KR100820592B1 - 피처리물 수용부가 형성된 서셉터 및 그러한 서셉터를구비한 화학 기상증착 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 또는 액정패널 제조장치용 서셉터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진공챔버 내에 제공되어 웨이퍼(wafer) 또는 유리기판(glass) 등의 피처리물을 고정하기 위한 화학 기상 증착 장치용 서셉터(susceptor)에 관한 것이다.

본 발명에 따른 화학기상장치용 서셉터는, 성막이 이루어지는 면에 피 처리물의 일부가 삽입되어 안착되도록 일부가 제거되어 수용부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 화학기상증착 장비용 서셉터에서 상기 수용부의 깊이는 피 처리물의 높이 보다 낮거나 동일한 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 화학기상증착장치용 서셉터에서, 상기 서셉터의 성막이 이루어지는 면의 가장자리에는 섀도우 프레임이 안착되도록 단이 형성된 것을 특징으로 한다.

화학 기상 증착 장치, 서셉터, 섀도우 프레임, 수용홈

Description

피처리물 수용부가 형성된 서셉터 및 그러한 서셉터를 구비한 화학 기상증착 장치{SUSCEPTOR HAVING RECEIVING PORTION AND CHEMICAL VAPOR DEPOSITOR HAVING THE SUSCEPTOR}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착 장치용 서셉터의 사시도

도 2는 도 1에 도시된 서셉터에 피처리물이 설치된 상태를 설명하기 위한 단면도

도 3은 종래의 서셉터를 사용하여 증착을 행한 경우와 본 발명에 따른 서셉터를 사용하여 증착을 행한 경우의 비교 설명도

도 4는 종래의 화학기상증착 장치용 서셉터를 설명하기 위한 도면

<부호의 간단한 설명>

20 서셉터 21 수용부

30 섀도우 프레임 40 성막층

W 피 처리물

본 발명은 반도체 또는 액정패널 제조장치용 서셉터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진공챔버 내에 제공되어 웨이퍼(wafer) 또는 유리기판(glass) 등의 피처리물을 고정하기 위한 화학 기상 증착 장치용 서셉터(susceptor)에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기와 같은 서셉터를 구비한 화학기상증착장치에 관한 것이다.

일반적으로 웨이퍼는 반도체 집적회로(IC)를 만들기 위한 것으로, 반도체 물질로 단결정을 성장시킨 기둥 모양의 인곳(Ingot)을 얇게 잘라서 원판 모양으로 만든 것으로 증착, 식각 등 여러 가지 공정을 통하여 표면처리가 행하여 진다.

또한, 액정패널은 액정표시장치의 중요한 요소로서, 전기적 신호를 통해 화상을 디스플레이한다. 액정패널은 유리 등의 투명기판 일면에 각각 전계생성전극을 포함하는 여러 가지 전기적 소자가 설치된 상부기판과 하부기판을 포함하고, 이들 전극이 서로 마주보도록 배치되고 그 사이에 액정이 충진되어 있다. 액정패널의 상부 및 하부기판 각각의 전계생성전극이나 여러 가지 전기적 소자들은 통상 투명기판 상면에 박막을 증착하고 식각하여 패터을 형성하는 과정(patterning)을 수차례 반복하여 형성한다.

웨이퍼나 유리기판상에 박막을 증착하거나 식각하는 공정은 일반적으로 진공 챔버(chamber) 내에서 행하여 진다. 도 4는 종래의 화학기상증착(CVD, CHEMICAL VAPOR DEPOSITION) 공정을 위한 진공 챔버 내부를 개략적으로 나타낸 도면이다. 챔버(1)의 내부에 피처리물(Ｗ)이 안착 고정되는 서셉터(2)가 배치되어 있다. 서셉터(2)에는 발열수단이 인서트 구비되어 이 발열수단에 의해 전체적으로 고르게 가열이 이루어지도록 구성된다. 한편, 피처리물(Ｗ)은 섀도우 프레임(3)에 의해 서셉터(2)상에 견고히 지지된다. 서셉터의 주변에는 피처리물을 상승시키는 복수의 리프트핀(2a)이 설치되어 있다. 진공챔버(1)의 상부에는 처리가스를 공급하는 디퓨져(4)가 설치되어 있다.

