KR20150091823A - Reactor for thermal CVD SiC coating apparatus - Google Patents

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KR20150091823A KR1020140012505A KR20140012505A KR20150091823A KR 20150091823 A KR20150091823 A KR 20150091823A KR 1020140012505 A KR1020140012505 A KR 1020140012505A KR 20140012505 A KR20140012505 A KR 20140012505A KR 20150091823 A KR20150091823 A KR 20150091823A
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Abstract

The present invention relates to a gas reactor of a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus capable of allowing a gas flowing inside to have a uniform flow, and preventing foreign materials from flowing in from the outside. According to the present invention, the gas reactor of a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus comprises: a gas supplying part (2) to supply a reaction gas; and a gas reactor (3) to coat a coated product accommodated inside while a gas supplied from the gas supplying part (2) flows. The gas reactor (3) includes: an external muffle (10) whose inside is hollow; an internal muffle (20) accommodated inside the external muffle (10), mounted on the product, wherein a gas equalization means to allow a reaction gas flowing inside to have a uniform flow is installed; and a product table (30) located on a lower part of the external muffle (10) to support the product.

Description

탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로{Reactor for thermal CVD SiC coating apparatus}[0001] The present invention relates to a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus,

본 발명은 화학기상증착장치에 설치되는 가스반응로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 가스반응로를 유동하는 가스가 균일한 흐름을 갖고 외부부터 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas reaction furnace installed in a chemical vapor deposition apparatus, and more particularly, to a gas reaction furnace having a uniform flow of a gas flowing in the gas reaction furnace and a silicon carbide thermal chemical To a gas reaction furnace of a vapor deposition apparatus.

일반적으로 탄화규소(SiC) 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition)기술은 탄소/그라파이트/C-C복합체/SiC 제품에 탄화규소 코팅층을 형성하여 제품을 보호하고 제품 특성이 향상되게 하는 기술이다.In general, silicon carbide (SiC) chemical vapor deposition technology is a technology to protect a product and improve product characteristics by forming a silicon carbide coating layer on a carbon / graphite / C-C composite / SiC product.

상기 화학기상증착 기술에서, MTS (Methyltrichlorosilane, CH3SiCl3)가스, 수소, 운반가스 등의 가스가 이용되고 반응에 의해 제품에 탄화규스(SiC)층을 형성한다.In the above chemical vapor deposition technology, a gas such as MTS (methyltrichlorosilane, CH 3 SiCl 3 ) gas, hydrogen, carrier gas or the like is used and a SiC layer is formed on the product by the reaction.

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 화학기상증착 기술이 실시되는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치(1)는 외부로부터 가스를 공급하는 가스공급부(2)와, 가열된 상태에서 상기 가스공급부(2)로부터 공급된 가스와 제품을 반응시키는 가스반응로(100)와, 상기 가스반응로(100)로부터 배출되는 폐가스를 처리하는 폐가스 처리부(4)를 주요 구성요소로 하고, 여기에 부수적으로 다른 구성요소들이 추가되어 탄화규소 써멀 화학기상증착장치를 구성한다.For example, as shown in FIG. 1, the silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus 1 in which the chemical vapor deposition technique is implemented includes a gas supply unit 2 for supplying gas from the outside, A gas reactor 100 for reacting the gas supplied from the gas reactor 2 with the product and an off gas treatment unit 4 for treating the off gas discharged from the gas reactor 100, Components are added to constitute a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus.

그러나, 종래기술에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로(100)는 내부에서 유동중인 가스의 분포가 불균일한 문제점이 있었다.However, the gas reactor (100) of the silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to the related art has a problem in that the distribution of the gas flowing inside is not uniform.

도 2에는 종래기술에 따른 가스반응로(100)가 도시되어 있는데, 내부가 중공으로 형성되고 내부에서 가스가 유동하는 머플(110)과, 상기 머플(110)의 외측에 설치되어 상기 머플(110)을 가열하는 발열부(112)와, 상기 발열부(112)의 외측에 설치되는 단열부(113)와, 상기 머플(110)의 하부에 위치한 테이블(130)을 포함한다.2 shows a gas reaction furnace 100 according to the related art. The gas reactor 100 includes a muffle 110 having a hollow inside and flowing gas therein, and a muffler 110 installed outside the muffle 110, A heat insulating part 113 provided outside the heat generating part 112 and a table 130 placed below the muffle 110. The heat generating part 112 is provided with a heating part 112,

상기와 같은 종래기술에 따른 가스반응로(100)는 상기 테이블(130)에 형성된 소스가스 주입구(131)를 통하여 상기 머플(110)의 내부로 공급된 가스가 일정구간까지는 균일한 흐름을 흐르다가, 상기 머플(110)의 상단에 형성된 폐가스 배출구(111)와 인접한 구간(도 1에서 A로 표시된 구간)에서는 상기 폐가스 배출구(111)를 통하여 작용하는 흡입력에 의해 상기 머플(110)의 내부를 유동하는 가스의 흐름이 폐가스 배출구(111) 쪽으로 집중되어 가스의 분포가 불균일한 상태를 갖는다.In the gas reactor 100 according to the related art as described above, the gas supplied into the muffle 110 through the source gas inlet 131 formed in the table 130 flows uniformly until a predetermined interval The suction force acting through the waste gas discharge port 111 flows in the interior of the muffle 110 in a section adjacent to the waste gas discharge port 111 formed at the upper end of the muffle 110 Gas is concentrated toward the waste gas outlet 111 and the distribution of the gas is uneven.

