KR101028410B1 - 서셉터 및 이를 구비하는 원자층 증착장치 - Google Patents

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Abstract

서셉터의 회전에 의해 서셉터 중앙 부분에 상승 기류를 형성하여 배기가스의 와류 및 정체 현상을 방지하는 기류형성부를 구비하는 원자층 증착장치가 개시된다. 원자층 증착장치용 서셉터는, 다수의 기판이 수평 방향으로 안착되는 서셉터 플레이트, 상기 서셉터 플레이트 하부에 구비되어 상기 기판이 상기 서셉터 플레이트의 중심을 기준으로 공전하도록 상기 서셉터 플레이트를 회전시키는 회전축 및 상기 서셉터 플레이트의 중앙 부분에 형성되어 상기 서셉터 플레이트가 회전함에 따라 상기 서셉터 플레이트 중앙 부분의 배기가스를 상부로 강제 유동시키는 상승 기류를 형성하는 기류형성부를 포함하여 구성된다. 따라서, 서셉터의 고속 회전에 의해 기류형성부에서 발생하는 상승 기류에 의해 서셉터 중앙 부분의 배기가스가 상부의 배기부로 강제 유동되어 서셉터 중앙 부분의 배기가스의 와류 및 정체 현상을 방지할 수 있다.
원자층 증착장치, ALD, 증착가스 와류, 기류형성

Description

서셉터 및 이를 구비하는 원자층 증착장치{SUSCEPTOR AND ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 원자층 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서셉터의 중앙 부분에 증착가스의 와류 및 정체 현상으로 인한 파티클 발생을 방지하고 박막을 균일하게 증착시키고 성막 품질을 향상시킬 수 있는 원자층 증착장치를 제공한다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼나 글래스 등의 기판 상에 소정 두께의 박막을 증착하기 위해서는 스퍼터링(sputtering)과 같이 물리적인 충돌을 이용하는 물리 기상 증착법(physical vapor deposition, PVD)과, 화학 반응을 이용하는 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD) 등을 이용한 박막 제조 방법이 사용된다.
여기서, 화학 기상 증착법으로는 상압 화학 기상 증착법(atmospheric pressure CVD, APCVD), 저압 화학 기상 증착법(low pressure CVD, LPCVD), 플라즈마 유기 화학 기상 증착법(plasma enhanced CVD, PECVD)등이 있으며, 이 중에서 저온 증착이 가능하고 박막 형성 속도가 빠른 장점 때문에 플라즈마 유기 화학 기상 증착법이 많이 사용되고 있다.
그러나 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 급격하게 미세해짐으로써 미세 패턴의 박막이 요구되었고 박막이 형성되는 영역의 단차 또한 매우 커지게 되었다. 이에 원자층 두께의 미세 패턴을 매우 균일하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 단원자층 증착 방법(atomic layer deposition, ALD)의 사용이 증대되고 있다.
원자층 증착 방법(ALD)은, 기체 분자들 간의 화학 반응을 이용한다는 점에 있어서 일반적인 화학 기상 증착 방법과 유사하다. 하지만, 통상의 화학 기상 증착(CVD) 방법이 다수의 기체 분자들을 동시에 프로세스 챔버 내로 주입하여 기판의 상방에서 발생된 반응 생성물을 기판에 증착하는 것과 달리, 원자층 증착 방법은 하나의 소스 물질을 포함하는 소스가스를 프로세스 챔버 내로 주입한 후 이를 퍼지(purge)하여 가열된 기판의 상부에 소스가스를 물리적으로 흡착시키고 이후 다른 소스 물질을 포함하는 소스가스를 주입함으로써 기판의 상면에서만 소스가스들이 화학 반응을 일으키도록 하여 화학 반응 생성물을 증착시킨다는 점에서 상이하다. 이러한 원자층 증착 방법을 통해 구현되는 박막은 스텝 커버리지 특성이 매우 우수하며 불순물 함유량이 낮은 순수한 박막을 구현하는 것이 가능한 장점을 갖고 있어 현재 널리 각광받고 있다.
