KR20230131558A - Gas supply apparatus - Google Patents

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KR20230131558A
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서동원
김유성
이규범
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Abstract

가스 공급 장치는, 세정가스를 공급하는 세정가스 공급원과, 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급원과, 상기 세정가스를 유동시키는 제1 유로와, 상기 제1 유로 내에 설치되어 상기 제1 유로를 개폐함으로써 상기 세정가스를 통과시키거나 차단하는 게이트 밸브와, 상기 공정 가스를 유동시키며 상기 게이트 밸브보다 하류에서 상기 제1 유로와 합류하는 제2 유로와, 상기 게이트 밸브를 통과한 세정가스 또는 상기 공정 가스를 챔버 내로 분사하는 샤워 헤드 유닛과, 상기 게이트 밸브의 하면에 인접하여 퍼지 가스를 분사함으로써, 상기 공정 가스에 의한 상기 게이트 밸브의 하면의 증착을 방지하는 퍼지 가스 분사 구조로 이루어진다.The gas supply device includes a cleaning gas supply source that supplies a cleaning gas, a process gas supply source that supplies a process gas, a first flow path through which the cleaning gas flows, and is installed within the first flow path to open and close the first flow path. A gate valve that passes or blocks the cleaning gas, a second flow path that flows the process gas and joins the first flow path downstream of the gate valve, and a cleaning gas or the process gas that has passed through the gate valve. It consists of a shower head unit that sprays into the chamber, and a purge gas injection structure that sprays purge gas adjacent to the lower surface of the gate valve to prevent deposition of the process gas on the lower surface of the gate valve.

Description

가스 공급 장치{Gas supply apparatus}Gas supply apparatus {Gas supply apparatus}

본 발명은 기판에 박막을 증착하거나, 식각, 세정하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 특히, 상기 기판에 세정 가스 및/또는 공정 가스를 분사하는 가스 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing device for depositing, etching, or cleaning a thin film on a substrate, and particularly to a gas supply device for spraying a cleaning gas and/or a process gas on the substrate.

일반적으로, 기판에 반응가스를 공급하여 박막을 증착시키는 박막 증착 방법은 원자층박막증착(ALD; Atomic Layer Deposition)과 화학기상증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 등이 알려져 있다. 상기 원자층박막증착법은 기판에 반응가스의 공급과 퍼지를 교대로 시행하여 기판에 흡착 및 증착시키는 방법이고, 상기 화학기상증착법은 반응가스를 동시에 분사하여 기판에 증착시키는 방법이다.In general, thin film deposition methods for depositing a thin film by supplying a reaction gas to a substrate include atomic layer deposition (ALD) and chemical vapor deposition (CVD). The atomic layer thin film deposition method is a method of adsorbing and depositing on a substrate by alternately supplying and purging a reaction gas to the substrate, and the chemical vapor deposition method is a method of depositing on a substrate by simultaneously spraying reaction gases.

이러한 박막 증착 방법을 실행하는 반도체 장비는 예컨대 내부에 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)를 탑재하기 위한 히터 부재를 갖는 공정 챔버와, 해당 히터 부재와 대향하여 마련된 웨이퍼 표면을 향해서 공정 가스의 공급을 실행하는 가스 공급 장치를 구비하고 있다. 이 가스 공급 장치에는 복수 종의 공정 가스가 서로 섞이지 않도록, 또한 가로 방향으로 확산되어 웨이퍼 표면에 균일하게 공급되도록 가스 유로가 형성될 수 있다.Semiconductor equipment that performs this thin film deposition method includes, for example, a process chamber having a heater member for mounting a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) therein, and supplying a process gas toward the wafer surface provided opposite the heater member. It is equipped with a gas supply device that operates. In this gas supply device, a gas flow path may be formed so that multiple types of process gases do not mix with each other and are spread horizontally and uniformly supplied to the wafer surface.

또한, 일반적으로 상기 가스 공급 장치는 현장 세정(in-situ cleaning)을 위해 리모트 플라즈마(remote plasma) 방식을 이용한다. 상기 리모트 플라즈마 방식이란 플라즈마로 여기된 세정 가스를 공정 챔버 내에 공급함으로써 상기 챔버 내부의 증착 물질들을 세정하는 기술이다. 구체적으로, 세정시에는 게이트 밸브가 열리면서 플라즈마로 여기된 세정 가스가 상기 챔버 내로 공급되고, 증착 공정시에는 상기 게이트 밸브가 닫히고 상기 게이트 밸브 하류 지점에서 합류되는 공정 가스 유로를 통해 공정 가스가 공급되면서 증착공정이 진행된다.Additionally, the gas supply device generally uses a remote plasma method for in-situ cleaning. The remote plasma method is a technology that cleans deposition materials inside the process chamber by supplying a cleaning gas excited by plasma into the process chamber. Specifically, during cleaning, the gate valve opens and plasma-excited cleaning gas is supplied into the chamber, and during the deposition process, the gate valve closes and process gas is supplied through the process gas flow path joining at a point downstream of the gate valve. The deposition process proceeds.

그런데, 이와 같이 상기 게이트 밸브는 증착 공정시 닫혀 있는 상태에 있으므로, 공정 가스가 웨이퍼를 증착하는 동안 상기 게이트 밸브의 하면도 불필요하게 증착되는 문제가 발생한다. 이와 같이, 게이트 밸브의 하면에 이물질이 증착되면 게이트 밸브 자체의 동작에도 장애가 생길 수 있을 뿐 아니라, 이후에 상기 이물질이 분리되고 낙하되어 샤워 헤드 유닛으로 연결되는 유로의 일부를 폐색하거나 증착되는 웨이퍼를 오염시키는 문제도 발생할 수 있다.However, since the gate valve is in a closed state during the deposition process, a problem occurs in which process gas is unnecessarily deposited on the lower surface of the gate valve while depositing the wafer. In this way, if foreign substances are deposited on the bottom of the gate valve, not only may the operation of the gate valve itself be impaired, but the foreign substances may later separate and fall, blocking part of the flow path connected to the shower head unit or damaging the deposited wafer. Contamination problems may also occur.

