KR101855306B1 - Vapor deposition apparatus and plasma source - Google Patents

Abstract

Translated fromKorean

기상 증착장치 및 플라즈마 소스가 제공된다. 본 발명의 일 관점에 따르면, 내부에 중공이 형성된 제 1 전극, 상기 중공 내에 상기 제 1 전극과 이격되어 배치되는 제 2 전극 및 상기 제 2 전극을 둘러싸며 상기 제 1 전극과 이격되는 유전체 튜브를 포함하고, 상기 제 1 전극과 상기 유전체 튜브 사이에 플라즈마가 발생할 수 있는, 기상 증착장치가 제공된다.A vapor deposition apparatus and a plasma source are provided. According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising a first electrode having a hollow therein, a second electrode disposed in the hollow, spaced apart from the first electrode, and a dielectric tube surrounding the second electrode, And a plasma can be generated between the first electrode and the dielectric tube.

Description

Translated fromKorean

기상 증착장치 및 플라즈마 소스{Vapor deposition apparatus and plasma source}[0001] Vapor deposition apparatus and plasma source [0002]

본 발명은 기상 증착장치 및 플라즈마 소스에 관한 것으로서, 더 상세하게는 플라즈마로부터 전극을 보호할 수 있는 기상 증착장치 및 플라즈마 소스에 관한 것이다.The present invention relates to a vapor deposition apparatus and a plasma source, and more particularly, to a vapor deposition apparatus and a plasma source capable of protecting an electrode from a plasma.

전자 소자의 제조에서, 화학적 기상 증착이나 원자층 증착과 같은 공정을 수행하는 기상 증착장치는 증착물질이 증착될 기판 등을 위치시킨 후 소스가스와 반응가스 등을 제공하여 물질층을 기판 상에 형성시킨다. 특히 플라즈마 에너지를 이용하여 물질층을 형성하는 경우, 증착 온도가 낮아져서, 예를 들어, 디스플레이 소자, 태양광 소자, 유기발광 소자 등과 같은, 전자 소자의 다른 구성요소들에 열적 손상을 완화할 수 있는 유리한 효과를 기대할 수 있다.BACKGROUND ART In the production of electronic devices, a vapor deposition apparatus that performs processes such as chemical vapor deposition and atomic layer deposition is a technique in which a substrate on which a deposition material is to be deposited is placed, and then a source gas and a reactive gas are provided, . Particularly, in the case of forming a material layer by using plasma energy, the deposition temperature is lowered, so that thermal damage to other components of the electronic device, such as a display device, a photovoltaic device, an organic light emitting device, An advantageous effect can be expected.

하지만, 통상적으로 플라즈마는 두 개의 전극 사이에서 발생하는데, 플라즈마에 의하여 전극의 온도가 상승하게 되며 이러한 고온의 전극은 공정가스와 반응하여 산화되는 현상이 발생할 수 있다. 본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 플라즈마가 발생되는 영역과 전극을 분리하는 기상 증착장치 및 플라즈마 소스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Generally, however, a plasma is generated between two electrodes, the temperature of the electrode is raised by the plasma, and such a high temperature electrode may be oxidized by reacting with the process gas. It is an object of the present invention to provide a vapor deposition apparatus and a plasma source for separating electrodes from a region where a plasma is generated. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 관점에 의한 기상 증착장치에 따르면, 내부에 중공이 형성된 제 1 전극, 상기 중공 내에 상기 제 1 전극과 이격되어 배치되는 제 2 전극을 포함한다. 나아가, 상기 제 2 전극을 둘러싸며 상기 제 1 전극과 이격되는 유전체 튜브를 포함한다. 상기 제 1 전극과 상기 유전체 튜브 사이에 플라즈마가 발생할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vapor deposition apparatus including a first electrode having a hollow therein, and a second electrode disposed in the hollow so as to be spaced apart from the first electrode. And a dielectric tube surrounding the second electrode and spaced apart from the first electrode. Plasma may be generated between the first electrode and the dielectric tube.

상기 기상 증착장치에 있어서, 상기 유전체 튜브는 상기 제 2 전극이 상기 유전체 장벽 방전에 의한 플라즈마에 노출되지 않도록 상기 제 2 전극을 둘러쌀 수 있다.In the vapor deposition apparatus, the dielectric tube may surround the second electrode so that the second electrode is not exposed to the plasma caused by the dielectric barrier discharge.

상기 기상 증착장치에 있어서, 상기 제 2 전극은 기둥 형상으로 신장되며, 상기 유전체 튜브 내에 삽입될 수 있다.In the vapor deposition apparatus, the second electrode extends in a columnar shape and can be inserted into the dielectric tube.

상기 기상 증착장치에 있어서, 상기 유전체 튜브는 세라믹을 포함하여 구성될 수 있으며, 예를 들어, 쿼츠 또는 알루미나를 포함하여 구성될 수 있다.In the vapor deposition apparatus, the dielectric tube may include ceramic, for example, quartz or alumina.

상기 기상 증착장치에 있어서, 상기 플라즈마는 유전체 장벽 방전에 의한 용량 결합형(capacitively coupled) 플라즈마일 수 있다.In the vapor deposition apparatus, the plasma may be a capacitively coupled plasma by dielectric barrier discharge.

상기 기상 증착장치에 있어서, 상기 유전체 튜브와 대향하는 상기 제 1 전극의 내측면 상에 배치된 유전체층을 더 포함할 수 있다.The vapor deposition apparatus may further include a dielectric layer disposed on an inner surface of the first electrode facing the dielectric tube.

상기 기상 증착장치에 있어서, 상기 제 1 전극의 하부면에 배치된 자력 쉴드부를 더 포함할 수 있다.The vapor deposition apparatus may further include a magnetic shield portion disposed on a lower surface of the first electrode.

상기 기상 증착장치에 있어서, 가스를 상기 제 1 전극과 상기 유전체 튜브 사이에 공급하도록 상기 중공에 연결된 제 1 유로 및 상기 제 1 유로를 통하여 공급된 상기 가스가 상기 플라즈마와 반응한 여기체를 피증착 구조체 상에 제공하도록 상기 중공에 연결된 제 2 유로를 더 포함할 수 있다.A first flow path connected to the hollow to supply a gas between the first electrode and the dielectric tube and a second flow path connected to the hollow through the first flow path, And a second flow path connected to the hollow for providing on the structure.

상기 기상 증착장치에 있어서, 상기 제 2 유로와 연결되는 상기 제 1 전극의 하부면에 배치되고, 강자성체로 이루어진, 자력 쉴드부를 더 포함할 수 있다.The vapor deposition apparatus may further include a magnetic force shield portion disposed on a lower surface of the first electrode connected to the second flow path and made of a ferromagnetic material.

상기 기상 증착장치에 있어서, 상기 제 2 전극은 제 1 방향으로 신장하는 기둥 형상을 가질 수 있으며, 상기 제 1 방향은, 상기 제 1 유로를 통하여 상기 반응가스가 공급되고 상기 제 2 유로를 통하여 상기 여기체가 제공되는 방향과 교차할 수 있다.In the vapor deposition apparatus, the second electrode may have a column shape extending in a first direction, and the first direction is a direction in which the reaction gas is supplied through the first flow path, It can intersect with the direction in which the excitation body is provided.

상기 기상 증착장치에 있어서, 상기 유전체 튜브와 대향하는 상기 제 1 전극의 내측면 상에 배치되고, 나아가, 상기 제 1 유로 및 상기 제 2 유로의 내측면 상으로 신장하는, 유전체층을 더 포함할 수 있다.The vapor deposition apparatus may further include a dielectric layer disposed on an inner surface of the first electrode facing the dielectric tube and further extending on the inner surfaces of the first flow path and the second flow path have.

