KR101052889B1 - Chemical Vapor Deposition Equipment - Google Patents

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Abstract

질화갈륨계 화합물을 이용한 발광소자의 박막 형성 공정에 있어서 공정효율을 향상시킬 수 있고 고품질의 박막을 형성하는 화학기상증착장치가 필요하다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 화학기상증착장치는, 버퍼챔버와, 버퍼챔버에 결합되고 박막을 형성하는 공정이 수행되는 복수개의 반응챔버와, 반응챔버 또는 버퍼챔버로 공정가스를 공급하는 가스공급부 및 기판을 반응챔버와 버퍼챔버 상호간에 반출 또는 반입시키는 이송장치를 포함하며, 버퍼챔버는 반응챔버에서 반출되는 기판에 대한 급격한 온도변화를 완충하도록 기판을 가열하는 히터를 포함한다.

Figure R1020090135714

In the process of forming a thin film of a light emitting device using a gallium nitride compound, a chemical vapor deposition apparatus capable of improving process efficiency and forming a high quality thin film is required. In order to achieve the above object, the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention includes a buffer chamber, a plurality of reaction chambers in which a process of forming a thin film coupled to the buffer chamber is performed, and supplying a process gas to the reaction chamber or the buffer chamber. A gas supply unit and a transfer device for carrying in or out of the substrate between the reaction chamber and the buffer chamber, the buffer chamber includes a heater for heating the substrate to buffer a sudden temperature change with respect to the substrate taken out from the reaction chamber.

Figure R1020090135714

Description

화학기상증착장치 {APPARATUS FOR CHEMICAL VAPOR DEPOSITION}Chemical Vapor Deposition Equipment {APPARATUS FOR CHEMICAL VAPOR DEPOSITION}

본 발명은 화학기상증착장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 박막 형성 공정에 있어서 공정효율을 향상시킬 수 있고 고품질의 박막을 형성하는 화학기상증착장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus, and more particularly, to a chemical vapor deposition apparatus capable of improving process efficiency in a thin film formation process and forming a high quality thin film.

화학기상증착장치는 반도체 웨이퍼의 표면에 박막을 증착하기 위하여 사용되고 있다. 챔버 내부에 공정가스를 가스공급부를 통하여 불어 넣어서 서셉터에 놓인 웨이퍼에 원하는 막질을 증착시키게 된다.Chemical vapor deposition apparatuses are used to deposit thin films on the surface of semiconductor wafers. The process gas is blown through the gas supply into the chamber to deposit the desired film on the wafer placed on the susceptor.

박막의 증착에 있어서 적절한 내부온도는 박막의 품질에 큰 영향을 미치므로 매우 중요하다. 특히 유기금속 화학기상장치(MOCVD)의 경우 온도제어가 효과적으로 이루어져야 고효율의 발광소자를 얻을 수 있다.The proper internal temperature is very important in the deposition of thin film because it greatly affects the quality of thin film. In particular, in the case of an organometallic chemical vapor apparatus (MOCVD), temperature control must be effectively performed to obtain a high efficiency light emitting device.

LED(Light Emitting Diode)의 경우, 질화갈륨계 화합물을 이용한 발광소자가 많이 사용되고 있다. In the case of LED (Light Emitting Diode), a light emitting device using a gallium nitride compound is widely used.

질화갈륨계 화합물을 이용한 발광소자의 박막 구조는 사파이어와 같은 기판 상에 GaN 결정으로 이루어지는 버퍼층과, n형 GaN 결정으로 이루어지는 n형 도핑층과, InGaN으로 이루어지는 활성층과, p형 GaN으로 형성되는 p형 도핑층이 순차적으 로 적층된 구조가 적용될 수 있다.The thin film structure of a light emitting device using a gallium nitride compound has a buffer layer made of GaN crystals, an n-type doped layer made of n-type GaN crystals, an active layer made of InGaN, and p-type GaN formed on a substrate such as sapphire. A structure in which the type doping layer is sequentially stacked may be applied.

종래기술의 경우, 그러한 적층된 구조를 하나의 챔버에서 모두 수행되도록 하는 방식을 적용하고 있다. 그런데, 이와 같은 방식에 의하면 오히려 공정에 소요되는 시간이 증가한다는 문제가 있다. In the prior art, a method is adopted in which the stacked structure is all performed in one chamber. However, according to such a method, there is a problem that the time required for the process is increased.

왜냐하면, 공정단계마다 요구되는 온도가 상이하기 때문에 요구되는 온도로 승온 또는 감온하는 동안 공정을 중단하고 대기하여야 하는 경우가 있기 때문이다.This is because there is a case where the process must be stopped and waited while raising or lowering the temperature to the required temperature because the required temperature is different for each process step.

또한, 어느 하나의 공정이 완료된 후에는 챔버 내부를 세정해야 하는 경우가 있는데, 이러한 세정작업이 진행되는 동안 다시 공정을 중단하여야 하기 때문이다.In addition, there is a case where the inside of the chamber needs to be cleaned after any one process is completed, because the process must be stopped again while the cleaning operation is in progress.

반도체소자의 박막 형성 공정에 있어서 공정효율을 향상시킬 수 있고 고품질의 박막을 형성하는 화학기상증착장치가 필요하다.In the process of forming a thin film of a semiconductor device, a chemical vapor deposition apparatus capable of improving process efficiency and forming a high quality thin film is required.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 금속유기물 화학기상증착장치는, 버퍼챔버; 상기 버퍼챔버에 결합되고 박막을 형성하는 공정이 수행되는 복수개의 반응챔버; 상기 반응챔버 또는 상기 버퍼챔버로 공정가스를 공급하는 가스공급부; 및 기판을 상기 반응챔버와 상기 버퍼챔버 상호간에 반출 또는 반입시키는 이송장치;를 포함하며, 상기 버퍼챔버는 상기 반응챔버에서 반출되는 기판에 대한 급격한 온도변화를 완충하도록 기판을 가열하는 히터를 포함한다.Metal organic chemical vapor deposition apparatus according to the present invention for solving the above problems, the buffer chamber; A plurality of reaction chambers coupled to the buffer chamber and performing a process of forming a thin film; A gas supply unit supplying a process gas to the reaction chamber or the buffer chamber; And a transfer device for transporting or carrying a substrate between the reaction chamber and the buffer chamber, wherein the buffer chamber includes a heater that heats the substrate to buffer a sudden temperature change with respect to the substrate taken out of the reaction chamber. .

또한, 상기 공정가스는 Ⅲ족 가스 및 Ⅴ족 가스를 포함할 수 있다.In addition, the process gas may include a group III gas and a group V gas.

또한, 상기 Ⅲ족 가스는 트리메틸갈륨(Trimethylgallium), 트리메틸인듐(trimethyl-indium), 트리메틸알루미늄(trimethylaluminium) 중에서 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.In addition, the Group III gas may be at least one of trimethylgallium, trimethyl-indium, and trimethylaluminium.

또한, 상기 Ⅴ족 가스는 암모니아(NH3)일 수 있다.In addition, the Group V gas may be ammonia (NH 3).

또한, 상기 이송장치는 상기 기판 또는 서셉터가 적재되는 복수의 파레트; 상기 파레트를 상기 반응챔버와 상기 버퍼챔버 상호간에 반출 또는 반입시키는 액추에이터; 및 상기 버퍼챔버 외측에 설치되며 상기 버퍼챔버에 마련된 개구부로 진입하여 상기 기판 또는 서셉터를 상기 파레트 상호간에 이송하는 로봇암;을 포함할 수 있다.In addition, the transfer device includes a plurality of pallets on which the substrate or susceptor is loaded; An actuator for carrying out or carrying in the pallet between the reaction chamber and the buffer chamber; And a robot arm installed outside the buffer chamber and entering the opening provided in the buffer chamber to transfer the substrate or the susceptor between the pallets.

또한, 상기 이송장치는 상기 기판 또는 서셉터가 적재되는 복수의 파레트; 상기 파레트를 상기 반응챔버와 상기 버퍼챔버 상호간에 반출 또는 반입시키고 상기 파레트와 탈착가능한 액추에이터; 및 상기 버퍼챔버 내측에 마련되며 상기 액추에이터에서 분리된 파레트를 운반하는 컨베이어;를 포함할 수 있다.In addition, the transfer device includes a plurality of pallets on which the substrate or susceptor is loaded; An actuator for carrying out or carrying in the pallet between the reaction chamber and the buffer chamber and detachable from the pallet; And a conveyor provided inside the buffer chamber and carrying a pallet separated from the actuator.

또한, 상기 이송장치는 상기 기판 또는 서셉터가 적재되는 파레트; 상기 버퍼챔버 내측에 마련되며 상기 파레트를 상기 반응챔버와 상기 버퍼챔버 상호간에 반출 또는 반입시킬 수 있도록 상기 파레트를 슬라이딩시키는 롤러부; 및 상기 버퍼챔버 외측에 설치되며 상기 버퍼챔버에 마련된 개구부로 진입하여 상기 기판 또는 서셉터를 파레트 상호간에 이송하는 로봇암;을 포함할 수 있다.In addition, the transfer device is a pallet on which the substrate or susceptor is loaded; A roller unit provided inside the buffer chamber and sliding the pallet so that the pallet can be carried or carried in between the reaction chamber and the buffer chamber; And a robot arm installed outside the buffer chamber and entering the opening provided in the buffer chamber to transfer the substrate or susceptor between pallets.

