KR102343103B1 - Apparatus for mocvd - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기금속화학기상증착장치에 관한 것으로서, 서셉터에 안착된 복수의 기판을 가스유로를 통해 공급되는 불활성가스와 상기 가스인젝션 테이블에 의해 상기 복수의 기판을 공전 및 자전시키면서 가열하여 기판을 균일한 온도로 가열함과 동시에 반응가스의 안정적 흐름으로 박막의 균일도를 향상시킬 수 있고, 챔버 내부의 서셉터가 오염되어 교체하는 등 서셉터의 유지관리를 위하여 교체할 경우 상기 메인디스크와 상기 가스인젝션 테이블 및 상기 서브디스크를 상기 서셉터바닥디스크와 상기 서셉터샤프트로부터 용이하게 분리할 수 있으므로, 필요한 구성만을 용이하게 교체할 수 있고 유지관리에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.The present invention relates to an organometallic chemical vapor deposition apparatus, wherein a plurality of substrates seated on a susceptor are heated while revolving and rotating the plurality of substrates by an inert gas supplied through a gas flow path and the gas injection table to heat the substrates. The uniformity of the thin film can be improved by heating to a uniform temperature and a stable flow of the reaction gas at the same time. Since the injection table and the sub-disk can be easily separated from the susceptor bottom disk and the susceptor shaft, only necessary components can be easily replaced and maintenance costs can be reduced.

Description

유기금속화학기상증착장치{APPARATUS FOR MOCVD}Organic metal chemical vapor deposition apparatus {APPARATUS FOR MOCVD}

본 발명은 유기금속화학기상증착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서셉터에 안착된 복수의 기판을 회전시키면서 가열하여 기판을 균일한 온도로 가열함과 동시에 반응가스의 안정적 흐름으로 박막의 균일도를 향상시킬 수 있는 유기금속화학기상증착장치에 관한 것이다. The present invention relates to an organometallic chemical vapor deposition apparatus, and more particularly, by heating a plurality of substrates seated on a susceptor while rotating, heating the substrates to a uniform temperature and at the same time improving the uniformity of the thin film by a stable flow of reaction gas. It relates to an organometallic chemical vapor deposition apparatus that can be improved.

다양한 산업분야에서 고효율의 발광다이오드(LED)가 점차 사용됨에 따라서, 품질이나 성능의 저하 없이 대량으로 생산할 수 있는 장비가 요구되고 있다. 이러한 발광 다이오드의 제조에 유기금속증착 반응기가 널리 사용되고 있다. As high-efficiency light emitting diodes (LEDs) are gradually used in various industrial fields, equipment capable of mass production without deterioration in quality or performance is required. An organometallic deposition reactor is widely used in the manufacture of such a light emitting diode.

유기금속화학기상증착(MOCVD: Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 장치는 3족 알킬(유기금속원료가스) 및 5족 반응가스와 고순도 캐리어 가스와의 혼합가스를 반응실내에 공급하여 가열된 기판 위에서 열 분해하여 화합물 반도체 결정을 성장시키는 장치이다. 이러한 유기금속화학기상증착장치는 서셉터에 기판을 장착하여 상부로부터 가스를 주입하여 기판 상부에 반도체 결정을 성장시킨다.Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) device supplies a group 3 alkyl (organometal raw material gas) and a mixed gas of a group 5 reaction gas and a high-purity carrier gas into the reaction chamber and thermally decomposes it on a heated substrate. This is a device for growing compound semiconductor crystals. In such an organometallic chemical vapor deposition apparatus, a substrate is mounted on a susceptor and gas is injected from the top to grow semiconductor crystals on the substrate.

종래의 유기금속증착장치로서 한국공개특허 10-2012-0009504호에 개시된 바와 같은 유기금속화학기상증착장치가 제안되고 있다. 종래의 유기금속화학기상증착장치에 있어서는, 챔버 본체와, 화학물질 전달모듈, 진공시스템, 샤워헤드 조립체를 구비하여, 샤워헤드조립체를 통해 반응가스가 챔버내의 반응공간으로 공급되고, 상기 챔버내의 반응공간에서 원격플라즈마에 의해 기판상에 박막이 증착되는 구조이다. As a conventional organometallic vapor deposition apparatus, an organometallic chemical vapor deposition apparatus as disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2012-0009504 has been proposed. In a conventional organometallic chemical vapor deposition apparatus, a chamber body, a chemical delivery module, a vacuum system, and a showerhead assembly are provided, and a reaction gas is supplied to a reaction space in the chamber through the showerhead assembly, and the reaction in the chamber It is a structure in which a thin film is deposited on a substrate by remote plasma in space.

그러나, 상기 종래기술에 의한 유기금속화학기상증착장치에 있어서는, 복수의 기판이 서셉터의 축을 중심으로 회전되면서 하부의 서셉터에 의해 가열되어 기판상에 박막이 증착되지만, 기판의 에지부분과 중앙부분에서 서로 다른 박막 두께를 갖게 되어 박막이 균일하게 증착되지 못한다는 문제점이 있었다. However, in the organic metal chemical vapor deposition apparatus according to the prior art, a plurality of substrates are heated by the susceptor below while rotating about the axis of the susceptor to deposit a thin film on the substrate, but the edge portion and the center of the substrate There was a problem in that the thin film was not uniformly deposited because the portions had different thin film thicknesses.

