KR100982984B1 - Apparatus for chemical vapor deposition - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구조가 간단하고, 챔버 내부로부터 배기되는 배기가스는 용이하게 배출되도록 할 수 있으면서도 배기부를 통해 역류하는 오염물질의 챔버 내부로의 유입은 용이하게 막을 수 있는 화학 기상 증착 장치를 제공한다.The present invention provides a chemical vapor deposition apparatus having a simple structure and capable of easily exhausting the exhaust gas exhausted from the inside of the chamber while preventing the inflow of contaminants flowing back through the exhaust into the chamber.

Description

화학 기상 증착 장치{APPARATUS FOR CHEMICAL VAPOR DEPOSITION}Chemical vapor deposition apparatus {APPARATUS FOR CHEMICAL VAPOR DEPOSITION}

본 발명은 화학 기상 증착 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기부 내의 오염물질에 의해 챔버 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있는 화학 기상 증착 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus, and more particularly, to a chemical vapor deposition apparatus capable of preventing the inside of the chamber from being contaminated by contaminants in the exhaust.

일반적으로 화학 기상 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition)은 반응 챔버내로 공급된 반응가스가 가열된 웨이퍼의 상부표면에서 화학반응을 통하여 박막을 성장시키는 것이다. In general, chemical vapor deposition (CVD) is a process of growing a thin film through a chemical reaction on the upper surface of a wafer heated with a reaction gas supplied into the reaction chamber.

이러한 박막 성장법은 액상 성장법에 비해서 성장시킨 결정의 품질이 뛰어나지만, 결정의 성장 속도가 상대적으로 느린 단점이 있다. 이것을 극복하기 위해 한 번의 성장 싸이클에서 여러 장의 기판상에 동시에 성장을 실행하는 방법이 널리 채택되고 있다.Although the thin film growth method is superior in quality of the crystals grown compared to the liquid phase growth method, there is a disadvantage that the growth rate of the crystals is relatively slow. To overcome this, the method of simultaneously growing on several substrates in one growth cycle is widely adopted.

일반적인 화학 기상 증착 장치는 소정 크기의 내부공간을 갖는 반응 챔버와, 그 내부공간에 설치되어 증착 대상물인 웨이퍼를 탑재하는 서셉터와, 상기 서셉터와 인접하도록 구비되어 소정의 열을 가하는 가열수단 등을 포함하며, 상기 챔버의 중심부에는 챔버 내부를 유동하는 반응가스가 배출되도록 배출구가 마련된다.A general chemical vapor deposition apparatus includes a reaction chamber having an internal space of a predetermined size, a susceptor installed in the internal space to mount a wafer as a deposition target, and heating means provided to be adjacent to the susceptor to apply a predetermined heat. It includes, the outlet is provided in the center of the chamber so that the reaction gas flowing in the chamber is discharged.

그러나, 화학 기상 증착 장치의 운전 중 여러 가지 원인에 의해 배기된 가스가 상기 배출구를 통해 역류하는 경우 배출구 내의 오염된 미세입자가 서셉터 등을 비롯한 여러 부품들을 오염시키고, 특히 증착이 이루어진 웨이퍼 등에 큰 악영향을 미치게 되는 문제점이 있었다.However, when the gas exhausted by various causes during the operation of the chemical vapor deposition apparatus flows back through the outlet, contaminated microparticles in the outlet contaminate various components including the susceptor and the like, and especially, the wafer on which the deposition is performed is large. There was a problem that adversely affects.

따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 구조가 간단하고, 챔버 내부로부터 배기되는 배기가스는 용이하게 배출되도록 할 수 있으면서도 배기부를 통해 역류하는 오염물질의 챔버 내부로의 유입은 용이하게 막을 수 있는 화학 기상 증착 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, the structure is simple, and the exhaust gas exhausted from the inside of the chamber can be easily discharged, but also into the chamber of the contaminants flowing back through the exhaust portion. It is an object of the present invention to provide a chemical vapor deposition apparatus that can easily prevent the inflow of.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서 본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치는, 챔버 내에 구비되는 서셉터의 상부면을 따라 중심부 방향으로 가스가 유동하여 배기되도록 상기 챔버의 중심부에 마련되는 배기부; 및 상기 챔버 내의 가스는 통과시키고, 상기 배기부 내의 오염물질은 통과하지 못하도록 상기 배기부에 구비되는 오염 방지체;를 포함한다.As a technical configuration for achieving the above object, the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention, the exhaust portion provided in the center of the chamber so that the gas flows in the central direction along the upper surface of the susceptor provided in the chamber ; And a pollution prevention member provided in the exhaust portion to allow gas in the chamber to pass through and contaminants in the exhaust portion do not pass.

