KR101213623B1 - A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method for manufacturing thereof - Google Patents

A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method for manufacturing thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101213623B1
KR101213623B1 KR1020100087147A KR20100087147A KR101213623B1 KR 101213623 B1 KR101213623 B1 KR 101213623B1 KR 1020100087147 A KR1020100087147 A KR 1020100087147A KR 20100087147 A KR20100087147 A KR 20100087147A KR 101213623 B1 KR101213623 B1 KR 101213623B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
plate
tube
chamber
supply unit
Prior art date
Application number
KR1020100087147A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120024304A (en
Inventor
안영웅
Original Assignee
엘아이지에이디피 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘아이지에이디피 주식회사 filed Critical 엘아이지에이디피 주식회사
Priority to KR1020100087147A priority Critical patent/KR101213623B1/en
Publication of KR20120024304A publication Critical patent/KR20120024304A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101213623B1 publication Critical patent/KR101213623B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/45572Cooled nozzles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/45574Nozzles for more than one gas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 화학기상증착장치의 가스 공급유닛 제조 방법에 관한 것으로, 제1 플레이트 상측에 제2 플레이트를 배치하여 냉각 챔버를 형성하는 단계, 공정 가스의 유로를 형성하는 제1 튜브 및 제2 튜브를 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 관통시킨 후 제1 용가재로 브레이징 하여 고정시키는 단계, 상기 제2 튜브의 상단이 제3 플레이트의 관통홀에 삽입되도록 상기 제3 플레이트를 상기 제2 플레이트의 상측으로 안착시켜 제1 가스챔버를 형성하는 단계, 상기 제2 튜브와 상기 관통홀 사이를 제2 용가재로 브레이징 하여 상기 제1 가스챔버의 기밀을 유지시키는 단계 및 상기 제3 플레이트 상측으로 제4 플레이트를 설치하여 제2 가스챔버를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 튜브는 상기 제1 가스챔버에 수용되는 가스의 공급 유로를 형성하고, 상기 제2 튜브는 상기 제2 가스챔버에 수용되는 가스의 공급유로를 형성하도록 설치되는 화학기상증착장치의 가스공급유닛 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의할 경우, 각각의 공정 가스를 공정 공간으로 균일하게 공급할 수 있어, 웨이퍼 증착 품질을 개선시킬 수 있고, 가스공급유닛 제작시 요구되는 브레이징을 서로 다른 온도에서 진행하여, 브레이징 공정에 의해 발생되는 가스공급유닛의 변형을 최소화시킬 수 있다.
The present invention relates to a method for manufacturing a gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus, comprising: forming a cooling chamber by arranging a second plate on an upper side of a first plate; forming a first tube and a second tube forming a flow path of a process gas; After passing through the first plate and the second plate by brazing with a first filler material, fixing the third plate to the upper side of the second plate so that the upper end of the second tube is inserted into the through hole of the third plate. Forming a first gas chamber by seating, brazing a second filler material between the second tube and the through hole to maintain the airtightness of the first gas chamber, and installing a fourth plate above the third plate And forming a second gas chamber, wherein the first tube forms a supply flow path of the gas accommodated in the first gas chamber, and wherein the second gas chamber is formed. The tube provides a method for manufacturing a gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus that is installed to form a supply flow path of a gas contained in the second gas chamber.
According to the present invention, each process gas can be uniformly supplied to the process space, thereby improving wafer deposition quality, and the brazing required for fabricating the gas supply unit is performed at different temperatures, and thus, by the brazing process. It is possible to minimize the deformation of the gas supply unit generated.

Description

화학기상증착장치의 가스공급유닛 및 이의 제조 방법 {A GAS SUPPLY UNIT OF A CHEMICAL VAPOR DEPOSITION APPARATUS AND A METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method of manufacturing the same {A GAS SUPPLY UNIT OF A CHEMICAL VAPOR DEPOSITION APPARATUS AND A METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 화학기상증착장치의 가스공급유닛 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적어도 하나 이상의 공정가스를 이용하여 박막을 증착시키는 화학기상증착장치의 가스공급유닛 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method of manufacturing the same, and more particularly to a gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus for depositing a thin film using at least one or more process gas and a method of manufacturing the same. .

화학 기상 증착이란 공정 가스의 화학 반응을 이용하여 기판 상에 박막을 형성하는 공정을 의미한다. 따라서, 화학기상증착장치는 반응성이 좋은 적어도 하나 이상의 공정가스를 챔버에 공급하고, 이를 빛, 열, 플라즈마(plasma), 마이크로 웨이브(micro wave), X-ray, 전기장 등을 이용하여 공정가스를 활성화시켜 기판 상에 양질의 박막을 형성하도록 구성된다.Chemical vapor deposition means a process of forming a thin film on a substrate by using a chemical reaction of a process gas. Therefore, the chemical vapor deposition apparatus supplies at least one highly reactive process gas to the chamber, and uses the light, heat, plasma, microwave, X-ray, or electric field to process the process gas. Activating to form a thin film of good quality on the substrate.

이와 같은 화학기상증착장치는 공정 챔버 내측으로 공정가스를 공급하기 위한 가스 공급유닛을 구비한다. 가스 공급유닛은 공정 챔버 내측 상부에 형성되는 복수개의 분사구를 이용하여 이종의 공정 가스를 각각 공급한다. 그리고, 공정 챔버 내측에서 이종의 공정 가스 간에 반응이 일어나면서 기판 상에 증착이 이루어진다. 이때, 복수개의 공정 가스는 공정 챔버 내측으로 공급되기 이전에 반응이 일어나는 것을 방지하기 위해, 가스 공급유닛은 각각의 공정가스가 별개의 유로를 따라 진행하도록 구성된다.Such a chemical vapor deposition apparatus includes a gas supply unit for supplying a process gas into the process chamber. The gas supply unit supplies heterogeneous process gases using a plurality of injection holes formed in the upper portion of the process chamber. Then, the deposition occurs on the substrate while the reaction occurs between different process gases inside the process chamber. In this case, in order to prevent the reaction from occurring before the plurality of process gases are supplied into the process chamber, the gas supply unit is configured to allow each process gas to proceed along a separate flow path.

그런데, 종래의 경우 각각의 공정가스가 별개의 유로를 따라 공정 공간으로 공급되는 바, 웨이퍼 상으로 균일하게 각각의 공정가스를 공급하는 것이 곤란하였다. 따라서, 웨이퍼 상에 박막이 불균일하게 증착되는 문제점이 발생하였다.However, in the related art, since each process gas is supplied to the process space along a separate flow path, it is difficult to uniformly supply each process gas onto the wafer. Thus, a problem arises in that the thin film is unevenly deposited on the wafer.

본 발명은 전술한 문제점을 극복할 수 있도록, 서로 다른 공정가스가 공급되는 각각의 분사구를 가스공급유닛의 저면에 균일한 패턴으로 형성하여, 각각의 공정 가스가 공정 공간으로 균일하게 공급될 수 있는 화학기상증착장치의 가스공급유닛을 제공하기 위함이다.The present invention is to form a uniform pattern on the bottom surface of the gas supply unit, each injection port to which different process gases are supplied so as to overcome the above-described problems, each process gas can be uniformly supplied to the process space To provide a gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus.

나아가, 본 발명은 상기와 같은 가스공급유닛 제조시, 복수회에에 걸친 브레이징 공정에 의해 발생되는 형상 변형을 최소화시킬 수 있는 화학기상증착장치의 가스공급유닛 제조 방법을 제공하기 위함이다.Furthermore, the present invention is to provide a method for manufacturing a gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus that can minimize the shape deformation caused by a plurality of brazing processes when manufacturing the gas supply unit as described above.

