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KR101027954B1 - Showerhead and atomic layer deposition apparatus - Google Patents

Showerhead and atomic layer deposition apparatus Download PDF

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KR101027954B1
KR101027954B1 KR1020080131229A KR20080131229A KR101027954B1 KR 101027954 B1 KR101027954 B1 KR 101027954B1 KR 1020080131229 A KR1020080131229 A KR 1020080131229A KR 20080131229 A KR20080131229 A KR 20080131229A KR 101027954 B1 KR101027954 B1 KR 101027954B1
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신인철
최희영
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

샤워헤드 내부에 소스가스를 단속적으로 분사하는 다이어프램 밸브부가 구비되는 원자층 증착장치 및 샤워헤드가 개시된다. 소스가스를 단속적으로 분사할 수 있는 다이어프램 밸브부를 구비하는 원자층 증착장치용 샤워헤드는, 제1 소스가스가 분사되는 복수개의 제1 분사포트가 형성된 제1 플레이트, 상기 제1 분사포트가 수용되는 제2 분사포트가 형성되며 상기 제1 분사포트와 상기 제2 분사포트 사이로 제2 소스가스가 분사되는 제2 플레이트, 상기 제2 분사포트 상부에 구비되어 상기 제2 분사포트를 선택적으로 개폐하는 밸브부 및 상기 밸브부에 전기적 신호를 인가하여 상기 밸브부를 개폐하는 개폐부를 포함하여 이루어진다. 따라서, 샤워헤드에서 분사포트 상부에 다이어프램 밸브가 구비됨으로써 소스가스를 단속적으로 분사할 수 있으며, 다이어프램 형태의 밸브를 구비함으로써 소스가스의 분사를 정확하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 응답성을 향상시킬 수 있다.

Figure R1020080131229

증착, ALD, 태양전지, 다이어프램 밸브

Disclosed are an atomic layer deposition apparatus and a shower head including a diaphragm valve unit intermittently injecting a source gas into a shower head. The showerhead for an atomic layer deposition apparatus including a diaphragm valve unit capable of intermittently injecting source gas may include a first plate having a plurality of first injection ports through which a first source gas is injected, and the first injection port being accommodated. A second plate having a second injection port formed therein, the second plate for injecting a second source gas between the first injection port and the second injection port, and a valve provided at an upper portion of the second injection port to selectively open and close the second injection port; And an opening and closing part for opening and closing the valve part by applying an electrical signal to the valve part. Therefore, the diaphragm valve is provided at the upper portion of the injection port in the shower head to intermittently inject the source gas, and the diaphragm valve can be used to accurately control the injection of the source gas and to improve the response. .

Figure R1020080131229

Deposition, ALD, Solar Cells, Diaphragm Valves

Description

샤워헤드 및 이를 구비하는 원자층 증착장치{SHOWERHEAD AND ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS}Shower head and atomic layer deposition apparatus having the same {SHOWERHEAD AND ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS}

본 발명은 원자층 증착장치에 관한 것으로서, 박막의 증착을 위한 소스가스를 단속적으로 분사하는 다이어프램 밸브를 구비한 샤워헤드를 포함하는 원자층 증착장치를 제공하는 것이다.The present invention relates to an atomic layer deposition apparatus, and to provide an atomic layer deposition apparatus including a shower head having a diaphragm valve for intermittently injecting a source gas for deposition of a thin film.

일반적으로, 반도체 기판이나 글래스 등의 기판 상에 소정 두께의 박막을 증착하기 위해서는 스퍼터링(sputtering)과 같이 물리적인 충돌을 이용하는 물리 기상 증착법(physical vapor deposition, PVD)과, 화학 반응을 이용하는 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD) 등을 이용한 박막 제조 방법이 사용된다.In general, in order to deposit a thin film having a predetermined thickness on a substrate such as a semiconductor substrate or glass, physical vapor deposition (PVD) using physical collision such as sputtering and chemical vapor deposition using chemical reaction thin film manufacturing method using (chemical vapor deposition, CVD) or the like is used.

여기서, 화학 기상 증착법으로는 상압 화학 기상 증착법(atmospheric pressure CVD, APCVD), 저압 화학 기상 증착법(low pressure CVD, LPCVD), 플라즈마 유기 화학 기상 증착법(plasma enhanced CVD, PECVD)등이 있으며, 이 중에서 저온 증착이 가능하고 박막 형성 속도가 빠른 장점 때문에 플라즈마 유기 화학 기상 증착법이 많이 사용되고 있다.The chemical vapor deposition method may include atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), plasma organic chemical vapor deposition (plasma enhanced CVD, PECVD), and the like. Plasma organic chemical vapor deposition has been widely used due to the advantages of being able to deposit and fast forming thin films.

그러나 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 급격하게 미세해짐으로써 미세 패턴의 박막이 요구되었고 박막이 형성되는 영역의 단차 또한 매우 커지게 되었다. 이에 원자층 두께의 미세 패턴을 매우 균일하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 단원자층 증착 방법(atomic layer deposition, ALD)의 사용이 증대되고 있다.However, as the design rule of the semiconductor device is drastically fine, a thin film of a fine pattern is required, and the step of the region where the thin film is formed is also very large. As a result, the use of an atomic layer deposition (ALD) method capable of forming a very fine pattern of atomic layer thickness very uniformly and having excellent step coverage is increasing.

원자층 증착 방법(ALD)은, 기체 분자들 간의 화학 반응을 이용한다는 점에 있어서 일반적인 화학 기상 증착 방법과 유사하다. 하지만, 통상의 화학 기상 증착(CVD) 방법이 다수의 기체 분자들을 동시에 프로세스 챔버 내로 주입하여 기판의 상방에서 발생된 반응 생성물을 기판에 증착하나 이와 달리, 원자층 증착 방법은 하나의 기체 물질을 프로세스 챔버 내로 주입한 후 이를 퍼지(purge)하여 가열된 기판의 상부에 물리적으로 흡착된 기체만을 잔류시키고, 이후 다른 기체 물질을 주입함으로써 기판의 상면에서만 발생되는 화학 반응 생성물을 증착시킨다는 점에서 상이하다.The atomic layer deposition method (ALD) is similar to the conventional chemical vapor deposition method in that it uses chemical reactions between gas molecules. However, conventional chemical vapor deposition (CVD) methods inject a plurality of gas molecules into the process chamber at the same time to deposit reaction products generated above the substrate onto the substrate, whereas atomic layer deposition processes a single gaseous material. It is different in that it is injected into the chamber and then purged to leave only the physically adsorbed gas on top of the heated substrate, and then inject other gaseous materials to deposit chemical reaction products that occur only on the upper surface of the substrate.

이러한 원자층 증착 방법을 통해 구현되는 박막은 스텝 커버리지 특성이 매우 우수하며 불순물 함유량이 낮은 순수한 박막을 구현하는 것이 가능한 장점을 갖고 있어 현재 널리 각광받고 있다.The thin film implemented through such an atomic layer deposition method has a very good step coverage characteristics and has the advantage that it is possible to implement a pure thin film with a low impurity content, which is widely attracting attention.

