KR20090078981A - Unit for injecting source material and apparatus for depositing thin film having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원료 분사 유닛 및 이를 구비하는 박막 증착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판에 균일한 박막을 형성하기 위한 원료 분사 유닛 및 이를 구비하는 박막 증착 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a raw material injection unit and a thin film deposition apparatus having the same, and more particularly, to a raw material injection unit for forming a uniform thin film on the substrate and a thin film deposition apparatus having the same.
반도체 소자의 제조 공정에서 기판의 표면에 원료 가스를 공급하여 기판의 표면에 원하는 박막을 형성하는 공정을 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; 이하 'CVD'라 한다) 공정이라 한다.A process of forming a desired thin film on the surface of a substrate by supplying a raw material gas to the surface of the substrate in a semiconductor device manufacturing process is called a chemical vapor deposition (hereinafter referred to as a CVD) process.
일반적인 증착 공정은 밀폐된 챔버 내에 기판을 지지하는 기판 지지대와 기판 지지대의 상부에서 수평으로 회전 가능한 원료 분사부를 대향 배치하고, 회전되는 원료 분사부를 통해 기판 표면에 원료 가스를 분사함으로써, 기판 표면에 원하는 박막을 형성한다. 여기서, 원료 분사부는 막대(bar) 형상의 복수의 인젝터(injector)로 이루어지고, 복수의 인젝터는 동일 수평면 상에서 교차되는 방향으로 배치된다. 또한, 교차되는 방향으로 배치된 복수의 인젝터를 회전시키기 위해 인젝터의 상부 중심부에는 구동축이 연결된다. 한편, 챔버 외측에서 제공된 원료 물질은 구동축의 내부에 마련된 소정 유로를 통해 각각의 인젝터에 공급되어 기판을 향해 분사됨으로써, 기판 표면에 원하는 박막을 형성한다.A typical deposition process is to place a substrate support for supporting a substrate in an enclosed chamber and a raw material rotatable horizontally on top of the substrate support, and to inject the raw material gas to the surface of the substrate through the rotated raw material injection to form a desired surface on the substrate surface. Form a thin film. Here, the raw material injection portion is composed of a plurality of bar-shaped injectors, the plurality of injectors are arranged in the direction crossing on the same horizontal plane. In addition, the drive shaft is connected to the upper center of the injector to rotate the plurality of injectors arranged in the crossing direction. On the other hand, the raw material provided outside the chamber is supplied to each injector through a predetermined flow path provided inside the drive shaft and sprayed toward the substrate, thereby forming a desired thin film on the substrate surface.
하지만, 종래의 인젝터는 막대 형상으로 형성되어 기판 방향에 평행하게 배치되므로, 기판의 에지 영역에 대응하는 인젝터의 끝단으로 갈수록 원료 물질의 공급원에서 멀어져서 원료 물질의 전체 이동 거리가 길어진다. 따라서, 기판의 에지 영역에서는 분사 압력 및 분사 밀도가 낮아져서 박막 두께가 얇아지거나 증착 속도가 저하되는 문제점이 발생하게 된다. 또한, 증착 과정에서는 배기 압력에 의해 인젝터의 에지 영역에서 원료 물질의 분사 각도가 기판의 외측으로 다소 꺽이면서 기판의 에지 영역의 분사 밀도가 낮아지는 현상이 나타나게 되는데, 이로 인해서도 기판의 에지 영역의 박막 두께가 얇아지거나 증착 속도가 저하되는 문제점이 발생하게 된다.However, since the conventional injector is formed in a rod shape and disposed in parallel to the substrate direction, the distance from the source of the raw material toward the end of the injector corresponding to the edge region of the substrate increases, so that the total moving distance of the raw material becomes longer. Therefore, in the edge region of the substrate, the injection pressure and the injection density are lowered, resulting in a problem that the thin film thickness or the deposition rate is lowered. In addition, in the deposition process, the injection angle of the raw material in the edge region of the injector is slightly bent to the outside of the substrate due to the exhaust pressure, thereby lowering the injection density of the edge region of the substrate. The problem is that the thin film thickness or the deposition rate is lowered.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 인젝터를 그 중앙보다 그 양단이 기판에 근접하도록 형성하여 인젝터의 양단 부분의 분사 거리를 줄여줌으로써, 기판의 중앙 영역뿐만 아니라 기판의 에지 영역에도 균일한 박막을 형성할 수 있도록 하는 원료 분사 유닛 및 이를 구비하는 박막 증착 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by forming the injector closer to the substrate than the center thereof to reduce the injection distance of both ends of the injector, uniformity not only in the center region of the substrate but also the edge region of the substrate It is an object of the present invention to provide a raw material injection unit and a thin film deposition apparatus having the same, which can form a thin film.
