KR100820756B1 - 박막증착용 히터 및 그 히터가 구비된 박막증착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가열된 히터가 열충격에 의해 파손되는 것을 방지함으로써 히터의 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 웨이퍼가 전체적으로 동일한 온도로 가열될 수 있도록 하는 박막증착용 히터 및 이 히터가 구비된 박막증착장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 박막증착용 히터는 웨이퍼가 배치되는 웨이퍼 지지면을 가지며, 웨이퍼 지지면의 하방에 웨이퍼의 중심 및 그 중심의 부근을 가열하기 위한 중심부 가열소자와, 웨이퍼의 가장자리를 가열하기 위한 가장자리 가열소자가 매설되어 있는 박막증착용 히터에 있어서, 중심부 가열소자와 가장자리 가열소자 사이에는, 웨이퍼 지지면에 대해 웨이퍼의 반경방향과 교차하는 방향으로 몰입된 릴리프 홈부가 형성되어 있다.

웨이퍼, 히터, 릴리프 홈부, 열충격, 열전도도, 열팽창

Description

박막증착용 히터 및 그 히터가 구비된 박막증착장치{Heater and Apparatus for depositing thin film on wafer having the unit}

도 1은 종래의 일례에 따른 박막증착장치의 개략적인 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치의 개략적인 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 히터를 Ⅲ-Ⅲ선에서 바라본 평면도이다.

도 4는 도 2에 도시된 히터의 웨이퍼 지지면에 배치된 웨이퍼의 가열시 그 웨이퍼가 굽은 모양을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막증착용 히터의 개략적인 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...리액터 20,20a...히터

21...중심부 히터블록 22...가장자리 히터블록

31...중심부 가열소자 32...가장자리 가열소자

33...전압인가선 34...열전쌍

35...도전판 36...바이어스 전압인가선

40...샤워헤드 100...박막증착장치

101...내부공간 102...이송통로

103...배기구 104...소스가스 공급관

201...웨이퍼 지지면 202...샤프트부

203...릴리프 홈부 351...중심부 도전판

352...가장자리 도전판 W...웨이퍼

B...볼트

본 발명은 박막증착용 히터 및 이 히터가 구비된 박막증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼를 가열하기 위한 박막증착용 히터 및 이 히터가 구비된 박막증착장치에 관한 것이다.

박막증착장치에는 물리적기상증착장치, 화학적기상증착장치 및 원자층 증착장치 등 여러 가지가 있으며, 최근에는 박막을 얇게 증착할 수 있을 뿐만 아니라 그 박막의 조성도 용이하게 제어할 수 있다는 장점 때문에 원자층 증착장치가 널리 사용되고 있다.

이러한 박막증착장치의 일례는 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 박막증착장치(1)는 내부공간(101)을 가지는 리액터(10)와, 상기 리액터의 내부공간(101)에 승강 가능하게 설치되며 웨이퍼(W)가 배치되는 히터(20')와, 상기 히터(20')에 배치된 웨이퍼에 박막이 형성되도록 그 웨이퍼를 향해 소스가스를 분사하는 샤워헤드(40)를 구비한다.

