KR101281124B1 - 화학기상 증착장치 - Google Patents

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Abstract

서셉터의 회전이 가능하여 복수개의 기판 상에 증착되는 결정층의 두께를 균일하게 형성할 수 있으며, 샤워헤드와 서셉터의 거리조절이 가능하여 각 기판 상에 증착되는 결정층의 질을 향상시킬 수 있는 화학기상 증착장치가 개시된다.
본 발명에 따른 화학기상 증착장치는 공정챔버와, 상기 공정챔버의 내부로 공정가스를 분사하는 샤워헤드와, 상기 공정챔버의 내부에서 상기 샤워헤드와 대향되게 배치되어 기판을 지지하는 서셉터와, 상기 서셉터를 지지하고 상기 서셉터를 회전시키는 회전부와, 상기 회전부를 지지하고 상기 회전부를 승강시켜 상기 샤워헤드와 상기 서셉터에 지지되는 상기 기판 사이의 거리가 조절되도록 하는 승강부를 포함한다.

Description

화학기상 증착장치{Apparatus for chemical vapor deposition}
본 발명은 화학기상 증착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 Ⅲ-V족 재료를 이용하여 기판 상에 결정층을 형성하는 데 사용되는 화학기상 증착장치에 관한 것이다.
질화물 재료는 발광소자를 제조하기 위한 재료로 가장 잘 알려진 것이다. 질화물 재료를 이용한 발광소자의 적층 구조는 일반적으로 사파이어와 같은 기판 상에 GaN 결정으로 이루어지는 버퍼층과, n형 GaN 결정으로 이루어지는 n형 도핑층과, InGaN 으로 이루어지는 활성층과, p형 GaN으로 형성되는 p형 도핑층이 순차적으로 적층된 구조로 되어 있다. 이러한 각 결정층은 화학기상 증착장치에서 차례로 적층된다.
일반적인 화학기상 증착장치는 공정챔버, 공정챔버의 상부에 설치되어 공정가스를 분사하는 샤워헤드, 샤워헤드에 대향되어 기판을 지지하는 서셉터, 서셉터의 내부에 설치되어 기판을 가열하는 히터를 포함한다. 공정가스는 원료물질이 기화된 원료가스와 원료가스를 운반하는 캐리어가스가 혼합된 가스일 수 있다.
이러한 화학기상 증착장치는 서셉터에 기판을 지지하고 공정가스에 포함되는 원료물질과 화학적으로 반응할 수 있는 온도로 가열한 후, 샤워헤드를 통해 공정가스를 기판으로 분사하여 기판 상에 결정층이 형성되도록 한다.
이때, 생산능률을 높이기 위해 서셉터에는 복수개의 기판이 지지될 수 있다. 이에 따라 서셉터는 복수개의 기판에 형성되는 결정층의 두께를 균일하게 하기 위해 회전 가능하도록 구성되어야 한다.
또한, 샤워헤드와 서셉터에 지지되는 기판과의 거리에 따라 결정층의 질(qulity)가 결정되므로, 샤워헤드와 서셉터에 지지되는 기판과의 거리의 조절이 가능하게 구성되어야 한다.
본 발명의 목적은 기판을 지지하는 서셉터의 회전이 가능하며, 챔버의 내부로 공정가스를 분사하는 샤워헤드와 서셉터에 지지되는 기판과의 거리가 조절되도록 한 화학기상 증착장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 화학기상 증착장치는 공정챔버와, 상기 공정챔버의 내부로 공정가스를 분사하는 샤워헤드와, 상기 공정챔버의 내부에서 상기 샤워헤드와 대향되게 배치되어 기판을 지지하는 서셉터와, 상기 서셉터를 지지하고 상기 서셉터를 회전시키는 회전부와, 상기 회전부를 지지하고 상기 회전부를 승강시켜 상기 샤워헤드와 상기 서셉터에 지지되는 상기 기판 사이의 거리가 조절되도록 하는 승강부를 포함한다.