미국공개특허 2011-0126764호 (2011.6.2. 공개)U.S. Patent Publication No. 2011-0126764 (published on June 2, 2011)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 현장 세정을 위한 리모트 플라즈마 장치를 갖는 반도체 공정 장비에 사용되는 게이트 밸브의 하면 근처에 퍼지 가스를 분사함으로써, 증착 공정시 게이트 밸브의 하면이 증착되는 현상을 방지하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to prevent the phenomenon of deposition of the lower surface of the gate valve during the deposition process by spraying a purge gas near the lower surface of the gate valve used in semiconductor processing equipment having a remote plasma device for on-site cleaning. will be.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 게이트 밸브 하면의 증착 방지를 위한 보다 효과적인 분사 구조 및 분사 조건을 제공하고자 하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a more effective injection structure and injection conditions to prevent deposition on the bottom of the gate valve.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 장치는, 세정가스를 공급하는 세정가스 공급원; 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급원; 상기 세정가스를 유동시키는 제1 유로; 상기 제1 유로 내에 설치되어 상기 제1 유로를 개폐함으로써 상기 세정가스를 통과시키거나 차단하는 게이트 밸브; 상기 공정 가스를 유동시키며 상기 게이트 밸브보다 하류에서 상기 제1 유로와 합류하는 제2 유로; 및 상기 게이트 밸브를 통과한 세정가스 또는 상기 공정 가스를 챔버 내로 분사하는 샤워 헤드 유닛을 포함하되, 상기 게이트 밸브의 하면에 인접하여 퍼지 가스를 분사함으로써, 상기 공정 가스에 의한 상기 게이트 밸브의 하면의 증착을 방지하는 퍼지 가스 분사 구조를 더 포함한다.A gas supply device according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem includes a cleaning gas source that supplies cleaning gas; a process gas source supplying process gas; a first flow path through which the cleaning gas flows; A gate valve installed in the first flow path to allow or block the cleaning gas by opening and closing the first flow path; a second flow path flowing the process gas and joining the first flow path downstream of the gate valve; and a shower head unit that sprays the cleaning gas or the process gas that has passed through the gate valve into the chamber, wherein the purge gas is sprayed adjacent to the lower surface of the gate valve, thereby removing the lower surface of the gate valve by the process gas. It further includes a purge gas injection structure to prevent deposition.

상기 공정 가스는 상기 게이트 밸브가 닫힌 상태일 때 공급되어 상기 샤워 헤드 유닛을 통해 상기 챔버 내로 분사된다.The process gas is supplied when the gate valve is closed and is injected into the chamber through the shower head unit.

상기 퍼지 가스는 상기 게이트 밸브가 닫힌 상태일 때 상기 게이트 밸브의 하면으로 분사된다.The purge gas is injected to the lower surface of the gate valve when the gate valve is closed.

상기 가스 공급 장치는, 상기 퍼지 가스 분사 구조에 상기 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급원을 더 포함하며, 상기 퍼지 가스 분사 구조는, 상기 게이트 밸브의 하면 근처에서 상기 제1 유로를 둘러싸는 방향으로 형성되는 가스 공급링; 상기 퍼지 가스 공급원으로부터 상기 퍼지 가스를 상기 가스 공급링으로 유동시키는 제3 유로; 및 상기 가스 공급링과 연통되고 상기 가스 공급링으로 유동된 퍼지 가스를 상기 게이트 밸브의 하면에 인접하여 분사하는 복수의 분사공을 포함한다.The gas supply device further includes a purge gas source that supplies the purge gas to the purge gas injection structure, and the purge gas injection structure is formed in a direction surrounding the first flow path near the lower surface of the gate valve. gas supply ring; a third flow path that flows the purge gas from the purge gas source to the gas supply ring; and a plurality of injection holes that communicate with the gas supply ring and spray the purge gas flowing into the gas supply ring adjacent to the lower surface of the gate valve.

상기 가스 공급링의 단면 직경은 상기 제3 유로의 직경보다 크다.The cross-sectional diameter of the gas supply ring is larger than the diameter of the third flow path.

상기 복수의 분사공은 상기 가스 공급링의 원주 방향을 따라 균등하게 배치된다.The plurality of injection holes are evenly disposed along the circumferential direction of the gas supply ring.

상기 복수의 분사공은 상기 가스 공급링의 원주 방향을 따라 배치되는데, 상기 제3 유로와 가까운 쪽의 분사공 사이의 간격보다 상기 제3 유로보다 먼 쪽의 분사공 사이의 간격이 보다 조밀하도록 배치된다.The plurality of injection holes are arranged along the circumferential direction of the gas supply ring, and are arranged so that the gap between the injection holes on the side farther from the third flow path is tighter than the gap between the third flow path and the injection holes on the closer side. do.

상기 복수의 분사공은 상기 가스 공급링으로부터 가로 방향을 기준으로, 상기 게이트 밸브의 하면을 향해 상방으로 기울어지도록 배치된다.The plurality of injection holes are arranged to be inclined upward from the gas supply ring toward the lower surface of the gate valve based on the horizontal direction.

상기 기울어진 각도는 30° 내지 45° 내의 범위를 만족한다.The inclined angle satisfies the range of 30° to 45°.