상기와 같은 종래의 서셉터를 갖는 증착 장치를 사용하여 피처리물(W)의 표면에 성막을 형성하는 공정을 간단하게 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 서셉터의 상부면에 피처리물을 안착시키고, 서셉터를 상승시켜 섀도우 프레임에 의하여 피처리물이 고정되도록 하는데, 이때 섀도우 프레임은 상기 피 처리물의 일정부분을 감싸도록 하여 밀착 고정한다. 이후, 챔버내에 플라즈마 반응을 위한 RF 전원과 반응가스를 인가하여 상기 피처리물의 상면에 박막을 형성한다.

종래의 서셉터를 사용하여 형성된 박막은 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 섀도우 프레임이 밀착 고정된 부분, 즉 피처리물의 가장자리 엣지(EDGE) 부분에는 성막이 이루어 지지 않아서, 후속공정에서 결함(Defect)을 발생시키는 문제점이 있다. 즉, 후속 공정에서 성막이 이루어 지지 않은 가장자리의 엣지 부분이 정전기 침투의 통로가 되어 불량발생의 원인이 되며, 특히 절연부와 도전부를 형성하는 복수의 에칭 공정에서 게이트 침식 및 파티클 발생의 원인이 된다.

또한 종래의 서셉터를 사용할 경우, 피처리물은 서셉터가 상승하고 섀도우 프레임에 의하여 고정지지 되는 데, 서셉터의 상승압력이 과도할 경우 섀도우 프레임에 의해 상기 피처리물이 파손되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 피처리물의 성막이 이루어지는 상면 전체 또는 상면과 측면에 성막이 형성되도록 하기 위한 화 학기상증착 장치용 서셉터를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 서셉터를 구비하여, 섀도우 프레임으로 피처리물을 고정하지 않고, 섀도우 프레임이 피 처리물과 간섭을 일으키지 않는 화학기상증착장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 일측면에 따른 화학기상장치용 서셉터는, 성막이 이루어지는 면에 피 처리물의 일부가 삽입되어 안착되도록 일부가 제거되어 수용부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 화학기상증착 장비용 서셉터에서 상기 수용부의 깊이는 피 처리물의 높이 보다 낮거나 동일한 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 화학기상증착장치용 서셉터에서, 상기 서셉터의 성막이 이루어지는 면의 가장자리에는 섀도우 프레임이 안착되도록 단이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 의한 화학기상증착장치는, 성막이 이루어지는 면에 피 처리물의 일부가 삽입되어 안착되도록 일부가 제거되어 수용부가 형성된 서셉터와, 상기 서셉터의 수용부의 외측 가장자리를 차폐하도록 설치된 섀도우프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화학기상증착 장비용 서셉터의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서셉터에 피처리물(W)이 설치된 상태를 설명하기 위한 단면도이다.

본 실시예의 화학기상 증착장비용 서셉터(20)는 금속재질로 된 직육면체 형상의 챔버(도시하지 않음)의 내부에 위치하는 것으로서, 상부면에 피처리물(W)이 안착되기 위한 수용부(21)가 형성되어 있다.

수용부(21)의 깊이는 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 글라스나 웨이퍼를 수용할 경우 일정한 깊이로 되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 수용부(21)의 깊이는 안착되는 피 처리물(W)의 높이와 동일하도록 형성함이 바람직 하나, 이에 한정되는 것은 아니고 상기 안착되는 피 처리물(W)이 상기 수용부(21)에서 적절하게 돌출되도록 즉, 수용부(21)의 깊이가 상기 피 처리물(W)의 높이보다 낮게 형성되어도 무방하다. 이 경우에는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 챔버 내부에서 성막공정에 의해 형성된 성막이 피 처리물(W)의 상부면 전체 뿐만 아니라 수용부에서 돌출된 피처리물의 측면까지 성막이 이루어 진다. 따라서, 종래의 서셉터를 사용할 경우 상면과 옆면의 엣지 부분에 성막이 형성되지 않아서 상면 엣지부위의 성막이 박리되는 현상을 방지할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 서셉터(20)와 함께 사용되는 섀도우 프레임은, 상기 서셉터(20)의 수용부(21)의 외측 가장자리를 차폐하도록 설치된다. 본 실시예의 서셉터(20)와 섀도우프레임(30)을 사용할 경우, 상기 섀도우 프레임(30)이 피 처리물과 직접 접촉하지 않고서 서셉터(20)의 수용부 이외의 부분을 차폐하도록 되어 있어서, 종래의 장치와 달리 피처리물(W)이 섀도우 프레임(30)에 의하여 작업공정 중 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예의 서셉터(20)는 성막이 이루어지는 상면의 가장자리에 섀 도우 프레임(30)이 안착되도록 단(22)이 형성되어 있다. 또한, 도 2에 도시된 것과 같이 섀도우프레임(30)의 하부면에는 상기 서셉터(20)에 형성된 단(22)과 정합되기 위한 단턱(31)이 형성되어 있다.