상기 회전부는 상기 서셉터를 지지하는 회전축과, 상기 회전축의 측방에 배치되는 회전용 회전모터와, 상기 회전축과 상기 회전모터를 연결하는 회전용 벨트를 포함할 수 있다.
상기 승강부는 상기 공정챔버의 하부벽에 회전가능하게 지지되는 주동스크류와, 상기 주동스크류의 측방에 배치되는 승강용 회전모터와, 상기 주동스크류와 상기 승강용 회전모터를 연결하는 승강용 주동벨트와, 상기 공정챔버의 하부벽으로부터 이격되고 중심부에 상기 회전축이 관통되며, 상기 주동스크류에 나사 결합되어 상기 주동스크류가 회전됨에 따라 상기 공정챔버의 하부벽에 대해 승강되는 승강판과, 상단이 개방되는 용기형상으로 마련되어 상기 승강판에 결합되며, 상기 회전축을 지지하는 지지챔버를 포함할 수 있다.
상기 화학기상 증착장치는 상기 공정챔버의 하부벽과 상기 승강판의 사이에 설치되는 벨로우즈를 더 포함할 수 있다.
상기 회전용 회전모터는 상기 지지챔버의 외측에 배치되고, 상기 지지챔버에는 상기 회전용 벨트가 상기 회전축에 체결될 수 있도록 개구되는 관통홀이 형성되며, 상기 화학기상 증착장치는 상기 관통홀의 둘레를 감싸도록 상기 지지챔버에 결합되고, 상기 회전용 회전모터를 지지하는 실링챔버를 더 포함할 수 있다.
상기 승강부는 상기 주동스크류의 말단에 결합되는 주동풀리와, 상기 회전축을 기준으로 상기 주동스크류로부터 대칭되는 위치에 설치되는 종동스크류와, 상기 종동스크류의 말단에 결합되는 종동풀리와, 상기 주동풀리와 상기 종동풀리를 연결하는 승강용 종동벨트를 더 포함할 수 있다.
상기 회전용 벨트, 상기 승강용 주동벨트 및 상기 승강용 종동벨트는 타이밍벨트일 수 있다.
상기 화학기상 증착장치는 상기 주동풀리와 상기 종동풀리의 사이에 배치되는 아이들롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
상기 화학기상 증착장치는 상기 승강판의 승강을 가이드하는 가이드블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
본 발명에 따른 화학기상 증착장치는 서셉터의 회전이 가능하여 복수개의 기판 상에 증착되는 결정층의 두께를 균일하게 형성할 수 있으며, 샤워헤드와 서셉터의 거리조절이 가능하여 각 기판 상에 증착되는 결정층의 질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치를 간략하게 나타낸 저면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치의 서셉터의 승강동작을 나타낸 단면도이다.
이하, 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치를 나타낸 단면도이며, 도 2는 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치를 간략하게 나타낸 저면도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 화학기상 증착장치(100)는 공정챔버(110)를 포함한다. 공정챔버(110)는 상단이 개방되는 용기 형상으로 마련된다. 공정챔버(110)의 상단에는 리드(120)가 설치되며, 리드(120)는 공정챔버(110)로부터 개폐된다.
공정챔버(110)의 내부를 향하는 리드(120)의 일면에는 샤워헤드(130)가 설치된다. 샤워헤드(130)는 가스공급부(미도시)로부터 공급되는 가스를 공정챔버(110)의 내부로 균일하게 분사되도록 한다.
