KR101135083B1 - Apparatus and method for depositing thin layer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스 분사 유닛 및 이를 이용한 박막 증착 장치 및 방법을 개시한다. 가스 분사 유닛은 반응 가스가 유입되는 내부관; 내부관을 감싸며, 내부관 내의 반응 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외부관; 그리고 내부관 내의 반응 가스를 외부관의 외부로 분사하는 분사관들을 포함한다.The present invention discloses a gas injection unit and a thin film deposition apparatus and method using the same. The gas injection unit includes an inner tube into which the reaction gas is introduced; An outer tube surrounding the inner tube and through which a cooling fluid for cooling the reaction gas in the inner tube flows; And injection tubes for injecting the reaction gas in the inner tube to the outside of the outer tube.

Description

박막 증착 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DEPOSITING THIN LAYER}Thin film deposition apparatus and method {APPARATUS AND METHOD FOR DEPOSITING THIN LAYER}

본 발명은 가스 분사 유닛 및 이를 이용한 박막 증착 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반응 가스를 분사하는 가스 분사 유닛과, 이를 이용하여 박막을 증착하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas injection unit and a thin film deposition apparatus and method using the same, and more particularly, to a gas injection unit for injecting a reactive gas, and an apparatus and method for depositing a thin film using the same.

반도체 소자의 제조 공정에 있어서, 다양한 종류의 고품질의 막을 형성시키기 위해 금속 유기 화합물을 이용하는 금속 유기물 화학 기상 증착(MOCVD) 방법이 많이 개발되고 있다. 금속 유기물 화학 기상 증착(MOCVD) 방법은, 액체 상태의 금속 유기 화합물을 기화시킨 후에, 생성된 금속 유기 화합물 증기 및 이와 반응하는 수소 화합물의 가스를 증착하고자 하는 기판에 공급하고 고온에 접촉시킴으로써, 가스 열분해 반응에 의해 기판상에 금속 박막을 증착하는 공정이다.BACKGROUND OF THE INVENTION In the manufacturing process of semiconductor devices, many metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) methods using metal organic compounds have been developed to form various kinds of high quality films. The metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method is a method of vaporizing a metal organic compound in a liquid state, and then supplying a gas of the generated metal organic compound vapor and a hydrogen compound reacting thereto to a substrate to be deposited and contacting it at a high temperature. It is a process of depositing a metal thin film on a board | substrate by a pyrolysis reaction.

그런데, 금속 유기물 화학 기상 증착(MOCVD) 공정에 있어서, 반응 가스들을 분사하는 가스 분사 부재가 고온의 열에 노출되면, 반응 가스가 기판에 공급되기 전에 고온의 열에 의해 의도하지 않은 반응이 일어나고, 가스 분사 부재에 기생적인 증착(Parasitic Deposition)이 발생한다. 이 때문에, 반응 가스가 기판에 균일하게 공급되지 못하여 증착되는 금속 박막의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.By the way, in the metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) process, when the gas injection member for injecting the reaction gases is exposed to high temperature heat, an unintended reaction occurs by the high temperature heat before the reaction gas is supplied to the substrate, and the gas injection is performed. Parasitic deposition occurs in the member. For this reason, there is a problem that the quality of the metal thin film deposited is not reduced because the reaction gas is not uniformly supplied to the substrate.

본 발명은 향상된 품질의 금속 박막을 증착할 수 있는 박막 증착 장치 및 방법과, 이에 사용되는 가스 분사 유닛을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a thin film deposition apparatus and method that can deposit a metal thin film of improved quality, and a gas injection unit used therein.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited thereto, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치는 처리실; 상기 처리실 내에 배치되며, 상기 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 그리고 상기 처리실 내에서 상기 기판 지지 유닛의 상부에 배치되는 가스 분사 유닛을 포함한다. 상기 가스 분사 유닛은 반응 가스가 유입되는 내부관; 상기 내부관을 감싸며, 상기 내부관 내의 반응 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외부관; 및 상기 내부관 내의 반응 가스를 상기 외부관의 외부로 분사하는 분사관들을 포함한다. 상기 가스 분사 유닛은 상기 내부관 및 상기 외부관의 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 배치되고, 상기 분사관은 상기 외부관의 측방향으로 가스를 분사하도록 제공된다. In order to achieve the above object, a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention is a processing chamber; A substrate support unit disposed in the processing chamber and supporting the substrate; And a gas injection unit disposed above the substrate support unit in the processing chamber. The gas injection unit may include an inner tube into which a reaction gas is introduced; An outer tube surrounding the inner tube and through which a cooling fluid for cooling the reaction gas in the inner tube flows; And injection tubes for injecting the reaction gas in the inner tube to the outside of the outer tube. The gas injection unit is disposed so that the longitudinal directions of the inner tube and the outer tube face the vertical direction, and the injection tube is provided to inject gas in the lateral direction of the outer tube.

또한, 상기 분사관의 길이 방향은 상기 외부관의 길이 방향과 수직하게 제공될 수 있다. In addition, the longitudinal direction of the injection tube may be provided perpendicular to the longitudinal direction of the outer tube.

또한, 상기 분사관의 길이 방향은 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판과 평행하게 제공될 수 있다. In addition, the longitudinal direction of the injection pipe may be provided in parallel with the substrate supported on the substrate support unit.

또한, 상기 기판 지지 유닛은 판 형상을 가지고, 기판 홀더를 수용하는 복수 개의 제 1 홈들이 상면의 가장자리 영역에 원주 방향을 따라가며 형성된 지지판; 및 상기 지지판을 회전시키는 회전 구동 부재를 포함하고, 상기 가스 분사 유닛은 상기 지지판의 중심 영역의 상부에 배치될 수 있다. The substrate support unit may include a support plate having a plate shape and having a plurality of first grooves accommodating the substrate holder along a circumferential direction in an edge region of an upper surface thereof; And a rotation driving member for rotating the support plate, wherein the gas injection unit may be disposed above the central region of the support plate.

상기 지지판의 상면 중심 영역에는 제 2 홈이 형성되고, 상기 외부관의 하단이 상기 제 2 홈의 바닥면으로부터 이격 배치되도록 상기 외부관이 상기 제 2 홈에 삽입될 수 있다. A second groove may be formed in a central region of the upper surface of the support plate, and the outer tube may be inserted into the second groove so that the lower end of the outer tube is spaced apart from the bottom surface of the second groove.

상기 분사관들 중 일부는 서로 상이한 높이에 제공될 수 있다. Some of the injection tubes may be provided at different heights from each other.