상기와 같이, 가스의 분포가 불균일하므로, 피코팅물의 코팅층이 고르게 형성되지 못하는 문제점이 있었다.As described above, since the distribution of the gas is uneven, there is a problem that the coating layer of the coating material can not be uniformly formed.

또한, 가스반응이 진행되는 공간이 상기 머플(110)에 의해서만 외부와 차단되어 있어서, 상기 발열부(112)와 단열부(113)의 부스러기를 포함한 이물질이 상기 머플(110)의 내부로 쉽게 유입되어 코팅층에 불량이 발생할 확률이 높아서, 반도체나 LED와 같은 정밀제품에서는 사용이 불가능한 문제점이 있다.
In addition, since the space in which the gas reaction proceeds is intercepted externally only by the muffle 110, foreign matter including the debris of the heat generating portion 112 and the heat insulating portion 113 can easily flow into the inside of the muffle 110 There is a problem that the coating layer is likely to be defective and thus can not be used in precision products such as semiconductors and LEDs.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '고연마성과 고열전도성을 가지는 탄화규소 및 그 제조 방법과 그들의 응용물'에 관한 기술이 개시되어 있다.
On the other hand, the following prior art documents disclose a technology relating to silicon carbide having high polishing ability and high thermal conductivity, and a manufacturing method thereof and their applications.

KR10-1994-0002164AKR10-1994-0002164A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 가스반응로에서 가스가 유동하면서 반응하는 머플을 2중으로 구성하여, 외부로부터 이물질의 유입을 차단할 수 있는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus capable of preventing the entry of foreign matter from the outside by constituting a muffle, It is an object of the present invention to provide a reactor.

본 발명의 다른 목적은, 상기 머플의 내부에 가스의 흐름이 균일하도록 하여, 피코팅물의 코팅층이 균일하게 형성되도록 하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a gas reaction furnace of a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus which uniformly forms a coating layer of an object to be coated with uniform flow of gas inside the muffle.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 머플의 내부를 유동하는 가스의 누출을 방지하고, 발열부와 단열부가 상기 가스로 인하여 코팅되는 것을 방지할 수 있는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로를 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a gas reaction furnace of a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus capable of preventing leakage of gas flowing in the inside of the muffle and preventing the heat generating portion and the heat insulating portion from being coated with the gas .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로는, 반응가스를 공급하는 가스공급부와, 상기 가스공급부로부터 공급된 가스가 유동하면서 내부에 수용된 피코팅제품가 코팅되는 가스반응로를 포함하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치에 있어서, 상기 가스반응로는, 내부가 중공으로 형성되는 외부머플과, 상기 외부머플의 내부에 수용되고, 상기 제품에 거치되며, 내부를 유동하는 반응가스가 균일한 흐름을 갖도록 하는 가스균일화수단이 설치되는 내부머플과, 상기 외부머플의 하부에 위치하여 제품을 지지하는 제품테이블을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus comprising: a gas supply unit for supplying a reaction gas; a gas supply unit for supplying a gas supplied from the gas supply unit, 1. A silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus comprising a gas reaction furnace to be coated, the gas reaction furnace comprising: an outer muffle having an inner hollow formed therein; An inner muffle provided with gas equalizing means for allowing a reaction gas flowing in the outer muffle to have a uniform flow; and a product table disposed at a lower portion of the outer muffle and supporting the product.

상기 가스균일화수단은, 상기 외부머플의 상단에 형성된 폐가스 배출구에 이격되게 위치하고, 상기 내부머플의 상부에 설치되며, 복수의 통공이 전체면적에 고르게 형성되는 커버인 것을 특징으로 한다.The gas equalizing means is a cover which is located at a position spaced apart from a waste gas discharge port formed at the upper end of the outer muffle and which is provided on the upper portion of the inner muffle and in which a plurality of through holes are uniformly formed over the entire area.

상기 커버는, 상기 상기 내부머플의 상단에 설치되고, 전체면적에 상기 반응가스가 통과하는 상부커버통공이 형성되는 상부커버와, 상기 상부커버의 아래에 상기 상부커버와 이격되게 설치되고, 전체면적에 상기 반응가스가 통과하는 하부커버통공이 형성되는 하부커버인 것을 특징으로 한다.Wherein the cover comprises: an upper cover provided at an upper end of the inner muffle and having an upper cover through-hole through which the reaction gas passes, the lower cover being installed below the upper cover to be spaced apart from the upper cover, And a lower cover hole through which the reaction gas passes.

상기 내부머플에는, 상기 내부머플에 설치되는 링부재와, 상기 링부재로부터 상기 내부머플의 중심을 향하도록 돌출되게 형성되어 피코팅제품의 하단을 지지하는 서포트로 이루어지는 서포트링이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.The inner muffle further includes a ring member provided in the inner muffle and a support ring formed of a ring that protrudes from the ring member toward the center of the inner muffle and supports the lower end of the coated product .

상기 서포트링은 복수로 마련되고 서로 간격을 두고 상하로 배치되는 것을 특징으로 한다.The support rings are provided in a plurality and are arranged vertically with an interval therebetween.

상기 가스균일화수단은, 상기 서포트링에 놓여지고, 전체면적에 대하여 복수의 가스확산판통공이 형성되는 가스확산판인 것을 특징으로 한다.Wherein the gas uniforming means is a gas diffusion plate which is placed on the support ring and in which a plurality of gas diffusion plate holes are formed with respect to the total area.

