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KR20000032767A - Apparatus for injecting gas in metal organic cemical vapor deposition system for semiconductor - Google Patents

Apparatus for injecting gas in metal organic cemical vapor deposition system for semiconductor Download PDF

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KR20000032767A
KR20000032767A KR1019980049326A KR19980049326A KR20000032767A KR 20000032767 A KR20000032767 A KR 20000032767A KR 1019980049326 A KR1019980049326 A KR 1019980049326A KR 19980049326 A KR19980049326 A KR 19980049326A KR 20000032767 A KR20000032767 A KR 20000032767A
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South Korea
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gas
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plate
heat transfer
cover tube
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Inventor
양승윤
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김영환
현대반도체 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for injecting gas in a metal organic chemical vapor deposition system for a semiconductor is provided to accurately and easily control a shower head, to separately supply a process gas and a process source so that the process gas and process source do not react together before their injection, and to prevent inner wall of the shower head from evaporating. CONSTITUTION: An apparatus for injecting gas in a metal organic chemical vapor deposition system for a semiconductor comprises a thermal transmitting plate(110), a cover tube(120), a gas line(151), a source line(152), a heater coil(140), a distributing plate(150), an injecting plate(160), a temperature sensor(170) and a cooling means. The thermal transmitting plate(110) on upper portion of a process chamber(12) has a gas pathway and a source pathway. The cover tube(120) of ring type is installed on the thermal transmitting plate(110). The gas line(151) and source line(152) are through each side of the cover tube(120). The heater coil(140) in the cover tube(120) heats the thermal transmitting plate(110). The distributing plate(150) is installed under the gas pathway and a source pathway of the thermal transmitting plate(110) to evenly distribute a process gas and a process source. The injecting plate(160) under the distributing plate(150) evenly injects the process gas and a process source. The temperature sensor(170) senses the temperature of the process gas and process source, and transmits a signal to a controller. The cooling means cools the thermal transmitting plate(110) according to a signal from the controller.

Description

반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치Gas injection device for semiconductor organic metal chemical vapor deposition equipment

본 발명은 반도체 유기금속 화학기상증착장비(Metal Organic Chemical Vapor Deposition system)의 가스 분사장치에 관한 것으로, 특히 샤워헤드의 온도제어가 용이하고 챔버의 부피를 소형화하며 파티클의 발생을 억제하는데 적합한 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a gas injector for a semiconductor organic metal vapor deposition system, and in particular, to facilitate temperature control of a shower head, to reduce the volume of a chamber, and to suppress particles. The present invention relates to a gas injector for metal chemical vapor deposition equipment.

일반적으로 유기금속 화학기상증착장비(이하, MOCVD)는, 바론(Ba), 스트론튬(Sr), 티탄(Ti)과 같은 금속성의 반응물질을 산화질소(N2O), 산소(O2), 불화수소(HF3)와 같은 옥시겐 가스와 혼합시켜 공정챔버 내에서 웨이퍼에 박막이나 에피층을 증착 형성시키는 장비이다.In general, organometallic chemical vapor deposition equipment (hereinafter referred to as MOCVD), metal reactants such as baron (Ba), strontium (Sr), titanium (Ti), nitrogen oxides (N 2 O), oxygen (O 2 ), It is a device that deposits a thin film or epi layer on a wafer in a process chamber by mixing with an oxygen gas such as hydrogen fluoride (HF 3 ).

도 1은 종래 가스 분사장치가 구비된 MOCVD의 일례를 보인 종단면도로서, 종래의 MOCVD는 공정챔버(1)내의 바닥면에 메인히터(2)가 내장된 석영판(3)이 설치되고, 그 석영판(3)의 상면에 웨이퍼(W)가 얹히는 서스셉터(Susceptor)(4)가 설치되며, 상기 웨이퍼(W)의 상측에 공정가스를 균일하게 분사시키는 가스 분사장치(10)가 설치되어 있다.1 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of a MOCVD with a conventional gas injector. In the conventional MOCVD, a quartz plate 3 having a main heater 2 embedded therein is provided on a bottom surface of a process chamber 1. A susceptor 4 on which the wafer W is placed is installed on the upper surface of the quartz plate 3, and a gas injector 10 is installed on the upper side of the wafer W to uniformly inject the process gas. It is.