기존의 원자층 증착장치는 서셉터 또는 샤워헤드가 서로에 대해 회전 가능하게 형성되고, 서셉터 또는 샤워헤드가 회전함에 따라 기판 상으로 소스가스가 순차적으로 분사되면서 복수의 기판에 대해 동시에 원자층 증착 공정이 수행된다.Conventional atomic layer deposition apparatus is formed such that the susceptor or showerhead is rotatably formed with respect to each other, and the source gas is sequentially sprayed onto the substrate as the susceptor or showerhead is rotated, thereby simultaneously depositing atomic layers on a plurality of substrates. The process is carried out.

한편, 기존의 원자층 증착장치에서 복수 종류의 소스가스를 제공하기 위한 방법으로서 밸브 제어 방식이 있었다. 그러나 기존의 밸브 제어 방식은 복수 종류 의 소스가스마다 별도의 가스 공급라인과 밸브가 각각 구비되어야 하므로 샤워헤드 및 원자층 증착장치의 구조가 복잡해지고, 밸브의 온/오프 동작이 여러 번 반복되므로 밸브의 수명이 단축되는 문제점이 있다. 또한, 밸브의 구동을 위한 전기적 신호장치, 공압가동장치 및 밸브 온/오프장치 등의 작동순서와 시간을 일치시키기 어려운 문제가 있다.On the other hand, there is a valve control method as a method for providing a plurality of types of source gas in the conventional atomic layer deposition apparatus. However, the conventional valve control method requires a separate gas supply line and a valve for each type of source gas, which complicates the structure of the shower head and the atomic layer deposition apparatus, and the valve is repeatedly turned on and off. There is a problem that the life of the shortening. In addition, there is a problem that it is difficult to match the operation order and time of the electric signal device, pneumatic actuator and valve on / off device for driving the valve.

또한, 증착 공정에서 반복적으로 밸브가 개폐동작이 수행되기 때문에 하나의 밸브가 고장이 날 경우 전체 원자층 증착장치의 동작이 중지되는 문제가 발생한다.In addition, since the valve is repeatedly opened and closed in the deposition process, when one valve fails, the operation of the entire atomic layer deposition apparatus is stopped.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 소스가스를 펄스 형태로 분사할 수 있는 샤워헤드를 구비하는 원자층 증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an atomic layer deposition apparatus having a shower head capable of injecting a source gas in the form of a pulse to solve the above problems.

또한, 본 발명은 소스가스의 공급을 제어하는 밸브의 구조를 단순화하는 원자층 증착장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide an atomic layer deposition apparatus that simplifies the structure of the valve for controlling the supply of the source gas.

또한, 본 발명은 소스가스의 공급을 위한 구조를 단순화시키고 소스가스의 분사를 제어하기가 용이한 원자층 증착장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide an atomic layer deposition apparatus that is easy to simplify the structure for supplying the source gas and control the injection of the source gas.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 소스가스를 단속적으로 분사할 수 있는 다이어프램 밸브부를 구비하는 원자층 증착장치용 샤워헤드는, 제1 소스가스가 분사되는 복수개의 제1 분사포트가 형성된 제1 플레이트, 상기 제1 분사포트가 수용되는 제2 분사포트가 형성되며 상기 제1 분사포트와 상기 제2 분사포트 사이로 제2 소스가스가 분사되는 제2 플레이트, 상기 제2 분사포트 상부에 구비되어 상기 제2 분사포트를 선택적으로 개폐하는 밸브부 및 상기 밸브부에 전기적 신호를 인가하여 상기 밸브부를 개폐하는 개폐부를 포함하여 이루어진다.According to the embodiments of the present invention for achieving the above object of the present invention, the showerhead for an atomic layer deposition apparatus having a diaphragm valve portion capable of intermittently injecting the source gas, a plurality of first source gas is injected A first plate having two first injection ports, a second injection port having the first injection port formed therein, and a second plate in which a second source gas is injected between the first injection port and the second injection port, and And a valve unit disposed above the second injection port to selectively open and close the second injection port, and an opening and closing unit to open and close the valve unit by applying an electrical signal to the valve unit.

실시예에서, 상기 제1 플레이트 상부에 형성되어 상기 제1 분사포트로 상기 제1 소스가스를 공급하는 유로가 되는 제1 버퍼부 및 상기 제1 플레이트에 의해 상 기 제1 버퍼부와 분리 형성되며 상기 제2 분사포트로 상기 제2 소스가스를 공급하는 유로가 되는 제2 버퍼부가 형성되고, 상기 제1 분사포트는 상기 제1 플레이트 하부에서 상기 제2 버퍼부를 관통하여 상기 제2 분사포트까지 연장 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 분사포트의 외주면과 상기 제2 분사포트의 내주면 사이기 이격되도록 형성된다.In an embodiment, the first buffer part is formed on the first plate and becomes a flow path for supplying the first source gas to the first injection port, and is separated from the first buffer part by the first plate. A second buffer part is formed to be a flow path for supplying the second source gas to the second injection port, and the first injection port extends from the lower portion of the first plate to the second injection port through the second buffer part. Can be formed. In addition, the outer peripheral surface of the first injection port and the inner peripheral surface of the second injection port is formed so as to be spaced apart.

실시예에서, 상기 밸브부는, 상기 제2 분사포트 상부를 덮도록 형성되고 상기 제1 분사포트가 관통되게 형성된 다이어프램 형태의 밸브체 및 상기 제1 분사포트의 외주면에 장착되며 상기 밸브체를 상기 제1 분사포트에 고정시키는 고정부를 포함하여 이루어진다. 상기 밸브체는 압전소자로 형성된다. 또한, 상기 밸브체는 상기 복수개의 제2 분사포트에 일대일로 대응되게 구비된다. 상기 고정부는 상기 밸브체의 일부를 상기 제1 분사포트의 외주면에 밀착 고정시키는 림(rim) 형태를 가질 수 있다.In one embodiment, the valve portion is formed to cover the upper portion of the second injection port and the diaphragm-shaped valve body formed to penetrate the first injection port and the outer peripheral surface of the first injection port and the valve body to the first 1 comprises a fixing part fixed to the injection port. The valve body is formed of a piezoelectric element. In addition, the valve body is provided to correspond to the plurality of second injection ports one-to-one. The fixing part may have a rim shape for tightly fixing a part of the valve body to an outer circumferential surface of the first injection port.

실시예에서, 상기 개폐부는, 상기 제1 플레이트와 전기적으로 연결되고 전원을 인가하는 전원 및 상기 전원과 상기 제1 플레이트 사이에 구비되어 상기 제1 플레이트에 전원을 선택적으로 차단시키는 스위치를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 플레이트는 도전성 재질로 형성된다.In an embodiment, the opening and closing part may include a power source electrically connected to the first plate and applying power, and a switch provided between the power source and the first plate to selectively cut off power to the first plate. Can be. In addition, the first plate is formed of a conductive material.