상기 히터(20')는 질화 알루미늄 계열 소재, 예를 들어 세라믹 등으로 이루어져 있으며, 상기 히터(20')의 상면에는 웨이퍼가 배치되는 웨이퍼 지지면(201')이 평평하게 형성되어 있다. 그리고, 상기 히터(20')에는 상기 웨이퍼 지지면(201')의 하부에 상기 웨이퍼의 중심 및 그 중심의 부근을 가열하기 위한 중심부 가열소자(31)와, 상기 웨이퍼의 가장자리를 가열하기 위한 가장자리 가열소자(32)가 매설되어 있다. 또한, 상기 히터(20')에는 상기 중심부 가열소자(31) 및 가장자리 가열소자(32) 각각에 전압을 인가하기 위한 전압인가선(33)과, 상기 가열소자들(31,32)에 의해 각각 가열되는 히터의 부분 사이의 온도 차이를 측정하기 위한 열전쌍(34)도 매설되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 박막증착장치(1)에 있어서, 박막증착 공정 중에 웨이퍼(W)를 가열하기 위해서, 중심부 가열소자(31) 및 가장자리 가열소자(32)에 전압인가선(33)을 통해서 전압을 인가하게 되면, 그 가열소자들(31,32)에서 발생된 열이 열전도되며 이에 따라 웨이퍼 지지면(201')에 배치된 웨이퍼가 전체적으로 가열되게 된다. 이 때에, 중심부 가열소자(31) 및 가장자리 가열소자(32)에 의해 각각 가열되는 히터의 부분 사이의 온도 차이는 열전쌍(34)에 의해 측정되게 되며, 그 온도 차이를 기초로 상기 중심부 가열소자(31) 및 가장자리 가열소자(32)에 인가되는 전압이 제어되게 된다. 이와 같은 온도 차이를 기초로 한 제어를 통해서, 웨이퍼의 가장자리와 중심부가 같은 온도로 가열될 수 있도록 한다.

그런데, 박막증착공정 중 중심부 가열소자(31) 및 가장자리 가열소자(32)에 전압을 인가하는 경우에, 각 가열소자에 인가되는 전압이 적절하게 제어되지 못하 여 각 가열소자(31,32)에서 발생되는 발열량이 상이하게 나타나는 경우에 각 가열소자의 발열량으로 가열되는 히터의 부분 사이의 온도도 상이하게 된다. 더구나, 히터(20')로부터 리액터의 내부공간(101)으로 방출되는 방열량은 히터(20')의 중심부와 측면부에서 각각 상이하게 나타나게 된다. 이와 같은 발열량 및 방열량의 차이로 말미암아, 비록 열전쌍(34)을 이용하여 전압을 정밀하게 제어하는 경우에 있어서도 중심부 가열소자(31) 및 가장자리 가열소자(32)에 의해 각각 가열되는 히터의 부분 간에는 열팽창이 상이하게 발생할 수 밖에 없게 된다. 따라서, 상이한 열팽창에 의해 발생된 열충격에 의해 히터(20')가 파손되는 현상, 특히 히터 중 중심부 가열소자(31)와 가장자리 가열소자(32) 사이의 부분(도 1에 "C"로 지시되어 있음)이 파손되는 현상이 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다. 그리고, 종래의 히터(20')는 열충격에 매우 약한 세라믹 등과 같은 질화 알루미늄 계열의 소재로 이루어져 있으므로, 30℃ 정도의 온도 차이만 발생하더라도 쉽게 파손되었다.

