KR101486801B1 - Nozzle apparatus of deposition chamber - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1,제2 가스분배부(A)(B), 냉각부(C)와 같은 각 기능부를 구획하는 구획 디스크(d3)(d7)(d11)를 제외하고는 구조화된 디스크 내부에는 디스크 적층시에 다수 가스통공(24)을 위한 섬부(26)를 형성하고 섬부(26) 사이는 웨브(28)로 연결되게 형성하되 섬부(26)와 웨브(28)가 동일 두께를 가지며, 다수 가스분배부(A)(B)와 냉각부(C)를 형성하는 디스크(d)들이 적층된 상태에서는 가스통공(24)들이 상하 일렬로 맞춤 정렬되게 하되 한꺼번의 용접을 위한 가압력 전달이 상단 디스크에서 하단 디스크까지 직접적으로 미치게 하고, 상하 인접된 디스크간의 웨브(28) 형태가 서로 교차되게 형성됨과 동시에 상하 인접된 디스크 간의 동일 방향의 웨브(28) 형태는 서로 어긋나게 형성되게 하여 가스분배부(A)(B) 내실이 디스크어셈블리 속에 균일 분포되게 구성하며 가스분배부(A)(B) 내실에서 소형튜브의 가스분배유로(22)로 가스가 주입되도록 디스크의 일부 섬부(26)에는 개방홈(30)이 형성되게 구성하고, 전류(i)를 디스크어셈블리(42)에 인가하여 피용접물인 디스크가 주울열에 의해 자체가열되게 하는 방전플라즈마 소결법에 의한 본딩으로 용접하여서 증착챔버의 노즐장치를 구성한 것이다. Except for the partition disks d3, d7 and d11 for partitioning the respective functional parts such as the first and second gas distribution parts A and B and the cooling part C, The islands 26 and the web 28 are formed so as to be connected to each other by the web 28 while the islands 26 and the web 28 have the same thickness, In the state where the disks (d) forming the gas distribution parts (A) (B) and the cooling part (C) are laminated, the gas holes (24) are aligned up and down, And the upper and lower adjacent discs 28 are formed so as to intersect with each other and the shapes of the webs 28 in the same direction between the upper and lower adjacent discs are formed to be shifted from each other, ) (B) The inner chamber is uniformly distributed in the disk assembly and the gas The open groove 30 is formed in a part of the island portion 26 of the disk so that the gas is injected from the inner chamber to the gas distribution passage 22 of the small tube and the current i is supplied to the disk assembly 42), and welding is performed by bonding by a discharge plasma sintering method in which the disk, which is a workpiece, is heated by self-heating by joule heat, thereby constituting a nozzle device of the deposition chamber.

Description

증착챔버의 노즐장치 및 그 제조방법{NOZZLE APPARATUS OF DEPOSITION CHAMBER}≪ Desc / Clms Page number 1 > NOZZLE APPARATUS OF DEPOSITION CHAMBER < RTI ID =

본 발명은 박막증착공정에 사용되는 증착챔버장비에 관한 것으로, 특히 외부의 둘 이상의 가스를 챔버내 박막증착을 위해 균일하게 노즐 분사할 수 있는 노즐장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a deposition chamber apparatus used in a thin film deposition process, and more particularly, to a nozzle apparatus capable of evenly injecting two or more external gases for thin film deposition in a chamber, and a method of manufacturing the same.

반도체 제조공정의 하나로서 트랜지스터, LED칩, 솔라셀(solar cell), 레이저 다이오드 등등을 제조하는데 이용할 수 있는 박막증착 공정이 있다. 박막증착에는 주로 기상증착법이 사용되며 기상 박막증착법은 크게 PVD(Physical Vaper Depositon)와 CVD(Chemical Vapor DEposition)로 나뉘어진다. One of the semiconductor manufacturing processes is a thin film deposition process that can be used to fabricate transistors, LED chips, solar cells, laser diodes, and the like. The vapor deposition method is mainly used for the thin film deposition and the vapor phase thin film deposition method is largely divided into physical vapor deposition (PVD) and chemical vapor deposition (CVD).

CVD(Chemical Vapor Deposition)법은 박막증착과정에서 기체에 의해서 원료가 옮겨진 후 그 물질이 기판 표면에서 화학적인 변화를 거치게 하면서 박막이 증착되게 하는 증착법으로서, 원료물질이 기판 표면에서 물리적인 변화를 거치면서 박막이 증착되게 하는 PVD법과 대별되는 것이다.The CVD (Chemical Vapor Deposition) method is a deposition method in which a material is transferred by a gas during a thin film deposition process and then the material is chemically changed on the surface of the substrate to deposit a thin film. The material is physically changed on the substrate surface And the PVD method in which a thin film is deposited.

CVD법의 대표적 일예인 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)는 전구체(precursor)로 금속유기 화합물을 이용하며, 진공챔버 안에서 가열된 기판 표면에 증기압이 높은 금속유기화합물 가스를 분사하여서 기판 상에 원하는 박막을 성장시킨다. Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD), which is a representative example of the CVD method, uses a metal organic compound as a precursor, sprays a metal organic compound gas having a high vapor pressure on a surface of a heated substrate in a vacuum chamber, .

이러한 MOCVD법은 스텝 커버리지(step coverage)가 우수하고 기판이나 결정 표면에 손상이 없는 장점이 있고 비교적 증착속도가 빨라서 공정시간을 단축시킬 수 있는 이점도 있다. 이러한 MOCVD 증착법은 대형전광판 및 색체영상, 그래픽, 표시소자, 교통신호등 등에 현재 널리 활용되기 시작한 발광소자를 생산하는데 거의 필수적으로 이용되고 있으며, 특히 강유전 물질을 이용한 메모리소자의 제작에도 사용될 수 있다. The MOCVD method is advantageous in that step coverage is excellent, there is no damage to the substrate or crystal surface, and the deposition rate is relatively high, which is advantageous in shortening the processing time. Such a MOCVD deposition method is almost indispensably used to produce a light emitting device widely used in large display boards, color images, graphics, display devices, traffic signals, and the like, and can be used for manufacturing memory devices using ferroelectric materials.

박막증착의 CVD증착 공정설비에 구비된 장비들 중에는 증착챔버가 있다. CVD Deposition of Thin Film Deposition Among the equipments provided in the process equipment are deposition chambers.

도 1에 도시된 일 예와 같이, 증착챔버(2)는 박막 형성을 위한 기판(substrate)을 안착시킬 수 있고 회전 가능한 서셉터(susceptor)(4)를 구비하고, 서셉터(4)의 하부에는 히터(6)가 장치되며 서셉터(4)의 상방은 진공챔버(8)가 되게 구성한다. 서셉터(4)의 상측 천장부에는 수많은 노즐공들을 통해 가스를 진공챔버 (8)내로 분사하는 소위 샤워헤드라 불리우는 노즐장치(10)가 구비된다. 1, the deposition chamber 2 is equipped with a rotatable susceptor 4 capable of depositing a substrate for thin film formation, and the lower portion of the susceptor 4 And a susceptor 4 is disposed above the susceptor 4 so as to be a vacuum chamber 8. The upper ceiling portion of the susceptor 4 is provided with a nozzle device 10 called a so-called showerhead for jetting gas into the vacuum chamber 8 through a number of nozzle holes.

증착챔버(2)에 공급되는 다수의 기체(G1,..,Gn)는 수송 도중에 서로 반응을 하지 못하도록 하기 위해 노즐장치(10)에 각기 별도로 주입되며, 노즐장치(10)에 형성된 수많은 노즐공들을 통해서 다수 기체가 가능한 한 고르게 진공챔버(8) 내로 분사되게 구현한다. The plurality of gases G1 to Gn supplied to the deposition chamber 2 are separately injected into the nozzle device 10 so as not to react with each other during transportation, A plurality of gases are injected evenly into the vacuum chamber 8 as much as possible.

예컨대 대표적인 CVD 증착물질인 GaN의 경우에는 MOCVD법을 이용할 때 TMGa라는 Ga에 메틸기를 붙인 물질을 수송기체에 실어서 노즐장치(10)의 수많은 노즐공들을 통해서 진공챔버(8) 안으로 보내고 다른 한쪽에서는 암모니아(NH3)를 노즐장치(10)의 수많은 노즐공들을 통해서 진공챔버(8) 안으로 보내지게 한다. 그렇게 되면 진공챔버(8)내의 기판 표면에는 TMGa의 Ga와 NH3의 N이 화학반응하여서 만들어진 GaN물질이 성장하면서 결정화층(crystalline layers)을 형성하게 된다. 이러한 화학반응을 일으키기 위해선 대개 1000℃를 상회하는 고온이 요구되며, 이를 위해 서셉터(4)의 하부에 설치된 히터(6)가 가동되는 것이다. For example, in the case of GaN, which is a typical CVD deposition material, a substance having a methyl group attached to Ga, which is TMGa, is transferred to a transfer chamber through a number of nozzle holes of the nozzle device 10 when the MOCVD method is used, Ammonia (NH 3 ) is sent into the vacuum chamber 8 through a number of nozzle holes of the nozzle device 10. Then, the GaN material of TMGa is chemically reacted with N of NH 3 on the surface of the substrate in the vacuum chamber 8 to form crystalline layers while growing the GaN material. In order to cause such a chemical reaction, a high temperature exceeding 1000 deg. C is generally required. For this purpose, the heater 6 installed at the lower portion of the susceptor 4 is operated.

샤워헤드라 불리기도 하는 노즐장치를 제조함에 있어 가스가 균일하게 기판 상으로 내려오게 구현하는 것이 매우 중요하다. 가스가 균일하게 내려오게 하기 위해선 노즐장치에 형성된 노즐공의 형성 개수가 많을수록 유리하며, 모든 영역의 노즐공들에 다수의 가스가 고르게 분배될 수 있는 분배구조를 가져야 한다. It is very important to realize that the gas uniformly falls on the substrate in manufacturing a nozzle device which may also be referred to as a showerhead. In order to uniformly lower the gas, it is advantageous that the number of the nozzle holes formed in the nozzle device is larger, and the distribution structure in which a plurality of gases can be evenly distributed to the nozzle holes of all the areas should be provided.

하지만 이러한 노즐장치를 제작하는데에 있어 내경 1mm 이하의 노즐공을 다수 형성하는 것이 쉽지 않고 더욱이 가스가 균일 분포되도록 가스분배하는 구조를 형성하는 것도 쉽지 않으므로 노즐장치의 생산 단가가 상당히 높은 편이며 또한 노즐장치 자체가 소모품이라는 것이다. However, in manufacturing such a nozzle device, it is not easy to form a large number of nozzle holes having an inner diameter of 1 mm or less. Moreover, since it is not easy to form a gas distributing structure so that the gas is uniformly distributed, the production cost of the nozzle device is considerably high, The device itself is a consumable.

노즐장치의 바닥에 수많은 노즐공들이 형성되도록 하는 종래방법 중에는 각기 챔버에 연결된 다수 중공형 바늘을 용접하는 것이 있는데, 구멍 막힘현상이나 기계적 천공과정에서 챔버나 구멍에 침입된 미세물질이 가스 분사과정중 나오면서 증착박막을 불량으로 만드는 현상이 야기되기도 하였다. Among the conventional methods for forming numerous nozzle holes in the bottom of the nozzle arrangement are welding multiple hollow needles connected to each chamber, in which minute material entering the chamber or hole during the hole clogging or mechanical drilling process, Resulting in a defect in the deposited thin film.

이러한 기계적 제작에 따른 문제해결 방법으로 다수 디스크를 이용해서 노즐장치를 구현하는 방식이 제시되었다. A method of implementing a nozzle device using multiple discs has been suggested as a problem solving method according to such a mechanical production.

다수 디스크를 이용해서 노즐장치가 갖는 가스분배기를 구현한 종래기술의 일예로서 국내공개특허 제10-2010-0035157호 "다수의 확산 용접된 페인을 포함하는 가스 분배기 및 그러한 가스 분배기를 제조하기 위한 방법"(선행특허문헌)이 있다. As an example of a prior art that implements a gas distributor of a nozzle arrangement using multiple discs, see Korean Patent Application No. 10-2010-0035157 entitled "Gas Dispenser Containing a Large Number of Spread Welded Fees and Method for Producing Such a Gas Dispenser (Prior patent document).

이러한 선행특허문헌과 같은 종래기술은 중실형 플레이트에 의해서 형성되는 상부 부분을 포함하며 서로 다른 형태와 크기의 여러 챔버를 갖는 가스분배기를 다수의 구조화된 디스크로 제조하되 디스크들이 압력 및 온도에 의해서 확산 용접되게 하여서 제작한 구조이다. The prior art, such as this prior art document, is to make a gas distributor having several chambers of different shapes and sizes, including an upper part formed by a solid plate, from a plurality of structured discs, It is a structure made by welding.

하지만 상기와 같은 종래기술은 가스분배기를 제조시 디스크에 가해지는 압력이 전체에 고르게 전달될 수가 없어서 용접의 기밀성을 보장하기가 힘들고, 용접의 기밀성을 보장하기 위해서는 비슷한 형태를 갖는 디스크끼리 먼저 용접한 다음에 용접으로 일체화된 디스크어셈블리끼리 다시 용접하는 수차례의 용접으로 완성이 되어야 한다. 하지만 이렇게 여러번 용접이 수행될 경우는 디스크 어셈블리들의 팽창율 변화로 인해서 디스크들에 의해 형성된 수많은 작은 튜브들이 온전히 정렬되지 못하여 일부에서 구멍 어긋남이 발생될 수 있으므로 불량난 가스분배기(노즐장치)가 생산될 수 있다. However, in the conventional technology as described above, it is difficult to ensure the airtightness of the welding because the pressure applied to the disk can not be uniformly distributed throughout the gas distributor. In order to ensure the airtightness of the welding, Next, the disk assemblies integrated by welding should be completed by welding several times. However, when welding is performed a plurality of times, a large number of small tubes formed by the discs due to the change in the expansion ratio of the disc assemblies can not be aligned perfectly, and holes may be partially formed in the disc assemblies. have.

적층 디스크들로 인해 형성된 수많은 작은 튜브가 온전히 정렬되지 못하거나 비록 정렬되었지만 작은 튜브들에 용접의 기밀성이 확보되지 못하면 노즐장치로 주입된 냉각수가 증착챔버에 침투될 수 있으며 냉각수가 증착챔버에 다량 침투되면 증착챔버가 폭발될 수 있고 소량으로 침투되면 증착챔버에서 제조중인 웨이퍼가 불량품이 된다.
If many small tubes formed due to laminated discs are not aligned properly or if the tightness of the welds is not ensured in the small tubes, the cooling water injected into the nozzle device may enter the deposition chamber and the cooling water may enter the deposition chamber The deposition chamber may explode and penetrate into a small amount, resulting in defective wafers being manufactured in the deposition chamber.

