KR101247699B1 - Shower head and chemical vapor deposition device having the same - Google Patents

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Abstract

전면적에 대하여 균일한 온도가 유지되면서 샤워헤드가 냉각되어 샤워헤드에 파티클이 형성되는 것을 방지하며, 샤워헤드로부터 균일한 분포로 공정가스가 토출되도록 하여 기판 상에 형성되는 결정층이 품질을 향상시킬 수 있는 샤워헤드 및 이를 이용한 화학기상 증착장치가 개시된다. 본 발명에 따른 샤워헤드는 서로 분리가능하도록 평면 상에서 결합되는 복수의 가스챔버와, 상기 복수의 가스챔버로 분기되어 공정가스를 공급하는 가스공급관과, 상기 복수의 가스챔버 각각에 설치되어 냉매가 순환되는 복수의 냉매순환로와, 상기 냉매를 공급하는 냉매공급관과, 상기 냉매공급관으로부터 분기되어 상기 복수의 냉매순환로에 각각 연통되는 복수의 분기공급관과, 상기 복수의 분기배출관의 관로에 각각 설치되어 상기 냉매의 유량을 측정하는 복수의 유량계를 포함한다. While maintaining the uniform temperature over the entire area, the showerhead is cooled to prevent particles from forming in the showerhead, and the process layer is discharged from the showerhead in a uniform distribution to improve the quality of the crystal layer formed on the substrate. A showerhead capable and a chemical vapor deposition apparatus using the same are disclosed. The shower head according to the present invention includes a plurality of gas chambers coupled on a plane to be separated from each other, a gas supply pipe branched into the plurality of gas chambers to supply process gas, and a refrigerant installed in each of the plurality of gas chambers to circulate the refrigerant. A plurality of refrigerant circulation paths, a refrigerant supply pipe for supplying the refrigerant, a plurality of branch supply pipes branched from the refrigerant supply pipes, respectively, and communicating with the plurality of refrigerant circulation paths, and pipe lines of the branch discharge pipes, respectively. A plurality of flowmeters for measuring the flow rate of the.

Description

샤워헤드 및 이를 이용한 화학기상 증착장치{Shower head and chemical vapor deposition device having the same}Shower head and chemical vapor deposition device using the same {Shower head and chemical vapor deposition device having the same}

본 발명은 샤워헤드 및 이를 이용한 화학기상 증착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 Ⅲ-V족 재료를 이용하여 기판 상에 결정층을 형성하는 데 사용되는 샤워헤드 및 이를 이용한 화학기상 증착장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a showerhead and a chemical vapor deposition apparatus using the same, and more particularly, to a showerhead used to form a crystal layer on a substrate using a III-V material and a chemical vapor deposition apparatus using the same. will be.

질화물 재료는 발광소자를 제조하기 위한 재료로 가장 잘 알려진 것이다. 질화물 재료를 이용한 발광소자의 적층 구조는 일반적으로 사파이어와 같은 기판 상에 GaN 결정으로 이루어지는 버퍼층과, n형 GaN 결정으로 이루어지는 n형 도핑층과, InGaN 으로 이루어지는 활성층과, p형 GaN으로 형성되는 p형 도핑층이 순차적으로 적층된 구조로 되어 있다. 이러한 각 결정층은 화학기상 증착장치에서 차례로 적층된다. The nitride material is best known as a material for manufacturing a light emitting device. A laminated structure of a light emitting device using a nitride material is generally composed of a buffer layer made of GaN crystal, an n-type doping layer made of n-type GaN crystal, an active layer made of InGaN and a p- Type doping layer are sequentially stacked. Each of these crystal layers is sequentially deposited in a chemical vapor deposition apparatus.

화학기상 증착장치는 챔버, 챔버로 공정가스를 분사하는 샤워헤드, 샤워헤드에 대향되어 기판을 지지하는 서셉터 및 기판을 가열하는 가열기를 포함한다. 이러한 화학기상 증착장치는 챔버의 내부로 공정가스가 공급되고, 서셉터에 지지되는 기판이 가열됨으로써, 공정가스에 포함되는 원료물질이 기판 표면에서 화학적으로 반응하여 결정층이 형성되도록 한다. The chemical vapor deposition apparatus includes a chamber, a showerhead for injecting process gas into the chamber, a susceptor facing the showerhead to support the substrate, and a heater for heating the substrate. In such a chemical vapor deposition apparatus, a process gas is supplied into a chamber and a substrate supported by a susceptor is heated, whereby a raw material included in the process gas reacts chemically on the surface of a substrate to form a crystal layer.