또한, 웨이퍼의 가열시, 웨이퍼의 가장자리가 상방으로 굽어지는 현상이 발생하게 되므로, 상술한 바와 같이 웨이퍼 지지면(201')이 평평하게 형성되어 있는 경우에는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 웨이퍼가 웨이퍼 지지면(201')과 전체적으로 접촉되지 않게 된다. 즉, 웨이퍼(W)의 가장자리는 웨이퍼 지지면(201')과 접촉하지 못하게 된다. 따라서, 예를 들어 웨이퍼의 중심부 보다 가장자리가 더 낮은 온도로 가열되게 되는 등 히터에 의해 웨이퍼가 전체적으로 동일한 온도로 가열되지 못하게 되며, 이에 따라 웨이퍼에 박막을 균일하게 증착하기가 어렵게 되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가열된 히터가 열충격에 의해 파손되는 것을 방지함으로써 히터의 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 웨이퍼가 전체적으로 동일한 온도로 가열될 수 있도록 하는 박막증착용 히터 및 이 히터가 구비된 박막증착장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 박막증착용 히터는 웨이퍼가 배치되는 웨이퍼 지지면을 가지며, 상기 웨이퍼 지지면의 하방에 상기 웨이퍼의 중심 및 그 중심의 부근을 가열하기 위한 중심부 가열소자와, 상기 웨이퍼의 가장자리를 가열하기 위한 가장자리 가열소자가 매설되어 있는 박막증착용 히터에 있어서, 상기 중심부 가열소자와 상기 가장자리 가열소자 사이에는, 상기 웨이퍼 지지면에 대해 상기 웨이퍼의 반경방향과 교차하는 방향으로 몰입된 릴리프 홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 박막증착장치는 내부공간을 가지는 리액터; 상기 리액터의 내부공간에 설치되며, 웨이퍼가 배치되는 웨이퍼 지지면을 가지며, 상기 웨이퍼 지지면의 하부에 상기 웨이퍼의 중심 및 그 중심의 부근을 가열하기 위한 중심부 가열소자와, 상기 웨이퍼의 가장자리를 가열하기 위한 가장자리 가열소자가 매설되어 있는 히터; 및 상기 히터에 배치된 웨이퍼에 박막이 형성되도록 그 웨이퍼를 향해 소스가스를 분사하는 샤워헤드를 구비하는 박막증착장치에 있어서, 상기 중심부 가열소자가 매설되는 히터의 부분과 상기 가장자 리 가열소자가 매설되는 히터의 부분 사이에는, 상기 웨이퍼 지지면에 대해 상기 웨이퍼의 반경방향과 교차하는 방향으로 몰입된 릴리프 홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막증착장치의 개략적인 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 히터를 Ⅲ-Ⅲ선에서 바라본 평면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 히터의 웨이퍼 지지면에 배치된 웨이퍼의 가열시 그 웨이퍼가 굽은 모양을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 박막증착장치(100)는 다이렉트 플라즈마(Direct Plasma) 장치로서, 리액터(10)와, 히터(20)와, 샤워헤드(40)와, 플라즈마 발생수단을 구비한다.

상기 리액터(10)의 내부공간(101)에는 후술하는 히터(20)와, 샤워헤드(30)가 설치된다. 상기 리액터(10)에는 웨이퍼(W)가 출입하는 웨이퍼 이송통로(102)와, 박막증착 공정 후 상기 내부공간(101)에 잔류하는 가스 및 공정 부산물을 배출하기 위한 배기구(103)가 형성되어 있다.

상기 히터(20)는 상기 리액터의 내부공간(101)에 승강 가능하도록 설치되어 있다. 상기 히터(20)의 승강구조는 대한민국 공개특허 제2003-100499호 등에 이미 개시되어 있으므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 히터(20)의 상면에는 웨이퍼(W)가 배치되는 웨이퍼 지지면(201)이 형성되어 있다. 상기 웨이 퍼 지지면(201)은 상방으로 오목한 형상으로 되어 있다. 즉, 상기 웨이퍼 지지면(201)은 종래와 달리 곡면으로 형성되어 있으며, 상기 곡면의 곡률중심은 상기 웨이퍼 지지면(201)의 상방에 위치한다.

상기 히터(20)에는 상기 웨이퍼 지지면(201)의 하방에 중심부 가열소자(31)와, 가장자리 가열소자(32)와, 전압인가선(33)과, 열전쌍(34)과, 도전판(35)이 매설된다.

상기 중심부 가열소자(31)는 상기 웨이퍼 지지면(201)에 배치되는 웨이퍼(W)의 중심 및 그 중심의 부근을 가열하기 위한 것이다. 상기 가장자리 가열소자(32)는 상기 웨이퍼 지지면(201)에 배치되는 웨이퍼(W)의 가장자리를 가열하기 위한 것이다. 상기 중심부 가열소자(31) 및 가장자리 가열소자(32)는 각각 금속성 소재로 이루어져 있다. 상기 전압인가선(33)은 상기 중심부 가열소자(31) 및 가장자리 가열소자(32)에 전압을 인가하기 위한 것이다. 상기 전압인가선(33)을 통해서 전압이 인가되게 되면, 상기 중심부 가열소자(31) 및 가장자리 가열소자(32)에서는 열이 발생하게 되며 이 열에 의해 상기 웨이퍼 지지면(201)에 배치되는 웨이퍼(W)가 가열된다. 상기 열전쌍(34)은 상기 중심부 가열소자(31) 및 가장자리 가열소자(32) 각각에 의해 가열되는 히터(20)의 부분 간의 온도 차이를 측정하기 위한 것이다. 그리고, 상기 전압인가선(33)과 열전쌍(34)은 상기 히터의 샤프트부(202)의 바닥면에 돌출되어 있다.