따라서 본 발명의 목적은 박막증착공정에 사용되는 샤워헤드를 다수 디스크를 일괄 적층용접으로 실제적으로 구현할 수 있는 증착챔버의 노즐장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a nozzle apparatus for a deposition chamber and a method of manufacturing the same that can actually implement a showerhead used in a thin film deposition process by batch-wise mounting a plurality of disks.

본 발명의 다른 목적은 박막증착공정에 사용되는 샤워헤드를 디스크 적층구조를 이용하여 제작하되 기존보다 상대적으로 많은 노즐공 형성과 그에 따른 고른 가스분배기능을 가지면서도 디스크간 용접 기밀이 보장될 수 있는 증착챔버의 노즐장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
Another object of the present invention is to manufacture a showerhead used in a thin film deposition process by using a disk lamination structure and to form a relatively large number of nozzle holes and to provide a uniform gas distribution function, And a nozzle apparatus of the deposition chamber and a method of manufacturing the same.

상기한 목적에 따른 본 발명은, 박막증착공정에 사용되는 증착챔버의 샤워헤드로서 CVD반응기를 위해 가스주입구에 각기 연통된 두개 이상의 가스분배부와 입수구 및 출수구에 연통된 냉각부가 구비되며 상기 가스분배부는 구조화된 디스크들의 수많은 가스통공에 의해 형성된 수많은 가스분배유로를 통해서 노즐공인 바닥의 다수 가스토출구와 연통되게 구성한 노즐장치에 있어서, 둘이상의 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)를 포함하는 각 기능부를 구획하며 수많은 가스통공(24)을 갖는 구획 디스크(d3)(d7)(d11)를 제외하고는 구조화된 디스크 내부에는 디스크 적층시에 수많은 가스통공(24)을 위한 섬부(26)를 형성하고 섬부(26) 사이는 웨브(28)로 연결되게 형성하되 섬부(26)와 웨브(28)가 동일 두께를 가지며, 둘 이상의 가스분배부(A)(B)와 냉각부(C)를 형성하는 디스크(d)들이 적층된 상태에서는 가스통공(24)들이 상하 일렬로 맞춤 정렬되게 하되 한꺼번의 주울열 용접을 위한 가압력 전달이 적층섬부(26) 및 구획 디스크를 통해 상단 디스크에서 하단 디스크까지 직접적으로 미치게 하고, 상하 인접된 디스크간의 웨브(28) 형태가 서로 교차되게 형성함과 동시에 상하 인접된 디스크 간의 동일 방향의 웨브(28) 형태는 서로 어긋나게 형성하여 가스분배부(A)(B) 내실이 디스크어셈블리 속에 균일 분포되게 구성함에 따라 디스크 외주테부에 다수 형성된 가스분기유입로(14b)(14c)를 통해 유입된 가스(G1)(G2)가 웨브(28)를 타넘어 각 가스분배부(A)(B) 내실에 신속 이동하여 균일 분산되게 하고 가스분배부(A)(B) 내실에서 적층섬부들에 의한 소형튜브의 가스분배유로(22)로 가스가 주입되도록 디스크의 일부 섬부(26)에는 개방홈(30)이 형성되게 구성하고, According to the present invention, there is provided a shower head of a deposition chamber used in a thin film deposition process, comprising: at least two gas distributors communicating with a gas inlet for a CVD reactor; and a cooling section communicating with the inlet and outlet, (A) (B) and a cooling section (C) in a nozzle arrangement configured to communicate with a plurality of gas discharge openings on a nozzle-certified floor through a number of gas distribution channels formed by numerous gas flow holes of a structured disk, Except for the partitioning discs d3, d7 and d11 which divide each functional part including the plurality of gas openings 24 and which have a large number of gas openings 24, 26 and the islands 26 are connected by a web 28. The islands 26 and the web 28 have the same thickness and at least two gas distributors A and B and a cooling section C) In the state where the discs d are stacked, the gas holes 24 are aligned in an up-and-down manner, but the pressing force for joule heat welding at a time is transmitted directly from the upper disc to the lower disc through the laminated island 26 and the compartment disc The shapes of the webs 28 between the upper and lower adjacent discs are formed so as to intersect with each other and the shapes of the webs 28 in the same direction between the upper and lower adjacent discs are formed to be shifted from each other, The gas G1 (G2) introduced through the plurality of gas branch inflow passages 14b and 14c formed on the disk outer circumferential portion of the disk is transferred over the web 28 to the gas distribution portions A (B) to be distributed uniformly in the inner chamber and to allow gas to be injected into the gas distribution passage 22 of the small tube by the laminated island portions in the gas distribution portion (A) (B) The open groove ( 30 are formed,

전류(i)를 가압 환경의 디스크어셈블리(42)에 인가하여 피용접물인 디스크가 주울열에 의해 자체가열되는 방전플라즈마 소결법에 의한 본딩으로 용접하여서 둘이상의 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)가 일괄 용접되게 구성함을 특징으로 한다. (I) is applied to the disk assembly (42) in a pressurized environment, and the disk as the workpiece is welded by bonding by a discharge plasma sintering method which is self-heated by joule heat to form two or more gas distribution parts (A) (C) are collectively welded.

상기 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)를 구성하는 디스크들중 소수 디스크(d15)는 가스통공(24)보다 상대적으로 직경이 좁은 미세통공(24a)을 갖도록 구성함을 특징으로 한다. The minority disk d15 among the disks constituting the gas distribution parts A and B and the cooling part C is configured to have a micro hole 24a having a relatively smaller diameter than the gas hole 24 .

본 발명은, 가스통공(24)보다 상대적으로 직경이 좁은 미세통공(24a)을 갖는 디스크(d15)가 냉각부(C)의 하측에 위치되게 구성함을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that a disk d15 having a micro hole 24a whose diameter is relatively narrower than the gas hole 24 is positioned below the cooling portion C. [

또 본 발명은, 가스분배부(A)(B)의 내실에 유입된 파티클에 대한 노즐공(20)으로의 누출을 방지하기 위해서 개방홈(30)을 갖는 섬부(26)가 있는 디스크(d6)이나 디스크(d10)이 제1,제2 가스분배부(A)(B)의 내실을 구성하는 적층 디스크들의 섬부 문턱역할하는 높이에 위치되게 하여서 가스분배부(A)(B)의 내실에 파티클 트랩부(32)가 형성되게 구성함을 특징으로 한다. The present invention is also applicable to a disc d6 having an island portion 26 having an opening groove 30 in order to prevent leakage of particles introduced into the inner chamber of the gas distribution portions A and B into the nozzle hole 20 And the disk d10 are positioned at the heights serving as thresholds of the island portions of the laminated disks constituting the inner chamber of the first and second gas distribution portions A and B, And the particle trap portion 32 is formed.

또한 본 발명은, 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)를 구성하는 디스크에서 가스통공(24)을 갖는 섬부(26)의 위치를 상하방으로 미소하게 이동배치하여서 섬부(26) 적층에 의해서 형성되는 가스분배유로(22)가 경사지게 구성하여서 웨이퍼에 가스(G1)(G2)가 머무는 시간을 증대시킴을 특징으로 한다. The present invention is also characterized in that the position of the island portion 26 having the gas hole 24 in the disk constituting the gas distribution portions A and B and the cooling portion C is slightly moved up and down in order to move the island portion 26 The gas distribution channel 22 formed by the stacking of the gas distribution channels 22 is inclined so that the time for the gases G1 and G2 to stay on the wafer is increased.

또한 본 발명은, 냉각부(C)를 구성하는 디스크(d12)(d13)는 섬부 연결용 웨브(28)를 이외에도 냉각수로(17) 형성을 위한 웨브(28)가 포함되게 구성하여서 냉각부(C)의 내실에 냉각수로(17)가 연장 형성되게 구성함을 특징으로 하며, The present invention is characterized in that the disks d12 and d13 constituting the cooling section C are configured to include the web 28 for forming the cooling water passage 17 in addition to the island connecting web 28, C, and a cooling water passage (17) is formed in the inner chamber of the cooling water passage

상기의 냉각수로(17)는 달팽이관 형상으로서 소용돌이 형태로 심부로 들어갔다가 소용돌이 형태로 빠져나오도록 연장 형성됨을 특징으로 한다. The cooling water passageway 17 is formed as a cochlear shape and extends in a spiral form to extend into the core portion and to extend out into a spiral form.

또 본 발명에서, 노즐본체(11)는 가스분배부(A)(B) 상방에 위치하는 후판형 디스크(d2)를 더 구비하며, 상기 후판형 디스크(d2)는 중앙의 제1,제2 가스주입구(12)(14)로부터 분기되어 방사상으로 뻗은 제1,제2 분기채널(12a)(14a)들을 형성하되, 제1 분기채널(12a) 다수는 후판형 디스크(d2)의 하측부에서 분기되고 방사상 연장되어 외주에 대응 배열된 제1 가스분기공(12b)들에 연통되며, 제2 분기채널(14a)은 후판형 디스크(d2)의 상측부에서 분기되고 방사상 연장되어 외주에 대응 배열된 제2 가스분기공(14b)들에 연통되게 구성함을 특징으로 한다. In the present invention, the nozzle body 11 further includes a rear plate type disk d2 positioned above the gas distribution parts A and B, and the rear plate type disk d2 has first and second A first branch channel 12a and a second branch channel 12b branched from the gas injection port 12 and forming a radially extending first and second branch channels 12a and 14a are formed on the lower side of the rear plate disk d2 The second branch channel 14a is branched from the upper portion of the rear plate disk d2 and radially extended and is arranged correspondingly to the outer periphery of the rear plate disk d2, And is communicated with the second gas branch openings (14b).

또 본발명은, 다수 디스크들을 적층한 디스크어셈블리를 정렬하기 위해 각 디스크에는 두개 이상의 정렬링부(34)가 구비되고, 정렬링부(34)에 길이방향으로 절개된 관형 슬리브(36)를 먼저 끼워넣은 다음에 정렬핀(38)으로 상기 관형 슬리브(36)에 끼워 넣어주어서 적층 디스크들의 정밀 정렬이 이루어지게 구성함을 특징으로 한다.
Further, the present invention is characterized in that two or more alignment ring portions 34 are provided on each disk to align a disk assembly in which a plurality of disks are stacked, and a tubular sleeve 36, which is longitudinally cut in the alignment ring portion 34, And then is fit into the tubular sleeve 36 with an alignment pin 38 so that the precision alignment of the lamination discs is achieved.

본 발명의 다른 견지에 따라, 박막증착공정에 사용되는 증착챔버의 샤워헤드로서 CVD반응기를 위해 가스주입구에 각기 연통된 두개 이상의 가스분배부와 입수구 및 출수구에 연통된 냉각부가 구비되며 상기 가스분배부는 구조화된 디스크들의 수많은 가스통공에 의해 형성된 수많은 가스분기유로를 통해서 노즐공인 바닥의 다수 가스토출구와 연통되게 구성한 노즐장치에 있어서, 구조화된 디스크들을 적층하고 전류를 디스크어셈블리에 인가하여 피용접물인 디스크가 주울열에 의해 자체가열되게 하는 방전플라즈마 소결법에 의한 본딩으로 용접하여서 둘 이상의 가스분배부와 냉각부를 포함하는 각 기능부가 디스크 어셈블리 내에 상하 구획되면서 일괄 형성되게 구성하며,According to another aspect of the present invention there is provided a CVD apparatus for use in a thin film deposition process, comprising: at least two gas distributors communicating with a gas inlet for a CVD reactor; and a cooling section communicating with the inlet and outlet, A nozzle device configured to communicate with a plurality of gas discharge openings on a nozzle-enabled floor through numerous gas flow paths formed by numerous gas flow holes of structured disks, characterized in that the structured disks are laminated and a current is applied to the disk assembly, Each of the functional units including at least two gas distribution units and a cooling unit are welded by bonding by a discharge plasma sintering method in which they are heated by joule heat,

구조화된 디스크의 외주면에는 각 가스주입구에서 분기 연통된 다수 가스분기공들이 동심 배열로 각 가스분배부용 디스크에 맞게 선택 형성됨과 동시에 입수구와 출수구에 연통되는 유수공이 형성되게 구성하고,A plurality of gas branch openings branched from each gas inlet are formed concentrically on the outer circumferential surface of the structured disk so as to correspond to the disk for each gas distributor and a water hole communicating with the inlet and outlet is formed,

각 기능부를 구획하는 구획 디스크를 제외하고는 구조화된 디스크 내부에는 디스크 적층시에 상기 수많은 가스통공을 위한 섬부를 형성하고 섬부 사이는 웨브로 연결되게 형성하되 상기 섬부와 웨브가 동일 두께를 가지며, 둘 이상의 가스분배부와 냉각부를 형성하는 디스크들이 적층된 상태에서는 가스통공들이 상하 일렬로 맞춤 정렬되게 하되 한꺼번의 용접을 위한 가압력 전달이 구획 디스크 및 섬부 적층에 의해 상단 디스크에서 하단 디스크까지 직접적으로 미치게 하고, 상하 인접된 디스크간의 웨브 형태가 서로 교차되게 형성됨과 동시에 상하 인접된 디스크 간의 동일 방향의 웨브 형태는 서로 어긋나게 형성되게 하여 가스분배부 내실이 디스크어셈블리 속에 균일 분포되게 구성함에 따라 디스크 외주테부에 다수 형성된 가스분기유입로를 통해 유입된 가스가 웨브를 타넘어 가스분배부 내실에 신속 이동하여 균일 분산되게 하고 가스분배부 내실에서 섬부 적층에 따른 소형튜브의 가스분배유로로 가스가 주입되도록 디스크의 일부 섬부에는 개방홈이 형성되게 구성함을 특징으로 한다.
In the structured disk except for the partition disk for partitioning each functional part, island portions for the numerous gas holes are formed at the time of disk stacking, and the island portions and the island portions are connected by a web. The island portions and the web have the same thickness, In the state where the disks constituting the gas distribution portion and the cooling portion are stacked, the gas holes are aligned in an up-and-down direction, but the pressing force for welding is transferred directly from the upper disk to the lower disk by the compartment disk and the island portion lamination The web shapes of the upper and lower adjacent discs are formed so as to intersect with each other and the web shapes of the upper and lower adjacent discs in the same direction are formed to be shifted from each other so that the inner space of the gas distribution unit is uniformly distributed in the disc assembly, The formed gas branch inflow path In order to inject gas into the gas distributing channel of the small tube according to the lamination of the islands in the inner chamber of the gas distributing section, an opening groove is formed in a part of the island portion of the disk .

