KR20140069996A - Chemical vapor deposition apparatus having inner chamber for preventing contamination of process chamber wall - Google Patents

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변철수
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한국생산기술연구원
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Abstract

According to the present invention, a chemical vapor deposition apparatus includes: a reaction chamber (110) to provide a reaction space therein; a substrate support (140) installed in the reaction chamber (110) to place a substrate (130) thereon; an inner chamber (210) installed to cover the substrate support from the top in a state spaced apart from the substrate support (140) by the shape having the opened lower portion and convexed in the upward direction, which has a plurality of penetration holes (211) having diameters ranging from 0.2-1.0 mm on the wall, and which has an opening portion on the upper portion facing the substrate support (140); a confinement gas injection unit (2) to supply the confinement gas to a space between the inner chamber (210) and the reaction chamber (110); and a shower head (222) installed to block the opening portion of the inner chamber (210) to supply a process gas into the inner chamber (210) in a direction towards the substrate support (140) from top to bottom. According to the present invention, the contamination caused by the deposition on unwanted area as experienced in the conventional apparatus does not occur because the process is not contacted with the inner surface of the reaction chamber. A process delay caused by cleaning does not occur because the inner chamber can be separated and replaced. Also, unnecessary consumption of process gas can be avoided since the range of process gas activation is limited to the area close to the substrate. The inner chamber minimizes the bad influence caused by the instability of the boundary between the process gas and the confinement gas.

Description

반응챔버의 내면 오염방지를 위한 내부챔버를 가지는 화학기상증착장치{Chemical vapor deposition apparatus having inner chamber for preventing contamination of process chamber wall}[0001] The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus having an inner chamber for preventing contamination of an inner surface of a reaction chamber,

본 발명은 화학기상증착장치에 관한 것으로서, 특히 반응챔버의 내면이 오염되는 것을 방지할 수 있도록 반응챔버의 내부에 내부챔버가 설치되는 화학기상증착장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus, and more particularly, to a chemical vapor deposition apparatus in which an inner chamber is provided inside a reaction chamber to prevent contamination of an inner surface of the reaction chamber.

종래의 화학기상장치는 반응챔버의 내부로 유입되는 공정기체가 반응챔버의 내면이나 샤워헤드 등에 원하지 않게 증착되는 문제가 발생한다. 이렇게 원하지 않게 증착되어 형성된 막은 나중에 반복적인 열팽창과 수축 등 여러 가지 이유로 인해서 증착되었던 부분에서 탈리되어 반응챔버의 내부를 오염시키는 오염원으로 작용한다. 기판에 증착되는 박막이 이러한 오염원에 의하여 오염되면 생산수율이 크게 저하되어 매우 바람직하지 못하다. The conventional chemical vapor deposition apparatus has a problem that the process gas introduced into the reaction chamber is undesirably deposited on the inner surface of the reaction chamber, the shower head, or the like. The film formed by undesirably depositing is desorbed at a portion where the deposition was later due to various reasons such as repeated thermal expansion and contraction, and thus acts as a contamination source for contaminating the inside of the reaction chamber. If the thin film deposited on the substrate is contaminated by such a contamination source, the yield of production is significantly lowered, which is highly undesirable.

도 1은 종래의 화학기상증착장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 박막(50)은 공정기체 주입부(21)를 통하여 주입되는 공정기체(1)가 반응챔버(10)의 상부에 설치되는 샤워헤드(22)를 통하여 균일하게 밑으로 분사되어 기판지지대(40) 상에 올려 놓인 기판(30)에 증착됨으로써 형성된다. 설명되지 않은 참조번호 60은 챔버 배기부를 나타낸 것이다. 1 is a view for explaining a conventional chemical vapor deposition apparatus. 1, a thin film 50 is formed by injecting a process gas 1 injected through a process gas injection unit 21 uniformly downward through a showerhead 22 installed on an upper part of a reaction chamber 10, And is deposited on a substrate 30 placed on a substrate support 40. An unillustrated reference numeral 60 denotes the chamber exhaust.

상술한 종래의 화학기상증착장치는, 샤워헤드(22)를 통하여 분사되는 공정기체가 반응챔버(10)의 내부 전체로 퍼지면서 반응챔버(10)의 내면이나 샤워헤드(22) 등에 원하지 않게 오염입자(51)로서 증착되기 때문에 이러한 오염입자(51)에 의해 생산수율 및 공정 신뢰성이 크게 저하되는 문제점을 갖는다. The above-described conventional chemical vapor deposition apparatus is capable of preventing the process gas injected through the showerhead 22 from spreading to the entire interior of the reaction chamber 10 and undesirably contaminating the inner surface of the reaction chamber 10 or the showerhead 22, There is a problem that the production yield and the process reliability are significantly lowered by the contaminated particles 51 because the particles 51 are deposited.