상기 가스확산판의 상부에 배치되고, 적어도 하나 이상의 디스크형태의 피코팅제품이 놓여지는 제품거치대를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a product holder disposed on the gas diffusion plate and on which at least one disk-shaped coated product is placed.

상기 내부머플은 통형으로 형성되고, 서로 분리되는 복수의 튜브(20a, 20b, 20c)가 축방향으로 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.The inner muffle is formed in a cylindrical shape and is characterized in that a plurality of tubes 20a, 20b, 20c separated from each other are arranged in the axial direction.

어느 하나의 튜브와, 상기 튜브에 인접하게 배치되는 다른 튜브의 사이에는, 상기 튜브의 사이에 위치하는 링부재와, 상기 링부재로부터 상기 링부재의 중심을 향하도록 돌출되게 형성되어 피코팅제품의 하단을 지지하는 서포트로 이루어지는 서포트링이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.A ring member positioned between any one of the tubes and another tube disposed adjacent to the tube, and a ring member protruding from the ring member toward the center of the ring member, And a support ring made of a support for supporting the lower end.

상기 외부머플의 외측에는, 상기 외부머플을 가열시키는 발열부와, 상기 발열부의 외측에 상기 발열부에서 열이 유출되는 것을 저지하는 단열부가 설치되는 것을 특징으로 한다.A heat generating part for heating the outer muffle and a heat insulating part for preventing heat from flowing out of the heat generating part are provided outside the heat generating part.

상기 외부머플과 상기 내부머플은 그라파이트를 재질로 하는 것을 특징으로 한다.The outer muffle and the inner muffle are made of graphite.

상기 테이블에 형성된 소스가스 주입구를 통하여 외부로부터 탄화규소가 포함된 반응가스가 유입되고, 상기 내부머플을 통과하면서 피코팅제품과 반응하여 상기 피코팅제품의 표면을 코팅한 후, 상기 외부머플의 상단에 형성된 폐가스 배출구로 배출되는 것을 특징으로 한다.
A reaction gas containing silicon carbide flows from the outside through a source gas inlet formed in the table and reacts with the coated product while passing through the inner muffle to coat the surface of the coated product, Is discharged to the waste gas discharge port formed in the combustion chamber.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로에 따르면, 가스반응로를 구성하는 머플이 내부머플과 외부머플의 2중구조로 되어 있어서, 외부의 이물질이 내부로 유입되는 것을 차단하여, 코팅층에 이물질이 부착되는 것을 방지하여 고순도의 코팅층 형성이 가능하여, 코팅품질이 향상되고, 반도체, LED와 같은 정밀부품의 생산이 가능해진다.According to the gas reaction furnace of the silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus of the present invention having the above-described structure, the muffle constituting the gas reaction furnace is formed of the inner muffle and the outer muffle, It is possible to prevent a foreign matter from adhering to the coating layer, to form a coating layer of high purity, to improve the coating quality, and to produce precision parts such as semiconductors and LEDs.

또한, 2중구조의 머플에 의해 상기 내부머플을 유동하는 가스가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있어서, 가스의 낭비를 줄이고, 상기 외부머플의 외부에 설치되는 발열부와 단열부가 탄화규소(SiC)로 코팅되는 것을 방지하여, 상기 발열부와 단열부의 수명을 늘이고, 부품의 손상을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to prevent the gas flowing in the inner muffle from flowing out to the outside by the muffle of the double-hopping structure, thereby reducing the waste of the gas, and the heat generating portion and the heat insulating portion provided outside the outer muffle are made of silicon carbide (SiC) It is possible to prevent the components from being damaged by increasing the service life of the heat generating portion and the heat insulating portion.

또한, 상기 내부머플의 내부에 가스확산판과 상부커버와 하부커버를 이용하여, 상기 내부머플의 내부에서 가스의 유동을 균일하게 함으로써, 피코팅물에 균일한 SiC코팅층이 형성되도록 한다.
In addition, a gas diffusion plate, an upper cover and a lower cover are used in the inner muffle to uniformly flow the gas inside the inner muffle, so that a uniform SiC coating layer is formed on the coating material.

도 1은 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 구조를 도시한 블록도.
도 2는 종래기술에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로에서 내부머플을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로에서 서포트링을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로에서 가스확산판을 도시한 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로에서 가스의 흐름을 도시한 단면도.
도 8 내지 도 9는 본 발명에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로에서 상기 내부머플이 5개의 튜브로 구성된 예를 도시한 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로가 적용된 탄화규소 써멀 화학기상증착장치에 의해 코팅된 제품의 표면을 촬영한 전자현미경 사진.1 is a block diagram showing a structure of a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus.
2 is a sectional view showing a gas reaction furnace of a conventional silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus.
3 is a cross-sectional view illustrating a gas reaction furnace of a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
4 is a sectional view showing an inner muffle in a gas reaction furnace of a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
5 is a perspective view showing a support ring in a gas reaction furnace of a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
6 is a plan view showing a gas diffusion plate in a gas reaction furnace of a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
7 is a cross-sectional view showing the flow of gas in the gas reaction furnace of the silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
8 to 9 are sectional views showing an example in which the inner muffle is composed of five tubes in the gas reaction furnace of the silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
10 is an electron micrograph of a surface of a product coated with a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus to which a gas reactor of a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to the present invention is applied.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, a gas reaction furnace of a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로는, 내부가 중공으로 형성되는 외부머플(10)과, 상기 외부머플(10)의 내부에 수용되고, 제품이 거치되며, 내부를 유동하는 반응가스가 균일한 흐름을 갖도록 하는 가스균일화수단이 설치되는 내부머플(20)과, 상기 외부머플(10)의 하부에 위치하여 제품을 지지하는 제품테이블(30)을 포함한다.The gas reaction furnace of the silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to the present invention comprises an outer muffle 10 having an inner hollow formed therein, An inner muffle 20 provided with a gas smoothing means for allowing the reaction gas to flow uniformly and a product table 30 positioned below the outer muffle 10 and supporting the product.

