KR20200000705A - Appratus for processing substrate - Google Patents

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Abstract

According to one embodiment, a substrate processing apparatus includes: a chamber having a reaction space therein; a gas spraying means spraying cleaning gas or process gas to the reaction space; a gas inflow pipe connected to the gas spraying means; and a cleaning gas supply line connected to one side of the gas inflow pipe and a process gas supply line connected to the other side of the gas inflow pipe. The cleaning gas supply line includes: a first insulation pipe connected to the gas inflow pipe; and a first metal gas pipe connected to the first insulation pipe. The process gas supply line includes: a second insulation pipe connected to the gas inflow pipe; and a second metal gas pipe connected to the second insulation pipe. The second metal gas pipe can be made of a material having strong corrosion resistance with respect to the cleaning gas as compared with the first metal gas pipe.

Description

기판 처리 장치{APPRATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE}Substrate Processing Unit {APPRATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE}

본 발명은 공정 챔버 내부의 오염을 방지하고, 기생 플라즈마의 생성을 억제하기 위한 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus for preventing contamination inside a process chamber and suppressing generation of parasitic plasma.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the embodiments and do not constitute a prior art.

일반적으로, 반도체 제조 공정은 챔버(Chamber) 내부에서 기판-예컨대, 웨이퍼(Wafer)- 상에 박막을 증착하고, 증착이 완료된 이후에는 챔버 내부에 잔류하는 이물질 또는 부산물을 외부로 배출하는 세정 공정이 반복적으로 수행된다. 이러한 증착 및 세정 공정을 반복적으로 수행하기 위하여 챔버 내부로 공정 가스 내지 세정 가스를 독립적으로 주입할 수 있는 가스 공급 장치가 필요하다.In general, a semiconductor manufacturing process includes a deposition process for depositing a thin film on a substrate, such as a wafer, in a chamber, and discharging foreign substances or byproducts remaining inside the chamber to the outside after the deposition is completed. It is performed repeatedly. In order to repeatedly perform such deposition and cleaning processes, a gas supply apparatus capable of independently injecting process gas or cleaning gas into the chamber is required.

도 1은 일반적인 가스 공급 장치를 포함하는 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing a configuration of a substrate processing apparatus including a general gas supply device.

도 1을 참조하면, 일반적인 기판 처리 장치는 챔버(10) 내부로 공정 가스 또는 세정 가스를 공급하는 가스 공급 장치(20) 및 정전 결합에 의한 플라즈마가 발생되도록 고주파 전력을 인가하는 RF(Radio Frequency) 전력 소스(30)를 구비하고, 가스 공급 장치는(20)는 세정 가스 공급부(22), 세정 가스를 플라즈마 상태로 점화시키는 RPSC(24, Remote Plasma Source Cleaning), 점화된 세정 가스를 냉각시키는 냉각 블록(26; Cooling Block) 및 냉각 블록(26)과 연통하는 공정 가스 공급부(28)를 포함한다. 여기서, 냉각 블록(26)은 낮은 온도 분위기를 형성하며, 세정 가스 또는 공정 가스를 선택적으로 챔버(10)로 유입하는 역할을 수행한다.Referring to FIG. 1, a general substrate processing apparatus includes a gas supply device 20 for supplying a process gas or a cleaning gas into a chamber 10, and a radio frequency (RF) for applying high frequency power to generate plasma by electrostatic coupling. A power source 30, the gas supply device 20 includes a cleaning gas supply unit 22, a remote plasma source cleaning (RPSC) 24 for igniting the cleaning gas in a plasma state, and cooling for cooling the ignited cleaning gas. And a process gas supply 28 in communication with the cooling block 26 and the cooling block 26. Here, the cooling block 26 forms a low temperature atmosphere, and serves to selectively introduce the cleaning gas or the process gas into the chamber 10.

그러나 상기와 같은 일반적인 가스 공급 장치(20)는 냉각 블록(26) 내부와 외부 간의 온도 차이로 인하여, 챔버(10) 내부로 공급되는 공정 가스의 온도가 일정하게 유지될 수 없고, 세정 가스와 공정 가스의 잔류 가스가 서로 반응하여 다량의 파우더(powder) 생성을 유발하여 증착막을 오염시키는 문제를 초래한다.However, in the general gas supply device 20 as described above, due to the temperature difference between the inside and the outside of the cooling block 26, the temperature of the process gas supplied into the chamber 10 cannot be kept constant, and the cleaning gas and the process Residual gases in the gas react with each other, causing a large amount of powder, resulting in a problem of contaminating the deposited film.

이에 챔버 내부로 유입되는 공정 가스의 온도를 일정하게 유지하고, 파우더(powder)의 발생을 감소시킬 수 있는 기판 처리 장치 내지 방법이 요구된다.Accordingly, there is a need for a substrate processing apparatus or method capable of maintaining a constant temperature of a process gas introduced into a chamber and reducing generation of powder.

실시 예는 공정 챔버 내부의 오염을 방지하고, 기생 플라즈마의 생성을 억제하여 증착 내지 세정 효율을 개선할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.Embodiments provide a substrate processing apparatus capable of preventing contamination in a process chamber and suppressing generation of parasitic plasma to improve deposition or cleaning efficiency.

실시 예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be solved in the embodiment is not limited to the technical problem mentioned above, another technical problem not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.

실시 예는 내부에 반응공간을 포함하는 챔버; 상기 반응공간에 세정가스 또는 공정가스를 분사하는 가스분사수단; 상기 가스분사수단에 연결되는 가스유입관; 및 상기 가스유입관의 일측에 연결되는 세정가스 공급라인과 상기 가스유입관의 타측에 연결되는 공정가스 공급라인을 포함하고, 상기 세정가스 공급라인은, 상기 가스유입관에 연결되는 제1 절연관; 및 상기 제1 절연관에 연결되는 제1 금속가스관을 포함하고, 상기 공정가스 공급라인은, 상기 가스 유입관에 연결되는 제2 절연관; 및 상기 제2 절연관에 연결되는 제2 금속가스관을 포함하고, 상기 제2 금속가스관은 상기 제1 금속가스관 대비 상기 세정가스에 대한 내부식성이 강한 재질로 구비되는 기판 처리 장치를 제공한다.Embodiments include a chamber including a reaction space therein; Gas injection means for injecting a cleaning gas or a process gas into the reaction space; A gas inlet pipe connected to the gas injection means; And a cleaning gas supply line connected to one side of the gas inlet pipe and a process gas supply line connected to the other side of the gas inlet pipe, wherein the cleaning gas supply line includes a first insulating tube connected to the gas inlet pipe. ; And a first metal gas pipe connected to the first insulated pipe, wherein the process gas supply line comprises: a second insulated pipe connected to the gas inlet pipe; And a second metal gas pipe connected to the second insulating tube, wherein the second metal gas pipe is formed of a material having a higher corrosion resistance to the cleaning gas than the first metal gas pipe.

여기서, 상기 제1 금속가스관은 SUS(Steel Use Stainless) 재질로 구비되고, 상기 제2 금속가스관은 알루미늄(Al) 재질로 구비되며, 상기 제1 절연관 및 상기 제2 절연관 각각은, 세라믹(ceramic) 재질로 구비될 수 있다.Here, the first metal gas pipe is made of SUS (Steel Use Stainless) material, the second metal gas pipe is made of aluminum (Al) material, each of the first insulating tube and the second insulating tube, the ceramic ( ceramic) material.

그리고 상기 제1 절연관의 길이는 상기 제2 절연관의 길이와 서로 다를 수 있고, 상기 제1 절연관의 내경은 상기 제2 절연관의 내경과 서로 다를 수 있다.The length of the first insulating tube may be different from the length of the second insulating tube, and the inner diameter of the first insulating tube may be different from the inner diameter of the second insulating tube.

특히, 상기 제1 절연관의 길이는 상기 제2 절연관의 길이보다 더 작고, 상기 제1 절연관의 내경은 상기 제2 절연관의 내경보다 더 클 수 있다.In particular, the length of the first insulated tube may be smaller than the length of the second insulated tube, and the inner diameter of the first insulated tube may be larger than the inner diameter of the second insulated tube.

또한, 상기 가스유입관은, 상기 세정가스 및 공정가스 중 적어도 하나를 상기 챔버 내부로 유입하는 공통 유로; 일단이 상기 제1 절연관과 연결되고, 타단이 상기 공통 유로의 제1 분기부와 연통하는 제1 가스 유로; 및 일단이 상기 제2 절연관과 연결되고, 타단이 상기 공통 유로의 제2 분기부와 연통하는 제2 가스 유로를 포함하고, 상기 챔버와 상기 제1 분기부 사이의 제1 높이와 상기 챔버와 상기 제2 분기부 사이의 제2 높이는 서로 다를 수 있다.In addition, the gas inlet pipe, the common flow path for introducing at least one of the cleaning gas and the process gas into the chamber; A first gas flow path having one end connected to the first insulated tube and the other end communicating with a first branch of the common flow path; And a second gas flow path, one end of which is connected to the second insulated tube and the other end of which communicates with a second branch of the common flow path, wherein the first height and the chamber are between the chamber and the first branch. Second heights between the second branch portions may be different from each other.

여기서, 상기 제2 높이는 상기 제1 높이 보다 더 높을 수 있다.Here, the second height may be higher than the first height.

그리고 상기 세정가스를 해리시키는 세정가스 활성부; 및 상기 세정가스 활성부로부터 해리된 세정가스를 기 설정된 온도로 냉각시키는 냉각부를 더 포함할 수 있고, 상기 세정가스 활성부 및 상기 냉각부 각각은, 상기 세정가스가 공급되는 방향으로 상기 제1 금속가스관과 상기 제1 절연관 사이에서 순차적으로 배치될 수 있다.And a cleaning gas activator dissociating the cleaning gas. And a cooling unit cooling the cleaning gas dissociated from the cleaning gas active unit to a predetermined temperature, wherein each of the cleaning gas active unit and the cooling unit is provided in the direction in which the cleaning gas is supplied. The gas pipe may be sequentially disposed between the first insulating pipe.