또한, 상기 종래기술에 의한 유기금속화학기상증착장치에 있어서는, 챔버내부로 공급된 반응가스가 챔버의 내부면과 서셉터에 부착되어 챔버 내부 및 서셉터가 오염되기 쉽다. 또한, 종래의 유기금속화학기상증착장치에 있어서는, 상부의 샤워헤드조립체로부터 반응가스를 공급하는 구조로 이루어져 있다. 이 경우 금속유기화합물처럼 그 자체가 미세한 입자이며 반응이 활발하여 파티클을 생성하기 쉬운 물질을 원료로 하는 유기금속화학기상증착 공정에서는 샤워헤드의 노즐이 막혀 서셉터 상에 안착된 다수의 기판상에 증착되는 박막의 균일도가 저해되는 문제점이 있었다. In addition, in the organic metal chemical vapor deposition apparatus according to the prior art, the reaction gas supplied into the chamber is attached to the inner surface of the chamber and the susceptor, so that the inside of the chamber and the susceptor are easily contaminated. In addition, in the conventional organometallic chemical vapor deposition apparatus, it has a structure in which a reaction gas is supplied from an upper showerhead assembly. In this case, in the organometallic chemical vapor deposition process, which uses a material as a raw material that is fine particles and easily reacts to generate particles, like metal-organic compounds, the nozzle of the showerhead is clogged and on a number of substrates seated on the susceptor. There was a problem in that the uniformity of the deposited thin film was inhibited.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 서셉터에 안착된 복수의 기판을 회전시키면서 가열하여 기판을 균일한 온도로 가열함과 동시에 반응가스의 안정적 흐름으로 박막의 균일도를 향상시킬 수 있는 유기금속화학기상증착장치를 제공하는 것이다. The present invention is to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to heat a plurality of substrates seated on a susceptor while rotating them to heat the substrates to a uniform temperature and at the same time provide a stable flow of reaction gas to a thin film To provide an organometallic chemical vapor deposition apparatus capable of improving the uniformity of

본 발명의 다른 목적은 챔버 내부의 서셉터가 오염되어 교체하는 등 서셉터의 유지관리를 위하여 교체할 경우 필요한 구성만을 용이하게 분리하여 교체 및 유지관리를 할 수 있는 유기금속화학기상증착장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an organometallic chemical vapor deposition apparatus capable of easily separating and replacing only the necessary components when replacing the susceptor for maintenance, such as when the susceptor inside the chamber is contaminated and replaced. will do

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 유기금속화학기상증착장치는, 챔버리드와 외부벽부와 바닥 플랜지부를 포함하는 기판수용챔버와, 상기 기판수용챔버 내부에 배치되고, 복수의 기판이 안착되며 가스유로가 형성되어 상기 가스유로를 통해 공급되는 회전구동가스에 의해 상기 복수의 기판을 회전시키는 서셉터와, 상기 서셉터에 안착된 기판을 가열하는 히터를 포함하며, 상기 서셉터는 기판이 안착되는 서브디스크와, 상기 서브디스크가 수용되고 상기 가스유로와 연통하는 수용포켓이 복수 개 형성된 메인디스크와, 상기 메인디스크를 회전시키며 상기 가스유로와 연통하는 수직가스유로가 형성된 서셉터샤프트를 구비하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, an organometallic chemical vapor deposition apparatus according to the present invention includes a substrate accommodating chamber including a chamber lid, an outer wall part and a bottom flange part, and disposed inside the substrate accommodating chamber, a plurality of substrates A susceptor seated thereon, a gas flow path is formed, and a susceptor for rotating the plurality of substrates by a rotation driving gas supplied through the gas flow path, and a heater for heating the substrate seated on the susceptor, wherein the susceptor includes a substrate A sub-disk to be seated, a main disk in which the sub-disk is accommodated and having a plurality of receiving pockets communicating with the gas passage, and a susceptor shaft having a vertical gas passage communicating with the gas passage while rotating the main disk; It is characterized in that it is provided.

여기서, 상기 서셉터는, 상기 메인디스크와 상기 서브디스크 사이에 배치되며 상기 수용포켓에 연통하는 가스공급홀이 형성된 가스인젝션 테이블을 구비하는 것을 특징으로 한다. Here, the susceptor may include a gas injection table disposed between the main disk and the sub disk and having a gas supply hole communicating with the accommodation pocket.

여기서, 상기 가스인젝션 테이블의 상기 가스공급홀은, 상기 가스인젝션 테이블의 두께방향으로 수직으로 형성되어 공급되는 가스에 의해 상기 서브디스크를 부상시키는 부상가스공급홀과, 상기 가스인젝션 테이블의 두께방향에 대하여 경사지게 형성되어 공급되는 가스에 의해 상기 서브디스크를 회전시키는 회전가스공급홀을 구비하는 것을 특징으로 한다. Here, the gas supply hole of the gas injection table is formed vertically in the thickness direction of the gas injection table, and a floating gas supply hole for levitating the sub-disk by the supplied gas, and the gas injection table in the thickness direction It is characterized in that it has a rotating gas supply hole formed to be inclined with respect to the supplied gas to rotate the sub-disk.

여기서, 상기 부상가스공급홀과 상기 회전가스공급홀은 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다. Here, the floating gas supply hole and the rotating gas supply hole is characterized in that formed integrally.