상기 분사관들은 복수 개의 그룹으로 나뉘고, 동일한 그룹에 속하는 상기 분사관들은 상기 내부관의 동일한 높이에 원주 방향을 따라 제공되고, 다른 그룹에 속하는 상기 분사관들은 상기 내부관의 서로 상이한 높이에 원주 방향을 따라 제공될 수 있다. The injection pipes are divided into a plurality of groups, the injection pipes belonging to the same group are provided along the circumferential direction at the same height of the inner pipe, and the injection pipes belonging to different groups are circumferentially at different heights of the inner pipe. Can be provided along.

또한, 본 발명은 기판 상에 박막을 증착하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 The present invention also provides a method of depositing a thin film on a substrate. The method

처리실 내에 기판을 로딩하는 것; 그리고 상기 기판에 반응 가스를 분사하는 것을 포함한다. 상기 반응 가스는 가스 분사 유닛의 내부관으로 유입되고, 상기 내부관을 감싸는 외부관 내에서 흐르는 냉각 유체에 의해 냉각된 후 상기 내부관과 상기 외부관을 연결하는 분사관들을 통해 상기 기판에 분사되고, 상기 내부관 및 상기 외부관은 그 길이 방향이 상기 기판에 수직하게 제공되고, 상기 분사관들은 상기 기판에 평행한 방향으로 상기 반응 가스를 분사한다. Loading the substrate into the process chamber; And injecting a reaction gas into the substrate. The reaction gas is introduced into an inner tube of a gas injection unit, cooled by a cooling fluid flowing in an outer tube surrounding the inner tube, and then injected onto the substrate through spray tubes connecting the inner tube and the outer tube. The inner tube and the outer tube are provided with their longitudinal directions perpendicular to the substrate, and the injection tubes inject the reaction gas in a direction parallel to the substrate.

상기 기판은 복수 개가 상기 외부관의 둘레를 따라 링을 이루는 배치를 가지도록 상기 처리실 내로 로딩될 수 있다. The substrate may be loaded into the processing chamber such that a plurality of substrates have a ring-shaped arrangement along the circumference of the outer tube.

상기 분사관들 중 일부는 서로 상이한 높이에서 반응 가스를 분사할 수 있다. Some of the injection tubes may inject reaction gas at different heights.

상기 기판은 상기 외부관의 하단보다 낮은 높이에 위치될 수 있다. The substrate may be located at a height lower than the bottom of the outer tube.

본 발명에 의하면, 가스 분사 유닛의 내부관 내의 반응 가스들을 반응 온도 이하로 냉각하여, 반응 가스들의 의도되지 않은 반응을 사전에 방지할 수 있다.According to the present invention, the reaction gases in the inner tube of the gas injection unit can be cooled below the reaction temperature, thereby preventing the unintended reaction of the reaction gases in advance.

그리고 본 발명에 의하면, 증착되는 금속 박막의 품질을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the quality of the deposited metal thin film can be improved.

이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 가스 분사 유닛과 기판 지지 유닛의 평면도이다.
도 3은 도 1의 가스 분사 유닛과 기판 지지 유닛을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 4는 가스 분사 유닛의 일부를 절개한 사시도이다.
도 5는 가스 분사 유닛의 평단면도이다.
도 6은 도 3의 가스 분사 유닛의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 가스 분사 유닛과 기판 지지 유닛의 다른 배치 구조를 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9는 도 3의 가스 분사 유닛의 또 다른 실시 예들을 보여주는 도면들이다.The drawings described below are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.
1 is a view showing a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the gas injection unit and the substrate support unit of FIG. 1.
3 is an enlarged view of the gas injection unit and the substrate support unit of FIG. 1.
4 is a perspective view in which a part of the gas injection unit is cut away.
5 is a plan sectional view of the gas injection unit.
6 is a view illustrating another embodiment of the gas injection unit of FIG. 3.
7 is a view showing another arrangement structure of the gas injection unit and the substrate support unit.
8 and 9 illustrate still other embodiments of the gas injection unit of FIG. 3.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 분사 유닛 및 이를 이용한 박막 증착 장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, a gas injection unit and a thin film deposition apparatus and method using the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

( 실시 예 )(Example)

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치(10)를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a thin film deposition apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.

박막 증착 장치(10)는, 금속 유기물 화학 기상 증착(MOCVD) 방법, 즉 금속 유기 화합물과 수소 화합물의 가스 열분해 반응을 이용하여 기판상에 박막을 증착한다. 박막 증착 공정에 사용되는 기판은, 예를 들어 LED의 제조 공정 중 에피(Epi) 웨이퍼의 제조에 사용되는 사파이어(Sapphire, Al2O3) 및 실리콘카바이드(SiC) 기판, 또는 반도체 집적 회로(IC)의 제조에 사용되는 실리콘 웨이퍼 등일 수 있다.The thin film deposition apparatus 10 deposits a thin film on a substrate using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method, that is, a gas pyrolysis reaction of a metal organic compound and a hydrogen compound. Substrates used in the thin film deposition process include, for example, sapphire (Al 2 O 3 ) and silicon carbide (SiC) substrates, or semiconductor integrated circuits (IC), which are used for the production of epi wafers during the LED manufacturing process. May be a silicon wafer or the like.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치(10)는 처리실(100), 배기 유닛(200), 기판 지지 유닛(300), 가열 유닛(400), 그리고 가스 분사 유닛(500)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the thin film deposition apparatus 10 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a processing chamber 100, an exhaust unit 200, a substrate support unit 300, a heating unit 400, and a gas injection unit 500. ).

처리실(100)은 금속 유기물 화학 기상 증착(MOCVD) 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 처리실(100)은 상부벽(102), 상부벽(102)의 가장자리로부터 아래 방향으로 연장된 측벽(104), 그리고 측벽(104)의 하단에 결합된 하부벽(106)을 가진다. 상부벽(102)과 하부벽(106)은 원판 형상으로 제공될 수 있다. 처리실(100)의 측벽(104)에는 기판(S)이 반입/반출되는 통로(105)가 형성된다. 통로(105)의 입구 측에는 통로(105)를 개폐하는 도어(110)가 설치된다. 도어(110)는 구동기(112)에 결합되며, 도어(110)는 구동기(112)의 작동에 의해 통로(103)의 길이 방향에 수직한 방향으로 이동하면서 통로(103)의 입구를 개폐한다.The process chamber 100 provides a space in which a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) process is performed. The process chamber 100 has an upper wall 102, a side wall 104 extending downward from the edge of the upper wall 102, and a lower wall 106 coupled to the bottom of the side wall 104. The upper wall 102 and the lower wall 106 may be provided in a disc shape. The sidewall 104 of the processing chamber 100 is provided with a passage 105 through which the substrate S is carried in and out. The door 110 for opening and closing the passage 105 is installed at the inlet side of the passage 105. The door 110 is coupled to the driver 112, and the door 110 opens and closes the entrance of the passage 103 while moving in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the passage 103 by the operation of the driver 112.