또한, 상기 제1 금속 가스관에 연결되어 상기 세정가스의 흐름을 제어하는 제1 가스 밸브; 상기 제2 금속 가스관에 연결되어, 상기 공정가스의 흐름을 제어하는 제2 가스 밸브 및 역류방지가스의 흐름을 제어하는 제3 가스 밸브; 및 상기 제1 내지 제3 가스 밸브의 개폐 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, a first gas valve connected to the first metal gas pipe to control the flow of the cleaning gas; A third gas valve connected to the second metal gas pipe to control the flow of the process gas and a third gas valve to control the flow of the backflow preventing gas; And a controller for controlling the opening and closing operations of the first to third gas valves.

여기서, 상기 제어부는, 상기 제1 가스 밸브가 개방되는 동안, 상기 제2 가스 밸브는 폐쇄하되 상기 제3 밸브는 개방시키고, 상기 제2 밸브가 개방되는 동안, 상기 제1 밸브 및 상기 제3 밸브를 폐쇄시킬 수 있으며, 상기 역류방지가스는 비활성 가스일 수 있다.Here, the control unit, while the first gas valve is open, the second gas valve is closed but the third valve is opened, while the second valve is open, the first valve and the third valve. It may be closed, the backflow prevention gas may be an inert gas.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.According to at least one embodiment of the present invention, the following effects are obtained.

첫째, 공정 가스와 세정 가스가 혼합되는 가스 유로 구간을 최소화함에 따라 챔버 내부로 공급되는 공정 가스의 온도를 일정하게 유지하여 증착 효율을 향상시키고, 부산물이 파우더 형태로 전환되기 전에 세정함에 따라 챔버 내부의 오염도 내지 증착막의 품질도를 개선할 수 있다.First, by minimizing the gas flow path where the process gas and the cleaning gas are mixed, the temperature of the process gas supplied into the chamber is kept constant to improve deposition efficiency, and the inside of the chamber as the by-product is cleaned before being converted into powder form. The degree of contamination and the quality of the deposited film can be improved.

둘째, 가스 공급부와 챔버 사이에 절연 성질을 가지는 가스 튜브를 형성함에 따라 RF 전류의 흐름을 차단하고, 기생 플라즈마의 생성을 억제할 수 있다. 이에 따라 RF 플라즈마 방전 효율을 높이고, 챔버 내 각 부품의 수명을 연장시킬 수 있다.Second, by forming a gas tube having an insulating property between the gas supply unit and the chamber, it is possible to block the flow of RF current and to suppress the generation of parasitic plasma. As a result, the RF plasma discharge efficiency can be improved and the life of each component in the chamber can be extended.

본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects obtained in the present embodiment are not limited to the above-mentioned effects and another effect not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. .

도 1은 일반적인 가스 공급 장치를 포함하는 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 1-2 선을 따라 절취한 가스 공급 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 대한 개략적인 블록선도이다.1 is a diagram schematically showing a configuration of a substrate processing apparatus including a general gas supply device.
2 is a view schematically illustrating a configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the gas supply device taken along the line 1-2 shown in FIG.
4 is a schematic block diagram of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시 예를 상세히 설명한다. 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments may be variously modified and may have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text.

"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.Terms such as "first" and "second" may be used to describe various components, but these components should not be limited by the terms. Furthermore, the relational terms such as "upper / top / up" and "bottom / bottom / bottom", etc., used below do not necessarily require or imply any physical or logical relationship or order between such entities or elements, It may be used to distinguish one entity or element from another entity or element.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. A singular expression includes a plural expression unless the context clearly indicates otherwise.

이하, 실시 예에 의한 기판 처리 장치를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, a substrate processing apparatus according to an embodiment will be described as follows with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a view schematically illustrating a configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시 예에 의한 기판 처리 장치는 공정 챔버(100), 상기 공정 챔버(100) 내에 정전결합에 의한 플라즈마가 발생되도록 고주파 전력를 인가하는 플라즈마 발생 장치(200), 및 상기 공정 챔버(100) 내부로 증착 및/또는 세정을 위한 가스를 공급하는 가스 공급 장치(300)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the substrate processing apparatus according to an embodiment may include a process chamber 100, a plasma generator 200 applying high frequency power to generate plasma by electrostatic coupling in the process chamber 100, and It may include a gas supply device 300 for supplying a gas for deposition and / or cleaning into the process chamber 100.

공정 챔버(100)는 챔버 바디(110), 상기 챔버 바디(110)의 상면에 구비되는 리드(120), 상기 챔버 바디(110)와 상기 리드(120)에 의하여 형성된 내부 공간에 배치되며 복수의 가스 분사 홀(H)이 구비되는 가스분사수단(130), 기판(S)이 안치되고 상기 리드(120)와 일정한 간격을 두고 대향 배치되는 서셉터(140), 상기 챔버 바디(110)와 상기 리드(120) 사이에 기밀을 유지하기 위한 밀폐링(150), 및 상기 챔버 바디(110)와 결합되어 상기 공정 챔버(100) 내부에 발생된 파티클 및/또는 부산물을 외부로 배출하는 배기 펌프(160)를 포함할 수 있다.The process chamber 100 is disposed in an inner space formed by the chamber body 110, the lid 120 provided on the chamber body 110, the chamber body 110 and the lid 120, Gas injection means (130) having a gas injection hole (H), the substrate (S) is placed, the susceptor 140, the chamber 120 and the chamber body 110 are disposed facing at regular intervals with the lid 120 An airtight ring 150 for maintaining airtightness between the leads 120, and an exhaust pump coupled to the chamber body 110 to discharge particles and / or by-products generated in the process chamber 100 to the outside ( 160).

챔버 바디(110)는 상기 리드(120)를 지지하는 역할을 수행하며, 챔버 바디(110)와 리드(120)에 의하여 형성된 내부 공간은 플라즈마 처리 공정을 위한 반응 공간으로 제공될 수 있다.The chamber body 110 serves to support the lid 120, and the internal space formed by the chamber body 110 and the lid 120 may be provided as a reaction space for the plasma treatment process.

리드(120)는 가스 공급 장치(300)와 연통되어 증착 또는 세정을 위한 공정 가스, 세정 가스 및/또는 역류 방지 가스를 공정 챔버(100) 내부로 유입하기 위한 통로 역할을 수행할 수 있다. 또한, 리드(120)는 RF(Radio Frequency; 고주파) 전력을 공급하는 플라즈마 발생 장치(200)와 연결되어, 상기 공정 가스에 RF 전력을 인가하는 플라즈마 전극으로 사용될 수 있다.The lead 120 may communicate with the gas supply device 300 to serve as a passage for introducing a process gas, a cleaning gas, and / or a backflow preventing gas for deposition or cleaning into the process chamber 100. In addition, the lead 120 may be connected to the plasma generating apparatus 200 that supplies RF (Radio Frequency) power, and may be used as a plasma electrode that applies RF power to the process gas.

가스분사수단(130)은 상기 리드(120)의 하부에 위치하며, 상기 리드(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이로 인하여, 가스분사수단(130) 내에는 RF 전압이 인가될 수 있고, 가스분사수단(130) 내에 구비된 복수의 가스 분사 홀(H)은 유입된 공정 가스를 상기 반응 공간으로 분사할 수 있다.The gas injection means 130 may be positioned below the lid 120 and may be electrically connected to the lid 120. Accordingly, an RF voltage may be applied to the gas injection means 130, and the plurality of gas injection holes H provided in the gas injection means 130 may inject the introduced process gas into the reaction space. .

서셉터(140)는 기판(S)의 지지부 역할을 수행하며, 접지(grounded)될 수 있다. RF 전압이 인가된 가스분사수단(130)과 접지된 서셉터(140) 사이에는 전위차가 발생하고 정전 결합에 의한 RF 전기장이 형성될 수 있으며, 이러한 RF 전기장에 의해 가속된 전자가 중성기체와 출돌하면서 이온과 활성종의 혼합체인 플라즈마가 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 플라즈마 상태의 반응성 가스 이온들이 일정한 진공 압력 조건 하에서 서로 화학 반응을 함으로써 기판(S)위에 소정의 박막이 증착될 수 있다.The susceptor 140 serves as a support of the substrate S and may be grounded. A potential difference may occur between the gas injection means 130 to which the RF voltage is applied and the susceptor 140 grounded, and an RF electric field may be formed by an electrostatic coupling, and electrons accelerated by the RF electric field may collide with the neutral gas. While plasma, which is a mixture of ions and active species, can be formed. A predetermined thin film may be deposited on the substrate S by reacting the reactive gas ions formed in the plasma state with each other under a constant vacuum pressure condition.

상기 공정 챔버(100)는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정, CVD(Chemical Vapor Deposition) 공정 또는 ALD(Atomic Layer Deposition) 공정 등 다양한 증착 공정 중 어느 하나의 공정에 의해 기판(S) 상에 소정 박막을 증착하는 공정을 수행할 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 본 명세서에서는 PECVD 공정에 의한 기판 처리 방법을 기술하고 있으나, PECVD 공정 이외에 다른 증착 공정의 경우에도 적용될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.The process chamber 100 is predetermined on the substrate S by any one of various deposition processes such as a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process, a chemical vapor deposition (CVD) process, or an atomic layer deposition (ALD) process. A process of depositing a thin film may be performed. However, for the convenience of description, the present disclosure describes a method of treating a substrate by a PECVD process, but it is apparent to those skilled in the art that the present invention may be applied to other deposition processes in addition to the PECVD process.