또한, 본 발명은 인젝터의 양단 부분에서 기판면에 경사지게 원료 가스를 분사하여 기판의 에지 영역에서 배기 압력에 의한 분사 밀도의 저하 현상을 방지함으로써, 기판의 중앙 영역뿐만 아니라 기판의 에지 영역에도 균일한 박막을 형성할 수 있고, 기판의 에지 영역에 대한 증착 속도를 향상시킬 수 있도록 하는 원료 분사 유닛 및 이를 구비하는 박막 증착 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention by injecting the raw material gas inclined to the substrate surface at both ends of the injector to prevent the drop of the injection density due to the exhaust pressure in the edge region of the substrate, it is uniform in not only the center region of the substrate but also the edge region of the substrate Another object of the present invention is to provide a raw material injection unit and a thin film deposition apparatus including the same, which can form a thin film and improve the deposition rate with respect to the edge region of the substrate.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 원료 분사 유닛은, 원료 물질이 공급되는 공급관이 마련된 공급관부; 상기 공급관부에 연결되어 원료 물질을 공급받고, 공급받은 원료 물질을 기판에 분사하는 제 1 인젝터부; 및 상기 공급관부가 내삽되고, 상기 제 1 인젝터부의 중앙이 결합되는 구동축; 을 포함하고, 상기 제 1 인젝터부는 상기 구동축의 측방으로 연장되는 양단이 상기 구동축에 결합되는 중앙보다 상기 기판에 근접하게 위치된다.Raw material injection unit according to an aspect of the present invention for achieving the above object, the supply pipe unit is provided with a supply pipe for supplying the raw material; A first injector part connected to the supply pipe part to receive a raw material material and spray the supplied raw material material onto a substrate; And a drive shaft to which the supply pipe part is interpolated and the center of the first injector part is coupled. Wherein the first injector portion is positioned closer to the substrate than the center of which both ends extending laterally of the drive shaft are coupled to the drive shaft.
상기 제 1 인젝터부의 양단은 전체 길이의 10 내지 20%의 길이만큼, 중앙에 서 상기 기판의 이격 거리의 1 내지 50%의 거리만큼 상기 기판에 근접하게 위치되는 것이 바람직하다.Both ends of the first injector are preferably positioned close to the substrate by a length of 10 to 20% of the total length and a distance of 1 to 50% of the separation distance of the substrate at the center.
상기 제 1 인젝터부는 중앙에서 양단으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, the first injector is formed to be inclined at both ends from the center.
상기 제 1 인젝터부는 양단 부분이 내측에서 외측으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.Both ends of the first injector are preferably formed to be inclined from the inside to the outside.
상기 제 1 인젝터부는 기판면에 대해 25 내지 35°각도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, the first injector is formed to be inclined at an angle of 25 to 35 ° with respect to the substrate surface.
상기 제 1 인젝터부는 양단 부분이 절곡되는 것이 바람직하다.Both ends of the first injector are preferably bent.
상기 제 1 인젝터부는 양단 부분이 수직으로 절곡되는 것이 바람직하다.Both ends of the first injector are preferably bent vertically.
상기 제 1 인젝터부는 양단 부분에 외측에서 내측으로 경사지게 형성된 분사공이 마련되는 것이 바람직하다.Preferably, the first injector is provided with injection holes formed at both ends thereof to be inclined from the outside to the inside.
상기 분사공은 기판면에 대해 25 내지 35°각도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.The injection hole is preferably formed to be inclined at an angle of 25 to 35 ° with respect to the substrate surface.
상기 제 1 인젝터부는 절곡된 양측 단부에 결합되는 보조 인젝터부를 포함하는 것이 바람직하다.The first injector unit preferably includes an auxiliary injector unit coupled to both bent ends.
상기 보조 인젝터부는 상기 제 1 인젝터부와 연통되어 원료 물질을 공급받는 것이 바람직하다.Preferably, the auxiliary injector part is in communication with the first injector part to receive a raw material.