반응챔버를 복수개로 마련함에 따라 공정효율이 증대된다. 즉, 예를 들어, 질화갈륨계 화합물 반도체를 제작할 경우, 각각의 공정마다 요구되는 온도가 다른 경우가 있고 그러한 요구온도로 기설정된 별도의 반응챔버로 기판을 이송하여 바로 다음 공정이 수행될 수 있기 때문에 공정시간이 단축될 수 있다.By providing a plurality of reaction chambers, the process efficiency is increased. That is, for example, when fabricating a gallium nitride compound semiconductor, the required temperature may be different for each process, and the next process may be performed by transferring the substrate to a separate reaction chamber preset to the required temperature. Therefore, the process time can be shortened.

또한, 버퍼챔버는 급격한 온도변화에 의한 박막품질 저하를 방지하도록 마련 된다. 즉, 어느 하나의 반응챔버에서 공정이 완료된 기판이 반출될 때 반응챔버 내부의 온도와 외부의 온도 차이가 크면 박막에 악영향을 미치기 때문에 버퍼챔버는 완충공간으로 작용할 수 있다. 또한, 버퍼챔버 내부를 미리 설정된 온도로 가열한 상태에서 기판이 반입될 수 있으므로 다음 단계의 반응챔버로 기판이 반입되어 기판을 가열하는 시간이 절약되어 결과적으로 공정효율이 향상되는 효과가 있다.In addition, the buffer chamber is provided to prevent the film quality deterioration due to a sudden temperature change. That is, when a substrate having a process completed in one reaction chamber is taken out, a large difference in temperature between the inside of the reaction chamber and the outside may adversely affect the thin film, and thus the buffer chamber may act as a buffer space. In addition, since the substrate may be loaded in a state in which the inside of the buffer chamber is heated to a predetermined temperature, the substrate may be loaded into the reaction chamber of the next step, thereby saving time for heating the substrate, thereby improving process efficiency.

또한, 어느 하나의 공정이 완료된 후에는 챔버 내부를 세정해야하는 경우가 있으며, 챔버 내부를 세정하는 동안에도 바로 다음 공정이 수행될 수 있는 다른 반응챔버로 기판을 이송하여 중단 없이 다음 공정이 수행되므로 공정시간이 단축될 수 있다.In addition, after any one process is completed, the inside of the chamber may need to be cleaned, and while the inside of the chamber is cleaned, the next process may be performed without interruption by transferring the substrate to another reaction chamber where the next process may be performed. The time can be shortened.

또한, 다음 공정이 진행되는 반응챔버로 기판이 이송되면 새로운 기판을 기존의 반응챔버로 반입하여 공정을 병행할 수 있으므로 단위시간당 생산물량이 증가될 수 있다.In addition, when the substrate is transferred to the reaction chamber in which the next process is performed, a new substrate may be brought into the existing reaction chamber so that the process may be performed in parallel, thereby increasing the output per unit time.

본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other technical effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present embodiment is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and only this embodiment makes the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided for complete information. Shapes of the elements in the drawings may be exaggerated parts for a more clear description, elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same element.

도 1은 제1실시예에 따른 화학기상증착장치의 개략적인 평면도이다. 1 is a schematic plan view of a chemical vapor deposition apparatus according to a first embodiment.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 화학기상증착장치는 반응챔버(100), 버퍼챔버(200), 이송장치, 가스공급부(400), 전원부(500), 제어부(600)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the chemical vapor deposition apparatus according to the first embodiment includes a reaction chamber 100, a buffer chamber 200, a transfer apparatus, a gas supply unit 400, a power supply unit 500, and a control unit 600. Include.

이송장치는 기판공급 및 배출장치(310), 제1픽업장치(320), 제1액추에이터(331), 제2액추에이터(332), 제3액추에이터(333), 제1로봇암(340), 제1파레트(350a), 제2파레트(350b), 제3파레트(350c) 및 제2픽업장치(370)를 포함할 수 있다. 상기 이송장치는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않고 복수의 반응챔버와 버퍼챔버 내측으로 기판을 반출입시킬 수 있도록 다양한 변형이 가능하다. The transfer device includes a substrate supply and discharge device 310, a first pickup device 320, a first actuator 331, a second actuator 332, a third actuator 333, a first robot arm 340, and a first The first pallet 350a, the second pallet 350b, the third pallet 350c, and the second pickup device 370 may be included. The transfer apparatus is not limited to the embodiments described below, and various modifications are possible to carry the substrate in and out of the plurality of reaction chambers and the buffer chamber.

기판공급 및 배출장치(310)는 기판(W)을 작업장으로 공급하거나 완성된 기판을 작업장 외부로 배출하는 수단으로서 컨베이어, 운반로봇, 픽업로봇 또는 리니어 액추에이터 등으로 마련될 수 있다.The substrate supply and discharge device 310 may be provided as a conveyor, a transport robot, a pickup robot or a linear actuator as a means for supplying the substrate W to the workplace or discharging the finished substrate to the outside of the workplace.

제1픽업장치(320)는 기판(W)을 서셉터(S) 상면에 적재하는 수단으로서 운반로봇 또는 픽업로봇 등으로 마련될 수 있다.The first pickup device 320 may be provided as a transport robot or a pickup robot as a means for loading the substrate W on the susceptor S.

다른 실시예로서, 기판을 서셉터에 적재하지 않고 기판을 직접 다음 공정으로 이송하는 실시예도 가능하다. 그러한 실시예의 경우에는 제1픽업장치는 기판을 바로 파레트로 이송할 수 있다.As another embodiment, it is also possible to transfer the substrate directly to the next process without loading the substrate into the susceptor. In such an embodiment, the first pickup apparatus may transfer the substrate directly to the pallet.

기판은 하나의 웨이퍼일 수 있고, 또는 적어도 하나 이상의 웨이퍼가 안착되 며 서셉터에서 분리 가능한 위성 서셉터(satellite susceptor)일 수도 있다. The substrate may be one wafer, or may be a satellite susceptor on which at least one wafer is seated and detachable from the susceptor.

제1액추에이터(331), 제2액추에이터(332), 제3액추에이터(333)는 파레트를 각각의 반응챔버 또는 버퍼챔버 내부로 반출입시킬 수 있다.The first actuator 331, the second actuator 332, and the third actuator 333 may carry the pallet into and out of each reaction chamber or buffer chamber.

다른 실시예로서, 액추에이터를 측방향으로 슬라이딩시키는 슬라이딩구동부를 사용하여 액추에이터 한 개만으로 파레트를 각각의 반응챔버 또는 버퍼챔버 내부로 반출입시킬 수도 있다. 이러한 경우에 파레트와 액추에이터는 탈착가능하게 구성될 수 있다.As another example, a pallet may be loaded into and out of each reaction chamber or buffer chamber using only one actuator using a sliding drive that slides the actuator laterally. In this case the pallet and the actuator may be configured to be detachable.

파레트는 기판 또는 서셉터를 적재할 수 있는 판부재와 같은 것으로서 각각의 반응챔버 또는 버퍼챔버 내부로 반출입될 수 있다.The pallet may be carried in or out of each reaction chamber or buffer chamber as a plate member capable of loading a substrate or susceptor.

제1로봇암(340)은 서셉터를 파지하여 버퍼챔버 내측으로 진입하고, 제1파레트(350a) 상면에 서셉터를 내려놓게 된다. The first robot arm 340 grips the susceptor to enter the buffer chamber and lowers the susceptor on the upper surface of the first pallet 350a.

이러한 경우에 각각의 파레트 하부에는 상하로 승강할 수 있는 리프트 핀(380)이 마련될 수 있고 상승된 상태의 리프트 핀(380) 상단에 제1로봇암(340)이 서셉터를 내려놓고 빠져나가면 리프트 핀(380)이 하강하여 서셉터를 제1파레트(350a)에 내려놓을 수 있다.In this case, the bottom of each pallet may be provided with a lift pin 380 that can be lifted up and down and the first robot arm 340 on the top of the lift pin 380 in an elevated state to put down the susceptor to exit The lift pin 380 may be lowered to lower the susceptor to the first pallet 350a.

제1로봇암(340)은 버퍼챔버 게이트(214a)가 개방되면 버퍼챔버 게이트 밸브(213a)를 통과하여 버퍼챔버(200)로 진입할 수 있으며, 제1파레트(350a)에 놓인 서셉터를 제2파레트(350b) 또는 제3파레트(350c)로 이송시킬 수 있다.When the buffer chamber gate 214a is opened, the first robot arm 340 may enter the buffer chamber 200 by passing through the buffer chamber gate valve 213a, and the susceptor placed on the first pallet 350a may be formed. The second pallet 350b or the third pallet 350c may be transferred.

반응챔버(100)는 다시 제1반응챔버(110), 제2반응챔버(120), 제3반응챔버(130)를 포함한다.The reaction chamber 100 again includes a first reaction chamber 110, a second reaction chamber 120, and a third reaction chamber 130.

반응챔버는 반드시 3개에 국한되는 것이 아니라 2개, 4개, 5개, 6개 및 그 이상으로 구성될 수도 있다.The reaction chamber is not necessarily limited to three, but may consist of two, four, five, six and more.

이렇게 반응챔버를 복수개로 마련하는 이유는 여러 단계의 복잡한 공정이 요구되는 제품을 제작하는 경우에 공정효율을 증대하기 위함이다. 즉, 예를 들어, 질화갈륨계 화합물 반도체를 제작할 경우, 각각의 공정마다 요구되는 온도가 다른 경우가 있고 그러한 요구온도로 기설정된 별도의 반응챔버로 기판을 이송하여 바로 다음 공정이 수행될 수 있기 때문에 공정시간이 단축될 수 있다.The reason for providing a plurality of reaction chambers is to increase the process efficiency when manufacturing a product requiring a complex process of several steps. That is, for example, when fabricating a gallium nitride compound semiconductor, the required temperature may be different for each process, and the next process may be performed by transferring the substrate to a separate reaction chamber preset to the required temperature. Therefore, the process time can be shortened.

