즈마 전극(20)과 RF 전원(24) 간에 접속되어 RF 전원(24)으로부터 플라즈마 전극(20)에 공급되는 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다.The matching member 22 is connected between the plasma electrode 20 and the RF power supply 24 to match the load impedance and the source impedance of the RF power supplied from the RF power supply 24 to the plasma electrode 20. [

서셉터(30)는 챔버(10)의 내부에 설치되어 외부로부터 로딩되는 복수의 기판(W)을 지지한다. 이러한 서셉터(30)는 플라즈마 전극(20)에 대향되는 대향 전극으로써, 서셉터(30)를 승강시키는 승강축(32)을 통해 전기적으로 접지된다.The susceptor 30 is installed inside the chamber 10 to support a plurality of substrates W to be loaded from the outside. The susceptor 30 is an opposing electrode facing the plasma electrode 20 and is electrically grounded through an elevation shaft 32 for elevating and lowering the susceptor 30.

승강축(32)은 승강 장치(미도시)에 의해 상하 방향으로 승강된다. 이때, 승강축(32)은 승강축(32)과 챔버(10)의 바닥면을 밀봉하는 벨로우즈(34)에 의해 감싸여진다.The elevating shaft 32 is vertically elevated and lowered by an elevating device (not shown). At this time, the lifting shaft 32 is surrounded by the bellows 34 that seals the lifting shaft 32 and the bottom surface of the chamber 10.

가스 분사 수단(40)은 서셉터(30)에 대향되도록 플라즈마 전극(20)의 하부에 설치된다. 이때, 가스 분사 수단(40)과 플라즈마 전극(20) 사이에는 플라즈마 전극(20)을 관통하는 가스 공급 관(26)으로부터 공급되는 소스 가스가 확산되는 가스 확산 공간(42)이 형성된다. 이러한, 가스 분사 수단(40)은 가스 확산 공간(42)에 연통된 복수의 가스 분사 홀(44)을 통해 소스 가스를 공정 공간의 전 부분에 균일하게 분사한다.The gas injection means 40 is installed below the plasma electrode 20 so as to face the susceptor 30. A gas diffusion space 42 through which the source gas supplied from the gas supply pipe 26 passing through the plasma electrode 20 is diffused is formed between the gas injection means 40 and the plasma electrode 20. The gas injection means 40 uniformly injects the source gas to all the parts of the processing space through the plurality of gas injection holes 44 communicated with the gas diffusion space 42.

이와 같은, 일반적인 기판 처리 장치는 기판(W)을 서셉터(30)에 로딩시킨 다음, 챔버(10)의 공정 공간에 소정의 소스 가스를 분사하면서 플라즈마 전극(20)에 RF 전력을 공급하여 플라즈마를 형성함으로써 기판(W) 상에 소정의 박막을 형성하게 된다.Such a general substrate processing apparatus loads the substrate W onto the susceptor 30 and then supplies RF power to the plasma electrode 20 while spraying a predetermined source gas into the process space of the chamber 10, So that a predetermined thin film is formed on the substrate W.

그러나, 일반적인 기판 처리 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional substrate processing apparatus has the following problems.

첫째, 서셉터와 가스 분사 수단 사이에 형성되는 플라즈마를 이용하여 기판 상에 박막을 형성하기 때문에 하나의 공정 공간 내에서 상이한 재질로 이루어진 복수의 박막층을 형성할 수 없다.First, since a thin film is formed on a substrate using a plasma formed between the susceptor and the gas injection means, a plurality of thin film layers made of different materials can not be formed in one process space.

둘째, 서셉터의 상부 전영역에 형성되는 플라즈마 밀도의 불균일로 인하여 기판(W)에 증착되는 박막 물질의 균일도가 불균일하고, 박막 물질의 막질 제어에 어려움이 있다.Second, uniformity of the thin film material deposited on the substrate W is uneven due to unevenness of the plasma density formed in the entire upper region of the susceptor, and it is difficult to control the film quality of the thin film material.

셋째, 기판이 아닌 공정 챔버 내에 증착되는 소스 물질의 누적 두께가 빠르게 증가함으로써 공정 챔버의 세정 주기가 짧아지게 된다.Third, the cumulative thickness of the source material deposited in the process chamber rather than the substrate rapidly increases, shortening the cleaning cycle of the process chamber.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하나의 공정 공간 내에서 기판 상에 상이한 재질로 이루어진 제 1 및 제 2 박막층을 연속적으로 또는 반복적으로 형성할 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of continuously or repeatedly forming first and second thin film layers made of different materials on a substrate in one processing space The technical problem is to provide.

또한, 본 발명은 기판에 증착되는 박막의 증착 균일도를 증가시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of increasing the uniformity of deposition of a thin film deposited on a substrate and facilitating film quality control of the thin film.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 공간을 제공하는 챔버; 적어도 하나의 기판을 지지하도록 상기 공정 챔버 내에 설치되며, 소정 방향으로 회전하도록 구성된 기판 지지부; 상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 상기 기판 지지부에 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 공정 공간 내에서 가스를 국부적으로 분사하는 가스 분사부; 및 상기 챔버 리드에 형성된 퍼지 가스 분사 모듈 설치부에 삽입 설치되어 슬릿 또는 복수의 퍼지 가스 분사홀을 가지는 퍼지 가스 분사 모듈을 포함할 수 있다. 상기 가스 분사부는 제 1 박막층을 형성하기 위한 적어도 한 종류의 소스 가스와 적어도 한 종류의 반응 가스를 분사하는 제 1 가스 분사 그룹, 및 제 2 박막층을 형성하기 위한 적어도 한 종류의 소스 가스와 적어도 한 종류의 반응 가스를 분사하는 제 2 가스 분사 그룹을 포함할 수 있다. 상기 퍼지 가스 분사 모듈은 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹을 공간적으로 분리하도록 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹 사이의 공간에 퍼지 가스를 분사할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus including: a chamber for providing a processing space; A substrate support disposed within the process chamber to support at least one substrate and configured to rotate in a predetermined direction; A chamber lid that covers the top of the process chamber to face the substrate support; A gas injector installed in the chamber lid to locally face the substrate support and locally injecting gas in the process space; And a purge gas injection module inserted in the purge gas injection module installation part formed in the chamber lid and having slits or a plurality of purge gas injection holes. Wherein the gas injection portion includes a first gas injection group for injecting at least one kind of source gas and at least one kind of reaction gas for forming the first thin film layer and at least one kind of source gas for forming the second thin film layer, And a second gas injection group for injecting a kind of reaction gas. The purge gas injection module may inject purge gas into the space between the first and second gas injection groups to spatially separate the first and second gas injection groups.

상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은 다음과 같은 효과가 있다.According to the solution of the above problems, the substrate processing apparatus and the substrate processing method according to the present invention have the following effects.

첫째, 공정 챔버의 공정 공간 내에서 가스를 국부적으로 분사함으로써 하나의 공정 공간 내에서 기판 상에 상이한 재질로 이루어진 제 1 및 제 2 박막층 각각을 연속적으로 또는 교대로 형성할 수 있다.First, each of the first and second thin film layers made of different materials on a substrate in one process space can be formed successively or alternately by locally injecting gas in the process space of the process chamber.

둘째, 가스 분사 모듈을 통해 소스 가스를 국부적으로 분사함으로써 소스 가스의 사용 효율성과 박막의 증착 균일도를 증가시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있으며, 공정 챔버 내에 증착되는 누적 두께를 최소화하여 파티클을 개선할 수 있다.Second, locally injecting the source gas through the gas injection module increases the use efficiency of the source gas and the deposition uniformity of the thin film, facilitates film quality control of the thin film, minimizes the accumulated thickness deposited in the process chamber, Can be improved.

도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 가스 분사 모듈의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 지지부 위에 배치된 복수의 가스 분사 모듈을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의해 기판 상에 증착되는 박막층을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 챔버 리드에 추가로 설치되는 일 실시 예의 퍼지 가스 분사 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 챔버 리드에 추가로 설치되는 다른 실시 예의 퍼지 가스 분사 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사부의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹 사이에 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 가스 분사 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사부의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹 사이에 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 가스 분사 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 변형 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 다른 변형 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 또 다른 변형 실시 예를 나타내는 단면도이다.1 is a schematic view for explaining a general substrate processing apparatus.
2 is a perspective view schematically showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a cross section of the gas injection module shown in Fig.
Figure 4 is a conceptual illustration of a plurality of gas injection modules disposed on a substrate support according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a thin film layer deposited on a substrate by a substrate processing apparatus and a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view for explaining a purge gas injection module according to an embodiment installed in addition to the chamber lid shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 7 is a view for explaining a purge gas injection module according to another embodiment installed in addition to the chamber lid shown in FIG. 2. FIG.
8 is a view for explaining another embodiment of the gas injection unit in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a purge gas injection module for injecting a purge gas between the first and second gas injection groups shown in FIG.
10 is a view for explaining another embodiment of the gas injection unit in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a view for explaining a purge gas injection module for injecting purge gas between the first and second gas injection groups shown in FIG. 10; FIG.
12 is a cross-sectional view showing a modified embodiment of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional view showing another modified embodiment of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
14 is a cross-sectional view showing still another modified embodiment of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 가스 분사 모듈의 단면을 나타내는 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 지지부 위에 배치된 복수의 가스 분사 모듈을 개념적으로 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a perspective view schematically showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section of the gas injection module shown in FIG. 2, Fig. 2 is a view conceptually showing a plurality of gas injection modules disposed on the gas injection module.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 공간을 제공하는 공정 챔버(110), 공정 챔버(110)의 바닥면에 설치되어 적어도 하나의 기판(W)을 지지하는 기판 지지부(120), 공정 챔버(110)의 상부를 덮는 챔버 리드(Chamber Lid; 130), 챔버 리드(130)에 국부적으로 대향되도록 챔버 리드(130)에 설치되어 공정 공간 내에서 제 1 및 제 2 박막 증착 공정을 수행하기 위한 가스 분사부(140)를 포함하여 구성된다.2 to 4, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a process chamber 110 for providing a process space, at least one substrate W installed on the bottom surface of the process chamber 110, A chamber lid 130 covering the upper part of the process chamber 110 and a chamber lid 130 installed in the chamber lid 130 so as to be locally opposed to the chamber lid 130, And a gas spraying unit 140 for performing a second thin film deposition process.

공정 챔버(110)는 기판 처리 공정, 예를 들어 박막 증착 공정을 위한 공정 공간을 제공한다. 상기의 공정 챔버(110)의 바닥면 및/또는 측면은 공정 공간의 가스 등을 배기시키기 위한 배기구(미도시)에 연통될 수 있다.The process chamber 110 provides a process space for a substrate processing process, e.g., a thin film deposition process. The bottom surface and / or side surface of the process chamber 110 may communicate with an exhaust port (not shown) for exhausting gas or the like in the process space.

기판 지지부(120)는 공정 챔버(110)의 내부 바닥면에 회전 가능하게 설치된다. 이러한 기판 지지부(120)는 공정 챔버(110)의 중앙 바닥면을 관통하는 회전축(미도시)에 의해 지지되며, 전기적으로 플로팅(Floating) 또는 접지된다. 이때, 공정 챔버(110)의 하면 외부로 노출되는 상기 회전축은 공정 챔버(110)의 하면에 설치되는 벨로우즈(미도시)에 의해 밀폐된다.The substrate support 120 is rotatably mounted on the inner bottom surface of the process chamber 110. The substrate support 120 is supported by a rotation shaft (not shown) passing through the center bottom surface of the process chamber 110, and is electrically floating or grounded. At this time, the rotating shaft exposed to the outside of the lower surface of the process chamber 110 is sealed by a bellows (not shown) installed on the lower surface of the process chamber 110.

상기 기판 지지부(120)는 외부의 기판 로딩 장치(미도시)로부터 로딩되는 적어도 하나의 기판(W)을 지지한다. 이때, 기판 지지부(120)는 원판 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 기판(W)은 반도체 기판 또는 웨이퍼가 될 수 있다. 이 경우, 기판 처리 공정의 생산성 향상을 위해 기판 지지부(120)에는 복수의 기판(W)이 원 형태를 가지도록 일정한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.The substrate support 120 supports at least one substrate W loaded from an external substrate loading apparatus (not shown). At this time, the substrate support 120 may have a disk shape. The substrate W may be a semiconductor substrate or a wafer. In this case, in order to improve the productivity of the substrate processing process, it is preferable that a plurality of the substrates W are arranged at regular intervals on the substrate supporter 120 so as to have a circular shape.

