KR101625211B1 - Thin film deposition apparatus - Google Patents

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Abstract

박막 증착 장치는 챔버와, 서셉터, 및 가스 공급부를 포함한다. 챔버는 증착 공정이 행해지는 내부 공간을 갖는다. 서셉터는 챔버 내에 회전 가능하게 설치되며, 상면에 회전중심 둘레를 따라 복수의 기판들을 직접적으로 지지하거나, 하나 이상의 기판이 배치되어 있는 기판 홀더를 지지한다. 가스 공급부는 서셉터의 상부 중앙에 설치되며, 챔버의 외부로부터 제1 소스가스를 공급받아 서셉터 상면으로 분사하는 제1 소스가스 분사부와, 제1 소스가스 분사부의 하측에 배치되며 챔버의 외부로부터 제2 소스가스를 공급받아 서셉터 상면으로 분사하는 제2 소스가스 분사부, 및 제1,2 소스가스 분사부 사이에 배치되며 챔버의 외부로부터 제1 추가가스를 공급받아 서셉터 상면으로 분사하는 제1 추가가스 분사부를 구비한다. The thin film deposition apparatus includes a chamber, a susceptor, and a gas supply section. The chamber has an interior space in which the deposition process is performed. The susceptor is rotatably mounted in the chamber and supports a plurality of substrates directly on the upper surface around the center of rotation, or a substrate holder on which one or more substrates are disposed. The gas supply unit includes a first source gas injecting unit installed at the upper center of the susceptor and injecting a first source gas from the outside of the chamber into the upper surface of the susceptor and a second source gas injecting unit disposed below the first source gas injecting unit, A second source gas injecting section for injecting a second source gas from the first source gas injecting section and injecting the first additional gas from the outside of the chamber into the upper surface of the susceptor, And a first additional gas injection unit.

Description

박막 증착 장치{Thin film deposition apparatus}[0001] The present invention relates to a thin film deposition apparatus,

본 발명은 반도체 등의 제조에 있어 기판 상에 박막을 증착하기 위해 사용되는 박막 증착 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a thin film deposition apparatus used for depositing a thin film on a substrate in the production of semiconductors and the like.

일반적으로, 반도체에서 사용하는 박막 제조 방법으로는 CVD(Chemical Vapor Deposition)법, PVD(Physical Vapor Deposition)법이 있다. CVD법은 기체상태의 혼합물을 가열된 기판 표면에서 화학 반응시켜 생성물을 기판 표면에 증착시키는 기술이다. CVD법은 전구체(precursor)로 사용되는 물질의 종류, 공정 중의 압력, 반응에 필요한 에너지 전달 방식 등에 의해, APCVD(Atmospheric CVD), LPCVD(Low Pressure CVD), PECVD(Plasma Enhanced CVD), MOCVD(Metal Organic CVD)법 등으로 구분된다. Generally, thin film manufacturing methods used in semiconductors include CVD (Chemical Vapor Deposition) and PVD (Physical Vapor Deposition). CVD is a technique in which a gaseous mixture is chemically reacted on the surface of a heated substrate to deposit a product on the surface of the substrate. The CVD method can be performed by various methods such as APCVD (Atmospheric CVD), LPCVD (Low Pressure CVD), PECVD (Plasma Enhanced CVD), MOCVD (Metal Chemical Vapor Deposition), and the like, depending on the kind of material used as a precursor, Organic CVD) method.

최근에는 발광다이오드용 질화물 반도체가 각광을 받고 있는데, 발광다이오드용 질화물 반도체의 단결정 성장을 위해 MOCVD법이 많이 사용되고 있다. MOCVD법은 액체 상태의 원료인 유기금속 화합물과 수소화물을 기체 상태로 기화시킨 다음, 기화된 소스가스들을 증착 대상인 기판으로 공급해서 고온의 기판에 접촉시킴으로써, 기판 상에 금속 박막을 증착시키는 방법이다. Recently, a nitride semiconductor for a light emitting diode has been spotlighted, and MOCVD is widely used for growing a single crystal of a nitride semiconductor for a light emitting diode. The MOCVD method is a method of vaporizing an organic metal compound and a hydride, which are raw materials in a liquid state, into a gaseous state, then supplying vaporized source gases to a substrate to be vaporized, and contacting the substrate with a high temperature substrate to deposit a metal thin film on the substrate .

이러한 MOCVD법의 경우, 소스가스들을 기판으로 공급하기 위한 방식으로 인젝션(injection) 방식이 많이 채용되고 있다. 인젝션 방식은 챔버의 중앙에 설치된 인젝터를 통해 소스가스들을 서셉터의 상부 중앙으로 각각 도입한 후, 도입된 소스가스들을 수평 방향으로 서셉터 주변을 향해 분사하여 서셉터 상의 기판들에 공급하는 방식이다. In the case of this MOCVD method, many injection methods are employed in a manner for supplying the source gases to the substrate. The injection method is a method of introducing the source gases into the upper center of the susceptor through the injector installed at the center of the chamber, injecting the introduced source gases horizontally toward the periphery of the susceptor and supplying them to the substrates on the susceptor .

그런데, 전술한 인젝션 방식에 있어서, 인젝터로부터 서셉터로 분사된 소스가스들은 인젝터에 인접한 가스 진입영역을 지나 기판에 대한 유효 증착이 이루어지는 성장영역으로 진행한다. 이때, 가스 진입영역에서 소스가스들이 적어도 부분적으로 분해되거나, 소스가스들이 성장영역에 도달하기 전에 서로 반응을 일으킴으로 인해, 가스 진입영역에 대응되는 서셉터 부위 또는 챔버 천장 부위에 불필요한 박막이 증착되는 문제가 발생할 수 있다. By the way, in the above-described injection method, the source gases injected from the injector to the susceptor pass through the gas entry region adjacent to the injector and proceed to a growth region where effective deposition is performed on the substrate. At this time, an unnecessary thin film is deposited on the susceptor portion or the chamber ceiling portion corresponding to the gas entry region, because the source gases in the gas entry region are at least partially decomposed or react with each other before the source gases reach the growth region Problems can arise.