한편, 고온에서 이루어지는 증착공정의 환경에 따라 샤워헤드가 일정 온도 이상으로 과열될 경우, 샤워헤드를 통해서 챔버로 배출되는 공정가스가 샤워헤드에서 반응을 일으켜 샤워헤드에 증착되거나 파티클을 형성할 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위하여, 샤워헤드에는 샤워헤드의 온도를 일정온도 이하로 유지시키는 냉각순환로가 설치된다. On the other hand, when the showerhead is overheated to a predetermined temperature or more depending on the environment of the deposition process at a high temperature, the process gas discharged to the chamber through the showerhead may react in the showerhead to deposit or form particles in the showerhead. . In order to prevent this phenomenon, the cooling head is installed in the shower head to maintain the temperature of the shower head below a certain temperature.

이러한 샤워헤드는 냉각순환로로 냉매를 공급하고, 냉매가 냉각순환로를 따라 순환되도록 구성되어 샤워헤드가 일정온도 이상으로 과열되는 것을 방지한다. The shower head is configured to supply the refrigerant to the cooling circulation path, and the refrigerant is circulated along the cooling circulation path to prevent the shower head from overheating above a predetermined temperature.

하지만, 냉각순환로로 공급되는 냉매의 유량이 균일하지 못하면, 샤워헤드의 온도 또한 불균일하게 냉각되어 샤워헤드에는 파티클이 형성되는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 샤워헤드로부터 분사되는 공정가스의 균일도 또한 확보되지 않아 기판에 증착되는 결정층의 품질이 저하되는 문제점으로 연결될 수 있다.
However, if the flow rate of the refrigerant supplied to the cooling circuit is not uniform, there is a problem that the temperature of the shower head is also unevenly cooled and particles are formed in the shower head. This problem may also lead to a problem that the uniformity of the process gas injected from the shower head is also not secured and thus the quality of the crystal layer deposited on the substrate is degraded.

본 발명의 목적은 전면적에 대하여 균일한 온도로 냉각되도록 한 샤워헤드 및 이를 이용한 화학기상 증착장치를 제공하기 위한 것이다.
An object of the present invention is to provide a showerhead and a chemical vapor deposition apparatus using the same, which is cooled to a uniform temperature with respect to the entire area.

본 발명에 따른 샤워헤드는 서로 분리가능하도록 평면 상에서 결합되는 복수의 가스챔버와, 상기 복수의 가스챔버로 분기되어 공정가스를 공급하는 가스공급관과, 상기 복수의 가스챔버 각각에 설치되어 냉매가 순환되는 복수의 냉매순환로와, 상기 냉매를 공급하는 냉매공급관과, 상기 냉매공급관으로부터 분기되어 상기 복수의 냉매순환로에 각각 연통되는 복수의 분기공급관과, 상기 복수의 분기배출관의 관로에 각각 설치되어 상기 냉매의 유량을 측정하는 복수의 유량계를 포함한다. The shower head according to the present invention includes a plurality of gas chambers coupled on a plane to be separated from each other, a gas supply pipe branched into the plurality of gas chambers to supply process gas, and a refrigerant installed in each of the plurality of gas chambers to circulate the refrigerant. A plurality of refrigerant circulation paths, a refrigerant supply pipe for supplying the refrigerant, a plurality of branch supply pipes branched from the refrigerant supply pipes, respectively, and communicating with the plurality of refrigerant circulation paths, and pipe lines of the branch discharge pipes, respectively. A plurality of flowmeters for measuring the flow rate of the.

상기 유량계는 질량유량계(mass flow meter)일 수 있다.The flow meter may be a mass flow meter.

상기 샤워헤드는 상기 유량계 이후의 상기 복수의 분기배출관의 관로에 각각 설치되어 상기 유량계에 의해 측정되는 결과에 따라 상기 냉매의 유량을 각각 제어하는 복수의 제어밸브를 더 포함할 수 있다.The shower head may further include a plurality of control valves respectively installed in the pipelines of the plurality of branch discharge pipes after the flow meter to respectively control the flow rate of the refrigerant according to the result measured by the flow meter.