샤워헤드(130)를 통해 공정챔버(110)의 내부로 분사되는 가스는 공정가스(G1)와 퍼지가스(G2)를 포함한다. 공정가스(G1)는 원료물질이 기화된 원료가스와 원료가스를 운반하는 캐리어가스를 포함할 수 있다. 공정가스(G1)는 이후 설명될 서셉터(150)를 향해 분사되며, 퍼지가스(G2)는 공정챔버(110)의 내측벽과 서셉터(150)의 외측벽의 사이로 분사되어 공정챔버(110)의 외부로 배출되는 폐가스(G3)가 샤워헤드(130)와 서셉터(150)의 사이로 역류하는 것을 방지한다. 이에 따라 샤워헤드(130)의 내부에는 서셉터(150)로 공정가스(G1)가 분사되도록 하는 공정가스 분사실(131)과, 공정챔버(110)의 내측벽과 서셉터(150)의 외측벽의 사이로 퍼지가스(G2)가 분사되도록 하는 퍼지가스 분사실(132)이 형성될 수 있다.
공정가스(G1)로는 Ⅲ족 가스(트리메탈갈륨(Trimethyl-gallium;TMGa), 트리메탈인듐(Trimethyl-Indium;TMI), 트리메탈알루미늄(Trimethyl-aluminium;TMA)) 가스 중 어느 하나, 또는 Ⅴ족 가스(암모니아(NH3) 가스)를 사용할 수 있다. 퍼지가스(G2)로는 질소(N2) 가스, 수소(H2) 가스 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
공정챔버(110)의 내부에는 서셉터(150)가 샤워헤드(130)에 대향되게 배치된다. 서셉터(150)는 기판(10)을 지지하는 기판지지판(151), 기판지지판(151)의 테두리부를 지지하는 측벽(152) 및 측벽(152)을 지지하는 측벽지지판(153)을 포함한다.
기판지지판(151)은 평판으로 마련된다. 기판지지판(151)은 공정가스(G1)가 원활하게 배기될 수 있도록 가장자리가 하측으로 완만하게 절곡되는 형상으로 이루어진다. 기판지지판(151)의 상부면에는 기판(10)이 수용되는 기판수용홈(154)이 형성된다. 기판수용홈(154)은 복수개의 기판(10)에 동일한 결정층을 함께 형성할 수 있도록 복수개로 형성될 수 있다.
측벽(152) 및 측벽지지판(153)은 기판지지판(151)의 하부에 공간이 형성되도록 한다. 기판지지판(151)의 하부에 형성되는 공간은 이후 설명될 가열기(170)가 서셉터(150)의 내부에 설치될 수 있도록 한다. 또한, 측벽(152) 및 측벽지지판(153)은 기판지지판(151)의 하부에 형성되는 공간을 폐쇄시킴으로써, 공정챔버(110) 내부의 체적을 감소시켜 배기효율을 향상시킨다. 또한, 측벽(152) 및 측벽지지판(153)은 공정가스(G1), 퍼지가스(G2) 및 폐가스(G3)가 서셉터(150)의 내부로 침투되는 것을 차단한다. 따라서, 공정가스(G1), 퍼지가스(G2) 및 폐가스(G3)에 포함될 수 있는 이물질은 서셉터(150)의 내부로 침투되는 것이 차단된다. 측벽(152)은 내열성, 내화학성이 우수한 석영으로 이루어질 수 있다.
서셉터(150)의 내부에는 기판(10)이 원료물질과 화학적으로 반응할 수 있는 온도에 도달하도록 기판지지판(151)을 가열하는 가열기(170)가 설치된다. 가열기(170)는 기판지지판(151)의 하측에 배치되는 히팅코일(171), 히팅코일(171)의 하측에 배치되는 복수개의 방열판(172) 및 복수개의 방열판(172)의 하측에 배치되는 복수개의 전원블록(173)을 포함한다.