또한, 보다 많은 기판들에 대해 동시에 박막 증착을 하기 위해서는 챔버의 크기가 대형화되어야 하는데, 이와 동시에 소스가스들의 공급도 증가되어야 하므로 가스 진입영역이 증가하게 된다. 이에 따라, 가스 진입영역에 불필요한 박막이 증착되면서 소모되는 소스가스들의 양도 늘어나게 되므로, 소스가스들의 낭비가 심해지게 된다. Further, in order to simultaneously perform thin film deposition for more substrates, the size of the chamber must be increased, and at the same time, the supply of the source gases must also be increased, thereby increasing the gas entry area. Accordingly, the unnecessary thin film is deposited in the gas entry region, so that the amount of the consumed source gas is increased, so that the waste of the source gas is worsened.

게다가, 가스 진입영역에 대응되는 서셉터 부위 또는 챔버 천장 부위에 증착된 불필요한 박막은 증착 공정 중 떨어져나가 기판에 영향을 미칠 수 있으므로, 사전에 정비해줄 필요가 있다. 가스 진입영역이 증가하면 가스 진입영역에 불필요한 박막이 증착될 가능성도 커지게 된다. 이는 PM(Preventive Maintenance; 사전 예방정비) 주기의 단축을 불러오게 된다. In addition, unnecessary thin films deposited on the susceptor portion or the chamber ceiling portion corresponding to the gas entry region may fall off during the deposition process and may affect the substrate, so that it needs to be maintained in advance. If the gas entry area increases, the possibility of unnecessary thin film deposition in the gas entry area also increases. This leads to a reduction in the PM (Preventive Maintenance) cycle.

본 발명의 과제는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가스 진입영역에서 불필요한 박막 증착을 방지할 수 있으며, 챔버의 크기가 대형화되더라도 불필요한 박막 증착으로 인한 소스가스의 낭비를 줄이고 PM 주기를 늘릴 수 있는 박막 증착 장치를 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a thin film deposition apparatus capable of preventing unnecessary thin film deposition in a gas entry region and reducing the waste of source gas due to unnecessary thin film deposition, And a thin film deposition apparatus.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 증착 장치는, 증착 공정이 행해지는 내부 공간을 갖는 챔버; 상기 챔버 내에 회전 가능하게 설치되며, 상면에 회전중심 둘레를 따라 복수의 기판들을 직접적으로 지지하거나, 하나 이상의 기판이 배치되어 있는 기판 홀더를 지지하는 서셉터; 및 상기 서셉터의 상부 중앙에 설치되며, 상기 챔버의 외부로부터 제1 소스가스를 공급받아 상기 서셉터 상면으로 분사하는 제1 소스가스 분사부와, 상기 제1 소스가스 분사부의 하측에 배치되며 상기 챔버의 외부로부터 제2 소스가스를 공급받아 상기 서셉터 상면으로 분사하는 제2 소스가스 분사부, 및 상기 제1,2 소스가스 분사부 사이에 배치되며 상기 챔버의 외부로부터 제1 추가가스를 공급받아 상기 서셉터 상면으로 분사하는 제1 추가가스 분사부를 구비하는 가스 공급부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a thin film deposition apparatus including: a chamber having an inner space in which a deposition process is performed; A susceptor rotatably installed in the chamber and directly supporting a plurality of substrates on a top surface around a rotation center, or supporting a substrate holder on which at least one substrate is disposed; A first source gas spraying part installed at the center of the upper portion of the susceptor and supplied with a first source gas from the outside of the chamber and spraying onto the upper surface of the susceptor; A second source gas spraying part for spraying the second source gas from the outside of the chamber and spraying the second source gas onto the upper surface of the susceptor, and a second additional gas supply part disposed between the first and second source gas spraying parts, And a first additional gas injection unit for injecting the gas to the upper surface of the susceptor.

본 발명에 따르면, 제1,2 소스가스 사이로 제1 추가가스를 함께 분사시킴으로써, 가스 진입영역에서 제1,2 소스가스 간의 반응을 차단하여, 가스 진입영역에 대응되는 서셉터 부위 또는 챔버 천장 부위에 불필요한 박막이 증착되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 챔버의 크기가 대형화되어 가스 진입영역이 증가하더라도, 불필요한 박막 증착으로 인한 제1,2 소스가스의 낭비가 줄어들 수 있고, PM 주기가 단축될 수 있다. According to the present invention, by spraying together the first additional gas between the first and second source gases, the reaction between the first and second source gases in the gas entry region is intercepted, so that the susceptor site or the chamber ceiling site corresponding to the gas entry region It is possible to prevent the unnecessary thin film from being deposited. Also, even if the size of the chamber is enlarged to increase the gas entry region, waste of the first and second source gases due to unnecessary thin film deposition can be reduced, and the PM period can be shortened.

본 발명에 따르면, 제1,2 소스가스의 상측에 제2 추가가스를 분사시킴으로써, 혼합된 제1,2 소스가스가 챔버 천장에 접촉되지 않게 하여, 천장에 불필요한 박막이 증착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 제1,2 소스가스의 하측에 제2 추가가스를 분사시킴으로써, 제1,2 소스가스에서 분해된 물질이 가스 진입영역의 서셉터 부위에 접촉되는 것을 차단하여, 서셉터 부위에 불필요한 박막이 증착되는 것을 방지할 수 있다. According to the present invention, by injecting the second additional gas on the upper side of the first and second source gases, it is possible to prevent the mixed first and second source gases from being brought into contact with the chamber ceiling and to prevent unnecessary thin films from being deposited on the ceiling have. In addition, according to the present invention, by spraying the second additional gas below the first and second source gases, it is possible to prevent the material decomposed from the first and second source gases from contacting the susceptor portion of the gas entry region, It is possible to prevent an unnecessary thin film from being deposited on the susceptor site.

