气体供给结构体及具备它的等离子体沉积装置的制作方法

1.本发明涉及一种气体供给结构体及具备它的等离子体沉积装置，更详细而言，涉及一种用于供给等离子体沉积用工艺气体及腔室清洗用清洗气体的气体供给结构体及具备它的等离子体沉积装置。


背景技术：

2.作为用于制造平板显示装置的单元工艺，广泛利用等离子体沉积装置。通常的等离子体沉积装置在向沉积腔室供给工艺气体之后将工艺气体形成为等离子体状态并利用所述等离子体在基板表面形成单膜。
3.此时，为了防止所沉积的单膜被杂质污染，在完成沉积工艺之后对腔室内部执行清洗工艺，并且为了改善膜的厚度均匀度，对工艺条件和工艺气体的流动特性进行各种改善。


技术实现要素：

4.本发明的一目的是提供一种等离子体装置用的气体供给结构体，该气体供给结构体通过只向基板的中央部供给工艺气体并且只向基板的中央部及周边部供给清洗气体，能够同时改善等离子体装置的清洗均匀度和沉积膜的厚度均匀度。
5.本发明的另一目的是提供一种具备如上所述气体供给结构体的等离子体沉积装置。
6.用于实现上述目的的本发明的一实施例的等离子体装置用的气体供给结构体包括：主体，在内部具备沿彼此不同的方向延伸的分支流动空间，并且包括设置在所述主体的背面的中央部的单个中央孔及设置在所述背面的周边部且与所述分支流动空间分别连通的多个周边孔；第一供给口，以沿与所述主体的上表面垂直的竖直方向延伸的方式结合于所述主体的上表面，并且具备与所述分支流动空间连通的第一流动空间；以及第二供给口，以与所述中央孔连接的方式设置在所述第一供给口的内部，并且具备与所述第一流动空间连通且与所述分支流动空间分离的第二流动空间。
7.用于实现上述目的的本发明的另一实施例的等离子体沉积装置包括：执行等离子体沉积工艺的工艺腔室；设置在所述工艺腔室的下部且固定沉积对象基板的基板固定结构体；以及气体供给结构体，以与所述基板固定结构体相对的方式设置在所述工艺腔室的上部，并且向所述工艺腔室供给沉积用工艺气体和用于清洗所述工艺腔室的内部的清洗气体。
8.此时，所述气体供给结构体具备：主体，在内部具备沿彼此不同的方向延伸的分支流动空间，并且包括设置在所述主体的背面的中央部的单个中央孔及设置在所述背面的周边部且与所述分支流动空间分别连通的多个周边孔；第一供给口，以沿与所述主体的上表面垂直的竖直方向延伸的方式结合于所述主体的上表面，并且具备与所述分支流动空间连通的第一流动空间；以及第二供给口，以与所述中央孔连接的方式设置在所述第一供给口
的内部，并且具备与所述第一流动空间连通且与所述分支流动空间分离的第二流动空间。
9.根据本发明的实施例的等离子体装置用的气体供给结构体及具备它的等离子体沉积装置，在具备分支流动空间、与分支流动空间连通的多个周边孔及单个中央孔的主体的上部设置有第一供给口，在所述第一供给口的内部以与第一供给口连通的方式设置有第二供给口。作为所述第一供给口的内部空间的第一流动空间通过分支流动空间与多个周边孔连通，第二供给口与中央孔结合，作为第二供给口的内部空间的第二流动空间与分支流动空间分离并与中央孔连通。
10.此时，清洗气体从高于第二供给口的位置被供给到第一供给口，并且经由分支流动空间及第二流动空间通过周边孔及中央孔被均匀地供给，从而能够提高清洗气体的浓度均匀性。与此不同地，被供给到第二供给口的工艺气体向分支流动空间的流动被阻断，只通过第二流动空间流动且只通过中央孔供给，从而能够去除工艺气体的局部高浓度点。
11.由此，具备气体供给结构体的等离子体沉积装置能够同时改善形成在基板上的沉积膜的厚度均匀度和对工艺腔室的内部结构体的清洗均匀度。
12.但是，本发明的效果并不限定于上述效果，在不脱离本发明的思想及领域的范围内可以以多种方式扩展。
附图说明
13.图1是表示本发明的一实施例的等离子体装置用的气体供给结构体的结构图。
14.图2a是表示图1所示的气体供给结构体的主体的俯视图。
15.图2b是表示图2a所示的主体的后视图。
16.图3a是表示图1所示的第一供给口及第二供给口的结合结构的俯视图。
17.图3b是表示图3a所示的第一供给口及第二供给口的结合结构的后视图。
18.图4a是表示通过图1所示的第一供给口供给第一气体g1的过程的图。
19.图4b是表示通过图1所示的第二供给口供给第二气体的过程的图。
20.图5是表示本发明的另一实施例的气体供给结构体的结构图。
21.图6是表示本发明的又一实施例的气体供给结构体的结构图。
22.图7是表示图6所示的流动控制器的立体图。
23.图8a是表示图7所示的流动控制器的剖面图。
24.图8b是表示图7所示的流动控制器的仰视图。
25.图9是表示根据本发明的一实施例具备图1所示的气体供给结构体的等离子体沉积装置的结构图。
具体实施方式
26.下面，参照附图对本发明的优选实施例的沉积装置进行详细说明，但本发明并不限于下述实施例，所属领域的技术人员在不脱离本发明的技术思想的范围内可以以多种不同的方式实现本发明。
27.在附图中，为了本发明的清楚性，比实际放大图示基板、层(膜)、区域、图案或结构体的尺寸。在本说明书中，形状或几何条件和物理特性以及限定它们的程度的例如“平行”、“正交”、“相同”、“同等”等的用语、长度或角度、以及物理特性值等不受制于用语的严密的
含义，而是被解释为包括可期待相同功能的范围。