도시되지 않았지만, 공정챔버(110)의 외부에는 전원공급장치(미도시)가 설치될 수 있다. 히팅코일(171)은 전원공급장치(미도시)에서 인출되는 전원공급선(173a)으로부터 전원을 공급받는다. 전원공급선(173a)은 회전축(181)을 관통하여 서셉터(150)의 내부로 연장된다. 복수의 전원블록(173)은 전원공급장치(미도시)로부터 인출되는 전원공급선(173a)과 히팅코일(171)의 사이에 배치됨에 따라, 전원공급장치(미도시)로부터 공급되는 대전류가 효율적으로 분배되어 히팅코일(171)로 공급되도록 한다.
화학기상 증착장치( )는 기판(10)의 가열온도를 모니터링 하기 위하여 온도감지기를 포함한다. 따라서 온도감지기(174)는 기판지지판(151)의 하부에 접촉되도록 설치된다.
한편, 서셉터(150)는 회전부(180)에 의해 지지된다. 회전부(180)는 공정챔버(110)의 하부벽을 관통하여 측벽지지판(153)을 지지하는 회전축(181)을 포함한다. 회전축(181)에는 상술된 전원공급선(173a)과 온도감지기가 회전축(181)을 관통하여 서셉터(150)의 내부의 히팅코일(171)과 기판지지판(151)에 각각 연결될 수 있도록 중공(181a)이 형성된다. 회전축(181)과 측벽지지판(153)의 사이에는 자성유체씰(181b)이 설치된다. 자성유체씰(181b)은 서셉터(150)의 내부로 파티클이 침투하지 못하도록 회전축(181)과 측벽지지판(153)의 사이를 밀봉시킨다.
회전축(181)의 측방에는 회전용 회전모터(182)가 배치되며, 회전축(181)과 회전용 회전모터(182)는 회전용 벨트(183)에 의해 연결된다. 회전용 회전모터(182)는 후술될 지지챔버(197)의 외측에 배치되어 회전축(181)이 회전될 수 있는 동력을 제공한다. 회전용 벨트(183)는 회전용 회전모터(182)의 출력이 정확한 회전비로 회전축(181)에 전달될 수 있도록 타이밍벨트로 마련되며, 회전축(181)의 외주면에는 도시되지 않은 타이밍풀리가 결합된다.
이와 같이, 서셉터(150)는 복수개의 기판(10)에 증착되는 결정층이 동일한 두께로 형성될 수 있도록 회전가능하게 구성된다.
한편, 회전부(180)는 승강부(190)에 의해 지지된다. 승강부(190)는 공정챔버(110)의 하부벽에 회전가능하게 결합되는 주동스크류(191a)와 종동스크류(191b)를 포함한다. 주동스크류(191a)와 종동스크류(191b)는 회전축(181)을 기준으로 대칭되게 배치된다.
주동스크류(191a)에는 승강용 풀리(192)가 설치되며, 승강용 풀리(192)는 승강용 주동벨트(192a)에 의해 승강용 회전모터(191c)에 연결된다. 승강용 주동벨트(192a)는 승강용 회전모터(191c)의 출력이 정확한 회전비로 승강용 풀리(192)에 전달될 수 있도록 타이밍벨트로 마련되며, 승강용 풀리(192)는 타이밍풀리로 마련된다. 승강용 회전모터(191c)는 후술될 지지챔버(197)의 외측에 배치되어 주동스크류(191a)가 회전될 수 있는 동력을 제공한다.
주동스크류(191a)의 말단부에는 주동풀리(193a)가 설치되며, 종동스크류(191b)의 말단부에는 종동풀리(193b)가 설치된다. 주동풀리(193a)와 종동풀리(193b)는 종동벨트(193c)에 의해 연결된다. 상술한 바와 같이, 주동스크류(191a)는 승강용 풀리(192)에 연결되는 승강용 회전모터(191c)에 의해 회전되고, 주동풀리(193a)는 주동스크류(191a)와 함께 회전된다. 종동벨트(193c)에 의해 주동풀리(193a)에 연결되는 종동풀리(193b)는 주동풀리(193a)의 회전에 따라 회전된다. 따라서, 종동스크류(191b)는 승강용 회전모터(191c)의 출력이 전달되어 주동스크류(191a)와 동일한 회전비로 회전될 수 있다.