또한, 본 발명에 따르면, 제1 소스가스의 상측에서 제2 소스가스를 추가적으로 분사시킴으로써, 서셉터의 직경이 커져서 대형화더라도, 제1,2 소스가스 분사부로부터 분사된 제1,2 소스가스가 기판의 증착면 전체에 걸쳐 고르게 도달될 수 있게 하여, 기판에 대한 증착 균일도를 확보할 수 있다. Further, according to the present invention, by additionally injecting the second source gas above the first source gas, even if the diameter of the susceptor is enlarged to make it larger, the first and second source gases injected from the first and second source gas injection parts It is possible to uniformly reach the entire deposition surface of the substrate, thereby ensuring the deposition uniformity with respect to the substrate.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치에 대한 측단면도.
도 2는 도 1에 있어서, 가스 공급부의 변형 예를 도시한 측단면도.
도 3은 도 1에 있어서, 가스 공급부의 다른 변형 예를 도시한 측단면도. 1 is a side sectional view of a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a side cross-sectional view showing a modified example of the gas supply portion in Fig. 1; Fig.
3 is a cross-sectional side view showing another modification of the gas supply unit in Fig.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치에 대한 측단면도이다. 1 is a side sectional view of a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 박막 증착 장치(100)는 기판(10) 상에 박막을 증착하는 장치로서, 챔버(110)와, 서셉터(120)와, 가스 공급부(130)를 포함한다. 여기서, 기판(10)은 웨이퍼 또는 글라스 기판일 수 있다. Referring to FIG. 1, a thin film deposition apparatus 100 includes a chamber 110, a susceptor 120, and a gas supply unit 130 for depositing a thin film on a substrate 10. Here, the substrate 10 may be a wafer or a glass substrate.

챔버(110)는 증착 공정이 행해지는 내부 공간을 갖는다. 챔버(110)는 상부가 개구된 챔버 본체(111)와, 챔버 본체(111)의 상부 개구를 덮는 탑 리드(112), 및 탑 리드(112)의 하면을 보호하기 위해 석영 등으로 이루어진 천장(113)을 포함할 수 있다. The chamber 110 has an internal space in which the deposition process is performed. The chamber 110 includes a chamber body 111 having an opened upper portion and a top lead 112 covering the upper opening of the chamber main body 111 and a ceiling made of quartz or the like 113).

탑 리드(112)는 증착 공정시 하강 동작하여 챔버 본체(111)의 상부 개구를 폐쇄하고, 기판(10)의 로딩 또는 언로딩시 승강 동작하여 챔버 본체(111)의 상부 개구를 개방시킬 수 있다. The top lead 112 may be lowered during the deposition process to close the upper opening of the chamber body 111 and move up and down when loading or unloading the substrate 10 to open the upper opening of the chamber body 111 .

서셉터(120)는 상면에 중심 둘레를 따라 복수의 기판(10)들을 지지한다. 이는 대량 생산을 위해 보다 많은 기판(10)들에 대해 한꺼번에 박막 증착하기 위함이다. 서셉터(120)의 중심 주위에 복수의 기판 안착부(131)들이 균일하게 분포되어 형성될 수 있다. 기판 안착부(131)들에 기판(10)들이 각각 안착되어 지지될 수 있다. 다른 예로, 도시하고 있지 않지만, 서셉터(120)의 중심 주위에 복수의 기판 기판 홀더들이 균일하게 분포되어 설치될 수 있다. 각각의 기판 홀더는 상면에 복수의 기판들을 각각 수용해서 지지한다. The susceptor 120 supports a plurality of substrates 10 on the upper surface along the circumference of the center. This is for thin film deposition at a time on more substrates 10 for mass production. A plurality of substrate seating portions 131 may be uniformly distributed around the center of the susceptor 120. [ The substrates 10 can be respectively mounted and supported on the substrate seating portions 131. [ As another example, although not shown, a plurality of substrate substrate holders may be uniformly distributed around the center of the susceptor 120. Each substrate holder houses and supports a plurality of substrates on its upper surface.

서셉터(120)는 챔버(110) 내에 회전구동기구(미도시)에 의해 회전 가능하게 설치된다. 예컨대, 서셉터(120)는 서셉터 지지대(122)에 의해 지지되며, 서셉터 지지대(122)가 회전구동기구에 의해 회전함에 따라 회전할 수 있다. 만일, 서셉터(120) 상에 기판 홀더들이 마련된 경우라면 기판 홀더들도 각각 가스 쿠션 등에 의해 회전 가능하게 설치된다. 이는 증착 공정 중 서셉터(120)의 상부 중앙으로부터 분사되는 소스가스가 서셉터(120) 상의 모든 기판(10)들에 고르게 공급되도록 하기 위해서이다. 서셉터(120)는 증착 공정 중 히터(미도시)에 의해 가열되어 상면에 지지된 기판(10)들이 가열될 수 있게 한다. The susceptor 120 is rotatably installed in the chamber 110 by a rotation drive mechanism (not shown). For example, the susceptor 120 is supported by the susceptor support 122 and can rotate as the susceptor support 122 is rotated by the rotation drive mechanism. If the substrate holders are provided on the susceptor 120, the substrate holders are also rotatably installed by gas cushions and the like, respectively. This is to ensure that the source gas injected from the upper center of the susceptor 120 during the deposition process is uniformly supplied to all the substrates 10 on the susceptor 120. The susceptor 120 is heated by a heater (not shown) during the deposition process to allow the substrates 10 supported on the top surface to be heated.