통상적으로 원자층 증착장치는 샤워헤드 또는 서셉터가 고속으로 회전하면서 서로 다른 종류의 소스가스로 이루어진 증착가스가 분사되고, 기판이 순차적으로 증착가스를 통과하면서 기판 표면에 박막이 형성된다. 또한 기존의 원자층 증착장치는 기판이 프로세스 챔버 내로 투입되어 서셉터에 로딩되고, 서셉터가 일정 높이 상승한 상태에서 고속으로 회전하면서 박막이 형성된 후, 증착공정이 완료되면 서 셉터가 로딩 위치로 재하강하여 기판을 언로딩 한다.
한편, 기존의 원자층 증착장치는 서셉터 상부에서 분사된 증착가스 및 미반응 증착가스를 포함하는 배기가스가 서셉터의 고속 회전으로 인해 서셉터의 중앙으로 유입되면서 와류가 발생하고 이로 인해 서셉터 중앙 부분에 가스가 정체되는 문제점이 있었다.
통상적으로 원자층 증착장치는 샤워헤드 또는 서셉터가 고속으로 회전하면서 서로 다른 종류의 소스가스로 이루어진 증착가스가 분사되고, 기판이 순차적으로 증착가스를 통과하면서 기판 표면에 박막이 형성된다. 또한 기존의 원자층 증착장치는 기판이 프로세스 챔버 내로 투입되어 서셉터에 로딩되고, 서셉터가 일정 높이 상승한 상태에서 고속으로 회전하면서 박막이 형성된 후, 증착공정이 완료되면 서셉터가 로딩 위치로 재하강하여 기판을 언로딩 한다.
한편, 기존의 원자층 증착장치는 서셉터 상부에서 분사된 증착가스 및 미반응 증착가스를 포함하는 배기가스가 서셉터의 고속 회전으로 인해 서셉터의 중앙으로 유입되면서 와류가 발생하고 이로 인해 서셉터 중앙 부분에 가스가 정체되는 문제점이 있었다.
여기서, 증착가스와 배기가스에는 소스 물질이 포함되어 있으므로, 서셉터 중앙 부분에서 와류 및 정체 현상이 발생하면 가스가 서로 혼합되면서 발생하는 화학 반응의 부산물로 인해 파티클이 발생할 수 있다. 이러한 파티클은 박막의 품질을 저하시키고 불량의 원인이 된다. 또한, 이와 같이 증착가스가 서셉터의 중앙으로 유입되면 서셉터의 중앙 부분이 에지(edge) 부분에 비해 증착가스의 밀도가 증 가하게 되므로, 기판에서 서셉터의 중앙에 가까운 부분에 증착된 박막의 두께가 다른 부분에 비해 상대적으로 두꺼워지며 박막의 품질 및 두께 균일성이 저하되는 문제점이 있다.
기존에는 이러한 서셉터의 정체 배기가스를 배출시키기 위해서 샤워헤드의 중앙 부분에 배기라인이 구비될 수 있는데, 이러한 배기라인을 통해서도 서셉터 중앙 부분의 정체된 배기가스를 충분히 배기시키지 못할 뿐만 아니라, 배기가스가 서셉터의 중앙으로 유입되는 현상을 더욱 심화시키는 문제점이 있다. 또한, 샤워헤드에 구비된 배기라인의 흡입력을 증가시키는 경우 샤워헤드에서 분사되는 증착가스가 기판에 도달하기 전에 배기라인으로 흡입될 수 있으므로, 배기라인에 작용할 수 있는 흡입력은 실질적으로 제한되며 이로 인해 서셉터에 정체된 배기가스를 배출시키기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 서셉터의 고속 회전에 의해 서셉터 중앙 부분에서 배기가스의 와류 및 정체 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 원자층 증착장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 샤워헤드에 구비된 배기라인에 의해 서셉터 중앙 부분의 배기가스를 배출시킴으로써 파티클 발생 및 배기불량을 방지할 수 있는 원자층 증착장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 서셉터 중앙 부분에 상승 기류를 형성하여 배기가스의 와류 및 정체 현상을 방지하는 기류형성부를 구비하는 원자층 증착장치용 서셉터는, 다수의 기판이 수평 방향으로 안착되는 서셉터 플레이트, 상기 서셉터 플레이트 하부에 구비되어 상기 기판이 상기 서셉터 플레이트의 중심을 기준으로 공전하도록 상기 서셉터 플레이트를 회전시키는 회전축 및 상기 서셉터 플레이트의 중앙 부분에 형성되어 상기 서셉터 플레이트가 회전함에 따라 상기 서셉터 플레이트 중앙 부분의 배기가스를 상부로 강제 유동시키는 상승 기류를 형성하는 기류형성부를 포함하여 구성된다.
