KR101216382B1 - 열차폐 부재를 포함하는 반도체 처리 장치 - Google Patents

열차폐 부재를 포함하는 반도체 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전하는 가스 분사 유닛의 구동축과 하우징 사이에 마련된 자성 유체 시일(magnetic fluid seal)의 열적 변성을 방지할 수 있는 열차폐 부재를 포함하는 반도체 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반도체 처리 장치는 처리 공간을 형성하는 챔버, 기판이 안착되도록 상기 챔버의 하부에 마련된 서셉터, 상기 서셉터와 대면하여 공정 가스를 분사하도록 상기 챔버의 상부에 회전 가능하게 설치된 가스 분사 유닛, 및 상기 공정 가스가 유동할 수 있는 개구가 관통 형성되고 상기 가스 분사 유닛과 서셉터 사이에 구비되어 상기 서셉터와의 사이에 생성된 열이 상기 가스 분사 유닛으로 전달되는 것을 차단하는 열차폐 부재를 포함한다. 따라서, 본 발명에 의해 가스 분사부와 서셉터 사이에 열차폐 부재를 배치하여 구동축과 인접한 자성 유체 시일의 열적 변성을 방지하여 자성 유체 시일의 교체 주기를 연장시킬 수 있다.
열차폐 부재, 자성 유체 시일, 반도체 처리 장치

Description

열차폐 부재를 포함하는 반도체 처리 장치 {SEMICONDUCTOR PROCESSING APPARATUS INCLUDING A THERMAL BARRIER MEMBER}
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 처리 장치의 단면 개념도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열차폐 부재를 갖는 반도체 처리 장치의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 일 형태의 개구와 냉각 유로를 갖는 열차폐 부재의 평면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬릿의 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 다른 형태의 개구와 냉각 유로를 갖는 열차폐 부재의 평면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관통공의 평면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열차폐 부재를 갖는 반도체 처리 장치의 단면도.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열차폐 부재를 갖는 반도체 처리 장치의 단면도.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열차폐 부재에 형성된 개구의 평면도.
※도면의 주요 부재에 대한 부호의 설명※
110 : 챔버 120 : 서셉터
130 : 기판 140 : 중심축
200 : 열차폐 부재 201 : 개구
202a : 냉각 유로의 입구 210 : 가스 분사 유닛
220 : 가스 분사부 221 : 소스 가스 분사 노즐부
222 : 반응 가스 분사 노즐부 223 : 노즐
224 : 가스 유로 230a : 몸체
230b : 공정 가스 공급관 240 : 하우징
241 : 베어링 242 : 고정 부재
250 : 자성 유체 시일
본 발명은 열차폐 부재를 포함하는 반도체 처리 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 회전하는 가스 분사 유닛의 구동축과 하우징 사이에 마련된 자성 유체 시일(magnetic fluid seal)의 열적 변성을 방지할 수 있는 열차폐 부재를 포함하는 반도체 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼나 글래스 등의 기판 상에 소정 두께의 박막을 증착하기 위해서는 스퍼터링(sputtering)과 같이 물리적인 충돌을 이용하는 물리 기 상 증착(PVD)법과, 화학 반응을 이용하는 화학 기상 증착(CVD)법 등을 이용한 박막 처리 방법이 사용된다. 여기서, 화학 기상 증착법으로는 상압 화학 기상 증착(APCVD)법, 저압 화학 기상 증착(LPCVD)법 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 줄어듦으로 인해 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 매우 우수한 원자층 증착(ALD, atomic layer deposition)법의 사용이 증대되고 있다. 즉, 반도체 제조 공정의 게이트 산화막, 커패시터 유전막 및 확산 방지막과 같은 박막의 증착에 사용된다.