바람직하게, 상기 오염 방지체는 상기 배기부의 지름보다 큰 지름을 가지는 캡부와, 상기 캡부의 외주면을 따라 수직하게 연장되는 몸체부, 및 상기 캡부와 몸체부 중 적어도 하나에 마련되는 복수개의 통공을 포함한다.Preferably, the contamination prevention body includes a cap part having a diameter larger than a diameter of the exhaust part, a body part extending vertically along an outer circumferential surface of the cap part, and a plurality of through holes provided in at least one of the cap part and the body part. do.

바람직하게, 상기 오염 방지체는 상기 배기부의 지름보다 큰 지름을 가지는 캡부와, 상기 캡부의 외주면을 따라 수직하게 연장되는 몸체부, 및 상기 캡부와 몸체부 중 적어도 하나에 마련되는 복수개의 슬릿을 포함한다.Preferably, the contamination prevention body includes a cap part having a diameter larger than a diameter of the exhaust part, a body part extending vertically along an outer circumferential surface of the cap part, and a plurality of slits provided in at least one of the cap part and the body part. do.

바람직하게, 상기 오염 방지체는 상기 배기부의 입구측에 구비되는 플레이트부와, 상기 플레이트부에 마련되는 복수개의 통공을 포함한다.Preferably, the contamination prevention body includes a plate portion provided at the inlet side of the exhaust portion, and a plurality of through holes provided in the plate portion.

바람직하게, 상기 오염 방지체는 상기 배기부의 입구측에 구비되는 플레이트부와, 상기 플레이트부에 마련되는 복수개의 슬릿을 포함한다.Preferably, the contamination prevention body includes a plate portion provided on the inlet side of the exhaust portion, and a plurality of slits provided on the plate portion.

보다 바람직하게, 상기 오염 방지체는 소정의 두께의 플레이트 형상을 가지며, 상기 배기부의 지름보다 큰 지름을 가지는 것을 특징으로 한다.More preferably, the antifouling member has a plate shape having a predetermined thickness, and has a diameter larger than the diameter of the exhaust part.

바람직하게, 상기 오염 방지체는 상기 서셉터에 분리가능하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the contamination prevention body is characterized in that it is detachably coupled to the susceptor.

본 발명에 따르면, 구조가 간단하여 제작이 용이하며, 배기가스의 배출은 용이하게 이루어지도록 하면서도 배출구로 역류하는 오염물질의 챔버 내부로의 유입도 용이하게 막을 수 있도록 하여 작동의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.According to the present invention, the structure is simple and easy to manufacture, and while the exhaust gas is easily discharged, it is possible to easily prevent the inflow of contaminants flowing back into the discharge chamber into the chamber to improve the reliability of operation. There is.

본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치의 실시예에 관한 구체적인 사항을 도면을 참조하여 설명한다.Specific details of the embodiment of the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치에 관하여 설명한다. First, a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 반응가스가 측면에서 유입되어 배기되는 메커니즘을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 반응가스가 상부면에서 유입되어 배기되는 메커 니즘을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a mechanism in which the reaction gas of the chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the inlet is exhausted from the side, Figure 2 is a reaction gas of the chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention The figure which shows the mechanism which flows in and out of an upper surface.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치는 챔버(10), 서셉터(20), 배기부(30), 그리고 상기 배기부(30)에 구비되는 오염 방지체(40)를 포함하여 이루어진다.1 and 2, the chemical vapor deposition apparatus according to the embodiment of the present invention is provided in the chamber 10, the susceptor 20, the exhaust unit 30, and the exhaust unit 30 It comprises a pollution prevention body 40.

