KR101249480B1 - A chemical vapor deposition apparatus and a gas supplying unit thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학기상증착장치 및 이의 가스 공급유닛에 관한 것으로, 챔버, 상기 챔버 내부에 설치되며 기판이 안착되는 서셉터, 상기 서셉터의 상부에 위치하여 공정가스를 공급하는 공정가스 공급부, 상기 공정가스 공급부의 내측에 수직 방향으로 설치되며, 하단이 서셉터 방향으로 개구된 삽입관, 상기 삽입관 내측에 삽입 설치되고, 상단이 상기 공정가스 공급부의 상단까지 연장되는 센싱관, 상기 센싱관의 상단에 설치되며, 상기 센싱관을 통해 상기 서셉터 또는 상기 기판의 온도를 측정하는 온도감지 부재 그리고, 상기 센싱관과 상기 삽입관 사이의 공간을 밀폐시키는 실링부재를 포함하는 화학기상증착장치 및 이의 가스공급유닛에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 의할 경우, 광 고온계를 이용하여 서셉터 또는 기판의 정확한 온도를 측정하는 것이 가능하므로, 성장 환경의 온도를 정확하게 제어하여 증착된 박막의 품질을 개선할 수 있다.The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus and a gas supply unit thereof, a chamber, a susceptor installed inside the chamber, and a substrate on which the substrate is seated, a process gas supply unit located above the susceptor to supply a process gas, and the process Insertion tube is installed in the vertical direction in the gas supply portion, the lower end is opened in the susceptor direction, the sensing tube is inserted into the insertion tube, the upper end extends to the upper end of the process gas supply, the upper end of the sensing tube Is installed in, the chemical vapor deposition apparatus comprising a temperature sensing member for measuring the temperature of the susceptor or the substrate through the sensing tube, and a sealing member for sealing the space between the sensing tube and the insertion tube and its gas It can be achieved by the supply unit.
According to the present invention, since the accurate temperature of the susceptor or the substrate can be measured using an optical pyrometer, the quality of the deposited thin film can be improved by accurately controlling the temperature of the growth environment.

Figure R1020110011443
Figure R1020110011443

Description

화학기상증착장치 및 이의 가스공급유닛{A chemical vapor deposition apparatus and a gas supplying unit thereof}A chemical vapor deposition apparatus and a gas supplying unit

본 발명은 화학기상증착장치 및 이의 가스 공급유닛에 관한 것이다. 상세하게는 서셉터 또는 기판의 온도를 측정하는 온도감지 부재를 구비하는 화학기상증착장치 및 이의 가스공급유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus and a gas supply unit thereof. More particularly, the present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus having a temperature sensing member for measuring a temperature of a susceptor or a substrate, and a gas supply unit thereof.

화학기상증착장치는 공정 가스의 화학 반응을 이용하여 기판 상에 박막을 형성하는 증착 공정을 진행하는 장치이다. 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 활성화 시켜 기판 상에 양질의 박막을 형성하도록 구성된다.The chemical vapor deposition apparatus is a device for performing a deposition process of forming a thin film on a substrate 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 high quality thin film on the substrate.

이러한 화학기상증착장치는 증착 공정시 내부 공간의 온도를 감지하고 이를 제어할 수 있도록 구성된다. 그런데, GaN과 같은 질화물층을 성장하기 위해서는 내부 공간이 600~1300℃의 고온으로 형성되므로, 접촉식 온도계를 기판이나 서셉터에 설치하여 사용하는 것이 곤란하다.The chemical vapor deposition apparatus is configured to detect and control the temperature of the internal space during the deposition process. However, in order to grow a nitride layer such as GaN, since the internal space is formed at a high temperature of 600 to 1300 ° C, it is difficult to install and use a contact thermometer on a substrate or susceptor.

따라서, 화학기상증착장치는 기판이나 서셉터의 온도를 감지하기 위해 적외선 온도계(infrared thermometer) 또는 광고온계(optical pyrometer)와 같은 비접촉식 온도계를 사용한다.Accordingly, chemical vapor deposition apparatus uses a non-contact thermometer such as an infrared thermometer or an optical pyrometer to sense the temperature of the substrate or susceptor.

광고온계는 측정물의 휘도를 기준 휘도와 비교하여 온도를 측정한다. 이러한, 광고온계는 공정 공간 내부에 위치할 수 없다. 따라서, 광고온계를 화학기상증착장치의 상측에 배치한 후, 센싱관을 통해 서셉터 또는 기판의 온도를 감지한다.The advertisement thermometer measures the temperature by comparing the luminance of the measured object with the reference luminance. Such an advertising thermometer cannot be located inside the process space. Therefore, after placing the advertising thermometer above the chemical vapor deposition apparatus, the temperature of the susceptor or the substrate is sensed through the sensing tube.