가스 공급부(130)는 서셉터(120) 상의 기판(10)들에 제1,2 소스가스 및 제1 추가가스를 공급하기 위한 것으로, 서셉터(120)의 상부 중앙에 설치된다. 가스 공급부(130)는 제1,2 소스가스 분사부(141)(142), 및 제1 추가가스 분사부(143)를 포함한다. The gas supply part 130 is provided at the upper center of the susceptor 120 for supplying the first and second source gases and the first additional gas to the substrates 10 on the susceptor 120. The gas supply unit 130 includes first and second source gas injection units 141 and 142 and a first additional gas injection unit 143.

제1 소스가스 분사부(141)는 챔버(110)의 외부로부터 제1 소스가스를 공급받아 서셉터(120) 상면으로 분사한다. 제2 소스가스 분사부(142)는 제1 소스가스 분사부(141)의 하측에 배치되며 챔버(110)의 외부로부터 제2 소스가스를 공급받아 서셉터(120) 상면으로 분사한다. 제1 추가가스 분사부(143)는 제1 소스가스 분사부(141)와 제2 소스가스 분사부(142) 사이에 배치되며 챔버(110)의 외부로부터 제1 추가가스를 공급받아 서셉터(120) 상면으로 분사한다. The first source gas injecting unit 141 receives the first source gas from the outside of the chamber 110 and injects the first source gas onto the upper surface of the susceptor 120. The second source gas injecting section 142 is disposed below the first source gas injecting section 141 and receives the second source gas from the outside of the chamber 110 to inject the same onto the upper surface of the susceptor 120. The first additional gas injecting section 143 is disposed between the first source gas injecting section 141 and the second source gas injecting section 142 and is supplied with the first additional gas from the outside of the chamber 110, 120).

제1,2 소스가스와 제1 추가가스는 가스 도입부(131)에 의해 각각 분리한 상태로, 챔버(110) 외부로부터 제1,2 소스가스 분사부(141)(142)와 제1 추가가스 분사부(143)로 도입될 수 있다. 가스 도입부(131)는 탑 리드(112) 및 천장(113)을 관통하여 서셉터(120)의 상부 중앙으로 연장되어 형성될 수 있다. 여기서, 가스 도입부(131)는 제1 소스가스 도입을 위한 제1 소스가스 도입라인(132)과, 제2 소스가스 도입을 위한 제2 소스가스 도입라인(133), 및 제1 추가가스 도입을 위한 제1 추가가스 도입라인(134)을 포함할 수 있다. The first and second source gas and the first additional gas are separated from the chamber 110 by the gas inlet 131 and the first and second source gas injection parts 141 and 142, And may be introduced into the jetting section 143. The gas introducing portion 131 may extend through the top lead 112 and the ceiling 113 and extend to the upper center of the susceptor 120. Here, the gas introducing portion 131 includes a first source gas introducing line 132 for introducing the first source gas, a second source gas introducing line 133 for introducing the second source gas, And a first additional gas introduction line 134 for the second additional gas introduction line 134.

챔버(110) 밖으로 인출된 제1,2 소스가스 도입라인(132)(133)은 제1,2 소스가스 공급원(미도시)과 연결되어, 제1,2 소스가스를 각각 공급받게 된다. 그리고, 챔버(110) 밖으로 인출된 제1 추가가스 도입라인(134)은 제1 추가가스 공급원(미도시)과 연결되어, 제1 추가가스를 공급받게 된다. The first and second source gas introduction lines 132 and 133 drawn out of the chamber 110 are connected to the first and second source gas sources to receive the first and second source gases, respectively. The first additional gas introduction line 134 drawn out of the chamber 110 is connected to a first additional gas supply source (not shown) to receive the first additional gas.

제1 소스가스 분사부(141)는 제1 소스가스를 서셉터(120) 상면으로 분사하도록 제1 소스가스 도입라인(132)으로부터 연장 형성된다. 제1 소스가스 분사부(141)의 일단부는 제1 소스가스 도입라인(132)의 하단부와 연통되며, 제1 소스가스 분사부(141)의 타단부는 개구되어 분사구로 기능한다. 제1 소스가스 분사부(141)는 제1 소스가스 도입라인(132)의 하단부로부터 서셉터(120)의 상면에 나란하게 굽어져 연장된 구조로 이루어질 수 있다. The first source gas injecting section 141 extends from the first source gas introducing line 132 to inject the first source gas onto the upper surface of the susceptor 120. One end of the first source gas injecting section 141 communicates with the lower end of the first source gas introducing line 132 and the other end of the first source gas injecting section 141 is opened to function as a jetting port. The first source gas injecting section 141 may have a structure in which the first source gas injecting section 141 is bent and extended from the lower end of the first source gas introducing line 132 in parallel to the upper surface of the susceptor 120.

제2 소스가스 분사부(142)는 제2 소스가스를 서셉터(120) 상면으로 분사하도록 제2 소스가스 도입라인(133)으로부터 연장 형성된다. 제2 소스가스 분사부(142)의 일단부는 제2 소스가스 도입라인(133)의 하단부와 연통되며, 제2 소스가스 분사부(142)의 타단부는 개구되어 분사구로 기능한다. 제2 소스가스 분사부(142)는 제2 소스가스 도입라인(133)의 하단부로부터 서셉터(120) 상면에 나란하게 굽어져 연장된 구조로 이루어질 수 있다. The second source gas injection portion 142 is extended from the second source gas introduction line 133 to inject the second source gas onto the upper surface of the susceptor 120. One end of the second source gas injecting section 142 is communicated with the lower end of the second source gas introducing line 133 and the other end of the second source gas injecting section 142 is opened to function as a jetting port. The second source gas injecting section 142 may be formed by bending and extending from the lower end of the second source gas introducing line 133 in parallel to the upper surface of the susceptor 120.

제1,2 소스가스 분사부(141)(142)는 제1,2 소스가스를 서셉터(120) 상면에 나란한 수평 방향으로 각각 분사하도록 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 제1,2 소스가스 분사부(141)(142)는 서셉터(120) 상의 기판(10)들에 제1,2 소스가스를 원활히 공급할 수 있는 범주에서 하향 경사진 방향으로 분사하는 등 다양하게 형성될 수 있다. The first and second source gas spraying parts 141 and 142 may be formed to spray the first and second source gases in the horizontal direction parallel to the upper surface of the susceptor 120. However, the present invention is not limited thereto. The first and second source gas spraying parts 141 and 142 may be formed on the substrate 10 on the susceptor 120 in such a manner as to smoothly supply the first and second source gases. And the like.