도 1에 도시된 실시예에서는 상기 챔버(10)는 챔버(10)의 주변 둘레에 가스도입부(11)가 마련되고, 상기 가스도입부(11)로 도입된 반응가스는 서셉터(20)와 수평을 이루며 반응유로부(12)로 분사되는 방식에 관하여 도시하고 있다.In the embodiment shown in FIG. 1, the chamber 10 is provided with a gas introducing part 11 around the periphery of the chamber 10, and the reaction gas introduced into the gas introducing part 11 is horizontal with the susceptor 20. This is illustrated with respect to the manner in which the reaction flow path 12 is formed to achieve.

도 2에 도시된 실시예에서는 상기 챔버(10)는 서셉터(20)와 마주하여 챔버(10)의 상부면에 가스도입부(11)가 마련되고, 상기 가스도입부(11)로 도입된 반응가스는 상기 서셉터(20)와 수직을 이루며 반응유로부(12)로 분사되는 방식에 관하여 도시하고 있다.In the embodiment shown in FIG. 2, the chamber 10 faces a susceptor 20, and a gas introducing part 11 is provided on an upper surface of the chamber 10, and a reaction gas introduced into the gas introducing part 11 is provided. Is shown perpendicular to the susceptor 20 and is injected into the reaction flow path (12).

그리고, 상기 챔버(10)의 중심부 하단에는 상기 반응유로부(12)를 유동하면서 반응한 가스가 배출될 수 있도록 배기부(30)가 마련된다.In addition, an exhaust unit 30 is provided at the lower end of the central portion of the chamber 10 to allow the reacted gas to be discharged while the reaction flow passage 12 flows.

상기 챔버(10)의 내부에는 상기 서셉터(20)가 구비되고 상기 서셉터(20)는 적어도 하나의 증착 대상물(W)을 수용한다.The susceptor 20 is provided inside the chamber 10, and the susceptor 20 accommodates at least one deposition object W.

본 실시예에서는 서셉터(20)가 챔버(10)의 하단에 구비되는 경우에 관하여 도시하고 있으나, 반드시 이에 한하지 않고 챔버(10)의 내부 상단 쪽에 서셉터가 구비되는 경우도 포함될 수 있다.In this embodiment, the susceptor 20 is shown in the case where the lower end of the chamber 10, but is not limited to this may also include a case where the susceptor is provided on the inner upper side of the chamber 10.

한편, 상기 배기부(30)의 상단부 쪽에는 상기 챔버(10) 내의 가스는 통과시키고, 상기 배기부(30) 내의 오염물질(P)은 통과하지 못하도록 하는 오염 방지 체(40)가 구비된다.On the other hand, the upper end of the exhaust portion 30 is provided with a pollution preventing body 40 to allow the gas in the chamber 10 to pass through, and contaminants P in the exhaust portion 30 do not pass.

상기 오염 방지체는(40)는 상기 서셉터(20)와 일체로 구비될 수 있으며, 바람직하게는 분리가능하도록 결합될 수도 있다. 이 경우, 기생증착에 의한 오염물질(P) 제거, 부품 교체등 상기 오염 방지체(40) 및 상기 배기부(30)에 대한 유지보수가 용이하다는 장점이 있다. The contamination prevention body 40 may be provided integrally with the susceptor 20, and may be preferably detachably coupled to the susceptor 20. In this case, there is an advantage that the maintenance of the pollution prevention body 40 and the exhaust unit 30 is easy, such as removing the pollutants (P) due to parasitic deposition and replacing parts.

도 1 및 도 2에 도시된 오염 방지체(40)에 관한 좀 더 구체적인 구성에 관하여 도 3을 참조하여 설명한다.A more specific configuration of the pollution prevention body 40 shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 오염 방지체의 구조를 좀 더 구체적으로 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view illustrating in more detail the structure of the pollution prevention body of the chemical vapor deposition apparatus according to the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 오염 방지체(40)는 캡부(41)와 몸체부(42)를 포함하여 이루어진다.As illustrated in FIG. 3, the antifouling body 40 of the chemical vapor deposition apparatus according to the exemplary embodiment includes a cap part 41 and a body part 42.

상기 캡부(41)는 상기 배기부(30)의 수평단면과 동일한 형상을 가지며, 상기 배기부(30)의 지름보다 큰 지름을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 배기부(30)가 원통형의 구조인 경우 상기 캡부(41) 또한 동그란 원판의 형상을 가지지만, 지름은 상기 배기부(30)의 지름보다 큰 지름을 가지도록 한다.The cap portion 41 has the same shape as the horizontal cross section of the exhaust portion 30, and preferably has a diameter larger than the diameter of the exhaust portion 30. That is, when the exhaust part 30 has a cylindrical structure, the cap part 41 also has a round disc shape, but the diameter has a diameter larger than that of the exhaust part 30.