상기의 본 발명은, 상기 구동축에서 상기 기판의 중심 방향으로 돌출되는 제 2 인젝터부를 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the present invention further includes a second injector portion protruding from the drive shaft in the direction of the center of the substrate.
상기 제 2 인젝터부보다 상기 1 인젝터부의 양단이 상기 기판에 근접하게 위치되는 것이 바람직하다.It is preferable that both ends of the first injector are located closer to the substrate than the second injector.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 박막 증착 장치는, 증착 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내에 마련되어 기판이 안착되는 기판 지지대; 및 상기 기판 지지대에 대향하여 마련되는 원료 분사 유닛; 을 포함하고, 상기 원료 분사 유닛은, 원료 물질이 공급되는 공급관이 마련된 공급관부; 상기 공급관부에 연결되어 원료 물질을 공급받고, 공급받은 원료 물질을 상기 기판에 분사하는 제 1 인젝터부; 및 상기 공급관부가 내삽되고, 상기 제 1 인젝터부의 중앙이 결합되는 구동축; 을 포함하고, 상기 제 1 인젝터부는 상기 구동축의 측방으로 연장되는 양단이 상기 구동축에 결합되는 중앙보다 상기 기판에 근접하게 위치되는 것이 바람직하다.A thin film deposition apparatus according to another aspect of the present invention for achieving the above object, the chamber for providing a deposition space; A substrate support provided in the chamber on which a substrate is mounted; And a raw material injection unit provided to face the substrate support. It includes, The raw material injection unit, Supply pipe portion provided with a supply pipe for supplying the raw material; A first injector part connected to the supply pipe part to receive a raw material material and spray the supplied raw material material onto the substrate; And a drive shaft to which the supply pipe part is interpolated and the center of the first injector part is coupled. It includes, wherein the first injector portion is preferably positioned closer to the substrate than both ends extending laterally of the drive shaft coupled to the center coupled to the drive shaft.
상기 제 1 인젝터부의 양단은 전체 길이의 10 내지 20%의 길이만큼, 중앙에서 상기 기판의 이격 거리의 1 내지 50%의 거리만큼 상기 기판에 근접하게 위치되는 것이 바람직하다.Both ends of the first injector are preferably positioned close to the substrate by a length of 10 to 20% of the total length and a distance of 1 to 50% of the separation distance of the substrate at the center.
상기 제 1 인젝터부는 중앙에서 양단으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, the first injector is formed to be inclined at both ends from the center.
상기 제 1 인젝터부는 양단 부분이 내측에서 외측으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.Both ends of the first injector are preferably formed to be inclined from the inside to the outside.
상기 제 1 인젝터부는 기판면에 대해 25 내지 35°각도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, the first injector is formed to be inclined at an angle of 25 to 35 ° with respect to the substrate surface.
상기 제 1 인젝터부는 양단 부분이 절곡되는 것이 바람직하다.Both ends of the first injector are preferably bent.
상기 제 1 인젝터부는 양단 부분에 외측에서 내측으로 경사지게 형성된 분사공이 마련되는 것이 바람직하다.Preferably, the first injector is provided with injection holes formed at both ends thereof to be inclined from the outside to the inside.
상기 분사공은 기판면에 대해 25 내지 35°각도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.The injection hole is preferably formed to be inclined at an angle of 25 to 35 ° with respect to the substrate surface.
상기 제 1 인젝터부는 절곡된 양측 단부에 결합되는 보조 인젝터부를 포함하는 것이 바람직하다.The first injector unit preferably includes an auxiliary injector unit coupled to both bent ends.
상기의 본 발명은, 상기 구동축에서 상기 기판의 중심 방향으로 돌출되는 제 2 인젝터부를 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the present invention further includes a second injector portion protruding from the drive shaft in the direction of the center of the substrate.
본 발명은 인젝터의 적어도 양단 부분이 경사지게 형성되거나 절곡되게 형성되어 인젝터의 양단이 중앙보다 기판면에 근접하도록 형성됨으로써, 인젝터의 양단 부분의 분사 거리가 줄어든다. 따라서, 기판의 전체 영역에 균일한 분사 밀도를 제공할 수 있으므로, 기판의 중앙 영역뿐만 아니라 기판의 에지 영역에도 균일한 박막을 형성할 수 있다.According to the present invention, at least both ends of the injector are formed to be inclined or bent so that both ends of the injector are closer to the substrate surface than the center, thereby reducing the injection distance of both ends of the injector. Therefore, since the uniform injection density can be provided in the whole area | region of a board | substrate, a uniform thin film can be formed not only in the center area | region of a board | substrate but also in the edge area | region of a board | substrate.