승강용 회전모터(191c)의 출력이 정확한 회전비로 종동풀리(193b)에 전달될 수 있도록 종동벨트(193c)는 타이밍벨트로 마련되며, 주동풀리(193a)와 종동풀리(193b)는 타이밍풀리로 마련된다. 그리고 주동풀리(193a)와 종동풀리(193b)의 사이에는 복수개의 아이들롤러(194)가 설치된다. 복수개의 아이들롤러(194)는 종동풀리(193b)의 장력이 조절되도록 한다.
한편, 공정챔버(110)의 하측에는 공정챔버(110)의 하부벽으로부터 이격되고, 중심부에 회전축(181)이 관통되는 승강판(195)이 배치된다. 승강판(195)은 주동스크류(191a)와 종동스크류(191b)에 나사 결합되어 주동스크류(191a)와 종동스크류(191b)가 회전됨에 따라 공정챔버(110)의 하부벽에 대해 승강된다. 승강판(195)에는 가이드홈(195a)이 형성되며, 공정챔버(110)의 하부벽에는 승강판(195)의 승강을 가이드하는 가이드블록(195b)이 설치된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치(100)는 승강판(195)에 한 쌍의 스크류(191a, 191b)가 나사결합되고, 한 쌍의 스크류(191a, 191b)가 종동벨트(193c)에 의해 서로 연결되며, 승강판(195)의 승강이 가이드블록(195b)에 의해 가이드됨에 따라 승강판(195)은 평탄한 자세를 유지하며 공정챔버(110)의 하부벽에 대해 승강될 수 있다.
그리고 공정챔버(110)의 하부벽과 승강판(195)의 사이에는 벨로우즈(196)가 설치되며, 승강판(195)의 하부에는 지지챔버(197)가 결합된다. 상술된 바와 같이, 회전용 회전모터(182)는 지지챔버(197)의 외측에 배치된다. 이에 따라 지지챔버(197)에는 회전용 벨트(183)가 회전축에 체결될 수 있도록 개구되는 관통홀(197a)이 형성된다. 그리고 지지챔버(197)의 외부에는 관통홀(197a)의 둘레를 감싸고 회전용 회전모터(182)를 지지하는 실링챔버(198)가 설치된다.
이와 같이, 공정챔버(110)의 하부벽과 승강판(195) 사이에 설치되는 벨로우즈(196), 승강판(195)의 하부에 결합되는 지지챔버(197) 및 지지챔버(197)에 결합되는 실링챔버(198)는 회전축(181)이 공정챔버(110)를 관통하여 서셉터(150)를 지지함에 따라 공정챔버(110)의 기밀이 외부로 누출되는 것을 방지한다.
상술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치(100)는 서셉터(150)를 지지하는 회전부(180)를 승강부(190)가 지지하고 승강부(190)가 회전부(180)를 승강시킴으로써, 샤워헤드(130)와 서셉터(150)의 거리를 조절할 수 있다.
한편, 공정챔버(110)의 내측벽과 서셉터(150)의 외측벽의 사이에는 라이너(111)가 설치되며, 공정챔버(110)의 내측벽에는 라이너(111)를 지지하기 위한 지지돌기(112)가 형성될 수 된다. 라이너(111)는 "J"자 형태의 단면형상을 가진다. 즉, 라이너(111)는 서셉터(150)의 외측벽에 근접하는 내주부(111a)와, 공정챔버(110)의 내측벽에 근접하는 외주부(111b)와, 내주부(111a)로부터 만곡되어 외주부(111b)에 연결되는 만곡부(111c)를 포함한다. 만곡부(111c)와 외주부(111b)가 연결되는 지점에는 폐가스(G3)가 공정챔버(110)의 외부로 배출될 수 있도록 개구되는 배기구(113)가 형성되며, 공정챔버(110)의 측벽에는 배기구(113)와 연통되는 연통구(114)가 형성된다. 배기구(113)와 연통구(114)에는 공정챔버(110)의 배기를 수행하는 도시되지 않은 배기관이 연결될 수 있다.