본 발명의 다른 관점에 의한 기상 증착장치에 따르면, 소스가스를 하방으로 제공할 수 있는 소스가스 제공부, 반응가스를 하방으로 제공할 수 있는 반응가스 제공부, 상기 소스가스 제공부와 상기 반응가스 제공부 사이에 위치하며 가스를 펌핑할 수 있는 펌핑부 및 상기 소스가스 제공부, 상기 펌핑부, 및 상기 반응가스 제공부의 하방에서 피증착 구조체를 순차적으로 이송할 수 있는 이송부를 포함한다. 나아가, 상기 반응가스 제공부는, 내부에 중공이 형성된 제 1 전극, 상기 중공 내에 상기 제 1 전극과 이격되어 배치되는 제 2 전극 및 상기 제 2 전극을 둘러싸며 상기 제 1 전극과 이격되는 유전체 튜브를 포함한다. 상기 제 1 전극과 상기 유전체 튜브 사이에 플라즈마가 발생할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a vapor deposition apparatus including: a source gas supply unit capable of supplying a source gas downward; a reaction gas supply unit capable of supplying a reaction gas downward; And a transfer unit capable of sequentially transferring the deposition structure under the source gas supply unit, the pumping unit, and the reaction gas supply unit. Further, the reaction gas supply unit may include a first electrode having a hollow therein, a second electrode disposed in the hollow so as to be spaced apart from the first electrode, and a dielectric tube surrounding the second electrode and spaced apart from the first electrode, . Plasma may be generated between the first electrode and the dielectric tube.

상기 기상 증착장치에 있어서, 상기 피증착 구조체는 기판 및 상기 기판 상의 금속 마스크를 포함할 수 있고, 상기 금속 마스크를 상기 기판 상에 고정하기 위하여 상기 기판의 하방에 배치한 자석에 의한 자력으로부터, 상기 플라즈마에 대한 영향을 감소시키기 위하여, 상기 피증착 구조체와 대향하는 상기 제 1 전극의 하부면에 배치된, 강자성체로 이루어진, 자력 쉴드부를 더 포함할 수 있다.In the vapor deposition apparatus, the deposited structure may include a substrate and a metal mask on the substrate, and the magnetic force generated by the magnet disposed below the substrate to fix the metal mask on the substrate And a magnetic shield portion made of a ferromagnetic material disposed on a lower surface of the first electrode facing the evaporated film structure to reduce the influence on the plasma.

상기 기상 증착장치에 있어서, 상기 펌핑부는 상기 반응가스 제공부보다 상기 소스가스 제공부에 더 인접한 제 1 펌핑부 및 상기 소스가스 제공부보다 상기 반응가스 제공부에 더 인접한 제 2 펌핑부를 포함할 수 있다. 나아가, 상기 제 1 펌핑부 및 상기 제 2 펌핑부 사이에 배치되고, 가스를 상기 피증착 구조체 상에 퍼지할 수 있는 퍼지부를 포함할 수 있다.In the vapor deposition apparatus, the pumping section may include a first pumping section that is closer to the source gas supply section than the reactive gas supply section and a second pumping section that is closer to the reactive gas supply section than the source gas supply section have. Further, a purge portion disposed between the first pumping portion and the second pumping portion and capable of purging gas on the evaporated structure may be included.

상기 기상 증착장치에 있어서, 상기 제 2 전극은 기둥 형상으로 신장되며, 상기 유전체 튜브 내에 삽입될 수 있다.In the vapor deposition apparatus, the second electrode extends in a columnar shape and can be inserted into the dielectric tube.

본 발명의 또 다른 관점에 의한 플라즈마 소스에 따르면, 내부에 중공이 형성된 제 1 전극, 상기 중공 내에 상기 제 1 전극과 이격되어 배치되는 제 2 전극 및 상기 제 2 전극을 둘러싸며 상기 제 1 전극과 이격되는, 유전체 튜브를 포함한다. 상기 제 1 전극과 상기 유전체 튜브 사이에 플라즈마가 발생할 수 있다. 나아가, 가스를 상기 제 1 전극과 상기 유전체 튜브 사이에 공급하도록 상기 중공에 연결된 제 1 유로 및 상기 제 1 유로를 통하여 공급된 상기 가스가 상기 플라즈마와 반응한 여기체를 피처리 구조체 상에 제공하도록 상기 중공에 연결된 제 2 유로를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma source comprising: a first electrode having a hollow therein; a second electrode disposed in the hollow space apart from the first electrode; Spaced, dielectric tube. Plasma may be generated between the first electrode and the dielectric tube. Further, a first flow path connected to the hollow to supply a gas between the first electrode and the dielectric tube and a gas supplied through the first flow path are provided on the structure to be treated, And a second flow path connected to the hollow.

상기 플라즈마 소스에 있어서, 상기 제 2 유로와 연결되는 상기 제 1 전극의 하부면에 배치된 자력 쉴드부를 더 포함할 수 있다.The plasma source may further include a magnetic shield portion disposed on a lower surface of the first electrode connected to the second flow path.

상기 플라즈마 소스에 있어서, 상기 제 2 전극은 기둥 형상으로 신장되며, 상기 유전체 튜브 내에 삽입될 수 있다In the plasma source, the second electrode may extend in a columnar form and may be inserted into the dielectric tube

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 증착장치 및 플라즈마 소스에 의하면, 플라즈마에 의하여 전극의 온도가 상승하는 것을 완화하고 전극이 산화하는 현상을 방지하여, 금속 파티클의 발생을 억제하고 공정의 불량을 방지할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to the vapor deposition apparatus and the plasma source according to the embodiment of the present invention as described above, the rise of the temperature of the electrode due to the plasma is mitigated, the oxidation of the electrode is prevented, It is possible to prevent the defective process. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 증착장치의 일부를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 증착장치의 일부를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 증착장치에서 제 2 전극이 유전체 튜브 내에 삽입되는 구성을 도해하는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기상 증착장치의 일부를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기상 증착장치의 일부를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기상 증착장치의 일부를 보여주는 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a part of a vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic perspective view showing a part of a vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view illustrating a configuration in which a second electrode is inserted into a dielectric tube in a vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view showing a part of a vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view showing a part of a vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.
6 is a schematic cross-sectional view showing a part of a vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size.

이하의 실시예에서, X축, Y축 및 Z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, X축, Y축 및 Z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.In the following embodiments, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are not limited to three axes on the orthogonal coordinate system, and can be interpreted in a broad sense including the three axes. For example, the X-axis, Y-axis, and Z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.