그런데, 종래의 경우 증착 공정 중 공정 가스가 센싱관 내부로 역류하는 현상이 발생한다. 역류한 공정 가스에 의해 센싱관 내부 또는 광고온계의 전단에 이물질을 형성할 수 있다. 이러한 이물질은 광고온계를 통해 측정하는 측정값에 영향을 미치게 되며, 이로 인해 정확한 온도 제어 및 공정 재현성에 문제점을 야기할 수 있다.However, in the conventional case, a phenomenon in which the process gas flows back into the sensing tube during the deposition process occurs. The foreign matter may be formed inside the sensing tube or the front end of the advertisement thermometer by the reversed process gas. These foreign substances affect the measured values measured by the advertising thermometer, which may cause problems in accurate temperature control and process reproducibility.

본 발명의 목적은 광 고온계가 서셉터 또는 기판의 온도를 감지하는 온도 측정 환경을 개선한 화학기상증착장치 및 이의 가스공급유닛을 제공하기 위함이다.It is an object of the present invention to provide a chemical vapor deposition apparatus and a gas supply unit thereof in which an optical pyrometer improves a temperature measuring environment in which a temperature of a susceptor or a substrate is sensed.

전술한 본 발명의 목적은 챔버, 상기 챔버 내부에 설치되며 기판이 안착되는 서셉터, 상기 서셉터의 상부에 위치하여 공정가스를 공급하는 공정가스 공급부, 상기 공정가스 공급부의 내측에 수직 방향으로 설치되며, 하단이 서셉터 방향으로 개구된 삽입관, 상기 삽입관 내측에 삽입 설치되고, 상단이 상기 공정가스 공급부의 상단까지 연장되는 센싱관, 상기 센싱관의 상단에 설치되며, 상기 센싱관을 통해 상기 서셉터 또는 상기 기판의 온도를 측정하는 온도감지 부재 그리고, 상기 센싱관과 상기 삽입관 사이의 공간을 밀폐시키는 실링부재를 포함하는 화학기상증착장치에 의해 달성될 수 있다.The object of the present invention described above is a chamber, a susceptor installed in the chamber and the substrate is seated, a process gas supply unit for supplying a process gas located on the upper part of the susceptor, installed in the vertical direction inside the process gas supply unit An insertion tube having a lower end opening in a susceptor direction, inserted into the insertion tube, a sensing tube extending at an upper end to an upper end of the process gas supply unit, and installed at an upper end of the sensing tube, through the sensing tube It can be achieved by a chemical vapor deposition apparatus including a temperature sensing member for measuring the temperature of the susceptor or the substrate, and a sealing member for sealing the space between the sensing tube and the insertion tube.

이때, 본 발명은 센싱관의 상측에 연결되는 퍼지 가스 공급부를 더 포함하고, 상기 퍼지 가스 공급부에 의해 공급된 퍼지 가스는 상기 센싱관의 하단으로 배출되도록 구성할 수 있다. 그리고, 온도감지부재는 상기 센싱관의 상단에 착탈 가능하게 설치될 수 있다.At this time, the present invention may further comprise a purge gas supply unit connected to the upper side of the sensing tube, the purge gas supplied by the purge gas supply may be configured to be discharged to the lower end of the sensing tube. The temperature sensing member may be detachably installed at the upper end of the sensing tube.

구체적으로, 상기 공정가스 공급부는 수직 방향으로 적층 배치되는 적어도 두 개의 가스챔버를 포함하고, 상기 삽입관은 상단이 상기 두 개의 가스 챔버 중 상측에 위치한 가스 챔버에 위치하도록 설치될 수 있다.In detail, the process gas supply unit may include at least two gas chambers stacked in a vertical direction, and the insertion tube may be installed such that an upper end thereof is located at a gas chamber positioned at an upper side of the two gas chambers.

여기서, 상기 각각의 가스챔버 저면에는 상기 서셉터 방향으로 연장 형성되는 다수개의 공급 관로가 형성되며, 상기 삽입관은 상기 공급 관로보다 큰 직경을 갖도록 구성된다.Here, each of the gas chamber bottom surface is formed with a plurality of supply pipes extending in the susceptor direction, the insertion pipe is configured to have a larger diameter than the supply pipe.

한편, 전술한 본 발명의 목적은 냉각 유체가 수용되는 냉각 챔버, 상기 냉각 챔버 상측에 형성되는 제1 가스챔버, 상기 제1 가스챔버의 상측에 형성되는 제2 가스챔버, 하단이 상기 냉각 챔버의 저면으로 개구되며, 상측으로 연장 설치되는 삽입관, 상기 삽입관 내측에 삽입 설치되고, 상기 제1 가스챔버의 상측으로 연장되는 센싱관, 상기 센싱관의 상단에 설치되는 온도 감지 부재 그리고, 상기 센싱관과 상기 삽입관 사이의 공간을 밀폐시키는 실링부재를 포함하는 화학기상증착장치의 가스공급유닛에 의해서 달성될 수도 있다.Meanwhile, an object of the present invention described above is a cooling chamber in which a cooling fluid is accommodated, a first gas chamber formed above the cooling chamber, a second gas chamber formed above the first gas chamber, and a lower end of the cooling chamber. An insertion tube which is opened to a bottom surface and is installed to extend upward, a sensing tube which is inserted into the insertion tube and is installed inside the insertion tube, which extends to an upper side of the first gas chamber, a temperature sensing member installed at an upper end of the sensing tube, and the sensing It can also be achieved by the gas supply unit of the chemical vapor deposition apparatus including a sealing member for sealing the space between the tube and the insertion tube.

