KR20020011510A - Single wafer type chemical vapor deposition equipment and method of forming a thin film using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A chemical vapor deposition apparatus is provided to uniformly deposit a thin film on a substrate, by installing a gas induction pipe and a gas outflow pipe in the same position so that reaction gas is prevented from flowing to the gas outflow pipe. CONSTITUTION: The substrate(400) is horizontally settled on a substrate supporting unit(300). An opening is installed in the upper portion of a reaction chamber wall(100), connected to the substrate supporting unit so that a separate reaction chamber is supplied. A gas induction pipe(510) is inserted into the opening to generate a gap(520a) in the opening, having a diameter smaller than that of the opening. A shower head(210,220) has a plurality of spray holes on the surface facing the substrate supporting unit so that the gas induced through the gas induction pipe is uniformly sprayed to the substrate supporting unit. The shower head is installed inside the reaction chamber wall while separated from the reaction chamber wall by a predetermined distance, connected to the end of the gas induction pipe. The gas sprayed to the reaction chamber flows to the outside through the gap in the opening.

Description

매엽식 화학 기상 증착 장치 및 이를 이용한 박막 형성 방법 {Single wafer type chemical vapor deposition equipment and method of forming a thin film using the same}Single wafer type chemical vapor deposition equipment and method of forming a thin film using the same}

본 발명은 매엽식 화학 기상 증착 장치 및 이를 이용한 박막 형성 방법에 관한 것으로, 특히 반응실내에서 기체의 유동이 편중되지 않도록 함으로써 균일한 박막을 얻을 수 있는 매엽식 화학 기상 증착 장치 및 이를 이용하여 박막을 증착하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a single-sheet chemical vapor deposition apparatus and a method for forming a thin film using the same, in particular, a single-layer chemical vapor deposition apparatus capable of obtaining a uniform thin film by preventing gas flow in the reaction chamber and a thin film using the same. It relates to a method of vapor deposition.

반도체집적기술의 발달로 인하여 고순도, 고품질의 박막을 증착시키는 공정은 반도체 제조공정중에서 중요한 부분을 차지하게 되었다. 박막형성의 대표적인 방법으로 화학 기상 증착(Chemical Vapour Deposition, CVD)법과 물리 기상 증착(Physical Vapour Deposition, PVD)법이 있다. 여기서, 화학 기상 증착법은 가열된 기판의 표면 위에서 기체상태의 물질들이 반응하고, 그 반응으로 생성된 화합물이 기판 표면에 증착되는 방법이다. 화학 기상 증착법은 물리 기상 증착법에 비하여 박막이 증착되는 기판의 손상이 적고, 박막의 증착 비용이 적게 들며, 박막을 대량 생산할 수 있기 때문에 많이 적용되고 있다.Due to the development of semiconductor integrated technology, the process of depositing high purity and high quality thin film has become an important part of the semiconductor manufacturing process. Representative methods of thin film formation include chemical vapor deposition (CVD) and physical vapor deposition (PVD). Here, chemical vapor deposition is a method in which gaseous substances react on a surface of a heated substrate, and a compound produced by the reaction is deposited on the surface of the substrate. The chemical vapor deposition method has been applied to the substrate due to less damage to the substrate on which the thin film is deposited, lower deposition cost of the thin film, and mass production of the thin film as compared with the physical vapor deposition method.

화학 기상 증착법에 적용되는 장비는 다수 개의 기판에 박막을 동시 증착하는 배치식(Batch Type)과 각각의 기판들에 순차적으로 박막을 증착하는 매엽식(Single Wafer Type)이 있다. 박막을 증착시키고자 하는 기판의 구경이 커지고 화학 기상 증착법으로 증착하는 박막의 종류가 다양해지기 때문에 매엽식이 많이 적용되고 있다.Equipment applied to the chemical vapor deposition method is a batch type (Batch Type) for simultaneously depositing a thin film on a plurality of substrates (Single Wafer Type) for depositing a thin film sequentially on each substrate. Since the size of the substrate on which the thin film is to be deposited is increased and the types of thin films to be deposited by chemical vapor deposition are diversified, a single sheet type is widely applied.

도 1a 및 도 1b는 종래 매엽식 화학 기상 증착 장치의 구조를 나타낸 각각의 개략도들이다.1A and 1B are respective schematic views showing the structure of a conventional sheet type chemical vapor deposition apparatus.

도 1a를 참조하면, 반응실(10)은 상부에는 공정기체를 공급하기 위한 유입구(20)가 있고 측면에는 반응실(10)내의 공정기체를 배기하기 위한 유출구(30)가 있다. 그리고 반응실(10) 내부에는, 기판(40)이 안착된 기판 지지대(50)와, 상부는 유입구(20)와 연결되고 하부는 기판(40)에 공정기체를 분사하기 위한 분사홀이 형성된 샤워헤드(70)가 설치된다. 그리고, 기판 지지대(50)를 상하로 구동시키기 위한 기판 지지대 구동부(60)가 설치되며, 구동부(60)의 상부는 기판 지지대(50)와 연결되므로 구동부(60)의 소정영역은 반응실(10) 내부에 위치하게 된다.Referring to FIG. 1A, the reaction chamber 10 has an inlet 20 for supplying a process gas at an upper portion thereof and an outlet 30 for exhausting the process gas in the reaction chamber 10 at a side surface thereof. In the reaction chamber 10, the substrate support 50 on which the substrate 40 is seated, the upper part is connected to the inlet 20, and the lower part is a shower hole having a spray hole for injecting a process gas into the substrate 40. The head 70 is installed. In addition, since the substrate support driver 60 for driving the substrate support 50 up and down is installed, and the upper portion of the driver 60 is connected to the substrate support 50, a predetermined region of the driver 60 is the reaction chamber 10. ) Will be located inside.

여기서, 반응실(10) 내의 공정기체는 반응실(10)과 기판 지지대(50) 사이의 틈을 거쳐 유출구(30)로 배기된다. 이 때, 유출구(30)가 유입구(20)와 대칭을 이루지 못하고 한쪽으로 편향되어 있으므로 공정기체의 유동이 유출구(30) 쪽으로 편중되게 된다.Here, the process gas in the reaction chamber 10 is exhausted to the outlet 30 through a gap between the reaction chamber 10 and the substrate support 50. At this time, since the outlet 30 is not symmetrical with the inlet 20 and is deflected to one side, the flow of the process gas is biased toward the outlet 30.

이와 같이, 기판(40)에 박막을 증착할 때에 반응실(10) 내에서 공정기체의 유동이 한쪽으로 편중되게 되면, 그 공정기체들이 기판(40) 전면에 걸쳐서 균일하게 공급되지 못하므로, 공정기체의 공급이 상대적으로 많은 기판(40) 부위에서 박막이 더 두껍게 증착되게 된다. 따라서, 반응실(10) 내에서 공정기체의 편중 현상을 없애기 위해서는 유출구(30)를 박막이 증착되는 기판(40)으로부터 멀리 이격시켜야 한다. 그러나 유출구(30)를 박막이 증착되는 기판(40)으로부터 멀리 이격시키는 경우에는 반응실(10)의 부피가 커지게 된다. 반응실(10)의 부피가 커지게 되면, 동일 공정에 소요되는 공정기체의 양이 증가하여 효율성이 떨어지고, 여러 종류의공정기체들을 반응실(10) 내로 순차적으로 공급되는 공정에서는 공정기체를 전환하는데 어려움이 있다. 또한, 반응실(10)을 온벽(Warm Wall) 또는 열벽(Hot Wall)상태로 유지할 경우에 온도 편차가 심해지는 문제가 생긴다.As such, if the flow of the process gas in the reaction chamber 10 is biased to one side when the thin film is deposited on the substrate 40, the process gases are not uniformly supplied over the entire surface of the substrate 40. The thin film is deposited at a portion of the substrate 40 where the gas supply is relatively large. Therefore, in order to eliminate the phenomenon of the process gas in the reaction chamber 10, the outlet 30 should be spaced away from the substrate 40 on which the thin film is deposited. However, when the outlet 30 is spaced apart from the substrate 40 on which the thin film is deposited, the volume of the reaction chamber 10 becomes large. When the volume of the reaction chamber 10 increases, the efficiency of the process gas decreases due to an increase in the amount of process gases required for the same process, and the process gas is switched in a process in which several kinds of process gases are sequentially supplied into the reaction chamber 10. There is a difficulty. In addition, when the reaction chamber 10 is maintained in a warm wall or hot wall state, a temperature deviation may be severe.

한편, 유출구(30)를 통하여 배기되게 되는 공정기체에 기판 지지대(50) 및 기판 지지대 구동부(60)가 노출된다. 또한, 기판(40)과 기판 지지대(50)사이에는 미세한 틈새가 형성되어 있으므로 기판(40)의 뒷면도 공정기체에 노출된다.Meanwhile, the substrate support 50 and the substrate support driver 60 are exposed to the process gas that is exhausted through the outlet 30. In addition, since a minute gap is formed between the substrate 40 and the substrate support 50, the back surface of the substrate 40 is also exposed to the process gas.

이와 같이, 반응실(10) 내에서 기판(40)의 뒷면, 기판 지지대(50), 및 기판 구동부(60)가 공정기체에 노출되면, 그들에게 불필요한 박막이 증착되게 된다. 이렇게 불필요하게 증착된 막은 나중에 파티클(Particle)의 발생 소스(Source)로 작용할 뿐만 아니라, 반응실(10) 내부에 구비된 부품들의 오작동을 야기시켜 그 부품들의 수명을 단축시킨다.As such, when the back surface of the substrate 40, the substrate support 50, and the substrate driver 60 are exposed to the process gas in the reaction chamber 10, unnecessary thin films are deposited on them. This unnecessarily deposited film not only acts as a source of particle generation later, but also causes malfunctions of components included in the reaction chamber 10, thereby shortening the lifespan of the components.