상기 기판 지지부(120)는 회전축의 회전에 따라 소정 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전됨으로써 정해진 순서에 따라 기판(W)이 이동되어 가스 분사부(140)로부터 국부적으로 분사되는 활성화된 소스 가스에 순차적으로 노출되도록 한다. 이에 따라, 기판(W)은 기판 지지부(120)의 회전 및 회전 속도에 따라 활성화된 소스 가스에 순차적으로 노출되고, 이로 인해 기판(W)의 상면에는 ALD(Atomic Layer Deposition) 공정 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 공정에 의한 단층 또는 복층의 박막이 증착된다.The substrate support 120 is rotated in a predetermined direction (for example, a clockwise direction) in accordance with the rotation of the rotary shaft so that the substrate W is moved according to a predetermined order, and the substrate W is locally ejected from the gas spraying unit 140, Gas is sequentially exposed. Accordingly, the substrate W is sequentially exposed to the activated source gas in accordance with the rotation and rotation speed of the substrate supporter 120, so that an ALD (Atomic Layer Deposition) process or CVD (Chemical Vapor Deposition (Vapor Deposition) process.

챔버 리드(130)는 공정 챔버(110)의 상부를 덮도록 공정 챔버(110)의 상부에 설치된다. 이러한 챔버 리드(130)는 가스 분사부(140)를 지지하는 것으로, 가스 분사부(140)가 일정한 간격, 예를 들어 방사 형태를 가지도록 삽입 설치되는 복수의 모듈 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)를 포함하여 이루어진다. 이때, 복수의 모듈 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)는 챔버 리드(115)의 중심점을 기준으로 대각선 방향으로 대칭되도록 90도 단위로 이격될 수 있다.The chamber lid 130 is installed on top of the process chamber 110 to cover the top of the process chamber 110. The chamber lid 130 supports the gas injection part 140 and includes a plurality of module installation parts 130a, 130b, and 130c that are inserted and installed such that the gas injection part 140 has a predetermined interval, , 130d. At this time, the plurality of module mounting portions 130a, 130b, 130c, and 130d may be spaced apart from each other by 90 degrees in a diagonal direction with respect to the center point of the chamber lid 115.

공정 챔버(110) 및 챔버 리드(130)는 도시된 것처럼 원형 구조로 형성될 수도 있지만, 6각형과 같은 다각형 구조 또는 타원형 구조로 형성될 수도 있다. 이때, 6각형과 같은 다각형 구조일 경우 공정 챔버(110)는 복수로 분할 결합되는 구조를 가질 수 있다.The process chamber 110 and the chamber lid 130 may be formed into a circular structure as shown in the figure, but may be formed in a polygonal structure such as a hexagonal shape or an elliptical structure. In this case, in the case of a polygonal structure such as a hexagonal shape, the process chamber 110 may have a structure in which a plurality of process chambers 110 are dividedly coupled.

도 2에서는 챔버 리드(130)에 4개의 모듈 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)가 형성되는 것으로 도시되었지만, 이에 한정되지 않고, 챔버 리드(130)는 중심점을 기준으로 서로 대칭되는 2N(단, N은 자연수)개의 모듈 설치부를 구비할 수 있다. 이때, 복수의 모듈 설치부 각각은 챔버 리드(130)의 중심점을 기준으로 대각선 방향으로 상호 대칭되도록 구비된다. 이하, 챔버 리드(130)는 제 1 내지 제 4 모듈 설치부(130a, 130b, 130c, 130d)를 구비하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.Although the chamber lid 130 is shown with four module mounting portions 130a, 130b, 130c and 130d formed therein, the chamber lid 130 is not limited to the 2N (symmetrical) (Where N is a natural number) modules. At this time, each of the plurality of module installation portions is provided to be symmetrical with respect to the center point of the chamber lid 130 in the diagonal direction. Hereinafter, it will be assumed that the chamber lid 130 includes the first through fourth module mounting portions 130a, 130b, 130c, and 130d.

가스 분사부(140)는 상기 기판 지지부(120)에 국부적으로 대향되도록 챔버 리드(130)에 삽입 설치되어 기판 지지부(120)의 중심점을 기준으로 방사 형태로 배치된 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)을 포함하여 구성된다.The gas injecting unit 140 is installed in the chamber lid 130 so as to be locally opposed to the substrate supporting unit 120 and includes a first and a second gas injection groups 130 disposed radially with respect to a center point of the substrate supporting unit 120, (GSG1, GSG2).

제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 각각은 제 1 및 제 2 박막 증착 공정 각각에 따라 기판(W) 상에 제 1 및 제 2 박막층을 연속하여 증착하기 위한 가스를 기판 지지부(120) 상에 각기 다른 가스 분사 영역에 분사한다.Each of the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 may supply gas for continuously depositing the first and second thin film layers on the substrate W according to the first and second thin film deposition processes, ) On different gas injection regions.

제 1 가스 분사 그룹(GSG1)은 인접하게 배치된 제 1 및 제 2 가스 분사 모듈(140a, 140b)을 포함하여 구성되고, 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)은 인접하게 배치된 제 3 및 제 4 가스 분사 모듈(140c, 140d)을 포함하여 구성된다.The first gas injection group GSG1 comprises first and second gas injection modules 140a and 140b disposed adjacent to each other, and the second gas injection group GSG2 comprises third and fourth And gas injection modules 140c and 140d.

상기 제 1 및 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각은 하우징(141), 플라즈마 전극(143a), 절연 부재(145a)를 포함하여 구성된다.Each of the first and fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c and 140d includes a housing 141, a plasma electrode 143a and an insulating member 145a.

하우징(141)은 챔버 리드(130)의 상면에 안착되는 접지 플레이트(141a), 및 접지 플레이트(141a)의 하면으로부터 소정 높이를 가지도록 기판 지지부(120) 쪽으로 돌출되어 공간적으로 분리된 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2)을 형성하는 복수의 접지 전극(141b)을 포함하도록 형성된다.The housing 141 includes a ground plate 141a that is seated on the upper surface of the chamber lid 130 and first and second spatially separated protrusions protruding from the lower surface of the ground plate 141a toward the substrate supporter 120, And a plurality of ground electrodes 141b forming the second gas injection spaces S1 and S2.

접지 플레이트(141a)는 챔버 리드(130)의 상면에 안착되어 볼트 또는 스크류와 같은 복수의 체결 부재(미도시)에 의해 챔버 리드(130)의 상면에 결합됨으로써 챔버 리드(130)를 통해 전기적으로 접지된다.The ground plate 141a is seated on the upper surface of the chamber lid 130 and is coupled to the upper surface of the chamber lid 130 by a plurality of fastening members (not shown) such as bolts or screws, And grounded.

복수의 접지 전극(141b)은 접지 플레이트(141a)의 하면 가장자리 부분으로부터 돌출되는 4개의 접지 측벽(141b1), 및 4개의 접지 측벽(141b1)에 의해 마련되는 공간을 분리하여 공간적으로 분리된 제 1 및 제 2 플라즈마 형성 공간(S1, S2)을 마련하는 접지 격벽(141b2)을 포함하여 구성된다. 이러한 접지 측벽(141b1)의 일측 장변과 접지 격벽(141b2) 각각은 플라즈마 전극(143a)과 나란하게 마주보는 접지 전극의 역할을 한다.The plurality of ground electrodes 141b are formed by four ground side walls 141b1 protruding from the bottom edge portion of the ground plate 141a and a plurality of first ground side walls 141b1 separated from the space provided by the four ground side walls 141b1, And a ground barrier rib 141b2 for providing the second plasma forming spaces S1 and S2. One long side of the ground sidewall 141b1 and the ground barrier rib 141b2 each serve as a ground electrode facing the plasma electrode 143a.

상기 제 1 가스 분사 공간(S1)은 접지 측벽(141b1)의 일측 장변과 접지 격벽(141b2) 사이에 마련되는 것으로, 기판(W)의 길이보다 큰 길이를 가지도록 다각형 형태로 형성된다. 이러한 제 1 가스 분사 공간(S1)은 하우징(141)의 상면, 즉 접지 플레이트(141a)에 형성된 복수의 제 1 가스 공급 홀(142a)에 연통되고, 상기 복수의 제 1 가스 공급 홀(142a)에 연결된 제 1 가스 공급 관(미도시)을 통해 제 1 가스 공급부(미도시)로부터 반응 가스(RG)가 공급된다.The first gas injection space S1 is provided between one long side of the ground side wall 141b1 and the ground barrier rib 141b2 and is formed in a polygonal shape so as to have a length larger than the length of the substrate W. The first gas injection space S1 communicates with the plurality of first gas supply holes 142a formed in the upper surface of the housing 141, that is, the ground plate 141a, and the plurality of first gas supply holes 142a, The reaction gas RG is supplied from the first gas supply unit (not shown) through a first gas supply pipe (not shown) connected to the first gas supply pipe (not shown).

상기 반응 가스(RG)는 기판(W) 상에 형성된 박막층의 재질을 포함하여 이루어진다. 예를 들어, 반응 가스(RG)는 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(N2O), 암모니아(NH3), 물(H2O), 또는 오존(O3) 등이 될 수 있다. 이때, 상기 반응 가스(RG)에는 질소(N2), 아르곤(Ar), 제논(Ze), 또는 헬륨(He) 등으로 이루어진 퍼지 가스(Purge Gas)가 혼합될 수 있다.The reaction gas RG includes a material of a thin film layer formed on a substrate W. [ For example, the reaction gas RG can be hydrogen (H2), nitrogen (N2), oxygen (O2), nitrogen dioxide (N2O), ammonia (NH3), water (H2O), ozone . At this time, purge gas composed of nitrogen (N 2), argon (Ar), xenon (Ze), or helium (He) may be mixed with the reaction gas (RG).

상기 제 2 가스 분사 공간(S2)은 접지 측벽(141b1)의 타측 장변과 접지 격벽(141b2) 사이에 마련되는 것으로, 접지 격벽(141b2)에 의해 상기 제 1 가스 분사 공간(S1)과 공간적으로 분리되도록 나란하게 형성된다. 이러한 제 2 가스 분사 공간(S2)은 하우징(141)의 상면, 즉 접지 플레이트(141a)에 형성된 복수의 제 2 가스 공급 홀(142b)에 연통되고, 상기 복수의 제 2 가스 공급 홀(142b)에 연결된 제 2 가스 공급 관(미도시)을 통해 제 2 가스 공급부(미도시)로부터 소스 가스(SG)가 공급된다. 이에 따라, 제 2 가스 분사 공간(S2)에 공급되는 소스 가스(SG)는 기판(W) 상에 국부적으로 분사된다.The second gas injection space S2 is provided between the other long side of the ground side wall 141b1 and the ground barrier rib 141b2 and is separated spatially from the first gas injection space S1 by the ground barrier rib 141b2. Respectively. The second gas injection space S2 communicates with the plurality of second gas supply holes 142b formed on the upper surface of the housing 141, that is, the ground plate 141a, and the plurality of second gas supply holes 142b, The source gas SG is supplied from a second gas supply unit (not shown) through a second gas supply pipe (not shown) connected to the second gas supply pipe (not shown). As a result, the source gas SG supplied to the second gas injection space S2 is locally sprayed on the substrate W. [

상기 소스 가스(SG)는 기판(W) 상에 증착될 박막층의 재질을 포함하여 이루어진다. 상기 소스 가스(SG)는 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 또는 알루미늄(Al) 등을 함유하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘(Si) 물질을 함유하는 소스 가스는 실란(Silane; SiH4), 디실란(Disilane; Si2H6), 트리실란(Trisilane; Si3H8), TEOS(Tetraethylorthosilicate), DCS(Dichlorosilane), HCD(Hexachlorosilane), TriDMAS(Tri-dimethylaminosilane) 및 TSA(Trisilylamine) 등이 될 수 있다.The source gas SG comprises a material of a thin film layer to be deposited on the substrate W. [ The source gas SG may include silicon (Si), a titanium group element (Ti, Zr, Hf, etc.), aluminum (Al) For example, a source gas containing a silicon (Si) material may be a silicon source such as silane (SiH4), disilane (Si2H6), trisilane (Si3H8), tetraethylorthosilicate (TEOS), dichlorosilane (DCS) Hexachlorosilane, Tri-dimethylaminosilane (TriDMAS), and Trisilylamine (TSA).

상기 소스 가스(SG)에는 질소(N2), 아르곤(Ar), 제논(Ze), 또는 헬륨(He) 등으로 이루어진 퍼지 가스(Purge Gas)가 혼합될 수 있다.The source gas SG may be mixed with a purge gas composed of nitrogen (N 2), argon (Ar), xenon (Ze), or helium (He).

전술한 상기 제 1 및 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각에 마련되는 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2)의 위치는 기판 지지부(120)의 회전에 따라 이동되는 기판(W)이 소스 가스에 먼저 노출된 후 활성화된 반응 가스에 노출되도록 배치되는 것이 바람직하다.The positions of the first and second gas injection spaces S1 and S2 provided in the first and fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c and 140d are shifted according to the rotation of the substrate support 120, The substrate W is exposed to the source gas and then exposed to the activated reaction gas.

