KR100450173B1 - Methods and Apparatuses of Chemical Vapor Deposition using diffusion suppressing gasses and devices - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method and apparatus of chemical vapor deposition using diffusion suppressing gasses and devices are provided to improve deposition rate without increasing the quantity of source gas by using not only mutual diffusion-restraint effect between source and diffusion suppressing gas but a diffusion suppressing device. CONSTITUTION: When source gas used in CVD is supplied into a reaction chamber(3) filled up with diffusion suppressing gas, the diffusion boundary surface(B) is formed between source and diffusion suppressing gas. On this occasion, the density of source gas becomes much higher near susceptor(5) than the sidewall of the chamber. A diffusion suppressing device is installed in the chamber, enclosing the susceptor, to assist the diffusion boundary surface to remain stable. Source gas inlet(7) is installed in the apex of the diffusion suppressing device.

Description

확산억제가스흐름과 확산억제수단을 이용한 화학기상증착 방법 및 그 장치{Methods and Apparatuses of Chemical Vapor Deposition using diffusion suppressing gasses and devices} The chemical vapor deposition method using a diffusion suppressing gas flow and diffusion suppressing means and an apparatus {Methods and Apparatuses of Chemical Vapor Deposition using diffusion suppressing gasses and devices}

본 발명은 화학기상증착(CVD) 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 막 형성을 위한 원료물질이 반응실 가운데 쪽으로 모이도록 유도하여 서셉터 위쪽의 원료물질 농도를 증대시킴과 아울러 반응실 내벽 또는 반응실 내의 구조물에 원료물질이 접촉되지 않게 함으로써 증착속도를 높이고 오염 입자의 생성을 방지하는 화학기상증착 방법 및 그 장치에 관한 것이다. The invention as well as the reaction chamber Sikkim increase the chemical vapor deposition (CVD) method and, more particularly, a starting material concentration of the susceptor top by induction to gather toward the center a reaction chamber a raw material for film formation relates to the device a structure within the inner wall or the reaction chamber to increase the deposition rate by preventing raw material from contact relates to a chemical vapor deposition method and apparatus for preventing the creation of contaminating particles.

화학기상증착(CVD; Chemical Vapor Deposition)은 진공 상태의 반응실 내부에 주입된 원료물질을 열이나 플라즈마 등으로 분해시킨 후 화학 반응시켜 기판 상에서 증착하는 것이다. Chemical vapor deposition (CVD; Chemical Vapor Deposition) is to by chemical reaction and then by decomposing the raw material injected into the vacuum reaction chamber with heat, plasma or the like deposited on the substrate. 종래의 일반적인 화학기상증착 장치는 도1에 도시된 바와 같이, 외부와 격리되어 진공 분위기를 유지하는 반응실(3)과, 상기 반응실에 원료물질을 공급하기 위한 원료물질 주입구(7)와, 주입된 원료물질을 화학 반응시키기 위한 가열수단, 반응가스를 배출시키기 위한 배기구 및 반응실 가운데에 위치되며 증착대상물이나 기판이 안착되어 그 위에서 막의 증착이 일어나는 서셉터(Susceptor; 5)를 포함하여 구성된다. And as illustrated in Figure 1 is a conventional general chemical vapor deposition apparatus, the reaction chamber is isolated from the outside maintain the vacuum environment (3), a raw material for supplying raw material to the reaction chamber material inlet (7), configuration, including; is located at the heating device, of an exhaust port for discharging the reaction gas and the reaction chamber for reaction of the injected raw materials is the evaporation object and the substrate mounting stand that on the film deposition takes place susceptor (5 susceptor) do.

따라서 막 형성에 관여하는 주원료물과 주원료물의 운반, 기화 또는 희석에 관여하는 보조원료물의 혼합물인 기체상태의 원료물질을 진공상태의 반응실로 분사하는 순간 원료물질은 사방으로 확산되어 전체 반응실의 원료물질 농도가 균등하게 되고 이어 서셉터의 상부에 위치된 원료물질은 서셉터의 고온에 의해 여기된 후 증착대상물이나 기판 상에서 화학반응을 일으켜 막으로 증착되게 된다. Therefore, the moment the raw material for injecting a main raw material water and the main ingredient a secondary raw material of the gaseous mixture of raw materials involved in the water handling, vaporization, or diluted involved in the film formation chamber of the vacuum reaction is diffused in all raw material of the whole reaction chamber the concentrations are presented uniformly and after standing in the raw material located above the susceptor will cause a chemical reaction on the evaporation object and the substrate after the excitation by the high temperature of the susceptor in the deposition film.

그러나 종래의 화학기상증착 장치는 증착속도가 느리기 때문에 두께 3㎛이하의 박막을 증착하는 데 주로 사용하였고 그 이상의 두께(3㎛이상)를 갖는 후막을증착하기 위해서는 반응실 내의 원료물질의 농도를 상당히 증가시켜야 하는데, 고농도의 원료물질를 주입하면 다음과 같은 문제가 발생되었다. However, the conventional chemical vapor deposition apparatus was typically used to deposit a thin film thickness of less than or equal 3㎛ due to the slow evaporation rate, the concentration of raw material in order to deposit a thick film having a thickness of more (or more 3㎛) reaction chamber significantly to be increased, when a high concentration of the raw material injection muljilreul the following problems occurred.

먼저, 기체상태의 원료물질을 주입구를 통해 분사하는 순간 원료물질이 반응실 전체로 퍼지기 때문에 반응실의 내벽, 샤워헤드 등 구조물에 증착이 일어나 오염 입자가 발생되는 원인이 된다. First, the deposition on the inner wall of the reaction chamber, such as a shower head structure due to spread the raw material of the gas phase to the entire reaction chamber moment raw material injected through the injection port is the up and cause the contamination particles occurred. 즉, 반응실 내벽 등에 증착된 막은 반복적인 열 팽창과 수축 그리고 내벽 등과의 격자 구조상의 차이로 인해 작은 입자로 탈리되어 증착 중인 막을 오염시키는 오염 입자(particle)가 될 수 있다. That is, due to the lattice structure of the differences as a film deposition reaction chamber inner wall or the like repeated thermal expansion and contraction and the inner wall is eliminated by small particles can be a contamination particle (particle) contaminating film being deposited. 특히 고집적 반도체를 제조하는 경우에는 반응실 내부의 오염 입자 수가 증가되면 그 수율이 크게 저하된다. If the particular case of manufacturing a highly integrated semiconductor, the increase in the number of contaminant particles within the reaction chamber is that the yield is significantly reduced. 예를 들어 오염 입자는 주로 배선 간 쇼트나 단선으로 패턴 불량을 일으키는 것이므로 그 수율에 영향을 주는 오염입자의 크기는 패턴 치수와 비례 관계에 있다. For example, contamination particles may cause pattern defects, mainly because as short or disconnection between the wire size of the contaminating particles that affect the yield is in a proportional relationship with the pattern dimension. 따라서 패턴 치수가 작아짐에 따라 즉, 고집적화의 경향이 높아짐에 따라 수율에 영향을 주는 입자의 크기도 점차 작아져 반응실 내에서 제어되어야할 오염 입자의 수도 그 만큼 증가되게 된다. Thus is presented in accordance with the pattern dimension is smaller that is, a particle that affects the yield of the higher the tendency of high integration of contaminant particles size may be controlled to gradually decreases in the reaction chamber is increased by the.

또한 종래에는 반응실 전체의 원료물질 농도가 균등하기 때문에 실질적으로 막의 증착에 사용되는 서셉터 상부의 원료물질 농도를 높이기 위해 다른 부분까지 원료물질을 공급하여야 함으로 원료물질의 소모량이 과도하여 경제성이 떨어지는 문제가 있었다. In addition, since the prior art, a starting material concentration of the whole reaction chamber uniformly and to substantially be fed to the raw material to other parts standing in order to increase the raw material concentration in the susceptor top that is used for film deposition by excessive consumption of the raw material falling economical there was a problem.

이에 따라 반응실 내벽 등으로부터 오염 입자가 발생되는 것을 방지하기 위해서는 반응실 내벽의 온도를 적정하게 조절하여 증착과 응축을 동시에 방지하여야 하나 이 온도영역은 매우 좁을 뿐만 아니라 여러 가지 원료물질이 혼합되어 있는경우에는 그 영역이 존재하지도 않게 되어 실질적으로 반응실의 온도를 조절하여 오염 입자의 발생을 방지하는 것을 불가능하다. Accordingly, the reaction chamber inner wall, such as by appropriately controlling the temperature of the reaction chamber inner wall in order to prevent the contamination particles occur should prevent evaporation and condensation at the same time from the one as well as the temperature region is very narrow in a number of raw materials are mixed If there is not even to its area is present substantially control the temperature of the reaction chamber is not possible to prevent the occurrence of contamination particles.

그리고 종래의 화학기상증착 장치는 반응실 중심부와 바깥쪽 또는 구석 등과의 온도차가 커서 반응실 내에 대류현상이 발생되는 문제가 있었다. And a conventional chemical vapor deposition apparatus has a problem that the temperature difference between the reaction chamber as the center and the outer corner or the convection currents generated in the large reaction chamber. 따라서 원료물질의 이동이 일정치 않아 균일한 막 형성을 어렵게 하고 발생된 오염 입자가 자연 대류를 따라 재 순환됨으로써 입자 오염이 심화되는 문제가 있었다. Therefore, the movement of the raw material difficult to form a uniform film does political days and occurs contaminated particles are re-circulated in accordance with the natural convection thereby there is a problem that the particle contamination depth.

그러므로 고집적 반도체를 제조하거나 3㎛이상의 후막을 신속하고 경제적으로 증착하기 위해서는 반응실 내부에 고농도의 원료물질을 주입하더라도 오염 입자가 생성되지 않고 종래의 기술에 비해 반응실 내부로 유입되는 원료물질의 양을 늘리지 않으면서도 서셉터 상부의 원료물질 농도를 크게 증대시킬 수 있는 새로운 형태의 화학기상증착 방법 및 장치가 요구되고 있다. Therefore, the amount of the source material to be produced, or a high-density semiconductor quickly and economically, even if injecting a high concentration of raw materials in the reaction chamber in order to deposit the particles without pollution is not generated flows into the reaction chamber as compared to the prior art the above thick film 3㎛ to a new type of chemical vapor deposition method and apparatus that even the susceptor can significantly increase the concentration of the raw material without increasing the top it has been required. 본 발명은 이러한 요구를 만족시키기 위한 화학기상증착 방법 및 그 장치와 관련된다. The present invention relates to a chemical vapor deposition method and a device to satisfy this need.

아래에 설명하는 두 가지 종래 기술은 본 발명의 기술적 사상과 동일하지는 않으나 서셉터 상부의 반응물질 농도를 높이는 기술과 오염 입자의 생성을 방지하는 기술에 관한 것으로서 본 발명의 선행기술로 볼 수 있다. Two kinds of prior art described below technology can be viewed as related to a technique for preventing the spirit and the same not susceptor to increase the reactant concentrations technology and the generation of contamination particles in the upper portion, but the present invention the prior art of the present invention. 먼저 도1에서 보는 바와 같이, 대한민국 공개특허 10-2001-0025958호에서는 반응실 내부에 서셉터를 둘러싸는 사각뿔이나 돔 형태의 석영튜브(100)를 설치하여 그 내부에 균일한 온도분포 및 고밀도 플라즈마를 형성하여 증착속도를 높일 수 있는 기술이 제시되어 있다. First, as shown in Figure 1, the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2001-0025958 in the reaction chamber up to surround the susceptor therein are installed and the quartz tube 100 of quadrangular pyramid or a dome-shaped temperature distribution, and high-density uniform plasma therein to form a technology has been proposed to increase the deposition rate. 따라서 서셉터 상부에서 자연순환을 크게 줄여줄 수 있다는 점에서는 뒤에서 기술하게 될 본 발명의 효과의 하나와 동일하나 후술하는 확산억제가스흐름(또는확산억제흐름, 가둠흐름)을 사용하지 않으므로 석영튜브(100) 내부로 고농도의 원료물질을 주입할 경우 석영튜브(100) 내벽에 원치 않는 막이 증착되어 오염 입자가 대량으로 발생되는 문제점이 있다. Therefore, the susceptor in that it can significantly reduce the natural circulation in the upper part does not use the technology to be spread suppressing gas flow to one identical with the effects of the present invention described later (or the diffusion suppressing flow, confining flow) quartz tube ( 100) when to inject a high concentration of the raw material into the deposited film is undesirable in quartz tube 100, the inner wall there is a problem in that the contaminated particles generated in large quantities.

또한 도2에서 보는 바와 같이, 대한민국 등록특허 제10-0262196호에서는 막을 형성하기 위한 반응기 내에서 오염 입자가 발생하는 것을 방지하기 위해 막을 형성하기 전에 반응기 내벽에 막 스트레스가 작은 완충막(200)을 증착하는 기술이 제시되어 있다. In addition to, the Republic of Korea Patent Registration No. 10-0262196 that the film stress on the reactor inner wall small buffer film 200 before the film is formed to prevent the contamination particles generated in the reactor to form a film in the call, as shown in Figure 2 It is shown a technique of deposition. 그러나 반응실의 내측 벽면을 주기적으로 클리닝한 다음 완충막을 증착하여야 하기 때문에 반응공정이 매우 복잡하며 운전조건이 급변하는 경우에는 완충막(200) 자체가 탈리되어 오염 입자로 될 가능성도 있는 등 적용하기 어려운 문제점이 있었다. However, if the reaction process is very complex and the operating condition changing due to be deposited by cleaning the inner wall surface of the reaction chamber periodically and then a buffer film, the buffer film 200 itself is desorbed to apply such that the possibility to be a contaminant particles this was a difficult problem.

