KR101513511B1

KR101513511B1 - Gas supply unit

Info

Publication number: KR101513511B1
Application number: KR1020130105838A
Authority: KR
Inventors: 김재환; 김종환
Original assignee: 주식회사 테스
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2015-04-21
Also published as: KR20150027472A

Abstract

본 발명은 가스공급부에 관한 것이다. 본 발명에 따른 가스공급부는 기판을 향해 공정가스를 공급하는 공급채널을 구비한 복수개의 가스공급유닛 및 잔류가스를 배기하는 배기유닛을 구비하고, 상기 가스공급유닛은 상기 공정가스가 유입되는 공급구와 상기 공급구 보다 상대적으로 많은 분사구를 구비하고, 상기 공급채널은 상기 공급구와 분사구를 연결하도록 복수개의 단계를 거쳐 분기하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a gas supply unit. The gas supply unit according to the present invention includes a plurality of gas supply units each having a supply channel for supplying a process gas toward the substrate and an exhaust unit for exhausting the residual gas, and the gas supply unit includes a supply port The supply channel has a relatively larger number of nozzles than the supply port, and the supply channel branches through a plurality of steps to connect the supply port and the injection port.

Description

가스공급부 {Gas supply unit}Gas supply unit

본 발명은 가스공급부에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 박막을 증착하는 장치에 있어서 상기 기판을 향해 공정가스를 보다 균일하게 공급하도록 하며, 나아가 상기 공정가스를 활성화시켜 라디칼을 공급하는 경우에 상기 공정가스의 이온 공급을 방지하여 상기 기판의 손상을 방지하고 박막의 품질을 향상시킬 수 있는 가스공급부에 관한 것이다.The present invention relates to a gas supply unit, and more particularly, to an apparatus for depositing a thin film on a substrate, in which a process gas is more uniformly supplied toward the substrate, and further, when radicals are supplied by activating the process gas, To a gas supply unit capable of preventing ion supply of a process gas to prevent damage to the substrate and to improve the quality of the thin film.

종래에는 반도체 웨이퍼와 같은 기판 상에 박막을 형성하기 위한 증착법으로 스퍼터링(Sputtering), 화학기상증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition) 등이 많이 사용되었으나, 최근 들어 원자층 단위로 박막을 증착할 수 있는 원자층증착법(ALD; Atomic Layer Deposition)의 기술이 각광받고 있다.Conventionally, sputtering, chemical vapor deposition (CVD), or the like has been widely used as a deposition method for forming a thin film on a substrate such as a semiconductor wafer. Recently, however, an atom capable of depositing a thin film Techniques of ALD (Atomic Layer Deposition) are attracting attention.

상기 원자층증착법은 박막을 증착하고자 하는 대상물, 즉 기판의 표면에 먼저 원료가스를 분사하여 상기 기판 상에 상기 원료가스의 단일 원자층이 흡착되도록 한다. 이어서, 상기 원료가스와 반응하는 반응가스를 공급하여 상기 흡착된 원료가스와 상기 반응가스의 반응에 의해 상기 기판 상에 단일 원자층을 형성하게 된다. 이 경우, 상기 원료가스의 공급 후, 또는 상기 반응가스의 공급 후에 잔존하는 가스 또는 미반응 물질 등을 배기하기 위하여 불활성 가스로 이루어진 퍼지가스를 공급할 수 있다.In the atomic layer deposition method, a raw material gas is first sprayed on an object to be deposited, that is, a surface of a substrate, so that a single atomic layer of the raw material gas is adsorbed on the substrate. Then, a reaction gas reacting with the source gas is supplied to form a single atomic layer on the substrate by the reaction of the adsorbed source gas and the reaction gas. In this case, a purge gas composed of an inert gas may be supplied after the supply of the source gas or after the supply of the reaction gas to exhaust the remaining gas or unreacted material.

상기 원자층증착법은 원자층 단위로 박막을 증착할 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 상기 기판 상에 상기 박막이 균일한 두께를 가지면서 증착되도록 하기 위해 상기 기판을 향해 공급되는 원료가스 또는 반응가스와 같은 공정가스가 균일하게 공급되도록 해야 한다.The atomic layer deposition method has an advantage that a thin film can be deposited on an atomic layer basis. However, in order to deposit the thin film having a uniform thickness on the substrate, Ensure that the process gas is uniformly supplied.

또한, 상기 원자층증착법에 의해 박막을 증착시키는 경우에 상기 박막의 품질을 향상시키고, 나아가 반응시간을 단축시키기 위하여 상기 공정가스를 활성화시켜 라디칼을 공급할 수 있다. 그런데, 상기 공정가스를 활성화시키는 경우에 라디칼 뿐만 아니라 양이온과 같은 이온들이 기판을 향해 공급될 수 있으며, 이는 기판 및 기판 상에 증착된 막을 손상시킬 수 있는 문제점을 수반한다.In addition, when the thin film is deposited by the atomic layer deposition method, the process gas may be activated to supply radicals to improve the quality of the thin film and further shorten the reaction time. However, in the case of activating the process gas, radicals as well as ions such as cations can be supplied toward the substrate, which involves the problem that the film deposited on the substrate and the substrate can be damaged.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기판을 향해 공정가스를 공급하는 경우에 상기 기판을 향해 균일하게 공정가스를 공급할 수 있는 가스공급부를 제공하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a gas supply unit capable of uniformly supplying a process gas toward the substrate when the process gas is supplied toward the substrate in order to solve the above problems.

또한, 본 발명은 상기 공정가스를 활성화시켜 상기 기판을 향해 라디칼을 공급하는 경우에 양이온과 같은 이온의 공급을 방지할 수 있는 가스공급부를 제공하는데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a gas supply unit capable of preventing the supply of ions such as cations when activating the process gas to supply radicals toward the substrate.

나아가, 본 발명은 상기 공정가스의 라디칼을 상기 기판을 향해 공급하는 경우에 상기 라디칼이 상기 기판을 향해 보다 균일하게 공급되도록 하는 가스공급부를 제공하는데 목적이 있다.Furthermore, the present invention aims to provide a gas supply unit for supplying the radicals of the process gas toward the substrate more uniformly toward the substrate.

상기와 같은 본 발명의 목적은 기판을 향해 공정가스를 공급하는 공급채널을 구비한 복수개의 가스공급유닛 및 잔류가스를 배기하는 배기유닛을 구비하고, 상기 가스공급유닛은 상기 공정가스가 유입되는 공급구와 상기 공급구 보다 상대적으로 많은 분사구를 구비하고, 상기 공급채널은 상기 공급구와 분사구를 연결하도록 복수개의 단계를 거쳐 분기하는 것을 특징으로 하는 가스공급부에 의해 달성된다.It is an object of the present invention to provide a gas supply system comprising a plurality of gas supply units having a supply channel for supplying a process gas toward a substrate and an exhaust unit for exhausting the residual gas, Wherein the supply port has a relatively larger number of injection ports than the supply port and the supply channel branches through a plurality of steps to connect the supply port and the injection port.

여기서, 상기 가스공급유닛은 상면에 상기 공급구를 구비하고, 하면에 상기 분사구를 구비할 수 있다. 상기 가스공급유닛의 공급채널은 상기 공급구와 연결되는 메인채널과 상기 메인채널에서 복수의 단계를 거쳐 분기하여 상기 공급구와 연결되는 복수개의 서브채널을 구비할 수 있다. 한편, 상기 서브채널들은 상기 메인채널에서 상기 각 단계를 거쳐 상기 분사구로 진행할수록 그 직경이 감소하도록 구성될 수 있다. 나아가, 상기 공급채널은 상기 분기단계 중에 최종 분기단계에 앞서는 적어도 하나의 분기단계에서 상기 분사구와 직접 연결되는 보조채널을 더 구비할 수 있다.Here, the gas supply unit may have the supply port on its upper surface and the injection port on its lower surface. The supply channel of the gas supply unit may include a main channel connected to the supply port and a plurality of sub channels branched from the main channel through a plurality of steps and connected to the supply port. Meanwhile, the subchannels may be configured such that the diameters of the subchannels decrease from the main channel through the respective steps to the injection port. Further, the supply channel may further include a supplemental channel directly connected to the injection port in at least one branching step preceding the last branching step during the branching step.

