KR20100004760A - Mocvd apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판상에 고온의 화학 기상 증착을 이루는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 챔버 내부에서 서셉터의 배치위치를 변경함으로써 기생증착으로 인한 불순물이 떨어져 내려 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있는 화학 기상 증착 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for forming a high temperature chemical vapor deposition on a substrate, and more particularly, by changing the position of the susceptor in the chamber, it is possible to prevent impurities from falling off due to parasitic deposition to contaminate the substrate. A chemical vapor deposition apparatus.
다양한 산업분야에서 고효율의 LED가 점차 많이 사용됨에 따라서 품질이나 성능의 저하없이 대량으로 생산할 수 있는 화학적 기상 증착(MOCVD: Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 장비가 요구되고 있는 실정이다. 이에 따라서 MOCVD 반응로의 크기를 증가시켜 기존의 2인치 웨이퍼를 동시에 수십 개를 성장시키거나, 대구경(4, 6, 8, 12인치 크기)의 웨이퍼도 성장시킬 수 있는 새로운 구조를 가지는 반응로(챔버)가 필요하게 되었다.As high efficiency LEDs are increasingly used in various industries, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) equipment that can be produced in large quantities without degrading quality or performance is required. Accordingly, by increasing the size of the MOCVD reactor, it is possible to grow dozens of existing 2-inch wafers at the same time or to grow a large-diameter (4, 6, 8, 12-inch) wafer. Chamber).
화학 기상 증착 공법은 챔버(chamber) 내의 서셉터 상에 웨이퍼를 안착하고, 반응가스를 공급하여 상기 웨이퍼의 표면에 박막을 형성하는 것인데, 균일한 두께의 박막을 얻기 위해서는 챔버 내에 유입되는 반응가스를 웨이퍼상의 각 부분으로 두루 균일하게 분사시켜 주어야 한다.In chemical vapor deposition, a wafer is deposited on a susceptor in a chamber and a reaction gas is supplied to form a thin film on the surface of the wafer. It must be sprayed evenly over each part of the wafer.
종래 기술에 따른 화학 기상 증착 장치에서는 챔버의 중심 부근에 구비되는 기체 유입구로부터 가스를 도입하여 서셉터의 외주로 향하여 가스가 흐르도록 한다. 따라서, 챔버의 중심부에서의 가스 밀도가 주변에 비해 높기 때문에, 특히 반응 압력(성장 압력)을 높이게 되면 챔버 중심부에서 기상 반응이 격렬하게 일어나 주변까지 원료 가스가 충분히 공급되지 않는 경우가 발생한다.In the chemical vapor deposition apparatus according to the prior art, the gas is introduced from the gas inlet provided near the center of the chamber so that the gas flows toward the outer periphery of the susceptor. Therefore, since the gas density in the center of the chamber is higher than that of the surroundings, especially when the reaction pressure (growth pressure) is increased, a gaseous reaction occurs violently in the center of the chamber, and thus raw material gas is not sufficiently supplied to the surroundings.
또한, 서셉터가 챔버의 하부면 측에 배치되고, 기판이 상방향 지향(face up)되도록 상기 서셉터의 상부면에 안착되어 있어, 증착 공정이 완료된 후 상기 기판을 교체하기 위하여 챔버를 개방하는 경우 진동이나 충격 등으로 인해 상기 챔버의 내측면에 부착되어 있는 기생증착으로 인한 불순물(particle)들이 떨어져 상기 서셉터 및 기판은 물론 상기 챔버의 내부면을 오염시키는 문제가 발생한다.In addition, a susceptor is disposed on the lower surface side of the chamber and is seated on the upper surface of the susceptor so that the substrate faces up, opening the chamber to replace the substrate after the deposition process is complete. In this case, particles due to parasitic deposition, which are attached to the inner surface of the chamber due to vibration or shock, fall and contaminate the susceptor and the substrate as well as the inner surface of the chamber.
그리고, 이러한 서셉터 상의 불순물을 완전하게 제거하지 않으면 기판과 서셉터 사이의 밀착성이 유지되지 못하고, 기판의 온도분포가 균일하지 못하게 되며, 따라서 조성 불균일(제품 비율 저하)의 원인이 된다.If the impurities on the susceptor are not completely removed, the adhesion between the substrate and the susceptor may not be maintained, and the temperature distribution of the substrate may not be uniform, thereby causing composition unevenness (reduced product ratio).