본 발명의 또 다른 견지로서, 박막증착공정에 사용되는 증착챔버의 샤워헤드로서 CVD반응기를 위해 가스주입구에 각기 연통된 두개 이상의 가스분배부와 입수구 및 출수구에 연통된 냉각부가 구비되며 상기 가스분배부는 구조화된 디스크들의 수많은 가스통공에 의해 형성된 수많은 가스분배유로를 통해서 노즐공인 바닥의 다수 가스토출구와 연통되게 구성한 노즐장치의 제조방법에 있어서, 둘이상의 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)를 포함하는 각 기능부를 구획하며 수많은 가스통공(24)을 갖는 구획 디스크(d3)(d7)(d11)를 제외하고는 구조화된 디스크 내부에는 디스크 적층시에 수많은 가스통공(24)을 위한 섬부(26)를 형성하고 섬부(26) 사이는 웨브(28)로 연결되게 형성하되 섬부(26)와 웨브(28)가 동일 두께를 가지며, 둘 이상의 가스분배부(A)(B)와 냉각부(C)를 형성하는 디스크(d)들이 적층된 상태에서는 가스통공(24)들이 상하 일렬로 맞춤 정렬되게 하되 한꺼번의 주울열 용접을 위한 가압력 전달이 적층섬부(26) 및 구획 디스크를 통해 상단 디스크에서 하단 디스크까지 직접적으로 미치게 하고, 상하 인접된 디스크간의 웨브(28) 형태가 서로 교차되게 형성함과 동시에 상하 인접된 디스크 간의 동일 방향의 웨브(28) 형태는 서로 어긋나게 형성하여 가스분배부(A)(B) 내실이 디스크어셈블리 속에 균일 분포되게 구성함에 따라 디스크 외주테부에 다수 형성된 가스분기유입로(14b)(14c)를 통해 유입된 가스(G1)(G2)가 웨브(28)를 타넘어 각 가스분배부(A)(B) 내실에 신속 이동하여 균일 분산되게 하고 가스분배부(A)(B) 내실에서 적층섬부들에 의한 소형튜브의 가스분배유로(22)로 가스가 주입되도록 디스크의 일부 섬부(26)에는 개방홈(30)이 형성되게 구성하는 과정과, As another aspect of the present invention, there is provided a CVD apparatus for use in a CVD apparatus, comprising: at least two gas distributors communicating with a gas inlet for a CVD reactor; and a cooling unit communicating with the inlet and outlet, A method of manufacturing a nozzle device for communicating with a plurality of gas discharge ports of a nozzle-certified floor through a number of gas distribution channels formed by a plurality of gas passages of structured disks, characterized in that two or more gas distribution portions (A) Except for the partitioning discs d3, d7 and d11 which divide each functional part comprising a plurality of gas passages 24 and a number of gas passages 24 in the stacking of the discs, The islands 26 and the web 28 are formed so as to be connected to each other by a web 28. The islands 26 and the web 28 have the same thickness and the two or more gas distribution portions A and B and the cooling Part (C) In the state where the discs d are stacked, the gas holes 24 are aligned vertically and horizontally, but the pressing force for joule welding at a time is transmitted from the upper disc to the lower disc through the laminated island 26 and the compartment disc The shapes of the webs 28 between the upper and lower adjacent discs are formed so as to intersect with each other and the shapes of the webs 28 in the same direction between the upper and lower adjacent discs are formed to be shifted from each other, The inner chamber is uniformly distributed in the disk assembly so that the gas G1 (G2) introduced through the plurality of gas branch inflow passages (14b) and (14c) formed on the disk outer peripheral portion crosses the web (28) (A) and (B), so that the gas is injected into the gas distribution passage 22 of the small tube by the laminated island portions in the inner chamber of the gas distribution portion A 26) And the process of configuring presented opening groove 30 is formed,

지그(40)를 이용한 디스크어셈블리(42)를 가압한 환경에서 지그(40)를 통해 디스크어셈블리(42)에 전류(i)를 인가하여 피용접물인 디스크가 주울열에 의해 자체가열되는 방전플라즈마 소결법에 의한 본딩으로 용접하여서 둘이상의 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)가 일괄 용접되게 하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다. A current i is applied to the disk assembly 42 through the jig 40 in an environment in which the disk assembly 42 using the jig 40 is pressed and the disk is welded to the disk assembly 42 by the discharge plasma sintering method (B) and the cooling portion (C) are welded together by welding the first and second gas distributing portions (A) and (C).

상기의 제조방법에서, 용접 이전에, 지그(40)와 디스크어셈블리(42) 사이에는 전도성 및 이형성이 좋은 카본종이(46)를 개재하되 카본종이(46)의 카본성분이 디스크어셈블리(42)의 디스크로의 확산을 방지하기 위해 카본종이(46)와 디스크 사이에는 동박막(44)이 개재되게 함을 특징으로 한다. In the above manufacturing method, before the welding, a carbon paper 46 having good conductivity and good releasability is interposed between the jig 40 and the disk assembly 42, while the carbon component of the carbon paper 46 is transferred to the disk assembly 42 A copper thin film 44 is interposed between the carbon paper 46 and the disk to prevent diffusion to the disk.

또 상기의 제조방법에서, 디스크간 용접이 완료된 디스크어셈블리(42)의 양면에 융착된 동박막(44)은 염화제이철용액으로 부식시켜서 디스크어셈블리(42)로부터 제거함을 특징으로 한다.
Further, in the above-described manufacturing method, the copper thin film 44 fused to both surfaces of the disk assembly 42, which has been welded between the discs, is corroded with a ferric chloride solution and is removed from the disc assembly 42.

본 발명은 냉각부용 및 둘 이상의 가스분배부용의 구조화된 디스크들을 적층시켜서 한꺼번에 용접할 수 있도록 함으로써 CVD반응기를 위한 가스분배기능이 있는 노즐장치를 실제적으로 제조할 수 있고, 노즐장치의 노즐공도 기존에 비해서 훨씬 더 많이 형성할 수 있기에 가스균일도가 높은 상태로 증착챔버 내의 기판 상으로의 흐름 조성이 가능케 되는 이점도 있다.
The present invention can actually manufacture a nozzle device having a gas distribution function for a CVD reactor by stacking the structured disks for the cooling part and the two or more gas distributing parts and welding them all at once, There is an advantage that flow composition on the substrate in the deposition chamber can be made with high gas uniformity.

도 1은 박막증착공정에 사용되는 일반적인 증착챔버의 개략 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 증착챔버의 노즐장치 사시 구성도,
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 노즐장치의 개략 단면구성도,
도 6a은 최상판 디스크의 평면 구성도,
도 6b는 최상판 디스크의 하방에 위치된 것으로 제1,제2 분기채널 및 수로공이 형성된 후판형 디스크의 평면 구성도,
도 7은 제1 가스분배부의 상단 디스크인 구획 디스크의 평면 구성도,
도 8a 내지 도 8c는 제1 가스분배부를 구성하는 디스크들의 평면 구성도,
도 9는 제1 가스분배부와 제2 가스분배부 간을 구분하는 구획 디스크의 평면 구성도,
도 10a 내지 도 10c는 제2 가스분배부를 구성하는 디스크들의 평면 구성도,
도 11은 제2 가스분배부나 냉각부에 선택적으로 채택되는 미세통공을 갖는 디스크의 평면 구성도,
도 12는 제2 가스분배부와 냉각부 간을 구분하는 구획 디스크의 평면 구성도,
도 13a 내지 도 13b는 냉각부의 냉각수로를 형성하는 디스크들의 평면 구성도,
도 13c는 도 13a 및 도 13b의 디스크가 이용되어서 형성된 냉각수로를 설명하기 위한 디스크 평면 구성도,
도 14는 최하판 디스크의 평면 구성도,
도 15는 다수 디스크들을 적층한 디스크 어셈블리를 정렬핀으로 정렬하는 요부 사시 구성도,
도 16은 도 3의 참조부호 "90"이 지시하는 점선원 부분의 확대 상태도,
도 17은 도 3의 참조부호 "92"가 지시하는 점선원 부분의 확대 상태도,
도 18은 도 8a 내지 도 13c에 도시된 제1,제2 가스분배부 및 냉각부를 구성하는 적층 디스크들의 참조부호 "100"부분에 대한 요부 절취 사시도,
도 19는 도 8a 내지 도 13c에 도시된 제1,제2 가스분배부 및 냉각부를 구성하는 적층 디스크들의 참조부호 "200"부분에 대한 요부 절취 사시도,
도 20은 제1 가스분배부의 디스크들을 적층한 상태의 평면 구성도,
도 21은 제2 가스분배부의 디스크들을 적층한 상태의 평면 구성도,
도 22는 가스분배유로의 경사형성 구성을 보여주는 개략 단면도,
도 23은 본 발명의 디스크어셈블리를 열접합하기 위한 지그장치의 구성도,
도 24는 도 23의 요부 확대도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic diagram of a general deposition chamber used in a thin film deposition process,
FIG. 2 is a perspective view of a nozzle unit of a deposition chamber according to an embodiment of the present invention,
FIGS. 3 to 5 are schematic sectional structural views of a nozzle device according to embodiments of the present invention;
6A is a plan view of the uppermost disk,
FIG. 6B is a planar view of a plate-shaped disk having first and second branch channels and a channel formed therebelow,
7 is a plan view of the partition disk which is the upper disk of the first gas distributor,
8A to 8C are planar configuration diagrams of the disks constituting the first gas distribution section,
FIG. 9 is a planar view of a compartment disk separating the first gas distribution portion and the second gas distribution portion,
FIGS. 10A to 10C are plan views of the disks constituting the second gas distributor,
11 is a planar view of a disk having a micro-aperture selectively adopted in the second gas distribution portion or the cooling portion,
12 is a plan view of a partition disk for separating the second gas distribution portion and the cooling portion,
13A to 13B are planar views of the disks forming the cooling water passage of the cooling section,
13C is a diagram of a disk plane structure for explaining a cooling water passage formed by using the disk of Figs. 13A and 13B, Fig.
Fig. 14 is a planar configuration diagram of the lowermost disc,
FIG. 15 is a perspective view showing the arrangement of a disk assembly in which a plurality of disks are stacked by alignment pins; FIG.
16 is an enlarged state view of a dotted-line circle portion indicated by reference numeral "90 " in Fig. 3,
17 is an enlarged state view of a dotted-line circle portion indicated by reference numeral 92 in Fig. 3,
FIG. 18 is a cutaway oblique view of the "100" portion of the laminated disks constituting the first and second gas distribution portions and cooling portions shown in FIGS. 8A to 13C,
Fig. 19 is a cutaway oblique view of the "200" portion of the laminated disks constituting the first and second gas distributing portions and the cooling portion shown in Figs. 8A to 13C,
FIG. 20 is a planar view of a state in which the disks of the first gas distribution unit are laminated;
FIG. 21 is a plan view of the disks of the second gas distributor in a stacked state,
Fig. 22 is a schematic sectional view showing the inclined forming configuration of the gas distribution passage,
23 is a configuration diagram of a jig device for thermal bonding the disk assembly of the present invention,
24 is an enlarged view of the main part of Fig.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한 도면들에서 디스크의 크기나 디스크 장 수 등은 실측 값이 아니며 실시 발명의 이해를 도모하기 위해서 적정하게 도시된 것임을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be noted that the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals whenever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It should also be understood that the size of the disc, the number of discs and the like in the drawings are not actually measured values but are appropriately shown in order to facilitate understanding of the present invention.

박막증착공정에 사용되는 일반적인 증착챔버(2)의 개략 구성은 도 1과 같으며, 도 1에 도시된 증착챔버(2)의 노즐장치(10)는 수많은 노즐공(가스토출구)(20)들을 통해 가스를 진공챔버(8)내로 분사하는 수단으로서 소위 샤워헤드라 불리워진다. 1, and the nozzle device 10 of the deposition chamber 2 shown in FIG. 1 is provided with a plurality of nozzle openings (gas discharge openings) 20 Called showerhead as a means for injecting gas into the vacuum chamber 8 through a vacuum pump.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 증착챔버의 노즐장치(10)의 사시 구성도로서, (a)는 구조화된 다수의 디스크들로 형성된 대체로 납작한 원통형 노즐본체(11)의 상부 사시도이고, (b)는 상기 노즐본체(11)의 하부 사시도이다. 2 is a perspective view of a nozzle apparatus 10 of a deposition chamber according to an embodiment of the present invention, wherein (a) is a top perspective view of a generally flat cylindrical nozzle body 11 formed of a plurality of structured disks, and b) is a bottom perspective view of the nozzle body 11;

그리고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 노즐장치를 구성하는 노즐본체(11)의 개략 구성도로서, 구조화된 디스크들에 의해 디스크어셈블리 내부에 형성된 가스분배부(A)(B)로부터 노즐공(20)까지 연장된 수많은 분배가스유로(22)의 형성에 있어 다양한 예시를 보여주고 있다. 3 to 5 are schematic structural views of the nozzle body 11 constituting the nozzle device according to the embodiments of the present invention. The gas distributor A (B) formed inside the disk assembly by the structured disks To the nozzle hole 20, as shown in Fig.

도 2에서, 참조부호 "12"는 제1 가스(G1)의 주입구, "14"는 제2 가스(G2)의 주입구, "16"은 주입 냉각수(Wi)의 입수구, "18"은 배출 냉각수(Wo)의 출수구이다. 그리고, "20"은 노즐공(가스토출구)이다. 제1,제2 가스(G1)(G2)는 전구체라 불리우는 유기금속가스이다. In Fig. 2, reference numeral 12 denotes an inlet of the first gas G1, 14 denotes an inlet of the second gas G2, 16 denotes an inlet of the injection cooling water Wi, (Wo). And, "20" is a nozzle hole (gas outlet). The first and second gases G1 and G2 are organometallic gases called precursors.

원통형 노즐본체(11)는 다수의 스텐레스스틸 금속제 디스크(d)들을 적층한 디스크어셈블리를 열융착으로 제작된 것이다. The cylindrical nozzle body 11 is manufactured by thermally welding a disk assembly in which a plurality of disks made of stainless steel metal are stacked.

노즐본체(11)에는 CVD반응기를 위해 예컨대 전구체인 제1,제2 가스(G1)(G2)가 주입되는 가스주입구(12)(14)가 마련되며, 그 가스주입구(12)(14) 각각에 대응 연통된 두개의 가스분배부(도 3 내지 도 5의 A,B)가 노즐본체(11)를 구성하는 디스크어셈블리 내부에 구비된다. 그리고 1500℃이상의 고열이 발생되는 노즐본체(11)를 냉각수로 냉각시키기 위해 입수구(16) 및 출수구(18)에 냉각수로(water channel)(17)로 연통된 냉각부(도 3 내지 도 5의 C)도 노즐본체(11)를 구성하는 디스크어셈블리 내부에 구비된다.The nozzle body 11 is provided with gas injection ports 12 and 14 for injecting first and second gases G1 and G2 which are precursors for a CVD reactor and the gas injection ports 12 and 14 (A and B in FIG. 3 to FIG. 5) are provided in the disk assembly constituting the nozzle body 11. 3 to 5) communicating with the water inlet 16 and the water outlet 18 by a water channel 17 to cool the nozzle body 11 which generates a high temperature of 1500 ° C or more with the cooling water, C are also provided inside the disk assembly constituting the nozzle body 11.