전술한 본 발명의 목적은, 제1 플레이트 상측에 제2 플레이트를 배치하여 냉각 챔버를 형성하는 단계, 공정 가스의 유로를 형성하는 제1 튜브 및 제2 튜브를 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 관통시킨 후 제1 용가재로 브레이징 하여 고정시키는 단계, 상기 제2 튜브의 상단이 제3 플레이트의 관통홀에 삽입되도록 상기 제3 플레이트를 상기 제2 플레이트의 상측으로 안착시켜 제1 가스챔버를 형성하는 단계, 상기 제2 튜브와 상기 관통홀 사이를 제2 용가재로 브레이징 하여 상기 제1 가스챔버의 기밀을 유지시키는 단계 및 상기 제3 플레이트 상측으로 제4 플레이트를 설치하여 제2 가스챔버를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 튜브는 상기 제1 가스챔버에 수용되는 가스의 공급 유로를 형성하고, 상기 제2 튜브는 상기 제2 가스챔버에 수용되는 가스의 공급유로를 형성하도록 설치되는 화학기상증착장치의 가스공급유닛 제조 방법에 의해 달성될 수 있다.The object of the present invention described above is to form a cooling chamber by arranging a second plate above the first plate, the first tube and the second tube forming a flow path of the process gas to the first plate and the second plate Brazing and fixing with a first filler material after the penetration, and seating the third plate to the upper side of the second plate so that the upper end of the second tube is inserted into the through hole of the third plate to form a first gas chamber Step, brazing between the second tube and the through hole with a second filler material to maintain the airtightness of the first gas chamber and installing a fourth plate above the third plate to form a second gas chamber Wherein the first tube forms a supply flow path of the gas received in the first gas chamber, and the second tube of the gas received in the second gas chamber It can be achieved by the gas supply unit manufacturing method of the chemical vapor deposition apparatus installed to form the supply passage.

여기서, 상기 제2 용가재를 이용하는 브레이징은 상기 제1 용가재를 이용하여 브레이징 보다 낮은 온도에서 진행되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 제1 용가재를 이용하여 브레이징은 800℃~1100℃의 온도 범위에서 진행되고, 상기 제2 용가재를 이용하여 브레이징은 400℃~700℃의 온도 범위에 진행될 수 있다.Here, the brazing using the second filler material is preferably carried out at a lower temperature than the brazing using the first filler material. Specifically, brazing may be performed at a temperature range of 800 ° C. to 1100 ° C. using the first filler metal, and brazing may be performed at a temperature range of 400 ° C. to 700 ° C. using the second filler material.

여기서, 상기 제2 용가재로서 알루미늄 성분으로 이루어지는 용가재를 이용할 수 있다.Here, a filler material made of an aluminum component can be used as the second filler material.

나아가, 상기 제3 플레이트를 안착시키기 이전에, 분사면을 형성하는 제1 플레이트의 저면을 평탄하게 가공하는 단계 및 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트에 잔류하는 이물질을 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.Furthermore, before the third plate is seated, the method further includes the step of flattening the bottom of the first plate forming the spray surface and removing foreign matter remaining in the first plate and the second plate. Can be done.

한편, 전술한 본 발명의 목적은 제1 공정가스를 수용하는 제1 가스챔버, 상기 제1 가스챔버 상측에 설치되어 제2 공정가스를 수용하는 제2 가스챔버, 상기 제1 가스챔버 하측에 구비되어 공정 공간과 인접 설치되는 냉각 챔버, 상기 제1 가스챔버로부터 상기 냉각 챔버를 관통하도록 설치되며, 상기 제1 공정가스가 상기 공정공간으로 공급되는 유로를 형성하는 제1 튜브 및 상기 제2 가스챔버로부터 상기 제1 가스챔버 및 상기 냉각 챔버를 관통하도록 설치되며 상기 제2 공정가스가 상기 공정공간으로 공급되는 유로를 형성하는 제2 튜브를 포함하고, 상기 냉각 챔버의 상면 및 하면은 상기 제1 튜브 및 제2 튜브가 관통하는 위치에서 제1 용가재에 의해 브레이징 되고, 상기 제2 가스챔버의 저면은 상기 제2 튜브가 관통하는 위치에서 제2 용가재에 의해 브레이징 되는 화학기상증착장치의 가스공급유닛에 의해 달성될 수도 있다.Meanwhile, an object of the present invention described above is provided in a first gas chamber for accommodating a first process gas, a second gas chamber installed above the first gas chamber for accommodating a second process gas, and a lower side of the first gas chamber. And a cooling chamber installed adjacent to the process space, the first tube and the second gas chamber being formed so as to penetrate the cooling chamber from the first gas chamber, and forming a flow path through which the first process gas is supplied to the process space. And a second tube installed to penetrate the first gas chamber and the cooling chamber from the first gas chamber and forming a flow path through which the second process gas is supplied to the process space, and an upper surface and a lower surface of the cooling chamber are formed on the first tube. And brazing by the first filler material in a position where the second tube passes, and the bottom surface of the second gas chamber is brazed by a second filler material in the position where the second tube penetrates. It can also be achieved by the gas supply unit of the chemical vapor deposition apparatus being charged.

여기서, 상기 제1 용가재는 1000℃ 이상에서 용융되는 재질로 구성되고, 상기 제2 용가재는 800℃ 이하의 온도에서 용융되는 재질로 구성되는 것이 바람직하다.Here, the first filler material is composed of a material that is melted at 1000 ℃ or more, the second filler material is preferably composed of a material that is melted at a temperature of 800 ℃ or less.

구체적으로, 상기 제2 용가재는 알루미늄 성분으로 이루어지는 것을 이용할 수 있다.Specifically, the second filler material may be made of an aluminum component.

본 발명에 의할 경우, 각각의 공정 가스를 공정 공간으로 균일하게 공급할 수 있어, 웨이퍼 증착 품질을 개선시킬 수 있다.According to the present invention, each process gas can be uniformly supplied to the process space, thereby improving wafer deposition quality.

또한, 가스공급유닛 제작시 요구되는 브레이징을 서로 다른 온도에서 진행하여, 브레이징 공정에 의해 발생되는 가스공급유닛의 변형을 최소화시킬 수 있다.In addition, the brazing required for manufacturing the gas supply unit may be performed at different temperatures, thereby minimizing deformation of the gas supply unit generated by the brazing process.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학기상증착장치의 단면을 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 가스공급유닛의 단면을 도시한 단면도,
도 3은 도 2의 화학기상증착장치의 가스공급유닛을 제조하는 순서를 도시한 순서도이고,
도 4는 도 3의 각 단계에서 진행되는 공정 내용을 개략적으로 도시한 단면도이다.
1 is a cross-sectional view showing a cross section of a chemical vapor deposition apparatus according to a preferred embodiment of the present invention,
2 is a cross-sectional view showing a cross section of the gas supply unit of FIG.
3 is a flow chart showing a procedure for manufacturing a gas supply unit of the chemical vapor deposition apparatus of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the process contents performed in each step of FIG. 3.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착장치의 가스공급유닛에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings, a gas supply unit of the chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 실시예에서는 유기 금속 화합물이 포함된 공정가스를 이용하는 화학기상증착장치(Metal Organic Chemical Vapor Deposition Apparatus, 이하 MOCVD)를 예를 들어 설명하도록 한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이 이외에도 복수개의 공정가스를 반응시켜 증착공정을 수행하는 각종 화학기상증착장치에 적용될 수 있음을 앞서 밝혀둔다.In the present embodiment, a description will be given of a chemical vapor deposition apparatus (MOCVD) using a process gas containing an organometallic compound. However, the present invention is not limited thereto. In addition, the present invention may be applied to various chemical vapor deposition apparatuses which perform a deposition process by reacting a plurality of process gases.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착장치의 단면을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a cross section of a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 화학기상증착장치는 공정 챔버(10), 서셉터(susceptor; 20), 그리고 서셉터 방향으로 제1, 제2 공정가스를 공급하는 가스공급유닛을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the chemical vapor deposition apparatus may include a process chamber 10, a susceptor 20, and a gas supply unit supplying first and second process gases in a susceptor direction. Can be.

우선, 공정 챔버(10)는 화학기상증착장치(1)의 몸체를 형성하며, 내부에 웨이퍼(wafer)에 대한 박막 증착 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 이때, 공정 챔버(10)는 증착효율을 높일 수 있도록 능동적으로 제어되는 가스 유로를 제외하고는, 외부와 기밀된 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 공정 내용에 따라 내부 공간의 분위기를 효과적으로 제어할 수 있도록, 공정 챔버(10)의 벽체는 단열성이 우수한 재질로 구성할 수 있다.First, the process chamber 10 forms a body of the chemical vapor deposition apparatus 1, and provides a space in which a thin film deposition process for a wafer is performed. In this case, the process chamber 10 may maintain an airtight state with the outside, except for a gas flow passage that is actively controlled to increase deposition efficiency. In addition, the wall of the process chamber 10 may be made of a material having excellent thermal insulation so as to effectively control the atmosphere of the internal space according to the process contents.

