KR20150089328A - Showerhead and Chemical Vapor Deposition Apparatus Having the same - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a showerhead of a chemical vapor deposition apparatus. It includes a first gas chamber which receives a first reaction gas; a second gas chamber which is adjacent to the reaction chamber in the lower part of the first gas chamber, is connected to the reaction chamber, and receives a second reaction gas; a cooling chamber which is prepared between the first gas chamber and the second gas chamber; and at least gas flow path which penetrates the cooling chamber and the second gas chamber, connects the first gas chamber and the reaction chamber, allows the first reaction gas to flow.

Description

화학 기상 증착 장치의 샤워 헤드 및 이를 구비하는 화학 기상 증착 장치{Showerhead and Chemical Vapor Deposition Apparatus Having the same}[0001] The present invention relates to a shower head of a chemical vapor deposition apparatus and a chemical vapor deposition apparatus having the same.

본 발명은 화학 기상 증착 장치의 샤워 헤드 및 이를 구비하는 화학 기상 증착 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화학 기상 증착 과정에서 암모니아 등의 제2 반응가스의 분해율을 향상시키고 가공 절차가 간단하여 제작이 용이한 화학 기상 증착 장치의 샤워 헤드 및 이를 구비하는 화학 기상 증착 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a showerhead of a chemical vapor deposition apparatus and a chemical vapor deposition apparatus having the same, and more particularly, to a chemical vapor deposition apparatus which improves the decomposition rate of a second reaction gas such as ammonia in a chemical vapor deposition process, To a shower head of an easy chemical vapor deposition apparatus and a chemical vapor deposition apparatus having the same.

반도체 공정에 있어서 원하는 재료를 기판 상에 증착시키는 박막 증착 공정은 크게 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition : PVD) 공법과 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition : CVD) 공법으로 구분된다. 여기서 CVD 공법은 공정 가스를 반응챔버로 공급하여 열이나 플라즈마를 이용하여 공정 가스를 화학적으로 반응시켜 기판에 증착시키는 공법이다.A thin film deposition process for depositing a desired material on a substrate in a semiconductor process is classified into physical vapor deposition (PVD) and chemical vapor deposition (CVD). In the CVD method, a process gas is supplied to a reaction chamber, and the process gas is chemically reacted with heat or plasma to deposit on the substrate.

한편, 유기금속 화학 기상 증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 공법은 전구체(precursor)로 유기 금속 화합물을 사용하여 유기 금속 화합물을 캐리어 가스로 반응챔버로 공급한 후 가열된 기판 표면에 유기 금속 화합물 박막을 성장시키는 공법이다.Meanwhile, the metal organic chemical vapor deposition (CVD) method uses an organometallic compound as a precursor to supply an organometallic compound as a carrier gas to a reaction chamber, and then deposits an organic metal compound thin film on the surface of the heated substrate It is a method to grow.

이러한 유기금속 화학 기상 증착 공법의 경우 두 가지 이상의 가스를 반응챔버 내에서 반응시켜 그 반응물을 기판 상에 증착시킨다. 이때 반응가스는 샤워헤드 장치를 통하여 반응챔버 내부로 공급되는데, 반응챔버에 도달하기 전에 가스들이 서로 접촉하여 반응하는 것을 방지하기 위하여 샤워헤드에는 각 가스의 이동통로가 독립적으로 형성된다.In the case of such an organometallic chemical vapor deposition method, two or more gases are reacted in a reaction chamber and the reactants are deposited on a substrate. At this time, the reaction gas is supplied into the reaction chamber through the showerhead device. In order to prevent the gases from reacting with each other before reaching the reaction chamber, a movement path of each gas is independently formed in the showerhead.

대한민국 공개특허 제2011-0124935호에서는 각 반응가스가 독립적으로 반응 챔버 내부로 이동되기 위한 샤워 헤드 구조가 개시되어 있다.Korean Patent Publication No. 2011-0124935 discloses a showerhead structure in which each reaction gas is independently moved into the reaction chamber.