도 1b는 도 1a에 의한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 유입구(20)와 유출구(30)가 대칭되도록 유출구(30)를 반응실(10)의 하부에 배치한 것이다. 여기서 도 1b와 동일한 참조번호는 도 1a와 동일한 구성요소를 나타내며 반복적인 설명은 생략한다.FIG. 1B is proposed to solve the problem of FIG. 1A, and the outlet 30 is disposed below the reaction chamber 10 so that the inlet 20 and the outlet 30 are symmetrical. Here, the same reference numerals as in FIG. 1B denote the same elements as in FIG. 1A, and repeated descriptions thereof will be omitted.

도 1b를 참조하면, 도 1a의 경우와 달리 반응실(10) 내에서의 공정기체의 유동이 기판(40)에 대칭적으로 형성될 수 있지만, 여전히 기판(40)의 뒷면, 기판 지지대(50), 및 기판 구동부(60)가 공정기체에 노출되는 문제를 가지고 있다.Referring to FIG. 1B, unlike the case of FIG. 1A, the flow of process gas in the reaction chamber 10 may be symmetrically formed in the substrate 40, but is still on the back side of the substrate 40, the substrate support 50. ), And the substrate driver 60 is exposed to the process gas.

이와 같은 화학 기상 증착 장치를 이용하여 박막을 증착하는 경우에는 증착 공정에 사용되는 모든 공정기체들이 동시에 반응실내에 존재하므로 반응실내에서오염원으로 작용하는 입자가 생기기 쉽고 단차피복성이 나빠지며, 금속 유기화합물을 원료로 사용하는 경우 연속적인 증착 과정에서 박막에 탄소 불순물이 함유되는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 공정기체들을 연속적으로 공급하지 않고 시분할하여 독립적인 펄스 형태로 공급하는 시분할 화학 기상 증착법이 제안되었다.In the case of depositing a thin film using such a chemical vapor deposition apparatus, since all process gases used in the deposition process exist in the reaction chamber at the same time, particles acting as a source of contamination in the reaction chamber are easily formed, and the step coverage is deteriorated. In the case of using the compound as a raw material, there is a problem that carbon impurities are contained in the thin film in the continuous deposition process. In order to solve such a problem, a time-division chemical vapor deposition method is proposed in which time-division is supplied in an independent pulse form without continuously supplying process gases.

도 2는 도1a 및 1b의 매엽식 화학 기상 증착 장치를 이용한 시분할 화학 기상 증착법을 설명하기 위한 그래프이다.FIG. 2 is a graph illustrating a time-division chemical vapor deposition method using the sheet-type chemical vapor deposition apparatus of FIGS. 1A and 1B.

도 2를 참조하면, 공정기체들(11, 12, 13)이 11→12→13→12의 주기(Tcycle)로 공급되는 것을 알 수 있다. 여기서, 시분할 화학 기상 증착 공정에 사용되는 공정기체(11, 12, 13)는 증착기체(11), 반응기체(13), 퍼지기체(12)로 분류된다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the process gases 11, 12, and 13 are supplied in a cycle (T cycle ) of 11 → 12 → 13 → 12. Here, the process gases 11, 12, and 13 used in the time-division chemical vapor deposition process are classified into the vapor deposition gas 11, the reactor gas 13, and the purge gas 12.

증착기체(11)는 질화 티타늄 막(TiN)의 증착에 쓰이는 티타늄 유기 화합물과 같이 증착하고자 하는 고체 막의 금속성분을 포함하는 기체이고, 반응기체(12)는 질화 티타늄막의 증착에 쓰이는 암모니아와 같이 스스로는 분해하지 않으면서도 증착기체의 반응을 촉진시키거나 또는 알루미나막의 증착에 쓰이는 산소, 수증기, 이소프로필알콜증기와 같이 분해 및 반응하여 증착기체에서 제공하지 못하는 고체막의 화학 원소를 제공하는 기체이다. 그리고 퍼지기체(13)는 반응하지 않고 잔류한 증착기체 및 반응기체를 배기하기 위하여 공급하는 기체이다. 헬륨, 알곤, 질소 기체 등이 주로 퍼지기체에 사용되고, 박막의 성분을 함유한 기체도 반응성이 거의 없다면 퍼지기체로 사용될 수 있다. 이 경우, 플라즈마 발생에 의해 이를 활성화시키면 반응기체로 전용할 수도 있다.The vapor deposition gas 11 is a gas containing a metal component of a solid film to be deposited, such as a titanium organic compound used for the deposition of a titanium nitride film (TiN), and the reactor body 12 is itself like ammonia used for the deposition of a titanium nitride film. Is a gas that promotes the reaction of the vaporization gas without decomposition, or decomposes and reacts, such as oxygen, water vapor, and isopropyl alcohol vapor, which is used for deposition of an alumina film, to provide a chemical element of a solid film that is not provided by the vaporization gas. The purge gas 13 is a gas supplied to exhaust the deposition gas and the reactor gas which remain unreacted. Helium, argon, nitrogen gas, etc. are mainly used for purge gas, and gas containing thin film components may be used as purge gas if there is little reactivity. In this case, when activated by plasma generation, it may be converted into a reactor.

다음에 시분할 화학 기상 증착 공정 기구(mechanism)에 대해 설명하기로 한다. 일반적으로 박막 증착이 이루어질 때, 기판에 대한 화학 흡착이 일어나는 온도는 증착기체의 열분해 온도보다 낮다. 따라서, 증착기체의 열분해 온도 이하이면서 기판에 대한 화학 흡착이 일어나는 온도 이상으로 증착 공정의 온도를 유지시키면, 반응실 내로 유입된 증착기체는 분해하지 않고 단지 기판 표면에 화학 흡착된 상태로 존재하게 된다. 이어서 퍼지기체를 공급하게 되면, 흡착되지 않고 남은 증착기체는 외부로 배출되고 다음에 유입되는 반응기체와 기판 표면에 흡착된 증착기체가 반응하여 박막을 형성하게 된다. 증착기체가 기판에 흡착될 때 분자층 한 층 이상 화학 흡착될 수 없기 때문에 증착기체의 공급량이나 공급시간에 무관하게 한 공급주기 당 형성되는 박막의 두께는 일정하게 된다. 따라서, 형성되는 박막의 두께는 공급주기의 반복회수에 의해서만 제어된다. 이와 같이 시분할 조합을 주기적으로 반복하여 박막을 증착시키는 방법을 이하에서 주기적 화학 기상 증착법이라 한다.Next, the time division chemical vapor deposition process mechanism will be described. In general, when thin film deposition is performed, the temperature at which chemisorption on the substrate occurs is lower than the pyrolysis temperature of the vapor deposition gas. Therefore, if the temperature of the deposition process is maintained below the thermal decomposition temperature of the vapor deposition gas and above the temperature at which the chemical adsorption occurs on the substrate, the vapor deposition gas introduced into the reaction chamber does not decompose and is present only on the surface of the substrate. . Subsequently, when the purge gas is supplied, the remaining deposition gas which has not been adsorbed is discharged to the outside, and the next-flowing reaction gas reacts with the deposition gas adsorbed on the substrate surface to form a thin film. When the vapor deposition gas is adsorbed onto the substrate, it is impossible to chemisorb more than one layer of the molecular layer, so that the thickness of the thin film formed per supply cycle regardless of the supply amount or the supply time of the vapor deposition gas is constant. Therefore, the thickness of the formed thin film is controlled only by the repetition frequency of the supply cycle. As described above, a method of depositing a thin film by periodically repeating a time division combination is referred to as a periodic chemical vapor deposition method.

한편, 상기와 같은 종래의 화학 기상 증착 장치에서 이루어지는 주기적 화학 기상 증착법은 다음과 같은 문제점이 있다. 첫째, 증착기체 및 반응기체의 열분해 온도 이하에서 증착기체와 반응기체의 반응성이 없거나 약하면 주기적 화학 기상 증착법을 사용하기 어렵기 때문에 저온에서도 증착기체와 반응기체의 화학 반응을 활성화시킬 수단 예컨대, 플라즈마가 필요하다. 둘째, 유출구가 포함된 배기부에서 증착기체와 반응기체의 혼합으로 오염 입자가 발생할 우려가 있다. 셋째, 증착기체 및 반응기체를 공급하는 중간에 비활성의 퍼지기체를 공급해야 하기 때문에 공정기체의 공급 단계가 복잡해지고 한 공급주기에 필요한 시간이 길어지게 된다.On the other hand, the periodic chemical vapor deposition method made in the conventional chemical vapor deposition apparatus as described above has the following problems. Firstly, if the reactive gas and the reactive gas are not reactive or weak below the pyrolysis temperature of the vaporizing gas and the reactor gas, it is difficult to use the cyclic chemical vapor deposition method. need. Second, there is a fear that contaminating particles may be generated by mixing the deposition gas and the reactor gas in the exhaust part including the outlet. Third, the inert purge gas must be supplied in the middle of supplying the deposition gas and the reactor gas, and thus, the supplying step of the process gas becomes complicated and the time required for one supply cycle becomes long.