플라즈마 발생 장치(200)는 RF 전력을 공급하는 RF 전원(210) 및 상기 RF 전원(210)과 상기 리드(120) 사이에 최대 전력이 인가될 수 있도록 임피던스를 매칭하는 RF 메쳐(Radio Frequency Matcher, 220)를 포함할 수 있다.The plasma generating apparatus 200 includes an RF power source 210 that supplies RF power and an RF matcher that matches an impedance so that maximum power can be applied between the RF power source 210 and the lead 120. 220).

상기 RF 전원(210)으로부터 발생되는 RF 전력은 상기 RF 메쳐(220)를 통해서 운반되어 상기 리드(120)로 제공될 수 있고, 여기서 RF 전력은 기판(S) 상에 소정의 박막을 증착시키기 위하여 공정 가스를 플라즈마 상태로 점화시킬 수 있다.RF power generated from the RF power source 210 may be transported through the RF matcher 220 and provided to the lead 120, where the RF power is used to deposit a predetermined thin film on the substrate S. The process gas can be ignited in a plasma state.

가스 공급 장치(300)는 가스 유입관(310), 제1 가스 공급부(320), 활성부(330), 냉각부(340), 및 제2 가스 공급부(350)를 포함할 수 있다.The gas supply device 300 may include a gas inlet pipe 310, a first gas supply part 320, an active part 330, a cooling part 340, and a second gas supply part 350.

가스 유입관(310)은 제1 가스 공급부(320) 또는 제2 가스 공급부(350)로부터 유입된 제1 가스 및 제2 가스 중 적어도 하나를 상기 공정 챔버(100) 내부로 공급할 수 있도록 내부에 복수의 블라인드 홀이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 가스는 세정 가스를 의미하고, 제2 가스는 공정 가스 및/또는 역류 방지 가스를 의미할 수 있으며, 가스 유입관(310)의 내부 구조는 후술하기로 한다.The gas inlet pipe 310 has a plurality of internally provided to supply at least one of the first gas and the second gas introduced from the first gas supply part 320 or the second gas supply part 350 into the process chamber 100. Blind holes may be formed. Here, the first gas may mean a cleaning gas, the second gas may mean a process gas and / or a backflow preventing gas, and an internal structure of the gas inlet pipe 310 will be described later.

제1 가스 공급부(320)는 공정 챔버(100) 내부로 세정 가스를 공급할 수 있도록, 제1 가스 공급원(320a), 제1 가스 개폐 밸브(320b), 및 제1 가스 공급 라인(320c)을 포함할 수 있다.The first gas supply unit 320 includes a first gas supply source 320a, a first gas open / close valve 320b, and a first gas supply line 320c to supply cleaning gas into the process chamber 100. can do.

여기서, 제1 가스 개폐 밸브(320b)는 제1 가스 공급원(320a)과 제1 가스 공급 라인(320c)이 연결되는 지점에 설치되어 상기 공급되는 세정 가스의 흐름을 제어할 수 있고, 제1 가스 공급 라인(320c)은 제1 금속 가스관(322c) 및 제1 절연관(324c)을 포함할 수 있다.Here, the first gas open / close valve 320b may be installed at a point where the first gas supply source 320a and the first gas supply line 320c are connected to control the flow of the cleaning gas to be supplied. The supply line 320c may include a first metal gas pipe 322c and a first insulating pipe 324c.

제1 가스 개폐 밸브(320b)가 개방되면, 세정 가스는 공정 챔버(300) 내부로 유입되기 전에 제1 금속 가스관(322c)을 통하여 가스 활성부(330), 냉각부(340) 및 제1 절연관(324c)을 거쳐 가스 유입관(310)으로 이동될 수 있다.When the first gas open / close valve 320b is opened, the cleaning gas is flowed through the first metal gas pipe 322c through the first metal gas pipe 322c before the flow of the cleaning gas into the process chamber 300. It may be moved to the gas inlet tube 310 via an association 324c.

여기서, 세정 가스는 F2, Cl2 등의 할로겐족 원소를 포함하는 가스로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 세정 가스는 NF3, SF6, ClF3, ClF4 또는 BCl3 중 적어도 어느 하나의 가스로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 화학반응을 통하여 부산물을 제거할 수 있는 세정 가스라면 본 발명에 적용될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.Here, the cleaning gas may be made of a gas containing a halogen group element such as F 2 , Cl 2 . For example, the cleaning gas may be formed of at least one of NF 3 , SF 6 , ClF 3 , ClF 4, or BCl 3 , but is not limited thereto. The cleaning gas may remove a by-product through a chemical reaction. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be applied to the present invention.

또한, 제1 금속 가스관(322c)은 내구성이 강한 SUS(Steel Use Stainless; 스테인리스 스틸) 재질로 형성될 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하고 내구성이 강한 금속 물질이라면 제1 금속 가스관에 적용될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.In addition, the first metal gas pipe 322c may be formed of a durable stainless steel (SUS) material, but this is merely an example and may be applied to the first metal gas pipe as long as it is a durable metal material. It is obvious to those skilled in the art.

가스 활성부(330) 및 냉각부(340) 각각은, 세정 가스가 공급되는 방향-예컨대, 제1 가스 공급부(320)에서 공정 챔버(100) 방향-으로 제1 금속 가스관(322c)과 제1 절연관(324c) 사이에서 순차적으로 배치될 수 있다.Each of the gas activator 330 and the cooling unit 340 may be provided with the first metal gas pipe 322c and the first in the direction in which the cleaning gas is supplied, for example, from the first gas supply 320 to the process chamber 100. The insulating tubes 324c may be sequentially disposed.

가스 활성부(330)는 세정 가스가 공정 챔버(100) 내부로 유입되기 전에 원격 플라즈마(remote plasma) 방식을 이용하여 세정 가스를 미리 플라즈마 또는 이온 상태로 여기(excitation)(또는 점화) 시킬 수 있다. 여기서, 가스 활성부(330)의 일 예로 원격 플라즈마 발생 장치(RPSC; Remote Plasma Source Cleaning)가 사용될 수 있다.The gas activator 330 may excite (or ignite) the cleaning gas in a plasma or ion state in advance by using a remote plasma method before the cleaning gas is introduced into the process chamber 100. . Here, as an example of the gas activator 330, a remote plasma source cleaning (RPSC) may be used.

가스 활성부(330)에 의하여 해리(또는 여기)된 세정 가스는 공정 챔버(100) 내부에 적체된 파티클 및/또는 부산물이 화학적으로 분해되도록 식각 (etching)반응을 유도할 수 있다. 이와 같이, 세정 가스가 플라즈마 또는 이온 상태로 해리될 경우 부산물과의 직접적인 반응성이 향상되므로 공정 챔버(100) 내의 세정 효율이 증가될 수 있다.The cleaning gas dissociated (or excited) by the gas activator 330 may induce an etching reaction to chemically decompose particles and / or byproducts accumulated in the process chamber 100. As such, when the cleaning gas is dissociated in the plasma or ionic state, the direct reactivity with the by-products is improved, and thus the cleaning efficiency in the process chamber 100 may be increased.

그러나 세정 가스가 가스 활성부(330)에서 플라즈마 상태로 점화될 경우, 점화된 반응성 세정 가스 이온은 매우 고온의 상태로 변화될 수 있다. 이러한 고온의 반응성 세정 가스 이온이 공정 챔버(100) 내부로 유입되면 챔버 바디(110)와 리드(120) 사이의 밀봉이 파괴되어 공정 챔버(100) 내부가 밀폐 상태를 유지할 수 없거나, 높은 온도로 인해 반응성 세정 가스 이온이 이동하는 경로 상에 배치된 부재들이 크래킹(craking)되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 고온의 반응성 세정 가스 이온이 공정 챔버(100) 내부로 유입되기 전에 냉각시킴으로써, 그 온도를 감소시킬 필요가 있다.However, when the cleaning gas is ignited in the plasma state in the gas activator 330, the ignited reactive cleaning gas ions may be changed to a very high temperature state. When the high temperature reactive cleaning gas ions are introduced into the process chamber 100, the seal between the chamber body 110 and the lid 120 may be broken so that the inside of the process chamber 100 may not be kept sealed or may be at a high temperature. This may cause a problem of cracking of members disposed on the path through which the reactive cleaning gas ions travel. Therefore, it is necessary to reduce the temperature by cooling the hot reactive cleaning gas ions before they enter the process chamber 100.

냉각부(340)는 가스 활성부(330)와 공정 챔버(100) 사이에 배치되어, 상기 가스 활성부(330)를 통과한 반응성 세정 가스 이온을 기 설정된 온도로 냉각시키는 역할을 수행할 수 있다.The cooling unit 340 may be disposed between the gas activator 330 and the process chamber 100 to serve to cool the reactive cleaning gas ions passing through the gas activator 330 to a predetermined temperature. .

한편, 기판(S)의 크기가 증대됨에 따라 공정 챔버(100) 내부의 세정을 위해 리드(120)에 인가되는 RF 전력이 증가할 수 있으며, 이에 대응하여 리드(120)와 전기적으로 연결된 가스분사수단(130)에 인가되는 RF 전압이 증가할 수 있다. RF 전압이 증가하면서, 리드(120)와 가스분사수단(130) 사이의 이격 공간에서 고전위에 의한 기생(parasitic) 플라즈마가 형성되고, 세정 가스가 이동하는 경로의 역방향-예컨대, 공정 챔버(100)에서 가스 공급 장치(300) 방향-으로 기생 플라즈마가 침투할 수 있다. 세정 과정에서 기생 플라즈마의 생성이 증가될 경우, 조기에 가스 방전 파괴(premature gas breakdown)가 발생할 수 있으며, RF 전력이 서셉터(140)까지 충분히 전달되지 아니하여 세정 효율이 저하되는 문제가 있다. 뿐만 아니라 기생 플라즈마의 방전은 전극 부품을 손상시켜 사용연한을 단축시키는 문제도 초래할 수 있다.On the other hand, as the size of the substrate S increases, RF power applied to the lid 120 for cleaning inside the process chamber 100 may increase, and correspondingly, gas injection may be electrically connected to the lid 120. The RF voltage applied to the means 130 may increase. As the RF voltage increases, a parasitic plasma due to a high potential is formed in the space between the lead 120 and the gas injection means 130, and the reverse direction of the path through which the cleaning gas travels, for example, the process chamber 100. The parasitic plasma may penetrate in the direction of the gas supply device 300. If the generation of parasitic plasma is increased during the cleaning process, premature gas breakdown may occur early, and RF power may not be sufficiently delivered to the susceptor 140, thereby degrading the cleaning efficiency. In addition, the discharge of the parasitic plasma may cause a problem of damaging the electrode components and shortening the service life.