본 발명에 의할 경우, 광 고온계를 이용하여 서셉터 또는 기판의 정확한 온도를 측정하는 것이 가능하므로, 성장 환경의 온도를 정확하게 제어하여 증착된 박막의 품질을 개선할 수 있다.According to the present invention, since the accurate temperature of the susceptor or the substrate can be measured using an optical pyrometer, the quality of the deposited thin film can be improved by accurately controlling the temperature of the growth environment.

도 1은 본 실시예에 따른 화학기상증착장치의 단면도이고,
도 2는 본 실시예에 따른 화학기상증착장치의 가스공급유닛을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment,
2 is a cross-sectional view showing a gas supply unit of the chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment.

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

본 실시예에서는 유기 금속 화합물이 포함된 공정가스를 이용하는 화학기상증착장치(Metal Organic Chemical Vapor Deposition Apparatus, 이하 MOCVD)를 예를 들어 설명하도록 한다. 다만, 본 발명이 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 실시예에 따른 화학기상증착장치의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 금속 유기물 화학기상증착장치는 외관을 형성하는 챔버(10)를 구비한다. 그리고, 챔버의 내측에는 증착 공정이 진행되는 공정 공간이 형성된다. 1 is a cross-sectional view of a chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the metal organic chemical vapor deposition apparatus of the present embodiment includes a chamber 10 forming an external appearance. In addition, a process space in which a deposition process is performed is formed inside the chamber.

공정 공간의 상측에는 가스공급유닛(100)이 구비된다. 가스공급유닛(100)은 제1 공정가스와 제2 공정가스를 챔버 내부로 분사하는 공정가스 공급부(110)를 포함하여 구성될 수 있다.The gas supply unit 100 is provided above the process space. The gas supply unit 100 may include a process gas supply unit 110 for injecting the first process gas and the second process gas into the chamber.

공정가스 공급부(110)는 제1 공정가스 및 제2 공정가스가 수용되는 제1 가스챔버(10) 및 제2 가스챔버(10)를 구비한다. 제1 가스챔버(10) 및 제2 가스챔버(10)는 상하 방향으로 적층된 형태로 배치된다.The process gas supply unit 110 includes a first gas chamber 10 and a second gas chamber 10 in which the first process gas and the second process gas are accommodated. The first gas chamber 10 and the second gas chamber 10 are arranged in a stacked form in the vertical direction.

제1 가스챔버(10)와 제2 가스챔버(10)의 하측으로는 냉각 유체가 수용되는 냉각 챔버(10)를 구비한다. 따라서, 제1 가스챔버(10)와 제2 가스챔버(10)는 냉각 챔버(10)에 의해 공정 공간의 고온 환경으로부터 열적으로 격리될 수 있다.A cooling chamber 10 is provided below the first gas chamber 10 and the second gas chamber 10 to accommodate the cooling fluid. Thus, the first gas chamber 10 and the second gas chamber 10 may be thermally isolated from the high temperature environment of the process space by the cooling chamber 10.

그리고, 제1 가스챔버(10) 및 제2 가스챔버(10)는 각각 공정 공간으로 연통하는 다수개의 공급 관로를 구비하여, 제1 공정 가스 및 제2 공정 가스를 공정 공간으로 공급한다.The first gas chamber 10 and the second gas chamber 10 each have a plurality of supply passages communicating with the process space, and supply the first process gas and the second process gas to the process space.

본 실시예의 공정가스 공급부(110)는 샤워 헤드 타입의 구성으로 이루어지나, 이 이외에도 다양한 형상의 구성을 적용할 수도 있다. Process gas supply unit 110 of the present embodiment is made of a shower head type configuration, in addition to the configuration of various shapes may be applied.

가스 공급유닛(100)의 하측에는 서셉터(20)가 배치된다. 서셉터(20)의 상면에는 다수개의 기판(S)이 안착되는 안착부(미도시)가 형성된다. 따라서, 증착 공정시 기판은 서셉터(20)의 상면에 배치되어, 가스 공급유닛(100)으로부터 공급되는 공급가스에 의해 박막 증착이 진행된다.The susceptor 20 is disposed below the gas supply unit 100. The upper surface of the susceptor 20 is formed with a mounting portion (not shown) on which a plurality of substrates S are mounted. Therefore, during the deposition process, the substrate is disposed on the upper surface of the susceptor 20, and thin film deposition is performed by the supply gas supplied from the gas supply unit 100.

서셉터(20)의 하부에는 회전축(60)이 구비된다. 회전축(60)의 하단에는 모터(70)가 장착되어, 증착 공정중 서셉터(20)를 회전시킬 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 서셉터(20)가 회전 구동하지 않고 고정 설치되도록 구성하는 것도 가능하다.The lower part of the susceptor 20 is provided with a rotating shaft 60. A motor 70 is mounted at the lower end of the rotation shaft 60 to rotate the susceptor 20 during the deposition process. However, this is only an example, and the susceptor 20 may be configured to be fixedly installed without rotational driving.