상기 탄화규소 써멀 화학기상증착장치(1)는, 상기 가스반응로(3)를 포함하여, 상기 가스반응로(3)의 내부에 피코팅제품을 거치한 후, 가스공급부(2)로부터 소스가스를 공급하여 상기 가스반응로(3)의 내부에 코팅작업이 수행되도록 한다.The silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus 1 includes the gas reaction furnace 3 and is arranged to receive the coated product from the gas supply unit 2 and to supply the source gas So that the coating operation is performed inside the gas reaction furnace 3.

외부머플(10)은 통형(筒形)의 구조를 가져 내부가 중공으로 형성된다. 상기 외부머플(10)의 내부 공간에 후술되는 내부머플(20), 피코팅제품이 놓여지는 테이블(30) 등이 설치될 수 있다. 상기 외부머플(10)의 상단에는 폐가스 배출구(11)가 형성되어 있어서, 상기 제품테이블(30)에 형성된 소스가스 주입구(31)를 통하여 하부로 공급된 가스가 상기 외부머플(10)을 통과하면서 피코팅제품을 코팅한 후, 상기 폐가스 배출구(11)를 통하여 외부로 배출된다.The outer muffle 10 has a cylindrical structure, and the inner muffle 10 is hollow. An inner muffle 20 to be described later, a table 30 on which a coated product is placed, and the like may be installed in the inner space of the outer muffle 10. A waste gas discharge port 11 is formed at the upper end of the outer muffle 10 so that the gas supplied to the lower portion through the source gas inlet 31 formed in the product table 30 passes through the outer muffle 10 After coating the coated product, it is discharged to the outside through the waste gas outlet (11).

상기 외부머플(10)의 외측면에는 본 발명에 따른 가스반응로(3)를 가열시키는 발열부(12)가 설치되고, 상기 발열부(12)의 외측에는 상기 발열부(12)에 의해 가열된 열이 외부로 방출되는 것을 저지하는 단열부(13)가 설치된다. The outer surface of the outer muffle 10 is provided with a heating unit 12 for heating the gas reaction furnace 3 according to the present invention and the heating unit 12 is heated by the heating unit 12 And a heat insulating portion 13 for preventing heat from being released to the outside.

내부머플(20)은 상기 외부머플(10)의 내부에 배치된다. 상기 내부머플(20)도 통형으로 형성되고, 그 내부를 통하여 가스가 유동한다.The inner muffle (20) is disposed inside the outer muffle (10). The inner muffle 20 is also formed in the shape of a cylinder, and the gas flows through the inside thereof.

상기 내부머플(20)은 복수의 튜브가 적층되어 형성될 수 있다. 예컨대, 도 4에는 하단튜브(20a), 중간튜브(20b) 2개, 상단튜브(20c)의 4단구조로 내부머플(20)이 형성된 구성에 대하여 도시되어 있다. 아울러, 상기 중간튜브(20b)를 3개 이상으로 적층함으로써, 상기 내부머플(20)은 5단 이상의 구조로 형성될 수도 있다.The inner muffle 20 may be formed by stacking a plurality of tubes. For example, FIG. 4 shows a configuration in which the inner muffle 20 is formed by a four-stage structure of a lower tube 20a, two intermediate tubes 20b, and an upper tube 20c. In addition, by stacking the intermediate tubes 20b in three or more, the inner muffle 20 may be formed in a structure having five or more stages.

특히, 상기 내부머플(20)에는 상기 내부머플(20)의 내부에서 균일하게 가스가 균일하게 유동할 수 있도록 하는 가스균일화수단이 마련된다. 종래기술의 가스반응로에서는 상기 외부머플(10)의 상단에 형성된 폐가스 배출구 측의 흡입력으로 인하여 상기 가스의 흐름이 불균일해 지는데, 본 발명에 따른 가스반응로(3)에서는 상기 내부머플(20)에 가스의 흐름을 균일하게 하는 가스균일화수단이 설치된다.Particularly, the inner muffle 20 is provided with gas homogenizing means for uniformly flowing the gas uniformly in the inner muffle 20. In the gas reaction furnace of the prior art, the flow of the gas becomes uneven due to the suction force at the waste gas outlet side formed at the upper end of the outer muffle 10. In the gas reaction furnace 3 according to the present invention, A gas equalizing means for uniformizing the gas flow is provided.

상기 가스균일화수단의 예로는, 디스크 형태로 상기 내부머플(20)의 상부에 설치되고, 복수의 통공이 전체면적에 고르게 형성되는 커버가 될 수 있다.An example of the gas equalizing means may be a cover which is provided on the upper portion of the inner muffle 20 in the form of a disk and in which a plurality of through holes are uniformly formed over the entire area.