28.本技术中使用的用语只是为了说明特定实施例而使用的，并非用来限定本发明。关于单数形式的表述，如果在上下文中不是明确地表示其他含义，则该单数形式的表述也包括复数形式的表述。应当理解的是，在本技术中，“包括”或“具有”等用语是为了指定说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或其组合的存在，并不是用来事先排除一个或一个以上的其他特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或其组合的存在或附加的可能性。
29.此外，当提到各层(膜)、区域、电极、图案或结构体形成在基板、各层(膜)、区域、电极、结构体或图案之“上”、“上部”或“下部”时，表示各层(膜)、区域、电极、图案或结构体直接形成在基板、各层(膜)、区域、结构体或图案的上方或位于下方，或者其他层(膜)、其他区域、其他电极、其他图案或其他结构体可进一步形成在基板上。此外，当以“第一”、“第二”、“第三”和/或“准”来提到物质、层(膜)、区域、电极、图案或结构体时，并非用于限定这种部件，而是仅用于区分各物质、层(膜)、区域、电极、图案或结构体。因此，对于各层(膜)、区域、电极、图案或结构体，可分别选择性或交换性地使用“第一”、“第二”、“第三”和/或“准”。
30.图1是表示本发明的一实施例的等离子体装置用的气体供给结构体的结构图。
31.参照图1，本发明的一实施例的等离子体装置用的气体供给结构体300包括：主体310，具备分支流动空间dfs、与所述分支流动空间dfs连接的多个周边孔ph及单个中央孔ch；具备第一流动空间fs1的第一供给口320及具备第二流动空间fs2的第二供给口330；以及喷头340。
32.所述主体310被提供为内部具备规定大小的作为气体储存空间的头部空间hs的立体形状，从而提供所述气体供给结构体300的外部形状。用于执行等离子体工艺的源气体供给到所述主体310的头部空间hs，并通过设置于喷头340的喷孔sh喷射到腔室的内部。
33.因此，所述主体310设置在等离子体沉积腔室的内部并暴露于各种等离子体，故所述主体310只要对等离子体具有充分的耐蚀刻性和能够保持形状的强度则可构造为多种立体结构体。
34.例如，所述主体310的上表面311被提供为平坦面，下表面以规定的深度凹陷来提供用于形成所述头部空间hs的凹室。因此，所述凹室由所述主体310的背面312和周边壁体313限定。在所述周边壁体313的端部结合有喷头340，所述凹室被提供为由主体310的背面312和周边壁体313及喷头340限定的头部空间hs。
35.根据气体供给结构体300的特性和基板w的形状及等离子体沉积工艺的特性，所述主体310可被提供为多种形状。在本实施例的情况下，为了用于制造显示面板的等离子体沉积，所述主体310可被提供为四边形平板形状。但是，根据所述显示面板用的基板的形状和特性，所述主体310显然也可以被提供为圆形或多边形。
36.特别是，在所述主体310的内部提供有多个分支流动空间dfs，并且设置有与所述分支流动空间dfs连接的多个孔和开口。所述多个分支流动空间dfs可沿彼此不同的方向延伸且呈线状。
37.图2a是表示图1所示的气体供给结构体的主体的俯视图，图2b是表示图2a所示的主体的后视图。
38.参照图2a及图2b，在所述主体310的上表面311的中央部设置有与第一供给口320
连通的中央开口co，在背面312上设置有与头部空间hs连通的多个孔ph、ch。因此，分支流动空间dfs通过中央开口co与外部连通，并且通过多个周边孔ph及中央孔ch与头部空间hs连通。
39.中央孔ch被构造为具有比中央开口co小的大小，多个周边孔ph在中央孔ch的周边部分散设置。特别是，在本实施例的情况下，所述中央孔ch和所述中央开口co可被设置为具有同一个中心，并且沿竖直方向i彼此重叠。
40.由此，后述的第二供给口330与中央孔ch结合，并且延伸至与中央开口co连接的第一供给口320的内部。其中，所述第二供给口330的下端与所述中央孔ch的内侧面结合。即，所述第一供给口320及所述第二供给口330共享同一个中心轴，在第一供给口320的内部中央部可设置第二供给口330。
41.此时，所述周边孔ph可被设置为与中央孔ch一同使得储存于头部空间hs的气体能够被均匀地通过主体310的背面312喷射。
42.例如，所述周边孔ph可以被设置为关于中央孔ch点对称的形状，所述周边孔ph也可设置在与所述主体310的各边相隔相同的距离的位置，并且沿主体310的外侧轮廓设置。只要能够改善通过喷孔sh的气体的喷射均匀度，则所述周边孔ph和所述中央孔ch的分布显然可以以多种方式变形。
43.在所述主体310设置有用于供给彼此不同的第一气体g1及第二气体g2的第一供给口320及第二供给口330。
44.图3a是表示图1所示的第一供给口及第二供给口的结合结构的俯视图，图3b是表示图3a所示的第一供给口及第二供给口的结合结构的后视图。
45.参照图1、图3a及图3b，所述第一供给口320具备供第一气体g1流动的第一流动空间fs1，并且以使所述第一流动空间fs1和所述中央开口co连通的方式，所述第一供给口320结合到所述主体310，所述第二供给口330具备供给第二气体g2的第二流动空间fs2，并且以使所述第二流动空间fs2与所述中央孔ch及所述第一流动空间fs1彼此连通的方式，所述第二供给口330结合到所述主体310。
46.例如，所述第一供给口320可沿与所述主体310的上表面311垂直的竖直方向i延伸，并且被提供为覆盖所述中央开口co的缸体形状。因此，所述第一流动空间fs1通过中央开口co与主体310内部的分支流动空间dfs连通。
