KR101302157B1 - 화학기상 증착장치 - Google Patents

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Abstract

온도센서가 서셉터로부터 이격될 경우, 온도센서가 서셉터에 접촉될 수 있도록 서셉터와 온도센서의 간격을 간편하게 보정하여 온도센서가 서셉터의 정확한 온도를 감지할 수 있도록 하는 화학기상 증착장치가 개시된다.
본 발명에 따른 화학기상 증착장치는 내부로 공정가스가 공급되는 챔버와, 상기 챔버의 내부에 배치되어 일면에 기판을 지지하는 서셉터와, 상기 서셉터의 이면으로부터 이격되어 상기 서셉터를 가열하는 가열기와, 상기 서셉터를 지지하고 상기 서셉터가 회전되도록 하는 회전축과, 상기 회전축의 길이방향으로 상기 회전축을 관통하여 상기 서셉터의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 온도센서를 승강시키는 온도센서 승강기를 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 챔버, 챔버를 개폐시키는 리드, 챔버의 내부를 향하는 리드의 일면에 설치되어 공정가스를 분사하는 샤워헤드, 샤워헤드에 대향되어 기판을 지지하는 서셉터, 서셉터의 내부에 설치되어 기판을 가열하는 히터 를 포함한다. 공정가스는 원료물질이 기화된 원료가스와 원료가스를 운반하는 캐리어가스가 혼합된 가스일 수 있다.
이러한 화학기상 증착장치는 서셉터에 기판이 지지되면, 샤워헤드를 통해 챔버 내부로 공정가스가 분사된다. 이때, 서셉터는 히터에 의해 가열되며, 기판은 가열된 서셉터에 의해 간접가열된다. 이에 따라 기판은 공정가스에 포함되는 원료물질과 화학적으로 반응할 수 있는 온도에 도달할 수 있다. 따라서 공정가스에 포함된 원료물질은 가열된 기판에 반응하여 결정층을 형성한다.
한편, 화학기상 증착장치는 기판의 가열온도를 조절하기 위해 서셉터의 온도를 감지하는 온도센서를 포함한다. 이러한 온도센서는 일반적으로 열전쌍 온도센서를 사용하는데, 열전쌍 온도센서는 일면에 기판을 지지하는 서셉터의 이면에 접촉되어 서셉터의 온도를 감지한다.
하지만, 증착공정을 진행하다 보면, 서셉터의 회전, 챔버 내부의 진공배기 에 따라 서셉터 및 챔버에는 진동이 발생되며, 이에 따라 서셉터와 온도센서의 간격이 벌어질 수 있다.
이와 같이, 서셉터와 온도센서의 간격이 벌이지게 되면, 서셉터의 측정온도에 오차가 발생되며, 이는 기판 가열온도의 조절의 오류로 이어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 서셉터와 온도센서의 간격을 조절이 가능한 화학기상 증착장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 화학기상 증착장치는 내부로 공정가스가 공급되는 챔버와, 상기 챔버의 내부에 배치되어 일면에 기판을 지지하는 서셉터와, 상기 서셉터의 이면으로부터 이격되어 상기 서셉터를 가열하는 가열기와, 상기 서셉터를 지지하고 상기 서셉터가 회전되도록 하는 회전축과, 상기 회전축의 길이방향으로 상기 회전축을 관통하여 상기 서셉터의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 온도센서를 승강시키는 온도센서 승강기를 포함한다.
상기 회전축은 길이방향으로 관통되는 중공이 형성되며, 상기 서셉터를 지지하는 일단부가 개방되고 상기 챔버의 외부로 연장되는 타단부가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
상기 화학기상 증착장치는 양 끝단이 개방되어 일측이 상기 중공을 통해 상기 챔버의 내부로 연장되고 타측이 상기 회전축의 말단부에 고정되며, 상기 온도센서의 외경보다 큰 내경을 가지는 보호관을 더 포함하며, 상기 온도센서는 상기 보호관의 내부에 삽입되어 일단부가 상기 보호관으로부터 노출되어 상기 서셉터의 이면에 접촉될 수 있다.
상기 온도센서 승강기는 상기 온도센서에 결합되는 락링과, 상기 락링에 나사결합되고, 외주면으로부터 돌출되는 걸림턱이 형성되는 신축관과, 상기 신축관의 외주면에 나사결합되고, 상기 걸림턱을 지지하는 지지턱이 형성되는 회전관을 포함할 수 있다.