본 발명에서 언급하는 기상 증착장치는 기상 상태의 증착기체의 반응에 의해서 물질층이 형성되는 화학적 기상 증착(chemical vapor deposition; CVD) 공정을 수행하는 장치를 포함할 수 있다. 나아가, 본 발명에서 언급하는 기상 증착장치는 기상 상태의 증착기체를 기판 상에 시분할 방식 또는 공간분할 방식으로 제공하는 단계를 반복하여, 원자층 증착(atomic layer deposition; ALD) 공정을 수행하는 장치를 포함할 수도 있다.The vapor deposition apparatus referred to in the present invention may include an apparatus for performing a chemical vapor deposition (CVD) process in which a material layer is formed by the reaction of a vapor deposition gas in a gaseous state. Furthermore, the vapor deposition apparatus referred to in the present invention is an apparatus for performing an atomic layer deposition (ALD) process by repeating the step of providing a vapor-phase deposition gas on a substrate in a time division manner or a space division manner .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 증착장치(100)의 일부를 보여주는 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 증착장치(100)의 일부를 보여주는 개략적인 사시도이다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a part of avapor deposition apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic perspective view showing a part of avapor deposition apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. to be.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 증착장치(100)는 제 1 전극(110) 및 제 2 전극(130)을 포함한다. 제 1 전극(110)은 내부에 중공(120)이 형성될 수 있는데, 중공(120)은 제 1 전극(110)의 내측면(116)에 의하여 정의되는 공간을 포함하며, 예를 들어, Z 방향으로 신장할 수 있다. 제 2 전극(130)은 중공(120) 내에 제 1 전극(110)과 이격되어 배치될 수 있다. 제 2 전극(130)은 기둥 형상을 가지며 제 1 방향으로 신장될 수 있는데, 예를 들어, 원기둥, 타원기둥 또는 다각형 기둥 형상을 가지면서 Z 방향으로 신장할 수 있다. 여기에서, 기둥 형상은 속이 비어 있는 통 형상이 아니라 속이 채워진 기둥 형상을 포함할 수 있다. 제 1 전극(110) 및/또는 제 2 전극(130)은, 예를 들어, 알루미늄, 스테인레스와 같은, 금속 물질을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(110)은 알루미늄 계열의 금속을 포함하여 구성될 수 있으며, 제 2 전극(130)은 SUS(Steel Use Stainless) 계열의 금속을 포함하여 구성될 수 있다. 그러나, 본 발명이 기술적 사상은 제 1 전극(110) 및 제 2 전극(130)을 구성하는 물질의 종류에 의하여 한정되지 않음은 명백하다.Referring to FIGS. 1 and 2, avapor deposition apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes afirst electrode 110 and asecond electrode 130. The hollow 120 may include a space defined by theinner surface 116 of thefirst electrode 110. For example, Z may be defined as Z Lt; / RTI > Thesecond electrode 130 may be spaced apart from thefirst electrode 110 in the hollow 120. Thesecond electrode 130 may have a columnar shape and may extend in a first direction. For example, thesecond electrode 130 may have a columnar shape, an elliptical column shape, or a polygonal column shape and may extend in the Z direction. Here, the columnar shape may include not only a cylindrical shape in which the hollow is hollow, but a hollow filled columnar shape. Thefirst electrode 110 and / or thesecond electrode 130 may comprise a metallic material, such as, for example, aluminum or stainless steel. For example, thefirst electrode 110 may include an aluminum-based metal, and thesecond electrode 130 may include a steel-use stainless steel (SUS) -based metal. However, it is obvious that the technical idea of the present invention is not limited by the kind of the material constituting thefirst electrode 110 and thesecond electrode 130.

유전체 튜브(140)가 제 2 전극(130)을 둘러싸면서 제 1 전극(110)과 이격되어 배치된다. 유전체 튜브(140)는 부도체로 구성되며, 예를 들어, 세라믹을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 유전체 튜브(140)는 쿼츠(quartz) 또는 알루미나(alumina)를 포함하여 구성될 수 있다. 특히, 알루미나를 포함하여 구성된 유전체 튜브(140)는 쿼츠를 포함하여 구성된 유전체 튜브(140)보다 공정가스에 의한 표면 손상이 적어 바람직할 수 있다. 또한, 산화알루미늄(Al₂O₃)를 증착할 경우, 플라즈마 반응시 발생하는 파우더(powder) 등의 입자가 유전체 튜브(140)에 달라붙는 정도가 재질이 쿼츠인 경우보다 알루미나인 경우에서 완화되므로, 알루미나를 포함하여 구성된 유전체 튜브(140)가 산화알루미늄(Al₂O₃)증착공정에 유리하다.Thedielectric tube 140 surrounds thesecond electrode 130 and is spaced apart from thefirst electrode 110. Thedielectric tube 140 is composed of a non-conductive material, and may include, for example, ceramic. For example, thedielectric tube 140 may comprise quartz or alumina. In particular, thedielectric tube 140 comprising alumina may be less desirable because of less surface damage by the process gas than thedielectric tube 140 comprising quartz. In addition, when aluminum oxide (Al₂ O₃ ) is deposited, the degree of adhesion of particles such as powder generated during the plasma reaction to thedielectric tube 140 is alleviated in the case of alumina than when the material is quartz , Thedielectric tube 140 comprising alumina is advantageous for the aluminum oxide (Al₂ O₃ ) deposition process.

유전체 튜브(140)와 제 1 전극(110)의 내측면(116) 사이에는 유전체 장벽 방전(DBD: Dielectric Barrier Discharge)에 의한 플라즈마(P)가 발생될 수 있다. 유전체 장벽 방전에 의한 플라즈마는 저온 플라즈마로서 대기압 하에서도 발생이 가능한 플라즈마이다. 이를 위하여 제 1 전극(110) 및/또는 제 2 전극(130)에는 전압을 인가할 수 있는 전원부(미도시)가 연결될 수 있다. 상기 전원부는, 예를 들어, 교류형 또는 펄스형 전압을 인가할 수 있다. 플라즈마(P)는, 예를 들어, 용량 결합형(capacitively coupled) 플라즈마일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상은 플라즈마(P)의 종류나 형태에 의하여 한정되지 않는다.A plasma P due to a dielectric barrier discharge (DBD) may be generated between thedielectric tube 140 and theinner surface 116 of thefirst electrode 110. Plasma by dielectric barrier discharge is a plasma that can be generated even under atmospheric pressure as a low temperature plasma. To this end, a power supply unit (not shown) capable of applying a voltage may be connected to thefirst electrode 110 and / or thesecond electrode 130. The power supply unit may apply, for example, an alternating current or pulsed voltage. The plasma P may be, for example, a capacitively coupled plasma. However, the technical idea of the present invention is not limited by the kind or form of the plasma (P).

유전체 튜브(140)를 도입하지 않은 상태에서 제 1 전극(110)과 제 2 전극(130) 사이에 플라즈마를 생성하는 경우, 제 2 전극(130)은 플라즈마에 의하여 노출되며, 플라즈마에 의하여 제 2 전극(130)의 표면은 고온 산화가 발생하여 금속 파티클이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 방지하기 위하여, 제 2 전극(130)을 둘러싸는 유전체 튜브(140)를 도입하였다. 유전체 튜브(140)에 의하여 플라즈마(P)가 생성되는 공간과 제 2 전극(130)을 분리할 수 있으며, 이로 인하여 제 2 전극(130)의 고온 산화를 원천적으로 방지할 수 있다. 제 2 전극(130)을 둘러싸는 유전체 튜브(140)의 구성은 유전체 튜브(140) 내에 제 2 전극(130)을 삽입함으로써 구현할 수 있다(도 3 참조). 따라서 유전체 튜브(140)의 내경은 제 2 전극(130)의 외경보다 클 수 있다.When the plasma is generated between thefirst electrode 110 and thesecond electrode 130 without introducing thedielectric tube 140, thesecond electrode 130 is exposed by the plasma, The surface of theelectrode 130 may undergo high-temperature oxidation to generate metal particles. In order to prevent such a problem, adielectric tube 140 surrounding thesecond electrode 130 is introduced. The space in which the plasma P is generated can be separated from thesecond electrode 130 by thedielectric tube 140 and thereby the high temperature oxidation of thesecond electrode 130 can be prevented originally. The configuration of thedielectric tube 140 surrounding thesecond electrode 130 can be realized by inserting thesecond electrode 130 into the dielectric tube 140 (see FIG. 3). Therefore, the inner diameter of thedielectric tube 140 may be larger than the outer diameter of thesecond electrode 130.