증착되었던 오염입자(51)의 탈리에 의하여 공정에 악영향이 미치는 것을 방지하기 위하여 반응챔버(10)의 내부를 자주 세정해주어야 하는데, 이 때 반응챔버(10)의 내부 구석구석을 잦은 세정한다는 것이 그리 쉬운 일이 아니며 이러한 잦은 세정으로 인하여 공정이 지연되는 문제도 간과할 수 없다. It is necessary to frequently clean the inside of the reaction chamber 10 in order to prevent adverse influence on the process due to the desorption of the deposited contaminant particles 51. In this case, frequent cleaning of the inner corners of the reaction chamber 10 It is not easy, and the problem of delaying the process due to frequent cleaning can not be overlooked.

그리고 공정기체가 반응챔버(10)의 쓸모없는 가장자리 및 구석구석까지 퍼지기 때문에 고가의 공정기체가 많이 소모되어 생산비용 측면에서도 바람직하지 않다. Since the process gas spreads to the useless edges and corners of the reaction chamber 10, a lot of expensive process gas is consumed, which is not preferable from the viewpoint of production cost.

또한 반응챔버(10)의 가장자리나 구석이 중심부와 온도차가 나기 때문에 반응챔버(10) 내에 대류현상이 발생하여 공정기체(1)의 흐름이 일정치 않기에 박막(50)이 기판(30) 전체에 균일하게 증착되지 않는 경향이 있고, 앞서 말한 오염입자(51)가 이러한 대류에 의해 순환됨으로써 입자 오염이 더욱 심화되는 문제가 생긴다.
The convection phenomenon occurs in the reaction chamber 10 because the edge or corner of the reaction chamber 10 has a temperature difference from the center portion so that the flow of the process gas 1 is not constant, And the above-mentioned contaminant particles 51 are circulated by this convection, resulting in a problem that particle contamination is further intensified.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 반응챔버 내에 내부챔버를 설치하여 공정기체가 반응챔버의 내면에 닿지 않도록 하고, 경우에 따라서는 내부챔버만을 분리하여 교체할 수 있도록 함으로써 세정에 따른 공정지연이 발생하지 않도록 하며, 공정기체의 활동범위가 기판 부근에 국한되도록 최소화시켜 공정기체가 쓸모없이 소비되지 않도록 하고, 반응챔버 내에서의 원하지 않는 대류현상을 최소화시킬 수 있도록 하는 화학기상증착장치를 제공하는 데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an internal chamber in a reaction chamber so that the process gas does not contact the inner surface of the reaction chamber, and in some cases, And minimizing the activity range of the process gas to be localized in the vicinity of the substrate so that the process gas is not consumed unnecessarily and minimizing an undesirable convection phenomenon in the reaction chamber There is.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 화학기상증착장치는, According to an aspect of the present invention, there is provided a chemical vapor deposition apparatus comprising:

내부에 반응공간을 제공하는 반응챔버;A reaction chamber for providing a reaction space therein;

기판을 올려놓을 수 있도록 상기 반응챔버 내에 설치되는 기판지지대;A substrate support installed in the reaction chamber to mount the substrate thereon;

하부가 개방되고 위로 볼록한 형태를 하여 상기 기판지지대와 이격된 상태에서 상기 기판지지대를 위에서 덮도록 설치되며, 벽에는 0.2~1.0mm의 직경을 가지는 복수개의 관통공이 형성되고, 상기 기판지지대를 바라보는 윗부분에는 개방부가 형성되는 내부챔버; A plurality of through holes having a diameter of 0.2 to 1.0 mm are formed on the wall so as to cover the substrate support in a state where the substrate is supported on the substrate in a state where the substrate is supported on the substrate in a state where the substrate is supported on the substrate, An inner chamber having an opening formed at an upper portion thereof;

상기 내부챔버와 상기 반응챔버 사이의 공간에 가둠기체를 공급하도록 상기 반응챔버에 설치되는 가둠기체 주입부; 및 A gas injection unit installed in the reaction chamber to supply a space gas between the inner chamber and the reaction chamber; And

상기 내부챔버의 내부로 상기 기판지지대를 향하여 위에서 밑으로 공정기체를 공급하도록 상기 내부챔버의 개방부를 막으면서 설치되는 샤워헤드;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. And a shower head installed inside the inner chamber while closing the opening of the inner chamber to supply process gas from the top to the bottom of the substrate support.

상기 내부챔버의 하부 테두리는 상기 반응챔버의 저면에 놓이도록 설치될 수 있다. 또는 상기 반응챔버의 내측면 둘레를 따라 링 형상으로 안쪽으로 돌출되도록 내부챔버 받침대가 설치되고, 상기 내부챔버의 하부 테두리는 상기 내부챔버 받침대에 놓이도록 설치될 수 있다. 이 때 상기 내부챔버는 상기 내부챔버 및 상기 내부챔버 받침대에서 분리 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. The lower rim of the inner chamber may be installed on the bottom of the reaction chamber. Or an inner chamber support may be installed so as to protrude inwardly in a ring shape along the inner periphery of the reaction chamber, and a lower rim of the inner chamber may be installed in the inner chamber support. Wherein the inner chamber is detachably installed in the inner chamber and the inner chamber support.

상기 내부챔버의 하부 테두리가 끼워질 수 있도록 상기 내부챔버 받침대의 윗면에 내부챔버 결합홈이 형성되는 것이 바람직하다. And an inner chamber coupling groove is formed on the upper surface of the inner chamber supporter so that a lower rim of the inner chamber can be fitted.