여기서, 상기 서셉터는 상기 서셉터샤프트에 고정설치되는 서셉터바닥디스크를 구비하며 상기 메인디스크는 상기 서셉터바닥디스크에 분리가능하게 체결되는 것을 특징으로 한다. Here, the susceptor includes a susceptor bottom disk that is fixedly installed on the susceptor shaft, and the main disk is detachably fastened to the susceptor bottom disk.

여기서, 상기 가스인젝션 테이블의 상부면에는 외주면을 향하여 낮아지는 단차가 형성되고, 상기 서브디스크의 저면에는 상기 가스인젝션 테이블의 단차에 상응하는 단차가 형성되는 것을 특징으로 한다. Here, a step that decreases toward the outer circumferential surface is formed on the upper surface of the gas injection table, and a step corresponding to the step of the gas injection table is formed on the bottom surface of the sub-disc.

여기서, 상기 회전구동가스는 불활성가스인 것을 특징으로 한다. Here, the rotation driving gas is characterized in that the inert gas.

상술한 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 서셉터에 안착된 복수의 기판을 상기 가스유로를 통해 공급되는 불활성가스와 상기 가스인젝션 테이블에 의해 상기 복수의 기판을 공전 및 자전시키면서 가열하여 기판을 균일한 온도로 가열함과 동시에 반응가스의 안정적 흐름으로 박막의 균일도를 향상시킬 수 있다. According to the present invention having the above configuration, the plurality of substrates seated on the susceptor are heated while revolving and rotating the plurality of substrates by the inert gas supplied through the gas flow path and the gas injection table to uniformly heat the substrate. The uniformity of the thin film can be improved by heating to a temperature and at the same time as a stable flow of the reaction gas.

또한, 챔버 내부의 서셉터가 오염되어 교체하는 등 서셉터의 유지관리를 위하여 교체할 경우 상기 메인디스크와 상기 가스인젝션 테이블 및 상기 서브디스크를 상기 서셉터바닥디스크와 상기 서셉터샤프트로부터 용이하게 분리할 수 있으므로, 필요한 구성만을 용이하게 교체할 수 있고 유지관리에 소요되는 비용을 절감할 수 있다. In addition, when the susceptor inside the chamber is replaced for maintenance, such as replacement, the main disk, the gas injection table, and the sub disk are easily separated from the susceptor bottom disk and the susceptor shaft. Therefore, it is possible to easily replace only the necessary components and to reduce the cost of maintenance.

도 1은 종래기술에 의한 유기금속화학기상증착장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 유기금속화학기상증착장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 A부분을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 서브디스크와 가스인젝션 테이블을 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 가스유로의 다양한 예를 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 가스인젝션 테이블을 나타내는 도면으로서, 도 6a는 그 사시도, 도 6b는 평면도, 도 6c는 도 6b의 B-B'를 따라 본 도면으로서 회전가스주입홀을 나타내는 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 가스인젝션 테이블의 가스공급홀의 다양한 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 가스인젝션 테이블과 서브 디스크의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
1 is a view showing an organometallic chemical vapor deposition apparatus according to the prior art.
2 is a cross-sectional view showing an organometallic chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of part A of FIG. 2 .
4 is a view showing a sub-disk and a gas injection table according to the present invention.
5A and 5B are views showing various examples of a gas flow path according to the present invention.
6A to 6C are views showing a gas injection table of the present invention, and FIG. 6A is a perspective view thereof, FIG. 6B is a plan view, and FIG. 6C is a cross-sectional view showing a rotating gas injection hole as viewed along B-B' of FIG. to be.
7A and 7B are views showing various examples of gas supply holes of the gas injection table of the present invention.
8 is a view showing another embodiment of the gas injection table and the sub-disk of the present invention.

이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 의한 유기금속화학기상증착장치를 실시예로써 상세하게 설명한다. Hereinafter, an organometallic chemical vapor deposition apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 유기금속화학기상증착장치(1)를 나타내는 도면이다. 2 is a view showing an organometallic chemical vapor deposition apparatus 1 according to the present invention.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 유기금속화학기상증착장치(1)는 기판수용챔버(10)와, 히터(20)와, 서셉터(30)와, 씰링부(40)와, 가스공급부(50)를 구비한다. As shown in FIG. 2 , the organometallic chemical vapor deposition apparatus 1 according to the present invention includes a substrate accommodating chamber 10 , a heater 20 , a susceptor 30 , a sealing part 40 , and a gas A supply unit 50 is provided.

상기 기판수용챔버(10)는 챔버의 상부를 덮는 챔버리드(11)와, 상기 챔버리드(11)에 체결되며 챔버의 측부를 덮는 외부벽부(13)와, 챔버의 하부 바닥면을 형성하는 바닥플랜지부(12)를 구비한다. The substrate accommodating chamber 10 includes a chamber lid 11 covering an upper portion of the chamber, an outer wall portion 13 coupled to the chamber lid 11 and covering a side portion of the chamber, and a bottom forming a lower bottom surface of the chamber A flange portion (12) is provided.