이에 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 공급 장치(300)에는 냉각부(340)와 가스 유입관(310) 사이에 전기적 절연 물질을 포함하는 제1 절연관(324c)이 배치될 수 있다.Accordingly, a first insulating tube 324c including an electrically insulating material may be disposed between the cooling unit 340 and the gas inlet tube 310 in the gas supply device 300 according to an embodiment of the present invention.

제1 절연관(324c)은, 바람직하게는 세라믹(ceramic) 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고 전기적으로 절연 성질을 가지는 물질이라면 본 발명의 제1 절연관에 적용될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.The first insulating tube 324c may be preferably formed of a ceramic material, but is not limited thereto, and the first insulating tube 324c may be applied to the first insulating tube of the present invention. Self-explanatory

제1 절연관(324c)은 세정 가스가 이동하는 경로의 역방향을 따라 RF 전류가 흐르는-다시 말해서, 공정 챔버(100)에서 제1 절연관(324c)의 내부로 RF 전류가 관통하는- 것을 방지하여 기생 플라즈마의 생성 내지 침투를 억제할 수 있다.The first insulator tube 324c prevents RF current from flowing through the reverse direction of the cleaning gas flow path, that is, the RF current penetrates into the first insulator tube 324c from the process chamber 100. Thus, generation or penetration of parasitic plasma can be suppressed.

또한, 제1 절연관(324c)은 세정 가스가 점화된 반응성 세정 가스 이온의 흐름을 허용할 수 있도록 내부에 제1 직경을 갖는 공동이 형성될 수 있고, 상기 반응성 세정 가스 이온은 가스 유입관(310)을 거쳐 공정 챔버(100) 내부로 유입될 수 있다.In addition, the first insulating tube 324c may be formed with a cavity having a first diameter therein to allow the cleaning gas to flow in the ignited reactive cleaning gas ions, and the reactive cleaning gas ions may be formed in the gas inlet pipe ( It may be introduced into the process chamber 100 via the 310.

제2 가스 공급부(350)는 공정 챔버(100) 내부로 공정 가스 및 역류 방지 가스 중 적어도 하나를 공급할 수 있도록, 제2 가스 공급원(350a), 제2 가스 개폐 밸브(350b), 및 제2 가스 공급 라인(350c)을 포함할 수 있다.The second gas supply unit 350 may supply at least one of a process gas and a backflow preventing gas into the process chamber 100, so that the second gas supply source 350a, the second gas open / close valve 350b, and the second gas may be supplied. It may include a supply line 350c.

여기서, 제2 가스 개폐 밸브(350b)는 제2 가스 공급원(350a)과 제2 가스 공급 라인(350c)이 연결되는 지점에 설치되어 상기 공급되는 공정 가스 및 역류 방지 가스 중 적어도 하나의 흐름을 제어할 수 있고, 제2 가스 공급 라인(350c)은 제2 금속 가스관(352c, 356c) 및 제2 절연관(354c)을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 금속 가스관은, 제2 가스 공급원(350a)과 제2 가스 개폐 밸브(350b) 사이에 배치된 제2-1 금속 가스관(356c) 및 제2 가스 개폐 밸브(350b)와 가스 유입관(310) 사이에 배치된 제2-2 금속 가스관(352c)를 포함할 수 있다.Here, the second gas open / close valve 350b is installed at a point where the second gas supply source 350a and the second gas supply line 350c are connected to control the flow of at least one of the supplied process gas and the backflow preventing gas. The second gas supply line 350c may include second metal gas pipes 352c and 356c and a second insulating pipe 354c. Here, the 2nd metal gas pipe is the 2-1st metal gas pipe 356c, the 2nd gas open / close valve 350b, and the gas inflow pipe which are arrange | positioned between the 2nd gas supply source 350a and the 2nd gas open / close valve 350b. It may include a 2-2 metal gas pipe (352c) disposed between the 310.

제2 가스 개폐 밸브(350b)가 개방되면, 공정 가스 및 역류 방지 가스 중 적어도 하나는 공정 챔버(100) 내부로 유입되기 전에 제2-1 금속 가스관(356c), 제2-2 금속 가스관(352c) 및 제2 절연관(354c)을 거쳐 가스 유입관(310)으로 이동될 수 있다.When the second gas open / close valve 350b is opened, at least one of the process gas and the non-return gas may flow into the 2-1 metal gas pipe 356c and the 2-2 metal gas pipe 352c before flowing into the process chamber 100. ) And the second insulator tube 354c may be moved to the gas inlet tube 310.

여기서, 공정 가스는 소스 가스, 반응 가스, 및 퍼지 가스 중 적어도 하나를 포함하는 가스로 이루어질 수 있으며, 역류 방지 가스는 불활성 가스인 N2 원소를 포함하는 가스로 이루어질 수 있다. 비록 도 2에는 도시되지 아니하였지만, 제2 가스 공급부(350)은 하나의 제2-2 금속 가스관(352c)의 일단으로부터 분기된 복수의 가스 공급부-예컨대, 공정 가스 공급부 및 역류 방지 가스 공급부-를 포함할 수 있다. 또한, 공정 가스는 세정 가스와 독립적 또는 개별적으로 공급되고, 역류 방지 가스는 세정 가스와 순차적으로 공급되도록 제어될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.Here, the process gas may be made of a gas including at least one of a source gas, a reaction gas, and a purge gas, and the backflow preventing gas may be made of a gas containing an N 2 element which is an inert gas. Although not shown in FIG. 2, the second gas supply unit 350 includes a plurality of gas supplies branched from one end of one second-2 metal gas pipe 352c, such as a process gas supply unit and a backflow preventing gas supply unit. It may include. In addition, the process gas may be supplied independently or separately from the cleaning gas, and the backflow preventing gas may be controlled to be sequentially supplied with the cleaning gas, which will be described later.

한편, 제2-1 금속 가스관(356c)과 제2-2 금속 가스관(352c)은 서로 다른 재질로 형성될 수 있다.Meanwhile, the 2-1 metal gas pipe 356c and the 2-2 metal gas pipe 352c may be formed of different materials.

제2-1 금속 가스관(356c)은 제1 금속 가스관(322c)과 동일한 재질-예를 들어 내구성이 강한 SUS(Steel Use Stainless; 스테인리스 스틸) 재질-로 형성될 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하고 내구성이 강한 금속 물질이라면 제2-1 금속 가스관에 적용될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.The 2-1 metal gas pipe 356c may be formed of the same material as the first metal gas pipe 322c, for example, durable stainless steel (SUS) material, but this is merely exemplary. It will be apparent to those skilled in the art that a durable metal material can be applied to the 2-1 metal gas pipe.

또한, 제2-2 금속 가스관(352c)은 제1 금속 가스관(322c) 대비 세정 가스에 대한 내부식성이 강한 재질로 형성될 수 있으며, 일 예로 알루미늄(Al) 재질로 구비될 수 있으나 이는 예시적인 것에 불과하고 내부식성이 강한 금속 물질이라면 제2-2 금속 가스관에 적용될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.In addition, the 2-2 metal gas pipe 352c may be formed of a material having a stronger corrosion resistance to the cleaning gas than the first metal gas pipe 322c, and may be formed of, for example, aluminum (Al) material. It will be apparent to those skilled in the art that the metal material can be applied to the 2-2 metal gas pipe as long as it is a metal material having high corrosion resistance.

한편, 전술한 세정 공정뿐만 아니라 기판(S)의 증착 공정에서도 기생 플라즈마가 형성될 수 있다. 기판(S)의 크기가 증대됨에 따라 증착 공정을 위해 리드(120)에 인가되는 RF 전력이 증가할 수 있으며, 이에 대응하여 리드(120)와 전기적으로 연결된 가스분사수단(130)에 인가되는 RF 전압이 증가할 수 있다. RF 전압이 증가하면서, 리드(120)와 가스분사수단(130) 사이의 이격 공간에서 고전위에 의한 기생(parasitic) 플라즈마가 형성되고, 공정 가스가 이동하는 경로의 역방향-예컨대, 공정 챔버(100)에서 가스 공급 장치(300) 방향-으로 기생 플라즈마가 침투할 수 있다. 증착 공정에서 기생 플라즈마의 생성이 증가될 경우, 공정 챔버(100) 내부에서의 플라즈마 방전 효율이 저하될 수 있으며, RF 전력이 서셉터(140)까지 충분히 전달되지 아니하여 유입되는 공정 가스의 반응도 활성화되지 않아 증착 효율이 저감되는 문제가 있다. 뿐만 아니라 기생 플라즈마의 방전은 전극 부품을 손상시켜 사용연한을 단축시키는 문제도 초래할 수 있다.On the other hand, the parasitic plasma may be formed in the deposition process of the substrate S as well as the cleaning process described above. As the size of the substrate S increases, RF power applied to the lead 120 for the deposition process may increase, and correspondingly, RF applied to the gas injection means 130 electrically connected to the lead 120. The voltage may increase. As the RF voltage increases, a parasitic plasma due to a high potential is formed in the space between the lead 120 and the gas injection means 130, and reverse the path where the process gas travels, for example, the process chamber 100. The parasitic plasma may penetrate in the direction of the gas supply device 300. When the generation of parasitic plasma is increased in the deposition process, the plasma discharge efficiency in the process chamber 100 may be reduced, and the RF power is not sufficiently delivered to the susceptor 140 to activate the reaction of the incoming process gas. There is a problem that the deposition efficiency is not reduced. In addition, the discharge of the parasitic plasma may cause a problem of damaging the electrode components and shortening the service life.