서셉터(20)의 하측에는 서셉터(20)를 가열하는 히터(30)가 설치된다. 히터(30)는 복수개로 구비된다. 이러한 히터(30)에 의해 서셉터(20) 및 서셉터(20) 상측에 형성된 공정 공간은 최대 600℃ ~ 1,300℃의 온도까지 가열될 수 있다. 히터(30)는 텅스텐 히터 또는 RF 히터를 이용할 수 있다.A heater 30 for heating the susceptor 20 is installed below the susceptor 20. The heater 30 is provided in plurality. The process space formed on the susceptor 20 and the susceptor 20 by the heater 30 may be heated to a temperature of up to 600 ° C to 1,300 ° C. The heater 30 may use a tungsten heater or an RF heater.

서셉터(20) 및 히터(30)의 측부에는 하측으로 연장 형성되는 격벽(미도시)이 형성된다. 그리고, 격벽과 챔버(10)의 내벽 사이에는 'J' 형상의 라이너(40)(Liner)가 설치된다. 이러한 라이너(40)는 챔버(10)와 격벽에 파티클이 증착되는 것을 방지하여 챔버(10)와 격벽을 보호한다. 다만, 증착 공정의 내용 및 설계 내용에 따라 라이너를 구비하지 않도록 구성하는 것도 물론 가능하다.The side walls of the susceptor 20 and the heater 30 are formed with a partition wall (not shown) extending downward. In addition, a liner 40 having a 'J' shape is installed between the partition wall and the inner wall of the chamber 10. The liner 40 protects the chamber 10 and the partition wall by preventing particles from being deposited in the chamber 10 and the partition wall. However, it is also possible to configure not to include a liner in accordance with the contents and design details of the deposition process.

챔버(10)의 하부 일측에는 배기구(80)가 형성된다. 배기구(80)는 라이너(40)에 형성된 홀(미도시)과 연통한다. 배기구(80)에는 외부로 연장되는 배기관(90)이 연결된다. 그리고 배기관(90)에는 배기가스의 정화를 위한 가스 스크러버(미도시)와 펌프(미도시) 등이 설치될 수 있다.An exhaust port 80 is formed at one lower side of the chamber 10. The exhaust port 80 communicates with a hole (not shown) formed in the liner 40. The exhaust pipe 80 is connected to the exhaust pipe 90 extending to the outside. In addition, a gas scrubber (not shown) and a pump (not shown) may be installed in the exhaust pipe 90 to purify exhaust gas.

도 2는 본 실시예에 따른 화학기상증착장치의 가스공급유닛을 도시한 단면도이다. 이하에서는 도 2를 참조하여 가스 공급유닛(100)의 구성을 더욱 구체적으로 설명한다.2 is a cross-sectional view showing a gas supply unit of the chemical vapor deposition apparatus according to the present embodiment. Hereinafter, the configuration of the gas supply unit 100 will be described in more detail with reference to FIG. 2.

도 2에 도시된 바와 같이, 가스 공급유닛(100)의 공정가스 공급부는 복수개의 플레이트에 의해 구획되는 냉각챔버(10), 제1 가스 챔버(10) 및 제2 가스 챔버(10)를 포함한다. 구체적으로, 제1 플레이트(111)는 공정가스 공급부(110)의 저면을 형성하고, 상측에 위치한 제2 플레이트(112)와 함께 냉각 챔버(10)를 형성한다. 제2 플레이트(112)는 상측에 위치한 제3 플레이트(113)와 함께 제1 가스챔버(10)를 형성한다. 그리고, 제3 플레이트(113)는 상측에 위치한 탑 커버(114)와 함께 제2 공정가스가 수용되는 제2 가스 챔버(10)를 형성한다.As shown in FIG. 2, the process gas supply unit of the gas supply unit 100 includes a cooling chamber 10, a first gas chamber 10, and a second gas chamber 10 partitioned by a plurality of plates. . Specifically, the first plate 111 forms the bottom surface of the process gas supply unit 110 and forms the cooling chamber 10 together with the second plate 112 located above. The second plate 112 forms the first gas chamber 10 together with the third plate 113 positioned above. In addition, the third plate 113 forms a second gas chamber 10 in which the second process gas is accommodated together with the top cover 114 located above.

이처럼, 공정가스 공급부(110)는 냉각 챔버(10), 제1 가스 챔버(10), 제2 가스 챔버(10)가 상하 방향으로 적층된 구조를 형성한다. 그리고, 냉각 챔버(10), 제1 가스 챔버(10) 및 제2 가스 챔버(10)는 복수개의 플레이트에 의해 각각 독립된 공간을 형성한다.As such, the process gas supply unit 110 forms a structure in which the cooling chamber 10, the first gas chamber 10, and the second gas chamber 10 are stacked in the vertical direction. The cooling chamber 10, the first gas chamber 10, and the second gas chamber 10 form independent spaces by a plurality of plates, respectively.