특히, 상기 커버는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 이격되게 배치되는 상부커버(23)와 하부커버(22)로 제공된다. 상기 상부커버(23)는 디스크의 형태로 형성되고, 상기 상부커버(23)를 관통하는 상부커버통공(23a)이 복수로 형성되며, 상기 상부커버통공(23a)이 전체면적에 대하여 고르게 형성된다. 마찬가지로, 상기 하부커버(22)도 디스크 형태로 형성되고, 하부커버통공(22a)이 전체면적에 대하여 고르게 형성되어 있다. 상기 상부커버(23)는 상기 내부머플(20)의 상단, 즉 상기 외부머플(10)의 폐가스 배출구(11)의 하방에 위치하고, 상기 하부커버(22)는 상기 상부커버(23)의 하방에 배치된다.In particular, the cover is provided as an upper cover 23 and a lower cover 22 which are spaced apart from each other, as shown in Figs. The upper cover 23 is formed in the form of a disk and a plurality of upper cover holes 23a penetrating the upper cover 23 are formed and the upper cover holes 23a are evenly formed over the entire area . Similarly, the lower cover 22 is also formed in the form of a disk, and the lower cover hole 22a is evenly formed over the entire area. The upper cover 23 is located at the upper end of the inner muffle 20, that is, below the waste gas outlet 11 of the outer muffle 10, and the lower cover 22 is located below the upper cover 23 .

따라서, 상기 상부커버(23) 또는 하부커버(22)를 통과하는 가스는 어느 한 쪽으로 편중되지 않고, 전체면적에 대하여 고른 흐름을 가질 수 있다.Therefore, the gas passing through the upper cover 23 or the lower cover 22 is not biased toward one side, but can have a uniform flow over the entire area.

상기 내부머플(20)에는 디스크 형태의 피코팅제품을 지지하기 위한 서포트링(21)이 구비될 수 있다.The inner muffle 20 may be provided with a support ring 21 for supporting a coated product in the form of a disc.

서포트링(21)은 도 5에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 내부머플(20)에 설치되는 링부재(21a)와, 상기 링부재(21a)로부터 상기 링부재(21a)의 중심을 향해 돌출되게 형성되어 피코팅제품의 하단을 지지하는 서포트(21b)로 이루어진다.5, the support ring 21 includes a ring member 21a provided on the inner muffle 20 and a ring member 21b protruding toward the center of the ring member 21a from the ring member 21a And a support 21b for supporting the lower end of the coated product.

상기 서포트링(21)에 의해 피코팅제품이 지지된 상태에서, 상기 내부머플(20)의 내부를 유동하는 가스에 의해 상기 피코팅제품이 코팅될 수 있다. 이때, 상기 서포트링(21)에 지지되는 피코팅제품의 둘레가 상기 내부머플(20)는 이격되어 있어서, 이격된 공간을 통하여 상기 가스가 유동할 수 있다.The coated product can be coated by the gas flowing inside the inner muffle 20 while the coated product is supported by the support ring 21. [ At this time, the periphery of the coated product supported by the support ring 21 is spaced apart from the inner muffle 20, so that the gas can flow through the spaced space.

한편, 상기 내부머플(20)이 복수의 튜브가 다단으로 적층되어 이루어지는 것인 바, 상기 서포트링(21)는 서로 인접한 튜브의 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 내부머플(20)이 3개의 튜브로 이루어지면, 상기 서포트링(21)은 2개가 구비될 수 있다.On the other hand, since the inner muffle 20 is formed by stacking a plurality of tubes in multiple stages, the support ring 21 can be disposed between adjacent tubes. For example, if the inner muffle 20 is made up of three tubes, two support rings 21 may be provided.

상기 가스균일화수단의 다른 예로서, 상기 서포트링(21)에 놓여지는 가스확산판(24)이 될 수 있다. 상기 가스확산판(24)은 디스크의 형태로 형성되고, 그 저면이 상기 서포트링(21)의 서포트(21b)에 지지된다. 상기 가스확산판(24)은 상기 가스확산판(24)의 상부면과 하부면을 관통하는 가스확산판통공(24a)이 상기 가스확산판(24)의 전체면적에 대하여 고른 분포로 형성되어 있어서, 상기 내부머플(20)에서 상승하는 방향으로 유동하는 가스의 흐름을 균일하게 하여, 상기 가스확산판(24)에 놓여져 제품이 안착되는 제품거치대(25) 주변에서의 가스흐름이 균일해지도록 한다. As another example of the gas equalizing means, it may be a gas diffuser plate 24 placed on the support ring 21. The gas diffusion plate 24 is formed in the form of a disk, and the bottom surface of the gas diffusion plate 24 is supported by the support 21b of the support ring 21. The gas diffusion plate 24 is formed such that the gas diffusion plate holes 24a passing through the upper surface and the lower surface of the gas diffusion plate 24 are formed with an even distribution with respect to the total area of the gas diffusion plate 24 , The flow of the gas flowing in the upward direction in the inner muffle 20 is made uniform so that the gas flow is uniformed around the product placing table 25 on which the product is placed by being placed on the gas diffusion plate 24 .

상기 외부머플(10), 상기 내부머플(20), 상기 발열부(12) 및 단열부(13)는 그라파이트를 재질로 하여 이루어지는 것이 바람직하다.The outer muffle 10, the inner muffle 20, the heating portion 12, and the heat insulating portion 13 are preferably made of graphite.