상기 기류형성부는, 상기 서셉터 플레이트의 중앙 부분에 요입 형성된 그루브(groove)부 및 상기 그루브부 내부에서 돌출 형성되어 상기 서셉터 플레이트의 회전에 의해 상승 기류를 형성하는 다수의 날개부를 포함하여 구성된다. 예를 들 어, 상기 그루브부는 상기 서셉터 플레이트의 중앙 부분에서 상기 기판이 안착되지 않은 부분에 일정 깊이 요입 형성되며, 원형 단면 형상을 가질 수 있다. 그리고 상기 날개부는 상기 그루브부의 반경을 따라 직선 또는 곡선 형태로 길게 형성되고, 상기 서셉터 플레이트의 중심을 기준으로 방사상으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 기류형성부는 상기 서셉터 플레이트 표면에서 돌출 형성되어 상기 서셉터 플레이트의 회전에 의해 상승 기류를 형성하는 다수의 날개부를 포함하고, 상기 날개부는 상기 서셉터 플레이트에서 상기 기판이 안착되지 않는 중앙 부분에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 날개부는 직선 또는 곡선 형태를 갖고 상기 서셉터 플레이트의 중심점을 기준으로 방사상으로 형성될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 서셉터 중앙 부분에 상승 기류를 형성하는 기류형성부를 구비하는 원자층 증착장치는, 다수의 기판이 수용되어 증착 공정이 수행되는 프로세스 챔버, 상기 프로세스 챔버 내에 구비되어 상기 다수의 기판이 수평 방향으로 안착되며 회전 가능하게 구비된 서셉터, 상기 서셉터 상부에 구비되어 상기 기판에 박막을 증착하기 위한 증착가스를 분사하는 샤워헤드, 상기 샤워헤드에 구비되어 상기 프로세스 챔버 내의 배기가스를 흡입하여 배출시키는 배기부 및 상기 서셉터의 중앙 부분에 형성되어 상기 서셉터가 회전함에 따라 상기 서셉터 상부의 배기가스를 상기 배기부로 강제 유동시키는 상승 기류를 형성하는 다수의 날개부를 구비하는 기류형성부를 포함하여 구성된다.
예를 들어, 상기 기류형성부는 상기 서셉터의 중앙 부분에 요입 형성된 그루 브(groove)부를 포함하고, 상기 날개부는 상기 그루브부 내부에 돌출 형성될 수 있다. 그리고 상기 날개부는 상기 날개부의 상면이 상기 서셉터 표면보다 돌출되지 않도록 상기 그루브부의 깊이와 같거나 낮은 높이를 갖는다. 또한, 상기 날개부는 동일한 높이와 단면 형상을 가질 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 첫째, 서셉터의 중앙 부분에 형성된 다수의 날개부가 서셉터의 회전에 의해 상승 기류를 발생시킴으로써 서셉터 중앙 부분에 배기가스의 와류 및 정체 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 서셉터 중앙 부분에서 와류 및 정체로 인해 파티클이 발생하는 것을 방지하고, 서셉터 중앙 부분의 가스 밀도 증가를 해소함으로써 기판에 균일 두께의 박막을 증착 시키고 박막의 품질을 향상시킬 수 있다.
둘째, 날개부에서 형성된 상승 기류에 의해 배기가스가 배기부로 강제 유동되므로 배기효율을 향상시킬 수 있다.