도 3에는 종래의 서셉터를 사용하여 피처리물의 표면에 성막된 구조와 본 발명에 따른 서셉터를 사용하여 피처리물의 표면에 성막된 구조를 도식적으로 도시한 것이다. 도 3(a)를 참조하면, 종래의 서셉터를 사용하여 피처리물(W : gate가 형성된 glass)의 표면에 절연막(40)을 성막할 경우 도시된 바와 같이 피처리물의 표면에 섀도우 프레임이 접촉하도록 되어 있어서 피처리물(W)의 상부면 가장자리와 측면에 성막이 이루어 지지 않는다. 따라서, 후속 공정에서 성막이 이루어 지지 않은 가장자리의 엣지 부분이 정전기 침투의 통로가 되어 불량발생의 원인이 되며, 특히 절연부와 도전부를 형성하는 복수의 에칭 공정에서 게이트 침식 및 파티클 발생의 원인이 된다. 그러나 도 3(b)에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 서셉터 및 화학기상증착장치를 사용하여 피처리물(W: gate가 형성된 glass)의 표면에 절연막(40)을 성막할 경우 피처리물(W)의 상부면 가장자리와 측면에도 성막이 이루어 진다. 따라서, 후속 공정에서 가장자리의 엣지로 정전기가 침투되어 케이트가 침식되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 화학기상증착장치의 일시시예는 도 4에 도시된 종래의 화학기상증착장치에 도 2에 도시된 것과 같은 세섭테와 섀도우프레임을 사용한 것으로 나머지 기술내용은 당업자에게 자명한 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 본 발명의 화학기상증착 장비용 서셉터는 종래 섀도우 프레임의 접촉부위에 성막이 이루어지지 않아 발생하는 불량을 줄일 수 있어, 제조효율이 상승하고 제조원가가 절감되는 장점이 있다.

또한, 상기 섀도우 프레임이 피 처리물에 직접적으로 닿지 않는 구조이기 때문에 피 처리물의 파손이 예방되어, 불량율 감소 및 제조원가의 절감을 이룰 수 있는 효과가 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (5)

1. 화학 기상증착 장치용 서셉터에 있어서,

   성막이 이루어지는 면에 피 처리물의 일부가 삽입되어 안착되도록 일부가 제거되어 수용부가 형성되며,

   상기 수용부의 성막이 이루어지는 면의 가장자리에는 섀도우 프레임이 안착되도록 단이 형성되고,

   상기 단은 상기 섀도우 프레임에 의하여 차폐되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치용 서셉터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수용부의 깊이는 피 처리물의 높이 이하인 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치용 서셉터.
3. 제1항에 있어서,

   상기 섀도우 프레임의 상기 서셉터를 향하는 면에 단턱이 형성되며,

   상기 섀도우 프레임의 상기 단턱이 형성된 면의 배면은 경사진 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장치용 서셉터.
4. 서셉터와, 섀도우 프레임을 포함하는 화학 기상 증착 장치에 있어서,

   상기 서셉터의 성막이 이루어지는 면에 피 처리물의 일부가 삽입되어 안착되도록 일부가 제거되어 수용부가 형성되며,

   상기 수용부의 성막이 이루어지는 면의 가장자리에는 섀도우 프레임이 안착되도록 단이 형성되고,

   상기 단은 상기 섀도우 프레임에 의하여 차폐되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 섀도우 프레임의 상기 서셉터를 향하는 면에 단턱이 형성되며,

   상기 섀도우 프레임의 상기 단턱이 형성된 면의 배면은 경사진 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.

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