이에 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 공급 장치(300)에는 제2-2 금속 가스관(352c)과 가스 유입관(310) 사이에 전기적 절연 물질을 포함하는 제2 절연관(354c)가 배치될 수 있다.Accordingly, in the gas supply device 300 according to an embodiment of the present invention, a second insulating tube 354c including an electrically insulating material is disposed between the second-2 metal gas pipe 352c and the gas inlet pipe 310. Can be.

제2 절연관(354c)은, 바람직하게는 세라믹(ceramic) 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고 전기적으로 절연 성질을 가지는 물질이라면 본 발명의 제2 절연관에 적용될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.The second insulating tube 354c may be preferably formed of a ceramic material, but is not limited thereto, and the second insulating tube 354c may be applied to the second insulating tube of the present invention. Self-explanatory

제2 절연관(354c)은 공정 가스가 이동하는 경로의 역방향을 따라 RF 전류가 흐르는-다시 말해서, 공정 챔버(100)에서 제2 절연관(354c)의 내부로 RF 전류가 관통하는- 것을 방지하여 기생 플라즈마의 생성 내지 침투를 억제할 수 있다. 이로 인하여 증착 공정 시, RF 전력을 서셉터(140)에까지 충분히 전달시킬 수 있고 유입되는 공정 가스의 반응도 충분히 활성화시킬 수 있어 공정 챔버(100) 내에서 RF 플라즈마 방전 효율을 높일 수 있고, 공정 챔버(100) 내 각 부품의 손상을 방지하여 부품의 수명을 연장시킬 수 있다.The second insulator tube 354c prevents RF current from flowing through the reverse direction of the process gas path, that is, the RF current penetrates into the second insulator tube 354c from the process chamber 100. Thus, generation or penetration of parasitic plasma can be suppressed. Due to this, during the deposition process, the RF power can be sufficiently delivered to the susceptor 140 and the reaction of the incoming process gas can be sufficiently activated to increase the RF plasma discharge efficiency in the process chamber 100, and the process chamber ( 100) It is possible to prolong the life of the parts by preventing the damage of each part inside.

또한, 제2 절연관(354c)은 공정 가스의 흐름을 허용할 수 있도록 내부에 제2 직경을 갖는 공동이 형성될 수 있고, 상기 공정 가스는 가스 유입관(310)을 거쳐 공정 챔버(100) 내부로 유입될 수 있다.In addition, the second insulating tube 354c may have a cavity having a second diameter therein to allow the flow of the process gas, and the process gas may pass through the gas inlet tube 310 to the process chamber 100. Can be introduced inside.

도 2에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치와 달리, 도 1에 도시된 일반적인 기판 처리 장치는 공정 가스 공급부(28)가 냉각 블록(26)과 연통된다. 세정 공정이 완료된 이후, 증착 공정이 수행되는 때에 공정 가스 공급부(28)로부터 냉각 블록(26)으로 공정 가스가 유입되면 냉각 블록(26) 내부와의 온도 차이로 인하여, 공정 챔버(10) 내부로 공급되는 공정 가스의 온도가 일정하게 유지될 수 없으므로 증착 효율이 저하될 수 있다. 또한, 세정 공정 시 잔류한 세정 가스와 반응하여 형성된 부산물은 상대적으로 낮은 온도 분위기를 갖는 냉각 블록(26) 내부에서 분말 상태로 고형화된 파우더(powder)로 전환될 수 있으며, 상기 파우더(powder)가 공정 챔버(10) 내부로 유입되어 증착막을 오염시키는 문제를 초래할 수 있다.Unlike the substrate processing apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 2, in the general substrate processing apparatus illustrated in FIG. 1, the process gas supply unit 28 communicates with the cooling block 26. After the cleaning process is completed, when the process gas flows from the process gas supply unit 28 into the cooling block 26 when the deposition process is performed, due to a temperature difference from the inside of the cooling block 26, the process gas may be introduced into the process chamber 10. Since the temperature of the supplied process gas cannot be kept constant, the deposition efficiency may be lowered. In addition, the by-products formed by reaction with the cleaning gas remaining in the cleaning process may be converted into a powder solidified into a powder in the cooling block 26 having a relatively low temperature atmosphere, and the powder Inflow into the process chamber 10 may cause a problem of contaminating the deposited film.

반면에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 가스 공급부(350)는 온도 구배를 가지지 아니하는 가스 유입관(310)과 연통되므로, 일정한 온도로 유지된 공정 가스가 공정 챔버(100) 내부로 공급되어 플라즈마 상태의 점화가 용이하고 증착 효율이 향상될 수 있다. 또한, 가스 유입관(310)은 냉각부(350) 보다 상대적으로 높은 온도 분위기를 가지므로, 부산물이 파우더(powder) 형태로 전환되기 전에 세정할 수 있으며, 공정 챔버(100) 내부가 오염되는 것을 미연에 방지할 수 있다.On the other hand, since the second gas supply unit 350 according to an embodiment of the present invention communicates with the gas inlet tube 310 having no temperature gradient, the process gas maintained at a constant temperature is introduced into the process chamber 100. It can be supplied to facilitate the ignition of the plasma state and to improve the deposition efficiency. In addition, since the gas inlet tube 310 has a relatively higher temperature atmosphere than the cooling unit 350, the gas inlet tube 310 may be cleaned before the by-product is converted into a powder form, and the inside of the process chamber 100 is contaminated. It can prevent it beforehand.

이하에서는 가스 공급 장치(300)의 내부 구조를 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the internal structure of the gas supply device 300 will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 도 2에 도시된 1-2 선을 따라 절취한 가스 공급 장치의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the gas supply device taken along the line 1-2 shown in FIG.

도 3에 도시된 가스 공급 장치(300)의 하위 구성 요소는 도 2에 도시된 가스 공급 장치의 하위 구성 요소에 해당하므로 동일한 참조 부호를 사용하였으며, 이들에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Since the subcomponents of the gas supply apparatus 300 illustrated in FIG. 3 correspond to the subcomponents of the gas supply apparatus illustrated in FIG. 2, the same reference numerals are used, and redundant description thereof will be omitted.

전술한 바와 같이, 가스 유입관(310)은 제1 가스 공급부(320) 또는 제2 가스 공급부(350)로부터 유입된 제1 가스 및 제2 가스 중 적어도 하나를 상기 공정 챔버(미도시) 내부로 공급할 수 있도록 내부에 복수의 블라인드 홀(blind hole)-예컨대, 가스 유입관(310)을 관통하지 않는 홀-이 형성된 복수의 유로-공통 유로(312), 제1 가스 유로(314), 및 제2 가스 유로(316)-를 포함할 수 있다. 여기서, 가스 유입관(310)의 재질은 내화학성이 강한 알루미늄(Al) 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고 부식을 방지할 수 있는 내화학성이 강한 물질이라면 본 발명의 가스 유입관에 적용될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.As described above, the gas inlet pipe 310 is configured to transfer at least one of the first gas and the second gas introduced from the first gas supply part 320 or the second gas supply part 350 into the process chamber (not shown). A plurality of flow paths-common flow path 312, first gas flow path 314, and a plurality of blind holes formed therein for supplying, for example, holes not penetrating the gas inlet pipe 310; And two gas flow paths 316. Here, the material of the gas inlet tube 310 may be formed of aluminum (Al) material having a high chemical resistance, but is not limited thereto and may be applied to the gas inlet tube of the present invention as long as the material has a strong chemical resistance to prevent corrosion. It will be apparent to one skilled in the art.

공통 유로(312)는 제1 가스 및 제2 가스 중 적어도 하나를 공정 챔버(100) 내부로 공급할 수 있도록 가스 유입관(310)의 내부에 블라인드 홀(blind hole)이 형성되고, 상기 블라인드 홀의 천공된 부분-예컨대, 유출구-은 리드(120)와 연통할 수 있다. 또한, 공통 유로(312)는 제1 가스 공급부(320) 및 제2 가스 공급부(350) 각각과 연통하는 서로 다른 분기부(B1, B2)를 포함할 수 있다.The common flow path 312 has a blind hole formed in the gas inlet pipe 310 so as to supply at least one of the first gas and the second gas into the process chamber 100, and punctures the blind hole. A portion, such as an outlet, may be in communication with the lid 120. In addition, the common flow path 312 may include different branching parts B1 and B2 communicating with each of the first gas supply part 320 and the second gas supply part 350.

보다 상세하게는, 공통 유로(312)는 가스 유입관(310)의 내부에 일단은 막혀있고, 타단은 천공된 블라인드 홀의 형태로 형성될 수 있다. 이때, 공통 유로(312)의 일단은 제2 분기부(B2)로부터 소정 길이만큼 연장되어 형성(도면부호 C 참조)될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 공통 유로(312)의 일단은 제2 분기부(B2)와 동일 선상의 높이로 형성(도면부호 C' 참조)될 수도 있다.More specifically, the common flow path 312 may be formed in the form of a blind hole, one end of which is blocked inside the gas inlet pipe 310 and the other end thereof. At this time, one end of the common flow path 312 may be formed to extend from the second branch portion B2 by a predetermined length (see reference numeral C), but is not limited thereto. It may be formed at the same height as the base B2 (see reference numeral C ').