테이블(30)은 상기 외부머플(10) 및 상기 내부머플(20)의 하부에 위치하여, 그 상부면에 피코팅제품이 거치될 수도 있다. 또한, 상기 테이블(20)은 외부로부터 소스가스가 주입되는 소스가스 주입구(31)가 형성되며, 상기 테이블(20)의 상부면에는 디스크 형태로 형성되되 전체면적에 대하여 통공이 형성된 테이블 확산판(32)이 놓여진다.
The table 30 is located below the outer muffle 10 and the inner muffle 20 so that the coated product may be mounted on the upper surface thereof. The table 20 is formed with a source gas inlet 31 into which a source gas is injected from the outside, and a table diffusion plate (not shown) formed in a disk shape on the upper surface of the table 20, 32) is placed.

상기와 같은 구성을 갖는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로의 작용에 대하여 설명하기로 한다.The operation of the gas reaction furnace of the silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus having the above-described structure will be described.

본 발명에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로의 내부에 피코팅제품이 놓여진다. 상기 내부머플(20)의 내부에 피코팅제품이 놓여지면, 상기 발열부(12)가 작동하여, 상기 가스반응로(3)의 온도가 상승되도록 한다. 상기 가스반응로(3)의 온도가 충분히 상승되면, 탄화규소 써멀 화학기상증착장치(1)이 가스공급부(2)로부터 소스가스가 공급된다. 상기 가스공급부(2)로부터 상기 소스가스가 상기 가스반응로(3)로 공급되면, 상기 소스가스는 상기 테이블(30)에 형성된 소스가스 주입구(31)를 통하여 상기 가스반응로(3)의 내부로 공급된다. 상기 소스가스 주입구(31)로부터 상기 내부머플(20)의 내부로 공급되는 가스는 상기 내부머플(20)의 축방향, 즉 하부에서 상부로 상승하는 방향으로 유동하면서, 상기 소스가스에 포함된 Si(규소) 성분과 C(탄소) 성분이 고온상태에서 상기 피코팅제품의 표면에서 반응하여 고체상태의 탄화규소(SiC)가 코팅된다. 예컨대, 상기 소스가스로 MTS(Methyltrichlorosilane, CH3SiCl3)를 공급시켜, 상기 피코팅제품의 표면에 고순도의 박막 탄화규소 코팅층을 형성할 수 있다.The coated product is placed inside the gas reaction furnace of the silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to the present invention. When the coated product is placed inside the inner muffle 20, the heating unit 12 is operated to raise the temperature of the gas reaction furnace 3. When the temperature of the gas reaction furnace 3 is sufficiently raised, the silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus 1 supplies the source gas from the gas supply unit 2. When the source gas is supplied from the gas supply unit 2 to the gas reaction furnace 3, the source gas is supplied to the inside of the gas reaction furnace 3 through the source gas inlet 31 formed in the table 30, . The gas supplied from the source gas inlet 31 to the inside of the inner muffle 20 flows in the axial direction of the inner muffle 20, that is, in the upward direction from the bottom to the top, (Silicon) component and C (carbon) component react at the surface of the coated product at a high temperature to be coated with silicon carbide (SiC) in a solid state. For example, MTS (Methyltrichlorosilane, CH 3 SiCl 3 ) may be supplied as the source gas to form a high-purity thin silicon carbide coating layer on the surface of the coated product.

이러한 코팅과정은 반도체 관련 제품의 코팅일 경우에는 LP-CVD 공정용(Si-SiC Tube, Boat 제품 코팅), Diffusion 공정, LP-CVD 공정(SiC Dummy wafer), Etch 공정(Cathode, Focus Ring, 기타 Ring 제품), LED 관련제품의 경우에는 MO-CVD 공정(Wafer Susceptor 제품, 기타 Ring 제품) 등에 이용된다.This coating process can be applied for LP-CVD process (Si-SiC Tube, Boat product coating), Diffusion process, LP-CVD process (SiC dummy wafer), Etch process (Cathode, Focus Ring, etc.) Ring products), LED-related products are used for MO-CVD process (wafer susceptor products, other ring products).

한편, 상기 내부머플(20)의 내부에서 유동하는 가스는 어느 한 쪽으로 편중되지 않고 균일한 흐름을 갖는다. 즉, 소스가스 주입구(31)로 공급된 소스가스는 상기 가스확산판(24)을 통과하면서, 상기 가스확산판(24)의 전체 면적으로 고르게 분산되고, 상기 가스확산판(24)을 통과한 이후에는 상기 내부머플(20)의 균일한 흐름을 갖는다.On the other hand, the gas flowing inside the inner muffle 20 has a uniform flow without being biased toward one side. That is, the source gas supplied to the source gas inlet 31 is uniformly dispersed in the entire area of the gas diffusion plate 24 while passing through the gas diffusion plate 24, Thereafter, the inner muffle 20 has a uniform flow.

특히, 상기 내부머플(20)의 상부, 즉 외부머플(10)의 폐가스 배출구(11)과 인접한 영역에서도 상기 폐가스 배출구(11)에 작용하는 흡입력에 영향을 받지 않고, 상기 상부커버(23)와 하부커버(22)에 의해, 균일한 흐름을 가지므로, 상기 내부머플(20)의 내부 세팅된 피코팅제품에 균일한 코팅층이 형성되도록 한다.Particularly, the upper cover 23 and the upper cover 23 are not affected by the suction force acting on the waste gas outlet 11 in the upper portion of the inner muffle 20, that is, the region adjacent to the waste gas outlet 11 of the outer muffle 10. [ The lower cover 22 has a uniform flow so that a uniform coating layer is formed on the inner set coating product of the inner muffle 20.