발명자는 플라즈마로부터 제 2 전극(130)을 보호하기 위하여, 제 2 전극(130)의 표면 상에 용사코팅 또는 표면 산화처리를 수행하여 보호 세라믹층을 형성해 보았으나, 공정시간이 증가함에 따라 제 2 전극(130)가 고온 산화됨을 확인하였다. 이에 반하여, 유전체 튜브(140) 내에 제 2 전극(130)을 삽입함으로써 구현한 제 2 전극(130)을 둘러싸는 유전체 튜브(140)의 구성에 의할 경우, 플라즈마(P)가 발생되는 영역과 제 2 전극(130)이 분리되어 플라즈마(P)에 의해 제 2 전극(130)의 온도가 상승하는 것을 방지하고, 제 2 전극(130)이 공정가스에 직접적으로 노출되는 것을 방지하여 제 2 전극(130)이 고온 분위기에서 산화되는 것을 원천적으로 방지하며, 제 2 전극(130)의 산화가 억제되어 금속 파티클의 발생을 방지할 수 있음을 확인하였다.The inventor has tried to form a protective ceramic layer by spray coating or surface oxidation treatment on the surface of thesecond electrode 130 in order to protect thesecond electrode 130 from the plasma, It was confirmed that theelectrode 130 was oxidized at a high temperature. On the contrary, when thedielectric tube 140 surrounds thesecond electrode 130 realized by inserting thesecond electrode 130 into thedielectric tube 140, the region where the plasma P is generated Thesecond electrode 130 is separated so that the temperature of thesecond electrode 130 is prevented from rising by the plasma P and thesecond electrode 130 is prevented from being directly exposed to the process gas, Thefirst electrode 130 is prevented from being oxidized in a high-temperature atmosphere and the oxidation of thesecond electrode 130 is suppressed, thereby preventing generation of metal particles.

본 발명의 일 실시예에 따른 기상 증착장치(100)는 중공(120)에 각각 연결된 제 1 유로(114)와 제 2 유로(118)를 포함할 수 있다. 제 1 유로(114)는 제 1 전극(110)과 유전체 튜브(140) 사이에 소정의 가스, 예를 들어, 반응가스를 공급하도록 중공(120)에 연결될 수 있다. 제 2 유로(118)는 제 1 유로(114)를 통하여 공급된 상기 소정의 가스가 유전체 장벽 방전에 의한 플라즈마(P)와 반응한 여기체를 피증착 구조체 상에 제공하도록 중공(120)에 연결될 수 있다. 피증착 구조체는, 예를 들어,증착공정이 수행되는 기판을 포함할 수 있다. 한편, 상기 여기체는 상기 소정의 가스가 플라즈마(P)와 반응하여 여기된(excited) 물질을 포함하며, 예를 들어, 활성화된 이온, 전자, 라디칼 등을 포함할 수 있다.Thevapor deposition apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include afirst flow path 114 and asecond flow path 118 connected to the hollow 120, respectively. Thefirst flow path 114 may be connected to the hollow 120 to supply a predetermined gas, for example, a reaction gas, between thefirst electrode 110 and thedielectric tube 140. Thesecond flow path 118 is connected to the hollow 120 so that the predetermined gas supplied through thefirst flow path 114 provides an excited body reacted with the plasma P by the dielectric barrier discharge on the evaporated structure . The deposited structure may be, for example, And a substrate on which a deposition process is performed. On the other hand, the excitation body includes a material excited by the predetermined gas in response to the plasma (P), and may include, for example, activated ions, electrons, radicals, and the like.

제 1 유로(114)와 제 2 유로(118)는 제 2 전극(130)을 중심으로 다른 방향으로 배치될 수 있다. 제 1 유로(114)는 상기 소정의 가스가 외부에서 공급되는 통로인 채널(112)에 연결될 수 있다. 제 1 유로(114)를 통하여 상기 소정의 가스가 공급되고 제 2 유로(118)를 통하여 여기체가 제공되는 방향(-Y 방향)은 제 2 전극(130)이 기둥 형상을 가지며 신장하는 방향(Z 방향)과 평행하지 않고 교차할 수 있으며, 예를 들어, 수직하게 교차할 수 있다.Thefirst flow path 114 and thesecond flow path 118 may be disposed in different directions with respect to thesecond electrode 130. Thefirst flow path 114 may be connected to thechannel 112 through which the predetermined gas is supplied from the outside. The direction in which the predetermined gas is supplied through thefirst flow path 114 and the excitation body is provided through thesecond flow path 118 is a direction in which thesecond electrode 130 has a columnar shape and a direction Z Direction) and may intersect, for example, vertically.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기상 증착장치(100)의 일부를 보여주는 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view showing a part of avapor deposition apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기상 증착장치(100)는 유전체 튜브(140)와 대향하는 제 1 전극(110)의 내측면(116) 상에 배치된 유전체층(142)을 더 포함할 수 있다. 유전체층(142)은 유전체 장벽 방전에 의한 플라즈마(P)에 의해 제 1 전극(110)의 내측면(116)이 노출되어 제 1 전극(110)이 고온 산화되는 것을 방지함으로써 금속 파티클이 발생하는 것을 억제하는 효과를 기대할 수 있다. 유전체층(142)은 제 1 전극(110)의 내측면(116) 상에서 제 1 유로(114) 및/또는 제 2 유로(118)의 내측면으로 신장될 수도 있다. 나머지 구성요소들은 도 1을 참조하여 앞에서 이미 설명하였으므로, 여기에서 이에 대한 설명은 생략한다.4, avapor deposition apparatus 100 according to another embodiment of the present invention includes adielectric layer 142 disposed on aninner surface 116 of afirst electrode 110 facing adielectric tube 140, . Thedielectric layer 142 prevents thefirst electrode 110 from being oxidized at a high temperature by exposing theinner surface 116 of thefirst electrode 110 by the plasma P due to the dielectric barrier discharge, Can be expected to be suppressed. Thedielectric layer 142 may extend on the inner surface of thefirst flow path 114 and / or thesecond flow path 118 on theinner surface 116 of thefirst electrode 110. The remaining components have already been described above with reference to FIG. 1, and a description thereof will be omitted here.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기상 증착장치(100)의 일부를 보여주는 개략적인 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view showing a part of avapor deposition apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기상 증착장치(100)의 하방에 피증착 구조체의 일부인 기판(210)이 배치된다. 기판(210)은, 예를 들어, 글래스 기판을 포함할 수 있다. 기판(210) 상에는 마스크(220)가 배치된다. 마스크(220)는 증착장치에서 선택적인 물질층 증착을 위해서 기판(210) 상에 부분적인 차폐층으로 결합되는 증착용 마스크를 의미한다. 마스크(220)는 금속물질을 포함하여 구성될 수 있는데, 기판(210) 상에 마스크(220)를 고정하기 위하여 기판(210)의 하방에 자석(230)을 배치할 수 있다. 이러한 자석(230)으로부터 발생하는 자력(磁力)에 의하여 플라즈마(P)의 발생 및 유지에 영향을 미칠 수 있다.Referring to FIG. 5, asubstrate 210, which is a part of a deposited structure, is disposed below avapor deposition apparatus 100 according to another embodiment of the present invention. Thesubstrate 210 may include, for example, a glass substrate. Amask 220 is disposed on thesubstrate 210. Themask 220 refers to an evaporation mask that is bonded as a partial shielding layer on thesubstrate 210 for selective material deposition in a deposition apparatus. Themask 220 may include a metallic material and may be disposed below thesubstrate 210 to fix themask 220 on thesubstrate 210. The generation and maintenance of the plasma (P) may be affected by the magnetic force generated from the magnet (230).