한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 소스가스를 단속적으로 분사할 수 있는 다이어프램 밸브부를 구비하는 원자층 증착장치는 기판이 수용되어 증착 공정이 수행되는 프로세스 챔버, 상기 프로세스 챔버 내에 수용되어 상기 기판이 안착되는 서셉터, 상기 기판 상부에 구비되 며 상기 기판으로 제1 소스가스와 제2 소스가스를 분사하되, 상기 제1 및 제2 소스가스를 서로 독립적으로 분사하기 위한 제1 및 제2 버퍼부가 형성되는 샤워헤드 및 상기 샤워헤드 상부에 구비되어 상기 제1 버퍼부 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 샤워헤드는, 제1 소스가스가 분사되는 복수개의 제1 분사포트가 형성된 제1 플레이트, 상기 제1 소스가스와 서로 독립되게 제2 소스가스가 분사되는 복수개의 제2 분사포트가 형성된 제2 플레이트, 상기 각 제2 분사포트 상부에 구비되어 상기 제2 분사포트를 개폐하는 다이어프램 형태의 밸브체와 상기 제1 분사포트에 구비되어 상기 밸브체를 고정시키는 고정부로 이루어진 밸브부 및 상기 밸브부에 전기적 신호를 인가하여 상기 밸브부를 개폐하는 개폐부를 포함하여 이루어진다.On the other hand, according to other embodiments of the present invention for achieving the above object of the present invention, the atomic layer deposition apparatus having a diaphragm valve unit for intermittently injecting the source gas is a substrate is accommodated deposition process is performed A process chamber, a susceptor accommodated in the process chamber, on which the substrate is seated, and disposed on the substrate and injecting a first source gas and a second source gas onto the substrate, wherein the first and second source gases And a plasma generating unit provided at an upper portion of the shower head and generating a plasma inside the first buffer unit to independently and spray the first and second buffer units. The shower head may include a first plate having a plurality of first injection ports through which a first source gas is injected, and a plurality of second injection ports through which a second source gas is injected independently of the first source gas. A valve plate including a second plate, a diaphragm-shaped valve body provided on each of the second injection ports to open and close the second injection port, and a fixing part provided on the first injection port to fix the valve body; and It includes an opening and closing unit for opening and closing the valve unit by applying an electrical signal to the valve unit.

실시예에서, 상기 샤워헤드는 상기 제1 소스가스는 연속적으로 분사하고 상기 밸브부가 개폐됨에 따라 상기 제2 소스가스를 단속적으로 분사하도록 이루어진다.In an embodiment, the shower head is configured to continuously inject the first source gas and to intermittently inject the second source gas as the valve part is opened and closed.

실시예에서, 상기 샤워헤드는 상기 제1 분사포트는 상기 제2 버퍼부 및 상기 제2 플레이트를 관통하여 상기 제1 버퍼부와 상기 프로세스 챔버를 연통시키도록 형성되되, 상기 제2 분사포트 내부로 연장된다. 또한, 상기 제1 분사포트의 단부와 상기 제2 분사포트의 단부는 상기 기판 표면으로부터 서로 다른 높이를 갖는 평면 상에 배치될 수 있다.In an exemplary embodiment, the shower head may be configured such that the first injection port communicates with the first buffer part and the process chamber through the second buffer part and the second plate, and into the second injection port. Is extended. In addition, an end of the first injection port and an end of the second injection port may be disposed on a plane having a different height from the surface of the substrate.

본 발명에 따르면, 첫째, 소스가스의 분사포트 상에 전기적 신호에 의해 개 폐되는 다이어프램 형태의 밸브부를 구비함으로써 소스가스를 단속적으로 분사할 수 있으며, 밸브부의 응답속도가 빨라서 박막의 품질을 향상시키고 증착 공정 시간을 단축시킬 수 있다.According to the present invention, first, by providing a diaphragm-type valve portion that is opened by an electrical signal on the injection port of the source gas can be injected intermittently, the response speed of the valve portion to improve the quality of the thin film The deposition process time can be shortened.

둘째, 밸브부는 전기에 의해 개폐되며 분사포트 상부를 폐쇄하는 간단한 구조를 가지므로 샤워헤드 및 원자층 증착장치의 구조를 단순화시킨다.Second, since the valve portion has a simple structure of opening and closing by electricity and closing the upper portion of the injection port, the structure of the showerhead and the atomic layer deposition apparatus is simplified.

셋째, 소스가스의 분사포트 상에 밸브부가 구비되므로 밸브부의 on/off와 동시에 소스가스의 분사가 단속적으로 제어되며 응답시간이 짧고 소스가스의 분사를 정확하고 효과적으로 제어할 수 있다.Third, since the valve portion is provided on the injection port of the source gas, the injection of the source gas is intermittently controlled simultaneously with the on / off of the valve portion, the response time is short, and the injection of the source gas can be accurately and effectively controlled.

첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Although the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited or restricted by the embodiments.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치를 설명하기 위한 종단면도이고, 도 2는 도 1의 원자층 증착장치에서 샤워헤드 및 밸브부를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 2의 샤워헤드의 요부 사시도이다. 도 4는 도 2의 샤워헤드에서 밸브부의 개폐 동작을 설명하기 위한 개폐부의 일 예를 설명하기 위한 블록도이다. 도 5는 도 2의 밸브부가 개방된 상태를 도시한 요부 단면도이고, 도 6은 도 2의 밸브부가 폐쇄된 상태를 도시한 요부 단면도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view illustrating an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a showerhead and a valve unit in the atomic layer deposition apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is FIG. 2. The main part of the showerhead is a perspective view. 4 is a block diagram illustrating an example of an opening and closing unit for explaining an opening and closing operation of the valve unit in the shower head of FIG. 2. 5 is a sectional view showing the main parts of the valve part of FIG. 2 in an open state, and FIG. 6 is a sectional view showing the main part of the valve part of FIG. 2 in a closed state.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치(100) 및 밸브부(133)에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the atomic layer deposition apparatus 100 and the valve unit 133 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.

도 1을 참조하면, 원자층 증착장치(100)는 플라즈마(P)를 이용하여 피처리 대상인 기판(10)을 처리하는 장치로서, 프로세스 챔버(101), 서셉터(102), 샤워헤드(103), 플라즈마 발생부(104) 및 밸브부(133)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, an atomic layer deposition apparatus 100 is an apparatus for processing a substrate 10 to be processed by using a plasma P, and includes a process chamber 101, a susceptor 102, and a shower head 103. ), And a plasma generating unit 104 and a valve unit 133.

여기서, 상기 기판(10)은 반도체 기판이 되는 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 기판(10)은 LCD, PDP와 같은 평판 디스플레이 장치용에서 사용하는 유리 따위의 투명 기판일 수 있다. 또한, 상기 기판(10)은 형상 및 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 플레이트 등 실질적으로 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다.Here, the substrate 10 may be a silicon wafer to be a semiconductor substrate. However, the present invention is not limited thereto, and the substrate 10 may be a transparent substrate such as glass used in a flat panel display device such as an LCD and a PDP. In addition, the substrate 10 is not limited in shape and size by the drawings, and may have substantially various shapes and sizes, such as circular and rectangular plates.