이러한 상기 가스 분사장치(10)는 소스라인(11a)과 가스라인(11b)이 합쳐진 하나의 소스인입관(11)이 상면 중앙에 연통되고 통상의 공정챔버(Process Chamber)(1)의 상단을 복개하는 환상의 챔버 어퍼 플레이트(Chamber Upper Plate)(5)에 얹혀져 고정되는 샤워헤드(Shower Head)(12)와, 그 샤워헤드(12)의 상면에 내장되어 상기 샤워헤드(12)를 150 ∼ 200℃의 범위에서 일정하게 유지시키는 히팅코일(13)를 포함하여 구성되어 있다.The gas injector 10 has a source inlet pipe 11 in which the source line 11a and the gas line 11b are combined to communicate with the center of the upper surface of the gas injector 10 and the upper end of the normal process chamber 1. A shower head 12 mounted on a ring-shaped chamber upper plate 5 to be fixed and mounted on an upper surface of the shower head 12, and the shower head 12 being 150 to It is comprised including the heating coil 13 which keeps it constant in the range of 200 degreeC.

상기 샤워헤드(12)는 상기한 소스인입관(11)이 연통되고 일정 체적을 갖는 상부헤드(12a)와, 그 상부헤드(12a)의 저면에 부착되고 다수개의 분사공(12b-1)이 도 2에서와 같이 상광하협으로 균일하게 형성되어 소스가스를 웨이퍼(W)에 분사시키는 하부헤드(12b)로 이루어져 있다.The shower head 12 has an upper head 12a communicating with the source inlet pipe 11 and having a predetermined volume, and a plurality of injection holes 12b-1 attached to the bottom surface of the upper head 12a. As shown in FIG. 2, the lower head 12b is uniformly formed in the upper and lower narrow valleys and sprays the source gas onto the wafer W.

상기와 같은 종래의 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치는 다음과 같이 동작된다.The gas injection device of the conventional semiconductor organometallic chemical vapor deposition equipment as described above is operated as follows.

즉, 상기 소스가스는 소스인입관(11)을 통해 샤워헤드(12)로 유입되고, 그 샤워헤드(12)로 유입된 소스가스는 샤워헤드(12)의 상부헤드(12a)에서 1차로 분사되어 그 상부헤드(12a)에서 소스가스의 온도 균일성이 맞춰진다.That is, the source gas is introduced into the shower head 12 through the source inlet pipe 11, and the source gas introduced into the shower head 12 is first injected from the upper head 12a of the shower head 12. The temperature uniformity of the source gas is adjusted at the upper head 12a.

이후, 상기 상부헤드(12a)에서 1차로 온도 균일성이 맞춰진 소스헤드는 하부헤드(12b)의 각 분사공(12b-1)을 통해 공정챔버(1)의 내부로 분사되어 웨이퍼(W) 상에서 서로 반응하면서 특정한 막을 형성하게 된다.Subsequently, the source head whose temperature uniformity is firstly adjusted in the upper head 12a is injected into the process chamber 1 through the respective injection holes 12b-1 of the lower head 12b, and is then placed on the wafer W. React with each other to form a specific film.

이때, 상기 샤워헤드(12)에는 공정소스 뿐만이 아니라 공정가스도 유입되어 뒤섞이게 되고, 그 뒤섞이는 과정에서 소스 및 가스는 자기들끼리 반응을 하거나 샤워헤드(12)의 내벽에 증착하게 된다.In this case, not only the process source but also the process gas flows into the shower head 12 and is mixed. In the mixing process, the source and the gas react with each other or are deposited on the inner wall of the shower head 12.

이를 방지하기 위하여 상기 샤워헤드(12)는 히팅코일(13)에 의해 항상 150 ∼ 200℃를 유지하도록 조절되는 것이었다.In order to prevent this, the shower head 12 was controlled by the heating coil 13 to maintain 150 to 200 ° C at all times.