상기 복수의 분사공 각각은 세로 방향으로 이격되어 형성되는 복수의 서브 분사공을 포함하고, 상기 복수의 서브 분사공은 상기 가스 공급링으로부터 가로 방향을 기준으로, 상기 게이트 밸브의 하면을 향해 상방으로 기울어지도록 배치된다.Each of the plurality of injection holes includes a plurality of sub-injection holes spaced apart in the vertical direction, and the plurality of sub-injection holes extend upward from the gas supply ring toward the lower surface of the gate valve based on the horizontal direction. It is placed at an angle.

상기 복수의 서브 분사공의 직경은 상기 복수의 서브 분사공이 상기 세로 방향을 기준으로 보다 낮은 위치에 있을수록 크게 형성된다.The diameter of the plurality of sub-injection holes becomes larger as the plurality of sub-injection holes are positioned lower in the vertical direction.

상기 복수의 서브 분사공이 상방으로 기울어진 각도는 상기 복수의 서브 분사공이 상기 세로 방향을 기준으로 보다 낮은 위치에 있을수록 크게 형성된다.The angle at which the plurality of sub-injection holes are inclined upward becomes larger as the plurality of sub-injection holes are positioned lower in the vertical direction.

본 발명에 따른 박막 증착 공정에 사용되는 가스 공급 장치에 의하면, 게이트 밸브의 하면이 증착되는 현상을 방지함으로써 이물질 발생으로 인한 각종 문제를 예방할 수 있다.According to the gas supply device used in the thin film deposition process according to the present invention, various problems due to the generation of foreign substances can be prevented by preventing deposition on the lower surface of the gate valve.

또한, 본 발명에 따른 박막 증착 공정에 사용되는 가스 공급 장치에 의하면, 게이트 밸브의 증착 방지를 위한 퍼지 가스의 분사 조건을 최적화함으로써, 퍼지 가스의 공급유량을 최소화하면서도 충분한 증착 방지 효과를 제공할 수 있다.In addition, according to the gas supply device used in the thin film deposition process according to the present invention, by optimizing the injection conditions of the purge gas to prevent deposition of the gate valve, it is possible to provide a sufficient deposition prevention effect while minimizing the supply flow rate of the purge gas. there is.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 장치를 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1의 가스 공급 장치를 종방향으로 절단한 종단면도이다.
도 3a는 도 2의 A 영역을 확대하여 도시되는, 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼지 가스 분사 구조의 종단면도이다.
도 3b는 도 3a의 B-B'를 따라 절취한 횡단면도이다.
도 4는 도 2의 A 영역을 확대하여 도시되는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 퍼지 가스 분사 구조의 종단면도이다.
도 5는 도 2의 A 영역을 확대하여 도시되는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 퍼지 가스 분사 구조의 종단면도이다.
Figure 1 is a front view showing a gas supply device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the gas supply device of FIG. 1 cut in the longitudinal direction.
FIG. 3A is a longitudinal cross-sectional view of a purge gas injection structure according to an embodiment of the present invention, shown by enlarging area A of FIG. 2.
FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line B-B' of FIG. 3A.
FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of a purge gas injection structure according to another embodiment of the present invention, shown by enlarging area A of FIG. 2.
FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of a purge gas injection structure according to another embodiment of the present invention, shown by enlarging area A of FIG. 2.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. The present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and that common knowledge in the technical field to which the present invention pertains is not limited. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings that can be commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the mentioned elements.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급 장치(100)를 도시한 정면도이다. 도 1을 참조하면, 상기 가스 공급 장치(100)는 세정 가스를 공급하는 세정 가스 공급원(11)과, 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급원(12)과, 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급원(13) 및 샤워 헤드 유닛(40)을 포함한다.Figure 1 is a front view showing a gas supply device 100 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the gas supply device 100 includes a cleaning gas source 11 that supplies a cleaning gas, a process gas source 12 that supplies a process gas, and a purge gas source 13 that supplies a purge gas. ) and a shower head unit 40.

상기 세정 가스는 현장 세정을 위하여 리모트 플라즈마 방식에 따라 플라즈마로 여기된 가스일 수 있고, 상기 공정 가스(process gas)는 소스 가스(source gas)와 반응 가스(reactant gas)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 퍼지 가스(purge gas)는 특정 방향으로의 가스 유입을 차단하기 위해 분사되는 반응성이 낮은 비활성 가스일 수 있다.The cleaning gas may be a gas excited by plasma according to a remote plasma method for on-site cleaning, and the process gas may include a source gas and a reactant gas. Additionally, the purge gas may be an inert gas with low reactivity that is injected to block the inflow of gas in a specific direction.

상기 세정 가스, 상기 공정 가스 및 상기 퍼지 가스는 각각의 공급원(11, 12, 13)으로부터 각각의 공급관(21, 22, 23)을 통해 공급될 수 있다.The cleaning gas, the process gas, and the purge gas may be supplied from respective supply sources 11, 12, and 13 through respective supply pipes 21, 22, and 23.

샤워 헤드 유닛(40)은 세정 가스 또는 상기 공정 가스를, 그 하방에 위치하는 공정 챔버(process chamber)(미도시 됨) 내에 배치된 웨이퍼(미도시 됨)에 고르게 분사하는 기능을 갖는다. 특히, 샤워 헤드 유닛(40)은 공정 모드일 때는 상기 웨이퍼에 공정 가스를 공급하고, 세정 모드일 때에는 상기 웨이퍼에 세정 가스를 공급한다.The shower head unit 40 has a function of evenly spraying cleaning gas or the process gas onto wafers (not shown) placed in a process chamber (not shown) located below. In particular, the shower head unit 40 supplies process gas to the wafer in the process mode, and supplies cleaning gas to the wafer in the cleaning mode.