한편, 서셉터(20)는 공정 챔버(10)의 내부 공간에 설치된다. 서셉터(20) 상면에는 웨이퍼가 안착되기 위한 복수개의 안착부(미도시)가 형성될 수 있다. 여기서, 안착부(132)는 웨이퍼의 크기에 대응되는 형상의 홈으로 구성되며, 서셉터(20) 상면에 하향으로 단차 형성되어, 웨이퍼가 안착/수용되는 공간을 형성한다.On the other hand, the susceptor 20 is installed in the interior space of the process chamber 10. The upper surface of the susceptor 20 may be provided with a plurality of mounting parts (not shown) for mounting the wafer. Here, the seating portion 132 is formed of a groove having a shape corresponding to the size of the wafer, and is formed on the upper surface of the susceptor 20 downwardly, thereby forming a space in which the wafer is seated / received.

그리고, 상기 서셉터(20)는 서셉터 지지부(30)에 의해 지지되도록 설치된다. 이때, 서셉터 지지부(30)는 공정 챔버(10)의 하측에 구비되는 구동축(40)과 연결 설치될 수 있다. 구동축(40)은 모터(motor, 미도시)와 연결 설치되어, 모터의 회전력을 이용하여 서셉터 지지부(30) 및 서셉터(20)를 회전시키도록 구성될 수 있다. 또한, 구동축(40)을 승강 가능하게 설치하여, 서셉터 지지부(30) 및 서셉터(20)를 승강하도록 구성하는 것도 가능하다.The susceptor 20 is installed to be supported by the susceptor support 30. At this time, the susceptor support 30 may be connected to the drive shaft 40 provided at the lower side of the process chamber 10. The drive shaft 40 may be connected to a motor (not shown) and configured to rotate the susceptor support 30 and the susceptor 20 by using the rotational force of the motor. In addition, the drive shaft 40 may be provided to be elevated, and thus the susceptor support 30 and the susceptor 20 may be configured to be elevated.

그리고, 서셉터(20)의 하측에는 서셉터(20)의 상면을 가열하기 위한 히터(heater; 50)가 구비될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 히터(50)는 서셉터 지지부(30)의 내측에 구비되어, 서셉터(20) 상면의 온도를 균일하게 제어하도록 설치될 수 있다. 따라서, 증착 공정시 히터(50)를 제어하여, 서셉터(20) 상에서 증착 공정이 원활하게 진행될 수 있는 공정 분위기를 조성한다.In addition, a heater 50 for heating the upper surface of the susceptor 20 may be provided below the susceptor 20. As shown in FIG. 1, the heater 50 may be provided inside the susceptor support 30, and may be installed to uniformly control the temperature of the upper surface of the susceptor 20. Therefore, the heater 50 is controlled during the deposition process to create a process atmosphere in which the deposition process may proceed smoothly on the susceptor 20.

한편, 가스공급유닛(100)은 외부의 가스 공급원(미도시)과 연결되고, 공정 챔버(10) 내측의 공정 공간으로 공정 가스를 공급하도록 설치된다. 본 실시예에 따른 화학기상증착장치(1)는 복수개의 공정가스가 반응하여 증착이 진행되며, 본 실시예의 가스공급유닛(100)은 제1 공정가스(G1) 및 제2 공정가스(G2)를 공급하도록 설치될 수 있다.On the other hand, the gas supply unit 100 is connected to an external gas supply source (not shown), and is installed to supply the process gas to the process space inside the process chamber 10. In the chemical vapor deposition apparatus 1 according to the present embodiment, a plurality of process gases are reacted to be deposited, and the gas supply unit 100 according to the present embodiment includes the first process gas G1 and the second process gas G2. It can be installed to supply.

전술한 바와 같이, 본 실시예에서는 유기금속 화합물을 이용하여 박막 증착 공정을 진행하는 MOCVD를 이용하여 설명하고 있는 바, 제1 공정가스(G1)는 5족 화합물을 포함하고, 제2 공정가스(G2)는 3족 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 공정가스(G1)는 암모니아(NH3) 소스를 포함하는 가스를 이용하고, 제2 공정가스(G2)는 트리메틸갈륨(TMGa) 소스를 포함하는 가스를 이용할 수 있다. 다만, 이는 일 실시예로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 공정 설계에 따라 다양한 종류의 가스를 이용할 수 있다. 나아가, 가스공급유닛(100)은 제1, 제2 공정가스 이외에도 별도의 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 공급라인을 구비하는 것도 가능하나, 이에 대한 설명은 편의상 생략하도록 한다.As described above, in the present embodiment, the MOCVD process for thin film deposition using the organometallic compound is described using MOCVD. The first process gas G1 includes a Group 5 compound, and the second process gas ( G2) may comprise a Group 3 compound. Specifically, the first process gas G1 may use a gas including an ammonia (NH 3 ) source, and the second process gas G2 may use a gas including a trimethylgallium (TMGa) source. However, the present invention is not limited thereto, and various types of gases may be used according to a process design. In addition, the gas supply unit 100 may include a gas supply line for supplying a separate inert gas in addition to the first and second process gases, but a description thereof will be omitted for convenience.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스공급유닛(100)은 서셉터(20)의 상측에 형성되어, 서셉터(20) 방향으로 제1, 제2 공정가스(G1, G2)를 분사하도록 구성될 수 있다. 분사된 제1, 제2 공정가스는 히터에 의해 가열된 공정 공간의 고온 환경에서 화학 반응이 일어나면서 웨이퍼 상에 박막을 형성한다.As shown in FIG. 1, the gas supply unit 100 according to the present invention is formed above the susceptor 20 to direct the first and second process gases G1 and G2 toward the susceptor 20. It can be configured to spray. The injected first and second process gases form a thin film on the wafer while a chemical reaction occurs in the high temperature environment of the process space heated by the heater.

이때, 가스공급유닛(100)은 제1, 제2 공정가스(G1, G2)가 진행하는 유로를 각각 독립적으로 구비한다. 따라서, 제1 공정가스(G1) 및 제2 공정가스(G2)는 각각의 유로를 따라 서로 격리된 상태로 공정 공간으로 공급되는 바, 공정 공간으로 분사되기 이전에 제1, 제2 공정가스간에 화학 반응이 일어나는 것을 방지할 수 있다. At this time, the gas supply unit 100 is provided with a flow path for each of the first and second process gas (G1, G2) independently. Therefore, the first process gas G1 and the second process gas G2 are supplied to the process space in a state in which they are isolated from each other along the respective flow paths. Chemical reactions can be prevented from occurring.

도 2는 도 1의 가스공급유닛의 단면을 도시한 단면도이다. 이하에서는 도 2를 참고하여, 본 실시예에 따른 화학기상증착장치(1)의 가스공급유닛(100)을 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.2 is a cross-sectional view showing a cross section of the gas supply unit of FIG. Hereinafter, referring to FIG. 2, the gas supply unit 100 of the chemical vapor deposition apparatus 1 according to the present embodiment will be described in more detail.

도 2에 도시된 바와 같이, 가스공급유닛(100)은 제1 가스챔버(101) 및 제2 가스챔버(102)를 포함한다. 이때, 각각의 가스 챔버는 외부의 가스 공급원(미도시)과 연결될 수 있다. 외부의 가스 공급원으로부터 유입되는 제1 공정가스(G1)는 제1 가스챔버(101)에 수용되고, 제2 공정가스(G2)는 제2 가스챔버(102)에 수용된다.As shown in FIG. 2, the gas supply unit 100 includes a first gas chamber 101 and a second gas chamber 102. In this case, each gas chamber may be connected to an external gas supply source (not shown). The first process gas G1 flowing from an external gas supply source is accommodated in the first gas chamber 101, and the second process gas G2 is accommodated in the second gas chamber 102.

이때, 제1 가스챔버(101) 및 제2 가스챔버(102)는 가스공급유닛(100) 내측에서 적층 구조를 형성한다. 그리고, 가스 공급 유닛(100)의 저면에는 복수개의 분사구가 형성되며, 제1, 제2 가스챔버(101, 102)는 분사구로 연결되는 각각의 유로를 구비하여 분사구를 통해 제1, 제2 공정가스를 공급한다.At this time, the first gas chamber 101 and the second gas chamber 102 form a stacked structure inside the gas supply unit 100. In addition, a plurality of injection holes are formed on the bottom surface of the gas supply unit 100, and the first and second gas chambers 101 and 102 have respective flow paths connected to the injection holes, and the first and second processes are provided through the injection holes. Supply gas.