그리고, 제1 가스 챔버(10) 및 제2 가스 챔버(10)의 저면에는 각각 다수개의 공급 관로(115)가 형성된다. 각각의 공급 관로(115)는 양단이 개구된 형상의 튜브 구조로 구성된다. 각각의 공급 관로(115)의 상단은 제1 가스 챔버(10) 저면 또는 제2 가스 챔버(10)의 저면에 형성된다. 그리고, 각 공급 관로(115)의 하단은 제1 플레이트(111)의 저면에 설치되어, 제1 공정 가스 또는 제2 공정가스를 공정 공간으로 공급한다.In addition, a plurality of supply conduits 115 are formed on the bottoms of the first gas chamber 10 and the second gas chamber 10, respectively. Each supply conduit 115 is composed of a tube structure of a shape that is open at both ends. An upper end of each supply conduit 115 is formed at the bottom of the first gas chamber 10 or at the bottom of the second gas chamber 10. The lower end of each of the supply pipes 115 is provided at the bottom of the first plate 111 to supply the first process gas or the second process gas to the process space.

한편, 가스 공급유닛(100)은 기판(S) 또는 서셉터(20)의 온도를 감지하는 온도 감지 부재(150)를 구비한다. 온도 감지 부재(150)는 광고온계(optical pyrometer), 적외선 온도계(infrared thermometer), 레이저 타입의 고온계 등 비접촉 방식으로 온도를 측정하는 다양한 고온계를 사용할 수 있다.On the other hand, the gas supply unit 100 is provided with a temperature sensing member 150 for sensing the temperature of the substrate (S) or susceptor 20. The temperature sensing member 150 may use various pyrometers for measuring the temperature in a non-contact manner such as an optical pyrometer, an infrared thermometer, and a laser type pyrometer.

온도 감지 부재(150)는 공정가스 공급부(110) 상측에 설치된다. 그리고, 수리 및 교체가 용이하도록 탑 커버(114)의 상측 외부에 노출되도록 설치될 수 있다. 다만, 별도의 커버 부재(미도시)를 추가적으로 구비하며, 온도 감지 부재를 보호하도록 구성될 수도 있다.The temperature sensing member 150 is installed above the process gas supply unit 110. And, it may be installed to be exposed to the outside of the upper side of the top cover 114 to facilitate repair and replacement. However, an additional cover member (not shown) may be additionally provided and may be configured to protect the temperature sensing member.

온도 감지 부재(150)의 하측에는 센싱관(130)이 형성된다. 센싱관(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 공정가스 공급부(110)를 관통하여 설치된다. 센싱관(130)의 상단은 온도 감지 부재(150)의 하측으로 개구되고, 센싱관(130)의 하단은 공정 공간으로 개구된다. 따라서, 온도 감지 부재(150)는 센싱관(130)을 통해 서셉터(20) 또는 기판(S)의 온도를 측정할 수 있다.The sensing tube 130 is formed below the temperature sensing member 150. The sensing tube 130 is installed through the process gas supply unit 110 as shown in FIG. The upper end of the sensing tube 130 is opened to the lower side of the temperature sensing member 150, and the lower end of the sensing tube 130 is opened to the process space. Therefore, the temperature sensing member 150 may measure the temperature of the susceptor 20 or the substrate S through the sensing tube 130.

이때, 공정가스 공급부(110)의 내측에는 센싱관(130)이 배치되는 별도의 삽입관(120)을 구비한다. 삽입관(120)은 공정가스 공급부(110) 내측에 수직 방향의 관로를 형성하며, 제1 플레이트(111), 제2 플레이트(112) 및 제3 플레이트(113)를 관통한다.At this time, the inner side of the process gas supply unit 110 is provided with a separate insertion tube 120, the sensing tube 130 is disposed. Insertion tube 120 forms a vertical pipeline in the process gas supply unit 110, and penetrates through the first plate 111, the second plate 112 and the third plate 113.

이때, 삽입관(120)이 각각의 플레이트(111, 112, 113)를 관통하는 부분은 기밀을 유지할 수 있도록 브레이징 처리된다. 따라서, 삽입관(120)과 각각의 플레이트(111, 112, 113)는 일체의 모듈로 구성되고, 냉각 챔버(10) 및 각 가스챔버(110a, 110b) 사이에 기밀을 유지할 수 있다.At this time, the portion through which the insertion tube 120 penetrates each of the plates 111, 112, and 113 is brazed to maintain airtightness. Therefore, the insertion pipe 120 and each of the plates 111, 112, and 113 are formed of an integral module, and can maintain airtightness between the cooling chamber 10 and the respective gas chambers 110a and 110b.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 삽입관(120)의 상단은 제2 가스 챔버(10)에 노출된다. 그리고, 삽입관(120)의 몸체는 제1 가스챔버(10)와 냉각 챔버(10)를 관통하고, 하단이 공정 공간으로 개구된다.Specifically, as shown in FIG. 2, the upper end of the insertion tube 120 is exposed to the second gas chamber 10. Then, the body of the insertion tube 120 passes through the first gas chamber 10 and the cooling chamber 10, the lower end is opened to the process space.

이때, 삽입관(120)은 제2 가스챔버(10)에 설치되는 공급 관로(115)를 이용하여 구성하는 것도 가능하다. 다만, 본 실시예에서는 센싱관(130)이 용이하게 삽입될 수 있도록, 공급 관로(115)보다 큰 직경을 갖도록 별도의 삽입관(120)을 구성하는 것이 바람직하다.In this case, the insertion pipe 120 may be configured using the supply pipe 115 installed in the second gas chamber 10. However, in this embodiment, it is preferable to configure a separate insertion pipe 120 to have a larger diameter than the supply pipe 115 so that the sensing pipe 130 can be easily inserted.