상기 도전판(35)은 금속 등과 같은 도전성 소재로 이루어져 있다. 상기 도전판(35)에는 바이어스 전압이 인가되며, 상기 도전판(35)은 접지되어 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 도전판(35)은 접지판이다. 따라서, 후술하는 플라즈마 발생수단에 의해 상기 히터(20)의 상방에 형성된 플라즈마는 상기 웨이퍼쪽으로 이동되어 상기 웨이퍼(W)에 효율적으로 증착 가능하게 된다.

상기 도전판(35)은 중심부 도전판(351)과, 가장자리 도전판(352)을 포함한다. 상기 중심부 도전판(351)은 상기 중심부 가열소자(31)의 상방에 상기 중심부 가열소자(31)와 마주하도록 배치되어 있다. 상기 중심부 도전판(351)은 바이어스 전압인가선(36)과 전기적으로 연결되어 있으며, 접지되어 있다. 상기 가장자리 도전판(352)은 상기 가장자리 가열소자(32)의 상방에 상기 가장자리 가열소자(32)와 마주하도록 배치되어 있다. 그리고, 상기 가장자리 도전판(352)은, 상기 중심부 도전판(351)에 인가되는 바이어스 전압이 상기 가장자리 도전판(352)에 유도되도록 상기 중심부 도전판(351)과 소정 간격 이격되도록 배치되어 있다. 따라서, 외부에서 상기 바이어스 전압인가선(36)을 통해서 상기 중심부 도전판(351)에 인가되는 바이어스 전압은, 상기 가장자리 도전판(352)에도 인가되게 된다.

한편, 상기 히터(20)에는 종래와 달리 상기 중심부 가열소자(31)와 가장자리 가열소자(32) 사이에 릴리프 홈부(203)가 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서는 상기 릴리프 홈부(203)는 상기 중심부 도전판(351) 및 가장자리 도전판(352) 사이에 배치되어 있다. 상기 릴리프 홈부(203)는 상기 웨이퍼 지지면(201)에 대해 상기 웨이퍼의 반경방향(R)과 교차하는 방향(T)으로 몰입되어 형성되어 있다. 상기 릴리프 홈부의 깊이(D)는 상기 웨이퍼 지지면(201)으로부터 상기 중심부 가열소자(31)까지의 거리(L1) 및 상기 웨이퍼 지지면(201)으로부터 상기 가장자리 가열소 자(32)까지의 거리(L2) 모두 보다 더 크다. 여기서, 상기 거리(L1) 및 거리(L2)는 상기 중심부 가열소자 및 가장자리 가열소자 각각의 상면에서 상방으로 수직인 직선을 연장하여 만나는 웨이퍼 지지면 간의 거리 중 최대 거리를 말한다.

상기 릴리프 홈부의 폭(W)은 상기 히터(20)의 열팽창 정도를 고려하여 적절하게 형성하는 것이 좋다. 예를 들어, 상기 히터(20)가 최대로 열팽창하는 경우에 상기 릴리프 홈부(203)의 양측면이 서로 접촉하지 않도록 상기 릴리프 홈부(203)의 폭을 설정하면 된다. 그리고, 상기 릴리프 홈부(203)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상기 중심부 가열소자(31) 전체를 둘러싸도록 폐곡선형으로 이루어져 있다.