배기 유닛(200)은 배기 라인(210), 배기 부재(220), 그리고 밸브(230)를 포함한다. 배기 라인(210)의 일단은 처리실(100)의 하부벽(106)에 형성된 배기 홀(107)에 연결되고, 배기 라인(210)의 타단에는 배기 부재(220)가 연결된다. 배기 부재(220)는 처리실(100)의 내부에 음압을 작용시키는 펌프일 수 있다. 배기 부재(220)가 처리실(100) 내에 음압을 작용시키면, 처리실(100) 내부의 불필요한 반응 생성물 및 캐리어 가스가 배기되고, 이를 통해 처리실(100) 내부의 압력이 공정 압력으로 유지될 수 있다. 처리실(100) 내의 공정 압력은, 예를 들어, 수 Torr의 저 진공으로부터 760 Torr의 대기압에 이르는 다양한 범위의 압력일 수 있다. 밸브(230)는 배기 홀(107)과 배기 부재(220) 사이의 배기 라인(210) 상에 배치되고, 배기 라인(210)의 내부 공간을 통한 반응 생성물 및 캐리어 가스의 흐름을 개폐한다.
The exhaust unit 200 includes an exhaust line 210, an exhaust member 220, and a valve 230. One end of the exhaust line 210 is connected to an exhaust hole 107 formed in the lower wall 106 of the processing chamber 100, and an exhaust member 220 is connected to the other end of the exhaust line 210. The exhaust member 220 may be a pump that applies a negative pressure to the interior of the processing chamber 100. When the exhaust member 220 exerts a negative pressure in the processing chamber 100, unnecessary reaction products and carrier gases in the processing chamber 100 are exhausted, and thus the pressure in the processing chamber 100 may be maintained at a process pressure. The process pressure in the process chamber 100 may be, for example, a range of pressures ranging from low vacuum of several Torr to atmospheric pressure of 760 Torr. The valve 230 is disposed on the exhaust line 210 between the exhaust hole 107 and the exhaust member 220, and opens and closes the flow of the reaction product and the carrier gas through the internal space of the exhaust line 210.

도 2는 도 1의 가스 분사 유닛과 기판 지지 유닛의 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 지지 유닛(300)은 처리실(100)의 내부에 배치되고, 기판(S)을 지지한다. 기판 지지 유닛(300)은 지지판(310)과, 회전 구동 부재(330)를 포함한다.FIG. 2 is a plan view of the gas injection unit and the substrate support unit of FIG. 1. 1 and 2, the substrate support unit 300 is disposed inside the processing chamber 100 and supports the substrate S. Referring to FIG. The substrate support unit 300 includes a support plate 310 and a rotation drive member 330.

지지판(310)은 원판 형상을 가질 수 있다. 지지판(310)은 전기적 전도성이 우수한 흑연 재질로 제공될 수 있다. 지지판(320) 상면의 가장자리 영역에는 원주 방향을 따라 복수 개의 제 1 홈들(312)이 형성된다. 제 1 홈들(312)은 원 모양의 평면을 가지도록 형성될 수 있다. 본 실시 예에서는 제 1 홈들(312)이 6개 제공된 경우를 예로 들어 설명하지만, 제 1 홈들(312)은 이보다 많거나 적은 수가 제공될 수도 있다. 각각의 제 1 홈들(312)의 중심은 지지판(320)의 중심을 기준으로 동일 원주 상에 위치할 수 있다.The support plate 310 may have a disc shape. The support plate 310 may be made of a graphite material having excellent electrical conductivity. A plurality of first grooves 312 are formed along the circumferential direction in an edge region of the upper surface of the support plate 320. The first grooves 312 may be formed to have a circular plane. In the present embodiment, a case where six first grooves 312 are provided will be described as an example. However, more or fewer first grooves 312 may be provided. The center of each of the first grooves 312 may be located on the same circumference with respect to the center of the support plate 320.

각각의 제 1 홈들(312)에는 기판(S)을 수용하는 기판 홀더(320)가 삽입 배치된다. 기판 홀더(320)는 상부가 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 기판 홀더(320)는 전기적 전도성이 우수한 흑연 재질로 제공될 수 있다. 기판 홀더(320)의 측벽의 외경은, 기판 홀더(320)와 제 1 홈(312) 사이에 틈이 제공되도록, 제 1 홈(312)의 지름보다 작다. 그리고, 기판 홀더(320)의 측벽의 내경은 기판(S)의 지름보다 크다. 기판 홀더(320)는 가스 베어링의 원리에 의해 자기 중심축을 중심으로 회전되고, 기판 홀더(320)의 회전에 의해 기판(S)이 회전된다. 제 1 홈(312)의 바닥 면에는 나선 형상의 홈들(313)이 제공되고, 나선 형상의 홈들(313)에는 도시되지 않은 가스 공급 부재로부터 가스가 공급된다. 공급 가스는 나선 형상의 홈들(313)을 따라 흐르면서 기판 홀더(320)의 하면에 회전력을 제공하고, 기판 홀더(320)와 제 1 홈(312) 사이의 공간을 통해 배기된다.In each of the first grooves 312, a substrate holder 320 accommodating the substrate S is inserted. The substrate holder 320 may have a cylindrical shape with an open top. The substrate holder 320 may be made of a graphite material having excellent electrical conductivity. The outer diameter of the sidewall of the substrate holder 320 is smaller than the diameter of the first groove 312 so that a gap is provided between the substrate holder 320 and the first groove 312. The inner diameter of the sidewall of the substrate holder 320 is larger than the diameter of the substrate S. FIG. The substrate holder 320 is rotated about the magnetic center axis by the principle of the gas bearing, and the substrate S is rotated by the rotation of the substrate holder 320. Spiral grooves 313 are provided in the bottom surface of the first groove 312, and gas is supplied from the gas supply member (not shown) to the spiral grooves 313. The supply gas flows along the spiral grooves 313 to provide rotational force to the lower surface of the substrate holder 320 and is exhausted through the space between the substrate holder 320 and the first groove 312.