또한, 어느 하나의 공정이 완료된 후에는 챔버 내부를 세정해야 하는 경우가 있으며, 챔버 내부를 세정하는 동안에도 바로 다음 공정이 수행될 수 있는 다른 반응챔버로 기판을 이송하여 중단없이 다음 공정이 수행되므로 공정시간이 단축될 수 있다.In addition, after any one process is completed, the inside of the chamber may need to be cleaned, and while the inside of the chamber is cleaned, the next process may be performed without interruption by transferring the substrate to another reaction chamber where the next process may be performed. Process time can be shortened.

또한, 다음 공정이 진행되는 반응챔버로 기판이 이송되면 새로운 기판을 기존의 반응챔버로 반입하여 공정을 병행할 수 있으므로 단위시간당 생산물량이 증가될 수 있다.In addition, when the substrate is transferred to the reaction chamber in which the next process is performed, a new substrate may be brought into the existing reaction chamber so that the process may be performed in parallel, thereby increasing the output per unit time.

이하에서는 질화갈륨계 화합물 반도체를 제작하는 경우를 바탕으로 실시예를 설명한다. Hereinafter, an embodiment will be described based on the case of manufacturing a gallium nitride compound semiconductor.

제1반응챔버(110)에서는, 기판을 사전 열처리하는 공정이 진행될 수 있다. 가스공급부(400)에 의하여 내측이 수소 분위기가 되도록 할 수 있다. 또는 수소 및 질소의 혼합가스 분위기에서 진행될 수도 있다. 또한, 히터(미도시)에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를 가열하여 열처리할 수 있다. 이때의 온도는 예를 들어, 1000~1200도로 설정할 수 있다. 이러한 열처리 공정에 의하여 기판상의 산화막과 같은 이물질층을 제거할 수 있다.In the first reaction chamber 110, a process of preheating the substrate may be performed. The gas supply unit 400 may allow the inside to be in a hydrogen atmosphere. Alternatively, the process may be performed in a mixed gas atmosphere of hydrogen and nitrogen. In addition, the substrate W or the susceptor S may be heated and heat treated by a heater (not shown). The temperature at this time can be set, for example, 1000 to 1200 degrees. By such a heat treatment process, a foreign material layer such as an oxide film on a substrate can be removed.

또한, 제1반응챔버(110)에서는, GaN 버퍼층을 성장시키는 공정이 진행될 수 있다. 가스공급부(400)에 의하여 내측이 수소 가스 분위기가 되도록 할 수 있다. 또한, 트리메틸갈륨(TMG: Trimethylgallium)과 암모니아 가스가 투입되도록 할 수 있다. 또한, 히터(미도시)에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를, 예를 들어 450도 ~ 600도로 가열할 수 있다. 이러한 공정에 의하여 열처리된 기판 상면에 GaN 버퍼층을 성장시킬 수 있다. In addition, in the first reaction chamber 110, a process of growing a GaN buffer layer may be performed. The gas supply unit 400 may allow the inside to be in a hydrogen gas atmosphere. In addition, trimethylgallium (TMG) and ammonia gas may be introduced. In addition, the substrate W or the susceptor S may be heated by, for example, 450 degrees to 600 degrees by a heater (not shown). The GaN buffer layer may be grown on the upper surface of the substrate heat-treated by this process.

또한, 제1반응챔버(110)에서는 GaN 버퍼층을 성장시킨 다음에 다시 undoped-GaN층을 성장시키는 공정이 진행될 수 있다. GaN 버퍼층 성장이 완료되면 다음으로 제1반응챔버(110) 내부를 가열시켜 기판의 온도가 섭씨 1000도 ~ 1100도, 보다 구체적으로는 섭씨 1030도 ~ 1080도가 되도록 한다. 이에 따라 버퍼층 상에는 undoped-GaN층이 성장할 수 있다. 이와 같이 사파이어와 같은 기판 상에 버퍼층과 undoped-GaN층을 성장시키는 공정은 사파이어 기판 상에서의 GaN 박막의 전기적, 결정학적 성장 효율을 향상시키는 기능을 한다. In addition, in the first reaction chamber 110, a process of growing a GaN buffer layer and then growing an undoped-GaN layer may be performed. When the growth of the GaN buffer layer is completed, the inside of the first reaction chamber 110 is then heated so that the temperature of the substrate is 1000 degrees Celsius to 1100 degrees Celsius, and more specifically 1030 degrees Celsius to 1080 degrees Celsius. As a result, an undoped-GaN layer may be grown on the buffer layer. As such, the process of growing a buffer layer and an undoped-GaN layer on a substrate such as sapphire serves to improve the electrical and crystallographic growth efficiency of the GaN thin film on the sapphire substrate.

또한, 제1반응챔버(110)에서는 undoped-GaN층 상면에 n-type GaN층(Si 또는 Ge 도핑)을 성장시키는 공정이 진행될 수 있다.In addition, in the first reaction chamber 110, a process of growing an n-type GaN layer (Si or Ge doping) may be performed on the undoped-GaN layer.

가스공급부(400)에 의하여 내측이 수소 가스 분위기가 되도록 할 수 있으며, 트리메틸갈륨(TMG: Trimethylgallium)과 암모니아 가스를 투입하고, 여기에 더하여 SiH4 또는 GeH4를 추가로 투입하여 Si 또는 Ge을 도핑할 수 있다. 또한, 히터에 의 하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를 약 1000~1200도로 가열할 수 있다. 이러한 공정에 의하여 GaN층 상면에 n-type GaN층(Si 또는 Ge 도핑)을 성장시킬 수 있다.The gas supply unit 400 may allow the inside to be in a hydrogen gas atmosphere, and trimethylgallium (TMG) and ammonia gas may be added thereto, and SiH4 or GeH4 may be additionally added to dope Si or Ge. have. In addition, the substrate W or the susceptor S may be heated to about 1000 to 1200 degrees by a heater. By this process, an n-type GaN layer (Si or Ge doping) can be grown on the upper surface of the GaN layer.

제2반응챔버(120)에서는, 활성층을 성장시키는 공정이 진행될 수 있다. 가스공급부(400)에 의하여 내측이 질소(N2) 가스 분위기가 되도록 할 수 있으며, 트리메틸갈륨(TMG: Trimethylgallium), 트리메틸인듐(TMI:trimethyl- indium) 및 암모니아 가스를 투입할 수 있다. 또한, 히터(미도시)에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를 약 700도 내지 900도로 가변조절할 수 있다. 활성층은 단일 양자 우물(single quantum well: SQW)구조 또는 복수개의 양자 우물층을 갖는 다중양자우물(muti quantum well: MQW)구조일 수 있다. In the second reaction chamber 120, a process of growing an active layer may be performed. The gas supply unit 400 may allow the inside to be in a nitrogen (N 2) gas atmosphere, and may introduce trimethylgallium (TMG), trimethylindium (TMI), and ammonia gas. In addition, the substrate W or the susceptor S may be variably adjusted by about 700 degrees to 900 degrees by a heater (not shown). The active layer may be a single quantum well (SQW) structure or a multi-quantum well (MQW) structure having a plurality of quantum well layers.

만일, 다중 양자우물구조를 형성하는 경우 인듐(In)과 갈륨(Ga)의 함량이 서로 다른 장벽층(barrier layer)과 양자 우물층(quantum well layer)을 교번하여 형성할 수 있다. 이러한 공정에 의하여 n-type GaN층(Si 또는 Ge 도핑) 상면에 활성층을 성장시킬 수 있다.When forming a multi-quantum well structure, a barrier layer and a quantum well layer having different indium (In) and gallium (Ga) contents may be alternately formed. By this process, the active layer can be grown on the n-type GaN layer (Si or Ge doping).

제3반응챔버(130)에서는, p-type GaN층(Mg 도핑)을 성장시키는 공정이 진행될 수 있다. 가스공급부(400)에 의하여 수소 가스 분위기가 되도록 할 수 있으며, 트리메틸갈륨(TMG: Trimethylgallium), Cp2Mg(isoyclopentadienyl-magnesium), 암모니아 가스를 투입할 수 있다. 또한, 히터(미도시)에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를 약 900~1200도로 가변조절할 수 있다. 이러한 공정에 의하여 활성층 상면에 p-type GaN층(Mg 도핑)을 성장시킬 수 있다.In the third reaction chamber 130, a process of growing a p-type GaN layer (Mg doping) may be performed. The gas supply unit 400 may be a hydrogen gas atmosphere, trimethylgallium (TMG), isoclopentadienyl-magnesium (Cp2Mg), ammonia gas may be added. In addition, the substrate W or the susceptor S may be variably adjusted by about 900 to 1200 degrees by a heater (not shown). By this process, a p-type GaN layer (Mg doping) may be grown on the top surface of the active layer.

다른 실시예로서, AlGaN층을 성장시키는 공정이 추가될 수 있다. 이 경우, 기판을 소정 온도로 가열하도록 히터가 마련되고, 가스공급부는 AlGaN층을 형성하는데 필요한 수소, Ⅲ족 가스(TMA:trimethylaluminium), Ⅴ족 가스를 공급하도록 마련될 수 있다.As another embodiment, a process for growing an AlGaN layer may be added. In this case, a heater may be provided to heat the substrate to a predetermined temperature, and the gas supply unit may be provided to supply hydrogen, group III gas (TMA), and group V gas required to form an AlGaN layer.

다른 실시예에 의하면, 제3반응챔버(130)에서는 어닐링(annealing) 공정이 진행될 수도 있다. 예를 들어 섭씨 600~900도를 유지하여 이전 공정에서 성장시킨 박막을 어닐링할 수 있다. In another embodiment, an annealing process may be performed in the third reaction chamber 130. For example, the thin film grown in the previous process can be annealed by maintaining 600 to 900 degrees Celsius.