상기 샤워헤드(40)는 상기 히터(20)의 상방에 배치되어 있다. 상기 샤워헤드(40)를 통해서 소스가스 공급관(104)에서 공급된 소스가스가 상기 리액터의 내부공간(101)으로 분사된다.

상기 플라즈마 발생수단은 상기 소스가스 공급관(104)에서 공급된 소스가스로부터 플라즈마를 발생시킨다. 상기 플라즈마 발생수단은 대한민국 공개 특허 제2006-23982호 등에 그 구조 및 기능이 이미 개시되어 있으므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 본 실시예에 있어서는, 상기 플라즈마 발생수단으로 고주파 발생기(50)가 구비되어 있다. 상기 고주파 발생기(50)는 샤워헤드(40)와 접속되어 있으며, 박막 증착 공정시 700 W 이상의 고주파 전력(RF Power)을 샤워헤드로 인가함으로써 상기 소스가스를 플라즈마화시킨다.

상술한 바와 같이 구성된 박막증착장치(100)에 있어서는, 히터(20)의 웨이퍼 지지면(201)에 웨이퍼(W)를 배치한 후에, 소스가스 공급관(104)으로부터 공급되는 소스가스를 샤워헤드(40)를 통해서 리액터의 내부공간(101)에 분사시킨다. 그리고, 도전판(35)에 바이어스 전압을 인가하고 고주파 발생기(50)를 작동시켜 샤워헤드(40)에 고주파 전력을 인가하게 되면, 소스가스로부터 플라즈마가 발생되며 그 발생된 플라즈마 내에 존재하는 라디칼이 웨이퍼(W) 상에 증착되면서 박막이 형성되게 된다.

한편, 상술한 바와 같이 구성된 박막증착장치(100)에 있어서, 박막증착 공정 중 중심부 가열소자(31) 및 가장자리 가열소자(32)에 전압인가선(33)을 통해서 전압을 인가하면, 각 가열소자(31,32)에 의해 발생된 열에 의해 히터(20)가 가열되게 되며, 이에 따라 히터의 웨이퍼 지지면(201)에 배치된 웨이퍼(W)도 가열되게 된다. 이 때에, 웨이퍼(W)의 중심 및 그 중심 부근은 중심부 가열소자(31)에서 발생된 열에 의해 그리고 웨이퍼(W)의 가장자리는 가장자리 가열소자(32)에서 발생된 열에 의해 주로 가열되게 된다. 특히, 본 실시예에 있어서는 웨이퍼 지지면(201)이 곡면으로 이루어져 있으므로, 비록 웨이퍼의 가열시 웨이퍼의 가장자리 부분이 굽어지는 현상이 발생하는 경우에도 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 종래와 달리 웨이퍼의 가장자리가 웨이퍼 지지면과 최대한 접촉할 수 있게 된다. 이와 같이, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 지지면(201)과 밀착되게 접촉시키면, 웨이퍼의 중심부와 가장자리 모두를 균일하게 가열하는 것이 용이해진다. 따라서, 균일한 두께의 박막을 종래에 비해 용이하게 형성할 수 있게 된다.

그리고, 본 실시예에 있어서는, 중심부 가열소자(31)와 가장자리 가열소 자(32) 사이에 릴리프 홈부(203)가 형성되어 있으므로, 종래와 달리 열충격에 의해 히터(20)가 파손되는 현상을 방지할 수 있게 된다. 즉, 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 중심부 가열소자(31) 및 가장자리 가열소자(32) 각각의 발열량이 상이하며 히터(20)의 중심부 및 측면부에서 리액터의 내부공간(101)으로 발열되는 발열량(H1,H2)이 각각 상이함으로 인해서 중심부 가열소자(31)에 의해 가열되는 히터의 부분과 가장자리 가열소자(32)에 의해 가열되는 히터의 부분 각각의 열팽창 정도가 상이한 경우에 있어서도, 그 열팽창의 상이함으로 인해 발생하는 열충격이 릴리프 홈부(203)에서 완충되게 된다. 따라서, 종래와 달리 열충격에 의해 히터(20)가 파손되는 현상, 특히 중심부 가열소자(31)와 가장자리 가열소자(32) 사이의 히터 부분이 파손되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예에 있어서는 히터가 하나의 몸체로 형성되어 있는 것으로 구성되어 있으나, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 히터(20a)가 중심부 히터블록(21)과, 가장자리 히터블록(22)를 포함하도록 구성될 수도 있다.