도 2는 도 1의 가스 공급 장치(100)를 종방향으로 절단한 종단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 세정 가스 공급원(11)으로부터 공급되는 세정 가스는 제1 공급관(21) 내의 제1 유로(31)를 통해 샤워 헤드 유닛(40)까지 공급될 수 있다. 이 때, 제1 유로(31)의 상류 측 일 지점에는 게이트 밸브(50)가 설치되어 있다. 상기 게이트 밸브(50)는 상기 제1 유로(31)를 개폐함으로써 상기 세정 가스를 통과시키거나 차단할 수 있는 기능을 갖는다.FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the gas supply device 100 of FIG. 1 cut in the longitudinal direction. As shown in FIG. 2, the cleaning gas supplied from the cleaning gas source 11 may be supplied to the shower head unit 40 through the first flow path 31 in the first supply pipe 21. At this time, a gate valve 50 is installed at a point on the upstream side of the first flow path 31. The gate valve 50 has a function of allowing the cleaning gas to pass through or blocking it by opening and closing the first flow path 31.

한편, 공정 가스 공급원(12)으로부터 공급되는 공정 가스는 제2 공급관(22) 내의 제2 유로(32)를 통해 제1 유로(31)로 공급될 수 있다. 이 때, 상기 제2 유로(32)는 상기 게이트 밸브(50)보다 하류의 위치에서 상기 제1 유로(31)와 합류한다. 상기 공정 가스는 상기 게이트 밸브(50)가 닫힌 상태일 때 공급되어 상기 샤워 헤드 유닛(40)를 통해 상기 공정 챔버 내로 분사될 수 있다. 반면에, 상기 세정 가스는 게이트 밸브(50)가 열린 상태일 때 공급되어 상기 샤워 헤드 유닛(40)를 통해 상기 공정 챔버 내로 분사될 수 있다. 물론, 이와 같은 세정 가스 공급시에는 공정 가스의 공급은 별도의 밸브 장치를 통해 차단되어야 할 것이다.Meanwhile, the process gas supplied from the process gas source 12 may be supplied to the first flow path 31 through the second flow path 32 in the second supply pipe 22. At this time, the second flow path 32 joins the first flow path 31 at a position downstream of the gate valve 50. The process gas may be supplied when the gate valve 50 is closed and injected into the process chamber through the shower head unit 40. On the other hand, the cleaning gas may be supplied when the gate valve 50 is open and injected into the process chamber through the shower head unit 40. Of course, when supplying such cleaning gas, the supply of process gas must be blocked through a separate valve device.

샤워 헤드 유닛(40)은 이와 같이 공통된 제1 유로(31)를 통해 공급되는 세정 가스 또는 공정 가스를 하측의 공정 챔버 내로 공급한다. 구체적으로, 샤워 헤드 유닛(40)은 인입 포트 블록(41), 확산 블록(43) 및 분사 노즐(45)의 조합으로 이루어질 수 있다. 인입 포트 블록(41)에는 제1 유로(31)의 하측 단부가 결합되고, 상기 제1 유로(31)의 하측 단부는 확산 블록(43)의 확산 영역(16)과 연통된다. 상기 제1 유로(31)를 통해 공급된 가스는 상기 확산 영역(16)에 의해 중심으로부터 외측 방향으로 확산된다. 이와 같이 외측으로 확산된 가스는 확산 블록(43)과 분사 노즐(45) 사이의 버퍼 공간(17)에 모인 후 최종적으로 분사 노즐(45)에 형성된 다수의 노즐공(18)을 통해 하방으로 분사된다.The shower head unit 40 supplies the cleaning gas or process gas supplied through the common first flow path 31 into the lower process chamber. Specifically, the shower head unit 40 may be composed of a combination of an inlet port block 41, a diffusion block 43, and a spray nozzle 45. The lower end of the first flow path 31 is coupled to the inlet port block 41, and the lower end of the first flow path 31 communicates with the diffusion area 16 of the diffusion block 43. The gas supplied through the first flow path 31 diffuses from the center outward by the diffusion region 16. The gas diffused outward in this way collects in the buffer space 17 between the diffusion block 43 and the injection nozzle 45 and is then finally sprayed downward through the plurality of nozzle holes 18 formed in the injection nozzle 45. do.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 게이트 밸브(50)가 닫힌 상태에서 공정 가스가 공급될 때 게이트 밸브(50)의 하면이 증착되는 것을 방지하기 위해, 게이트 밸브(50)의 하면 근처에 퍼지 가스가 분사된다. 이를 위해, 퍼지 가스 공급원(13)과, 게이트 밸브(50)의 하면 근처의 일 지점은, 공급관(23)에 의해 형성되는 제3 유로(23)를 통해 연결된다.According to one embodiment of the present invention, in order to prevent deposition on the lower surface of the gate valve 50 when the process gas is supplied with the gate valve 50 closed, a purge is applied near the lower surface of the gate valve 50. Gas is sprayed. To this end, the purge gas source 13 and a point near the lower surface of the gate valve 50 are connected through a third flow path 23 formed by the supply pipe 23.

이와 같이, 상기 게이트 밸브(50)의 하면 근처에 퍼지 가스를 공급하기 위한 상세한 구성은 후술하는 도 3a 내지 도 5를 참조하여 보다 자세히 설명한다. As such, the detailed configuration for supplying purge gas near the lower surface of the gate valve 50 will be described in more detail with reference to FIGS. 3A to 5 described later.