그런데 이러한 종래의 샤워 헤드에서는 냉각 챔버가 반응가스 모두를 냉각시켜 암모니아 등의 제2 반응가스의 분해율이 떨어지고, 각 챔버를 연통시키기 위한 가스 이동 통로가 다수 마련되어야 함에 따라 가공 절차 및 제조 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.However, in such a conventional showerhead, since the cooling chamber cools all of the reaction gases, the decomposition rate of the second reaction gas such as ammonia is lowered, and a large number of gas transfer passages for communicating the chambers are required, There is a problem to be solved.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 암모니아 등의 제2 반응가스의 분해율을 향상시키고 가공 절차가 간단하여 제작이 용이한 화학 기상 증착 장치의 샤워 헤드 및 이를 구비하는 화학 기상 증착 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a shower head of a chemical vapor deposition apparatus which can improve the decomposition rate of a second reaction gas such as ammonia, And the like.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1 반응가스가 유입되는 제1 가스 챔버; 상기 제1 가스 챔버의 하부에 반응 챔버와 인접하여 상기 반응 챔버와 연통되도록 마련되며 제2 반응가스가 유입되는 제2 가스 챔버; 상기 제1 가스 챔버와 상기 제2 가스 챔버 사이에 마련되며 냉각물질이 유출입되는 냉각 챔버; 및 상기 냉각 챔버와 상기 제2 가스 챔버를 관통하여 상기 제1 가스 챔버와 상기 반응 챔버를 연통시키며 상기 제1 반응가스가 유동하는 적어도 하나의 가스 유로를 포함하는 화학 기상 증착 장치의 샤워 헤드를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a first gas chamber into which a first reaction gas flows; A second gas chamber provided below the first gas chamber, the second gas chamber being adjacent to the reaction chamber and communicating with the reaction chamber, into which the second reaction gas flows; A cooling chamber provided between the first gas chamber and the second gas chamber and through which the cooling material flows; And at least one gas flow passage through the cooling chamber and the second gas chamber to communicate the first gas chamber and the reaction chamber and through which the first reaction gas flows, do.

상기 제1 반응가스는, 트리메틸갈륨(TMG), 트리에틸갈륨(TEG) 또는 다른 임의의 유기 금속 화합물로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.The first reaction gas may be at least one selected from trimethyl gallium (TMG), triethyl gallium (TEG) or any other organometallic compound.

상기 제2 반응가스는, 질소(N2), 암모니아(NH3) 또는 다른 임의의 수화물로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.The second reaction gas may be at least one selected from nitrogen (N 2 ), ammonia (NH 3 ), or any other hydrate.

상기 제2 가스 챔버의 하부면은 상기 반응 챔버와 연통되는 복수의 관통공이 형성될 수 있다.The lower surface of the second gas chamber may be formed with a plurality of through holes communicating with the reaction chamber.

상기 가스 유로가 상기 냉각 챔버와 상기 제2 가스 챔버를 관통하며 접촉되는 부분은 용접 결합될 수 있다.The portion through which the gas channel passes and contacts the cooling chamber and the second gas chamber can be welded.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기판이 수용되며, 제1 반응가스와 제2 반응가스의 반응에 의해 상기 기판에 화학 기상 증착이 이루어지는 반응 챔버; 및 상기 반응 챔버의 상부에 위치하도록 구비되어, 상기 제1 반응가스와 상기 제2 반응가스를 서로 접촉시키지 않고 상기 반응 챔버로 배출하는 샤워 헤드를 포함하며, 상기 샤워 헤드는, 제1 반응가스가 유입되는 제1 가스 챔버; 상기 제1 가스 챔버의 하부에 반응 챔버와 인접하여 상기 반응 챔버와 연통되도록 마련되며 제2 반응가스가 유입되는 제2 가스 챔버; 상기 제1 가스 챔버와 상기 제2 가스 챔버 사이에 마련되며 냉각물질이 유출입되는 냉각 챔버; 및 상기 냉각 챔버와 상기 제2 가스 챔버를 관통하여 상기 제1 가스 챔버와 상기 반응 챔버를 연통시키며 상기 제1 반응가스가 유동하는 적어도 하나의 가스 유로를 포함하는 화학 기상 증착 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a reaction chamber in which a substrate is accommodated and chemical vapor deposition is performed on the substrate by reaction between a first reaction gas and a second reaction gas; And a showerhead disposed above the reaction chamber for discharging the first reaction gas and the second reaction gas into the reaction chamber without contacting the first reaction gas and the second reaction gas, A first gas chamber to be introduced; A second gas chamber provided below the first gas chamber, the second gas chamber being adjacent to the reaction chamber and communicating with the reaction chamber, into which the second reaction gas flows; A cooling chamber provided between the first gas chamber and the second gas chamber and through which the cooling material flows; And at least one gas flow path through the cooling chamber and the second gas chamber to communicate the first gas chamber and the reaction chamber and through which the first reaction gas flows.