한편, 도 3에서는 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2)이 슬릿 형태로 개구되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2) 각각의 하면은 복수의 가스 분사 홀(미도시)을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2) 각각의 하면에는 복수의 가스 분사 홀을 가지는 샤워 헤드가 설치될 수 있다. 이와 같이, 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2) 각각의 하면에 복수의 가스 분사 홀 또는 샤워 헤드를 설치할 경우, 제 1 가스 분사 공간(S1)으로부터 분사되는 가스가 제 2 가스 분사 공간(S2)으로 침투하거나, 제 2 가스 분사 공간(S2)으로부터 분사되는 가스가 제 1 가스 분사 공간(S1)으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.Although the first and second gas injection spaces S1 and S2 are opened in the form of slits in FIG. 3, the first and second gas injection spaces S1 and S2 are not limited thereto. The lower surface may be configured to include a plurality of gas injection holes (not shown). For example, a showerhead having a plurality of gas injection holes may be provided on the lower surface of each of the first and second gas injection spaces S1 and S2. Thus, when a plurality of gas injection holes or showerheads are provided on the lower surfaces of the first and second gas injection spaces S1 and S2, the gas injected from the first gas injection space S1 flows into the second gas injection space It is possible to prevent the gas injected from the second gas injection space S2 from infiltrating into the first gas injection space S1.

플라즈마 전극(143a)은 상기 하우징(141)과 전기적으로 절연되도록 상기 제 1 가스 분사 공간(S1)에 삽입되어 접지 격벽(141b2)과 나란하게 배치된다. 이때, 상기 플라즈마 전극(143a)과 접지 격벽(141b2) 간의 간격 또는 상기 플라즈마 전극(143a)과 접지 측벽(141b1) 간의 간격은 상기 플라즈마 전극(143a)과 기판(W) 간의 간격보다 좁게 형성된다. 이 경우, 기판(W)과 플라즈마 전극(143a) 사이에 전기장이 형성되지 않기 때문에 상기 전기장에 의해 형성되는 플라즈마에 의한 기판(W)의 손상을 방지할 수 있다.The plasma electrode 143a is inserted into the first gas injection space S1 so as to be electrically insulated from the housing 141 and disposed in parallel with the ground barrier rib 141b2. The gap between the plasma electrode 143a and the ground barrier rib 141b2 or the gap between the plasma electrode 143a and the ground side wall 141b1 is narrower than the gap between the plasma electrode 143a and the substrate W. [ In this case, since an electric field is not formed between the substrate W and the plasma electrode 143a, it is possible to prevent the substrate W from being damaged by the plasma formed by the electric field.

상기 플라즈마 전극(143a)은 플라즈마 전원 공급부(147a)에 전기적으로 연결되어 플라즈마 전원 공급부(147a)로부터 플라즈마 전원이 공급된다. 이때, 상기 플라즈마 전극(143a)과 상기 플라즈마 전원 공급부(147a)를 전기적으로 연결하는 제 1 급전 부재(미도시)에는 임피던스 매칭 회로(미도시)가 접속될 수 있다. 상기 임피던스 매칭 회로는 플라즈마 전원 공급부(147a)로부터 플라즈마 전극(143a)에 공급되는 플라즈마 전원의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다. 이러한 임피던스 매칭 회로는 가변 커패시터 및 가변 인덕터 중 적어도 하나로 구성되는 적어도 2개의 임피던스 소자(미도시)로 이루어질 수 있다.The plasma electrode 143a is electrically connected to the plasma power supply 147a, and plasma power is supplied from the plasma power supply 147a. At this time, an impedance matching circuit (not shown) may be connected to the first power supply member (not shown) that electrically connects the plasma electrode 143a and the plasma power supply 147a. The impedance matching circuit matches the load impedance and the source impedance of the plasma power supplied from the plasma power supply 147a to the plasma electrode 143a. The impedance matching circuit may be composed of at least two impedance elements (not shown) constituted by at least one of a variable capacitor and a variable inductor.

상기 플라즈마 전원은 고주파 전력 또는 RF(Radio Frequency) 전력, 예를 들어, LF(Low Frequency) 전력, MF(Middle Frequency), HF(High Frequency) 전력, 또는 VHF(Very High Frequency) 전력이 될 수 있다. 이때, LF 전력은 3㎑ ~ 300㎑ 범위의 주파수를 가지고, MF 전력은 300㎑ ~ 3㎒ 범위의 주파수를 가지고, HF 전력은 3㎒ ~ 30㎒ 범위의 주파수를 가지며, VHF 전력은 30㎒ ~ 300㎒ 범위의 주파수를 가질 수 있다.The plasma power source may be high frequency power or radio frequency (RF) power, for example, LF (Low Frequency) power, MF (Middle Frequency), HF (High Frequency) power, or VHF . At this time, the LF power has a frequency in the range of 3 kHz to 300 kHz, the MF power has a frequency in the range of 300 kHz to 3 MHz, the HF power has a frequency in the range of 3 MHz to 30 MHz, And may have a frequency in the range of 300 MHz.

상기 플라즈마 전극(143a)은 플라즈마 전원에 따라 제 1 가스 분사 공간(S1)에 공급되는 반응 가스(RG)로부터 플라즈마를 형성한다. 이때, 상기 플라즈마는 플라즈마 전원에 따라 플라즈마 전극(143a)과 접지 전극(141b) 간에 걸리는 전기장에 의해 플라즈마 전극(143a)과 접지 전극(141b)이 마주보는 대향 공간에 형성된다. 이에 따라, 제 1 가스 분사 공간(S1)에 공급되는 반응 가스(RG)는 상기 플라즈마에 의해 활성화되어 기판(W) 상에 국부적으로 분사된다.The plasma electrode 143a forms a plasma from a reactive gas RG supplied to the first gas injection space S1 according to a plasma power source. At this time, the plasma is formed in the confronting space in which the plasma electrode 143a and the ground electrode 141b face each other by an electric field applied between the plasma electrode 143a and the ground electrode 141b according to a plasma power source. Accordingly, the reactive gas RG supplied to the first gas injection space S1 is activated by the plasma and is locally sprayed onto the substrate W.

절연 부재(145a)는 하우징(141)에 형성된 제 1 절연 부재 삽입 홀에 삽입되어 플라즈마 전극(143a)과 하우징(141)을 전기적으로 절연시킨다. 이러한 절연 부재(145a)에는 상기 플라즈마 전극(143a)이 삽입되는 전극 삽입 홀이 형성된다.The insulating member 145a is inserted into the first insulating member insertion hole formed in the housing 141 to electrically isolate the plasma electrode 143a and the housing 141 from each other. An electrode insertion hole through which the plasma electrode 143a is inserted is formed in the insulating member 145a.

제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 각각의 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각은, 전술한 바와 같이, 공간적으로 분리된 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(S1, S2)을 마련하는 하우징(141), 제 1 가스 분사 공간(S1)에 삽입되는 플라즈마 전극(143a)을 포함하여 구성되되, 제 1 가스 분사 공간(S1)에 공급되는 반응 가스(RG)와 제 2 가스 분사 공간(S2)에 공급되는 소스 가스(SG)가 각기 다르게 공급될 수 있으며, 플라즈마 전극(143a)에 공급되는 플라즈마 전원 역시 각기 다르게 공급되거나 그룹 단위로 상이하게 공급될 수 있다.Each of the gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d of the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 includes first and second spatially separated gas injection spaces S1, And a plasma electrode 143a inserted into the first gas injection space S1. The reaction gas RG supplied to the first gas injection space S1 and the plasma The source gas SG supplied to the two gas injection spaces S2 may be supplied differently and the plasma power supplied to the plasma electrode 143a may be supplied differently or may be supplied differently on a group basis.

구체적으로, 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)은 제 1 가스 분사 모듈(140a)을 통해 제 1 소스 가스(SG1)와 활성화된 제 1 반응 가스(RG1)를 분사하고, 제 2 가스 분사 모듈(140b)을 통해 제 2 소스 가스(SG2)와 활성화된 제 2 반응 가스(RG2)를 분사함으로써 제 1 및 제 2 소스 가스(SG1, SG2)와 활성화된 제 1 및 제 2 반응 가스(RG1, RG2)의 반응에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(W) 상에 적어도 2원계 화합물로 이루어진 제 1 박막층(TF1)을 형성한다. 상기 제 1 및 제 2 소스 가스(SG1, SG2)는 제 1 박막층(TF1)의 재질 및/또는 두께에 따라 동일하거나 상이할 수 있으며, 제 1 및 제 2 반응 가스(RG1, RG2) 역시 제 1 박막층(TF1)의 재질 및/또는 두께에 따라 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)을 통해 기판(W) 상에 하프늄실리콘나이트라이드(HfSiN) 재질로 이루어진 제 1 박막층(TF1)을 형성할 경우, 상기 제 1 소스 가스(SG1)는 하프늄(Hf) 물질을 포함하는 가스이고, 제 1 반응 가스(RG1)는 질소(N2) 물질을 포함하는 가스이고, 제 2 소스 가스(SG2)는 실리콘(Si) 물질을 포함하는 가스이며, 제 2 반응 가스(RG2)는 질소(N2) 물질을 포함하는 가스로 이루어질 수 있다.Specifically, the first gas injection group GSG1 injects the first source gas SG1 and the activated first reaction gas RG1 through the first gas injection module 140a, and the second gas injection module 140b The first and second source gases SG1 and SG2 and the activated first and second reaction gases RG1 and RG2 are injected by injecting the second source gas SG2 and the activated second reaction gas RG2 through the first and second source gases SG1 and SG2, The first thin film layer TF1 made of at least binary compound is formed on the substrate W as shown in Fig. The first and second source gases SG1 and SG2 may be the same or different depending on the material and / or thickness of the first thin film layer TF1 and the first and second reaction gases RG1 and RG2 may be the same May be the same or different depending on the material and / or thickness of the thin film layer (TF1). For example, when the first thin film layer TF1 made of hafnium silicon nitride (HfSiN) is formed on the substrate W through the first gas injection group GSG1, the first source gas SG1, Wherein the first reaction gas RG1 is a gas containing a nitrogen (N2) material, the second source gas SG2 is a gas including a silicon (Si) material, The second reaction gas RG2 may be composed of a gas containing a nitrogen (N2) material.

제 2 가스 분사 그룹(GSG2)은 제 3 가스 분사 모듈(140c)을 통해 제 3 소스 가스(SG3)와 활성화된 제 3 반응 가스(RG3)를 분사하고, 제 4 가스 분사 모듈(140d)을 통해 제 4 소스 가스(SG4)와 활성화된 제 4 반응 가스(RG4)를 분사함으로써 제 3 및 제 4 소스 가스(SG3, SG4)와 활성화된 제 3 및 제 4 반응 가스(RG3, RG4)의 반응에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 박막층(TF1) 상에 적어도 2원계 화합물로 이루어진 제 2 박막층(TF2)을 형성한다. 상기 제 3 및 제 4 소스 가스(SG3, SG4)는 제 2 박막층(TF2)의 재질 및/또는 두께에 따라 동일하거나 상이할 수 있으며, 제 3 및 제 4 반응 가스(RG3, RG4) 역시 제 2 박막층(TF2)의 재질 및/또는 두께에 따라 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)을 통해 상기 제 1 박막층(TF1) 상에 실리콘나이트라이드(SiN) 재질로 이루어진 제 2 박막층(TF2)을 형성할 경우, 상기 제 3 및 제 4 소스 가스(SG3, SG4)는 실리콘(Si) 물질을 포함하는 가스이고, 제 3 및 제 4 반응 가스(RG3, RG4)는 질소(N2) 물질을 포함하는 가스로 이루어질 수 있다.The second gas injection group GSG2 injects the third source gas SG3 and the activated third reaction gas RG3 through the third gas injection module 140c and the third gas injection module GSc2 through the fourth gas injection module 140d The reaction of the third and fourth source gases SG3 and SG4 with the activated third and fourth reaction gases RG3 and RG4 is performed by injecting the fourth source gas SG4 and the activated fourth reaction gas RG4 A second thin film layer TF2 made of at least binary compound is formed on the first thin film layer TF1 as shown in FIG. The third and fourth source gases SG3 and SG4 may be the same or different depending on the material and / or thickness of the second thin film layer TF2 and the third and fourth reaction gases RG3 and RG4 may be the same or different depending on the material and / May be the same or different depending on the material and / or thickness of the thin film layer (TF2). For example, when the second thin film layer TF2 made of silicon nitride (SiN) is formed on the first thin film layer TF1 through the second gas injection group GSG2, The source gases SG3 and SG4 may be gases containing a silicon (Si) material, and the third and fourth reaction gases RG3 and RG4 may be composed of a gas including a nitrogen (N2) material.