따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기판의 배치위치를 변경하여 기생증착에 의한 불순물이 떨어져 내려 기판이 오염되는 것을 방지하고, 장치에 대한 유지보수가 용이함은 물론, 챔버 내에서 격렬한 기상 반응이 일어나지 않아 양호한 품질의 기상 증착을 이룰 수 있는 화학 기상 증착 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, by changing the arrangement position of the substrate to prevent the impurities from falling off by parasitic deposition to contaminate the substrate, easy to maintain the device Of course, it is an object of the present invention to provide a chemical vapor deposition apparatus capable of achieving a good quality vapor deposition without a vigorous gas phase reaction in the chamber.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서 본 발명의 화학 기상 증착 장치는 하부에 반응가스가 유동하는 반응유로부가 마련되는 챔버; 상기 챔버 내의 상기 반응유로부 위에 구비되며, 적어도 하나의 기판을 하단부에 수용하여 상기 반응유로부에 노출되도록 하는 서셉터; 상기 반응유로부로 상기 반응가스를 유입시키도록 구비되는 가스 도입부; 및 반응 후 가스를 배기하도록 상기 반응유로부의 중심부에 마련되는 가스배출부를 포함한다.As a technical configuration for achieving the above object, the chemical vapor deposition apparatus of the present invention comprises a chamber provided with a reaction flow path for the reaction gas flow in the lower portion; A susceptor provided on the reaction flow passage in the chamber, the susceptor receiving at least one substrate at a lower end thereof to expose the reaction flow passage; A gas introduction part provided to introduce the reaction gas into the reaction flow path; And a gas discharge part provided at the center of the reaction flow path part to exhaust the gas after the reaction.
바람직하게, 상기 서셉터 위에 구비되어 상기 기판에 열을 제공하는 가열수단을 더 포함한다.Preferably, the apparatus further includes heating means provided on the susceptor to provide heat to the substrate.
바람직하게, 상기 챔버는 상기 서셉터를 수용하는 상부로와, 상기 반응유로부를 형성하는 하부로를 포함한다.Preferably, the chamber includes an upper passage for receiving the susceptor and a lower passage for forming the reaction flow passage portion.
더욱 바람직하게, 상기 상부로는 상기 하부로에 대해 개폐 가능하도록 구비 된다.More preferably, the upper portion is provided to be opened and closed with respect to the lower portion.
더욱 바람직하게, 상기 상부로는 상판부와, 내부에 소정 크기의 공간을 형성하는 몸통부와, 상기 상부로의 하단을 형성하며, 상기 상부로의 개폐에 따라 상기 하부로와 선택적으로 접촉하는 플랜지부를 포함한다.More preferably, the upper portion of the upper portion, the body portion to form a space of a predetermined size therein, and the lower portion to form the lower portion, the flange portion to selectively contact with the lower portion in accordance with the opening and closing of the upper portion It includes.
더욱 바람직하게, 상기 상부로에 고정되어 상기 서셉터를 구동시키며, 상기 상부로의 개폐에 따라 상기 서셉터와 선택적으로 결합하는 구동장치를 더 포함한다.More preferably, the apparatus further includes a driving device fixed to the upper road to drive the susceptor, and selectively coupled to the susceptor according to opening and closing of the upper road.
더욱 바람직하게, 상기 구동장치는 상기 상부로의 상단에 고정되는 구동모터와, 상기 구동모터에 의해 회전하는 회전축을 포함하며, 상기 서셉터는 그 상단에 상기 회전축과 선택적으로 결합하는 결합부를 더 포함한다.More preferably, the drive device includes a drive motor fixed to the upper end of the upper portion, and a rotating shaft rotated by the drive motor, the susceptor further comprises a coupling portion for selectively coupling with the rotating shaft on the top do.
바람직하게, 상기 챔버 내에 구비되어 상기 서셉터를 지지하는 지지부재를 더 포함한다.Preferably, the apparatus further includes a support member provided in the chamber to support the susceptor.
바람직하게, 상기 서셉터의 하단 일측에 구비되어 상기 기판이 수용되어 지지되도록 하는 적어도 하나의 고정클립을 더 포함한다.Preferably, it further comprises at least one fixing clip provided on one side of the lower end of the susceptor to accommodate and support the substrate.
바람직하게, 상기 가스도입부는 상기 챔버의 측단부 둘레에 구비되어 외부로부터 도입되는 소정의 가스를 저장하는 적어도 하나의 리저버와, 상기 리저버와 상기 반응유로부를 연통하며, 상기 리저버에 저장된 가스를 상기 반응유로부로 분사되도록 하는 분사노즐을 포함한다.Preferably, the gas introduction portion is provided around the side end portion of the chamber to communicate with at least one reservoir for storing a predetermined gas introduced from the outside, the reservoir and the reaction flow passage communicating with the gas stored in the reservoir It includes a spray nozzle to be injected into the flow path portion.