상기 제2 가스 챔버의 하부면은 상기 반응 챔버와 연통되는 복수의 관통공이 형성될 수 있다.The lower surface of the second gas chamber may be formed with a plurality of through holes communicating with the reaction chamber.

상기 가스 유로가 상기 냉각 챔버와 상기 제2 가스 챔버를 관통하며 접촉되는 부분은 용접 결합될 수 있다.The portion through which the gas channel passes and contacts the cooling chamber and the second gas chamber can be welded.

본 발명의 화학 기상 증착 장치의 샤워 헤드 및 이를 구비하는 화학 기상 증착 장치에 따르면, 암모니아 등의 제2 반응가스의 분해율을 향상시키고 가공 절차가 간단하여 제작이 용이한 효과가 있다.According to the shower head of the chemical vapor deposition apparatus and the chemical vapor deposition apparatus having the shower head of the present invention, the decomposition rate of the second reaction gas such as ammonia is improved, and the processing procedure is simple, so that the production is easy.

또한, 냉각 챔버에서 냉각물질이 누출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.Further, there is an effect that leakage of the cooling material from the cooling chamber can be prevented.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 샤워 헤드의 부분 확대도이다.1 is a cross-sectional view of a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a partial enlarged view of the shower head of Fig.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치의 단면도이고, 도 2는 도 1의 샤워 헤드의 부분 확대도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial enlarged view of the shower head of FIG.

이러한 도 1 내지 도 2는, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.1 and 2 clearly show only the main feature parts in order to conceptually clearly understand the present invention, and as a result various variations of the illustration are expected, and the scope of the present invention Need not be limited.

도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치는, 기판이 수용되며, 제1 반응가스와 제2 반응가스의 반응에 의해 기판에 화학 기상 증착이 이루어지는 반응 챔버(10)와, 반응 챔버(10)의 상부에 위치하도록 구비되어, 제1 반응가스와 제2 반응가스를 서로 접촉시키지 않고 반응 챔버(10)로 배출하는 샤워 헤드(100)를 포함한다.1, a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention includes a reaction chamber 10 in which a substrate is accommodated and chemical vapor deposition is performed on a substrate by a reaction between a first reaction gas and a second reaction gas And a showerhead 100 which is disposed at an upper portion of the reaction chamber 10 and discharges the first reaction gas and the second reaction gas to the reaction chamber 10 without contacting each other.

반응 챔버(10)는 제1 반응가스와 제2 반응가스의 반응으로 인해 생성된 물질이 기판(W) 상에 화학 기상 증착되는 반응 공간으로서, 내부에는 기판(W)이 수용된다. 기판(W)은 기판 홀더(12) 상에 장착되는데, 기판 홀더(12)에는 적어도 하나의 기판(W)이 장착되며, 복수의 기판(W)이 장착되는 경우 복수의 기판(W)들이 기판 홀더(12)의 중심축을 기준으로 대칭되거나 균등하게 배치되도록 함이 바람직하다.The reaction chamber 10 is a reaction space in which a substance generated by the reaction of the first reaction gas and the second reaction gas is chemically vapor-deposited on the substrate W, and the substrate W is accommodated therein. The substrate W is mounted on the substrate holder 12 and at least one substrate W is mounted on the substrate holder 12. When a plurality of substrates W are mounted, It is preferable that they are arranged symmetrically or evenly with respect to the center axis of the holder 12. [

기판 홀더(12)의 하부에는 기판 홀더(12)를 지지하는 지지 로드(14)가 구비된다. 지지 로드(14)는 별도의 기판 홀더 구동모터(미도시)에 의해 회전되도록 구성되는 것도 가능하다. 또한 기판 홀더(12)의 하부에는 기판 홀더(12)를 공정 온도로 가열하는 가열 히터(미도시)가 구비된다. 반응 챔버(10)의 하부에는 가스 배출부(16)가 구비되고, 이를 통해 반응 챔버(10) 내의 가스가 반응 챔버(10) 외부로 배출된다.A support rod 14 for supporting the substrate holder 12 is provided below the substrate holder 12. The support rod 14 may be configured to be rotated by a separate substrate holder drive motor (not shown). Further, a heater (not shown) for heating the substrate holder 12 to a process temperature is provided below the substrate holder 12. A gas discharge portion 16 is provided in the lower portion of the reaction chamber 10 so that the gas in the reaction chamber 10 is discharged to the outside of the reaction chamber 10.