47.此时，第二供给口330被提供为以使所述中央孔ch与第二流动空间fs2连通的方式固定到所述主体310的缸体形状，并且被构造为沿竖直方向i延伸且延伸至第一流动空间fs1的内部。
48.在本实施例的情况下，所述第一供给口320被提供为与所述主体310呈一体，第二供给口330在中央孔ch的周边部固定于所述主体310且插入到所述第一供给口320的内部。
49.在本实施例中，第一供给口320及第二供给口330虽然被提供为缸体形状的管道结构体，但只要能够从主体310的外部向所述头部空间hs传送气体，显然可以具有多种形状和结构。
50.所述第一供给口320具备与供给第一气体g1的第一供给线路sl1连接的第一连接端321。由此，第一气体g1从第一气体储存部gr1经由第一供给线路sl1供给到第一流动空间fs1。第一连接端321可设置在第一供给口320的上端或侧部中的任一个上。
51.在本实施例的情况下，所述第一连接端321可由固定凸缘和结合机构构成，所述固定凸缘设置在第一供给口320的上端且沿半径方向扩展，所述结合机构贯通所述固定凸缘将第一供给线路sl1固定到固定凸缘。
52.当所述第一连接端321设置在第一供给口320的侧部时，由于第一供给线路sl1被连接为贯通第一供给口320，因此所述第一连接端321可由多种密封部件和固定部件构造。
53.所述第一供给线路sl1可由将储存有第一气体g1的第一气体储存部gr1和第一供给口320连接的气体传送用管道或管构造，并且具备第一流量调节机构v1，能够调节向第一供给口320供给的第一气体g1的流量。
54.由此，可通过改变与所述第一连接端321连接的第一供给线路sl1而简便地改变向第一供给口320传送的第一气体g1的种类。
55.所述第二供给口330具备与供给第二气体g2的第二供给线路sl2连接的第二连接端331。由此，第二气体g2从第二气体储存部gr2经由第二供给线路sl2供给到第二流动空间fs2。
56.此时，由于第二供给口330位于第一供给口320的内部，因此第二供给线路sl2连续贯通第一供给口320及第二供给口330的侧部且与第二流动空间fs2连接。
57.例如，所述第二连接端331可由引进开口和密封固定机构构造，所述引进开口设置于第二供给口330的侧部，所述密封固定机构用于结合所述引进开口和第二供给线路sl2且防止第二气体g2的泄漏。同样，第二连接端331可进一步设置在第一供给口320的侧部，从而防止在第一流动空间fs1中流动的第一气体g1通过第二供给线路sl2与第一供给口320的连接部泄漏。
58.所述第二供给线路sl2可由连接储存有第二气体g2的第二气体储存部gr2和第二供给口330的气体传送用管道或管构造，并且具备第二流量调节机构v2，能够调节向第二供给口330供给的第二气体g2的流量。
59.与第一供给线路sl1同样，可通过改变结合到所述第二连接端331的第二供给线路sl2，简便地改变向第二供给口330传送的第二气体g2的种类。
60.此时，第二供给口330被构造为具有比第一供给口320小的截面积且与第一供给口320具有同一个中心，并且被设置为第二流动空间fs2与第一流动空间fs1局部重叠。即，第二供给口330被设置为插入第一供给口320的内部。
61.特别是，所述第二供给口330被构造为上端及下端均开放从而第二流动空间fs2和第一流动空间fs1彼此连通，并且所述第二供给口330被构造为其上端比第一供给口320的上端位于下部。因此，被配置为在所述第二供给口330的上端与所述第一供给口320的上端之间具有规定的间隔。
62.由此，所述第一流动空间fs1在第一供给口320的下部被缩小为由第二供给口330分割的分割流动空间sfs。即，所述第一流动空间fs1在第一供给口320的下部被分离为分割流动空间sfs和第二流动空间fs2。
63.所述分割流动空间sfs与设置于主体310的内部的分支流动空间dfs连接，并且通过周边孔ph与头部空间hs连通。另外，所述第二流动空间fs2通过中央孔ch与所述头部空间hs连通。
64.经由第一供给线路sl1供给到第一供给口320的第一气体g1沿第一流动空间fs1向
下方流动的同时，按分割流动空间sfs与第二流动空间fs2的比例被分割，并且分别向第二供给口330及主体310内部的分支流动空间dfs流动。
65.此时，可通过调节所述第一流动空间fs1及所述第二流动空间fs2的尺寸，设定为通过设置在主体310的中央部的中央孔ch和设置在主体310的周边部的周边孔ph均匀地喷射第一气体g1。
66.当所述第一气体g1在第一供给口320及第二供给口330的内部均匀地流动且所述中央孔ch和周边孔ph分别具有相同的孔尺寸时，流量相当于通过所有周边孔ph喷射的流量的第一气体g1通过所述分割流动空间sfs流动，流量相当于通过所述中央孔ch喷射的流量的第一气体g1沿第二流动空间fs2流动。
67.由于所述分割流动空间sfs及所述第二流动空间fs2的流量与截面积成比例，因此周边孔ph和中央孔ch的数量比(number ratio)与分割流动空间sfs和第二流动空间fs2的截面积的比例基本上相同。
68.因此，当在所述主体310设置有n个周边孔ph和一个中央孔ch时，分割流动空间sfs和第二流动空间fs2的流量比如下式(1)所示。
[0069][0070]
(其中，d1及d2为第一及第二供给口320、330的直径，q为向第一供给口320供给的第一气体g1的流量。n为周边孔的数量。)
[0071]
由此，可以如下式(2)那样获取第二供给口330的直径d2。
[0072][0073]