도 3a는 도 2의 A 영역을 확대하여 도시되는, 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼지 가스 분사 구조(70a)의 종단면도이고, 도 3b는 도 3a의 B-B'를 따라 절취한, 상기 퍼지 가스 분사 구조(70a)의 횡단면도이다.FIG. 3A is a longitudinal cross-sectional view of the purge gas injection structure 70a according to an embodiment of the present invention, shown by enlarging area A of FIG. 2, and FIG. 3B is a longitudinal cross-sectional view taken along line B-B' of FIG. 3A. This is a cross-sectional view of the purge gas injection structure 70a.

상기 퍼지 가스 분사 구조(70a)는, 상기 게이트 밸브(50)가 닫혀 있고 제2 유로(32)에 의해 공정 가스가 공급될 때, 상기 게이트 밸브(50)의 하면(52)에 인접하여 퍼지 가스를 분사함으로써, 상기 공정 가스에 의한 상기 게이트 밸브의 하면 증착을 방지한다.The purge gas injection structure 70a is adjacent to the lower surface 52 of the gate valve 50 when the gate valve 50 is closed and the process gas is supplied through the second flow path 32. By spraying, deposition of the process gas on the lower surface of the gate valve is prevented.

구체적으로, 상기 퍼지 가스 분사 구조(70a)는, 상기 게이트 밸브(50)의 하면(52) 근처에서 상기 제1 유로(31)를 둘러싸는 방향으로 형성되는 가스 공급링(75a)과, 상기 퍼지 가스 공급원(13)으로부터의 퍼지 가스를 상기 가스 공급링(75a) 내부로 유동시키는 제3 유로(33)와, 상기 가스 공급링(75a)과 연통되고 상기 가스 공급링(75a)으로 유동된 퍼지 가스를 상기 게이트 밸브(50)의 하면(52)에 인접하여 분사하는 복수의 분사공(71a)으로 이루어질 수 있다.Specifically, the purge gas injection structure 70a includes a gas supply ring 75a formed in a direction surrounding the first flow path 31 near the lower surface 52 of the gate valve 50, and the purge gas injection structure 70a. A third flow path 33 that allows the purge gas from the gas source 13 to flow into the gas supply ring 75a, and a purge that communicates with the gas supply ring 75a and flows into the gas supply ring 75a. It may be composed of a plurality of injection holes 71a that inject gas adjacent to the lower surface 52 of the gate valve 50.

이 때, 충분한 버퍼링(buffering) 용량을 구비하도록, 상기 가스 공급링(75a)의 단면 직경은 상기 제3 유로(33)의 직경보다 상당히 크도록 설계되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the cross-sectional diameter of the gas supply ring 75a is designed to be significantly larger than the diameter of the third flow path 33 so as to have sufficient buffering capacity.

또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 분사공(71a)은 상기 가스 공급링(75a)의 원주 방향을 따라 균등하게 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한하지 않고 상기 원주 방향을 따라 복수의 분사공(71a)을 비균등하게 배치할 수도 있다. 예를 들어, 상기 제3 유로(33)와 가까운 쪽의 분사공(71a) 사이의 간격보다 상기 제3 유로(33)보다 먼 쪽의 분사공(71a) 사이의 간격이 보다 조밀하도록 배치하는 것도 가능하다. 균등 배치의 경우, 퍼지 가스의 진입로인 제3 유로(33) 근처의 분사공(71a)에서의 분사 압력이 원주방향 반대쪽에 위치하는 분사공(71a)에서의 분사 압력보다 높은 문제가 생길 수 있는데, 이러한 비균등 배치를 통해 이러한 문제를 완화할 수 있다.Additionally, as shown in FIG. 3B, the plurality of injection holes 71a may be evenly disposed along the circumferential direction of the gas supply ring 75a. However, the present invention is not limited to this and a plurality of injection holes 71a may be arranged unevenly along the circumferential direction. For example, it may be arranged so that the spacing between the injection holes 71a on the far side from the third flow path 33 is tighter than the spacing between the third flow path 33 and the injection holes 71a on the closer side. possible. In the case of equal arrangement, a problem may arise where the injection pressure at the injection hole (71a) near the third flow path 33, which is the entryway of the purge gas, is higher than the injection pressure at the injection hole (71a) located on the opposite side in the circumferential direction. , this problem can be alleviated through this uneven arrangement.

그런데, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 유로(31)의 직경을 d라고 하고, 분사공(71a)의 반지름을 r이라고 하고, 분사공(71a)의 개수를 n이라고 하면 제1 유로(31)의 중심에 도달하는 퍼지 가스의 유량(Q)은 다음의 Equation 1과 같이 계산될 수 있다.However, as shown in FIG. 3A, if the diameter of the first flow path 31 is d, the radius of the injection hole 71a is r, and the number of injection holes 71a is n, the first flow path ( The flow rate (Q) of purge gas reaching the center of 31) can be calculated as follows in Equation 1.