이와 같은 주기적 화학 기상 증착법의 문제점을 해결하기 위하여 미국 특허 5,916,365호에 개시된 내용은 다음과 같다. 먼저, 반응실에 증착기체를 공급하여 흡착한 후에 반응실에 남아있는 증착기체를 진공 펌프로 배기한다. 다음에, 고주파 전력을 인가하여 플라즈마화한 반응기체를 빈응실에 공급하여 박막을 증착한 후에 반응실에 남아있는 반응기체를 진공 펌프로 배기하는 주기를 반복하여 박막을 형성한다. 그러나, 이 방법에 따르면 진공 펌프는 압력이 낮아짐에 따라 배기 속도가 떨어지므로 반응실에 잔류하는 증착기체 및 반응기체를 진공 펌프로 완전히 배기하는 데는 상당한 시간이 걸리게 된다. 그리고 배기 시간을 너무 줄이면 증착기체 및 반응기체가 섞이게되므로 그 두가지 기체의 기상 반응을 방지하기가 어렵다. 또한, 증착기체 및 반응기체의 공급과 배기가 반복되기 때문에 반응실 안의 압력 변동이 심하여 반응실 안의 플라즈마가 불안정하다는 문제가 있다.In order to solve the problems of the periodic chemical vapor deposition method disclosed in US Patent No. 5,916,365 is as follows. First, after depositing and adsorbing vapor deposition gas into the reaction chamber, the vapor deposition gas remaining in the reaction chamber is evacuated by a vacuum pump. Subsequently, the high-frequency power is applied to supply the plasma-reacted reactant to the empty chamber to deposit a thin film, and then the cycle of exhausting the reactant remaining in the reaction chamber with a vacuum pump is repeated to form the thin film. However, according to this method, the evacuation speed decreases as the pressure decreases, so that it takes a considerable time for the evacuation gas and the reactor gas remaining in the reaction chamber to be completely evacuated to the vacuum pump. If the exhaust time is reduced too much, it is difficult to prevent the gaseous reaction of the two gases because the deposition gas and the reactor gas are mixed. In addition, since the supply and the exhaust of the deposition gas and the reactor gas are repeated, there is a problem that the pressure in the reaction chamber is severe and the plasma in the reaction chamber is unstable.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반응실 내에서 공정기체들의 편중현상을 없애고 공정기체들의 전환이 용이하게 되도록 함으로써 상술한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 매엽식 화학 기상 증착 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a single-phase chemical vapor deposition apparatus that can solve the above-mentioned problems by eliminating the bias of the process gases in the reaction chamber and to facilitate the conversion of the process gases. .

본 발명의 다른 기술적 과제는, 상기 기술적 과제에 의해 달성되는 매엽식 화학 기상 증착 장치에 플라즈마를 도입함으로써 증착기체와 반응기체의 반응성이 없거나 아주 약한 경우에도 효과적으로 박막을 형성 시킬 수 있는 박막 형성방법을제공하는 데 있다Another technical problem of the present invention is to provide a thin film formation method that can effectively form a thin film even when the reactive gas and the reactive gas is not very reactive or vapor deposition by introducing a plasma to the sheet-type chemical vapor deposition apparatus achieved by the technical problem. To provide

도 1a 및 도 1b는 종래 매엽식 화학 기상 증착 장치의 구조를 나타낸 각각의 개략도들;1A and 1B are respective schematic views showing the structure of a conventional sheet type chemical vapor deposition apparatus;

도 2는 도1a 및 1b의 매엽식 화학 기상 증착 장치를 이용한 시분할 화학 기상 증착법을 설명하기 위한 그래프;FIG. 2 is a graph for explaining time-division chemical vapor deposition using the sheet-type chemical vapor deposition apparatus of FIGS. 1A and 1B;

도 3은 본 발명에 따른 매엽식 화학 기상 증착 장치의 개략도;3 is a schematic view of a sheet type chemical vapor deposition apparatus according to the present invention;

도 4는 도 3에 따른 매엽식 화학 기상 증착 장치의 분해 사시도; 및4 is an exploded perspective view of the sheet type chemical vapor deposition apparatus according to FIG. 3; And

도 5a 및 5b는 도 3의 매엽식 화학 기상 증착 장치를 이용하여 주기적 화학 기상 증착법으로 행해지는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 박막 형성 방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.5A and 5B are flowcharts illustrating a thin film forming method according to the first and second embodiments of the present invention, which are performed by periodic chemical vapor deposition using the sheet type chemical vapor deposition apparatus of FIG. 3.

상기 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 매엽식 화학 기상 증착 장치는,기판이 수평 안착되어지는 기판 지지대와; 독립된 반응실이 제공되도록 상기 기판 지지대와 연결되어 설치되되 상부에 개구부를 가지는 반응실벽과; 상기 개구부에 틈이 생기도록 상기 개구부보다 작은 직경을 가지고 상기 개구부로 내삽되어 설치되는 기체 유입관과; 상기 기체 유입관의 끝단에 연결되고 상기 반응실벽으로부터 소정 거리가 이격되어 상기 반응실벽의 내부에 설치되되, 상기 기체 유입관을 통하여 유입되는 기체가 상기 기판 지지대 상에 균일하게 분사되도록 상기 기판 지지대의 대향면에 복수개의 분사홀이 있는 샤워헤드를 구비하여, 상기 반응실로 분사된 기체를 상기 개구부에 생긴 틈으로 외부 유출시키는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a sheet type chemical vapor deposition apparatus comprising: a substrate support on which a substrate is horizontally mounted; A reaction chamber wall installed in connection with the substrate support to provide an independent reaction chamber, and having an opening at an upper portion thereof; A gas inlet tube having a diameter smaller than the opening and inserted into the opening so that a gap is formed in the opening; It is connected to the end of the gas inlet pipe and a predetermined distance from the reaction chamber wall is installed in the reaction chamber wall, the substrate support so that the gas flowing through the gas inlet pipe is uniformly sprayed on the substrate support A shower head having a plurality of injection holes is provided on the opposite surface, and the gas injected into the reaction chamber is allowed to flow out to a gap formed in the opening.

이 때, 상기 반응실벽을 용도에 따라 온벽 또는 열벽으로 구성하기 위하여 상기 반응실벽을 둘러싸는 열선을 더 구비하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to further include a heating wire surrounding the reaction chamber wall in order to configure the reaction chamber wall as a warm wall or a hot wall according to the use.

나아가, 상기 샤워헤드는, 상부는 상기 기체 유입관과 연결되고 저면은 개방된 기체 분산판 보호벽과, 상기 기판과 대향하도록 상기 기체 분산판 보호벽의 저면에 연결되어 수평 설치되고 기체가 통과할 수 있는 상기 분사홀을 가지는 기체 분산판으로 구성되는 것이 바람직하다.Further, the shower head is connected to the gas inlet pipe, the upper portion is connected to the gas distribution plate protection wall, the bottom surface is connected to the bottom surface of the gas distribution plate protection wall so as to face the substrate horizontally installed and the gas can pass through It is preferable that the gas dispersion plate having the injection hole is configured.

더 나아가, 상기 기판 지지대 및 상기 반응실벽의 소정영역에 대하여 외관을 형성하는 반응기 몸체를 더 구비하는 것이 바람직하다.Furthermore, it is preferable to further include a reactor body for forming an appearance with respect to a predetermined region of the substrate support and the reaction chamber wall.

또한, 반응실 내부에 플라즈마를 발생시켜 반응실 내의 기체를 활성화시켜도 좋다.In addition, a plasma may be generated inside the reaction chamber to activate a gas in the reaction chamber.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 박막 형성 방법은, 상기 기판 지지대에 기판을 안착키는 단계와; 열분해하면 막을 형성하지만 공정 온도에서는 열분해하지 않는 증착기체와, 공정온도에서 스스로는 열분해되지 않거나 분해되어도 막을 형성하지 않는 반응기체와, 상기 증착기체와 반응기체간의 기상 반응을 방지하기 위한 퍼지기체를 포함하는 공정기체들을 마련하는 단계와; 상기 증착기체, 반응기체 및 퍼지기체의 시분할 조합을 주기적으로 반복하여 상기 유입구를 통해 상기 반응실에 공급하되, 상기 공정기체들의 적어도 어느 하나의 공급 주기와 동기하여 이를 활성화시키기 위한 플라즈마를 상기 기판 위에서 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a thin film, the method comprising: seating a substrate on the substrate support; Pyrolysis gas includes a vapor deposition gas that forms a film but does not thermally decompose at a process temperature, a reactor gas that does not pyrolyze or decomposes itself at a process temperature, and a purge gas to prevent a gas phase reaction between the vapor deposition gas and the reaction gas. Preparing process gases; A time-division combination of the deposition gas, the reactor gas and the purge gas is periodically repeated to supply the reaction chamber through the inlet, and to activate the plasma on the substrate in synchronization with at least one supply cycle of the process gases. It characterized in that it comprises a step of generating.

이 때, 상기 반응기체의 공급 주기 동안 플라즈마가 동기되어 발생되는 것이 바람직하다.At this time, the plasma is preferably generated in synchronization during the supply cycle of the reactor body.

나아가, 상기 퍼지기체가 막 형성에 필요한 원소를 포함하는 것으로, 상기 반응기체는 막 형성에 필요한 다른 원소를 포함하는 것으로 각각 선택되며; 상기 퍼지기체와 반응기체는 실질적으로 반응하지 않으며; 상기 플라즈마가 퍼지기체의 공급주기 동안 동기되어 발생되어도 좋다.Furthermore, the purge gas includes an element necessary for film formation, and the reactive gas is each selected to include other elements necessary for film formation; The purge gas and the reactor gas do not substantially react; The plasma may be generated in synchronization during the supply period of the purge gas.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 예에 따른 박막 형성 방법은,상기 기판 지지대에 기판을 위치시키는 단계와; 열분해하면 막을 형성하지만 공정 온도에서는 열분해하지 않는 증착기체와, 상기 증착기체를 반응실에서배출하기 위한 퍼지기체를 포함하는 공정기체들을 마련하되, 상기 퍼지기체가, 박막 형성에 필요한 성분을 함유하는 한편, 활성화되지 않은 상태에서는 상기 증착기체와는 실질적으로 반응하지 않는 것으로 선택되도록 마련하는 단계와; 상기 증착기체 및 퍼지기체의 시분할 조합을 주기적으로 반복하여 상기 유입구를 통해 상기 반응실에 공급하되, 상기 퍼지기체의 공급 주기 동안의 적어도 일부에 플라즈마가 동기되어 발생함으로써 상기 퍼지기체를 상기 증착기체와 반응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a thin film, comprising: placing a substrate on the substrate support; Pyrolysis provides a deposition gas that forms a film but does not pyrolyze at a process temperature, and a process gas including a purge gas for discharging the deposition gas from the reaction chamber, wherein the purge gas contains components necessary for forming a thin film, Providing that it is selected not to react substantially with said deposition gas when it is not activated; The time-divided combination of the deposition gas and the purge gas is periodically supplied to the reaction chamber through the inlet port, and the purge gas is generated by synchronizing with the plasma at least in part during the supply period of the purge gas. It characterized in that it comprises a step of reacting.