상기 프로세스 챔버(101)는 상기 기판(10)을 수용하여 상기 기판(10) 표면에 소정의 박막을 증착하는 공간을 제공한다. 여기서, 상기 원자층 증착장치(100)는 플라즈마(P)를 발생시켜 박막을 형성하는 증착장치로서, 상기 플라즈마(P)는 진공에 가까운 저압 분위기에서 형성되므로 상기 프로세스 챔버(101)는 진공을 유지할 수 있는 밀폐 구조를 갖는다.The process chamber 101 accommodates the substrate 10 and provides a space for depositing a predetermined thin film on the surface of the substrate 10. Here, the atomic layer deposition apparatus 100 is a deposition apparatus for generating a plasma (P) to form a thin film, the plasma (P) is formed in a low pressure atmosphere close to the vacuum, so the process chamber 101 maintains a vacuum It can have a sealed structure.

상기 서셉터(susceptor)(102)는 상기 프로세스 챔버(101) 내에 구비되어 상기 기판(10)이 안착된다. 예를 들어, 상기 서셉터(102)는 정전기력에 의해 상기 기판(10)을 고정시키는 정전척(electrostatic chuck)일 수 있다. 또한, 상기 서셉터(102) 내부 또는 하부에는 상기 기판(10)의 가열을 위한 히터(미도시)가 구비될 수 있다.The susceptor 102 is provided in the process chamber 101 to seat the substrate 10. For example, the susceptor 102 may be an electrostatic chuck that fixes the substrate 10 by an electrostatic force. In addition, a heater (not shown) for heating the substrate 10 may be provided inside or below the susceptor 102.

상기 샤워헤드(103)는 상기 프로세스 챔버(101) 상부에 구비되고 소스가스 공급부(105)가 연결되어 소스가스를 상기 프로세스 챔버(101) 및 상기 기판(10)으 로 분사한다.The shower head 103 is provided on the process chamber 101 and the source gas supply unit 105 is connected to inject the source gas into the process chamber 101 and the substrate 10.

상기 소스가스는 상기 기판(10)에 증착시키고자 하는 박막을 구성하는 물질이 포함된 가스로서, 플라즈마(P) 상태로 여기되는 반응가스(이하, 제1 소스가스(R)라 한다)와 상기 제1 소스가스(R)가 여기된 플라즈마(P)의 반응성을 이용하여 상기 기판(10) 표면과 반응하여 박막을 형성하는 소스가스(이하, 제2 소스가스(S)라 한다)로 이루어진다.The source gas is a gas containing a material constituting the thin film to be deposited on the substrate 10, the reaction gas excited in the plasma (P) state (hereinafter referred to as the first source gas (R)) and the The first source gas R is formed of a source gas (hereinafter referred to as a second source gas S) that reacts with the surface of the substrate 10 to form a thin film by using the reactivity of the excited plasma P.

여기서, 상기 소스가스는 상기 기판(10)의 종류나 증착하고자 하는 박막의 종류에 따라 그 종류가 달라질 수 있다. 예를 들어, 실리콘 박막을 증착하기 위해서, 상기 제2 소스가스(S)는 실리콘을 포함하고 있는 실란(SiH4), TEOS(테트라에톡시-실란), 4불화 실리콘(SiF4) 중 어느 하나의 가스를 사용할 수 있으며, 상기 제1 소스가스(R)로는 질소(N2), 산소(O2), 아르곤(Ar), 헬륨(He), 수소(H2) 중 어느 하나의 가스 또는 둘 이상 혼합된 가스를 사용할 수 있다.Here, the type of the source gas may vary depending on the type of the substrate 10 or the type of thin film to be deposited. For example, in order to deposit a silicon thin film, the second source gas S is a gas of any one of silane (SiH 4), TEOS (tetraethoxy-silane), and silicon tetrafluoride (SiF 4) containing silicon. The first source gas (R) may be any one of nitrogen (N 2), oxygen (O 2), argon (Ar), helium (He), hydrogen (H 2), or a mixture of two or more gases. Can be used.

본 실시예에서는 상기 소스가스 공급부(105)는 서로 다른 2 종류의 소스가스를 공급하며, 상기 제1 소스가스(R)를 공급하는 제1 공급라인(151)과 상기 제2 소스가스(S)를 공급하는 제2 공급라인(152)을 포함하여 구성된다.In the present embodiment, the source gas supply unit 105 supplies two different types of source gases, and the first supply line 151 and the second source gas S supplying the first source gas R. It is configured to include a second supply line 152 for supplying.

상기 플라즈마 발생부(104)는 고주파 전원이 인가되면 상기 프로세스 챔버(101) 내에 소정의 전기장을 형성하여 상기 소스가스를 플라즈마(P) 상태로 여기시킨다. 여기서, 상기 원자층 증착장치(100)는 유도결합 플라즈마(Inductively coupled plasma, ICP) 방식으로 플라즈마 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마 발생부(104)는 상기 샤워헤드(103) 상부에 구비되어 전원 공급부(145)에서 고주파 전원이 인가되면 상기 샤워헤드(103) 내부에 유도 전기장을 발생시킴으로써 상기 샤워헤드(103) 내부에 상기 플라즈마(P)를 발생시킬 수 있다. 즉, 상기 프로세스 챔버(101)는 상기 샤워헤드(103)에 의해 상기 기판(10)이 수용되어 증착 공정이 이루어지는 공간과 상기 플라즈마(P)가 생성되는 공간이 분리되고, 상기 샤워헤드(103)의 제1 분사포트(312: 도 2 참조)를 통해 상기 플라즈마(P) 성분 중 라디칼(radical)이 상기 기판(10)으로 제공된다.When the high frequency power is applied, the plasma generator 104 forms a predetermined electric field in the process chamber 101 to excite the source gas to the plasma P state. Here, the atomic layer deposition apparatus 100 may generate a plasma by an inductively coupled plasma (ICP) method. For example, the plasma generating unit 104 is provided above the shower head 103, and when a high frequency power is applied from the power supply unit 145, the plasma generating unit 104 generates an induction electric field inside the shower head 103. The plasma P may be generated inside the 103. That is, in the process chamber 101, a space in which the substrate 10 is accommodated by the shower head 103 and a deposition process is performed and a space in which the plasma P is generated are separated, and the shower head 103 is separated. The radical of the plasma P component is provided to the substrate 10 through the first injection port 312 (see FIG. 2).

그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 상기 플라즈마 발생부(104)는 정전결합 플라즈마(capacitively coupled plasma, CCP) 방식이 사용될 수 있다. 즉, 상기 플라즈마 발생부(104)는 평판형 전극이고, 상기 샤워헤드(103)에 고주파 전원 또는 그라운드가 연결되어 상기 플라즈마 발생부(104)와 상기 샤워헤드(103) 사이에 발생하는 전기장에 의해 플라즈마가 발생하게 된다.However, the present invention is not limited thereto, and the plasma generator 104 may use a capacitively coupled plasma (CCP) method. That is, the plasma generating unit 104 is a flat plate type electrode, and a high frequency power source or a ground is connected to the shower head 103 to generate an electric field generated between the plasma generating unit 104 and the shower head 103. Plasma is generated.