상기 샤워헤드는 상기 복수의 냉매순환로에 각각 연통되는 복수의 분기배출관과, 상기 복수의 분기배출관이 합류되어 상기 냉매를 배출시키는 냉매배출관을 포함할 수 있다.The shower head may include a plurality of branch discharge pipes communicating with the plurality of refrigerant circulation paths, and a refrigerant discharge pipe configured to join the plurality of branch discharge pipes to discharge the refrigerant.

한편, 본 발명에 따른 화학기상 증착장치는 내부에 기판이 지지되는 공정챔버와, 상기 공정챔버의 내부로 공정가스를 공급하는 샤워헤드를 포함하며, 상기 샤워헤드는 상기 공정챔버에 지지되며, 서로 분리가능하도록 평면 상에서 결합되는 복수의 가스챔버와, 상기 복수의 가스챔버로 분기되어 상기 공정가스를 공급하는 가스공급관과, 상기 복수의 가스챔버 각각에 설치되어 냉매가 순환되는 복수의 냉매순환로와, 상기 냉매를 공급하는 냉매공급관과, 상기 냉매공급관으로부터 분기되어 상기 복수의 냉매순환로에 각각 연통되는 복수의 분기공급관과, 상기 복수의 분기배출관의 관로에 각각 설치되어 상기 냉매의 유량을 측정하는 복수의 유량계를 포함한다.On the other hand, the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention includes a process chamber in which the substrate is supported therein, and a shower head for supplying a process gas into the process chamber, the shower head is supported in the process chamber, A plurality of gas chambers coupled on a plane to be detachable, a gas supply pipe branched to the plurality of gas chambers to supply the process gas, a plurality of refrigerant circulation passages installed in each of the plurality of gas chambers, and circulating a refrigerant; A plurality of refrigerant supply pipes for supplying the refrigerant, a plurality of branch supply pipes branched from the refrigerant supply pipes to communicate with the plurality of refrigerant circulation paths, and a plurality of branch supply pipes respectively for measuring flow rates of the refrigerants; It includes a flow meter.

상기 유량계는 질량유량계(mass flow meter)일 수 있다.The flow meter may be a mass flow meter.

상기 화학기상 증착장치는 상기 유량계 이후의 상기 복수의 분기배출관의 관로에 각각 설치되어 상기 유량계에 의해 측정되는 결과에 따라 상기 냉매의 유량을 각각 제어하는 복수의 제어밸브를 더 포함할 수 있다.The chemical vapor deposition apparatus may further include a plurality of control valves respectively installed in the conduits of the plurality of branch discharge pipes after the flow meter and respectively control the flow rate of the refrigerant according to the result measured by the flow meter.

상기 화학기상 증착장치는 상기 복수의 냉매순환로에 각각 연통되는 복수의 분기배출관과, 상기 복수의 분기배출관이 합류되어 상기 냉매를 배출시키는 냉매배출관을 포함할 수 있다.
The chemical vapor deposition apparatus may include a plurality of branch discharge pipes communicating with the plurality of refrigerant circulation paths, and a refrigerant discharge pipe configured to discharge the refrigerant by joining the plurality of branch discharge pipes.

본 발명에 따른 샤워헤드 및 이를 이용한 화학기상 증착장치는 전면적에 대하여 균일한 온도로 샤워헤드가 냉각되므로, 샤워헤드에 파티클이 형성되는 것을 방지하는 효과가 있다. The showerhead and the chemical vapor deposition apparatus using the same according to the present invention have an effect of preventing particles from being formed in the showerhead since the showerhead is cooled to a uniform temperature with respect to the entire area.

본 발명에 따른 샤워헤드 및 이를 이용한 화학기상 증착장치는 샤워헤드로부터 균일한 분포로 공정가스가 토출되므로, 기판 상에 형성되는 결정층이 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The showerhead and the chemical vapor deposition apparatus using the same according to the present invention have the effect of improving the quality of the crystal layer formed on the substrate because the process gas is discharged from the showerhead in a uniform distribution.

도 1은 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치의 샤워헤드를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치의 샤워헤드를 나타낸 저면도이다.1 is a cross-sectional view showing a chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment.
2 is a block diagram showing a showerhead of the chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment.
3 is a bottom view of the showerhead of the chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment.