한편, 상기 가스공급부는 상기 공급채널에서 공급되는 공정가스를 플라즈마화하여 상기 공정가스의 라디칼을 공급하는 가스활성화유닛을 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상가 가스활성화유닛은 상기 공급채널의 하부에 구비되어 상기 공정가스가 유동하는 다수개의 관통공을 구비한 플라즈마전극으로 이루어질 수 있다.The gas supply unit may further include a gas activation unit that plasmaizes the process gas supplied from the supply channel to supply radicals of the process gas. In this case, the gas phase gas activating unit may be a plasma electrode provided at a lower portion of the supply channel and having a plurality of through holes through which the process gas flows.

나아가, 상기 가스공급부는 상기 공정가스의 이온 공급을 방지하며 상기 공정가스의 라디칼이 상기 기판을 향해 균일하게 공급되도록 필터링하는 필터링유닛을 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 필터링유닛은 상기 가스활성화유닛과의 거리가 조절되도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 필터링유닛은 다수개의 제1 유동홀을 구비하는 제1 필터링판과 상기 제1 유동홀과 서로 엇갈려서 배치되는 다수개의 제2 유동홀을 구비하는 제2 필터링판을 구비할 수 있다. 나아가, 상기 제1 필터링판과 제2 필터링판 사이의 거리가 조절되도록 상기 제1 필터링판과 제2 필터링판은 상대이동 가능하도록 구비될 수 있다.Further, the gas supply unit may further include a filtering unit for preventing ion supply of the process gas and for filtering the radicals of the process gas to be uniformly supplied toward the substrate. In this case, the filtering unit may be provided so that the distance from the gas activating unit is adjusted. The filtering unit may include a first filtering plate having a plurality of first flow holes and a second filtering plate having a plurality of second flow holes staggered from the first flow holes. Furthermore, the first filtering plate and the second filtering plate may be relatively movable so that the distance between the first filtering plate and the second filtering plate is adjusted.

전술한 구성을 가지는 본 발명에 따르면 기판을 향해 공정가스를 공급하는 경우에 상기 기판을 향해 보다 균일하게 공정가스가 공급되도록 하여 상기 기판 상에 균일한 두께를 가지는 박막을 증착하는 것이 가능해진다.According to the present invention having the above-described configuration, it is possible to deposit a thin film having a uniform thickness on the substrate by supplying the process gas more uniformly toward the substrate when the process gas is supplied toward the substrate.

나아가, 본 발명에 따르면 상기 공정가스를 활성화키셔 라디칼을 공급하는 경우에 상기 공정가스의 이온 공급을 방지하여 상기 기판 및 상기 기판 상의 막의 손상을 방지할 수 있다.Furthermore, according to the present invention, it is possible to prevent ion supply of the process gas when the activating radical is supplied to the process gas, thereby preventing damage to the substrate and the film on the substrate.

또한, 본 발명에 따르면 상기 공정가스의 라디칼을 공급하는 경우에 상기 라디칼이 상기 기판을 향해 보다 균일하게 공급되도록 하여 상기 기판에 증착되는 박막의 두께를 균일하게 유지할 수 있다.In addition, according to the present invention, when the radicals of the process gas are supplied, the radicals are more uniformly supplied toward the substrate, so that the thickness of the thin film deposited on the substrate can be uniformly maintained.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스공급부를 구비한 박막증착장치의 구성을 도시한 개략도,
도 2는 도 1에서 가스공급부의 개별가스공급유닛을 도시한 사시도,
도 3은 도 2에서 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도,
도 4는 도 3에서 가스공급유닛의 공급채널을 도시한 단면 사시도,
도 5는 도 3에서 필터링유닛의 구성을 도시한 일부 측단면도,
도 6은 다른 실시예에 따른 필터링유닛의 이동을 도시한 도면,
도 7은 필터링유닛을 구성하는 필터링판의 상대이동을 도시한 측면도이다.1 is a schematic view showing a configuration of a thin film deposition apparatus having a gas supply unit according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a perspective view showing an individual gas supply unit of the gas supply unit in Fig. 1,
3 is a sectional view taken along line III-III in Fig. 2,
4 is a cross-sectional perspective view showing a supply channel of the gas supply unit in Fig. 3,
Fig. 5 is a partial side sectional view showing the configuration of the filtering unit in Fig. 3,
Figure 6 is a diagram illustrating movement of a filtering unit according to another embodiment;
7 is a side view showing the relative movement of the filtering plate constituting the filtering unit.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 박막증착장치에 대해서 상세하게 살펴보도록 한다.Hereinafter, a thin film deposition apparatus according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스공급부(100)를 도시하기 위하여 박막증착장치의 내부 구성을 도시한 개략도이다.1 is a schematic view showing an internal structure of a thin film deposition apparatus to illustrate a gas supply unit 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 박막증착장치는 챔버(미도시)를 구비하고, 상기 챔버 내부에 기판(S)을 수용하여 상기 기판(S)에 대한 증착공정을 수행할 수 있다. 상기 챔버는 도시되지 않지만, 내부에 기판을 수용하고 상기 기판에 대한 증착공정을 수행할 수 있도록 소정의 증착공간을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 1, the thin film deposition apparatus includes a chamber (not shown), and a substrate S is received in the chamber to perform a deposition process for the substrate S. Although not shown, the chamber may include a predetermined deposition space for receiving a substrate therein and performing a deposition process on the substrate.

상기 챔버의 내부에는 상기 기판(S)에 대한 각종 공정가스를 공급하여 상기 기판(S)에 소정 두께의 박막을 증착시키는 가스공급부(100)를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 기판(S)은 고정된 상태를 유지할 수도 있지만, 상기 기판(S)과 가스공급부(100)는 상대이동하도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 기판(S)과 가스공급부(100)는 적어도 하나가 이동 가능하도록 구비될 수 있다.And a gas supply unit 100 for supplying various process gases to the substrate S to deposit the thin film having a predetermined thickness on the substrate S in the chamber. In this case, the substrate S may be maintained in a fixed state, but the substrate S and the gas supply unit 100 may be provided to move relative to each other. That is, at least one of the substrate S and the gas supply unit 100 may be movable.

예를 들어, 상기 기판(S)이 챔버 내부에 고정되고 상기 가스공급부(100)가 이동하거나, 반대로 상기 가스공급부(100)가 상기 챔버의 내부의 상부에 고정되고 상기 기판(S)이 이동하도록 구성되거나, 또는 상기 기판(S)과 가스공급부(100)가 모두 이동하도록 구성될 수 있다.For example, when the substrate S is fixed inside the chamber and the gas supply unit 100 moves, or conversely, the gas supply unit 100 is fixed to the upper part of the interior of the chamber and the substrate S is moved Or both the substrate (S) and the gas supply part (100) can be configured to move.

한편, 도 1에서는 상기 기판(S)이 직선 경로를 따라 이동하는 것으로 도시되지만, 이에 한정되지 않으며 상기 기판(S)과 가스공급부(100)가 서로에 대해 상대 이동하는 경우에 그 이동경로는 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 이동경로는 원형경로, 직선형경로 또는 곡선경로와 직선경로가 복합된 경로로 구성될 수 있다.1, the substrate S is illustrated as moving along a straight path, but the present invention is not limited thereto. When the substrate S and the gas supply unit 100 move relative to each other, Lt; / RTI > For example, the movement path may be a circular path, a straight path, or a path in which a curved path and a straight path are combined.

상기 기판(S)은 상기 챔버 내부에서 기판지지부(10)의 상부에 안착되며, 상기 가스공급부(100)와 상대이동하는 경우에 상기 기판지지부(10)가 이동하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 기판지지부(10)가 이동하는 경우에 전술한 이동경로를 따라 이동하도록 구성될 수 있다.The substrate S is seated on the upper part of the substrate supporting part 10 in the chamber and configured to move the substrate supporting part 10 when the substrate S moves relative to the gas supplying part 100. That is, the substrate support 10 may be configured to move along the movement path described above when the substrate support 10 moves.