即，在插入到第一供给口320的第二供给口330具有满足式(2)的直径的情况下，从n个周边孔ph分别喷射与通过中央孔ch喷射的第一气体g1的流量基本上相同的流量。由此，可通过主体310的背面312的整个面向头部空间hs均匀地喷射第一气体g1。头部空间hs中的第一气体g1的分布均匀度将提高通过后述的喷孔sh喷射的第一气体g1的喷射均匀度。
[0074]
如本实施例的情况下，当在主体310设置有四个周边孔ph和一个中央孔ch时，所述第二供给口330的直径d2可被设定为第一供给口320的直径d1的约1/2.23倍。
[0075]
另外，所述第二气体g2经由第二供给线路sl2直接供给到第二供给口330并向下方流动。此时，为了能够阻断所述第二气体g2向第二供给口330的上方逆流而流入分割流动空间sfs，将所述第二连接端331设置在比第二供给口330的上端充分地靠下方处。
[0076]
图4a是表示经由图1所示的第一供给口供给第一气体g1的过程的图，图4b是表示经由图1所示的第二供给口供给第二气体g2的过程的图。
[0077]
如图4a及图4b所示，经由第一供给线路sl1流入第一供给口320的上部的第一气体g1在第一供给口320的下部被分割流动空间sfs及第二流动空间fs2分离并供给到所述主体310。供给到分割流动空间sfs的第一气体g1流入到延伸至所述主体310的周边部的分支流动空间dfs并通过与分支流动空间dfs连接的周边孔ph喷射到头部空间hs。由于通过各周边孔ph供给流量均匀的第一气体g1，因此在主体310的背面312的周边部能够提高气体的喷射均匀度。
[0078]
另外，由于所述第二流动空间fs2因第二供给口330而与分支流动空间dfs分离并
与所述中央孔ch连接，因此流入第二流动空间fs2的第一气体g1不会向周边孔ph扩散，只通过中央孔ch喷射到头部空间hs。
[0079]
由此，所述第一气体g1通过背面312的整个面均匀地喷射到头部空间hs。
[0080]
另外，第二气体g2经由第二供给线路sl2流入第二供给口330并向下方流动。特别是，由于第二连接端331与第二供给口330的上端充分相隔设置且在工艺执行期间被施加向下方作用的真空压力，因此第二气体g2向上方的逆流被阻断，只向下方流动。此时，由于分支流动空间dfs与第二流动空间fs2彼此分离，因此只通过中央孔ch喷射第二气体g2。由此，第二气体g2只通过主体310的中央部被喷射到头部空间hs。
[0081]
因此，根据所述气体供给结构体300，第一气体g1通过主体310的背面312均匀地喷射到头部空间hs，但第二气体g2只在主体310的中央部集中喷射到头部空间hs。
[0082]
在本实施例的情况下，可根据具备所述气体供给结构体300的装置，以多种方式提供所述第一气体g1及所述第二气体g2。例如，当所述气体供给结构体300设置为等离子体沉积装置的气体供给装置时，所述第一气体g1可包括用于清洗等离子体沉积装置的内部的清洗气体，所述第二气体g2可包括用于执行等离子体工艺的工艺气体。
[0083]
再次参照图1，所述喷头340通过以与主体310的背面312相对的方式结合到下部而提供头部空间hs，通过喷孔sh向下方喷射储存在头部空间hs中的气体。
[0084]
例如，所述喷头340结合到从背面312突出的所述周边壁体313的端部，从而将由背面312及周边壁体313限定的凹室提供为头部空间hs。
[0085]
例如，当周边壁体313以具有固定的厚度t的方式从所述主体310的背面312突出时，在所述背面312与周边壁体313之间提供有深度与所述厚度t对应的凹室。因此，可通过以与周边壁体313的端部结合的方式设置所述喷头340来构造容量由背面312的大小和厚度t确定的头部空间hs。
[0086]
当所述气体供给结构体300提供为等离子体沉积装置用气体供给装置时，可由均匀地分布有喷孔sh且对所生成的等离子体具有足够的耐蚀刻性的头部平板构造所述喷头340。在所述喷头340的内部可进一步选择性地设置有电极结构体342，所述电极结构体342用于将通过喷头340供给的气体形成为等离子体状态。
[0087]
所述第一气体g1及所述第二气体g2在被供给到所述头部空间hs的情况下，通过喷孔sh均匀地喷射到等离子体沉积装置的工艺腔室。
[0088]
根据第一及第二气体储存部gr1、gr2的位置，可以以多种方式变形所述第一供给口320及所述第二供给口330。
[0089]
图5是表示本发明的另一实施例的气体供给结构体的结构图。在图5中，本发明的另一实施例的气体供给结构体300a包括延伸单元eu，所述延伸单元eu与第一供给口320及第二供给口330连接且延伸气体的传送线路。在图5中，对与图1相同的结构要素使用相同的附图标记，并省略对相同结构要素的进一步详细说明。
[0090]
参照图5，本发明的另一实施例的气体供给结构体300a可通过进一步设置延伸单元eu来将气体供给单元su与主体310相隔设置，该延伸单元eu设置在用于供给气体的气体供给单元su与用于使气体向主体310流入的气体流入单元iu之间且延伸气体流动路径。
[0091]
例如，所述气体供给单元su由第一供给口320的上部和第二供给口330的上部构造，该第一供给口320与和第一气体储存部gr1连接的第一供给线路sl1连接且具备第一流
动空间fs1，该第二供给口330与和第二气体储存部gr2连接的第二供给线路sl2连接且具备第二流动空间fs2。
[0092]