샤워 헤드(100)는 반응 챔버(10)의 상부에 마련되어 반응 챔버(10) 내부로 제1 반응가스와 제2 반응가스를 공급한다. 이때 샤워 헤드(100) 내부에서 제1 반응가스와 제2 반응가스가 서로 접촉되지 않도록 제1 반응가스와 제2 반응가스가 이동되는 경로가 개별적으로 형성된다.The showerhead 100 is provided at an upper portion of the reaction chamber 10 and supplies the first reaction gas and the second reaction gas into the reaction chamber 10. At this time, a path through which the first reaction gas and the second reaction gas are moved is formed separately so that the first reaction gas and the second reaction gas do not contact each other within the showerhead 100.

도 1 및 도 2를 참조하면, 샤워 헤드(100)는, 제1 반응가스가 유입되는 제1 가스 챔버(110)와, 제1 가스 챔버(110)의 하부에 반응 챔버(10)와 인접하여 반응 챔버(10)와 연통되도록 마련되며 제2 반응가스가 유입되는 제2 가스 챔버(120)와, 제1 가스 챔버(110)와 제2 가스 챔버(120) 사이에 마련되며 냉각물질이 유출입되는 냉각 챔버(130)와, 냉각 챔버(130)와 제2 가스 챔버(120)를 관통하여 제1 가스 챔버(110)와 반응 챔버(10)를 연통시키며 제1 반응가스가 유동하는 적어도 하나의 가스 유로(140)를 포함한다.1 and 2, the showerhead 100 includes a first gas chamber 110 into which a first reaction gas flows, a second gas chamber 110 adjacent to the reaction chamber 10 in a lower portion of the first gas chamber 110, A second gas chamber 120 provided to communicate with the reaction chamber 10 and into which the second reaction gas flows and a second gas chamber 120 provided between the first gas chamber 110 and the second gas chamber 120, A cooling chamber 130 and at least one gas through which the first reaction gas flows and which communicates the first gas chamber 110 and the reaction chamber 10 through the cooling chamber 130 and the second gas chamber 120, And a flow path 140.

샤워 헤드(100)의 제1 가스 챔버(110), 냉각 챔버(130) 및 제2 가스 챔버(120)는 각각 상호 연통되지 않도록 각 챔버의 경계면에 판 형상의 플레이트로 구분되어 형성된다.The first gas chamber 110, the cooling chamber 130, and the second gas chamber 120 of the shower head 100 are formed in plate-shaped plates at the interface of each chamber so as not to communicate with each other.

제1 가스 챔버(110)는, 샤워 헤드(100)의 최상부에 마련되며 일측에 제1 반응가스가 유입되는 제1 가스주입구(112)가 형성된다. 제1 가스주입구(112)로부터 제1 가스 챔버(110) 내부로 유입된 제1 반응가스는 제1 가스 챔버(110)에 일시적으로 저장된 후 제1 가스 챔버(110)와 반응 챔버(10)를 연통시키는 가스 유로(140)를 통하여 반응 챔버(10)로 이동된다.The first gas chamber 110 is provided at the top of the showerhead 100 and a first gas inlet 112 through which the first reaction gas flows is formed at one side. The first reaction gas introduced into the first gas chamber 110 from the first gas injection port 112 is temporarily stored in the first gas chamber 110 and then transferred to the first gas chamber 110 and the reaction chamber 10 And is transferred to the reaction chamber 10 through the gas passage 140 that communicates with the reaction chamber 10.