다른 실시예로서, 어닐링(annealing) 공정 이후에 쿨링(cooling) 공정이 수행되거나 어닐링(annealing) 공정 없이 쿨링(cooling) 공정만 수행될 수도 있다.In another embodiment, after the annealing process, a cooling process may be performed or only a cooling process may be performed without the annealing process.

다른 실시예로서, 제3반응챔버는 어닐링(annealing) 공정이 아니라 저에너지 전자빔을 조사(low energy electron beam irradiation treatment)하도록 마련될 수도 있다.In another embodiment, the third reaction chamber may be provided to irradiate a low energy electron beam irradiation treatment rather than an annealing process.

다른 실시예로서, 어닐링 공정을 버퍼챔버(200)에서 진행되도록 할 수도 있다. As another example, the annealing process may be performed in the buffer chamber 200.

버퍼챔버(200)는 급격한 온도변화에 의한 박막품질 저하를 방지하도록 마련된다. 즉, 어느 하나의 반응챔버에서 공정이 완료된 기판이 반출될 때 반응챔버 내부의 온도와 외부의 온도 차이가 크면 박막에 악영향을 미치기 때문에 버퍼챔버는 완충공간으로 작용할 수 있다. 따라서, 어느 하나의 반응챔버에서 기판을 외부로 직접 반출하는 것이 아니라 버퍼챔버를 거쳐서 다른 반응챔버로 반입하도록 할 수 있다.The buffer chamber 200 is provided to prevent degradation of the thin film quality due to a sudden temperature change. That is, when a substrate having a process completed in one reaction chamber is taken out, a large difference in temperature between the inside of the reaction chamber and the outside may adversely affect the thin film, and thus the buffer chamber may act as a buffer space. Accordingly, the substrate may be loaded into the other reaction chamber via the buffer chamber instead of being directly carried out from the reaction chamber.

제1반응챔버(110)에서 기판이 반출되기 전에 미리 버퍼챔버(200)의 온도를 제1반응챔버(110)에서의 마지막 공정시의 온도와 동일한 온도로 조절할 수 있다.Before the substrate is removed from the first reaction chamber 110, the temperature of the buffer chamber 200 may be adjusted to the same temperature as the last process in the first reaction chamber 110.

또한, 제1반응챔버(110) 내부로 기판을 반입하여 사전 열처리공정을 진행하기 전에 미리 버퍼챔버(200)에서 소정 온도로 가열할 수 있다. In addition, the substrate may be heated to a predetermined temperature in the buffer chamber 200 before the substrate is introduced into the first reaction chamber 110 and the preheating process is performed.

이에 따라, 제1반응챔버(110)에서 필요온도로 가열하는 시간을 감소시킬 수 있다.Accordingly, the time for heating to the required temperature in the first reaction chamber 110 can be reduced.

버퍼챔버(200) 내부는 수소(H2)공급장치(410)와 질소(N2)공급장치(420)에 의하여 수소 분위기 또는 질소 분위기로 설정될 수 있다.The buffer chamber 200 may be set in a hydrogen atmosphere or a nitrogen atmosphere by the hydrogen (H 2) supply device 410 and the nitrogen (N 2) supply device 420.

우선, 미처리된 기판(W)(예를 들어 사파이어 기판)이 버퍼챔버(200) 내부로 반입될 수 있다. 이 때, 버퍼챔버(200)는 소정의 온도(예를 들어 약 700도)를 유지하도록 마련될 수 있다.First, an unprocessed substrate W (eg, sapphire substrate) may be carried into the buffer chamber 200. In this case, the buffer chamber 200 may be provided to maintain a predetermined temperature (for example, about 700 degrees).

다른 실시예에 의하면, 기판만을 파레트에 적재하여 반응챔버 내측에 반입할 수도 있다.According to another embodiment, only the substrate may be loaded into a pallet and loaded into the reaction chamber.

다른 실시예에 의하면, 복수개의 기판을 적재하는 위성서셉터가 파레트에 적재되고, 반응챔버 내측에 마련된 서셉터에 상기 위성서셉터가 적재되도록 할 수도 있다.According to another embodiment, a satellite susceptor for loading a plurality of substrates may be loaded on a pallet, and the satellite susceptor may be loaded on a susceptor provided inside the reaction chamber.

가스공급부(400)는 수소(H2)공급장치(410), 질소(N2)공급장치(420), 암모니아(NH3)공급장치(430), SiH4공급장치(440), 트리메틸갈륨(TMG)공급장치(450), 트리메틸인듐(TMI)공급장치(460), Cp2Mg공급장치(470) 등을 포함할 수 있다.Gas supply unit 400 is hydrogen (H2) supply unit 410, nitrogen (N2) supply unit 420, ammonia (NH3) supply unit 430, SiH4 supply unit 440, trimethylgallium (TMG) supply unit 450, a trimethyl indium (TMI) supply device 460, a Cp 2 Mg supply device 470, and the like.

본 실시예에서는 가스공급부(400)가 하나의 통합 유닛으로 마련된 실시예를 도시하고 있다. 즉, 각각의 반응챔버마다 별도의 가스공급부가 마련되는 것이 아니 라 각각의 가스 소스는 한 곳에 두고 이 가스 소스에서 각각의 반응챔버에서 필요로 하는 용량 만큼 공급하는 방식으로 마련될 수 있다.In this embodiment, an embodiment in which the gas supply unit 400 is provided as one integrated unit is illustrated. In other words, instead of providing a separate gas supply unit for each reaction chamber, each gas source may be provided in one place, and the gas source may be provided by supplying the capacity required by each reaction chamber.

수소(H2)공급장치(410), 질소(N2)공급장치(420) 및 암모니아(NH3)공급장치(430)는 버퍼챔버(200), 제1반응챔버(110), 제2반응챔버(120), 제3반응챔버(130)에 각각 수소(H2), 질소(N2), 암모니아(NH3)를 공급하도록 마련될 수 있다.The hydrogen (H 2) supply device 410, the nitrogen (N 2) supply device 420, and the ammonia (NH 3) supply device 430 may include a buffer chamber 200, a first reaction chamber 110, and a second reaction chamber 120. ), The third reaction chamber 130 may be provided to supply hydrogen (H 2), nitrogen (N 2), and ammonia (NH 3), respectively.

다른 실시예로서, 암모니아(NH3)공급장치가 아니라 암모니아(NH3) 이외에 다른 Ⅴ족가스를 공급하는 장치가 포함된 실시예도 가능하다.As another embodiment, an embodiment in which an apparatus for supplying group V gas other than ammonia NH3 may be provided instead of the ammonia NH3 supply apparatus.

SiH4공급장치(440)는 반응챔버에 SiH4를 공급하도록 마련될 수 있다.The SiH 4 supply device 440 may be provided to supply SiH 4 to the reaction chamber.

다른 실시예로서, SiH4공급장치(440)가 아니라 SiH4 이외에 다른 n-도핑가스(예를 들어, Ge, Sn 등)를 공급하는 장치가 포함된 실시예도 가능하다.As another embodiment, an embodiment including a device for supplying other n-doped gas (for example, Ge, Sn, etc.) in addition to SiH4 may be possible instead of the SiH4 supply device 440.

트리메틸갈륨(TMG)공급장치(450)는 제1반응챔버(110), 제2반응챔버(120), 제3반응챔버(130)에 트리메틸갈륨(TMG)을 공급하도록 마련될 수 있다.The trimethylgallium (TMG) supply apparatus 450 may be provided to supply trimethylgallium (TMG) to the first reaction chamber 110, the second reaction chamber 120, the third reaction chamber 130.

다른 실시예로서, 트리메틸갈륨(TMG)공급장치가 아니라 트리메틸갈륨(TMG) 이외에 다른 Ⅲ족 가스를 공급하는 장치가 포함된 실시예도 가능하다.As another embodiment, an embodiment in which a device for supplying other Group III gas other than trimethylgallium (TMG) is possible, not a trimethylgallium (TMG) supply device.

트리메틸인듐(TMI)공급장치(460)는 반응챔버에 트리메틸인듐(TMI)을 공급하도록 마련될 수 있다. The trimethyl indium (TMI) supply device 460 may be provided to supply trimethyl indium (TMI) to the reaction chamber.

다른 실시예로서, 트리메틸인듐(TMI)공급장치가 아니라 트리메틸인듐(TMI) 이외에 다른 Ⅲ족 가스를 공급하는 장치가 포함된 실시예도 가능하다.As another embodiment, an embodiment including a device for supplying a Group III gas other than trimethyl indium (TMI) instead of a trimethyl indium (TMI) supply device is also possible.

다른 실시예로서, AlGaN층을 형성하는 공정이 포함되는 경우에는 Ⅲ족 가스로서 트리메틸알루미늄(TMA:trimethylaluminium)가스공급부가 마련될 수도 있다.As another embodiment, when a process of forming an AlGaN layer is included, a trimethylaluminum (TMA) gas supply unit may be provided as a group III gas.

Cp2Mg공급장치(470)는 반응챔버에 Cp2Mg을 공급하도록 마련될 수 있다.The Cp2Mg supply device 470 may be provided to supply Cp2Mg to the reaction chamber.

다른 실시예로서, p-도핑가스로서 Mg가 아니라 이외에 다른 p-도핑가스(예를 들어, Zn, Ca, Be 등)를 공급하는 장치가 포함된 실시예도 경우에 따라 가능하다.As another embodiment, an embodiment in which an apparatus for supplying other p-doped gas (eg, Zn, Ca, Be, etc.) in addition to Mg as a p-doped gas is also possible in some cases.