이에 따라 본 발명자는 종래의 화학기상증착 장치에서 증착할 수 없었던 두께 3㎛이상의 후막을 입자오염 없이 종래의 화학기상증착 장치를 거의 그대로 이용하면서도 효과적으로 증착할 수 있는 방법 및 장치를 연구하였으며, 그 결과로서 본 발명을 완성하였다. The present inventors have studied a method and apparatus that can be deposited effectively while substantially as using a conventional chemical vapor deposition device, a thick film thickness of at least 3㎛ could not be deposited in a conventional chemical vapor deposition apparatus without particle contamination along, as a result as the present invention has been completed. 본 발명의 기본적인 사상은 자체적으로 분해되거나 부산물을 만들기 어려운 확산억제가스를 반응실 내벽 쪽으로 주입하는 동시에 반응실의 가운데 쪽으로 원료물질을 공급함으로써 원료물질과 확산억제가스의 상호확산억제 작용을 이용하는 것이다. The basic idea of ​​the invention is the use of self-degradable, or the center of a hard diffusion suppressing gas creating a by-product at the same time injecting into the reaction chamber inner wall of the reaction chamber by supplying the raw material into the suppression mutual diffusion of the raw material and the diffusion suppressing gas action.

본 발명은 상술한 점을 고려하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은자체적으로 분해되거나 부산물을 만들기 어려운 확산억제가스를 반응실 내로 주입하여 원료물질을 막 증착이 이루어지는 반응실의 가운데 쪽으로 가두어 반응실을 원료물질의 농도가 높은 안쪽 영역과 원료물질의 농도가 극히 낮은 바깥쪽 영역으로 구분함으로써 종래의 화학기상증착 장치와 비교하여 원료물질의 사용량을 늘리지 않으면서도 실질적으로 원료물질의 농도를 증대시켜 막증착속도를 향상시키는 화학기상증착 방법을 제공하는 것이다. The present invention been made in view of the above points, the main object of the present invention is itself decomposed or shut the hard diffusion suppressing gas creating by-products toward the center of the reaction chamber injected by comprising the film deposition raw materials into the reaction chamber the reaction chamber the film by increasing the concentration of the high inner region of the raw material a conventional chemical vapor deposition apparatus and the raw materials to substantially, without increasing the amount of the raw material compared by concentration are separated by an extremely low outside the area of ​​the concentration of the starting material to provide a chemical vapor deposition method for improving the deposition rate.

본 발명은 또한 반응실의 가운데 쪽으로 원료물질을 공급하는 동시에 자체적으로 분해되거나 부산물을 만들기 어려운 확산억제가스를 반응실 내벽 쪽으로 유입시켜 원료물질이 반응실 내벽 쪽으로 확산되는 것을 저지하는 흐름(확산억제흐름 또는 가둠흐름)을 형성하여 원료물질이 반응실 내벽과 접촉되지 않게 하는 화학기상증착 방법을 제공하는 것이다. The invention also flows at the same time to supply the raw material toward the center of the reaction chamber or decomposed by itself prevented by introducing a hard diffusion suppressing gas creating by-products into the reaction chamber inner wall to be spread towards the reaction chamber inner wall of the raw material (the diffusion suppressing flow or to form a confinement to flow) provides a chemical vapor deposition method so that the raw material is not in contact with the inner wall of the reaction chamber.

또한 본 발명은 반응실 내에 서셉터를 감싸는 확산억제수단을 설치하고 이 확산억제수단의 안쪽에는 원료물질을 공급하고 확산억제수단의 바깥쪽에는 확산억제가스를 공급함으로써 원료물질과 확산억제가스의 상호확산억제 작용을 보강하여 반응실 중심 쪽에는 원료물질의 농도가 높아지는 동시에 반응실 내벽 쪽에는 원료물질의 농도가 낮아지게 되어 결과적으로 증착속도가 향상되는 화학기상증착 장치 및 방법을 제공하는 것이다. Also cross of the present invention wraps around the susceptor in a reaction chamber installing the diffusion suppressing means and on the outside of the diffusion suppressing means the inside of the supplying raw material and suppress the diffusion means of the diffusion suppressing the raw material by supplying the diffusion suppressing gas gas reaction center to enhance the diffusion suppressing action chamber side is at the same time, a reaction chamber inner wall side of increasing the concentration of the raw material is to provide a chemical vapor deposition apparatus as a result deposition speed is improved and a method is lowered the concentration of the raw material.

본 발명은 또한 반응실 내에 확산억제가스의 유통이 가능하도록 다수의 관통 구멍이 형성된 확산억제수단을 설치하고 확산억제수단의 바깥쪽으로 공급된 확산억제가스가 확산억제수단의 안쪽으로 유입되도록 그 유량 또는 확산속도를 조절함으로써 원료물질이 확산억제수단의 표면에 직접 접촉되는 것을 방지하는 확산억제흐름 또는 가둠흐름을 형성하는 화학기상증착 장치 및 방법을 제공하는 것이다. The invention further reaction the flow rate or to install a plurality of diffusion suppressing means having a through hole in the distribution of the diffusion suppressing gas into the chamber to enable and flows into the inside of the diffusion suppressing the diffusion suppressing gas supplied to the outside of the diffusion restraining means by adjusting the diffusion rate to the raw material to provide a chemical vapor deposition apparatus and a method for forming the diffusion suppressing or flow confining flow to prevent the direct contact with the surface of the diffusion suppressing means.

본 발명은 또한 반응실 내에 온도차에 의한 자연 대류를 방지하고 원료물질의 혼합 및 확산을 신속하고 원활하게 유도하는 확산억제수단을 설치함으로써 공정의 반복성 및 재현성을 높이고 증착 균일도가 우수한 화학기상증착 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다. The invention also prevents the natural convection due to the temperature difference between the reaction chamber and the mixing and diffusion rapidly and smoothly by providing the diffusion suppressing means for deriving increase the repeatability and reproducibility of the process is superior deposition uniformity of chemical vapor deposition of the raw material system, and to provide the method.

도1은 종래 기술에 따라 서셉터의 상부에 석영튜브가 설치된 CVD 장치의 반응실을 개략적으로 보여주는 단면도, 1 is a standing cross-sectional view schematically showing an upper portion of the susceptor in the reaction chamber of the CVD apparatus is a quartz tube installed in accordance with the prior art,

도2는 종래 기술에 따라 반응실의 내벽에 완충막이 형성된 CVD 장치의 반응실을 개략적으로 보여주는 단면도, Figure 2 schematically shows a cross-sectional view of reaction chamber of a CVD device, a buffer film is formed on the inner wall of the reaction chamber according to the prior art,

도3은 반응실 내에 막 증착을 위한 가스상 원료물질이 채워져 있는 상태를 보여주는 개념도, Conceptual diagram 3 is showing a state in which the gas-phase raw material for the deposited film is filled in a reaction chamber,

도4는 반응실 내에 자체적으로 분해되거나 부산물을 생성하지 않는 기체가 채워져 있는 상태를 보여주는 개념도, Conceptual diagram 4 showing a state in which the filled gas is not generated or a decomposition by-product in-house in a reaction chamber,

도5는 자체적으로 분해되거나 부산물을 생성하지 않는 기체가 채워져 있는 반응실 가운데로 원료물질을 주입한 경우를 보여주는 개념도, 5 is a conceptual diagram showing a case where the injection of the raw material into the reaction chamber filled with a gas which does not generate a decomposition by-product, or by itself,

도6은 본 발명의 바람직한 실시예로서 본 발명에 따른 CVD 장치의 반응실을 개략적으로 나타낸 부분절단 사시도, 6 is a partially cut perspective view schematically showing a reaction chamber of a CVD apparatus according to the present invention as a preferred embodiment of the invention,

도7은 본 발명에 따른 확산억제수단의 일예를 보여주는 부분절단 사시도, 7 is a partial cutaway perspective view showing one example of the diffusion suppressing means according to the invention,

도8A, 8B 및 8C는 본 발명에 따른 확산억제수단의 상부에 설치되는 원료물질주입구의 다양한 형태를 보여주는 부분절단 사시도, Figure 8A, 8B and 8C are partially cut perspective view showing a variety of raw material inlet provided in the upper part of the diffusion suppressing means according to the invention,

도9는 본 발명의 일실시예에 따라 원료물질 주입구를 접선방향으로 설치할 경우(도8C) 나타나는 맴돌이 현상을 보여주는 시뮬레이션 결과도, Figure 9 is a simulation result showing the eddy phenomena (Fig. 8C) when installing the raw material inlet in the tangential direction in accordance with an embodiment of the invention,

도10은 본 발명에 따른 확산억제수단의 다른 실시예를 보여주는 사시도, 10 is a perspective view showing another embodiment of a diffusion suppressing means according to the invention,

도11은 본 발명에 따른 확산억제수단의 또 다른 실시예를 보여주는 사시도, 11 is a perspective view showing still another embodiment of the diffusion suppressing means according to the invention,

도12 내지 도14는 본 발명에 따른 확산억제수단이 설치된 CVD장치의 반응실을 보여주는 개략적인 단면도, 12 to 14 are schematic cross-sectional view showing a reaction chamber of a CVD apparatus is diffusion suppressing means according to the invention installed,

도16은 본 발명의 각 구성요소 중 서셉터 높이에 따른 TiO 2 증착거동 변화를 비교한 그래프, Figure 16 is a comparison of the TiO 2 deposition behavior changes according to the height of the susceptors, each component of the present invention graph,

도17은 본 발명에 따른 CVD 장치의 반응실 내부의 혼합물질의 속도를 보여주는 시뮬레이션 결과도 , 17 is a simulation result showing the speed of the reaction chamber of the CVD material mixing device according to the invention,

도18은 본 발명에 따른 CVD 장치의 반응실 내부의 원료물질의 농도 분포를 보여주는 시뮬레이션 결과도, 18 is a simulation result showing a concentration distribution of the reaction chamber a raw material of the CVD apparatus according to the invention,

도19는 본 발명에서 확산억제가스의 유량에 따른 TiO 2 증착거동 변화를 비교한 그래프, 19 is a graph comparing the TiO 2 deposition behavior changes according to the flow rate of the diffusion suppressing gas in the present invention,

도20은 본 발명과 종래의 샤워헤드 방식의 TiO 2 증착에 대한 영향을 서로 비교한 그래프, Figure 20 is a comparison of the effects of the present invention and TiO 2 deposited on a conventional shower head system each graph,

도21 및 도22는 본 발명에서 반응실 진공도에 따른 TiO 2 증착거동 변화를 비교한 그래프, 21 and 22 is a graph comparing the TiO 2 deposition behavior changes according to the degree of vacuum of the reaction chamber in the present invention,

도23은 본 발명에서 TIP입력유량에 따른 TiO 2 증착거동을 보여주는 그래프, Figure 23 is a graph showing a TiO 2 deposition behavior of the TIP input flow rate in the present invention,

도24는 본 발명에 따라 맨(bare) 실리콘 위에 TiO 2 층을 증착한 결과를 보여주는 전자현미경 사진, Figure 24 is an electron micrograph showing the result of depositing a TiO 2 layer on top of (bare) silicon in accordance with the invention,

도25는 본 발명에 따라 실리콘 나이트라이드가 입혀진 웨이퍼 위에 TiO 2 +ZrO 2 층 등을 증착한 결과를 보여주는 전자현미경 사진, Figure 25 is an electron micrograph showing the result of deposition or the like TiO 2 + ZrO 2 layer on the silicon nitride coated wafer according to the present invention,

도26은 실시예1의 장치를 이용하여 맨(bare) 실리콘 위에 증착한 PZT층의 전자현미경 사진, 26 is carried out using the apparatus of Example 1, the top (bare) electron micrograph of a PZT layer deposited on the silicon,

도27은 확산억제수단의 다른 실시예(도7)에서 써셉터 높이에 따른 TiO 2 증착거동변화를 비교한 그래프이다. Figure 27 is a graph written in another embodiment of the diffusion suppressing means (7) compares the TiO 2 deposition behavior changes according to the height of the susceptor.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Description of the Related Art

1 : 확산억제수단 3 : 반응실 1: a diffusion suppressing means 3: the reaction chamber

5 : 서셉터 7 : 원료물질 주입구 5: susceptor 7: raw materials inlet

9 : 샤워헤드(확산억제가스 주입구) 13 : 관통 구멍 9: a shower head (diffusion inhibiting gas injection port) 13: through-hole

15 : 서셉터 윗면 18 : 배기구 15: susceptor top 18: vent

19 : 유통 통로 21 : 혼합부 19: flow path 21: the mixing section

23 : 확산부 25 : 증착부 23: Diffusion section 25: evaporation unit

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 공지의 화학기상증착 방법에 있어서, 기판 또는 층착 대상물이 안착된 반응실에 스스로 분해되지 않으며 부산물을 만들지도 않는 확산억제가스를 주입하는 확산억제가스 주입단계와, 상기 기판이나 증착대상물에 막을 형성하는 가스상의 원료물질을 상기 반응실 가운데로 주입하여 상기 확산억제가스와 원료물질의 상호 확산 억제작용에 의해 상기 반응실 내부에 확산억제가스와 원료물질의 경계면을 형성하는 원료물질 주입단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention relates to a chemical vapor deposition method known in the art, it is not decomposed by itself to the substrate or cheungchak object is seated reaction chamber diffusion suppressing gas injection step of injecting a diffusion suppressing gas that also make a by-product and, the interface of the gas phase of the suppression of the diffusion is injected to the center of the reaction chamber a raw material gas and suppressing the diffusion inside the reaction chamber by the inter-diffusion suppression function of the raw material gas and the raw material to form a film on the substrate and the evaporation object forming the is characterized in that comprises the raw material injecting step.