또한, 본 발명은 인젝터의 양단 부분에서 기판면에 경사지게 원료 가스를 분사하여 줌으로써, 기판의 에지 영역에서 배기 압력에 의해 분사 밀도가 저하되는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 기판의 중앙 영역뿐만 아니라 기판의 에지 영역에도 균일한 박막을 형성할 수 있고, 기판의 에지 영역에 대한 증착 속도를 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can prevent the phenomenon that the injection density is lowered by the exhaust pressure in the edge region of the substrate by injecting the raw material gas inclined to the substrate surface at both ends of the injector. Therefore, a uniform thin film can be formed not only in the center region of the substrate but also in the edge region of the substrate, and the deposition rate of the edge region of the substrate can be improved.
또한, 본 발명은 기판 전체에 걸쳐 박막 두께를 균일하게 형성할 수 있으므로 고품질의 박막 제조가 가능하고, 증착 속도를 향상시킬 수 있으므로 공정 시간을 단축하여 제조 단가를 절감할 수 있다.In addition, the present invention can uniformly form the thickness of the thin film over the entire substrate is possible to manufacture a high quality thin film, it is possible to improve the deposition rate can reduce the manufacturing time by reducing the process time.
이후, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment according to the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Like reference numerals in the drawings refer to like elements.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 원료 분사 유닛을 구비하는 박막 증착 장치의 모식도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 원료 분사 유닛의 사시도이다. 1 is a schematic diagram of a thin film deposition apparatus including a raw material injection unit according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view of a raw material injection unit according to a first embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 박막 증착 장치는, 증착 공간을 제공하는 챔버(100)와, 상기 챔버(100) 내에 마련되어 기판(G)이 안착되는 기판 지지대(300) 및 상기 기판 지지대(300)에 대향하여 마련되는 원료 분사 유닛(200)을 포함한다. 여기서, 기판(G)이란 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판 등을 의미한다.1 and 2, the thin film deposition apparatus includes a