이하, 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치를 나타낸 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment.

도 1을 참조하면, 화학기상 증착장치(100)는 공정챔버(110)를 포함한다. 공정챔버(110)의 상부에는 도시되지 않은 가스공급장치로부터 공급되는 공정가스를 공정챔버(110)의 내부로 분사하는 샤워헤드(200)가 설치된다. 샤워헤드(200)에 대해서는 이후에서 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Referring to FIG. 1, the chemical vapor deposition apparatus 100 includes a process chamber 110. In the upper portion of the process chamber 110 is provided a shower head 200 for injecting a process gas supplied from a gas supply device (not shown) into the process chamber 110. The showerhead 200 will be described in detail with reference to the accompanying drawings hereinafter.

공정챔버(110)의 내부에는 서셉터(120)가 샤워헤드(200)에 대향되게 배치된다. 서셉터(120)의 상부면에는 기판(10)이 수용되는 기판수용홈(121)이 형성된다. 기판수용홈(121)은 복수개의 기판(10)에 동일한 결정층을 함께 형성할 수 있도록 복수개로 형성될 수 있다. The susceptor 120 is disposed inside the process chamber 110 to face the shower head 200. The upper surface of the susceptor 120 is formed with a substrate receiving groove 121 for receiving the substrate 10. The substrate receiving groove 121 may be formed in plural so as to form the same crystal layer on the plurality of substrates 10.

서셉터(120)의 하부에는 서셉터(120)를 지지하고, 서셉터(120)가 회전되도록 하는 회전축(130)이 배치된다. 회전축(130)은 공정챔버(110)의 하부를 관통하고, 도시되지 않은 동력전달장치에 의해 회전모터에 연결되어 회전모터에 의해 회전된다. A rotating shaft 130 supporting the susceptor 120 and allowing the susceptor 120 to rotate is disposed below the susceptor 120. The rotating shaft 130 passes through the lower portion of the process chamber 110 and is connected to the rotating motor by a power transmission device (not shown) and rotated by the rotating motor.

이와 같이, 서셉터(120)는 회전가능하게 구성된다. 따라서, 서셉터(120)에 지지되는 복수개의 기판(10)에 증착되는 결정층이 동일한 두께로 형성될 수 있다. As such, the susceptor 120 is rotatably configured. Therefore, the crystal layers deposited on the plurality of substrates 10 supported by the susceptor 120 may be formed to have the same thickness.

한편, 도시되지 않았지만, 서셉터(120)의 하부에는 기판(10)이 공정가스에 포함되는 원료물질과 원활하게 화학적으로 반응할 수 있도록 서셉터(120)를 가열하는 가열수단이 설치될 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 공정챔버(110)에는 공정챔버(110)의 진공 분위기가 연출될 수 있도록 배기수단이 설치될 수 있다. Although not shown, a heating means for heating the susceptor 120 may be installed under the susceptor 120 so that the substrate 10 may be chemically reacted with the raw materials included in the process gas. . In addition, although not shown, the process chamber 110 may be provided with an exhaust means so that the vacuum atmosphere of the process chamber 110 can be produced.

이러한 가열수단 및 배기수단은 이미 공지된 기술이므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다. Since the heating means and the exhaust means are already known techniques, detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치의 샤워헤드를 나타낸 구성도이며, 도 3은 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치의 샤워헤드를 나타낸 저면도이다.2 is a block diagram showing a showerhead of the chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment, Figure 3 is a bottom view showing a showerhead of the chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment.

도 2 및 도 3을 참조하면, 샤워헤드(200)는 공정챔버(110)에 지지되는 지지판(210)을 포함한다. 지지판(210)의 하부에는 복수의 가스챔버(220)가 배치된다. 복수의 가스챔버(220)는 지지판(210)의 중앙부를 중심으로 하여 방사형으로 배치될 수 있다. 이러한 복수의 가스챔버(220)는 체결나사(230)에 의해 지지판(210)에 각각 결합된다. 2 and 3, the shower head 200 includes a support plate 210 supported by the process chamber 110. A plurality of gas chambers 220 are disposed below the support plate 210. The plurality of gas chambers 220 may be disposed radially with respect to the center of the support plate 210. The plurality of gas chambers 220 are respectively coupled to the support plate 210 by fastening screws 230.