본 발명에서 상기 원료물질은 막 형성에 직접 관여하는 주원료물과 단지 주원료물을 운반하거나 기화시키거나 희석시키는 보조원료물을 혼합한 것이거나, 또는운반기체가 필요 없는 순수 증기상태의 주원료물을 포함한다. The raw material in the present invention comprises a main material with water, and only the main ingredient secondary source material which is, or the main ingredient of water carrying pure steam without gas have to mix that to carry or vaporized water or diluted directly involved in the film formation do.

그리고 상기 확산억제가스는 Ar, N 2 , He, H 2 , O 2 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물로서, 반응실의 상단에 설치된 샤워헤드나 확산어제가스 주입관을 통해 반응실 내부로 유입되어 반응실 내에 확산억제흐름(또는 가둠흐름)을 형성한다. And suppressing the diffusion gas is introduced into the reaction chamber through Ar, N 2, He, H 2, O 2 of any one or a mixture thereof, the shower is installed on the top of the reaction chamber head or spreading agent gas inlet tube reaction to form a diffusion suppressing flow (or flow confinement) in the chamber.

본 발명은 또한 반응실 내부 가운데에 다수의 관통 구멍이 형성된 확산억제수단을 설치하는 단계와, 상기 확산억제수단의 외부로 자체적으로는 분해되거나 부산물을 만들기 어려운 확산억제가스를 공급하는 단계와, 상기 확산억제수단의 내부로 막 형성에 관여하는 원료물질을 공급하는 단계를 포함하여 구성된다. The present invention also comprising the steps of: supplying a plurality of stages and, on its own, suppresses decomposition or make a by-product difficult to diffuse the gas to the outside of the diffusion suppressing means for installing the diffusion suppressing means having a through hole in the center of the reaction chamber, wherein involved in forming the film into the interior of the diffusion suppressing means is configured to include a step of supplying a starting material.

상기 확산억제수단은 표면에 다수의 관통 구멍이 형성되어 확산억제수단의 외부로 공급된 확산억제가스가 상기 관통 구멍을 통해 확산억제수단의 내부로 유입되어 원료물질이 외부로 확산되는 것을 방지함과 아울러 확산억제수단의 내벽에 접촉되는 것을 방지한다. The diffusion suppressing means to prevent the formation of multiple through holes on the surface of the diffusion suppressing gas supplied to the outside of the diffusion suppressing means through said through-hole is introduced into the diffusion suppressing means that the raw material is diffused into the outer box and in addition, to prevent the contact with the inner wall of the diffusion suppressing means.

그리고 본 발명은 상기 확산억제수단의 외부로 유입되는 확산억제가스의 유량을 확산억제수단의 내부로 유입되는 원료물질의 유량보다 항상 크게 조절하여 확산억제흐름(또는 가둠흐름)의 방향이 확산억제수단의 바깥쪽에서 안쪽으로 향하도록 함으로써 원료물질이 확산억제수단 표면에 닿지 않게 하는 것을 특징으로 한다. And the invention is the diffusion restraining direction be larger adjustment than the flow rate by diffusion suppressing flow (or confining the flow) of the raw materials flowing into the flow rate of the diffusion suppressing gas flowing out of the diffusion suppressing means to the interior of the diffusion suppressing means by the side facing inward from the outside is characterized in that the raw material does not touch the surface of the diffusion suppressing means.

이에 본 발명에 따른 화학기상증착 장치는 외부와 격리되어 진공상태를 유지하는 반응실과 상기 반응실 내에 위치되며 기판이 안착되어 그 위에서 막의 증착이 일어나는 서셉터를 포함하여 구성된 화학기상증착 장치에 있어서, 상기 서셉터의 상부에 설치되며 원료물질을 공급하는 하나이상의 원료물질 주입구가 설치되고 그 표면에 다수의 관통 구멍이 형성된 확산억제수단과; The chemical vapor deposition apparatus according to the present invention is a chemical vapor deposition apparatus configured to be isolated from the outside position into the reaction to maintain the vacuum chamber and the reaction chamber and the substrate is mounted includes a susceptor that on the occurring of the film deposition, the stand is installed on the upper portion of the susceptor diffusion suppressing means is one or more raw material inlet for supplying the raw material is installed and having a number of through holes in its surface; 상기 확산억제수단의 바깥쪽으로 확산억제가스를 공급하는 확산억제가스 주입구와; And a diffusion inhibiting gas injection port for supplying a gas to the outside of the diffusion suppressing the diffusion suppressing means; 상기 반응실에서 발생된 배기가스를 배출시키는 배기가스 배기구를 포함하여 구성되어 확산억제수단의 외부로 주입된 확산억제가스가 확산억제수단 바깥쪽으로 원료물질이 확산되는 것을 저지하는 확산억제흐름(또는 가둠흐름)을 형성하여 서셉터 상부의 원료물질 농도를 증대시켜 증착속도를 높일 뿐만 아니라 원료물질이 반응실과 확산억제수단의 내벽에 접촉되지 않도록 함으로써 오염 입자의 생성을 방지하는 것을 특징으로 한다. Diffusion suppression prevented is configured to include an exhaust gas exhaust port for discharging exhaust gases generated in the reaction chamber is a diffusion suppressing gas introduced into the outside of the diffusion suppressing means that the raw material spreading outward diffusion restraining flow (or confinement flow) formed by the susceptor, as well as to increase the deposition rate by increasing the concentration of the raw material of the upper characterized in that it prevents the generation of contaminant particles by preventing the raw material it is not in contact with the inner wall of the reaction chamber and the diffusion suppressing means.

상기 확산억제수단은 납작한 돔형, 종형, 삿갓형, 원통형 등 서셉터의 상부로 원료물질을 가둘 수 있는 형태이고 그 상단에 하나 이상의 원료물질 주입구가 형성되어 있다. The diffusion suppressing means is a flat dome-shaped, bell-shaped, hat-shaped, cylindrical, such as a susceptor of the type that can confine the raw material into the upper inlet and at least one source material on the top are formed.

본 발명에 따른 확산억제수단은 원료물질이 주입되는 하나 이상의 원료물질 주입구와 상기 원료물질 주입구를 통해 주입된 원료물질이 혼합되어 하강할 수 있는 형태를 갖는 혼합부와, 하강되는 원료물질이 수평방향으로 확산될 수 있도록 경사관부로 이루어진 확산부 및 상기 확산부를 통해 확산된 원료물질의 농도 등고선이 평평해지도록 충분한 길이를 갖는 수직관부로 이루어진 증착부가 일체로 형성되고 상기 혼합부, 확산부 및 증착부의 표면에는 다수의 관통 구멍이 형성된 것을 특징으로 한다. Inhibited proliferation in accordance with the present invention means the direction at least one raw material inlet and the raw material inlet to the raw material is a raw material which is mixed with a part, falling in the form that can be lowered mixture injected through which the raw material injected horizontally diffusions and the diffusion consisting of inclined tube so as to be spread in the density contours of the raw material spread over parts being formed from a flat deposition portion integrally formed as a vertical tube having a sufficient length such that the mixing section, spreading section, and the deposition portion surface, characterized by having a number of through holes.

상기 원료물질 주입구는 미리 혼합된 주원료물과 보조원료물을 수직방향으로 주입하도록 설치된 하나의 원료물질 주입관이거나 혼합되거나 분리된 다수의 원료물질을 수직방향으로 주입하도록 설치된 다수의 원료물질 주입관이거나 또는 혼합되거나 분리된 다수의 원료물질을 접선방향으로 주입할 수 있도록 설치된 하나 이상의 원료물질 주입관이다. The raw material injection hole is pre-mixed main ingredient water and secondary source material or a raw material injection pipe installed to inject vertically mixed or a plurality of raw materials separated or a plurality of raw material injection tube is installed to inject the vertical direction or a mixture or separating the plurality of at least one raw material injection tube is installed to inject the raw material in a tangential direction.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 확산억제수단은 서셉터를 감쌀 수 있는 형태이고 원료물질 주입구에서 주입된 원료물질이 수평방향으로 확산될 수 있도록 경사관부로 이루어진 확산부 및 상기 확산부를 통해 확산된 원료물질의 농도 등고선이 평평해져 증착 균일도가 확보되도록 충분한 길이를 갖는 수직관부로 이루어진 증착부가 일체로 형성되며 상기 확산부와 증착부의 표면에는 다수의 관통 구멍이 형성된 것을 특징으로 한다. In accordance with another embodiment of the invention the diffusion suppressing means standing in a form that can surround a susceptor and diffused through the diffusion portion and the diffusion consisting of inclined pipe so that the raw material injected from the raw material injection hole can be spread in a horizontal direction it becomes flat density contours of the raw material to form a vapor deposition portion integrally formed as a vertical tube of sufficient length so that the deposition uniformity is obtained, and is characterized in that there is formed a plurality of through-hole surfaces of the diffusions and the deposition portion.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 반응실 내부를 원료물질의 농도가 높은 안쪽 영역과 원료물질의 농도가 낮은 바깥쪽 영역의 두 영역으로 구분함으로써 적은 양의 원료물질로도 실질적인 원료물질의 농도를 현저히 증대시킬 수 있고, 확산억제수단 외부로 주입되는 확산억제가스의 유량을 적절히 조절하여 확산억제수단의 내벽 등에 원료물질이 증착되거나 응축되어 오염 입자가 생성되는 것은 방지함으로써 막 품질을 크게 향상시킬 수 있게 된다. According to the invention as described above, a small amount of the concentration of FIG substantial raw material as a raw material by separating the reaction chamber the density of the inner region and the source material is high concentration of the raw material in two areas of the lower outer area, significantly be increased, and is appropriately adjusted by the raw material is deposited or condensed like the inner wall of the diffusion suppressing means the flow rate of the diffusion suppressing gas is introduced into the diffusion restraining means outside may contaminate particles are significantly improves film quality by preventing it produced it is possible. 또한 본 발명은 원료물질의 농도를 용이하게 조절할 수 있는 순수한 증기상태의 주원료물을 상술한 확산억제수단의 내부로 주입함으로써 입자오염 없이 두꺼운 막을 신속히 증착시킬 수 있게 된다. The invention also makes it possible to quickly deposit a thick film without particle contamination by injecting into the interior of the concentration of the easily spread suppressing means above the main raw material of pure water vapor that can be adjusted in the raw material.

이하, 본 발명에 따른 화학기상증착 방법 및 그 장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. With reference to the accompanying drawings, a chemical vapor deposition method and apparatus according to the present invention will be described in detail. 먼저 도3내지 도5는 본 발명에 따른 화학기상증착 방법 및 장치에 사용되는 확산억제가스흐름과 확산억제수단의 기본 원리를 보여주기 위한 개념도로서, 도3은 밀폐된 반응실(3)내에 막 증착을 위한 가스상의 원료물질이 채워져 있는 상태를 보여주는 것이고, 도4는 밀폐된 반응실(3) 내에 자체적으로 분해되거나 부산물을 생성하지 않는 기체가 채워져 있는 상태를 보여주는 개념도이다. First, in FIG. 3 to FIG. 5 is a conceptual diagram to illustrate the basic principle of the diffusion suppressing gas flow and diffusion suppressing means used in a chemical vapor deposition method and apparatus according to the invention, Figure 3 is a membrane in a closed reaction chamber (3) will show a state in which the filled gas phase of the raw material for deposition, 4 is a conceptual diagram showing a state in which the filled gas is not generated or a decomposition by-product in-house in a closed reaction chamber (3). 그리고 도5는 자체적으로 분해되거나 부산물을 생성하지 않는 기체가 채워져 있는 반응실(3) 가운데로 원료물질을 주입한 경우를 보여주는 개념도이다. And Figure 5 is a conceptual diagram showing a case where the injection and the reaction chamber 3 as the raw material of which is filled with a gas which does not generate a decomposition or by-product in-house.

도시된 바와 같이, 저압상태의 밀폐된 반응실(3)에 주입된 가스상의 원료물질은 주입과 동시에 반응실 전체로 퍼지게 된다. As shown, the gaseous source materials injected in a closed reaction chamber of the low pressure condition (3) is spread at the same time and introduced into the reaction chamber a whole. 이와 마찬가지로 자체적으로 분해되거나 부산물을 생성하지 않는 기체(이하 '확산억제가스'라 한다)를 저압상태의 밀폐된 반응실(3)에 주입하는 경우에도 주입과 동시에 전체 반응실로 확산되게 된다. Likewise is presented even if the injection (described as diffusion suppressing gas ") a gas that does not decompose by itself or generating a by-product in an enclosed reaction chamber in low pressure (3) injection and at the same time the total reaction diffusion chamber. 그러나 도5에서 보는 바와 같이, 확산억제가스로 채워진 반응실(3) 가운데로 원료물질을 주입하는 경우에는 확산억제가스와 원료물질은 상호 확산억제작용으로 전체 반응실로 확산되지 못하고 반응실의 중심부에 경계면(B)을 형성하게 된다. However, when injecting a raw material in, among the diffusion suppressing gas reaction chamber 3 is filled with, as shown in Figure 5, the diffusion suppressing gas and the raw material is in the center of not being spread indeed the entire reaction by mutual diffusion inhibition reaction chamber to form an interface (B).

한편, 본 발명에서 언급하는 확산억제가스라 함은 자체적으로 분해되거나 부산물을 만들기 어려운 기체상태의 물질로서, 예를 들어, 운반기체로 사용되는 Ar, N2, He, H2 등과 희석을 위해 사용되는 고순도의 Ar, N2, 또는 반응에 참가하긴 해도 자체로는 분해되거나 부산물을 만들기 어려운 O2 등을 말한다. On the other hand, la diffusion suppressing gas mentioned in the present invention is a material difficult gaseous making self decomposition or by-product, for example, a high purity to be used for dilution as Ar, N2, He, H2 is used as a carrier gas, of Ar, if Although participating in the N2, the reaction or making the degradation by-products or by itself refers to hard, such as O2. 이들 확산억제가스는 분자량이 작아 쉽게 확산되고 진공 펌프의 작용으로 인한 강제순환 영향을 비교적 덜 받으며 반응실 내부 구조물에 증착, 흡착, 기타 표면반응을 일으키지 않는 특성이 있다. The diffusion suppressing gas has a characteristic molecular weight is small, and does not cause diffusion easily receive relatively less the impact of the forced circulation operation of the vacuum pump to the vapor deposition reaction chamber structure, adsorption and other surface reactions.

