KR101513584B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR101513584B1
KR101513584B1 KR1020130165412A KR20130165412A KR101513584B1 KR 101513584 B1 KR101513584 B1 KR 101513584B1 KR 1020130165412 A KR1020130165412 A KR 1020130165412A KR 20130165412 A KR20130165412 A KR 20130165412A KR 101513584 B1 KR101513584 B1 KR 101513584B1
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 공정가스를 이용하여 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판처리장치는 챔버, 상기 챔버 내에서 기판을 지지하는 서셉터, 상기 서셉터의 아래에서 상기 서셉터에 놓인 기판을 가열하는 가열 유닛, 그리고 상기 서셉터와 히터 사이에 위치되며, 상기 히터를 보호하는 차단판을 포함하되, 상기 차단판은 그 표면이 영역 별로 서로 상이한 표면 거칠기(Ra)를 가지거나 영역별로 서로 상이한 재질로 제공된다. 또는, 상기 차단판은 그 표면이 일정 값 이상의 표면 거칠기(Ra)를 가지도록 제공된다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE TREATING APPARATUS}
본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정 가스를 이용하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩이나 발광다이오드(LED)와 같은 집적회로의 제조 공정은 기판에 박막을 증착하는 공정을 포함한다. 최근 반도체 소자가 미세화되고, 고효율 및 고출력의 엘이디(LED)가 개발됨에 따라, 증착 공정 중 금속 유기 화학 기상 증착법(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)이 각광받고 있다. 금속 유기 화학 기상 증착법은 화학 기상 증착법의 하나로, 유기금속의 열분해 반응을 이용해 기판상에 금속화합물을 퇴적 및 부착시키는 방법이다.
일반적으로 금속 유기 화학 기상 증착 공정은 기판이 놓인 서셉터를 히터로 가열하고, 가열된 기판 상에 공정가스를 공급하여 기판 상에 박막을 증착한다. 도1은 금속 유기 화학 기상 증착을 수행하는 장치를 보여주는 일 예로써, 히터(5)는 서셉터(3)의 아래에 위치된다. 히터(5)와 서셉터(3) 사이에는 차단부재(7)가 위치되며, 차단부재(7)는 공정가스로부터 히터(5)를 보호한다. 일반적으로 금속 유기 화학 기상 증착공정에는 히터(5)를 유도 가열 코일로 제공된다. 이로 인해 절연체로 제공되는 차단부재(7)는 가열되지 않고, 서셉터(3) 및 기판(S)만이 가열된다. 그러나 서셉터(3)의 복사 열은 차단부재(7)에 제공됨에 따라 서셉터(3)와 차단부재(7) 간에는 열교환이 이루어지고, 차단부재(7)는 그 복사 열에 의해 가열된다. 이 결과, 서셉터(3)의 온도가 낮아지고 서셉터(3)의 온도를 공정 온도로 유지하기 위해 히터(5)에 인가되는 전력량이 증가한다. 또한, 차단부재(7)를 투과한 복사에너지는 챔버(1) 바닥면에 흡수되고, 이로 인해 온도 상승으로 챔버 바닥면이 열팽창되어 휘게 된다.
본 발명은 기판 및 이를 지지하는 서셉터를 균일하게 가열할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 공정시 서셉터의 온도를 공정 온도로 유지하여 에너지 효율을 높일 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는 챔버와; 상기 챔버 내에서 기판을 지지하도록 제공된 기판 지지 유닛과; 상기 챔버 내에서 상기 기판 지지 유닛의 하부에 위치하며, 상기 기판을 가열하는 가열 유닛과; 상기 챔버 내로 반응 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 상기 기판 지지 유닛과 상기 가열 유닛 사이에 위치되며, 상기 챔버 내부를 기판에 대해 처리가 이루어지는 상부 공간과 상기 가열 유닛이 위치된 하부 공간으로 분리하는 차단판을 포함하되, 상기 차단판의 표면은, 영역별로 서로 상이한 방사율을 가지도록 제공된다.
또한, 상기 영역별로 서로 상이한 방사율은, 상기 차단판의 표면 거칠기를 영역별로 상이하게 하여 제공된다.
또한, 상기 차단판의 표면 거칠기는 상기 차단판의 상면의 표면 거칠기 또는, 상면 및 하면의 표면 거칠기에 의해 결정된다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 영역별로 서로 상이한 방사율은, 상기 차단판의 재질을 영역별로 상이하게 하여 제공된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 서셉터와 히터 사이에 위치되는 차단부재의 표면 거칠기를 영역 별로 상이하게 제공함에 따라 서셉터의 영역 별 온도를 조절할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 차단부재의 영역 별 재질을 상이하게 제공함에 따라 서셉터의 영역 별 온도를 조절할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 차단부재의 표면 거칠기를 일정 값 이상으로 제공하여 서셉터를 공정 온도로 유지함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다.