이러한 라이너(111)는 공정챔버(110)의 외부로 배기되는 폐가스(G3)에 와류가 발생되는 것을 방지하여 폐가스(G3)가 원활하게 배기구(113)로 배출될 수 있도록 안내하며, 공정가스(G1), 퍼지가스(G2), 폐가스(G3)에 포함되는 이물질이 공정챔버(110)의 내측벽 및 서셉터(150)의 외측벽에 증착되는 것을 방지한다. 라이너(111)는 공정에 영향을 끼치지 않기 위해 내화학성, 내열성이 뛰어난 석영으로 이루어진다.
이하, 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치의 작동에 대해 설명하도록 한다.
리드(120)가 공정챔버(110)의 상단에 결합되어 내부가 폐쇄된 공정챔버(110)는 리드(120)가 회동됨에 따라 개방된다. 공정챔버(110)가 개방되면, 기판(10)은 이송로봇(미도시) 또는 작업자에 의해 공정챔버(110)의 내부로 반입된다.
기판(10)은 기판수용홈(154)에 수용되어 기판지지판(151)에 지지된다. 이때, 복수개의 기판(10)에 동일한 결정층을 함께 증착할 수 있도록 기판지지판(151)에는 복수개의 기판(10)이 함께 지지될 수 있다. 이와 같이, 서셉터(150)에 기판(10)이 안치되면, 리드(120)가 회동되어 공정챔버(110)가 밀폐된다.
도 3은 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치의 서셉터 승강동작을 나타낸 작동도이다.
도 3을 참조하면, 기판(10)이 서셉터(150)에 지지되고, 공정챔버(110)가 밀폐되면 승강부(190)에 의해 샤워헤드(130)와 서셉터(150)의 거리가 조절된다.
즉, 승강용 회전모터(191c)는 동력을 출력한다. 승강용 회전모터(191c)로부터 출력되는 동력은 승강용 주동벨트(192a)에 의해 주동스크류(191a)로 전달되어 주동스크류(191a)를 회전시킨다. 이때, 주동스크류(191a)가 회전됨에 따라 주동풀리(193a)가 회전되며, 주동풀리(193a)가 회전됨에 따라 종동벨트(193c)에 연결된 종동풀리(193b)가 회전되고, 종동풀리(193b)가 회전됨에 따라 종동스크류(191b)가 회전된다. 주동스크류(191a)와 종동스크류(191b)가 회전됨에 따라 승강판(195)은 공정챔버(110)의 하부벽에 대해 승강된다. 이때, 가이드블록(195b)은 승강판(195)의 승강을 가이드하며, 벨로우즈(196)는 승강판(195)의 승강에 따라 신축된다.
승강판(195)이 승강됨에 따라 승강판(195)에 결합된 지지챔버(197), 실링챔버(198) 및 회전부(180)가 함께 승강된다. 지지챔버(197)는 회전축(181)을 지지하므로, 회전축(181)은 지지챔버(197)와 함께 승강된다. 회전축(181)이 승강됨에 따라 서셉터(150)가 함께 승강된다.
이와 같이, 승강부(190)는 서셉터(150)를 지지하는 회전부(180)를 승강시킴으로써, 샤워헤드(130)와 서셉터(150)의 거리가 조절되도록 한다.
이어, 전원공급장치(미도시)는 복수의 전원블록(173)으로 대전류를 공급한다. 대전류는 복수의 전원블록(173)에 의해 분배되어 히팅코일(171)로 공급된다. 히팅코일(171)은 통전되어 가열된다.