회전 구동 부재(330)는 지지판(310)을 회전시킨다. 회전 구동 부재(330)는 구동축(332)과 구동기(334)를 포함한다. 구동축(332)은 처리실(100)의 하부벽(106)을 관통하여 삽입 설치될 수 있으며, 베어링(333)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 구동축(332)의 상단은 지지판(310)의 하면에 연결되고, 구동축(332)의 하단은 구동기(334)에 연결된다. 구동축(332)은 구동기(334)에 의해 발생된 구동력을 지지판(310)에 전달한다. 구동기(334)는 지지판(310)을 회전시키기 위한 회전 구동력을 제공할 수 있으며, 또한 지지판(310)을 상승 및 하강시키기 위한 직선 구동력을 제공할 수도 있다. 이와 달리, 구동축(332)과 구동기(334)는 처리실(100)의 내부에 위치하도록 제공될 수도 있다.The rotation drive member 330 rotates the support plate 310. The rotation drive member 330 includes a drive shaft 332 and a driver 334. The drive shaft 332 may be inserted through the lower wall 106 of the processing chamber 100 and rotatably supported by the bearing 333. The upper end of the drive shaft 332 is connected to the lower surface of the support plate 310, the lower end of the drive shaft 332 is connected to the driver 334. The drive shaft 332 transmits the driving force generated by the driver 334 to the support plate 310. The driver 334 may provide a rotational driving force for rotating the support plate 310, and may also provide a linear driving force for raising and lowering the support plate 310. Alternatively, the drive shaft 332 and the driver 334 may be provided to be located inside the processing chamber 100.

가열 유닛(400)은 지지판(310)의 아래에 배치될 수 있으며, 지지판(310)에 의해 지지된 기판(S)을 가열한다. 가열 유닛(400)으로는, 예를 들어 RF 코일과 같은 고주파 가열 수단이 사용될 수 있다. RF 코일은 동일 수평면상에서 구동축(332)을 감싸도록 배치될 수 있다. RF 코일에 전력이 공급되면, 지지판(310)은 RF 코일에 의해 유도 가열되고, 지지판(310)의 열이 기판 홀더(320)를 통해 기판(S)으로 전달됨으로써, 기판이 공정 온도로 가열된다.The heating unit 400 may be disposed below the support plate 310, and heats the substrate S supported by the support plate 310. As the heating unit 400, high frequency heating means such as, for example, an RF coil may be used. The RF coil may be disposed to surround the drive shaft 332 on the same horizontal plane. When power is supplied to the RF coil, the support plate 310 is inductively heated by the RF coil, and the heat of the support plate 310 is transferred to the substrate S through the substrate holder 320, thereby heating the substrate to the process temperature. .

가스 분사 유닛(500)은 지지판(310)의 중심 영역의 상부에 이격 배치되고, 지지판(310)에 의해 지지된 기판들(S)로 반응 가스들, 즉 금속 유기 화합물 가스 및 이와 반응하는 수소 화합물의 가스를 분사한다. 금속 유기 화합물은 알루미늄, 갈륨 또는 인듐 화합물일 수 있으며, 수소 화합물은 아르센(Arsene), 포스핀(Phosphine) 또는 암모니아(Ammonia)일 수 있다. 금속 유기 화합물 및 수소 화합물은 기체 상태로 캐리어 가스와 함께 가스 분사 유닛(500)으로 공급된다. 캐리어 가스로는 수소 또는 질소 등이 사용될 수 있다.
The gas injection unit 500 is disposed above the center area of the support plate 310, and reacts gases, that is, a metal organic compound gas, and a hydrogen compound reacting with the substrates S supported by the support plate 310. To inject gas. The metal organic compound may be an aluminum, gallium or indium compound, and the hydrogen compound may be arsene, phosphine or ammonia. The metal organic compound and the hydrogen compound are supplied to the gas injection unit 500 together with the carrier gas in a gaseous state. As the carrier gas, hydrogen or nitrogen may be used.

도 3은 도 1의 가스 분사 유닛과 기판 지지 유닛을 확대하여 보여주는 도면이고, 도 4는 가스 분사 유닛의 일부를 절개한 사시도이며, 도 5는 가스 분사 유닛의 평단면도이다.3 is an enlarged view of the gas injection unit and the substrate support unit of FIG. 1, FIG. 4 is a perspective view of a portion of the gas injection unit, and FIG. 5 is a plan cross-sectional view of the gas injection unit.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 가스 분사 유닛(500)은 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 정렬되고, 지지판(310)의 중심 영역 상부에 배치된다. 가스 분사 유닛(500)은 반응 가스가 유입되는 내부관(520), 내부관(520)을 감싸며 내부관(520) 내의 반응 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외부관(540), 그리고 내부관(520) 내의 반응 가스를 외부관(540)의 외부로 분사하는 분사관들(560)을 포함한다.3 to 5, the gas injection unit 500 is aligned so that the longitudinal direction thereof is in the vertical direction, and is disposed above the central region of the support plate 310. The gas injection unit 500 includes an inner tube 520 through which the reaction gas is introduced, an outer tube 540 which surrounds the inner tube 520, and a cooling fluid for cooling the reaction gas in the inner tube 520, and an inner tube ( And injection tubes 560 for injecting the reaction gas in the 520 to the outside of the outer tube 540.

종래에는, 반응 가스들을 분사하는 가스 분사 부재가 기판에 가해지는 고온의 열에 노출되어, 반응 가스들이 기판에 공급되기 전에 고온의 열에 의해 의도하지 않은 반응이 일어나고, 이로 인해 가스 분사 부재에 기생적인 증착(Parasitic Deposition)이 발생하는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 분사 유닛(500)은 외부관(540)이 내부관(520)을 감싸도록 배치되고, 내부관(520)으로 공급되는 반응 가스가 외부관(540)을 통해 흐르는 냉각 유체에 의해 냉각되는 구성을 가지므로, 상기와 같은 종래의 문제점을 극복할 수 있다.Conventionally, a gas jet member for injecting reactive gases is exposed to high temperature heat applied to a substrate, whereby an unintended reaction occurs by high temperature heat before the reactive gases are supplied to the substrate, thereby causing parasitic deposition on the gas jet member. There was a problem that (Parasitic Deposition) occurs. However, the gas injection unit 500 according to the embodiment of the present invention is disposed such that the outer tube 540 surrounds the inner tube 520, and the reaction gas supplied to the inner tube 520 receives the outer tube 540. Since it has a configuration that is cooled by the cooling fluid flowing through, it can overcome the above conventional problems.