디스크 다수를 적층후 가압 열융착으로 원통형 노즐본체(11)를 구성함에 있어 디스크어셈블리 내에는 도 3 내지 도 5에서와 같이, 주입된 가스의 분배를 위한 가스분배부(A)(B)가 형성되어야 하며 아울러 가스분배부(A)(B)에 주입된 가스가 고르게 분배되어서 가스토출구인 노즐공(20)으로 토출되기 위해서는 가스분배부(A)(B)에서 수많은 노즐공(가스토출구)(20)으로 향하는 수많은 가스분배유로(22)들을 형성해야 한다. 3 to 5, a gas distribution portion A or B for distributing the injected gas is formed in the disk assembly when the cylindrical nozzle body 11 is formed by press heat fusion after stacking a plurality of disks. And the gas injected into the gas distribution parts A and B is uniformly distributed to be discharged to the nozzle hole 20 as the gas discharge port, a large number of nozzle holes (gas discharge openings) ( 20 in the direction of flow of gas.

수많은 가스분배유로(22)들 각각은 적층용접된 디스크(d)들 각각에 형성된 가스통공(24)의 일렬 정렬로 형성되는바, 만일 디스크 용접시 서로 다른 열변화 등으로 직경 1mm내외의 수많은 가스통공(24) 모두가 제대로 정렬되지는 못하여 일부에서 구멍 어긋남이 발생되면 불량난 노즐장치(10)가 생산될 수 있다. 또 비록 적층 디스크에 형성된 가스통공(24)이 비록 정렬되었지만 가스통공(24)들로 만들어진 가스분배유로(22)에 용접의 기밀성이 확보되지 못하면 노즐장치(10)로 주입된 냉각수가 도 1의 증착챔버(2)에 침투될 수 있으므로 큰 문제가 된다. Each of the plurality of gas distribution channels 22 is formed by aligning the gas holes 24 formed in each of the laminated welded discs d so that when a disc is welded, All of the holes 24 can not be properly aligned, and if a hole shift occurs in a part, the defective nozzle device 10 can be produced. If the airtightness of the welding is not ensured in the gas distribution passage 22 made of the gas passages 24 even though the gas hole 24 formed in the laminated disk is aligned, It can be infiltrated into the deposition chamber 2, which is a big problem.

선행문헌으로 언급된 국내공개특허 제10-2010-0035157호는 중실형 플레이트에 의해서 형성되는 상부 부분과 서로 다른 형태와 크기의 여러 챔버들이 있기 때문에 디스크에 가해지는 압력이 전체에 고르게 전달될 수가 없어서 용접의 기밀성을 보장하기가 힘들고, 용접의 기밀성을 유지하기 위해서는 디스크들을 여러번에 걸쳐서 용접해야 하는데 이는 용접시마다 서로 다른 열변화 환경을 조성하므로 수많은 가스통공 모두가 정렬되지는 못하고 일부 통공들이 어긋나는 현상이 발생될 수 있다. Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0035157 referred to as the prior art has various chambers of different shapes and sizes from the upper portion formed by the solid plate, so that the pressure applied to the disk can not be uniformly distributed throughout It is difficult to ensure the airtightness of the welding. In order to maintain the airtightness of the welding, the discs must be welded several times, which causes different heat change environments at each welding, so that not all of the gas holes are aligned, Lt; / RTI >

본 발명의 실시예에서는 수많은 가스분배유로(22)를 만들어주는 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)의 디스크(d)에 수많이 형성된 가스통공(24) 모두가 상하 정렬되게 함은 물론이고 한꺼번에 용접할 수 있도록 가스통공(24) 형성부위인 섬부(26)들 및 구획디스크(d3)(d7)(d11)에 가해지는 가압력이 상부 디스크에서부터 하부 디스크까지 즉 제1 가스분배부(A)의 상단 디스크로부터 냉각부(C)의 하단 디스크까지 직접적이고 온전히 미쳐지도록 디스크 구조를 설계한 것이다. 또 그럼에도 불구하고 본 발명에서는 가스분배부(A)(B)에서 수많은 가스분배유로(22)로 균일하게 가스분배가 이루어질 수 있도록 가스분배부(A)(B) 내실도 구현한다. In the embodiment of the present invention, both the gas distribution portion A and the gas distribution portion A for forming a large number of gas distribution channels 22 and the gas flow holes 24 formed in the disk d of the cooling portion C are vertically aligned The pressing force applied to the island portions 26 and the partitioning discs d3, d7, and d11, which are the regions where the gas hole 24 is formed, can be welded from the upper disc to the lower disc, The disk structure is designed so that it directly and completely goes from the upper disk of the portion A to the lower disk of the cooling portion C. [ Nevertheless, according to the present invention, the inner space of the gas distribution parts A and B is also realized so that the gas distribution parts A and B can uniformly distribute the gas to the many gas distribution channels 22.

도 3 내지 도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명의 노즐본체(11)는, 구조화된 디스크(d)들을 적층하고 가압한 상태에서 디스크어셈블리에 펄스전류나 직류전류(Direct Current)가 인가되게 하여서 피용접물인 디스크(d)가 주울열에 의한 자체가열이 이뤄지게 하는 방전플라즈마 소결법에 의한 본딩으로 용접되게 함으로써 둘 이상의 가스분배부 예컨대 제1,제2 가스분배부(A)(B)와 냉각부(C)를 포함하는 각 기능부가 디스크 어셈블리 내에 상하 구획됨과 동시에 일괄 형성되게 구성한 것이다.3 to 5, the nozzle body 11 according to the present invention is configured such that a pulse current or a direct current is applied to the disk assembly in a state where the structured disks d are stacked and pressed, The first and second gas distribution parts A and B and the cooling part C are welded by welding by a discharge plasma sintering method in which the disk d as a workpiece is self- Are separately arranged in the disk assembly, and are formed in a lump.

본 발명에 따라 더욱 중요하게는 둘 이상의 가스분배부(A)(B)와 냉각부(C)를 형성하는 구조화된 디스크(d)들이 적층된 상태에서는 수많은 모든 가스통공(24)들이 상하 일렬로 맞춤 정렬되어서 심부에 가스분배유로(22)를 갖는 소형튜브를 구성하되 가압력 전달이 제1 가스분배부(A)용 상단 디스크 즉 구획디스크(d3)의 모든 가스통공(24)에서 냉각부(C)용 하단 디스크 즉 디스크(d14)의 모든 가스통공(24)까지 직접적으로 온전히 미치게 구성함으로써 한꺼번에 열용접이 이루어지게 한 것이다. According to the present invention, more importantly, in the state where the structured discs d constituting the two or more gas distribution parts A and B and the cooling part C are stacked, all the gas passages 24 are arranged in a row (22) in the core portion, and the pressing force is transmitted to the cooling portion (C) from all the gas holes (24) of the upper disk for the first gas distribution portion (A) ) Of the lower disk, that is, the disk (d14), so that heat welding can be performed all at once.

본 발명에서 노즐본체(11)를 구성하는 구조화된 각 디스크(d)는 수백 ㎛두께의 금속박판이다. 디스크어셈블리 내에 수많은 가스분배유로(22)를 형성하기 위한 각 디스크(d)의 가스통공(24)은 포토에칭에 의해 식각 형성되는 것으로, 포토에칭 식각의 특성상 디스크(d)의 두께보다 상대적으로 큰 가스통공(24) 예컨대 1mm직경 내외의 가스통공(24)이 형성된다. In the present invention, each structured disk d constituting the nozzle body 11 is a thin metal plate with a thickness of several hundreds of micrometers. The gas holes 24 of each disk d for forming a large number of gas distribution channels 22 in the disk assembly are etched by photoetching and are relatively larger than the thickness of the disk d due to the nature of photoetching etching A gas hole 24 is formed in the gas hole 24, for example, about 1 mm in diameter.

도 3에서는 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)를 구성하는 모든 디스크(d)들의 가스통공(24)이 1mm내외의 동일한 직경으로 가스분배유로(22)를 형성한 예시이고, 도 4 및 도 5에서는 소수의 디스크(d)가 1mm내외 직경의 가스통공(24)보다 훨씬 작은 직경(예컨대 20~100㎛)의 미세통공(24a)을 갖도록 하여 다수 디스크(d)의 가스통공(24)과 함께 20~100㎛ 통공크기 효과를 발휘케 하는 가스분배유로(22)를 형성한 예시이다. 3 shows an example in which the gas distribution holes 22 of all the disks d constituting the gas distribution portions A and B and the cooling portion C are formed with the same diameter of about 1 mm 4 and 5, a small number of discs d have a minute hole 24a having a diameter (for example, 20 to 100 탆) much smaller than the gas hole 24 having a diameter of 1 mm and a diameter, Together with the hole 24, a gas distribution channel 22 that exhibits a through hole size effect of 20 to 100 mu m.

가스통공(24)을 가능한 한 작은 직경으로 형성하는 것이 증착챔버(2)내 균일도 있는 가스분배에 매우 유리하지만 디스크 적층으로 아주 좁은 가스통공의 가스분배유로(22)를 형성하기가 상당히 힘들고 단위두께당 디스크 장수도 많이 소요되므로 제작단가가 그 만큼 높아진다. It is very advantageous to form the gas hole 24 with a small diameter as much as possible for uniform gas distribution in the deposition chamber 2. However, it is considerably difficult to form the gas distribution channel 22 of the narrow gas passage by the disc lamination, Since the number of disks required per disk is large, the production cost is increased by that much.

그러므로 본 발명에서는 적층된 디스크(d)들 중에서 일부 디스크(d15)에서만 일반 가스통공(24)보다 좁은 미세통공 직경(예컨대 20~100㎛)을 갖는 가스통공(24a)을 형성하여서 전체 디스크가 미세통공 직경을 갖는 것과 유사한 효과를 누리도록 하였다. Therefore, in the present invention, a gas hole 24a having a micro hole diameter (for example, 20 to 100 mu m) narrower than the general gas hole 24 is formed only on a part of the disc d15 among the stacked discs d, The effect similar to that of the hole diameter was obtained.

도 4에서는 제2 가스분배부(B)중 일부 디스크(d15)에 미세통공(24a)을 갖도록 형성한 것이고, 도 5에서는 냉각부(C)의 하측에 위치한 디스크(d15)가 미세통공(24a)을 갖도록 형성한 것이다. 5, the disk d15 positioned below the cooling section C is formed to have a small through hole 24a in the disk d15 of the second gas distribution section B, ).

도 11에서는 도 4 및 도 5와 같이 제2 가스분배부(B)나 냉각부(C)에 선택적으로 채택되는 미세통공(24a)을 갖는 디스크(d15)의 평면 구성을 보여주고 있다. Fig. 11 shows a planar configuration of a disk d15 having fine through holes 24a selectively adopted in the second gas distribution portion B and the cooling portion C as shown in Figs. 4 and 5.

특히 도 5에서와 같이 냉각부(C)의 하측에 미세통공(24a)을 갖는 디스크(d15)를 배치하면 노즐공(20)으로부터 가스(G1)(G2)가 확산각(β)을 가지며 확산 배출될 수 있는 이점이 있다. 가스(G1)(G2)의 확산 배출효과는 증착챔버(2)내에서의 가스의 균일도를 높혀준다. 5, when the disk d15 having the fine through holes 24a is disposed below the cooling portion C, the gas G1 (G2) from the nozzle hole 20 has a diffusion angle? There is an advantage that it can be discharged. The diffusion discharge effect of the gases (G1) and (G2) increases the uniformity of the gas in the deposition chamber (2).

도 3 내지 도 5에서, 노즐본체(11)를 구성하는 최상판 디스크(d1)의 평면 구성은 도 6a와 같다. 도 6a에서의 최상판 디스크(d1) 구성 요소는 도 2의 (a)의 구성 요소와 동일한 것으로, 디스크(d1) 중앙부에 위치한 제1,제2 가스주입구(12)(14)와 디스크(d1) 외곽부에 위치한 입수구(16) 및 출수구(18)가 존재한다. 3 to 5, the plane configuration of the uppermost disk d1 constituting the nozzle body 11 is shown in Fig. 6A. The uppermost disc d1 component in FIG. 6A is the same as the component of FIG. 2A and includes first and second gas injection ports 12 and 14 located at the center of the disc d1, (16) and a water outlet (18) located in the outer portion.

도 6b는 최상판 디스크(d1)의 직하방에 위치된 본 발명에 따른 후판형 디스크(d2)의 평면 구성도이다.6B is a planar configuration diagram of the rear plate type disk d2 according to the present invention, which is positioned directly below the uppermost plate disk d1.

도 6b와 아울러 도 3 내지 도 5를 참조하면, 후판형 디스크(d2)에서 중앙에 위치된 제1,제2 가스주입구(12)(14)로부터 분기되어 방사상으로 뻗은 제1,제2 분기채널(12a)(14a)을 형성하되, 제1 분기채널(12a)은 후판형 디스크(d2)의 하측부에서 분기되어 방사상 연장되며 제2 분기채널(14a)은 후판형 디스크(d2)의 상측부에서 분기되어 방사상 연장된 형태이다. Referring to FIG. 6B and FIGS. 3 to 5, the first and second branch channels D2 and D4 branching from the first and second gas injection ports 12 and 14 located at the center in the rear plate type disk d2, The first branch channel 12a is branched and radially extended from the lower side of the rear plate type disk d2 and the second branch channel 14a is branched from the upper side of the rear plate type disk d2, And is radially extended.

제1,제2 분기채널(12a)(14a)은 후판형 디스크(d2)내 서로 다른 높낮이 위치에서 형성되므로 모든 분기채널(12a)(14a)들이 하나의 후판형 디스크(d2)에 함께 존재할 수 있게 된다. Since the first and second branch channels 12a and 14a are formed at different height positions in the rear plate type disk d2, all of the branch channels 12a and 14a may exist together in one rear plate type disk d2 .

그리고 후판형 디스크(d2)의 외주면의 동심원을 따라가며 각 분기채널(12a)(14a)에 연통된 제1,제2 가스분기공(12b)(14b)이 번갈아가며 배열 형성되고, 입수구(16) 및 출수구(18)에 연통된 수로공(16a)(18a)도 후판형 디스크(d2)의 외주면의 좌우측에 나눠져 형성된다.The first and second gas branch openings 12b and 14b communicating with the respective branch channels 12a and 14a are alternately arranged along the concentric circles of the outer peripheral surface of the rear plate type disk d2, And the water holes 16a and 18a communicating with the outlet 18 are also formed on the right and left sides of the outer peripheral surface of the rear plate disk d2.