상기 챔버리드(11)는 상기 외부벽부(13)에 이중 오링 씰(11a; Double O-Ring Seal) 및 클램프 등의 씰링 및 체결수단을 통해 분리 가능하게 되어 있으며, 상기 챔버리드(11)에는 냉각유로(11a)를 형성하고, 상기 챔버리드(11)의 상부에는 리드냉각플랜지(11b)를 형성할 수 있다. 상기 냉각유로(11a)에는 냉각수 또는 냉각가스 등 냉각매체가 유동되도록 구성되어, 상기 기판수용챔버(10) 내의 증착공정에서 발생하는 고온의 열에 의해 가열된 상기 기판수용챔버(10)를 냉각시키도록 구성된다. The chamber lid 11 is detachable through sealing and fastening means such as a double O-ring seal 11a and a clamp on the outer wall part 13, and the chamber lid 11 is cooled A flow path 11a may be formed, and a lid cooling flange 11b may be formed on the upper portion of the chamber lid 11 . The cooling passage 11a is configured to flow a cooling medium such as cooling water or a cooling gas to cool the substrate accommodating chamber 10 heated by high-temperature heat generated in the deposition process in the substrate accommodating chamber 10 . is composed

상기 외부벽부(13)는 상기 챔버리드(11)에 체결되며, 상기 기판수용챔버(10)의 측부를 덮도록 구성된다. The outer wall portion 13 is fastened to the chamber lid 11 and is configured to cover a side portion of the substrate accommodating chamber 10 .

상기 기판수용챔버의 하부에는 바닥플랜지부(12)가 마련된다. 상기 바닥플랜지부(12)에는 냉각유로(12b)를 형성하고, 상기 바닥플랜지부(12)의 하부에는 바닥냉각플랜지(12a)를 형성할 수 있다. 상기 냉각유로(12b)에는 냉각수 또는 냉각가스 등 냉각매체가 유동되도록 구성되어, 상기 기판수용챔버(10) 내의 증착공정에서 발생하는 고온의 열에 의해 가열된 상기 기판수용챔버(10)를 냉각시키도록 구성된다.A bottom flange portion 12 is provided at a lower portion of the substrate accommodating chamber. A cooling passage 12b may be formed in the bottom flange portion 12 , and a bottom cooling flange 12a may be formed in a lower portion of the bottom flange portion 12 . A cooling medium such as cooling water or a cooling gas flows through the cooling passage 12b to cool the substrate accommodating chamber 10 heated by the high-temperature heat generated in the deposition process in the substrate accommodating chamber 10 . is composed

상기 기판수용챔버(10)의 내부에는 기판을 가열하는 히터(20)가 설치된다. A heater 20 for heating the substrate is installed inside the substrate accommodating chamber 10 .

상기 히터(20)는 예를 들면 인덕션 코일(21)로 형성되어, 상기 히터의 상부에 배치된 상기 기판(W)을 가열하도록 구성된다. The heater 20 is formed of, for example, an induction coil 21 and is configured to heat the substrate W disposed on the heater.

상기 히터(20)의 외측에는 상기 외부벽부(13)의 내측에 배기부(60)가 형성되며, 상기 배기부(60)는 가스배기라인(미도시)에 연결되어, 증착공정의 완료후에 상기 기판수용챔버(10)의 내부에 잔류하는 반응가스를 상기 배기부(60)와 상기 가스배기라인을 통해 상기 기판수용챔버(10)의 외부로 배출하도록 구성된다.An exhaust part 60 is formed on the outside of the heater 20 and on the inside of the outer wall part 13, and the exhaust part 60 is connected to a gas exhaust line (not shown), and after completion of the deposition process, the exhaust part 60 is formed. It is configured to discharge the reaction gas remaining in the substrate accommodating chamber 10 to the outside of the substrate accommodating chamber 10 through the exhaust unit 60 and the gas exhaust line.

상기 기판수용챔버(10)의 상기 바닥플랜지부(12)와 서셉터샤프트(41)의 사이에는 씰링부(40)가 마련되어, 회전하는 상기 서셉터샤프트(41)와 상기 바닥플랜지부(12) 사이의 공간을 밀봉하도록 구성된다. 상기 씰링부(40)에는 유체씨일이 충진되며, 본 실시예에 있어서 상기 유체씨일은 마그네틱의 자력에 의해 외부와의 공극을 기밀하게 밀봉하는 자성유체씨일로 구성될 수 있다.A sealing part 40 is provided between the bottom flange part 12 and the susceptor shaft 41 of the substrate accommodating chamber 10, and the susceptor shaft 41 and the bottom flange part 12 are rotated. configured to seal the space therebetween. The sealing part 40 is filled with a fluid seal, and in this embodiment, the fluid seal may be composed of a magnetic fluid seal that hermetically seals the air gap with the outside by the magnetic force of a magnetic force.

한편, 상기 기판수용챔버의 중앙에는 가스공급부(50)가 설치된다. 상기 가스공급부(50)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 중앙의 가스인젝터를 통해 반응가스가 기판수용챔버의 중앙으로부터 방사상으로 퍼지면서 공급되도록 구성된다. On the other hand, the gas supply unit 50 is installed in the center of the substrate accommodating chamber. As shown in FIG. 2 , the gas supply unit 50 is configured such that the reactive gas is supplied while radially spreading from the center of the substrate accommodating chamber through the central gas injector.

상기 기판수용챔버 내부에는 상기 가스공급부(50)의 하부에 상기 기판(W)이 안착되는 서셉터(30)가 배치된다. A susceptor 30 on which the substrate W is seated is disposed under the gas supply unit 50 inside the substrate accommodating chamber.

본 발명에 있어서, 상기 서셉터(30)는 복수의 기판이 안착되며 가스유로가 형성되어 상기 가스유로를 통해 공급되는 회전구동가스에 의해 상기 복수의 기판을 회전시키도록 구성된다. In the present invention, the susceptor 30 is configured to rotate the plurality of substrates by the rotation driving gas supplied through the gas flow path is formed on which a plurality of substrates are seated, the gas flow path.