이때, 온도감지기(174)는 기판지지판(151)의 온도를 감지한다. 기판지지판(151)의 온도는 실시간으로 모니터링되며, 감지되는 기판지지판(151)의 온도에 따라 기판(10)의 온도는 조절될 수 있다. 이러한 기판지지판(151)의 온도 감지는 증착공정 중에도 계속 실시될 수 있다.
이와 같이, 히팅코일(171)이 가열됨에 따라 기판지지판(151)은 가열되고, 가열된 기판지지판(151)에 의해 기판(10)이 간접가열된다. 이때, 복수의 방열판(172)은 히팅코일(171)에서 발생되는 열이 하측으로 전달되는 것을 차단한다.
한편, 가열기(170)에 의해 기판지지판(151)이 가열되는 상태에서, 가스공급부(미도시)로부터 공급되는 공정가스(G1) 및 퍼지가스(G2)는 샤워헤드(130)를 통해 공정챔버(110)의 내부로 분사된다. 이때, 공정가스(G1)는 서셉터(150)를 향해 분사되며, 퍼지가스(G2)는 라이너(111)를 향해 분사된다. 서셉터(150)로 분사되는 공정가스(G1)는 가열되는 기판(10)과 화학적으로 반응하여 결정층을 형성한다.
이와 함께, 공정챔버(110)는 도시되지 않은 배기펌프에 의해 배기된다. 라이너(111)로 분사되는 퍼지가스(G2)는 폐가스(G3)가 샤워헤드(130)와 서셉터(150)의 사이로 역류하는 것을 방지한다. 그리고 라이너(111)는 폐가스(G3)를 배기구(113)로 안내하고 배기구(113)의 이전에서 폐가스(G3)의 와류가 발생되는 것을 방지한다. 또한, 라이너(111)는 공정챔버(110) 내부의 공정가스(G1), 퍼지가스(G2), 폐가스(G3)에 포함될 수 있는 이물질이 공정챔버(110)의 내측벽, 서셉터(150)의 외측벽에 증착되는 것을 방지하고 라이너(111)를 공정챔버(110)로부터 손쉽게 탈착하여 간편하게 세척할 수 있도록 하여 공정챔버(110)의 유지, 보수, 관리의 편의를 제공한다.
이와 함께, 서셉터(150)는 회전부(180)에 의해 회전된다. 즉, 회전용 회전모터(182)는 동력을 출력한다. 회전용 회전모터로부터 출력되는 동력은 회전용 벨트에 의해 회전축으로 전달되어 회전축을 회전시킨다. 회전축(181)의 회전에 따라 기판(10)을 지지하고 있는 기판지지판(151), 측벽(152) 및 측벽지지판(153)이 함께 회전된다.
이와 같이, 서셉터(150)가 회전됨에 따라 기판지지판(151)에 지지되는 복수개의 기판(10) 상에는 동일한 결정층이 균일한 두께로 증착될 수 있다.