[Equation 1][Equation 1]

게이트 밸브(50) 하면(52)의 증착 방지 효과, 즉 커튼 효과를 위한 퍼지 가스의 유량(Q)은 이상적으로는 상기 Equation 1과 같이 계산된다. 그러나, 제1 유로(31)의 하류 쪽에서는 공정 가스의 펌핑(pumping)이 일어나고 있으므로 상기 퍼지 가스도 하방으로 끌려가는 효과가 발생될 수 있다. 이에 따라, 퍼지 가스가 수평으로 분사된다고 하더라도 제1 유로(31)의 중심 부근에서는 퍼지 가스가 다소 아래 방향으로 향하게 된다. 이 경우에는 제1 유로(31)의 중심 영역에서는 퍼지 효과가 약화되므로 이를 보상하기 위해 보다 많은 유량의 퍼지 가스가 요구되는데, 이는 퍼지 가스의 낭비로 인한 에너지 손실뿐만 아니라 전체 공정에도 악영향을 미칠 수 있다.The flow rate (Q) of the purge gas for the deposition prevention effect on the lower surface 52 of the gate valve 50, that is, the curtain effect, is ideally calculated as in Equation 1 above. However, since pumping of the process gas occurs on the downstream side of the first flow path 31, the purge gas may also be drawn downward. Accordingly, even if the purge gas is injected horizontally, the purge gas is directed somewhat downward near the center of the first flow path 31. In this case, since the purge effect is weakened in the central area of the first flow path 31, a larger flow rate of purge gas is required to compensate for this, which may have a negative impact not only on energy loss due to waste of purge gas but also on the overall process. there is.

따라서, 이와 같이 문제가 발생할 수 있는 제1 유로(31)의 중심 영역에서 퍼지 가스가 하향하는 문제를 해소하기 위해 분사공(71a)의 방향을 어느 정도 상향시킬 필요가 있다. 문제는 어느 정도의 상향각(θ)이 적정한가인데, 이러한 상향각(θ)은 다음의 Equation 2를 통하여 얻어질 수 있다.Therefore, in order to solve the problem of the purge gas flowing downward in the central area of the first passage 31, where such a problem may occur, it is necessary to increase the direction of the injection hole 71a upward to some extent. The question is how much upward angle (θ) is appropriate, and this upward angle (θ) can be obtained through Equation 2 below.

[Equation 2][Equation 2]

여기서, d는 전술한 바와 같이 제1 유로(31)의 직경이고, k는 분사공(71)으로부터 게이트 밸브(50)의 하면(52)까지의 거리이다. Equation 2에 대한 보다 자세한 설명을 위해 다음의 도 4를 참조한다.Here, d is the diameter of the first flow path 31 as described above, and k is the distance from the injection hole 71 to the lower surface 52 of the gate valve 50. For a more detailed explanation of Equation 2, refer to Figure 4 below.

도 4는 도 2의 A 영역을 확대하여 도시되는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 퍼지 가스 분사 구조(70b)의 종단면도이다. 여기서, 복수의 분사공(71b)은 상기 가스 공급링(75b)으로부터 가로 방향을 기준으로, 상기 게이트 밸브(50)의 하면(52)을 향해 상방으로 기울어지도록 배치된다. 구체적으로, 상기 상방으로 기울어진 각도, 즉 상향각(θ)은 전술한 Equation 2를 통해 계산될 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 상향각(θ)은 퍼지 가스가 기울어져 분사된 후 게이트 밸브(50)의 하면에서 반사되어 복귀되는 위치가 제1 유로(31)의 중심에 위치한다는 가정으로 계산된 값이다. 이러한 상향각(θ)은 실무적으로는 30° 내지 45° 내의 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 상기 상향각(θ)이 하한보다 작으면 퍼지 가스의 중앙 처짐에 대한 보상이 부족하게 되고, 상한보다 크면 퍼지 가스가 지나치게 세로 방향으로 분사됨으로써 게이트 밸브(50) 하면(52)의 중앙에서의 커튼 효과가 약화된다. 즉, 실시예에 따른 가스 공급 장치(100)는 상기 상향각(θ)이 상술한 범위를 만족하도록 할 수 있다. 그리고, 상기 상향각(θ)과 전술한 Equation 2를 통해 상기 제1 유로(31)의 직경(d) 및 상기 분사공(71)의 위치(k)를 설정할 수 있고, 이로 인해 상술한 효과를 도출할 수 있다. FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of a purge gas injection structure 70b according to another embodiment of the present invention, shown by enlarging area A of FIG. 2. Here, the plurality of injection holes 71b are arranged to be inclined upward from the gas supply ring 75b toward the lower surface 52 of the gate valve 50 based on the horizontal direction. Specifically, the upward tilt angle, that is, the upward angle (θ), can be calculated through Equation 2 described above. Referring to FIG. 4, the upward angle θ is calculated on the assumption that the position where the purge gas is reflected and returned from the lower surface of the gate valve 50 after being injected at an angle is located in the center of the first flow path 31. It is a value. In practice, this upward angle (θ) is preferably within the range of 30° to 45°. If the upward angle θ is less than the lower limit, compensation for the central deflection of the purge gas is insufficient, and if it is greater than the upper limit, the purge gas is injected in an excessive vertical direction, thereby causing the curtain at the center of the lower surface 52 of the gate valve 50. The effect is weakened. That is, the gas supply device 100 according to the embodiment can ensure that the upward angle θ satisfies the above-mentioned range. In addition, the diameter (d) of the first flow path 31 and the position (k) of the injection hole 71 can be set through the upward angle (θ) and the above-described Equation 2, thereby achieving the above-described effect. It can be derived.