지지판(210)에는 공정가스를 공급하는 가스공급관(240)이 결합되는데, 가스공급관(240)은 각 가스챔버(220)로 공정가스가 공급될 수 있도록 분기되어 각 가스챔버(220)에 연결된다. The support plate 210 is coupled to the gas supply pipe 240 for supplying a process gas, the gas supply pipe 240 is branched so that the process gas can be supplied to each gas chamber 220 is connected to each gas chamber 220. .

각 가스챔버(220)에는 공정챔버(110) 내부를 향해 개방되는 복수개의 토출관(250)이 각각 결합된다. 복수개의 토출관(250)은 가스챔버(220)와 복수개의 토출관(250)의 사이로 공정가스가 누출되는 것이 방지되도록 브레이징 결합된다.Each of the gas chambers 220 is coupled to a plurality of discharge tubes 250 that are open toward the inside of the process chamber 110. The plurality of discharge tubes 250 are brazed to prevent the process gas from leaking between the gas chamber 220 and the plurality of discharge tubes 250.

또한, 지지판(210)과 복수의 가스챔버(220)의 사이에는 오-링과 같은 실링부재(260)가 각각 설치된다. 실링부재(260)는 지지판(210)과 가스챔버(220)의 사이로 공정가스가 누출되는 것을 방지한다. In addition, a sealing member 260 such as an o-ring is installed between the support plate 210 and the plurality of gas chambers 220. The sealing member 260 prevents the process gas from leaking between the support plate 210 and the gas chamber 220.

한편, 각 가스챔버(220)의 하부에는 냉매순환로(270)가 형성된다. 냉매순환로(270)는 각 가스챔버(220)의 하부벽에 냉각용 배관을 설치함으로써 구현될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치(100)는 냉매를 공급하는 냉매공급관(280)과, 냉매를 배출하는 냉매배출관(290)을 포함한다. Meanwhile, a refrigerant circulation path 270 is formed below each gas chamber 220. The refrigerant circulation path 270 may be implemented by installing cooling pipes on the lower wall of each gas chamber 220. Therefore, the chemical vapor deposition apparatus 100 according to the present embodiment includes a refrigerant supply pipe 280 for supplying a refrigerant and a refrigerant discharge pipe 290 for discharging the refrigerant.

냉매순환로(270)와 냉매공급관(280)의 사이에는 각 가스챔버(220)로 냉매가 공급될 수 있도록 냉매공급관(280)으로부터 분기되며, 각 가스챔버(220)에 연결되는 복수의 분기공급관(281)이 연결된다. Between the refrigerant circulation path 270 and the refrigerant supply pipe 280 branched from the refrigerant supply pipe 280 so that the refrigerant can be supplied to each gas chamber 220, a plurality of branch supply pipe (connected to each gas chamber 220 ( 281 is connected.

각 분기공급관(281)의 관로에는 각각 유량계(282)가 설치된다. 유량계(282)는 각 분기공급관(281)을 따라 흐르는 냉매의 유량을 측정한다. 이러한 유량계(282)로는 질량유량계(mass flow meter)를 사용할 수 있다. Flowmeters 282 are provided in the pipelines of the branch supply pipes 281, respectively. The flow meter 282 measures the flow rate of the refrigerant flowing along each branch supply pipe 281. As the flow meter 282, a mass flow meter may be used.

유량계(282) 이후의 분기공급관(281)의 관로에는 제어밸브(283)가 설치된다. 제어밸브(283)는 유량계(282)에 의해 측정되는 냉매의 유량측정 결과에 따라 각 분기공급관(281)을 따라 흐르는 각 냉매의 유량을 제어하여 각 냉매순환로(270)로 공급되는 냉매가 균일하게 공급되도록 한다. The control valve 283 is provided in the pipeline of the branch supply pipe 281 after the flowmeter 282. The control valve 283 controls the flow rate of each refrigerant flowing through each branch supply pipe 281 according to the flow rate measurement result of the refrigerant measured by the flow meter 282 to uniformly supply the refrigerant to each refrigerant circulation path 270. To be supplied.