여기서, 가스공급유닛(100)은 저면이 공정 공간에 노출되는 바, 공정 중 공정 공간의 고온 환경에 영향을 받을 수 있다. 따라서, 공정 가스가 수용되는 제1, 제2 가스챔버(101, 102)는 이러한 고온 환경으로부터 열적으로 격리될 수 있도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 일예로서, 가스공급유닛(100)의 저면과 내측의 가스 챔버 사이에 냉각수 또는 냉각 기체 등의 냉각 유체가 수용되어 이동할 수 있는 냉각 챔버(103)를 구비할 수 있다.Here, the gas supply unit 100 is exposed to the process space bottom surface, it may be affected by the high temperature environment of the process space during the process. Accordingly, the first and second gas chambers 101 and 102 in which the process gas is accommodated may be configured to be thermally isolated from such a high temperature environment. In the present embodiment, as an example, a cooling chamber 103 may be provided between a bottom surface of the gas supply unit 100 and a gas chamber inside to move a cooling fluid such as cooling water or cooling gas.

이와 같이, 제1, 제2 가스 챔버(101, 102) 및 냉각 챔버(103)를 포함하는 가스 공급유닛은, 프레임(190) 및 프레임에 설치되는 복수개의 플레이트 구조에 의해 이루어지며, 이때, 각각의 플레이트는 프레임(190) 내측에 다양한 방식에 의해 설치될 수 있다.As such, the gas supply unit including the first and second gas chambers 101 and 102 and the cooling chamber 103 is formed by the frame 190 and the plurality of plate structures installed in the frame, wherein The plate may be installed in various ways inside the frame 190.

구체적으로, 제1 플레이트(110)는 가스공급유닛(100)의 저면을 구성하며, 공정 공간으로 노출되어 공정 가스가 분사되는 분사면을 형성한다.Specifically, the first plate 110 constitutes a bottom surface of the gas supply unit 100 and forms an injection surface on which the process gas is injected by being exposed to the process space.

제2 플레이트(120)는 제1 플레이트(110)의 상측에 소정 간격 이격 설치되고, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 사이에 냉각 챔버(103)가 형성된다. 이때, 제1 플레이트(110)는 냉각 챔버(103)의 저면을 형성하고, 제2 플레이트(120)는 냉각 챔버(103)의 상면을 형성할 수 있다.The second plate 120 is spaced apart from the first plate 110 by a predetermined interval, and a cooling chamber 103 is formed between the first plate 110 and the second plate 120. In this case, the first plate 110 may form the bottom surface of the cooling chamber 103, and the second plate 120 may form the top surface of the cooling chamber 103.

제3 플레이트(130)는 제2 플레이트(120)의 상측에 소정 간격 이격 설치되고, 제2 플레이트(120)와 제3 플레이트(130) 사이에는 제1 가스챔버(101)가 형성된다. 여기서, 제2 플레이트(120)는 제1 가스챔버(101)의 저면을 형성하고, 제3 플레이트(130)는 제1 가스챔버(101)의 상면을 형성할 수 있다.The third plate 130 is spaced apart from the second plate 120 by a predetermined interval, and the first gas chamber 101 is formed between the second plate 120 and the third plate 130. Here, the second plate 120 may form the bottom surface of the first gas chamber 101, and the third plate 130 may form the top surface of the first gas chamber 101.

한편, 제3 플레이트(130)의 상측으로는 제2 가스챔버(102)가 형성된다. 이때, 제3 플레이트(130)는 제2 가스챔버(102)의 저면을 형성함과 동시에, 제1 가스챔버(101) 및 제2 가스챔버(102)를 구획한다. 이때, 제2 가스챔버(102)의 상측은 프레임(170) 상측으로 조립 설치되는 제4 플레이트(140)에 의해 밀폐될 수 있다. 다만, 제4 플레이트(140) 이외에 별도의 캡 형상의 리드 부재를 설치하여 제2 가스챔버(102)의 상측을 밀폐시키는 등 다양한 방식으로 설치할 수 있다.On the other hand, the second gas chamber 102 is formed above the third plate 130. At this time, the third plate 130 forms a bottom surface of the second gas chamber 102 and partitions the first gas chamber 101 and the second gas chamber 102. In this case, the upper side of the second gas chamber 102 may be sealed by the fourth plate 140 assembled to the upper side of the frame 170. However, in addition to the fourth plate 140, a separate cap-shaped lead member may be installed to seal the upper side of the second gas chamber 102.

한편, 각각의 가스 챔버는 전술한 바와 같이 가스공급유닛(100)의 저면으로 각각의 공정 가스를 공급할 수 있도록 독립된 유로를 구비하는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 복수개의 미세 튜브 구조를 이용하여 각각의 유로를 구성할 수 있다.On the other hand, each gas chamber is preferably provided with an independent flow path to supply the respective process gas to the bottom surface of the gas supply unit 100, as described above, in the present embodiment using a plurality of fine tube structure Can make up the flow path.

도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 제1 튜브(150)는 제1 플레이트(110) 및 제2 플레이트(120)를 관통하여 설치된다. 이때, 제1 튜브(150)의 상단 개구부는 제1 가스챔버(101)와 연통하고, 하단 개구부는 제1 플레이트에 고정 설치되어 제1 공정 가스가 공급되는 분사구를 형성한다. 따라서, 제1 가스챔버에 수용되는 제1 공정가스(G1)는 제1 튜브(150)를 통하여 공정 공간으로 공급된다.As shown in FIG. 2, the plurality of first tubes 150 are installed through the first plate 110 and the second plate 120. In this case, the upper opening of the first tube 150 communicates with the first gas chamber 101, and the lower opening is fixed to the first plate to form an injection hole through which the first process gas is supplied. Therefore, the first process gas G1 accommodated in the first gas chamber is supplied to the process space through the first tube 150.

그리고, 복수개의 제2 튜브(160)는 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120) 및 제3 플레이트(130)를 관통하도록 설치된다. 이때, 제2 튜브(160)의 상단 개구부는 제2 가스챔버(102)와 연통하고, 하단 개구부 제1 플레이트에 고정 설치되어 제2 공정가스(G2)가 공급되는 분사구를 형성한다. 따라서, 제2 가스챔버에 수용되는 제2 공정가스(G2)는 제2 튜브(160)를 통하여 공정 공간으로 공급된다.The plurality of second tubes 160 are installed to penetrate the first plate 110, the second plate 120, and the third plate 130. In this case, the upper opening of the second tube 160 communicates with the second gas chamber 102 and is fixedly installed on the lower opening first plate to form an injection hole through which the second process gas G2 is supplied. Therefore, the second process gas G2 accommodated in the second gas chamber is supplied to the process space through the second tube 160.

이때, 각 공정가스의 분사구를 형성하는 제1 튜브(150)의 하단 개구부 및 제2 튜브(160)의 하단 개구부는 제1 플레이트에 균일하게 배치될 수 있다. 따라서, 각각의 분사구를 통해 상기 공정 공간으로 제1 공정 가스(G1) 및 제2 공정 가스(G2)를 균일하게 공급할 수 있다.In this case, the lower end opening of the first tube 150 and the lower end opening of the second tube 160 forming the injection hole of each process gas may be uniformly disposed on the first plate. Therefore, the first process gas G1 and the second process gas G2 may be uniformly supplied to the process space through each injection hole.

여기서, 제1 플레이트(110)에는 복수개의 제1 관통홀(111)이 형성되고, 제2 플레이트(120)에는 상기 제1 관통홀(111)과 대응되는 패턴으로 복수개의 제2 관통홀(121)이 형성된다. 그리고, 제1 튜브(150) 및 제2 튜브(160)는 각각의 제1 관통홀(111)과 제2 관통홀(121)을 동시에 통과하도록 설치된다.Here, a plurality of first through holes 111 are formed in the first plate 110, and a plurality of second through holes 121 are formed in the second plate 120 in a pattern corresponding to the first through holes 111. ) Is formed. In addition, the first tube 150 and the second tube 160 are installed to simultaneously pass through each of the first through holes 111 and the second through holes 121.