상기 내부챔버 받침대에 복수개의 관통공이 형성되는 것이 바람직하다. And a plurality of through holes may be formed in the inner chamber pedestal.

상기 내부챔버 받침대에 형성되는 관통공은 상기 내부챔버에 형성되는 관통공보다 크기가 작은 것이 바람직하다. And the through-holes formed in the inner chamber pedestal are smaller than the through-holes formed in the inner chamber.

상기 가둠기체 주입부를 통하여 상기 가둠기체가 공급되는 동안에 상기 내부챔버의 내부압력이 상기 내부챔버의 외부압력보다 낮게 유지되도록, 상기 가둠기체 주입부를 통한 가둠기체의 공급과 상기 샤워헤드를 통한 공정기체의 공급을 연동 제어하는 제어수단이 포함되는 것이 바람직하다. The supply of the confining gas through the confined gas injection portion and the supply of the confining gas through the showerhead and the supply of the processing gas through the showerhead are performed such that the inner pressure of the inner chamber is maintained below the pressure of the inner chamber during the supply of the confining gas through the confined gas injection portion. It is preferable that control means for interlocking and controlling supply is included.

상기 내부챔버는 측벽과 천정으로 구분될 수 있고, 이 때 상기 내부챔버의 천정에 형성되는 관통공은 상기 내부챔버의 측벽에 형성되는 관통공보다 크기가 작은 것이 바람직하다. The inner chamber may be divided into a side wall and a ceiling. Preferably, the through-hole formed in the ceiling of the inner chamber is smaller than the through-hole formed in the side wall of the inner chamber.

상기 기판의 출입통로서의 기판 출입구가 상기 내부챔버 받침대보다 아래에 위치하여 상기 반응챔버의 측벽에 설치되는 것이 바람직하다. And a substrate entry port as an entry / exit passage of the substrate is located below the inner chamber pedestal and is installed on a side wall of the reaction chamber.

상기 기판지지대는 하강 시에는 상기 기판 출입구보다 같거나 낮은 위치까지 도달하고, 승강 시에는 상기 내부챔버 받침대보다 높은 위치까지 도달하도록 승하강 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. The substrate support is preferably installed so as to be able to move up and down to reach a position that is equal to or lower than the substrate entrance when the substrate is lowered and reaches a position higher than the inner chamber support when the substrate is raised or lowered.

상기 내부챔버의 개방부 입구 부근 둘레를 따라 단턱부가 형성되고, 상기 샤워헤드는 옆으로 움직이지 못하도록 상기 단턱부에 걸리게 설치되는 것이 바람직하다.
Preferably, a stepped portion is formed along the periphery of the opening of the inner chamber, and the shower head is installed on the stepped portion so as not to move sideways.

본 발명에 의하면, 공정기체가 반응챔버의 내면에 닿지 않기 때문에 종래와 같이 원하지 않는 부위의 증착에 의한 오염원이 발생하지 않는다. 그리고 내부챔버만을 분리하여 교체할 수 있기 때문에 세정에 따른 공정지연이 발생하지 않는다. 또한 공정기체의 활동범위가 기판 부근에 국한되므로 공정기체가 쓸모없이 소비되는 것을 방지할 수 있다. 공정기체와 가둠기체의 경계면이 불안정함에 따른 악영향이 내부챔버에 의해 최소화된다. According to the present invention, since the process gas does not touch the inner surface of the reaction chamber, a source of contamination due to deposition of an undesired portion does not occur as in the prior art. Also, since the inner chamber can be separated and replaced, the process delay due to the cleaning does not occur. In addition, since the range of operation of the process gas is limited to the vicinity of the substrate, it is possible to prevent the process gas from being consumed unnecessarily. The adverse effect of the unstable interface between the process gas and the confining gas is minimized by the inner chamber.

도 1은 종래의 화학기상증착장치를 설명하기 위한 도면;
도 2는 본 발명에 따른 화학기상증착장치의 개념을 설명하기 위한 도면;
도 3은 본 발명에 따른 화학기상증착장치를 설명하기 위한 도면;
도 4는 도 3의 A 부분의 확대도;
도 5는 도 3의 B 부분의 확대도이다. 1 is a view for explaining a conventional chemical vapor deposition apparatus;
2 is a view for explaining a concept of a chemical vapor deposition apparatus according to the present invention;
3 is a view for explaining a chemical vapor deposition apparatus according to the present invention;
4 is an enlarged view of a portion A in Fig. 3;
5 is an enlarged view of a portion B in Fig.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are merely provided to understand the contents of the present invention, and those skilled in the art will be able to make many modifications within the technical scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to these embodiments.