전원부(500)는 반응챔버(100) 또는 버퍼챔버(200) 등에 전력을 공급할 수 있다. 전원부(500)는 각각의 반응챔버에 대응하여 제1전원부(510), 제2전원부(520) 및 제3전원부(530)를 포함한다.The power supply unit 500 may supply power to the reaction chamber 100 or the buffer chamber 200. The power supply unit 500 includes a first power supply unit 510, a second power supply unit 520, and a third power supply unit 530 corresponding to each reaction chamber.

제어부(600)는 반응챔버(100), 버퍼챔버(200), 이송장치, 가스공급부(400), 전원부(500) 등을 제어할 수 있다.The controller 600 may control the reaction chamber 100, the buffer chamber 200, the transfer apparatus, the gas supply unit 400, the power supply unit 500, and the like.

도 2는 제2실시예에 따른 화학기상증착장치의 개략적인 평면도이다. 설명의 편의를 위하여 제1실시예와 유사한 부분은 동일한 도면번호를 사용한다.2 is a schematic plan view of a chemical vapor deposition apparatus according to a second embodiment. For convenience of description, parts similar to those of the first embodiment use the same reference numerals.

도 2에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 화학기상증착장치는 이송장치를 포함하며, 이송장치는 제1로봇암(706), 제1로봇암 이송레일(705), 제2로봇암(708), 제2로봇암 이송레일(707), 제1파레트(702), 제2파레트(703), 제3파레트(704) 및 롤러부(701)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the chemical vapor deposition apparatus according to the second embodiment includes a transfer apparatus, and the transfer apparatus includes a first robot arm 706, a first robot arm transfer rail 705, and a second robot arm. 708, a second robot arm transfer rail 707, a first pallet 702, a second pallet 703, a third pallet 704, and a roller part 701.

상기 이송장치는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않고 복수의 반응챔버와 버퍼챔버 내측으로 기판을 반출입시킬 수 있도록 다양한 변형이 가능하다. The transfer apparatus is not limited to the embodiments described below, and various modifications are possible to carry the substrate in and out of the plurality of reaction chambers and the buffer chamber.

제2로봇암(708)은 기판 공급부(801)에서 미처리 기판을 공급받아서 기판을 픽업한 이후에 서셉터에 기판을 적재할 수 있다. The second robot arm 708 may receive the unprocessed substrate from the substrate supply unit 801 to pick up the substrate, and then load the substrate into the susceptor.

제2로봇암 이송레일(707)은 제2로봇암(708)이 측방향으로 수평 슬라이딩 이동할 수 있도록 한다. 이에 따라 제2로봇암(708)은 반출되는 서셉터측으로 수평이 동할 수 있고, 여기에서 처리완료된 기판을 픽업하여 기판 반출부(804)에 기판을 이송할 수 있다.The second robot arm transfer rail 707 allows the second robot arm 708 to slide horizontally in the lateral direction. Accordingly, the second robot arm 708 can move horizontally to the side of the susceptor to be carried out, and can pick up the processed substrate and transfer the substrate to the substrate carrying out portion 804.

제1로봇암(706)은 서셉터 공급부(802)에서 서셉터를 픽업할 수 있고, 서셉터에 기판이 적재되면 서셉터를 버퍼챔버 내측으로 진입하여 파레트에 서셉터를 내려놓게 된다.The first robot arm 706 may pick up the susceptor from the susceptor supply unit 802, and when the substrate is loaded in the susceptor, the susceptor enters the buffer chamber to lower the susceptor on the pallet.

처리완료된 서셉터가 제3반응챔버(130)에서 버퍼챔버로 반출되면, 제3파레트(704)에 적재된 서셉터를 픽업하여 외측으로 반출하고, 서셉터 반출부(803)로 서셉터를 이송할 수 있다.When the processed susceptor is carried out from the third reaction chamber 130 to the buffer chamber, the susceptor loaded on the third pallet 704 is picked up and taken out to the outside, and the susceptor is transferred to the susceptor carrying unit 803. can do.

롤러부(701)는 버퍼챔버 내측에 마련되며 제1파레트(702)를 제1반응챔버측으로 슬라이딩 이송할 수 있도록 제자리에서 축방향으로 회전가능하다. 롤러부는 하나 또는 복수개의 회전가능한 롤러를 포함할 수 있다. 롤러와 파레트는 서로 기어에 의한 치차결합이 되어 동력을 전달할 수 있다.The roller part 701 is provided inside the buffer chamber and is rotatable in position in the axial direction so as to slide the first pallet 702 to the first reaction chamber side. The roller portion may comprise one or a plurality of rotatable rollers. The roller and pallet are geared to each other by gears to transmit power.

이러한 단순한 구성에 의하여 고온으로 유지되는 버퍼챔버 내측에 설치되더라도 작동오류가 없이 신뢰성 있는 동작이 가능하다.By this simple configuration, even if installed inside the buffer chamber maintained at a high temperature it is possible to operate reliably without an operation error.

도 3은 제3실시예에 따른 화학기상증착장치의 개략적인 평면도이다. 설명의 편의를 위하여 제1실시예와 유사한 부분은 동일한 도면번호를 사용한다.3 is a schematic plan view of a chemical vapor deposition apparatus according to a third embodiment. For convenience of description, parts similar to those of the first embodiment use the same reference numerals.

도 3에 도시된 바와 같이, 제3실시예에 따른 화학기상증착장치는 이송장치를 포함하며, 이송장치는 기판공급 및 배출장치(310), 제1픽업장치(320), 제1액추에이터(331), 제2액추에이터(332), 제3액추에이터(333), 제1파레트(350a), 제2파레트(350b), 제3파레트(350c), 제1로봇암(340), 제2로봇암(360a), 제3로봇암(360b) 및 제2픽업장치(370)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3, the chemical vapor deposition apparatus according to the third embodiment includes a transfer apparatus, and the transfer apparatus includes a substrate supply and discharge apparatus 310, a first pickup apparatus 320, and a first actuator 331. ), The second actuator 332, the third actuator 333, the first pallet (350a), the second pallet (350b), the third pallet (350c), the first robot arm (340), the second robot arm ( 360a), a third robot arm 360b, and a second pickup device 370.

상기 이송장치는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않고 복수의 반응챔버와 버퍼챔버 내측으로 기판을 반출입시킬 수 있도록 다양한 변형이 가능하다. The transfer apparatus is not limited to the embodiments described below, and various modifications are possible to carry the substrate in and out of the plurality of reaction chambers and the buffer chamber.

제2로봇암(360a)은 버퍼챔버(200) 내측에서 제1파레트(350a) 상면에 적재된 서셉터를 제2파레트(350b) 상면으로 운반할 수 있다. 또한, 제3로봇암(360b)은 버퍼챔버(200) 내측에서 제2파레트(350b) 상면에 적재된 서셉터를 제3파레트(350c) 상면으로 운반할 수 있다. The second robot arm 360a may carry the susceptor loaded on the upper surface of the first pallet 350a to the upper surface of the second pallet 350b inside the buffer chamber 200. In addition, the third robot arm 360b may transport the susceptor loaded on the upper surface of the second pallet 350b to the upper surface of the third pallet 350c inside the buffer chamber 200.

즉, 파레트는 각각의 반응챔버 내부로의 반출입 방향으로만 이동가능하다. 그러한 제2로봇암(360a) 및 제3로봇암(360b)은 섭씨 1000도 내외의 온도에서도 안정적으로 동작하도록 내열 재질 및 단열 구조물이 이용될 수 있다. In other words, the pallet is movable only in the carry-out direction into each reaction chamber. The second robot arm 360a and the third robot arm 360b may be a heat-resistant material and a heat insulating structure to be stably operated at a temperature of about 1000 degrees Celsius.

이러한 경우에 각각의 반응챔버 게이트 앞에는 상하로 승강할 수 있는 리프트 핀(380)이 마련될 수 있고 상승된 상태의 리프트 핀(380) 상단에 제2로봇암(360a)이 기판이나 서셉터를 내려놓고 빠져나가면 리프트 핀(380)이 하강하여 기판이나 서셉터를 파레트에 내려놓을 수 있다.In this case, each of the reaction chamber gates may be provided with a lift pin 380 that can be lifted up and down, and the second robot arm 360a lowers the substrate or susceptor on the lift pin 380 in an elevated state. When released, the lift pin 380 may descend to lower the substrate or susceptor on the pallet.

다른 실시예로서, 제2로봇암(360a) 및 제3로봇암(360b) 대신에 파레트를 선형적으로 이송시키도록 컨베이어로 마련될 수 있다. In another embodiment, a conveyor may be provided to linearly transfer the pallet instead of the second robot arm 360a and the third robot arm 360b.

도 4는 제1실시예에 따른 화학기상증착장치의 개략적인 단면도(A-A')이다. 4 is a schematic cross-sectional view A-A 'of the chemical vapor deposition apparatus according to the first embodiment.

도 4에 도시된 바와 같이, 버퍼챔버 게이트밸브(214a)가 개방되면 제1로봇암(340)이 버퍼챔버 게이트(213a)를 통과하여 서셉터(S)를 제1파레트(350a)에 적재할 수 있다. As shown in FIG. 4, when the buffer chamber gate valve 214a is opened, the first robot arm 340 passes through the buffer chamber gate 213a to load the susceptor S on the first pallet 350a. Can be.

어느 하나의 반응챔버에서 마지막으로 n-type GaN층을 형성하는 공정이 약 1200도에서 진행될 수 있으며, 이 경우에 버퍼챔버(200)는 미리 약 1200도 정도로 승온되도록 할 수 있다. 이에 따라 반응챔버에서 기판을 반출하더라도 기판에 미치는 열충격이 감소될 수 있다. The process of finally forming the n-type GaN layer in one reaction chamber may be performed at about 1200 degrees, in which case the buffer chamber 200 may be raised to about 1200 degrees in advance. Accordingly, even when the substrate is taken out of the reaction chamber, thermal shock on the substrate may be reduced.