特别是，在所述第一供给口320的侧壁上设置有第一连接端321，在第一连接端321下部的第二供给口330的侧壁上设置有第二连接端331。由此，所述第一供给线路sl1贯通第一供给口320的侧部与所述第一流动空间fs1连接，第二供给线路sl2贯通第二供给口330的侧部与第二流动空间fs2连接。
[0093]
所述气体流入单元iu由以与中央开口co连通的方式与主体310连接的所述第一供给口320、以及设置在所述第一供给口320的内部且以与中央孔ch连通的方式与主体310连接的第二供给口330构造。
[0094]
所述气体供给单元su及所述气体流入单元iu具有与图1中公开的第一供给口320及第二供给口330的上部及下部基本上相同的结构。下面，将气体供给单元su的第一供给口320命名为上部外侧口320a，将气体流入单元iu的第一供给口320命名为下部外侧口320b。此外，将气体供给单元su的第二供给口330命名为上部内侧口330a，将气体流入单元iu的第二供给口330命名为下部内侧口330b。
[0095]
所述延伸单元eu包括：第一延伸口350，用于将所述上部外侧口320a及所述下部外侧口320b彼此连接；以及第二延伸口360，用于将上部内侧口330a及下部内侧口330b彼此连接。
[0096]
例如，第一延伸口350被提供为直径与第一供给口320的直径相同的管结构体，并且被提供为将上部外侧口320a的下端部和下部外侧口320b的上端部彼此连接。
[0097]
由此，所述上部外侧口320a及所述下部外侧口320b沿竖直方向i设置，第一延伸口350沿水平方向ii设置，所述第一气体g1沿竖直方向i流动并沿水平方向ii传送后再次沿竖直方向i供给到所述主体310。
[0098]
所述第二延伸口360设置在第一延伸口350的内部，并且被提供为直径与第二供给口330的直径相同的管结构体。此外，所述第二延伸口360被提供为将上部内侧口330a的下端部和下部内侧口330b的上端部彼此连接，具有与所述第一延伸口350的形状对应的轮廓。
[0099]
由于所述上部内侧口330a及下部内侧口330b也分别在上部外侧口320a及下部外侧口320b的内部沿竖直方向i设置，并且第二延伸口360沿水平方向ii设置，因此所述第二气体g2也沿竖直方向i流动并沿水平方向ii传送后再次沿竖直方向i供给到所述主体310。
[0100]
第二流动空间fs2从第二供给口330的内部空间扩展到所述第二延伸口360的内部空间，第一流动空间fs1也从第一供给口320的内部空间扩展到第一延伸口350的内部空间。即，作为第一延伸口350的内部空间的第一延伸流动空间efs1与第一流动空间fs1连通而提供经扩展的第一流动空间，作为第二延伸口360的内部空间的第二延伸流动空间efs2与第二流动空间fs2连通而提供经扩展的第二流动空间。特别是，第一流动空间fs1及第一延伸流动空间efs1被第二供给口330及第二延伸口360分离，形成第二流动空间fs2及第二延伸流动空间efs2。由此，所述分割流动空间sfs也从下部外侧口320b经由第一延伸口350延伸至上部外侧口320a的下部。
[0101]
因此，第一气体g1被供给到上部外侧口320a的上部并向下方流动后，经过第一及第二延伸流动空间efs1、efs2和第一及第二流动空间fs1、fs2并通过周边孔ph及中央孔ch喷射到头部空间hs。与此不同地，第二气体g2通过位于第一供给线路sl1的下部的第二供给
线路sl2供给到上部内侧口330a的第二流动空间fs2，并通过第二延伸流动空间efs2及下部内侧口330b的第二流动空间fs2和中央孔ch喷射到头部空间hs。
[0102]
因此，可通过设置用于连接第一及第二供给口320、330的上部口和下部口的延伸口，与气体储存部的位置无关地向主体310稳定地供给气体。
[0103]
在本实施例中，虽然所述第一及第二延伸口350、360被公开为具有单个水平线形状，但根据设置有所述气体储存部、供给线路及所述主体310的设备结构和气体储存部与设备之间的外部环境，显然也可以进一步具备多个弯曲部。
[0104]
特别是，在所述上部外侧口320a的上部可进一步设置有强制流动结构体370，该强制流动结构体370用于使供给的第一及第二气体g1、g2向第一及第二延伸口350、360和下部外侧口及下部内侧口320b、330b的方向强制流动。由此可提高延伸单元eu的气体传送效率。
[0105]
当在设置有所述气体供给结构体300a的等离子体装置中执行等离子体工艺时，由于对所述喷头340的下部施加真空压力，因此所述延伸单元eu也可被施加相同的真空压力。由此，通过气体供给单元su供给的气体向主体310流动。
[0106]
所述强制流动结构体370可通过提高向主体310流动的气体的流动速度来缩短气体传送时间。由此，尽管存在延伸单元eu，也能够使气体从第一连接端321或第二连接端331到头部空间hs的传送时间的增加最小化。由此，能够使因延伸单元eu导致的气体传送效率的降低最小化。
[0107]
例如，所述强制流动结构体370可包括加压装置，该加压装置可增加与施加到所述头部空间hs的真空压力之间的压力梯度。
[0108]
图6是表示本发明的又一实施例的气体供给结构体的结构图。图7是表示图6所示的流动控制器的立体图。图8a是表示图7所示的流动控制器的剖面图，图8b是表示图7所示的流动控制器的仰视图。
[0109]
在图6中，本发明的又一实施例的气体供给结构体300b进一步具备用于调节向头部空间hs喷射的气体的喷射密度的流动控制器，除此之外，具有与图1所示的气体供给结构体基本上相同的结构。由此，在图6中对与图1中的结构要素相同的结构要素使用相同的附图标记，并省略对相同结构要素的进一步详细说明。