반면에 원료물질이라 함은 막 형성에 직접 관여하는 주원료물, 또는 보조원료물과 미리 혼합된 주원료물, 또는 운반기체의 도움 없는 순수한 증기상태의 주원료물, 예를 들어 대한민국 특허등록 제225592호의 장치에 의해 만들어진 주원료물 등을 말하는 것으로서, 서셉터 및 증착대상물을 포함하는 반응실 내부 구조물에 증착, 흡착, 기타 표면반응을 일으키는 특성을 갖는다. Because, while the raw material in the box is the main ingredient water or a main raw material of pure steam without the help of auxiliary raw material water and the pre-mix main material with water, or a carrier gas, water, for example, Republic of Korea Patent No. 225 592 arc device directly involved in the film formation as a main ingredient water or the like made by speaking, it has a property that causes the deposition, adsorption, or other surface in response to a reaction chamber internal structure comprising the susceptor and the evaporation object.

이에 따라 본 발명에서와 같이, 확산억제가스와 원료물질을 구분하여반응실(3)에 주입하게 되면, 서셉터(5)가 위치된 반응실 가운데는 원료물질의 농도가 매우 높아지게 되고 반응실(3) 내벽 쪽으로는 확산억제가스의 농도가 높아지게 되며 반응실(3)의 가장자리에는 원료물질이 거의 존재하지 않게 된다. Accordingly, as in the present invention, when injected into the reaction chamber (3) to separate the diffusion suppressing gas and the raw material, among the location reaction chamber susceptor 5 is the concentration of the raw material so higher and the reaction chamber ( 3) inner wall towards the higher is the concentration of the diffusion suppressing gas is not substantially present on the edge starting material of the reaction chamber (3). 이와 같이, 확산억제가스로 채워진 반응실(3)의 가운데로 원료물질을 주입하면 반응실(3) 내부의 원료물질의 농도분포가 크게 두 부분으로 구획을 짓게 된다. As described above, when injecting a raw material to the center of the reaction chamber 3 is filled with the diffusion suppressing gas reaction chamber 3, the concentration distribution of the source material inside the larger is the summed divided into two parts.

따라서 반응실(3) 가운데는 원료물질의 농도가 증대되어 막 증착 속도를 높일 수 있고 반응실(3)의 가장자리는 원료물질의 농도가 낮아 오염 입자가 생성되는 것을 방지하게 된다. Therefore, among the reaction chamber 3 is the edge of the film density can be increased and the deposition rate increases and the reaction chamber 3 of the source material is to prevent the concentration of the raw material lower contaminant particles are generated. 그러나 일반적으로 반응실(3)은 온도차에 의한 대류가 있기 때문에 원료물질과 확산억제가스의 상호 확산억제 작용으로 형성된 경계면(B)이 안정적으로 유지되기는 어렵다. In general, however, the reaction chamber 3 is because the convection due to the temperature difference between the interface (B) formed by inter-diffusion suppression function of the raw material and the gas diffusion suppressing Although it is difficult to stably maintain. 즉, 원료물질과 확산억제가스의 경계면(B)은 원료물질과 확산억제가스의 유량 변화나 반응실(3)의 대류에 의해 교란되기 쉽다. That is, the boundary surfaces of the source material and the diffusion suppressing gas (B) is likely to be disturbed by the convection of the flow rate and the reaction chamber 3 of the source material and the diffusion suppressing gas. 따라서 불안전한 경계면(B)을 근거로 하는 방법을 높은 정밀도 및 균일도가 요구되는 화학기상증착 장치에 적용하는 데는 무리가 있다. Therefore, a method for on the basis of an unstable boundary surface (B) to take effect on the high accuracy and uniformity of the chemical vapor deposition apparatus that needs a bunch.

이에 비해 본 발명은 원료물질과 확산억제가스에 의해 형성된 경계면(B)을 안정적으로 유지할 수 있는 보조수단으로서 확산억제수단을 제공한다. By comparison, the present invention provides a diffusion suppressing means as auxiliary means for stably maintaining the interface (B) formed by the source material and the diffusion suppressing gas. 도6은 본 발명에 따른 확산억제수단(1)의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 6 is a preferred embodiment is shown of the diffusion suppressing means (1) according to the present invention. 도시된 바와 같이, 상기 확산억제수단(1)은 반응실(3) 내에 설치된 서셉터(5)를 감쌀 수 있도록 상기 반응실(3) 가운데에 설치되어 있다. As shown, the diffusion suppressing means (1) is to surround the susceptor (5) provided in the reaction chamber 3 is installed in the center of the reaction chamber (3). 그리고 상기 확산억제수단(1)은 원료물질과 확산억제가스에 의해 형성된 경계면(B)이 그 내부에 형성될 수 있는 크기와 형태를 가진다. And the diffusion suppressing means (1) has a size and shape in the interface (B) formed by the source material and the diffusion suppressing gas can be formed therein. 따라서 원료물질 주입구(7)는 상기 확산억제수단(1)의 상부에 설치되고, 확산억제가스 주입구(9)는 상기 확산억제수단(1)의 외부에 설치되며, 기판이나 증착 대상물이 안착되는 서셉터(5)의 상부표면은 상기 확산억제수단(1) 내부에 위치되게 된다. Therefore, the raw material inlet (7) is provided on the upper portion of the diffusion suppressing means (1) mounted to the outside of the diffusion suppressing gas inlet (9) is the diffusion suppressing means (1), the substrate and the evaporation object standing in which the seating the top surface of the susceptor 5 is to be positioned within the diffusion suppressing means (1). 그리고 상기 서셉터(5)와 확산억제수단(1) 사이에는 반응가스를 배출시킬 수 있는 배기구(18)가 형성되어 있다. And there is the susceptor 5, and has an exhaust port 18 capable of discharging the reaction gas between the diffusion suppressing means (1) is formed.

따라서 본 발명에 따른 확산억제수단(1)은 상기 확산억제가스와 원료물질 사이에 형성하고자 하는 바람직한 경계면을 기준으로 보다 바깥쪽에 설치되어 확산억제가스와 원료물질의 상호 확산억제작용을 보완하고 확산억제가스와 원료물질이 교란되는 즉, 상호 불특정적인 경계면을 기준으로 구분된다거나 경계면이 모호해지는 것을 방지하여 경계면을 명확하게 함과 아울러 안정적으로 유지시켜 준다. Therefore, the diffusion suppressing means (1) according to the invention is installed on the outside than on the basis of a preferred interface to be formed between the diffusion suppressing gas and the raw material supplement the inter-diffusion suppression function of the diffusion suppressing gas and the raw material and inhibiting proliferation i.e., the gas and raw material disturbed, gives non-specific cross-by of the interface is divided by a boundary surface or the blurring becomes prevention clearly hereinafter as well as stably maintaining the interface that. 좀 더 자세히 살펴보면, 반응실 내부로 주입된 확산억제가스는 상기 확산억제수단(1)의 표면에 다다른 다음 관통 구멍(13)을 통해 확산억제수단(1)의 내부로 확산된다. Looking in more detail, the injection into the reaction chamber diffusion suppressing gas is diffused into the interior of the diffusion suppressing means (1) and then through the other through-hole 13 on the surface of the diffusion suppressing means (1). 이때 원료물질이 원료물질 주입구(7)를 통해 상기 확산억제수단(1)의 내부로 주입된다. At this time, the raw material is injected into the interior of the diffusion suppressing means (1) through the raw material inlet (7). 그러면 상기 확산억제수단(1)의 내부에서 원료물질이 확산억제가스를 밀어내면서 소정의 경계면을 형성하게 된다. The tipping the raw material to push the diffusion suppressing gas from the interior of the diffusion suppressing means (1) to form a predetermined interface. 이때 상기 확산억제수단(1)의 효과로 인해 확산억제가스 중 일부가 관통 구멍(13)을 통해 확산억제수단(1)의 안쪽으로 확산되기 되기 때문에 반응실 내의 대류나 확산억제가스의 유량변화에 크게 좌우됨이 없이 매우 안정적인 경계면이 유지되게 된다. At this time, the flow rate of the convection and diffusion suppressing gas in the reaction chamber because they spread to the inside of the diffusion suppressing means (1), some of because of the effect of the diffusion suppressing gas to inhibit diffusion through the through-hole 13 means 1 of a very stable interface greatly without being influenced is maintained.

이하에서는 본 발명에 따른 상기 확산억제수단(1)의 다양한 실시예를 설명한다. Hereinafter will be described the various embodiments of the diffusion suppressing means (1) according to the present invention. 먼저 도7의 구조는 원료물질의 확산형태와 원료물질과 확산억제가스의 경계면의 형태에 가장 유사하게 만들어진 것으로서 서셉터(5)를 완전히 감쌀 수 있는 형태이다. First, the structure of Figure 7 is in the form that can completely surround the susceptor (5) made as the most similar to the diffusion type and shape of the boundary surface of the raw material and the diffusion suppressing gas of the source material. 즉, 상기 확산억제수단(1)은 상부로부터 혼합부(21), 확산부(23) 및 증착부(25)가 일체로 형성되어 원료물질을 신속히 혼합하고, 확산시키며 또한 동일한 두께의 막을 증착할 수 있도록 수평방향으로 농도 등고선을 평평하게 한다. That is, the diffusion suppressing means (1) is sikimyeo is a mixing section 21, the spreading section 23 and evaporation section 25 from the upper portion integrally formed promptly mix the raw materials, and the spread also to deposit a film of the same thickness so that it can flatten the density contours in the horizontal direction.

상기 확산억제수단(1)은 얇은 두께의 금속 또는 무기질 재료로 만들어지고 그 내부에는 경계면(B)이 형성될 수 있는 충분한 공간이 확보되어 있으며, 상단에는 하나 이상의 원료물질 주입구(7)가 설치되어 있고, 전체 표면에는 확산억제가스가 유통할 수 있는 다수의 관통 구멍(13)이 형성되어있다. The diffusion suppressing means (1) is made of a thin metal or inorganic material therein has an interface (B) is ensured that sufficient space can be formed, is the installation is at least one raw material injection port 7, the top and, the entire surface has a large number of through holes 13 capable of suppressing the diffusion gas passage is formed. 상기 확산억제수단(1)은 내열성과 내염성이 우수한 스테인레스 스틸 등과 같은 금속, 또는 세라믹, 석영, 강화유리 등과 같은 무기재료를 이용하여 만들어질 수 있으며, 그 재질에 따라 스피닝(spinning), 주물, 단조, 성형 등과 같은 다양한 방법으로 구조물을 형성할 수 있다. The diffusion suppressing means (1) may be made using inorganic materials such as metal or ceramic, quartz, glass, such as the superior stainless steel heat resistant and flame retardant, according to the material spinning (spinning), casting, forging , it is possible to form a structure in a variety of ways, such as molding. 그리고 상기 관통 구멍(13)은 금속재질에 대해서는 드릴링으로 뚫을 수 있고, 무기재질에 대해서는 주형 또는 기타 성형공정을 통해 일체로 형성될 수 있다. And the through hole 13 may penetrate to the drilling for the metallic material, through the mold or other forming processes for the inorganic material may be formed integrally.

이때 상기 관통 구멍(13)의 직경과 간격은 확산억제가스가 확산억제수단(1)의 내부로 유입되어 '확산억제가스흐름'을 형성할 수 있는 크기로 형성된다. The diameter and spacing of the through-hole 13 is formed to a size capable of forming are introduced into the "suppression spread the gas flow, the gas diffusion suppressing the diffusion suppressing means (1). 여기서 확산억제가스흐름은 확산억제수단(1)의 외부로 주입된 확산억제가스 중 일부가 관통 구멍(13)을 통해 확산억제수단(1)의 안쪽으로 흐름으로써 확산억제수단(1)의 내부로 주입된 원료물질이 상기 확산억제수단(1)의 외부로 확산되지 못하는 것을 말한다. Wherein the interior of the diffusion suppressing gas flow is spread suppressing means (1) partially through the through hole 13 of the diffusion suppressing gas introduced into the outer inhibit proliferation by flow to the inside of the diffusion suppressing means (1) means (1) of refers to the implanted source material does not diffuse out of the diffusion suppressing means (1). 이를 위해 상기 관통 구멍(13)은 지름 3mm이고, 그 간격은 20mm일 수 있다. To this end, and the through hole 13 is 3mm diameter, its distance can be 20mm. 그러나 관통 구멍(13)의 크기 및 배열 구조는 확산억제가스의 확산속도, 유량 및 농도 등 여러 가지 변수에 따라 달라질 수 있으므로 상기한 수치로 한정되는 것은 아니다. However, the size and arrangement of the through holes 13 is not limited to the above-mentioned figures may vary depending on a number of variables such as the rate of diffusion of the diffusion suppressing gas, flow rate and concentration.