제1반응챔버에서의 공정이 완료되면 제1파레트(350a)가 제1반응챔버(110) 내부로 진입하여 서셉터(S)를 적재하여 버퍼챔버(200)로 복귀할 수 있다. 회전부(112) 상면에 리프트 핀(119)이 마련되어 서셉터(S)를 승강시킴에 따라 제1파레트(350a)가 서셉터(S)를 로딩 또는 언로딩할 수 있다.When the process in the first reaction chamber is completed, the first pallet 350a may enter the first reaction chamber 110 to load the susceptor S and return to the buffer chamber 200. As the lift pin 119 is provided on the upper surface of the rotating part 112, the first pallet 350a may load or unload the susceptor S as the susceptor S is elevated.

제1반응챔버 반출입구(110a)에 마련된 제1반응챔버 게이트밸브(116)가 개방되면 제1반응챔버 게이트(115)를 통과하여 제1파레트(350a)를 제1반응챔버(110)로 반입하거나 또는 버퍼챔버(200)로 반입할 수 있다. When the first reaction chamber gate valve 116 provided at the first reaction chamber outlet 110a is opened, the first pallet 350a is carried into the first reaction chamber 110 by passing through the first reaction chamber gate 115. Or may be carried into the buffer chamber 200.

제1반응챔버(110)에서 공정이 완료되어 버퍼챔버(200)로 반출된 서셉터(S)를 제1로봇암(340)이 파지할 수 있도록 받침대(351) 상면의 리프트 핀(380)이 상승하게 된다. 파레트의 오목부 사이로 리프트 핀(380)이 상승함에 따라 리프트 핀(380)이 서셉터(S)를 상승시키면 제1로봇암(340)이 서셉터(S)를 파지하게 되고, 제2반응챔버 게이트(125) 앞에 놓인 제2파레트(350b) 상면에 적재하게 된다.The lift pins 380 on the upper surface of the pedestal 351 are configured to allow the first robot arm 340 to grip the susceptor S carried out in the first reaction chamber 110 to the buffer chamber 200. Will rise. When the lift pin 380 raises the susceptor S as the lift pins 380 rise between the recesses of the pallet, the first robot arm 340 grips the susceptor S, and the second reaction chamber The upper surface of the second pallet 350b placed in front of the gate 125 is loaded.

다른 실시예로서, 제1로봇암(340) 대신에 컨베이어 벨트와 같은 구성이 적용될 수 있으며, 이러한 경우에는 파레트 및 서셉터(S)는 제1반응챔버 게이트로부터 제3반응챔버 게이트까지 수평적으로 이송될 수 있다.In another embodiment, a configuration such as a conveyor belt may be applied instead of the first robot arm 340, in which case the pallet and susceptor S are horizontally moved from the first reaction chamber gate to the third reaction chamber gate. Can be transported.

버퍼챔버(200) 내부에는 섭씨 600도 ~ 900도 정도로 가열하기 위한 히 터(203)가 설치될 수 있다. 이 히터(203)는 유도 가열방식인 RF 히터 또는 램프히터일 수 있다.A heater 203 may be installed in the buffer chamber 200 to heat the temperature to 600 degrees Celsius to 900 degrees Celsius. The heater 203 may be an RF heater or a lamp heater which is an induction heating method.

제1반응챔버(110)의 일측벽에는 기판(W) 또는 서셉터(S)가 외부로 반출 또는 내부로 반입될 수 있도록 하는 제1반응챔버 게이트(115)가 구비된다. 그리고 제1반응챔버 게이트(115)에는 제1반응챔버 게이트밸브(116)가 설치된다. 제1반응챔버 게이트(115)는 버퍼챔버(200)와 연결된다. One side wall of the first reaction chamber 110 is provided with a first reaction chamber gate 115 to allow the substrate W or the susceptor S to be carried out or brought into the outside. The first reaction chamber gate 115 is provided with a first reaction chamber gate valve 116. The first reaction chamber gate 115 is connected to the buffer chamber 200.

한편, 제1반응챔버(110)에는 내측 상부에서 공정가스를 하측으로 분사하는 샤워헤드(111)가 마련된다.On the other hand, the first reaction chamber 110 is provided with a shower head 111 for injecting a process gas downward from the inner top.

서셉터(S) 하부의 회전부(112) 내측에는 서셉터를 고온 가열하기 위한 히터(미도시)가 설치될 수 있다. 히터는 텅스텐 히터, 세라믹 히터 또는 RF 히터 등으로 마련될 수 있다. 그리고 서셉터(S) 및 회전부(112)는 회전장치(114)에 의하여 회전 가능하게 설치되고, 또한 서셉터(S)는 회전축(113) 상단의 회전부(112)와 분리 및 결합이 가능하게 마련될 수 있다.A heater (not shown) for heating the susceptor at a high temperature may be installed inside the rotating part 112 under the susceptor S. The heater may be provided as a tungsten heater, a ceramic heater or an RF heater. In addition, the susceptor S and the rotation part 112 are rotatably installed by the rotation device 114, and the susceptor S is provided to be separated from and coupled to the rotation part 112 at the upper end of the rotation shaft 113. Can be.

이하에서는 본 실시예에 따른 화학기상 증착방법을 설명한다.Hereinafter, a chemical vapor deposition method according to the present embodiment will be described.

도 5는 본 실시예에 따른 화학기상 증착방법의 순서도이다. 5 is a flowchart of a chemical vapor deposition method according to the present embodiment.

도 5에 도시한 증착방법 이외에도 각각의 반응챔버에서 수행될 수 있는 공정의 종류를 변형하여 실시할 수 있다.In addition to the deposition method shown in Figure 5 may be carried out by modifying the type of processes that can be performed in each reaction chamber.

도 5에서 보듯이, 먼저 버퍼챔버에 반입된 기판을 제1반응챔버에 반입하는 단계(S10)가 수행될 수 있다.As shown in FIG. 5, a step S10 of first loading a substrate loaded into the buffer chamber into the first reaction chamber may be performed.

즉, 도 1에서 보듯이, 기판공급 및 배출장치(310)로 기판(W)(예를 들어, 사 파이어 기판)이 작업장 내부로 반입되면 제1픽업장치(320)는 기판(W)을 픽업하여 서셉터(S)에 적재할 수 있다.That is, as shown in FIG. 1, when the substrate W (eg, a sapphire substrate) is brought into the workplace by the substrate supply and discharge device 310, the first pickup device 320 picks up the substrate W. FIG. Can be loaded into the susceptor (S).

제1로봇암(340)은 서셉터(S)를 버퍼챔버(200)의 반입구(212)를 통하여 버퍼챔버(200) 내측으로 반입할 수 있다.The first robot arm 340 may carry the susceptor S into the buffer chamber 200 through the inlet 212 of the buffer chamber 200.

제1반응챔버 게이트밸브(116)가 개방되면 제1액추에이터(331)에 의하여 제1파레트(350a)는 제1반응챔버 게이트(115)를 통과하여 제1반응챔버(110) 내측으로 반입될 수 있다. When the first reaction chamber gate valve 116 is opened, the first pallet 350a may be carried into the first reaction chamber 110 by passing through the first reaction chamber gate 115 by the first actuator 331. have.

이때, 서셉터(S)를 내려놓을 수 있도록 회전부의 상면에는 리프트 핀이 마련되어 서셉터(S)를 적재한 제1파레트(350a)가 반입되면 파레트(350)의 오목부를 통하여 리프트 핀이 상승하여 서셉터(S)를 들어올린 상태가 되고 제1파레트(350a)는 다시 버퍼챔버(200)로 복귀한 후에 리프트 핀이 하강할 수 있다.At this time, the lift pin is provided on the upper surface of the rotating part so that the susceptor S can be put down, and when the first pallet 350a loaded with the susceptor S is loaded, the lift pin is raised through the recess of the pallet 350. After the susceptor S is lifted up and the first pallet 350a returns to the buffer chamber 200 again, the lift pin may descend.

다음으로, 제1반응챔버에서 공정을 수행하는 단계(S20)가 수행될 수 있다. Next, step S20 of performing a process in the first reaction chamber may be performed.

즉, 제1반응챔버(110)에서는 기판을 사전 열처리하는 공정(S21)이 진행될 수 있다. 수소(H2)공급장치(410)에 의하여 내측으로 수소가스, 또는 수소 및 질소의 혼합가스가 공급될 수 있다. 또한, 히터에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를 가열하여 열처리할 수 있다. 이때의 온도는 예를 들어, 1200도로 설정할 수 있다. 이러한 사전 열처리 공정에 의하여 기판상의 산화막과 같은 이물질층을 제거할 수 있다.That is, in the first reaction chamber 110, a process (S21) of preheating the substrate may be performed. Hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen and nitrogen may be supplied to the inside by the hydrogen (H 2) supply device 410. In addition, the substrate W or the susceptor S may be heated and heat treated by a heater. The temperature at this time can be set to 1200 degrees, for example. By this pre-heat treatment process, foreign matter layers such as oxide films on the substrate can be removed.