제1 추가가스 분사부(143)는 제1 추가가스를 서셉터(120) 상면으로 분사하도록 제1 추가가스 도입라인(134)으로부터 연장된다. 제1 추가가스 분사부(143)의 일단부는 제1 추가가스 도입라인(134)의 하단부와 연통되며, 제1 추가가스 분사부(143)의 타단부는 개구되어 분사구로 기능한다. 제1 추가가스 분사부(143)는 제1 추가가스 도입라인(134)의 하단부로부터 서셉터(120) 상면에 나란하게 굽어져 연장된 구조로 이루어질 수 있다. The first additional gas injection portion 143 extends from the first additional gas introduction line 134 to inject the first additional gas onto the upper surface of the susceptor 120. One end of the first additional gas injecting section 143 communicates with the lower end of the first additional gas introducing line 134 and the other end of the first additional gas injecting section 143 is opened to function as a jetting port. The first additional gas injection portion 143 may be formed by bending and extending from the lower end of the first additional gas introduction line 134 to the upper surface of the susceptor 120 in parallel.

제1 추가가스 분사부(143)로부터 분사된 제1 추가가스는 가스 진입영역에 대응되는 서셉터(120) 부위 또는 챔버(110)의 천장(113) 부위에 불필요한 박막이 증착되는 현상을 방지할 수 있게 한다. 상술하면, 제1,2 소스가스 분사부(141)(142)로부터 분사된 제1,2 소스가스는 각 분사구들에 인접한 가스 진입영역을 지나 기판(10)에 대한 유효 증착이 이루어지는 성장영역으로 진행한다. The first additional gas injected from the first additional gas injection portion 143 prevents the unnecessary thin film from being deposited on the portion of the susceptor 120 corresponding to the gas entry region or the ceiling portion 113 of the chamber 110 I will. The first and second source gases injected from the first and second source gas injecting sections 141 and 142 pass through the gas entry region adjacent to each injection orifice and reach the growth region where the effective deposition is performed on the substrate 10 Go ahead.

이때, 제1,2 소스가스 사이로 제1 추가가스가 함께 분사되므로, 가스 진입영역에서 제1,2 소스가스 간의 반응을 차단하는 가스층이 형성될 수 있다. 이에 따라, 가스 진입영역에 대응되는 서셉터(120) 부위 또는 챔버(110)의 천장(113) 부위에 불필요한 박막이 증착되는 현상이 방지될 수 있는 것이다. 여기서, 제1 추가가스의 분사 속도, 분사량 등은 가스 진입영역에서만 제1,2 소스가스 간의 반응을 차단시킬 정도로 설정될 수 있다. At this time, since the first additional gas is injected together between the first and second source gases, a gas layer blocking the reaction between the first and second source gases in the gas entry region can be formed. As a result, unnecessary thin films are prevented from being deposited on the susceptor 120 corresponding to the gas entry region or on the ceiling 113 of the chamber 110. Here, the injection rate, the injection amount, etc. of the first additional gas may be set to a degree which blocks the reaction between the first and second source gases only in the gas entry region.

전술한 바와 같이, 제1 추가가스에 의해 가스 진입영역에서 불필요한 박막 증착이 방지되므로, 챔버(110)의 크기가 대형화되어 가스 진입영역이 증가하더라도, 불필요한 박막 증착으로 인한 제1,2 소스가스의 낭비가 줄어들 수 있고, PM 주기가 단축될 수 있게 된다. As described above, since the unnecessary thin film deposition in the gas entry region is prevented by the first additional gas, even if the size of the chamber 110 is enlarged to increase the gas entry region, the first and second source gases Waste can be reduced, and the PM cycle can be shortened.

한편, 증착 공정이 Ⅲ-Ⅴ족 MOCVD법에 의해 행해지는 경우, 제1 소스가스는 Ⅲ족 원소를 함유한 소스가스며, 제2 소스가스는 Ⅴ족 원소를 함유한 소스가스일 수 있다. 제1 소스가스는 Ⅲ족 원소를 포함하는 유기 금속으로서, TMG(Trimethylgallium) 또는 TEG(Triethylgallium) 또는 TMI(Trimethylindium) 등일 수 있다. 제2 소스가스는 Ⅴ족 원소를 포함하는 수소화물로서, NH3 또는 PH3 또는 AsH3 등일 수 있다. 제1,2 소스가스에는 캐리어 가스가 각각 포함될 수도 있다. On the other hand, when the deposition process is performed by the III-V group MOCVD method, the first source gas may be a source gas containing a Group III element, and the second source gas may be a source gas containing a Group V element. The first source gas may be an organic metal containing a Group III element, such as TMG (trimethylgallium), TEG (triethylgallium), or TMI (trimethylindium). The second source gas may be a hydride containing a Group V element, such as NH 3 or PH 3 or AsH 3 . The first and second source gases may each include a carrier gas.

그리고, 제1 추가가스로는 수소 가스, 비활성 가스 중 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 비활성 가스의 예로는 질소(N2) 가스 또는 헬륨(He) 가스 또는 아르곤(Ar) 가스 등일 수 있다. The first additional gas may be at least one selected from hydrogen gas and inert gas. Examples of the inert gas may be nitrogen (N 2 ) gas, helium (He) gas, argon (Ar) gas, or the like.