[0110]
参照图6至图8b，本发明的又一实施例的气体供给结构体300b进一步包括流动控制器380，该流动控制器380与周边孔ph及中央孔ch中的至少一个结合，用于调节向主体310的下部喷射的气体的喷射密度。所述第一气体g1及第二气体g2以设置在主体310的背面312上的周边孔ph及中央孔ch为单位喷射到头部空间hs。由此，所述周边孔ph及所述中央孔ch作为向头部空间hs喷射的气体的供给起点来发挥功能。
[0111]
此时，所述流动控制器380与周边孔ph及中央孔ch结合，可通过任意调节向头部空间hs喷射的气体的流动方向来提高气体在头部空间hs内的均匀度。
[0112]
例如，所述流动控制器380可将从周边孔ph及中央孔ch喷射的气体流(stream)由具有单个流动方向的单一流分割为具有彼此不同的多个流动方向的多个流。由此，能够以相对宽的面积扩散喷射向所述头部空间hs供给的气体，从而提高气体在头部空间hs内的分布均匀度。
[0113]
设置于所述周边孔ph的流动控制器380可在主体310的周边部供给起点以喷洒形式喷射气体而提高气体在头部空间hs的周边部的分布均匀度，设置于中央孔ch的流动控制
器380可在主体310的中央部供给起点以喷洒形式喷射气体而提高气体在头部空间hs的中央部的分布均匀度。
[0114]
由此，可根据周边孔ph的数量和设置均匀度以及周边孔ph和中央孔ch的结构来调节气体在头部空间hs内的分布均匀度。
[0115]
在本实施例的情况下，虽然公开了在周边孔ph及中央孔ch均设置有所述流动控制器380，但根据气体供给结构体和具备它的等离子体沉积装置的结构，可以只在周边孔ph及中央孔ch中的一部分设置所述流动控制器380。
[0116]
例如，所述流动控制器380包括：结合管382，与所述周边孔ph和/或中央孔ch结合并向所述主体310的下方延伸；控制主体384，与所述结合管382结合并在内部具备与所述结合管382连通的缓冲空间bs；以及多个喷射喷嘴386，从所述控制主体384的下表面突出并与所述缓冲空间bs连通。
[0117]
所述结合管382具备能够以可拆卸的方式结合到周边孔ph和/或中央孔ch的内部的结合部件，能够选择性地结合。例如，所述结合管382被提供为具备螺纹结合或联轴结构并选择性地结合到周边孔ph和/或中央孔ch的内部侧面的管结构体。由此，向周边孔ph和/或中央孔ch流动的气体向结合管382流动后流入所述缓冲空间bs。
[0118]
所述控制主体384被提供为与结合管382呈一体，并且被提供为具备作为规定体积内部空间的缓冲空间bs的立体结构体。只要具备能够收容经由结合管382流入的气体的缓冲空间bs，多种形状的立体结构体可被提供为所述控制主体384。在本实施例中，虽然提供圆筒形状的控制主体384，但控制主体384也可被提供为六面体形状或烧瓶形状。
[0119]
所述控制主体384可以调节通过所述喷射喷嘴386喷射的气体的流动方向和流量。
[0120]
在控制主体384的下部，多个喷射喷嘴386向所述头部空间hs设置，并且将流入缓冲空间bs的气体供给到头部空间hs。
[0121]
此时，可通过调节喷射喷嘴386相对于控制主体384的背面的倾斜角来适当调节向头部空间hs喷射的气体的流动方向。在本实施例中，所述喷射喷嘴386相对于控制主体384的背面垂直设置，从而气体也能相对于控制主体384垂直喷射。
[0122]
但是，所述喷射喷嘴386也可以相对于控制主体384的背面以规定的倾斜角倾斜设置，从而以向头部空间hs的中央部或周边部的方式设置。例如，在根据所述主体310的形状特性或结构特征而在头部空间hs的中央部或周边部发生喷射气体的浓度偏差时，可通过调节所述喷射喷嘴386的倾斜角来提高向喷射气体的浓度低的区域供给的气体的流动量。由此，能够提高气体在所述头部空间hs中的分布均匀度。
[0123]
所述喷射喷嘴386可设置为多个，从而将单个气体流喷射为多个气体流。由此，气体通过所述喷射喷嘴386以喷洒形式喷射到头部空间hs。可以考虑所要生成的气体流的数量和控制主体384的尺寸，确定所述喷射喷嘴386的适当的数量。
[0124]
虽然未图示，但所述控制主体384可进一步具备盖体(未图示)，所述盖体可通过个别地开放或关闭喷射喷嘴386来调节喷射气体的流动方向和流动量。所述盖体可通过选择性地开放或关闭特定部位的一部分喷射喷嘴386来调节喷射气体的流动方向和流动量。
[0125]
根据如上所述的气体供给结构体，第一气体g1通过主体310的周边孔ph和中央孔ch均匀地喷射到头部空间hs，但第二气体g2只通过中央孔ch供给到头部空间hs。由此，通过喷孔sh喷射的第一气体g1可通过喷头340的整个面被均匀地喷射，但第二气体g2可通过喷
头340的中央部被集中地喷射。
[0126]
特别是，通过由延伸单元eu延伸第一供给口320及第二供给口330的传送线路，可以以与气体储存部相隔的方式设置气体供给结构体。此外，通过在周边孔ph和/或中央孔ch中设置流动控制器380，可进一步改善气体在头部空间hs中的分布均匀度。
[0127]
图9是表示根据本发明的一实施例具备图1所示的气体供给结构体的等离子体沉积装置的结构图。
[0128]
参照图9，本发明的一实施例的等离子体沉积装置500包括：执行等离子体沉积工艺的工艺腔室100；设置在所述工艺腔室100的下部且固定基板w的基板固定结构体200；气体供给结构体300，以与所述基板固定结构体200相对的方式设置在所述工艺腔室100的上部，并且向所述工艺腔室100供给工艺气体g2和用于清洗所述工艺腔室100内部的清洗气体g1；以及工艺控制器400，用于控制所述基板固定结构体200及气体供给结构体300来执行所述等离子体沉积工艺。