원자층 증착(ALD)법이란, 기체 분자들 간의 화학 반응을 이용한다는 점에 있어서 일반적인 화학 기상 증착(CVD)법과 유사하다. 그러나, 통상의 화학 기상 증착법이 다수의 기체 분자들을 동시에 챔버 내로 주입하여 웨이퍼의 상방에서 발생된 반응 생성물을 웨이퍼에 증착하는 것인 반면, 원자층 증착법은 하나의 기체 물질을 챔버 내로 주입한 후 이를 퍼지(purge)하여 가열된 웨이퍼의 상부에 물리적으로 흡착된 기체만을 잔류시키고, 이후 다른 기체 물질을 주입함으로써 상기 웨이퍼의 상면에서만 발생되는 화학 반응 생성물을 증착한다는 점에서 상이하다. 즉, 종래의 원자층 증착법은 기판이 안착된 챔버 내부에 소스 가스, 퍼지 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스를 순차적으로 주입하는 사이클을 다수 번 반복하여 목표로 하는 두께의 박막을 형성한다.
하지만, 종래의 원자층 증착법의 경우 한 사이클당 증착되는 막의 두께는 0.5 내지 2 Å으로 증착 속도가 매우 느린 단점이 있다. 이와 같이 낮은 증착률과 증착 속도에 의해 수백 Å 이상의 두께를 가지는 박막을 증착하는데 많은 어려움이 있다.
따라서, 현재는 전술한 종래의 원자층 증착법의 단점인 낮은 증착율을 개선하고자, 배치타입의 챔버를 사용하고, 소스 가스 분사부, 제 1 퍼지 가스 분사부, 반응 가스 분사부 및 제 2 퍼지 가스 분사부를 "+"자 형태로 배치한 다음 이들을 회전시킴으로 다수의 기판에 소스 가스, 퍼지 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스를 연속적으로 분사시킬 수 있어 박막의 증착율을 향상시켰다.
이하 도면을 참조하여 회전하는 가스 분사부를 갖는 반도체 처리 장치에 관해 설명한다.
도 1은 종래의 반도체 처리 장치를 설명하기 위한 단면 개념도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 반도체 처리 장치는 서셉터(7)를 구비한 공정 챔버(1), 가스 분사부(2), 구동축(3), 하우징(4)을 포함한다.
도면에서와 같이 공정 챔버(1)의 상단에는 개구부가 형성되고, 이 개구부를 통해 구동축(3)이 챔버(1) 내부의 가스 분사부(2)와 연결된다. 이를 통해 구동축(3)의 회전력을 가스 분사부(2)에 인가하여 가스 분사부(2)를 회전시키게 된다. 챔버(1) 개구부 상단에 구동축(3)을 감싸는 하우징(4)을 배치하고, 하우징(4)과 구동축(3) 사이에 베어링(5)과 자성 유체 시일(6)을 마련하여 구동축(3)을 지지하고, 챔버(1) 내부의 압력을 일정하게 유지하고, 외부 불순물의 챔버(1) 유입을 방지하게 된다. 이때, 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스는 구동축을 통하여 가스 분사부(2)로 공급된다.
하지만 종래의 반도체 처리 장치를 이용하여 원자층 증착을 실시할 경우, 공정 챔버(1) 내부는 섭씨 250 내지 500도의 고온 상태에서 공정이 수행되고, 이러한 고온 상태의 챔버(1) 내부로 돌출된 구동축(3)을 통해 전도된 챔버(1) 내부의 열로 인해 구동축(3)과 하우징(4) 사이를 밀봉하는 자성 유체 시일(6)이 변질되는 문제가 발생한다.
즉, 상기 자성 유체 시일(6)은 자기력에 의해 일정한 형태를 유지하는 자성 유체의 특성을 이용하여 액체 O-링을 형성한 것을 지칭하는 것으로, 약 150도 이상의 온도에서는 그 자성을 잃어버리게 되어 시일의 기능을 상실하게 되는 단점이 있다.