100 : 화학기상 증착장치 110 : 공정챔버
130 : 샤워헤드 150 : 서셉터
180 : 회전부 190 : 승강부

Claims (9)

  1. 공정챔버와,
    상기 공정챔버의 내부로 공정가스를 분사하는 샤워헤드와,
    상기 샤워헤드에 대향되게 배치되어 기판을 지지하는 기판지지판, 상기 기판지지판의 테두리부를 지지하는 측벽 및 상기 측벽을 지지하는 측벽지지판으로 이루어지는 서셉터와,
    상기 서셉터의 내부에 배치되어 상기 기판이 가열되도록 상기 기판지지판을 가열하는 가열기와,
    상기 가열기와 별도로, 상기 기판지지판, 상기 측벽 및 상기 측벽지지판이 함께 회전되도록 상기 측벽지지판을 회전시키는 회전부와,
    상기 기판지지판과 상기 가열기의 거리가 유지되고, 상기 샤워헤드와 상기 서셉터에 지지되는 상기 기판 사이의 거리가 조절되도록 상기 서셉터를 승강시키는 승강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 회전부는
    상기 가열기와 별도로 상기 측벽지지판이 회전되도록 상기 가열기와 상기 측벽지지판을 각각 지지하는 회전축과,
    상기 회전축의 측방에 배치되는 회전용 회전모터와,
    상기 회전축과 상기 회전모터를 연결하는 회전용 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 승강부는
    상기 공정챔버의 하부벽에 회전가능하게 지지되는 주동스크류와,
    상기 주동스크류의 측방에 배치되는 승강용 회전모터와,
    상기 주동스크류와 상기 승강용 회전모터를 연결하는 승강용 주동벨트와,
    상기 공정챔버의 하부벽으로부터 이격되고 중심부에 상기 회전축이 관통되며, 상기 주동스크류에 나사 결합되어 상기 주동스크류가 회전됨에 따라 상기 공정챔버의 하부벽에 대해 승강되는 승강판과,
    상단이 개방되는 용기형상으로 마련되어 상기 승강판에 결합되며, 상기 회전축을 지지하는 지지챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 공정챔버의 하부벽과 상기 승강판의 사이에 설치되는 벨로우즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 회전용 회전모터는 상기 지지챔버의 외측에 배치되고, 상기 지지챔버에는 상기 회전용 벨트가 상기 회전축에 체결될 수 있도록 개구되는 관통홀이 형성되며,
    상기 관통홀의 둘레를 감싸도록 상기 지지챔버에 결합되고, 상기 회전용 회전모터를 지지하는 실링챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 승강부는
    상기 주동스크류의 말단에 결합되는 주동풀리와,
    상기 회전축을 기준으로 상기 주동스크류로부터 대칭되는 위치에 설치되는 종동스크류와,
    상기 종동스크류의 말단에 결합되는 종동풀리와,
    상기 주동풀리와 상기 종동풀리를 연결하는 승강용 종동벨트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 회전용 벨트, 상기 승강용 주동벨트 및 상기 승강용 종동벨트는 타이밍벨트인 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 주동풀리와 상기 종동풀리의 사이에 배치되는 아이들롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 승강판의 승강을 가이드하는 가이드블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102317402B1 (ko) * 2020-06-26 2021-10-26 주식회사 아이에스티이 이중 벨로우즈를 이용한 기판 처리장치
US20220359170A1 (en) * 2021-05-10 2022-11-10 Picosun Oy Substrate processing apparatus and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003124287A (ja) 2001-10-19 2003-04-25 Komatsu Electronic Metals Co Ltd エピタキシャルウェハ製造装置及びウェハ製造方法
KR20060085358A (ko) * 2005-01-24 2006-07-27 삼성전자주식회사 막 형성 장치
KR20060103640A (ko) * 2005-03-28 2006-10-04 삼성전자주식회사 반도체 제조장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003124287A (ja) 2001-10-19 2003-04-25 Komatsu Electronic Metals Co Ltd エピタキシャルウェハ製造装置及びウェハ製造方法
KR20060085358A (ko) * 2005-01-24 2006-07-27 삼성전자주식회사 막 형성 장치
KR20060103640A (ko) * 2005-03-28 2006-10-04 삼성전자주식회사 반도체 제조장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102317402B1 (ko) * 2020-06-26 2021-10-26 주식회사 아이에스티이 이중 벨로우즈를 이용한 기판 처리장치
US20220359170A1 (en) * 2021-05-10 2022-11-10 Picosun Oy Substrate processing apparatus and method
CN115323357A (zh) * 2021-05-10 2022-11-11 皮考逊公司 衬底处理装置和方法
TWI835132B (zh) * 2021-05-10 2024-03-11 芬蘭商皮寇桑公司 基體處理裝置及方法
CN115323357B (zh) * 2021-05-10 2024-04-02 皮考逊公司 衬底处理装置和方法

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