도 1은 일반적인 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도2의 서셉터를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 4는 도2의 기판홀더를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도2의 가스 공급 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도5의 노즐을 나타내는 수평 단면도이다.
도 7은 도2의 가스 배기 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 8은 도2의 차단판이 2개의 영역을 가진 경우를 보여주는 사시도이다.
도 9는 도2의 차단판이 3개의 영역을 가진 경우를 보여주는 사시도이다.
도 10은 은 도2의 차단판이 그 상면 전체의 표면 거칠기가 일정 값 이상으로 제공된 경우를 보여주는 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
이하, 도2 내지 도10을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
기판처리장치는 기판 상에 박막을 증착하는 공정을 수행한다. 도2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다. 도2를 참조하면, 기판처리장치는 챔버(200), 기판 지지 유닛(300), 라이너 유닛(400), 가스 공급 유닛(600), 가스 배기 유닛(700), 가열 유닛(500), 그리고 차단부재(800)를 포함한다. 챔버(200)는 내부에 공정 처리가 수행되는 공간을 제공한다. 기판 지지 유닛(300)은 기판(S)을 지지하며, 라이너 유닛(400)은 챔버(200) 내벽을 보호한다. 가열 유닛(500)은 기판(S)을 가열한다. 가스 공급 유닛(600)은 기판(S)으로 공정 가스를 공급하고, 가스 배기 유닛(700)은 기판(S) 처리에 제공된 공정 가스를 챔버(200) 외부로 배기한다. 이하, 각 구성에 대해 상세하게 설명한다.
챔버(200)의 내부에는 기판이 처리되는 처리공간이 형성된다. 챔버(200)는 원통 형상을 가지며, 상부벽(210), 측벽(220), 그리고 하부벽(230)이 조합되어 처리 공간을 형성한다. 상부벽(210)은 챔버(200) 내부를 개방할 수 있다. 작업자는 챔버(200) 내부에 제공되는 장치를 유지 보수할 경우, 상부벽(210)을 개방한다. 또한, 챔버(200)에 기판(S)이 출입하는 경우, 상부벽(210)이 개방될 수 있다. 챔버(200)는 내열성이 약한 금속 재질로 제공될 수 있다. 챔버(200)는 스테인레스 재질로 제공될 수 있다.
기판 지지 유닛(300)은 챔버(200) 내부에서 기판(S)을 지지한다. 기판 지지 유닛(300)은 복수 매의 기판(S)을 동시에 지지할 수 있다. 실시예에 의하면, 기판 지지 유닛(300)은 서셉터(310), 기판 홀더(320), 그리고 서셉터 구동부(330)를 포함한다.
도3은 도2의 서셉터(310)를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도3을 참조하면, 서셉터(310)는 원판 형상을 가지도록 제공된다. 서셉터(310)는 그 상면이 저면보다 큰 반경을 가지고, 측면이 하향 경사질 수 있다.
서셉터(310)의 상면에 중앙홈(312) 및 기판 수용홈(311)이 형성된다. 중앙홈(312)은 서셉터(310)의 중앙영역에 위치되며, 기판 수용홈(311)은 중앙홈(312)의 주변을 감싸도록 위치된다. 일 예에 의하면, 각각의 기판 수용홈(311)은 서로 조합하여 링 형상으로 배치될 수 있다. 각각의 기판 수용홈(311)은 중앙홈(312)으로부터 거리가 동일하게 제공될 수 있다. 서로 인접한 기판 수용홈들(311) 간에 간격은 동일하게 제공될 수 있다.
기판 수용홈(312)들에는 돌기(313), 분사홀(314), 그리고 안내홈(315)이 형성된다. 돌기(313)는 기판 수용홈(311)의 바닥면 중앙으로부터 소정 높이로 돌출된다. 분사홀(314)은 돌기(313) 주변에 복수 개 형성된다. 분사홀(314)들은 가스를 공급하는 가스 공급 유로(317)들을 가지는 가스 분사 부재(317)와 연결되며, 가스를 분사한다. 분사된 가스는 기판 수용홈(312)에 놓인 기판 홀더(320)을 부양시킨다.