도 2는 본 발명에 따른 화학기상증착장치의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면 공정기체 주입부(221)를 통하여 주입되는 공정기체(1)는 반응챔버(110)의 내부 전체로 확산되지 않고 가둠기체 주입부(215)를 통하여 주입되는 가둠기체(2)에 의해 경계면(3)을 형성하고 기판지지대(140)가 있는 가운데 부분에만 존재하게 된다. 2 is a view for explaining the concept of a chemical vapor deposition apparatus according to the present invention. 2, the process gas 1 injected through the process gas injecting unit 221 is injected into the confined gas 2 injected through the confined gas injecting unit 215 without being diffused into the entire inside of the reaction chamber 110, To form the interface 3 and to be present only in the middle portion where the substrate support 140 is present.

공정기체(1)는 막 형성에 직접 관여하는 원료기체를 말하는 것으로서, 증착대상물인 기판(130) 뿐만 아니라 반응챔버(110)의 내벽 및 기판지지대(140)의 구석진 부분에도 증착되는 경향이 있다. 반면에 가둠기체(2)는 자체적으로 분해되거나 부산물을 만들기 어려운 기체상태의 물질로서 박막 증착에 실질적으로 관여하지 않는 것을 말한다. 예컨대 Ar, N2, H2, O2 등을 들 수 있다. 공정기체(1)는 반응챔버(110)의 천정 중앙에서 공급되고 가둠기체(1)는 반응챔버(110)의 천정 중앙에서 벗어난 위치에서 공급되기 때문에 공정기체(2)가 기판지지대(140)가 있는 가운데 부분에 몰려서 존재하게 되는 것이다. 설명되지 않은 참조번호 160은 챔버 배기부를 나타낸 것이다. The process gas 1 refers to a raw material gas directly involved in film formation and tends to be deposited not only on the substrate 130 as the deposition target but also on the inner wall of the reaction chamber 110 and the corner portions of the substrate support 140. On the other hand, the capping gas 2 is a gaseous substance which is difficult to decompose on its own or make byproducts, and does not substantially participate in thin film deposition. For example, Ar, N2, H2, O2 and the like. Since the process gas 1 is supplied at the center of the ceiling of the reaction chamber 110 and the processing gas 2 is supplied to the substrate support 140 because the substrate 1 is supplied at a position deviated from the center of the ceiling of the reaction chamber 110 It is in the middle of the middle. An unillustrated reference numeral 160 denotes the chamber exhaust.

그러나 공정기체(1)와 가둠기체(2)의 상호확산억제로 형성된 경계면(3)은 공정기체(1)나 가둠기체(2)의 유량변화나 반응챔버(110) 내부의 대류에 의해 교란되기 쉽다. 이는 높은 정밀도 및 균일도가 요구되는 화학기상증착 공정에 바람직하지 않은 것이다. 따라서 본 발명은 공정기체(1)와 가둠기체(2)의 경계면(3)을 안정적으로 유지시킬 수 있는 보조수단으로서 도 3에서와 같이 내부챔버(210)를 포함하는 것을 특징으로 한다.   However, the interface 3 formed by inhibiting the mutual diffusion of the process gas 1 and the confinement gas 2 is disturbed by the flow rate change of the process gas 1 or the confinement gas 2 or the convection inside the reaction chamber 110 easy. Which is undesirable for chemical vapor deposition processes requiring high precision and uniformity. Therefore, the present invention is characterized in that it includes the inner chamber 210 as shown in FIG. 3 as an auxiliary means for stably maintaining the interface 3 between the process gas 1 and the confined gasket 2.

도 3은 본 발명에 따른 화학기상증착장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 A 부분의 확대도이고, 도 5는 도 3의 B 부분의 확대도이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 반응챔버(10)의 내부는 반응공간을 제공하며, 이러한 반응공간에 기판지지대(140)가 설치된다. 기판(130)은 반응챔버(110)의 측면에 설치되는 기판 출입구(115)를 통하여 반응챔버(110)의 내외부로 출입되며, 기판 출입구(115)를 통하여 반응챔버(110)의 내부로 반입된 기판(130)은 기판지지대(140) 상에 올려 놓여진다. FIG. 3 is a view for explaining a chemical vapor deposition apparatus according to the present invention, FIG. 4 is an enlarged view of a portion A of FIG. 3, and FIG. 5 is an enlarged view of a portion B of FIG. Referring to FIGS. 3 to 5, the interior of the reaction chamber 10 provides a reaction space, and a substrate support 140 is installed in the reaction space. The substrate 130 is introduced into and out of the reaction chamber 110 through the substrate entrance 115 provided on the side of the reaction chamber 110 and is introduced into the reaction chamber 110 through the substrate entrance 115 The substrate 130 is placed on the substrate support 140.

내부챔버 받침대(220)는 반응챔버(10)의 내측면 둘레를 따라 링형상으로 안쪽으로 돌출되도록 기판 출입구(115)보다 위에 설치된다. 내부챔버(210)는 하부가 개방되고 위로 볼록한 형태를 하며 기판지지대(140)와 이격된 상태에서 기판지지대(140)를 위에서 덮도록 설치된다. 이를 위해서 내부챔버(210)의 하부 테두리가 내부챔버 받침대(220)에 놓이도록 설치된다. 내부챔버 받침대(220)가 설치되지 않는 경우에는 내부챔버(210)의 하부 테두리가 반응챔버(115)의 저면에 놓이도록 설치될 것이다. The inner chamber supporter 220 is installed above the substrate entrance 115 so as to protrude inwardly in a ring shape along the inner periphery of the reaction chamber 10. The inner chamber 210 is installed so as to cover the substrate support 140 in a state where the inner chamber 210 has an open bottom and an upward convex shape and is spaced apart from the substrate support 140. To this end, a lower edge of the inner chamber 210 is installed in the inner chamber pedestal 220. If the inner chamber pedestal 220 is not installed, the lower edge of the inner chamber 210 will be installed on the bottom of the reaction chamber 115.