그러나, 상기와 같은 종래 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치는, 상기 샤워헤드(12)의 상부헤드(12a)의 체적이 커서 히팅코일(13)로부터의 거리가 멀어지게 됨에 따라 샤워헤드(12)의 온도제어가 원활하지 못하게 되는 것은 물론, 상기 하나의 소스인입관(11)을 통해 공정가스와 공정소스가 공급되므로 분사전 반응을 제한하지 못하게 되어, 이 반응물이 소스인입관(11) 또는 샤워헤드(12)의 내벽에 다량으로 증착하게 되는 문제점이 있었다.However, in the gas injection apparatus of the conventional semiconductor organometallic chemical vapor deposition equipment as described above, the shower head 12 has a large volume of the upper head 12a, so that the distance from the heating coil 13 increases. In addition, the temperature control of (12) is not smooth, and the process gas and the process source are supplied through the one source inlet pipe 11, so that the reaction before injection cannot be restricted, and this reactant is the source inlet pipe 11 Or a large amount of deposition on the inner wall of the shower head 12.

또한, 상기 히팅코일(13)에 의해 샤워헤드(12)의 온도가 약 150℃ 정도로 제어되더라도, 실제 샤워헤드(12)는 400 ∼ 600℃로 진행되는 공정챔버(1)의 웨이퍼(W)로부터 복사열을 받아 적정온도 이상으로 가열되면서 소스가스의 균일도가 저하되는 문제점도 있었다.In addition, even though the temperature of the shower head 12 is controlled by the heating coil 13 to about 150 ° C., the actual shower head 12 is separated from the wafer W of the process chamber 1 proceeding from 400 to 600 ° C. FIG. There was also a problem that the uniformity of the source gas is reduced while receiving the radiant heat and heated above the proper temperature.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 샤워헤드의 온도제어를 용이하고 정확하게 실시할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 공정가스와 공정소스를 분리 공급할 수 있도록 하여 이 공정가스와 공정소스가 분사전 반응하거나 샤워헤드 등의 내벽에 증착되는 것을 미연에 방지할 수 있는 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the gas injector of the conventional semiconductor organometallic chemical vapor deposition equipment as described above, it is possible to easily and accurately control the temperature of the shower head, the process gas and The present invention provides a gas injector of a semiconductor organometallic chemical vapor deposition apparatus which can separately supply a process source and prevent the process gas and the process source from reacting before injection or being deposited on an inner wall of a shower head. There is a purpose.

도 1은 종래 가스 분사장치의 일례가 구비된 MOCVD를 보인 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing a MOCVD equipped with an example of a conventional gas injector.

도 2는 도 1의 "A"부를 보인 상세도.FIG. 2 is a detailed view showing part “A” of FIG. 1;

도 3은 본 발명 가스 분사장치의 일례가 구비된 MOCVD를 보인 종단면도.Figure 3 is a longitudinal sectional view showing MOCVD equipped with an example of the present invention gas injection device.

도 4a는 본 발명 가스 분사장치를 보인 종단면도.Figure 4a is a longitudinal sectional view showing a gas injector of the present invention.

도 4b는 도 4a의 "B"부를 보인 상세도.FIG. 4B is a detailed view of part “B” of FIG. 4A; FIG.

도 5는 본 발명 가스 분사장치의 분배판 및 분사판을 보인 사시도.5 is a perspective view showing a distribution plate and a jet plate of the present invention gas injector.

도 6은 도 5의 평면도.6 is a plan view of FIG.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***

1 : 공정챔버 2 : 메인히터1: process chamber 2: main heater

3 : 석영판 4 : 서셉스터3: quartz plate 4: susceptor

5 : 챔버 어퍼 플레이트 W : 웨이퍼5: chamber upper plate W: wafer

110 : 열전달판 112,113 : 가스 및 소스통구110: heat transfer plate 112,113: gas and source passage

120 : 커버튜브 121,122 : 단열재120: cover tube 121,122: insulation

131,132 : 가스 및 소스라인 140 : 히터코일131,132 gas and source line 140 heater coil

150 : 분배판 151,152 : 가스 및 소스유로150: distribution plate 151,152: gas and source flow path