상기 신축관은 상기 락링에 나사결합되고 상기 걸림턱이 형성되는 제 1체결부와, 상기 제 1체결부로부터 연장되는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈로부터 연장되어 상기 회전관에 나사결합되는 제 2체결부를 포함할 수 있다.
상기 온도센서 승강기는 상기 락링과 신축관의 사이에 설치되는 제 1오-링을 더 포함할 수 있다.
상기 온도센서 승강기는 상기 락링을 지지하는 지지링과, 상기 락링과 상기 지지링의 사이에 배치되는 제 2오-링을 더 포함할 수 있다.
상기 서셉터는 상기 기판을 지지하는 기판지지판과, 상기 기판지지판의 테두리를 지지하는 측벽을 포함하고, 상기 화학기상 증착장치는 상기 서셉터를 지지하는 회전판을 더 포함하며, 상기 보호관은 일단이 상기 회전판에 결합되어 개방될 수 있다.
상기 화학기상 증착장치는 상기 보호관에 연통되어 상기 보호관의 내부로 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급관을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 화학기상 증착장치는 온도센서가 서셉터로부터 이격될 경우 온도센서가 서셉터에 접촉될 수 있도록 서셉터와 온도센서의 간격을 간편하게 보정하여 온도센서가 서셉터의 정확한 온도를 감지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 표기된 "I"부를 타나낸 확대사시도이다.
도 3과 도 4는 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치에서 온도센서의 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 도 1에 표기된 "I"부를 타나낸 확대사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 화학기상 증착장치(100)는 챔버(110)를 포함한다. 챔버(110)는 상단이 개방되는 용기 형상으로 마련된다. 챔버(110)의 상단에는 리드(120)가 설치되며, 리드(120)는 챔버(110)로부터 개폐된다.
챔버(110)의 내부를 향하는 리드(120)의 일면에는 샤워헤드(130)가 설치된다. 샤워헤드(130)는 도시되지 않은 가스공급장치로부터 공급되는 가스를 챔버(110)의 내부로 균일하게 분사되도록 한다.
샤워헤드(130)를 통해 챔버(110)의 내부로 분사되는 가스는 공정가스(G1)와 제 1퍼지가스(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, 제 1퍼지가스(G2)는 챔버(110)의 내측벽과 서셉터(150)의 외측벽의 사이로 분사되어 챔버(110)의 외부로 배출되는 폐가스(G4)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, 챔버(110)의 내측벽과 서셉터(150)의 외측벽의 사이로 제 1퍼지가스(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. 제 1퍼지가스(G2)로는 질소(N2) 가스, 수소(H2) 가스 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
챔버(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)을 포함한다. 이러한 서셉터(150)는 회전판(153)에 지지된다.
기판지지판(151)은 평판으로 마련된다. 기판지지판(151)은 공정가스(G1)가 원활하게 배기될 수 있도록 테두리부가 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 회전판(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 회전판(153)은 기판지지판(151)의 하부에 형성되는 공간을 폐쇄시킴으로써, 챔버(110) 내부의 체적을 감소시켜 배기효율을 향상시킨다. 또한, 측벽(152) 및 회전판(153)은 파티클이 서셉터(150)의 내부로 침투되는 것을 차단한다. 측벽(152)은 내열성, 내화학성이 우수한 석영으로 이루어질 수 있다.
서셉터(150)는 회전축(160)에 의해 지지된다. 회전축(160)은 도시되지 않은 벨트와 같은 동력전달장치에 의해 회전모터에 의해 회전됨으로써 서셉터(150)가 회전되도록 한다. 회전축(160)에는 길이방향으로 중심부를 관통하는 중공(161)이 형성된다. 회전축(160)의 일단부는 개방되어 회전판(153)을 지지한다. 회전축(160)은 챔버(110)를 관통하여 타단부가 폐쇄된다. 도시되지 않았지만, 회전축(160)과 챔버(110)의 사이에는 자성유체씰과 같은 기밀부재가 설치될 수 있다.
이와 같이, 서셉터(150)는 복수개의 기판(10)에 증착되는 결정층이 동일한 두께로 형성될 수 있도록 회전가능하게 구성된다.
한편, 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), 복수개의 방열판(172)의 하측에 배치되는 복수개의 전원블록(173)을 포함한다.
도시되지 않았지만, 챔버(110)의 외부에는 전원공급장치(미도시)가 설치될 수 있다. 히팅코일(171)은 전원공급장치(미도시)에서 인출되는 전원공급선(180)으로부터 전원을 공급받는데, 전원공급선(180)은 회전축(160)을 길이방향으로 관통하여 서셉터(150)의 내부로 연장된다. 히팅코일(171)은 복수의 전원블록(173)에 연결되어 통전됨으로써 가열된다.