도 7은 제1 가스분배부(A)의 최상단 디스크인 구획 디스크(d3)의 평면 구성도로서, 도 3 내지 도 5에서 알 수 있듯이 후판형 디스크(d2)의 하부에 위치된다. FIG. 7 is a plan view of the partition disk d3, which is the uppermost disk of the first gas distribution portion A, and is located under the rear plate disk d2, as seen in FIGS.

제1 가스분배부(A)의 최상단을 구성하는 구획 디스크(d3)는 도 7에 도시된 바와 같이, 디스크(d3)의 외주면에는 제1,제2 가스분기공(12b)(14b)이 번갈아가며 동심 배열되며, 입수구(16) 및 출수구(18)에 연통된 수로공(16a)(18a)이 외주면 좌우에 나눠 형성된다. As shown in FIG. 7, the partition disk d3 constituting the uppermost end of the first gas distribution portion A has first and second gas branch holes 12b and 14b alternately arranged on the outer peripheral surface of the disk d3 And water channel holes 16a and 18a communicating with the inlet port 16 and the outlet port 18 are formed on the left and right sides of the outer circumferential surface.

도 7 내지 도 11에 도시된 디스크(d)들은 디스크어셈블리 내에 제1,제2 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)를 구성하기 위해 구조화된 디스크로서, 적층 디스크(d)들의 수많은 가스통공(24) 모두가 상하 일렬로 맞춤 정렬되어서 심부에 가스분배유로(22)를 갖는 소형튜브를 구성하되 고열 하의 가압력 전달이 상단 디스크(d)의 가스통공(24) 모든 부분에서 하단 디스크(d)의 가스통공(24) 모든 부분까지 직접적으로 온전히 미치도록 구조화된 것으로, 전류 인가에 의한 한꺼번의 주울열 용접으로서 일체화된 디스크어셈블리가 완성된다.The discs d shown in Figs. 7 to 11 are structured discs for constituting the first and second gas distribution parts A and B and the cooling part C in the disc assembly, All of the gas passages 24 of the upper disc d are aligned in an up-and-down manner so as to form a small tube having a gas distribution passage 22 in the deep portion, The disk assembly is structured so as to directly reach the entire portion of the gas hole 24 of the disk d, and as a single Joule heat welding by electric current application, an integrated disk assembly is completed.

스텐레스스틸 금속제로 된 디스크(d)의 경우는 고열용접시 0.02% 내외의 팽창으로 열변형이 생길 수 있는바, 동시 열용접이 이뤄지지 않으면 열변형정도가 달라져서 8만개 내지 10만개로 조성된 0.1mm 남짓한 직경의 가스통공(24)의 위치가 어긋나게 된다. In the case of the disc (d) made of stainless steel metal, thermal deformation may occur due to expansion of about 0.02% in the case of high temperature welding. If the simultaneous heat welding is not performed, the degree of thermal deformation varies, The position of the gas hole 24 having a smaller diameter is shifted.

그러므로 8만개 내지 10만개로 조성된 0.1mm 남짓한 직경의 가스통공(24)이 있는 디스크들로 구성된 제1,제2 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)를 일체화 용접함에 있어, 본 발명에서와 같이 고압 프레스 상태로 한꺼번에 주울열 용접을 하게 되면 모든 디스크가 동일한 팽창율로 열변형을 하게되므로 가스통공(24)의 위치어긋남이 전혀 없게 된다. Therefore, in the integral welding of the first and second gas distribution parts A and B and the cooling part C, which are composed of discs each having a diameter of 0.1 mm or more and having a gas hole 24 having a diameter of 80,000 to 100,000, If the joule heat welding is performed all at once in the high pressure press state as in the present invention, all the disks are thermally deformed at the same expansion ratio, so that the position of the gas hole 24 is not shifted at all.

고압 프레스상태에서 한꺼번에 주울열 용접을 할 수 있도록 하기 위한 본 발명의 제1,제2 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)용 디스크 구조는 도 7 내지 도 11과 같다. The disk structure for the first and second gas distribution parts (A) and (B) and the cooling part (C) of the present invention for joule heat welding at a time in a state of high pressure pressing is shown in FIGS. 7 to 11.

도 7 내지 도 11에 도시된 여러 종류 디스크(d3 ~ d11)가 이용된 주울열 접합으로 제1,제2 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)를 갖는 일체화된 디스크어셈블리가 제작된다. 그런 다음에는 입수구(16)나 출수구(18)과 같이 1mm내외의 가스통공(24)에서 비해서 상대적으로 훨씬 큰 구멍 즉 입수구(16) 및 출수구(18)나 유수공(16a)(18a)을 갖는 도 6a 및 도 6b의 디스크(d1)(d2)가 용접으로 일체화된 디스크어셈블리 상에 다시 적층되어서 쉬운 구멍맞춤 상태로 열접합되어서 최종의 노즐본체(11)를 구성한다.The integrated disk assembly having the first and second gas distribution parts A and B and the cooling part C by the joule thermal bonding using the various kinds of disks d3 to d11 shown in Figs. . Thereafter, as compared with the case of the gas inlet hole 24 of the inlet port 16 and the outlet port 18, the inlet port 16 and the outlet port 18 or the water outlet hole 16a (18a) The disks d1 and d2 of FIGS. 6A and 6B are laminated again on the disc assembly integrated by welding, and are thermally bonded to each other in an easy hole-fitting state to constitute the final nozzle body 11.

도 8a 내지 도 8c는 도 3 내지 도 5에 도시된 제1 가스분배부(A)를 구성하는 디스크들(d4)~(d6)의 평면 구성도이고, 도 9는 제1 가스분배부(A)와 제2 가스분배부(B) 간을 구분하는 구획 디스크(d7)의 평면 구성도이며, 도 10a 내지 도 10c는 제2 가스분배부(B)를 구성하는 디스크들(d8)~(d10)의 평면 구성도이다. Figs. 8A to 8C are plan views of the disks d4 to d6 constituting the first gas distribution portion A shown in Figs. 3 to 5, Fig. 9 is a plan view of the first gas distribution portion A 10A to 10C are plan views of the discs d8 to d10 constituting the second gas distribution portion B and the second gas distribution portion B Fig.

그리고 도 8a 내지 도 12에서 참조부호 "100" 및 "200"이 가리키는 점선원 부분에 해당하는 확대 분해사시도가 도 18 및 도 19에 도시되어 있다. Figs. 18 and 19 show an enlarged exploded perspective view corresponding to the dotted line circle portions indicated by "100" and "200" in Figs. 8A to 12.

제1 가스분배부(A)를 구성하는 디스크들(d4)~(d6)과 제2 가스분배부(B)를 구성하는 디스크들(d8)~(d10)에는 제1,제2 가스분배부(A)(B)의 내실을 형성하기 위해 가스통공(24)을 갖는 다수의 섬부(26)와 그 섬부(26)들 간을 잇는 웨브(28)가 포함된다. The disks d4 to d6 constituting the first gas distribution portion A and the disks d8 to d10 constituting the second gas distribution portion B are provided with first and second gas distribution portions Includes a plurality of islands 26 having gas passages 24 to form the inner chamber of the vessels A and B and a web 28 connecting the islands 26 thereof.

보다 구체적으로 설명하면, 제1,제2 가스분배부(A)(B)를 구성하는 디스크(d4)~(d10)는 각 기능부를 구분하는 구획디스크(d3)(d7)(d11)를 제외하고는, 각 디스크(d4)~(d6),(d8)~(d10)내에는 섬부(26)와 그 섬부(26) 간이나 섬부(26)와 외주테를 잇는 웨브(28)를 구비한다. 다수의 섬부(26)와 웨브(26)의 구성은 디스크(d4)~(d6),(d8)~(d10)내에 제1,제2 가스분배부(A)(B)의 내실이 균일 분포될 수 있는 공간을 허락한다.More specifically, the discs d4 to d10 constituting the first and second gas distribution parts A and B include the partition discs d3, d7 and d11, A web 28 is provided between the islands 26 and the islands 26 or between the islands 26 and the outer circumference in each of the disks d4 to d6 and d8 to d10 . The configuration of the plurality of islands 26 and webs 26 is such that the inner chambers of the first and second gas distribution portions A and B are uniformly distributed in the disks d4 to d6 and d8 to d10, Allow space to be made.

그리고 디스크(d4)~(d6),(d8)~(d10)의 섬부(26) 내에는 1mm내외의 가스통공(24)이 형성된다. 섬부(26)내의 가스통공(24)은 디스크들의 적층에 의해서 소형튜브로 된 가스분배유로(22)를 마련케 한다. 가스분배유로(22)는 제1,제2 가스분배부(A)(B)에 있는 제1,제2 가스(G1)(G2)가 노즐공(20)으로 토출되도록 안내하는 유로로서 일부 섬부(26)에 형성된 개방홈(30)을 통해서 디스크 어셈블리 속에 본 발명에 따라 균일 분포된 제1,제2 가스분배부(A)(B)의 내실과 연통된다.In the islands 26 of the disks d4 to d6 and d8 to d10, a gas hole 24 of about 1 mm is formed. The gas hole 24 in the islands 26 provides gas distribution channels 22 of small tubes by stacking of the disks. The gas distribution channel 22 is a channel for guiding the first and second gases G1 and G2 in the first and second gas distribution parts A and B to be discharged to the nozzle hole 20, (B) uniformly distributed according to the present invention in the disc assembly through the open groove (30) formed in the first gas distributor (26).

도 18 및 도 19에서는 섬부(26)에 형성된 개방홈(30)의 형태를 보다 상세하게 보여주고 있다. 18 and 19 show the shape of the opening groove 30 formed in the island portion 26 in more detail.

제1,제2 가스분배부(A)(B)는 각기 3가지의 종류의 디스크(d4)~(d6), (d8)~(d10)를 이용해서 제1,제2 가스분배부(A)(B)의 내실이 디스크어셈블리 내에 균일 분포되게 형성한다.The first and second gas distributors A and B are respectively connected to the first and second gas distributors A and B using three kinds of disks d4 to d6 and d8 to d10, (B) are formed uniformly in the disk assembly.

제1 가스분배부(A)의 경우는 도 8a 내지 도 8c에 도시된 디스크(d4)(d5)(d6)를 이용하며, 제2 가스분배부(B)의 경우는 도 10a 내지 도 10c에 도시된 디스크(d8)(d9)(d10)를 이용한다. The discs d4, d5 and d6 shown in Figs. 8A to 8C are used in the case of the first gas distribution portion A and the discs d4, d5 and d6 in the case of the second gas distribution portion B are shown in Figs. 10A to 10C The illustrated discs d8, d9, and d10 are used.

제1 가스분배부(A)의 디스크(d4)(d5)나 제2 가스분배부(B)의 디스크(d8)(d9)는 섬부(26)간을 잇거나 외주 지지테와 연결되는 웨브(28)는 사선 배열됨과 동시에 일정 간격(섬부 행을 3~4행을 띄어넘음)으로 가로 배열된다. The disks d4 and d5 of the first gas distribution section A and the disks d8 and d9 of the second gas distribution section B are connected to the webs 28) are arrayed diagonally and arranged horizontally at regular intervals (three to four rows are spaced apart from each other).

제1 가스분배부(A)의 디스크(d4)(d5)나 제2 가스분배부(B)의 디스크(d8)(d9)는 서로 인접되게 적층하되 사선배열된 웨브(28)의 형태가 서로 교차되게 형성된다. 그리고 인접 디스크에서 서로에 동일 방향 즉 가로 배열된 웨브(28)는 서로 어긋나게 형성한다. The disks d4 and d5 of the first gas distribution portion A and the disks d8 and d9 of the second gas distribution portion B are stacked adjacent to each other, Respectively. In the adjacent discs, the webs 28 arranged in the same direction, that is, transversely arranged, are formed to be shifted from each other.

가로 배열된 웨브(28)의 어긋나게 공간배열된 구성에 대해서 도 8a 및 도 8b의 일예로 설명하면, 도 8a의 디스크(d4)의 가로배열 웨브(28)는 1행, 4행, 7행, 9행, 12행, 15행으로 배열되어 있는데, 디스크(d4)의 아래에 인접된 디스크(d5)의 가로배열 웨브(28)는 2행, 5행, 8행, 10행, 13행, 16행으로 배열되며, 디스크(d5)의 아래에 도 8a의 동일한 사선배열을 갖는 디스크(d4')(미도시함)의 가로배열 웨브(28)는 3행, 6행, 9행, 11행, 14행으로 배열되는 것이다. 8A and 8B, the transversely aligned web 28 of the disk d4 of FIG. 8A is arranged in a row 1, a row 4, a row 7, The transversely aligned web 28 of the disc d5 adjacent to the bottom of the disc d4 is arranged in rows 2, 5, 8, 10, 13, 16, And the horizontally arranged web 28 of the disc d4 '(not shown) having the same hatched arrangement of FIG. 8A below the disc d5 is arranged in rows 3, 6, 9, 11, 14 rows.

상기와 같은 방식으로 가로배열된 웨브(28)는 서로 나란히 배열되지만 상하 이웃하는 디스크들의 가로배열된 웨브(28) 서로는 어긋나며 나란하게 배열되는 것이다. 즉 평면도 관점에서 평행 관계에 있다. The webs 28 transversely arranged in this manner are arranged side by side, but the horizontally arranged webs 28 of the upper and lower neighboring disks are arranged to be offset from each other. In other words, there is a parallel relationship in terms of the plan view.

인접 디스크의 사선 배열된 웨브(28)가 서로 교차됨과 동시에 인접 디스크의 가로배열된 웨브(28)가 서로 나란하며 어긋나게 구성한 가스분배부(A)(B)의 내실은 디스크어셈블리 속에 균일 분포하게 되며, 그에 따라 디스크 외주테에 다수 형성된 가스분기유입로(도 3 내지 도 5의 12c, 14c)를 통해 유입된 제1,제2 가스(G1)(G2)는 서로 나란하며 어긋나거나 서로 교차된 웨브(28)를 쉽게 타 넘어 전체에 분산된 가스분배부 내실로 신속하게 이동하여 균일 분포될 수 있다. The inner chambers of the gas distribution portions A and B, which are configured such that the obliquely arranged webs 28 of the adjacent discs cross each other and the horizontally arranged webs 28 of the adjacent discs are arranged side by side, are uniformly distributed in the disc assembly The first and second gases G1 and G2 introduced through the plurality of gas branch inflow passages (12c and 14c in FIGS. 3 to 5) formed on the outer periphery of the disk are aligned with each other, It can be easily distributed to the entire inner wall of the gas distribution portion which is dispersed over the entire inner wall portion 28 and can be uniformly distributed.