이상과 같이, 본 발명은 플라즈마 방전 공간이, 종래와 같이 플라즈마 전극과 기판 사이의 영역에 형성되는 것이 아니라, 서로 마주하는 플라즈마 전극과 접지 전극 사이에서 형성된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 플라즈마 방전 공간이 상기 기판 지지부(120)에 의해 지지되는 기판(W) 형성 영역과 오버랩되지 않기 때문에, 플라즈마 방전에 의해서 기판(W)이 손상되고 기판(W) 상에 증착되는 막질이 떨어지는 문제가 해소될 수 있다.As described above, the plasma discharge space of the present invention is formed not between the plasma electrode and the substrate, but between the plasma electrode and the ground electrode facing each other as in the conventional art. Therefore, according to the present invention, since the plasma discharge space does not overlap with the region where the substrate W is supported by the substrate supporting portion 120, the substrate W is damaged by the plasma discharge, The problem of falling off the deposited film quality can be solved.

이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법은 다음과 같다.The substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 복수의 기판(W)을 기판 지지부(120)에 일정한 간격으로 로딩시켜 안착시킨다.First, a plurality of substrates W are loaded on the substrate supporter 120 at regular intervals to be placed thereon.

그런 다음, 복수의 기판(W)이 로딩되어 안착된 기판 지지부(120)를 소정 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 회전시킨다.Then, the substrate support 120 on which the plurality of substrates W are loaded and seated is rotated in a predetermined direction (for example, counterclockwise).

그런 다음, 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)의 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d)을 통해 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)를 분사하면서 반응 가스(RG)가 공급되는 제 1 가스 분사 공간(S1)에 플라즈마를 형성한다. 이에 따라, 기판 지지부(120)의 회전에 따라 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)의 하부를 통과하는 각 기판(W) 상에는 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)의 가스 분사 모듈로부터 분사되는 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)의 상호 반응에 의해 제 1 및 제 2 박막층(TF1, TF2)이 연속하여 증착되게 된다.The reactive gas RG is injected while spraying the source gas SG and the reactive gas RG through the gas injection modules 140a, 140b, 140c and 140d of the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2. A plasma is formed in the first gas injection space S1 to which the plasma is supplied. The first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 are formed on the respective substrates W passing under the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 in accordance with the rotation of the substrate supporting part 120. [ The first and second thin film layers TF1 and TF2 are continuously deposited by mutual reaction of the source gas SG injected from the gas injection module and the reactive gas RG.

예를 들어, 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)의 제 1 가스 분사 모듈(140a)이 하프늄(Hf) 물질로 이루어진 제 1 소스 가스(SG1)와 질소(N2) 물질로 이루어진 활성화된 제 1 반응 가스(RG1)를 분사하고, 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)의 제 2 가스 분사 모듈(140b)이 실리콘(Si) 물질로 이루어진 제 2 소스 가스(SG2)와 질소(N2) 물질로 이루어진 활성화된 제 3 반응 가스(RG3)를 분사하며, 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)의 제 3 및 제 4 가스 분사 모듈(140c, 140d) 각각이 실리콘(Si) 물질로 이루어진 제 3 및 제 4 소스 가스(SG3, SG4)와 질소(N2) 물질로 이루어진 활성화된 제 3 및 제 4 반응 가스(RG3, RG4)를 분사할 경우, 기판 지지부(120)에 의해 반시계 방향으로 이동되어 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)의 하부를 통과하는 각 기판(W) 상에는 상기 제 1 및 제 2 소스 가스(SG1, SG2)와 제 1 및 제 2 반응 가스(RG1, RG2)의 상호 반응에 의해 하프늄실리콘나이트라이드(HfSiN) 재질로 이루어진 제 1 박막층(TF1)이 형성되고, 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)의 하부를 통과하는 각 기판(W) 상에 형성된 제 1 박막층(TF1) 상에는 상기 제 3 및 제 4 소스 가스(SG3, SG4)와 제 3 및 제 4 반응 가스(RG3, RG4)의 상호 반응에 의해 실리콘나이트라이드(SiN) 재질로 이루어진 제 2 박막층(TF2)이 형성된다.For example, when the first gas injection module 140a of the first gas injection group GSG1 is composed of the first source gas SG1 made of hafnium (Hf) material and the activated first reaction gas made of the nitrogen (N2) The second gas injection module 140b of the first gas injection group GSG1 injects the active gas of the second source gas SG2 made of a silicon (Si) And the third and fourth gas injection modules 140c and 140d of the second gas injection group GSG2 inject the third and fourth source gases SG3 When the activated third and fourth reaction gases RG3 and RG4 made of nitrogen and N2 materials are injected in the counterclockwise direction by the substrate supporter 120 to form the first gas injection group GSG1 The first and second source gases SG1 and SG2 and the first and second reaction gases RG1 and RG2 are formed on each substrate W passing through the lower portion of the substrate W A first thin film layer TF1 made of hafnium silicon nitride (HfSiN) is formed by the reaction and a first thin film layer TF1 formed on each substrate W passing below the second gas injection group GSG2, A second thin film layer TF2 made of silicon nitride (SiN) is formed on the third source gas SG3 and the fourth source gas SG4 by the interaction of the third and fourth reaction gases RG3 and RG4 .

상기 기판(W) 상에 적층 형성되는 제 1 및 제 2 박막층(TF1, TF2)은 기판 지지부(120)가 1 회전하는 1 싸이클 공정에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 기판 지지부(120)를 연속적으로 회전시키면서 제 1 및 제 2 박막층(TF1, TF2)을 교대로 반복적으로 형성하거나, 박막의 두께 등의 공정 조건에 따라서 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 각각의 가스 분사 모듈을 선택적으로 구동함으로써 제 1 박막층(TF1)을 연속적으로 복수의 싸이클 공정 동안 형성한 후, 복층 구조의 제 1 박막층(TF1) 상에 복층 구조의 제 2 박막층(TF2)을 형성할 수도 있다.The first and second thin film layers TF1 and TF2 stacked on the substrate W may be formed by a one-cycle process in which the substrate support 120 rotates once. However, the present invention is not limited thereto. Alternatively, the first and second thin film layers TF1 and TF2 may be alternately repeatedly formed while the substrate supporting portion 120 is continuously rotated, or alternatively, The first thin film layer TF1 is continuously formed during a plurality of cyclic processes by selectively driving the gas injection modules of the gas injection groups GSG1 and GSG2 and then the first thin film layer TF1 having a multi- The second thin film layer TF2 may be formed.

이상과 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 공정 챔버(110) 내부의 공정 공간을 공간적으로 분할하도록 배치된 복수의 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d)을 소정 개수의 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)으로 그룹화하고, 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)을 통해 기판(W) 상에 증착하고자 하는 소스 가스와 활성화된 반응 가스를 분사하여 각 기판(W)에 제 1 및 제 2 박막층(TF1, TF2)을 형성함으로써 박막의 증착 균일도, 증착 속도 및 증착 효율을 향상시키고, 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the plurality of gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d arranged to spatially divide the process space inside the process chamber 110 are divided into a predetermined number of gas injection groups GSG1 and GSG2 and the source gas to be deposited on the substrate W is sprayed through the gas injection groups GSG1 and GSG2 to the substrate W to form first and second thin film layers TF1, and TF2), it is possible to improve the deposition uniformity of the thin film, the deposition rate and the deposition efficiency, and facilitate the film quality control of the thin film.

또한, 종래에는 기판 상의 전영역에 소스 가스가 분사되므로 소스 가스의 사용 효율성이 저하되는 반면, 본 발명에 따르면 복수의 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d)을 사용하여 소스 가스를 국부적으로 분사함으로써 소스 가스의 사용 효율성이 향상될 수 있다.In addition, conventionally, the efficiency of use of the source gas is lowered because the source gas is injected into the entire region of the substrate. In contrast, according to the present invention, the source gas is locally injected into the chamber using the plurality of gas injection modules 140a, 140b, 140c and 140d The use efficiency of the source gas can be improved by spraying.

한편, 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 챔버 리드에 설치되어 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)을 공간적으로 분리하는 퍼지 가스 분사 모듈(150)을 더 포함하여 구성될 수 있다.6 and 7, the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention may be provided with a chamber lid to spatially separate the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 A purge gas injection module 150 may be further included.

일 실시 예에 따른 퍼지 가스 분사 모듈(150)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 슬릿(또는 가스 분사구) 또는 복수의 퍼지 가스 분사홀(미도시)을 포함하도록 "-"자 형태로 형성되어 챔버 리드(130)에 형성된 퍼지 가스 분사 모듈 설치부(미도시)에 삽입 설치된다. 이러한 퍼지 가스 분사 모듈(150)은 퍼지 가스 공급부(미도시)로부터 공급되는 퍼지 가스(Purge Gas)를 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 사이의 공간에 분사하여 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)을 공간적으로 분리한다. 즉, 퍼지 가스 분사 모듈(150)은 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 사이에 퍼지 가스로 이루어진 에어 커튼을 형성함으로써 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 사이를 공간적으로 분리함과 아울러 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 간의 가스 혼합을 방지한다.The purge gas injection module 150 according to one embodiment is formed in a "-" shape to include a slit (or a gas injection hole) or a plurality of purge gas injection holes (not shown), as shown in FIG. 6 (Not shown) formed in the chamber lid 130. The purge gas injection module is installed in the purge gas injection module mounting portion (not shown) The purge gas injection module 150 injects a purge gas supplied from a purge gas supply unit (not shown) into a space between the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2, Spatially separates the gas injection groups (GSG1, GSG2). That is, the purge gas injection module 150 forms an air curtain composed of a purge gas between the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 to form a space between the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 And prevents gas mixing between the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2.

다른 실시 예에 따른 퍼지 가스 분사 모듈(150)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 슬릿(또는 가스 분사구) 또는 복수의 퍼지 가스 분사홀(미도시)을 포함하도록 "+" 또는 "×"자 형태로 형성되어 챔버 리드(130)에 형성된 퍼지 가스 분사 모듈 설치부(미도시)에 삽입 설치된다. 이러한 퍼지 가스 분사 모듈(150)은 퍼지 가스 공급부(미도시)로부터 공급되는 퍼지 가스(Purge Gas)를 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 사이사이의 공간에 분사하여 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 각각을 공간적으로 분리한다. 즉, 퍼지 가스 분사 모듈(150)은 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 사이사이에 퍼지 가스로 이루어진 에어 커튼을 형성함으로써 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 사이사이를 공간적으로 분리함과 아울러 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d) 간의 가스 혼합을 방지한다.As shown in FIG. 7, the purge gas injection module 150 according to another embodiment includes a " + " or " X " And inserted into a purge gas injection module mounting portion (not shown) formed in the chamber lid 130. The purge gas injection module 150 injects a purge gas supplied from a purge gas supply unit (not shown) into a space between the first to fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d The first to fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c and 140d are spatially separated from each other. That is, the purge gas injection module 150 forms the air curtain made of the purge gas between the first to fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d, thereby forming the first to fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d, and prevents gas mixing between the first to fourth gas injection modules 140a, 140b, 140c, and 140d.

전술한 퍼지 가스 분사 모듈(150)로부터 분사되는 퍼지 가스는 퍼지 가스 분사 모듈(150)의 하부를 통과하는 기판(W) 상에 분사됨으로써 기판(W)에 증착되지 않은 소스 가스(SG) 및/또는 소스 가스(SG)와 반응하지 않고 잔존하는 반응 가스(RG)를 퍼지(Purge)한다. 이를 위해, 퍼지 가스는 아르곤(Ar), 제논(Ze), 또는 헬륨(He) 등의 불활성 가스로 이루어질 수 있다.The purge gas injected from the purge gas injection module 150 may be injected onto the substrate W passing through the lower portion of the purge gas injection module 150 so that the source gas SG and / Or purge the remaining reaction gas RG without reacting with the source gas SG. For this purpose, the purge gas may be composed of an inert gas such as argon (Ar), xenon (Ze), or helium (He).

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사부의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining another embodiment of the gas injection unit in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 8을 도 2와 결부하면, 다른 실시 예의 가스 분사부(140)는 상기 기판 지지부(120)에 국부적으로 대향되도록 챔버 리드(130)에 삽입 설치되어 기판 지지부(120)의 중심점을 기준으로 방사 형태로 배치된 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)을 포함하여 구성된다.8, the gas injection unit 140 of another embodiment is inserted into the chamber lid 130 so as to be locally opposed to the substrate support 120, And the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 arranged in the form of a gas.