상기 기판(S)이 상기 기판지지부(10)에 안착되어 상기 기판(S)에 대한 증착공정을 수행하는 경우에 상기 기판(S)에 대한 박막 증착이 보다 원활하게 이루어지도록 상기 기판(S)을 소정온도로 가열하는 가열부(미도시)를 구비할 수 있다. 상기 가열부는 상기 기판지지부(10)의 하부에 소정거리 이격되어 구비되거나, 또는 상기 기판지지부(10)에 일체로 형성될 수도 있다. 상기 가열부가 상기 기판지지부(10)의 하부에 이격되어 구비되고 상기 기판지지부(10)가 소정의 이동경로를 따라 이동하도록 구성된다면, 상기 가열부는 상기 이동경로를 따라 연속적으로 구비될 수 있다.When the substrate S is mounted on the substrate supporting part 10 to perform a deposition process for the substrate S, the substrate S is transferred to the substrate S so that the thin film deposition on the substrate S can be smoothly performed. And a heating unit (not shown) for heating the substrate to a predetermined temperature. The heating unit may be disposed at a predetermined distance below the substrate supporting unit 10, or may be formed integrally with the substrate supporting unit 10. If the heating unit is disposed below the substrate supporting unit 10 and the substrate supporting unit 10 is configured to move along a predetermined moving path, the heating unit may be continuously provided along the moving path.

상기 챔버의 내부에는 상기 기판(S)에 대한 각종 공정가스를 공급하고, 잔존가스를 배기하는 가스공급부(100)를 구비할 수 있다. 상기 가스공급부(100)는 상기 챔버의 천장, 또는 상기 챔버의 리드(미도시)에 구비될 수 있으며, 하부의 상기 기판(S)을 향해 각종 공정가스를 공급할 수 있다.The chamber may include a gas supply unit 100 for supplying various process gases to the substrate S and exhausting the remaining gas. The gas supply unit 100 may be provided on the ceiling of the chamber or on a lead (not shown) of the chamber and may supply various process gases toward the substrate S on the lower side.

도 1에서는 단일 가스공급부(100)를 도시하지만, 박막증착장치를 구성하는 경우에 기판처리량(throughput)을 향상시키기 위하여 챔버 내에 복수개의 가스공급부(100)를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 가스공급부(100)를 보다 많이 설치하기 위해서는 단일 가스공급부(100)의 구성을 단순화하여 체적, 특히 두께를 얇게 제작하는 것이 필요하다. 나아가, 상기 기판(S)에 증착하고자 하는 박막의 종류, 두께, 또는 고객의 요구에 따라 상기 가스공급부(100)에서 공급하는 가스의 종류, 공급하는 가스의 개수 등이 달라질 수 있으며 이는 가스공급부(100)의 제작을 어렵게 하는 요인으로 작용한다. 따라서, 가스공급부(100)는 다양한 증착환경에 대응하여 다양한 공정가스를 공급할 수 있도록 모듈화, 또는 유닛화되어 구비되는 것이 바람직하다.Although FIG. 1 shows a single gas supply unit 100, a plurality of gas supply units 100 may be provided in the chamber to improve substrate throughput when forming a thin film deposition apparatus. In this case, it is necessary to simplify the configuration of the single gas supply unit 100 to make the volume, particularly, the thickness thin, in order to install the gas supply unit 100 more. Further, the kind of the thin film to be deposited on the substrate S, the thickness thereof, the type of the gas supplied from the gas supply part 100, the number of the supplied gas, etc. may be changed according to the demand of the customer, 100) is difficult to manufacture. Accordingly, it is preferable that the gas supply unit 100 is provided in a modularized or unitized manner so as to supply various process gases corresponding to various deposition environments.

예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 가스공급부(100)는 하부를 향해 개방된 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 내부에 구비되어 상기 기판(S)을 향해 공정가스를 공급하는 공급채널(220, 도 3 참조)을 구비한 복수개의 가스공급유닛(200)과, 잔류가스를 배기하는 배기수단을 구비할 수 있다.For example, as shown in FIG. 1, a gas supply unit 100 includes a housing 110 opened downward and a gas supply unit 110 provided inside the housing 110 to supply a process gas toward the substrate S A plurality of gas supply units 200 having a supply channel 220 (see FIG. 3), and exhaust means for exhausting the residual gas.

상기 하우징(110)은 상기 가스공급부(100)의 외관을 형성하며, 내부에 가스공급유닛(200)을 수용하도록 소정의 공간을 구비할 수 있다. 또한, 상기 가스공급유닛(200)을 용이하게 설치하도록 하부를 향해 개방된 구조를 가질 수 있다.The housing 110 forms an outer appearance of the gas supply unit 100 and may have a predetermined space to accommodate the gas supply unit 200 therein. Further, the gas supply unit 200 may have a structure opened downward to easily install the gas supply unit 200.

상기 가스공급유닛(200)은 상기 하우징(110)의 내부에 복수개가 구비될 수 있으며, 단일 가스공급유닛(200)이 각각 별개의 공정가스를 공급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 가운데 위치한 제1 가스공급유닛(200A)은 원료가스를 공급하고, 상기 제1 가스공급유닛(200A)의 양측에 배치된 제2 가스공급유닛(200B)은 반응가스를 공급하도록 구성될 수 있다. 이러한 공정가스의 공급순서, 배치, 공급되는 가스의 개수는 일예에 불과하여 다양하게 변형이 가능하다.A plurality of gas supply units 200 may be provided in the housing 110, and a single gas supply unit 200 may be configured to supply a separate process gas. For example, the first gas supply unit 200A positioned at the center in FIG. 1 supplies the source gas, and the second gas supply unit 200B disposed on both sides of the first gas supply unit 200A supplies the reaction gas . The order, arrangement and number of gases to be supplied are merely examples and various modifications are possible.

한편, 상기와 같이 기판을 향해 공정가스를 공급하는 가스공급유닛(200)을 모듈화하여 단일 가스공급유닛(200)에 의해 하나의 공정가스를 공급하도록 구성하면, 상기 가스공급부(100)에 의해 공급하는 공정가스의 순서, 종류 및 개수 등이 변화하는 경우에도 상기 가스공급유닛(200)의 순서, 종류 및 개수를 달리하여 상기 하우징(110)의 내부에 구비하여 대응할 수 있다. 즉, 상기와 같은 구성에서는 다양한 환경조건에 대응하여 가스공급부의 구성을 변형할 수 있게 되어, 상기 가스공급부를 설계하는 경우에 설계 유연성을 확보할 수 있다.If the gas supply unit 200 for supplying a process gas toward the substrate is modularized to supply one process gas by the single gas supply unit 200, The kind, and the number of the process gas to be supplied to the gas supply unit 200 may be varied in the order, type, and number of the gas supply units 200 so as to be provided in the housing 110. That is, in the above configuration, the configuration of the gas supply unit can be modified in accordance with various environmental conditions, and design flexibility can be ensured when the gas supply unit is designed.

구체적으로, 상기 제1 가스공급유닛(200A)은 원료가스 공급부(미도시)와 연결된 원료가스 공급라인(205A)과 상기 하우징(110)을 통해 연결되어 하부의 기판(S)을 향해 원료가스를 공급할 수 있다. 마찬가지로, 상기 제2 가스공급유닛(200B)은 반응가스 공급부(미도시)와 연결된 반응가스 공급라인(205B)과 상기 하우징(110)을 통해 연결되어 하부의 기판(S)을 향해 반응가스를 공급할 수 있다.Specifically, the first gas supply unit 200A is connected to the source gas supply line 205A connected to the source gas supply unit (not shown) through the housing 110 and supplies the source gas toward the lower substrate S Can supply. Similarly, the second gas supply unit 200B is connected to the reaction gas supply line 205B connected to the reaction gas supply unit (not shown) through the housing 110 to supply the reaction gas toward the lower substrate S .

한편, 상기 챔버 내부에는 상기 가스공급부(100)의 가스공급유닛(200)에 의해 각종 공정가스를 공급하는 경우에 상기 기판(S)에서 박막을 형성하지 않고 미반응 상태로 남아있는 잔존가스, 미반응 물질 또는 반응부산물 등이 남아 있을 수 있다. 이러한 잔존가스, 미반응 물질 또는 반응부산물을 제거하기 위하여 상기 가스공급부(100)는 배기수단을 구비할 수 있다.In the meantime, when various process gases are supplied into the chamber by the gas supply unit 200 of the gas supply unit 100, residual gas remaining unreacted without forming a thin film on the substrate S, Reaction materials, reaction by-products, and the like may remain. In order to remove such residual gas, unreacted material or reaction by-products, the gas supply unit 100 may include an exhaust means.