한편, 도 5는 도 2의 A 영역을 확대하여 도시되는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 퍼지 가스 분사 구조(70c)의 종단면도이다. 도 5를 참조하면, 가스 공급링(75c)의 원주 방향으로 이격 배치되는 복수의 분사공(71c) 각각은, 세로 방향으로 다시 나뉘어지는 복수의 서브 분사공(71-1, 71-2, 71-3)으로 구성될 수 있다. 이와 같이 복수의 서브 분사공을 이용하는 경우에는 상대적으로 퍼지 가스의 보다 균일한 분사가 가능해진다. 이러한 복수의 서브 분사공(71-1, 71-2, 71-3)을 세로 방향으로 이격 형성하기 위해, 가스 공급링(75c)의 단면은 도 3a나 도 4에 도시된 바와 같은 원형이 아닌, 세로 방향으로 길쭉한 타원형일 수 있다.Meanwhile, FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of a purge gas injection structure 70c according to another embodiment of the present invention, shown by enlarging area A of FIG. 2. Referring to FIG. 5, each of the plurality of injection holes 71c spaced apart in the circumferential direction of the gas supply ring 75c includes a plurality of sub-injection holes 71-1, 71-2, and 71 that are further divided in the vertical direction. -3) It can be composed of: In this way, when using a plurality of sub-injection holes, relatively more uniform injection of the purge gas is possible. In order to form these plurality of sub-injection holes (71-1, 71-2, 71-3) spaced apart in the vertical direction, the cross section of the gas supply ring (75c) is not circular as shown in Figure 3a or Figure 4. , It may be an oval shape that is elongated in the vertical direction.

상기 복수의 서브 분사공(71-1, 71-2, 71-3)은 상기 가스 공급링(75c)으로부터 가로 방향을 기준으로, 상기 게이트 밸브(50)의 하면(52)을 향해 상방으로 기울어지도록 배치된다. 구체적으로, 상기 상향각(θ1, θ2, θ3)은 도 4의 분사공(71b)와 마찬가지로 상향으로 30° 내지 45° 내의 범위를 만족한다.The plurality of sub-injection holes 71-1, 71-2, and 71-3 are inclined upward toward the lower surface 52 of the gate valve 50 based on the horizontal direction from the gas supply ring 75c. It is placed so that Specifically, the upward angles θ 1 , θ 2 , and θ 3 satisfy the range of 30° to 45° upward, similar to the injection hole 71b of FIG. 4 .

다만, 이 때 각각의 서브 분사공(71-1, 71-2, 71-3)의 세로 방향 위치가 서로 상이하므로, 이러한 상이한 위치에 따른 서브 분사공(71-1, 71-2, 71-3)의 상향각 및 직경을 개별적으로 설계할 필요가 있다.However, at this time, since the longitudinal positions of each sub-injection hole (71-1, 71-2, 71-3) are different from each other, the sub-injection holes (71-1, 71-2, 71-) according to these different positions 3) It is necessary to design the upward angle and diameter individually.

먼저, 서브 분사공(71-1, 71-2, 71-3)의 직경 관점에서는, 각각의 서브 분사공에서의 유량을 균등화하기 위해 게이트 밸브(50)의 하면(52)으로부터 보다 이격된 서브 분사공일수록 보다 큰 직경을 갖도록 하는 것이 바람직하다.First, in terms of the diameters of the sub injection holes (71-1, 71-2, and 71-3), in order to equalize the flow rate in each sub injection hole, the sub injection holes are spaced further apart from the lower surface 52 of the gate valve 50. It is desirable for the injection hole to have a larger diameter.

또한, 서브 분사공(71-1, 71-2, 71-3)이 향하는 상향각(θ1, θ2, θ3)의 관점에서는, 각각의 서브 분사공이 상기 Equation 2를 만족시키기 위해, 게이트 밸브(50)의 하면(52)으로부터 보다 이격된 서브 분사공일수록 보다 큰 상향각을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 이는, 상기 Equation 2에서, "k"는 보다 아래에 위치한 분사공일수록 큰 값을 갖기 때문이다.In addition, in terms of the upward angles (θ 1 , θ 2 , θ 3 ) toward which the sub-injection holes (71-1, 71-2, and 71-3) are directed, in order for each sub-injection hole to satisfy Equation 2, the gate It is preferable that the sub-injection hole spaced further away from the lower surface 52 of the valve 50 has a larger upward angle. This is because in Equation 2, “k” has a larger value the lower the injection hole is.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features. You will be able to understand it. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not restrictive.

11: 세정 가스 공급원
12: 공정 가스 공급원
13: 퍼지 가스 공급원
16: 확산 영역
17: 버퍼 공간
18: 노즐공
21, 22, 23: 공급관들
31, 32, 33: 유로들
40: 샤워 헤드 유닛
41: 인입 포트 블록
43: 확산 블록
45: 분사 노즐
50: 게이트 밸브
70, 70a, 70b, 70c: 퍼지 가스 분사 구조
71, 71a, 71b, 71c: 분사공
71-1, 71-2, 71-3: 서브 분사공
75, 75a, 75b, 75c: 가스 공급링
11: Cleaning gas source
12: Process gas source
13: Purge gas source
16: Diffusion area
17: Buffer space
18: Nozzle hole
21, 22, 23: Supply pipes
31, 32, 33: Euros
40: Shower head unit
41: Inlet port block
43: Diffusion Block
45: spray nozzle
50: gate valve
70, 70a, 70b, 70c: purge gas injection structure
71, 71a, 71b, 71c: injection hole
71-1, 71-2, 71-3: Sub injection hole
75, 75a, 75b, 75c: Gas supply ring

Claims (12)