챔버(100)는 원통 형상 또는 사각 박스 형상으로 형성되며, 내부에는 기판(S)을 처리할 수 있도록 소정의 반응 공간이 마련된다. 상기에서는 챔버(100)를 원통형 또는 사각 박스 형상으로 형성하였으나, 이에 한정되지 않으며 기판(S)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 챔버(100)의 일측벽에는 기판(S)이 인입 및 인출되는 게이트(110)가 형성되며, 이러한 게이트(110)는 챔버(100)의 타측벽에도 형성될 수 있다. 또한, 챔버(100)의 하면에는 챔버(100)의 내부를 배기하기 배기부(120)가 마련되며, 이러한 배기부(120)에는 진공 펌프와 같은 배기 수단이 연결된다. 상기에서는 챔버(100)를 일체형으로 설명하였지만, 챔버(100)를 상부가 개방된 하부 챔버와, 하부 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드(lid)로 분리하여 구성할 수도 있다. 이를 통해, 챔버(100) 내부에 마련된 증착 공간의 세정 및 부품 교환과 같은 유지 보수를 용이하게 수행할 수 있다.The
기판 지지대(300)는 챔버(100) 내로 인입된 기판(G)을 안착시켜 기판(G)을 증착 위치로 이동시키는 역할을 하며, 기판(G)이 안착되는 지지대(310)와, 상기 지지대(310)의 하부에 연결된 구동 부재(330)를 포함한다. 지지대(310)는 통상 기판(G)의 형상에 대응하는 형상으로 형성되고, 그 위에는 하나의 기판(G)이 안착될 수 있고, 또는 다수개의 기판(G)이 동시에 안착될 수도 있다. 또한, 상기 지지대(310)의 내부에는 기판(G)이 공정 수행에 적절한 온도를 유지할 수 있도록 온도를 제어하는 수단이 마련될 수 있다. 여기서, 온도를 제어하는 수단은 가열 수단일 수도 있고, 냉각 수단일 수도 있다. 한편, 구동 부재(320)은 상기 지지대(300)를 승강 및 회전 구동시켜주도록 구성되지만, 승강 또는 회전을 따로 구동시키기 위해 복수의 구동 부재로 분리될 수도 있다.The
원료 분사 유닛(200)은 챔버(100) 외부의 원료 공급부(260)에서 공급되는 원 료 물질을 기판(G)에 분사하는 수단으로서, 본 실시예에서는 기판(G) 상에 박막을 형성하기 위해, 외부로부터 공급받은 원료 물질을 회전하면서 분사하는 인젝터 방식을 적용하였다. 이러한 원료 분사 유닛(200)은 원료 물질이 공급되는 공급관(210)이 마련된 공급관부(211)와, 상기 공급관부(211)에 연결되어 원료 물질을 공급받고, 공급받은 원료 물질을 분사하는 제 1, 제 2 인젝터부(220,230)와, 상기 공급관부(210)가 내삽되고, 상기 제 1, 제 2 인젝터부(220,230)가 결합되는 구동축(240)을 포함한다.The raw material injection unit 200 is a means for injecting the raw material material supplied from the raw
상기 공급관부(210)의 내부에는 적어도 하나의 공급관(211)이 마련된다. 상기 공급관(211)의 일측은 챔버(100)의 외부에 마련되는 원료 공급부(260)에 연결되어 원료 물질을 공급받는다. 상기 원료 공급부(260)는 원료 물질이 저장되는 저장 용기(미도시)와 저장 용기에 저장된 원료 물질을 구동축(240)의 공급관(211)을 통해 제 1, 제 2 인젝터부(220,230)에 공급하는 이송 수단(미도시)을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 이송 수단은 제 1, 제 2 인젝터부(220,230)와 저장 용기 사이에 압력차를 발생시켜 원료 물질을 공급할 수 있고, 상기 저장 용기에 이송 가스에 불어넣어 원료 물질을 공급할 수도 있다. 또한, 상기 공급관(211)은 챔버(100)의 외부에 마련되는 비활성 가스 공급부(미도시)에 연결되어 비활성 가스를 공급받을 수도 있다. 상기 비활성 가스는 박막 공정이 끝나면 원료 물질의 확산 공간에 잔류하는 원료 물질을 배출시키기 위해 공급된다. 한편, 상기 공급관부(210)는 챔버(100)의 상부를 관통되어 설치되고, 일측 단부가 상기 인젝터부(220)가 연결되어 상기 인젝터부(220)에 형성되는 확산 유로(221)와 공급관부(210)에 마련되 는 공급관(211)이 상호 연통된다.At least one