발명자는 피증착 구조체인 기판(210)과 대향하는 제 1 전극(110)의 하부면에, 강자성체로 이루어진, 자력 쉴드부(150)를 배치함으로써, 자석(230)에 의한 자력으로부터 플라즈마(P)에 대한 영향을 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 강자성체로 이루어진 자력 쉴드부(150)는 자석(230)에 의한 자력이 중공(120)에 이르지 않고 다른 방향으로 우회하도록 함으로써, 플라즈마(P)에 대한 자력의 영향을 감소시킬 수 있다. 강자성체는 외부에서 강한 자기장을 걸어주었을 때 그 자기장의 방향으로 강하게 자화된 뒤 외부 자기장이 사라져도 자화가 남아 있는 물질을 의미한다. 이런 경우 강자성체를 이루는 각각의 원자가 하나의 자석과 같으며, 철, 코발트, 니켈 및 그 합금등을 포함할 수 있다.자력 쉴드부(150)는 제 2 유로(118)과 연결된 제 1 전극(110)의 하부면에 배치될 수 있다. 나아가, 자력 쉴드부(150)는 제 2 유로(118)과 연결된 제 1 전극(110)의 하부면 상에 배치될 뿐만 아니라, 제 2 유로(118)의 내측면 상으로 신장할 수도 있다.The inventors have found that by disposing themagnetic shield portion 150 made of a ferromagnetic material on the lower surface of thefirst electrode 110 facing thesubstrate 210 which is the evaporated structure, the plasma P is generated from the magnetic force by themagnet 230, And the effect on the growth rate is reduced. The magneticforce shield part 150 made of the ferromagnetic material can reduce the influence of the magnetic force on the plasma P by causing the magnetic force by themagnet 230 to bypass in the other direction without reaching the hollow 120. [ A ferromagnet means a material that is strongly magnetized in the direction of its magnetic field when a strong magnetic field is applied from the outside and the magnetization remains even if the external magnetic field disappears. In this case, each of the atoms forming the ferromagnetic body is the same as one magnet, and may include iron, cobalt, nickel, and alloys thereof. Themagnetic shield portion 150 may be disposed on the lower surface of thefirst electrode 110 connected to thesecond flow path 118. Further, themagnetic shield portion 150 is disposed on the lower surface of thefirst electrode 110 connected to thesecond flow path 118, and may extend on the inner surface of thesecond flow path 118.

변형된 실시예에서, 자력 쉴드부(150)는 제 2 유로(118)를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 전극(110)과 유전체 튜브(140) 사이에서 플라즈마(P)가 발생하는 동안, 자석(230)에 의한 자력이 제 2 유로(118)를 통하여 중공(120)에 이르지 않고 다른 방향으로 우회하도록 자력 쉴드부(150)는 제 2 유로(118)를 폐쇄하도록 이동 배치될 수 있다. 그리고, 제 1 유로(114)를 통하여 제공된 가스가 플라즈마(P)와 반응하여 생성된 여기체가 제 2 유로(118)를 통과하여 기판(210) 상에 제공되는 동안, 자력 쉴드부(150)는 제 2 유로(118)를 개방하도록 이동 배치될 수 있다.In the modified embodiment, themagnetic shield portion 150 may be configured to selectively open and close thesecond flow path 118. For example, while the plasma P is generated between thefirst electrode 110 and thedielectric tube 140, the magnetic force by themagnet 230 does not reach the hollow 120 through thesecond flow path 118 The magneticforce shield portion 150 may be arranged so as to close thesecond flow path 118 so as to bypass the other direction. While the excited body generated by the reaction of the gas supplied through thefirst flow path 114 with the plasma P is provided on thesubstrate 210 through thesecond flow path 118, themagnetic shield part 150 So as to open thesecond flow path 118.

또한, 변형된 실시예에서, 자력 쉴드부(150)는 제 2 유로(118)의 말단부에서 제 2 유로(118)의 입구를 막는 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 자력 쉴드부(150)는 적어도 하나 이상의 관통홀을 가지는 플레이트 형태를 가질 수 있다. 제 1 유로(114)를 통하여 제공된 가스가 플라즈마(P)와 반응하여 생성된 여기체는 상기 적어도 하나 이상의 관통홀을 통과하여 기판(210) 상에 제공될 수 있다. 이 경우, 자력 쉴드부(150)는 샤워헤드 구조의 일부를 형성할 수 있다.Also, in a modified embodiment, themagnetic shield portion 150 may be disposed at a position blocking the inlet of thesecond flow path 118 at the distal end of thesecond flow path 118. In this case, themagnetic shield portion 150 may have a plate shape having at least one through hole. The excited body generated by the reaction of the gas supplied through thefirst flow path 114 with the plasma P may be provided on thesubstrate 210 through the at least one through hole. In this case, the magneticforce shield part 150 can form a part of the shower head structure.

이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 원자층 증착장치에 적용하는 구체적인 실시예를 설명하고자 한다. Hereinafter, a description will be made of a specific embodiment in which the technical idea of the present invention is applied to an atomic layer deposition apparatus.

일반적으로 원자층 증착은 화학흡착층의 결합력과 물리흡착층의 결합력이 상이한 것을 이용한 증착이다. 원자층 증착에서는, 소스전구체를 포함하는 소스가스를 기판의 표면에 흡착시킨 후 불활성 기체로 퍼지시킨다. 그 결과, 반데르발스(Van der Waals) 힘에 의하여 결합을 하고 있는 전구체의 물리흡착 분자(physisorbed molecules)는 탈착된다. 그러나, 공유결합(covalent bond)을 하고 있는 화학흡착 분자(chemisorbed molecules)는 기판과 강하게 흡착하고 있기 때문에 탈착되지 않는다. 기판에 흡착되어 있는 전구체의 화학흡착 분자가 반응전구체를 포함하는 반응가스와 반응 및/또는 치환하는 성질을 이용하여 원자층 증착이 이루어진다.In general, atomic layer deposition is a deposition using the difference between the binding force of the chemisorptive layer and the binding force of the physical adsorption layer. In atomic layer deposition, a source gas containing a source precursor is adsorbed on the surface of the substrate and then purged with an inert gas. As a result, the physisorbed molecules of the precursors that are bound by Van der Waals forces are desorbed. However, chemisorbed molecules that are covalent bonds do not desorb because they are strongly adsorbed to the substrate. The atomic layer deposition is performed by using the property that the chemisorption molecules of the precursor adsorbed on the substrate react and / or substitute with the reaction gas containing the reaction precursor.