내부관(520)은 속이 빈 원통 형상을 가질 수 있다. 즉, 내부관(520)은 원판 형상의 상부벽(521), 상부벽(521)으로부터 아래 방향으로 연장된 측벽(522), 그리고 측벽(522)의 하단에 결합되는 원판 형상의 하부벽(523)을 포함할 수 있다. 상부 벽(521)에는 제 1 가스 유입 포트(524)와 제 2 가스 유입 포트(525)가 제공된다. 제 1 가스 유입 포트(524)에는 금속 유기 화합물의 가스를 공급하는 제 1 가스 공급 라인(526)이 연결되고, 제 1 가스 공급 라인(526)의 타단에는 금속 유기 화합물의 가스 공급원(527)이 연결된다. 제 2 가스 유입 포트(525)에는 수소 화합물의 가스를 공급하는 제 2 가스 공급 라인(528)이 연결되고, 제 2 가스 공급 라인(528)의 타단에는 수소 화합물의 가스 공급원(529)이 연결된다. 제 1 가스 공급 라인(526)을 통해 공급되는 금속 유기 화합물의 가스와, 제 2 가스 공급 라인(528)을 통해 공급되는 수소 화합물의 가스는 내부관(520) 내에서 서로 혼합된다.The inner tube 520 may have a hollow cylindrical shape. That is, the inner tube 520 has a disk-shaped upper wall 521, a sidewall 522 extending downward from the upper wall 521, and a disk-shaped lower wall 523 coupled to the lower end of the sidewall 522. ) May be included. The upper wall 521 is provided with a first gas inlet port 524 and a second gas inlet port 525. A first gas supply line 526 is connected to the first gas inlet port 524, and a gas supply source 527 of the metal organic compound is connected to the other end of the first gas supply line 526. Connected. The second gas inlet port 525 is connected with a second gas supply line 528 for supplying gas of hydrogen compound, and the other end of the second gas supply line 528 is connected with a gas supply source 529 of hydrogen compound. . The gas of the metal organic compound supplied through the first gas supply line 526 and the gas of the hydrogen compound supplied through the second gas supply line 528 are mixed with each other in the inner tube 520.

외부관(540)은 내부관(520)을 감싸며, 외부관(540) 내에는 내부관(520) 내의 반응 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐른다. 외부관(540)은 속이 빈 원통 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 외부관(540)은 환형의 상부벽(541), 상부벽(541)의 가장자리로부터 아래 방향으로 연장된 측벽(542), 그리고 측벽(542)의 하단에 결합된 원판 형상의 하부벽(543)을 가질 수 있다. 상부벽(541)의 내주면은 내부관(520)의 상부벽(521) 가장자리에 결합되고, 측벽(542)과 하부벽(543)은 내부관(520)의 측벽(522)과 하부벽(523)으로부터 이격되도록 제공된다.The outer tube 540 surrounds the inner tube 520, and a cooling fluid for cooling the reaction gas in the inner tube 520 flows in the outer tube 540. The outer tube 540 may have a hollow cylindrical shape. For example, the outer tube 540 has an annular top wall 541, a side wall 542 extending downward from the edge of the top wall 541, and a disc-shaped bottom coupled to the bottom of the side wall 542. It may have a wall 543. The inner circumferential surface of the upper wall 541 is coupled to the edge of the upper wall 521 of the inner tube 520, and the side wall 542 and the lower wall 543 are the side wall 522 and the lower wall 523 of the inner tube 520. Spaced apart).

외부관(540)의 상부벽(541)의 일 측에는 냉각 유체 유입 포트(544)가 제공되고, 냉각 유체 유입 포트(544)에는 냉각 유체 공급관(545)이 연결된다. 외부관(540)의 상부벽(541)의 타 측에는 냉각 유체 유출 포트(546)가 제공되고, 냉각 유체 유출 포트(546)에는 냉각 유체 회수관(547)이 연결된다. 그리고, 냉각 유체 공급관(545) 및 냉각 유체 회수관(547)의 단부는 온도 조절부(548)에 연결된다. 온도 조절부(548)에서 온도가 조절된 냉각 유체는 냉각 유체 공급관(545) 및 냉각 유체 유입 포트(544)를 통해 외부관(540)로 공급된다. 냉각 유체는 내부관(520)과 외부관(540) 사이의 공간을 통해 흐르면서, 내부관(520) 내로 제공되는 반응 가스들을 냉각한다. 이후, 냉각 유체는 냉각 유체 유출 포트(546) 및 냉각 유체 회수관(547)을 통해 온도 조절부(548)로 회수된다. 회수된 냉각 유체는 다시 온도가 조절된 상태로 외부관(540)에 공급된다. 냉각 유체로는 냉각수 또는 질소 가스와 같은 불활성 가스가 사용될 수 있다.A cooling fluid inlet port 544 is provided at one side of the upper wall 541 of the outer tube 540, and a cooling fluid supply pipe 545 is connected to the cooling fluid inlet port 544. The other side of the upper wall 541 of the outer tube 540 is provided with a cooling fluid outlet port 546, the cooling fluid recovery port 546 is connected to the cooling fluid recovery pipe 547. In addition, ends of the cooling fluid supply pipe 545 and the cooling fluid recovery pipe 547 are connected to the temperature control unit 548. The cooling fluid whose temperature is controlled by the temperature controller 548 is supplied to the outer tube 540 through the cooling fluid supply pipe 545 and the cooling fluid inlet port 544. The cooling fluid flows through the space between the inner tube 520 and the outer tube 540 to cool the reaction gases provided into the inner tube 520. Thereafter, the cooling fluid is recovered to the temperature controller 548 through the cooling fluid outlet port 546 and the cooling fluid recovery pipe 547. The recovered cooling fluid is again supplied to the outer tube 540 at a temperature controlled state. As the cooling fluid, an inert gas such as cooling water or nitrogen gas may be used.

내부관(520)과 외부관(540) 사이의 공간에는 분리판들(550a,550b)이 제공된다. 분리판들(550a,550b)은 외부관(540)와 내부관(520) 사이의 환형의 공간을 냉각 유체 유입 포트(544)에 유체 연통되는 제 1 영역(A1)과 냉각 유체 유출 포트(546)에 유체 연통되는 제 2 영역(A2)으로 구획하도록, 외부관(540)의 상부벽(541)으로부터 아래 방향으로 길게 연장된다. 제 1 영역(A1)과 제 2 영역(A2)은 내부관(520)의 하부벽(523)과 외부관(540)의 하부벽(543) 사이의 제 3 영역(A3)을 통해 유체 연통된다.Separation plates 550a and 550b are provided in the space between the inner tube 520 and the outer tube 540. Separator plates 550a and 550b form a annular space between outer tube 540 and inner tube 520 in a first area A1 in fluid communication with cooling fluid inlet port 544 and cooling fluid outlet port 546. ) And extends downwardly from the upper wall 541 of the outer tube 540 to be partitioned into a second area A2 in fluid communication. The first area A1 and the second area A2 are in fluid communication through a third area A3 between the lower wall 523 of the inner tube 520 and the lower wall 543 of the outer tube 540. .