도 2는 도 1에 있어서, 가스 공급부의 변형 예를 도시한 측단면도이다. 도 2에 도시된 가스 공급부(230)는 도 1의 가스 공급부(130)와 대비하여, 제1 소스가스 분사부(141)의 상측과 제2 소스가스 분사부(142)의 하측에 제2 추가가스 분사부(241)(242)를 각각 더 포함한다. 제2 추가가스 분사부들(241)(242)은 챔버(110)의 외부로부터 제2 추가가스를 각각 공급받아서 서셉터(120) 상면으로 분사하도록 배치된다. 제2 추가가스는 제1 추가가스와 마찬가지로, 수소가스, 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스 중 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.Fig. 2 is a side cross-sectional view showing a modified example of the gas supply unit in Fig. The gas supply unit 230 shown in FIG. 2 includes a second additional source gas injection unit 141 disposed on the upper side of the first source gas injection unit 141 and below the second source gas injection unit 142, Gas injection portions 241 and 242, respectively. The second additional gas injection units 241 and 242 are arranged to receive the second additional gas from the outside of the chamber 110 and to inject the second additional gas to the upper surface of the susceptor 120, respectively. The second additional gas may be at least one selected from hydrogen gas, nitrogen gas, helium gas and argon gas, as well as the first additional gas.

제2 추가가스는 가스 도입부(231)에 의해 챔버(110)의 외부로부터 제2 추가가스 분사부들(241)(242)로 도입될 수 있다. 가스 도입부(231)는 제2 추가가스 분사부들(241)(242)로 제2 추가가스를 각각 공급하기 위해, 제1 추가가스 도입라인(134)과 독립된 제2 추가가스 도입라인들(232)(233)을 포함할 수 있다. The second additional gas may be introduced into the second additional gas injection portions 241 and 242 from the outside of the chamber 110 by the gas introduction portion 231. The gas introducing portion 231 is connected to the second additional gas introducing lines 232 independent of the first additional gas introducing line 134 to supply the second additional gas to the second additional gas injecting portions 241 and 242, (233).

한편, 제2 추가가스는 하나의 도입라인으로부터 분기되어 제2 추가가스 분사부들(241)(242)로 도입될 수도 있으므로, 전술한 예에 한정되지 않는다. 또한, 제1 추가가스와 제2 추가가스가 동일한 가스인 경우, 제2 추가가스는 제1 추가가스 도입라인(134)으로부터 분기되어 제2 추가가스 분사부들(241)(242)로 도입될 수 있다. On the other hand, the second additional gas may be branched from one introduction line and introduced into the second additional gas injection units 241 and 242, so that it is not limited to the example described above. Further, if the first additional gas and the second additional gas are the same gas, the second additional gas may be branched from the first additional gas introduction line 134 and introduced into the second additional gas injection portions 241, 242 have.

제1 소스가스 분사부(141)의 상측에 위치한 제2 추가가스 분사부(241)는 챔버(110)의 천장(113)에 불필요한 박막이 증착되는 것을 방지할 수 있게 한다. 상술하면, 제1,2 소스가스 분사부(141)(142)로부터 분사된 제1,2 소스가스는 확산되면서 서로 혼합되며, 혼합된 가스는 서셉터(120)의 주변을 향해 흘러가게 된다. 챔버(110)의 내부 공간은 고온 환경이기 때문에, 혼합된 제1,2 소스가스 중 일부는 서셉터(120)의 주변을 향해 흘러가는 중에 상승 기류를 형성하면서 챔버(110) 내의 상측면으로 상승하려고 한다. The second additional gas injection unit 241 positioned above the first source gas injection unit 141 can prevent unnecessary thin films from being deposited on the ceiling 113 of the chamber 110. The first and second source gases injected from the first and second source gas injection parts 141 and 142 are diffused and mixed with each other, and the mixed gas flows toward the periphery of the susceptor 120. Since the internal space of the chamber 110 is a high-temperature environment, some of the mixed first and second source gases rise to the upper side in the chamber 110 while forming a rising air flow while flowing toward the periphery of the susceptor 120 I will try.

이때, 제2 추가가스가 제1 소스가스 분사부(141)의 상측에서 분사되므로 혼합된 제1,2 소스가스는 제2 추가가스에 의해 챔버(110) 내의 상측면으로 상승하지 못하도록 억제되어, 서셉터(120) 상면을 따라 나란하게 흐르도록 유도된다. 따라서, 혼합된 제1,2 소스가스는 챔버(110)의 천장(113)에 접촉되지 않게 되므로, 천장(113)에 불필요한 박막이 증착되는 것이 방지될 수 있다. At this time, since the second additional gas is injected on the upper side of the first source gas injection portion 141, the mixed first and second source gases are suppressed from rising to the upper side in the chamber 110 by the second additional gas, And is caused to flow in parallel along the upper surface of the susceptor 120. Thus, since the mixed first and second source gases are not brought into contact with the ceiling 113 of the chamber 110, unnecessary thin films can be prevented from being deposited on the ceiling 113.

그리고, 제2 소스가스 분사부(142)의 하측에 위치한 제2 추가가스 분사부(242)는 가스 진입영역에 대응되는 서셉터(120) 부위에 불필요한 박막이 증착되는 것을 방지할 수 있게 한다. 상술하면, 제1,2 소스가스 분사부(141)(142)로부터 분사된 제1,2 소스가스는 가스 진입영역 내에서 적어도 부분적으로 분해되어 서셉터(120) 상면으로 하강하려 한다. The second additional gas injection unit 242 located below the second source gas spray unit 142 can prevent unnecessary thin films from being deposited on the susceptor 120 corresponding to the gas entry area. The first and second source gases injected from the first and second source gas injection parts 141 and 142 are at least partially decomposed in the gas inlet area and are intended to descend to the upper surface of the susceptor 120. [