더욱 바람직하게, 상기 가스도입부는 외부로부터 도입되는 제1가스를 저장하는 제1리저버와, 상기 제1리저버와 상기 반응유로부의 일측을 연통하여 상기 제1 가스가 분사되도록 하는 제1분사노즐을 포함하는 제1가스도입부; 및 상기 제1가스도입부의 아래에 배치되며, 외부로부터 도입되는 제2가스를 저장하는 제2리저버와, 상기 제2리저버와 상기 반응유로부의 타측을 연통하여 상기 제2가스가 분사되도록 하는 제2분사노즐을 포함하는 제2가스도입부를 포함한다.More preferably, the gas introduction portion includes a first reservoir for storing the first gas introduced from the outside, and a first injection nozzle for communicating the first reservoir with one side of the reaction flow path to inject the first gas. A first gas introducing unit; And a second reservoir disposed below the first gas introducing unit, for storing the second gas introduced from the outside, and communicating the second reservoir with the other side of the reaction flow path to inject the second gas. And a second gas introduction part including an injection nozzle.
더욱 바람직하게, 상기 가스도입부는 외부로부터 도입되는 제1가스를 저장하는 제1리저버와, 상기 제1리저버와 상기 반응유로부의 일측을 연통하여 상기 제1가스가 분사되도록 하는 제1분사노즐을 포함하는 제1가스도입부; 상기 제1가스도입부의 아래에 배치되며, 외부로부터 도입되는 제2가스를 저장하는 제2리저버와, 상기 제2리저버와 상기 반응유로부의 다른 일측을 연통하여 상기 제2가스가 분사되도록 하는 제2분사노즐을 포함하는 제2가스도입부; 및 상기 제2가스도입부의 아래에 배치되며, 외부로부터 도입되는 제3가스를 저장하는 제3리저버와, 상기 제3리저버와 상기 반응유로부의 타측을 연통하여 상기 제3가스가 분사되도록 하는 제3분사노즐을 포함하는 제3가스도입부를 포함한다.More preferably, the gas introduction portion includes a first reservoir for storing the first gas introduced from the outside, and a first injection nozzle for communicating the first reservoir with one side of the reaction flow path to inject the first gas. A first gas introducing unit; A second reservoir disposed under the first gas introducing unit and configured to communicate a second reservoir storing a second gas introduced from the outside, and communicating the second reservoir with the other side of the reaction flow path to inject the second gas; A second gas introducing part including an injection nozzle; And a third reservoir disposed below the second gas introducing unit, for storing the third gas introduced from the outside, and communicating the third reservoir with the other side of the reaction flow path to inject the third gas. And a third gas introduction part including an injection nozzle.
더욱 바람직하게, 상기 가스도입부는 외부로부터 도입되는 제1가스를 저장하는 제1리저버와, 상기 제1리저버와 상기 반응유로부의 일측을 연통하여 상기 제1가스가 분사되도록 하는 제1분사노즐을 포함하는 제1가스도입부; 및 상기 제1리저버 보다 안쪽에 배치되고 상기 제1분사노즐의 아래에 배치되어 외부로부터 도입되는 제2가스를 저장하는 제2리저버와, 상기 제2리저버와 상기 반응유로부의 타측을 연통하여 상기 제2가스가 분사되도록 하는 제2분사노즐을 포함하는 제2가스도입부를 포함한다.More preferably, the gas introduction portion includes a first reservoir for storing the first gas introduced from the outside, and a first injection nozzle for communicating the first reservoir with one side of the reaction flow path to inject the first gas. A first gas introducing unit; And a second reservoir disposed inside the first reservoir and disposed below the first spray nozzle to store a second gas introduced from the outside, and communicating the second reservoir with the other side of the reaction flow path. And a second gas introduction part including a second injection nozzle for injecting two gases.
더욱 바람직하게, 상기 가스도입부는 외부로부터 도입되는 제1가스를 저장하는 제1리저버와, 상기 제1리저버와 상기 반응유로부의 일측을 연통하여 상기 제1가스가 분사되도록 하는 제1분사노즐을 포함하는 제1가스도입부; 상기 제1가스도입부의 아래에 배치되며, 외부로부터 도입되는 제2가스를 저장하는 제2리저버와, 상기 제2리저버와 상기 반응유로부의 다른 일측을 연통하여 상기 제2가스가 분사되도록 하는 제2분사노즐을 포함하는 제2가스도입부; 및 상기 제1분사노즐의 아래 및 상기 제2리저버 보다 안쪽에 배치되며, 외부로부터 도입되는 제3가스를 저장하는 제3리저버와, 상기 제3리저버와 상기 반응유로부의 타측을 연통하여 상기 제3가스가 분사되도록 하는 제3분사노즐을 포함하는 제3가스도입부를 포함한다.More preferably, the gas introduction portion includes a first reservoir for storing the first gas introduced from the outside, and a first injection nozzle for communicating the first reservoir with one side of the reaction flow path to inject the first gas. A first gas introducing unit; A second reservoir disposed under the first gas introducing unit and configured to communicate a second reservoir storing a second gas introduced from the outside, and communicating the second reservoir with the other side of the reaction flow path to inject the second gas; A second gas introducing part including an injection nozzle; And a third reservoir disposed below the first spray nozzle and inside the second reservoir, the third reservoir storing a third gas introduced from the outside, and communicating with the third reservoir and the other side of the reaction flow path. And a third gas introduction part including a third injection nozzle to allow gas to be injected.