제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 각각은 제 1 및 제 2 박막 증착 공정 각각에 따라 기판(W) 상에 제 1 및 제 2 박막층을 연속하여 증착하기 위한 가스를 기판 지지부(120) 상에 각기 다른 가스 분사 영역에 분사한다.Each of the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 may supply gas for continuously depositing the first and second thin film layers on the substrate W according to the first and second thin film deposition processes, ) On different gas injection regions.

제 1 가스 분사 그룹(GSG1)은 하나의 가스 분사 모듈(140a), 즉 제 1 가스 분사 모듈(140a)을 포함하여 구성되고, 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)은 3개의 가스 분사 모듈, 즉 제 2 내지 제 4 가스 분사 모듈(140b, 140c, 140d)을 포함하여 구성된다. 이러한 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 각각을 구성되는 가스 분사 모듈은 분사하는 소스 가스와 반응 가스의 물질을 제외하고는, 전술한 3에 도시된 바와 같이 구성과 동일하므로 이들에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.The first gas injection group GSG1 includes one gas injection module 140a or the first gas injection module 140a and the second gas injection group GSG2 includes three gas injection modules, Second to fourth gas injection modules 140b, 140c, and 140d. The gas injection module constituting each of the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 is the same as the structure shown in the above-mentioned 3, except for the material of the source gas and the reactive gas to be injected, The redundant description will be omitted.

상기 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)은 제 1 가스 분사 모듈(140a)을 통해 제 1 소스 가스(SG1)와 활성화된 제 1 반응 가스(RG1)를 분사함으로써 제 1 소스 가스(SG1)와 활성화된 제 1 반응 가스(RG1)의 반응에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(W) 상에 2원계 화합물로 이루어진 제 1 박막층(TF1)을 형성한다. 예를 들어, 상기 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)을 통해 기판(W) 상에 실리콘나이트라이드(SiN) 재질로 이루어진 제 1 박막층(TF1)을 형성할 경우, 상기 제 1 소스 가스(SG1)는 실리콘(Si) 물질을 포함하는 가스이고, 제 1 반응 가스(RG1)는 질소(N2) 물질을 포함하는 가스로 이루어질 수 있다.The first gas injection group GSG1 injects the first source gas SG1 and the activated first reaction gas RG1 through the first gas injection module 140a to the first source gas SG1, The first thin film layer TF1 made of a binary compound is formed on the substrate W by the reaction of the first reaction gas RG1 as shown in Fig. For example, when the first thin film layer TF1 made of silicon nitride (SiN) is formed on the substrate W through the first gas injection group GSG1, the first source gas SG1 A silicon (Si) material, and the first reaction gas RG1 may be composed of a gas containing a nitrogen (N2) material.

제 2 가스 분사 그룹(GSG2)은 제 2 가스 분사 모듈(140b)을 통해 제 2 소스 가스(SG2)와 활성화된 제 2 반응 가스(RG2)를 분사하고, 제 3 가스 분사 모듈(140c)을 통해 제 3 소스 가스(SG3)와 활성화된 제 3 반응 가스(RG3)를 분사하고, 제 4 가스 분사 모듈(140d)을 통해 제 4 소스 가스(SG4)와 활성화된 제 4 반응 가스(RG4)를 분사함으로써 제 2 내지 제 4 소스 가스(SG2, SG3, SG4)와 활성화된 제 2 내지 제 4 반응 가스(RG2, RG3, RG4)의 반응에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 박막층(TF1) 상에 적어도 2원계 화합물로 이루어진 제 2 박막층(TF2)을 형성한다. 상기 제 2 내지 제 4 소스 가스(SG2, SG3, SG4)는 제 2 박막층(TF2)의 재질 및/또는 두께에 따라 동일하거나 상이할 수 있으며, 제 2 내지 제 4 반응 가스(RG2, RG3, RG4) 역시 제 2 박막층(TF2)의 재질 및/또는 두께에 따라 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)을 통해 상기 제 1 박막층(TF1) 상에 하프늄실리콘옥시나이트라이드(HfSiON) 재질로 이루어진 제 2 박막층(TF2)을 형성할 경우, 상기 제 2 소스 가스(SG2)는 하프늄(Hf) 물질을 포함하는 가스이고, 제 2 반응 가스(RG2)는 질소(N2) 물질을 포함하는 가스이고, 제 3 소스 가스(SG3)는 실리콘(Si) 물질을 포함하는 가스이며, 제 3 반응 가스(RG3)는 오존(O3) 물질을 포함하는 가스이며, 제 4 소스 가스(SG4)는 실리콘(Si) 물질을 포함하는 가스이며, 제 4 반응 가스(RG4)는 질소(N2) 물질을 포함하는 가스로 이루어질 수 있다.The second gas injection group GSG2 injects the second source gas SG2 and the activated second reaction gas RG2 through the second gas injection module 140b and the third gas injection module GSc2 through the third gas injection module 140c The third source gas SG3 and the activated third reaction gas RG3 are injected and the fourth source gas SG4 and the activated fourth reaction gas RG4 are injected through the fourth gas injection module 140d 5, by the reaction of the second to fourth source gases SG2, SG3 and SG4 and the activated second to fourth reaction gases RG2, RG3 and RG4, the first thin film layer A second thin film layer TF2 made of at least a binary compound is formed on the first thin film layer TF1. The second to fourth source gases SG2, SG3 and SG4 may be the same or different depending on the material and / or thickness of the second thin film layer TF2, and the second to fourth reaction gases RG2, RG3 and RG4 May also be the same or different depending on the material and / or thickness of the second thin film layer TF2. For example, when a second thin film layer TF2 made of hafnium silicon oxynitride (HfSiON) is formed on the first thin film layer TF1 through the second gas injection group GSG2, The second reaction gas RG2 is a gas containing a nitrogen (N2) material, and the third source gas SG3 is a gas including a silicon (Si) material. The third reaction gas RG3 is a gas containing an ozone (O3) material, the fourth source gas SG4 is a gas containing a silicon (Si) material, and the fourth reaction gas RG4 is a Nitrogen (N2) material.

상기 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)의 제 2 내지 제 4 가스 분사 모듈(140b, 140c, 140d) 각각에는 제 2 박막층(TF2)의 재질 및/또는 증착 두께에 따라 동일한 소스 가스 또는 동일한 반응 가스가 공급될 수 있다. 이 경우, 동일한 소스 가스가 공급되는 경우에는 소스 가스의 유량이 상이하게 조절될 수 있다. 그리고, 동일한 반응 가스가 공급되는 경우에는, 플라즈마 전극에 인가되는 플라즈마 전원의 세기 또는 주파수가 상이하게 조절될 수 있다.The same or the same reaction gas may be supplied to each of the second to fourth gas injection modules 140b, 140c and 140d of the second gas injection group GSG2 depending on the material and / or the thickness of the second thin film layer TF2 Can be supplied. In this case, when the same source gas is supplied, the flow rate of the source gas can be adjusted differently. When the same reactive gas is supplied, the intensity or frequency of the plasma power applied to the plasma electrode can be adjusted differently.

이와 같은 다른 실시 예의 가스 분사부(140)를 포함하는 본 발명의 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법은 다음과 같다.A substrate processing method using the substrate processing apparatus of the present invention including the gas spraying unit 140 according to another embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 복수의 기판(W)을 기판 지지부(120)에 일정한 간격으로 로딩시켜 안착시킨다.First, a plurality of substrates W are loaded on the substrate supporter 120 at regular intervals to be placed thereon.

그런 다음, 복수의 기판(W)이 로딩되어 안착된 기판 지지부(120)를 소정 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 회전시킨다.Then, the substrate support 120 on which the plurality of substrates W are loaded and seated is rotated in a predetermined direction (for example, counterclockwise).

그런 다음, 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)의 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c, 140d)을 통해 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)를 분사하면서 반응 가스(RG)가 공급되는 제 1 가스 분사 공간(S1)에 플라즈마를 형성한다. 이에 따라, 기판 지지부(120)의 회전에 따라 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)의 하부를 통과하는 각 기판(W) 상에는 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)의 가스 분사 모듈로부터 분사되는 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)의 상호 반응에 의해 제 1 및 제 2 박막층(TF1, TF2)이 연속하여 증착되게 된다.The reactive gas RG is injected while spraying the source gas SG and the reactive gas RG through the gas injection modules 140a, 140b, 140c and 140d of the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2. A plasma is formed in the first gas injection space S1 to which the plasma is supplied. The first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 are formed on the respective substrates W passing under the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 in accordance with the rotation of the substrate supporting part 120. [ The first and second thin film layers TF1 and TF2 are continuously deposited by mutual reaction of the source gas SG injected from the gas injection module and the reactive gas RG.

예를 들어, 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)의 제 1 가스 분사 모듈(140a)이 실리콘(Si) 물질로 이루어진 제 1 소스 가스(SG1)와 질소(N2) 물질로 이루어진 활성화된 제 1 반응 가스(RG1)를 분사하며, 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)의 제 2 가스 분사 모듈(140b)이 하프늄(Hf) 물질로 이루어진 제 2 소스 가스(SG2)와 질소(N2) 물질로 이루어진 활성화된 제 1 반응 가스(RG1)를 분사하고, 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)의 제 3 가스 분사 모듈(140c)이 실리콘(Si) 물질로 이루어진 제 3 소스 가스(SG3)와 오존(O3) 물질로 이루어진 활성화된 제 3 반응 가스(RG3)를 분사하고, 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)의 제 4 가스 분사 모듈(140d)이 실리콘(Si) 물질로 이루어진 제 4 소스 가스(SG4)와 질소(N2) 물질로 이루어진 활성화된 제 4 반응 가스(RG4)를 분사할 경우, 기판 지지부(120)에 의해 반시계 방향으로 이동되어 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)의 하부를 통과하는 각 기판(W) 상에는 상기 제 1 소스 가스(SG1)와 제 1 반응 가스(RG1)의 상호 반응에 의해 실리콘나이트라이드(SiN) 재질로 이루어진 제 1 박막층(TF1)이 형성되고, 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)의 하부를 통과하는 각 기판(W) 상에 형성된 제 1 박막층(TF1) 상에는 상기 제 2 내지 제 4 소스 가스(SG2, SG3, SG4)와 제 2 내지 제 4 반응 가스(RG2, RG3, RG4)의 상호 반응에 의해 하프늄실리콘옥시나이트라이드(HFSiON) 재질로 이루어진 제 2 박막층(TF2)이 형성된다.For example, when the first gas injection module 140a of the first gas injection group GSG1 is composed of the first source gas SG1 made of a silicon (Si) material and the activated first reaction gas made of a nitrogen (N2) And the second gas injection module 140b of the second gas injection group GSG2 injects an activated agent made of a second source gas SG2 made of hafnium (Hf) and a nitrogen (N2) And the third gas injection module 140c of the second gas injection group GSG2 is formed of a third source gas SG3 made of a silicon (Si) material and an ozone (O3) material The fourth gas injection module 140d of the second gas injection group GSG2 injects a fourth source gas SG4 and nitrogen N2 made of a silicon material, When the activated fourth reaction gas RG4 made of a material is injected, the substrate is moved counterclockwise by the substrate supporting part 120, A first thin film layer made of silicon nitride (SiN) is formed on each substrate W passing under the sputtering group GSG1 by mutual reaction of the first source gas SG1 and the first reaction gas RG1. And the second to fourth source gases SG2, SG3 and SG4 are formed on the first thin film layer TF1 formed on each substrate W passing through the lower portion of the second gas injection group GSG2. The second thin film layer TF2 made of hafnium silicon oxynitride (HFSiON) is formed by the reaction of the second to fourth reaction gases RG2, RG3 and RG4.

상기 기판(W) 상에 적층 형성되는 제 1 및 제 2 박막층(TF1, TF2)은 기판 지지부(120)가 1 회전하는 1 싸이클 공정에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 기판 지지부(120)를 연속적으로 회전시키면서 제 1 및 제 2 박막층(TF1, TF2)을 교대로 반복적으로 형성하거나, 박막의 두께 등의 공정 조건에 따라서 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 각각의 가스 분사 모듈을 선택적으로 구동함으로써 제 1 박막층(TF1)을 연속적으로 복수의 싸이클 공정 동안 형성한 후, 복층 구조의 제 1 박막층(TF1) 상에 복층 구조의 제 2 박막층(TF2)을 형성할 수도 있다.The first and second thin film layers TF1 and TF2 stacked on the substrate W may be formed by a one-cycle process in which the substrate support 120 rotates once. However, the present invention is not limited thereto. Alternatively, the first and second thin film layers TF1 and TF2 may be alternately repeatedly formed while the substrate supporting portion 120 is continuously rotated, or alternatively, The first thin film layer TF1 is continuously formed during a plurality of cyclic processes by selectively driving the gas injection modules of the gas injection groups GSG1 and GSG2 and then the first thin film layer TF1 having a multi- The second thin film layer TF2 may be formed.