이때, 제2 추가가스가 제2 소스가스 분사부(142)의 하측에서 분사되므로, 제1,2 소스가스에서 분해된 물질은 제2 추가가스에 밀려 서셉터(120) 상면으로 하강하지 못하고 성장영역으로 흐르도록 유도된다. 따라서, 제1,2 소스가스에서 분해된 물질은 가스 진입영역에 대응되는 서셉터(120) 부위에 접촉되지 않게 되므로, 불필요한 박막이 증착되는 것이 방지될 수 있다. 한편, 제2 추가가스 분사부(241)(242)는 제1 소스가스 분사부(141)의 상측과 제2 소스가스 분사부(142)의 하측에 각각 배치될 수 있지만, 필요에 따라서는 제1 소스가스 분사부(141)의 상측과 제2 소스가스 분사부(142)의 하측 중 어느 한쪽에만 배치되는 것도 가능하다. At this time, since the second additional gas is injected from the lower side of the second source gas injecting portion 142, the decomposed material from the first and second source gases is not dropped to the upper surface of the susceptor 120 due to the second additional gas, Area. Therefore, the material decomposed in the first and second source gases is not brought into contact with the portion of the susceptor 120 corresponding to the gas entry region, so that unnecessary thin film deposition can be prevented. The second additional gas injection units 241 and 242 may be disposed on the upper side of the first source gas injection unit 141 and on the lower side of the second source gas injection unit 142, It is possible to arrange only one of the upper side of the one source gas injection portion 141 and the lower side of the second source gas injection portion 142.

도 3은 도 1에 있어서, 가스 공급부의 다른 변형 예를 도시한 측단면도이다. 도 3에 도시된 가스 공급부(330)는 도 1의 가스 공급부(130)와 대비하여, 추가적인 제2 소스가스 분사부(341)와, 제2 추가가스 분사부(342)를 더 포함한다. Fig. 3 is a side cross-sectional view showing another modification of the gas supply unit in Fig. The gas supply unit 330 shown in FIG. 3 further includes an additional second source gas injection unit 341 and a second additional gas injection unit 342 as compared to the gas supply unit 130 of FIG.

추가적인 제2 소스가스 분사부(341)는 제1 소스가스 분사부(141)의 상측에서, 챔버(110)의 외부로부터 추가적인 제2 소스가스를 공급받아서 서셉터(120) 상면으로 분사하도록 배치된다. 추가적인 제2 소스가스는 가스 도입부(331)에 의해 추가적인 제2 소스가스 분사부(341)로 도입될 수 있다. The additional second source gas injecting section 341 is arranged to inject an additional second source gas from the outside of the chamber 110 on the upper side of the first source gas injecting section 141 and inject it onto the upper surface of the susceptor 120 . The additional second source gas may be introduced into the additional second source gas injecting section 341 by the gas introducing section 331. [

제2 추가가스 분사부(342)는 추가적인 제2 소스가스 분사부(341)와 제1 소스가스 분사부(141) 사이에서, 챔버(110)의 외부로부터 제2 추가가스를 공급받아 서셉터(120) 상면으로 분사하도록 배치된다. 가스 도입부(331)는 제2 소스가스 도입라인(133)과 독립된 추가적인 제2 소스가스 도입라인(332)과, 제1 추가가스 도입라인(134)과 독립된 제2 추가가스 도입라인(333)을 포함할 수 있다. 추가적인 제2 소스가스와 제2 추가가스는, 추가적인 제2 소스가스 도입라인(332)과 제2 추가가스 도입라인(333)을 통해, 추가적인 제2 소스가스 분사부(341)와 제2 추가가스 분사부(342)로 각각 도입될 수 있다. 한편, 추가적인 제2 소스가스는 제2 소스가스 도입라인(133)으로부터 분기되어 추가적인 제2 소스가스 분사부(341)로 도입될 수도 있다. The second additional gas injecting section 342 receives the second additional gas from the outside of the chamber 110 between the additional second source gas injecting section 341 and the first source gas injecting section 141, 120). The gas introducing portion 331 is provided with an additional second source gas introducing line 332 independent of the second source gas introducing line 133 and a second additional gas introducing line 333 independent of the first additional gas introducing line 134 . The additional second source gas and the second additional gas are supplied through the additional second source gas introduction line 332 and the second additional gas introduction line 333 through the additional second source gas injection portion 341 and the second additional gas And may be introduced into the jetting portion 342, respectively. On the other hand, the additional second source gas may be branched from the second source gas introduction line 133 and introduced into the additional second source gas injection portion 341.

추가적인 제2 소스가스 분사부(341)로부터 분사된 추가적인 제2 소스가스는 서셉터(120)의 직경이 커져서 대형화더라도, 제1,2 소스가스 분사부(141)(142)로부터 분사된 제1,2 소스가스가 서셉터(120) 주변을 향해 더 멀리 흘러가도록 유도한다. 이에 따라, 제1,2 소스가스가 기판(10)의 증착면 전체에 걸쳐 고르게 도달될 수 있게 되어, 기판(10)에 대한 증착 균일도가 확보될 수 있다. The additional second source gas injected from the additional second source gas injecting section 341 is injected from the first and second source gas injecting sections 141 and 142 even if the diameter of the susceptor 120 is enlarged, , To induce the two source gases to flow further toward the periphery of the susceptor 120. Thus, the first and second source gases can be evenly distributed over the entire deposition surface of the substrate 10, so that the deposition uniformity with respect to the substrate 10 can be ensured.