제2 가스 챔버(120)는, 샤워 헤드(100)의 최하부에 마련되며 일측에 제2 반응가스가 유입되는 제2 가스주입구(122)가 형성된다. 제2 가스 챔버(120)의 하부면(124)은 반응 챔버(10)와 연통되는 복수의 관통공(124a)이 형성된다. 제2 가스주입구(122)로부터 제2 가스 챔버(120) 내부로 유입된 제2 반응가스는 제2 가스 챔버(120) 하부면(124)에 형성되는 복수의 관통공(124a)을 통하여 반응 챔버(10)로 이동된다.The second gas chamber 120 is provided at the lowermost portion of the showerhead 100 and has a second gas inlet 122 through which a second reaction gas flows. The lower surface 124 of the second gas chamber 120 is formed with a plurality of through holes 124a communicating with the reaction chamber 10. The second reaction gas introduced into the second gas chamber 120 from the second gas inlet 122 flows through the plurality of through holes 124a formed in the lower surface 124 of the second gas chamber 120, (10).

냉각 챔버(130)는, 제1 가스 챔버(110)와 제2 가스 챔버(120) 사이에 마련된다. 냉각 챔버(130)의 일측에는 냉각물질이 유입되는 냉각물질주입구(132)가 형성되고 냉각 챔버(130)의 타측에는 냉각물질이 배출되는 냉각물질배출구(134)가 형성되어 냉각 물질이 냉각 챔버(130) 내부에서 유동함으로써 냉각 챔버(130) 내부를 관통하는 가스 유로(140)를 냉각시킨다. 냉각물질로는 물이나 오일 등이 사용될 수 있다.The cooling chamber 130 is provided between the first gas chamber 110 and the second gas chamber 120. A cooling material inlet 132 through which a cooling material flows is formed at one side of the cooling chamber 130 and a cooling material outlet 134 through which the cooling material is discharged at the other side of the cooling chamber 130, 130 to cool the gas flow path 140 passing through the interior of the cooling chamber 130. As the cooling material, water or oil may be used.

가스 유로(140)는 파이프 형상으로 마련되어 제1 가스 챔버(110)와 반응 챔버(10)를 연통시킨다. 가스 유로(140)는 제1 가스 챔버(110)와 반응 챔버(10)를 연통시키기 위해서 가스 유로(140)는 일단이 제1 가스 챔버(110)와 연통되고 냉각 챔버(130)와 제2 가스 챔버(120)를 관통하여 타단이 반응 챔버(10)와 연통된다.The gas channel 140 is provided in a pipe shape to communicate the first gas chamber 110 and the reaction chamber 10. The gas channel 140 is connected to the first gas chamber 110 and the second gas chamber 140 to communicate with the first gas chamber 110 and the reaction chamber 10, And the other end communicates with the reaction chamber 10 through the chamber 120.

본 실시예에서 가스 유로(140)는 냉각 챔버(130)와 제2 가스 챔버(120)를 관통하며 접촉되는 부분이 용접 가공되어 냉각 챔버(130)의 상하면 및 제2 가스 챔버(120)의 하부면(124)과 각각 결합된다. 용접 방식은 브레이징(brazing) 방식이 사용된다. 용접에 의하여 가스 유로(140)가 관통하는 냉각 챔버(130)의 접촉 부위가 밀폐됨으로써 냉각 챔버(130) 내부에 유동하는 냉각물질의 누출이 방지된다.The gas passage 140 is welded to the cooling chamber 130 through the second gas chamber 120 and welded to the upper and lower surfaces of the cooling chamber 130 and the lower portion of the second gas chamber 120 Surface 124, respectively. The welding method is a brazing method. The contact portion of the cooling chamber 130 through which the gas passage 140 penetrates is sealed by welding so that leakage of the cooling material flowing into the cooling chamber 130 is prevented.

본 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치에서 제1 반응가스는 트리메틸갈륨(TMG)이 사용되나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 트리에틸갈륨(TEG) 또는 다른 임의의 유기 금속 화합물로부터 선택되는 하나 이상이 사용될 수 있다.In the chemical vapor deposition apparatus according to this embodiment, trimethylgallium (TMG) is used as the first reaction gas, but the present invention is not limited thereto and at least one selected from triethylgallium (TEG) or any other organometallic compound Can be used.