제1 가스 유로(314)는 제1 가스-예를 들어, 세정 가스-가 유입될 수 있도록 일단은 제1 절연관(324c)과 연결되고, 타단은 공통 유로(312)의 제1 분기부(B1)와 연통될 수 있다.The first gas flow path 314 is connected to the first insulating tube 324c at one end so that a first gas, for example, a cleaning gas, can be introduced therein, and the other end of the first gas flow path 314 is connected to the first branch of the common flow path 312. May be in communication with B1).

제1 가스 공급부(320)로부터 공급된 세정 가스가 가스 활성부(330), 냉각부(340) 및 제1 절연관(324c)를 통과하여 해리된 반응성 세정 가스 이온은 제1 가스 유로(314)로 유입되고, 공통 유로(312)를 거쳐 공정 챔버(100) 내부로 공급될 수 있다.The reactive cleaning gas ions dissociated by the cleaning gas supplied from the first gas supply unit 320 through the gas active unit 330, the cooling unit 340, and the first insulating tube 324c may be the first gas flow path 314. Flows into the process chamber 100 and may be supplied into the process chamber 100 through the common flow path 312.

제2 가스 유로(316)는 제2 가스-예를 들어, 공정 가스 및/또는 역류 방지 가스-가 유입될 수 있도록 일단은 제2 절연관(354c)과 연결되고, 타단은 공통 유로(312)의 제2 분기부(B2)와 연통될 수 있다.The second gas flow path 316 is connected to the second insulating tube 354c at one end thereof so that a second gas, for example, a process gas and / or a backflow preventing gas, may be introduced therein, and the other end thereof may be connected to the common flow path 312. It may be in communication with the second branch (B2) of.

제2 가스 공급부(350)로부터 공급된 공정 가스 및/또는 역류 방지 가스는 제2 절연관(354c)을 통과하여 제2 가스 유로(316)로 유입되고, 공통 유로(312)를 거쳐 공정 챔버(100) 내부로 공급될 수 있다.The process gas and / or the backflow preventing gas supplied from the second gas supply part 350 flows into the second gas flow passage 316 through the second insulating tube 354c and passes through the common flow passage 312 through the process chamber ( 100) can be supplied internally.

여기서, 제1 가스 유로(312)와 제2 가스 유로(314)가 서로 대향하지 않도록 공통 유로(310)의 제1 분기부(B1)와 제2 분기부(B2)는 서로 중첩되지 아니하거나 또는 서로 다른 높이에 위치할 수 있다.Here, the first branch portion B1 and the second branch portion B2 of the common passage 310 do not overlap each other so that the first gas passage 312 and the second gas passage 314 do not face each other. Can be located at different heights.

만일, 제1 분기부(B1)와 제2 분기부(B2)가 중첩되거나 서로 동일한 높이에 위치할 경우, 제1 가스 유로(312)로 유입된 세정 가스 중 일부는 제2 가스 유로(314)로 역류(또는 공급)될 수 있다. 이와 같이, 역류된 세정 가스는 제2-2 금속 가스관(352c)을 부식시키거나, 제2 절연관(354c) 및/또는 제2-2 금속 가스관(352c)에 잔류하는 공정 가스와 반응하여 파우더(powder)를 형성할 수 있으며, 이는 증착 효율 내지 박막 품질의 심각한 저하를 초래할 수 있다.If the first branch portion B1 and the second branch portion B2 overlap or are positioned at the same height, some of the cleaning gas flowing into the first gas passage 312 may be partially separated from the second gas passage 314. Can be counterflowed (or fed). In this way, the reversed cleaning gas corrodes the second-second metal gas pipe 352c, or reacts with the process gas remaining in the second insulated pipe 354c and / or the second-second metal gas pipe 352c to remove the powder. powders can be formed, which can lead to significant degradation of deposition efficiency to thin film quality.

이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 유입관(310)의 공통 유로(312)는 서로 다른 높이에 형성된 제1 분기부(B1) 및 제2 분기부(B2)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제2 분기부(B2)는 제1 분기부(B1) 보다 리드(120)로부터 더 높은 위치에 배치될 수 있다. 유체의 압력은 위치 에너지에 영향을 받으며, 위치 에너지는 기준면으로부터의 높이에 비례하기 때문에 리드 (120)로부터 더 높은 위치에 배치된 제2 분기부(B2)는 제1 분기부(B1)에 비하여 상대적으로 압력이 더 높은 상태로 유지될 수 있다. 따라서 제1 분기부(B1)로 유입된 세정가스가, 압력차에 의하여 제2 분기부(B1)와 연통하는 제2 가스 공급부(350)로 역류되는 것을 방지할 수 있다.Thus, the common flow path 312 of the gas inlet pipe 310 according to an embodiment of the present invention may include a first branch portion B1 and a second branch portion B2 formed at different heights. Preferably, the second branch B2 may be disposed at a higher position from the lid 120 than the first branch B1. The pressure of the fluid is influenced by the potential energy, and since the potential energy is proportional to the height from the reference plane, the second branch B2 disposed at a higher position from the lid 120 is compared with the first branch B1. The pressure can be maintained at a relatively higher state. Therefore, the cleaning gas flowing into the first branch portion B1 can be prevented from flowing back to the second gas supply portion 350 communicating with the second branch portion B1 due to the pressure difference.

정리하면, 제1 분기부(B1)로 유입된 세정가스는 자연 법칙에 의하여 도 3에 도시된 화살표(A) 방향-예컨대, 하류 방향 또는 공통 유로(312)에서 공정 챔버(100) 방향-을 따라 공정 챔버(100) 내부로 공급될 수 있고, 압력차에 의하여 상류 방향-예컨대, 공정 챔버(100)에서 공통 유로(312) 방향-으로 역류되는 것을 방지할 수 있다.In summary, the cleaning gas flowing into the first branch portion B1 is oriented in the direction of the arrow A shown in FIG. 3, for example, in the downstream direction or the common flow path 312 by the natural law. Therefore, it can be supplied into the process chamber 100, and it can be prevented from being flowed back in an upstream direction, for example, in the process chamber 100 in the common flow path 312 by the pressure difference.

이하에서는, 제1 절연관(324c) 및 제2 절연관(354c) 간의 내부 직경 또는 길이를 비교 설명하기로 한다.Hereinafter, an internal diameter or length between the first insulating tube 324c and the second insulating tube 354c will be compared.

전술한 바와 같이, 제1 절연관(324c) 및 제2 절연관(354c)은 전기적 절연 성질을 가지는 세라믹(ceramic) 재질을 포함함으로써, RF 전류가 관통하는 것을 방지하여 기생 플라즈마의 형성을 억제할 수 있다. 이때, RF 전류의 흐름을 방해하기 위한 제1 절연관(324c) 및 제2 절연관(354c)의 단면적 내지 길이는 세정 공정 또는 증착 공정 시 인가되는 RF 전력(량)에 따라 결정될 수 있다.As described above, the first insulating tube 324c and the second insulating tube 354c include a ceramic material having electrical insulating properties, thereby preventing the RF current from penetrating and suppressing the formation of parasitic plasma. Can be. In this case, the cross-sectional area and length of the first insulating tube 324c and the second insulating tube 354c for preventing the flow of the RF current may be determined according to the RF power (amount) applied during the cleaning process or the deposition process.

세정 공정과 증착 공정 시 플라즈마 발생 장치(200)로부터 인가되는 RF 전력(량)은 상이할 수 있다. 예를 들어, 증착 공정 시에는 대략 20 kw의 RF 전력이 인가되는 반면에, 세정 공정 시에는 대략 3 kw의 RF 전력이 인가될 수 있다. 다시 말해서, 세정 공정 보다는 증착 공정이 진행되는 동안 플라즈마 발생을 위한 더 큰 RF 전력(량)이 인가될 수 있으며, 세정 가스가 이동하는 경로 상에 배치된 제1 절연관(324c)과 공정 가스가 이동하는 경로 상에 배치된 제2 절연관(354c)의 단면적 내지 길이는 서로 상이하게 형성될 수 있다. 바람직하게는 제1 절연관(324c)의 저항이 제2 절연관(354c)의 저항 보다 더 작을 수 있다.RF power applied to the plasma generating apparatus 200 during the cleaning process and the deposition process may be different. For example, approximately 20 kw of RF power may be applied during the deposition process, while approximately 3 kw of RF power may be applied during the cleaning process. In other words, a larger RF power for plasma generation may be applied during the deposition process than the cleaning process, and the first insulating tube 324c and the process gas disposed on the path through which the cleaning gas travels may be applied. The cross-sectional area and length of the second insulating tube 354c disposed on the moving path may be different from each other. Preferably, the resistance of the first insulation tube 324c may be smaller than the resistance of the second insulation tube 354c.

이에, 제1 절연관(324c)의 제1 길이(La)는 제2 절연관(354c)의 제2 길이(Lb) 보다 더 작게 형성될 수 있다. 여기서, 제1 절연관(324c)의 제1 길이(La)는 가스 유입관(310)과 냉각부(340) 사이의 길이로 정의할 수 있고, 제2 절연관(354c)의 제2 길이(Lb)는 가스 유입관(310)과 제2-2 금속 가스관(352c) 사이의 길이로 정의할 수 있다.Thus, the first length (L a) of the first insulating tube (324c) may be formed smaller than the second length (L b) of the second insulating tube (354c). Here, the first length of the first insulating tube (324c) (L a) of the second length of the gas inlet pipe 310 and the cooling unit 340 can be defined as the length between the second insulating tube (354c) L b may be defined as the length between the gas inlet pipe 310 and the second-2 metal gas pipe 352c.

또한, 제1 절연관(324c)의 제1 내경(Φa)은 제2 절연관(354c)의 제2 내경(Φb) 보다 더 크게 형성될 수 있다. 그 이유는, RF 전류의 흐름을 방해(또는 전압 강하)하기 위한 절연관의 저항은 절연관의 길이가 길수록, 단면적이 작을수록 크기 때문이다.In addition, the first inner diameter Φ a of the first insulating tube 324c may be larger than the second inner diameter Φ b of the second insulating tube 354c. The reason is that the resistance of the insulator tube for interrupting (or voltage drop) the flow of RF current is larger as the length of the insulator tube is smaller and the cross-sectional area is smaller.