이 때, 상기 퍼지기체의 공급 주기 동안에 플라즈마가 동기되어 발생되는 것이 바림직하다.At this time, the plasma is preferably generated in synchronization during the supply period of the purge gas.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 매엽식 화학 기상 증착 장치의 개략도이고, 도 4는 도 3에 따른 매엽식 화학 기상 증착 장치의 분해 사시도이다.3 is a schematic diagram of a single wafer chemical vapor deposition apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the single wafer chemical vapor deposition apparatus according to FIG. 3.

도 3 및 도 4를 참조하면, 기판(400)이 수평 안착되어지는 기판 지지대(300)에는 기판(400)을 가열할 수 있는 가열장치가 내장되어 있다. 그리고, 기판(400)이 안착되어지는 면의 소정영역에는 플라즈마 전극(1010)이 설치되어 있으며, 외부로부터 고주파 전력을 인가 받는 제1 접속단자(910)가 플라즈마 전극(1010)과 연결된다. 이 때, 제1 접속단자(910)는 기판 지지대(300)를 관통하는 구멍에 삽입되어 설치된다.Referring to FIGS. 3 and 4, a heating apparatus capable of heating the substrate 400 is built in the substrate support 300 on which the substrate 400 is horizontally mounted. In addition, the plasma electrode 1010 is provided in a predetermined region of the surface on which the substrate 400 is seated, and the first connection terminal 910 that receives high frequency power from the outside is connected to the plasma electrode 1010. In this case, the first connection terminal 910 is inserted into and installed in the hole passing through the substrate support 300.

세라믹으로 이루어진 반응실벽(100)은 상부에는 개구부가 형성되어 있고, 하부는 기판 지지대(300)와 연결되어 기판 지지대(300)와 독립된 반응실(10)을 제공한다. 반응실벽(100)과 기판 지지대(300)의 연결 부위에서의 밀폐성을 확보하기 위하여 반응실벽(100)과 기판 지지대(300)의 연결 부위에 세라믹으로 이루어진 기판 지지링(600)이 설치된다. 기체 유입관(510)은 반응실벽(100) 상부에 형성된 개구부에 내삽되어지며, 개구부와의 사이에 틈(520a)이 생기도록 개구부보다 작은 직경을 갖는다.The reaction chamber wall 100 made of ceramic has an opening formed at an upper portion thereof, and a lower portion thereof is connected to the substrate support 300 to provide a reaction chamber 10 independent of the substrate support 300. A substrate support ring 600 made of ceramic is installed at the connection portion between the reaction chamber wall 100 and the substrate support 300 to secure the sealing property at the connection portion between the reaction chamber wall 100 and the substrate support 300. The gas inlet pipe 510 is inserted into an opening formed in the upper portion of the reaction chamber wall 100 and has a diameter smaller than that of the opening so that a gap 520a is formed between the opening and the opening.

샤워헤드(210, 220)는 기체 유입관(510)의 끝단 연결되어 반응실벽(100) 내부에 설치되되, 반응실벽(100)의 개구부와 기체 유입관 사이의 틈(520a)이 반응실(10)과 이어지도록 한다. 여기서 샤워헤드(210, 220)는 기체 분산판(210)과 기체 분산판 보호벽(220)으로 구성된다. 기체 분산판(210)은 기판(400)과 대향하도록 수평 설치되며 복수개의 분사홀을 가진다. 이 때, 기체 분산판(210)의 분사홀은 기판(400)의 대향면 및 기체 분산판(210)의 측면에 각각 형성함으로써 기체가 기판(400)에 균일하게 분사될 뿐 아니라 공정기체들의 전환이 용이하다. 기체 분산판 보호벽(220)은 상하부가 개방된 원통형의 모양을 가지며, 상부는 기체 유입관(510)에 연결되고 하부에는 기체 분산판(520)이 설치된다. 이렇게 샤워헤드(210, 220)를 기체 분산판(210)과 기체 분산판 보호벽(220)으로 구성하게 되면, 기체 분산판(210)과 기체 분산판 보호벽(220)을 서로 다른 성질의 재질로 용이하게 제작할 수 있는 장점이 생긴다. 본 실시예에서는 기체 분산판(210)은 알루미늄으로 제작되고, 기체 분산판 보호벽(220)은 세라믹으로 제작된다. 기체 분산판 보호벽(220) 중에서 기체 유입관(510)에 연결된 부위는 내경이 점진적으로 확장되도록 설치된다. 따라서, 기체 유입관(510)에서 주입되는 기체는 주위로 쉽게 확산될 수 있게 된다. 그리고, 기체 분산판(210)과 기체 분산판 보호벽(220)이 연결되는 모서리에는 구멍을 형성함으로써 그 모서리에 반응기체가 누적되어 불필요한 박막이 형성되는 것을 방지한다.The shower heads 210 and 220 are connected to the end of the gas inlet pipe 510 and are installed in the reaction chamber wall 100. The gap 520a between the opening of the reaction chamber wall 100 and the gas inlet pipe is connected to the reaction chamber 10. ). Here, the showerheads 210 and 220 may include a gas dispersion plate 210 and a gas dispersion plate protection wall 220. The gas distribution plate 210 is horizontally installed to face the substrate 400 and has a plurality of injection holes. At this time, the injection holes of the gas dispersion plate 210 are formed on the opposite surface of the substrate 400 and the side surface of the gas dispersion plate 210 so that the gas is uniformly sprayed on the substrate 400 and the process gases are switched. This is easy. The gas distribution plate protective wall 220 has a cylindrical shape with upper and lower portions open, and an upper portion is connected to the gas inlet pipe 510 and a gas dispersion plate 520 is installed at the lower portion. When the shower heads 210 and 220 are configured of the gas dispersion plate 210 and the gas dispersion plate protection wall 220, the gas dispersion plate 210 and the gas dispersion plate protection wall 220 are easily made of materials having different properties. There is an advantage that can be made. In the present embodiment, the gas dispersion plate 210 is made of aluminum, and the gas dispersion plate protective wall 220 is made of ceramic. The portion connected to the gas inlet pipe 510 of the gas distribution plate protective wall 220 is installed to gradually expand the inner diameter. Therefore, the gas injected from the gas inlet pipe 510 can be easily diffused around. In addition, a hole is formed at an edge at which the gas dispersion plate 210 and the gas dispersion plate protection wall 220 are connected to prevent an unnecessary thin film from being formed by accumulating the reactor at the corner.

기체 유출관(520)은 반응실벽(100)의 개구부와 기체 유입관(510) 사이의 틈(520a)에 연결되도록 설치되며, 기체 유출관(520)은 진공펌프(1400)에 연결된다. 따라서, 기체 분산판(210)을 통하여 반응실(10)로 분사된 반응기체는 반응실벽(100)과 기체 분산판 보호벽(220) 사이의 틈(520a)을 통하여 기체 유출관(520)으로 유출된다. 도 3에서 '→'는 반응기체의 흐름 방향을 나타낸 것이다.The gas outlet pipe 520 is installed to be connected to the gap 520a between the opening of the reaction chamber wall 100 and the gas inlet pipe 510, and the gas outlet pipe 520 is connected to the vacuum pump 1400. Therefore, the reaction gas injected into the reaction chamber 10 through the gas dispersion plate 210 flows out into the gas outlet pipe 520 through the gap 520a between the reaction chamber wall 100 and the gas dispersion plate protection wall 220. do. '→' in Fig. 3 shows the flow direction of the reactor body.

기체 분산판(210)을 통하여 반응실(10)로 분사되는 기체가 기판(400)의 가운데 영역으로 유도될 수 있도록 하고, 기체 분산판과 기판 표면 사이의 영역으로부터 벗어나는 기체의 유속이 조절되도록 기체 분산판 보호벽(220)의 내측벽에 기체 유동 가이드링(700)이 부착되어 설치된다. 그리고, 반응실벽을 용도에 따라 온벽 또는 열벽으로 구성할 수 있도록 반응실벽(100)의 측벽을 감싸는 열선(800)이 설치된다.The gas injected into the reaction chamber 10 through the gas dispersion plate 210 may be guided to the center region of the substrate 400, and the gas flow rate may be adjusted to control the gas flow rate from the region between the gas dispersion plate and the substrate surface. The gas flow guide ring 700 is attached to the inner wall of the dispersion plate protective wall 220. Then, the heating wire 800 is provided to surround the side wall of the reaction chamber wall 100 so that the reaction chamber wall can be configured as a warm wall or a heat wall according to the use.