바람직하게, 상기 반응유로부는 상기 가스도입부로부터 상기 가스배출부로 하향 경사지도록 마련되는 하향경사부를 포함한다.Preferably, the reaction flow path part includes a downward inclination part provided to be inclined downward from the gas introduction part to the gas discharge part.
바람직하게, 상기 반응유로부는 상기 가스도입부로부터 상기 가스배출부로 상향 경사지도록 마련되는 상향경사부를 포함한다.Preferably, the reaction flow path portion includes an upward inclination portion provided to be inclined upward from the gas introduction portion to the gas discharge portion.
본 발명에 따르면, 서셉터를 챔버의 상부면 측에 배치하여 기판이 하방향 지향(face down)되도록 장착함으로써 기생증착에 의한 불순물이 떨어져 내려 기판이 오염되는 것을 방지하고, 챔버와 서셉터 및 가열수단 등이 분리되는 구조를 가져 장치의 유지보수가 용이하며, 반응가스를 주변부로부터 도입하고 중심부로 향해 흐르도록 하여 배출시키는 구조를 가짐으로써 와류발생을 방지하여 안정된 가스흐름 을 통해 양호한 품질의 기상 증착을 이룰 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the susceptor is placed on the upper surface side of the chamber to mount the substrate to face down, thereby preventing impurities from parasitic deposition from falling off and contaminating the substrate. It is easy to maintain the device because the means and the like are separated, and it has a structure to introduce the reaction gas from the peripheral part and flow it toward the center to prevent the vortex generation, so that vapor deposition of good quality through stable gas flow There is an effect that can be achieved.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 화학 기상 증착 장치를 설명한다.A chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
도 1은 본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치의 공정중의 상태를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치의 공정후 챔버가 개방된 상태를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a state during the process of the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing an open state of the chamber after the process of the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치는 챔버(10), 서셉터(20), 가스 도입부(30), 가스 배출부(40), 가열수단(50)으로 구성되며, 하나 또는 다수의 기판(5)상에 화학 기상 증착을 이루되 챔버의 주변부로부터 중심부로 가스가 흐르면서 증착이 이루어지는 것이다.As shown, the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention is composed of a
상기 챔버(10)는 중공형의 공간을 형성하는 것으로서, 도면에서와 같이 적어도 하나의 기판(5)이 장착되는 서셉터(20) 및 가열수단(50)을 내부에 구비하며, 상기 서셉터(20)와 마주하는 하부측에는 반응가스가 유동하는 반응유로부(60)가 마련된다.The
또한, 상기 챔버(10)는 상기 서셉터(20)를 수용하는 상부로(11)와 상기 반응유로부(60)를 형성하는 하부로(12)를 포함한다. In addition, the
그리고, 상기 상부로(11)는 상판부(11a), 내부에 소정 크기의 공간을 형성하는 몸통부(11b), 및 상기 상부로(11)의 하단을 형성하며 상기 상부로(11)의 개폐에 따라 상기 하부로(12)와 선택적으로 접촉하는 플랜지부(11c)로 구성된다.In addition, the
이와 같이 상기 챔버(10)는 상기 상부로(11) 및 하부로(12)의 결합에 의해 이루어지는 구조를 가지며, 상기 상부로(11)가 상기 하부로(12)에 대해 개폐 가능하도록 구비된다. As such, the
따라서, 증착 공정을 위해 기판(5)을 장착하거나 공정이 끝난 기판(5)을 제거하는 경우 상기 챔버(10)의 상부로(11)와 하부로(12)를 용이하게 분리하여 원하는 작업을 수행하는 것이 가능하다.Therefore, when the
아울러, 장치의 이상유무에 대한 점검이나 부품교체 등의 유지보수 작업 및 기생증착으로 인한 불순물(P)의 제거작업을 수행하는 경우에 있어서도 용이하게 작업을 수행할 수 있다.In addition, the operation can be easily performed even in the case of performing the maintenance work such as the inspection of the abnormality of the device or the replacement of parts, and the removal of impurities (P) due to parasitic deposition.