세정가스를 공급하는 세정가스 공급원;
공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급원;
상기 세정가스를 유동시키는 제1 유로;
상기 제1 유로 내에 설치되어 상기 제1 유로를 개폐함으로써 상기 세정가스를 통과시키거나 차단하는 게이트 밸브;
상기 공정 가스를 유동시키며 상기 게이트 밸브보다 하류에서 상기 제1 유로와 합류하는 제2 유로;
상기 게이트 밸브를 통과한 세정가스 또는 상기 공정 가스를 챔버 내로 분사하는 샤워 헤드 유닛; 및
상기 게이트 밸브의 하면에 인접하여 퍼지 가스를 분사함으로써, 상기 공정 가스에 의한 상기 게이트 밸브의 하면의 증착을 방지하는 퍼지 가스 분사 구조를 포함하되,
상기 퍼지 가스 분사 구조는,
상기 게이트 밸브의 하면 근처에서 상기 제1 유로를 둘러싸는 방향으로 형성되는 가스 공급링;
상기 퍼지 가스를 상기 가스 공급링으로 유동시키는 제3 유로; 및
상기 가스 공급링과 연통되고 상기 가스 공급링으로 유동된 퍼지 가스를 상기 게이트 밸브의 하면에 인접하여 분사하는 복수의 분사공을 포함하는, 가스 공급 장치.
A cleaning gas source that supplies cleaning gas;
a process gas source supplying process gas;
a first flow path through which the cleaning gas flows;
A gate valve installed in the first flow path to allow or block the cleaning gas by opening and closing the first flow path;
a second flow path flowing the process gas and joining the first flow path downstream of the gate valve;
a shower head unit that sprays the cleaning gas or the process gas that has passed through the gate valve into the chamber; and
It includes a purge gas injection structure that prevents deposition of the process gas on the lower surface of the gate valve by spraying purge gas adjacent to the lower surface of the gate valve,
The purge gas injection structure is,
a gas supply ring formed near the lower surface of the gate valve in a direction surrounding the first flow path;
a third flow path that flows the purge gas into the gas supply ring; and
A gas supply device comprising a plurality of injection holes that communicate with the gas supply ring and spray the purge gas flowing into the gas supply ring adjacent to the lower surface of the gate valve.
제1항에 있어서,
상기 공정 가스는 상기 게이트 밸브가 닫힌 상태일 때 공급되어 상기 샤워 헤드 유닛을 통해 상기 챔버 내로 분사되는, 가스 공급 장치.
According to paragraph 1,
The process gas is supplied when the gate valve is closed and injected into the chamber through the shower head unit.
제2항에 있어서,
상기 퍼지 가스는 상기 게이트 밸브가 닫힌 상태일 때 상기 게이트 밸브의 하면으로 분사되는, 가스 공급 장치.
According to paragraph 2,
The purge gas is injected to a lower surface of the gate valve when the gate valve is closed.
제1항에 있어서,
상기 퍼지 가스 분사 구조에 상기 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급원을 더 포함하는, 가스 공급 장치.
According to paragraph 1,
A gas supply device further comprising a purge gas source that supplies the purge gas to the purge gas injection structure.
제1항에 있어서,
상기 가스 공급링의 단면 직경은 상기 제3 유로의 직경보다 큰, 가스 공급 장치.
According to paragraph 1,
A gas supply device wherein the cross-sectional diameter of the gas supply ring is larger than the diameter of the third flow path.
제5항에 있어서,
상기 복수의 분사공은 상기 가스 공급링의 원주 방향을 따라 균등하게 배치되는, 가스 공급 장치.
According to clause 5,
A gas supply device, wherein the plurality of injection holes are evenly disposed along the circumferential direction of the gas supply ring.
제5항에 있어서,
상기 복수의 분사공은 상기 가스 공급링의 원주 방향을 따라 배치되는데, 상기 제3 유로와 가까운 쪽의 분사공 사이의 간격보다 상기 제3 유로보다 먼 쪽의 분사공 사이의 간격이 보다 조밀하도록 배치되는, 가스 공급 장치.
According to clause 5,
The plurality of injection holes are arranged along the circumferential direction of the gas supply ring, and are arranged so that the gap between the injection holes on the side farther from the third flow path is tighter than the gap between the third flow path and the injection holes on the closer side. A gas supply device.
제5항에 있어서,
상기 복수의 분사공은 상기 가스 공급링으로부터 가로 방향을 기준으로, 상기 게이트 밸브의 하면을 향해 상방으로 기울어지도록 배치되는, 가스 공급 장치.
According to clause 5,
The plurality of injection holes are arranged to be inclined upward from the gas supply ring toward the lower surface of the gate valve based on the horizontal direction.
제8항에 있어서,
상기 기울어진 각도는 30° 내지 45° 내의 범위를 만족하는, 가스 공급 장치.
According to clause 8,
A gas supply device wherein the inclined angle satisfies the range of 30° to 45°.
제5항에 있어서,
상기 복수의 분사공 각각은 세로 방향으로 이격되어 형성되는 복수의 서브 분사공을 포함하고,
상기 복수의 서브 분사공은 상기 가스 공급링으로부터 가로 방향을 기준으로, 상기 게이트 밸브의 하면을 향해 상방으로 기울어지도록 배치되는, 가스 공급 장치.
According to clause 5,
Each of the plurality of injection holes includes a plurality of sub-injection holes formed to be spaced apart in the vertical direction,
The plurality of sub-injection holes are arranged to be inclined upward from the gas supply ring toward the lower surface of the gate valve based on the horizontal direction.
제10항에 있어서,
상기 복수의 서브 분사공의 직경은 상기 복수의 서브 분사공이 상기 세로 방향을 기준으로 보다 낮은 위치에 있을수록 크게 형성되는, 가스 공급 장치.
According to clause 10,
A gas supply device in which the diameters of the plurality of sub-injection holes become larger as the plurality of sub-injection holes are positioned lower in the vertical direction.
제10항에 있어서,
상기 복수의 서브 분사공이 상방으로 기울어진 각도는 상기 복수의 서브 분사공이 상기 세로 방향을 기준으로 보다 낮은 위치에 있을수록 크게 형성되는, 가스 공급 장치.
According to clause 10,
The gas supply device in which the angle at which the plurality of sub-injection holes are inclined upward becomes larger as the plurality of sub-injection holes are positioned lower in the vertical direction.
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