안내홈(315)은 분사홀(314)에서 분사된 가스의 흐름을 안내한다. 안내홈(315)은 분사홀(314)들에 각각 연결된다. 안내홈(315)은 소정 길이를 가지며, 라운드지게 제공된다. 분사홀(314)에서 분사된 가스는 안내홈(315)을 따라 이동하며, 부양된 기판 홀더(320)를 회전시킨다.
서셉터 구동부(330)는 서셉터(310)를 회전 및 승강시킨다. 서셉터 구동부(330)는 회전축(331) 및 모터(332)를 포함한다. 회전축(331)은 서셉터(310)의 하부에서 서셉터(310)를 지지한다. 모터(332)는 회전축(331)을 회전 및 승강시킨다. 실시예에 의하면, 기판 홀더(320)가 회전되는 동안, 모터(332)는 서셉터(310)를 회전시킬 수 있다.
도4는 도2의 기판홀더(320)를 보여주는 단면도이다. 도4를 참조하면, 기판 홀더(320)는 두께가 얇은 원판으로 기판 수용홈(312)에 수용된다. 기판 홀더(320)의 상면에는 안착홈(321)이 형성된다. 안착홈(321)은 소정 깊이로 형성되며, 기판(S)을 수용한다. 안착홈(321)은 기판홀더(320)의 내측면과 바닥면에 의해 정의될 수 있다. 일 예에 의하면, 안착홈(321)은 원형의 형상으로 제공될 수 있다. 안착홈(321)은 기판(S)의 반경에 상응하거나 그보다 큰 반경을 가질 수 있다. 기판 홀더(320)의 저면에는 고정홈(322)이 형성된다. 고정홈(322)에는 기판 수용홈(312)의 바닥면에 형성된 돌기(313)가 삽입 가능하다. 기판 홀더(320)는 전기 전도율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 기판 홀더(320)는 흑연 재질로 제공될 수 있다. 기판 홀더(320)는 복수 개 제공되며, 기판 수용홈(312)들 각각에 수용된다.
다시 도2를 참조하면, 라이너 유닛(400)은 챔버(200) 내부에 위치하며, 챔버(200) 내벽을 보호한다. 라이너 유닛(400)은 챔버(200) 내벽에 공정 가스가 부착되거나, 챔버(200) 내벽과 공정 가스가 반응하는 것을 차단한다. 라이너 유닛(400)은 상부 라이너(410), 측부 라이너(420), 그리고 체결 부재(430)를 포함한다.
상부 라이너(410)는 두께가 얇은 판으로, 서셉터(310)의 상부에서 서셉터(310)의 상면과 나란하게 배치된다. 상부 라이너(410)는 챔버(200)의 상부벽(210)으로부터 소정 거리 이격하여 위치한다. 상부 라이너(410)는 서셉터(310)의 상면보다 큰 면적을 가진다. 실시예에 의하면, 상부 라이너(410)는 원판이며, 서셉터(310)의 상면보다 큰 반경을 가진다. 상부 라이너(410)의 중심에는 삽입공이 형성된다. 삽입공에는 노즐(610)이 위치한다.
측부 라이너(420)는 상·저면이 개방되며, 내부에 공간이 형성된 통 형상을 가진다. 측부 라이너(420)는 상부 라이너(410)의 하부에서 상부 라이너(410)를 지지한다. 측부 라이너(420)는 상부 라이너(410)에 상응하는 반경을 가지며, 상단에 상부 라이너(410)가 놓인다. 측부 라이너(420)는 서셉터(310)의 주변을 에워싸도록 배치된다. 상부 라이너(410)와 측부 라이너(420)에 의해 구획되는 공간은 기판(S)에 대한 공정 처리가 수행되는 처리 공간(422)으로 제공된다.
상부 라이너(410)와 측부 라이너(420)는 챔버(200)보다 내열성이 우수한 재질로 제공된다. 상부 라이너(410)와 측부 라이너(420)는 그라파이트 재질로 제공될 수 있다.
체결 부재(430)는 상부 라이너(410)를 챔버(200)의 상부벽(210)에 고정시킨다. 체결 부재(430)는 플랜지(431)와 볼트(432)를 포함한다. 플랜지(431)는 삽입공이 형성된 상부 라이너(410)의 내측단에 고정 체결된다. 볼트(432)는 챔버(200)의 상부벽(210)과 플랜지(431)를 체결한다. 체결 부재(430)에 의하여, 상부 라이너(410)와 챔버(200)의 상부벽(210)과 일체로 이동한다. 상부벽(210)이 챔버(200)의 내부를 개방하는 경우, 상부 라이너(410)는 상부벽(210)과 함께 이동한다.