160 : 분사판 161 : 분사공160: injection plate 161: injection hole

170 : 온도센서 181 : 공기통공170: temperature sensor 181: air through

182 : 에어덕트 183 : 송풍기182: air duct 183: blower

184 : 에어밸브184: air valve

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 통상적인 챔버 어퍼 플레이트에 얹혀져 고정되고 가스통구 및 소스통구가 별개로 형성되는 열전달판과, 그 열전달판의 상면에 얹혀져 고정되는 환상의 커버튜브와, 그 커버튜브의 양측을 관통하여 상기한 열전달판의 가스통구 및 소스통구에 독립적으로 연통되는 가스라인 및 소스라인과, 상기 커버튜브의 내측에 내장되는 히터코일과, 상기 열전달판의 저면에 밀착되고 상기 가스통구 및 소스통구에 각각 독립적으로 연통되어 상기한 가스라인 및 소스라인으로 유입된 공정가스 및 공정소스를 각각 균일하게 분배하는 가스유로 및 소스유로가 형성되는 분배판과, 그 분배판의 저면에 밀착되고 상기한 가스유로 및 소스유로에 각각 연통되어 공정가스 및 공정소스를 공정챔버의 내부에 균일하게 분사하는 다수개의 분사공이 형성되는 분사판과, 그 분사판으로부터 분사되는 공정가스 및 공정소스의 온도를 감지하여 제어부로 전달하는 온도센서와, 상기 열전달판의 과열시 온도센서로부터 과열신호를 전달받은 제어부에 의해 열전달판을 적정온도로 냉각시키는 냉각수단을 포함하여 구성된 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, a heat transfer plate mounted on a conventional chamber upper plate and fixed, and a gas flow passage and a source flow passage are formed separately, and an annular cover tube mounted on the top surface of the heat transfer plate and fixed thereto. A gas line and a source line passing through both sides of the cover tube and independently communicating with the gas and source passages of the heat transfer plate, a heater coil embedded inside the cover tube, and in close contact with the bottom surface of the heat transfer plate. A distribution plate communicating with each of the gas passage and the source passage independently to uniformly distribute the process gas and the process source introduced into the gas line and the source line, respectively; In close contact with each other and in communication with the gas flow path and the source flow path to uniformly inject the process gas and the process source into the process chamber. A spray plate on which a plurality of spray holes are formed, a temperature sensor which senses a temperature of a process gas and a process source sprayed from the spray plate, and transmits the temperature to a controller, and a controller that receives an overheat signal from a temperature sensor when the heat transfer plate is overheated. There is provided a gas injector for semiconductor organometallic chemical vapor deposition equipment comprising cooling means for cooling a heat transfer plate to an appropriate temperature.

이하, 본 발명에 의한 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a gas injector for a semiconductor organometallic chemical vapor deposition apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.