그리고 각 가스분배부(A)(B) 내실에서 섬부(26)들 적층으로 형성된 소형튜브의 가스분배유로(22)로 대응 제1,제2 가스(G1)(G2)가 각각 주입되도록 해당 디스크의 일부 섬부(26)에는 개방홈(30)이 형성된다. And the corresponding first and second gases G1 and G2 are respectively injected into the gas distribution channels 22 of the small tubes formed by the lamination of the island portions 26 in the inner chamber of each of the gas distribution portions A and B, An opening groove 30 is formed in a part of the islands 26 of the housing.

그러므로 제1,제2 가스분배부(A)(B)용 디스크(d)의 각 가스분배유입로(12c)(14c)를 통해서 균일 분포된 각 가스분배부(A)(B) 내실에 공급되어진 제1,제2 가스(G1)(G2)는 일부 소형튜브에 뚫린 개방홈(30)을 통해 해당 가스분배유로(22)로 전달된 후 그 가스분배유로(22)를 통해 바닥의 다수 노즐공(20) 즉 가스토출구로 배출되는 것이다. Therefore, the gas distribution portions A and B uniformly distributed through the gas distribution inflow passages 12c and 14c of the disc d for the first and second gas distribution portions A and B are supplied to the inner chamber of each of the gas distribution portions A and B, The first and second gases G1 and G2 are transferred to the corresponding gas distribution channels 22 through the open grooves 30 opened in some small tubes and are then passed through the gas distribution channels 22, That is, the gas discharge port.

도 20은 제1 가스분배부(A)용 디스크들(d4)~(d6)을 적층한 평면도이고, 도 21은 제2 가스분배부(B)용 디스크들(d8)~(d10)을 적층한 평면도로서, 가스통공(24)을 갖는 섬부(26)들과 섬부(26)간을 잇는 웨브(28)들이 구비되며, 웨브(28)의 배열이 대칭되는 사선배열은 물론이고 가로배열된 것을 확인할 수 있다. Fig. 20 is a plan view of the discs d4 to d6 for the first gas distribution portion A, and Fig. 21 is a cross-sectional view of the discs d8 to d10 for the second gas distribution portion B, As a plan view there are provided webs 28 between the islands 26 and the islands 26 having gas passages 24 and are arranged transversely as well as in a diagonal arrangement in which the arrangement of the webs 28 is symmetrical Can be confirmed.

도 3의 단면도에서, 참조부호 "90"이 가리키는 점선원 부분 즉 제1 가스분배부(A)에 대한 상세 확대도는 도 16과 같으며, 참조부호 "92"가 가리키는 점선원 부분 즉 제2 가스부분배부(B)에 대한 상세 확대도는 도 17과 같다. In the sectional view of FIG. 3, a detailed enlarged view of the dotted line circle portion indicated by reference numeral 90, that is, the first gas distribution portion A is shown in FIG. 16, and the dotted line circle portion indicated by "92" A detailed enlarged view of the gas portion distribution (B) is shown in Fig.

도 3 내지 도 5에서의 적층된 디스크의 장수는 실제 장수가 아닌 개략 장수로 표현한 것이며, 그 실제 디스크 장수의 일예는 도 16이나 도 17과 같다. The number of the stacked disks in FIGS. 3 to 5 is represented by the approximate length, not the actual length, and an example of the actual number of disks is shown in FIG. 16 or 17.

도 16 및 도 17에서는 상하단의 구획 디스크(d3)(d7) 사이에 제1 가스분배부(A)의 내실이나 상하단의 구획 디스크(d7)(d11) 사이에 제2 가스분배부(B)의 내실을 구성하기 위해서, 실제로는 총 12장의 디스크가 적층된 것을 보여주고 있다.In FIGS. 16 and 17, between the upper and lower compartment discs d3 and d7, between the inner chamber of the first gas distributor A and the upper and lower compartment discs d7 and d11, In order to construct the room, a total of 12 discs are actually stacked.

디스크 부호인 'd' 뒤에 병기된 동일번호 표기는 사선배열 웨브(28)의 사선배열 방향이 동일한 방향임을 의미하고 각 표기번호 뒤의 프라임(')이나 투 프라임(") 표시는 동일한 사선방향이라도 가로배열 웨브(28)가 서로 어긋나게 나란한 것을 의미하는 것임을 이해하여야 한다. The same number designation after the disk code 'd' means that the diagonal arrangement direction of the diagonal array web 28 is the same direction, and the prime (') or to-prime (") mark after each designation number is in the same diagonal direction It is to be understood that the transverse array webs 28 are spaced apart from one another.

개방홈(30)을 갖는 섬부(26)가 있는 디스크(d6)이나 디스크(d10)은 제1,제2 가스분배부(A)(B)의 내실을 구성하는 적층 디스크들의 중간 위치에 있게 되므로, 개방홈(30) 아래의 섬부(26)들은 문턱 역할을 하게 된다. 즉 제1,제2 가스분배부(A)(B)의 내실에는 도 3 내지 도 5, 또는 도 16 및 도 17에서 볼 수 있듯이 파티클 트랩부(32)가 마련된다. 파티클 트랩부(32)는 가공 중의 잔여 파티클이 가스분배유로(22)를 통해 노즐공(20)으로 빠져나가지 못하게 한다. 제1,제2 가스분배부(A)(B)의 내실 파티클 트랩부(32)에 파티클이 그대로 갇혀있게 하므로 증착챔버(2)로의 파티클 분사로 인한 웨이퍼의 불량을 방지한다.  The disc d6 or the disc d10 with the island portion 26 having the open groove 30 is at the intermediate position of the lamination discs constituting the inner chamber of the first and second gas distribution portions A and B And the island portions 26 below the open groove 30 serve as thresholds. That is, as shown in FIG. 3 to FIG. 5, FIG. 16, and FIG. 17, the inner trap chamber of the first and second gas distribution portions A and B is provided with the particle trap portion 32. The particle trap 32 prevents residual particles during processing from escaping through the gas distribution channel 22 into the nozzle hole 20. [ The particles are trapped in the inner chamber particle trap 32 of the first and second gas distribution parts A and B to prevent the wafer from being defective due to particle injection into the deposition chamber 2.

상기와 같이 제1,제2 가스분배부(A)(B)가 상하로 구획형성되고, 제2 가스분배부(B)의 아래에는 냉각부(C)가 형성된다. As described above, the first and second gas distribution parts A and B are divided into upper and lower parts, and the cooling part C is formed below the second gas distribution part B.

도 12는 제2 가스분배부(B)와 냉각부(C) 간을 구분하는 구획 디스크(d11)의 평면 구성도이다.Fig. 12 is a plan view of the partition disk d11 that separates the second gas distribution portion B and the cooling portion C from each other.

그리고 도 13a 내지 도 13b는 냉각부(C)의 냉각수로(17)를 형성하는 두가지 종류의 디스크(d12)(d13)들의 평면 구성도이다. 13A to 13B are planar configuration diagrams of two kinds of disks d12 and d13 forming the cooling water passage 17 of the cooling section C. Fig.

두가지 종류로 된 냉각부(C)용 디스크(d12)(d13)들은 가스통공(24)을 갖는 섬부(26)들이 상방의 제1,제2 가스분배부(A)(B)의 가스통공(24)을 갖는 섬부(26)들과 동일한 위치에 형성되지만, 냉각부(C)는 제1,제2 가스분배부(A)(B)와는 달리 가스분배부 내실을 형성할 필요가 없기 때문에 웨브(28)의 배열형태가 다르다. The discs d12 and d13 for the cooling section C of the two types are arranged in such a manner that the islands 26 having the gas passages 24 are connected to the gas passages of the first and second gas distributing sections A and B 24, the cooling portion C does not need to form the inner space of the gas distribution portion unlike the first and second gas distribution portions A and B, (28) are different from each other.

냉각부(C)용 디스크(d12)(d13)의 웨브(28)은 섬부(26)를 연결 지지해주기 위해서 두 종류중 하나에는 가로배열된 웨브(28)가 다른 나머지 종류에는 세로배열된 웨브(28)가 존재한다. The web 28 of the disks d12 and d13 for the cooling section C is arranged in such a manner that one of the two kinds of webs 28 is arranged horizontally and the others 28 are arranged vertically 28) exists.

그리고 두종류 디스크(d12)(d13) 모두에는 냉각부(C)용 냉각수로(17) 형성을 위한 웨브(28) 배열이 달팽이관 형상으로 존재한다. In both the disks d12 and d13, the arrangement of the web 28 for forming the cooling water passage 17 for the cooling section C exists in the form of a cochlier.

도 13c에서는 냉각수로(17) 형성을 위한 웨브(28)의 배열 라인에 빗금이 표시되어 있다. 그러므로 유로공(16a)을 통해 유입된 냉각수는 냉각수로(17)를 따라 소용돌이 형태를 따라 심부로 들어갔다가 심부에서 소용돌이 형태로 빠져나오면서 유로공(18a)을 통해 출수로(18)로 나아가게 된다.In Fig. 13C, hatched lines are shown in the arrangement line of the web 28 for forming the cooling water passage 17. [ Therefore, the cooling water flowing through the oil hole 16a enters the deep portion along the cooling water passage 17 in the form of a spiral, and then exits in the form of a vortex in the deep portion, and proceeds to the water outlet passage 18 through the oil hole 18a.

도 14는 노즐본체(11)의 최하판 디스크(d14)의 평면 구성도로서, 디스크(d14)에는 가스통공(24)들이 있고 외주테에는 제1,제2 가스분기공(12b)(14b)이나 유로공(16a)(18a)이 전혀 없다. 14 is a plan view of the lowermost disc d14 of the nozzle body 11. The disc d14 has gas holes 24 and the outer periphery thereof has first and second gas branch openings 12b and 14b There is no flow hole 16a (18a) at all.

노즐본체(11)의 최하단 디스크(d14)는 포토에칭에 의한 식각으로 가스통공(24)을 형성할 수 있지만 증착챔버(2)에서 열을 가장 많이 받을 수 있는 부분이므로, 디스크 수겹 적층으로 열접합된 바닥부를 구성하면 사용시 겹층간이 뜨면서 부풀어 오를 수 있다. The lower end disk d14 of the nozzle body 11 can form the gas hole 24 by etching by photoetching but is the portion that can receive the most heat in the deposition chamber 2. Therefore, If the bottom part is made up, it may swell when the layers are used.

본 발명에서는 이러한 문제가 발생하지 않도록 가스통공(24)을 갖는 최하단 디스크(d14)를 구성하되 디스크어셈블리의 구조화된 디스크들보다 훨씬 두꺼운 3~5mm두께의 디스크(d14) 한장을 최하단 디스크(d14)로서 사용하며, 이때 가스통공(24)들은 기계 가공으로 뚫어주는 것이다. 이러한 구성에 의해서 고열에 가장 많이 노출되는 노즐본체(11)의 바닥부에서도 들뜸현상은 방지될 수 있다. In the present invention, a lowermost disc (d14) having a gas hole (24) is formed so as to avoid such a problem, and a single disc (d14) of 3-5 mm thick, which is much thicker than the structured discs of the disc assembly, In which the gas passages 24 are machined. With this configuration, lifting of the nozzle body 11, which is exposed most to the high temperature, can be prevented.

다수의 디스크 적층으로 노즐본체(11)를 구성시, 적층된 디스크(d)들의 정밀한 정렬을 위해서 도 6a 내지 도 14의 각 디스크의 외주에는 수개의 정렬 링부(34)가 연장형성된다. When the nozzle body 11 is constructed by stacking a plurality of discs, several alignment ring portions 34 are formed on the outer circumference of each of the discs shown in Figs. 6A to 14 for precise alignment of the stacked discs d.

도 15는 다수 디스크(d)들을 적층한 디스크 어셈블리를 정렬핀(38)으로 정렬하는 요부 사시 구성도이다. 15 is a perspective view showing the arrangement of the disk assembly in which the disk assemblies stacked with the plurality of disks (d) are aligned by the alignment pins.

작업자는 적층된 디스크(d)들을 정렬하기 위해서 정렬 링부(34)에 정렬핀(38)을 삽입하여 정렬하되 정밀 정렬을 하기 위해서 길이방향으로 절개된 관형 슬리브(36)를 먼저 끼워넣고 정렬핀(38)을 다시 끼워줌으로써 슬리브(36)가 정렬 링부(34)내에서 확장 밀착되면서 디스크(d)들의 정밀 정렬을 가능케한다.The operator first inserts the longitudinally cut tubular sleeve 36 to align and align the alignment pins 38 in the alignment ring 34 in order to align the stacked discs d, 38 to allow for precise alignment of the disks d while the sleeves 36 are expanded and tightened within the alignment ring 34.

다수 디스크(d)들이 적층 및 정렬된 다음 열접합으로 노즐본체(11)를 구성한 후에는 정렬에 사용되었던 정렬링부(34)는 제거된다.After the plurality of discs d are stacked and aligned and then the nozzle body 11 is formed by thermal bonding, the alignment ring portion 34 used for alignment is removed.

한편 도 3 내지 도 5에 도시된 디스크 적층구조에서는, 제1,제2 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)에서 노즐본체(11) 바닥의 노즐공(20)으로 향하는 수많은 가스분배유로(22)가 노즐본체(11)의 바닥면에 연직하는 직하방으로 형성된 것으로 설명하였지만, 본 발명에 따른 변형례로서 도 22에 도시된 바와 같이 가스분배유로(22)가 경사지게 형성할 수도 있음을 이해하여야 한다. 즉 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)를 구성하는 디스크에서 가스통공(24)을 갖는 섬부(26)의 위치를 상하방으로 미소하게 이동배치하여서 섬부(26) 적층에 의해서 형성되는 가스분배유로(22)가 경사지게 형성되게 하는 것이다. On the other hand, in the disk lamination structure shown in Figs. 3 to 5, a large number of nozzles 20 directed toward the nozzle holes 20 at the bottom of the nozzle body 11 in the first and second gas distributing portions A and B and the cooling portion C Although the gas distribution passage 22 is formed to be a direct downward vertical portion on the bottom surface of the nozzle body 11, as a modification of the present invention, as shown in FIG. 22, the gas distribution passage 22 may be formed to be inclined It should be understood. Namely, the position of the island portion 26 having the gas hole 24 in the disk constituting the gas distribution portions A and B and the cooling portion C is slightly moved in the upper and lower directions, So that the gas distribution channel 22 to be formed is formed to be inclined.