한편, 도6에서 보는 바와 같이, 확산억제가스는 확산억제수단(1)의 상부에 설치된 샤워헤드(9)를 이용하여 반응실(3) 내로 주입되는데, 상기 샤워헤드(9)는 확산억제가스흐름을 보조하기 위해 샤워헤드(9)에 형성된 유통통로(19)의 간격을 다르게 할 수 있다. Meanwhile, As shown in FIG. 6, the diffusion suppressing gas is introduced into the reaction chamber 3, using a shower head 9 provided on the upper part of the diffusion suppressing means (1), the shower head 9 is diffusion suppressing gas is the interval of the distribution passage 19 formed in the shower head (9) to assist in the flow may be different. 예를 들어, 샤워헤드(9)의 중심부는 유통통로(19)의 간격을 넓게 하고 가장자리는 그 간격을 좁게 하여 반응실의 바깥쪽과 안쪽에 확산억제가스의 농도 차를 둠으로써 확산억제흐름이 바깥쪽에서 안쪽으로 향하도록 한다. For example, the central portion of the shower head (9) is wider the interval of the distribution passage 19 and the edge of the diffusion suppressing flow by narrowing by placing the difference in density of the diffusion suppressing gas to the outside and inside of the reaction chamber to the gap the outside facing inward. 그러나 확산억제수단(1)을 설치하는 경우에는 샤워헤드(9)를 이용하지 않고 반응실의 일측에 설치된 확산억제가스 주입구(27)를 통해 공급하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다. However, when installing the diffusion suppressing means (1) has also the same effect can be obtained by supplying via the shower head 9 proliferation inhibiting gas injection port (27) without the use of installed on one side of the reaction chamber.

다시 도7을 참조하면, 상기 혼합부(21)는 비교적 작은 직경을 갖고 있어 원료물질 주입구(7)를 통해 주입된 주원료물과 보조원료물을 좁은 공간에서 신속하게 혼합시킬 수 있다. Referring again to Figure 7, the mixing section 21 can be rapidly mixed with a relatively small diameter it has a raw material inlet of the main raw material and secondary raw water introduced through the water (7) in a small space. 또한 혼합부(21)의 표면에 형성된 관통 구멍(13)을 통해 유입된 확산억제가스의 영향으로 원료물질이 혼합부(21)의 중앙부에서 혼합되므로 혼합부 벽면에 오염입자가 생성되지 않게 된다. Additionally, the contamination particles in the mixing section walls, so mixing in the central portion of the mixing section 21 through hole 13, the diffusion suppressing raw material mixing section 21 due to the gas flowing through is formed on the surface of the no longer be generated.

그리고 상기 혼합부(21)의 상단에 설치된 원료물질 주입구(7)는 여러 가지 형태를 가질 수 있는데, 예를 들어, 도8A, 8B 및 8C에 도시되어 있는 바와 같이, 막 형성에 직접 관여하는 주원료물과 보조원료물을 미리 혼합시키거나, 또는 운반기체의 도움 없는 순수한 증기상태의 주원료물을 하나의 원료물질 주입구(7)를 통해 수직방향으로 주입하는 방식(도8A)과, 혼합되거나 분리된 여러 종류의 원료물질을 다수의 원료물질 주입구(7)를 통해 수직방향으로 주입하는 방식(도8B) 및 혼합되거나 분리된 여러 가지 원료물질을 접선방향으로 경사지게 설치된 여러 개의 원료물질 주입구(7)를 통해 주입하는 방식(도8C) 등이 있다. And the main ingredient directly involved in the film formation as shown in the raw material injection port 7 can have a variety of forms, for example, Figs. 8A, 8B, and 8C provided at the upper end of the mixing section 21 the as to mix the water and secondary source material in advance, or the way of injecting the main raw material with water of pure vapor state without the aid of a carrier gas in a vertical direction through one of the raw material inlet (7) (Fig. 8A) and, mixed or separated different kinds of a plurality of raw material to the raw material inlet (7) number of raw material inlet 7 provided a number of raw materials in the manner of injecting the vertical direction (FIG. 8B) and mixed or separated inclined in a tangential direction through the by a method in which the injection (Fig. 8C). 이때, 접선방향으로 주입된 원료물질은 도9에서 보는 바와 같이, 혼합부(21) 내에 맴돌이 현상(사이클론 효과)을 유도하여 원료물질의 진행거리가 길어지기 때문에 원료물질을 충분히 혼합시킬 수 있는 효과가 있다. In this case, the effect of sufficiently mixing the raw material, since, as shown the raw materials injected in the tangential direction is 9, the progress distance of the source material to induce eddy phenomenon (cyclone effect) is lengthened in the mixing section 21 a. 따라서 원료물질이 충분한 진행거리를 필요로 하거나 반응실(3)의 종방향 길이가 짧을 경우에는 원료물질을 접선방향으로 주입하는 것이 좋다. Therefore, if shorter the longitudinal length of the need or the reaction chamber (3) for the source material sufficient progress distance, it is desirable to inject the raw material in a tangential direction.

한편, 상기 원료물질 주입구(7)는 보통 안지름이 수mm정도이고 스테인레스 스틸, 테프론, 세라믹 또는 내부를 코팅한 관 형상의 튜브, 또는 그 끝부분이 넓어지게 가공한 튜브의 구조를 갖는다. On the other hand, the raw material inlet (7) is usually the inner diameter is about several mm, and has a structure in stainless steel, Teflon, or ceramic tubes of the tubular coating an interior, or processing a tube becomes the end of the spread. 그리고 이 원료물질 주입구는 도시되지 않는 공지의 버블러, 기화기 등과 연통되어 원료물질이 확산억제수단(1)의 내부로 주입될 수 있게 된다. And the raw material inlet is in communication as known in the bubbler, a vaporizer is not shown it is possible starting material could be injected into the interior of the diffusion suppressing means (1).

다시 도7을 참조하면, 상기 확산부(23)는 그 직경이 하방으로 갈수록 점진적으로 커지는 경사관부로서 혼합부(21)에서 혼합된 고농도의 원료물질이 수평방향으로 확산되면서 농도 등고선이 평평하게 되는 구간이다. Referring again to Figure 7, the diffusion section 23 as the diameter gets gradually spread to a larger slope tube a high concentration of the horizontal direction starting material mixed in the mixing unit 21 as a downward to be flat density contours the interval. 즉, 도14에서 보는 바와 같이, 혼합부(21)에서 고농도로 존재하던 원료물질이 확산부(23)를 통해 밑으로 내려오는 동안 혼합부의 용적이 커짐에 따라 원료물질이 수평방향으로 확산되어 그 농도가 점차 엷어지게 된다. That is, as shown in Figure 14, is the raw material spreads in the horizontal direction according to the mixing unit volume increases, while the source material was present at high concentrations in the mixing section (21) comes down to the bottom through a spreader 23 that concentration is gradually yeopeo. 이때 상기 확산부(23)의 경사각과 높이는 원료물질의 확산속도와 밀접한 관계를 갖는다. At this time it has a close relationship with the diffusion rate of the inclination angle and height of the raw materials of the spreader 23. 예를 들어, 사용하는 원료물질의 확산속도가 빠르면, 상기 확산부(23)의 경사각은 커지고 그 높이는 낮아질 수 있다. For example, the diffusion rate of the raw material used as early, the tilt angle of the spreader 23 may be lowered increasing the height.

이어 증착부(25)는 원료물질의 수평방향 농도 등고선이 평탄해져 서셉터 윗면(15)과 평행하게 되는 수직관부이다. Following the deposition unit 25 is a vertical tube which is in parallel with the susceptor upper surface 15 it becomes a flat density contours horizontal direction of the raw material. 따라서 실질적으로 막이 형성되는 서셉터 윗면(15)은 원료물질의 농도가 적당하고 농도 등고선이 충분히 펴진 영역 즉, 수평 균일도가 보장될 수 있는 영역에 위치되어야 한다. Therefore, the susceptor upper surface 15 which is substantially film formation is to be located in an area that can be ensured that the concentration is suitable and a concentration contours are sufficiently stretched region that is horizontal uniformity of the raw material. 그러므로 상기 증착부(25)의 수직관부는 충분한 높이를 가져 상기 서셉터 윗면(15)이 위치될 수 있는 충분한 영역을 확보하는 것이 바람직하다. Therefore, it is desirable to have sufficient area in the vertical tube can be positioned high enough to bring the susceptor upper surface 15 of the deposition unit 25. 그러므로 상기 증착부(25)의 높이는 반응실의 크기와 배기가스의 원활한 배출을 고려하여 가능한 한 길게 하는 것이 바람직하다. Therefore, it is preferable that considering a smooth exhaust of reaction chamber size and the exhaust gas of the height of the deposition section 25 as long as possible.

그리고 상기 확산억제수단(1)의 표면에 형성된 다수의 관통 구멍(13)은 확산억제수단(1)의 외부로 공급된 확산억제가스의 일부가 확산억제수단(1)의 표면에 대해 수직방향으로 확산 가능하도록 한다. And a direction perpendicular to the surface of the plurality of through holes 13 suppresses diffusion portion of the diffusion suppressing gas supplied to the outside of the diffusion suppressing means (1) has means (1) formed on a surface of the diffusion suppressing means (1) It is to be spread. 따라서 바깥쪽에서 안쪽으로 확산되는 확산억제가스 흐름에 의해 원료물질은 확산억제수단(1)의 외부로 확산되는 것이 저지된다. Thus a starting material by the diffusion suppressing gas flow from diffusing to the inside from the outside is prevented from being diffused out of the diffusion suppressing means (1). 또한 확산억제가스는 안쪽에서 바깥쪽으로 확산되는 원료물질에 의해 확산억제수단(1)의 내부로 일정 깊이 이상 확산되는 것이 억제된다. In addition, the diffusion suppressing gas is restrained from the interior of the diffusion suppressing means (1) by the raw material from diffusing from the inside out to spread over a certain depth. 이와 같이 확산억제가스와 원료물질은 상호확산억제 작용으로 반응실 내부에 경계면을 형성하게 된다. The diffusion suppressing gas and the raw material as is to form a boundary surface in the reaction chamber inside the mutual diffusion is suppressed.

따라서 확산억제가스 및 원료물질의 유량과 확산속도를 적절히 조절하면 원료물질이 확산억제수단(1)의 내벽 면에 접촉되지 않도록 하면서 확산억제수단(1) 내에 가둘 수 있게 된다. Therefore, by properly adjusting the flow rate and the diffusion rate of the diffusion suppressing gas and the raw material it is possible to throw in the raw material can and does not touch the inner wall surface of the diffusion suppressing means (1) diffusion suppressing means (1). 이에 따라 본 발명에 따른 화학기상증착 장치에서는 반응실 내벽뿐만 아니라 확산억제수단 내외벽에서도 오염 입자가 생성되지 않게 된다. Accordingly, the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention is not a reaction chamber inner wall as well as contamination particles from being generated in the outer wall within the diffusion suppressing means.

그러나 본 발명에 따른 확산억제수단(1)은 도6과 도7에 도시된 형태에 한정되지 않고 원료물질의 특성과 반응실의 여건에 따라 다양한 형태로 적용될 수 있다. However, the diffusion suppressing means according to the invention (1) can be applied in various forms, depending on the nature and conditions of the reaction chamber of the raw material is not limited to the configuration depicted in FIG. 7 and FIG. 예를 들어, 도10에 도시되어 있는 확산억제수단(1)은 혼합부(21)를 두지 않고 확산부(23)의 경사각을 더욱 크게 한 경우이다. For example, the diffusion suppressing means (1) shown in Figure 10 is even greater when the angle of inclination of the spreader 23 does not place the mixing section (21). 이것은 원료물질의 확산속도가 커서 별도의 혼합부가 없어도 원료물질이 충분히 혼합될 수 있는 경우에 가능한 것으로서, 특히 대면적의 증착 대상물이나 기판 상에 증착할 때 유리하게 적용될 수 있으며 나머지 부분은 상술한 확산억제수단(1)과 동일하다. This can be applied advantageously when deposited on the deposition target or substrate as without adding extra mixing the diffusion rate of the raw materials large as possible if it can be mixed with sufficient raw materials, in particular large-area, and the rest of the above-described diffusion is the same as the suppressing means (1). 또한 도11에 도시되어 있는 확산억제수단(1)은 혼합부(21) 뿐만 아니라 확산부(23)도 없는 경우로서, 단지 소정 높이의 원통형상의 수직관부(25)만으로 구성되어 있다. In addition, the diffusion suppressing means (1) shown in FIG. 11 is a case, as well as mixing portion 21 without a spreader 23, there is only composed of only a vertical tube 25 having a cylindrical shape having a predetermined height. 이러한 경우 다수의 관통 구멍(13)에 의해 확산억제가스흐름을 형성하는 것은 동일하나 확산억제수단(1)의 내부로 주입된 원료물질이 신속하게 확산되지 못해 원료물질 농도의 수평 균일도가 떨어질 수 있다. In this case the formation of inhibiting gas flow spread by a number of through holes 13 can drop to the horizontal uniformity of the same one can not have the raw material injected into the interior of the diffusion suppressing means (1) are rapidly spreading the raw material concentration .

따라서 도12와 도13에서 보는 바와 같이, 원료물질을 신속히 확산시킬 수 있는 원료물질 주입구(7)가 구비되는 것이 바람직하다. Thus, as shown in Figure 13 and Figure 12, it is preferably provided with a raw material inlet (7) capable of quickly diffusing the source material. 먼저 도12에 도시된 원료물질 주입구(7)는 다수의 원료물질 공급통로(37)를 확산억제수단(1)의 상부에 일정한 간격으로 설치하여 공급된 원료물질이 균등하게 공급되도록 한 것이다. First, a raw material inlet 7 shown in Fig. 12 is a plurality of source material supply passage 37, the upper portion of the feedstock installed at regular intervals on a material of the diffusion suppressing means (1) will ensure that a uniformly supplied. 그리고 도13에 도시된 확산억제수단(1)은 원료물질 주입구(7)의 단부에 원료물질 공급용 샤워헤드(29)를 설치하여 원료물질이 넓은 범위에 걸쳐 균등하게 분사되도록 한 것이다. And a diffusion suppressing means (1) shown in FIG. 13 to be uniformly injected over a wide range, the source material by installing a raw material supply shower head (29) at an end of the raw material inlet (7). 그밖에 나머지 구성은 상술한 실시예와 유사하거나 동일하다. Other remaining construction is the same as or similar to the embodiments described above.