이와 같이, 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치(100)는 샤워헤드(200)가 전면적에 대하여 균일한 온도분포로 냉각될 수 있으므로, 샤워헤드(200)의 내부에 파티클이 형성되는 것이 방지되며, 공정가스가 균일한 분포로 공정챔버(110)의 내부로 분사될 수 있다. As such, in the chemical vapor deposition apparatus 100 according to the present embodiment, since the showerhead 200 may be cooled to a uniform temperature distribution with respect to the entire area, particles are prevented from being formed inside the showerhead 200. The process gas may be injected into the process chamber 110 in a uniform distribution.

한편, 냉매배출관(290)은 각 냉매순환로(270)에 연결되는 복수의 분기배출관(291)이 합류되도록 구성되어 냉매순환로(270)를 따라 순환되는 냉매가 외부로 배출될 수 있도록 한다.
Meanwhile, the refrigerant discharge pipe 290 is configured such that a plurality of branch discharge pipes 291 connected to each refrigerant circulation path 270 are joined to allow the refrigerant circulated along the refrigerant circulation path 270 to be discharged to the outside.

이하, 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치의 작동에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the operation of the chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment will be described.

도 1을 참조하면, 기판(10)은 공정챔버(110)의 내부로 반입되어 서셉터(120)에 지지된다. 이때, 한번의 증착공정으로 복수개의 기판(10)에 동일한 결정층을 형성할 수 있도록, 서셉터(120)에는 복수개의 기판(10)이 함께 지지될 수 있다. 이와 같이 서셉터(120)에 기판(10)이 안착되면 공정챔버(110)는 밀폐된다. Referring to FIG. 1, the substrate 10 is loaded into the process chamber 110 and supported by the susceptor 120. In this case, the plurality of substrates 10 may be supported together on the susceptor 120 so that the same crystal layer may be formed on the plurality of substrates 10 by one deposition process. As such, when the substrate 10 is seated on the susceptor 120, the process chamber 110 is sealed.

이어, 도시되지 않은 배기펌프에 의해 공정챔버(110)의 배기가 수행되어 공정챔버(110)의 내부는 진공분위기가 연출된다. Subsequently, exhaust of the process chamber 110 is performed by an exhaust pump (not shown), whereby a vacuum atmosphere is produced inside the process chamber 110.

이어, 기판(10)이 공정가스에 포함되는 원료물질과 화학적으로 반응할 수 있는 온도에 도달할 수 있도록 가열기(미도시)는 서셉터(120)를 가열한다. 이와 함께, 회전축(130)이 회전됨에 따라 서셉터(120)는 회전축(130)과 함께 회전된다. Subsequently, a heater (not shown) heats the susceptor 120 so that the substrate 10 may reach a temperature at which the substrate 10 may chemically react with the raw material included in the process gas. In addition, as the rotating shaft 130 is rotated, the susceptor 120 is rotated together with the rotating shaft 130.

이어, 샤워헤드(200)를 통해 공정챔버(110)의 내부로 공정가스가 공급된다.공정가스는 가스공급관(240)을 통해 복수의 가스챔버(220)로 각각 분기되어 각 가스챔버(220)로 공급된다. 공정가스는 각 가스챔버(220)의 내부에서 확산되며, 복수의 토출관(250)을 통해 공정챔버(110)의 내부로 분사된다. Subsequently, the process gas is supplied into the process chamber 110 through the shower head 200. The process gas is branched into the plurality of gas chambers 220 through the gas supply pipe 240, respectively. Is supplied. The process gas is diffused in each of the gas chambers 220 and is injected into the process chamber 110 through the plurality of discharge pipes 250.

이와 함께, 각 냉매순환로(270)에는 냉매가 공급되고, 냉매는 각 냉매순환로(270)를 따라 순환되어 샤워헤드(200)가 일정 온도 이상으로 가열되어 샤워헤드(200)에 파티클이 증착되는 것을 방지한다.In addition, a refrigerant is supplied to each refrigerant circulation path 270, and the refrigerant is circulated along each refrigerant circulation path 270 such that the shower head 200 is heated to a predetermined temperature or more, and particles are deposited in the shower head 200. prevent.