따라서, 종래에는 전술한 챔버(1) 내부의 열은 물론 구동축과의 마찰에 의한 열로 인해 자성 유체 시일(6)이 자성을 잃어버리게 되어 진공 누수 현상이 발생하게 되고, 외부의 불순물은 물론 자성을 잃은 자성 유체 시일(6)로부터 생성된 불순물이 챔버(1) 내부로 유입되는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 가스 분사부와 서셉터 사이에 열차폐 부재를 배치하여 구동축과 인접한 자성 유체 시일의 열적 변성을 방지할 수 있는 반도체 처리 장치를 제공하고자 하는 것이다.
전술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체 처리 장치는 처리 공간을 형성하는 챔버, 기판이 안착되도록 상기 챔버의 하부에 마련된 서셉터, 상기 서셉터와 대면하여 공정 가스를 분사하도록 상기 챔버의 상부에 회전 가능하게 설치된 가스 분사 유닛, 및 상기 공정 가스가 유동할 수 있는 개구가 관통 형성되고 상기 가스 분사 유닛과 서셉터 사이에 구비되어 상기 서셉터와의 사이에 생성된 열이 상기 가스 분사 유닛으로 전달되는 것을 차단하는 열차폐 부재를 포함한다.
상기 열차폐 부재 내에는 상기 열차폐 부재를 냉각시키기 위한 냉각 유로가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 열차폐 부재는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 상기 챔버의 내벽에 부착될 수도 있다. 상기 열차폐 부재의 냉각 유로는 상기 챔버의 측벽에 형성된 냉매 유입구 및 냉매 유출구와 연통할 수 있다.
상기 열차폐 부재는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 다수 개의 지지부에 의해 지지되고, 상기 다수 개의 지지부 중 적어도 하나에는 상기 냉각 유로의 입구 및 출구와 상기 챔버에 형성된 냉매 유입구 및 냉매 유출구와 연통하는 냉각 유로가 형성될 수도 있다. 한편, 상기 열차폐 부재는 본 발명의 제 3 실시예에 따라 상기 가스 분사 유닛의 구동축에 의해 지지되고, 상기 구동축 내에는 상기 열차폐 부재의 냉각 유로와 연통하는 냉각 유로가 형성될 수도 있다. 상기 열차폐 부재의 개구는 다수 개의 관통공 또는 다수 개의 슬릿 형태일 수 있다. 상기 다수 개의 관 통공 또는 다수 개의 슬릿은 상기 서셉터에서 기판이 안착되는 위치에 대응되게 형성될 수 있다. 상기 냉각 유로는 출구 측으로 갈수록 상기 열차폐 부재 내에 조밀하게 배치된다. 상기 열차폐 부재의 개구는 상기 가스 분사부와 대응 위치될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 후술되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 당업자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일한 도면 부호는 동일한 부재를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열차폐 부재를 갖는 반도체 처리 장치의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 처리 장치는 챔버(110)와, 상기 챔버(110)의 하부에 구비되어 기판이 안착되는 서셉터(120)와 가스 분사부(220)를 통하여 상기 챔버(110) 내부로 공정 가스를 공급하는 가스 분사 유닛(210)과, 그리고 상기 서셉터(120)와 가스 분사부(220) 사이에 배치된 열차폐 부재(200)를 포함한다.
상기 챔버(110) 내부의 서셉터(120) 상에는 하나 이상의 기판(130)이 안착된다. 서셉터(120)는 기판(130)의 안착을 용이하게 하기 위한 리프트 핀(도시 않음)을 구비하며, 다수 기판(130)의 로딩을 위해 서셉터(120)의 회전 운동 및 상하 운동을 주관하는 중심축(140)의 상단에 형성된다.
상기 가스 분사 유닛(210)은 상기 챔버(110)의 상부에 배치되어 공정 가스를 분사하는 가스 분사부(220)와, 상기 가스 분사부(220)에 공정 가스를 공급하고 상기 가스 분사부(220)를 회전시키는 구동축(230)과, 상기 구동축(230)을 회전가능하게 지지하는 하우징(240)과, 상기 구동축(230)과 하우징(240) 사이에 마련되어 이들 사이를 밀봉하는 자성 유체 시일(250)과, 그리고 상기 구동축(230)과 하우징(240) 사이에 마련되어 구동축(230)을 하우징(240)에 대해 회전가능하게 지지하는 베어링(241)을 포함한다.