또한, 본 실시예에서 제2 반응가스는 암모니아(NH3)가 사용되나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 질소(N2) 또는 다른 임의의 수화물로부터 선택되는 하나 이상이 사용될 수도 있다.Also, in this embodiment, ammonia (NH 3 ) is used as the second reaction gas, but the present invention is not limited thereto and at least one selected from nitrogen (N 2 ) or any other hydrate may be used.

이러한 구성을 갖는 화학 기상 증착 장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.The operation of the chemical vapor deposition apparatus having such a structure will be described below.

먼저, 반응 챔버(10) 내부에 마련되는 기판 홀더(12)에 기판(W)을 장착한다.First, a substrate W is mounted on a substrate holder 12 provided inside the reaction chamber 10.

다음으로, 기판 홀더(12) 상에 장착된 기판(W)에 유기 금속 화합물 박막을 증착시키기 위하여 제1 반응가스 및 제2 반응가스가 샤워 헤드(100)를 통하여 반응 챔버(10) 내부로 공급된다.Next, in order to deposit the organic metal compound thin film on the substrate W mounted on the substrate holder 12, the first reaction gas and the second reaction gas are supplied into the reaction chamber 10 through the showerhead 100 do.

제1 반응가스는 제1 가스주입구(112)로부터 제1 가스 챔버(110)로 유입되었다가 제1 가스 챔버(110)와 반응 챔버(10)를 연통시키는 가스 유로(140)를 통하여 반응 챔버(10) 내부로 이동된다.The first reaction gas is introduced into the first gas chamber 110 from the first gas inlet 112 and is supplied to the reaction chamber 10 through the gas passage 140 which communicates the first gas chamber 110 and the reaction chamber 10 10).

제2 반응가스는 제2 가스주입구(122)로부터 제2 가스 챔버(120)로 유입되었다가 제2 가스 챔버(120)의 하부면(124)에 형성되는 복수의 관통공(124a)을 통하여 반응 챔버(10) 내부로 이동된다.The second reaction gas is introduced into the second gas chamber 120 from the second gas inlet 122 and then reacted through the plurality of through holes 124a formed in the lower surface 124 of the second gas chamber 120 And is moved into the chamber 10.

제1 가스 챔버(110) 및 가스 유로(140)는 제2 가스 챔버(120)와 연통되지 않기 때문에 제1 반응가스 및 제2 반응가스는 반응 챔버(10) 내부로 이동되기 전에는 상호 접촉되지 않는다.Since the first gas chamber 110 and the gas passage 140 are not in communication with the second gas chamber 120, the first reaction gas and the second reaction gas are not in contact with each other before being moved into the reaction chamber 10 .

냉각 챔버(130)는 제1 가스 챔버(110)와 제2 가스 챔버(120) 사이에 마련되어 제1 반응가스가 이동되는 가스 유로(140)를 냉각시킨다. 본 실시예에서 냉각 챔버(130)는 제1 가스 챔버(110)와 제2 가스 챔버(120) 사이에 마련되어 가스 유로(140)를 통하여 이동되는 제1 반응가스만을 냉각시키므로, 제2 반응가스로 사용되는 암모니아 등의 공급 온도가 종래에 비하여 약 200℃ 정도 상승된다. 암모니아 등의 제2 반응가스의 공급 온도가 상승됨에 따라 암모니아의 분해율이 높아지고, 이로 인하여 반응 챔버(10) 내에서 제1 반응가스 및 제2 반응가스의 반응 효율이 향상되는 효과가 있다.The cooling chamber 130 is provided between the first gas chamber 110 and the second gas chamber 120 to cool the gas flow path 140 in which the first reaction gas moves. The cooling chamber 130 is provided between the first gas chamber 110 and the second gas chamber 120 to cool only the first reaction gas moving through the gas passage 140, The supply temperature of ammonia or the like to be used is increased by about 200 DEG C compared with the conventional one. As the supply temperature of the second reaction gas such as ammonia increases, the decomposition rate of ammonia increases, thereby improving the reaction efficiency of the first reaction gas and the second reaction gas in the reaction chamber 10.