셋째, 서셉터의 중앙 부분에 소정 깊이의 그루브(groove)부를 형성하고 그루브부 내부에 날개부를 형성함으로써 배기가스를 효과적으로 서셉터 중앙 부분으로 유입시키고 상승 기류를 형성할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 원자층 증착장치(100)에 대해 상세히 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치(100)의 종단면도로서 도 2의 Ⅰ-Ⅰ 선에 따른 종단면도이고, 도 2는 도 1의 원자층 증착장치(100)에서 샤워헤드(103)를 설명하기 위한 평면도이다. 또한, 도 3과 도 4는 도 1의 원자층 증착장치(100)에서 서셉터(102)의 일 예를 설명하기 위한 평면도와 사시도이고, 도 5와 도 6은 도 3과 도 4의 서셉터(102)의 변형 실시예를 설명하기 위한 평면도와 사시도이다.
도 1을 참조하면, 원자층 증착장치(100)는 프로세스 챔버(101), 서셉터(102), 샤워헤드(103) 및 상기 서셉터(102) 중앙 부분의 가스를 상부로 강제 유동시키는 기류를 형성하는 기류형성부(210)를 포함하여 이루어진다.
상기 프로세스 챔버(101)는 상기 기판(10)을 수용하여 상기 기판(10) 표면에 소정의 박막을 증착하는 공간을 제공한다. 여기서, 상기 원자층 증착장치(100)는 진공에 가까운 저압 분위기에서 증착 공정이 수행되므로 상기 프로세스 챔버(101)는 진공을 유지할 수 있는 밀폐 구조를 갖는다.
상기 기판(10)은 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나 본 발명의 대상이 실리콘 웨이퍼에 한정되는 것은 아니며, 상기 기판(10)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용으로 사용하는 유리를 포함하는 투명 기판일 수 있다. 또한, 상기 기판(10)은 형상 및 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 등 실질적으로 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다.
상기 샤워헤드(103)는 상기 프로세스 챔버(101) 상부에 구비되어 상기 서셉터(102)에 안착된 상기 기판(10) 표면으로 증착가스를 제공한다.
여기서, 도 1은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ 선에 따른 종단면도로서, 도 1에서 좌측은 증착가스가 분사되는 부분으로써 분사홀(131)과 분사 버퍼(132)를 도시하였고, 우측은 배기가스가 배출되는 부분으로써 배기홀(141)과 배기 버퍼(142)를 도시하였다. 그리고 도면부호 135는 상기 분사 버퍼(132)로 증착가스를 공급하는 가스 공급부(135)이고, 도면부호 145는 상기 배기 버퍼(142)에 배기가스를 흡입하여 배출시키는 배기 펌프(145)를 지칭한다.
증착가스는 박막을 증착하는 공정에서 사용되는 가스들로, 상기 기판(10)에 증착시키고자 하는 박막을 구성하는 소스 물질을 포함하는 한 종류 이상의 소스가스와 소스가스를 퍼지시키기 위한 퍼지가스가 사용된다. 예를 들어, 상기 증착가스는 서로 다른 2 종류의 소스가스와 한 종류의 퍼지가스로 이루어진다.
상기 샤워헤드(103)는 상기 증착가스의 분사를 위한 다수의 분사홀(131) 및 분사 버퍼(132)가 형성되고, 상기 하나의 기판(10)으로 한 종류의 증착가스를 분사하도록 상기 분사홀(131)이 배치된다. 여기서, 상기 분사홀(131)의 크기나 개수 및 배치 형태는 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 기판(10)으로 균일하게 증착가스를 분사할 수 있도록 실질적으로 다양한 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 분사홀(131)은 원형 홀 또는 슬릿 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 샤워헤드(103)에는 상기 프로세스 챔버(101) 내의 미반응 증착가스를 포함하는 배기가스를 흡입하여 배출시키기 위한 배기부(104)가 구비된다. 예를 들어, 상기 배기부(104)는 상기 프로세스 챔버(101) 내부의 배기가스를 흡입하는 다수의 배기홀(141)로 이루어진 배기라인(140)과 상기 배기홀(141)에서 흡입된 배기가스의 유로가 되는 배기 버퍼(142) 및 상기 배기 버퍼(142)에서 배기가스를 흡입하여 배출하는 배기 펌프(145)로 이루어진다.