센싱관(130)은 공정가스 공급부(110)의 상단으로부터 삽입관(120) 내측으로 삽입 배치된다. 센싱관(130)의 상단은 온도 감지 부재(150)와 연결 설치될 수 있도록 탑 커버(114)의 상측까지 연결되고, 센싱관(130)의 하단은 삽입관(120)의 하단까지 연장된다. The sensing tube 130 is inserted into the insertion tube 120 from the upper end of the process gas supply unit 110. The upper end of the sensing tube 130 is connected to the upper side of the top cover 114 so as to be connected to the temperature sensing member 150, the lower end of the sensing tube 130 extends to the lower end of the insertion tube 120.

이때, 센싱관(130)은 공정가스 공급부(110)와 일체로 형성되지 않고, 별도의 부재로 설치될 수 있다. 따라서, 센싱관(130) 내측에 이물질이 유입되거나 변형이 발생할 경우, 공정가스 공급부(110) 상측을 통해 센싱관(130)을 교체 또는 수리할 수 있다.In this case, the sensing tube 130 may not be integrally formed with the process gas supply unit 110 and may be installed as a separate member. Therefore, when foreign matter is introduced into the sensing tube 130 or deformation occurs, the sensing tube 130 may be replaced or repaired through the process gas supply unit 110.

여기서, 센싱관(130)의 하단은 공정 공간으로 개구된 구조이다. 따라서, 증착 공정시 공정 공간에서 형성되는 파티클 등의 이물질이 센싱관(130) 내측으로 유입될 우려가 있다. 이러한 이물질이 센싱관(130) 내측으로 유입되면, 센싱관(130)을 통하여 온도를 감지하는 온도 감지 부재(150)에서 정확한 값을 측정하는 것이 곤란할 수 있다.Here, the lower end of the sensing tube 130 has a structure opened to the process space. Therefore, foreign matters such as particles formed in the process space during the deposition process may flow into the sensing tube 130. When the foreign matter is introduced into the sensing tube 130, it may be difficult to measure the correct value in the temperature sensing member 150 for sensing the temperature through the sensing tube 130.

따라서, 본 발명은 센싱관(130)의 상측으로 연결 설치되는 퍼지가스 공급부(140)를 더 포함한다. 퍼지가스 공급부(140)는 질소(N2) 또는 수소(H2) 등의 퍼지 가스를 센싱관(130) 내부로 공급한다. 퍼지가스 공급부(140)로부터 공급되는 퍼지 가스는 센싱관(130)을 거쳐 센싱관(130)의 하단 출구로 지속적으로 공급된다. 따라서, 공정 공간으로부터 이물질이 센싱관(130) 내측으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, the present invention further includes a purge gas supply unit 140 connected to the upper side of the sensing tube 130. The purge gas supply unit 140 supplies purge gas such as nitrogen (N 2) or hydrogen (H 2) into the sensing tube 130. The purge gas supplied from the purge gas supply unit 140 is continuously supplied to the bottom outlet of the sensing tube 130 through the sensing tube 130. Therefore, foreign matters from the process space may be prevented from flowing into the sensing tube 130.

한편, 전술한 바와 같이 공정가스 공급부(110)에 설치되는 삽입관(120) 또한 상단 및 하단이 개구된 관로로 구성된다. 따라서, 삽입관(120)과 센싱관(130) 사이의 공간을 따라 제2 가스 챔버(10)와 공정 공간이 연통된 구조를 형성할 수 있다.On the other hand, as described above, the insertion pipe 120 installed in the process gas supply unit 110 is also composed of the upper and lower openings. Therefore, a structure in which the second gas chamber 10 and the process space communicate with each other along the space between the insertion tube 120 and the sensing tube 130 may be formed.

이 경우, 삽입관(120)이 공정 가스의 공급 관로(115)보다 넓은 개구를 형성하므로, 공정 공간으로부터 가스가 역류할 가능성이 있다. 또는, 삽입관(120)을 통해 공정 가스가 공급되는 경우, 센싱관(130)의 하단 주변과 인접하여 공정 가스가 공급되는 바, 공정 가스의 반응 생성물로 인한 이물질이 센싱관(130)으로 유입될 가능성이 높다.In this case, since the insertion pipe 120 forms an opening wider than the supply pipe 115 of the process gas, there is a possibility that the gas flows back from the process space. Or, when the process gas is supplied through the insertion tube 120, the process gas is supplied close to the lower periphery of the sensing tube 130, foreign matter due to the reaction product of the process gas flows into the sensing tube 130 Is likely to be.