분사관들(560)은 내부관(520)과 외부관(540)을 연결하여, 내부관(520) 내의 반응 가스를 외부관(540)의 외부로 분사한다. 분사관들(560)은 내부관(520)의 원주 방향을 따라 복수 개가 제공될 수 있다. 예를 들면, 분사관들(560)은 제 1 그룹의 분사관들(562), 제 2 그룹의 분사관들(564), 그리고 제 3 그룹의 분사관들(566)을 포함할 수 있다. 제 1 그룹의 분사관들(562)은 내부관(520)의 측벽(522)의 하단에 인접한 제 1 높이에서 내부관(520)의 원주 방향을 따라 복수 개가 제공될 수 있다. 제 2 그룹의 분사관들(564)은 제 1 높이보다 높은 제 2 높이에서 내부관(520)의 원주 방향을 따라 복수 개가 제공될 수 있다. 제 3 그룹의 분사관들(566)은 제 2 높이보다 높은 제 3 높이에서 내부관(520)의 원주 방향을 따라 복수 개가 제공될 수 있다. The injection tubes 560 connect the inner tube 520 and the outer tube 540 to inject the reaction gas in the inner tube 520 to the outside of the outer tube 540. The injection pipes 560 may be provided in plural along the circumferential direction of the inner pipe 520. For example, the injection pipes 560 may include the injection pipes 562 of the first group, the injection pipes 564 of the second group, and the injection pipes 566 of the third group. A plurality of injection pipes 562 of the first group may be provided along the circumferential direction of the inner pipe 520 at a first height adjacent to a lower end of the side wall 522 of the inner pipe 520. The plurality of injection pipes 564 of the second group may be provided along the circumferential direction of the inner tube 520 at a second height higher than the first height. A plurality of injection pipes 566 of the third group may be provided along the circumferential direction of the inner tube 520 at a third height higher than the second height.

제 1 내지 제 3 그룹의 분사관들(562, 564, 566)은 내부관(520)의 길이 방향을 따라 동일한 간격을 이루도록 제공될 수 있다. 이와 달리, 제 1 내지 제 3 그룹의 분사관들(562, 564, 566)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 내부관(520)의 길이 방향을 따라 상이한 간격(D2 > D1)을 이루도록 제공될 수 있다. 제 1 그룹의 분사관들(562)은 지지판(310)에 인접한 영역으로 반응 가스를 분사하고, 제 3 그룹의 분사관들(566)은 처리실(도 1의 도면 번호 100)의 상부벽(102)에 인접한 영역으로 반응 가스를 분사한다.
The injection pipes 562, 564, and 566 of the first to third groups may be provided at equal intervals along the longitudinal direction of the inner pipe 520. Alternatively, the first to third groups of injection tubes 562, 564, 566 are provided to form different intervals D2> D1 along the longitudinal direction of the inner tube 520, as shown in FIG. 6. Can be. The first group of injection tubes 562 spray the reaction gas into an area adjacent to the support plate 310, and the third group of injection tubes 566 is the upper wall 102 of the process chamber (FIG. 1, reference number 100). The reaction gas is injected into the region adjacent to the.

도 2 및 도 3을 참조하여, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 박막 증착 장치를 이용하여 기판(S)상에 금속 막을 증착하는 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 2 and 3, a process of depositing a metal film on the substrate S using the thin film deposition apparatus having the above-described configuration will be described below.

어느 하나의 기판 홀더(320)에 기판(S)이 로딩된 후, 지지판(310)이 회전하면서 순차적으로 다른 기판 홀더들(320)에 기판(S)이 로딩된다. 기판(S)의 로딩이 완료되면, 지지판(310)은 자기 중심 축을 중심으로 회전하고, 기판들(S)은 기판 홀더(320)가 가스 베어링에 의해 자기 중심축을 중심으로 회전하는 것에 의해 회전된다. 그리고, 가열 유닛(400)이 지지판(310)을 가열하고, 지지판(310)의 열이 기판 홀더(320)를 통해 기판(S)으로 전달됨으로써, 기판(S)이 공정 온도로 가열된다.After the substrate S is loaded in one of the substrate holders 320, the substrate S is sequentially loaded in the other substrate holders 320 while the support plate 310 is rotated. When the loading of the substrate S is completed, the support plate 310 is rotated about the magnetic center axis, and the substrates S are rotated by the substrate holder 320 rotating about the magnetic center axis by the gas bearing. . Then, the heating unit 400 heats the support plate 310, and the heat of the support plate 310 is transferred to the substrate S through the substrate holder 320, whereby the substrate S is heated to the process temperature.

이후, 금속 유기 화합물의 가스가 제 1 가스 유입 포트(524)를 통해 내부관(520)으로 유입되고, 수소 화합물의 가스가 제 2 가스 유입 포트(525)를 통해 낸부관(520)으로 유입된다. 금속 유기 화합물의 가스와 수소 화합물의 가스는 내부관(520) 내에서 서로 혼합된다. Thereafter, the gas of the metal organic compound is introduced into the inner tube 520 through the first gas inlet port 524, and the gas of the hydrogen compound is introduced into the inner tube 520 through the second gas inlet port 525. . The gas of the metal organic compound and the gas of the hydrogen compound are mixed with each other in the inner tube 520.

이때, 외부관(540)에는 내부관(520) 내의 금속 유기 화합물의 가스와 수소 화합물의 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐른다. 냉각 유체의 온도는 온도 조절부(548)에서 조절되고, 온도가 조절된 냉각 유체는 냉각 유체 공급관(545), 냉각 유체 유입 포트(544), 외부관(540), 냉각 유체 유출 포트(546), 그리고 냉각 유체 회수관(547)을 통해 지속적으로 순환된다. 내부관(520) 내의 금속 유기 화합물의 가스와 수소 화합물의 가스가 냉각 유체에 의해 냉각되므로, 금속 유기 화합물의 가스와 수소 화합물의 가스가 기판(S)으로 분사되기 전에 반응하는 것을 사전에 방지할 수 있다.At this time, a cooling fluid for cooling the gas of the metal organic compound and the gas of the hydrogen compound flows in the outer tube 540. The temperature of the cooling fluid is controlled by the temperature control unit 548, the temperature controlled cooling fluid is the cooling fluid supply pipe 545, cooling fluid inlet port 544, outer tube 540, cooling fluid outlet port 546 And continue to circulate through the cooling fluid recovery tube 547. Since the gas of the metal organic compound and the gas of the hydrogen compound in the inner tube 520 are cooled by the cooling fluid, the gas of the metal organic compound and the gas of the hydrogen compound are prevented from reacting before being injected into the substrate S. Can be.