따라서, 본 발명에 따른 가스반응로(3)에서는 상기 내부머플(20)의 내부를 유동하는 동안에는 소스가스의 흐름이 균일하여, 피코팅제품에 형성되는 코팅층도 균일해진다.Accordingly, in the gas reaction furnace 3 according to the present invention, the flow of the source gas is uniform during the flow in the inner muffle 20, so that the coating layer formed on the coated product becomes uniform.

또한, 피코팅제품이 위치하는 공간이 외부머플(10)과 내부머플(20)에 의해 2중으로 차단되어 있어서, 외부로부터 이물질이 유입되는 것도 차단할 수 있다.
In addition, since the space where the coated product is located is double-blocked by the outer muffle 10 and the inner muffle 20, it is also possible to prevent the foreign matter from being introduced from the outside.

한편, 도 8과 도 9에는 상기 내부머플(20)이 5단으로 구성된 예에 대해서 도시되어 있다.8 and 9 show an example in which the inner muffle 20 is composed of five stages.

상기 내부머플(20)을 구성하는 튜브 중에서 중간튜브(20b)가 3개로 제공됨으로써, 상단튜브(20c) 및 하단튜브(20a)와 함께 모두 5단의 튜브로 내부머플(20)이 이루어져 있고, 나머지 구성은 동일하게 이루어진 실시예에 대하여 도시되어 있다.The middle muffle 20b is provided in three tubes among the tubes constituting the inner muffle 20 so that the inner muffle 20 is formed by five stages of tubes together with the upper tube 20c and the lower tube 20a, The remaining configuration is shown for the same embodiment.

이러한 가스반응로에서도, 하부의 상기 내부머플(20)에 놓여진 피코팅제품를 코팅하기 위한 소스가스의 흐름이 균일함을 알 수 있다.
Even in such a gas reaction furnace, it can be seen that the flow of the source gas for coating the coated product placed on the inner muffle 20 at the bottom is uniform.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로에 따르면, 가스반응로(3)가 외부머플(10)과 내부머플(20)에 의해 2중구조로 되어 있어서, 외부로부터 유입되는 이물질을 차단하여 고순도의 코팅층을 얻을 수 있고, 내부에서 소스가스의 흐름일 균일해져 코팅층의 두께가 균일해진다.As described above, according to the gas reaction furnace of the silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to the present invention, since the gas reaction furnace 3 is formed as a double structure by the outer muffle 10 and the inner muffle 20, It is possible to obtain a high-purity coating layer by blocking the foreign substances introduced from the outside, and uniform the flow of the source gas in the inside, and the thickness of the coating layer becomes uniform.

도 10에는 본 발명에 따른 가스반응로가 적용된 탄화규소 써멀 화학기상화학증착장치에 의해서 코팅된 제품의 표면을 촬영한 전자현미경 사진이 도시되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스반응로에 의해 소스가스의 흐름이 균일해져, 코팅층도 균일한 두께로 형성되었음을 알 수 있다.
FIG. 10 is an electron micrograph of a surface of a product coated with a silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus to which a gas reactor according to the present invention is applied. As shown in FIG. 10, it can be seen that the flow of the source gas is made uniform by the gas reaction furnace according to the present invention, and the coating layer is formed with a uniform thickness.

1 : 서멀 CVD 장치 2 : 가스공급부
3 : 가스반응로 4 : 폐가스처리부
10 : 외부머플 11 : 폐가스배출구
12 : 발열부 13 : 단열부
20 : 내부머플 20a : 하단튜브
20b : 중간튜브 20c : 상단튜브
21 : 서포트링 21a : 링부재
21b : 서포트 22 : 하부커버
22a : 하부커버통공 23 : 상부커버
23a : 상부커버통공 24 : 가스확산판
24a : 가스확산판통공 30 : 테이블
31 : 소스가스 주입구 32 : 테이블확산판
100 : 가스반응로 110 : 머플
111 : 폐가스배출구 112 : 발열부
113 : 단열부 130 : 테이블
131 : 소스가스 주입구1: thermal CVD apparatus 2: gas supply section
3: gas reaction furnace 4: waste gas treatment section
10: outer muffle 11: waste gas outlet
12: heat generating portion 13:
20: inner muffle 20a: lower tube
20b: intermediate tube 20c: upper tube
21: Support ring 21a: Ring member
21b: Support 22: Lower cover
22a: Lower cover opening 23: Upper cover
23a: Upper cover through hole 24: Gas diffusion plate
24a: gas diffuser plate 30: table
31: source gas inlet 32: table diffuser plate
100: gas reaction furnace 110: muffle
111: waste gas outlet 112:
113: heat insulating portion 130: table
131: Source gas inlet

Claims (12)