내부챔버(210)의 벽에는 0.2~1.0 mm의 직경을 가지는 복수개의 관통공(211)이 형성되고, 내부챔버(210)의 벽 중에서 기판지지대(140)를 바라보는 윗부분에는 샤워헤드(222)가 놓일 수 있도록 개방부가 형성된다. A plurality of through holes 211 having a diameter of 0.2 to 1.0 mm are formed in the wall of the inner chamber 210. A shower head 222 is mounted on the upper portion of the walls of the inner chamber 210, The opening portion is formed.

내부챔버(210)는 측벽과 천정으로 구분될 수 있는데, 내부챔버(210)의 벽이 종처럼 완만하게 경사져서 이러한 측벽과 천정의 구분이 모호할 수도 있고, 도면에 도시된 바와 같이 원통 형상을 하여 측벽과 천정의 구분이 명확할 수도 있다. 관통공(211)은 내부챔버(210)의 측벽 뿐만 아니라 천정에도 형성될 수 있는데, 이 경우 천정에 형성되는 관통공은 측벽에 형성되는 관통공보다 크기가 작은 것이 바람직하다. The inner chamber 210 can be divided into a sidewall and a ceiling. The wall of the inner chamber 210 may be gently sloped like a sphere, so that the separation of the sidewall and the ceiling may be ambiguous, So that the distinction between the side wall and the ceiling may be clear. The through holes 211 may be formed in the ceiling as well as the side walls of the inner chamber 210. In this case, the through holes formed in the ceiling are preferably smaller than the through holes formed in the side walls.

내부챔버(210) 뿐만 아니라 내부챔버 받침대(220)에도 복수개의 관통공(311)이 형성될 수 있다. 내부챔버 받침대(220)에 형성되는 관통공(311)은 내부챔버(210)에 형성되는 관통공보다 크기가 작은 것이 바람직하다. A plurality of through holes 311 may be formed in the inner chamber support 220 as well as the inner chamber 210. The through-holes 311 formed in the inner chamber supporter 220 are preferably smaller than the through-holes formed in the inner chamber 210.

관통공(211, 311)의 크기가 어느 정도 작아야 가둠기체(2)가 내부챔버(210)의 밖에서 안으로 유입될 때 저항성을 가지게 되어 결과적으로 내부챔버(210) 밖의 압력이 내부챔버(21) 안의 압력보다 높게 되기 때문에 가둠기체(2)는 물론 내부챔버(210) 안에 있는 공정기체(1)가 내부챔버(210)의 밖으로 역류되지 않게 된다. 이를 위해 본 발명은 상기와 같이 관통공(211, 311)의 적정 직경을 제시하는 것이다. The size of the through holes 211 and 311 must be small enough to resist the inflow of the substrate 2 into the inside of the inner chamber 210, The process gas 1 in the inner chamber 210 as well as the cap body 2 is prevented from flowing back out of the inner chamber 210. [ To this end, the present invention proposes an appropriate diameter of the through holes 211 and 311 as described above.

가둠기체 주입부(2)를 통해서 가둠기체가 공급되는 동안에 내부챔버(210)의 내부압력이 내부챔버(210)의 외부압력보다 낮게 유지되도록 하는 것이 바람직하므로, 이를 위하여 가둠기체 주입부(2)를 통한 가둠기체의 공급과 샤워헤드(222)를 통한 공정기체의 공급을 연동 제어하는 제어수단(미도시)이 설치되는 것이 바람직하다. It is preferable that the inner pressure of the inner chamber 210 is kept lower than the outer pressure of the inner chamber 210 while the capping gas is supplied through the capping gas injection unit 2. For this, (Not shown) for interlocking control of the supply of the cover gas through the shower head 222 and the supply of the process gas through the shower head 222 is preferably provided.

내부챔버 받침대(220)보다 기판 출입구(115)가 위에 있으면 기판 출입구(115)를 통하여 기판(130)이 출입할 때에 내부챔버(210)가 장애물로서 작용하기 때문에 내부챔버(210)를 제거한 후가 아니면 기판(130)의 출입이 사실상 불가능하다. 따라서 본 발명에서와 같이 내부챔버 받침대(220)는 기판 출입구(115)보다 위쪽에 설치되는 것이 바람직하다. When the substrate inlet 115 is located above the inner chamber support 220, the inner chamber 210 acts as an obstacle when the substrate 130 enters and exits through the substrate entrance 115, Otherwise, it is practically impossible to move the substrate 130 in and out. Therefore, as in the present invention, it is preferable that the inner chamber pedestal 220 is installed above the substrate entrance 115.