상기 서셉터(20)는 상기 챔버(10)의 하부에 마련되는 반응 유로부(60) 위에 구비되며, 적어도 하나의 기판(5)을 하부단에 수용하여 상기 기판(5)의 표면이 상기 반응 유로부(60)에 노출되도록 상기 챔버(10)의 내측 하부면과 마주하여 배치된다.The
도면에서와 같이, 상기 서셉터(20)는 상기 챔버(10)의 하부로(12)의 내측 하부면과 소정의 간격을 이루며 배치되어 상기 서셉터(20)와 상기 챔버(10)의 하부로(12) 사이에 반응 유로부(60)를 형성한다. 즉, 상기 서셉터(20)의 하단부와 상기 챔버(10)의 하부로(12)의 내측면 사이에 형성되는 공간이 상기 반응 유로부(60)에 해당하는 것이다.As shown in the drawing, the
그리고, 상기 서셉터(20)의 하단부에는 적어도 하나의 기판(5)을 수용하여 장착하기 위한 수용부(포켓)(21)가 적어도 하나 구비된다. 따라서, 상기 수용부(21)에 장착되는 기판(5)은 상기 반응 유로부(60)에 그 표면이 노출되도록 하방향 지향(face down)되어 장착되게 되는 것이다.The lower end of the
이와 같이 상기 서셉터(20)가 상기 챔버(10)의 내측 하부면과 일정한 간격을 유지하여 상기 반응 유로부(60)를 형성하며, 상기 서셉터(20)를 지지하여 챔버(10) 내에 배치될 수 있도록 하기 위해 상기 챔버(10) 내에는 지지부(15)가 구비된다. As such, the
상기 지지부(15)는 환형의 고리형상으로 상기 챔버(10)의 하부로(12)의 내주면을 따라 연속하여 구비되거나, 일정한 간격을 두고 비연속적으로 구비된다.The
한편, 상기 서셉터(20)의 하단에는 수용부(21)에 장착되는 기판(5)이 상기 하부로(12) 방향으로 떨어지지 않고 상기 수용부(21)에 수용되어 지지되도록 하는 고정클립(22)을 적어도 하나 구비한다.On the other hand, the lower end of the
또한, 본 발명은 상기 서셉터(20)에 장착되는 기판(5)의 반응 온도를 조절하기 위하여 가열수단(50)을 상기 서셉터(20)의 상부단에 인접하도록 구비한다. In addition, the present invention includes a heating means 50 adjacent to the upper end of the
이러한 가열수단(50)은 상기 챔버(10)의 상부로(11)의 내부에서 높이조절이 가능하도록 구비되며, 상부로(11)를 하부로(12)와 결합하는 경우 서셉터(20)의 상부단과 대응하여 위치하도록 함으로써 반응에 필요한 열을 조절하여 기판(5)에 제공한다.The heating means 50 is provided to enable height adjustment in the interior of the
상기와 같이 챔버(10) 내에 배치되는 서셉터(20)는 상기 챔버(10)의 상부로(11)에 구비되는 구동장치(15)와 선택적으로 결합하여 상기 구동장치(15)를 통해 구동된다.The
상기 구동장치(15)는 상기 상부로(11)의 외측 상단에 고정되는 구동모터(14)와 상기 구동모터(14)와 연결되어 회전하는 회전축(13)으로 구성되며, 상기 회전축(13)은 상기 상부로(11)의 개폐에 따라서 상기 서셉터(20) 상부단에 구비되는 결합부(23)와 선택적으로 결합한다.The
한편, 상기 가스 도입부(30)는 상기 반응 유로부(60)로 반응가스를 유입시키도록 구비되며, 도 3 및 도 4를 참조하여 상기 가스 도입부(30)에 대해 설명한다.Meanwhile, the
도 3은 본 발명에 따른 가스 도입부를 통해 가스가 반응유로부로 분사되어 배기되는 상태를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 가스 도입부와 반응유로부를 나타내는 평면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a state in which gas is injected into the reaction flow path and exhausted through a gas introduction part according to the present invention, and FIG. 4 is a plan view illustrating the gas introduction part and the reaction flow path of FIG. 3.
도시하는 바와 같이, 상기 가스 도입부(30)는 상기 반응 유로부(60)로 소정의 반응가스를 유입시키기 위해 상기 챔버(10)의 하부로(12)의 외주면을 따라 구비되는 유성형(planetary)의 구조를 이룬다. As shown, the
상기 반응가스는 AlGaInN, 원료가스(source gas)로 NH3, MO 등을 포함하고, 캐리어가스(carrier gas)로 N2, H2 등을 포함하며, 상기 MO는 NH3, TMGa, TMAI, Cp2Mg, SiH4, TMIn 등을 포함한다.The reaction gas includes AlGaInN, NH 3 , MO, etc. as a source gas, and N 2 , H 2, etc., as a carrier gas, and MO is NH 3 , TMGa, TMAI, Cp. 2 Mg, SiH 4 , TMIn and the like.
상기 가스 도입부(30)는 외부로부터 가스 유입노즐(37)을 통해 도입되는 소정의 가스를 저장하는 리저버(35)를 적어도 하나 상기 하부로(12)의 측단부 둘레에 구비하며, 상기 리저버(35)에 저장된 가스를 상기 반응 유로부(60)로 분사하는 분사노즐(36)을 상기 리저버(35)와 상기 반응 유로부(60)를 연통하여 구비한다.The
따라서, 상기 리저버(35)가 하나인 단일의 리저버(35)로 구비되는 경우에는 상기 리저버(35)를 따라 원료가스 및 캐리어가스가 혼합된 상태로 저장되어 분사되거나 원료가스만을 분사하게 된다. Therefore, when the
한편, 도 5 내지 도 9에서는 본 발명에 따른 가스 도입부의 또 다른 실시예들을 다양하게 도시하고 있으며, 이에 대해 설명한다.On the other hand, Figures 5 to 9 show various other embodiments of the gas introduction unit according to the present invention, it will be described.
도 5에서와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 가스 도입부(30)는 제1가스도입부 및 제2가스도입부의 이중구조로 이루어진다.As shown in FIG. 5, the
상기 제1가스도입부는 외부로부터 도입되는 제1가스를 저장하는 제1리저버(31)와, 상기 제1리저버(31)와 상기 반응 유로부(60)의 일측을 연통하여 상기 제1가스가 분사되도록 하는 제1분사노즐(36a)로 구성된다.The first gas introduction unit communicates with the
그리고 상기 제2가스도입부는 상기 제1가스도입부의 아래에 배치되며, 외부로부터 도입되는 제2가스를 저장하는 제2리저버(32)와, 상기 제2리저버(32)와 상기 반응 유로부(60)의 타측을 연통하여 상기 제2가스가 분사되도록 하는 제2분사노즐(36b)로 구성된다.The second gas introduction part is disposed below the first gas introduction part, and includes a
상기와 같이 가스도입부가 상하 이중으로 나누어져 구비되는 경우에는 원료가스와 캐리어가스를 구분하여 각각의 리저버(31,32)로 공급하고, 가스가 혼합되지 않은 상태로 각 리저버(31,32)에 형성된 분사노즐(36a,36b)을 통해 분사되도록 한다.In the case where the gas introduction part is divided into upper and lower double as described above, the raw material gas and the carrier gas are divided and supplied to each of the
즉, 서셉터(20)에 가까운 제1리저버(31)에는 원료가스를 공급하여 저장하고, 서셉터(20)에서 먼 제2리저버(32)에는 캐리어가스를 저장하여 각 가스가 분리된 상태로 분사되도록 하며, 이 경우 원료가스가 낭비되지 않아 보다 효율적으로 증착공정을 수행하는 것이 가능하며, 아울러 원료가스의 사용량을 줄일 수 있다는 장점이 있다.That is, the raw material gas is supplied to and stored in the
도 6 및 도 7에서는 상기 가스 도입부(30)가 제1가스도입부 및 제2가스도입부의 이중구조로 이루어지는 또 다른 실시예에 대해 도시하고 있다.6 and 7 illustrate another embodiment in which the
상기 제1가스도입부는 외부로부터 도입되는 제1가스를 저장하는 제1리저버(31)와, 상기 제1리저버(31)와 상기 반응 유로부(60)의 일측을 연통하여 상기 제1가스가 분사되도록 하는 제1분사노즐(36a)로 구성된다.The first gas introduction unit communicates with the
그리고 상기 제2가스도입부는 상기 제1리저버(31) 보다 안쪽에 배치되고, 상기 제1분사노즐(36a)의 아래에 배치되어 외부로부터 도입되는 제2가스를 저장하는 제2리저버(32)와, 상기 제2리저버(32)와 상기 반응 유로부(60)의 타측을 연통하여 상기 제2가스가 분사되도록 하는 제2분사노즐(36b)로 구성된다.The second gas introduction part is disposed inward of the
상기와 같이 가스도입부가 좌우 이중으로 나누어져 구비되는 경우에는 반응 유로부(60)에 가까운 제2리저버(32)에는 캐리어가스를 공급하여 저장하고, 반응 유로부(60)에서 먼 제1리저버(31)에는 원료가스를 저장하며, 이 경우 원료가스가 고온의 반응 유로부(60)로부터 보다 멀리 떨어져 있어 상기 제1리저버(31) 내에서 미리 반응이 일어나는 것을 방지하는 것이 가능하다.As described above, when the gas introduction part is divided into left and right doubles, the carrier gas is supplied to and stored in the
도 8에서는 상기 가스 도입부(30)가 제1가스도입부, 제2가스도입부 및 제3가 스도입부의 삼중구조로 이루어지는 다른 실시예에 대해 도시하고 있다.FIG. 8 illustrates another embodiment in which the
상기 제1가스도입부는 외부로부터 도입되는 제1가스를 저장하는 제1리저버(31)와, 상기 제1리저버(31)와 상기 반응 유로부(60)의 일측을 연통하여 상기 제1가스가 분사되도록 하는 제1분사노즐(36a)로 구성된다.The first gas introduction unit communicates with the
그리고 상기 제2가스도입부는 상기 제1가스도입부의 아래에 배치되며, 외부로부터 도입되는 제2가스를 저장하는 제2리저버(32)와, 상기 제2리저버(32)와 상기 반응 유로부(60)의 다른 일측을 연통하여 상기 제2가스가 분사되도록 하는 제2분사노즐(36b)로 구성된다.The second gas introduction part is disposed below the first gas introduction part, and includes a
그리고 상기 제3가스도입부는 상기 제2가스도입부의 아래에 배치되며, 외부로부터 도입되는 제3가스를 저장하는 제3리저버(33)와, 상기 제3리저버(33)와 상기 반응 유로부(60)의 타측을 연통하여 상기 제3가스가 분사되도록 하는 제3분사노즐(36c)로 구성된다.The third gas introducing part is disposed below the second gas introducing part, and includes a
도 9에서는 상기 가스 도입부(30)가 제1가스도입부, 제2가스도입부 및 제3가스도입부의 삼중구조로 이루어지는 또 다른 실시예에 대해 도시하고 있다.9 illustrates another embodiment in which the
상기 제1가스도입부와 상기 제2가스도입부는 도 8에서의 제1가스도입구 및 제2가스도입부와 동일한 구성으로 이루어진다.The first gas introducing portion and the second gas introducing portion have the same configuration as the first gas introducing opening and the second gas introducing portion in FIG. 8.
그리고 제3가스도입부는 상기 제1분사노즐(36a)의 아래 및 상기 제2리저버(32) 보다 안쪽에 배치되며, 외부로부터 도입되는 제3가스를 저장하는 제3리저버(33)와, 상기 제3리저버(33)와 상기 반응 유로부(60)의 타측을 연통하여 상기 제3가스가 분사되도록 하는 제3분사노즐(36c)로 구성된다.And a
이때, 상기 제1가스와 제2가스는 원료가스이고, 상기 제3가스는 캐리어가스인 것이 바람직하다.At this time, the first gas and the second gas is a source gas, the third gas is preferably a carrier gas.
한편, 상기 증착공정 후 폐가스는 상기 챔버(10)의 하부로(12)의 하부면 중심부에 구비되는 가스 배출부(40)를 통해 외부로 배출된다. Meanwhile, after the deposition process, the waste gas is discharged to the outside through the
따라서, 상기 가스 도입부(30)를 통해 상기 챔버(10)의 주변부로부터 분사되는 반응가스가 반응 유로부(60)를 따라 챔버(10)의 중심부 방향으로 흐르면서 반응이 일어난 후 중심부에 구비된 가스 배출부(40)를 통해 챔버(10)의 하부로 배기되는 것이다.Therefore, the reaction gas injected from the periphery of the
도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치를 설명한다.A chemical vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
도 10 및 도 11에서는 중복되는 구성요소인 상부로(11)에 관한 기재를 생략하였고, 도 3 및 도 4에서 기재하고 있는 가스 도입부(30)를 적용하여 설명하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 도 5 내지 도 9에서 도시하는 가스 도입부(30) 또한 적용되는 것이 가능하다.In FIG. 10 and FIG. 11, description of the
본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치는 도 10에서 도시하는 바와 같이, 상기 챔버(10)의 하부로(12)의 주변부에 구비되는 가스 도입부(30) 측에 인접한 반응 유로부(60)의 단면적(A)이 상기 가스 배출부(40) 측에 인접한 반응 유로부(60)의 단면적(B) 보다 작게 형성된다.In the chemical vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 10, the reaction
즉, 상기 챔버(10)의 하부로(12)는 상기 서셉터(20)와 마주하는 내측면이 상기 가스 도입부(30) 측의 주변부로부터 가스 배출부(40) 측의 중심부로 하향 경사지도록 마련되는 하향경사부(S)을 구비한다.That is, the
따라서, 상기 가스 도입부(30) 측으로부터 가스 배출부(40) 측으로 향할수록 반응 유로부(60)의 단면적은 점차 커지는 구조를 갖는다.Therefore, the cross-sectional area of the reaction
이와 같은 경우, 상기 가스 도입부(30)로부터 유입된 가스 내의 Al, Mg 등의 함유 농도가 챔버(10)의 주변부로부터 중심부로 향할수록 소모되는 경우에도 상기 가스는 가스 배출부(40)에 인접한 기판 측에 모여서 배출되므로 Al, Mg 등의 농도가 높아지게 되어 균일한 증착이 이루어질 수 있다.In this case, even if the concentration of Al, Mg, etc. in the gas introduced from the
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치는 도 11에서 도시하는 바와 같이, 상기 챔버(10)의 하부로(12)의 주변부에 구비되는 가스 도입부(30) 측에 인접한 반응 유로부(60)의 단면적(A)이 상기 가스 배출부(40) 측에 인접한 반응 유로부의 단면적(B) 보다 크게 형성된다.As shown in FIG. 11, the chemical vapor deposition apparatus according to another embodiment of the present invention includes a reaction flow path part adjacent to the
즉, 상기 챔버(10)의 하부로(12)는 상기 서셉터(20)와 마주하는 내측면이 상기 가스 도입부(30) 측의 주변부로부터 가스 배출부(40) 측의 중심부로 상향 경사지도록 마련되는 상향경사부(S')을 구비한다.That is, the
따라서, 상기 가스 도입부(30) 측으로부터 가스 배출부(40) 측으로 향할수록 반응 유로부(60)의 단면적은 점차 작아지는 구조를 갖는다.Therefore, the cross-sectional area of the reaction
이와 같은 경우, 상기 가스 도입부(30)로부터 유입된 가스 내의 Al, Mg 등의 함유 농도가 챔버(10)의 주변부로부터 중심부로 향할수록, 즉 가스 도입부(30)로부 터 가스 배출부(40)로 향할수록 소모되는 경우에도 상기 가스가 흐르는 단위 유로의 면적당 유속 및 유량이 증가하게 되어 가스 배출부(40)에 인접한 기판에 Al, Mg 등의 농도 저하 없이 증착이 이루어질 수 있다.In this case, the concentration of Al, Mg, etc. in the gas introduced from the
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치는 챔버(10)가 상하 분리되는 구조를 가져 기판을 장착하거나 제거하는 것이 용이함은 물론, 내부에 구비되는 서셉터(20)나 가열수단(50)에 대한 유지보수가 수월하며, 기생증착에 의한 챔버 내의 불순물 제거가 용이하다.Chemical vapor deposition apparatus according to the present invention configured as described above has a structure in which the