한편, 상기 제1 소스가스(R)는 지속적으로 분사되나 상기 제2 소스가스(S)는 단속적으로 분사된다. 상기 제2 소스가스(S)를 펄스 방식으로 분사하기 위해서 상기 샤워헤드(103) 내부에는 다이어프램 형태의 상기 밸브부(133)가 구비되며, 상기 밸브부(133)는 상기 샤워헤드(103) 내부에서 상기 제2 소스가스(S)의 유로 상에 구비되어 단속적으로 개폐됨에 따라 상기 제2 소스가스(S)를 펄스 방식으로 분사한다.Meanwhile, the first source gas R is continuously injected, but the second source gas S is intermittently injected. In order to spray the second source gas (S) in the pulse method, the shower head 103 is provided with the valve portion 133 in the form of a diaphragm, and the valve portion 133 is inside the shower head 103. In the second source gas (S) is provided on the flow path is intermittently opened and closed to spray the second source gas (S) in a pulsed manner.

이하, 도 2와 도 3을 참조하여 상기 샤워헤드(103) 및 상기 밸브부(133)의 구조에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the structures of the shower head 103 and the valve unit 133 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

상기 샤워헤드(103)는 상기 제1 및 제2 소스가스(R, S)가 각각 독립된 유로 를 통해 공급되어 상기 샤워헤드(103) 내부에서 혼합되지 않고 분사할 수 있도록 내부 공간이 제1 버퍼부(313)와 제2 버퍼부(323)로 분리된다.The shower head 103 has a first buffer unit so that the first and second source gases R and S are supplied through independent flow paths so that the shower head 103 may be sprayed without being mixed in the shower head 103. 313 and the second buffer 323 is separated.

예를 들어, 상기 샤워헤드(103)는 본체를 형성하는 하우징(131)과 상기 하우징(131)에 구비되어 상기 제1 소스가스(R)가 분사되는 복수개의 제1 분사포트(312)가 형성된 제1 플레이트(311)와 상기 제2 소스가스(S)가 분사되는 복수개의 제2 분사포트(322)가 형성된 제2 플레이트(321)로 이루어진다. 또한, 상기 제1 및 제2 플레이트(311, 321)는 상하로 결합되어 상기 제1 및 제2 플레이트(311, 321)에 의해 상기 제1 및 제2 버퍼부(313, 323)가 서로 독립된 공간으로 구획되며, 상기 제1 버퍼부(313)에는 상기 제1 공급라인(151)이 연결되고 상기 제2 버퍼부(323)에는 상기 제2 공급라인(152)이 연결된다.For example, the shower head 103 may include a housing 131 forming a main body and a plurality of first injection ports 312 provided in the housing 131 to which the first source gas R is injected. A first plate 311 and a second plate 321 having a plurality of second injection ports 322 through which the second source gas S is injected are formed. In addition, the first and second plates 311 and 321 are vertically coupled so that the first and second buffer parts 313 and 323 are independent of each other by the first and second plates 311 and 321. The first supply line 151 is connected to the first buffer unit 313, and the second supply line 152 is connected to the second buffer unit 323.

상기 제1 분사포트(312)와 상기 제2 분사포트(322)는 상기 제1 및 제2 소스가스(R, S)를 상기 기판(10)으로 균일하게 분사할 수 있도록 상기 제1 및 제2 플레이트(311, 321)에서 균일하고 조밀하게 배치된다.The first and second injection ports 312 and 322 may uniformly spray the first and second source gases R and S onto the substrate 10. It is arranged uniformly and densely in the plates 311 and 321.

여기서, 상기 제1 및 제2 소스가스(R, S)가 상기 샤워헤드(103) 내부에서 혼합되지 않고 서로 독립적으로 분사될 수 있도록 상기 제1 분사포트(312)는 상기 제2 버퍼부(323)를 관통하여 상기 프로세스 챔버(101)와 연통되도록 형성된다. 특히, 상기 제1 분사포트(312)는 상기 제1 플레이트(311)에서 하부로 소정 길이 연장되어 형성되며 상기 제2 분사포트(322) 내부까지 연장된다.Here, the first injection port 312 is the second buffer unit 323 so that the first and second source gases R and S may be injected independently from each other without being mixed in the shower head 103. Pass through) so as to communicate with the process chamber 101. In particular, the first injection port 312 extends a predetermined length downward from the first plate 311 and extends into the second injection port 322.

상기 제2 분사포트(322)는 상기 제1 분사포트(312)를 수용하되 상기 제1 분사포트(312) 외주면보다 큰 직경을 갖도록 형성된다. 즉, 상기 제2 소스가스(S)는 상기 제1 분사포트(312)의 외주면과 상기 제2 분사포트(322)의 내주면 사이로 분사된다.The second injection port 322 accommodates the first injection port 312 but is formed to have a diameter larger than an outer circumferential surface of the first injection port 312. That is, the second source gas S is injected between the outer circumferential surface of the first injection port 312 and the inner circumferential surface of the second injection port 322.

여기서, 상기 제1 분사포트(312)와 상기 제2 분사포트(322)는, 도면에 도시한 바와 같이, 그 단부가 서로 다른 평면 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 소스가스(R, S)의 접촉 시간을 증가시키고 혼합 및 반응성을 향상시킬 수 있도록 상기 제1 분사포트(312)의 단부가 상기 제2 분사포트(322)의 내측에 형성될 수 있다. 또는, 상기 제1 분사포트(312)와 상기 제2 분사포트(322)는 동일한 평면 상에 단부가 형성될 수 있으며 상기 제1 분사포트(312)의 단부가 상기 제2 분사포트(322)의 단부보다 돌출되게 형성되는 것도 가능할 것이다.Here, the first injection port 312 and the second injection port 322, as shown in the figure, the ends thereof may be disposed on a different plane. For example, an end portion of the first injection port 312 may be connected to the second injection port 322 to increase the contact time of the first and second source gases R and S and to improve mixing and reactivity. It may be formed inside of. Alternatively, an end portion of the first injection port 312 and the second injection port 322 may be formed on the same plane, and an end of the first injection port 312 may be formed at the second injection port 322. It may also be formed to protrude beyond the end.

그러나, 상기 제1 및 제2 분사포트(312, 322)의 크기와 형상 및 배치는 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 소스가스의 분사량을 일정하게 유지할 수 있도록 실질적으로 다양한 크기와 형상을 갖는 홀들이 실질적으로 다양하게 배치될 수 있다.However, the size, shape and arrangement of the first and second injection ports 312 and 322 are not limited by the drawings, and holes having substantially various sizes and shapes may be used to maintain a constant injection amount of the source gas. It can be arranged in various ways.

상기 밸브부(133)는 상기 제2 버퍼부(323) 내부에 구비되며 상기 제2 분사포트(322)를 개폐 가능하도록 구비된다. 상세하게는, 상기 밸브부(133)는 상기 제2 분사포트(322)를 개폐하는 다이어프램 형태의 밸브체(331)와 상기 밸브체(331)를 고정시키는 고정부(335)로 이루어진다.The valve part 133 is provided inside the second buffer part 323 and is provided to open and close the second injection port 322. In detail, the valve part 133 includes a diaphragm-shaped valve body 331 for opening and closing the second injection port 322 and a fixing part 335 for fixing the valve body 331.