예를 들어, 상기 가스공급부(100)는 전술한 잔존가스, 미반응 물질 또는 반응부산물을 배기하는 배기채널(300)을 구비할 수 있다. 상기 배기채널(300)을 통해 소정의 음압으로 펌핑하여 상기 챔버 내부의 잔존가스, 미반응 물질 또는 반응부산물을 챔버 외부로 배기할 수 있다. 이 경우, 상기 배기채널(300)을 형성하기 위하여 별도의 부재를 구비할 수 있지만, 이는 가스공급부의 전체 체적 또는 두께를 증가시키는 요인으로 작용하여 가스공급부의 슬림화를 저해하는 인자로 작용한다. 따라서, 상기 가스공급부(100)는 배기채널(300)을 형성하는 경우에 별도의 부재를 생략하고 상기 복수의 가스공급유닛(200) 사이의 공간을 배기채널(300)로 활용하게 된다. 즉, 상기 복수의 가스공급유닛(200)을 배치하는 경우에 적어도 한 쌍의 이웃하는 가스공급유닛(200)은 서로간에 소정거리 이격되도록 배치할 수 있다. 상기 한 쌍의 가스공급유닛(200)을 소정거리 이격되도록 배치하여, 상기 가스공급유닛(200) 사이에 소정의 공간을 형성할 수 있으며, 상기 공간을 배기채널을 활용할 수 있다. 따라서, 배기채널(300)을 형성하기 위하여 별도의 부재를 필요로 하지 않으므로 가스공급부(100)를 구성하는 경우에 제작비와 조립시간을 단축할 수 있으며, 나아가 가스공급부의 소형화 및/또는 슬림화를 달성할 수 있다. 상기 배기채널(300)은 상기 하우징(110)의 상부를 통하여 배기라인(310)과 연결되며, 상기 배기라인(310)을 통해 소정의 음압으로 펌핑하여 상기 챔버 내부의 잔존가스, 미반응 물질 또는 반응부산물을 배기할 수 있다. 이하에서는 도면을 참조하여 단일 가스공급유닛의 구체적인 구성을 살펴보도록 한다.For example, the gas supply unit 100 may include an exhaust channel 300 for exhausting the above-described residual gas, unreacted material, or reaction by-products. The residual gas, unreacted material, or reaction by-products in the chamber may be pumped to the outside of the chamber by pumping through the exhaust channel 300 at a predetermined negative pressure. In this case, a separate member may be provided to form the exhaust channel 300, but this serves as a factor for increasing the overall volume or thickness of the gas supply unit and serves as a factor for hindering the slimming of the gas supply unit. Therefore, when forming the exhaust channel 300, the gas supply unit 100 omits a separate member and utilizes a space between the plurality of gas supply units 200 as an exhaust channel 300. That is, when the plurality of gas supply units 200 are arranged, at least one pair of neighboring gas supply units 200 may be disposed at a predetermined distance from each other. The pair of gas supply units 200 may be spaced apart from each other by a predetermined distance to form a predetermined space between the gas supply units 200 and an exhaust channel may be utilized for the space. Therefore, since no separate member is required for forming the exhaust channel 300, the manufacturing cost and the assembling time can be shortened when the gas supplying part 100 is constructed, and further, the size and / or the slimness of the gas supplying part can be achieved can do. The exhaust channel 300 is connected to the exhaust line 310 through the upper portion of the housing 110 and pumped at a predetermined negative pressure through the exhaust line 310 to remove residual gas, The reaction by-products can be evacuated. Hereinafter, a specific configuration of the single gas supply unit will be described with reference to the drawings.

도 2는 가스공급부의 단일 가스공급유닛을 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2에서 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다. 이하에서 설명하는 가스공급유닛의 구성은 반응가스를 공급하는 제2 가스공급유닛(200B)에 적용되는 것으로 설명하지만, 이에 한정되지 않으며 원료가스를 공급하는 제1 가스공급유닛(200A)에도 물론 적용이 가능하다. 이하 도면을 참조하여 살펴본다.FIG. 2 is a perspective view showing a single gas supply unit of the gas supply unit, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. The configuration of the gas supply unit described below is described as being applied to the second gas supply unit 200B for supplying the reactive gas. However, the present invention is not limited to this and is applicable to the first gas supply unit 200A for supplying the source gas This is possible. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 가스공급유닛(200)은 커버부(210)를 구비하며, 상기 커버부(210)의 내부에 공정가스(반응가스 또는 원료가스)를 공급하는 공급채널(220)을 구비한 몸체부(211)를 구비한다. 도면에서는 상기 커버부(210)와 몸체부(211)를 별개의 부재로 도시하지만, 이는 일예에 불과하며 상기 커버부와 몸체부를 일체로 구성하는 것도 물론 가능하다.2 and 3, the gas supply unit 200 includes a cover unit 210 and a supply channel (not shown) for supplying a process gas (reaction gas or source gas) to the inside of the cover unit 210 And a body portion 211 having an opening 220. Although the cover 210 and the body 211 are shown as separate members in the drawing, the cover 210 and the body 211 may be integrally formed.

상기 몸체부(211)에는 상기 공정가스가 유입되는 공급구(212)와 상기 공급구(212) 보다 상대적으로 많은 숫자의 분사구(214)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 공급구(212)는 상기 몸체부(211)의 상면에 구비되어 상기 공정가스를 공급하는 공정가스 공급라인(205)과 연결될 수 있다. 또한, 상기 분사구(214)는 상기 몸체부(211)의 하면에 구비되며, 상기 공급구(212)에 비해 상대적으로 더 많은 숫자로 구성될 수 있다.The body portion 211 may have a relatively large number of injection ports 214 than the supply port 212 and the supply port 212 through which the process gas flows. For example, the supply port 212 may be connected to a process gas supply line 205 provided on the upper surface of the body 211 to supply the process gas. The injection port 214 may be provided on the lower surface of the body 211 and may include a relatively larger number than the supply port 212.

한편, 원자층증착법(ALD)에 의해 기판에 박막을 증착하는 방법은 원자층 단위로 박막을 증착할 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 상기 기판 상에 상기 박막이 균일한 두께를 가지면서 증착되도록 하기 위해 상기 기판을 향해 공급되는 원료가스 또는 반응가스와 같은 공정가스가 균일하게 공급되도록 하는 문제점을 수반한다. 상기 공정가스가 상기 기판을 향해 불균일하게 공급되다면 하나의 기판 상에서 박막의 두께가 달라질 수 있으며 이는 박막의 품질을 현저히 떨어뜨리기 때문이다. 본 발명에 따른 가스공급부(100)의 가스공급유닛(200)은 기판을 향해 원료가스 또는 반응가스와 같은 공정가스를 공급하는 경우에 상기 공정가스를 균일하게 공급하기 위한 구성을 구비하는 바, 이하 살펴본다.On the other hand, a method of depositing a thin film on a substrate by atomic layer deposition (ALD) has an advantage that a thin film can be deposited on an atomic layer basis. However, in order to deposit the thin film on the substrate with a uniform thickness A process gas such as a raw material gas or a reactive gas supplied toward the substrate is uniformly supplied. If the process gas is supplied non-uniformly toward the substrate, the thickness of the thin film on one substrate can be changed because the quality of the thin film is significantly deteriorated. The gas supply unit 200 of the gas supply unit 100 according to the present invention is provided with a structure for uniformly supplying the process gas when supplying a process gas such as a source gas or a reactive gas toward the substrate, I will look at it.

도 4는 도 3에서 가스공급유닛의 공급채널을 도시하기 위한 몸체부(2110)의 단면 사시도이다.4 is a cross-sectional perspective view of the body portion 2110 for illustrating the supply channel of the gas supply unit in FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 가스공급유닛(200)은 그 내부에 공정가스가 유동하는 공급채널(220)을 구비할 수 있으며, 상기 공급채널(220)은 전술한 공급구(212)와 분사구(214)를 연결하도록 구성된다. 이 때, 전술한 바와 같이 상기 공급구(212)에 비해 상대적으로 상기 분사구(214)가 더 많은 개수로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이 하나의 공급구(212)와 20개의 분사구(214)로 구성될 수 있다. 따라서, 공급구(212)에 비해 분사구(214)의 숫자가 상대적으로 많으므로 상기 공급구(212)와 분사구(214)를 연결하는 상기 공급채널(220)은 분기하도록 구성될 수 있다. 상기 공급채널(220)은 복수개의 단계를 거쳐 분기하도록 구성될 수 있다.3 and 4, the gas supply unit 200 may include a supply channel 220 through which a process gas flows, and the supply channel 220 may include the supply port 212, And the ejection port 214 are connected to each other. At this time, as described above, the number of the ejection openings 214 may be larger than that of the feed opening 212. For example, as shown in the figure, it may be constituted by one supply port 212 and 20 ejection ports 214. Accordingly, since the number of the injection ports 214 is relatively larger than that of the supply ports 212, the supply channels 220 connecting the supply ports 212 and the injection ports 214 may be branched. The supply channel 220 may be configured to branch through a plurality of steps.