상기 배기부(104)는 배기가스를 배출시키는 것뿐만 아니라 상기 샤워헤드(103)에서 분사되는 증착가스의 영역을 구획하는 역할을 한다. 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 배기라인(140)은 상기 샤워헤드(103)를 대략 4개의 영역으로 구획하도록 2개의 ‘V’자 형으로 형성되며, 상기 2개의 배기라인(140)이 'V’ 자의 꼭지점이 상기 샤워헤드(103)의 중심부에서 서로 마주보도록 형성된다. 여기서, 상기 배기라인(140)에서 상기 ‘V’자 형의 꼭지점, 즉, 상기 샤워헤드(103)의 중심 부분에는 상기 배기홀(141)에 비해 직경이 큰 센터 배기홀(141)이 형성될 수 있다. 상기 센터 배기홀(141)은 상기 서셉터(102) 중앙 부분의 배기가스의 배기량을 증가시키기 위한 것이다.
그러나 상기 배기라인(140) 및 상기 샤워헤드(103)의 형상이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 배기라인(140)의 형태와 위치는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.
상기 서셉터(102)는 상기 프로세스 챔버(101) 내에 구비되어 상기 다수의 기판(10)이 수평 방향으로 안착되며, 상기 기판(10)을 상기 서셉터(102)의 중심을 기 준으로 공전시킴으로써 상기 기판(10)이 순차적으로 증착가스를 통과함에 따라 상기 기판(10) 표면에 소정의 박막이 형성된다.
상기 서셉터(102)는 상기 기판(10)이 안착되는 서셉터 플레이트(121)와 상기 서셉터 플레이트(121) 하부에 구비되어 상기 서셉터 플레이트(121)를 회전시키는 회전축(125)으로 이루어진다. 예를 들어, 상기 서셉터 플레이트(121)는 상기 기판(10)이 수평으로 안착될 수 있도록 평편한 상면을 갖고 소정 직경을 갖는 원형 플레이트 형태를 갖고, 상기 다수의 기판(10)이 상기 서셉터 플레이트(121)의 원주 방향을 따라 방사상으로 안착된다.
여기서, 상기 서셉터 플레이트(121)의 형상이 원형에 한정되는 것은 아니며 실질적으로 다양한 형태를 가질 수 있으며, 상기 서셉터 플레이트(121)에 안착되는 기판(10)의 수 역시 변경될 수 있다.
한편, 상기 서셉터(102)가 고속으로 회전하면 상기 서셉터(102) 상의 미반응 증착가스와 잔류 증착가스를 포함하는 배기가스가 상기 서셉터(102)의 중앙 부분으로 유입되고 이 과정에서 상기 서셉터(102)의 회전에 의해 배기가스의 와류가 발생하게 된다.
상기 기류형성부(210)는 상기 서셉터 플레이트(121)의 중앙 부분에 형성되어 상기 서셉터(102)의 회전에 의해 상승 기류를 형성함으로써, 상기 서셉터(102) 중앙 부분으로 유입되는 배기가스의 와류 발생을 억제함과 더불어 상기 유입된 배기가스를 상부의 상기 배기라인(140)으로 강제 유동시키게 된다.
상기 기류형성부(210)는 다수의 날개부(211)와 그루브부(212)로 이루어진다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 상기 기류형성부(210, 220)의 실시예들에 대해 설명한다. 여기서, 도 3과 도 4에서는 기류형성부(210)의 도면부호를 210번대로 사용하고, 도 5와 도 6에서는 기류형성부(220)의 도면부호를 220번대로 사용하여 설명한다.
우선, 도 3과 도 4를 참조하면, 상기 그루브부(212)는 상기 서셉터 플레이트(121)에서 상기 기판(10)이 안착되지 않은 영역에 형성되며 상기 서셉터 플레이트(121)의 중앙 부분에 소정 깊이 요입 형성된다. 예를 들어, 상기 그루브부(212)는 원형 단면 형상을 갖고, 상기 그루브부(212)의 내부 표면(이하에서는 상기 그루브부(212)에서 요입된 표면을 '바닥면'이라 한다)이 평편하도록 상기 서셉터 플레이트(121) 표면에서 일정 깊이 요입 형성된다.