금속 유기 화합물의 가스와 수소 화합물의 가스는 내부관(520)에서 혼합 및 냉각된 후, 내부관(520)과 외부관(540)을 연결하는 분사관들(560)을 통해 기판(S)으로 분사된다. 분사관들(560)이 내부관(520)의 원주 방향을 따라 제공되므로, 금속 유기 화합물의 가스와 수소 화합물의 가스는 지지판(310)상에 원주 방향으로 로딩된 기판들(S)에 균일하게 분사될 수 있다. 기판들(S)로 분사된 금속 유기 화합물의 가스와 수소 화합물의 가스는 기판들(S)에 가해진 고온의 열에 의해 분해 되면서 기판들(S)상에 금속 박막을 증착한다.
The gas of the metal organic compound and the gas of the hydrogen compound are mixed and cooled in the inner tube 520 and then to the substrate S through the injection tubes 560 connecting the inner tube 520 and the outer tube 540. Sprayed. Since the injection tubes 560 are provided along the circumferential direction of the inner tube 520, the gas of the metal organic compound and the gas of the hydrogen compound are uniformly applied to the substrates S loaded in the circumferential direction on the support plate 310. Can be sprayed. The gas of the metal organic compound and the gas of the hydrogen compound injected into the substrates S are decomposed by the high temperature heat applied to the substrates S to deposit metal thin films on the substrates S.

이하에서는 기판 지지 유닛과 가스 분사 유닛의 다른 예들에 대해 설명한다.Hereinafter, other examples of the substrate support unit and the gas injection unit will be described.

도 7은 가스 분사 유닛과 기판 지지 유닛의 다른 배치 구조를 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 지지판(310)의 상면 중심 영역에는 제 2 홈(314)이 형성되고, 가스 분사 유닛(500)의 외부관(540)이 제 2 홈(314)의 바닥면으로부터 이격 배치되도록 제 2 홈(314)에 삽입된다. 이러한 구성에 의해, 분사관들(560)과 지지판(310) 간의 상하 방향 거리가 단축되므로, 분사관들(560)이 기판들(S)상에 보다 균일하게 반응 가스들을 분사하여 고품질의 금속막을 증착할 수 있다.
7 is a view showing another arrangement structure of the gas injection unit and the substrate support unit. Referring to FIG. 7, a second groove 314 is formed in an upper surface center region of the support plate 310, and the outer tube 540 of the gas injection unit 500 is spaced apart from the bottom surface of the second groove 314. It is inserted into the second groove 314 so as to. With this configuration, since the vertical distance between the injection pipes 560 and the support plate 310 is shortened, the injection pipes 560 spray the reaction gases more uniformly on the substrates S to form a high quality metal film. Can be deposited.

도 8 및 도 9는 도 3의 가스 분사 유닛의 다른 실시 예들을 보여주는 도면들이다. 도 8 및 도 9에서는 도 3과 동일한 구성 요소에 대해 동일한 도면 번호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략한다. 다만, 이하에서는 도 3의 가스 분사 유닛과의 차이점에 대해서만 설명한다.8 and 9 are views showing other embodiments of the gas injection unit of FIG. 3. 8 and 9, the same reference numerals are assigned to the same components as in FIG. 3, and description thereof will be omitted. However, hereinafter, only differences from the gas injection unit of FIG. 3 will be described.

도 8을 참조하면, 내부관(520)에는 하나의 가스 유입 포트(524')가 제공된다. 가스 유입 포트(524')에는 메인 가스 공급관(526')이 연결되고, 메인 가스 공급관(526')은 제 1 분기관(526'-1)과 제 2 분기관(526'-2)으로 분기된다. 제 1 분기관(526'-1)에는 금속 유기 화합물의 가스를 공급하는 제 1 가스 공급원(527'-1)이 연결되고, 제 2 분기관(526'-2)에는 수소 화합물의 가스를 공급하는 제 2 가스 공급원(527'-2)이 연결된다. 금속 유기 화합물의 가스와 수소 화합물의 가스는 메인 가스 공급관(526')에서 혼합된 후, 내부관(520)의 가스 유입 포트(524')로 공급된다.Referring to FIG. 8, an inner tube 520 is provided with one gas inlet port 524 ′. The main gas supply pipe 526 'is connected to the gas inflow port 524', and the main gas supply pipe 526 'branches into the first branch pipe 526'-1 and the second branch pipe 526'-2. do. A first gas supply source 527'-1 for supplying a gas of a metal organic compound is connected to the first branch pipe 526'-1, and a hydrogen compound gas is supplied to the second branch pipe 526'-2. The second gas source 527'-2 is connected. The gas of the metal organic compound and the gas of the hydrogen compound are mixed in the main gas supply pipe 526 ′ and then supplied to the gas inlet port 524 ′ of the inner pipe 520.

도 9를 참조하면, 내부관(520')은 제 1 내부관(520'a), 그리고 제 1 내부관(520'a)을 감싸는 제 2 내부관(520'b)을 포함한다. 제 1 내부관(520'a)에는 제 2 가스 유입 포트(525)가 제공되고, 제 2 가스 유입 포트(525)를 통해 제 1 내부관(520'a) 내로 수소 화합물의 가스가 공급된다. 제 2 내부관(520'b)에는 제 1 가스 유입 포트(524)가 제공되고, 제 1 가스 유입 포트(524)를 통해 제 2 내부관(520'b) 내로 금속 유기 화합물의 가스가 공급된다. 금속 유기 화합물의 가스와 수소 화합물의 가스는 독립된 공간을 가지는 제 1 내부관(520'a) 또는 제 2 내부관(520'b)으로 공급되므로, 서로 혼합되지 않은 상태로 유지된다. 제 1 분사관들(563)은 제 1 내부관(520'a)과 외부관(540)을 연결하여, 제 1 내부관(520'a) 내의 수소 화합물의 가스를 외부관(540)의 외부로 분사한다. 제 2 분사관들(565)은 제 2 내부관(520'b)과 외부관(540)을 연결하여, 제 2 내부관(520'b) 내의 금속 유기 화합물의 가스를 외부관(540)의 외부로 분사한다.
9, the inner tube 520 'includes a first inner tube 520'a and a second inner tube 520'b surrounding the first inner tube 520'a. The first inner tube 520'a is provided with a second gas inlet port 525, and the gas of the hydrogen compound is supplied into the first inner tube 520'a through the second gas inlet port 525. The second inner tube 520'b is provided with a first gas inlet port 524, and the gas of the metal organic compound is supplied into the second inner tube 520'b through the first gas inlet port 524. . The gas of the metal organic compound and the gas of the hydrogen compound are supplied to the first inner tube 520'a or the second inner tube 520'b having independent spaces, and thus remain unmixed with each other. The first injection pipes 563 connect the first inner pipe 520'a and the outer pipe 540 to supply the gas of the hydrogen compound in the first inner pipe 520'a to the outside of the outer pipe 540. Spray into. The second injection pipes 565 connect the second inner pipe 520'b and the outer pipe 540 to supply the gas of the metal organic compound in the second inner pipe 520'b to the outer tube 540. Spray to the outside.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 처리실 200: 배기 유닛
300: 기판 지지 유닛 400: 가열 유닛
500: 가스 분사 유닛 520: 내부관
540: 외부관 560: 분사관100: processing chamber 200: exhaust unit
300: substrate support unit 400: heating unit
500: gas injection unit 520: inner tube
540: outer tube 560: injection tube