금속으로 된 블록(1000)은 기체 분산판(210)과 연결되면서 기체 분산판 보호벽(220)의 내측벽에 부착되어 설치되고, 외부로부터 고주파 전력을 인가받는 제2 접속단자(900)가 블록(1000)과 연결된다. 이 때, 제2 접속단자(900)는 반응실벽(100)과 기체 분산판 보호벽(220)을 관통하는 구멍(900a)에 삽입되어 설치된다. 제2 접속단자(900)를 통하여 기체 분산판(210)에 고주파 전력을 인가하면 반응실내 존재하는 반응기체가 플라즈마로 변하고, 그 플라즈마에 의하여 기판(400)에 박막이 증착된다. 한편, 플라즈마 화학 기상 증착 공정으로 기판(400)에 금속성 박막을 증착하는 경우에 기체 분산판 보호벽(220)과 반응실벽(100) 사이에 형성된 틈(520a)에 금속성 박막이 증착된다. 기체 분산판 보호벽(220)과 반응실벽(100) 사이에 형성된 틈(520a)에 증착된 박막은 전기적 누전의 원인이 되어 플라즈마가 발생하지 못하게 된다. 이를 방지하기 위하여 도면에 도시되지는 않았지만, 기체 분사구가 기체 유출관(520)에 마련되어 기체 분사구를 통하여 기체 분산판 보호벽(220)과 반응실벽(100) 사이에 형성된 틈(520a)에 외부에서 불활성 기체를 유입하도록 한다.The metal block 1000 is connected to the gas dispersion plate 210 and attached to the inner wall of the gas dispersion plate protection wall 220, and the second connection terminal 900 receiving high frequency power from the outside is provided with a block ( 1000). In this case, the second connection terminal 900 is inserted into and installed in the hole 900a penetrating through the reaction chamber wall 100 and the gas dispersion plate protection wall 220. When high frequency power is applied to the gas dispersion plate 210 through the second connection terminal 900, the reactive gas present in the reaction chamber is converted into a plasma, and a thin film is deposited on the substrate 400 by the plasma. Meanwhile, when the metallic thin film is deposited on the substrate 400 by the plasma chemical vapor deposition process, the metallic thin film is deposited in the gap 520a formed between the gas dispersion plate protective wall 220 and the reaction chamber wall 100. The thin film deposited in the gap 520a formed between the gas dispersion plate protective wall 220 and the reaction chamber wall 100 may cause electrical leakage and prevent plasma from being generated. Although not shown in the drawings to prevent this, a gas injection hole is provided in the gas outlet pipe 520 to be inert from the outside in the gap 520a formed between the gas distribution plate protection wall 220 and the reaction chamber wall 100 through the gas injection hole. Allow gas to flow in.

반응기 몸체(1100)는 반응실벽(100)의 소정영역 및 기판 지지대(300)의 외관을 형성하며, 개폐가 가능한 불활성기체 유입구(1110) 및 불활성기체 유출구(1120)와 투명창(1130)을 가진다. 그리고, 반응기 몸체(1100)는 상부 몸체(1100a)와 하부 몸체(1100b)로 이분되어 있고, 상부 몸체(1100a)와 하부 몸체(1100b)의 연결 부위에 밀폐성을 확보하기 위하여 오-링(O-ring; 1600)이 삽입되어 설치된다. 불활성기체 유입구(1110)를 통하여 반응기 몸체(1100)로 유입된 불활성 기체에 의하여 반응기 몸체(1100) 내부의 압력이 기판(400) 상부에 형성된 반응실(10)의 압력보다 높아지게 되면 반응실(10) 내의 기체가 밖으로 빠져나오지 못하게 된다.The reactor body 1100 forms a predetermined region of the reaction chamber wall 100 and the exterior of the substrate support 300, and has an inert gas inlet 1110, an inert gas outlet 1120, and a transparent window 1130 that can be opened and closed. . In addition, the reactor body 1100 is divided into an upper body 1100a and a lower body 1100b, and has an O-ring (O- ring) in order to secure sealing property at a connection portion between the upper body 1100a and the lower body 1100b. ring 1600 is inserted and installed. When the pressure inside the reactor body 1100 becomes higher than the pressure of the reaction chamber 10 formed on the substrate 400 by the inert gas introduced into the reactor body 1100 through the inert gas inlet 1110, the reaction chamber 10 The gas inside the) will not escape.

한편, 참조 부호 'A'로 표시된 부분 즉, 기판(400)과 기판 지지대(300)의 접촉 부위 및 기판 지지대(300)와 후술되는 중앙지지핀(1310)의 접촉부위는 기계적인조립으로 인하여 미세한 틈새가 형성된다. 이 틈새를 통하여 반응기 몸체(1100) 내부의 불활성 기체가 유입되면, 기판(400)과 기판 지지대(300) 사이에 불활성 기체 분위기가 형성되어 기판(400) 뒷면에 불필요한 박막이 형성되는 것이 방지된다. 그리고, 기판(400)의 움직임은 반응기 몸체(1100)에 형성된 투명창(1130)을 통하여 관찰할 수 있다.On the other hand, the portion indicated by the reference numeral 'A', that is, the contact portion of the substrate 400 and the substrate support 300 and the contact portion of the substrate support 300 and the central support pin 1310 which will be described later is a minute gap due to mechanical assembly Is formed. When the inert gas inside the reactor body 1100 flows through the gap, an inert gas atmosphere is formed between the substrate 400 and the substrate support 300 to prevent unnecessary thin film from being formed on the back surface of the substrate 400. In addition, the movement of the substrate 400 may be observed through the transparent window 1130 formed in the reactor body 1100.

상부 몸체(1100a)와 하부 몸체(1100b)를 연결, 고정시키기 위한 고정쇠(1400)와 고정쇠 홈(1410)은 하부 몸체(1100a)와 상부 몸체(1100b)에 각각 설치된다. 여기서 고정쇠(1400)는 공압실리더(1500)에 의해 공압으로 작동된다.The fasteners 1400 and the fastener grooves 1410 for connecting and fixing the upper body 1100a and the lower body 1100b are installed in the lower body 1100a and the upper body 1100b, respectively. Here, the clamp 1400 is operated pneumatically by the pneumatic cylinder 1500.

기판 지지대(300)를 구동하기 위한 기판 지지대 구동부는 반응기 몸체(1100)에 고정되어 있는 고정축(1210)과, 고정축(1210)을 축으로 하여 상하 이동이 가능한 이동판(1220)과, 이동판(1220)에 그 하부가 연결되어 이동판(1230)과 연동되는 구동축(1230)과, 구동축(1230)의 상부와 연결되어 구동축(1230)과 연동되는 연결판(1240)과, 연결판(1240)과 기판 지지대(300)가 연동되도록 그들을 연결하는 고정핀(1250)으로 구성된다. 이 때, 고정축(1210)의 상부는 반응기 몸체(1100) 하부에 고정되도록 설치하는 것이 바람직하다. 이동판(1220)이 상하로 이동하게 되면 구동축(1230), 연결판(1240), 및 기판 지지대(300)가 상하로 움직이게 된다.The substrate support driving unit for driving the substrate support 300 is a fixed shaft 1210 fixed to the reactor body 1100, a movable plate 1220 capable of vertically moving around the fixed shaft 1210, and moving. A driving shaft 1230 connected to the lower surface of the plate 1220 and interlocked with the moving plate 1230, a connecting plate 1240 connected to an upper portion of the driving shaft 1230 and interlocked with the driving shaft 1230, and a connecting plate ( 1240 and the substrate support 300 is composed of a fixing pin 1250 connecting them to interlock. At this time, the upper portion of the fixed shaft 1210 is preferably installed to be fixed to the lower portion of the reactor body (1100). When the moving plate 1220 moves up and down, the driving shaft 1230, the connecting plate 1240, and the substrate support 300 move up and down.

기판 지지대(300)로부터 기판(400)을 용이하게 탈착하기 위하여 중앙지지핀(1310)과 중앙지지핀 구동부가 설치된다. 중앙지지핀(1310)은 기판 지지대(300)에 구멍을 형성하고 그 구멍에 삽입되어 설치된다. 중앙지지핀 구동부는 중앙지지핀(1310)과, 상부가 중앙지지핀(1310)과 연결되는 중앙축(1320)과,중앙축(1320)을 반응기 몸체(1100)에 고정시키기 위한 밀봉조임새(1330)로 구성된다. 이 때, 중앙축(1320)은 반응기 몸체(1100)를 관통하도록 구성하는 것이 바람직하다.In order to easily detach the substrate 400 from the substrate support 300, a central support pin 1310 and a center support pin driver are installed. The central support pin 1310 forms a hole in the substrate support 300 and is inserted into and installed in the hole. The central support pin driving unit includes a central support pin 1310, a central shaft 1320 connected to the central support pin 1310, and a sealing fastener 1330 for fixing the central shaft 1320 to the reactor body 1100. do. At this time, the central shaft 1320 is preferably configured to penetrate the reactor body 1100.

기판 지지대 구동부와 중앙지지핀 구동부의 작동은, 기판(400)에 박막을 증착하는 공정을 진행할 때에는 기판 지지대(300)가 상승하여 기판 지지링(600)과 기판 지지대(300)가 서로 접촉한다. 박막의 증착이 완료되면, 기판 지지대는 하강하는데 기판(400)은 중앙지지핀(1310)에 의하여 지지되므로 기판(400)은 기판 지지대(300)와 분리된다. 이 때, 중앙지지핀 구동부의 밀봉조임새(1330)를 느슨하게 하고 중앙축(1320)과 중앙지지핀(1310)을 상하로 이동하여 기판(400)과 외부에 별도로 설치된 기판 이송 장치의 높이를 맞출 수 있다.In the operation of the substrate support driver and the central support pin driver, the substrate support 300 is raised when the thin film is deposited on the substrate 400 so that the substrate support ring 600 and the substrate support 300 contact each other. When deposition of the thin film is completed, the substrate support is lowered, but the substrate 400 is supported by the central support pin 1310, so that the substrate 400 is separated from the substrate support 300. At this time, the sealing fastener 1330 of the central support pin driving unit may be loosened, and the center shaft 1320 and the central support pin 1310 may be moved up and down to match the height of the substrate 400 and the substrate transfer apparatus installed separately from the outside.