도 2 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 서셉터(30)는 메인디스크(31)와, 가스인젝션 테이블(32)과, 서브디스크(33)와, 서셉터바닥디스크(34)와, 서셉터샤프트(41)를 포함한다. 2 to 8, the susceptor 30 includes a main disk 31, a gas injection table 32, a sub disk 33, a susceptor bottom disk 34, and a susceptor. and a shaft 41 .

상기 서셉터샤프트(41)는 일단은 상기 서셉터(30)의 상기 서셉터바닥디스크(34)에 연결되고, 타단은 상기 기판수용챔버(10)의 상기 바닥플랜지부(12)를 관통하여 상기 기판수용챔버(10)의 외부에 배치된 회전구동부(미도시)에 연결되어, 상기 서셉터(30)를 지지하면서 회전시키도록 구성되어 있다.The susceptor shaft 41 has one end connected to the susceptor bottom disk 34 of the susceptor 30 , and the other end passing through the bottom flange portion 12 of the substrate accommodating chamber 10 . It is connected to a rotation driving unit (not shown) disposed on the outside of the substrate accommodating chamber 10 and is configured to rotate while supporting the susceptor 30 .

상기 서셉터샤프트(41)의 내측에는 열적 배리어(42)를 더욱 구비할 수 있다. 상기 열적 배리어(42)는 상기 히터(20)의 상기 인덕션 코일(21)에 의한 고온의 열이 상기 가스공급부(50)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 서셉터샤프트(41) 및 상기 열적 배리어(42)는 예를 들면 고온에 강한 내구성을 갖고 있는 쿼츠(quartz) 또는 질화붕소(BN)의 재질로 형성될 수 있다.A thermal barrier 42 may be further provided inside the susceptor shaft 41 . The thermal barrier 42 may prevent the high-temperature heat generated by the induction coil 21 of the heater 20 from being transferred to the gas supply unit 50 . In this embodiment, the susceptor shaft 41 and the thermal barrier 42 may be formed of, for example, a material of quartz or boron nitride (BN) having strong durability against high temperature.

상기 서셉터샤프트(41)에는 수직가스유로(44)와 가스도입로(43)가 형성된다. 상기 수직가스유로(44)는 상기 서셉터샤프트(41)와 상기 열적 배리어(42) 사이에 형성되며, 회전구동가스가 상기 가스도입로(43)를 통해 주입된 후 상기 수직가스유로(44)를 유동한 후, 후술하는 제 1 및 제 2 가스유로와 연통하도록 구성된다. A vertical gas flow path 44 and a gas introduction path 43 are formed in the susceptor shaft 41 . The vertical gas flow path 44 is formed between the susceptor shaft 41 and the thermal barrier 42, and after the rotation driving gas is injected through the gas introduction path 43, the vertical gas flow path 44 After flowing, it is configured to communicate with first and second gas flow paths to be described later.

본 실시예에 있어서, 상기 메인디스크(31)는 대략 원반형상으로 형성되며, 상기 메인디스크(31)에는 상부면으로부터 절개되어 형성된 공간인 복수의 수용포켓(31a)이 마련되며, 상기 복수의 수용포켓(31a)에는 상기 서브디스크(33)와 상기 가스인젝션 테이블(32)이 수용된다. In this embodiment, the main disk 31 is formed in a substantially disk shape, and the main disk 31 is provided with a plurality of accommodating pockets 31a which are spaces formed by being cut from the upper surface, and the plurality of accommodating pockets 31a are provided. The sub-disk 33 and the gas injection table 32 are accommodated in the pocket 31a.

상기 메인디스크(31)의 상기 수용포켓(31a)의 가장자리에는 둘레를 따라 일정간격 이격되어 체결홀(31b)이 형성되어 있으며, 상기 체결홀(31b)에는 볼트 등의 체결수단을 통해 상기 가스인젝션 테이블(32)이 체결되도록 구성된다. At the edge of the receiving pocket 31a of the main disk 31, fastening holes 31b are formed at regular intervals along the circumference, and the gas injection is provided in the fastening hole 31b through fastening means such as bolts. The table 32 is configured to be fastened.

또한, 상기 메인디스크(31)의 상기 수용포켓(31a)의 외주연 둘레를 따라 복수의 배기홀(31c)이 일정간격 이격되어 형성되며, 후술하는 가스유로를 통해 공급된 회전구동가스가 상기 서브디스크(33)를 회전시킨 후에 배기홀을 통해 외부로 배기되도록 구성된다. In addition, a plurality of exhaust holes 31c are formed to be spaced apart from each other at regular intervals along the outer periphery of the receiving pocket 31a of the main disk 31, and the rotation driving gas supplied through a gas flow path to be described later is supplied to the sub. After rotating the disk 33, it is configured to be exhausted to the outside through the exhaust hole.

여기서, 상기 회전구동가스는, 상기 가스공급부(50)를 통해 공급된 반응가스가 상기 메인디스크(31)나 상기 서브디스크(33)에 증착되는 것을 방지하기 위하여 불활성가스인 것이 바람직하다. Here, the rotation driving gas is preferably an inert gas in order to prevent the reaction gas supplied through the gas supply unit 50 from being deposited on the main disk 31 or the sub disk 33 .