이와 같이, 복수의 전원블록(173)은 전원공급장치(미도시)로부터 인출되는 전원공급선(180)과 히팅코일(171)의 사이에 배치됨에 따라, 전원공급장치(미도시)로부터 공급되는 대전류가 효율적으로 분배되어 히팅코일(171)로 공급되도록 한다.
한편, 화학기상 증착장치(100)는 기판(10)의 온도를 감지하는 온도센서(190)를 포함한다. 온도센서(190)는 보호관(191)의 내부에 삽입된 상태로, 중공(161)에 삽입되어 일단부가 기판지지판(151)의 하부에 접촉되도록 설치되며, 타단부가 회전축(160)의 타단부를 관통하여 챔버(110)의 외부에 위치한다.
보호관(191)은 온도센서(190)가 챔버(110)의 내부에 노출되는 것을 방지하는 것으로, 온도센서(190)의 외경보다 큰 내경을 가진다. 보호관(191)은 일측이 중공(161)을 통해 챔버(110)의 내부로 연장되고, 일단부가 기판지지판(151)을 관통하여 개방된다. 보호관(191)의 타단부는 회전축(160)의 타단부에 고정되어 개방된다.
가스공급장치(미도시)는 상술된 제 1퍼지가스(G2)와 유사한 성분의 제 2퍼지가스(G3)를 공급하는데, 보호관(191)에는 제 2퍼지가스(G3)가 공급되는 퍼지가스 공급관(192)이 연결된다. 제 2퍼지가스(G3)는 퍼지가스 공급관(192) 및 보호관(191)을 통해 서셉터(150)의 내부로 공급된다. 제 2퍼지가스(G3)가 서셉터(150)의 내부로 공급됨에 따라 서셉터(150) 내부의 압력은 챔버(110) 내부의 압력보다 크게 유지될 수 있다. 따라서, 서셉터(150) 내부와 챔버(110) 내부의 압력차에 의해 서셉터(150)의 내부로 파티클이 침투되는 것이 차단될 수 있다.
챔버(110)의 외부에 위치하는 온도센서(190)의 타측에는 온도센서 승강기(200)가 설치된다. 온도센서 승강기(200)는 온도센서(190)에 결합되는 락링(210)과, 락링(210)을 하부에서 지지하는 지지링(220)를 포함한다. 락링(210)과 지지링(220)은 온도센서(190)와 함께 승강될 수 있도록 온도센서(190)에 압착되어 결합된다. 락링(210)의 외주면에는 숫나사가 형성되며, 락링(210)의 외주면에는 내주면에 암나사가 형성되는 신축관(230)이 결합된다.
신축관(230)은 락링(210)에 외주면에 나사결합되고 걸림턱(234)이 돌출되는 제 1체결부(231)와, 제 1체결부(231)로부터 연장되는 벨로우즈(233)와, 벨로우즈(233)로부터 연장되어 외주면에 숫나사가 형성되는 제 2체결부(232)를 포함한다.
신축관(230)의 외주면에는 회전관(240)이 결합된다. 회전관(240)의 내주면에는 암나사가 형성되어 신축관(230)의 제 2체결부(232)에 나사결합된다. 회전관(240)은 중심부 측으로 돌출되는 지지턱(241)이 형성되는데 이 지지턱(241)은 신축관(230)의 걸림턱(234)을 지지한다.
신축관(230)과 락링(210)의 사이에는 제 1오-링(211)이 설치되며, 락링(210)과 지지링(220)의 사이에는 제 2오-링(221)이 설치된다. 제 1오링(211)과 제 2오링(221)은 보호관(191)을 따라 서셉터(150) 내부의 기밀이 누설되는 것을 방지한다.
한편, 챔버(110)의 내측벽과 서셉터(150)의 외측벽의 사이에는 라이너(111)가 설치되며, 챔버(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, 챔버(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(G4)가 챔버(110)의 외부로 배출될 수 있도록 개구되는 배기구(113)가 형성되며, 챔버(110)의 측벽에는 배기구(113)와 연통되는 연통구(114)가 형성된다. 배기구(113)와 연통구(114)에는 챔버(110)의 배기를 수행하는 도시되지 않은 배기관이 연결될 수 있다.