예를 들어, 소스전구체를 포함하는 소스가스를 주입하여 소스전구체를 기판에 과잉으로 흡착시킨다. 다음으로, 퍼지 기체의 주입 및/또는 반응실의 펌핑에 의하여 과잉의 전구체 또는 물리흡착 분자를 제거함으로써 화학흡착 분자만을 기판에 남겨 단일 분자층(mono molecule layer)을 얻는다. 다만, 본 발명의 기술적 사상은 실제 단일 분자층 뿐만 아니라 복수개의 분자층에 대해서도 적용 가능함은 명백하다. 다음으로, 반응전구체(또는 치환제(replacement agent))를 반응실에 주입한 후, 퍼지 기체 및/또는 반응실의 펌핑에 의하여 과잉의 전구체 또는 물리흡착 분자를 제거함으로써 최종적인 원자층을 얻게 된다. 이하에서는 본 발명의 실시예인 원자층 증착장치의 구성요소들을 구체적으로 설명한다. 본 실시예에서 언급하는 원자층 증착은 기상 상태의 증착기체를 기판 상에 시분할 방식이 아닌 공간분할 방식으로 제공하는 단계를 반복하는 방식을 채용하므로, 소스가스와 반응가스가 서로 섞이지 않도록 교번하여 분사될 필요가 없으며 동시에 분사될 수 있다.For example, a source gas containing a source precursor is implanted to excessly adsorb the source precursor to the substrate. Next, excess precursors or physically adsorbed molecules are removed by purging the purge gas and / or pumping the reaction chamber, leaving only the chemisorbed molecules on the substrate to obtain a mono molecular layer. However, it is apparent that the technical idea of the present invention is applicable not only to a single molecule layer but also to a plurality of molecular layers. Next, after the reaction precursor (or replacement agent) is injected into the reaction chamber, excess precursor or physically adsorbed molecules are removed by purging the purge gas and / or the reaction chamber to obtain the final atomic layer . Hereinafter, the constituent elements of the atomic layer deposition apparatus, which is an embodiment of the present invention, will be described in detail. The atomic layer deposition referred to in this embodiment employs a method of repeating the step of providing a deposition gas in a gaseous state on a substrate in a space division manner instead of a time division manner so that the source gas and the reactive gas are alternately injected And can be sprayed at the same time.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기상 증착장치의 일부를 보여주는 개략적인 단면도이다.6 is a schematic cross-sectional view showing a part of a vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기상 증착장치는 소스가스를 하방으로 제공할 수 있는 소스가스 제공부(30)와 반응가스를 하방으로 제공할 수 있는 반응가스 제공부(100)를 포함할 수 있으며, 나아가, 소스가스 제공부(30)와 반응가스 제공부(100) 사이에 위치하며, 가스를 퍼지 및 펌핑할 수 있는 퍼지펌핑부(60)를 포함하는 원자층 증착 장치를 포함한다. 원자층 증착이 이루어질 피증착 구조체인 기판(210)은 이송부(미도시)에 의하여 소스가스 제공부(30), 퍼지펌핑부(60) 및 반응가스 제공부(100)의 하방에서 수평방향(예를 들어, X 방향)으로 순차적으로 또는 선택적으로 이동할 수 있다. 한편, 기판(210)을 이송하는 이송부는 롤러와 컨베이어 벨트를 포함하여 구성될 수 있으나, 이는 예시적인 것일 뿐, 레일과 리니어 모터를 포함하는 구성일 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.Referring to FIG. 6, a vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention includes asource gas supplier 30 capable of supplying a source gas downward, and areactant gas supplier 100 And apurge pumping unit 60 positioned between thesource gas supplier 30 and thereactant gas supplier 100 and capable of purging and pumping the gas, . Thesubstrate 210 as a deposition target structure in which atomic layer deposition is to be performed is formed on thesubstrate 210 in the horizontal direction (in the figure, for example) below thesource gas supply 30, thepurge pumping portion 60, and thereactive gas supply 100 by a transfer portion For example, in the X direction). The conveying unit for conveying thesubstrate 210 may include a roller and a conveyor belt. However, the conveying unit may be configured to include a rail and a linear motor.

소스가스 제공부(30)는 소스전구체를 포함하는 소스가스를 하방으로 주입할 수 있다. 소스가스 제공부(30)는 상부에서 하부를 향해 (-Y 방향으로) 연장된 소스가스 노즐(31)을 통해 -Y 방향으로 소스가스를 주입한다. 소스가스 노즐(31)은 다양한 형태를 가질 수 있으며, 예를 들어, 상부에서 하부로 순차로 위치한 제1위치(32), 제2위치(33) 및 제3위치(34)에 있어서, 제2위치(33)에서의 단면적이 제1위치(32)에서의 단면적 및 제3위치(34)에서의 단면적보다 크고, 제3위치(34)에서의 단면적이 제1위치(32)에서의 단면적보다 작을 수 있다. 이러한 소스가스 노즐(31)을 통해 -Y 방향으로 공급된 소스가스는 소스가스 노즐(31)을 통과한 후, 도 6에 도시된 것과 같이, ZX 평면 상에서 대략 수평방향으로 이동하며 퍼질 수 있다.Thesource gas supplier 30 may inject the source gas containing the source precursor downward. Thesource gas supplier 30 injects the source gas in the -Y direction through thesource gas nozzle 31 extending from the top to the bottom (in the -Y direction). Thesource gas nozzles 31 may have various forms and may be of a variety of shapes such as, for example, in afirst position 32, a second position 33 and athird position 34 located sequentially from top to bottom, The cross-sectional area at thefirst position 32 is greater than the cross-sectional area at thethird position 34 and the cross-sectional area at thethird position 34 is greater than the cross- Can be small. The source gas supplied in the -Y direction through thesource gas nozzle 31 may pass through thesource gas nozzle 31 and then spread and move in a substantially horizontal direction on the ZX plane as shown in Fig.

이송부에 의하여 기판(210)이 +X 방향으로 이동함에 있어서, 소스가스 제공부(30) 하측을 지나갈 시, 소스가스 제공부(30)에서 하방으로 주입되는 소스가스는 소스가스 노즐(31) 하측에 위치한 기판(210)의 일부분에 소스물질층을 형성하게 된다. 기판(210)이 +X 방향으로 계속 이동함으로써 결과적으로 기판(210)의 전면(全面)에 소스물질층이 형성되게 된다. 소스물질층은 예컨대 트리메틸 알루미늄(TMA: Al(CH₃)₃)층일 수 있다.The source gas injected downward from thesource gas supplier 30 when thesubstrate 210 is moved under thesource gas supplier 30 when thesubstrate 210 is moved in the + To form a layer of source material on a portion of thesubstrate 210 located in thesubstrate 210. As thesubstrate 210 continues to move in the + X direction, a source material layer is formed on the entire surface of thesubstrate 210. The source material layer may be, for example, a trimethyl aluminum (TMA: Al (CH₃ )₃ ) layer.

반응가스 제공부(100)는 반응가스를 하방으로 주입할 수 있다. 반응가스 제공부(100)는 도 1 내지 도 5를 참조하여 앞에서 설명한 기상 증착장치를 포함한다. 이송부에 의하여 기판(210)이 +X 방향으로 이동함에 있어서 반응가스 제공부(100) 하측을 지나갈 시, 반응가스 제공부(100)에서 하방으로 제공되는 반응가스는, 기판(210) 상에 이미 형성된 소스물질층과 반응하여, 최종물질층을 형성하게 된다. 소스물질층이 전술한 것과 같은 트리메틸 알루미늄(TMA: Al(CH₃)₃)층일 경우, 반응가스는 수증기를 포함하거나 오존을 포함할 수 있다. 이 경우 트리메틸 알루미늄층은 수증기나 오존과 반응하여, 최종물질층, 즉 알루미늄 옥사이드(Al₂O₃)층이 될 수 있다. 한편, 반응가스의 종류는 최종물질층에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 예를 들어, N₂O,NH₃등이 제공될 수도 있다.Thereaction gas supplier 100 can inject the reaction gas downward. Thereactive gas supplier 100 includes the vapor deposition apparatus described above with reference to FIGS. The reaction gas supplied downward from the reactiongas supply unit 100 when thesubstrate 210 passes under the reactiongas supply unit 100 when thesubstrate 210 moves in the + X direction, React with the formed source material layer to form the final material layer. When the source material layer is a trimethyl aluminum (TMA: Al (CH₃ )₃ ) layer as described above, the reaction gas may contain water vapor or may contain ozone. In this case, the trimethylaluminum layer reacts with water vapor or ozone to form a final material layer, that is, an aluminum oxide (Al₂ O₃ ) layer. On the other hand, the kind of the reaction gas may be variously changed depending on the final material layer, for example, N₂ O, NH_3, etc. may be provided.