상기 가스 분사부(220)는 상기 구동축(230)에 각각 접속되어 소스 가스 분사 노즐부(221), 반응 가스 분사 노즐부(222) 및 제 1 및 제 2 퍼지 가스 분사 노즐부(도시 않음)를 포함한다. 여기서, 소스 가스 분사 노즐부(221)와 반응 가스 분사 노즐부(222) 사이에 각각 제 1 퍼지 가스 분사 노즐부와 제 2 퍼지 가스 분사 노즐부가 배치된다. 바람직하게 상기 4개의 가스 분사 노즐부는 "+"자 형태로 구동축(230)을 중심으로 수평으로 배치된다. 전술한 가스 분사 노즐 각각은 막대 형상으로 형성하되, 그 내부에는 가스 유로(224)가 형성되고, 상기 기판(130) 방향으로 가스를 분사하는 다수의 노즐(223)이 형성된다.
상기 구동축(230)은 원통 형상의 몸체(230a)와 원통 형상의 몸체(230a) 내부에 마련되어 상기 가스 분사부(220)에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급관(230b)을 포함한다. 비록 도 1에서는 하나의 공정 가스 공급관(230b)이 도시되어 있지만, 이는 도면을 단순화하기 위한 것이며 당업자라면 원통 형상의 몸체(230a) 내에 형성되어 + 자 형태의 가스 분사 노즐부에 공정 가스를 공급하는 4개의 공정 가스 공급관이 형성되어 있음을 인식할 것이다. 여기서, 구동축(230)은 외부의 동력원(도시 않음)을 통해 동력을 인가받아 회전 운동을 하고, 공정 가스는 외부의 공정 가스 공급원(도시 않음)을 통해 공급된다.
상기 하우징(240)은 내부가 비어 있는 원통 형상으로 형성하고, 그 내부에 구동축(230)이 배치된다. 그리고, 하우징(240)의 상단에는 베어링(241)이 구비되어 있어 구동축(230)을 회전가능하게 지지할 수 있다. 이때, 하우징(240)은 플랜지와 같은 고정 부재(242)를 통해 챔버(110)에 고정될 수 있다. 이와 달리, 하우징(240)과 고정 부재(242)가 일체로 형성될 수도 있다.
도 3 및 도 6은 본 발명에 따라 개구(201a, 201b)와 냉각 유로(202a, 202, 202b)가 형성된 열차폐 부재(200)를 설명하기 위한 도면이다. 열차폐 부재(200)는 원판 형상으로서 챔버(110)의 내벽에 고정되고 가스 분사부(220)와 서셉터(120) 사이에 배치된다.