상기 구동축(240)은 제 1, 제 2 인젝터부(220,230)가 결합되는 제 1 원통부(241) 및 챔버(100)의 상면을 관통하는 제 2 원통부(242)를 포함하며, 제 1, 제 2 원통부(241,242)의 내부에는 공급관부(210)가 내삽된다. 이때, 상기 공급관부(210)는 고정된 상태에서 구동축(240)을 회전시켜서 제 1, 제 2 인젝터부(220,230)를 회전시키기 위하여 구동축(240)과 공급관부(210) 사이의 연결 부위에는 실링부(260) 즉, 원통 형상의 마그네틱 시일(magnetic seal)이 마련된다. 또한, 상기 구동축(240)에는 상기 인젝터부(220)를 승강 또는 회전시키기 위한 구동 부재(미도시)가 연결될 수 있다. 상기 인젝터부(220)를 승강 및 회전시키기 위한 구동 부재는 하나의 구동 부재가 상기 인젝터부(220)를 승강 및 회전시키도록 되어 있지만, 승강 또는 회전을 따로 구동시키기 위해 복수로 분리될 수 있음은 물론이다.The
상기 제 1, 제 2 인젝터부(220,230)는 내부에 확산 유로(221,231)가 형성되고, 하면에는 다수의 분사공(222,232)이 형성되며, 상기 분사공(222,232)은 상기 확산 유로(221,231)와 상호 연통된다. 따라서, 상기 확산 유로(221,231)에 공급되는 원료 물질은 분사공(222)을 통해 분사되어 기판(G) 상에 증착된다. 이때, 상기 제 1 인젝터부(220)는 사각 튜브(tube) 형상으로 형성되고, 구동축(240)의 측방으로 연장되어 기판(G)의 전체 영역에 원료 물질을 분사한다. 반면, 상기 제 2 인젝터부(230)는 원형 튜브 형상으로 형성되고, 구동축(240)의 하방으로 돌출되어 기판(G)의 중앙 영역에 원료 물질을 분사한다. 이러한 제 2 인젝터부(230)는 제 1 인 젝터부(220)가 기판(G)의 중앙 영역에 대응하는 영역에서 구동축(240)에 결합됨에 따라 제 1 인젝터부(220)를 통해서는 기판(G)의 중앙 영역에 원료 물질을 분사하기 곤란한 문제를 해결한다. 한편, 상기 제 1, 제 2 인젝터부(220,230)는 사각 튜브 또는 원형 튜브 형태에 한정되지 않고, 내부에 확산 유로(221,231)가 형성될 수 있는 소정 공간을 제공하며, 어느 일측으로 분사공(222,232)이 형성된다면 어떠한 형상이라도 무방하다.The first and
특히, 본 실시예에 따른 제 1 인젝터부(220)는 구동축(240)의 측방으로 연장되는 양단이 구동축에 결합되는 중앙보다 아래에 위치되도록 형성된다. 이때, 제 1 인젝터부(220)에서 분사된 원료 물질이 충분히 확산될 수 있도록 제 1 인젝터부(220)와 기판(G) 사이에는 소정 거리가 확보되어야 하므로, 상기 제 1 인젝터부(220)의 양단은 전체 길이의 10 내지 20%의 길이만큼, 상기 제 1 인젝터부(220)의 중앙에서 상기 기판(G)의 이격 거리의 1 내지 50%의 거리만큼 하부에 위치되는 것이 바람직하다. 물론, 제 1 인젝터부(220)의 양단은 구동축(240)의 하방으로 돌출되는 제 2 인젝터부(230)의 하단보다도 아래에 위치되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 본 실시예의 제 1 인젝터부(220)는 중앙에서 양단으로 하향 경사지게 형성되며, 기판면에 대해 대략 25 내지 35°각도로 경사지게 형성된다. 이처럼, 제 1 인젝터부(220)가 중앙에서 양단으로 하향 경사지게 형성됨에 따라 제 1 인젝터부(220)의 중앙에서 양단으로 갈수록 원료 물질의 분사 거리가 줄어들어, 제 1 인젝터부(220)의 중앙에서 양단으로 갈수록 늘어나는 원료 물질의 이동 거리가 상쇄된다. 따라서, 원료 공급부(260)에서 공급된 원료 물질이 기판(G)에 도달하기까지 전체 거리는 제 1 인젝터부(220)의 모든 영역에서 거의 같거나 또는 영역별 편차가 줄어든다. 그 결과, 기판(G)의 전체 영역에 균일한 박막을 형성할 수 있으며, 기판(G)의 에지 영역에 대한 증착 속도를 높일 수 있다. 또한, 제 1 인젝터부(220)가 중앙에서 양단으로 하향 경사지게 형성됨에 따라 제 1 인젝터부(220)에서 분사되는 원료 물질은 기판(G)의 중앙을 향해 경사지게 분사된다. 따라서, 증착 과정에서 기판(G)의 외측에 주로 발생하는 배기 압력에 의해 기판(G)의 에지 영역에서 원료 물질의 분사 밀도가 저하되는 현상을 어느 정도 극복할 수 있으므로, 기판(G)의 중앙 영역뿐만 아니라 기판(G)의 에지 영역에도 균일한 박막을 형성할 수 있다.In particular, the
이와 같이 구성된 원료 공급 유닛의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the raw material supply unit configured as described above are as follows.