이때 가스분배유로(22)의 경사방향이 증착챔버(2)내 서셉터(4)의 회전방향과 반대방향으로 향하도록 하면 서셉터(4) 위에서 성장하고 있는 웨이퍼에 가스(G1)(G2)가 머무는 시간이 많아지게 됨으로써 전구체의 사용효율을 높일 수 있다.
At this time, when the inclined direction of the gas distribution channel 22 is directed in the direction opposite to the rotation direction of the susceptor 4 in the deposition chamber 2, the gases G1 and G2 are applied to the wafer growing on the susceptor 4, So that the use efficiency of the precursor can be increased.

전술한 바와 같이 제1,제2 가스분배부(A)(B)와 냉각부(C)를 구성하는 구조화된 디스크(d)들을 적층하여서 디스크어셈블리를 구성한 다음에는, 디스크어셈블리에 전류를 인가하여서 피용접물인 디스크(d)가 자체가열되게 하는 방전플라즈마 소결법(Spark Plasma Sintering)으로 열접합되게 한다. After the structured disks d constituting the first and second gas distribution parts A and B and the cooling part C are stacked to constitute the disk assembly as described above, a current is applied to the disk assembly So that the disk (d) to be welded is thermally bonded by a spark plasma sintering method in which the disk (d) is heated by itself.

기존 선행기술 국내공개특허 제10-2010-0035157호에서는 확산용접방법은 높은 압력환경 하에서 피용접체에 열을 가함으로써 온도상승에 따른 디스크내 금속분자들의 활발한 운동이 있게 하므로 결국 용접이 되게 하는 것이다. In the existing prior art Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0035157, the diffusion welding method causes heat to the welded body under a high pressure environment so that the metal molecules in the disk are actively moved due to a rise in temperature, .

이에 반해 본 발명에서 수행하는 방전플라즈마 소결법에 의한 본딩은 고압력환경의 피용접물인 디스크어셈블리에 펄스전류나 직류전류를 인가하여 피용접물의 디스크 자체에 주울열(=i2R, i= 인가전류, R는 디스크 저항)이 발생함으로써 디스크간 용접이 이루어지게 하는 것이다. On the other hand, the bonding by the discharge plasma sintering method of the present invention is performed by applying a pulse current or a direct current to a disk assembly, which is a material to be welded in a high-pressure environment, to form joule heat (= i 2 R, i = R is the disc resistance), so that the inter-disc welding is performed.

도 23은 본 발명의 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)용 디스크어셈블리(42)를 주울열 접합하기 위한 지그장치의 구성도이고, 도 24는 도 23의 요부 확대도이다. 23 is a configuration diagram of a jig device for joule thermal bonding of the gas distribution parts A and B and the cooling assembly C disk assembly 42 of the present invention and FIG. 24 is an enlarged view of the main part of FIG. 23 .

도 23 및 도 24를 함께 참조하면, 피용접물인 디스크어셈블리(42)를 양면에서 가압하기 위한 지그(40)가 구비되며, 지그(40)를 통해서 전원부(43)의 펄스나 직류전류(i)가 디스크어셈블리(42)에 인가되고 또 주울열 접합후 지그(40)와 디스크어셈블리(42)간의 이형성이 좋도록 하기 위해서 지그(40)과 디스크어셈블리(42) 사이에는 카본종이(46)가 개재된다. 23 and 24, a jig 40 for pressing the disk assembly 42 to be welded on both sides is provided, and the pulse or direct current (i) of the power source unit 43 through the jig 40, A carbon paper 46 is interposed between the jig 40 and the disk assembly 42 in order to allow the jig 40 and the disk assembly 42 to have good releasability after the jig 40 is applied to the disk assembly 42, do.

그런데 카본종이(46)는 열접합시 디스크의 재질인 스텐레스스틸로의 카본 확산을 조장하여 스텐레스스틸의 물성을 저해할 수 있다. 즉 스텐레스스틸이 탄소강 함유 재질이 될수 있는데, 이는 공정수행중 증착챔버 내로 카본성분이 누출되는 문제를 야기시킬 수 있다. However, the carbon paper 46 may impair the physical properties of stainless steel by promoting diffusion of carbon into stainless steel, which is a material of the disk, when thermally bonded. In other words, stainless steel can be a carbon steel containing material, which can lead to the problem of leaking carbon components into the deposition chamber during processing.

본 발명에서는 카본 확산방지용으로서 수십미크론 단위의 동박막(44)을 디스크어셈블리(42)와 카본종이(46) 사이에 개재해준다. In the present invention, a copper thin film 44 having a unit of tens of microns is interposed between the disk assembly 42 and the carbon paper 46 for preventing carbon diffusion.

이와 같은 구성에 의해서 전원부(43)의 전류(i)가 지그(40)를 통해서 디스크어셈블리(42)에 인가되고, 양측 지그(40)의 누름에 따른 고압력 하에서 디스크어셈블리(42)의 디스크들 간에는 방전플라즈마 소결법에 의한 주울열(=i2R, i= 인가전류, R는 디스크 저항)이 발생함으로써 디스크간 용접이 이루어진다. The current i of the power supply unit 43 is applied to the disk assembly 42 through the jig 40 and between the disks of the disk assembly 42 under the high pressure due to the pressing of the both side jig 40 Joule heat (= i 2 R, i = applied current, R = disk resistance) is generated by the discharge plasma sintering method, thereby welding between disks is performed.

디스크간 주울열 용접이 완료된 디스크어셈블리(42)는 전도성 및 이형성이 좋은 카본종이(46)가 개재되어 있어서 지그(40)와 쉽게 분리될 수 있으며, 분리된 디스크어셈블리(42)를 염화제이철용액에 담그면 디스크어셈블리(42)의 양면에 열융착된 동박막(44)을 신속하게 부식시키므로 디스크어셈블리(42)로부터 이를 제거할 수 있게 된다. The disc assembly 42 having completed the Joule heat welding between the discs can be easily separated from the jig 40 with the conductive and releasable carbon paper 46 interposed therebetween. The copper thin film 44 is rapidly corroded on both sides of the disk assembly 42 so that it can be removed from the disk assembly 42.

본 발명에 따라 제작된 디스크어셈블리(42)에 대한 용접의 기밀성 확인을 위해서 제1,제2 가스분배부(A)(B)의 내실에 취급이 안전한 헬륨가스를 넣어서 테스트할 수 있는데, 본원 발명자는 테스트기를 통해서 디스크어셈블리(42)내의 누설이 감지되지 않음을 확인할 수 있었다. 즉 용접의 기밀성이 보장되었다.
In order to confirm the airtightness of the welding to the disk assembly 42 manufactured according to the present invention, it is possible to test by inserting safe helium gas into the inner chamber of the first and second gas distribution parts A and B, It was confirmed that the leakage in the disk assembly 42 was not detected through the tester. That is, the airtightness of the weld is guaranteed.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of claims and equivalents thereof.

본 발명은 MOCVD 증착법으로 부품 생산하는 박막증착공정에 사용되는 증착챔버용 노즐장치의 제조에 이용될 수 있다. The present invention can be used for manufacturing a nozzle apparatus for a deposition chamber used in a thin film deposition process for producing parts by MOCVD deposition.

(2)-- 증착챔버 (4)-- 서셉터
(6)-- 히터 (8)-- 진공챔버
(10)-- 노즐장치 (11)-- 노즐본체
(12)-- 가스주입구 (G1)-- 제1 가스
(12a)-- 제1 가스분기채널 (12b)-- 제1 가스분기공
(12c)-- 제1 가스분기 유입로 (14)-- 가스주입구
(G2)-- 제2가스 (14a)-- 제2 가스분기채널
(14b)-- 제2 가스분기공 (14c)-- 제2 가스분기 유입로
(16)-- 입수구 (16a)-- 유로공
(17)-- 냉각수로 (18)-- 출수구
(18a)-- 유로공 (20)--노즐공(가스토출구)
(22)-- 가스분배유로 (A)(B)-- 제1,제2 가스분배부
(C)-- 냉각부 (d3)(d7)(d11)-- 구획 디스크
(d4)(d5)(d6)-- 제1 가스분배부용 디스크
(d8)(d9)(d10)-- 제2 가스분배부용 디스크
(24)-- 가스통공 (26)-- 섬부
(28)-- 웨브 (30)-- 개방홈
(32)-- 파티클 트랩부 (34)-- 정렬링부
(36)-- 슬리브 (38)-- 정렬핀
(40)-- 지그 (42)-- 디스크어셈블리
(43)-- 전원부 (44)-- 동박막
(46)-- 카본종이(2) - deposition chamber (4) - susceptor
(6) - heater (8) - vacuum chamber
(10) - nozzle device (11) - nozzle body
(12) - gas inlet (G1) - first gas
(12a) - a first gas branch channel (12b) - a first gas branch channel
(12c) - a first gas branch inflow path (14) - a gas inflow port
(G2) - the second gas (14a) - the second gas branch channel
(14b) - a second gas branch hole (14c) - a second gas branch inflow path
(16) - the inlet (16a)
(17) - Cooling water line (18) - Outlet
(18a) - flow hole (20) - nozzle hole (gas outlet)
(22) Gas distribution channel (A) (B) First and second gas distribution parts
(C) - cooling section (d3) (d7) (d11) - compartment disk
(d4) (d5) (d6) - Disc for the first gas distributor
(d8) (d9) (d10) - Disc for the second gas distributor
(24) - Gas cylinder (26) - Sumo
(28) - web (30) - opening groove
(32) - a particle trap portion (34) - an alignment ring portion
(36) - sleeve (38) - alignment pin
(40) - jig (42) - disc assembly
(43) - Power supply (44) - Copper film
(46) Carbon paper

Claims (14)