기판지지대(140)는 하강 시에는 기판 출입구(115)보다 같거나 낮은 위치까지 도달하고, 승강 시에는 내부챔버 받침대(220)보다 높은 위치까지 도달하도록 승하강 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 그래야 기판지지대(140)를 기판 출입구(115)와 비슷하거나 약간 낮은 위치까지 하강시켜 기판(130)을 탑재시킨 후에 기판지지대(140)를 상승시켜 기판지지대(140)가 내부챔버(210) 안에 위치하도록 할 수 있기 때문이다. It is preferable that the substrate support 140 is installed so as to be able to move upward and downward to reach a position that is equal to or lower than the substrate entrance 115 at the time of descent and reach a position higher than the inner chamber support 220 at the time of ascending and descending. The substrate support 140 is lowered to a position slightly lower than the substrate entrance 115 to mount the substrate 130 and then the substrate support 140 is raised so that the substrate support 140 is positioned inside the inner chamber 210 This is because we can do it.

반응챔버(110)에는 내부챔버(210)와 반응챔버(110) 사이의 공간에 가둠기체를 공급하도록 가둠기체 주입부(215)가 설치된다. 가둠기체 주입부(215)는 반응챔버(110)의 천정 중심에서 어느 한 곳으로 치우치지 않도록 반응챔버(110)의 천정에 설치되는 것이 바람직하다. 그래야 내부챔버(210)를 가운데 두고 사방에서 균일하게 내부챔버(210) 내부로 가둠기체에 의한 압력이 작용하기 때문이다. The reaction chamber 110 is provided with a cover gas injection unit 215 for supplying a cover gas to the space between the inner chamber 210 and the reaction chamber 110. It is preferable that the capping gas injection unit 215 is installed on the ceiling of the reaction chamber 110 so as not to be deviated from the center of the ceiling of the reaction chamber 110. This is because the pressure due to the capping gas acts inside the inner chamber 210 uniformly in all directions while centering the inner chamber 210.

공정기체 주입수단(220)은 내부챔버(210)의 내부에 공정기체를 공급하도록 설치되는데, 샤워헤드(222)와 공정기체 주입부(221)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 공정기체 주입부(221)는 샤워헤드(222)에 공정기체를 공급하기 위한 것으로서 반응챔버(110)를 통하여 샤워헤드(222)에 연결되도록 설치되며, 샤워헤드(222)는 공정기체 주입부(221)를 통하여 공급받은 공정기체를 기판(130)을 향하여 넓은 면적에 대해 균일하게 위에서 밑으로 분사하기 위한 것이다. The process gas injecting means 220 is installed to supply the process gas into the interior of the inner chamber 210. The process gas injecting means 220 preferably includes a showerhead 222 and a process gas injecting unit 221. The process gas injecting unit 221 is provided to supply the process gas to the showerhead 222 and is connected to the showerhead 222 through the reaction chamber 110. The showerhead 222 is connected to the process gas injecting unit 221 to the substrate 130 uniformly over the large area from the top to the bottom.

공정기체의 균일한 분사를 위하여 내부챔버(210)의 윗부분 벽에 개방부를 형성하고 이 개방부가 막히도록 샤워헤드(222)를 내부챔버(210)의 위쪽 바깥에서 상기 개방부가 막히도록 개방부 입구에 걸쳐지게 올려놓는다. An opening is formed in the upper wall of the inner chamber 210 for uniform injection of the process gas and the shower head 222 is placed at the opening of the opening so as to block the opening at the upper side of the inner chamber 210 Put it on top.

공정기체 주입부(221)는 반드시 내부챔버(210)의 천정 중심에 위치해야 하는 것은 아니나, 샤워헤드(222)는 내부챔버(210)의 천정 중심에 위치하는 것이 기판(130) 상의 균일한 가스 분포를 위해 바람직하다. The showerhead 222 is positioned at the center of the ceiling of the inner chamber 210 so that uniform gas on the substrate 130 It is preferable for distribution.

내부챔버(210)는 추후에 외부 반출시켜 교체할 수 있도록 내부챔버 받침대(220) 및 샤워헤드(222)와 분리가능하게 결합되는 것이 바람직하다. 이를 위해 내부챔버 받침대(220) 상에 내부챔버(210)를 올려놓고, 내부챔버(210) 상에 샤워헤드(222)를 올려놓는 것이 바람직하다. The inner chamber 210 is desirably detachably coupled to the inner chamber pedestal 220 and the shower head 222 so that the inner chamber 210 can be later taken out and replaced. For this purpose, it is preferable to place the inner chamber 210 on the inner chamber support 220 and put the shower head 222 on the inner chamber 210.