상기 밸브체(331)는 상기 제2 분사포트(322)를 개폐할 수 있도록 상기 제2 분사포트(322) 상부에 구비되며 응답성이 양호하도록 소정의 곡률반경으로 휘어진 다이어프램 형태를 갖는다. 여기서, 상기 제1 분사포트(312)가 상기 제2 분사포 트(322) 내부로 연장된 형태를 가지므로 상기 밸브체(331)는 상기 제1 분사포트(312)가 상기 밸브체(331)의 중심을 관통하며, 상기 고정부(335)는 상기 제1 분사포트(312) 외주면에 장착되어 상기 밸브체(331)의 일부를 고정시키는 림(rim) 형태를 갖는다.The valve body 331 is provided above the second injection port 322 to open and close the second injection port 322, and has a diaphragm shape that is bent to a predetermined radius of curvature so as to have good response. Here, since the first injection port 312 has a form extending into the second injection port 322, the valve body 331, the first injection port 312 is the valve body 331 The fixing part 335 has a shape of a rim mounted on an outer circumferential surface of the first injection port 312 to fix a portion of the valve body 331.

또한, 상기 밸브부(133)는 상기 제2 분사포트(322)마다 일대일로 대응되게 구비되어 상기 각 제2 분사포트(322)를 개폐한다.In addition, the valve unit 133 is provided to correspond to the second injection port 322 one-to-one to open and close each of the second injection port (322).

그리고 상기 밸브체(331)에서 고정되지 않은 자유단은 상기 제2 플레이트(321) 표면과 접촉되도록 상기 제1 분사포트(312)에서 외측으로 연장된다. 즉, 상기 제2 플레이트(321)가 상기 밸브부(133)의 밸브 시트(valve seat)가 된다.The free end, which is not fixed in the valve body 331, extends outward from the first injection port 312 to be in contact with the surface of the second plate 321. That is, the second plate 321 becomes a valve seat of the valve unit 133.

상기 밸브부(133)의 일측에는 상기 밸브부(133)의 개폐를 제어하는 개폐부(135)가 구비되고, 상기 제2 소스가스(S)를 펄스 방식으로 분사하기 위해서 상기 개폐부(135)를 제어하는 제어부(353, 도 4 참조)가 구비된다.One side of the valve unit 133 is provided with an opening and closing portion 135 for controlling the opening and closing of the valve unit 133, and controls the opening and closing portion 135 to inject the second source gas (S) in a pulsed manner. The control unit 353 (see Fig. 4) is provided.

예를 들어, 상기 밸브부(133)는 전기 신호에 의해 작동되며, 상기 개폐부(135)는 전원(351, 도 4 참조)과 스위치(352, 도 4 참조)로 이루어지고 상기 제1 플레이트(311)에 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 제1 플레이트(311)는 상기 밸브체(331)와 상기 개폐부(135)를 전기적으로 연결할 수 있도록 도전성 재질로 형성된다. 따라서, 상기 밸브부(133)는 상기 개폐부(135)에 동시에 전기적으로 연결되므로 상기 개폐부(135)에서의 전원 인가 여부에 따라 상기 제2 분사포트(322)에 구비된 복수개의 밸브부(133)가 동시에 동작하게 된다.For example, the valve unit 133 is operated by an electrical signal, and the opening and closing unit 135 is composed of a power source 351 (see FIG. 4) and a switch 352 (see FIG. 4) and the first plate 311. Is electrically connected). That is, the first plate 311 is formed of a conductive material to electrically connect the valve body 331 and the opening / closing part 135. Therefore, since the valve part 133 is electrically connected to the opening and closing part 135 at the same time, the plurality of valve parts 133 provided in the second injection port 322 according to whether power is supplied from the opening and closing part 135. Will work simultaneously.

상기 밸브부(133)는 전기에 의해 작동되므로, 상기 밸브체(331)는 전기에 의 해서 개폐되도록 압전 소자로 형성된다.Since the valve unit 133 is operated by electricity, the valve body 331 is formed of a piezoelectric element to be opened and closed by electricity.

그러나 상기 밸브체(331) 및 고정부(335)의 형태가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 밸브체(331)는 디스크 형태가 아닌 임의의 다른 유연한 형태 및 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 전이될 수 있는 형태를 가질 수 있으며, 상기 고정부(335)는 이러한 밸브체(331)를 고정시킬 수 있는 실질적으로 다양한 구조를 포함할 수 있다.However, the shape of the valve body 331 and the fixing portion 335 is not limited by the drawings, the valve body 331 is not in the form of a disk any other flexible form and the transition between the open and closed positions It may have a form that can be, and the fixing portion 335 may include a variety of structures that can be fixed to the valve body 331.

이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치(100) 및 상기 밸브부(133)의 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, operations of the atomic layer deposition apparatus 100 and the valve unit 133 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

먼저, 처리하고자 하는 대상이 되는 기판(10)을 프로세스 챔버(101)에 투입한다. 그리고, 상기 기판(10)에 대해 수행하고자 하는 표면처리 공정의 종류에 따라 적당한 소스가스를 상기 프로세스 챔버(101) 내부로 공급한다.First, the substrate 10 to be processed is introduced into the process chamber 101. In addition, a suitable source gas is supplied into the process chamber 101 according to the type of surface treatment process to be performed on the substrate 10.

여기서, 상기 소스가스는 상기 표면처리 공정에 따라 적당하게 선택되며, 예를 들어, 상기 소스가스는 플라즈마(P) 상태로 여기되는 제1 소스가스(R)와 상기 기판(10)과의 반응물질을 포함하는 제2 소스가스(S)를 포함할 수 있다.Here, the source gas is appropriately selected according to the surface treatment process, for example, the source gas is a reaction material between the first source gas (R) and the substrate 10 excited in the plasma (P) state It may include a second source gas (S) comprising a.

상기 플라즈마 발생부(104)에 고주파 전원이 인가되어 상기 프로세스 챔버(101) 내부에 소정의 전기장이 발생함에 따라 상기 제1 버퍼부(313)로 공급된 상기 제1 소스가스(R)가 플라즈마(P) 상태로 여기되어 플라즈마(P)가 발생되고, 상기 플라즈마(P) 입자 중 라디칼이 상기 제1 분사포트(312)를 통해서 상기 기판(10)으로 제공된다. 그리고 상기 기판(10) 표면에서는 상기 제1 분사포트(312)에서 분사되는 라디칼에 의해 상기 제2 분사포트(322)에서 분사되는 상기 제2 소스가스(S)가 상기 기판(10) 표면과 반응하면서 소정의 박막이 형성된다.As the high frequency power is applied to the plasma generating unit 104 and a predetermined electric field is generated in the process chamber 101, the first source gas R supplied to the first buffer unit 313 is plasma ( In the P state, plasma P is generated, and radicals in the plasma P particles are provided to the substrate 10 through the first injection port 312. In addition, on the surface of the substrate 10, the second source gas S injected from the second injection port 322 by radicals injected from the first injection port 312 reacts with the surface of the substrate 10. While a predetermined thin film is formed.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제어부(353)는 상기 제2 소스가스(S)가 소정의 펄스 방식으로 분사되도록 상기 개폐부(135)를 제어함으로써 상기 밸브부(133) 단속적으로 개폐한다. 예를 들어, 상기 밸브체(331)는 전원이 인가되면 도 6에 도시한 바와 같이 상태가 역전되어 상기 제2 플레이트(321)에서 분리되면서 상기 제2 분사포트(322)를 개방시키고, 전원이 해제되면 복원되어 상기 제2 분사포트(322)를 폐쇄시키도록 동작할 수 있다. 물론, 이와 반대로 동작하는 것도 가능할 것이다.On the other hand, as shown in Figure 4, the control unit 353 intermittently opening and closing the valve unit 133 by controlling the opening and closing unit 135 so that the second source gas (S) is injected in a predetermined pulse method. . For example, when power is applied, the valve body 331 is reversed as shown in FIG. 6 to be separated from the second plate 321 to open the second injection port 322, and the power is turned on. When released, it may be restored to operate to close the second injection port 322. Of course, it would be possible to work in reverse.