정리하면, 세정 공정에 비하여 증착 공정 시 공정 챔버(100) 내에 인가되는 RF 전력(량)이 더 크므로, 제2 절연관(354c)은 제1 절연관(324c)에 비하여 길이가 더 길고, 내부 직경이 더 작도록 형성하여, 제1 절연관(324c) 및 제2 절연관(354c)을 관통하는 RF 전류의 흐름을 방해하고 기생 플라즈마의 생성 내지 침투를 방지할 수 있다.In summary, since the RF power (amount) applied to the process chamber 100 is greater during the deposition process than the cleaning process, the second insulation tube 354c has a longer length than the first insulation tube 324c, By forming the inner diameter to be smaller, it is possible to interrupt the flow of the RF current through the first insulating tube 324c and the second insulating tube 354c and to prevent the generation or penetration of parasitic plasma.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 공정 챔버(100), 플라즈마 발생 장치(200) 및 가스 공급 장치(300)를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있으며, 이에 대하여는 도 4를 참조하여 이하에서 설명하기로 한다.On the other hand, the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, may further include a control unit for controlling the process chamber 100, the plasma generating apparatus 200 and the gas supply device 300, this is shown in FIG. This will be described below with reference to.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 대한 개략적인 블록선도이다.4 is a schematic block diagram of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(400)는 기판(S)의 증착 공정 또는 기판 처리 장치의 세정 공정을 수행하기 위하여, 공정 챔버(100), 플라즈마 발생 장치(200) 및 가스 공급 장치(300) 각각을 제어할 수 있다.As illustrated in FIG. 4, the controller 400 may perform the process chamber 100, the plasma generating apparatus 200, and the gas supply apparatus 300 to perform a deposition process of the substrate S or a cleaning process of the substrate processing apparatus. ) You can control each one.

제어부(400)는, 공정 챔버(100) 내부에서의 공정이 증착 공정인지 또는 세정 공정인지에 따라 RF 전원(210)이 인가하는 전력량을 선택적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 증착 공정 시에는 대략 20 kw의 제1 RF 전력이 인가되는 반면에, 세정 공정 시에는 대략 3 kw의 제2 RF 전력이 인가될 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하고 각각의 공정에 요구되는 RF 전력량이 이에 한정되지 아니함은 통상의 기술자에게 자명하다.The controller 400 may selectively control the amount of power applied by the RF power supply 210 according to whether the process in the process chamber 100 is a deposition process or a cleaning process. For example, approximately 20 kw of first RF power may be applied during the deposition process, while approximately 3 kw of second RF power may be applied during the cleaning process, but this is merely an example and may be applied to each process. It is apparent to those skilled in the art that the required amount of RF power is not limited thereto.

또한, 제어부(400)는 증착 공정 또는 세정 공정을 위한 공급 가스의 흐름을 제어하기 위하여 제1 가스 공급부(320) 및 제2 가스 공급부(350)에 포함된 복수의 가스 개폐 밸브(320b, 350b)의 개폐 여부를 독립적 또는 순차적으로 제어할 수 있다. 여기서, 제1 가스 공급부(320)는 제1 금속 가스관(322c)의 일단에 연결되는 세정 가스 개폐 밸브(320b)를 포함하고, 제2 가스 공급부(350)는 하나의 제2-2 금속 가스관(352c)의 일단으로부터 분기된 공정 가스 개폐 밸브(352b) 및 역류 방지 가스 개폐 밸브(354b)을 포함할 수 있다.In addition, the controller 400 may include a plurality of gas open / close valves 320b and 350b included in the first gas supply unit 320 and the second gas supply unit 350 to control the flow of the supply gas for the deposition process or the cleaning process. Whether to open or close can be controlled independently or sequentially. Here, the first gas supply unit 320 includes a cleaning gas open / close valve 320b connected to one end of the first metal gas pipe 322c, and the second gas supply unit 350 includes one second-2 metal gas pipe ( It may include a process gas on-off valve 352b and a backflow preventing gas on-off valve 354b branched from one end of 352c.

그리고 상기 복수의 가스 개폐 밸브(320b, 352b, 354b)는 가스 공급 장치(300)로부터 공정 챔버(100) 방향으로의 순방향 유동은 허용하되, 공정 챔버(100)로부터 가스 공급 장치(300) 방향으로의 역방향 유동은 차단하도록 구성 또는 작동될 수 있다.The plurality of gas open / close valves 320b, 352b, and 354b allow forward flow from the gas supply device 300 in the direction of the process chamber 100, but from the process chamber 100 toward the gas supply device 300. The reverse flow of may be configured or operated to block.

기판(S)의 증착 공정이 수행되는 경우, 제어부(400)는 공정 가스 개폐 밸브(352b)는 개방하되, 세정 가스 개폐 밸브(320b) 및 역류 방지 가스 개폐 밸브(354b)는 폐쇄하여 공정 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급하고, 리드(120)에 제1 전력량이 인가되도록 RF 전원(210)을 제어하여 정전 결합에 의한 RF 전기장을 발생시킬 수 있다. 이러한 RF 전기장에 의해 가속된 전자가 공정 가스와 출돌하면서 이온과 활성종의 혼합체인 플라즈마가 형성되고, 이와 같이 형성된 플라즈마 상태의 반응성 가스 이온들이 일정한 진공 압력 조건 하에서 서로 화학 반응을 함으로써 기판(S)위에 소정의 박막이 증착될 수 있다.When the deposition process of the substrate S is performed, the control unit 400 opens the process gas open / close valve 352b but closes the cleaning gas open / close valve 320b and the backflow prevention gas open / close valve 354b to process the process chamber ( 100, the process gas is supplied into the inside, and the RF power source 210 is controlled to apply the first amount of power to the lead 120 to generate an RF electric field by electrostatic coupling. As the electrons accelerated by the RF electric field collide with the process gas, a plasma, which is a mixture of ions and active species, is formed, and the reactive gas ions in the plasma state thus formed react with each other under a constant vacuum pressure condition, thereby providing a substrate S A predetermined thin film may be deposited thereon.

기판(S)의 증착 공정이 완료된 후, 기판 처리 장치의 세정 공정을 수행하는 경우, 제어부(400)는 세정 가스 개폐 밸브(320b)를 개방하여 세정 가스를 공급하고, 가스 활성부(330)에 제2 전력량이 인가되도록 RF 전원(210)을 제어하여 상기 세정 가스를 플라즈마 상태로 점화시키고 세정 가스를 이온 상태로 해리시킬 수 있다. 그리고 냉각부(340)의 동작을 허용함에 따라 해리된 반응성 세정 가스 이온이 가스 유입관(310)으로 유입될 수 있다. 그리고 제어부(400)는 순차적으로 역류 방지 가스 개폐 밸브(354b)는 개방하되, 공정 가스 개폐 밸브(352b)는 폐쇄하여, 공정 가스가 가스 유입관(310)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 다시 말해서, 제어부(400)는 공정 가스가 세정 가스와 독립적 또는 개별적으로 공급되고, 역류 방지 가스는 세정 가스와 순차적으로 공급되도록 제어할 수 있다. 여기서, 세정 가스는 NF3, SF6, ClF3, ClF4 또는 BCl3 중 적어도 어느 하나의 가스로 이루어질 수 있고, 역류 방지 가스는 불활성 가스인 N2 원소를 포함하는 가스로 이루어질 수 있다.After the deposition process of the substrate S is completed, when the cleaning process of the substrate processing apparatus is performed, the controller 400 opens the cleaning gas open / close valve 320b to supply the cleaning gas to the gas activator 330. The RF power supply 210 may be controlled to apply a second amount of power to ignite the cleaning gas in a plasma state and dissociate the cleaning gas into an ionic state. The dissociated reactive cleaning gas ions may be introduced into the gas inlet tube 310 as the cooling unit 340 allows the operation of the cooling unit 340. In addition, the controller 400 may sequentially open the non-return gas open / close valve 354b and close the process gas open / close valve 352b to block the process gas from flowing into the gas inlet pipe 310. In other words, the controller 400 may control the process gas to be supplied independently or separately from the cleaning gas, and the backflow preventing gas may be sequentially supplied to the cleaning gas. Here, the cleaning gas may be made of at least one of NF 3 , SF 6 , ClF 3 , ClF 4, or BCl 3 , and the backflow preventing gas may be made of a gas containing N 2 element which is an inert gas.

세정 공정 시, 가스 유입관(310)의 제1 가스 유로(314)로 세정 가스가 유입된 상태에서, 제2 가스 유로(316)로 역류 방지 가스를 유입시킬 경우, 세정 가스가 제2-2 금속 가스관(352c)으로 역류되는 것을 방지할 수 있고, 해리된 반응성 세정 가스 이온이 해리 전 상태로 재결합되는 것을 방지할 수 있다. 상기 해리된 반응성 세정 가스 이온은 공정 챔버(100) 내부에 형성된 부산물이 화학적으로 분해되도록 식각(etching)반응을 유도할 수 있다. 이와 같이, 세정 가스가 플라즈마 또는 이온 상태로 해리될 경우 부산물과의 직접적인 반응성이 향상되므로, 공정 챔버(100) 내부의 세정 능력 내지 효율성이 증가될 수 있다.In the cleaning process, when the backflow preventing gas flows into the second gas flow passage 316 while the cleaning gas flows into the first gas flow passage 314 of the gas inflow pipe 310, the cleaning gas is supplied to the second gas flow passage 2-2. The backflow to the metal gas pipe 352c can be prevented, and the dissociated reactive cleaning gas ions can be prevented from recombining in the state before dissociation. The dissociated reactive cleaning gas ions may induce an etching reaction so that the by-products formed in the process chamber 100 are chemically decomposed. As such, when the cleaning gas dissociates into a plasma or ionic state, direct reactivity with by-products may be improved, and thus cleaning ability or efficiency inside the process chamber 100 may be increased.