도 3을 참조하면, 열차폐 부재(200)에는 방사상으로 연장 형성되는 슬릿(201a)이 원주 방향으로 다수 개 형성되어 있고, 열차폐 부재(200)를 냉각시키기 위한 냉각 유로(202)가 구비되어 있다. 가스 분사부(220)에서 분사되는 가스는 상기 슬릿(201a)을 통해 서셉터(120) 상에 안착된 기판(130)에 공급된다. 상기 슬릿(201a)의 길이는 가스 분사부(220)의 길이와 같거나 약간 클 수도 있다. 이에 따라 가스 분사부(220)에서 분사되는 가스가 열차폐 부재(200)의 슬릿(201a)을 통해 기판에 효과적으로 공급될 수 있다. 이때, 상기 슬릿(201a)은 도 4에 도시된 바와 같이, 서셉터(120)에 안착되는 기판(130)에 대응되는 위치에서 슬릿과 슬릿의 간격 이 좁고 그 개수 또한 많은 것이 바람직하다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 슬릿(201a)이 형성하는 전체적인 모양은 서셉터(120)에 안착되는 기판(130)과 동일한 원형이며 슬릿(201a)이 이루는 전체원의 지름은 기판(130)의 지름과 같거나 이보다 큰 것이 바람직하다. 상기 슬릿(201a)의 길이는 기판(130)이 회전하는 가스 분사부(220)와 대응하는 길이이다. 따라서, 가스 분사부(220)가 기판의 중심을 향해 회전함에 따라 상기 슬릿(201a)의 길이는 길어지고 슬릿(201a)의 폭은 열차폐 부재(200)의 중심으로 갈수록 좁아진다. 이는 서셉터(120) 상에 안착된 기판(130)에 보다 균일한 가스 공급을 확보하기 위한 것이다. 또한, 챔버(110)의 측벽에는 후술되는 열차폐 부재(200)의 냉각 유로(202)의 입구 및 출구와 연통하는 냉매 유입구 및 유출구(110a, 110b)가 형성되어 있다.
도 6은 도 3에 도시된 슬릿(201a)이 관통공(201b)으로 대체된 열차폐 부재(200)의 다른 실시예를 도시한다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관통공(201b)의 평면도이다. 상기 관통공(201b)은 서셉터(120) 상에 안착된 기판(130)의 형상과 유사하고 조밀하게 배치되어 기판(130)에 균일한 가스 공급을 보다 효과적으로 확보할 수 있다. 도 3 및 도 6에 도시된 슬릿(201a)과 관통공(201b)의 개수는 분사되는 가스의 양을 고려하여 적절히 변경될 수 있다.
일반적으로, 서셉터(120)는 반도체 처리 공정 중에 서셉터(120) 내에 구비된 가열 수단(도시 않음)에 의해 챔버(110) 내부 및 기판(130)을 가열시킨다. 가열 수단에 의해 가열된 챔버(110) 내부 및 기판(130)으로부터 열이 방출되어 구동축(230) 및 자성 유체 시일(250)을 향하지만 가스 분사부(220)와 서셉터(120) 사이에 열차폐 부재(200)가 형성되어 자성 유체 시일(250)로 전달되는 열을 차단한다. 챔버(110) 내부 및 기판(130)으로부터의 열이 구동축(230) 및 자성 유체 시일(250)로 전달되는 것을 열차폐 부재(200)가 차단하기 위해서는 열차폐 부재(200) 자체가 가열되면 안된다. 이를 위하여 열차폐 부재(200)를 냉각하기 위한 냉각 유로(202)가 열차폐 부재(200) 내에 형성된다.
챔버(110)의 일 측벽에 형성된 냉매 유입구(110a) 및 냉매 유출구(110b)는 냉각 유로(202)의 입구 및 출구(202a, 202b)와 각각 연통된다. 냉매 공급원(도시 않음)으로부터 냉매 유입구(110a)를 통해 유입된 냉매는 냉각 유로(202a, 202, 202b)를 통해 열차폐 부재(200)의 내부를 유동하면서 열차폐 부재(200)를 균일하게 냉각시킨 후, 냉매 유출구(110b)를 통해 유출되고 냉각 장치(도시 않음)로 유입되어 냉각된 후 다시 냉매 공급원으로 순환된다. 냉각 유로(202)를 구비한 열차폐 부재(200)로 인해 구동축(230)과 자성 유체 시일(250)이 가열되는 것을 방지할 수 있다.
냉매 유입구(110a)와 냉매 유출구(110b)는 도 3에 도시된 바와 같이 챔버(110)의 일측벽에 형성되어 있으나, 도 6에 도시된 바와 같이 챔버(110)의 양 대향 측벽에 각각 형성될 수도 있으며, 냉매 유입구(110a)와 냉매 유출구(110b)의 위치는 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있음을 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
이때, 냉각 유로(202)는 도 3과 같이 열차폐 부재(200)의 전체면에 고르게 배치될 수 있으나, 냉매가 냉각 유로(202)의 출구(202b)로 갈수록 그 온도가 상승 하는 점을 고려하여 도 6과 같이 냉각 유로(202)의 출구(202b) 쪽으로 갈수록 냉각 유로(202)를 보다 조밀하게 배치하는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열차폐 부재(200)를 갖는 반도체 처리 장치의 단면도이다.