제2 추가가스 분사부(342)로부터 분사된 제2 추가가스는 추가적인 제2 소스가스 분사부(341)와 제1 소스가스 분사부(141)로부터 각각 분사되는 추가적인 제2 소스가스와 제1 소스가스 간에 가스 진입영역에서의 반응을 차단한다. 이에 따라, 가스 진입영역에 대응되는 서셉터(120) 부위 또는 챔버(110)의 천장(113) 부위에 불필요한 박막이 증착되는 현상이 방지될 수 있다. 제2 추가가스는 수소가스, 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스 중 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. The second additional gas injected from the second additional gas injection portion 342 is injected from the additional second source gas injecting portion 341 and the additional second source gas injected from the first source gas injecting portion 141, Thereby blocking the reaction in the gas entry region between the gases. Accordingly, it is possible to prevent the unnecessary thin film from being deposited on the susceptor 120 corresponding to the gas entry region or on the ceiling 113 of the chamber 110. The second additional gas may be at least one selected from hydrogen gas, nitrogen gas, helium gas, and argon gas.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation and that those skilled in the art will recognize that various modifications and equivalent arrangements may be made therein. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

110..챔버 112..탑 리드
113..천장 120..서셉터
130..가스 공급부 131,231,331..가스 도입부
141..제1 소스가스 분사부 142..제2 소스가스 분사부
143..제1 추가가스 분사부 241,242,342..제2 추가가스 분사부
341..추가적인 제2 소스가스 분사부110 .. chamber 112 .. top lead
113 .. ceiling 120 .. susceptor
130 .. Gas supply part 131, 231, 331 .. Gas introduction part
141. A first source gas injection part 142. A second source gas injection part
143. First additional gas injection parts 241, 242, 342. Second additional gas injection part
341. An additional second source gas delivery portion

Claims (11)

증착 공정이 행해지는 내부 공간을 갖는 챔버;
상기 챔버 내에 회전 가능하게 설치되며, 상면에 회전중심 둘레를 따라 복수의 기판들을 직접적으로 지지하거나, 하나 이상의 기판이 배치되어 있는 기판 홀더를 지지하는 서셉터; 및
상기 서셉터의 상부 중앙에 설치되며, 상기 챔버의 외부로부터 제1 소스가스를 공급받아 상기 서셉터 상면으로 분사하는 제1 소스가스 분사부와, 상기 제1 소스가스 분사부의 하측에 배치되며 상기 챔버의 외부로부터 제2 소스가스를 공급받아 상기 서셉터 상면으로 분사하는 제2 소스가스 분사부, 및 상기 제1,2 소스가스 분사부 사이에 배치되며 상기 챔버의 외부로부터 제1 추가가스를 공급받아 상기 서셉터 상면으로 분사하여 가스 진입영역에서 제1,2 소스가스 간의 반응을 차단하는 가스층이 형성되게 하는 제1 추가가스 분사부를 구비하는 가스 공급부;를 포함하며,
상기 제1 소스가스 분사부의 상측에는:
상기 챔버의 외부로부터 추가적인 제2 소스가스를 공급받아서 상기 서셉터 상면으로 분사하도록 배치된 추가적인 제2 소스가스 분사부를 더 포함하며;
상기 제1 소스가스 분사부와 상기 추가적인 제2 소스가스 분사부 사이에는:
상기 챔버의 외부로부터 제2 추가가스를 공급받아서 상기 서셉터 상면으로 분사하도록 배치된 제2 추가가스 분사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치. A chamber having an interior space in which a deposition process is performed;
A susceptor rotatably installed in the chamber and directly supporting a plurality of substrates on a top surface around a rotation center, or supporting a substrate holder on which at least one substrate is disposed; And
A first source gas spraying part installed at the upper center of the susceptor and supplied with a first source gas from the outside of the chamber and spraying onto the upper surface of the susceptor; A second source gas injecting section for injecting a second source gas from the outside of the susceptor and injecting the second source gas from the outside of the susceptor, and a second additional gas injecting section disposed between the first and second source gas injecting sections, And a first additional gas injection unit for spraying onto the upper surface of the susceptor to form a gas layer for blocking reaction between the first and second source gases in the gas entry region,
On the upper side of the first source gas injection portion:
Further comprising an additional second source gas injection portion arranged to receive an additional second source gas from the exterior of the chamber and to inject the second source gas onto the upper surface of the susceptor;
Between said first source gas ejection portion and said additional second source gas ejection portion:
Further comprising a second additional gas injection unit arranged to receive a second additional gas from the outside of the chamber and to inject the second additional gas onto the upper surface of the susceptor. 제1항에 있어서,
상기 제1 추가가스는 수소가스, 비활성 가스 중 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치. The method according to claim 1,
Wherein the first additional gas is at least one selected from hydrogen gas and inert gas. 제2항에 있어서,
상기 제1 소스가스는 Ⅲ족 원소를 함유한 소스가스이며,
상기 제2 소스가스는 Ⅴ족 원소를 함유한 소스가스인 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치. 3. The method of claim 2,
Wherein the first source gas is a source gas containing a Group III element,
Wherein the second source gas is a source gas containing a Group V element. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 추가적인 제2 소스가스는,
상기 제2 소스가스를 상기 제2 소스가스 분사부로 도입하기 위한 제2 소스가스 도입라인과 독립된 추가적인 제2 소스가스 도입라인을 통해 상기 추가적인 제2 소스가스 분사부로 도입되거나, 상기 제2 소스가스 도입라인으로부터 분기되어 상기 추가적인 제2 소스가스 분사부로 도입되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치. The method according to claim 1,
Wherein the additional second source gas comprises:
A second source gas introduction line for introducing the second source gas into the second source gas injection portion, and an additional second source gas introduction line independent from the second source gas introduction line for introducing the second source gas into the second source gas injection portion, Line and is introduced into the additional second source gas jetting portion. 제1항에 있어서,
상기 제2 추가가스는,
상기 제1 추가가스를 상기 제1 추가가스 분사부로 도입하기 위한 제1 추가가스 도입라인과 독립된 제2 추가가스 도입라인을 통해 상기 제2 추가가스 분사부로 도입되거나, 상기 제1 추가가스 도입라인으로부터 분기되어 상기 제2 추가가스 분사부로 도입되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치. The method according to claim 1,
The second additional gas may be,
Gas introducing line through the second additional gas introducing line independent of the first additional gas introducing line for introducing the first additional gas into the first additional gas injecting section, or from the first additional gas introducing line And is introduced into the second additional gas spraying part. 제1항에 있어서,
상기 제2 추가가스는 수소가스, 비활성 가스 중 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second additional gas is at least one selected from hydrogen gas and inert gas.
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