전술한 바와 같이, 세정 가스의 역류를 방지함에 따라 제2 가스 공급 라인(350)의 부식이 저하되고, 제2-2 금속 가스관(352c) 내에 잔류하는 세정 가스의 양이 감소함에 따라 부산물 형성을 억제할 수 있다. 또한, 해리된 반응성 세정 가스 이온이 해리 전 상태로 재결합되는 것을 방지할 수 있으므로 공정 챔버(100) 내부의 세정 효율이 개선될 수 있고, 세정 시간이 단축됨에 따라 전체 공정 시간을 줄일 수 있어, 장비 가동율이 개선되고 높은 양산성을 확보할 수 있다.As described above, by preventing backflow of the cleaning gas, corrosion of the second gas supply line 350 is reduced, and by-product formation is reduced as the amount of the cleaning gas remaining in the second-2 metal gas pipe 352c decreases. It can be suppressed. In addition, since the dissociated reactive cleaning gas ions can be prevented from being recombined in the pre-dissociated state, the cleaning efficiency inside the process chamber 100 can be improved, and as the cleaning time is shortened, the overall process time can be reduced. The utilization rate can be improved and high mass production can be secured.

이후, 제어부(400)는 챔버 바디(110)의 하부에 구비되는 배기 펌프(160)를 작동하여 공정 챔버(100) 내부에 잔존하는 잔류 가스를 배출할 수 있다.Thereafter, the controller 400 may operate the exhaust pump 160 provided under the chamber body 110 to discharge residual gas remaining in the process chamber 100.

실시 예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시 예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시 형태로 구현될 수도 있다.As described above in connection with the embodiment, only a few are described, but various other forms of implementation are possible. Technical contents of the above-described embodiments may be combined in various forms as long as they are not incompatible with each other and may be implemented in a new embodiment.

한편, 전술한 실시 예에 의한 기판 처리 장치 및 이 장치를 이용한 기판 처리 방법은 반도체 소자의 기판 상에 박막을 증착하는 공정 외에, 평면 표시 장치 및 태양전지 등을 제조하는 공정 등에서 사용할 수 있다.Meanwhile, the substrate processing apparatus and the substrate processing method using the apparatus according to the above-described embodiments may be used in a process of manufacturing a flat panel display, a solar cell, and the like, in addition to the process of depositing a thin film on a substrate of a semiconductor device.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.

100: 공정 챔버 300: 가스 공급 장치
110: 챔버 바디 310: 가스 유입관
120: 리드 320: 제1 가스 공급부
130: 가스분사수단 330: 가스 활성부
140: 서셉터 340: 냉각부
150: 밀폐링 350: 제2 가스 공급부
160: 배기 펌프 400: 제어부
200: 플라즈마 발생 장치
210: RF 전원
220: RF 메쳐(RF Matcher)100: process chamber 300: gas supply device
110: chamber body 310: gas inlet pipe
120: lead 320: first gas supply portion
130: gas injection means 330: gas active part
140: susceptor 340: cooling unit
150: sealing ring 350: second gas supply
160: exhaust pump 400: control unit
200: plasma generator
210: RF power
220: RF Matcher

Claims (13)

내부에 반응공간을 포함하는 챔버;
상기 반응공간에 세정가스 또는 공정가스를 분사하는 가스분사수단;
상기 가스분사수단에 연결되는 가스유입관; 및
상기 가스유입관의 일측에 연결되는 세정가스 공급라인과 상기 가스유입관의 타측에 연결되는 공정가스 공급라인을 포함하고,
상기 세정가스 공급라인은,
상기 가스유입관에 연결되는 제1 절연관; 및
상기 제1 절연관에 연결되는 제1 금속가스관을 포함하고,
상기 공정가스 공급라인은,
상기 가스 유입관에 연결되는 제2 절연관; 및
상기 제2 절연관에 연결되는 제2 금속가스관을 포함하고,
상기 제2 금속가스관은 상기 제1 금속가스관 대비 상기 세정가스에 대한 내부식성이 강한 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.A chamber including a reaction space therein;
Gas injection means for injecting a cleaning gas or a process gas into the reaction space;
A gas inlet pipe connected to the gas injection means; And
A cleaning gas supply line connected to one side of the gas inlet pipe and a process gas supply line connected to the other side of the gas inlet pipe,
The cleaning gas supply line,
A first insulated tube connected to the gas inlet tube; And
A first metal gas pipe connected to the first insulation pipe,
The process gas supply line,
A second insulated tube connected to the gas inlet tube; And
A second metal gas pipe connected to the second insulated pipe,
The second metal gas pipe is a substrate processing apparatus, characterized in that provided with a material resistant to corrosion of the cleaning gas compared to the first metal gas pipe. 제1 항에 있어서,
상기 제1 금속가스관은 SUS(Steel Use Stainless) 재질로 구비되고,
상기 제2 금속가스관은 알루미늄(Al) 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.According to claim 1,
The first metal gas pipe is provided of SUS (Steel Use Stainless) material,
And the second metal gas pipe is made of aluminum (Al). 제1 항에 있어서,
상기 제1 절연관 및 상기 제2 절연관 각각은, 세라믹(ceramic) 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.According to claim 1,
Each of the first insulating tube and the second insulating tube is provided with a ceramic material. 제1 항에 있어서,
상기 제1 절연관의 길이는 상기 제2 절연관의 길이와 서로 다른 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.According to claim 1,
The length of the first insulated tube is different from the length of the second insulated tube, substrate processing apparatus. 제4 항에 있어서,
상기 제1 절연관의 길이는 상기 제2 절연관의 길이보다 더 작은 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.The method of claim 4, wherein
And the length of the first insulated tube is smaller than the length of the second insulated tube. 제1 항에 있어서,
상기 제1 절연관의 내경은 상기 제2 절연관의 내경과 서로 다른 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.According to claim 1,
The inner diameter of the said 1st insulating tube is different from the inner diameter of the said 2nd insulating tube, The substrate processing apparatus characterized by the above-mentioned. 제6 항에 있어서,
상기 제1 절연관의 내경은 상기 제2 절연관의 내경보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.The method of claim 6,
The inner diameter of the first insulated tube is larger than the inner diameter of the second insulated tube, substrate processing apparatus. 제1 항에 있어서,
상기 가스유입관은,
상기 세정가스 및 공정가스 중 적어도 하나를 상기 챔버 내부로 유입하는 공통 유로;
일단이 상기 제1 절연관과 연결되고, 타단이 상기 공통 유로의 제1 분기부와 연통하는 제1 가스 유로; 및
일단이 상기 제2 절연관과 연결되고, 타단이 상기 공통 유로의 제2 분기부와 연통하는 제2 가스 유로를 포함하고,
상기 챔버와 상기 제1 분기부 사이의 제1 높이와 상기 챔버와 상기 제2 분기부 사이의 제2 높이는 서로 다른 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.According to claim 1,
The gas inlet pipe,
A common flow path for introducing at least one of the cleaning gas and the process gas into the chamber;
A first gas flow path having one end connected to the first insulated tube and the other end communicating with a first branch of the common flow path; And
One end connected to the second insulated tube, and the other end includes a second gas flow path communicating with a second branch of the common flow path;
And a first height between the chamber and the first branch and a second height between the chamber and the second branch are different. 제8 항에 있어서,
상기 제2 높이는 상기 제1 높이보다 더 높은 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.The method of claim 8,
And the second height is higher than the first height. 제1 항에 있어서,
상기 세정가스를 해리시키는 세정가스 활성부; 및
상기 세정가스 활성부로부터 해리된 세정가스를 기 설정된 온도로 냉각시키는 냉각부를 더 포함하고,
상기 세정가스 활성부 및 상기 냉각부 각각은, 상기 세정가스가 공급되는 방향으로 상기 제1 금속가스관과 상기 제1 절연관 사이에서 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.According to claim 1,
A cleaning gas activator which dissociates the cleaning gas; And
Further comprising a cooling unit for cooling the cleaning gas dissociated from the cleaning gas active unit to a predetermined temperature,
And each of the cleaning gas active part and the cooling part is sequentially disposed between the first metal gas pipe and the first insulating pipe in a direction in which the cleaning gas is supplied. 제1 항에 있어서,
상기 제1 금속 가스관에 연결되어 상기 세정가스의 흐름을 제어하는 제1 가스 밸브;
상기 제2 금속 가스관에 연결되어, 상기 공정가스의 흐름을 제어하는 제2 가스 밸브 및 역류방지가스의 흐름을 제어하는 제3 가스 밸브; 및
상기 제1 내지 제3 가스 밸브의 개폐 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.According to claim 1,
A first gas valve connected to the first metal gas pipe to control a flow of the cleaning gas;
A third gas valve connected to the second metal gas pipe to control the flow of the process gas and a third gas valve to control the flow of the backflow preventing gas; And
And a control unit for controlling the opening and closing operations of the first to third gas valves. 제11 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 가스 밸브가 개방되는 동안, 상기 제2 가스 밸브는 폐쇄하되 상기 제3 밸브는 개방시키고,
상기 제2 밸브가 개방되는 동안, 상기 제1 밸브 및 상기 제3 밸브를 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.The method of claim 11, wherein
The control unit,
While the first gas valve is open, the second gas valve is closed but the third valve is opened,
And closing the first valve and the third valve while the second valve is open. 제11 항 또는 제12 항에 있어서,
상기 역류방지가스는 비활성 가스인 것을 특징으로 하는, 기판 처리 장치.The method of claim 11 or 12,
And said backflow preventing gas is an inert gas.
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