열차폐 부재(200)에는 공정 가스가 유동하는 개구(201)와, 열차폐 부재(200)를 냉각시키기 위한 냉각 유로(202, 도 3 및 도 6 참조)가 형성되어 있다. 또한 열차폐 부재(200)를 지지하기 위한 지지부(203)가 챔버(110)의 상부로부터 연장 형성되어 있다.
상기 지지부(203)에는 열차폐 부재(200) 내에 형성된 냉각 유로(202)의 입구 및 출구(202a, 202b)와 챔버(110)의 상부에 형성된 냉매 유입구 및 냉매 유출구(110a, 110b)와 각각 연통하는 냉각 유로(203a, 203b)가 형성되어 있다. 냉매 유입구(110a)를 통해 유입된 냉매는 냉각 유로(203a, 202 및 203b)를 경유하여 냉매 유출구(110b)에 도달한다. 냉매 유출구(110b)를 통과한 냉매는 냉각 장치(도시 않음)로 유입되어 냉각된 후 다시 냉매 공급원으로 순환된다. 냉매 공급원(도시 않음)으로부터 냉매 유입구(110a)를 통해 유입된 냉매는 냉각 유로(203a, 202 및 203b)를 통해 열차폐 부재(200)의 내부를 유동하면서 열차폐 부재(200)를 균일하게 냉각시키고, 냉매 유출구(110b)를 통해 유출되고 냉각 장치(도시 않음)로 제공되어 냉각된 후 다시 냉매 공급원에 공급된다. 냉각 유로(202a, 202 및 202b)를 구비한 열차폐 부재(200)가 가스 분사부(220)와 서셉터(120) 사이에 배치되어 자성 유체 시일(250)이 가열되어 열적으로 변성되는 것을 방지할 수 있다.
도 8에서는 지지부(203)가 챔버(110)의 상부에 형성되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 챔버(110)의 바닥에 형성될 수도 있음을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열차폐 부재(200)를 갖는 반도체 처리 장치의 단면도이다.
도 9에 도시된 실시예는 열차폐 부재(200)가 구동축(230)에 고정되어 가스 분사부(200)와 함께 회전하고 열차폐 부재(200)의 냉각 유로(도시 않음)가 구동축(230) 내에 형성된 냉각 유로(231, 232)와 연통하는 것을 제외하고는 도 2에 도시된 실시예와 동일하다.
냉매 공급원(도시 않음)으로부터 구동축(230)에 형성된 냉매 유입구(231a)를 통해 유입된 냉매는 냉각 유로(231, 202(도시 않음))를 통해 열차폐 부재(200)의 내부를 유동하면서 열차폐 부재(200)를 균일하게 냉각시키고, 냉각 유로(232) 및 냉매 유출구(232b)를 통해 유출되고 냉각 장치(도시 않음)로 유입되어 냉각된 후 다시 냉매 공급원으로 순환된다. 냉각 유로(202(도시 않음), 231 및 232)를 구비한 열차폐 부재(200) 및 구동축(230)으로 인해 자성 유체 시일(250)이 가열되어 열적으로 변성되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 추가적인 장점은 열차폐 부재(200)가 가스 분사부(220)와 동일한 구동축(230)에 의해 회전하므로, 가스 분사부(220)를 열차폐 부재(200)의 개구(201)와 대응되게 배열함으로써 열차폐 부재(200)의 개구(201)를 제외한 잔류 부분에서 소비되는 가스의 양을 감소시킬 수 있다.