본 발명에 따른 매엽식 화학 기상 증착 장치에 의하면, 기체 유입관과 기체 유출관이 동일한 위치에 이중 배관 형태로 구비되고, 반응실이 작게 구성된다. 뿐만 아니라, 반응기체가 2중 챔버 예컨대, 샤워헤드와 반응실(10) 내에서 유동하게 된다. 또한, 반응실벽은 절연된 접속단자와 세라믹으로 이루어진 기체 분산판 보호벽(220) 및 기판 지지링(600)에 의하여 반응실(10)과 전기적으로 분리됨으로써 전도성있는 박막도 플라즈마 전력을 인가하여 용이하게 증착할 수 있다.In the single wafer type chemical vapor deposition apparatus according to the present invention, the gas inlet pipe and the gas outlet pipe are provided in the form of a double pipe at the same position, and the reaction chamber is made small. In addition, the reactant fluid is allowed to flow in a dual chamber such as a showerhead and the reaction chamber 10. In addition, the reaction chamber wall is electrically separated from the reaction chamber 10 by the gas dispersion plate protective wall 220 and the substrate support ring 600 made of insulated connection terminals and ceramics, so that the conductive thin film is also easily applied by applying plasma power. Can be deposited.

도 5a는 도 3의 매엽식 화학 기상 증착 장치를 이용하여 주기적 화학 기상 증착법으로 행해지는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 형성 방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.FIG. 5A is a flowchart illustrating a method of forming a thin film according to a first embodiment of the present invention performed by periodic chemical vapor deposition using the sheet type chemical vapor deposition apparatus of FIG. 3.

도 5a를 참조하면, 먼저, 반응실(10)로 기판(400)을 장입하여 기판지지대(300)에 기판(400)을 안착시킨다. 그리고, 기판(400)을 미리 설정된 증착온도로 가열한다. 다음에, 반응실(10)에 증착기체(11)를 공급하여 기판(400)에 이를 흡착시킨다. 이 때, 증착기체(11)가 흡착성이 좋지 않은 기체인 경우에는 플라즈마 발생기를 작동하여 증착기체(11)를 플라즈마화 함으로써 증착기체(11)의 흡착성을 향상시킨다.Referring to FIG. 5A, first, the substrate 400 is loaded into the reaction chamber 10 to seat the substrate 400 on the substrate support 300. Then, the substrate 400 is heated to a preset deposition temperature. Next, the deposition gas 11 is supplied to the reaction chamber 10 and adsorbed onto the substrate 400. At this time, when the vapor deposition gas 11 is a gas having poor adsorption property, the plasma generator is operated to plasma the vapor deposition gas 11 to improve the adsorption property of the vapor deposition gas 11.

이어서 퍼지기체(12)를 공급하여 흡착되지 않고 잔류한 증착기체(11)를 반응실(10)에서 제거한다. 그 다음, 반응기체(13)를 반응실(10)에 공급하여 미리 설정된 증착압력에 도달하면 플라즈마 발생기의 전원을 켜서 반응기체(13)를 플라즈마화하여 기판(400) 위에 흡착된 증착기체(11)와의 반응을 촉진한다. 반응기체(13)의 공급을 중단할 때에는, 플라즈마 발생기를 끔으로써 플라즈마 발생을 중단시키고 퍼지기체(12)로 잔류한 반응기체(13)를 제거한다. 그리고 이와 같은 공정으로 미리 설정된 주기를 반복함으로써 목표하는 두께를 가지는 박막을 증착하게 된다.Subsequently, the purge gas 12 is supplied to remove the vapor deposition gas 11 remaining unadsorbed from the reaction chamber 10. Then, when the reactor 13 is supplied to the reaction chamber 10 to reach a predetermined deposition pressure, the plasma generator is turned on to convert the reactor 13 into a plasma to adsorb the vapor deposition gas 11 adsorbed onto the substrate 400. Promote reaction with). When the supply of the reactor body 13 is stopped, the plasma generator is turned off to stop the plasma generation and the remaining reactor body 13 to the purge gas 12 is removed. The thin film having a target thickness is deposited by repeating a predetermined cycle in this process.

이 방법을 사용하면, 증착기체(11)와 반응기체(13) 간의 반응성이 낮더라도 반응기체(13)가 플라즈마로 활성화되므로 주기적 화학 기상 증착법을 용이하게 적용할 수 있다. 한편, 금속 유기 화합물 원료를 사용하는 경우에는 반응기체(13)를 플라즈마화하여 반응성을 높이면 금속 유기 화합물의 분해를 촉진하고 박막의 탄소 오염을 줄일 수 있다. 또한, 박막에 활성화 에너지를 공급하기 때문에 박막의 결정성, 물리적 특성 및 전기적 특성 등을 크게 향상시킬 수 있다. 하지만, 증착기체(11)를 공급할 때 플라즈마 발생기의 전원을 켜면 기체 상태에서 금속 원료가 분해되기 때문에 입자 오염이 발생하거나 단차피복성이 나빠질 수 있다. 따라서, 증착기체(11)를 공급할 때에는 플라즈마 발생기의 전원을 끄고 반응기체(13)를 공급할 때 전원을 켜는 방식으로 플라즈마 발생기에 공급되는 RF 전원을 기체 공급 주기와 동기화하는 것이 바람직하다.By using this method, even if the reactivity between the vapor deposition gas 11 and the reactor 13 is low, since the reactor 13 is activated by plasma, the periodic chemical vapor deposition method can be easily applied. On the other hand, in the case of using the metal organic compound raw material, if the reaction body 13 is made into plasma to increase the reactivity, decomposition of the metal organic compound may be promoted and carbon contamination of the thin film may be reduced. In addition, since the activation energy is supplied to the thin film, the crystallinity, physical properties, and electrical properties of the thin film can be greatly improved. However, when the plasma generator is turned on when the deposition gas 11 is supplied, particle contamination may occur or the step coverage may deteriorate since the metal raw material is decomposed in the gas state. Therefore, it is preferable to synchronize the RF power supplied to the plasma generator with the gas supply cycle by turning off the plasma generator when supplying the deposition gas 11 and turning on the power when supplying the reactor 13.

도 5b는 도 3의 매엽식 화학 기상 증착 장치를 이용하여 주기적 화학 기상 증착법으로 행해지는 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 형성 방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.FIG. 5B is a flowchart illustrating a method of forming a thin film according to a second exemplary embodiment of the present invention performed by periodic chemical vapor deposition using the sheet type chemical vapor deposition apparatus of FIG. 3.

도 5b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에서는 증착기체(11)와 반응성이 거의 또는 전혀 없지만 박막의 성분을 함유하고 있는 퍼지기체(12)를 사용하였다. 도 3 및 도 5b를 참조하여 본 발명의 제2 실시예 방법을 설명하면, 먼저, 반응실(10)로 기판(400)을 장입하여 기판 지지대(300)에 기판(400)을 안착시킨다. 그리고, 기판(400)을 미리 설정된 증착온도로 가열한다. 다음에, 반응실(10)에 증착기체(11)를 공급하여 기판(400)에 이를 흡착시킨다. 이 때, 증착기체(11)가 흡착성이 좋지 않은 기체인 경우에는 역시 플라즈마 발생기를 작동하여 증착기체(11)를 플라즈마화 함으로써 증착기체(11)의 흡착성을 향상시킨다.Referring to FIG. 5B, in the second embodiment of the present invention, a purge gas 12 containing little or no reactivity with the vapor deposition gas 11 but containing a thin film component is used. Referring to FIGS. 3 and 5B, the method of the second embodiment of the present invention will be described. First, the substrate 400 is loaded into the reaction chamber 10 and the substrate 400 is seated on the substrate support 300. Then, the substrate 400 is heated to a preset deposition temperature. Next, the deposition gas 11 is supplied to the reaction chamber 10 and adsorbed onto the substrate 400. In this case, when the vapor deposition gas 11 is a gas having poor adsorption property, the plasma gas generator is also plasma-operated by operating the plasma generator to improve the adsorption property of the vapor deposition gas 11.

이어서, 퍼지기체(12)로 잔류하는 증착기체(11)를 제거한 후, 플라즈마 발생기의 전원을 켜서 퍼지기체(12)를 플라즈마화킨다. 이 플라즈마는 기판(400) 위에 흡착된 증착기체(11)와 반응하여 박막을 형성한다. 그 다음 플라즈마 발생기의 전원을 꺼서 반응을 중단시킨 후에는 기상 반응의 우려 없이 반응실(10) 내로 다시 증착기체(11)를 공급할 수 있다. 따라서, 공정기체의 공급 주기에서 퍼지기체(12)를 공급하는 시간동안 플라즈마 발생기 전원 끔→플라즈마 발생기 전원 켬→플라즈마 발생기 전원 끔의 순서로 플라즈마 발생기의 전원을 켜고 꺼서 퍼지기체(12)→반응기체(13)→퍼지기체(12)를 공급한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 플라즈마 발생기의 전원을 끄면 활성화된 화학종의 농도가 매우 빨리 감소하므로 플라즈마 발생기의 전원을 끄고 나서 퍼지기체(12)를 흘리는 시간을 최소화할 수 있다. 즉, 이러한 기체 공급에서는 기체의 종류와 공급 시간에 따라 기체의 공급 주기가 결정되는 것이 아니라, 플라즈마 발생기의 전원을 켜고 끄는 것에 따라 기체의 공급 주기가 결정될 수 있다. 이 방법을 사용하면, 두 종류의 기체만으로도 주기적 화학 기상 증착을 행할 수 있으므로 기체 공급부의 구성을 간단하게 할 수 있고, 시분할 원료 공급에 필요한 사이클 시간을 줄일 수 있다. 또한, 이 방법에서는 증착기체(11)와 퍼지기체(12)가 유출구(520)가 포함된 배기부에서 혼합되어도 서로 반응하지 않으므로 오염 입자의 발생 우려가 없다.Subsequently, after the deposition gas 11 remaining in the purge gas 12 is removed, the plasma generator is turned on to plasma the purge gas 12. The plasma reacts with the vapor deposition gas 11 adsorbed on the substrate 400 to form a thin film. Then, after stopping the reaction by turning off the plasma generator, the vapor deposition gas 11 may be supplied back into the reaction chamber 10 without fear of gas phase reaction. Therefore, the plasma generator is turned on and off in the order of supplying the purge gas 12 in the process gas supply cycle, and then the plasma generator is turned on and off in the order of purge gas 12 to react gas. (13) → The effect of supplying the purge body 12 can be obtained. In addition, since the concentration of the activated chemical species decreases very quickly when the plasma generator is turned off, the time for flowing the purge gas 12 after turning off the plasma generator can be minimized. That is, in such a gas supply, a gas supply cycle may not be determined according to the type and supply time of the gas, but may be determined by turning on and off the plasma generator. By using this method, since periodic chemical vapor deposition can be performed with only two kinds of gases, the configuration of the gas supply portion can be simplified, and the cycle time required for time-division raw material supply can be reduced. In this method, the vapor deposition gas 11 and the purge gas 12 do not react with each other even if they are mixed in the exhaust part including the outlet 520, so that there is no fear of generating contaminated particles.