또한 도14에 도시되어 있는 확산억제수단(1)은 혼합부, 확산부 및 증착부를 모두 생략하고 낮은 높이의 돔 형태만이 남아있는 경우이다. In addition, the diffusion suppressing means (1) shown in Figure 14 is the case that not all parts of the mixing section, spreading section, and deposited and remain only a low-profile dome shape. 즉, 본 발명은 확산억제가스가 채워진 반응실 가운데로 원료물질과 확산억제가스를 구분하여 주입하면 서셉터(5)의 상부와 주위로 경계면이 형성되므로 상기 돔 형태의 확산억제수단(1)을 이용하여 경계면이 흐트러지는 것을 방지하는 것이다. That is, the present invention is to since the boundary surface formed by the top and around the suppressed proliferation of the dome means (1) of the diffusion suppressing gas-filled reaction chamber a raw material and the diffusion suppressing gas, separating by injecting the susceptor (5) to the center utilized to prevent the interface is disturbed. 이때 상기 확산억제수단(1)의 상부에 확산억제흐름을 유도할 수 있도록 샤워헤드(9)를 설치하면 더욱 안정적인 경계면을 얻을 수 있다. In this case, when installing the shower head (9) to attract the diffusion suppressing the flow at the upper portion of the diffusion suppressing means (1) it is possible to obtain a more stable interface.

따라서 본 발명에 따른 확산억제가스흐름과 확산억제수단을 이용한 화학기상증착 장치는 반응실의 가운데 쪽으로 막 형성에 관여하는 원료물질을 공급하는 동시에 반응실의 내벽 쪽으로는 확산억제가스를 공급함으로써 서셉터가 놓이게 되는 반응실 가운데 영역에서의 원료물질 농도가 바깥쪽 영역에서의 원료물질 농도에 비해 수 배 혹은 수십 배 이상 높아지도록 한다. Therefore, standing by a chemical vapor deposition apparatus using a diffusion suppressing gas flow and diffusion suppressing means according to the invention towards the inner wall of the reaction while the reaction chamber, which chamber supplies a raw material which is involved in forming the film toward the center of the supply diffusion suppressing gas susceptor the higher the reaction chamber and to the middle region the raw material concentration can be compared to the raw material concentration in the outer zone times or dozens of times or more in being placed.

본 발명은 또한 확산억제수단 외부로 주입되는 확산억제가스의 유량을 적절히 조절하여 확산억제수단의 내벽 등에 원료물질이 증착되거나 응축되어 오염 입자가 생성되는 것을 방지하여 막 품질을 향상시킬 수 있게 된다. The invention also makes it possible to properly adjust to the raw material is deposited or condensed improves film quality by preventing the contamination particles are created such as the inner wall of the diffusion suppressing means the flow rate of the diffusion suppressing gas that is injected into the out-diffusion suppression means.

아울러 본 발명에 따른 확산억제수단은 내부를 동일한 온도 조건으로 유지시킴으로써 온도 차이로 인한 자연 대류가 발생되지 않을 뿐만 아니라 확산억제가스에 의해 형성되는 확산억제흐름이 일정한 방향성을 갖게 되므로 미세한 온도 차이로 인한 대류효과를 무시할 수 있게 된다. In addition, since the diffusion suppressing means according to the invention due to the temperature difference by maintaining the interior in the same temperature conditions, a natural convection is not generated, as well as the diffusion suppressing flow formed by the diffusion suppressing gas to have a predetermined orientation due to a fine temperature difference it is possible to ignore the effect of convection.

결국, 본 발명은 확산억제수단의 구조, 서셉터 윗면이 놓이는 위치, 그리고 확산억제가스의 유량을 적절히 설계하고 원료물질의 혼합, 확산, 배기를 적절히 제어함으로써 증착속도를 현저히 증대시키고 증착 균일도를 최대한 확보하며 입자 오염을 최소화하는 것이다. After all, the present invention provides a spread suppressing means, the susceptor upper surface lying position, and properly designed and as much as possible to significantly increase and the deposition uniformity, the deposition rate by properly controlling the mixing, spreading, the exhaust of the raw material flow rate of the diffusion suppressing gas secure and to minimize particulate contamination.

이하에서는 본 발명에 따른 화학기상증착 장치 및 그 방법의 구체적인 실시예를 통해 본 발명의 작용 및 효과를 보다 상세히 살펴본다. Hereinafter examine in more detail the operation and effect of the present invention through a specific embodiment of the chemical vapor deposition apparatus and a method according to the invention.

실시예1 Example 1

<화학기상증착 장치의 구성> <Structure of the chemical vapor deposition device>

본 실시예에서는 서셉터의 지름은 240mm이며, 반응실 진공도는 133Pa인 조건에서 높이가 445mm이고 서셉터 윗표면의 위치가 바닥면으로부터 80mm이며 지름이 300mm인 삿갓형 확산억제수단을 사용하였다. In this embodiment, the diameter of the susceptor is standing and is 240mm, the reaction chamber, a vacuum is high in the condition of 133Pa 445mm and the susceptor is located in the top surface and from the bottom surface 80mm in diameter 300mm was used for the hat-type diffusion suppression means. 그리고 운반기체의 도움 없이 순수한 TIP 기체가 확산억제수단 안쪽으로 1×10 -6 kg/sec로 유입되고, 확산억제수단의 외부로 확산억제가스가 1×10 -5 kg/sec로 공급되었다. TIP and a pure gas is inward diffusion suppressing means 1 × 10 flows into -6 kg / sec, inhibiting diffusion to the outside of the gas diffusion suppressing means without the help of a carrier gas was supplied to a 1 × 10 -5 kg / sec. 여기서 상기 순수한 TIP 기체는 액체상태의 금속유기화합물(TIP)을 열 분해가 일어나지 않는 온도로 가열하여 자체 증기압만으로 반응실에 공급되도록 한 것으로서 특히 증착에 소요되는 금속유기화학물의 정량적인 평가가 용이한 특징이 있다. Here, the pure TIP gas is a particularly metal organic chemicals quantitative evaluation it takes to deposit easily as a so by heating up to the thermal decomposition of the metal organic compound (TIP) in the liquid state is not induced supplied only by its own vapor pressure in the reaction chamber It is characterized.

실시예2 Example 2

<TiO 2 증착> <TiO 2 deposited>

상술한 화학기상증착 장치를 이용하여 TiO 2 를 증착하였다. Using the above described chemical vapor deposition apparatus was deposited on the TiO 2. 그 이유는 TiO 2 를 증착하는 데 사용되는 주원료물은 금속유기화합물의 일종인 티타늄이소프로폭사이드(titanium iso-propoxide, TIP, Ti(OC 3 H 7 ) 4 ))로서 증기압이 높아 적당한 온도로 가열하게 되면, 자체 증기압과 반응실 압력과의 차이로 인해 반응실 안으로 운반기체 도움 없이 기체 상태로 유입될 수 있기 때문이다. The reason is that higher the vapor pressure as titanium isopropoxide (titanium iso-propoxide, TIP, Ti (OC 3 H 7) 4)) the main ingredient of water is a kind of metal organic compound is used to deposit the TiO 2 to an appropriate temperature When heating is because due to the difference in the vapor pressure and the self-reaction chamber pressure can be introduced in a gaseous state without a carrier gas helps in the reaction chamber. 또한 TIP에 대한 물성, 예를 들어, 확산계수, 열전도도, 비열 등을 키네틱 이론(kinetic theory)으로 예측이 가능하게끔 물리적인 가상의 상수, 가령 레너드 존즈 파라미터(Lenard Jones parameter) 등이 잘 알려져 있기 때문이다. In addition, the physical properties of the TIP, for example, because the diffusion coefficient, thermal conductivity, specific heat, such as the kinetic theory (kinetic theory) as a prediction of possible hagekkeum physical fictitious constant, for example, Leonard are well known such as Jones parameters (Lenard Jones parameter) Because. 다음 식은 TiO 2 가 TIP로부터 열분해 반응에 의해 생성되는 반응식을 나타낸 것이다. The following expression will TiO 2 is shown a scheme that is generated by the thermal decomposition reaction from the TIP.

TIP → TiO 2 + 4C 3 H 6 + 2H 2 O TIP → TiO 2 + 4C 3 H 6 + 2H 2 O

이상의 반응식을 근거로 하고, 물리상수를 정의하기 위한 레너드 존즈 파라미터를 도입하였으며, 유체해석 시뮬레이션 프로그램인 플루언트(Fluent)를 써서 증착속도에 대해 해석하였다. Based on the above reaction schemes, and introduced the Leonard Jones parameters for defining the physical constants, using the fluid analysis simulation program flu gradient (Fluent) was analyzed for the deposition rate.

실시예3 Example 3

도16에 도시된 그래프에서 보는 바와 같이, 실시예1과 실시예2를 통해 증착 균일도가 반지름 100mm 이내에서 ±5% 이내로 확보되는 TiO 2 막을 증착했다. As shown in the graph shown in Figure 16, was deposited as that of Example 1, Example 2, the TiO 2 is the deposition uniformity obtained from within a 100mm radius within ± 5% through the membrane. 이때 반지름 100mm 바깥쪽 영역, 즉 서셉터 윗 표면의 가장자리에서의 증착속도가 갑자기 커지는 것은 이 부근에서 유동의 방향이 급격히 변하게 되어 농도 구배가 보다 가파르게 변하기 때문이다. In this case it is the outer radius of 100mm area, that the susceptor of the deposition rate at the edge of the top surface increases abruptly, because change the direction of flow is abruptly changed steeply than the concentration gradient in the vicinity.

실시예4 Example 4

도17 및 도18은 본 발명의 특징을 나타내기 위한 것으로서 확산억제수단 내부의 원료물질의 속도 및 농도분포를 보여주는 해석 결과들이다. 17 and 18 are also the analysis results showing the speed and the concentration distribution of the raw material inside the diffusion suppressing it means as to indicate features of the invention. 이때 도17에서 보이는 최고 속도는 1m/sec이었다. The highest rate was seen in 17 1m / sec. 그리고 사진에서 보는 바와 같이, 확산억제수단 바깥쪽에서 안쪽으로 확산억제가스가 유입되는 것(확산억제흐름 또는 가둠흐름)을 확인할 수 있다. And as shown in the picture, it can be seen that the that the diffusion suppressing gas from the outside to the inside diffusion suppressor inlet (diffusion suppressing flow or flow confinement). 도18은 최고 농도를 0.3으로 하여 50단계로 TIP 질량농도에 대한 등고선을 그린 것을 보여준다. Figure 18 shows that with a maximum density of 0.3 the contours drawn on TIP mass concentration of 50 steps: 도18에서 보듯이 확산억제수단 안쪽으로 유입된 확산억제가스는 원료물질 주입구를 통해 들어온 TIP의 혼합부에서의 농도를 크게 떨어뜨리지 않는다. As shown in FIG. 18, the inflow suppressing diffuse into the diffusion restraining gas it does not significantly drop in the concentration of the mixture of TIP entered through the raw material inlet portion. 또한 반응실 내벽 근방에서는 확산억제가스의 흐름(가둠흐름)의영향으로 인해 TIP의 농도가 거의 무시되고, 유동은 확산억제수단 바깥쪽에서 안쪽으로 일정한 방향성을 갖게 되어 반응실 내벽 안쪽 표면에서 원하지 않는 오염 입자가 생성되지 않았다. In addition, a reaction chamber inner wall near the In, and the concentration of the TIP mostly ignored due to the influence of flow (confining flow) of the diffusion suppressing gas flow is given a predetermined direction to the inside from the outside diffusion restraining reaction chamber inner wall inside contamination undesirable at the surface the particles are not produced.

또한 확산억제수단의 표면에도 TiO 2 증착이 일어나지 않았다. In addition, the TiO 2 deposition did not occur in the surface of the diffusion suppressing means. 이는 확산억제수단 바깥쪽에서 안쪽으로 향하는 확산억제가스의 유동속도 성분에 TIP의 확산 속도를 더한 알짜 TIP 속도 성분이 항상 확산억제수단의 바깥쪽에서 안쪽으로 향하고 있기 때문이다. This is because the heading inward from the outside of the means for always suppress diffusion net TIP TIP velocity components obtained by adding the rate of diffusion in the flow rate component of the diffusion suppressing gas toward the inside from the outside diffusion suppressing means. 즉, 다음의 도19에서 보듯이 실제 운전에 있어서 TiO 2 증착 균일도를 ±5% 이내로 확보하는 경우에 선택 가능한 확산억제가스의 유량 범위가 매우 넓기 때문에 알짜 TIP 속도 성분이 확산억제수단의 안쪽에서 바깥쪽으로 존재할 가능성이 없기 때문이다. That is, from the inside of the diffusion suppressing the net TIP velocity component unit, because, as shown in the following Figure 19 in a very wide flow range of possible diffusion suppressing gas in the case to secure to within 5% ± a TiO 2 deposition uniformity in the actual operation there is no possibility of there way. 예를 들어, TIP의 유량을 1×10 -6 kg/sec로 할 때, 확산억제가스는 대략 2×10 -6 ∼20×10 -6 kg/sec로 TIP 유량의 2∼20배에 해당되다. For example, when the flow rate of the TIP to 1 × 10 -6 kg / sec, the diffusion suppressing gas may be in the 2 to 20 times the flow rate of TIP to approximately 2 × 10 -6 ~20 × 10 -6 kg / sec . 따라서 확산억제가스의 유량을 대략 TIP유량의 20배 이내로 잡으면 확산억제가스의 유동의 속도보다 TIP의 확산속도가 커질 가능성이 없게 되어 확산억제수단의 내벽에 TiO 2 가 증착되는 것을 방지할 수 있다. Therefore, the flow rate of the diffusion suppressing gas not likely to increase the TIP diffusion rate than the rate of flow of 20 times within a catch diffusion suppressing gas of approximately TIP flow rate it is possible to prevent the TiO 2 is deposited on the inner wall of the diffusion suppressing means.