또한, 상기 메인디스크(31)에는 상기 수용포켓(31a)의 하부에 제 2 가스유로(46)가 형성된다. 상기 제 2 가스유로(46)는 후술하는 서셉터바닥디스크(34)에 형성된 제 1 가스유로(45)와 연통하도록 구성되며, 상기 제 2 가스유로(46)를 통해 공급된 회전구동가스는 상기 수용포켓(31a)으로 공급된 후 후술하는 가스인젝션 테이블(32)의 가스공급홀을 통하여 분사된다. In addition, a second gas flow path 46 is formed in the main disk 31 under the receiving pocket 31a. The second gas flow path 46 is configured to communicate with a first gas flow path 45 formed in a susceptor bottom disk 34 to be described later, and the rotation driving gas supplied through the second gas flow path 46 is After being supplied to the receiving pocket 31a, it is injected through the gas supply hole of the gas injection table 32 to be described later.

상기 메인디스크(31)는 상기 서셉터(30)를 지지하고 회전시키는 서셉터샤프트(41)에 직접 고정되도록 구성할 수도 있으나, 본 실시예에 있어서는 상기 메인디스크(31)는 서셉터바닥디스크(34)를 통해 상기 서셉터샤프트(41)에 체결된다. The main disk 31 may be configured to be directly fixed to the susceptor shaft 41 that supports and rotates the susceptor 30, but in this embodiment, the main disk 31 is a susceptor bottom disk ( 34) through the susceptor shaft 41.

상기 서셉터바닥디스크(34)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 서셉터샤프트(41)에 고정설치되며, 상기 서셉터바닥디스크(34)에는 상기 서셉터샤프트(41)에 형성된 수직가스유로(44)와 연통하며 회전구동가스가 공급되는 제 1 가스유로(45)가 마련된다. 상기 서셉터바닥디스크(34)에는 상기 메인디스크(31)가 분리가능하게 체결될 수 있다. As shown in FIG. 3 , the susceptor bottom disk 34 is fixed to the susceptor shaft 41 , and the susceptor bottom disk 34 has a vertical gas flow path formed in the susceptor shaft 41 . A first gas flow path 45 communicating with the 44 and supplied with the rotation driving gas is provided. The main disk 31 may be detachably fastened to the susceptor bottom disk 34 .

상기 제 1 가스유로(45)와 상기 제 2 가스유로(46)는, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 상기 수용포켓(31a)의 중심을 향하여 형성될 수도 있고, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 상기 수용포켓(31a)의 접선방향을 따라 형성되며, 더욱 연장되어 상기 메인디스크(31)의 끝단까지 형성되도록 구성될 수 있으며, 상기 메인디스크(31)의 끝단은 밀봉되도록 구성된다.The first gas flow path 45 and the second gas flow path 46 may be formed toward the center of the receiving pocket 31a, as shown in FIG. 5A, and as shown in FIG. 5B, the receiving It is formed along the tangential direction of the pocket 31a, and may be further extended to be formed up to the end of the main disk 31, and the end of the main disk 31 is configured to be sealed.

상기 메인디스크(31)의 상기 수용포켓(31a)에는 상기 서브디스크(33)가 수용된다. 상기 서브디스크(33)는 상부면 내측에 안착홈(미도시)이 형성되고 상기 안착홈에 상기 기판(W)이 안착된다.The sub-disk 33 is accommodated in the receiving pocket 31a of the main disk 31 . A seating groove (not shown) is formed inside the upper surface of the sub-disc 33 , and the substrate W is seated in the seating groove.

본 실시예에 있어서, 상기 서브디스크(33)는 가스인젝션 테이블(32)에 의해 부상되고 회전되는 것을 특징으로 한다. In this embodiment, the sub-disk 33 is floated and rotated by the gas injection table 32 .

상기 가스인젝션 테이블(32)은 상기 메인디스크(31)와 상기 서브디스크(33) 사이에 배치된다. 상기 가스인젝션 테이블(32)은 대략 상기 원반형상으로 형성되며, 외주연에 일정간격 이격되어 형성된 체결홀(32a)에 체결볼트나 체결핀 등의 체결수단을 삽입하여 상기 메인디스크(31)에 고정되도록 구성된다. The gas injection table 32 is disposed between the main disk 31 and the sub disk 33 . The gas injection table 32 is formed in the substantially disk shape, and is fixed to the main disk 31 by inserting fastening means such as fastening bolts or fastening pins into the fastening holes 32a formed at regular intervals on the outer periphery. configured to be

상기 가스인젝션 테이블(32)에는 상기 수용포켓(31a)에 연통하는 가스공급홀(32b, 32c)이 형성된다. 여기서, 상기 가스공급홀은, 부상가스공급홀(32b)과, 회전가스공급홀(32c)을 포함한다(도 6b 참조). Gas supply holes 32b and 32c communicating with the receiving pocket 31a are formed in the gas injection table 32 . Here, the gas supply hole includes a floating gas supply hole 32b and a rotating gas supply hole 32c (refer to FIG. 6b).