상술한 바와 같이, 본 발명의 매엽식 화학 증기 기상 장치에 의하면, 기체 유입관과 기체 유출관이 동일한 위치에 이중 배관 형태로 구비됨으로써, 반응실 내의 반응기체가 기체 유출관쪽으로 편중되어 흐르는 것을 방지하므로써, 반응실 내에서 반응기체의 유동이 기판에 대하여 대칭적으로 유지되어 기판에 균일한 박막을 증착할 수 있고 종래보다 반응기체의 효율이 향상된다.그리고 반응기체의 유동이 기판에 대하여 대칭적으로 유지되므로 샤워헤드 및 반응실을 종래보다 작게 구성할 수 있다. 따라서, 여러 종류의 반응기체들이 순차적으로 유입되는 공정에서 반응기체의 전환이 용이하다.As described above, according to the sheet-type chemical vapor gas phase apparatus of the present invention, the gas inlet pipe and the gas outlet pipe are provided in the form of a double pipe at the same position, thereby preventing the reaction gas in the reaction chamber from being biased toward the gas outlet pipe. Thus, the flow of the reactant in the reaction chamber is maintained symmetrically with respect to the substrate to deposit a uniform thin film on the substrate and improve the efficiency of the reactant than before. Since the showerhead and the reaction chamber can be configured smaller than before. Therefore, it is easy to convert the reactor in a process in which several kinds of reactors are sequentially introduced.

나아가,반응기체가 2중 챔버 예컨대, 샤워헤드와 반응실 내에서 유동하게 되므로 기판 뒷면 및 기판 지지대에 불필요한 박막이 증착되는 것이 방지된다.Furthermore, since the reaction gas flows in a dual chamber, for example, a showerhead and a reaction chamber, unnecessary thin films are prevented from being deposited on the substrate backside and the substrate support.

더 나아가,플라즈마 발생 장치를 더 구비함으로써 반응실에 플라즈마를 발생시켜 반응기체를 활성화시킬 수 있다.Furthermore, by further comprising a plasma generating device, it is possible to generate a plasma in the reaction chamber to activate the reactor.

또한, 본 발명에 의하면, 주기적 화학 기상 증착법에서 반응기체들이 반응성이 없거나 아주 약한 경우에서도 효과적으로 박막을 형성할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to form a thin film effectively even in the case where the reaction bodies are not reactive or very weak in periodic chemical vapor deposition.

나아가, 주기적 화학 기상 증착법에서 공정기체 공급 주기 중 퍼지기체의 공급시간을 최소화하여 공정 시간을 단축할 수 있다.Furthermore, in the periodic chemical vapor deposition method, the process time may be shortened by minimizing the supply time of the purge gas during the process gas supply cycle.

더 나아가, 주기적 화학 기상 증착법이 이루어지는 장치의 배기부에서 오염 입자의 발생을 줄일 수 있다.Furthermore, it is possible to reduce the generation of contaminant particles in the exhaust of the apparatus in which the periodic chemical vapor deposition method is performed.

본 발명은 상기 실시예들에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.

Claims (15)