사전 열처리 공정이 완료되면 GaN 버퍼층을 성장시키는 공정(S23)이 진행될 수 있다. 수소(H2)공급장치(410)에 의하여 내측으로 수소가 공급될 수 있다. 또한, 트리메틸갈륨(TMG)공급장치(450)와 암모니아(NH3)공급장치(430)에 의하여 트리메틸갈륨(TMG: Trimethylgallium)과 암모니아 가스가 투입될 수 있다. 또한, 히터에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를 소정온도(예를 들어 600도)로 가열할 수 있다. 이러한 공정에 의하여 열처리된 기판 상면에 GaN 버퍼층을 성장시킬 수 있다. When the preheating process is completed, a process of growing a GaN buffer layer (S23) may be performed. Hydrogen may be supplied to the inside by the hydrogen (H 2) supply device 410. In addition, trimethylgallium (TMG) and ammonia gas may be introduced by the trimethylgallium (TMG) supply device 450 and the ammonia (NH 3) supply device 430. In addition, the substrate W or the susceptor S can be heated to a predetermined temperature (for example, 600 degrees) by a heater. The GaN buffer layer may be grown on the upper surface of the substrate heat-treated by this process.

GaN 버퍼층을 성장시키는 공정이 완료되면 undoped-GaN층을 성장시키는 공정(S25), n-type GaN층(Si 도핑)을 성장시키는 공정(S27)이 진행될 수 있다. When the process of growing the GaN buffer layer is completed, a process of growing an undoped-GaN layer (S25) and a process of growing an n-type GaN layer (Si doped) (S27) may be performed.

즉, 수소(H2)공급장치(410), 트리메틸갈륨(TMG)공급장치(450), 암모니아(NH3)공급장치(430), SiH4공급장치(440)에 의하여 각각 수소(H2), 트리메틸갈륨(TMG), 암모니아(NH3), SiH4를 반응챔버 내측으로 분사할 수 있다. 또한, 히터에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를, 예를 들어 1200도로 가열할 수 있다. 이러한 공정에 의하여 GaN 버퍼층 상면에 GaN층을, 그리고 GaN층 상면에 n-type GaN층(Si 도핑)을 성장시킬 수 있다.That is, hydrogen (H2) and trimethylgallium (H2) supply unit 410, trimethylgallium (TMG) supply unit 450, ammonia (NH3) supply unit 430, SiH4 supply unit 440, respectively TMG), ammonia (NH3) and SiH4 can be injected into the reaction chamber. Moreover, the board | substrate W or the susceptor S can be heated, for example by 1200 degree | times with a heater. By this process, a GaN layer can be grown on the GaN buffer layer and an n-type GaN layer (Si doped) can be grown on the GaN layer.

다음으로, 제1반응챔버로부터 반출된 기판을 버퍼챔버를 거쳐서 제2반응챔버에 반입하는 단계(S30)가 수행될 수 있다.Next, the step S30 of carrying out the substrate carried out from the first reaction chamber into the second reaction chamber via the buffer chamber may be performed.

즉, 제1반응챔버(110) 내측에서 공정이 완료되면 제1액추에이터(331)에 의하여 제1파레트(350a)는 다시 제1반응챔버(110) 내측으로 진입하여 서셉터(S)를 적재하여 버퍼챔버(200)로 서셉터(S)를 반출하게 된다. That is, when the process is completed inside the first reaction chamber 110, the first pallet 350a enters the first reaction chamber 110 again by the first actuator 331 to load the susceptor S. The susceptor S is carried out to the buffer chamber 200.

한편, 제1반응챔버(110)에서 공정이 진행중인 동안, 버퍼챔버(200)에서는 기판에 대하여 급격한 온도변화가 발생되지 않도록 소정 온도로 가열될 수 있다. 가열온도는 대략 섭씨 500~1200도 사이로 설정될 수 있다. 경우에 따라 약 700도 정 도로 설정될 수도 있다.Meanwhile, while the process is in progress in the first reaction chamber 110, the buffer chamber 200 may be heated to a predetermined temperature so that a sudden temperature change does not occur with respect to the substrate. The heating temperature may be set between about 500 to 1200 degrees Celsius. In some cases, it may be set to about 700 degrees.

이어서, 제1로봇암(340)이 수평적으로 서셉터(S)를 이동시켜서 제2반응챔버 게이트 위치에 있는 제2파레트(350b)로 이송시킬 수 있다.Subsequently, the first robot arm 340 may horizontally move the susceptor S to be transferred to the second pallet 350b at the second reaction chamber gate position.

제2파레트(350b)는 제2반응챔버 게이트(125)를 통과하여 제2반응챔버(120) 내측으로 반입될 수 있다.The second pallet 350b may be carried into the second reaction chamber 120 through the second reaction chamber gate 125.

제2반응챔버(120) 내측으로 반입된 서셉터(S)를 회전부에 적재한 후에 제2파레트(350b)는 버퍼챔버(200)로 복귀하게 된다.After loading the susceptor S loaded into the second reaction chamber 120 into the rotating unit, the second pallet 350b returns to the buffer chamber 200.

다음으로, 제2반응챔버에서 공정을 수행하는 단계(S40)가 수행될 수 있다.Next, a step (S40) of performing a process in the second reaction chamber may be performed.

즉, 제2반응챔버(120)에서는 활성층을 성장시키는 공정(S41)이 진행될 수 있다. 질소(N2)공급장치(420), 트리메틸갈륨(TMG)공급장치(450), 트리메틸인듐(TMI)공급장치(460), 암모니아(NH3)공급장치(430)에 의하여 각각 질소(N2), 트리메틸갈륨(TMG), 트리메틸인듐(TMI), 암모니아(NH3)가 제2반응챔버(120) 내측으로 분사될 수 있다.That is, in the second reaction chamber 120, a process (S41) of growing the active layer may be performed. Nitrogen (N2) and trimethyl by the nitrogen (N2) supply device 420, trimethylgallium (TMG) supply device 450, trimethyl indium (TMI) supply device 460, ammonia (NH3) supply device 430, respectively Gallium (TMG), trimethylindium (TMI), and ammonia (NH 3) may be injected into the second reaction chamber 120.

또한, 히터에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를 약 700도 내지 900도로 가변조절할 수 있다. 활성층은 단일 양자 우물(single quantum well: SQW)구조 또는 복수개의 양자 우물층을 갖는 다중양자우물(muti quantum well: MQW)구조일 수 있다. 이러한 공정에 의하여 제2반응챔버(120)에서 형성된 n-type GaN층(Si 도핑) 상면에 활성층을 성장시킬 수 있다.In addition, the substrate W or the susceptor S may be variably adjusted by about 700 degrees to 900 degrees by the heater. The active layer may be a single quantum well (SQW) structure or a multi-quantum well (MQW) structure having a plurality of quantum well layers. By this process, the active layer may be grown on the n-type GaN layer (Si doped) formed on the second reaction chamber 120.

다음으로, 제2반응챔버로부터 반출된 기판을 버퍼챔버를 거쳐서 제3반응챔버에 반입하는 단계(S50)가 수행될 수 있다.Next, the step S50 of carrying out the substrate carried out from the second reaction chamber into the third reaction chamber via the buffer chamber may be performed.

즉, 제1로봇암(340), 제3파레트(350c) 및 제3액추에이터(333)에 의하여 서셉터(S)를 제2반응챔버(120)에서 반출하여 제3반응챔버(130)에 반입할 수 있다.That is, the susceptor S is taken out from the second reaction chamber 120 by the first robot arm 340, the third pallet 350c, and the third actuator 333 and brought into the third reaction chamber 130. can do.

다음으로, 제3반응챔버에서 공정을 수행하는 단계(S60)가 수행될 수 있다.Next, a step (S60) of performing a process in the third reaction chamber may be performed.

즉, 제3반응챔버(130)에서는 p-type GaN층(Mg 도핑)을 성장시키는 공정(S61)이 진행될 수 있다. 수소(H2)공급장치(410), 트리메틸갈륨(TMG)공급장치(450), Cp2Mg공급장치(470), 암모니아(NH3)공급장치(430)에 의하여 수소(H2), 트리메틸갈륨(TMG), Cp2Mg, 암모니아(NH3)를 각각 제3반응챔버(130) 내측으로 분사할 수 있다.That is, in the third reaction chamber 130, a process S61 of growing a p-type GaN layer (Mg doping) may be performed. Hydrogen (H2), trimethylgallium (TMG), by the hydrogen (H2) supply unit 410, trimethylgallium (TMG) supply unit 450, Cp2Mg supply unit 470, ammonia (NH3) supply unit 430 Cp 2 Mg and ammonia (NH 3) may be injected into the third reaction chamber 130, respectively.

또한, 히터에 의하여 기판(W) 또는 서셉터(S)를 약 1200도로 가변조절할 수 있다. 이러한 공정에 의하여 활성층 상면에 p-type GaN층(Mg 도핑)을 성장시킬 수 있다.In addition, the substrate W or the susceptor S may be variably adjusted by about 1200 degrees by the heater. By this process, a p-type GaN layer (Mg doping) may be grown on the top surface of the active layer.

다른 실시예로서, p형의 불순물을 도프한 표면에 p형의 질화갈륨계 화합물 반도체의 박막을 형성하고 이 박막에 전자선을 조사할 수 있는 전자총을 구비하여 박막 품질을 개선하는 구성도 적용가능하다.As another embodiment, a configuration of improving a thin film quality by forming a thin film of a p-type gallium nitride compound semiconductor on a surface doped with a p-type impurity and having an electron gun capable of irradiating an electron beam to the thin film is also applicable. .

다음으로 제3반응챔버(130)에서는 어닐링 공정 또는 쿨링 공정(S63)이 진행될 수 있다. 질소(N2)공급장치(420)에 의하여 챔버 내부가 질소 분위기가 되도록 설정될 수 있으며, 히터에 의하여 섭씨 600-900도로 설정될 수 있다. 소정시간 동안 어닐링하여 p형 도펀트를 도핑한 p형 도핑층을 더욱 저저항화할 수 있다.Next, an annealing process or cooling process S63 may be performed in the third reaction chamber 130. The interior of the chamber may be set by the nitrogen (N2) supply device 420 to be a nitrogen atmosphere, and may be set by 600-900 degrees Celsius by the heater. The p-type doped layer doped with the p-type dopant by annealing for a predetermined time can further reduce the resistance.