즉, 냉매는 냉매공급관(280)으로 공급된다. 냉매공급관(280)을 따라 공급되는 냉매는 각 분기공급관(281)으로 분기된다. 이때, 각 유량계(282)는 냉매의 유량을 측정하며, 각 제어밸브(283)는 각 유량계(282)에 의해 측정되는 측정 결과에 따라 냉매의 유량을 제어하여 각 가스챔버(220)로 공급되는 냉매가 균일하게 공급되도록 한다.That is, the coolant is supplied to the coolant supply pipe 280. The coolant supplied along the coolant supply pipe 280 is branched to each branch supply pipe 281. At this time, each flow meter 282 measures the flow rate of the refrigerant, and each control valve 283 is supplied to each gas chamber 220 by controlling the flow rate of the refrigerant in accordance with the measurement results measured by each flow meter 282 Ensure that the coolant is supplied uniformly.

이어, 냉매순환로(270)를 따라 순환되는 냉매는 분기배출관(291)을 따라 냉매배출관(290)으로 배출되며, 냉매배출관(290)을 따라 외부로 배출된다.Subsequently, the refrigerant circulated along the refrigerant circulation path 270 is discharged to the refrigerant discharge pipe 290 along the branch discharge pipe 291 and discharged to the outside along the refrigerant discharge pipe 290.

이와 같이, 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치(100)는 샤워헤드(200)가 전면적에 대하여 균일한 온도분포로 냉각될 수 있으므로, 샤워헤드(200)의 내부에 파티클이 형성되는 것이 방지되며, 공정가스가 균일한 분포로 공정챔버(110)의 내부로 분사될 수 있다. As such, in the chemical vapor deposition apparatus 100 according to the present embodiment, since the showerhead 200 may be cooled to a uniform temperature distribution with respect to the entire area, particles are prevented from being formed inside the showerhead 200. The process gas may be injected into the process chamber 110 in a uniform distribution.

따라서, 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치(100)는 샤워헤드(200)의 유지, 관리, 보수의 편의를 제공하며, 고품질의 결정층을 형성할 수 있다.
Therefore, the chemical vapor deposition apparatus 100 according to the present embodiment may provide convenience of maintenance, management, and repair of the shower head 200, and may form a high quality crystal layer.

100 : 화학기상 증착장치 110 : 공정챔버
120 : 서셉터 200 : 샤워헤드
210 : 지지판 220 : 가스챔버
230 : 체결나사 240 : 가스공급관
250 : 토출관 260 : 실링부재
270 : 냉매순환로 280 : 냉매공급관
281 : 분기공급관 282 : 유량계
283 : 제어밸브 290 : 냉매배출관
291 : 분기배출관 100: chemical vapor deposition apparatus 110: process chamber
120: susceptor 200: shower head
210: support plate 220: gas chamber
230: fastening screw 240: gas supply pipe
250: discharge tube 260: sealing member
270: refrigerant circulation path 280: refrigerant supply pipe
281: branch supply pipe 282: flow meter
283: control valve 290: refrigerant discharge pipe
291: branch discharge pipe

Claims (8)