Claims (11)

처리실;
상기 처리실 내에 배치되며, 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 그리고
상기 처리실 내에서 상기 기판 지지 유닛의 상부에 배치되는 가스 분사 유닛을 포함하되,
상기 가스 분사 유닛은,
반응 가스가 유입되는 내부관;
상기 내부관을 감싸며, 상기 내부관 내의 반응 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외부관; 및
상기 내부관 내의 반응 가스를 상기 외부관의 외부로 분사하는 분사관들을 포함하되,
상기 가스 분사 유닛은 상기 내부관 및 상기 외부관의 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 배치되고,
상기 분사관은 상기 외부관의 측방향으로 가스를 분사하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.Processing chamber;
A substrate support unit disposed in the processing chamber and supporting a substrate; And
A gas injection unit disposed above the substrate support unit in the processing chamber,
The gas injection unit,
An inner tube into which the reaction gas is introduced;
An outer tube surrounding the inner tube and through which a cooling fluid for cooling the reaction gas in the inner tube flows; And
Including the injection pipe for injecting the reaction gas in the inner tube to the outside of the outer tube,
The gas injection unit is disposed so that the longitudinal direction of the inner tube and the outer tube faces in the vertical direction,
The injection pipe is a thin film deposition apparatus, characterized in that provided to inject the gas in the lateral direction of the outer tube. 제 1 항에 있어서,
상기 분사관의 길이 방향은 상기 외부관의 길이 방향과 수직한 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.The method of claim 1,
Thin film deposition apparatus, characterized in that the longitudinal direction of the injection tube is perpendicular to the longitudinal direction of the outer tube. 제 1 항에 있어서,
상기 분사관의 길이 방향은 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판과 평행하게 제공되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.The method of claim 1,
And the longitudinal direction of the injection pipe is provided in parallel with the substrate supported by the substrate support unit. 제 1 항에 있어서,
상기 기판 지지 유닛은,
판 형상을 가지고, 기판 홀더를 수용하는 복수 개의 제 1 홈들이 상면의 가장자리 영역에 원주 방향을 따라가며 형성된 지지판; 및
상기 지지판을 회전시키는 회전 구동 부재를 포함하고,
상기 가스 분사 유닛은 상기 지지판의 중심 영역의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.The method of claim 1,
The substrate support unit,
A support plate having a plate shape and formed with a plurality of first grooves accommodating a circumferential direction in an edge region of an upper surface thereof; And
A rotation drive member for rotating the support plate,
And the gas injection unit is disposed above the center region of the support plate. 제 4 항에 있어서,
상기 지지판의 상면 중심 영역에는 제 2 홈이 형성되고,
상기 외부관의 하단이 상기 제 2 홈의 바닥면으로부터 이격 배치되도록 상기 외부관이 상기 제 2 홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.The method of claim 4, wherein
A second groove is formed in the upper surface center region of the support plate,
The outer tube is inserted into the second groove so that the lower end of the outer tube is spaced apart from the bottom surface of the second groove. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 분사관들 중 일부는 서로 상이한 높이에 제공되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.The method according to any one of claims 1 to 5,
And some of the spray tubes are provided at different heights. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 분사관들은 복수 개의 그룹으로 나뉘고,
동일한 그룹에 속하는 상기 분사관들은 상기 내부관의 동일한 높이에 원주 방향을 따라 제공되고,
다른 그룹에 속하는 상기 분사관들은 상기 내부관의 서로 상이한 높이에 원주 방향을 따라 제공되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.The method according to any one of claims 1 to 5,
The injection pipe is divided into a plurality of groups,
The injection pipes belonging to the same group are provided along the circumferential direction at the same height of the inner pipe,
And the spray tubes belonging to different groups are provided along the circumferential direction at different heights of the inner tube. 처리실 내에 기판을 로딩하는 것; 그리고
상기 기판에 반응 가스를 분사하는 것을 포함하되,
상기 반응 가스는 가스 분사 유닛의 내부관으로 유입되고, 상기 내부관을 감싸는 외부관 내에서 흐르는 냉각 유체에 의해 냉각된 후 상기 내부관과 상기 외부관을 연결하는 분사관들을 통해 상기 기판에 분사되고,
상기 내부관 및 상기 외부관은 그 길이 방향이 상기 기판에 수직하게 제공되고,
상기 분사관들은 상기 기판에 평행한 방향으로 상기 반응 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 방법.Loading the substrate into the process chamber; And
Injecting a reaction gas to the substrate,
The reaction gas is introduced into an inner tube of a gas injection unit, cooled by a cooling fluid flowing in an outer tube surrounding the inner tube, and then injected onto the substrate through spray tubes connecting the inner tube and the outer tube. ,
The inner tube and the outer tube are provided with their lengthwise perpendicular to the substrate,
And the injection tubes inject the reaction gas in a direction parallel to the substrate. 제 8 항에 있어서,
상기 기판은 복수 개가 상기 외부관의 둘레를 따라 링을 이루는 배치를 가지도록 상기 처리실 내로 로딩되는 박막 증착 방법. The method of claim 8,
And the substrate is loaded into the processing chamber such that a plurality of the substrates have a ring arrangement along the circumference of the outer tube. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 분사관들 중 일부는 서로 상이한 높이에서 반응 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 방법.The method according to claim 8 or 9,
And some of the spray tubes spray the reaction gas at different heights. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 기판은 상기 외부관의 하단보다 낮은 높이에 위치되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 방법. The method according to claim 8 or 9,
And the substrate is located at a height lower than a lower end of the outer tube.
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