가열 유닛(500)은 서셉터(310)의 아래에 위치한다. 가열 유닛(500)은 서셉터(310)의 저면으로부터 소정 거리 이격된다. 일 예에 의하면, 가열 유닛(500)은 유도가열 코일로 제공되며, 동일 높이에서 나선 형상으로 회전축(331) 주변에 복수 회 감긴다. 가열 유닛(500)에 의해 서셉터(310)에 발생된 열은 서셉터(310)와 기판 홀더(320)를 통해 기판(S)으로 전달되며, 기판(S)을 가열한다. 가열 유닛(500)은 기판(S)을 고온으로 가열한다. 실시예에 의하면, 기판(S)은 700℃ 내지 1300℃로 가열될 수 있다.
가스 공급 유닛(600)은 상부 라이너(410)와 서셉터(310) 사이 공간으로 공정 가스와 퍼지 가스를 공급한다. 도5는 도2의 가스 공급 유닛(600)을 나타내는 단면도이고, 도6은 도5의 노즐(610)을 나타내는 수평 단면도이다. 도5 및 도6을 참조하면, 가스 공급 유닛(600)은 노즐(610), 제1가스 공급라인(641), 제2가스 공급라인(642), 그리고 퍼지 가스 공급라인(643)을 포함한다.
노즐(610)은 챔버(200)의 상부벽(210) 중앙으로부터 아래로 제공되며, 그 끝단이 서셉터(310)의 중앙홈(311)에 위치한다. 노즐(610)은 상단이 챔버(200)의 상부벽(210)에 걸쳐 지지될 수 있다. 노즐(610)의 내부는 복수의 공간으로 구획되어 형성된다. 실시예에 의하면, 노즐(610)이 내부에는 3개의 공간(611 내지 613)이 형성된다. 제1공간(611)은 노즐(610)의 중앙영역에 형성된다. 제2공간(612)은 제1공간(611)의 둘레를 따라 링 형상으로 형성된다. 제3공간(613)은 제2공간(612)의 둘레를 따라 링 형상으로 형성된다. 제1 내지 제3공간(611 내지 613)은 구획벽에 의해 구획되며 서로 간에 차단된다.
노즐(610)의 측벽에는 퍼지가스 분사구(621, 622)와 공정가스 분사구(623 내지 625)가 형성될 수 있다.
퍼지가스 분사구(621, 622)는 상부 라이너(410)에 인접한 노즐(610) 영역과 노즐(610) 끝단에 인접한 영역에 각각 형성될 수 있다. 퍼지가스 분사구(621, 622)는 노즐(610) 둘레를 따라 복수 개 형성된다. 퍼지가스 분사구(621, 622)는 제3공간(613)과 연통된다. 제3공간(613)에 공급된 퍼지 가스는 퍼지 가스 분사구(621, 622)들을 통해 처리 공간(422)으로 분사된다. 일 예에 의하면, 노즐(610) 끝단에 인접한 영역에 형성된 퍼지가스 분사구(622)는 중앙홈(311) 내에 위치될 수 있다.
공정 가스 분사구(623 내지 625)는 제1가스를 분사하는 제1가스 분사구(623)와, 제2가스를 분사하는 제2가스 분사구(624, 625)로 구분된다. 제1가스 분사구(623)는 상부에 형성된 퍼지 가스 분사구(621)들과 하부에 형성된 퍼지 가스 분사구(622)들 사이에 형성된다. 제1가스 분사구(623)는 노즐(610)의 둘레를 따라 복수 개 형성된다. 제1가스 분사구(623)는 제1내관(631)을 통해 제1공간(611)과 연통된다. 제1내관(631)은 복수 개가 제1공간(611)을 중심으로 방사상으로 배치되며, 제1가스 분사구(623)들 각각과 연결된다. 제1공간(611)으로 공급된 제1가스는 제1내관(631)과 제1가스 분사구(623)를 순차적으로 거쳐 처리 공간(422)으로 분사된다.
제2가스 분사구(624, 625)는 상부에 형성된 퍼지 가스 분사구(621)들과 제1가스 분사구(623)들 사이 영역, 그리고 제1가스 분사구(623)들과 하부에 형성된 퍼지 가스 분사구(622)들 사이 영역에 각각 형성된다. 제2가스 분사구(624, 625)는 노즐(610)의 둘레를 따라 복수 개 형성된다. 제2가스 분사구(624, 625)는 제2내관(632, 633)을 통해 제2공간(612)과 연통된다. 제2내관(632, 633)은 복수 개가 제2공간(612)을 중심으로 방사상으로 배치되며, 제2가스 분사구(624, 625)들 각각과 연결된다. 제2공간(612)으로 공급된 제2가스는 제2내관(632, 625)과 제2가스 분사구(624, 625)를 순차적으로 거쳐 처리 공간(422)으로 분사된다. 제1가스 분사구(623)와 제2가스 분사구(624, 625)에서 분사된 제1 및 제2가스는 처리 공간(422)에서 혼합되고 기판(S)에 증착된다.