예를 들어, 상기 공급채널(220)은 도면에 도시된 바와 같이 4단계를 걸쳐 분기하도록 구성될 수 있으며, 상기 공급구(212)와 연결되는 메인채널(220A)과 상기 메인채널(220A)에서 복수의 단계를 거쳐 분기하여 상기 공급구(212)와 연결되는 복수개의 서브채널(220B, 220C, 220D)을 구비할 수 있다.For example, the supply channel 220 may be configured to branch through four stages as shown in the figure, and may include a main channel 220A connected to the supply port 212 and a main channel 220A connected to the main channel 220A. And may include a plurality of sub-channels 220B, 220C, and 220D branched from the supply port 212 through a plurality of steps.

상기 가스공급유닛(200)의 제일 상부의 메인단계(Main-step)에서 상기 공급채널(220)은 상기 공급구(212)와 연결되는 메인채널(220A)을 구비한다. 상기 메인채널(220A)은 상기 공급구(212)와 동일한 개수로 구성될 수 있다.In the main step of the uppermost part of the gas supply unit 200, the supply channel 220 is provided with a main channel 220A connected to the supply port 212. The main channel 220A may be formed in the same number as the supply port 212.

이어서, 상기 메인단계(Main-step)의 아래의 제1 분기단계(Sub-step 1)에서 상기 메인채널(220A)은 복수개의 제1 서브채널(220B)로 분기된다. 상기 제1 서브채널(220B)은 복수개로 분기되며, 이 경우 상기 제1 서브채널(220B)의 직경(또는 단면적)은 상기 메인채널(220A)에 비해 더 작도록 구성될 수 있다. 상기 제1 서브채널(220B)은 상기 메인채널(220A)에서 복수개로 분기되므로, 상기 메인채널(220A)에서 공급되는 공정가스가 상기 제1 서브채널(220B)에서도 대략 유사한 압력 및/또는 속도로 공급되도록 하기 위해서는 상기 제1 서브채널(220B)의 직경을 감소시키는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 메인채널(220A)에서 하부의 분사구(214)를 향해 단계를 거쳐 분기할수록 서브채널의 직경이 상대적으로 감소하도록 구성할 수 있다.Subsequently, in the first sub-step 1 under the main step, the main channel 220A branches to a plurality of first sub-channels 220B. The first sub-channel 220B is branched into a plurality of sub-channels. In this case, the first sub-channel 220B may have a smaller diameter (or a cross-sectional area) than the main channel 220A. The first subchannel 220B is divided into a plurality of channels in the main channel 220A so that the process gas supplied from the main channel 220A is supplied to the first subchannel 220B at substantially similar pressure and / It is preferable to reduce the diameter of the first sub-channel 220B in order to be supplied. Accordingly, the diameter of the sub-channel can be relatively decreased as the sub-nozzle 214 branches from the main channel 220A toward the lower nozzle.

상기 제1 분기단계(Sub-step 1)의 하부에는 순차적으로 제2 분기단계(Sub-step 2) 및 제3 분기단계(Sub-step 3)를 구비하며, 상기 제1 서브채널(220B)이 순차적으로 복수개의 제2 서브채널(220C) 및 제3 서브채널(220D)로 분기하게 된다. 상기 제2 서브채널(220C) 및 제3 서브채널(220D)에 대해서는 상기 제1 서브채널(220B)의 설명과 유사하므로 반복적인 설명은 생략한다. 다만, 제3 서브채널(220D)은 상기 제2 서브채널(220C)에서 분기하여 분사구(214)와 연결된다. Sub-step 2 and Sub-step 3 are sequentially provided in the lower part of the first sub-step 1, and the first sub-channel 220B is sub- And sequentially branches into a plurality of second sub-channels 220C and a third sub-channel 220D. The second subchannel 220C and the third subchannel 220D are similar to the description of the first subchannel 220B, and thus a repetitive description will be omitted. However, the third sub-channel 220D branches from the second sub-channel 220C and is connected to the ejection port 214. [

한편, 제2 서브채널(220C)에서 분기한 일부 채널은 복수의 상기 제3 서브채널(220D)로 분기하지 않고 바로 분사구(214)와 연결될 수 있으며, 도면에서 보조채널(220E)로 도시된다. 상기 보조채널(220E)은 상기 분사구(214)를 배치하는 경우에 상기 분사구가 이웃한 분사구와 동일한 간격 및/또는 거리에 위치하도록 상기 분사구와 연결될 수 있다. 즉, 상기 분사구(214)를 일정한 간격 및/또는 거리로 배치하고, 최종 분기단계의 서브채널(본 실시예에서는 제3 서브채널(220D))과 상기 분사구를 연결하는 경우에 상기 분사구의 숫자와 상기 최종 분기단계의 서브채널의 숫자가 서로 대응하지 않을 수 있다. 이 경우, 최종 분기단계에 앞서는 적어도 하나의 분기단계에서 분기된 보조채널이 직접 분사구로 연결될 수 있다.On the other hand, some of the channels branched in the second sub-channel 220C may be directly connected to the jetting port 214 without being branched into a plurality of the third sub-channels 220D, and are illustrated as supplemental channels 220E in the figure. The auxiliary channel 220E may be connected to the injection port such that the injection port is located at the same interval and / or distance as the adjacent injection port when the injection port 214 is disposed. That is, when the injection ports 214 are arranged at a predetermined interval and / or a distance and the sub-channels of the final branching step (the third sub-channel 220D in the present embodiment) are connected to the injection ports, The numbers of the subchannels of the final branching step may not correspond to each other. In this case, the auxiliary channel branched in at least one branching step preceding the last branching step may be directly connected to the injection port.

전술한 구성을 가지는 가스공급유닛(200)에서는 상부의 공급구(212)를 통해 공급된 공정가스가 공급채널의 분기에 의해 하부의 분사구(214)로 균일하게 분산되어 공급되며, 이에 의해 상기 분사구(214)를 통해 기판(S)을 향해 상기 공정가스가 균일하게 공급될 수 있다.In the gas supply unit 200 having the above-described configuration, the process gas supplied through the upper supply port 212 is uniformly dispersed and supplied to the lower injection port 214 by the branch of the supply channel, The process gas can be uniformly supplied to the substrate S through the gasket 214.

한편, 상기 가스공급유닛(200)은 상기 공급채널(220)에서 공급되는 공정가스를 플라즈마화하여 상기 공정가스의 라디칼을 공급하는 가스활성화유닛(400)을 더 구비할 수 있다. 상기 가스활성화유닛(400)은 공정가스를 활성화시켜 라디칼 형태의 공정가스를 공급하게 된다. 여기서, 상기 가스활성화유닛(400)은 플라즈마를 발생시키거나, 초고주파에 의해 공정가스를 활성화시키거나, 자외선을 조사하여 공정가스를 활성화시키거나, 또는 레이저를 조사하여 공정가스를 활성화시킬 수 있다. 이하에서는 상기 공정가스를 활성화시키기 위하여 플라즈마전극(420)을 구비한 경우를 상정하여 설명한다.The gas supply unit 200 may further include a gas activation unit 400 for converting the process gas supplied from the supply channel 220 into a plasma to supply radicals of the process gas. The gas activation unit 400 activates the process gas to supply the process gas in a radical form. Here, the gas activation unit 400 can activate the process gas by generating a plasma, activating the process gas by microwave, activating the process gas by irradiating ultraviolet rays, or activating the process gas by irradiating a laser. Hereinafter, a plasma electrode 420 for activating the process gas will be described.

상기 가스활성화유닛은 상기 몸체부(211)의 내측에 상기 공급채널(220)의 하부에 구비될 수 있다. 즉, 상기 몸체부(211)의 하부에는 상기 플라즈마전극(420)과 후술하는 필터링유닛(500)을 구비할 수 있는 공간을 제공하도록 오목부(240)가 형성될 수 있다.The gas activation unit may be provided in the lower portion of the supply channel 220 inside the body 211. That is, a recess 240 may be formed in the lower portion of the body 211 to provide a space for the plasma electrode 420 and the filtering unit 500 described below.