우선, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제어부(353)가 상기 개폐부(135)의 스위치(352)를 off 시키면 상기 제1 플레이트(311)에 전원이 해제되고, 상기 밸브체(331)는 상기 제2 플레이트(321)에 접촉된 상태를 유지하므로 상기 제2 분사포트(322)는 폐쇄되어 상기 제2 소스가스(S)는 분사되지 않고 상기 제1 분사포트(312)를 통해서 상기 제1 소스가스(R)만 분사된다.First, as shown in FIG. 5, when the control unit 353 turns off the switch 352 of the opening / closing unit 135, power is released to the first plate 311, and the valve body 331 is The second injection port 322 is closed because the second plate 321 is in contact with the second plate 321, so that the second source gas S is not injected, and the first source is supplied through the first injection port 312. Only gas R is injected.

그리고 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제어부(353)가 상기 개폐부(135)의 스위치(352)를 on 시키면 상기 제1 플레이트(311)에 전원이 인가되면서 상기 밸브체(331)가 상기 제2 플레이트(321)에서 분리되면서 상기 제2 분사포트(322)가 개방되고, 상기 제2 버퍼부(323) 내의 상기 제2 소스가스(S)가 상기 밸브체(331) 내부로 유입되어 상기 제2 분사포트(322)를 통해 분사되면서 상기 기판(10) 표면에 박막이 형성된다. 따라서, 상기 밸브체(331)의 개방 여부에 따라 상기 제2 소스가스(S)의 분사 여부 및 박막의 증착 여부를 제어할 수 있다.As shown in FIG. 6, when the control unit 353 turns on the switch 352 of the opening / closing unit 135, power is applied to the first plate 311 and the valve body 331 is connected to the second. The second injection port 322 is opened while being separated from the plate 321, and the second source gas S in the second buffer part 323 flows into the valve body 331 to allow the second injection port 322 to open. A thin film is formed on the surface of the substrate 10 while being injected through the injection port 322. Therefore, whether the second source gas S is injected and whether the thin film is deposited may be controlled according to whether the valve body 331 is opened.

여기서, 본 실시예에서는 상기 제1 소스가스(R)는 연속적으로 분사되고 상기 제2 소스가스(S)만 펄스 방식으로 분사되는데, 이러한 방식은 상기 제1 및 제2 소스가스(R, S)를 교대로 펄스 방식으로 분사하는 방법과 비교하였을 때 증착된 박막의 질을 떨어뜨리지 않으면서 증착률은 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 하나의 소스가스만을 단속적으로 분사하므로 상기 샤워헤드(103)의 구조를 단순화시킬 수 있으며 상기 제2 소스가스(S)의 펄스 간격이 짧은 경우에도 효과적으로 대응할 수 있다. 특히, 상기 다이어프램 형태의 밸브체(331)는 별도의 복잡한 구조 및 구동부를 필요로 하지 않으며, 전기적 신호에 의해 작동되는 구조이므로 상기 샤워헤드(103) 및 상기 밸브부(133)의 고장률을 낮추고 수명 및 내구성을 향상시킬 수 있다.In this embodiment, the first source gas (R) is continuously injected and only the second source gas (S) is injected in a pulse method, this method is the first and second source gas (R, S) Compared with a method of spraying alternately in a pulse method, there is an advantage that the deposition rate can be improved without degrading the quality of the deposited thin film. In addition, since only one source gas is intermittently injected, the structure of the shower head 103 may be simplified, and the second source gas S may effectively cope with a short pulse interval. In particular, the diaphragm-shaped valve body 331 does not require a separate complicated structure and a driving unit, and is a structure that is operated by an electrical signal, thereby lowering the failure rate of the shower head 103 and the valve unit 133 and lifespan. And durability can be improved.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치를 설명하기 위한 단면도;1 is a cross-sectional view for explaining an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도1의 원자층 증착장치에서 샤워헤드 및 밸브부를 도시한 요부 단면도;FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating main parts of the showerhead and the valve unit in the atomic layer deposition apparatus of FIG. 1; FIG.

도 3은 도 2의 샤워헤드의 요부 사시도;3 is a perspective view of main parts of the showerhead of FIG. 2;

도 4는 도2의 샤워헤드에서 밸브부를 개폐시키는 개폐부의 동작을 설명하기 위한 블록도;4 is a block diagram illustrating an operation of an opening and closing unit for opening and closing a valve unit in the shower head of FIG. 2;

도 5는 도 2의 샤워헤드에서 밸브부가 개방된 상태를 도시한 요부 단면도;FIG. 5 is a sectional view showing the main parts of a valve unit in an open state in the shower head of FIG. 2; FIG.

도 6은 도 2의 샤워헤드에서 밸브부가 폐쇄된 상태를 도시한 요부 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the main parts of the shower head of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 기판 100: 원자층 증착장치10: substrate 100: atomic layer deposition apparatus

101: 프로세스 챔버 102: 서셉터101: process chamber 102: susceptor

103: 샤워헤드 104: 플라즈마 발생부103: shower head 104: plasma generating unit

105: 소스가스 공급부 131: 하우징105: source gas supply unit 131: housing

133: 밸브부 135: 개폐부133: valve portion 135: opening and closing portion

145: 전원 공급부 151, 152: 공급라인145: power supply unit 151, 152: supply line

311, 321: 플레이트 312, 322: 분사포트311, 321: plate 312, 322: injection port

313, 323: 버퍼부 331: 밸브체313 and 323: buffer part 331: valve element

335: 고정부 351: 전원335: fixing unit 351: power supply

352: 스위치 353: 제어부352: switch 353: control unit

P: 플라즈마 R: 제1 소스가스P: plasma R: first source gas

S: 제2 소스가스S: second source gas

Claims (13)