도 3은 본 발명 가스 분사장치의 일례가 구비된 MOCVD를 보인 종단면도이고, 도 4a는 본 발명 가스 분사장치를 보인 종단면도이며, 도 4b는 도 4a의 "B"부를 보인 상세도이고, 도 5는 본 발명 가스 분사장치의 분배판 및 분사판을 보인 사시도이며, 도 6은 도 5의 평면도이다.Figure 3 is a longitudinal sectional view showing an MOCVD equipped with an example of the gas injector of the present invention, Figure 4a is a longitudinal sectional view showing the gas injector of the present invention, Figure 4b is a detailed view showing the "B" portion of Figure 4a, Figure 5 is a perspective view showing a distribution plate and a jet plate of the gas injector of the present invention, Figure 6 is a plan view of FIG.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치(100)는, 통상적인 공정챔버(1)의 상단을 복개하는 챔버 어퍼 플레이트(5)에 얹혀져 고정되는 열전달판(110)과, 그 열전달판(110)의 상면에 얹혀져 고정되는 환상의 커버튜브(120)와, 그 커버튜브(120)의 양측을 관통하여 상기한 열전달판(110)에 연통되는 가스라인(131) 및 소스라인(132)과, 상기 커버튜브(120)의 내측에 내장되어 열전달판(110)을 적정온도로 가열하는 히터코일(140)과, 상기 열전달판(110)의 저면에 밀착되는 분배판(150)과, 그 분배판(150)의 저면에 밀착되어 다수개의 분사공(161)이 형성되는 분사판(160)과, 그 분사판(160)의 저면에 감지부가 위치하도록 설치되어 상기한 분사공(161)으로부터 분사되는 공정가스 및 공정소스의 온도를 감지하여 제어부(미도시)에 전달하는 온도센서(170)와, 상기 열전달판(110)의 과열시 그 열전달판(110)을 냉각시키는 냉각수단(180)을 포함하여 구성된다.As shown therein, the gas injection device 100 of the semiconductor organometallic chemical vapor deposition apparatus according to the present invention includes a heat transfer plate mounted on and fixed to a chamber upper plate 5 covering an upper end of a conventional process chamber 1. 110, an annular cover tube 120 mounted on and fixed to an upper surface of the heat transfer plate 110, and a gas line 131 communicating with the heat transfer plate 110 through both sides of the cover tube 120. ) And a source line 132, a heater coil 140 embedded inside the cover tube 120 to heat the heat transfer plate 110 to a proper temperature, and in close contact with a bottom surface of the heat transfer plate 110. The plate 150 and the spray plate 160 in close contact with the bottom surface of the distribution plate 150 is formed so that a plurality of injection holes 161 are formed, and the sensing unit is located on the bottom surface of the spray plate 160 to the Detects the temperature of the process gas and process source injected from one injection hole 161 and transmits it to the controller (not shown) When overheating of the temperature sensor 170 and the heat transfer plate 110, which is configured to include a cooling means 180 for cooling the heat transfer plate 110.

상기 열전달판(110)은 원판형으로 형성되어 그 외주면이 환상의 챔버 어퍼 플레이트(5)에 얹혀져 볼트(미부호)로 체결되는 플랜지부(111)가 단차지게 형성되고, 상기 열전달판(110)의 내부 양측에는 각각 상기한 가스라인(131) 및 소스라인(132)에 연통되는 가스통구(112) 및 소스통구(113)가 수직으로 형성된다.The heat transfer plate 110 is formed in a disc shape, the outer peripheral surface of which is mounted on an annular chamber upper plate 5, and a flange portion 111 fastened by a bolt (unsigned) is formed stepwise, and the heat transfer plate 110 is formed. Gas cylinders 112 and source cylinders 113 communicating with the gas line 131 and the source line 132 are formed vertically on both inner sides thereof.

상기 분배판(150)은 열전달판(110)의 가스통구(112) 및 소스통구(113)에 각각 독립적으로 연통되어 상기한 가스라인(131) 및 소스라인(132)으로 유입된 공정가스 및 공정소스를 각각 균일하게 분배하는 가스유로(151) 및 소스유로(152)가 '바둑판' 형상으로 형성된다.The distribution plate 150 communicates with the gas passage 112 and the source passage 113 of the heat transfer plate 110 independently and flows into the gas line 131 and the source line 132. Gas passages 151 and source passages 152 for uniformly distributing the sources, respectively, are formed in a 'checkerboard' shape.

상기 분사판(160)은 상기한 가스유로(151) 및 소스유로(152)에 각각 연통되어 공정가스 및 공정소스를 공정챔버(1)의 내부에 균일하게 분사하는 다수개의 분사공(161)이 상광하협으로 경사지게 형성된다.The injection plate 160 communicates with the gas flow passage 151 and the source flow passage 152, respectively, so that a plurality of injection holes 161 uniformly inject the process gas and the process source into the process chamber 1. It is formed to be inclined to the ordinary light.