여기서, 상기 그루브부(212)의 형상이 원형에 한정되는 것은 아니며 실질적으로 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 그루브부(212)의 바닥면 역시 평편하지 않고 필요에 따라 소정의 경사를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 날개부(211)는 상기 그루브부(212) 내부에 형성되며, 상기 서셉터(102)의 회전에 의해 상기 서셉터(102) 표면에서 상부를 향하는 상승 기류를 형성하도록 형성된다. 상기 날개부(211)는 소정의 평면 형상을 갖고 상기 그루브부(212) 바닥면에서 소정 높이 돌출 형성된다.
예를 들어, 상기 날개부(211)는 상기 그루브부(212)의 반경 방향을 따라 길게 형성되며 동일한 높이와 동일 단면적을 갖는 플레이트 형상의 4개의 날개부(211)가 90° 간격으로 형성되고, 상기 그루브부(212)의 바닥면에 대해 수직으로 형성된다. 또한, 상기 날개부(211)의 상부가 상기 서셉터(102) 표면보다 돌출되지 않도록 상기 날개부(211)의 높이가 상기 그루브부(212)의 깊이와 같거나 낮은 높이를 가질 수 있다. 여기서, 상기 날개부(211)의 수와 형태에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니며 상기 날개부(211)의 수와 형태는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 기류형성부(220)는 유선형 날개부(221)를 구비할 수 있다.
상기 날개부(221)는 상기 날개부(221)는 상기 그루브부(222)의 반경 방향을 따라 길게 형성되되 소정의 곡선 형태를 갖는다. 예를 들어, 소정 두께 및 높이를 갖는 플레이트가 소정의 곡선 형태로 굴곡된 형태를 가질 수 있다. 또한, 굴곡된 날개부(221)가 상기 그루브부(222)의 반경 방향을 따라 배치되며, 4개의 날개부(221)가 90° 간격으로 형성된다. 상기 날개부(221)는 상기 그루브부(222)의 바닥면에 대해 수직으로 형성되고, 상기 날개부(221)의 상부가 상기 서셉터(102) 표면보다 돌출되지 않도록 상기 날개부(221)의 높이가 상기 그루브부(222)의 깊이와 같거나 낮은 높이를 가질 수 있다.
한편, 상술한 실시예들에 의해 상기 기류형성부(210, 220) 및 상기 날개부(211, 221)가 한정되는 것은 아니며, 상기 날개부(211, 221)는 실질적으로 다양한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상술한 실시예들에서는 상기 날개부(211, 221)가 상기 서셉터 플레이트(121) 표면에 대해 수직으로 형성된 예를 설명하였으나, 상기 날개부(211, 221)는 상기 서셉터 플레이트(121) 및 상기 그루브부(212, 222) 표면 에 대해 소정 각도로 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 날개부(211, 221)는 상기 그루브부(212, 222) 외부로 돌출되는 높이를 갖거나, 상기 서셉터(102)의 중심으로 갈수록 낮아지거나 높아지도록 경사진 형태를 갖는 것도 가능하다. 또한, 상기 날개부(211, 221)의 단면 형상 역시 실질적으로 다양하게 변경될 수 있으며, 상기 날개부(211, 221)의 길이 방향을 따라 단면 형상이 변경되는 것도 가능하다.
상기 기류형성부(210, 220)는 상기 서셉터(102)의 회전에 의해 상기 서셉터 플레이트(121) 표면의 배기 가스를 강제 유동시키는 일종의 팬(fan)이다.