한편, 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 도 9에 도시된 바와 같이, 챔버 리드에 설치되어 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)을 공간적으로 분리하는 퍼지 가스 분사 모듈(150)을 더 포함하여 구성될 수 있다.9, the substrate processing apparatus according to the above-described embodiment of the present invention is provided with a purge gas injection mechanism (not shown) provided in the chamber lid for spatially separating the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2, Module 150 as shown in FIG.

일 실시 예에 따른 퍼지 가스 분사 모듈(150)은 슬릿(또는 가스 분사구) 또는 복수의 퍼지 가스 분사홀(미도시)을 포함하도록 "V"자 형태로 형성되어 챔버 리드(130)에 형성된 퍼지 가스 분사 모듈 설치부(미도시)에 삽입 설치된다. 이러한 퍼지 가스 분사 모듈(150)은 퍼지 가스 공급부(미도시)로부터 공급되는 퍼지 가스(Purge Gas)를 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 사이의 공간에 분사하여 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)을 공간적으로 분리한다. 즉, 퍼지 가스 분사 모듈(150)은 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 사이에 퍼지 가스로 이루어진 에어 커튼을 형성함으로써 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 사이를 공간적으로 분리함과 아울러 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 간의 가스 혼합을 방지한다.The purge gas injection module 150 according to one embodiment is formed in a V shape to include a slit (Not shown) of the injection module. The purge gas injection module 150 injects a purge gas supplied from a purge gas supply unit (not shown) into a space between the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2, Spatially separates the gas injection groups (GSG1, GSG2). That is, the purge gas injection module 150 forms an air curtain composed of a purge gas between the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 to form a space between the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 And prevents gas mixing between the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2.

다른 실시 예에 따른 퍼지 가스 분사 모듈(150)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 슬릿(또는 가스 분사구) 또는 복수의 퍼지 가스 분사홀(미도시)을 포함하도록 "+" 또는 "×"자 형태로 형성되어 챔버 리드(130)에 형성된 퍼지 가스 분사 모듈 설치부(미도시)에 삽입 설치될 수도 있다.As shown in FIG. 7, the purge gas injection module 150 according to another embodiment includes a " + " or " X " And may be inserted into a purge gas injection module mounting portion (not shown) formed in the chamber lid 130.

전술한 퍼지 가스 분사 모듈(150)로부터 분사되는 퍼지 가스는 퍼지 가스 분사 모듈(150)의 하부를 통과하는 기판(W) 상에 분사됨으로써 기판(W)에 증착되지 않은 소스 가스(SG) 및/또는 소스 가스(SG)와 반응하지 않고 잔존하는 반응 가스(RG)를 퍼지(Purge)한다. 이를 위해, 퍼지 가스는 아르곤(Ar), 제논(Ze), 또는 헬륨(He) 등의 불활성 가스로 이루어질 수 있다.The purge gas injected from the purge gas injection module 150 may be injected onto the substrate W passing through the lower portion of the purge gas injection module 150 so that the source gas SG and / Or purge the remaining reaction gas RG without reacting with the source gas SG. For this purpose, the purge gas may be composed of an inert gas such as argon (Ar), xenon (Ze), or helium (He).

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사부의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining another embodiment of the gas injection unit in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 10을 도 2와 결부하면, 또 다른 실시 예의 가스 분사부(140)는 상기 기판 지지부(120)에 국부적으로 대향되도록 챔버 리드(130)에 삽입 설치되어 기판 지지부(120)의 중심점을 기준으로 방사 형태로 배치된 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)을 포함하여 구성된다.10, the gas injection unit 140 of another embodiment is inserted into the chamber lid 130 so as to be locally opposed to the substrate supporter 120, And first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 arranged in a radial pattern.

제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 각각은 제 1 및 제 2 박막 증착 공정 각각에 따라 기판(W) 상에 제 1 및 제 2 박막층을 연속하여 증착하기 위한 가스를 기판 지지부(120) 상에 각기 다른 가스 분사 영역에 분사한다.Each of the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 may supply gas for continuously depositing the first and second thin film layers on the substrate W according to the first and second thin film deposition processes, ) On different gas injection regions.

제 1 가스 분사 그룹(GSG1)은 제 1 내지 제 3 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c)을 포함하여 구성되고, 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)은 제 4 내지 제 8 가스 분사 모듈(140d, 104e, 140f, 140g, 140h)을 포함하여 구성된다. 이러한 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 각각을 구성되는 가스 분사 모듈은 분사하는 소스 가스와 반응 가스의 물질을 제외하고는, 전술한 3에 도시된 바와 같이 구성과 동일하므로 이들에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.The first gas injection group GSG1 includes the first to third gas injection modules 140a, 140b and 140c and the second gas injection group GSG2 includes the fourth to eighth gas injection modules 140d, 104e, 140f, 140g, and 140h. The gas injection module constituting each of the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 is the same as the structure shown in the above-mentioned 3, except for the material of the source gas and the reactive gas to be injected, The redundant description will be omitted.

상기 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)은 제 1 내지 제 3 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c) 각각을 통해 제 1 내지 제 3 소스 가스(SG1, SG2, SG3)와 활성화된 제 1 내지 제 3 반응 가스(RG1, RG2, RG3)를 분사함으로써 제 1 내지 제 3 소스 가스(SG1, SG2, SG3)와 활성화된 제 1 내지 제 3 반응 가스(RG1, RG2, RG3)의 상호 반응에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(W) 상에 적어도 2원계 화합물로 이루어진 제 1 박막층(TF1)을 형성한다. 상기 제 1 내지 제 3 소스 가스(SG1, SG2, SG3)는 제 1 박막층(TF1)의 재질 및/또는 두께에 따라 동일하거나 상이할 수 있으며, 제 1 내지 제 3 반응 가스(RG1, RG2, RG3) 역시 제 1 박막층(TF1)의 재질 및/또는 두께에 따라 동일하거나 상이할 수 있다. 이때, 상기 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)의 제 1 내지 제 3 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c) 각각에는 제 1 박막층(TF1)의 재질 및/또는 증착 두께에 따라 동일한 소스 가스 또는 동일한 반응 가스가 공급될 수 있다. 이 경우, 동일한 소스 가스가 공급되는 경우에는 소스 가스의 유량이 상이하게 조절될 수 있다. 그리고, 동일한 반응 가스가 공급되는 경우에는, 플라즈마 전극에 인가되는 플라즈마 전원의 세기 또는 주파수가 상이하게 조절될 수 있다.The first gas injection group GSG1 is connected to the first to third source gases SG1, SG2 and SG3 through the first to third gas injection modules 140a, 140b and 140c, By the reaction of the first to third source gases SG1, SG2 and SG3 and the activated first to third reaction gases RG1, RG2 and RG3 by injecting the reaction gases RG1, RG2 and RG3, A first thin film layer TF1 made of at least binary compound is formed on a substrate W as shown in Fig. The first to third source gases SG1, SG2 and SG3 may be the same or different depending on the material and / or the thickness of the first thin film layer TF1. The first to third reaction gases RG1, RG2 and RG3 May also be the same or different depending on the material and / or thickness of the first thin film layer TF1. The first gas injection module 140a, the second gas injection module 140b and the third gas injection module 140c of the first gas injection group GSG1 may be formed of the same source gas or the same reaction depending on the material of the first thin film layer TF1 and / Gas can be supplied. In this case, when the same source gas is supplied, the flow rate of the source gas can be adjusted differently. When the same reactive gas is supplied, the intensity or frequency of the plasma power applied to the plasma electrode can be adjusted differently.

예를 들어, 상기 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)을 통해 상기 기판(W) 상에 하프늄실리콘옥시나이트라이드(HfSiON) 재질로 이루어진 제 1 박막층(TF1)을 형성할 경우, 상기 제 1 소스 가스(SG1)는 하프늄(Hf) 물질을 포함하는 가스이고, 제 1 반응 가스(RG1)는 질소(N2) 물질을 포함하는 가스이고, 제 2 소스 가스(SG2)는 실리콘(Si) 물질을 포함하는 가스이며, 제 2 반응 가스(RG2)는 오존(O3) 물질을 포함하는 가스이며, 제 3 소스 가스(SG3)는 실리콘(Si) 물질을 포함하는 가스이며, 제 3 반응 가스(RG3)는 질소(N2) 물질을 포함하는 가스로 이루어질 수 있다.For example, when the first thin film layer TF1 made of hafnium silicon oxynitride (HfSiON) is formed on the substrate W through the first gas injection group GSG1, the first source gas SG1 is a gas containing a hafnium (Hf) material, the first reaction gas RG1 is a gas containing a nitrogen (N2) material and the second source gas SG2 is a gas containing a silicon (Si) , The third reaction gas RG2 is a gas containing an ozone (O3) material, the third source gas SG3 is a gas containing a silicon (Si) N2) material.

상기 제 2 가스 분사 그룹(GSG1)은 제 4 내지 제 8 가스 분사 모듈(140d, 104e, 140f, 140g, 140h) 각각을 통해 제 4 내지 제 8 소스 가스(SG4, SG5, SG6, SG7, SG8)와 활성화된 제 4 내지 제 8 반응 가스(RG4, RG5, RG6, RG7, RG8)를 분사함으로써 제 4 내지 제 8 소스 가스(SG4, SG5, SG6, SG7, SG8)와 활성화된 제 4 내지 제 8 반응 가스(RG4, RG5, RG6, RG7, RG8)의 상호 반응에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 박막층(TF1) 상에 적어도 2원계 화합물로 이루어진 제 2 박막층(TF2)을 형성한다. 상기 제 4 내지 제 8 소스 가스(SG4, SG5, SG6, SG7, SG8)는 제 2 박막층(TF2)의 재질 및/또는 두께에 따라 동일하거나 상이할 수 있으며, 제 4 내지 제 8 반응 가스(RG4, RG5, RG6, RG7, RG8) 역시 제 2 박막층(TF2)의 재질 및/또는 두께에 따라 동일하거나 상이할 수 있다. 이 경우, 동일한 소스 가스가 공급되는 경우에는 소스 가스의 유량이 상이하게 조절될 수 있다. 그리고, 동일한 반응 가스가 공급되는 경우에는, 플라즈마 전극에 인가되는 플라즈마 전원의 세기 또는 주파수가 상이하게 조절될 수 있다.The second gas injection group GSG1 is connected to the fourth to eighth source gases SG4, SG5, SG6, SG7, SG8 through the fourth to eighth gas injection modules 140d, 104e, 140f, 140g, The fourth to eighth source gases SG4, SG5, SG6, SG7 and SG8 and the activated fourth to eighth source gases SG1 to SG8 are injected by injecting activated fourth to eighth reaction gases RG4, RG5, RG6, RG7 and RG8, A second thin film layer TF2 made of at least a binary compound is formed on the first thin film layer TF1 by the reaction of the reaction gases RG4, RG5, RG6, RG7 and RG8 as shown in Fig. 5 . The fourth to eighth source gases SG4, SG5, SG6, SG7 and SG8 may be the same or different depending on the material and / or thickness of the second thin film layer TF2, and the fourth to eighth reaction gases RG4 , RG5, RG6, RG7, RG8 may also be the same or different depending on the material and / or thickness of the second thin film layer (TF2). In this case, when the same source gas is supplied, the flow rate of the source gas can be adjusted differently. When the same reactive gas is supplied, the intensity or frequency of the plasma power applied to the plasma electrode can be adjusted differently.

예를 들어, 상기 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)을 통해 상기 제 1 박막층(TF1) 상에 하프늄실리콘이트라이드(HfSiN) 재질로 이루어진 제 2 박막층(TF2)을 형성할 경우, 상기 제 4, 제 6, 및 제 8 소스 가스(SG4, SG6, SG8)는 하프늄(Hf) 물질을 포함하는 가스이고, 제 5 및 제 7 소스 가스(SG5, SG7)는 실리콘(Si) 물질을 포함하는 가스이며, 제 4 내지 제 8 반응 가스(RG4, RG5, RG6, RG7, RG8)는 질소(N2) 물질을 포함하는 가스로 이루어질 수 있다.For example, when a second thin film layer TF2 made of hafnium silicon (HfSiN) is formed on the first thin film layer TF1 through the second gas injection group GSG2, Sixth and eighth source gases SG4, SG6 and SG8 are gases containing a hafnium (Hf) material and the fifth and seventh source gases SG5 and SG7 are gases containing a silicon (Si) material And the fourth to eighth reaction gases RG4, RG5, RG6, RG7 and RG8 may be composed of a gas containing a nitrogen (N2) material.