반응가스를 공급하는 가스공급부와, 상기 가스공급부로부터 공급된 가스가 유동하면서 내부에 수용된 피코팅제품가 코팅되는 가스반응로를 포함하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치에 있어서,
상기 가스반응로는,
내부가 중공으로 형성되는 외부머플과,
상기 외부머플의 내부에 수용되고, 상기 제품에 거치되며, 내부를 유동하는 반응가스가 균일한 흐름을 갖도록 하는 가스균일화수단이 설치되는 내부머플과,
상기 외부머플의 하부에 위치하여 제품을 지지하는 제품테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로.
1. A silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus comprising: a gas supply unit for supplying a reaction gas; and a gas reaction furnace for coating a coated product accommodated therein while flowing a gas supplied from the gas supply unit,
The gas-
An outer muffle having an inner hollow formed therein,
An inner muffle accommodated in the outer muffle and mounted on the product and provided with gas equalizing means for allowing a reaction gas flowing in the inner space to have a uniform flow,
And a product table positioned below the outer muffle to support the product. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
제1항에 있어서,
상기 가스균일화수단은,
상기 외부머플의 상단에 형성된 폐가스 배출구에 이격되게 위치하고, 상기 내부머플의 상부에 설치되며, 복수의 통공이 전체면적에 고르게 형성되는 커버인 것을 특징으로 하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로.
The method according to claim 1,
Wherein the gas equalizing means comprises:
And a plurality of through holes formed in the upper portion of the inner muffle and being uniformly formed over the entire area of the inner muffle. The gas reaction chamber of the silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, .
제2항에 있어서,
상기 커버는,
상기 상기 내부머플의 상단에 설치되고, 전체면적에 상기 반응가스가 통과하는 상부커버통공이 형성되는 상부커버와,
상기 상부커버의 아래에 상기 상부커버와 이격되게 설치되고, 전체면적에 상기 반응가스가 통과하는 하부커버통공이 형성되는 하부커버인 것을 특징으로 하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로.
3. The method of claim 2,
The cover
An upper cover provided on an upper end of the inner muffle and having an upper cover through hole through which the reaction gas passes,
Wherein the lower cover is provided below the upper cover so as to be spaced apart from the upper cover and has a lower cover through hole through which the reaction gas passes in a total area.
제1항에 있어서,
상기 내부머플에는,
상기 내부머플에 설치되는 링부재와, 상기 링부재로부터 상기 내부머플의 중심을 향하도록 돌출되게 형성되어 피코팅제품의 하단을 지지하는 서포트로 이루어지는 서포트링이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로.
The method according to claim 1,
In the inner muffle,
Further comprising a ring member provided on the inner muffle and a support ring formed to protrude from the ring member toward the center of the inner muffle so as to support the lower end of the coated product, Gas reaction furnace of chemical vapor deposition system.
제4항에 있어서,
상기 서포트링은 복수로 마련되고 서로 간격을 두고 상하로 배치되는 것을 특징으로 하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로.
5. The method of claim 4,
Wherein a plurality of the support rings are provided and are vertically disposed with an interval therebetween.
제5항에 있어서,
상기 가스균일화수단은,
상기 서포트링에 놓여지고, 전체면적에 대하여 복수의 가스확산판통공이 형성되는 가스확산판인 것을 특징으로 하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로.
6. The method of claim 5,
Wherein the gas equalizing means comprises:
Wherein the support ring is a gas diffusion plate which is placed on the support ring and on which a plurality of gas diffusion plate holes are formed with respect to the entire area.
제6항에 있어서,
상기 가스확산판의 상부에 배치되고, 적어도 하나 이상의 디스크형태의 피코팅제품이 놓여지는 제품거치대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로.
The method according to claim 6,
Further comprising a product rest which is disposed on the gas diffusion plate and on which at least one of the disc-shaped coated products is placed. The gas reaction furnace of the silicon carbide thermal chemical vapor deposition apparatus according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 내부머플은 통형(筒形)으로 형성되고, 서로 분리되는 복수의 튜브(20a, 20b, 20c)가 축방향으로 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로.
The method according to claim 1,
Wherein the inner muffle is formed in a cylindrical shape, and a plurality of tubes (20a, 20b, 20c) separated from each other are arranged in the axial direction.
제8항에 있어서,
어느 하나의 튜브와, 상기 튜브에 인접하게 배치되는 다른 튜브의 사이에는,
상기 튜브의 사이에 위치하는 링부재와, 상기 링부재로부터 상기 링부재의 중심을 향하도록 돌출되게 형성되어 피코팅제품의 하단을 지지하는 서포트로 이루어지는 서포트링이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로.
9. The method of claim 8,
Between any one tube and another tube disposed adjacent to the tube,
And a support ring which is formed to project from the ring member toward the center of the ring member and supports the lower end of the coated product, Gas reaction furnace of thermal chemical vapor deposition apparatus.
제1항에 있어서,
상기 외부머플의 외측에는,
상기 외부머플을 가열시키는 발열부와,
상기 발열부의 외측에 상기 발열부에서 열이 유출되는 것을 저지하는 단열부가 설치되는 것을 특징으로 하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로.
The method according to claim 1,
On the outside of the outer muffle,
A heating unit for heating the outer muffle,
Wherein a heat insulating portion for preventing heat from flowing out of the heat generating portion is provided outside the heat generating portion.
제1항에 있어서,
상기 외부머플과 상기 내부머플은 그라파이트를 재질로 하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로.
The method according to claim 1,
Wherein the outer muffle and the inner muffle are made of graphite. ≪ RTI ID = 0.0 > [10] < / RTI >
제1항에 있어서,
상기 테이블에 형성된 소스가스 주입구를 통하여 외부로부터 탄화규소가 포함된 반응가스가 유입되고,
상기 내부머플을 통과하면서 피코팅제품과 반응하여 상기 피코팅제품의 표면을 코팅한 후,
상기 외부머플의 상단에 형성된 폐가스 배출구로 배출되는 것을 특징으로 하는 탄화규소 써멀 화학기상증착장치의 가스반응로.The method according to claim 1,
A reaction gas containing silicon carbide flows from the outside through a source gas inlet formed in the table,
Reacting with the coated product while passing through the inner muffle to coat the surface of the coated product,
And discharged to a waste gas outlet formed at an upper end of the outer muffle.
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