상기 플라즈마전극(420)은 상기 공급채널(220)에서 공급된 공정가스가 유동하는 다수개의 관통공(412)을 구비할 수 있다. 상기 플라즈마전극(420)은 절연부(410)에 의해 상기 몸체부(211)의 오목부(240)의 내부에 구비되며, 상기 절연부(410)에 의해 상기 플라즈마전극(420)과 상기 몸체부(211)는 전기적으로 차폐된다. 상기 플라즈마전극(420)은 RF(Radio Frequency) 전극으로 이루어질 수 있으며, 상기 공급채널(220)에서 공급된 공정가스가 상기 플라즈마전극(420)의 관통공(412)을 지나면서 상기 플라즈마전극에 의해 활성화될 수 있다. 이 경우, 상기 관통공(412)은 상기 플라즈마전극(420)을 따라 균일하게 배치될 수 있으며, 이러한 관통공(412)의 배치에 의해 상기 분사구(214)에서 균일하게 공급된 공정가스가 하부의 기판을 향해 균일하게 공급될 수 있다.The plasma electrode 420 may include a plurality of through holes 412 through which the process gas supplied from the supply channel 220 flows. The plasma electrode 420 is provided inside the concave portion 240 of the body portion 211 by an insulating portion 410 and is electrically connected to the plasma electrode 420 by the insulating portion 410, (211) is electrically shielded. The plasma electrode 420 may be a radio frequency (RF) electrode. The plasma gas may be supplied to the plasma electrode 420 through the through hole 412 of the plasma electrode 420, Can be activated. In this case, the through holes 412 can be uniformly arranged along the plasma electrode 420. By the arrangement of the through holes 412, the process gas uniformly supplied from the injection port 214 can be supplied to the lower And can be uniformly supplied toward the substrate.

그런데, 상기 공정가스를 활성화시키는 경우에 상기 공정가스의 라디칼 뿐만 아니라 양이온과 같은 이온들이 기판을 향해 공급될 수 있으며, 이는 기판 및 기판 상에 증착된 막을 손상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 가스공급부(100)는 상기 공정가스의 이온 공급을 방지하여 상기 공정가스의 라디칼이 상기 기판을 향해 균일하게 공급되도록 필터링하는 필터링유닛(500)을 구비할 수 있다.However, when the process gas is activated, radicals such as cations as well as radicals of the process gas may be supplied toward the substrate, which may damage the substrate and the film deposited on the substrate. Accordingly, the gas supply unit 100 according to the present invention may include a filtering unit 500 for preventing ions from being supplied to the process gas so as to uniformly supply the radicals of the process gas toward the substrate.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 필터링유닛(500)은 상기 몸체부(211)에 구비되며, 구체적으로 전술한 플라즈마전극(420)의 하부에 구비될 수 있다.As shown in FIG. 3, the filtering unit 500 is provided in the body 211, and may be provided below the plasma electrode 420.

상기 필터링유닛(500)은 예를 들어 다수개의 제1 유동홀(512)을 구비하는 제1 필터링판(510)과 상기 제1 유동홀(512)과 서로 엇갈려서 배치되는 다수개의 제2 유동홀(532)을 구비하는 제2 필터링판(530)을 구비할 수 있다.The filtering unit 500 may include a first filtering plate 510 having a plurality of first flow holes 512 and a plurality of second flow holes 512 disposed staggered from the first flow holes 512, And a second filtering plate 530 having a second filter 532.

도 5는 도 3에서 "A" 영역을 확대한 일부 측단면도이다.5 is a partial cross-sectional view of an enlarged area "A" in Fig.

도 5를 참조하면, 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530)은 소정거리 이격되어 구비되며, 상기 제1 필터링판(510)과 상기 제2 필터링판(530)은 각각 복수의 제1 유동홀(512)과 제2 유동홀(532)을 구비할 수 있다.5, the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 have a plurality of The first flow hole 512 and the second flow hole 532 may be provided.

상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530)은 도전성 재질로 제작될 수 있으며, 이 경우 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530)의 상면 및 하면 중에 적어도 하나는 세라믹 등과 같은 유전성 재질의 막을 구비할 수 있다. 이에 의해 상기 공정가스의 라디칼이 상기 도전성 재질의 필터링판과 접촉하여 소멸되는 것을 방지할 수 있다.The first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 may be made of a conductive material and at least one of the upper and lower surfaces of the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 may be made of a conductive material. A film of a dielectric material such as a ceramic or the like may be provided. Thus, the radical of the process gas can be prevented from contacting with the filtering plate of the conductive material and disappearing.

한편, 상기 제1 필터링판(510)의 제1 유동홀(512)과 상기 제2 필터링판(530)의 제2 유동홀(532)은 서로 엇갈려서 배치된다. 즉, 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530)을 도 5와 같이 측면에서 바라볼 때, 상기 제1 필터링판(510)의 제1 유동홀(512)과 제2 필터링판(530)의 제2 유동홀(532)은 서로 일직선 상에 위치하지 않도록 배치된다. 이는 상기 플라즈마전극(420)에 의해 발생한 라디칼은 통과시키지만 상기 공정가스의 이온은 통과하지 못하도록 하기 위함이다.Meanwhile, the first flow holes 512 of the first filtering plate 510 and the second flow holes 532 of the second filtering plate 530 are staggered from each other. 5, when the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 are viewed from the side as shown in FIG. 5, the first flow hole 512 and the second filtering plate 530 of the first filtering plate 510, And the second flow holes 532 of the first and second flow passages 530 are arranged so as not to lie on a straight line. This is to prevent the radicals generated by the plasma electrode 420 from passing therethrough but not through the ions of the process gas.

즉, 상기 라디칼은 전기적으로 중성이므로 상기 필터링유닛의 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530)의 적어도 하나에 양전압 또는 음전압을 인가하는 경우에도 상기 필터링판의 전압과 무관하게 이동하게 된다. 따라서, 상기 라디칼은 상기 필터링판의 전압과 상관없이 무작위로 이동하여 상기 제1 필터링판(510)의 제1 유동홀(512)과 제2 필터링판(530)의 제2 유동홀(532)을 통과하여 기판(S)을 향해 공급될 수 있다.That is, even when positive or negative voltage is applied to at least one of the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 of the filtering unit, the radicals are electrically neutral, regardless of the voltage of the filtering plate . Accordingly, the radical moves randomly irrespective of the voltage of the filtering plate to move the first flow hole 512 of the first filtering plate 510 and the second flow hole 532 of the second filtering plate 530 And can be supplied toward the substrate S.

반면에 상기 필터링유닛의 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530)의 적어도 하나에 양전압 또는 음전압을 인가하게 되면, 상기 공정가스의 양이온 또는 전자는 전기적인 극성을 가지게 되므로 상기 필터링유닛(500)을 통과하지 못하게 된다.On the other hand, if positive or negative voltage is applied to at least one of the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 of the filtering unit, the positive ions or electrons of the process gas have electrical polarities, So that it can not pass through the filtering unit 500.

예를 들어, 상부의 제1 필터링판(510)에 양전압을 인가하게 되면, 상기 양전압에 의해 상기 공정가스의 양이온은 동일한 극성으로 인해 상기 제1 필터링판(510)에서 이격되는 방향으로 이동하게 된다. 또한, 상기 공정가스의 전자는 상기 제1 필터링판의 양전압에 끌려 상기 제1 필터링판(510)에 접촉하여 전기적으로 중화된다. 한편, 상부의 제1 필터링판(510)에 반대로 음전압을 인가하게 되면, 상기 음전압에 의해 상기 공정가스의 양이온은 상이한 극성으로 인해 상기 제1 필터링판(510)으로 끌려 상기 제1 필터링판과 접촉하여 전기적으로 중화된다. 또한, 상기 공정가스의 전자는 상기 제1 필터링판의 음전압과 동일한 극성으로 인해 상기 제1 필터링판에서 이격되는 방향으로 이동하게 된다.For example, when positive voltage is applied to the upper first filtering plate 510, positive ions of the process gas are moved in the direction away from the first filtering plate 510 due to the same polarity . In addition, the electrons of the process gas are attracted by the positive voltage of the first filtering plate, and contact with the first filtering plate 510 to be electrically neutralized. On the other hand, when a negative voltage is applied to the upper first filtering plate 510, positive ions of the process gas due to the negative voltage are attracted to the first filtering plate 510 due to different polarities, And is electrically neutralized. The electrons of the process gas move in a direction away from the first filtering plate due to the same polarity as the negative voltage of the first filtering plate.