먼저, 챔버(100) 내의 기판 지지대(300)에 하나 또는 다수개의 기판(G)이 안착되면, 원료 공급부(260)로부터 원료 물질이 공급된다. 상기 원료 물질은 구동축(240)의 공급관(211)을 통해 제 1, 제 2 인젝터부(220,230)의 내부로 공급된다. 이어, 제 1, 제 2 인젝터부(220,230)의 내부로 공급된 원료 물질은 분사공(222,232)을 통해 기판(G)의 전체 영역에 분사된다. 이때, 기판(G)의 전체 영역에는 제 1 인젝터부(220)를 통해 원료 물질이 분사되고, 기판(G)의 중앙 영역에는 제 2 인젝터부(230)를 통해 원료 물질이 분사된다. 이에 따라, 기판(G) 상에는 소정 두께의 박막이 형성된다. 상기 과정에서, 원료 물질이 분사되는 동안에는 제 1, 제 2 인젝터부(220,230)가 구동축(240)에 의해 수평으로 회전되면서 기판(G)의 전체 영역에 원료 물질이 균일하게 분사되도록 해준다. 또한, 전술한 바와 같이, 제 1 인젝터부(220)는 양단이 중앙보다 아래에 위치되고 경사지게 형성되므로, 원료 공급부(260)에서 제공되어 기판(G)에 도달하기까지 원료 물질이 이동하는 전체 거리는 기판(G)의 모든 영역에서 거의 같아지고, 상기 원료 물질은 기판(G)의 중앙 영역을 향해 경사지게 분사된다. 따라서, 기판의 전체 영역에 균일한 박막을 형성할 수 있다. 또한, 기판(G)의 외측에서 발생하는 배기 압력의 영향이 줄어들어 기판(G)의 중앙 영역뿐만 아니라 기판(G)의 에지 영역에도 균일한 박막을 형성할 수 있다.First, when one or a plurality of substrates G are seated on the
이상, 본 실시예에 따른 원료 분사 유닛은 제 1 인젝터부(220)가 단수로 마련되고, 제 1 인젝터부(220)의 중앙이 구동축(240)에 결합되는 경우를 예시하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 제 1 인젝터부(220)는 복수로 구성될 수도 있고, 제 1 인젝터부(220)는 구동축(240)을 중심으로 양측이 분리될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 인젝터부(220)와 동일한 수평면 또는 일정 거리 이격된 수평면에는 또 다른 제 1 인젝터부가 배치될 수 있고, 또는 제 1 인젝터부(220)의 양측이 분리되어 각각의 일단이 구동축(240)에 결합될 수도 있다.As described above, in the raw material injection unit according to the present embodiment, the
한편, 본 발명에 따른 원료 분사 유닛은 전술한 구성에 한정되지 않고, 다양한 실시예가 가능하며, 하기에서는 이를 설명한다. 이때, 전술한 실시예와 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 설명한다.On the other hand, the raw material injection unit according to the present invention is not limited to the above-described configuration, various embodiments are possible, which will be described below. In this case, a description overlapping with the above-described embodiment will be omitted or briefly described.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 원료 분사 유닛의 일부 단면도이다.3 is a partial cross-sectional view of the raw material injection unit according to the second embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 상기 원료 분사 유닛은 제 1 인젝터부(220)의 중앙이 구동축(240)에 결합되고, 제 1 인젝터부(220)는 구동축(240)을 중심으로 양측으로 연장 된다. 이때, 제 1 인젝터부(220)는 중앙 부분에서 기판면에 대해 대략 평행하게 연장되다가 양단 부분(220a)에서 기판면에 대해 소정 각도로 하향 절곡되어 내측에서 외측으로 하향 경사지게 형성되며, 기판면에 대해 대략 25 내지 35°각도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 상대적으로 원료 물질의 분사 밀도가 낮은 기판(G)의 에지 영역에 대해서만 선택적으로 원료 물질의 분사 밀도를 높여줄 수 있다.3, in the raw material injection unit, the center of the
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 원료 분사 유닛의 일부 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 원료 분사 유닛의 일부 단면도이다.4 is a partial cross-sectional view of the raw material injection unit according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the raw material injection unit according to the fourth embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 원료 분사 유닛은 제 1 인젝터부(220)의 중앙이 구동축(240)에 결합되고, 제 1 인젝터부(220)는 구동축(240)을 중심으로 양측으로 연장된다. 이때, 제 1 인젝터부(220)는 중앙 부분에서 기판면에 대해 대략 평행하게 연장되다가 양단 부분(220b)에서 기판면에 대해 수직하게 하향 절곡된다. 따라서, 제 1 인젝터부(220)의 양단 부분(220a)에서는 기판(G)의 측면에서 중심 방향으로 기판면에 평행하게 원료 물질이 분사됨으로써, 기판(G)의 외측에서 발생하는 배기 압력의 영향이 더욱 줄어들기 때문에 전술한 제 2 실시예에 따른 원료 분사 유닛보다 기판(G)의 에지 영역에 대한 증착 속도를 더욱 높여줄 수 있다. 물론, 도 5와 같이, 제 1 인젝터부(220)의 절곡된 양단 부분(220c)에 외측에서 내측으로 기판면에 대해 대략 25 내지 35°각도로 하향 경사지게 분사공(222)을 형성함으로써, 전술한 제 2 실시예에 따른 원료 분사 유닛과 같은 효과를 달성할 수도 있다.Referring to FIG. 4, in the raw material injection unit, the center of the