한편, 제2 튜브(160)는 제1 튜브(150)에 비해 상측으로 길게 연장 형성된다. 그리고, 제3 플레이트(130)에는 제2 튜브(160)가 설치되는 패턴과 대응되는 패턴으로 복수개의 제3 관통홀(131)이 형성된다. 따라서, 제2 튜브(160)는 제3 관통홀(131)에 삽입되는 형태로 제3 플레이트(130)를 관통하여 설치될 수 있다.On the other hand, the second tube 160 extends longer than the first tube 150 is formed. In addition, a plurality of third through holes 131 are formed in the third plate 130 in a pattern corresponding to the pattern in which the second tube 160 is installed. Therefore, the second tube 160 may be installed to penetrate through the third plate 130 in the form of being inserted into the third through hole 131.

한편, 제1, 제2 및 제3 플레이트는 제1 튜브 또는 제2 튜브가 관통하여 설치된 상태에서 기밀을 유지하도록 가공된다. 따라서, 냉각 챔버(103), 제1 가스챔버(101), 제2 가스챔버(102)의 공정 가스 또는 냉각 유체가 외부로 누수되는 현상을 방지할 수 있다.On the other hand, the first, second and third plates are processed to maintain airtightness while the first tube or the second tube is installed through. Therefore, a phenomenon in which the process gas or the cooling fluid of the cooling chamber 103, the first gas chamber 101, and the second gas chamber 102 leaks to the outside can be prevented.

이를 위해, 제1 튜브(150) 및 제2 튜브(160)는 브레이징 공정에 의해 각 플레이트에 고정 설치될 수 있다. 즉, 플레이트에 튜브가 삽입 설치된 상태에서, 각 플레이트의 관통홀에 금속으로 이루어지는 용가재(filler metal)를 주입하여 이를 경화시킴으로서 관통홀의 기밀을 유지할 수 있다.To this end, the first tube 150 and the second tube 160 may be fixed to each plate by a brazing process. That is, in the state where the tube is inserted into the plate, a filler metal made of metal is injected into the through hole of each plate to harden the filler metal, thereby maintaining airtightness of the through hole.

이러한 브레이징 공정은 해당 위치에 용가재를 주입한 후, 용가재의 용융점 이상의 고온 환경에 노출시키는 방식으로 이루어진다. 이때, 용가재가 용융되면서 관통홀과 튜브 사이의 공간을 채워 기밀을 유지한다.This brazing process is performed by injecting the filler metal at the corresponding position and then exposing it to a high temperature environment at or above the melting point of the filler metal. At this time, the filler metal is melted to fill the space between the through-hole and the tube to maintain airtightness.

여기서, 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120) 및 제3 플레이트(130)는 적층 구조를 형성하는 바, 브레이징 공정은 적어도 2회에 걸쳐 이루어진다. 본 실시예에서는 제1 튜브(150) 및 제2 튜브(160)를 제1 플레이트(110) 및 제2 플레이트(120)에 설치한 상태에서 1차 브레이징을 진행하고, 이우 제2 튜브(160)의 상단을 제3 플레이트(130)의 관통홀에 삽입 설치한 상태에서 2차 브레이징을 진행한다.The first plate 110, the second plate 120, and the third plate 130 form a stacked structure, and the brazing process is performed at least twice. In the present embodiment, the first tube 150 and the second tube 160 is installed in the first plate 110 and the second plate 120 in the state of the first brazing, Yiwu second tube 160 The second brazing is performed while the upper end of the third plate 130 is inserted into the through hole of the third plate 130.

여기서, 1차 브레이징과 2차 브레이징에는 서로 다른 용가재를 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 1차 브레이징은 상대적으로 높은 온도에서 용융되는 제1 용가재를 이용하고, 2차 브레이징은 제1 용가재에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 용융되는 제2 용가재를 이용하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to use different filler materials for the primary brazing and the secondary brazing. Specifically, it is preferable that the primary brazing uses a first filler material that is melted at a relatively high temperature, and the secondary brazing uses a second filler material that is melted at a relatively lower temperature than the first filler material.

1차 브레이징이 이루어지는 위치는 공정 챔버에 인접 설치되는 부분을 포함한다. 따라서, 공정시 고온의 공정 환경으로부터 경화된 상태를 유지할 수 있도록 제1 용가재는 공정시 공정 챔버의 온도보다 높은 온도에서 용융되는 재질로 구성되어야 한다. 이와 같이, 1차 브레이징 공정은 제1 용가재의 용융점을 상회하는 고온에서 이루어지는 바, 1차 브레이징 공정시 플레이트가 열변형으로 인해 중심 부분이 하향으로 처지는 현상이 발생할 수 있다. 이 경우, 분사구가 형성되는 제1 플레이트에도 열변형이 발생함에 따라, 이 공정 가스를 공정 공간으로 균일하게 분사하는데 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 1차 브레이징시 제1 플레이트(110)에 열변형이 발생하면 제1 플레이트(110)의 저면을 평탄화시키기 위한 절삭 또는 연마 등의 공정을 진행하는 단계를 포함할 수 있다.The location where the primary brazing takes place includes the part installed adjacent to the process chamber. Therefore, the first filler material should be made of a material that is melted at a temperature higher than the temperature of the process chamber during the process to maintain the cured state from the high temperature process environment during the process. As such, since the primary brazing process is performed at a high temperature above the melting point of the first filler metal, the phenomenon in which the central part sags downward due to thermal deformation during the primary brazing process may occur. In this case, as the heat deformation occurs in the first plate on which the injection hole is formed, a problem may occur in uniformly injecting the process gas into the process space. Therefore, when thermal deformation occurs in the first plate 110 during the primary brazing, a process such as cutting or polishing to planarize the bottom of the first plate 110 may be included.

한편, 1차 브레이징 후 2차 브레이징을 진행함에 있어, 제1 용가재와 동일한 재질의 용가재를 이용하는 경우, 1차 브레이징 공정과 마찬가지로 가스공급유닛(100)에 열변형이 발생한다. 따라서, 2회에 걸친 열변형에 의해 가스공급유닛(100)의 내구성이 심각하게 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 2차 브레이징시 발생된 제1 플레이트(110) 저면의 처짐을 보정하기 위해 평탄화 가공을 다시 진행해야 하는데, 이 경우 평탄화 가공시 발생되는 금속 분진 등의 이물질이 제2 플레이트(120)와 제3 플레이트(130)의 밀폐된 공간으로 유입되어 증착 공정시 제품의 증착 불량을 야기시킬 수 있다.On the other hand, in the second brazing after the first brazing, when using a filler material of the same material as the first filler material, heat deformation occurs in the gas supply unit 100 as in the primary brazing process. Therefore, a problem may occur in that the durability of the gas supply unit 100 is seriously degraded by two times of heat deformation. In addition, in order to correct deflection of the bottom surface of the first plate 110 generated during the second brazing, the flattening process should be performed again. In this case, foreign substances such as metal dust generated during the flattening process may be removed from the second plate 120. It may flow into the closed space of the three plate 130 may cause a deposition failure of the product during the deposition process.

따라서, 2차 브레이징시 사용되는 제2 용가재는 제1 용가재보다 낮은 온도의 용융점을 갖는 물질을 이용한다. 2차 브레이징이 이루어지는 위치는 냉각 챔버에 의해 공정 챔버와 열적으로 격리되는 바, 공정시 공정 챔버의 온도보다 낮은 용융점을 갖는 제2 용가재를 이용하더라도, 공정시 제2 용가재가 용융되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 가스공급유닛(100)에 추가적인 열변형이 발생하지 않을 정도의 온도에서 2차 브레이징을 진행함으로서 추가적인 평탄화 가공을 생략하는 것이 가능하다.Therefore, the second filler metal used in the second brazing uses a material having a melting point lower than that of the first filler metal. The second brazing position is thermally isolated from the process chamber by the cooling chamber, so that the second filler material is prevented from being melted during the process even if a second filler material having a melting point lower than the temperature of the process chamber is used during the process. Can be. In addition, it is possible to omit the additional planarization by proceeding the secondary brazing at a temperature such that the additional heat deformation does not occur in the gas supply unit (100).