서로 분리가능하도록 평면 상에서 결합되는 복수의 가스챔버와,
상기 복수의 가스챔버로 분기되어 공정가스를 공급하는 가스공급관과,
상기 복수의 가스챔버 각각에 설치되어 냉매가 순환되는 복수의 냉매순환로와,
상기 냉매를 공급하는 냉매공급관과,
상기 냉매공급관으로부터 분기되어 상기 복수의 냉매순환로에 각각 연통되는 복수의 분기공급관과,
상기 복수의 분기배출관의 관로에 각각 설치되어 상기 냉매의 유량을 측정하는 복수의 유량계를 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워헤드.A plurality of gas chambers coupled on a plane to be detachable from each other,
A gas supply pipe branched to the plurality of gas chambers to supply a process gas;
A plurality of refrigerant circulation passages installed in each of the plurality of gas chambers and circulating the refrigerant;
A refrigerant supply pipe for supplying the refrigerant;
A plurality of branch supply pipes branched from the refrigerant supply pipes and respectively communicating with the plurality of refrigerant circulation paths;
And a plurality of flow meters which are respectively installed in the plurality of branch discharge pipes and measure flow rates of the refrigerant. 제 1항에 있어서, 상기 유량계는 질량유량계(mass flow meter)인 것을 특징으로 하는 샤워헤드. The showerhead of claim 1, wherein the flow meter is a mass flow meter. 제 1항에 있어서, 상기 유량계 이후의 상기 복수의 분기배출관의 관로에 각각 설치되어 상기 유량계에 의해 측정되는 결과에 따라 상기 냉매의 유량을 각각 제어하는 복수의 제어밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워헤드.The method of claim 1, further comprising a plurality of control valves respectively installed in the pipelines of the plurality of branch discharge pipes after the flow meter to control the flow rate of the refrigerant in accordance with the results measured by the flow meter. Shower head. 제 1항에 있어서,
상기 복수의 냉매순환로에 각각 연통되는 복수의 분기배출관과,
상기 복수의 분기배출관이 합류되어 상기 냉매를 배출시키는 냉매배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워헤드.The method of claim 1,
A plurality of branch discharge pipes connected to the plurality of refrigerant circulation passages, respectively;
And a plurality of branch discharge pipes joined to each other to discharge the refrigerant. 내부에 기판이 지지되는 공정챔버와,
상기 공정챔버의 내부로 공정가스를 공급하는 샤워헤드를 포함하며,
상기 샤워헤드는
상기 공정챔버에 지지되며, 서로 분리가능하도록 평면 상에서 결합되는 복수의 가스챔버와,
상기 복수의 가스챔버로 분기되어 상기 공정가스를 공급하는 가스공급관과,
상기 복수의 가스챔버 각각에 설치되어 냉매가 순환되는 복수의 냉매순환로와,
상기 냉매를 공급하는 냉매공급관과,
상기 냉매공급관으로부터 분기되어 상기 복수의 냉매순환로에 각각 연통되는 복수의 분기공급관과,
상기 복수의 분기배출관의 관로에 각각 설치되어 상기 냉매의 유량을 측정하는 복수의 유량계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.A process chamber in which a substrate is supported therein;
It includes a shower head for supplying a process gas into the process chamber,
The shower head
A plurality of gas chambers supported on the process chamber and coupled on a plane to be separated from each other;
A gas supply pipe branched to the plurality of gas chambers to supply the process gas;
A plurality of refrigerant circulation passages installed in each of the plurality of gas chambers and circulating the refrigerant;
A refrigerant supply pipe for supplying the refrigerant;
A plurality of branch supply pipes branched from the refrigerant supply pipes and respectively communicating with the plurality of refrigerant circulation paths;
And a plurality of flow meters which are respectively installed in the plurality of branch discharge pipes and measure flow rates of the refrigerant. 제 5항에 있어서, 상기 유량계는 질량유량계(MFC;mass flow meter)인 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.6. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 5, wherein the flow meter is a mass flow meter (MFC). 제 5항에 있어서, 상기 유량계 이후의 상기 복수의 분기배출관의 관로에 각각 설치되어 상기 유량계에 의해 측정되는 결과에 따라 상기 냉매의 유량을 각각 제어하는 복수의 제어밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.6. The apparatus of claim 5, further comprising a plurality of control valves respectively installed in pipe lines of the plurality of branch discharge pipes after the flow meter to respectively control the flow rate of the refrigerant according to a result measured by the flow meter. Chemical vapor deposition apparatus. 제 5항에 있어서,
상기 복수의 냉매순환로에 각각 연통되는 복수의 분기배출관과,
상기 복수의 분기배출관이 합류되어 상기 냉매를 배출시키는 냉매배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.6. The method of claim 5,
A plurality of branch discharge pipes connected to the plurality of refrigerant circulation passages, respectively;
And a plurality of branch discharge pipes joined to discharge the refrigerant.
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CN110220685A (en) * 2019-06-26 2019-09-10 集美大学 A kind of shower water-spraying amount evenness test device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030008331A (en) * 2001-07-20 2003-01-25 삼성전자 주식회사 Semiconductor manufacturing equipment for Metal chemical vapor deposition and method for forming WSix and W film
KR20080019141A (en) * 2006-08-25 2008-03-03 삼성전자주식회사 Chemical vapor deposition equipment
KR20080111334A (en) * 2007-06-18 2008-12-23 권태균 Chemical vapor deposition apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030008331A (en) * 2001-07-20 2003-01-25 삼성전자 주식회사 Semiconductor manufacturing equipment for Metal chemical vapor deposition and method for forming WSix and W film
KR20080019141A (en) * 2006-08-25 2008-03-03 삼성전자주식회사 Chemical vapor deposition equipment
KR20080111334A (en) * 2007-06-18 2008-12-23 권태균 Chemical vapor deposition apparatus

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