퍼지펌핑부(60)는 소스가스 제공부(30)와 반응가스 제공부(100) 사이에 위치하며, 비활성 가스를 기판(210) 상에 퍼지하는 퍼지부(64)와 잔류 가스를 외부로 배출하는 펌핑부(62, 66)를 갖는다. 펌핑부(62, 66)는, 예를 들어, 소스가스 제공부(30)에 인접하여, 기판(210) 상에서 미반응하고 잔류하는 과잉의 전구체 또는 물리흡착 분자 형태인 소스가스를 외부로 배출하는 제 1 펌핑부(62)와 반응가스 제공부(100)에 인접하여, 기판(210) 상에서 미반응하고 잔류하는 과잉의 전구체 또는 물리흡착 분자 형태인 반응가스를 외부로 배출하는 제 2 펌핑부(66)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제 1 펌핑부(62)는 반응가스 제공부(100) 보다 소스가스 제공부(30)에 더 인접하도록 배치되며, 제 2 펌핑부(66)는 소스가스 제공부(30) 보다 반응가스 제공부(100)에 더 인접하도록 배치될 수 있다. 물론 필요에 따라 퍼지펌핑부(60)는 두 개의 펌핑부(62, 66)가 아닌 더 많은 개수의 펌핑부들을 가질 수도 있다.Thepurge pumping portion 60 is disposed between thesource gas supplier 30 and thereactant gas supplier 100 and includes apurge portion 64 for purging the inert gas onto thesubstrate 210 and apurge portion 64 for discharging the residual gas to the outside And pumpingportions 62 and 66 which are connected in series. The pumpingportions 62 and 66 are configured to discharge the source gas in the form of excess precursors or physically adsorbed molecules that remain unreacted and remain on thesubstrate 210 adjacent to thesource gas supplier 30, A second pumping unit (not shown) for discharging the reactant gas, which is in the form of excess precursors or physically adsorbed molecules remaining unreacted and remaining on thesubstrate 210, adjacent to the first pumping unit 62 and thereactive gas supplier 100 66). In this case, the first pumping portion 62 is disposed closer to thesource gas supplier 30 than thereactant gas supplier 100, and thesecond pumping portion 66 is disposed closer to thesource gas provider 30 than thesource gas provider 30 May be disposed further adjacent to the gas supplier (100). Of course, if desired, thepurge pumping portion 60 may have a greater number of pumping portions than the twopumping portions 62 and 66.

두 개의 펌핑부(62, 66) 사이에는, 예를 들어, 질소와 같은, 비활성 가스를 기판(210) 상에 주입하는 퍼지부(64)가 배치된다. 퍼지부(64)에서 하방으로 공급되는 비활성 가스는 기판(210) 상에서 미반응하고 잔류하는 과잉의 전구체 또는 물리흡착 분자를 탈착시키는 역할을 하면서 동시에 소스가스 제공부(30)에서 제공되는 소스가스와 반응가스 제공부(100)에서 제공되는 반응가스가 서로 섞이지 않도록 차단하는 커튼 역할을 할 수 있다. 즉, 퍼지부(64)에 의하여 공급되는 가스에 의하여 소스가스가 반응가스 제공부(100)의 하측으로 이동하여 반응가스와 섞이는 것을 방지하고, 반응가스가 소스가스 제공부(30)의 하측으로 이동하여 소스가스와 섞이는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.Between the twopumping portions 62 and 66, apurge portion 64 is disposed for injecting an inert gas, such as nitrogen, onto thesubstrate 210. The inert gas supplied downward from thepurge part 64 serves to desorb the excess precursor or the physically adsorbed molecules that remain unreacted on thesubstrate 210, and at the same time, the source gas supplied from thesource gas supplier 30 It may serve as a curtain for blocking reaction gases supplied from thereactive gas supplier 100 from being mixed with each other. That is, the source gas is moved to the lower side of thereaction gas supplier 100 by the gas supplied by thepurge part 64 and is prevented from mixing with the reaction gas, and the reaction gas is supplied to the lower side of thesource gas supplier 30 It is possible to effectively prevent the gas from moving and mixing with the source gas.

한편, 본 실시예에 따른 기상 증착장치의 경우에서, 소스가스가 기판(210) 표면을 따라 잘 퍼질 수 있도록 층류 유동(laminar flow)이 형성되도록 하기 위해, 소스가스 제공부(30)와 그 하부의 기판(210) 사이의 거리(d1)가 짧아지도록 하는 것이 바람직하다. 아울러 반응가스는 기판(210) 표면에 형성된 소스물질층과 반응만 하면 되기에, 반응가스 제공부(100)와 기판(210) 사이의 거리(d2)는 소스가스 제공부(30)와 기판(210) 사이의 거리(d1)보다 크도록 하여, 기판(210) 상부에서 반응가스가 충분히 존재할 수 있는 공간을 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, in the case of the vapor deposition apparatus according to the present embodiment, in order to form a laminar flow so that the source gas can spread well along the surface of thesubstrate 210, So that the distance d1 between thesubstrates 210 is shortened. The distance d2 between the reactantgas supply unit 100 and thesubstrate 210 is less than the distance d2 between the sourcegas supply unit 30 and thesubstrate 210. [ 210 so that a sufficient space for the reaction gas can be ensured at the upper portion of thesubstrate 210.

지금까지 설명한 실시예들은, 물질층을 증착하기 위한 기상 증착장치에 대하여 설명하였으나, 플라즈마가 발생하는 영역과 전극을 유전체 튜브에 의하여 분리하는 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 증착공정, 식각공정, 세정공정, 표면개질공정 등을 위한 플라즈마 소스로 확장하여 적용될 수 있다. 즉, 도 1, 도 4 및 도 5에 도시된, 유전체 장벽 방전에 의한 플라즈마(P)는 저온 플라즈마로서 대기압 하에서도 발생이 가능한 플라즈마이며, 보통 1 내지 10 eV의 에너지를 가져 표면에서의 화학결합을 파괴하기에 적당하기 때문에, 식각공정, 세정공정이나 표면개질공정에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 1, 도 4 및 도 5에 도시된, 제 1 유로(114)를 통하여 공급되는 제 1 가스가 물질을 식각할 수 있는 성질을 가진다면, 제 1 가스가 플라즈마(P)와 반응하여 생성된 여기체는, 제 2 유로(118)를 통하여 제공됨으로써, 플라즈마 소스의 하방에 배치된 물질층을 식각할 수도 있다.Although the embodiments described above have been described with respect to a vapor deposition apparatus for depositing a material layer, the technical idea of the present invention for separating a region where a plasma is generated and an electrode by a dielectric tube is not limited to this, And may be extended to a plasma source for a process, a cleaning process, a surface modification process, and the like. That is, the plasma (P) due to the dielectric barrier discharge shown in Figs. 1, 4 and 5 is a plasma which can be generated even under atmospheric pressure as a low-temperature plasma, and usually has energy of 1 to 10 eV, It can be used in the etching process, the cleaning process, and the surface modification process. For example, if the first gas supplied through thefirst flow path 114 shown in FIGS. 1, 4, and 5 has a property of etching the material, the first gas is supplied to the plasma P The excited body generated by the reaction may be provided through thesecond flow path 118 to etch the material layer disposed below the plasma source.