상기 부상가스공급홀(32b)은 상기 가스인젝션 테이블(32)의 두께방향으로 수직으로 형성되어, 상기 수용포켓(31a)에 공급된 회전구동가스가 상기 부상가스공급홀(32b)을 통해 주입되어 상기 가스인젝션 테이블(32)의 상부에 배치된 상기 서브디스크(33)를 밀어올려 상기 서브디스크(33)를 상기 가스인젝션 테이블(32)로부터 부상시키도록 구성된다. The floating gas supply hole 32b is formed vertically in the thickness direction of the gas injection table 32, and the rotation driving gas supplied to the accommodation pocket 31a is injected through the floating gas supply hole 32b. It is configured to levitate the sub-disk 33 from the gas injection table 32 by pushing up the sub-disk 33 disposed on the gas injection table 32 .

또한, 상기 회전가스공급홀(32c)은, 도 6c에 나타낸 바와 같이, 상기 가스인젝션 테이블(32)의 두께방향에 대하여 경사지게 형성되어, 상기 수용포켓(31a)에 공급된 회전구동가스가 상기 회전가스공급홀(32c)을 통해 분사되어, 부상된 상기 서브디스크(33)를 회전시키도록 구성된다.In addition, the rotation gas supply hole 32c is formed to be inclined with respect to the thickness direction of the gas injection table 32, as shown in FIG. 6c, so that the rotation driving gas supplied to the accommodation pocket 31a is rotated. It is sprayed through the gas supply hole 32c, and is configured to rotate the floating sub-disk 33 .

여기서, 상기 부상가스공급홀(32b)과 상기 회전가스공급홀(32c)은, 도 7a 및 7b에 나타낸 바와 같이, 각각 별도로 형성되지 않고, 나선형의 기다란 슬릿 형태로 구성되고 슬릿의 일끝단에 수직관통하는 홀을 형성하여, 일체로 형성되도록 구성할 수 있다. Here, the floating gas supply hole (32b) and the rotating gas supply hole (32c), as shown in Figures 7a and 7b, are not formed separately, respectively, are formed in the form of a spiral elongated slit and are perpendicular to one end of the slit By forming a through hole, it can be configured to be integrally formed.

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 가스인젝션 테이블(32)의 상부면에는 외주면을 향하여 낮아지는 단차(32d)가 형성되고, 상기 서브디스크(33)의 저면에는 상기 가스인젝션 테이블(32)의 단차(32d)에 상응하는 단차(33a)가 형성되도록 구성할 수 있다. 이로써, 상기 회전구동가스가 상기 단차(32d, 33a)에 의해 상기 서브디스크(33)의 중심부로 향하지 않고, 상기 배기홀(31c)을 통해 배기되며, 상기 가스인젝션 테이블(32)의 가스분사면과 상기 서브디스크(33) 사이를 더욱 긴밀하게 밀착시켜 적은 양의 회전구동가스를 이용하여 상기 서브디스크(33)를 용이하게 부상시키고 회전시킬 수 있다. In addition, as shown in FIG. 8 , a step 32d lowering toward the outer circumferential surface is formed on the upper surface of the gas injection table 32 , and the gas injection table 32 is formed on the lower surface of the sub-disc 33 . It may be configured such that a step 33a corresponding to the step 32d is formed. Accordingly, the rotation driving gas is exhausted through the exhaust hole 31c without being directed toward the center of the sub-disc 33 by the steps 32d and 33a, and the gas injection surface of the gas injection table 32 The sub-disk 33 can be easily floated and rotated by using a small amount of rotational driving gas by making a tighter contact between the sub-disk 33 and the sub-disk 33 .

상기 메인디스크(31)와 상기 서브디스크(33)는 유도가열이 가능한 고온의 내구성을 갖춘 재질로 구성되는 것이 바람직하고, 유도가열방식을 이용하여 가열된 상기 메인디스크(31)와 상기 서브디스크(33)에 안착된 상기 기판(W)에는 균일한 온도가 전달되며, 결정 성장 시 가스의 안정된 흐름으로 박막의 균일도 저하를 막고 박막 성장률이 개선될 수 있다. The main disk 31 and the sub-disk 33 are preferably made of a material with high temperature durability capable of induction heating, and the main disk 31 and the sub-disk ( 33), a uniform temperature is transmitted to the substrate W, and a stable flow of gas during crystal growth prevents a decrease in the uniformity of the thin film and improves the growth rate of the thin film.

또한, 상기 메인디스크(31)와 상기 서브디스크(33)를 분리할 수 있도록 구성함에 따라 기상반응과 기생증착으로 인한 오염물 증착에 상대적으로 취약한 상기 서브디스크(33)만을 따로 세정을 진행하거나 반응가스의 식각 및 오염물의 증착을 억제 시킬 수 있는 재질을 선정하여 세정 비용이나 세정 주기를 늘릴 수 있다.In addition, since the main disk 31 and the sub-disk 33 are configured to be separated, only the sub-disk 33, which is relatively vulnerable to deposition of contaminants due to vapor phase reaction and parasitic deposition, is separately cleaned or reactive gas The cleaning cost or cleaning cycle can be increased by selecting a material that can suppress the etching and deposition of contaminants.

또한, 상기 메인디스크(31)의 상부면에는 에지커버나 센터커버를 설치하여 오염물의 증착으로부터 상기 메인디스크(31)를 보호하여, 상대적으로 세정 비용이 비싼 메인디스크의 세정 비용이나 세정 주기 및 사용기간을 늘릴 수 있다.In addition, an edge cover or a center cover is installed on the upper surface of the main disk 31 to protect the main disk 31 from deposition of contaminants. period can be extended.