[0129]
例如，所述工艺腔室100被提供为金属制的真空腔室，并且包括适于真空状态高温等离子体工艺的外壳。所述工艺腔室100被划分为用于设置基板固定结构体200的下部腔室110和用于设置气体供给结构体300的上部腔室120，在基板固定结构体200与气体供给结构体300之间的相隔空间中提供有生成等离子体的等离子体空间ps。
[0130]
所述基板固定结构体200设置在下部腔室110的中央，在进行等离子体工艺的期间固定所述基板w。
[0131]
例如，所述基板固定结构体200具备用于固定基板w的夹具组件210和能够使所述夹具组件210上升及下降的升降组件220。
[0132]
所述夹具组件210可具备基座单元211和温度调节单元212，该基座单元211具有与基板w对应的形状并用于支撑基板w，该温度调节单元212设置在所述基座单元211的内部并用于将所述基板w设定为沉积温度。
[0133]
基座单元211可具备用于支撑基板w的支撑架和用于固定所述基板w的基板保持架，所述温度调节单元212可具备加热机构，该加热机构可将固定于基座单元211的基板w设定为沉积温度。所述基板保持架可包括如固定销的机械固定机构或如静电夹具的电气固定机构，所述温度调节单元212可包括用于生成焦耳热的导电线圈。对所述支撑架可施加用于对生成等离子体的高频功率进行接地的接地电压。
[0134]
所述升降组件220可设置在基座单元211的下部，能够使基座单元211上升或下降。例如，所述升降组件220可具备通过驱动功率工作的驱动电动机和通过所述驱动电动机沿工艺腔室100的高度方向移动的移送部件，从而使所述基座单元211在装载位置与工艺位置之间上升或下降。
[0135]
当沉积对象基板装载到工艺腔室100或从工艺腔室100卸载完成沉积的基板w时，所述升降组件220使基座单元211下降到装载位置。当沉积对象基板固定于所述基座单元211时，升降组件220使基座单元211上升到工艺位置以准备沉积工艺。由于基板w与喷头340之间的相隔空间形成生成等离子体的等离子体空间ps，因此可以考虑等离子体空间ps的尺寸，将所述工艺位置设定为适当的位置。
[0136]
在所述工艺腔室100的下部设置有具备真空泵p的排气装置，将等离子体工艺的副产物或残余工艺气体以及清洗工艺的副产物或残余清洗气体排出到外部。
[0137]
当所述基板固定结构体200上固定有基板w并且上升至所述工艺位置时，通过所述气体供给结构体300供给等离子体用工艺气体g2以执行等离子体沉积工艺。当完成等离子体沉积工艺时，通过所述气体供给结构体300供给用于清洗所述工艺腔室100的内部的清洗气体g1。
[0138]
此时，在供给所述清洗气体g1的第一供给口320的内部，以与第一供给口320连通的方式插入设置有供给工艺气体g2的第二供给口330。设置于第一供给口320的第一流动空间fs1经由设置于第二供给口330的第二流动空间fs2及设置于主体310的分支流动空间dfs与多个周边孔ph及中央孔ch连接，所述第二供给口330的所述第二流动空间fs2与分支流动空间dfs分离且只与中央孔ch连接。供给到第一供给口320的清洗气体g1或供给到第二供给口330的工艺气体g2通过由所述真空泵p施加的真空压力流入到头部空间hs。
[0139]
因此，供给到所述第二供给口330的工艺气体g2不会通过主体310的周边孔ph喷射，而是只通过中央孔ch向头部空间hs喷射，供给到第一供给口320的清洗气体g1不仅通过多个周边孔ph喷射，还通过中央孔ch喷射，从而均匀地喷射到头部空间hs。
[0140]
由于所述气体供给结构体300具有与参照图1至图4说明的气体供给结构体300基本上相同的结构，因此省略对气体供给结构体300的进一步详细说明。
[0141]
此外，所述气体供给结构体300显然可以实现为参照图5至图6说明的变形后的气体供给结构体300a、300b。
[0142]
通过喷头340喷射到等离子体空间ps的工艺气体g2因对所述电极结构体342施加的高频功率而变换为等离子体，从而对所述基板w执行等离子体沉积工艺。
[0143]
所述等离子体沉积工艺由工艺控制器400控制。所述工艺控制器400设置在工艺腔室100的外部，控制基板固定结构体200及气体供给结构体300并施加高频功率而执行等离子体沉积工艺。
[0144]
例如，所述工艺控制器400具备：高频功率源410，用于供给高频电力；温度调节用功率源420，用于向所述温度调节单元212供给电源；驱动控制器430，用于驱动所述升降组件220，将其移送至装载位置和工艺位置；以及中央控制单元440，根据所述工艺腔室100内部的状态因子来控制等离子体沉积工艺的条件。
[0145]
例如，所述高频功率源410可由对电极结构体342施加rf(radio frequency，射频)功率以将工艺气体g2形成为等离子体的rf功率源(未图示)构造，所述温度调节用功率源420可由向所述温度调节单元212供给直流电流的直流电源构造。所述驱动控制器430可由调节对驱动电动机的操作信号的多个信号控制机构构造。
[0146]
关于基板w向工艺腔室100的装载及向工艺位置的上升、工艺气体g2的流入及等离子体沉积工艺的执行、基板w的卸载及对工艺腔室100的内部结构体的清洗，由所述中央控制单元440控制，并按照一系列的控制例程依次执行，完成等离子体沉积工艺。