나아가, 제1 용가재는 내화학성 및 내식성이 우수한 재질을 이용하는 것에 비해, 제2 용가재는 이러한 성질을 고려하지 않고 선택하는 것이 가능하다. 제1 용가재는 공정가스의 화학 반응이 일어나는 공정 챔버에 노출되는 위치에 브레이징 되는 바, 내화학성 및 내식성 등을 고려하여 재료를 선정하는 것이 바람직하다. 이에 비해, 제2 용가재는 이러한 성질을 고려하지 않고 보다 저렴한 재질을 이용함으로서 비용 절감을 꾀할 수 있다. Further, the second filler material can be selected without considering such properties, whereas the first filler material uses a material having excellent chemical resistance and corrosion resistance. The first filler metal is brazed at the position exposed to the process chamber where the chemical reaction of the process gas occurs, and the material is preferably selected in consideration of chemical resistance and corrosion resistance. In contrast, the second filler metal can be reduced in cost by using a cheaper material without considering such properties.

구체적으로, 본 실시예에서는 제1 용가재로서 1000℃ 이상의 용융점을 갖는 금속한다. 따라서, 공정시 공정 챔버의 온도가 1000℃를 유지하는 경우에도, 제1 용가재가 용융되지 않을 수 있다.Specifically, in the present embodiment, a metal having a melting point of 1000 ° C. or higher is used as the first filler metal. Therefore, even when the process chamber temperature is maintained at 1000 ° C. during the process, the first filler metal may not be melted.

이때, 제1 용가재는 가스공급유닛(100)의 몸체를 형성하는 재질을 보다 낮은 용융점을 갖는 재질을 이용한다. 본 실시예에서는 가스공급유닛(100)의 몸체로서 오스테나이트(austenite)계 스테인레스강인 SUS 316을 이용하며, SUS 316은 1500℃ 이상의 용융점을 갖는다. 따라서, 본 실시예에서는 1200℃ 내외의 용융점을 갖고, 내화학성이 우수한 니켈 합금 등을 이용하여 제1 용가재를 구성한다. 다만, 이는 일 예로서 이외에도 전술한 제1 용가재의 조건을 만족하는 다양한 금속 재질을 이용할 수 있다.At this time, the first filler material is a material having a lower melting point as the material forming the body of the gas supply unit 100. In this embodiment, SUS 316, which is an austenitic stainless steel, is used as the body of the gas supply unit 100, and SUS 316 has a melting point of 1500 ° C or higher. Therefore, in this embodiment, the first filler metal is constituted by using a nickel alloy having a melting point of about 1200 ° C. and excellent in chemical resistance. However, in addition to this as an example, various metal materials satisfying the above-described conditions of the first filler metal may be used.

그리고, 본 실시예에서는 제2 용가재로서 800℃ 이하의 용융점을 갖는 금속을 이용할 수 있다. 가스공급유닛(100)은 1000℃ 내외의 증착 공정 환경에서도 내구성을 유지할 수 있도록 설계되는 바, 800℃ 이하의 온도에서 2차 브레이징이 진행되는 경우 열변형이 거의 발생하지 않는다. 따라서, 본 실시예에서는 600℃ 내외의 용융점을 갖는 알루미늄을 이용하여 제2 용가재를 구성하는 것이 바람직하다. 다만, 이는 일예로서 전술한 제2 용가재의 조건을 만족하는 다양한 금속 재질을 이용하는 것도 물론 가능하다.In this embodiment, a metal having a melting point of 800 ° C. or lower can be used as the second filler material. The gas supply unit 100 is designed to maintain durability even in a deposition process environment of about 1000 ° C. When the second brazing is performed at a temperature of about 800 ° C. or less, thermal deformation hardly occurs. Therefore, it is preferable to comprise a 2nd filler material by using aluminum which has a melting point of about 600 degreeC in this Example. However, it is also possible to use a variety of metal materials satisfying the conditions of the second filler material described above as an example.

이와 같이, 본 발명에 의한 가스공급유닛은 복수회의 브레이징 공정을 통해 제조되며, 이때 각각의 브레이징 공정시 서로 다른 용가재를 적용함으로서 제조 공정의 단순화를 도모하고, 가스공급유닛의 열변형을 최소화시킬 수 있는 장점을 갖는다.
As such, the gas supply unit according to the present invention is manufactured through a plurality of brazing processes, and in this case, by applying different filler materials in each brazing process, it is possible to simplify the manufacturing process and minimize thermal deformation of the gas supply unit. That has the advantage.

이하에서는 전술한 실시예의 제조 방법에 대하여, 도 3 및 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the manufacturing method of the above-described embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 도 2의 화학기상증착장치의 가스공급유닛을 제조하는 순서를 도시한 순서도이고, 도 4는 도 3의 각 단계에서 진행되는 공정 내용을 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 3 is a flow chart showing a procedure of manufacturing a gas supply unit of the chemical vapor deposition apparatus of FIG.

우선, 제1 내지 제3 플레이트를 가공한다(S10). 구체적으로, 제1 플레이트(110) 내지 제3 플레이트(130)에 각각 제1 관통홀(111), 제2 관통홀(121) 및 제3 관통홀(131)을 형성한다. 이때, 제1 플레이트의 제1 관통홀(111) 및 제2 플레이트의 제2 관통홀(121)은 서로 대응되는 위치에 형성된다. 그리고, 제3 플레이트의 제3 관통홀(131)은 제2 관통홀(121) 중 제2 튜브(160)가 설치되는 위치에 대응되도록 형성된다. 이러한 제1 내지 제3 관통홀은 드릴링 머신, 펀칭 머신 또는 프레스 가공 머신 등을 이용하여 다양한 방식으로 형성될 수 있다.First, the first to third plates are processed (S10). Specifically, the first through hole 111, the second through hole 121 and the third through hole 131 are formed in the first plate 110 to the third plate 130, respectively. In this case, the first through hole 111 of the first plate and the second through hole 121 of the second plate are formed at positions corresponding to each other. The third through hole 131 of the third plate is formed to correspond to the position where the second tube 160 is installed among the second through holes 121. The first to third through holes may be formed in various ways using a drilling machine, a punching machine, a press working machine, or the like.

각각의 플레이트 가공이 이루어지면, 제1 튜브(150) 및 제2 튜브(160)를 제1 관통홀(111) 및 제2 관통홀(121)에 삽입 설치한 후 1차 브레이징 공정을 수행한다(S20, 도 4의 a 참조).When the plate processing is performed, the first tube 150 and the second tube 160 are inserted into the first through hole 111 and the second through hole 121, and then the primary brazing process is performed ( S20, see a of FIG. 4).

이때, 제1 튜브(150) 및 제2 튜브(160)는 도 4에 도시된 바와 같이, 각각이 제1 관통홀(111) 및 제2 관통홀(121)을 동시에 통과하도록 배치된다. 여기서, 제1 튜브(150) 및 제2 튜브(160)는 공정 챔버로 균일하게 제1 공정가스(G1) 및 제2 공정가스(G2)를 공급할 수 있도록 균일한 패턴으로 배치되는 것이 바람직하다.In this case, as shown in FIG. 4, the first tube 150 and the second tube 160 are disposed to pass through the first through hole 111 and the second through hole 121 simultaneously. Here, the first tube 150 and the second tube 160 may be disposed in a uniform pattern to uniformly supply the first process gas G1 and the second process gas G2 to the process chamber.

제1 튜브(150) 및 제2 튜브(160)가 배치되면, 각 튜브가 관통하는 제1 관통홀(111) 및 제2 관통홀(121)에 니켈 합금으로 이루어지는 제1 용가재를 주입한다. 이때, 니들(needle) 형상의 분사구를 갖는 피스톤 또는 미세 분사구를 갖는 노즐 등을 이용하여 제1 용가재를 주입할 수 있다. 제1 용가재가 주입되면, 이를 별도로 구비되는 진공 챔버로 반입하여 1200℃ 내외의 고온으로 가열한다. 따라서, 진공 챔버에 안에서 제1 용가재가 용융되면서 관통홀과 튜브 사이의 공간에 충전되면서 냉각 챔버(103)의 기밀을 유지할 수 있다. 그리고, 소정 시간 가열한 후 낮은 환경의 온도에 노출시켜 제1 용가재를 경화시킴으로서, 일체의 구조물을 형성한다.When the first tube 150 and the second tube 160 are disposed, the first filler material made of nickel alloy is injected into the first through hole 111 and the second through hole 121 through which the respective tubes pass. In this case, the first filler metal may be injected by using a piston having a needle-shaped injection hole or a nozzle having a fine injection hole. When the first filler material is injected, it is brought into a vacuum chamber provided separately and heated to a high temperature of about 1200 ℃. Accordingly, while the first filler material is melted in the vacuum chamber, the airtightness of the cooling chamber 103 may be maintained while being filled in the space between the through hole and the tube. The first filler metal is cured by heating to a low environmental temperature after heating for a predetermined time, thereby forming an integral structure.