기판이 수평 안착되어지는 기판 지지대와;A substrate support on which the substrate is horizontally seated; 독립된 반응실이 제공되도록 상기 기판 지지대와 연결되어 설치되되 상부에 개구부를 가지는 반응실벽과;A reaction chamber wall installed in connection with the substrate support to provide an independent reaction chamber, and having an opening at an upper portion thereof; 상기 개구부에 틈이 생기도록 상기 개구부보다 작은 직경을 가지고 상기 개구부로 내삽되어 설치되는 기체 유입관과;A gas inlet tube having a diameter smaller than the opening and inserted into the opening so that a gap is formed in the opening; 상기 기체 유입관의 끝단에 연결되고 상기 반응실벽으로부터 소정 거리가 이격되어 상기 반응실벽의 내부에 설치되되, 상기 기체 유입관을 통하여 유입되는 기체가 상기 기판 지지대 상에 균일하게 분사되도록 상기 기판 지지대의 대향면에 복수개의 분사홀이 있는 샤워헤드를 구비하여, 상기 반응실로 분사된 기체를 상기 개구부에 생긴 틈으로 외부 유출시키는 것을 특징으로 하는 매엽식 화학기상증착장치.It is connected to the end of the gas inlet pipe and a predetermined distance from the reaction chamber wall is installed in the reaction chamber wall, the substrate support so that the gas flowing through the gas inlet pipe is uniformly sprayed on the substrate support Single-head chemical vapor deposition apparatus having a shower head having a plurality of injection holes on the opposite surface, the gas injected into the reaction chamber to outflow into the gap formed in the opening. 제1항에 있어서, 상기 반응실벽을 둘러싸도록 설치되는 열선을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 매엽식 화학 기상 증착 장치.The single wafer type chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, further comprising a hot wire provided to surround the reaction chamber wall. 제1항에 있어서, 상기 샤워헤드의 측면에 복수개의 분사홀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 매엽식 화학 기상 증착 장치.The single phase chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, further comprising a plurality of injection holes in the side of the shower head. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 샤워헤드는, 상부는 상기 기체 유입관과 연결되고 저면은 개방된 기체 분산판 보호벽과, 상기 기판과 대향하도록 상기 기체 분산판 보호벽의 저면에 연결되어 수평 설치되고 기체가 통과할 수 있는 상기 분사홀을 가지는 기체 분산판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 매엽식 화학 기상 증착 장치.According to claim 1 or 3, wherein the shower head, the upper portion is connected to the gas inlet pipe, the bottom surface is open and connected to the bottom surface of the gas distribution plate protective wall so as to face the substrate and horizontally Single-phase chemical vapor deposition apparatus is installed, characterized in that consisting of a gas dispersion plate having the injection hole through which gas can pass. 제4항에 있어서, 상기 반응실벽 및 상기 기체 분산판 보호벽은 세라믹으로 이루어지고, 상기 기체 분산판은 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 매엽식 화학 기상 증착 장치.5. The sheet type chemical vapor deposition apparatus according to claim 4, wherein the reaction chamber wall and the gas dispersion plate protective wall are made of ceramic, and the gas dispersion plate is made of metal. 제5항에 있어서, 상기 반응실벽 및 상기 기체 분산판 보호벽을 관통하여 설치되고 상기 반응실벽과는 절연된 접속단자와, 상기 기체 분산판과 상기 접속단자를 연결하면서 상기 기체 분산판 보호벽의 내측벽에 부착되어 설치되는 금속으로 된 블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 매엽식 화학 기상 증착 장치.6. The inner wall of the gas distribution plate protective wall according to claim 5, wherein a connection terminal provided through the reaction chamber wall and the gas dispersion plate protection wall and insulated from the reaction chamber wall, and the gas dispersion plate and the connection terminal are connected to each other. A sheet type chemical vapor deposition apparatus, comprising: a block made of a metal attached to and installed on the substrate. 제4항에 있어서, 상기 기체 분산판을 통하여 상기 반응실로 분사되는 상기 반응기체가 상기 기판의 가운데 영역으로 유도되고 기체 분산판과 기판 표면 사이의 영역으로부터 벗어나는 기체의 유속이 조절되도록 기체 분산판 보호벽의 내측벽에 기체 유동 가이드링을 구비하는 것을 특징으로 하는 매엽식 화학 기상 증착 장치.The gas dispersion plate protective wall of claim 4, wherein the reaction gas injected into the reaction chamber through the gas dispersion plate is directed to a center region of the substrate and the flow rate of the gas deviating from the region between the gas dispersion plate and the substrate surface is controlled. Single phase chemical vapor deposition apparatus comprising a gas flow guide ring on the inner wall of the. 제1항에 있어서, 상기 반응실에 유입된 기체의 활성화를 위하여 상기 기판 지지대에 플라즈마 전극이 설치되는 것을 특징으로 하는 매엽식 화학 기상 증착 장치.The single wafer type chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein a plasma electrode is installed on the substrate support to activate a gas introduced into the reaction chamber. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지대와 상기 반응실벽 사이에 기판 지지링을 구비하는 것을 특징으로 하는 매엽식 화학 기상 증착 장치.2. The single phase chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, further comprising a substrate support ring between the substrate support and the reaction chamber wall. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지대 및 상기 반응실벽의 소정영역에 대하여 외관을 형성하되, 개폐가 가능한 기체 유출입구를 가진 반응기 몸체를 구비하는 것을 특징으로 하는 매엽식 화학 기상 증착 장치.The single wafer type chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, further comprising a reactor body having an exterior of the substrate support and a predetermined region of the reaction chamber wall and having a gas outlet opening and closing. 제10항에 있어서, 상기 반응기 몸체에 투명창을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 매엽식 화학 기상 증착 장치.11. The sheet type chemical vapor deposition apparatus according to claim 10, further comprising a transparent window in the reactor body. 기판이 수평 안착되어지는 기판 지지대와; 독립된 반응실이 제공되도록 상기 기판 지지대와 연결되어 설치되되 상부에 개구부를 가지는 반응실벽과; 상기 개구부에 틈이 생기도록 상기 개구부보다 작은 직경을 가지고 상기 개구부로 내삽되어 설치되는 기체 유입관과; 상기 기체 유입관의 끝단에 연결되고 상기 반응실벽으로부터 소정 거리가 이격되어 상기 반응실벽의 내부에 설치되되, 상부는 상기 기체 유입관과 연결되며 저면은 개방되고 세라믹으로 이루어진 기체 분산판 보호벽과, 상기 기체 유입관을 통하여 유입되는 기체가 상기 기판 지지대 상에 균일하게 분사되도록 상기 기판 지지대의 대향면에 복수개의 분사홀을 가지는 금속으로 이루어진 기체 분산판으로 구성되는 샤워헤드와; 상기 반응실벽 및 상기 기체 분산판 보호벽을 관통하여 설치되는 접속단자와; 상기 기체 분산판과 상기 접속단자를 연결하면서 상기 기체 분산판 보호벽의 내측벽에 부착되어 설치되는 금속으로 된 블록과; 상기 기판 지지대에 설치되는 플라즈마 전극을 구비한 매엽식 화학 기상 증착 장치를 이용하여 박막을 형성하는 방법에 있어서,A substrate support on which the substrate is horizontally seated; A reaction chamber wall installed in connection with the substrate support to provide an independent reaction chamber, and having an opening at an upper portion thereof; A gas inlet tube having a diameter smaller than the opening and inserted into the opening so that a gap is formed in the opening; A gas dispersion plate protective wall connected to an end of the gas inlet pipe and spaced apart from the reaction chamber wall by a predetermined distance, the upper part of which is connected to the gas inlet pipe, and the bottom of which is open and made of ceramic; A shower head comprising a gas distribution plate made of a metal having a plurality of injection holes on the opposite surface of the substrate support such that the gas introduced through the gas inlet pipe is uniformly sprayed on the substrate support; A connection terminal provided through the reaction chamber wall and the gas dispersion plate protection wall; A block made of metal attached to an inner wall of the gas dispersion plate protective wall while connecting the gas dispersion plate and the connection terminal; In the method of forming a thin film using a sheet-type chemical vapor deposition apparatus having a plasma electrode provided on the substrate support, 상기 기판 지지대에 기판을 안착키는 단계와;Mounting a substrate on the substrate support; 열분해하면 막을 형성하지만 공정 온도에서는 열분해하지 않는 증착기체와, 공정온도에서 스스로는 열분해되지 않거나 스스로는 분해되어도 막을 형성하지 않는 반응기체와, 상기 증착기체와 반응기체간의 기상 반응을 방지하기 위한 퍼지기체를 포함하는 공정기체들을 마련하는 단계와;Decomposition gas that forms a film when thermally decomposes, but does not pyrolyze at a process temperature, a reactor gas that does not pyrolyze itself or decomposes itself at a process temperature, and a purge gas to prevent a gas phase reaction between the vapor gas and the reactor gas. Preparing process gases including a; 상기 증착기체, 반응기체 및 퍼지기체의 시분할 조합을 주기적으로 반복하여 상기 유입구를 통해 상기 반응실에 공급하되, 상기 공정기체들의 적어도 어느 하나의 공급 주기와 동기하여 이를 활성화시키기 위한 플라즈마를 상기 기판 위에서 발생시키는 단계를 포함하는 박막 형성 방법.A time-division combination of the deposition gas, the reactor gas and the purge gas is periodically repeated to supply the reaction chamber through the inlet, and to activate the plasma on the substrate in synchronization with at least one supply cycle of the process gases. Thin film formation method comprising the step of generating. 제12항에 있어서, 상기 반응기체의 공급 주기 동안 플라즈마가 동기되어 발생되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.13. The method of claim 12, wherein the plasma is generated in synchronization during a supply cycle of the reactor body. 제12항에 있어서, 상기 퍼지기체가 막 형성에 필요한 원소를 포함하는 것으로, 상기 반응기체는 막 형성에 필요한 다른 원소를 포함하는 것으로 각각 선택되며;13. The method of claim 12, wherein the purge gas is selected to include elements necessary for film formation, and the reactive gas is each selected to include other elements necessary for film formation; 상기 퍼지기체와 반응기체는 실질적으로 반응하지 않으며;The purge gas and the reactor gas do not substantially react; 상기 플라즈마가 퍼지기체의 공급주기 동안 동기되어 발생되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.And the plasma is generated in synchronization during the supply period of the purge gas. 기판이 수평 안착되어지는 기판 지지대와; 독립된 반응실이 제공되도록 상기 기판 지지대와 연결되어 설치되되 상부에 개구부를 가지는 반응실벽과; 상기 개구부에 틈이 생기도록 상기 개구부보다 작은 직경을 가지고 상기 개구부로 내삽되어 설치되는 기체 유입관과; 상기 기체 유입관의 끝단에 연결되고 상기 반응실벽으로부터 소정 거리가 이격되어 상기 반응실벽의 내부에 설치되되, 상부는 상기 기체 유입관과 연결되며 저면은 개방되고 세라믹으로 이루어진 기체 분산판 보호벽과, 상기 기체 유입관을 통하여 유입되는 기체가 상기 기판 지지대 상에 균일하게 분사되도록 상기 기판 지지대의 대향면에 복수개의 분사홀을 가지는 금속으로 이루어진 기체 분산판으로 구성되는 샤워헤드와; 상기 반응실벽 및 상기 기체 분산판 보호벽을 관통하여 설치되는 접속단자와; 상기 기체 분산판과 상기 접속단자를 연결하면서 상기 기체 분산판 보호벽의 내측벽에 부착되어 설치되는 금속으로 된 블록과;상기 기판 지지대에 설치되는 플라즈마 전극을 구비한 매엽식 화학 기상 증착 장치를 이용하여 박막을 형성하는 방법에 있어서,A substrate support on which the substrate is horizontally seated; A reaction chamber wall installed in connection with the substrate support to provide an independent reaction chamber, and having an opening at an upper portion thereof; A gas inlet tube having a diameter smaller than the opening and inserted into the opening so that a gap is formed in the opening; A gas dispersion plate protective wall connected to an end of the gas inlet pipe and spaced apart from the reaction chamber wall by a predetermined distance, the upper part of which is connected to the gas inlet pipe, and the bottom of which is open and made of ceramic; A shower head comprising a gas distribution plate made of a metal having a plurality of injection holes on the opposite surface of the substrate support such that the gas introduced through the gas inlet pipe is uniformly sprayed on the substrate support; A connection terminal provided through the reaction chamber wall and the gas dispersion plate protection wall; A block made of metal attached to an inner wall of the gas dispersion plate protective wall while connecting the gas dispersion plate and the connection terminal; and using a single-sheet chemical vapor deposition apparatus having a plasma electrode installed on the substrate support. In the method of forming a thin film, 상기 기판 지지대에 기판을 위치시키는 단계와;Positioning a substrate on the substrate support; 열분해하면 막을 형성하지만 공정 온도에서는 열분해하지 않는 증착기체와, 상기 증착기체를 반응실에서 배출하기 위한 퍼지기체를 포함하는 공정기체들을 마련하되, 상기 퍼지기체가, 박막 형성에 필요한 성분을 함유하는 한편, 활성화되지 않은 상태에서는 상기 증착기체와는 실질적으로 반응하지 않는 것으로 선택되도록 마련하는 단계와;Pyrolysis provides a deposition gas that forms a film but does not thermally decompose at a process temperature, and a process gas including a purge gas for discharging the deposition gas from the reaction chamber, wherein the purge gas contains components necessary for forming a thin film, Preparing to be selected not to substantially react with the deposition gas when not in an activated state; 상기 증착기체 및 퍼지기체의 시분할 조합을 주기적으로 반복하여 상기 유입구를 통해 상기 반응실에 공급하되, 상기 퍼지기체의 공급 주기 동안의 적어도 일부에 플라즈마가 동기되어 발생함으로써 상기 퍼지기체를 상기 증착기체와 반응시키는 단계를 포함하는 박막 형성 방법.The time-divided combination of the deposition gas and the purge gas is periodically supplied to the reaction chamber through the inlet port, and the purge gas is generated by synchronizing with the plasma at least in part during the supply period of the purge gas. A thin film forming method comprising the step of reacting.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003009352A1 (en) * 2001-07-19 2003-01-30 Ips Ltd. Reactor for thin film deposition and method for depositing thin film on wafer using the reactor
KR100474072B1 (en) * 2002-09-17 2005-03-10 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming noble metal films
KR100640550B1 (en) * 2005-01-26 2006-10-31 주식회사 아이피에스 a method for depositing thin film using ALD
KR20130025133A (en) * 2011-09-01 2013-03-11 세메스 주식회사 Apparatus for treating substrate

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100876138B1 (en) * 2007-02-01 2008-12-26 포항공과대학교 산학협력단 Probe station

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0590939U (en) * 1991-02-25 1993-12-10 沖電気工業株式会社 Plasma CVD equipment
JP3301152B2 (en) * 1993-04-01 2002-07-15 日新電機株式会社 Plasma processing equipment
JPH11288928A (en) * 1998-02-06 1999-10-19 Hitachi Cable Ltd Method for forming si oxide film and plasma excited chemical vapor-phase growth device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003009352A1 (en) * 2001-07-19 2003-01-30 Ips Ltd. Reactor for thin film deposition and method for depositing thin film on wafer using the reactor
KR100474072B1 (en) * 2002-09-17 2005-03-10 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming noble metal films
KR100640550B1 (en) * 2005-01-26 2006-10-31 주식회사 아이피에스 a method for depositing thin film using ALD
KR20130025133A (en) * 2011-09-01 2013-03-11 세메스 주식회사 Apparatus for treating substrate

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