[0147]
当基板w位于工艺位置时，通过所述气体供给结构体300供给工艺气体g2执行对基板w的等离子体沉积工艺。此时，所述工艺气体g2通过第二供给口330供给，并且只通过主体310的中央孔ch喷射。由此，所述工艺气体g2的浓度与周边孔ph无关地形成以中央孔ch为中心以辐射状变化的浓度分布。
[0148]
由于喷孔sh均匀地设置在喷头340的整个面上，因此通过喷头340喷射的工艺气体g2在等离子体空间ps中具有与头部空间hs中的浓度分布相同的浓度分布。
[0149]
因此，工艺等离子体以喷头340的中央部为中心以辐射状形成，形成于基板w的沉积膜的厚度也以基板w的中央部为中心具有均匀的厚度分布。
[0150]
根据通过中央孔ch和周边孔ph同时供给工艺气体的以往的气体供给结构体，由于工艺气体以中央孔ch和周边孔ph为中心分布，因此工艺气体在等离子体空间ps中的浓度分布也以周边孔ph及中央孔ch为中心形成多点式分布(multi-point distribution)。因此，虽然可以提高等离子体空间ps中的整体浓度均匀度，但在与周边孔ph对应的区域中形成局部高浓度点(local high density point)。
[0151]
由于由等离子体沉积工艺形成在基板w上的沉积膜的厚度取决于等离子体的浓度，因此与等离子体的局部高浓度点对应地，沉积膜的厚度也增加。由此，在与各周边孔ph对应的基板w的上表面，沉积膜的厚度增加，降低膜的厚度均匀性。
[0152]
但是，在本实施例的情况下，由于所述工艺气体g2通过周边孔ph的供给被阻断，只通过中央孔ch供给所述工艺气体g2，因此能够去除形成在与周边孔ph对应的区域中的等离子体的局部高浓度点(local high density point)。由此，能够防止在基板w上的与周边孔ph对应的区域中形成较厚的沉积膜，以改善膜的厚度均匀度。
[0153]
当完成所述基板w的沉积工艺时，所述升降组件220返回装载位置，从工艺腔室100卸载所述基板w，对工艺腔室100的包括内侧壁在内的内部结构体执行清洗工艺。
[0154]
例如，所述清洗气体g1被供给到第一供给口320，并通过周边孔ph及中央孔ch同时被喷射到头部空间hs。当清洗气体g1供给到第一流动空间fs1时，通过由所述中央控制单元440调节操作的真空泵p对工艺腔室100的内部施加真空压力。由此，所述清洗气体g1向工艺腔室100的下方流动，并且沿分割流动空间sfs和第二供给口330的第二流动空间fs2流动。
[0155]
供给到分割流动空间sfs的清洗气体g1经由主体310的分支流动空间dfs且通过多个周边孔ph喷射到头部空间hs，供给到第二流动空间fs2的清洗气体g1通过中央孔ch喷射到头部空间hs。此时，通过各周边孔ph喷射的清洗气体g1的流量被设定为与通过中央孔ch喷射的清洗气体g1的流量相同。
[0156]
因此，所述清洗气体g1在头部空间hs中以中央孔ch和周边孔ph为中心分布，因此喷射到等离子体空间ps的清洗气体g1的浓度分布也以周边孔ph及中央孔ch为中心形成多点式分布(multi-point distribution)。即，清洗气体g1在与周边孔ph对应的区域中形成局部高浓度点(local high density point)，改善等离子体空间ps中的整体浓度均匀度。
[0157]
由于对工艺腔室100的内部结构体的清洗工艺为从内部结构体去除杂质的工艺，其与沉积工艺不同，因此即使清洗气体g1在与周边孔ph对应的区域中具有局部高浓度，也不会引发整体杂质去除工艺的质量差异。反而，尽管为局部高浓度，也改善清洗气体g1在等离子体空间ps中的整体浓度均匀度来提高清洗均匀度。由此，能够对所述工艺腔室100的内部结构体执行均匀的清洗。
[0158]
因此，在对所述基板w执行等离子体沉积工艺时，可通过只向气体供给结构体300的中心部供给工艺气体g2，并且向气体供给结构体300的周边部和中心部同时供给清洗气体g1，从而同时改善沉积均匀度和清洗均匀度。
[0159]
根据如上所述的气体供给结构体及具备它的等离子体沉积装置，在具备分支流动空间dfs、与所述分支流动空间dfs连通的多个周边孔ph及单个中央孔ch的主体310的上部设置有第一供给口320，在所述第一供给口320的内部以与第一供给口320连通的方式设置
有第二供给口330。作为所述第一供给口320的内部空间的第一流动空间fs1通过分支流动空间dfs与多个周边孔ph连通，第二供给口330与中央孔ch结合，作为第二供给口330的内部空间的第二流动空间fs2与分支流动空间dfs分离并与中央孔ch连通。
[0160]
此时，清洗气体g1在比第二供给口330高的位置被供给到第一供给口320，并且经由分支流动空间dfs及第二流动空间fs2，通过周边孔ph及中央孔ch被均匀地供给，从而能够提高清洗气体g1的浓度均匀性。
[0161]
与此不同地，被供给到第二供给口330的工艺气体g2的向分支流动空间dfs的流动被阻断，只通过第二流动空间fs2流动且只通过中央孔ch被供给，从而能够去除工艺气体g2的局部高浓度点。
[0162]
由此，具备气体供给结构体300的等离子体沉积装置能够同时改善形成于基板w上的沉积膜的厚度均匀度和对工艺腔室100的内部结构体的清洗均匀度。
[0163]
以上，参照本发明的优选实施例进行了说明，但本发明所属技术领域的技术人员应能理解，在不脱离所附的权利要求书中记载的本发明的思想及领域的范围内可以以多种方式修改及变更本发明。