상기 몸체부(42)는 상기 캡부(41)의 외주면을 따라 일정한 길이로 수직하게 연장되어 구비되며, 상기 몸체부(42)의 하단면은 상기 서셉터(20)의 상부면과 결합하여 고정된다.The body portion 42 is provided to extend vertically with a predetermined length along the outer circumferential surface of the cap portion 41, the bottom surface of the body portion 42 is fixed in combination with the upper surface of the susceptor 20. .

그리고, 상기 캡부(41) 및 몸체부(42)의 적어도 어느 하나에는 가스가 통과할 수 있도록 복수개의 통공(43) 또는 슬릿(44)이 관통하여 형성된다. 이때, 상기 통공(43) 또는 슬릿(44)은 상기 챔버(10)내의 가스는 통과시키고, 상기 배기부(30) 내의 오염물질은 통과하지 못하도록 소정의 크기를 가지는 것이 바람직하다.In addition, a plurality of through holes 43 or slits 44 are formed through at least one of the cap part 41 and the body part 42 to allow gas to pass therethrough. In this case, the through hole 43 or the slit 44 may have a predetermined size to allow gas in the chamber 10 to pass through and contaminants in the exhaust part 30 do not pass through.

상기 오염 방지체(40)는 Mo, Quartz, Ceramic, Al2O3 등의 재질로 이루어져 고온 상태를 유지하는 챔버(10) 내부에서 열변형되지 않도록 하는 것이 바람직하다.The pollution prevention body 40 is made of a material such as Mo, Quartz, Ceramic, Al 2 O 3 It is preferable not to be thermally deformed in the chamber 10 to maintain a high temperature state.

다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치에 관하여 설명한다. Next, a chemical vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 반응가스가 측면에서 유입되어 배기되는 메커니즘을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 상부면에서 유입되어 배기되는 메커니즘을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a mechanism in which the reaction gas is introduced from the side of the chemical vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention, the exhaust gas, Figure 5 is a top view of the chemical vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention It is a figure which shows the mechanism which flows in and out.

도 4 및 도 5에서 도시하는 챔버(10), 서셉터(20) 및 배기부(30)는 상기 도 1 및 도 2에서 도시하는 화학 기상 증착 장치와 동일하며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.The chamber 10, the susceptor 20, and the exhaust unit 30 illustrated in FIGS. 4 and 5 are the same as the chemical vapor deposition apparatus illustrated in FIGS. 1 and 2, and a detailed description thereof will be omitted.

도 4 및 도 5에 도시된 오염 방지체(50)에 관한 좀 더 구체적인 구성에 관하여 도 6을 참조하여 설명한다.A more specific configuration of the pollution prevention body 50 shown in FIGS. 4 and 5 will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 다른 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 오염 방지체의 구조를 좀 더 구체적으로 도시한 도면이다.FIG. 6 is a view showing in more detail the structure of the pollution prevention body of the chemical vapor deposition apparatus according to another embodiment shown in FIGS. 4 and 5.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기상 증착 장 치의 오염 방지체(50)는 플레이트부(51)와 통공(52) 또는 슬릿(53)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 6, the antifouling member 50 of the chemical vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention includes a plate portion 51 and a through hole 52 or a slit 53.

상기 플레이트부(51)는 소정의 두께를 가지는 플레이트 형상으로 이루어지며, Mo, Quartz, Ceramic, Al2O3 등의 재질로 이루어져 고온 상태를 유지하는 챔버(10) 내부에서 열변형되지 않도록 하는 것이 바람직하다.The plate portion 51 is formed in a plate shape having a predetermined thickness, it is made of a material such as Mo, Quartz, Ceramic, Al 2 O 3 to prevent thermal deformation inside the chamber 10 to maintain a high temperature state desirable.

상기 통공(52) 또는 슬릿(53)은 상기 플레이트부(51)를 관통하여 복수개 구비되며, 상기 챔버(10)내의 가스는 통과시키고, 상기 배기부(30) 내의 오염물질은 통과하지 못하도록 소정의 크기를 가지도록 한다.The through-hole 52 or the slit 53 is provided through a plurality of the plate portion 51, the gas in the chamber 10 passes through the predetermined, so that the contaminants in the exhaust portion 30 do not pass through Have a size.