이러한 라이너(111)는 챔버(110)의 외부로 배기되는 폐가스(G4)에 와류가 발생되는 것을 방지하여 폐가스(G4)가 원활하게 배기구(113)로 배출될 수 있도록 안내하며, 공정가스(G1), 제 1퍼지가스(G2), 폐가스(G4)에 포함되는 이물질이 챔버(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.
먼저, 결정층의 증착공정이 시작되기 전, 기판(10)의 가열온도를 정확하게 측정하기 위하여 기판지지판(151)와 온도센서(190)의 간격을 측정한다. 이때, 온도센서(190)가 기판지지판(151)으로부터 이격되어 있다면, 온도센서(190)를 승강시켜 온도센서(190)를 기판지지판(151)에 접촉시킨다.
도 3과 도 4는 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치에서 온도센서의 승강동작을 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 온도센서 승강기(200)는 회전관(240)이 회전됨에 따라 신축관(230)이 신축되면서 신축관(230)에 나사결합된 락링(210)과 온도센서(190)가 함께 승강된다.
즉, 회전관(240)이 회전됨에 따라 지지턱(241)이 승강되며, 지지턱(241)에 지지되는 걸림턱(234)이 승강된다. 이때, 벨로우즈(233)는 걸림턱(234)의 승강에 따라 신축된다. 걸림턱(234)이 승강됨에 따라 제 1체결부(231)에 나사결합된 락링(210)이 승강되며, 락링(210)이 승강됨에 따라 락링(210)에 압착된 온도센서(190)가 함께 승강된다.
이와 같이, 온도센서(190)는 온도센서 승강기(200)에 의해 승강되어 온도센서(190)의 말단부가 기판지지판(151)의 이면에 접촉될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 온도센서(190)가 기판지지판(151)의 이면에 접촉된 상태에서, 챔버(110)는 리드(120)가 회동됨에 따라 개방된다. 챔버(110)가 개방되면, 기판(10)은 이송로봇(미도시) 또는 작업자에 의해 챔버(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 챔버(110)가 밀폐된다.
이어, 전원공급장치(미도시)는 복수의 전원블록(173)으로 전원을 공급한다. 즉, 전원공급장치(미도시)는 전원공급선(180)으로 전류를 공급한다. 전류는 복수의 전원블록(173)에 연결되는 히팅코일(171)로 분배되어 공급된다. 히팅코일(171)은 전류가 공급됨에 따라 통전되어 가열된다.
이때, 온도센서(190)는 기판지지판(151)의 온도를 감지한다. 이와 같이, 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, 가스공급장치(미도시)로부터 공급되는 공정가스(G1) 및 제 1퍼지가스(G2)는 샤워헤드(130)를 통해 챔버(110)의 내부로 분사된다. 이때, 공정가스(G1)는 서셉터(150)를 향해 분사되며, 제 1퍼지가스(G2)는 라이너(111)를 향해 분사된다. 서셉터(150)로 분사되는 공정가스(G1)는 가열되는 기판(10)과 화학적으로 반응하여 결정층을 형성한다.
이와 함께, 챔버(110)는 도시되지 않은 배기펌프에 의해 배기된다. 라이너(111)로 분사되는 제 1퍼지가스(G2)는 폐가스(G4)가 샤워헤드(130)와 서셉터(150)의 사이로 역류하는 것을 방지한다. 그리고 라이너(111)는 폐가스(G4)를 배기구(113)로 안내하고, 배기구(113)의 이전에서 폐가스(G4)의 와류가 발생되는 것을 방지한다. 또한, 라이너(111)는 파티클이 챔버(110)의 내측벽, 서셉터(150)의 외측벽에 증착되는 것을 방지하고, 라이너(111)를 챔버(110)로부터 손쉽게 탈착하여 간편하게 세척할 수 있도록 하여 챔버(110)의 유지, 보수, 관리의 편의를 제공한다.
또한, 가스공급장치(미도시)로부터 공급되는 제 2퍼지가스(G3)는 퍼지가스 공급관(192)과 보호관(191)을 통해 서셉터(150)의 내부로 공급된다. 서셉터(150)의 내부로 제 2퍼지가스(G3)가 공급됨에 따라 서셉터(150)의 내부로 파티클이 침투되는 것이 방지된다.