따라서, 본 발명에서는 삽입관(120)과 센싱관(130) 사이에 실링 부재(160)를 설치한다. 실링 부재(160)는 다양한 재질 또는 형상의 부재를 이용하는 것이 가능하며, 본 실시예에서는 내열성이 우수한 재질로 이루어진 오링(O-ring)을 이용한다. 이러한 실링 부재(160)는 삽입관(120)과 센싱관(130) 사이의 공간을 통해 공정 가스가 진행하는 것을 차단한다. 이로 인해, 삽입관(120)을 통해 공정 가스가 역류하는 것을 방지함과 동시에 센싱관(130)으로 이물질이 진입하는 현상을 최소화시킬 수 있다.Therefore, in the present invention, the sealing member 160 is installed between the insertion tube 120 and the sensing tube 130. The sealing member 160 may use members of various materials or shapes, and in the present embodiment, an O-ring made of a material having excellent heat resistance is used. The sealing member 160 blocks the progress of the process gas through the space between the insertion tube 120 and the sensing tube 130. Accordingly, the process gas may be prevented from flowing back through the insertion tube 120, and at the same time, the phenomenon in which foreign substances enter the sensing tube 130 may be minimized.

한편, 온도 감지 부재(150)는 센싱관(130)의 상단에 설치된다. 그리고, 온도 감지 부재(150)에 설치된 대물렌즈(미도시)를 이용하여 센싱관(130)을 통해 서셉터(20) 또는 기판(S)의 온도를 측정한다.On the other hand, the temperature sensing member 150 is installed on the upper end of the sensing tube (130). Then, the temperature of the susceptor 20 or the substrate S is measured through the sensing tube 130 using an objective lens (not shown) installed in the temperature sensing member 150.

그런데, 이물질이 센싱관(130)으로 유입되는 것을 방지하기 위해 퍼지가스 공급부(140) 및 실링 부재(160) 등을 구비하는 경우에도, 퍼지 가스가 공급되지 않는 시점 또는 공정 환경이 변하는 시점에서 소정의 이물질이 유입될 수 있다.However, even when the purge gas supply unit 140 and the sealing member 160, etc. are provided in order to prevent foreign substances from flowing into the sensing tube 130, the predetermined time when the purge gas is not supplied or when the process environment changes. Foreign objects may enter.

따라서, 센싱관(130) 내부 및 온도 감지 부재(150)의 전단을 클리닝 할 수 있도록, 상기 온도 감지 부재(150)는 센싱관(130)의 상단에 착탈 가능하게 설치된다. 따라서, 온도 감지 부재(150)를 분리한 상태에서, 센싱관(130) 및 온도 감지 부재(150)의 클리닝 및 교체 등의 작업을 용이하게 진행할 수 있다.Therefore, the temperature sensing member 150 is detachably installed on the upper end of the sensing tube 130 so as to clean the inside of the sensing tube 130 and the front end of the temperature sensing member 150. Therefore, in the state where the temperature sensing member 150 is separated, operations such as cleaning and replacing of the sensing tube 130 and the temperature sensing member 150 can be easily performed.

나아가, 온도 감지 부재(150)의 전단 또는 센싱관(130)의 상단에는 별도의 투명창(132)이 구비될 수 있다. 투명창(132)은 이물질이 온도 감지 부재(150)의 대물렌즈에 직접 부착되는 것을 방지하여 클리닝 공정에 의해 대물렌즈에 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 투명창(132) 또한 온도 감지 부재(150) 또는 센싱관(130)의 상단에 착탈 가능하도록 설치될 수 있다.In addition, a separate transparent window 132 may be provided at the front end of the temperature sensing member 150 or the upper end of the sensing tube 130. The transparent window 132 may prevent the foreign matter from being directly attached to the objective lens of the temperature sensing member 150, thereby preventing the objective lens from being damaged by the cleaning process. The transparent window 132 may also be installed to be detachable on the upper end of the temperature sensing member 150 or the sensing tube 130.

이러한 본 실시예에 의할 경우, 퍼지 가스 공급부(140)와 실링 부재(160)를 포함하여 온도를 감지하는 경로를 통해 이물질이 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 나아가, 온도 감지 부재가 착탈 가능하게 설치되어, 센싱관 및 온도 감지부재의 유지 보수 및 교체가 용이한 장점이 있다.According to the present embodiment, it is possible to effectively prevent the inflow of foreign matter through the path for sensing the temperature, including the purge gas supply unit 140 and the sealing member 160. Furthermore, since the temperature sensing member is detachably installed, there is an advantage in that maintenance and replacement of the sensing tube and the temperature sensing member are easy.

따라서, 본 발명에 의한 화학기상증착장치는 개선된 온도 측정 환경을 통해 공정 중 서셉터 또는 기판의 온도를 정확하게 측정하고 이를 제어함으로써, 최적의 증착 환경을 제공하는 것이 가능하다.Accordingly, the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention can provide an optimal deposition environment by accurately measuring and controlling the temperature of the susceptor or the substrate during the process through an improved temperature measurement environment.

이상, 본 실시예의 구성에 대해 설명하였으나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 일 예에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.As mentioned above, although the structure of this embodiment was described, this is only an example for describing the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

이 이외에도 본 발명의 기술 분야에 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 변형하여 실시하는 것이 가능하며, 이러한 변형된 실시예는 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.In addition, those skilled in the art of the present invention can be carried out by modifying the technical spirit of the present invention in various forms, these modified embodiments are apparent to those skilled in the art It will fall within the protection scope of the invention.