또한, 상기 가스인젝션 테이블(32) 및 상기 서브디스크(33)의 디자인을 단순화하고, 상기 서브디스크(33) 상부면의 안착홈의 테두리에 기판(W)의 하부쪽 단차 및 포켓을 없애 기판에 직간접적으로 전달되는 온도가 균일해지며, 가열된 기판 위 결정 성장시 가스의 안정된 흐름으로 박막의 균일도 저하를 막고 박막 성장률을 향상시킬 수 있다.In addition, the design of the gas injection table 32 and the sub-disk 33 is simplified, and the step and the pocket on the lower side of the substrate W are eliminated at the edge of the seating groove on the upper surface of the sub-disk 33 to be applied to the substrate. The temperature transferred directly or indirectly becomes uniform, and the stable flow of gas during crystal growth on a heated substrate prevents the decrease in uniformity of the thin film and improves the growth rate of the thin film.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the technical field to which the present invention pertains that various substitutions, modifications and changes can be made within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have the knowledge of

1 ; 유기금속화학기상증착장치
10 : 기판수용챔버
20 : 히터
30 : 서셉터
40 : 씰링부
50 : 가스공급부One ; Organometallic chemical vapor deposition apparatus
10: substrate receiving chamber
20: heater
30: susceptor
40: sealing part
50: gas supply unit

Claims (7)

챔버리드와 외부벽부와 바닥 플랜지부를 포함하는 기판수용챔버와,
상기 기판수용챔버 내부에 배치되고, 복수의 기판이 안착되며 가스유로가 형성되어 상기 가스유로를 통해 공급되는 회전구동가스에 의해 상기 복수의 기판을 회전시키는 서셉터와,
상기 서셉터에 안착된 기판을 가열하는 히터를 구비하며,
상기 서셉터는, 기판이 안착되는 서브디스크와, 상기 서브디스크가 수용되고 상기 가스유로와 연통하는 수용포켓이 복수 개 형성된 메인디스크와, 상기 메인디스크를 회전시키며 상기 가스유로와 연통하는 수직가스유로가 형성된 서셉터샤프트를 구비하고,
상기 서셉터는, 상기 메인디스크와 상기 서브디스크 사이에 배치되며 상기 수용포켓에 연통하는 가스공급홀이 형성된 가스인젝션 테이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기금속화학기상증착장치.
A substrate accommodating chamber including a chamber lid, an outer wall portion, and a bottom flange portion;
a susceptor disposed inside the substrate accommodating chamber, on which a plurality of substrates are seated, a gas flow path is formed, and a susceptor configured to rotate the plurality of substrates by a rotation driving gas supplied through the gas flow path;
and a heater for heating the substrate seated on the susceptor,
The susceptor includes a sub-disk on which a substrate is seated, a main disk having a plurality of accommodating pockets accommodating the sub-disk and communicating with the gas passage, and a vertical gas passage communicating with the gas passage while rotating the main disk. and a susceptor shaft in which
wherein the susceptor includes a gas injection table disposed between the main disk and the sub-disk and having a gas supply hole communicating with the accommodation pocket.
 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 가스인젝션 테이블의 상기 가스공급홀은,
상기 가스인젝션 테이블의 두께방향으로 수직으로 형성되어 공급되는 가스에 의해 상기 서브디스크를 부상시키는 부상가스공급홀과,
상기 가스인젝션 테이블의 두께방향에 대하여 경사지게 형성되어 공급되는 가스에 의해 상기 서브디스크를 회전시키는 회전가스공급홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기금속화학기상증착장치.
The method of claim 1,
The gas supply hole of the gas injection table,
a floating gas supply hole formed vertically in the thickness direction of the gas injection table to float the sub-disk by the supplied gas;
and a rotating gas supply hole formed to be inclined with respect to the thickness direction of the gas injection table and configured to rotate the sub-disk by the supplied gas.
 제 3 항에 있어서,
상기 부상가스공급홀과 상기 회전가스공급홀은 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기금속화학기상증착장치.
4. The method of claim 3,
The organic metal chemical vapor deposition apparatus, characterized in that the floating gas supply hole and the rotating gas supply hole are integrally formed.
 제 1 항에 있어서,
상기 서셉터는 상기 서셉터샤프트에 고정설치되는 서셉터바닥디스크를 구비하며,
상기 메인디스크는 상기 서셉터바닥디스크에 분리가능하게 체결되는 것을 특징으로 하는 유기금속화학기상증착장치.
The method of claim 1,
The susceptor includes a susceptor bottom disk that is fixedly installed on the susceptor shaft,
The main disk is an organometallic chemical vapor deposition apparatus, characterized in that it is detachably fastened to the susceptor bottom disk.
 제 1 항에 있어서,
상기 가스인젝션 테이블의 상부면에는 외주면을 향하여 낮아지는 단차가 형성되고,
상기 서브디스크의 저면에는 상기 가스인젝션 테이블의 단차에 상응하는 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 유기금속화학기상증착장치.
The method of claim 1,
A step lowering toward the outer peripheral surface is formed on the upper surface of the gas injection table,
An organometallic chemical vapor deposition apparatus, characterized in that a step corresponding to the step of the gas injection table is formed on a bottom surface of the sub-disc.
 제 1 항에 있어서,
상기 회전구동가스는 불활성가스인 것을 특징으로 하는 유기금속화학기상증착장치.The method of claim 1,
The rotation driving gas is an organometallic chemical vapor deposition apparatus, characterized in that the inert gas.
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