한편, 제3반응챔버(130)에서 공정이 진행중인 동안, 버퍼챔버(200)에서는 기판에 대하여 급격한 온도변화가 발생되지 않도록 소정 온도로 가열될 수 있다. 가 열온도는 대략 섭씨 500~1200도 사이로 설정될 수 있다. 경우에 따라 약 700도 정도로 설정될 수도 있다.Meanwhile, while the process is in progress in the third reaction chamber 130, the buffer chamber 200 may be heated to a predetermined temperature so that a sudden temperature change does not occur with respect to the substrate. The heating temperature can be set between approximately 500 to 1200 degrees Celsius. In some cases, it may be set to about 700 degrees.

어닐링 공정이 완료되면 제3액추에이터(333)에 의하여 제3파레트(350c)가 제3반응챔버(130) 내측으로 반입되어 서셉터(S)를 적재하여 버퍼챔버(200)로 반출할 수 있다.When the annealing process is completed, the third pallet 350c may be carried into the third reaction chamber 130 by the third actuator 333, and the susceptor S may be loaded into the buffer chamber 200.

쿨링 공정을 제3반응챔버가 아니라 버퍼챔버(200)에서 수행할 수도 있다. 예를 들어, 100도 내지 300도 정도로 기판을 자연 냉각시킬 수도 있다.The cooling process may be performed in the buffer chamber 200 instead of the third reaction chamber. For example, the substrate may be naturally cooled to about 100 to 300 degrees.

이어서 버퍼챔버 반입구(213a)를 통과하여 서셉터를 외부로 반출할 수 있다. 반출된 서셉터(S)는 제1로봇암(340)에 의하여 별도의 장소로 이송되며, 제2픽업장치(370)에 의하여 서셉터 상면의 기판(W)을 픽업하여 기판공급 및 배출장치(310)로 이송할 수 있다.Subsequently, the susceptor may be taken out to the outside through the buffer chamber inlet 213a. The susceptor S carried out is transferred to a separate place by the first robot arm 340, and the substrate supply and discharge device is picked up by picking up the substrate W on the upper surface of the susceptor by the second pickup device 370. 310).

다른 실시예로서, 어닐링 공정을 제3반응챔버가 아니라 버퍼챔버에서 수행되도록 설정할 수도 있다.As another example, the annealing process may be set to be performed in the buffer chamber instead of the third reaction chamber.

한편, 하나의 서셉터에 대하여 반응챔버 내측에서 공정이 진행중인 동안에도 다른 반응챔버에 다른 서셉터를 반입하여 공정을 병행할 수 있기 때문에 공정효율이 향상되는 효과가 있다. On the other hand, while the process is in progress inside the reaction chamber for one susceptor, it is possible to carry out the process by bringing another susceptor into the other reaction chamber in parallel, there is an effect that the process efficiency is improved.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.An embodiment of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.

도 1은 제1실시예에 따른 화학기상증착장치의 개략적인 평면도이다. 1 is a schematic plan view of a chemical vapor deposition apparatus according to a first embodiment.

도 2는 제2실시예에 따른 화학기상증착장치의 개략적인 평면도이다. 2 is a schematic plan view of a chemical vapor deposition apparatus according to a second embodiment.

도 3은 제3실시예에 따른 화학기상증착장치의 개략적인 평면도이다.3 is a schematic plan view of a chemical vapor deposition apparatus according to a third embodiment.

도 4는 제1실시예에 따른 화학기상증착장치의 개략적인 단면도(A-A')이다. 4 is a schematic cross-sectional view A-A 'of the chemical vapor deposition apparatus according to the first embodiment.

도 5는 본 실시예에 따른 화학기상 증착방법의 순서도이다. 5 is a flowchart of a chemical vapor deposition method according to the present embodiment.

Claims (7)

적어도 어느 하나는 3족 금속 가스와 5족 가스를 분사하여 금속 유기물 박막을 화학기상증착하는 복수개의 반응챔버;At least one of the plurality of reaction chambers for chemical vapor deposition of a metal organic material thin film by injecting a Group 3 metal gas and Group 5 gas; 소정의 온도로 제어되도록 히터를 포함하고, 소정의 가스 분위기로 제어되며, 상기 복수개의 반응챔버 중의 일부와 서로 개통되면 상기 복수개의 반응챔버 중의 나머지와는 서로 차단되도록 상기 복수개의 반응챔버와 연결된 버퍼챔버;A buffer connected to the plurality of reaction chambers, the heater being controlled to a predetermined temperature, controlled to a predetermined gas atmosphere, and being opened with each of the plurality of reaction chambers so that the rest of the plurality of reaction chambers is isolated from each other. chamber; 상기 버퍼챔버의 외부에 설치되며, 상기 버퍼챔버 내부로 진입하여 상기 복수개의 반응챔버 중의 어느 하나에서 기판이 적재된 서셉터를 상기 버퍼챔버 내부로 반출한 다음, 상기 복수개의 반응챔버 중의 다른 하나로 상기 서셉터를 반입하고 상기 버퍼챔버 외부로 반출되도록 마련된 이송장치; 및Is installed outside of the buffer chamber, enters into the buffer chamber and takes out a susceptor loaded with a substrate from one of the plurality of reaction chambers into the buffer chamber, and then the other into the other of the plurality of reaction chambers. A transfer device configured to carry a susceptor into and out of the buffer chamber; And 상기 복수개의 반응챔버 및 상기 버퍼챔버 내부로 가스를 공급하는 가스공급장치;를 포함하는 금속 유기물 화학기상증착장치.And a gas supply device for supplying gas into the plurality of reaction chambers and the buffer chamber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 3족 금속 가스는 트리메틸갈륨(Trimethylgallium), 트리메틸인듐(trimethyl-indium), 트리메틸알루미늄(trimethylaluminium) 중에서 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 5족 가스는 암모니아를 포함하고, 상기 버퍼챔버 내부로 공급되는 가스는 수소와 질소 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 금속 유기물 화학기상증착장치.The Group 3 metal gas includes at least one of trimethylgallium, trimethyl-indium, and trimethylaluminium, and the Group 5 gas includes ammonia and is supplied into the buffer chamber. Gas is a metal organic chemical vapor deposition apparatus containing at least one of hydrogen and nitrogen. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 버퍼챔버의 상기 히터는 상기 버퍼챔버 내부를 100도 내지 1200도로 가열할 수 있도록 마련된 금속 유기물 화학기상증착장치.The heater of the buffer chamber is a metal organic chemical vapor deposition apparatus provided to heat the interior of the buffer chamber 100 to 1200 degrees. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수개의 반응챔버 중의 적어도 어느 하나는 내부에 회전가능하게 설치된 서셉터를 포함하며, 상기 이송장치는 상기 버퍼챔버 내부로 진입하여 상기 복수개의 반응챔버 중의 어느 하나에서 기판이 적재된 위성서셉터를 상기 서셉터로부터 분리하여 상기 버퍼챔버 내부로 반출한 다음, 상기 복수개의 반응챔버 중의 다른 하나로 상기 위성서셉터를 반입하고 상기 버퍼챔버 외부로 반출되도록 마련된 금속 유기물 화학기상증착장치.At least one of the plurality of reaction chambers includes a susceptor rotatably installed therein, and the transfer apparatus enters into the buffer chamber and selects a satellite susceptor on which a substrate is loaded in any one of the plurality of reaction chambers. And a metal organic chemical vapor deposition apparatus which is separated from the susceptor and taken out into the buffer chamber, and then the satellite susceptor is brought into another one of the plurality of reaction chambers and taken out of the buffer chamber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이송장치는 상기 서셉터를 상기 반응챔버와 상기 버퍼챔버 상호간에 반출 또는 반입시키는 로봇암을 포함하는 금속 유기물 화학기상증착장치.The transfer device is a metal organic chemical vapor deposition apparatus including a robot arm for carrying out or carrying in the susceptor between the reaction chamber and the buffer chamber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이송장치는 상기 서셉터를 상기 반응챔버와 상기 버퍼챔버 상호간에 반출 또는 반입시키는 복수의 액추에이터; 및The transfer apparatus includes a plurality of actuators for carrying out or carrying in the susceptor between the reaction chamber and the buffer chamber; And 상기 버퍼챔버 내부로 진입하여 상기 서셉터를 상기 복수의 액추에이터 중의 어느 하나에서 다른 하나로 이송시키는 로봇암;을 포함하는 금속 유기물 화학기상증착장치.And a robot arm which enters into the buffer chamber and transfers the susceptor from one of the plurality of actuators to the other. 삭제delete
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006219760A (en) * 2005-02-07 2006-08-24 Semes Co Ltd Apparatus for processing substrate
KR20070117366A (en) * 2006-06-08 2007-12-12 서울옵토디바이스주식회사 Method for fabricating a compound semiconductor device
JP2008538592A (en) * 2005-04-22 2008-10-30 ヴィテックス・システムズ・インコーポレーテッド Equipment for depositing multilayer coatings on individual sheets

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006219760A (en) * 2005-02-07 2006-08-24 Semes Co Ltd Apparatus for processing substrate
JP2008538592A (en) * 2005-04-22 2008-10-30 ヴィテックス・システムズ・インコーポレーテッド Equipment for depositing multilayer coatings on individual sheets
KR20070117366A (en) * 2006-06-08 2007-12-12 서울옵토디바이스주식회사 Method for fabricating a compound semiconductor device

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