이와 함께, 서셉터(150)는 회전축(160)의 회전에 따라 회전된다. 즉, 회전모터(미도시)는 회전축(160)을 회전시키고 회전축(160)의 회전에 따라 기판(10)을 지지하고 있는 기판지지판(151), 측벽(152) 및 회전판(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 : 챔버
120 : 리드 130 : 샤워헤드
150 : 서셉터 160 : 회전축
170 : 가열기 171 : 히팅코일
173 : 가열블록 180 : 전원공급선
190 : 온도센서 200 : 온도센서 승강기

Claims (9)

  1. 내부로 공정가스가 공급되는 챔버와,
    상기 챔버의 내부에 배치되어 일면에 기판을 지지하는 서셉터와,
    상기 서셉터의 이면으로부터 이격되어 상기 서셉터를 가열하는 가열기와,
    상기 서셉터를 지지하고 상기 서셉터가 회전되도록 하는 회전축과,
    상기 회전축의 길이방향으로 상기 회전축을 관통하여 일단부가 상기 서셉터의 온도를 감지하고 타단부가 상기 챔버의 외부로 연장되는 온도센서와,
    상기 챔버의 외부에 배치되어 상기 온도센서를 승강시키는 온도센서 승강기를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 회전축은
    길이방향으로 관통되는 중공이 형성되어 상기 서셉터를 지지하는 일단부가 개방되며, 상기 챔버의 외부로 연장되는 타단부가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    양 끝단이 개방되어 일측이 상기 중공을 통해 상기 챔버의 내부로 연장되고 타측이 상기 회전축의 말단부에 고정되며, 상기 온도센서의 외경보다 큰 내경을 가지는 보호관을 더 포함하며,
    상기 온도센서는 상기 보호관의 내부에 삽입되어 일단부가 상기 보호관으로부터 노출되어 상기 서셉터의 이면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 온도센서 승강기는
    상기 온도센서에 결합되는 락링과,
    상기 락링에 나사결합되고, 외주면으로부터 돌출되는 걸림턱이 형성되는 신축관과,
    상기 신축관의 외주면에 나사결합되고, 상기 걸림턱을 지지하는 지지턱이 형성되는 회전관을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  5. 제 4에 있어서, 상기 신축관은
    상기 락링에 나사결합되고 상기 걸림턱이 형성되는 제 1체결부와,
    상기 제 1체결부로부터 연장되는 벨로우즈와,
    상기 벨로우즈로부터 연장되어 상기 회전관에 나사결합되는 제 2체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  6. 제 4에 있어서, 상기 온도센서 승강기는
    상기 락링과 신축관의 사이에 설치되는 제 1오-링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  7. 제 4에 있어서, 상기 온도센서 승강기는
    상기 락링을 지지하는 지지링과,
    상기 락링과 상기 지지링의 사이에 배치되는 제 2오-링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  8. 제 3에 있어서,
    상기 서셉터는 상기 기판을 지지하는 기판지지판과, 상기 기판지지판의 테두리를 지지하는 측벽을 포함하고,
    상기 서셉터를 지지하는 회전판을 더 포함하며,
    상기 보호관은 일단이 상기 회전판에 결합되어 개방되는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  9. 제 3에 있어서, 상기 보호관에 연통되어 상기 보호관의 내부로 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증차장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015161225A1 (en) * 2014-04-18 2015-10-22 Applied Materials, Inc. Apparatus for susceptor temperature verification and methods of use

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016510181A (ja) 2013-03-14 2016-04-04 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated マルチゾーンヒータにおける温度測定
KR101442633B1 (ko) * 2013-09-13 2014-09-22 (주)티티에스 기판 지지 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001257169A (ja) * 2000-02-01 2001-09-21 Asm America Inc 加工室の温度制御方法、半導体加工装置及びセンサ較正方法
JP2002026112A (ja) * 2000-07-03 2002-01-25 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2003007692A (ja) * 2001-06-21 2003-01-10 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
KR100884327B1 (ko) * 2007-03-30 2009-02-18 주식회사 유진테크 써모커플 장치 및 기판처리장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001257169A (ja) * 2000-02-01 2001-09-21 Asm America Inc 加工室の温度制御方法、半導体加工装置及びセンサ較正方法
JP2002026112A (ja) * 2000-07-03 2002-01-25 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2003007692A (ja) * 2001-06-21 2003-01-10 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
KR100884327B1 (ko) * 2007-03-30 2009-02-18 주식회사 유진테크 써모커플 장치 및 기판처리장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015161225A1 (en) * 2014-04-18 2015-10-22 Applied Materials, Inc. Apparatus for susceptor temperature verification and methods of use
US9765434B2 (en) 2014-04-18 2017-09-19 Applied Materials, Inc. Apparatus for susceptor temperature verification and methods of use
US10900125B2 (en) 2014-04-18 2021-01-26 Applied Materials, Inc. Apparatus for susceptor temperature verification and methods of use

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