실시예5 Example 5

도19는 실시예1의 장치에 순수한 TIP 기체를 확산억제수단 안쪽으로 1×10 -6 kg/sec 만큼 공급하면서 확산억제가스의 유량 변화에 따른 TiO 2 증착 거동 변화를보여주는 그래프이다. 19 is a graph showing a TiO 2 deposition behavior changes according to the flow rate of the diffusion suppressing gas while supplying embodiment the TIP pure gas in the device of the first inward diffusion suppressing means as long as 1 × 10 -6 kg / sec. 도시된 바와 같이, 확산억제가스의 유량이 증가하면 확산억제효과(가둠흐름효과) 즉, TIP를 확산억제수단 안쪽 영역에 잡아두려는 효과가 두드러져 대략 20×10 -6 kg/sec 까지의 유량에서는 서셉터의 반지름 방향으로 비교적 균일한 증착속도를 보임과 동시에 증착속도도 전체적으로 증가하는 것을 볼 수 있었다. The flow rate of, when the flow rate of the gas increases the diffusion suppressing proliferation inhibitory effect (flow confinement effect), that is, where you want to grab the TIP in the inner region of the diffusion suppressing means that stands out approximately 20 × 10 -6 kg / sec effect as shown standing show a relatively uniform deposition rates in the radial direction of the susceptor and the deposition rate was at the same time also be seen to increase as a whole. 그러나 확산억제가스의 유량이 대략 100×10 -6 kg/sec 이상에서는 TIP가 반응실의 중앙부로 지나치게 몰리게 되어 기판의 가운데에서는 증착속도가 높고 바깥쪽에서는 현저하게 떨어지는 현상을 발견할 수 있었다. However, the diffusion suppressing the flow rate of the gas approximately 100 × 10 -6 kg / sec or more could TIP is too rushes to the center of the reaction chamber from the outside of the discovered phenomenon is significantly less high deposition rate in the center of the substrate.

실시예6 Example 6

도20은 TiO 2 증착에 있어서 주원료물인 TIP의 입력질량분율-여기서는 TIP입력질량을 총입력질량으로 나눈 것-에 대해 종래기술과 본 발명이 증착속도에 끼치는 영향을 서로 비교한 것을 보여준다. Figure 20 is the main ingredient is water TIP input mass fraction of the deposited TiO 2 - shows a comparison of influence of the prior art and the deposition rate for the present invention - in this case divided by the TIP input mass in total of the input mass. 도면에서 보는 바와 같이, TIP의 모든 입자질량분율에 대해 본 발명(■●◆)이 종래의 발명(□○◇)의 경우보다 더 큰 증착속도를 보임을 알 수 있었다. As shown in the drawings, the present invention for all particle mass fraction of TIP (● ■ ◆) have been found to show a higher deposition rate than that of the conventional invention (□ ○ ◇). 예를 들어 TIP 입력질량분율이 10%일 때 본 발명(●)의 경우는 종래의 방식(○)에 비해 약30%이상, 입력질량분율이 1%일 때는 본 발명(◆)의 경우가 300% 이상 빠른 속도로 증착이 되는 것을 볼 수 있었다. For example, in the present invention (◆) when the present invention (●) is about 30% or more, and enter the mass fraction of 1% compared with the conventional methods (○) when the when the TIP input mass fraction of 10% of 300 % or more could be seen to be deposited at a rapid rate.

실시예7 Example 7

도21은 반응실 진공도에 따른 TiO 2 증착 거동을 보여주는 그래프이다. 21 is a graph showing the behavior of TiO 2 deposited in the reaction chamber vacuum level. 도면에서 보는 바와 같이, 증착속도는 반응실 압력이 증가하면서 점차 증가하다가 대략133Pa에서 최대치를 보이고 이후 점차 감소하게 된다. As shown in the figure, while the deposition rate is gradually increased while increasing the reaction chamber pressure it is gradually reduced after showing the maximum value at approximately 133Pa. 그리고 증착속도가 최대치를 보이는 133Pa 근방의 진공도에서는 도15에서 보듯이 진공도에 크게 민감하지 않음을 알 수 있었다. And it was found that the deposition rate is not in a degree of vacuum of 133Pa vicinity showing the maximum value, as shown in Figure 15 is largely sensitive to the degree of vacuum. 이는 실제 양산과 관련하여 어떤 특정한 진공도에서 운전할 때 진공도 변화에 대해 많은 여유가 있음을 보여준다. This shows that there is a lot of free time for a change in vacuum in relation to the actual production to drive in a certain degree of vacuum.

실시예8 Example 8

도23은 본 발명에 따른 확산억제수단을 이용할 경우 원료물질의 공급량을 증대시킴으로써 증착속도를 획기적으로 향상시킬 수 있음을 보여주는 그래프이다. 23 is a case of using a diffusion suppressing means according to the invention show that the deposition rate can be significantly enhanced by increasing the supply amount of the raw material graph. 예를 들어 확산억제수단 안쪽으로 운반기체의 도움 없는 순수한 TIP기체를 유입시키는 경우 TIP 입력 유량의 증가에 비례해서 TiO 2 의 증착속도가 증가하는 것을 볼 수 있다. For example, introducing a pure gas TIP without the help of a carrier gas into the inside of the diffusion suppressing means in proportion to the increase of the TIP input flow can be seen that the deposition rate of TiO 2 increases. 특히, 운반기체의 도움 없이 TIP를 유입하는 것은 그 유입량을 증가시키는 것이 매우 용이하므로 높은 증착속도를 원할 때에 효과적으로 적용될 수 있다. In particular, the TIP flowing without the aid of a carrier gas can be applied effectively when the desired high deposition rate, so it is easy to increase the flow rate.

실시예9 Example 9

도24는 실시예1의 장치를 이용하여 맨(bare) 실리콘 위에 증착한 TIO 2 층의 전자현미경 사진이다. Figure 24 is an electron micrograph of the TIO 2 layer is deposited on top of (bare) silicon by using the apparatus according to the first embodiment. 반응실의 진공도는 133Pa이었으며 증착두께는 약8㎛로서 증착속도는 20㎛/hr이었다. The degree of vacuum of the reaction chamber is 133Pa was deposited thickness was deposited as a velocity of about 8㎛ is 20㎛ / hr. 이 결과는 본 발명의 가장 큰 특징인 높은 증착속도를 잘 보여주고 있다. The results show the best feature of the high evaporation rate of the present invention well.

그리고 도25는 실시예1의 장치를 이용하여 TiO 2 +ZrO 2 층을 실리콘 나이트라이드가 미리 얇게 입혀진 웨이퍼 위에 증착하고, 이후 전극인 Ni을 별도의 물리적 증착방법으로 형성하고 이 전극층 위에 실시예 1의 방법으로 PZT층을 증착한 것을 보여주는 전자현미경 사진이다. And Figure 25 is Examples 1 using the device to TiO 2 + a ZrO 2 layer is silicon nitride pre thin deposited on the coated wafer to form a subsequent electrode of Ni as a separate physical vapor deposition method, and on the electrode layer in Example 1 by way of an electron micrograph showing that the deposited PZT layer. 이 사진에서 볼 때 TiO 2 +ZrO 2 층의 두께는 약5㎛이며, PZT층의 두께는 약3㎛이었다. When seen in this photo TiO 2 + ZrO 2, the thickness of the layer is about 5㎛, and the thickness of the PZT layer was about 3㎛.

이러한 높은 증착속도 특성을 활용하면, 본 발명은 초소형정밀기계시스템(MEMS, Micro-Eletro Mechanical System)에서 두꺼운 막을 필요로 하는 각종 액츄에이터, 센서 등에서 탄성기판, 구동체, 감지체 구조물 제작에 널리 활용될 수 있다. By taking advantage of this high deposition rate characteristics, the present invention provides ultra precision machine systems, etc. Various actuators, sensors that require film thick at (MEMS, Micro-Eletro Mechanical System) the elastic substrate, the driving body, the sensing is widely used in the structure produced can. 예를 들면, 잉크젯 프린터헤드 제작에 있어서 탄성체 및 PZT 등의 압전구동체를 라미네이팅 방법이 아닌 증착의 방법으로 증착할 수 있게 되며, 그 두께에 있어서도 기존의 스퍼터링, 솔젤, MOCVD 방법으로는 구현하기 힘든 3㎛이상의 막을 증착할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 스크린 프린팅, 그린쉬트(green sheet)방법으로는 구현하기 힘든 10㎛이하의 막을 형성할 수 있다는 뚜렷한 장점이 있는 것이다. For example, as it becomes possible to deposit the elastomer and the PZT and a method of the non-lamination method of a piezoelectric actuator deposition in manufacturing ink jet printer heads, also in the thickness conventional sputtering, soljel, MOCVD method is difficult to implement can be achieved which is capable of depositing a film over 3㎛ as well as conventional screen printing, green sheet (green sheet) method is that the distinct advantage of being able to form a film of a hard 10㎛ less to implement.

실시예10 Example 10

도26은 실시예1의 장치를 이용하여 맨(bare) 실리콘 위에 증착한 PZT층의 전자현미경 사진이다. Figure 26 is an electron micrograph of the PZT layer is deposited on top of (bare) silicon by using the apparatus according to the first embodiment. 반응실의 진공도는 200Pa이었으며 증착두께는 약6㎛로서 증착속도는 6㎛/hr이었다. The degree of vacuum of the reaction chamber is 200Pa was deposited thickness deposition rate is about 6㎛ was 6㎛ / hr. 이 결과는 증착에 의해 얻은 PZT 막의 두께로 가장 두꺼운 범위에 속하는 것을 보여준다. The results show that belonging to the thickest thickness range to the PZT film obtained by vapor deposition.

실시예11 Example 11

도27은 본 발명의 다른 실시예로서, 도10에 도시되어 있는 혼합부를 갖지 않는 확산억제수단을 이용한 증착 결과를 보여주는 그래프이다. 27 is a graph showing the result of deposition using a diffusion suppressing means does not have parts that are mixed as shown in Fig. 10 according to another embodiment of the present invention. 본 실시예에서 확산억제수단의 총높이는 300mm이고 나머지 조건은 실시예1의 경우와 동일하였다. The total height of 300mm, and the other conditions of the diffusion suppressing means in this embodiment was the same as in the first embodiment. 도면에서 보듯이 증착속도는 상당히 증가하였으나 증착 균일도가 다소 떨어지는 것을 볼 수 있다. As shown in the drawing it can be seen that although the deposition rate is considerably increased slightly less deposition uniformity. 이것은 확산억제수단의 길이를 충분히 길게 하여 원료물질의 농도 등고선을 평평하게 하는 것이 증착 균일도 확보에 유리하다는 것을 의미한다. This means that it is enough to lengthen the length of the diffusion suppressing means for flattening the contour of the raw material concentration is beneficial to ensure deposition uniformity. 따라서 확산억제수단의 길이는 시스템의 구조적인 효율성과 증착 균일도의 만족이라는 두 가지 관점에서 신중히 결정되어야 할 것이다. Therefore, the length of the diffusion suppressing means will have to be carefully determined by the two points of view of structural efficiency and satisfaction of the deposition uniformity of the system.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 확산억제가스를 반응실 내로 주입하여 원료물질을 막 증착이 이루어지는 반응실의 가운데 쪽으로 가둘 수 있는 확산억제흐름(가둠흐름)을 형성함으로써 종래의 화학기상 장치와 비교하여 원료물질의 사용량을 늘리지 않으면서도 실질적으로 원료물질의 농도를 증대시켜 증착속도를 향상시킬 뿐만 아니라 원료물질이 반응실 내벽에 접촉되지 않아 오염 입자가 생성되지 않는 효과가 있다. As described above described above, with the present invention by forming the diffusion suppressing flow (confining flow) that trap toward the center of the formed are a raw material is injected into the diffusion suppressing gas into the reaction chamber a film deposition reaction chamber a conventional chemical vapor apparatus compared to the effect was even substantially increase the concentration of the raw material without increasing the amount as well as to improve the deposition rate that is a raw material is not a contaminating particles produced do not contact the inner wall of the reaction chamber of the raw material.

또한 본 발명은 반응실 내에 서셉터를 감쌀 수 있는 형태이며 확산억제가스의 유통이 가능하도록 다수의 관통 구멍이 형성된 확산억제수단을 더 설치하고 확산억제수단의 바깥쪽으로 공급된 확산억제가스가 확산억제수단의 안쪽으로 일부 유입되도록 그 유량 또는 확산속도를 조절하여 원료물질과 확산억제가스의 상호확산억제 작용을 보강하는 동시에 확산억제수단의 표면으로부터 오염 입자가 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다. In another aspect, the present invention form that can surround a susceptor in a reaction chamber is further provided with a plurality of diffusion suppressing means having a through hole to enable the distribution of the diffusion suppressing gas to inhibit spread of the diffusion suppressing gas supplied to the outside of the diffusion suppressing means adjusting the flow rate or diffusion rate so that part flows into the inside of the device by the effect to prevent the contamination from the surface of the particles generated at the same time suppressing the diffusion means for reinforcing the cross-diffusion suppression function of the raw material and the diffusion suppressing gas.