원자층 증착장치용 샤워헤드에 있어서,A showerhead for an atomic layer deposition apparatus, 제1 소스가스가 분사되는 복수개의 제1 분사포트가 형성된 제1 플레이트;A first plate having a plurality of first injection ports through which the first source gas is injected; 상기 제1 분사포트가 수용되는 제2 분사포트가 형성되며 상기 제1 분사포트와 상기 제2 분사포트 사이로 제2 소스가스가 분사되는 제2 플레이트;A second plate formed with a second injection port for receiving the first injection port and injecting a second source gas between the first injection port and the second injection port; 상기 제2 분사포트 상부에 구비되어 상기 제2 분사포트를 선택적으로 개폐하는 밸브부; 및A valve unit disposed on the second injection port to selectively open and close the second injection port; And 상기 밸브부에 전기적 신호를 인가하여 상기 밸브부를 개폐하는 개폐부;An opening / closing part which opens and closes the valve part by applying an electrical signal to the valve part; 를 포함하고,Including, 상기 밸브부는,The valve unit, 상기 제2 분사포트 상부를 덮도록 형성되고 상기 제1 분사포트가 관통되게 형성된 다이어프램 형태의 밸브체; 및A diaphragm valve body formed to cover the second injection port and penetrating the first injection port; And 상기 제1 분사포트의 외주면에 장착되며 상기 밸브체를 상기 제1 분사포트에 고정시키는 고정부;A fixing part mounted to an outer circumferential surface of the first injection port and fixing the valve body to the first injection port; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치용 샤워헤드.Shower head for an atomic layer deposition apparatus comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 플레이트 상부에 형성되어 상기 제1 분사포트로 상기 제1 소스가스를 공급하는 유로가 되는 제1 버퍼부; 및A first buffer part formed on the first plate and serving as a flow path for supplying the first source gas to the first injection port; And 상기 제1 플레이트에 의해 상기 제1 버퍼부와 분리 형성되며 상기 제2 분사포트로 상기 제2 소스가스를 공급하는 유로가 되는 제2 버퍼부;A second buffer part formed separately from the first buffer part by the first plate and serving as a flow path for supplying the second source gas to the second injection port; 가 형성되고,Is formed, 상기 제1 분사포트는 상기 제1 플레이트 하부에서 상기 제2 버퍼부를 관통하여 상기 제2 분사포트까지 연장된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치용 샤워헤드.And the first injection port extends from the lower portion of the first plate to the second injection port through the second buffer part. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 분사포트의 외주면과 상기 제2 분사포트의 내주면 사이가 이격되도록 형성된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치용 샤워헤드.And an outer circumferential surface of the first injection port and an inner circumferential surface of the second injection port are spaced apart from each other. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밸브체는 압전소자로 형성된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치용 샤워헤드.And the valve body is formed of a piezoelectric element. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밸브체는 상기 복수개의 제2 분사포트에 일대일로 대응되게 구비된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치용 샤워헤드.The valve body is a showerhead for an atomic layer deposition apparatus, characterized in that provided in one to one corresponding to the plurality of second injection port. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고정부는 상기 밸브체의 일부를 상기 제1 분사포트의 외주면에 밀착 고정시키는 림(rim) 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치용 샤워헤드.The fixing part has a rim (rim) shape for fixing a portion of the valve body in close contact with the outer peripheral surface of the first injection port characterized in that the shower head for an atomic layer deposition apparatus. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개폐부는,The opening and closing portion, 상기 제1 플레이트와 전기적으로 연결되고 전원을 인가하는 전원; 및A power source electrically connected to the first plate and applying power; And 상기 전원과 상기 제1 플레이트 사이에 구비되어 상기 제1 플레이트에 전원을 선택적으로 차단시키는 스위치;A switch provided between the power source and the first plate to selectively block power to the first plate; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치용 샤워헤드.Shower head for an atomic layer deposition apparatus comprising a. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 플레이트는 도전성 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치용 샤워헤드.The first plate is a showerhead for an atomic layer deposition apparatus, characterized in that formed of a conductive material. 기판이 수용되어 증착 공정이 수행되는 프로세스 챔버;A process chamber in which a substrate is accommodated and a deposition process is performed; 상기 프로세스 챔버 내에 수용되어 상기 기판이 안착되는 서셉터;A susceptor accommodated in the process chamber to seat the substrate; 상기 기판 상부에 구비되며 상기 기판으로 제1 소스가스와 제2 소스가스를 분사하되, 상기 제1 및 제2 소스가스를 서로 독립적으로 분사하기 위한 제1 및 제2 버퍼부가 형성되는 샤워헤드; 및A shower head provided on the substrate and injecting a first source gas and a second source gas to the substrate, wherein first and second buffer parts are formed to inject the first and second source gases independently of each other; And 상기 샤워헤드 상부에 구비되어 상기 제1 버퍼부 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부;A plasma generation unit provided above the shower head to generate a plasma inside the first buffer unit; 를 포함하고,Including, 상기 샤워헤드는,The shower head, 제1 소스가스가 분사되는 복수개의 제1 분사포트가 형성된 제1 플레이트;A first plate having a plurality of first injection ports through which the first source gas is injected; 상기 제1 소스가스와 서로 독립되게 제2 소스가스가 분사되는 복수개의 제2 분사포트가 형성된 제2 플레이트;A second plate having a plurality of second injection ports through which the second source gas is injected to be independent of the first source gas; 상기 각 제2 분사포트 상부에 구비되어 상기 제2 분사포트를 개폐하는 다이어프램 형태의 밸브체와 상기 제1 분사포트에 구비되어 상기 밸브체를 고정시키는 고정부로 이루어진 밸브부; 및A valve unit including a diaphragm-shaped valve body provided at each of the second injection ports to open and close the second injection port, and a fixing part provided at the first injection port to fix the valve body; And 상기 밸브부에 전기적 신호를 인가하여 상기 밸브부를 개폐하는 개폐부;An opening / closing part which opens and closes the valve part by applying an electrical signal to the valve part; 를 포함하고,Including, 상기 밸브부는,The valve unit, 상기 제2 분사포트 상부를 덮도록 형성되고 상기 제1 분사포트가 관통되게 형성된 다이어프램 형태의 밸브체; 및A diaphragm valve body formed to cover the second injection port and penetrating the first injection port; And 상기 제1 분사포트의 외주면에 장착되며 상기 밸브체를 상기 제1 분사포트에 고정시키는 고정부;A fixing part mounted to an outer circumferential surface of the first injection port and fixing the valve body to the first injection port; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.Atomic layer deposition apparatus characterized in that comprises a. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 샤워헤드는 상기 제1 소스가스는 연속적으로 분사하고 상기 밸브부가 개폐됨에 따라 상기 제2 소스가스를 단속적으로 분사하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.The showerhead is the atomic layer deposition apparatus characterized in that the first source gas is continuously injected and the second source gas is intermittently sprayed as the valve portion is opened and closed. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 샤워헤드는 상기 제1 분사포트는 상기 제2 버퍼부 및 상기 제2 플레이트를 관통하여 상기 제1 버퍼부와 상기 프로세스 챔버를 연통시키도록 형성되되, 상기 제2 분사포트 내부로 연장된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.The shower head may be formed such that the first injection port communicates with the first buffer part and the process chamber through the second buffer part and the second plate, and extends into the second injection port. An atomic layer vapor deposition apparatus. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제1 분사포트의 단부와 상기 제2 분사포트의 단부는 상기 기판 표면으로부터 서로 다른 높이를 갖는 평면 상에 배치된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.And an end portion of the first injection port and an end portion of the second injection port are disposed on a plane having a different height from the surface of the substrate.
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