냉각 챔버(130)가 제1 가스 챔버(110)와 제2 가스 챔버(120) 사이에 마련됨으로써, 제1 가스 챔버(110)와 반응 챔버(10)를 연통시키기 위한 가스 유로(140)만이 필요하고 제2 가스 챔버(120)와 반응 챔버(10)를 연통시키기 위한 별도의 유로를 마련하지 않아도 되므로 가공 및 제작이 간편해지는 효과가 있다. 즉, 제2 가스 챔버(120)와 반응 챔버(10)는 제2 가스 챔버(120)의 하부면(124)에 복수의 관통공(124a)에 의하여 연통되도록 구성할 수 있어 가공 및 제작이 간편하고 이로 인하여 제작 비용이 절감되는 효과가 있다.The cooling chamber 130 is provided between the first gas chamber 110 and the second gas chamber 120 so that only the gas flow path 140 for communicating the first gas chamber 110 and the reaction chamber 10 is required And it is not necessary to provide a separate flow path for communicating the second gas chamber 120 and the reaction chamber 10, which simplifies the processing and fabrication. That is, the second gas chamber 120 and the reaction chamber 10 can be configured to communicate with the lower surface 124 of the second gas chamber 120 by a plurality of through holes 124a, So that the manufacturing cost can be reduced.

또한, 가스 유로(140)가 냉각 챔버(130)를 관통하여 접촉되는 부분에는 용접 가공으로 밀폐되어 냉각 챔버(130) 내부를 유동하는 물 또는 오일 등의 냉각물질이 누출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, a portion of the gas passage 140 which is in contact with the cooling chamber 130 through contact therewith is hermetically sealed by welding to prevent leakage of cooling material such as water or oil flowing in the cooling chamber 130 .

반응 챔버(10) 내부로 유입된 제1 반응가스 및 제2 반응가스는 상호 반응하여 기판(W) 상에 박막을 증착시키며, 반응 후 남은 기체들은 반응 챔버(10) 일측에 형성되는 가스 배출부(16)를 통하여 반응 챔버(10)의 외부로 배출된다.The first reaction gas and the second reaction gas introduced into the reaction chamber 10 react with each other to deposit a thin film on the substrate W. The gases remaining after the reaction are introduced into the reaction chamber 10 through the gas discharge portion And is discharged to the outside of the reaction chamber 10 through the reaction chamber 16.

이와 같이, 본 발명의 화학 기상 증착 장치에 의하면, 암모니아 등의 제2 반응가스의 분해율을 높여 반응 효율이 향상되고 가공 절차가 간단하여 제작이 용이하며 제작 비용이 절감되는 효과가 있다.As described above, according to the chemical vapor deposition apparatus of the present invention, the decomposition rate of the second reaction gas such as ammonia is increased to improve the reaction efficiency and the processing procedure is simple, so that the production is easy and the manufacturing cost is reduced.

또한, 냉각 챔버(130)를 관통하는 가스 유로(140)가 냉각 챔버(130)의 접촉 부위에 용접 결합됨으로써 냉각 챔버(130)와 가스 유로(140)가 접촉되는 부분이 밀폐되어 냉각 챔버(130)에서 냉각물질이 누출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The gas passage 140 passing through the cooling chamber 130 is welded to the contact portion of the cooling chamber 130 so that the portion where the cooling chamber 130 and the gas passage 140 are in contact is closed, It is possible to prevent the cooling material from leaking out of the cooling space.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

1 : 화학 기상 증착 장치
10 : 반응 챔버
100 : 샤워 헤드
110 : 제1 가스 챔버
120 : 제2 가스 챔버
130 : 냉각 챔버
140 : 가스 유로1: chemical vapor deposition apparatus
10: reaction chamber
100: Shower head
110: first gas chamber
120: second gas chamber
130: cooling chamber
140: gas channel

Claims (8)