상기 중심부 히터블록(21)에는 중심부 가열소자(31)가 매설되어 있다.

상기 가장자리 히터블록(22)은 상기 중심부 히터블록(21)과 열전도도가 서로 다른 소재로 이루어져 있다. 예를 들어, 상기 가장자리 히터블록(22)은 상기 중심부 히터블록(21)보다 열전도도가 낮은 소재로 이루어져 있다. 상기 가장자리 히터블록(22)에는 가장자리 가열소자(32)가 매설되어 있다. 상기 가장자리 히터블록(22)에는 상기 중심부 히터블록(21)의 형상과 대응되는 형상으로 이루어진 삽입부(221)가 형성되어 있다. 상기 삽입부(221)에는 상기 중심부 히터블록(21)이 상 기 삽입부(221)의 내측면과 상기 웨이퍼의 반경방향(R)으로 일정 간격 이격되게 삽입된다.

그리고, 상기 중심부 히터블록(21)은 상기 삽입부(221)의 바닥면과 접촉되게 삽입된다. 상기 가장자리 히터블록(22)과, 중심부 히터블록(21)은 착탈 가능하게 결합되어 있다. 즉, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 복수의 볼트(B)에 의해 상기 중심부 히터블록(21)과 가장자리 히터블록(22)이 착탈 가능하게 결합되어 있다. 또한, 웨이퍼 지지면(201)은 그 일부분이 상기 중심부 히터블록(21)의 상면에 형성되며 그 나머지 부분이 상기 가장자리 히터블록(22)의 상면에 형성되어 있다.

이와 같이, 상기 중심부 히터블록(21)과 가장자리 히터블록(22)이 결합되게 되면, 상기 중심부 히터블록(21)의 측면과 상기 가장자리 히터블록의 삽입부(221)의 내측면 사이 공간에 의해 상기 릴리프 홈부(203)가 형성되게 된다.

그리고, 전압인가선(33) 및 열전쌍(34)은 도 2 내지 도 4를 참조하면서 설명한 바와 마찬가지로 상기 히터(20a)의 샤프트부(202)의 바닥면에 돌출되어 있으며, 도전판(35)은 상기 히터(20a)에 매설되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 히터(20a)에 있어서는, 중심부 히터블록(21)과 가장자리 히터블록(22)이 착탈 가능하게 결합되어 있으므로, 히터(20a)의 사용 과정에서 중심부 가열소자(31) 또는 가장자리 가열소자(32) 중 어느 하나가 고장나는 경우에는, 히터 전체를 교환해야만 했던 종래와 달리 고장난 가열소자가 매설된 히터블록만을 교환하면 된다. 따라서, 종래에 비해 히터(20a)의 유지 관리비가 줄어들게 된다.