내부챔버 받침대(220) 상에 내부챔버(210)를 그대로 올려놓으면 중심을 맞추기도 어려울 뿐만 아니라 공정 중에 내부챔버(210)가 흔들리는 위험이 있을 수 있으므로 내부챔버(210)가 옆으로 흔들리지 않도록 도 4a에서와 같이 내부챔버 받침대(220)에 단턱부(220a)가 형성되는 것이 바람직하다. 또는 도 4b에서와 같이 내부챔버 받침대(220)의 윗면에 내부챔버(210)의 아래 테두리가 끼워질 수 있도록 내부챔버 결합홈(310b)이 형성될 수도 있다. 또한 샤워헤드(222)가 내부챔버(210) 상에 올려놓인 후에 옆으로 흔들리지 않도록 내부챔버(210)의 윗면 개방부의 입구 둘레를 따라 단턱부(210a)를 형성하는 것이 바람직하다. 이 때 샤워헤드(222)가 쉽게 가이드 되어 설치될 수 있도록 단턱부(210a)는 경사지게 이루어지는 것이 바람직하다. It is difficult to center the inner chamber 210 on the inner chamber support 220 and there is a risk that the inner chamber 210 may be shaken during the process. It is preferable that the inner chamber support 220 has the step 220a formed therein. Or the inner chamber coupling groove 310b may be formed on the upper surface of the inner chamber support 220 as shown in FIG. 4B so that the lower chamber of the inner chamber 210 can be fitted. It is also preferable that the stepped portion 210a is formed along the periphery of the opening of the top opening of the inner chamber 210 so that the shower head 222 is not sideways after being placed on the inner chamber 210. At this time, the step portion 210a is preferably inclined so that the shower head 222 can be easily guided and installed.

내부챔버(210)를 반응챔버(110)의 내부에서 외부 반출시켜 교체할 수 있도록 반응챔버(110)에 윗면에 개폐 가능하도록 챔버덮개(111)가 설치되는 것이 바람직하다. 내부챔버(210)는 그 설치 구조상 반응챔버(110)의 윗면을 통해서 외부 반출시키는 것이 바람직하므로 이렇게 내부챔버(210)의 유출입구로서 챔버덮개(111)를 반응챔버(110)의 윗면에 설치하는 것이 바람직하다. The chamber cover 111 may be installed on the reaction chamber 110 so that the inner chamber 210 can be opened and closed on the upper surface of the reaction chamber 110 so that the inner chamber 210 can be removed from the inside of the reaction chamber 110. The inner chamber 210 is preferably taken out to the outside through the upper surface of the reaction chamber 110. Therefore, the chamber lid 111 is installed on the upper surface of the reaction chamber 110 as the outflow inlet of the inner chamber 210 .

본 발명에 의하면, 공정기체(1)가 반응챔버(110)의 내면에 닿지 않기 때문에 종래와 같이 원하지 않는 부위의 증착에 의한 오염원(51)이 발생하지 않는다. 그리고 내부챔버(210)만을 분리하여 교체할 수 있기 때문에 세정에 따른 공정지연이 발생하지 않는다. 또한 공정기체(1)의 활동범위가 기판(130) 부근에 국한되므로 공정기체(1)가 쓸모없이 소비되는 것을 방지할 수 있다. 공정기체(1)와 가둠기체(2)의 경계면(3)이 불안정함에 따른 악영향이 내부챔버(210)에 의해 최소화된다. According to the present invention, since the process gas 1 does not touch the inner surface of the reaction chamber 110, there is no contamination source 51 due to deposition of unwanted portions as in the conventional method. In addition, since only the inner chamber 210 can be separated and replaced, the process delay due to cleaning does not occur. Further, since the operation range of the process gas 1 is limited to the vicinity of the substrate 130, it is possible to prevent the process gas 1 from being consumed unnecessarily. The adverse effect of the interface 3 between the process gas 1 and the cap body 2 being unstable is minimized by the inner chamber 210. [

1: 공정기체 2: 가둠기체
10, 110: 반응챔버 21, 221: 공정기체 주입부
22, 222: 샤워헤드 30, 130: 기판
40, 140: 기판지지대 50: 박막
51: 오염입자 60, 160: 챔버 배기부
111: 챔버덮개
115: 기판 출입구 210: 내부챔버
210a, 310a: 단턱부 211, 311: 관통공
215: 가둠기체 주입부 220; 공정기체 주입수단
221: 공정기체 주입부 310b: 내부챔버 결합홈
310: 내부챔버 받침대1: process gas 2: cap gas
10, 110: reaction chamber 21, 221: process gas injection unit
22, 222: showerhead 30, 130: substrate
40, 140: substrate support 50: thin film
51: Contaminant particles 60, 160:
111: chamber cover
115: substrate entrance 210: inner chamber
210a, 310a: step portion 211, 311: through hole
215: a cap gas injection unit 220; Process gas injection means
221: Process gas injection part 310b: Inner chamber coupling groove
310: inner chamber base

Claims (12)