이러한 플라즈마 소스를 구성하는 요소들은 앞에서 설명한 기상 증착장치를 구성하는 요소들과 동일하다. 예를 들어, 플라즈마 소스에서도, 도 1, 도 4 및 도 5을 참조하여 설명한 것처럼, 유전체 튜브(140) 내에 제 2 전극(130)이 삽입되어 배치될 수 있으며, 자력 쉴드부(150)가 제 1 전극(110)의 하부면에 배치될 수 있다.The elements constituting such a plasma source are the same as those constituting the above-described vapor deposition apparatus. For example, as described with reference to FIGS. 1, 4, and 5, thesecond electrode 130 may be inserted into thedielectric tube 140, and themagnetic shield portion 150 may be formed Oneelectrode 110 may be disposed on the lower surface of the substrate.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 기상 증착장치 110 : 제 1 전극
112 : 채널 114: 제 1 유로
116: 내측면 118: 제 2 유로
120 : 중공 130 : 제 2 전극
140: 유전체 튜브 142 : 유전체층
150 : 자력 쉴드부 210 : 기판
220 : 마스크 230 : 자석
30 : 소스가스 공급부 60 : 퍼지펌핑부
62 : 제 1 펌핑부 64 : 퍼지부
66 : 제 2 펌핑부100: vapor deposition apparatus 110: first electrode
112: channel 114: first channel
116: inner side surface 118: second flow path
120: hollow 130: second electrode
140: dielectric tube 142: dielectric layer
150: magnetic force shield part 210: substrate
220: mask 230: magnet
30: source gas supply unit 60: purge pumping unit
62: first pumping section 64:
66: second pumping section

Claims (20)

Translated fromKorean

소스가스를 하방으로 제공할 수 있는 소스가스 제공부;
반응가스를 하방으로 제공할 수 있는 반응가스 제공부;
상기 소스가스 제공부와 상기 반응가스 제공부 사이에 위치하며, 가스를 펌핑할 수 있는 펌핑부; 및
상기 소스가스 제공부, 상기 펌핑부, 및 상기 반응가스 제공부의 하방에서 피증착 구조체를 순차적으로 이송할 수 있는 이송부;를 포함하고,

상기 반응가스 제공부는,
내부에 중공이 형성된 제1 전극;
상기 중공 내에 상기 제1 전극과 이격되어 배치되는 제2 전극;
상기 제2 전극을 둘러싸며 상기 제1 전극과 이격되는, 유전체 튜브;
상기 반응가스를 상기 제1 전극과 상기 유전체 튜브 사이에 공급하도록 상기 중공에 연결된 제1 유로; 및
상기 제1 유로를 통하여 공급된 상기 반응가스가 상기 제1 전극과 상기 유전체 튜브 사이에 발생한 플라즈마와 반응하여 생성된 여기체를 상기 피증착 구조체 상에 제공하도록 상기 중공에 연결된 제2 유로;를 포함하고,
상기 제2 전극은 상기 유전체 튜브 내에 삽입되어 배치되면서상기 유전체 튜브에 의하여 상기 플라즈마가 발생되는 영역과 분리되어 보호되며,

상기 펌핑부는 상기 반응가스 제공부보다 상기 소스가스 제공부에 더 인접한 제1 펌핑부; 및 상기 소스가스 제공부보다 상기 반응가스 제공부에 더 인접한 제2 펌핑부;를 포함하는,

기상 증착장치.A source gas supplier capable of providing a source gas downward;
A reaction gas supplier capable of supplying the reaction gas downward;
A pumping unit positioned between the source gas supply unit and the reaction gas supply unit and capable of pumping gas; And
And a transfer unit capable of sequentially transferring the deposition structure below the source gas supply unit, the pumping unit, and the reaction gas supply unit,

The reaction gas supply unit includes:
A first electrode having a hollow therein;
A second electrode spaced apart from the first electrode in the hollow;
A dielectric tube surrounding the second electrode and spaced apart from the first electrode;
A first flow path connected to the hollow to supply the reaction gas between the first electrode and the dielectric tube; And
And a second flow path connected to the hollow to provide the excited body generated by reacting the reaction gas supplied through the first flow path with the plasma generated between the first electrode and the dielectric tube and,
The second electrode is inserted into the dielectric tube and separated from the region where the plasma is generated by the dielectric tube.

Wherein the pumping unit further comprises a first pumping unit, which is closer to the source gas supply unit than the reactive gas supply unit; And a second pumping unit closer to the reactant gas supply unit than the source gas supply unit.

Vapor deposition apparatus.삭제delete제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 기둥 형상으로 신장되며, 상기 유전체 튜브 내에 삽입된, 기상 증착장치.2. The vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the second electrode extends in a columnar shape and is inserted into the dielectric tube.제 1 항에 있어서, 상기 유전체 튜브는 세라믹을 포함하여 구성되는, 기상 증착장치.2. The vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the dielectric tube comprises a ceramic.제 4 항에 있어서, 상기 세라믹은 알루미나를 포함하는, 기상 증착장치.5. The vapor deposition apparatus according to claim 4, wherein the ceramic comprises alumina.제 1 항에 있어서, 상기 플라즈마는 유전체 장벽 방전에 의한 용량 결합형 플라즈마인, 기상 증착장치.The vapor-phase deposition apparatus according to claim 1, wherein the plasma is a capacitively coupled plasma generated by a dielectric barrier discharge.제 1 항에 있어서, 상기 유전체 튜브와 대향하는 상기 제 1 전극의 내측면 상에 배치된 유전체층을 더 포함하는, 기상 증착장치.2. The vapor deposition apparatus according to claim 1, further comprising a dielectric layer disposed on an inner surface of the first electrode facing the dielectric tube.제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극의 하부면에 배치된 자력 쉴드부를 더 포함하는, 기상 증착장치.The vapor-phase deposition apparatus according to claim 1, further comprising a magnetic force shield portion disposed on a lower surface of the first electrode.삭제delete제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 제 1 방향으로 신장하는 기둥 형상을 가지며, 상기 제 1 방향은, 상기 제 1 유로를 통하여 상기 가스가 공급되고 상기 제 2 유로를 통하여 상기 여기체가 제공되는 방향과 교차하는, 기상 증착장치.The gas sensor according to claim 1, wherein the second electrode has a column shape extending in a first direction, and the first direction is a direction in which the gas is supplied through the first flow path and the excitation body is provided through the second flow path Direction of the vapor deposition apparatus.삭제delete삭제delete삭제delete제 1 항에 있어서,
상기 피증착 구조체는 기판; 및 상기 기판 상의 금속 마스크를 포함하고,
상기 금속 마스크를 상기 기판 상에 고정하기 위하여 상기 기판의 하방에 배치한 자석에 의한 자력으로부터, 상기 플라즈마에 대한 영향을 감소시키기 위하여, 상기 피증착 구조체와 대향하며, 상기 제 2 유로와 연결된 상기 제 1 전극의 하부면에 배치된 자력 쉴드부를 더 포함하는, 기상 증착장치.The method according to claim 1,
The deposited structure may include a substrate; And a metal mask on the substrate,
Wherein the metal mask is opposed to the deposition target structure in order to reduce an influence on the plasma from a magnetic force generated by a magnet disposed below the substrate to fix the metal mask on the substrate, And a magnetic force shield portion disposed on a lower surface of the one electrode.삭제delete제 1 항에 있어서, 상기 제 1 펌핑부 및 상기 제 2 펌핑부 사이에 배치되고, 가스를 상기 피증착 구조체 상에 퍼지할 수 있는 퍼지부;를 더 포함하는, 기상 증착장치.

2. The vapor deposition apparatus according to claim 1, further comprising: a purge section disposed between the first pumping section and the second pumping section and capable of purging gas on the evaporated structure.

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