그리고, 중심부 히터블록(21)과, 가장자리 히터블록(22)이 각각 열전도도가 서로 다른 소재로 이루어져 있으므로, 각 히터블록의 소재를 적절하게 선정하게 되면, 열전쌍을 통한 제어가 보다 용이해 질 뿐만 아니라 웨이퍼 지지면(201)에 배치되는 웨이퍼(W)를 골고루 가열할 수 있게 된다. 즉, 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 각 가열소자가 동일한 소재로 이루어져 있으며 그 각 가열소자의 발열량 및 방열량(H1,H2)이 상이한 경우에 있어서, 예를 들어 가장자리 히터블록(22)으로부터 리액터의 내부공간(101)으로 방출되는 방열량이 중심부 히터블록(21)으로부터 리액터의 내부공간(101)으로 방출되는 방열량에 비해 더 작은 경우에, 가장자리 히터블록(22)을 중심부 히터블록(21) 보다 열전도도가 낮은 소재로 형성하게 되면, 박막증착 공정 중에 발생되는 중심부 히터블록(21)과 가장자리 히터블록(22) 간의 온도 차이를 열전쌍(34)을 통한 제어 이전에 미리 줄일 수 있게 되므로, 최종적으로 열전쌍(34)을 통한 제어를 보다 용이하게 할 수 있게 된다. 그리고, 중심부 히터블록(31)과 가장자리 히터블록(22) 간의 온도 차이가 미연에 줄어들게 되므로, 웨이퍼를 그 중심부 및 가장자리가 동일한 온도가 되도록 가열하는 것이 보다 용이해진다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

예를 들어, 본 실시예에 있어서는 릴리프 홈부가 중심부 가열소자를 둘러싸도록 형성되어 있으나, 릴리프 홈부가 중심부 가열소자와 가장자리 가열소자 사이 의 일부분에만 형성되도록 구성할 수도 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 릴리프 홈부의 깊이가 웨이퍼 지지면으로부터 각 가열소자까지의 거리보다 더 크게 구성되어 있으나, 열충격에 의한 파손을 방지할 수만 있다면 릴리프 홈부의 깊이를 적절하게 조절할 수도 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 웨이퍼 지지면이 곡면으로 이루어지도록 구성되어 있으나, 반드시 그렇게 구성될 필요는 없다.

또한, 본 실시예에 있어서는 중심부 히터블록과 가장자리 히터블록이 착탈 가능하게 결합되어 있으나, 용접, 본딩 등의 방법을 이용하여 착탈 가능하지 않도록 결합할 수도 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 중심부 히터블록과 가장자리 히터블록 각각의 소재가 서로 다르게 구성되어 있으나, 반드시 그렇게 구성될 필요는 없다.

또한, 본 실시예에 있어서는 도전판이 매설되도록 구성되어 있으나, 도전판이 반드시 구비되어야 하는 것은 아니다.

또한, 본 실시예에 있어서는 도전판이 바이어스 전압이 인가되며 접지된 접지판으로 구성되어 있으나, 도전판이 고주파 전압이 인가되는 전극판이 되도록 구성할 수도 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 박막증착장치가 다이렉트 플라즈마 장치인 것으로 되어 있으나, 리모트 플라즈마 장치 혹은 플라즈마를 사용하지 않는 임의의 박막증착장치일 수도 있다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 히터의 가열시 발생되는 열충격에 의한 히터의 파손을 방지할 수 있게 되므로, 히터의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 웨이퍼 지지면이 곡면으로 형성되어 있으므로, 웨이퍼를 전체적으로 동일한 온도로 가열할 수 있게 되며, 이에 따라 박막의 두께를 균일하게 형성할 수 있게 된다.

그리고, 히터가 중심부 히터블록과 가장자리 히터블록을 가지도록 구성된 경우에는, 각 히터블록의 교환을 통해서 유지 관리비를 종래에 비해 줄일 수 있게 된다. 또한, 각 히터블록의 소재를 열전도도가 상이한 소재로 각각 구성하게 되면, 열전쌍을 통한 온도 제어가 보다 용이해 질 뿐만 아니라 웨이퍼 지지면에 배치되는 웨이퍼를 골고루 가열할 수 있게 된다.