이와 같이, 오염 방지체를 배기부에 구비함으로써 챔버내의 가스는 통과시켜 배출하고, 배기부내의 기생증착에 의한 오염물질은 통과하지 못하도록 하여 챔버 내부가 오염물질의 유입에 의해 오염되는 것을 방지하는 것이 가능하다.In this way, by providing the contamination prevention part in the exhaust part, the gas in the chamber passes and is discharged, and the contaminants caused by parasitic deposition in the exhaust part cannot be passed to prevent contamination of the inside of the chamber by the inflow of contaminants. It is possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 반응가스가 측면에서 유입되어 배기되는 메커니즘을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a mechanism in which the reaction gas is introduced from the side of the chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention and exhausted.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 반응가스가 상부면에서 유입되어 배기되는 메커니즘을 나타내는 도면이다.2 is a view showing a mechanism in which the reaction gas inlet and exhaust from the upper surface of the chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 오염 방지체를 좀 더 구체적으로 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view showing in more detail a pollution prevention body of the chemical vapor deposition apparatus according to the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 반응가스가 측면에서 유입되어 배기되는 메커니즘을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a mechanism in which the reaction gas of the chemical vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention flows in from the side.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 상부면에서 유입되어 배기되는 메커니즘을 나타내는 도면이다.5 is a view showing a mechanism that is introduced and exhausted from the upper surface of the chemical vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 오염 방지체를 좀 더 구체적으로 도시한 도면이다.FIG. 6 is a view illustrating in more detail a pollution prevention body of the chemical vapor deposition apparatus according to the embodiments illustrated in FIGS. 4 and 5.

Claims (7)

삭제delete 챔버 내에 구비되는 서셉터의 상부면을 따라 중심부 방향으로 가스가 유동하여 배기되도록 상기 챔버의 중심부에 마련되는 배기부; 및An exhaust unit provided at the center of the chamber to allow gas to flow in the center direction along the upper surface of the susceptor provided in the chamber; And 상기 챔버 내의 가스는 통과시키고, 상기 배기부 내의 오염물질은 통과하지 못하도록 상기 배기부에 구비되는 오염 방지체;를 포함하고, And a pollution prevention member provided in the exhaust unit to allow gas in the chamber to pass through and prevent contaminants in the exhaust unit from passing through. 상기 오염 방지체는 상기 배기부의 지름보다 큰 지름을 가지는 캡부와,The contamination prevention body is a cap portion having a diameter larger than the diameter of the exhaust portion, 상기 캡부의 외주면을 따라 수직하게 연장되는 몸체부, 및A body portion extending vertically along an outer circumferential surface of the cap portion, and 상기 캡부와 몸체부 중 적어도 하나에 마련되는 복수개의 통공을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.And a plurality of through holes provided in at least one of the cap part and the body part. 챔버 내에 구비되는 서셉터의 상부면을 따라 중심부 방향으로 가스가 유동하여 배기되도록 상기 챔버의 중심부에 마련되는 배기부; 및An exhaust unit provided at the center of the chamber to allow gas to flow in the center direction along the upper surface of the susceptor provided in the chamber; And 상기 챔버 내의 가스는 통과시키고, 상기 배기부 내의 오염물질은 통과하지 못하도록 상기 배기부에 구비되는 오염 방지체;를 포함하고,And a pollution prevention member provided in the exhaust unit to allow gas in the chamber to pass through and prevent contaminants in the exhaust unit from passing through. 상기 오염 방지체는 상기 배기부의 지름보다 큰 지름을 가지는 캡부와,The contamination prevention body is a cap portion having a diameter larger than the diameter of the exhaust portion, 상기 캡부의 외주면을 따라 수직하게 연장되는 몸체부, 및A body portion extending vertically along an outer circumferential surface of the cap portion, and 상기 캡부와 몸체부 중 적어도 하나에 마련되는 복수개의 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.And a plurality of slits provided in at least one of the cap part and the body part. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제2항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 오염 방지체는 상기 서셉터에 분리가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.And the contamination prevention member is detachably coupled to the susceptor.
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