내부에 반응공간을 제공하는 반응챔버;
기판을 올려놓을 수 있도록 상기 반응챔버 내에 설치되는 기판지지대;
하부가 개방되고 위로 볼록한 형태를 하여 상기 기판지지대와 이격된 상태에서 상기 기판지지대를 위에서 덮도록 설치되며, 벽에는 0.2~1.0mm의 직경을 가지는 복수개의 관통공이 형성되고, 상기 기판지지대를 바라보는 윗부분에는 개방부가 형성되는 내부챔버;
상기 내부챔버와 상기 반응챔버 사이의 공간에 가둠기체를 공급하도록 상기 반응챔버에 설치되는 가둠기체 주입부; 및
상기 내부챔버의 내부로 상기 기판지지대를 향하여 위에서 밑으로 공정기체를 공급하도록 상기 내부챔버의 개방부를 막으면서 설치되는 샤워헤드;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치. A reaction chamber for providing a reaction space therein;
A substrate support installed in the reaction chamber to mount the substrate thereon;
A plurality of through holes having a diameter of 0.2 to 1.0 mm are formed on the wall so as to cover the substrate support in a state where the substrate is supported on the substrate in a state where the substrate is supported on the substrate in a state where the substrate is supported on the substrate, An inner chamber having an opening formed at an upper portion thereof;
A gas injection unit installed in the reaction chamber to supply a space gas between the inner chamber and the reaction chamber; And
And a shower head installed inside the inner chamber while closing the opening of the inner chamber to supply process gas from the top to the bottom of the substrate support. 제1항에 있어서, 상기 내부챔버의 하부 테두리가 상기 반응챔버의 저면에 놓이도록 설치되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein a lower edge of the inner chamber is disposed on a bottom surface of the reaction chamber. 제1항에 있어서, 상기 반응챔버의 내측면 둘레를 따라 링 형상으로 안쪽으로 돌출되도록 내부챔버 받침대가 설치되고, 상기 내부챔버의 하부 테두리가 상기 내부챔버 받침대에 놓이도록 설치되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치. 2. The method of claim 1, wherein an inner chamber pedestal is installed to protrude inwardly in a ring shape along the inner periphery of the reaction chamber, and a lower rim of the inner chamber is installed to be placed in the inner chamber pedestal Vapor deposition apparatus. 제3항에 있어서, 상기 내부챔버가 상기 내부챔버 받침대에서 분리 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 3, wherein the inner chamber is detachably installed in the inner chamber base. 제4항에 있어서, 상기 내부챔버의 하부 테두리가 끼워질 수 있도록 상기 내부챔버 받침대의 윗면에 내부챔버 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 4, wherein an inner chamber coupling groove is formed on an upper surface of the inner chamber supporter so that a lower rim of the inner chamber can be fitted. 제3항에 있어서, 상기 내부챔버 받침대에 복수개의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.The chemical vapor deposition apparatus according to claim 3, wherein a plurality of through holes are formed in the inner chamber pedestal. 제6항에 있어서, 상기 내부챔버 받침대에 형성되는 관통공이 상기 내부챔버에 형성되는 관통공보다 크기가 작은 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 6, wherein the through-holes formed in the inner chamber support are smaller than the through-holes formed in the inner chamber. 제1항에 있어서, 상기 가둠기체 주입부를 통하여 상기 가둠기체가 공급되는 동안에 상기 내부챔버의 내부압력이 상기 내부챔버의 외부압력보다 낮게 유지되도록, 상기 가둠기체 주입부를 통한 가둠기체의 공급과 상기 샤워헤드를 통한 공정기체의 공급을 연동 제어하는 제어수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.2. The apparatus of claim 1, further comprising means for controlling the supply of the capping gas through the capping gas injection unit and the supply of the capping gas through the capping gas injection unit such that the inner pressure of the inner chamber is maintained below the outer chamber pressure during the supply of the capping gas through the capping gas injection unit. And control means for interlocking and controlling the supply of the process gas through the head. 제1항에 있어서, 상기 내부챔버는 측벽과 천정으로 구분되고, 상기 내부챔버의 천정에 형성되는 관통공이 상기 내부챔버의 측벽에 형성되는 관통공보다 크기가 작은 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the inner chamber is divided into a side wall and a ceiling, and a through-hole formed in a ceiling of the inner chamber is smaller than a through-hole formed in a side wall of the inner chamber. 제1항에 있어서, 상기 기판의 출입통로서의 기판 출입구가 상기 내부챔버 받침대보다 아래에 위치하여 상기 반응챔버의 측벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치. 2. The chemical vapor deposition system according to claim 1, wherein a substrate entry / exit port of the substrate is located below the inner chamber pedestal and is provided on a sidewall of the reaction chamber. 제10항에 있어서, 상기 기판지지대는 하강 시에는 상기 기판 출입구보다 같거나 낮은 위치까지 도달하고, 승강 시에는 상기 내부챔버 받침대보다 높은 위치까지 도달하도록 승하강 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치. 11. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 10, wherein the substrate support is installed so as to be able to move up and down to reach a position that is equal to or lower than the substrate entry port when the substrate is lowered and reaches a position higher than the inner chamber support when the substrate is raised or lowered. Deposition apparatus. 제1항에 있어서, 상기 내부챔버의 개방부 입구 부근 둘레를 따라 단턱부가 형성되고, 상기 샤워헤드는 옆으로 움직이지 못하도록 상기 단턱부에 걸리게 설치되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.

The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein a step portion is formed along a periphery of the opening of the inner chamber, and the shower head is installed on the step portion so as not to move sideways.

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