Claims (14)

1. 웨이퍼가 배치되는 웨이퍼 지지면을 가지며, 상기 웨이퍼 지지면의 하방에 상기 웨이퍼의 중심 및 그 중심의 부근을 가열하기 위한 중심부 가열소자와, 상기 웨이퍼의 가장자리를 가열하기 위한 가장자리 가열소자가 매설되어 있는 박막증착용 히터에 있어서,

   상기 중심부 가열소자와 상기 가장자리 가열소자 사이에는, 상기 웨이퍼 지지면에 대해 상기 웨이퍼의 반경방향과 교차하는 방향으로 몰입된 릴리프 홈부가 형성되어 있으며,

   상기 히터는 상기 중심부 가열소자가 매설되는 중심부 히터블록과, 상기 중심부 히터블록의 측면과 상기 웨이퍼의 반경방향으로 일정 간격 이격되게 배치되며 상기 가장자리 가열소자가 매설되는 가장자리 히터블록을 구비하며,

   상기 릴리프 홈부는 상기 중심부 히터블록과 상기 가장자리 히터블록의 사이공간에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 박막증착용 히터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 릴리프 홈부는, 상기 릴리프 홈부의 깊이가 상기 웨이퍼 지지면으로부터 상기 중심부 가열소자까지의 거리 및 상기 웨이퍼 지지면으로부터 상기 가장자리 가열소자까지의 거리 보다 더 크도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 박막증착용 히터.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 릴리프 홈부는 상기 중심부 가열소자 전체를 둘러싸도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 박막증착용 히터.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,

   상기 가장자리 히터블록은 상기 중심부 히터블록이 삽입되어 결합되는 삽입부를 가지며,

   상기 릴리프 홈부는 상기 삽입부의 내측면과 상기 중심부 히터블록의 측면의 사이 공간에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 박막증착용 히터.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 중심부 히터블록과 상기 가장자리 히터블록은 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 박막증착용 히터.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 중심부 히터블록과 상기 가장자리 히터블록은 각각 열전도도가 서로 다른 소재로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 박막증착용 히터.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 중심부 히터블록과, 상기 가장자리 히터블록은 동일한 소재로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 박막증착용 히터.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 웨이퍼 지지면은 곡면으로 형성되어 있으며,

   상기 곡면의 곡률중심은 상기 웨이퍼 지지면의 상방에 위치하는 것을 특징으로 하는 박막증착용 히터.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 히터에는 도전성 소재로 이루어진 도전판이 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 박막증착용 히터.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 도전판은 상기 중심부 가열소자와 마주하도록 배치되는 중심부 도전판과, 상기 가장자리 가열소자와 마주하도록 배치되는 가장자리 도전판을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착용 히터.
12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,

    상기 도전판은 바이어스 전압이 인가되며 접지된 접지판인 것을 특징으로 하는 박막증착용 히터.
13. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,

    상기 도전판은 고주파 전압이 인가되는 전극판인 것을 특징으로 하는 박막증착용 히터.
14. 내부공간을 가지는 리액터;

    상기 리액터의 내부공간에 설치되며, 웨이퍼가 배치되는 웨이퍼 지지면을 가지며, 상기 웨이퍼 지지면의 하부에 상기 웨이퍼의 중심 및 그 중심의 부근을 가열하기 위한 중심부 가열소자와, 상기 웨이퍼의 가장자리를 가열하기 위한 가장자리 가열소자가 매설되어 있는 히터; 및

    상기 히터에 배치된 웨이퍼에 박막이 형성되도록 그 웨이퍼를 향해 소스가스를 분사하는 샤워헤드를 구비하는 박막증착장치에 있어서,

    상기 중심부 가열소자가 매설되는 히터의 부분과 상기 가장자리 가열소자가 매설되는 히터의 부분 사이에는, 상기 웨이퍼 지지면에 대해 상기 웨이퍼의 반경방향과 교차하는 방향으로 몰입된 릴리프 홈부가 형성되어 있으며,

    상기 히터는 상기 중심부 가열소자가 매설되는 중심부 히터블록과, 상기 중심부 히터블록의 측면과 상기 웨이퍼의 반경방향으로 일정 간격 이격되게 배치되며 상기 가장자리 가열소자가 매설되는 가장자리 히터블록을 구비하며,

    상기 릴리프 홈부는 상기 중심부 히터블록과 상기 가장자리 히터블록의 사이공간에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.

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