한편, 하부의 제2 필터링판(530)에 양전압을 인가하게 되면, 상기 제1 필터링판의 제1 유동홀(512)을 통해 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530) 사이로 유입된 전자는 상기 제2 필터링판(530)과 상이한 극성으로 인해 상기 제2 필터링판(530)에 끌려 상기 제2 필터링판(530)과 접촉하여 전기적으로 중화된다. 반면에, 상기 공정가스의 양이온이 상기 제1 필터링판의 제1 유동홀(512)을 통해 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530) 사이로 유입된 경우에는 상기 제2 필터링판(530)과 동일한 극성으로 인해 제2 필터링판(530)에서 이격되는 방향으로 이동하여 상기 제1 필터링판(510)의 하부에 접촉하거나, 또는 상기 제1 필터링판(510)의 제1 유동홀(512)을 통해 다시 제1 필터링판(510)의 상부로 배출된다.Meanwhile, when a positive voltage is applied to the lower second filtering plate 530, the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 are connected to each other through the first flow holes 512 of the first filtering plate, The electrons flowing into the second filtering plate 530 are attracted to the second filtering plate 530 due to a polarity different from that of the second filtering plate 530 and are electrically neutralized by contacting with the second filtering plate 530. On the other hand, when the cation of the process gas flows into the space between the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 through the first flow hole 512 of the first filtering plate, The first filtering plate 510 moves in a direction away from the second filtering plate 530 due to the same polarity as the first filtering plate 530 and contacts the lower portion of the first filtering plate 510, And then discharged to the upper portion of the first filtering plate 510 through the second filter 512.

반면에, 하부의 제2 필터링판(530)에 음전압을 인가하게 되면, 상기 제1 필터링판의 제1 유동홀(512)을 통해 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530) 사이로 유입된 양이온은 상기 제2 필터링판(530)과 상이한 극성으로 인해 상기 제2 필터링판(530)에 끌려 상기 제2 필터링판(530)과 접촉하여 전기적으로 중화된다. 반면에, 상기 공정가스의 전자가 상기 제1 필터링판의 제1 유동홀(512)을 통해 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530) 사이로 유입된 경우에는 상기 제2 필터링판(530)과 동일한 극성으로 인해 제2 필터링판(530)에서 이격되는 방향으로 이동하여 상기 제1 필터링판(510)의 하부에 접촉하거나, 또는 상기 제1 필터링판(510)의 제1 유동홀(512)을 통해 다시 제1 필터링판(510)의 상부로 배출된다.On the other hand, when a negative voltage is applied to the lower second filtering plate 530, the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 are connected to each other through the first flow holes 512 of the first filtering plate. Is attracted to the second filtering plate 530 due to a polarity different from that of the second filtering plate 530, and is electrically neutralized by contacting with the second filtering plate 530. On the other hand, when the electrons of the process gas are introduced between the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 through the first flow holes 512 of the first filtering plate, The first filtering plate 510 moves in a direction away from the second filtering plate 530 due to the same polarity as the first filtering plate 530 and contacts the lower portion of the first filtering plate 510, And then discharged to the upper portion of the first filtering plate 510 through the second filter 512.

한편, 전술한 설명에서는 상기 필터링유닛을 구성하는 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530)의 어느 한쪽에만 양전압 또는 음전압을 인가하는 경우를 설명하였으나, 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530)의 모두에 전압을 인가할 수 있다. 이 경우에, 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530)에 양이온 및 전자를 효율적으로 소멸시키기 위하여 서로 상이한 극성의 전압을 인가하는 것이 바람직하다.In the above description, the case where the positive or negative voltage is applied to only one of the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 constituting the filtering unit has been described. However, the first filtering plate 510) and the second filtering plate (530). In this case, it is preferable to apply voltages of mutually different polarities to efficiently dissipate positive ions and electrons to the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530.

상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530)에 상이한 전압을 인가하는 경우, 예를 들어 상기 제1 필터링판(510)에 양전압을 인가하고 상기 제2 필터링판(530)에 음전압을 인가하게 되면, 상기 공정가스의 양이온은 상기 제1 필터링판(510)과 동일한 극성으로 인해 상기 제1 필터링판(510)에서 이격되는 방향으로 이동하게 된다. 그런데, 일부의 양이온은 상기 제1 필터링판(510)의 제1 유동홀(512)을 통과할 수도 있으며, 이러한 양이온은 하부의 상기 제2 필터링판(530)과 상이한 극성으로 인해 상기 제2 필터링판(530)으로 끌려 접촉하여 중화된다. 또한, 상기 제1 필터링판(510)에 양전압을 인가하고 상기 제2 필터링판(530)에 음전압을 인가한 경우에 상기 공정가스의 전자의 이동을 살펴보면 상기 제1 필터링판(510)과 상이한 극성으로 인해 상기 제1 필터링판(510)으로 끌려 접촉하여 중화된다. 그런데, 일부 전자는 상기 제1 필터링판(510)의 제1 유동홀(512)을 통과할 수 있으며, 이 경우에 상기 전자는 상기 제2 필터링판(530)과 동일한 극성으로 인해 상기 제2 필터링판(530)에서 이격되는 방향으로 이동하게 되고, 이에 의해 상부의 제1 필터링판(510)에 접촉하여 중화된다.When a different voltage is applied to the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530, for example, when a positive voltage is applied to the first filtering plate 510 and a negative voltage is applied to the second filtering plate 530 The cathode of the process gas moves in a direction away from the first filtering plate 510 due to the same polarity as that of the first filtering plate 510. [ However, some of the positive ions may pass through the first flow holes 512 of the first filtering plate 510, and these cations may be separated from the second filtering plate 530 due to a polarity different from that of the lower second filtering plate 530, And is attracted to plate 530 to be neutralized. When a positive voltage is applied to the first filtering plate 510 and a negative voltage is applied to the second filtering plate 530, the movement of electrons in the process gas will be referred to as the first filtering plate 510, Due to the different polarity, is attracted to the first filtering plate 510 and neutralized. However, some electrons may pass through the first flow hole 512 of the first filtering plate 510, and in this case the electrons may pass through the second filtering plate 530 due to the same polarity as the second filtering plate 530, Is moved in a direction away from the plate (530), thereby contacting and neutralizing the upper first filtering plate (510).

상기 제1 필터링판(510)에 음전압을 인가하고 상기 제2 필터링판(530)에 양전압을 인가하는 경우에는 상기 설명과 양이온과 전자의 이동이 반대로 된다. When a negative voltage is applied to the first filtering plate 510 and a positive voltage is applied to the second filtering plate 530, the above description and movement of positive and negative electrons are reversed.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스공급부(100)에서 상기 필터링유닛(500)은 상기 가스활성화유닛(400)과의 거리가 조절되도록 구비될 수 있다. 도 6은 필터링유닛의 이동을 도시한 도면이다.Meanwhile, in the gas supply unit 100 according to another embodiment of the present invention, the filtering unit 500 may be provided so that the distance from the gas activation unit 400 is adjusted. 6 is a view showing the movement of the filtering unit.