제1 반응가스가 유입되는 제1 가스 챔버;
상기 제1 가스 챔버의 하부에 반응 챔버와 인접하여 상기 반응 챔버와 연통되도록 마련되며 제2 반응가스가 유입되는 제2 가스 챔버;
상기 제1 가스 챔버와 상기 제2 가스 챔버 사이에 마련되며 냉각물질이 유출입되는 냉각 챔버; 및
상기 냉각 챔버와 상기 제2 가스 챔버를 관통하여 상기 제1 가스 챔버와 상기 반응 챔버를 연통시키며 상기 제1 반응가스가 유동하는 적어도 하나의 가스 유로를 포함하는 화학 기상 증착 장치의 샤워 헤드.A first gas chamber into which the first reaction gas flows;
A second gas chamber provided below the first gas chamber, the second gas chamber being adjacent to the reaction chamber and communicating with the reaction chamber, into which the second reaction gas flows;
A cooling chamber provided between the first gas chamber and the second gas chamber and through which the cooling material flows; And
And at least one gas flow path through which the first reaction gas flows and which communicates the first gas chamber and the reaction chamber through the cooling chamber and the second gas chamber. 제1항에 있어서,
상기 제1 반응가스는,
트리메틸갈륨(TMG), 트리에틸갈륨(TEG) 또는 다른 임의의 유기 금속 화합물로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 샤워 헤드.The method according to claim 1,
The first reaction gas may include,
(TMG), triethylgallium (TEG), or any other organometallic compound. ≪ Desc / Clms Page number 13 > 제1항에 있어서,
상기 제2 반응가스는,
질소(N2), 암모니아(NH3) 또는 다른 임의의 수화물로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 샤워 헤드.The method according to claim 1,
The second reaction gas may include,
Nitrogen (N 2 ), ammonia (NH 3 ), or any other hydrate. 제1항에 있어서,
상기 제2 가스 챔버의 하부면은 상기 반응 챔버와 연통되는 복수의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 샤워 헤드.The method according to claim 1,
And a lower surface of the second gas chamber is formed with a plurality of through holes communicating with the reaction chamber. 제1항에 있어서,
상기 가스 유로가 상기 냉각 챔버와 상기 제2 가스 챔버를 관통하며 접촉되는 부분은 용접 결합되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 샤워 헤드.The method according to claim 1,
Wherein a portion of the gas passage, through which the cooling chamber and the second gas chamber are in contact, is welded. ≪ RTI ID = 0.0 > 18. < / RTI > 기판이 수용되며, 제1 반응가스와 제2 반응가스의 반응에 의해 상기 기판에 화학 기상 증착이 이루어지는 반응 챔버; 및
상기 반응 챔버의 상부에 위치하도록 구비되어, 상기 제1 반응가스와 상기 제2 반응가스를 서로 접촉시키지 않고 상기 반응 챔버로 배출하는 샤워 헤드를 포함하며,
상기 샤워 헤드는,
제1 반응가스가 유입되는 제1 가스 챔버;
상기 제1 가스 챔버의 하부에 반응 챔버와 인접하여 상기 반응 챔버와 연통되도록 마련되며 제2 반응가스가 유입되는 제2 가스 챔버;
상기 제1 가스 챔버와 상기 제2 가스 챔버 사이에 마련되며 냉각물질이 유출입되는 냉각 챔버; 및
상기 냉각 챔버와 상기 제2 가스 챔버를 관통하여 상기 제1 가스 챔버와 상기 반응 챔버를 연통시키며 상기 제1 반응가스가 유동하는 적어도 하나의 가스 유로를 포함하는 화학 기상 증착 장치.A reaction chamber in which a substrate is accommodated and chemical vapor deposition is performed on the substrate by reaction of a first reaction gas and a second reaction gas; And
And a showerhead disposed above the reaction chamber for discharging the first reaction gas and the second reaction gas into the reaction chamber without contacting each other,
The shower head includes:
A first gas chamber into which the first reaction gas flows;
A second gas chamber provided below the first gas chamber, the second gas chamber being adjacent to the reaction chamber and communicating with the reaction chamber, into which the second reaction gas flows;
A cooling chamber provided between the first gas chamber and the second gas chamber and through which the cooling material flows; And
And at least one gas flow path through which the first reaction gas flows and which communicates the first gas chamber and the reaction chamber through the cooling chamber and the second gas chamber. 제6항에 있어서,
상기 제2 가스 챔버의 하부면은 상기 반응 챔버와 연통되는 복수의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.The method according to claim 6,
And a lower surface of the second gas chamber is formed with a plurality of through holes communicating with the reaction chamber. 제6항에 있어서,
상기 가스 유로가 상기 냉각 챔버와 상기 제2 가스 챔버를 관통하며 접촉되는 부분은 용접 결합되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.The method according to claim 6,
Wherein a portion of the gas flow passage which passes through the cooling chamber and the second gas chamber and is in contact is welded.
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