상기 냉각수단(180)은 커버튜브(120)의 외주면에 형성되는 다수개의 공기통공(181)과, 그 공기통공(181)에 연통되도록 커버튜브(120)의 일측에 관통 설치되어 상기한 공기통공(181)으로 유입되는 공기를 외부로 유도하는 에어덕트(182)와, 그 에어덕트(182)의 일측에 설치되어 강제로 공기를 흡입하여 외부로 토출시키는 송풍기(183)와, 그 송풍기(183)의 외곽측 에어덕트(182)에 설치되어 공기의 역류를 방지하는 에어밸브(184)로 이루어진다.The cooling means 180 is installed through a plurality of air through holes 181 formed on the outer circumferential surface of the cover tube 120 and one side of the cover tube 120 to communicate with the air through holes 181 and the air through holes described above. An air duct 182 for guiding the air introduced into the air to the outside, a blower 183 installed at one side of the air duct 182 to forcibly suck air and discharge the air to the outside, and the blower 183 The air valve 184 is installed on the outer air duct 182 to prevent backflow of air.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.

도면중 미설명 부호인 2는 메인히터, 3은 석영판, 4는 서스셉터, 121은 단열재, 122는 방열용 지지부재, W는 웨이퍼이다.In the drawings, 2 is a main heater, 3 is a quartz plate, 4 is a susceptor, 121 is a heat insulating material, 122 is a heat dissipation support member, and W is a wafer.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치는 다음과 같이 동작된다.The gas injection apparatus of the semiconductor organic metal chemical vapor deposition equipment according to the present invention configured as described above is operated as follows.

즉, 상기 가스라인(131) 및 소스라인(132)을 통해 공정가스 및 공정소스가 커버튜브(120)를 통해 열전달판(110)의 가스통구(112) 및 소스통구(113)로 각각 나뉘어져 유입되고, 그 가스통구(112) 및 소스통구(113)로 각각 유입되는 공정가스 및 공정소스는 분배판(150)의 가스유로(151) 및 소스유로(152)로 퍼지면서 유입되었다가 상기한 분사판(160)의 각 분사공(161)을 통해 공정챔버(1)의 내부로 균일하게 분사된다.That is, the process gas and the process source through the gas line 131 and the source line 132 are divided into the gas passage 112 and the source passage 113 of the heat transfer plate 110 through the cover tube 120, respectively. The process gas and the process source introduced into the gas passage 112 and the source passage 113 are respectively introduced into the gas flow passage 151 and the source flow passage 152 of the distribution plate 150, and then are injected. Through each injection hole 161 of the plate 160 is uniformly injected into the process chamber (1).

이때, 상기 커버튜브(120)에 내장된 히터코일(140)은 열전달판(110)이 적정온도를 유지하도록 가열하게 되는데, 이 열은 가스통구(112) 및 소스통구(113)를 지나는 공정가스 및 공정소스에 전달되어 그 공정가스 및 공정소스가 약 150 ∼ 200℃를 유지하도록 한다.In this case, the heater coil 140 embedded in the cover tube 120 is heated so that the heat transfer plate 110 maintains a proper temperature. The heat passes through the gas passage 112 and the source passage 113. And delivered to the process source to maintain the process gas and process source at about 150-200 ° C.

여기서, 상기 커버튜브(120)의 내측에는 단열부재(121)가 부착되어 있어 히터코일(140)로부터 발생되는 열이 커버튜브(120)의 외부로 방열되지 않게 되며, 또한 상기 커버튜브(120)가 가열되더라도 방열용 지지부재(122)에 의해 차단되어 열전달판(110)에 전달되지 않게 된다.Here, the heat insulating member 121 is attached to the inside of the cover tube 120, so that heat generated from the heater coil 140 is not radiated to the outside of the cover tube 120, and also the cover tube 120 Even if the heating is blocked by the heat dissipation support member 122 is not transmitted to the heat transfer plate (110).