박막증착공정에 사용되는 증착챔버의 샤워헤드로서 CVD반응기를 위해 가스주입구에 각기 연통된 다수 가스분배부와 입수구 및 출수구에 연통된 냉각부가 구비되며 상기 가스분배부는 구조화된 디스크들의 다수 가스통공에 의해 형성된 다수 가스분배유로를 통해서 노즐공인 바닥의 다수 가스토출구와 연통되게 구성한 노즐장치에 있어서,
다수 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)를 포함하는 각 기능부를 구획하며 다수 가스통공(24)을 갖는 구획 디스크(d3)(d7)(d11)를 제외하고는 구조화된 디스크 내부에는 디스크 적층시에 다수 가스통공(24)을 위한 섬부(26)를 형성하고 섬부(26) 사이는 웨브(28)로 연결되게 형성하되 섬부(26)와 웨브(28)가 동일 두께를 가지며, 다수 가스분배부(A)(B)와 냉각부(C)를 형성하는 디스크(d)들이 적층된 상태에서는 가스통공(24)들이 상하 일렬로 맞춤 정렬되게 하되 한꺼번의 주울열 용접을 위한 가압력 전달이 적층섬부(26) 및 구획 디스크를 통해 상단 디스크에서 하단 디스크까지 직접적으로 미치게 하고, 상하 인접된 디스크간의 웨브(28) 형태가 서로 교차되게 형성함과 동시에 상하 인접된 디스크 간의 동일 방향의 웨브(28) 형태는 서로 어긋나게 형성하여 가스분배부(A)(B) 내실이 디스크어셈블리 속에 균일 분포되게 구성함에 따라 디스크 외주테부에 다수 형성된 가스분기유입로(14b)(14c)를 통해 유입된 가스(G1)(G2)가 웨브(28)를 타넘어 각 가스분배부(A)(B) 내실에 신속 이동하여 균일 분산되게 하고 가스분배부(A)(B) 내실에서 적층섬부들에 의한 소형튜브의 가스분배유로(22)로 가스가 주입되도록 디스크의 일부 섬부(26)에는 개방홈(30)이 형성되게 구성하고,
전류(i)를 가압 환경의 디스크어셈블리(42)에 인가하여 피용접물인 디스크가 주울열에 의해 자체가열되는 방전플라즈마 소결법에 의한 본딩으로 용접하여서 다수 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)가 일괄 용접되게 구성함을 특징으로 하는 증착챔버의 노즐장치.
A showerhead of a deposition chamber used in a thin film deposition process is provided with a plurality of gas distributing portions communicating with gas injection holes for a CVD reactor and a cooling portion communicating with the inlet and outlet and the gas distributing portion is provided by a plurality of gas holes of the structured disks And a plurality of gas discharge passages formed on the bottom of the plurality of gas distribution passages,
Except for the partition disks d3, d7 and d11, which partition each functional part including the multiple gas distribution part A and the cooling part C and have a plurality of gas holes 24, The islands 26 and the web 28 are formed so as to be connected to each other by a web 28 between the islands 26 while the disks 26 are formed in the inside of the disk stacking compartments And the disks (d) forming the cooling section (C) are stacked, the gas passages (24) are aligned in the upper and lower rows, but the pressing force The transfer is made directly from the upper disc to the lower disc through the laminated island portion 26 and the compartment disc and the shapes of the webs 28 between the upper and lower adjacent discs are formed so as to intersect with each other, (28) are formed so as to be shifted from each other in the gas distribution portions (A) and The gas G1 (G2) flowing through the plurality of gas branch inflow passages 14b and 14c formed on the disk outer peripheral portion of the disk is routed over the web 28 to the respective gas distribution portions 14a and 14b, (A) and (B), so that the gas is injected into the gas distribution passage 22 of the small tube by the laminated island portions in the inner chamber of the gas distribution portion A 26 are formed with open grooves 30,
The current i is applied to the disk assembly 42 in the pressurized environment to weld the disk as a workpiece by bonding by a discharge plasma sintering method in which the disk is self-heated by joule heat, C) are collectively welded to each other.
제1항에 있어서, 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)를 구성하는 디스크들중 소수 디스크(d15)는 가스통공(24)보다 상대적으로 직경이 좁은 미세통공(24a)을 갖도록 구성함을 특징으로 하는 증착챔버의 노즐장치.
The small disk (d15) of the disks constituting the gas distribution parts (A), (B) and the cooling part (C) has a minute hole (24a) having a diameter smaller than that of the gas hole (24) Wherein the nozzle unit is configured to have a plurality of nozzles.
제2항에 있어서, 가스통공(24)보다 상대적으로 직경이 좁은 미세통공(24a)을 갖는 디스크(d15)가 냉각부(C)의 하측에 위치되게 구성함을 특징으로 하는 증착챔버의 노즐장치.
The nozzle apparatus according to claim 2, characterized in that a disk (d15) having a micro-hole (24a) whose diameter is relatively narrower than the gas hole (24) is positioned below the cooling section (C) .
제1항 또는 제2항에 있어서, 가스분배부(A)(B)의 내실에 유입된 파티클에 대한 노즐공(20)으로의 누출을 방지하기 위해서 개방홈(30)을 갖는 섬부(26)가 있는 디스크(d6)이나 디스크(d10)이 제1,제2 가스분배부(A)(B)의 내실을 구성하는 적층 디스크들의 섬부 문턱역할하는 높이에 위치되게 하여서 가스분배부(A)(B)의 내실에 파티클 트랩부(32)가 형성되게 구성함을 특징으로 하는 증착챔버의 노즐장치.
The method according to any one of claims 1 to 3, further comprising the step of removing the island portion (26) having an opening groove (30) to prevent leakage of the particles introduced into the inner chamber of the gas distribution portions (A) The disk d6 or the disk d10 having the first and second gas distributors A and B is positioned at a height serving as a threshold of the island portion of the laminated disks constituting the inner chamber of the first and second gas distribution portions A and B, And the particle trap portion (32) is formed in the inner chamber of the chamber (B).
제1항 또는 제2항에 있어서, 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)를 구성하는 디스크에서 가스통공(24)을 갖는 섬부(26)의 위치를 상하방으로 미소하게 이동배치하여서 섬부(26) 적층에 의해서 형성되는 가스분배유로(22)가 경사지게 구성하여서 웨이퍼에 가스(G1)(G2)가 머무는 시간을 증대시킴을 특징으로 하는 증착챔버의 노즐장치.
The method according to claim 1 or 2, wherein the position of the island portion (26) having the gas hole (24) in the disk constituting the gas distribution portions (A) And the gas distribution channel (22) formed by the lamination of the island portions (26) is inclined so as to increase the time for the gas (G1) (G2) to stay on the wafer.
제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각부(C)를 구성하는 디스크(d12)(d13)는 섬부 연결용 웨브(28)를 이외에도 냉각수로(17) 형성을 위한 웨브(28)가 포함되게 구성하여서 냉각부(C)의 내실에 냉각수로(17)가 연장 형성되게 구성함을 특징으로 하는 증착챔버의 노즐장치.
The cooling device according to claim 1 or 2, wherein the disks (d12) and (d13) constituting the cooling section (C) include a web (28) for forming the cooling water passage (17) And a cooling water passage (17) is formed in the inner chamber of the cooling section (C).
제6항에 있어서, 냉각수로(17)는 달팽이관 형상으로서 소용돌이 형태로 심부로 들어갔다가 소용돌이 형태로 빠져나오도록 연장 형성됨을 특징으로 하는 증착챔버의 노즐장치.
The nozzle device according to claim 6, wherein the cooling water passage (17) is formed as a cochlier and extends in the form of a spiral into the core and extends so as to come out in the form of a spiral.
제1항 또는 제2항에 있어서, 노즐본체(11)는 가스분배부(A)(B) 상방에 위치하는 후판형 디스크(d2)를 더 구비하며, 상기 후판형 디스크(d2)는 중앙의 제1,제2 가스주입구(12)(14)로부터 분기되어 방사상으로 뻗은 제1,제2 분기채널(12a)(14a)들을 형성하되, 제1 분기채널(12a) 다수는 후판형 디스크(d2)의 하측부에서 분기되고 방사상 연장되어 외주에 대응 배열된 제1 가스분기공(12b)들에 연통되며, 제2 분기채널(14a)은 후판형 디스크(d2)의 상측부에서 분기되고 방사상 연장되어 외주에 대응 배열된 제2 가스분기공(14b)들에 연통되게 구성함을 특징으로 하는 증착챔버의 노즐장치.
The gasket as claimed in claim 1 or 2, wherein the nozzle body (11) further comprises a rear plate disk (d2) positioned above the gas distribution parts (A) A first branch channel 12a and a second branch channel 12b are formed in the first and second gas injection ports 12 and 14 so as to form radially extending first and second branch channels 12a and 14a, And the second branch channel 14a is branched and radially extended from the upper side of the rear plate disk d2 so that the second branch channel 14a is branched from the lower side of the rear plate disk d2 and communicates with the first gas branch openings 12b, And the second gas branching holes (14b) arranged corresponding to the outer periphery of the second gas branching holes (14b).
제1항 또는 제2항에 있어서, 다수 디스크들을 적층한 디스크어셈블리를 정렬하기 위해 각 디스크에는 다수 정렬링부(34)가 구비되고, 정렬링부(34)에 길이방향으로 절개된 관형 슬리브(36)를 먼저 끼워넣은 다음에 정렬핀(38)으로 상기 관형 슬리브(36)에 끼워 넣어주어서 적층 디스크들의 정밀 정렬이 이루어지게 구성함을 특징으로 하는 증착챔버의 노즐장치.
4. The disk assembly of claim 1 or 2, wherein a plurality of alignment rings (34) are provided on each disk to align the disk assemblies stacked with the plurality of disks, a tubular sleeve (36) cut longitudinally in the alignment ring (34) Is fitted into the tubular sleeve (36) with an alignment pin (38), so that the precision alignment of the lamination discs is achieved.
박막증착공정에 사용되는 증착챔버의 샤워헤드로서 CVD반응기를 위해 가스주입구에 각기 연통된 다수 가스분배부와 입수구 및 출수구에 연통된 냉각부가 구비되며 상기 가스분배부는 구조화된 디스크들의 다수 가스통공에 의해 형성된 다수 가스분기유로를 통해서 노즐공인 바닥의 다수 가스토출구와 연통되게 구성한 노즐장치에 있어서,
구조화된 디스크들을 적층하고 전류를 디스크어셈블리에 인가하여 피용접물인 디스크가 주울열에 의해 자체가열되게 하는 방전플라즈마 소결법에 의한 본딩으로 용접하여서 다수 가스분배부와 냉각부를 포함하는 각 기능부가 디스크 어셈블리 내에 상하 구획되면서 일괄 형성되게 구성하며,
구조화된 디스크의 외주면에는 각 가스주입구에서 분기 연통된 다수 가스분기공들이 동심 배열로 각 가스분배부용 디스크에 맞게 선택 형성됨과 동시에 입수구와 출수구에 연통되는 유수공이 형성되게 구성하고,
각 기능부를 구획하는 구획 디스크를 제외하고는 구조화된 디스크 내부에는 디스크 적층시에 상기 다수 가스통공을 위한 섬부를 형성하고 섬부 사이는 웨브로 연결되게 형성하되 상기 섬부와 웨브가 동일 두께를 가지며, 다수 가스분배부와 냉각부를 형성하는 디스크들이 적층된 상태에서는 가스통공들이 상하 일렬로 맞춤 정렬되게 하되 한꺼번의 용접을 위한 가압력 전달이 구획 디스크 및 섬부 적층에 의해 상단 디스크에서 하단 디스크까지 직접적으로 미치게 하고, 상하 인접된 디스크간의 웨브 형태가 서로 교차되게 형성됨과 동시에 상하 인접된 디스크 간의 동일 방향의 웨브 형태는 서로 어긋나게 형성되게 하여 가스분배부 내실이 디스크어셈블리 속에 균일 분포되게 구성함에 따라 디스크 외주테부에 다수 형성된 가스분기유입로를 통해 유입된 가스가 웨브를 타넘어 가스분배부 내실에 신속 이동하여 균일 분산되게 하고 가스분배부 내실에서 섬부 적층에 따른 소형튜브의 가스분배유로로 가스가 주입되도록 디스크의 일부 섬부에는 개방홈이 형성되게 구성함을 특징으로 하는 증착챔버의 노즐장치.
A showerhead of a deposition chamber used in a thin film deposition process is provided with a plurality of gas distributing portions communicating with gas injection holes for a CVD reactor and a cooling portion communicating with the inlet and outlet and the gas distributing portion is provided by a plurality of gas holes of the structured disks And a plurality of gas discharge ports of the nozzle-recognized bottom through a plurality of formed gas branch channels,
A plurality of functional parts including a plurality of gas distribution parts and a cooling part are welded by bonding by a discharge plasma sintering method in which structured disks are laminated and a current is applied to a disk assembly so that a disk as a workpiece is heated by self- And is configured to be collectively formed while being divided,
A plurality of gas branch openings branched from each gas inlet are formed concentrically on the outer circumferential surface of the structured disk so as to correspond to the disk for each gas distributor and a water hole communicating with the inlet and outlet is formed,
The island portion for the plurality of gas holes is formed in the structured disk except for the partition disk for partitioning each functional portion, and the island portion and the island portion are connected by a web, wherein the island portion and the web have the same thickness, In the state where the disks constituting the gas distribution portion and the cooling portion are laminated, the gas holes are aligned in an up-and-down direction. However, the pressing force transfer for one-time welding directly drives the upper disk to the lower disk by the compartment disk and the island- The web shapes of the upper and lower adjacent discs are formed to be intersected with each other and the web shapes of the upper and lower adjacent discs are formed to be shifted from each other in the same direction so that the inner chamber of the gas distribution unit is uniformly distributed in the disc assembly, Through the gas branch inflow route So that the gas is injected into the gas distribution channel of the small tube according to the stacking of the islands in the inner chamber of the gas distribution section, and an opening groove is formed in a part of the island portion of the disk Wherein the nozzle unit is a nozzle.
제1항 또는 제10항에 있어서, 디스크어셈블리의 디스크내 가스통공들은 포토에칭에 의한 식각으로 형성되고, 노즐장치의 바닥부를 형성하는 최하단 디스크의 가스통공들은 기계 가공에 의해서 형성되게 구성함을 특징으로 하는 증착챔버의 노즐장치.
11. The disk apparatus according to claim 1 or 10, characterized in that the gas passageways in the disk of the disk assembly are formed by etching by photoetching and the gas passageways of the lowermost disk forming the bottom of the nozzle device are formed by machining To the nozzle chamber.
박막증착공정에 사용되는 증착챔버의 샤워헤드로서 CVD반응기를 위해 가스주입구에 각기 연통된 다수 가스분배부와 입수구 및 출수구에 연통된 냉각부가 구비되며 상기 가스분배부는 구조화된 디스크들의 다수 가스통공에 의해 형성된 다수 가스분배유로를 통해서 노즐공인 바닥의 다수 가스토출구와 연통되게 구성한 노즐장치의 제조방법에 있어서,
다수 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)를 포함하는 각 기능부를 구획하며 다수 가스통공(24)을 갖는 구획 디스크(d3)(d7)(d11)를 제외하고는 구조화된 디스크 내부에는 디스크 적층시에 다수 가스통공(24)을 위한 섬부(26)를 형성하고 섬부(26) 사이는 웨브(28)로 연결되게 형성하되 섬부(26)와 웨브(28)가 동일 두께를 가지며, 다수 가스분배부(A)(B)와 냉각부(C)를 형성하는 디스크(d)들이 적층된 상태에서는 가스통공(24)들이 상하 일렬로 맞춤 정렬되게 하되 한꺼번의 주울열 용접을 위한 가압력 전달이 적층섬부(26) 및 구획 디스크를 통해 상단 디스크에서 하단 디스크까지 직접적으로 미치게 하고, 상하 인접된 디스크간의 웨브(28) 형태가 서로 교차되게 형성함과 동시에 상하 인접된 디스크 간의 동일 방향의 웨브(28) 형태는 서로 어긋나게 형성하여 가스분배부(A)(B) 내실이 디스크어셈블리 속에 균일 분포되게 구성함에 따라 디스크 외주테부에 다수 형성된 가스분기유입로(14b)(14c)를 통해 유입된 가스(G1)(G2)가 웨브(28)를 타넘어 각 가스분배부(A)(B) 내실에 신속 이동하여 균일 분산되게 하고 가스분배부(A)(B) 내실에서 적층섬부들에 의한 소형튜브의 가스분배유로(22)로 가스가 주입되도록 디스크의 일부 섬부(26)에는 개방홈(30)이 형성되게 구성하는 과정과,
지그(40)를 이용한 디스크어셈블리(42)를 가압한 환경에서 지그(40)를 통해 디스크어셈블리(42)에 전류(i)를 인가하여 피용접물인 디스크가 주울열에 의해 자체가열되는 방전플라즈마 소결법에 의한 본딩으로 용접하여서 다수 가스분배부(A)(B) 및 냉각부(C)가 일괄 용접되게 하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 노즐장치 제조방법.
A showerhead of a deposition chamber used in a thin film deposition process is provided with a plurality of gas distributing portions communicating with gas injection holes for a CVD reactor and a cooling portion communicating with the inlet and outlet and the gas distributing portion is provided by a plurality of gas holes of the structured disks And a plurality of gas discharge passages formed in the plurality of gas distribution passages,
Except for the partition disks d3, d7 and d11, which partition each functional part including the multiple gas distribution part A and the cooling part C and have a plurality of gas holes 24, The islands 26 and the web 28 are formed so as to be connected to each other by a web 28 between the islands 26 while the disks 26 are formed in the inside of the disk stacking compartments And the disks (d) forming the cooling section (C) are stacked, the gas passages (24) are aligned in the upper and lower rows, but the pressing force The transfer is made directly from the upper disc to the lower disc through the laminated island portion 26 and the compartment disc and the shapes of the webs 28 between the upper and lower adjacent discs are formed so as to intersect with each other, (28) are formed so as to be shifted from each other in the gas distribution portions (A) and The gas G1 (G2) flowing through the plurality of gas branch inflow passages 14b and 14c formed on the disk outer peripheral portion of the disk is routed over the web 28 to the respective gas distribution portions 14a and 14b, (A) and (B), so that the gas is injected into the gas distribution passage 22 of the small tube by the laminated island portions in the inner chamber of the gas distribution portion A 26 are formed with open grooves 30,
A current i is applied to the disk assembly 42 through the jig 40 in an environment in which the disk assembly 42 using the jig 40 is pressed and the disk is welded to the disk assembly 42 by the discharge plasma sintering method (B) and the cooling part (C) are welded to each other by welding the first and second gas distributing parts (A) and (C).
제12항에 있어서, 용접 이전에, 지그(40)와 디스크어셈블리(42) 사이에는 전도성 및 이형성이 좋은 카본종이(46)를 개재하되 카본종이(46)의 카본성분이 디스크어셈블리(42)의 디스크로의 확산을 방지하기 위해 카본종이(46)와 디스크 사이에는 동박막(44)이 개재되게 함을 특징으로 하는 노즐장치 제조방법.
The method as claimed in claim 12, wherein, prior to welding, a carbon paper (46) having good conductivity and releasability is interposed between the jig (40) and the disk assembly (42) Wherein a copper thin film (44) is interposed between the carbon paper (46) and the disk to prevent diffusion to the disk.
제13항에 있어서, 디스크간 용접이 완료된 디스크어셈블리(42)의 양면에 융착된 동박막(44)은 염화제이철용액으로 부식시켜서 디스크어셈블리(42)로부터 제거함을 특징으로 하는 노즐장치 제조방법. 14. The method according to claim 13, wherein the copper thin film (44) fused to both sides of the disc assembly (42) having been welded between discs is corroded with a ferric chloride solution and removed from the disc assembly (42).
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