1차 브레이징 공정이 종료되면, 제1 플레이트(110)의 저면을 평탄화시키는 가공을 진행한다(S30, 도 4의 b 참조). 1차 브레이징 공정을 통해 제1 튜브(150) 및 제2 튜브(160)의 하단은 제1 플레이트(110)의 저면으로 돌출 형성된다. 또한, 전술한 바와 같이 1차 브레이징 공정에 의해 제1 플레이트(110) 저면이 열변형으로 인해 하향으로 처지는 현상이 발생한다. 따라서, 절삭 또는 연마 공정을 이용하여 제1 플레이트(110)의 저면을 평탄하게 가공하여, 공정가스를 분사하는 분사면이 평면을 형성하도록 한다.When the primary brazing process is completed, a process of flattening the bottom surface of the first plate 110 is performed (S30, see b of FIG. 4). Through the primary brazing process, the lower ends of the first tube 150 and the second tube 160 protrude to the bottom surface of the first plate 110. In addition, as described above, a phenomenon in which the bottom surface of the first plate 110 sags downward due to thermal deformation by the primary brazing process may occur. Accordingly, the bottom surface of the first plate 110 is processed to be flat by using a cutting or polishing process, so that the injection surface for injecting the process gas forms a plane.

이때, 평탄화 가공시 발생되는 금속 분진 등의 이물질이 튜브 구조를 통과하여 제2 플레이트(120) 상측으로 유입될 수 있다. 따라서, 평탄화 가공이 진행된 후에 이러한 물질을 제거하는 세정공정을 진행할 수 있다(S40). 세정이 충분히 이루어지지 않아 제2 플레이트 상에 이물질이 잔류하는 경우, 이후 박막 증착 공정시 제품의 불량을 야기할 수 있기 때문이다. 따라서, 제3 플레이트(130)를 일체로 설치하여 밀폐 공간을 형성하기 이전 단계에서 세정 작업을 진행하는 것이 바람직하다.At this time, foreign matter such as metal dust generated during the planarization may pass through the tube structure to the upper side of the second plate 120. Therefore, after the planarization process is performed, it is possible to proceed with the cleaning process for removing such substances (S40). This is because when the cleaning is not performed sufficiently and foreign matters remain on the second plate, it may cause product defects in the subsequent thin film deposition process. Therefore, it is preferable to proceed with the cleaning operation before the third plate 130 is integrally installed to form a closed space.

세정 작업이 완료되면, 제2 플레이트 상측에 제3 플레이트를 설치하는 단계를 진행한다(S50). 이때, 제3 플레이트(130)는 제2 플레이트(120)의 상측으로 연장 형성되는 제2 튜브(160)의 상단이 제3 관통홀(131)에 삽입되도록 안착된다. 따라서, 본 단계는 제3 플레이트(130)의 위치를 정렬하는 단계 및 제3 플레이트(130)를 안착시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.When the cleaning operation is completed, the step of installing a third plate on the upper side of the second plate proceeds (S50). In this case, the third plate 130 is seated so that the upper end of the second tube 160 extending upward of the second plate 120 is inserted into the third through hole 131. Therefore, the step may include aligning the position of the third plate 130 and mounting the third plate 130.

제3 플레이트(130)의 정렬 단계는 얼라인 머신(align machine)을 이용하여 진행될 수 있다. 이때, 제2 플레이트(120) 상측으로 연장되는 제2 튜브(160)의 단부 위치와 제3 관통홀(131)의 위치가 일치하도록 정렬된다.Alignment of the third plate 130 may be performed by using an align machine. At this time, the end position of the second tube 160 extending above the second plate 120 is aligned with the position of the third through hole 131.

제3 플레이트(130)의 위치가 정렬되면, 제2 튜브(160)가 제3 관통홀(131)에 삽입되도록 제3 플레이트(130)를 안착시킨다. 이때, 제3 플레이트(130)는 프레임(170)에 의해 지지되는 것도 가능하며, 또는 제3 플레이트(130)의 외주를 따라 하향 연장되는 플렌지를 이용하여 제2 플레이트(120) 상측에 안착시키는 것도 가능하다. 따라서, 제3 플레이트(130)는 제2 플레이트(120)와 소정 간격 이격된 상태에서, 제2 플레이트(120)와 함께 제1 가스챔버(101)를 형성한다. 이때, 제3 플레이트(130) 설치시 별도의 체결부재(미도시) 또는 별도의 실링 부재(미도시)를 이용하여 플레이트 둘레의 기밀을 유지하도록 형성하는 것도 가능하다.When the position of the third plate 130 is aligned, the third plate 130 is seated so that the second tube 160 is inserted into the third through hole 131. In this case, the third plate 130 may be supported by the frame 170, or may be seated on the upper side of the second plate 120 using a flange extending downward along the outer circumference of the third plate 130. It is possible. Accordingly, the third plate 130 forms the first gas chamber 101 together with the second plate 120 in a state spaced apart from the second plate 120 at a predetermined interval. In this case, when the third plate 130 is installed, it may be formed to maintain the airtight around the plate by using a separate fastening member (not shown) or a separate sealing member (not shown).

제3 플레이트(130)가 설치되면 제3 관통홀과 제2 튜브 사이에 2차 브레이징 공정을 진행한다(S60, 도 4의 c 참조). 2차 브레이징 공정은 알루미늄을 이용한 제2 용가재를 이용할 수 있다. 2차 브레이징 공정은 1차 브레이징 공정과 유사한 방식으로 이루어진다. 즉, 제3 관통홀(131)과 제2 튜브(160) 사이에 제2 용가재를 주입한 상태로 진공 챔버에 반입하여, 고온으로 가열한다. 다만, 이때 진공 챔버 내부는 600~700℃로 가열하는 바, 제2 용가재는 용융되는 반면 가스공급유닛(100)은 추가적인 열변형이 발생하지 않을 수 있다. 진공 챔버에서의 가열 공정이 종료되면 낮은 환경 온도에 노출시켜 제2 용가재를 경화시킴으로서, 제1 가스챔버의 기밀을 유지시킬 수 있다.When the third plate 130 is installed, the secondary brazing process is performed between the third through hole and the second tube (S60, see c of FIG. 4). The secondary brazing process may use a second filler material using aluminum. The secondary brazing process takes place in a similar manner to the primary brazing process. That is, the second filler material is introduced into the vacuum chamber while the second filler material is injected between the third through hole 131 and the second tube 160 and heated to a high temperature. However, in this case, the inside of the vacuum chamber is heated to 600˜700 ° C., so that the second filler material is melted while the gas supply unit 100 may not generate additional heat deformation. When the heating process in the vacuum chamber is completed, the second filler material is cured by being exposed to a low environmental temperature, thereby maintaining the airtightness of the first gas chamber.

2차 브레이징 공정이 종료되면, 제3 플레이트(130) 상측으로 제4 플레이트(140)를 설치한다(S70, 도 4의 d 참조). 제4 플레이트(140)가 설치됨으로서 제2 가스챔버(102)가 형성되고, 본 실시예에 따른 가스공급유닛(100)을 완성할 수 있다.When the secondary brazing process is completed, the fourth plate 140 is installed above the third plate 130 (S70, see d of FIG. 4). As the fourth plate 140 is installed, the second gas chamber 102 may be formed, and the gas supply unit 100 according to the present embodiment may be completed.

이와 같이, 본 발명에 의할 경우 브레이징 공정에 의한 가스공급유닛의 변형을 최소화시키는 것이 가능하다. 또한, 브레이징 위치의 특성에 따라 저렴한 용가재를 적용함으로서, 제조 비용을 감소시킬 수 있다.As such, according to the present invention, it is possible to minimize the deformation of the gas supply unit by the brazing process. In addition, by applying inexpensive filler materials in accordance with the characteristics of the brazing position, it is possible to reduce the manufacturing cost.