도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 원료 분사 유닛의 일부 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 원료 분사 유닛의 일부 단면도이다.6 is a partial cross-sectional view of the raw material injection unit according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the raw material injection unit according to the sixth embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 상기 원료 분사 유닛은 제 1 인젝터부(220)의 중앙이 구동축(240)에 결합되고, 제 1 인젝터부(220)는 구동축(240)을 중심으로 양측으로 연장된다. 이때, 제 1 인젝터부(220)는 중앙 부분에서 기판면에 대해 대략 평행하게 연장되다가 양단 부분(220d)에서 기판면에 대해 수직하게 하향 절곡되고, 절곡된 양측 단부(220d)에 결합된 보조 인젝터부(271)를 포함한다. 상기 보조 인젝터부(271)는 내측에서 외측으로 하향 경사지게 형성되고, 기판면에 대해 대략 25 내지 35°각도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 전술한, 제1 인젝터부(220)와 마찬가지로, 상기 보조 인젝터부(271)는 그 내부에 확산 유로가 형성될 수 있는 소정 공간을 제공하며, 어느 일측으로 분사공이 형성된다. 이러한 보조 인젝터부(271)는 그 중앙이 제 1 인젝터부(220)의 절곡된 양측 단부(220d)에 결합되어 상기 제 1 인젝터부(220)를 통해 원료 분말을 공급받고, 공급받은 원료 분말을 기판(G)의 에지 영역에 분사하며, 기판면에 대해 대략 25 내지 35°각도로 경사지게 분사한다. 물론, 도 7과 같이, 보조 인젝터부(272)는 그 중앙이 아닌 그 일단이 제 1 인젝터부(220)의 절곡된 양측 단부(220d)에 결합될 수도 있다.Referring to FIG. 6, in the raw material injection unit, the center of the
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있 음을 알 수 있을 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to the above-mentioned Example and an accompanying drawing, this invention is not limited to this, It is limited by the following claims. Therefore, one of ordinary skill in the art will appreciate that the present invention can be variously modified and modified without departing from the technical spirit of the following claims.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 원료 분사 유닛을 구비하는 박막 증착 장치의 모식도.1 is a schematic diagram of a thin film deposition apparatus having a raw material injection unit according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 원료 분사 유닛의 사시도. 2 is a perspective view of a raw material injection unit according to the first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 원료 분사 유닛의 일부 단면도.3 is a partial cross-sectional view of a raw material injection unit according to a second embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 원료 분사 유닛의 일부 단면도. 4 is a partial sectional view of a raw material injection unit according to a third embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 원료 분사 유닛의 일부 단면도.5 is a partial sectional view of a raw material injection unit according to a fourth embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 원료 분사 유닛의 일부 단면도, 6 is a partial cross-sectional view of a raw material injection unit according to a fifth embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 원료 분사 유닛의 일부 단면도.7 is a partial sectional view of a raw material injection unit according to a sixth embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 케이스 110: 상부 커버100: case 110: top cover
100: 챔버 200: 원료 분사 유닛100: chamber 200: raw material injection unit
210: 공급관부 220: 제 1 인젝터부210: supply pipe portion 220: first injector portion
230: 제 2 인젝터부 240: 구동축230: second injector portion 240: drive shaft
260: 원료 공급부 300: 기판 지지대260: raw material supply unit 300: substrate support
G: 기판G: Substrate
Claims (23)
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KR101522896B1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-05-27 | 세메스 주식회사 | Apparatus and Method for treating substrate |
KR20180002522A (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-08 | (주)아이씨디 | Linear Nozzle for High-Density Thin Film Deposition |
KR20190023228A (en) * | 2017-08-28 | 2019-03-08 | 주식회사 선익시스템 | Linear evaporation source, apparatus having the same and method using the same |
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