이와 같은 또 다른 실시 예의 가스 분사부(140)를 포함하는 본 발명의 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법은 다음과 같다.A substrate processing method using the substrate processing apparatus of the present invention including the gas spraying unit 140 according to another embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 복수의 기판(W)을 기판 지지부(120)에 일정한 간격으로 로딩시켜 안착시킨다.First, a plurality of substrates W are loaded on the substrate supporter 120 at regular intervals to be placed thereon.

그런 다음, 복수의 기판(W)이 로딩되어 안착된 기판 지지부(120)를 소정 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 회전시킨다.Then, the substrate support 120 on which the plurality of substrates W are loaded and seated is rotated in a predetermined direction (for example, counterclockwise).

그런 다음, 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)의 가스 분사 모듈(140a 내지 140g)을 통해 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)를 분사하면서 반응 가스(RG)가 공급되는 제 1 가스 분사 공간(S1)에 플라즈마를 형성한다. 이에 따라, 기판 지지부(120)의 회전에 따라 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)의 하부를 통과하는 각 기판(W) 상에는 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)의 가스 분사 모듈로부터 분사되는 소스 가스(SG)와 반응 가스(RG)의 상호 반응에 의해 제 1 및 제 2 박막층(TF1, TF2)이 연속하여 증착되게 된다.Thereafter, the reactive gas RG is supplied while injecting the source gas SG and the reactive gas RG through the gas injection modules 140a to 140g of the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2. 1 plasma is formed in the gas injection space S1. The first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 are formed on the respective substrates W passing under the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 in accordance with the rotation of the substrate supporting part 120. [ The first and second thin film layers TF1 and TF2 are continuously deposited by mutual reaction of the source gas SG injected from the gas injection module and the reactive gas RG.

예를 들어, 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)의 각 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c)을 통해, 하프늄(Hf) 물질로 이루어진 제 1 소스 가스(SG1), 실리콘(Si) 물질로 이루어진 제 2 및 제 3 소스 가스(SG2, SG3), 질소(N2)로 이루어진 제 1 및 제 3 반응 가스(RG1, RG3), 오존(O3)으로 이루어진 제 2 반응 가스(RG2)가 분사되며, 이와 동시에, 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)의 각 가스 분사 모듈(140d, 104e, 140f, 140g, 140h)을 통해, 하프늄(Hf) 물질로 이루어진 제 4, 제 6, 및 제 8 소스 가스(SG4, SG6, SG8)와 실리콘(Si) 물질로 이루어진 제 5 및 제 7 소스 가스(SG5, SG7) 및 질소(N2) 물질로 이루어진 제 4 내지 제 8 반응 가스(RG4, RG5, RG6, RG7, RG8)를 분사할 경우, 기판 지지부(120)에 의해 반시계 방향으로 이동되어 제 1 가스 분사 그룹(GSG1)의 하부를 통과하는 각 기판(W) 상에는 상기 제 1 내지 제 3 소스 가스(SG1, SG2, SG3)와 제 1 내지 제 3 반응 가스(RG1, RG2, RG3)의 상호 반응에 의해 하프늄실리콘나이트라이드(HFSiN) 재질로 이루어진 제 1 박막층(TF1)이 형성되고, 제 2 가스 분사 그룹(GSG2)의 하부를 통과하는 각 기판(W) 상에 형성된 제 1 박막층(TF1) 상에는 상기 제 4 내지 제 8 소스 가스(SG4, SG5, SG6, SG7, SG8)와 제 4 내지 제 8 반응 가스(RG4, RG5, RG6, RG7, RG8)의 상호 반응에 의해 실리콘나이트라이드(SiN) 재질로 이루어진 제 2 박막층(TF2)이 형성된다.A first source gas SG1 made of a hafnium (Hf) material, a first source gas SG1 made of a silicon (Si) material, for example, through each of the gas injection modules 140a, 140b and 140c of the first gas injection group GSG1, The first and third reaction gases RG1 and RG3 composed of the first source gas SG2 and the third source gas SG2 and SG3 and the nitrogen N2 and the second reaction gas RG2 composed of the ozone O3 are injected, Sixth, and eighth source gases SG4 and SG6 (Hf) through the gas injection modules 140d, 104e, 140f, 140g, and 140h of the second gas injection group GSG2, RG4, RG5, RG6, RG7, and RG8 made of the fifth and seventh source gases SG5 and SG7 made of a silicon (Si) material and the nitrogen (N2) The first to third source gases SG1, SG2, and SG3 (hereinafter, referred to as " first source gas ") are formed on the respective substrates W that are moved counterclockwise by the substrate support 120 and pass under the first gas injection group GSG1. ) The first thin film layer TF1 made of hafnium silicon nitride (HFSiN) is formed by the mutual reaction of the first to third reaction gases RG1, RG2 and RG3 and the lower part of the second gas injection group GSG2 The fourth to eighth source gases SG4, SG5, SG6, SG7 and SG8 and the fourth to eighth reaction gases RG4, RG5 and RG6 are formed on the first thin film layer TF1 formed on each substrate W passing therethrough. , RG7, and RG8) is formed by a mutual reaction of the first thin film layer (TG2), the second thin film layer (TF2), and the second thin film layer (TF2) made of silicon nitride (SiN).

상기 기판(W) 상에 적층 형성되는 제 1 및 제 2 박막층(TF1, TF2)은 기판 지지부(120)가 1 회전하는 1 싸이클 공정에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 기판 지지부(120)를 연속적으로 회전시키면서 제 1 및 제 2 박막층(TF1, TF2)을 교대로 반복적으로 형성하거나, 박막의 두께 등의 공정 조건에 따라서 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 각각의 가스 분사 모듈을 선택적으로 구동함으로써 제 1 박막층(TF1)을 연속적으로 복수의 싸이클 공정 동안 형성한 후, 복층 구조의 제 1 박막층(TF1) 상에 복층 구조의 제 2 박막층(TF2)을 형성할 수도 있다.The first and second thin film layers TF1 and TF2 stacked on the substrate W may be formed by a one-cycle process in which the substrate support 120 rotates once. However, the present invention is not limited thereto. Alternatively, the first and second thin film layers TF1 and TF2 may be alternately repeatedly formed while the substrate supporting portion 120 is continuously rotated, or alternatively, The first thin film layer TF1 is continuously formed during a plurality of cyclic processes by selectively driving the gas injection modules of the gas injection groups GSG1 and GSG2 and then the first thin film layer TF1 having a multi- The second thin film layer TF2 may be formed.

한편, 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 도 11에 도시된 바와 같이, 챔버 리드에 설치되어 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)을 공간적으로 분리하는 퍼지 가스 분사 모듈(150)을 더 포함하여 구성될 수 있다.11, the substrate processing apparatus according to the above-described embodiment of the present invention is provided with a purge gas injection mechanism (not shown) provided in the chamber lid for spatially separating the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2, Module 150 as shown in FIG.

일 실시 예에 따른 퍼지 가스 분사 모듈(150)은 슬릿(또는 가스 분사구) 또는 복수의 퍼지 가스 분사홀(미도시)을 포함하도록 "〈"자 형태로 형성되어 챔버 리드(130)에 형성된 퍼지 가스 분사 모듈 설치부(미도시)에 삽입 설치된다. 이러한 퍼지 가스 분사 모듈(150)은 퍼지 가스 공급부(미도시)로부터 공급되는 퍼지 가스(Purge Gas)를 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 사이의 공간에 분사하여 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2)을 공간적으로 분리한다. 즉, 퍼지 가스 분사 모듈(150)은 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 사이에 퍼지 가스로 이루어진 에어 커튼을 형성함으로써 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 사이를 공간적으로 분리함과 아울러 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹(GSG1, GSG2) 간의 가스 혼합을 방지한다.The purge gas injection module 150 according to one embodiment is formed in a " " shape to include a slit (or a gas injection hole) or a plurality of purge gas injection holes (not shown) (Not shown) of the injection module. The purge gas injection module 150 injects a purge gas supplied from a purge gas supply unit (not shown) into a space between the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2, Spatially separates the gas injection groups (GSG1, GSG2). That is, the purge gas injection module 150 forms an air curtain composed of a purge gas between the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 to form a space between the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2 And prevents gas mixing between the first and second gas injection groups GSG1 and GSG2.

다른 실시 예에 따른 퍼지 가스 분사 모듈(150)은 도시하지 않았지만, 제 1 내지 제 8 가스 분사 모듈(140a 내지 140h) 사이사이에 배치되어 제 1 내지 제 8 가스 분사 모듈(140a 내지 140h) 사이사이를 공간적으로 분리할 수도 있다.Although not shown, the purge gas injection module 150 according to another embodiment is disposed between the first to eighth gas injection modules 140a to 140h and is disposed between the first to eighth gas injection modules 140a to 140h May be spatially separated.

전술한 퍼지 가스 분사 모듈(150)로부터 분사되는 퍼지 가스는 퍼지 가스 분사 모듈(150)의 하부를 통과하는 기판(W) 상에 분사됨으로써 기판(W)에 증착되지 않은 소스 가스(SG) 및/또는 소스 가스(SG)와 반응하지 않고 잔존하는 반응 가스(RG)를 퍼지(Purge)한다.The purge gas injected from the purge gas injection module 150 may be injected onto the substrate W passing through the lower portion of the purge gas injection module 150 so that the source gas SG and / Or purge the remaining reaction gas RG without reacting with the source gas SG.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 변형 실시 예를 나타내는 단면도로서, 이는 도 3에 도시한 가스 분사 모듈의 제 2 가스 분사 공간(S2)에 가스 홀 패턴 부재(149)를 추가로 형성한 것이다. 이하에서는, 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.FIG. 12 is a cross-sectional view showing a modified example of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention. This is a modification of the gas injection module in the second gas injection space S2 of the gas injection module shown in FIG. Member 149 is further formed. Hereinafter, only different configurations will be described.

가스 홀 패턴 부재(149)는 제 2 가스 분사 공간(S2)에 설치되어 상기 접지 격벽(141b2)을 사이에 두고 인접한 제 1 가스 분사 공간(S1)으로부터 분사되는 활성화된 반응 가스가 제 1 가스 분사 공간(S1)으로 확산, 역류, 및 침투하는 것을 방지한다. 즉, 상기 활성화된 반응 가스가 제 2 가스 분사 공간(S2)으로 확산, 역류, 및 침투할 경우, 제 2 가스 분사 공간(S2) 내에서 소스 가스(SG)와 활성화된 반응 가스가 반응할 수 있고, 이로 인해 제 2 가스 분사 공간(S2)의 내벽에 이상 박막이 증착되거나 파우더 성분의 이상 박막이 형성되어 기판에 떨어지는 파티클이 생성될 수도 있다. 따라서, 상기 가스 홀 패턴 부재(149)는 이와 같은 제 2 가스 분사 공간(S2)의 내벽에 이상 박막이 증착되거나 파우더 성분의 이상 박막이 형성되는 것을 방지하는 기능을 하는 것이다.The gas hole pattern member 149 is provided in the second gas injection space S2 so that the activated reaction gas injected from the first gas injection space S1 adjacent to the first gas injection space S1b via the earth barrier rib 141b2 flows into the first gas injection space Thereby preventing diffusion, backflow, and penetration into the space S1. That is, when the activated reaction gas diffuses, flows backward, and infiltrates into the second gas injection space S2, the source gas SG and the activated reaction gas can react in the second gas injection space S2 As a result, an abnormal thin film may be deposited on the inner wall of the second gas injection space S2, or an abnormal thin film of a powder component may be formed to generate particles falling on the substrate. Therefore, the gas hole pattern member 149 functions to prevent an abnormal thin film from being deposited on the inner wall of the second gas injection space S2 or an abnormal thin film of the powder component.

상기 가스 홀 패턴 부재(149)는 제 2 가스 분사 공간(S2)의 하면을 덮도록 제 2 가스 분사 공간(S2)을 마련하는 접지 측벽들(141b1)과 접지 격벽(141b2) 각각의 하면에 일체화되거나, 극성을 가지지 않는 절연 재질의 절연판(또는 샤워 헤드) 형태로 형성되어 제 2 가스 분사 공간(S2)의 하면에 결합될 수 있다. 이에 따라, 하우징(141)의 접지 플레이트(141a)와 가스 홀 패턴 부재(149) 사이의 제 2 가스 분사 공간(S2)에는 소정의 가스 확산 공간 또는 가스 버퍼링 공간이 마련된다.The gas hole pattern member 149 is integrally formed on the lower surfaces of the ground sidewalls 141b1 and the ground barrier ribs 141b2 that cover the lower surface of the second gas injection space S2, Or may be formed in the form of an insulating plate (or shower head) of an insulating material having no polarity, and may be coupled to the lower surface of the second gas injection space S2. A predetermined gas diffusion space or gas buffering space is provided in the second gas injection space S2 between the ground plate 141a of the housing 141 and the gas hole pattern member 149. [

상기 가스 홀 패턴 부재(149)는 제 2 가스 공급 홀(142b)을 통해 제 2 가스 분사 공간(S2)에 공급되어 플라즈마에 의해 활성화된 소스 가스(SG)를 기판 쪽으로 하향 분사하는 복수의 가스 분사 홀 패턴(149h)을 포함하여 구성된다.The gas hole pattern member 149 is supplied to the second gas injection space S2 through the second gas supply hole 142b and is supplied with a plurality of gas injections for spraying the source gas SG activated by the plasma downward toward the substrate. And a hole pattern 149h.