한편, 상기 공정챔버(1)의 내부에는 메인히터(2)가 장착되어 있어 그 공정챔버(1)의 내부온도를 약 400 ∼ 600℃까지 상승하게 되고, 그 열을 받은 웨이퍼(W)의 복사열로 인해 열전달판(110)이 과열되면서 분사되는 공정가스 및 공정소스의 온도를 적정온도 이상으로 과열시키게 되는데, 이때 상기 온도센서(170)가 이 공정가스 및 공정소스의 온도를 감지하여 제어부(미도시)에 전달하게 되고, 그 신호를 받은 제어부에서는 에어밸브(184)를 오픈시킴과 동시에 송풍기(183)를 가동시켜 에어덕트(182)를 통해 커버튜브(120)내의 공기를 외부로 배출시키는 반면, 상기 커버튜브(120)의 공기통공(181)을 통해서는 외부로부터 새로운 공기가 커버튜브(120)로 유입되었다가 전술한 에어튜브(182)를 통해 외부로 배출되는 과정을 통해 열전달판(110)의 온도를 적정온도까지 냉각시키게 되는 것이다.On the other hand, the main heater 2 is mounted inside the process chamber 1 to raise the internal temperature of the process chamber 1 to about 400 to 600 ° C., and radiant heat of the wafer W received the heat. Due to the overheating of the heat transfer plate 110, the temperature of the injected process gas and the process source is overheated to an appropriate temperature or more. At this time, the temperature sensor 170 detects the temperature of the process gas and the process source to control the And the control unit receiving the signal opens the air valve 184 and simultaneously operates the blower 183 to discharge the air in the cover tube 120 through the air duct 182 to the outside. Through the air through hole 181 of the cover tube 120, new air is introduced into the cover tube 120 and then discharged to the outside through the air tube 182 described above. When cooling the temperature of) to a proper temperature It will be tall.

상기 냉각수단은 공기를 이용하는 방식을 일례로 들어 설명하였으나, 경우에 따라서는 냉각수를 이용하는 일반적인 냉각수단이 적용될 수 있다.Although the cooling means has been described using air as an example, in some cases, a general cooling means using cooling water may be applied.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치는, 통상적인 공정챔버의 상단을 복개하는 챔버 어퍼 플레이트에 얹혀져 고정되는 열전달판과, 그 열전달판의 상면에 얹혀지는 커버튜브와, 그 커버튜브의 양측을 관통하여 열전달판에 독립적으로 연통되는 가스라인 및 소스라인과, 상기 커버튜브의 내측에 내장되어 열전달판을 가열하는 히터코일과, 상기 열전달판의 저면에 밀착되어 공정가스 및 공정소스를 각각 균일하게 분배하는 분배판과, 그 분배판의 저면에 밀착되는 분사판과, 그 분사판으로부터 분사되는 공정가스 및 공정소스의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 열전달판의 과열시 적정온도로 냉각시키는 냉각수단을 포함하여 구성함으로써, 샤워헤드의 온도제어를 용이하고 정확하게 실시할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 공정가스와 공정소스를 분리 공급할 수 있도록 하여 이 공정가스와 공정소스가 분사전 반응하거나 샤워헤드 등의 내벽에 증착되는 것을 미연에 방지할 수 있다.As described above, the gas injector of the semiconductor organometallic chemical vapor deposition apparatus according to the present invention includes a heat transfer plate mounted on and fixed to a chamber upper plate covering an upper end of a conventional process chamber, and a top surface of the heat transfer plate. A cover tube, a gas line and a source line penetrating both sides of the cover tube independently communicating with the heat transfer plate, a heater coil built into the cover tube to heat the heat transfer plate, and a bottom surface of the heat transfer plate. And a distribution plate for uniformly distributing the process gas and the process source, a spray plate in close contact with the bottom surface of the distribution plate, a temperature sensor for sensing the temperature of the process gas and the process source injected from the spray plate, and the heat transfer. By including cooling means for cooling to a proper temperature when the plate is overheated, temperature control of the shower head can be performed easily and accurately Which not only that, by separating the process gas can be supplied with the source process can be prevented from being deposited on the inner wall of such a process with process gas source is a pre-minute reaction, or the showerhead.