본 발명은 또한 반응실 내에 온도차에 의한 자연 대류를 방지하고 원료물질의 혼합 및 확산을 신속하고 원활하게 유도하는 확산억제수단을 설치함으로써 공정의 반복성 및 재현성을 높이고 증착 균일도가 향상되는 효과가 있다. The invention also has the effect that prevent the natural convection due to the temperature difference, and quickly and smoothly guided by providing the diffusion suppressing means increases the repeatability and reproducibility of the process improves the deposition uniformity of the mixing and diffusion of the raw materials in a reaction chamber.

본 발명은 종래 기술에 따른 화학기상증착 장치에 비해 원료물질의 손실 없이 막이 증착되는 반응실 가운데 쪽의 원료물질 농도를 현저히 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 고농도의 원료물질 주입에 따른 오염 입자의 생성을 완전히 차단할 수 있으므로 초소형 정밀기계시스템(MEMS) 등에서 필요로 하는 3㎛이상의 두꺼운 막을 효과적으로 증착할 수 있게 된다. The present invention is completely the generation of contamination particles in accordance with the high concentration of the raw material injected as well as to significantly increase the raw material concentration in the film of the deposited reaction chamber side without loss of raw materials, compared to the chemical vapor deposition apparatus according to the prior art; so block it is possible to effectively deposited thick film over 3㎛ requiring etc. ultra precision mechanical system (MEMS).

Claims (18)

  1. 반응실 내부로 주입되는 가스상의 원료물질을 열이나 플라즈마로 분해한 후 화학반응시켜 기판 또는 증착대상물에 소정 두께의 막을 증착하는 화학기상증착 방법에 있어서, In the gas phase of the raw material to be introduced into the reaction chamber for chemical vapor deposition method for depositing a predetermined thickness of a film on a substrate after a chemical reaction by a thermal or plasma decomposition or evaporation object,
    상기 기판 또는 층착대상물이 안착된 반응실에 스스로 분해되지 않으며 부산물을 만들지도 않는 확산억제가스를 주입하는 확산억제가스 주입단계와, The diffusion suppressing gas injection step of not decomposing by itself to the substrate or the target is mounted cheungchak reaction chamber injecting a diffusion suppressing gas that also make a by-product,
    상기 기판이나 증착대상물에 막을 형성하는 가스상의 원료물질을 상기 반응실 가운데로 주입하여 상기 확산억제가스와 가스상 원료물질의 상호 확산 억제작용으로 원료물질을 반응실의 가운데에 가두어 실질적으로 막 증착이 이루어지는 반응실 가운데쪽의 원료물질 농도를 증대시켜 막증착속도를 향상시키는 원료물질 주입단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학기상증착방법. Injecting a gas phase of the raw material to form a film on the substrate and the evaporation object to the center of the reaction chamber confine the raw material in the center of the reaction chamber substantially film comprising a deposited inter-diffusion suppression function of the diffusion suppressing gas and a gaseous starting material reacting a chemical vapor deposition method by increasing the room-side of the raw material concentration of, characterized in that configured to include a raw material injection step of improving the film deposition rate.
  2. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 원료물질은 막 형성에 직접 관여하는 주원료물과 단지 주원료물을 운반하거나 기화시키거나 희석시키는 보조원료물의 혼합물인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 방법. The source material is a chemical vapor deposition method, characterized in that the main raw material of water and only the auxiliary main raw material mixture of the raw material to vaporize the water, or to carry or dilute directly involved in the film formation.
  3. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 원료물질은 운반기체가 필요 없는 순수 증기상태의 주원료물로만 이루어진 것을 특징으로 하는 화학기상증착 방법. The source material is a chemical vapor deposition method, characterized in that the main ingredient in pure water of the pure vapor state with no carrier gas is required.
  4. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 확산억제가스는 Ar, N 2 , He, H 2, O 2 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 방법. The diffusion suppressing gas is a chemical vapor deposition method, characterized in that Ar, N 2, He, H 2, O 2 or a mixture thereof of any one.
  5. 반응실 내부로 주입되는 가스상의 원료물질을 열이나 플라즈마로 분해한 후 화학반응시켜 기판 또는 증착대상물에 소정 두께의 막을 증착하는 화학기상증착 방법에 있어서, In the gas phase of the raw material to be introduced into the reaction chamber for chemical vapor deposition method for depositing a predetermined thickness of a film on a substrate after a chemical reaction by a thermal or plasma decomposition or evaporation object,
    상기 반응실 내부로 주입되는 확산억제가스와 가스상 원료물질의 상호 확산억제작용에 의해서 상기 기판 또는 증착대상물을 감싸도록 형성되는 경계면을 보호할 수 있도록 상기 반응실의 가운데쪽에 설치되며 확산억제가스가 유입되는 다수의 관통 구멍이 형성된 확산억제수단을 설치하는 단계와; The reaction chamber by the inter-diffusion suppression function of the diffusion suppressing gas and the gaseous source materials injected into the interior is disposed on the side of the reaction chamber to protect the boundary surface that is formed to surround the substrate, or evaporation object diffusion suppressing gas is introduced the method comprising installing a plurality of diffusion suppressing means having a through hole and;
    상기 확산억제수단의 내부로 향하는 확산억제흐름을 형성하기 위하여 상기 확산억제수단의 외부로 자체적으로는 분해되거나 부산물을 만들기 않는 확산억제가스를 공급하는 단계와; Further comprising: out of the diffusion suppressing means is decomposed by itself, or supplies the diffusion suppressing gas that is making the by-product to form a diffusion suppressing flow towards the interior of the diffusion suppressing means and;
    상기 확산억제수단의 내부에 막 형성에 관여하는 원료물질을 공급하는 단계를 포함하여 구성함으로써; By comprising the step of feeding the raw materials involved in the film formation on the interior of the diffusion suppressing means;
    상기 확산억제가스와 원료물질의 상호 확산 억제작용으로 가스상의 원료물질을 상기 확산억제수단의 안쪽에 가두어 막 증착이 실질적으로 일어나는 반응실 가운데쪽의 원료물질 농도를 증대시켜서 막증착속도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 방법. To improve the mutual diffusion suppressing gas phase by increasing the reaction chamber a raw material concentration in the center side takes place in confined in the film deposition is substantially inside of the diffusion restraining the raw material film deposition rate as a function of the diffusion suppressing gas and the raw material the chemical vapor deposition method according to claim.
  6. 제5항에 있어서, 6. The method of claim 5,
    상기 확산억제수단은 표면에 다수의 관통 구멍이 형성되어 확산억제수단의 외부로 공급된 확산억제가스가 상기 관통 구멍을 통해 확산억제수단의 내부로 유입되어 원료물질이 외부로 확산되는 것을 방지함과 아울러 원료물질이 확산억제수단에 접촉되는 것을 방지하는 확산억제가스흐름(가둠흐름)을 형성하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 방법. The diffusion suppressing means to prevent the formation of multiple through holes on the surface of the diffusion suppressing gas supplied to the outside of the diffusion suppressing means through said through-hole is introduced into the diffusion suppressing means that the raw material is diffused into the outer box and in addition, chemical vapor deposition, characterized in that for forming the diffusion suppressing gas flow (flow confinement) to prevent the source material is in contact with the diffusion suppressing means.
  7. 제5항에 있어서, 6. The method of claim 5,
    상기 확산억제수단의 외부로 유입되는 확산억제가스의 유량을 확산억제수단의 내부로 유입되는 원료물질의 유량보다 항상 크게 하여 확산억제가스흐름(가둠흐름)의 방향이 확산억제수단의 바깥쪽에서 안쪽으로 향하도록 함으로써 원료물질이 확산억제수단에 닿지 않게 하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 방법. The flow rate of the diffusion suppressing gas flowing out of the diffusion suppressing means to the inside from the outside of the diffusion restraining direction be larger by diffusion suppressing gas flow (confining flow) than the flow rate of the raw material to be introduced into the diffusion suppressing means the chemical vapor deposition method characterized in that no contact with the diffusion suppressing means so as to face the raw material by.
  8. 외부와 격리되어 진공상태를 유지하는 반응실 내에 위치되며 기판이나 증착대상물이 안착되어 그 위에서 막 증착이 일어나는 서셉터를 포함하여 구성된 화학기상증착 장치에 있어서, Is isolated from the outside and located in a reaction chamber to maintain a vacuum in the susceptor chemical vapor deposition apparatus is configured including the above, the film deposition takes place is mounted a substrate and evaporation object,
    상기 서셉터의 상부를 전부 또는 부분적으로 감쌀 수 있도록 설치되며 가스상 원료물질을 공급하는 하나 이상의 원료물질 주입구가 설치되고 그 표면에는 확산억제가스가 유입되는 다수의 관통 구멍이 형성된 확산억제수단과; The document is disposed to the upper portion of the susceptor to surround, in whole or in part, it is provided with one or more raw material inlet for supplying the gaseous source material that the surface of the diffusion suppressing means having a large number of through holes that diffusion suppressing gas inlet and;
    상기 확산억제수단의 바깥쪽으로 확산억제가스를 공급할 수 있도록 반응실의 일측에 설치된 확산억제가스 주입구와; And diffusion are installed on one side of the reaction chamber to suppress the gas injection port to the outside of the diffusion suppressing means can supply a diffusion suppressing gas;
    상기 반응실에서 발생된 배기가스를 배출시키는 배기가스 배기구를 포함하여 구성되어; It is configured to include an exhaust gas exhaust port for discharging exhaust gases generated in the reaction chamber;
    상기 확산억제가스와 가스상 원료물질의 상호 확산 억제작용으로 원료물질을 반응실의 가운데쪽에 가두어 실질적으로 막 증착이 일어나는 상기 서셉터 상부의 원료물질 농도를 증대시키는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치. The chemical vapor deposition apparatus, comprising a step of increasing the diffusion suppressing gas and the gas phase of the raw material side substantially in the concentration of the susceptor above the film deposition takes place in the locked mutual diffusion suppressing the reaction chamber a raw material by the action of the source material.
  9. 제8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 확산억제수단은 상기 원료물질 주입구를 통해 주입된 원료물질이 혼합되어 하강할 수 있는 형태를 가지는 혼합부와, 하강되는 원료물질이 수평방향으로 확산될 수 있도록 경사관부로 이루어진 확산부 및 상기 확산부를 통해 확산된 원료물질의 농도 등고선이 평평해지도록 충분한 길이를 갖는 수직관부로 이루어진 증착부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치. The diffusion suppressing means is diffused portion and the diffusion consisting of inclined pipe so that the raw material is mixed with a portion having a shape capable of lowering the raw material injected through the raw material inlet of a mixture, fall can be spread in a horizontal direction the chemical vapor deposition apparatus, characterized in that so that the concentration of the contour of the raw material diffusion through the flat portion integrally formed at a vapor deposition consisting of a vertical tube having a sufficient length.
  10. 제8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 원료물질 주입구는 미리 혼합되거나 분리된 주원료물과 보조원료물을 수직방향으로 주입하도록 설치된 하나 이상의 튜브형 원료물질 주입구인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치. The raw material injection hole is pre-mixed or separate the main raw material chemical vapor deposition apparatus, characterized in that one or more of the tubular raw material inlet is installed to inject water and secondary source material in the vertical direction.
  11. 제8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 원료물질 주입구는 혼합되거나 분리된 다수의 원료물질을 접선방향으로 주입할 수 있도록 설치된 하나 이상의 튜브형 원료물질 주입구인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치. The raw material injection hole is a chemical vapor deposition apparatus, characterized in that mixed or a plurality of one or more of the tubular raw material is installed to inject the raw material in a direction tangential inlet separation.
  12. 제8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 서셉터의 윗면을 확산억제수단의 밑바닥 면으로부터 일정한 거리만큼 떨어뜨려서 확산억제수단의 내부에 위치시키는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치. The chemical vapor deposition apparatus of the upper surface of the susceptor, characterized in positioning the interior of the diffusion suppressing means dropped by a certain distance from the bottom surface of the diffusion suppressing means.
  13. 제8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 배기구는 확산억제수단과 서셉터 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치. The vent is a chemical vapor deposition apparatus, characterized in that formed between the susceptor and the diffusion suppressing means.
  14. 제8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 확산억제수단은 상기 혼합된 원료물질이 수평방향으로 확산될 수 있도록 경사관부로 이루어진 확산부 및 상기 확산부를 통해 확산된 원료물질의 농도 등고선이 평평해지도록 충분한 길이를 갖는 수직관부로 이루어진 증착부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치. The diffusion suppressing means is deposited portion consisting of a vertical tube having a sufficient length such that the concentration of the contour is flat in the starting material spread through the spread portion and the diffusion consisting of inclined tube so that the mixed raw material can spread in the horizontal direction that integrally formed with the chemical vapor deposition apparatus according to claim.
  15. 제8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 확산억제수단은 상기 혼합된 원료물질이 확산부를 통해 확산된 원료물질의 농도 등고선이 평평해지도록 충분한 길이를 갖는 수직관부로 이루어진 증착부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치. The diffusion suppressing means is a chemical vapor deposition apparatus characterized in that the concentration of the contour of the raw material spread through the spread parts of the raw material so as to flatten the mixture formed of the deposition portion integrally formed as a vertical tube having a sufficient length.
  16. 제8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 확산억제수단은 낮은 높이의 돔형 확산부로 이루어진 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치. The diffusion suppressing means is a chemical vapor deposition apparatus characterized in that the dome-shaped portion consisting of diffusion of low height.
  17. 제8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 확산억제수단의 상부에는 샤워헤드 또는 다수의 원료통로가 형성되어 원료물질을 넓은 넘위에 걸쳐 균등하게 공급하여 신속히 확산시키는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치. The chemical vapor deposition apparatus of an upper portion of the diffusion suppressing means there is formed a shower head or a plurality of raw material passage characterized by rapidly spread evenly fed over over over a wide raw material.
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