또한, 냉각 유로가 열차폐 부재(200) 뿐만 아니라 구동축(230) 내에도 형성되어 구동축(230) 자체도 냉각시킬 수 있다는 점이다. 이로 인해 자성 유체 시일(250)의 교체 주기를 더욱 연장시킬 수 있다.
열차폐 부재(200) 내에 형성된 냉각 유로(202)의 구성은 도 3 및 도 6에 도시된 냉각 유로와 같이 필요에 따라 다양하게 변형할 수 있음을 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열차폐 부재(200)에 형성된 개구(201)의 평면도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 열차폐 부재(200)의 개구(201)는 가스 분사부(220)의 배치와 동일하게 구성된다. 이로 인해 가스 분사부(220)로부터의 가스가 열차폐 부재(200)의 개구(201)를 통해 기판(130)에 보다 균일하게 공급될 수 있다.
도 2, 도 8 및 도 9에 도시된 본 발명에 따른 실시예에서는 냉매 유입구 및 냉매 유출구(110a, 231a; 110b, 232b)가 챔버(110) 및 구동축(230)에 단순 연결된 것으로 도시되어 있으나, 이는 도면의 단순화를 위한 것이며 냉매 유입구 및 냉매 유출구와 챔버 및 구동축 사이에는 냉매의 유출을 방지하기 위해 적절한 밀봉 수단 및 냉매 제어 수단이 구비되어 있음을 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명에 의해 가스 분사부와 서셉터 사이에 열차폐 부재를 배치하여 구동축과 인접한 자성 유체 시일의 열적 변성을 방지하여 자성 유체 시일의 교 체 주기를 연장시킬 수 있다.

Claims (9)

  1. 반도체 처리 장치에 있어서,
    처리 공간을 형성하는 챔버,
    기판이 안착되도록 상기 챔버의 하부에 마련된 서셉터,
    상기 서셉터와 대면하여 공정 가스를 분사하도록 상기 챔버의 상부에 회전 가능하게 설치된 가스 분사 유닛, 및
    상기 공정 가스가 유동할 수 있는 개구가 관통 형성되고 상기 가스 분사 유닛과 서셉터 사이에 구비되어 상기 서셉터와의 사이에 생성된 열이 상기 가스 분사 유닛으로 전달되는 것을 차단하는 열차폐 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    반도체 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열차폐 부재 내에는 상기 열차폐 부재를 냉각시키기 위한 냉각 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    반도체 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 열차폐 부재는 상기 챔버의 내벽에 부착되고, 상기 열차폐 부재의 냉각 유로는 상기 챔버의 측벽에 형성된 냉매 유입구 및 냉매 유출구와 연통하는 것을 특징으로 하는,
    반도체 처리 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 열차폐 부재는 다수 개의 지지부에 의해 지지되고, 상기 다수 개의 지지부 중 적어도 하나에는 상기 냉각 유로의 입구 및 출구와 상기 챔버에 형성된 냉매 유입구 및 냉매 유출구와 연통하는 냉각 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    반도체 처리 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 열차폐 부재는 상기 가스 분사 유닛의 구동축에 의해 지지되고, 상기 구동축 내에는 상기 열차폐 부재의 냉각 유로와 연통하는 냉각 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    반도체 처리 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 열차폐 부재의 개구는 다수 개의 관통공 또는 다수 개의 슬릿 형태인 것을 특징으로 하는,
    반도체 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 다수 개의 관통공 또는 다수 개의 슬릿은 상기 서셉터에서 기판이 안착되는 위치에 대응되게 형성되는 것을 특징으로 하는,
    반도체 처리 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 냉각 유로는 입구 측으로부터 출구 측으로 갈수록 상기 열차폐 부재 내에 상기 입구 측보다 더 조밀하게 배치되는 것을 특징으로 하는,
    반도체 처리 장치.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 열차폐 부재의 개구는 상기 가스 분사부와 대응 위치되는 것을 특징으로 하는,
    반도체 처리 장치.
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