10 : 챔버 20 : 서셉터
100 : 가스공급유닛 110 : 공정가스 공급부
120 : 삽입관 130 : 센싱관
140 : 퍼지가스 공급부 150 : 온도 감지 부재
160 : 실링부재10: chamber 20: susceptor
100: gas supply unit 110: process gas supply unit
120: insertion tube 130: sensing tube
140: purge gas supply unit 150: temperature sensing member
160: sealing member

Claims (8)

챔버;
상기 챔버 내부에 설치되며 기판이 안착되는 서셉터;
상기 서셉터의 상부에 위치하여 공정가스를 공급하는 공정가스 공급부;
상기 공정가스 공급부의 내측에 수직 방향으로 설치되며, 하단이 서셉터 방향으로 개구된 삽입관;
상기 삽입관 내측에 삽입 설치되고, 상단이 상기 공정가스 공급부의 상단까지 연장되는 센싱관;
상기 센싱관의 상단에 설치되며, 상기 센싱관을 통해 상기 서셉터 또는 상기 기판의 온도를 측정하는 온도감지 부재; 그리고,
상기 센싱관과 상기 삽입관 사이의 공간을 밀폐시키는 실링부재를 포함하는 화학기상증착장치.chamber;
A susceptor installed inside the chamber and having a substrate seated thereon;
A process gas supply unit positioned at an upper portion of the susceptor to supply a process gas;
An insertion tube installed vertically inside the process gas supply unit and having a lower end opened in a susceptor direction;
A sensing tube inserted into the insertion tube and having an upper end extending to an upper end of the process gas supply unit;
A temperature sensing member installed at an upper end of the sensing tube and measuring a temperature of the susceptor or the substrate through the sensing tube; And,
Chemical vapor deposition apparatus comprising a sealing member for sealing the space between the sensing tube and the insertion tube. 제1항에 있어서,
상기 센싱관의 상측에 연결되는 퍼지 가스 공급부를 더 포함하고, 상기 퍼지 가스 공급부에 의해 공급된 퍼지 가스는 상기 센싱관의 하단으로 배출되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.The method of claim 1,
And a purge gas supply unit connected to an upper side of the sensing tube, wherein the purge gas supplied by the purge gas supply unit is discharged to a lower end of the sensing tube. 제1항에 있어서,
상기 실링부재는 오링(O-ring)인 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.The method of claim 1,
Chemical sealing apparatus is characterized in that the sealing member is O-ring (O-ring). 제1항에 있어서,
상기 온도감지부재는 상기 센싱관의 상단에 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.The method of claim 1,
The temperature sensing member is a chemical vapor deposition apparatus, characterized in that detachably installed on the upper end of the sensing tube. 제1항에 있어서,
상기 공정가스 공급부는 수직 방향으로 적층 배치되는 적어도 두 개의 가스챔버를 포함하고,
상기 삽입관은 상단이 상기 두 개의 가스 챔버 중 상측에 위치한 가스 챔버에 위치하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.The method of claim 1,
The process gas supply unit includes at least two gas chambers stacked in a vertical direction,
The insertion tube is a chemical vapor deposition apparatus, characterized in that the upper end is located in the gas chamber located above the two gas chambers. 제5항에 있어서,
상기 각각의 가스챔버 저면에는 상기 서셉터 방향으로 연장 형성되는 다수개의 공급 관로가 형성되며, 상기 삽입관은 상기 공급 관로보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.The method of claim 5,
The gas chamber bottom surface is formed with a plurality of supply passages extending in the susceptor direction, the insertion tube is a chemical vapor deposition apparatus, characterized in that having a larger diameter than the supply passage. 냉각 유체가 수용되는 냉각 챔버;
상기 냉각 챔버 상측에 형성되는 제1 가스챔버;
상기 제1 가스챔버의 상측에 형성되는 제2 가스챔버;
하단이 상기 냉각 챔버의 저면으로 개구되며, 상측으로 연장 설치되는 삽입관;
상기 삽입관 내측에 삽입 설치되고, 상기 제1 가스챔버의 상측으로 연장되는 센싱관;
상기 센싱관의 상단에 설치되는 온도 감지 부재; 그리고,
상기 센싱관과 상기 삽입관 사이의 공간을 밀폐시키는 실링부재를 포함하는 화학기상증착장치의 가스공급유닛.A cooling chamber in which cooling fluid is received;
A first gas chamber formed above the cooling chamber;
A second gas chamber formed above the first gas chamber;
An insertion tube having a lower end opening to a bottom of the cooling chamber and extending upward;
A sensing tube inserted into the insertion tube and extending toward an upper side of the first gas chamber;
A temperature sensing member installed at an upper end of the sensing tube; And,
Gas supply unit of the chemical vapor deposition apparatus comprising a sealing member for sealing the space between the sensing tube and the insertion tube. 제7항에 있어서,
상기 실링부재는 오링(O-ring)인 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치의 가스공급유닛.
The method of claim 7, wherein
The sealing member is a gas supply unit of the chemical vapor deposition apparatus, characterized in that the O-ring (O-ring).
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