상기 복수의 가스 분사 홀 패턴(149h)은 활성화된 소스 가스(SG)가 확산되는 제 2 가스 분사 공간(S2)에 연통되도록 형성되어 활성화된 소스 가스(SG)를 상기 활성화된 반응 가스의 분사 압력보다 높은 압력으로 하향 분사한다. 이와 같이, 상기 가스 홀 패턴 부재(149)는 기판 상에 분사되는 활성화된 소스 가스의 분사 압력을 높여줘 제 1 가스 분사 공간(S1)으로부터 분사되는 활성화된 반응 가스가 제 2 가스 분사 공간(S2)으로 확산, 역류, 및 침투하는 것을 방지한다.The plurality of gas injection hole patterns 149h are formed so as to communicate with the second gas injection space S2 where the activated source gas SG is diffused, and the activated source gas SG is injected into the second gas injection space S2, Downward to a higher pressure. As described above, the gas hole pattern member 149 increases the injection pressure of the activated source gas injected onto the substrate, so that the activated reaction gas injected from the first gas injection space S1 is injected into the second gas injection space S2, To prevent backflow, backflow, and infiltration into the chamber.

또한, 상기 가스 홀 패턴 부재(149)는 상기 복수의 가스 분사 홀 패턴(149h)을 통해 상기 활성화된 소스 가스를 하향 분사하고, 홀이 형성된 판 형상으로 인해 활성화된 소스 가스의 분사를 지연시키거나 정체시켜 소스 가스의 사용량을 감소시킬 수 있으며, 복수의 가스 분사 홀 패턴(149h)의 형상에 따라 가스의 유량을 조절할 수 있어서 상기 소스 가스의 사용 효율성을 증대시킨다.Further, the gas hole pattern member 149 may spray the activated source gas down through the plurality of gas injection hole patterns 149h, delay the injection of the activated source gas due to the plate shape in which the holes are formed The use amount of the source gas can be reduced and the flow rate of the gas can be adjusted according to the shape of the plurality of gas injection hole patterns 149h to increase the use efficiency of the source gas.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 다른 변형 실시 예를 나타내는 단면도로서, 이는 도 3에 도시한 가스 분사 모듈의 제 2 가스 분사 공간(S2)에 플라즈마 전극(143b)을 추가로 형성한 것이다. 이하에서는, 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.FIG. 13 is a cross-sectional view showing another modified embodiment of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention, in which the second gas injection space S2 of the gas injection module shown in FIG. (143b) is further formed. Hereinafter, only different configurations will be described.

먼저, 도 2 내지 도 12를 참조하여 설명한 기판 처리 장치에서는 반응 가스는 플라즈마에 의해 활성화되어 기판 상에 분사되고, 소스 가스는 활성화되지 않은 상태로 기판 상에 분사된다. 하지만, 기판 상에 증착하고자 하는 박막층의 재질에 따라 소스 가스를 활성화시켜 기판 상에 분사할 필요성이 있다. 이에 따라, 도 2 내지 도 12에 도시된 기판 처리 장치의 다른 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈은 소스 가스와 반응 가스 각각을 활성화시켜 기판 상에 분사한다.First, in the substrate processing apparatus described with reference to Figs. 2 to 12, the reactive gas is activated by the plasma and is sprayed onto the substrate, and the source gas is sprayed onto the substrate in an inactive state. However, there is a need to activate the source gas according to the material of the thin film layer to be deposited on the substrate and spray it on the substrate. Accordingly, the gas injection module according to another modified embodiment of the substrate processing apparatus shown in Figs. 2 to 12 activates each of the source gas and the reactive gas and injects them onto the substrate.

다른 변형 실시 예에 다른 가스 분사 모듈은 제 2 가스 분사 공간(S2)에 삽입 배치된 플라즈마 전극(143b)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이를 위해, 하우징(141)의 접지 플레이트(141a)를 관통하여 제 2 가스 분사 공간(S2)에 연통되는 절연 부재 삽입 홀이 형성되고, 절연 부재(145b)가 상기 절연 부재 삽입 홀에 삽입된다. 그리고, 상기 절연 부재(145b)에는 제 2 가스 분사 공간(S2)에 연통되는 전극 삽입 홀이 형성되고, 플라즈마 전극(143b)이 전극 삽입 홀을 관통 삽입된다. 이에 따라, 플라즈마 전극(143b)은 제 2 가스 분사 공간(S2)에 삽입되어 접지 측벽(141b1)과 접지 격벽(141b2) 사이에 나란하게 배치된다.Other gas injection modules according to other modified embodiments may further comprise a plasma electrode 143b interposed in the second gas injection space S2. To this end, an insulating member insertion hole communicating with the second gas injection space S2 is formed through the ground plate 141a of the housing 141, and an insulating member 145b is inserted into the insulating member insertion hole. An electrode insertion hole communicating with the second gas injection space S2 is formed in the insulating member 145b, and the plasma electrode 143b is inserted through the electrode insertion hole. Accordingly, the plasma electrode 143b is inserted into the second gas injection space S2 and is disposed in parallel between the ground side wall 141b1 and the ground barrier rib 141b2.

이와 같은, 상기 플라즈마 전극(143b)은 플라즈마 전원에 따라 제 2 가스 분사 공간(S2)에 공급되는 소스 가스(SG)로부터 플라즈마를 형성한다. 이때, 상기 플라즈마는 플라즈마 전원에 따라 플라즈마 전극(143b)과 접지 전극(141b) 간에 걸리는 전기장에 의해 플라즈마 전극(143b)과 접지 전극(141b)이 마주보는 대향 공간에 형성된다. 이에 따라, 제 2 가스 분사 공간(S2)에 공급되는 소스 가스(SG)는 상기 플라즈마에 의해 활성화되어 기판(W) 상에 국부적으로 분사된다. 이때, 플라즈마 전극(143b)과 접지 전극(141b) 사이의 갭(또는 간격)이 일정 거리 이하일 경우, 상기 플라즈마는 플라즈마 전극(143b)과 접지 전극(141b) 각각의 끝단 영역에 인접하도록 형성된다.The plasma electrode 143b forms a plasma from the source gas SG supplied to the second gas injection space S2 according to the plasma power. At this time, the plasma is formed in the confronting space in which the plasma electrode 143b and the ground electrode 141b face each other due to an electric field applied between the plasma electrode 143b and the ground electrode 141b according to a plasma power source. As a result, the source gas SG supplied to the second gas injection space S2 is activated by the plasma and is locally sprayed on the substrate W. [ At this time, if the gap (or gap) between the plasma electrode 143b and the ground electrode 141b is a certain distance or less, the plasma is formed adjacent to the end region of each of the plasma electrode 143b and the ground electrode 141b.

상기 플라즈마 전극(143b)에 공급되는 플라즈마 전원은 제 1 가스 분사 공간(S1)에 삽입된 플라즈마 전극(143a)에 공급되는 플라즈마 전원과 동일하거나 상이할 수 있다.The plasma power supplied to the plasma electrode 143b may be the same as or different from the plasma power supplied to the plasma electrode 143a inserted in the first gas injection space S1.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 또 다른 변형 실시 예를 나타내는 단면도로서, 이는 도 13에 도시된 가스 분사 모듈의 제 2 가스 분사 공간(S2)에, 도 12에 도시된 가스 홀 패턴 부재(149)를 추가로 형성한 것이다.Fig. 14 is a cross-sectional view showing another modified embodiment of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention, which includes a second gas injection space S2 of the gas injection module shown in Fig. 13, The gas hole pattern member 149 shown in Fig. 12 is additionally formed.

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 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

110: 공정 챔버 120: 기판 지지부
130: 챔버 리드 140: 가스 분사부
140a: 제 1 가스 분사 모듈 140b: 제 2 가스 분사 모듈
140c: 제 3 가스 분사 모듈 140d: 제 4 가스 분사 모듈110: process chamber 120: substrate support
130: chamber lead 140: gas injection part
140a: first gas injection module 140b: second gas injection module
140c: third gas injection module 140d: fourth gas injection module

Claims (6)

공정 공간을 제공하는 챔버;
적어도 하나의 기판을 지지하도록 상기 공정 챔버 내에 설치되며, 소정 방향으로 회전하도록 구성된 기판 지지부;
상기 기판 지지부에 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드;
상기 기판 지지부에 국부적으로 대향되도록 상기 챔버 리드에 설치되어 상기 공정 공간 내에서 가스를 국부적으로 분사하는 가스 분사부; 및
상기 챔버 리드에 형성된 퍼지 가스 분사 모듈 설치부에 삽입 설치되어 슬릿 또는 복수의 퍼지 가스 분사홀을 가지는 퍼지 가스 분사 모듈을 포함하고,
상기 가스 분사부는 제 1 박막층을 형성하기 위한 적어도 한 종류의 소스 가스와 적어도 한 종류의 반응 가스를 분사하는 제 1 가스 분사 그룹, 및 제 2 박막층을 형성하기 위한 적어도 한 종류의 소스 가스와 적어도 한 종류의 반응 가스를 분사하는 제 2 가스 분사 그룹을 포함하며,
상기 퍼지 가스 분사 모듈은 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹을 공간적으로 분리하도록 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹 사이의 공간에 퍼지 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.A chamber providing a process space;
A substrate support disposed within the process chamber to support at least one substrate and configured to rotate in a predetermined direction;
A chamber lid that covers the top of the process chamber to face the substrate support;
A gas injector installed in the chamber lid to locally face the substrate support and locally injecting gas in the process space; And
And a purge gas injection module inserted in the purge gas injection module installation part formed in the chamber lid and having a slit or a plurality of purge gas injection holes,
Wherein the gas injection portion includes a first gas injection group for injecting at least one kind of source gas and at least one kind of reaction gas for forming the first thin film layer and at least one kind of source gas for forming the second thin film layer, A second gas injection group for injecting a reactive gas of the same kind,
Wherein the purge gas injection module injects purge gas into a space between the first and second gas injection groups so as to spatially separate the first and second gas injection groups. 제1항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹 중 어느 한 가스 분사 그룹은 한 종류의 소스 가스와 한 종류의 반응 가스를 분사하는 하나의 가스 분사 모듈로 구성됨과 아울러 나머지 가스 분사 그룹은 적어도 한 종류의 소스 가스와 적어도 한 종류의 반응 가스를 분사하는 복수의 가스 분사 모듈로 구성되고,
상기 퍼지 가스 분사 모듈은 상기 복수의 가스 분사 모듈을 공간적으로 분리함과 아울러 상기 복수의 가스 분사 모듈 간의 가스 혼합을 방지하도록 상기 복수의 가스 분사 모듈 사이사이에 퍼지 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein one of the first and second gas injection groups is composed of one gas injection module for injecting one kind of source gas and one kind of reactive gas and the remaining gas injection group comprises at least one kind of source gas And a plurality of gas injection modules for injecting at least one kind of reaction gas,
Wherein the purge gas injection module spatially separates the plurality of gas injection modules and injects purge gas between the plurality of gas injection modules to prevent gas mixing between the plurality of gas injection modules. Processing device. 제1항에 있어서,
상기 퍼지 가스 분사 모듈은 "-"자 형태로 형성되어 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹을 공간적으로 분리하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the purge gas injection module is formed in a " - " shape to spatially separate the first and second gas injection groups. 제1항에 있어서,
상기 퍼지 가스 분사 모듈은 "V"자 형태로 형성되어 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹 간의 가스 혼합을 방지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the purge gas injection module is formed in a " V " shape to prevent gas mixing between the first and second gas injection groups. 제1항에 있어서,
상기 퍼지 가스 분사 모듈은 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹 사이에 퍼지 가스로 이루어진 에어 커튼이 형성되도록 "〈"자 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the purge gas injection module is formed in a "" shape so as to form an air curtain made of a purge gas between the first and second gas injection groups. 제1항에 있어서,
상기 퍼지 가스 분사 모듈은 “+”자 형태 또는 “Х”자 형태로 형성되어 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹을 공간적으로 분리함과 아울러 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 그룹 간의 가스 혼합을 방지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
The purge gas injection module is formed in a " + " shape or a " X " shape to spatially separate the first and second gas injection groups and prevent gas mixing between the first and second gas injection groups And the substrate processing apparatus.
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