Claims (5)

통상적인 공정챔버의 상단을 복개하는 챔버 어퍼 플레이트에 얹혀져 고정되고 가스통구 및 소스통구가 별개로 형성되는 열전달판과, 그 열전달판의 상면에 얹혀져 고정되는 환상의 커버튜브와, 그 커버튜브의 양측을 관통하여 상기한 열전달판의 가스통구 및 소스통구에 독립적으로 연통되는 가스라인 및 소스라인과, 상기 커버튜브의 내측에 내장되어 열전달판을 적정온도로 가열하는 히터코일과, 상기 열전달판의 저면에 밀착되고 상기 가스통구 및 소스통구에 각각 독립적으로 연통되어 상기한 가스라인 및 소스라인으로 유입된 공정가스 및 공정소스를 각각 균일하게 분배하는 가스유로 및 소스유로가 형성되는 분배판과, 그 분배판의 저면에 밀착되고 상기한 가스유로 및 소스유로에 각각 연통되어 공정가스 및 공정소스를 공정챔버의 내부에 균일하게 분사하는 다수개의 분사공이 형성되는 분사판과, 그 분사판으로부터 분사되는 공정가스 및 공정소스의 온도를 감지하여 제어부로 전달하는 온도센서와, 상기 열전달판의 과열시 온도센서로부터 과열신호를 전달받은 제어부에 의해 열전달판을 적정온도로 냉각시키는 냉각수단을 포함하여 구성된 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치.A heat transfer plate mounted on a chamber upper plate covering the upper end of a conventional process chamber and having a gas flow passage and a source flow passage formed separately, an annular cover tube mounted on an upper surface of the heat transfer plate, and both sides of the cover tube A gas line and a source line communicating with the gas passage and the source passage of the heat transfer plate independently through the heat transfer plate, a heater coil installed inside the cover tube to heat the heat transfer plate to an appropriate temperature, and a bottom surface of the heat transfer plate. A distribution plate which is in close contact with the gas passage and the source passage and is independently connected to each other to uniformly distribute the process gas and the process source introduced into the gas line and the source line, respectively; It adheres to the bottom of the plate and communicates with the gas flow path and the source flow path, respectively, so as to distribute the process gas and the process source inside the process chamber. The injection plate is formed with a plurality of injection holes to inject, the temperature sensor for sensing the temperature of the process gas and the process source injected from the injection plate and transmits to the control unit, and the overheat signal from the temperature sensor when the heat transfer plate is overheated Gas injection device for semiconductor organic metal chemical vapor deposition equipment comprising a cooling means for cooling the heat transfer plate to an appropriate temperature by the received control unit. 제1항에 있어서, 상기 커버튜브의 내벽에는 히터코일에 의해 발생된 열이 외부로 방열되는 것을 방지하는 단열부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치.The gas injector of claim 1, wherein a heat insulating member is installed on an inner wall of the cover tube to prevent heat generated by the heater coil from being radiated to the outside. 제1항에 있어서, 상기 커버튜브의 저면과 그 저면이 대향되는 열전달판의 상면 사이에는 커버튜브의 열이 열전달판에 전도되는 것을 방지함과 아울러 히터코일을 지지하는 단열용 지지부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치.According to claim 1, Between the bottom of the cover tube and the upper surface of the heat transfer plate opposite the bottom of the heat insulating plate to prevent the conduction of the heat of the heat transfer plate and to support the heater coil is interposed therebetween Gas injection device for semiconductor organic metal chemical vapor deposition equipment, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 분사판의 분사공은 상광하협으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치.According to claim 1, wherein the injection hole of the injection plate is a gas injection device of the semiconductor organometallic chemical vapor deposition equipment, characterized in that formed inclined in the upper and lower narrow. 제1항에 있어서, 상기 냉각수단은 커버튜브의 외주면에 형성되는 다수개의 공기통공과, 그 공기통공에 연통되도록 커버튜브의 일측에 관통 설치되어 상기한 공기통공으로 유입되는 공기를 외부로 유도하는 에어덕트와, 그 에어덕트의 일측에 설치되어 강제로 공기를 흡입하여 외부로 토출시키는 송풍기와, 그 송풍기의 외곽측 에어덕트에 설치되어 공기의 역류를 방지하는 에어밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 유기금속 화학기상증착장비의 가스 분사장치.The air duct of claim 1, wherein the cooling means has a plurality of air holes formed on the outer circumferential surface of the cover tube, and is installed through one side of the cover tube so as to communicate with the air holes. And an air blower provided on one side of the air duct to forcibly suck air to be discharged to the outside, and an air valve provided on an outer air duct of the blower to prevent backflow of air. Gas injection device for chemical vapor deposition equipment.
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