따라서, 상기 서셉터(102)가 회전하면 도 4와 도 6에서 점선 화살표 도시한 바와 같이, 상기 기류형성부(210, 220)에 상승 기류가 형성되므로, 상기 기류형성부(210, 220)로 유입되는 배기가스의 와류가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 가령 유입되는 배기가스가 와류 형태로 유입되더라도 상기 기류형성부(210, 220)에 의해 상부의 배기라인(140)으로 강제 유동되므로 배기가스가 정체되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 상술한 실시예들에서는 상기 기류형성부(210, 220)가 날개부(211, 221)와 그루브부(212, 222)로 이루어지는 예를 설명하였으나, 상기 그루브부(212, 222)를 형성하지 않고 상기 서셉터 플레이트(121) 표면에서 상부로 돌출되도록 다수의 날개부를 형성하는 것도 가능하다. 일 예로, 상기 날개부는 상기 서셉터 플레이트(121)의 중앙 부분에서 상기 서셉터 플레이트(121)의 반경 방향을 따라 형성되며, 예를 들어, 4개의 날개부가 90° 간격으로 방사상으로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착장치의 종단면도;
도 2는 도 1의 원자층 증착장치에서 샤워헤드를 설명하기 위한 평면도;
도 3은 도 1의 원자층 증착장치에서 서셉터를 설명하기 위한 평면도;
도 4는 도 3의 서셉터의 사시도;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터를 설명하기 위한 평면도;
도 6은 도 5의 서셉터의 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 기판 100: 원자층 증착장치
101: 프로세스 챔버 102: 서셉터
103: 샤워헤드 104: 배기부
121: 서셉터 플레이트 125: 회전축
131: 분사홀 132: 분사 버퍼
135: 가스 공급부 140: 배기라인
141: 배기홀 142: 배기 버퍼
143: 센터 배기홀 145: 배기 펌프
210, 220: 기류형성부 211, 221: 날개부
212, 222: 그루브부

Claims (10)

  1. 다수의 기판이 수평 방향으로 안착되는 서셉터 플레이트;
    상기 서셉터 플레이트 하부에 구비되어 상기 기판이 상기 서셉터 플레이트의 중심을 기준으로 공전하도록 상기 서셉터 플레이트를 회전시키는 회전축; 및
    상기 서셉터 플레이트의 중앙 부분에 형성되어 상기 서셉터 플레이트가 회전함에 따라 상기 서셉터 플레이트 중앙 부분의 배기가스를 상부로 강제 유동시키는 상승 기류를 형성하는 기류형성부;
    를 포함하고,
    상기 기류형성부는,
    상기 서셉터 플레이트의 중앙 부분에 요입 형성된 그루브(groove)부; 및
    상기 그루브부 내부에서 돌출 형성되어 상기 서셉터 플레이트의 회전에 의해 상승 기류를 형성하는 다수의 날개부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치용 서셉터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 그루브부는 상기 서셉터 플레이트의 중앙 부분에서 상기 기판이 안착되지 않은 부분에 일정 깊이 요입 형성되며, 원형 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치용 서셉터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 날개부는 상기 그루브부의 반경을 따라 직선 또는 곡선 형태로 길게 형성되고, 상기 서셉터 플레이트의 중심을 기준으로 방사상으로 형성된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치용 서셉터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기류형성부는 상기 서셉터 플레이트 표면에서 돌출 형성되어 상기 서셉터 플레이트의 회전에 의해 상승 기류를 형성하는 다수의 날개부를 포함하고,
    상기 날개부는 상기 서셉터 플레이트에서 상기 기판이 안착되지 않는 중앙 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치용 서셉터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 날개부는 직선 또는 곡선 형태를 갖고 상기 서셉터 플레이트의 중심점을 기준으로 방사상으로 형성된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치용 서셉터.
  7. 다수의 기판이 수용되어 증착 공정이 수행되는 프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버 내에 구비되어 상기 다수의 기판이 수평 방향으로 안착되며 회전 가능하게 구비된 서셉터;
    상기 서셉터 상부에 구비되어 상기 기판에 박막을 증착하기 위한 증착가스를 분사하는 샤워헤드;
    상기 샤워헤드에 구비되어 상기 프로세스 챔버 내의 배기가스를 흡입하여 배출시키는 배기부; 및
    상기 서셉터의 중앙 부분에 형성되어 상기 서셉터가 회전함에 따라 상기 서셉터 상부의 배기가스를 상기 배기부로 강제 유동시키는 상승 기류를 형성하는 다수의 날개부를 구비하는 기류형성부;
    를 포함하는 원자층 증착장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기류형성부는 상기 서셉터의 중앙 부분에 요입 형성된 그루브(groove)부를 더 포함하고, 상기 날개부는 상기 그루브부 내부에 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 날개부는 상기 날개부의 상면이 상기 서셉터 표면보다 돌출되지 않도록 상기 그루브부의 깊이와 같거나 낮은 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 날개부는 동일한 높이와 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 원자층 증착장치.
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