Claims (8)

제1 플레이트 상측에 제2 플레이트를 배치하여 냉각 챔버를 형성하는 단계;
공정 가스의 유로를 형성하는 제1 튜브 및 제2 튜브를 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 관통시킨 후 제1 용가재로 브레이징 하여 고정시키는 단계;
상기 제2 튜브의 상단이 제3 플레이트의 관통홀에 삽입되도록 상기 제3 플레이트를 상기 제2 플레이트의 상측으로 안착시켜 제1 가스챔버를 형성하는 단계;
상기 제2 튜브와 상기 관통홀 사이를 제2 용가재를 이용하여 상기 제 1용가재를 이용한 브레이징보다 낮은 온도에서 브레이징 하여 상기 제1 가스챔버의 기밀을 유지시키는 단계;
상기 제3 플레이트 상측으로 제4 플레이트를 설치하여 제2 가스챔버를 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 튜브는 상기 제1 가스챔버에 수용되는 가스의 공급 유로를 형성하고, 상기 제2 튜브는 상기 제2 가스챔버에 수용되는 가스의 공급유로를 형성하도록 설치되는 화학기상증착장치의 가스공급유닛 제조 방법.
Placing a second plate over the first plate to form a cooling chamber;
Brazing the first tube and the second tube forming the flow path of the process gas through the first plate and the second plate and brazing the first filler material;
Forming a first gas chamber by seating the third plate above the second plate such that an upper end of the second tube is inserted into a through hole of the third plate;
Maintaining the airtightness of the first gas chamber by brazing between the second tube and the through hole at a temperature lower than brazing using the first filler material using a second filler material;
And installing a fourth plate above the third plate to form a second gas chamber.
The first tube forms a supply flow path of the gas contained in the first gas chamber, the second tube is gas supply of the chemical vapor deposition apparatus is installed to form a supply flow path of the gas accommodated in the second gas chamber Unit manufacturing method.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 용가재를 이용한 브레이징은 1000℃ 이상의 온도에서 진행되고, 상기 제2 용가재를 이용한 브레이징은 400~700℃의 온도 범위에 진행되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치의 가스공급유닛 제조 방법.
The method of claim 1,
The brazing using the first filler metal is carried out at a temperature of 1000 ℃ or more, the brazing using the second filler material is a gas supply unit manufacturing method of the chemical vapor deposition apparatus, characterized in that proceeds in the temperature range of 400 ~ 700 ℃.
제1항에 있어서,
상기 제2 용가재는 알루미늄 성분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치의 가스공급유닛 제조 방법.
The method of claim 1,
The second filler material is a gas supply unit manufacturing method of the chemical vapor deposition apparatus, characterized in that the aluminum component.
제1항에 있어서,
상기 제3 플레이트를 안착시키기 이전에, 분사면을 형성하는 제1 플레이트의 저면을 평탄하게 가공하는 단계 및 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트에 잔류하는 이물질을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치의 가스공급유닛 제조방법.
The method of claim 1,
Before mounting the third plate, further comprising the step of flattening the bottom surface of the first plate forming the spray surface and removing the foreign matter remaining on the first plate and the second plate Method for manufacturing a gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus.
제1 공정가스를 수용하는 제1 가스챔버;
상기 제1 가스챔버 상측에 설치되어 제2 공정가스를 수용하는 제2 가스챔버;
상기 제1 가스챔버 하측에 구비되어 공정 공간과 인접 설치되는 냉각 챔버;
상기 제1 가스챔버로부터 상기 냉각 챔버를 관통하도록 설치되며, 상기 제1 공정가스가 상기 공정공간으로 공급되는 유로를 형성하는 제1 튜브; 및
상기 제2 가스챔버로부터 상기 제1 가스챔버 및 상기 냉각 챔버를 관통하도록 설치되며, 상기 제2 공정가스가 상기 공정공간으로 공급되는 유로를 형성하는 제2 튜브를 포함하고,
상기 냉각 챔버의 상면 및 하면은 상기 제1 튜브 및 제2 튜브가 관통하는 위치에서 제1 용가재에 의해 브레이징 되고, 상기 제2 가스챔버의 저면은 상기 제2 튜브가 관통하는 위치에서 제2 용가재에 의해 상기 제 1용가재를 이용한 브레이징보다 낮은 온도에서 브레이징 되는 화학기상증착장치의 가스공급유닛.
A first gas chamber containing a first process gas;
A second gas chamber installed above the first gas chamber to receive a second process gas;
A cooling chamber provided below the first gas chamber and installed adjacent to the process space;
A first tube installed to penetrate the cooling chamber from the first gas chamber and forming a flow path through which the first process gas is supplied to the process space; And
A second tube installed to penetrate the first gas chamber and the cooling chamber from the second gas chamber, and forming a flow path through which the second process gas is supplied to the process space;
The upper and lower surfaces of the cooling chamber are brazed by the first filler material at the position where the first tube and the second tube pass, and the bottom surface of the second gas chamber is connected to the second filler material at the position where the second tube penetrates. Gas supply unit of the chemical vapor deposition apparatus is brazed at a lower temperature than the brazing using the first crayfish.
제6항에 있어서,
상기 제1 용가재는 1000℃ 이상에서 용융되는 재질로 구성되고, 상기 제2 용가재는 400~700℃의 온도에서 용융되는 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치의 가스공급유닛.
The method according to claim 6,
The first filler material is composed of a material that is melted at 1000 ℃ or more, the second filler material is a gas supply unit of the chemical vapor deposition apparatus, characterized in that composed of a material that is melted at a temperature of 400 ~ 700 ℃.
제6항에 있어서,
상기 제2 용가재는 알루미늄 성분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치의 가스공급유닛.
The method according to claim 6,
The gas supply unit of the chemical vapor deposition apparatus, characterized in that the second filler material comprises an aluminum component.
KR1020100087147A 2010-09-06 2010-09-06 A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method for manufacturing thereof KR101213623B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100087147A KR101213623B1 (en) 2010-09-06 2010-09-06 A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method for manufacturing thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100087147A KR101213623B1 (en) 2010-09-06 2010-09-06 A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method for manufacturing thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120024304A KR20120024304A (en) 2012-03-14
KR101213623B1 true KR101213623B1 (en) 2012-12-18

Family

ID=46131371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100087147A KR101213623B1 (en) 2010-09-06 2010-09-06 A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method for manufacturing thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101213623B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010084190A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Sharp Corp Vapor deposition system and vapor deposition method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010084190A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Sharp Corp Vapor deposition system and vapor deposition method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120024304A (en) 2012-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10190214B2 (en) Deposition apparatus and deposition system having the same
KR102546317B1 (en) Gas supply unit and substrate processing apparatus including the same
US20180171477A1 (en) Substrate processing apparatus
KR102417934B1 (en) Thin Film Deposition Apparatus
KR100750968B1 (en) Structure of susceptor inside plasma enhanced chemical vapor deposition device
CN100440425C (en) Structure for mounting loading table device, processing device, discharge prevention method between feeder lines
US10840118B2 (en) Substrate processing apparatus and method for assembling tube assembly
CN104025258A (en) Cooling type showerhead and substrate processing apparatus having same
KR101213623B1 (en) A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method for manufacturing thereof
US20180298493A1 (en) Substrate processing apparatus
KR20120025643A (en) A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method for manufacturing thereof
KR20210030484A (en) Face plate with built-in heater
KR101062185B1 (en) Plasma processing equipment
KR101255644B1 (en) A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method for manufacturing thereof
TW201305382A (en) Shower plate manufacturing method, shower plate, and vapor-phase growth apparatus utilizing same
KR101325203B1 (en) A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method for manufacturing thereof
KR101171840B1 (en) A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method for manufacturing thereof
KR101250522B1 (en) A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus and a method for manufacturing thereof
KR20160043487A (en) Apparatus for mocvd
KR101141926B1 (en) A gas supply unit of a chemical vapor diposition apparatus and a method for manufacturing thereof
US10704145B2 (en) Reaction chamber for chemical vapor apparatus
KR101153245B1 (en) A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus
KR101297344B1 (en) A chemical vapor deposition apparatus and a gas supply unit thereof
KR101207235B1 (en) A gas supply unit of a chemical vapor deposition apparatus
CN109075109B (en) Full area counter flow heat exchange substrate support

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151215

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee