KR20140039720A - 가스공급유닛 및 이를 이용한 화학기상 증착장치 - Google Patents

가스공급유닛 및 이를 이용한 화학기상 증착장치 Download PDF

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KR20140039720A
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Abstract

가스를 공급하는 장치 제조의 공수가 감소되도록 한 가스공급유닛 및 이를 이용한 화학기상 증착장치가 개시된다. 본 발명에 따른 가스공급유닛은 관 형태로 마련되어 내부로 제 1가스가 공급되는 제 1링, 관 형태로 마련되어 상기 제 1링의 하부에 배치되고, 내부로 제 2가스가 공급되는 제 2링, 상기 제 1가스가 상기 제 1링의 내측으로 분사되도록 상기 제 1링에 결합되는 복수의 제 1분사관 및 상기 제 2가스가 상기 제 2링의 내측으로 분사되도록 상기 제 2링에 결합되는 복수의 제 2분사관을 포함한다.

Description

가스공급유닛 및 이를 이용한 화학기상 증착장치{Gas Supplying Unit And Chemical Vapor Deposition Apparatus Using The Same}
본 발명은 가스공급유닛 및 이를 이용한 화학기상 증착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 처리를 위해 복수의 가스를 공급하는 가스공급유닛 및 이를 이용한 화학기상 증착장치에 관한 것이다.
질화물 재료는 발광소자를 제조하기 위한 재료로 가장 잘 알려진 것이다. 질화물 재료를 이용한 발광소자의 적층 구조는 일반적으로 사파이어와 같은 기판 상에 GaN 결정으로 이루어지는 버퍼층과, n형 GaN 결정으로 이루어지는 n형 도핑층과, InGaN 으로 이루어지는 활성층과, p형 GaN으로 형성되는 p형 도핑층이 순차적으로 적층된 구조로 되어 있다. 이러한 각 결정층은 화학기상 증착장치에서 차례로 적층된다.
화학기상 증착장치는 공정챔버, 공정챔버로 공정가스를 분사하는 샤워헤드 샤워헤드에 대향되어 기판을 지지하는 서셉터 및 기판을 가열하는 가열기를 포함한다. 이러한 화학기상 증착장치는 공정챔버의 내부로 공정가스가 공급되고, 서셉터에 지지되는 기판이 가열됨으로써, 공정가스에 포함되는 원료물질이 기판 표면에서 화학적으로 반응하여 결정층이 형성되도록 한다.
한편, 샤워헤드는 본체와, 챔버 내부를 향하는 본체의 일면에 결합되는 수많은 토출관으로 이루어질 수 있다. 이때, 샤워헤드의 내부로 공급되는 공정가스가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위하여, 수많은 토출관은 본체에 브레이징 결합될 수 있다.
이러한 샤워헤드에 대해서는 "대한민국 등록특허 제10-0731164호;샤워헤드를 구비한 화학기상 증착방법"에 의해 이미 개시된 바 있다. 상기 등록특허에 개시된 샤워헤드는 여러 종류의 가스들이 서로 독립적인 경로를 따라 공급될 수 있도록 그 내부가 다층 구조로 이루어진다.
하지만, 상기 등록특허와 같이 샤워헤드의 내부가 다층 구조로 이루어질 경우, 각각의 플레이트에 수 많은 토출공을 형성하는 공정, 복수의 플레이트에 토출관들을 삽입하는 공정, 토출관들을 각 토출공에 접합하는 공정 등에 의해 샤워헤드가 제조되므로, 샤워헤드의 제조에 따른 공수(工數)가 증가된다. 이와 같이 샤워헤드의 제조 공수 증가되면, 그에 따른 제조시간이 지연될 뿐만 아니라, 제조비용이 증가되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0731164호 (2006. 11. 27. 공개)
본 발명의 목적은 가스를 공급하는 장치 제조의 공수가 감소되도록 한 가스공급유닛 및 이를 이용한 화학기상 증착장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 가스공급유닛은 관 형태로 마련되어 내부로 제 1가스가 공급되는 제 1링, 관 형태로 마련되어 상기 제 1링의 하부에 배치되고, 내부로 제 2가스가 공급되는 제 2링, 상기 제 1가스가 상기 제 1링의 내측으로 분사되도록 상기 제 1링에 결합되는 복수의 제 1분사관 및 상기 제 2가스가 상기 제 2링의 내측으로 분사되도록 상기 제 2링에 결합되는 복수의 제 2분사관을 포함한다.
상기 복수의 제 1분사관은 제 1각도로 상향 경사지도록 상기 제 1링에 결합되며, 상기 복수의 제 2분사관은 제 2각도로 상향 경사지도록 상기 제 2링에 결합될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스공급유닛은 내부에 제 1가스유로가 형성되어 상기 제 1가스유로로 제 1가스가 공급되는 제 1플랜지, 상기 제 1플랜지의 하부 배치되고, 내부에 제 2가스유로가 형성되어 상기 제 2가스유로로 제 2가스가 공급되는 제 2플랜지, 상기 제 1가스가 상기 제 1플랜지의 내측으로 분사되도록 상기 제 1가스유로에 연통되는 복수의 제 1분사관 및 상기 제 2가스가 상기 제 2플랜지의 내측으로 분사되도록 상기 제 2가스유로에 연통되는 복수의 제 2분사관을 포함한다.
상기 제 1가스유로는 상기 제 1플랜지의 하부면으로 개방되고 상기 제 2플랜지의 상부면에 의해 폐쇄되며, 상기 제 2가스유로는 상기 제 2플랜지의 상부면으로 개방되고 상기 제 1플랜지의 하부면에 의해 폐쇄될 수 있다.
상기 가스공급유닛은 상기 제 1플랜지와 상기 제 2플랜지의 사이에 배치되어 상기 제 1가스유로와 상기 제 2가스유로의 기밀을 유지시키는 기밀부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1플랜지와 상기 제 2플랜지는 동심 상에 배치되고, 상기 제 1가스유로는 상기 제 1플랜지의 중심을 기준으로 하여 상기 제 2가스유로의 내측에 배치되며, 상기 기밀부재는 상기 제 1가스유로의 내측에 배치되는 제 1오링, 상기 제 1가스유로와 상기 제 2가스유로의 사이에 배치되는 제 2오링 및 상기 제 2가스유로의 외측에 배치되는 제 3오링을 포함할 수 있다.
상기 가스공급유닛은 상기 제 1플랜지와 상기 제 2플랜지의 내부에 각각 형성되어 냉매가 순환되는 냉매순환로를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 제 1분사관은 제 1각도로 상향 경사지도록 상기 제 1플랜지에 결합되며, 상기 복수의 제 2분사관은 제 2각도로 상향 경사지도록 상기 제 2플랜지에 결합될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 화학기상 증착장치는 공정챔버, 상기 공정챔버의 내부에 배치되어 기판을 지지하는 서셉터 및 상기 공정챔버의 내부로 제 1가스와 제 2가스를 공급하는 공정가스공급유닛을 포함하며, 상기 공정가스공급유닛은 내부에 제 1가스유로가 형성되어 상기 제 1가스유로로 상기 제 1가스가 공급되는 제 1플랜지, 상기 제 1플랜지의 하부 배치되고, 내부에 제 2가스유로가 형성되어 상기 제 2가스유로로 상기 제 2가스가 공급되는 제 2플랜지, 상기 제 1가스가 상기 제 1플랜지의 내측으로 분사되도록 상기 제 1가스유로에 연통되는 복수의 제 1분사관 및 상기 제 2가스가 상기 제 2플랜지의 내측으로 분사되도록 상기 제 2가스유로에 연통되는 복수의 제 2분사관을 포함한다.
상기 제 1가스유로는 상기 제 1플랜지의 하부면으로 개방되고 상기 제 2플랜지의 상부면에 의해 폐쇄되며, 상기 제 2가스유로는 상기 제 2플랜지의 상부면으로 개방되고 상기 제 1플랜지의 하부면에 의해 폐쇄될 수 있다.
상기 공정가스공급유닛은 상기 제 1플랜지와 상기 제 2플랜지의 사이에 배치되어 상기 제 1가스유로와 상기 제 2가스유로의 기밀을 유지시키는 기밀부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1플랜지와 상기 제 2플랜지는 동심 상에 배치되고, 상기 제 1가스유로는 상기 제 1플랜지의 중심을 기준으로 하여 상기 제 2가스유로의 내측에 배치되며, 상기 기밀부재는 상기 제 1가스유로의 내측에 배치되는 제 1오링, 상기 제 1가스유로와 상기 제 2가스유로의 사이에 배치되는 제 2오링 및 상기 제 2가스유로의 외측에 배치되는 제 3오링을 포함할 수 있다.
상기 공정가스공급유닛은 상기 제 1플랜지와 상기 제 2플랜지의 내부에 각각 형성되어 냉매가 순환되는 냉매순환로를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 제 1분사관은 제 1각도로 상향 경사지도록 상기 제 1플랜지에 결합되며, 상기 복수의 제 2분사관은 제 2각도로 상향 경사지도록 상기 제 2플랜지에 결합될 수 있다.
상기 화학기상 증착장치는 상기 공정챔버의 내부에 배치되어 상기 서셉터의 외벽과 상기 공정챔버의 내벽의 사이에 설치되어 상기 공정가스 내부의 폐가스를 배기관으로 안내하는 라이너를 더 포함할 수 있다.
상기 공정가스공급유닛의 외경부에 설치되어 상기 서셉터의 외벽과 상기 공정챔버의 내벽의 사이로 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 가스공급유닛 및 이를 이용한 화학기상 증착장치는 간편하게 가스공급유닛을 제조할 수 있으므로, 설비 투자비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제 1실시예에 따른 가스공급유닛을 간략하게 나타낸 단면도이다.
도 2는 제 2실시예에 따른 가스공급유닛을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 제 2실시예에 따른 가스공급유닛을 도 2에 표기된 I-I'선을 기준으로 절단한 단면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치를 간략하게 나타낸 단면도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 제 1실시예에 따른 가스공급유닛을 간략하게 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제 1실시예에 따른 가스공급유닛(100)은 제 1링(110)과 제 2링(120)을 포함한다. 제 1링(110)과 제 2링(120)은 링 형태의 관으로 마련된다. 제 2링(120)은 제 1링(110)의 하부에 배치될 수 있다.
제 1링(110)과 제 2링(120)에는 제 1가스와 제 2가스를 각각 공급하는 공급관(미도시)이 각각 연결되며, 각 공급관(미도시)에는 가스공급원(미도시)이 연결될 수 있다. 따라서 제 1링(110)의 내부에는 제 1가스가 공급되며, 제 2링(120)의 내부에는 제 2가스가 공급될 수 있다.
한편, 제 1링(110)에는 복수의 제 1분사관(111)이 결합된다. 복수의 제 1분사관(111)은 제 1링(110)의 내부와 연통되어 제 1링(110)의 내부로 공급되는 제 1가스가 제 1링(110)의 내측으로 분사되도록 한다. 제 2링(120)에는 복수의 제 2분사관(121)이 결합된다. 복수의 제 2분사관(121)은 제 2링(120)의 내부와 연통되어 제 2링(120)의 내부로 공급되는 제 2가스가 제 2링(120)의 내측으로 분사되도록 한다.
이때, 복수의 제 1분사관(111)은 제 1각도로 상향 경사지도록 제 1링(110)에 결합되며, 복수의 제 2분사관(121)은 제 2각도로 상향 경사지도록 제 2링(120)에 결합될 수 있다. 이에 따라 제 1가스와 제 2가스는 제 1링(110)과 제 2링(120)의 내측에서 상향 분사된 이후, 제 1링(110)과 제 2링(120)의 내측의 하방으로 공급될 수 있다.
이와 같이 제 1실시예에 따른 가스공급유닛(100)은 그 제조 공수를 줄일 수 있다.
도 2는 제 2실시예에 따른 가스공급유닛을 나타낸 분해 사시도이며, 도 3은 제 2실시예에 따른 가스공급유닛을 도 2에 표기된 I-I'선을 기준으로 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제 2실시예에 따른 가스공급유닛(200)은 제 1플랜지(210) 및 제 2플랜지(220)를 포함한다. 제 1플랜지(210)와 제 2플랜지(210)는 동심 상에 배치될 수 있다. 제 2플랜지(220)는 제 1플랜지(210)의 하부에 배치될 수 있다. 제 1플랜지(210)의 내부에는 제 1가스유로(211)가 형성되며, 제 2플랜지(220)에는 제 2가스유로(221)가 형성된다.
제 1가스유로(211)에는 제 1가스(G1)를 공급하는 제 1공급관(10)이 연결되며, 제 1공급관(10)에는 제 1가스(G1)의 공급원(미도시)이 연결될 수 있다. 또한, 제 2가스유로(221)에는 제 2가스(G2)를 공급하는 제 2공급관(20)이 연결되며, 제 2공급관(20)에는 제 2가스(G2)의 공급원(미도시)이 연결될 수 있다. 따라서 제 1가스유로(211)에는 제 1가스(G1)가 공급되며, 제 2가스유로(221)에는 제 2가스(G2)가 공급될 수 있다.
여기서, 제 1가스유로(211)의 직경은 제 2가스유로(221)보다 그 직경이 더 작을 수 있다. 이때, 제 1가스유로(211)는 제 1플랜지(210)의 하부면으로 개방되며, 제 2가스유로(221)는 제 2플랜지(220)의 상부면으로 개방될 수 있다. 그리고 제 1플랜지(210)와 제 2플랜지(220)가 결합되면, 제 1가스유로(211)는 제 2플랜지(220)의 상부면에 의해 폐쇄되며, 제 2가스유로(221)는 제 1플랜지(210)의 하부면에 의해 폐쇄될 수 있다.
따라서 제 1플랜지(210)와 제 2플랜지(220)의 사이에는 제 1가스유로(211)와 제 2가스유로(221)의 기밀을 유지하는 기밀부재(230)가 설치될 수 있다. 기밀부재(230)는 제 1오링(231), 제 2오링(232) 및 제 3오링(233)을 포함할 수 있다.
제 1가스유로(211)는 제 1플랜지(210)의 중심을 기준으로 하여 제 2가스유로(221)의 내측에 배치될 수 있다. 이에 따라 제 1오링(231)은 제 1가스유로(211)의 내측에 배치될 수 있다. 제 2오링(232)은 제 1가스유로(211)와 제 2가스유로(221)의 사이에 배치될 수 있다. 제 3오링(233)은 제 2가스유로(221)의 외측에 배치될 수 있다.
이와 같이 제 2실시예에 따른 가스공급유닛(200)은 제 1가스유로(211)와 제 2가스유로(221)의 개폐가 가능하도록 구성되므로, 제 1가스유로(211) 및 제 2가스유로(221)의 세정 등과 같은 유지관리의 편의를 제공한다.
한편, 제 1플랜지(210)에는 복수의 제 1분사관(212)이 결합된다. 복수의 제 1분사관(212)은 제 1플랜지(210)의 내부와 연통되어 제 1플랜지(210)의 내부로 공급되는 제 1가스(G1)가 제 1플랜지(210)의 내측으로 분사되도록 한다. 제 2플랜지(220)에는 복수의 제 2분사관(222)이 결합된다. 복수의 제 2분사관(222)은 제 2플랜지(220)의 내부와 연통되어 제 2플랜지(220)의 내부로 공급되는 제 2가스(G2)가 제 2플랜지(220)의 내측으로 분사되도록 한다.
이때, 복수의 제 1분사관(212)은 제 1각도로 상향 경사지도록 제 1플랜지(210)에 결합되며, 복수의 제 2분사관(222)은 제 2각도로 상향 경사지도록 제 2플랜지(220)에 결합될 수 있다. 이에 따라 제 1가스(G1)와 제 2가스(G2)는 제 1플랜지(210)와 제 2플랜지(220)의 내측에서 혼합된 후, 제 1플랜지(210)와 제 2플랜지(220)의 내측 하방으로 공급될 수 있다.
그리고 제 1플랜지(210)와 제 2플랜지(220)의 내부에는 각각 냉매순환로(213, 223)가 형성된다. 냉매순환로(213, 223)에는 냉각수, 냉각가스 등과 같은 냉매가 순환된다. 냉매순환로(213, 223)는 제 1가스(G1)와 제 2가스(G2)가 반응하여 제 1가스유로(211)와 제 2가스유로(221)의 내벽에 증착되는 것이 방지되도록 제 1플랜지(210)와 제 2플랜지(220)가 냉각되도록 한다.
이와 같이 제 2실시예에 따른 가스공급유닛(200)은 그 제조를 위한 공수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 유지관리의 편의를 제공한다.
도 4는 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치를 간략하게 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치(300)는 공정챔버(310)를 포함한다. 공정챔버(310)는 기판(S)의 출입이 가능하도록 상단이 개방되며, 상단부에는 리드(Lid)(311)가 설치된다. 리드(311)는 공정챔버(310)의 평면방향으로 배치되는 회전축(312)을 기준으로 회전되어 개폐된다.
공정챔버(310)의 내부에는 서셉터(320)가 배치된다. 서셉터(320)의 상부면에는 기판홈(321)이 형성되어 적어도 하나의 기판(S)이 지지된다. 서셉터(320)의 내부에는 기판(S)이 공정온도에 도달하도록 하는 히터(322)가 설치될 수 있다. 그리고 서셉터(320)는 기판(S)의 전면적에 대하여 균일한 두께의 결정층이 형성되도록 회전 가능하게 설치될 수 있다.
공정챔버(310)의 하부에는 배기관(314)이 연결되며, 배기관(314)은 도시되지 않은 펌프에 연결된다. 그리고 공정챔버(310)의 내벽과 서셉터(320)의 사이에는 라이너(liner)(330)가 설치될 수 있다. 라이너(330)는 일측이 서셉터(320)의 외벽에 밀착되고 "J" 형태로 연장되어 타측이 공정챔버(310)의 내벽에 밀착된다. 라이너(330)는 공정챔버(310)의 내부에 와류가 발생되는 것을 방지하여 공정챔버(310) 내부의 폐가스가 외부로 원활하게 배출되도록 한다. 또한, 라이너(330)는 공정챔버(310)의 내부에서 폐가스가 확산되는 것을 방지하여 공정챔버(310)의 내벽, 서셉터(320)의 외벽 등에 파티클이 증착되는 것을 방지한다. 이러한 라이너(330)는 공정가스에 반응하지 않는 석영으로 이루어질 수 있다.
한편, 공정챔버(310)의 내부를 향하는 리드(311)의 일면에는 공정챔버(310)의 내부로 공정가스를 공급하는 공정가스공급유닛(200)과 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급유닛(340)이 결합된다. 공정가스공급유닛(200)으로는 상술된 제 1실시에에 따른 가스공급유닛(100), 또는 제 2실시예에 따른 가스공급유닛(200) 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 공정가스공급유닛(200)으로 제 2실시예에 따른 가스공급유닛(200)이 채용된 화학기상 증착장치(300)에 대해 설명하도록 한다. 공정가스공급유닛(200)에 대해서는 제 2실시예에 따른 가스공급유닛(200)과 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략하도록 한다. 따라서 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치(300)에서 사용되는 공정가스공급유닛(200)에 대해서는 상술된 제 2실시예에 따른 가스공급유닛(200)에 대한 설명을 참조하여 이해할 수 있을 것이다.
공정가스공급유닛(200)은 서셉터(320)에 대응되는 영역으로 가스가 공급되도록 설치되고, 퍼지가스공급유닛(340)은 서셉터(320)의 외벽과 공정챔버(310)의 내벽의 사이에 대응되는 영역으로 가스가 공급되도록 설치된다.
이때, 공정가스공급유닛(200)으로 공급되는 제 1가스(G1)로는 암모니아(NH3) 가스 등의 Ⅴ족 가스가 사용될 수 있으며, 공정가스공급유닛(200)으로 공급되는 제 2가스(G2)로는 트리메탈갈륨(Trimethyl-gallium;TMGa), 트리메탈인듐(Trimethyl-Indium;TMI), 트리메탈알루미늄(Trimethyl-aluminium;TMA) 등의 Ⅲ족 가스가 사용될 수 있다. 이러한 제 1가스(G1)와 제 2가스(G2)는 결정층을 형성하기 위한 공정가스로 사용된다.
퍼지가스공급유닛(340)은 공정가스공급유닛(200)의 외경부에 배치된다. 퍼지가스공급유닛(340)은 제 3플랜지(341)를 포함한다. 제 3플랜지(341)의 내부에는 퍼지가스유로(342)가 형성되며, 공정챔버(310)의 하부로 개방되는 복수의 토출공(343)이 형성된다. 그리고 제 3플랜지(341)의 내부에는 냉매가 순환되는 냉매순환로(345)가 형성될 수 있다. 이러한 퍼지가스공급유닛(340)은 라이너(330)를 향해 퍼지가스를 분사하여 제 1가스(G1)와 제 2가스(G2)가 공정챔버(310)의 내벽으로 향하는 것을 방지한다. 퍼지가스로는 질소(N2) 가스 등과 같은 불활성 가스가 사용될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치의 동작에 대하여 설명하도록 한다.
먼저, 공정챔버(310)가 개방되고, 적어도 하나의 기판(S)이 공정챔버(310)의 내부로 반입된다. 적어도 하나의 기판(S)은 서셉터(320)에 지지되고 공정챔버(310)는 폐쇄된다.
펌프(미도시)는 배기관(314)을 통해 공정챔버(310)의 배기를 수행한다. 이에 따라 공정챔버(310)의 내부에는 상부에서 하부로 흐르는 기류가 형성된다. 또한, 기판(S)이 공정온도에 도달할 수 있도록 히터(322)는 기판(S)을 가열한다. 이와 함께, 적어도 하나의 기판(S)의 전면적에 균일한 결정층이 형성될 수 있도록 서셉터(320)는 회전된다.
계속해서, 공정가스공급유닛(200)은 공정가스를 공정챔버(310)의 내부로 공급하며, 퍼지가스공급유닛(340)은 퍼지가스를 공정챔버(310)의 내부로 공급한다.
즉, 제 1가스(G1)는 제 1가스유로(211)로 공급되며, 제 2가스(G2)는 제 2가스유로(221)로 공급된다. 제 1가스(G1)는 복수의 제 1분사관(212)을 통해 제 1플랜지(210)의 내측으로 분사되며, 제 2가스(G2)는 복수의 제 2분사관(222)을 통해 제 2플랜지(220)의 내측으로 분사된다. 이때, 제 1가스(G1)와 제 2가스(G2)는 제 1각도와 제 2각도로 상향 분사된다.
상술한 바와 같이, 공정챔버(310)의 내부는 상부에서 하부로 향하는 기류가 형성되므로, 제 1플랜지(210) 및 제 2플랜지(220)의 내측으로 분사된 제 1가스(G1)와 제 2가스(G2)는 공정챔버(310)의 내부 기류를 따라 기판(S)으로 낙하된다.
이와 같이 제 1가스(G1)와 제 2가스(G2)가 기판(S)으로 공급됨에 따라, 공정온도로 가열된 기판(S) 상에서 제 1가스(G1)와 제 2가스(G2)가 반응하여 결정층이 형성된다.
이와 함께, 퍼지가스는 퍼지가스유로(342)로 공급된다. 퍼지가스는 복수의 토출공(343)을 통해 공정챔버(310)의 내벽과 서셉터(320)의 외벽의 사이로 분사된다. 퍼지가스는 폐가스가 공정챔버(310) 내부로 확산되는 것을 방지하고, 라이너(330)를 따라 배기관(314)으로 배출되도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가스공급유닛 및 이를 이용한 화학기상 증착장치는 가스공급유닛의 공수를 줄일 수 있으므로, 제조시간 및 제조단가가 절감된 장비를 이용하여 기판에 결정층을 형성하는 공정을 수행할 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.
S : 기판 10 : 제 1공급관
20 : 제 2공급관 100, 200 : 가스공급유닛
110 : 제 1링 111 : 제 1분사관
120 : 제 2링 121 : 제 2분사관
210 : 제 1플랜지 211 : 제 1가스유로
212 : 제 1분사관 220 : 제 2플랜지
221 : 제 2가스유로 222 : 제 2분사관
213, 223 : 냉매순환로 230 : 기밀부재
231 : 제 1오링 232 : 제 2오링
233 : 제 3오링 300 : 화학기상 증착장치
310 : 공정챔버 320 : 서셉터
330 : 라이너 340 : 퍼지가스공급유닛

Claims (16)

  1. 관 형태로 마련되어 내부로 제 1가스가 공급되는 제 1링;
    관 형태로 마련되어 상기 제 1링의 하부에 배치되고, 내부로 제 2가스가 공급되는 제 2링;
    상기 제 1가스가 상기 제 1링의 내측으로 분사되도록 상기 제 1링에 결합되는 복수의 제 1분사관;및
    상기 제 2가스가 상기 제 2링의 내측으로 분사되도록 상기 제 2링에 결합되는 복수의 제 2분사관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 제 1분사관은 제 1각도로 상향 경사지도록 상기 제 1링에 결합되며,
    상기 복수의 제 2분사관은 제 2각도로 상향 경사지도록 상기 제 2링에 결합되는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
  3. 내부에 제 1가스유로가 형성되어 상기 제 1가스유로로 제 1가스가 공급되는 제 1플랜지;
    상기 제 1플랜지의 하부 배치되고, 내부에 제 2가스유로가 형성되어 상기 제 2가스유로로 제 2가스가 공급되는 제 2플랜지;
    상기 제 1가스가 상기 제 1플랜지의 내측으로 분사되도록 상기 제 1가스유로에 연통되는 복수의 제 1분사관;및
    상기 제 2가스가 상기 제 2플랜지의 내측으로 분사되도록 상기 제 2가스유로에 연통되는 복수의 제 2분사관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1가스유로는 상기 제 1플랜지의 하부면으로 개방되고 상기 제 2플랜지의 상부면에 의해 폐쇄되며,
    상기 제 2가스유로는 상기 제 2플랜지의 상부면으로 개방되고 상기 제 1플랜지의 하부면에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1플랜지와 상기 제 2플랜지의 사이에 배치되어 상기 제 1가스유로와 상기 제 2가스유로의 기밀을 유지시키는 기밀부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1플랜지와 상기 제 2플랜지는 동심 상에 배치되고, 상기 제 1가스유로는 상기 제 1플랜지의 중심을 기준으로 하여 상기 제 2가스유로의 내측에 배치되며,
    상기 기밀부재는
    상기 제 1가스유로의 내측에 배치되는 제 1오링;
    상기 제 1가스유로와 상기 제 2가스유로의 사이에 배치되는 제 2오링;및
    상기 제 2가스유로의 외측에 배치되는 제 3오링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 제 1플랜지와 상기 제 2플랜지의 내부에 각각 형성되어 냉매가 순환되는 냉매순환로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 제 1분사관은 제 1각도로 상향 경사지도록 상기 제 1플랜지에 결합되며,
    상기 복수의 제 2분사관은 제 2각도로 상향 경사지도록 상기 제 2플랜지에 결합되는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
  9. 공정챔버;
    상기 공정챔버의 내부에 배치되어 기판을 지지하는 서셉터;및
    상기 공정챔버의 내부로 제 1가스와 제 2가스를 공급하는 공정가스공급유닛;을 포함하며,
    상기 공정가스공급유닛은
    내부에 제 1가스유로가 형성되어 상기 제 1가스유로로 상기 제 1가스가 공급되는 제 1플랜지;
    상기 제 1플랜지의 하부 배치되고, 내부에 제 2가스유로가 형성되어 상기 제 2가스유로로 상기 제 2가스가 공급되는 제 2플랜지;
    상기 제 1가스가 상기 제 1플랜지의 내측으로 분사되도록 상기 제 1가스유로에 연통되는 복수의 제 1분사관;및
    상기 제 2가스가 상기 제 2플랜지의 내측으로 분사되도록 상기 제 2가스유로에 연통되는 복수의 제 2분사관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1가스유로는 상기 제 1플랜지의 하부면으로 개방되고 상기 제 2플랜지의 상부면에 의해 폐쇄되며,
    상기 제 2가스유로는 상기 제 2플랜지의 상부면으로 개방되고 상기 제 1플랜지의 하부면에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 공정가스공급유닛은
    상기 제 1플랜지와 상기 제 2플랜지의 사이에 배치되어 상기 제 1가스유로와 상기 제 2가스유로의 기밀을 유지시키는 기밀부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1플랜지와 상기 제 2플랜지는 동심 상에 배치되고, 상기 제 1가스유로는 상기 제 1플랜지의 중심을 기준으로 하여 상기 제 2가스유로의 내측에 배치되며,
    상기 기밀부재는
    상기 제 1가스유로의 내측에 배치되는 제 1오링;
    상기 제 1가스유로와 상기 제 2가스유로의 사이에 배치되는 제 2오링;및
    상기 제 2가스유로의 외측에 배치되는 제 3오링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  13. 제 9항에 있어서, 상기 공정가스공급유닛은
    상기 제 1플랜지와 상기 제 2플랜지의 내부에 각각 형성되어 냉매가 순환되는 냉매순환로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 복수의 제 1분사관은 제 1각도로 상향 경사지도록 상기 제 1플랜지에 결합되며,
    상기 복수의 제 2분사관은 제 2각도로 상향 경사지도록 상기 제 2플랜지에 결합되는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  15. 제 9항에 있어서, 상기 공정챔버의 내부에 배치되어 상기 서셉터의 외벽과 상기 공정챔버의 내벽의 사이에 설치되어 상기 공정가스 내부의 폐가스를 배기관으로 안내하는 라이너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 공정가스공급유닛의 외경부에 설치되어 상기 서셉터의 외벽과 상기 공정챔버의 내벽의 사이로 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
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