또한, 수용부(21)를 서셉터(20)의 하단면에 구비하고, 기판을 하방향 지향(face down)되도록 장착하여 챔버의 상부면에 구비되는 회전축을 통해 상기 서셉터가 상기 챔버의 하부면과 마주하여 회전하도록 함으로써 기생증착에 의한 불순물이 떨어져 기판이 오염되는 것을 방지하는 것이 가능하다.In addition, the susceptor is provided on the lower surface of the
그리고, 챔버의 주변부로부터 중심부 방향으로 가스가 흐르도록 하여 증착공정이 이루어지고, 중심부측에 구비된 가스 배출부를 통해 배기가 되는 유성형 구조를 가져 안정적인 가스흐름을 유지하여 양호한 품질의 기상 증착을 이루는 것이 가능하다.In addition, the vapor deposition process is performed by allowing gas to flow from the periphery of the chamber to the central direction, and has a planetary structure that exhausts gas through the gas discharge part provided at the central side to maintain a stable gas flow to achieve a vapor deposition of good quality. It is possible.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. I want to make it clear.
도 1은 본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치의 공정중의 상태를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a state during a process of a chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치의 공정후 챔버가 개방된 상태를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing an open state of a chamber after a process of a chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 가스 도입부를 통해 가스가 반응유로부로 분사되어 배기되는 상태를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a state in which gas is injected into the reaction flow path and exhausted through a gas introduction unit according to the present invention.
도 4는 도 3의 가스 도입부와 반응유로부를 나타내는 평면도이다.4 is a plan view illustrating a gas introduction part and a reaction flow path part of FIG. 3.
도 5는 본 발명에 따른 가스 도입부가 이중구조로 이루어지는 다른 실시예를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing another embodiment in which the gas introducing unit according to the present invention has a dual structure.
도 6은 본 발명에 따른 가스 도입부가 이중구조로 이루어지는 또 다른 실시예를 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing another embodiment in which the gas introduction unit according to the present invention has a dual structure.
도 7은 도 6의 가스 도입부와 반응유로부를 나타내는 평면도이다.7 is a plan view illustrating a gas introduction part and a reaction flow path part of FIG. 6.
도 8은 본 발명에 따른 가스 도입부가 삼중구조로 이루어지는 다른 실시예를 도시한 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing another embodiment in which the gas introduction unit according to the present invention has a triple structure.
도 9는 본 발명에 따른 가스 도입부가 삼중구조로 이루어지는 또 다른 실시예를 도시한 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing another embodiment in which the gas introduction unit according to the present invention has a triple structure.
도 10은 본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.10 is a cross-sectional view showing another embodiment of a chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.11 is a cross-sectional view showing yet another embodiment of a chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 화학 기상 증착 장치 10 : 챔버1: chemical vapor deposition apparatus 10: chamber
11 : 상부로 12 : 하부로11: to the top 12: to the bottom
20 : 서셉터 21 : 수용부20: susceptor 21: receiving unit
30 : 가스 도입부 40 : 가스 배출부30
50 : 가열수단 60 : 반응 유로부50: heating means 60: reaction flow path
S : 하향경사부 S' : 상향경사부S: Downhill slope S ': Uphill slope
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