도 6을 참조하면, 상기 필터링유닛(500)은 상부의 가스활성화유닛(400)과 거리가 조절되도록 상하 방향으로 이동 가능하게 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 필터링유닛(500)과 상기 가스활성화유닛(400)과의 거리가 제1 거리(L₁)인 상태에서 상기 필터링유닛(500)이 하부로 이동하게 되면 상기 가스활성화유닛(400)과의 거리가 제2 거리(L₂)로 증가하게 된다. 도 6에서는 상기 필터링유닛(500)의 이동을 도시하기 위하여 상기 제1 거리와 제2 거리의 차이가 상대적으로 크게 보이지만, 실제 상기 제1 거리와 제2 거리의 차이는 매우 작을 수 있다. 하지만, 상기 필터링유닛(500)과 상기 가스활성화유닛(400) 사이의 거리를 매우 미세한 거리단위로 조절이 가능하다면, 상기 가스활성화유닛(400)에서 생성된 라디칼이 상기 기판을 향해 공급되는 밀도 등을 조절하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 기판의 종류, 공정가스의 종류, 기판에 증착되는 박막의 종류와 같은 다양한 환경조건으로 인해 상기 기판을 향해 공급되는 라디칼의 밀도 조절이 필요할 수 있으며, 이 경우 상기 필터링유닛(500)과 상기 가스활성화유닛(400) 사이의 거리를 조절하여 상기 라디칼의 공급밀도를 조절할 수 있다. 이러한, 상기 필터링유닛(500)과 상기 가스활성화유닛(400) 사이의 거리는 작업자에 의해 수동으로도 조절이 가능하지만, 바람직하게는 본 발명에 따른 박막증착장치에 의해 증착공정을 수행하는 경우에 상기 박막증착장치의 제어부에 이미 그 거리에 대한 데이터가 입력되어 상기 데이터에 의해 증착공정이 수행될 수 있다.Referring to FIG. 6, the filtering unit 500 may be vertically movable to adjust the distance from the upper gas activation unit 400. For example, when the filtering unit 500 moves downward while the distance between the filtering unit 500 and the gas activation unit 400 is the first distance L ₁ , the gas activation unit 400 Is increased to the second distance L ₂ . In FIG. 6, the difference between the first distance and the second distance is relatively large in order to illustrate the movement of the filtering unit 500, but the difference between the first distance and the second distance may be very small. However, if the distance between the filtering unit 500 and the gas activation unit 400 can be adjusted by a very small distance unit, the density of the radicals generated in the gas activation unit 400, Can be adjusted. For example, it may be necessary to control the density of the radicals fed toward the substrate due to various environmental conditions such as the type of substrate, the type of process gas, and the type of thin film deposited on the substrate, And the gas activation unit 400 may be adjusted to control the supply density of the radical. The distance between the filtering unit 500 and the gas activating unit 400 can be manually adjusted by an operator. However, when the deposition process is performed by the thin film deposition apparatus according to the present invention, Data on the distance is already input to the control unit of the thin film deposition apparatus, and the deposition process can be performed by the data.

한편, 상기 필터링유닛(500)은 유닛 전체로도 이동이 가능할 뿐만 아니라, 상기 필터링유닛(500)을 구성하는 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530) 사이의 간격이 조절되도록 구성될 수 있다. 도 7은 필터링유닛을 구성하는 필터링판의 상대이동을 도시한 측면도이다.The filtering unit 500 can be moved to the entire unit so that the interval between the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 constituting the filtering unit 500 is adjusted Lt; / RTI > 7 is a side view showing the relative movement of the filtering plate constituting the filtering unit.

도 7을 참조하면, 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판은 상대이동 가능하도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530) 사이가 제1 간격(d₁)인 경우에 상기 제2 필터링판(530)이 하부를 향해 이동하게 되면 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530) 사이의 간격이 제2 간격(d₂)으로 조절될 수 있다. 잘 알려진 바와 같이 공정가스의 라디칼은 그 라이프타임(lifetime)이 극히 짧다. 따라서, 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530) 사이의 간격이 상대적으로 길게되면, 라디칼이 상기 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530)을 통과하는 경우에 그 유동경로(flow path)가 길어지게 되어 상기 라디칼이 소멸될 수 있다. 즉, 상기 가스공급부(100)를 통해 공급되는 가스의 종류에 따라 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530) 사이의 간격을 조절할 수 있으며, 상기 제1 필터링판(510)과 제2 필터링판(530) 사이의 간격은 상기 공정가스의 라디칼이 소멸되지 않고 상기 기판을 향해 공급될 수 있도록 결정될 수 있다.Referring to FIG. 7, the first filtering plate 510 and the second filtering plate may be relatively movable. For example, when the second filtering plate 530 moves downward when the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 are spaced apart from each other by a first distance d ₁ , The distance between the filtering plate 510 and the second filtering plate 530 can be adjusted to the second distance d ₂ . As is well known, the radicals of process gases have a very short lifetime. Therefore, when the distance between the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 is relatively long, when the radical passes through the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 The flow path becomes long and the radical can be destroyed. That is, the gap between the first filtering plate 510 and the second filtering plate 530 can be adjusted according to the kind of gas supplied through the gas supplying unit 100, The spacing between the second filtering plates 530 can be determined so that the radicals of the process gas can be supplied toward the substrate without being extinguished.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. You can do it. It is therefore to be understood that the modified embodiments are included in the technical scope of the present invention if they basically include elements of the claims of the present invention.

가스공급부..100
가스공급유닛..200
가스활성화유닛..400
플라즈마전극..420
필터링유닛..500
제1 유동홀..512
제1 필터링판..510
제2 유동홀..532
제2 필터링판..530Gas supply unit 100
Gas supply unit ..200
Gas activation unit 400
Plasma Electrodes ..420
Filtering unit ..500
The first flow holes 512
The first filtering plate 510
The second flow holes 532
The second filtering plate 530

Claims

기판을 향해 공정가스를 공급하는 공급채널을 구비한 복수개의 가스공급유닛; 및
잔류가스를 배기하는 배기유닛;을 구비하고,
상기 가스공급유닛은 상기 공정가스가 유입되는 공급구와 상기 공급구 보다 상대적으로 많은 분사구를 구비하고, 상기 공급채널은 상기 공급구와 연결되는 메인채널과 상기 메인채널에서 복수개의 분기단계를 거쳐 분기하며 상기 각 분기단계를 거쳐 상기 분사구로 진행할수록 그 직경이 감소하는 복수의 서브채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스공급부.A plurality of gas supply units having a supply channel for supplying a process gas toward the substrate; And
And an exhaust unit for exhausting the residual gas,
Wherein the gas supply unit has a supply port through which the process gas flows and an injection port relatively larger than the supply port and the supply channel branches through a main channel connected to the supply port and a plurality of branching steps in the main channel, And a plurality of sub-channels each of which has a diameter decreasing with the progress of the branching step to the injection port.

제1항에 있어서,
상기 가스공급유닛은 상면에 상기 공급구를 구비하고, 하면에 상기 분사구를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스공급부.The method according to claim 1,
Wherein the gas supply unit has the supply port on an upper surface thereof and the jet port on a lower surface thereof.

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제1항에 있어서,
상기 공급채널은 상기 분기단계 중에 최종 분기단계에 앞서는 적어도 하나의 분기단계에서 상기 분사구와 직접 연결되는 보조채널을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가스공급부.The method according to claim 1,
Wherein the supply channel further comprises a supplemental channel directly connected to the injection port in at least one branch step preceding the last branch step during the branching step.

제1항에 있어서,
상기 공급채널에서 공급되는 공정가스를 플라즈마화하여 상기 공정가스의 라디칼을 공급하는 가스활성화유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가스공급부.The method according to claim 1,
Further comprising a gas activating unit that plasmaizes the process gas supplied from the supply channel to supply radicals of the process gas.

제6항에 있어서,
상가 가스활성화유닛은 상기 공급채널의 하부에 구비되어 상기 공정가스가 유동하는 다수개의 관통공을 구비한 플라즈마전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스공급부.The method according to claim 6,
Wherein the gas phase gas activating unit comprises a plasma electrode provided at a lower portion of the supply channel and having a plurality of through holes through which the process gas flows.

제6항에 있어서,
상기 공정가스의 이온 공급을 방지하여 상기 공정가스의 라디칼이 상기 기판을 향해 균일하게 공급되도록 필터링하는 필터링유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가스공급부.The method according to claim 6,
Further comprising a filtering unit for preventing ions from being supplied to the process gas to filter the radicals of the process gas to be uniformly supplied toward the substrate.

제8항에 있어서,
상기 필터링유닛은 상기 가스활성화유닛과의 거리가 조절되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 가스공급부.9. The method of claim 8,
Wherein the filtering unit is provided to adjust the distance from the gas activating unit.

제9항에 있어서,
상기 필터링유닛은
다수개의 제1 유동홀을 구비하는 제1 필터링판과 상기 제1 유동홀과 서로 엇갈려서 배치되는 다수개의 제2 유동홀을 구비하는 제2 필터링판을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스공급부.10. The method of claim 9,
The filtering unit
And a second filtering plate having a first filtering plate having a plurality of first flow holes and a plurality of second flow holes staggered from the first flow holes.

제10항에 있어서,
상기 제1 필터링판과 제2 필터링판 사이의 거리가 조절되도록 상기 제1 필터링판과 제2 필터링판은 상대이동 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 가스공급부.
11. The method of claim 10,
Wherein the first filtering plate and the second filtering plate are configured to be movable relative to each other such that a distance between the first filtering plate and the second filtering plate is adjusted.