제1가스 공급라인(641)은 노즐(610)의 상단에서 제1공간(611)과 연결된다. 제1가스 공급라인(641)은 제1공간(611)으로 제1가스를 공급한다. 제1가스는 유기금속인 Ⅲ족 원소의 가스일 수 있다. 제1가스는 트리메틸갈륨(TMG) 또는 트리메틸알루미늄(TMA)일 수 있다.
제2가스 공급라인(642)은 노즐(610)의 상단에서 제2공간(612)과 연결될 수 있다. 제2가스 공급 라인(642)은 제2공간(612)으로 제2가스를 공급한다. 제2가스는 V족원소가 수소화물로서 제공될 수 있다. 제2가스는 포스핀(PH3), 수소화비소(AsH3), 또는 암모니아(NH3)일 수 있다.
퍼지 가스 공급라인(643)은 노즐(610)의 상단에서 제3공간(613)과 연결될 수 있다. 퍼지 가스 공급라인(643)은 제3공간(613)으로 퍼지 가스를 공급한다. 퍼지가스는 질소가스(N2)일 수 있다.
가스 배기 유닛(700)은 기판(S) 처리 후 처리 공간(422)에 머무르는 가스를 챔버(200) 외부로 배기한다. 도7은 도2의 가스 배기 유닛(700)을 나타내는 사시도이다. 도2 및 도7을 참조하면, 가스 배기 유닛(700)은 배기판(710), 배기관(720), 탄성 부재(730)를 포함한다. 배기판(710)은 링 형상의 판으로, 서셉터(310)의 둘레를 따라 제공된다. 배기판(710)의 상면은 서셉터(310)의 상면에 상응하거나 그보다 낮게 위치할 수 있다. 배기판(710)의 상면에는 측부 라이너(420)가 놓인다. 배기판(710)의 상면 영역 중 측부 라이너(420)가 놓인 영역 내측에는 배기홀(711)이 형성된다. 배기홀(711)은 배기판(710)의 상면을 따라 복수 개 형성된다.
배기판(710)의 내부에는 배기 유로(712)가 형성된다. 배기 유로(712)는 배기판(710)의 둘레를 따라 링 형상으로 형성되며, 배기홀(711)들과 연통된다.
배기관(720)은 배기판(710)의 저면과 연결되며, 배기 유로(712)와 연통된다. 실시예에 의하면, 배기관(720)은 복수 개 제공되며, 서로 상이한 위치에서 배기판(710)과 결합된다. 배기관(720)들은 단계별로 합쳐져 중간 배기관(721)으로 연결되고, 중간 배기관(721)들은 하나의 메인 배기관(722)으로 합쳐진다. 메인 배기관(722)에는 진공 펌프(미도시)가 설치된다. 실시예에 의하면, 배기관(720)들은 4개 지점에서 배기판(710)과 연결되고, 한 쌍씩 중간 배기관(721)으로 합쳐진다. 그리고 2개의 중간 배기관(721)은 메인 배기관(722)으로 합쳐진다.
진공 펌프에서 인가된 진공압은 메인 배기관(722), 중간 배기관(721), 배기관(720), 그리고 배기 유로(712)를 순차적으로 거쳐 배기홀(711)들 각각에 인가된다. 진공압은 배기 유로(712)를 거치므로, 배기홀(711)들 각각에는 진공압이 균일하게 인가될 수 있다. 배기홀(711)들에 인가된 진공압은 처리 공간(422)에 인가되며, 처리 공간(422)에 머무르는 가스는 배기홀(711)들로 유입된다. 가스는 배기홀(711)들 각각에 균일하게 유입될 수 있다.
탄성 부재(730)는 배기판(710)의 저면에 제공된다. 탄성 부재(730)는 배기판(710)에 힘이 가해지는 경우, 배기판(710)에 탄성력을 인가한다. 예컨대, 배기판(710)의 상면에 측부 라이너(420)가 놓이거나, 상부 라이너(410)가 개방되는 경우, 탄성력을 제공하여 배기판(710)을 안정적으로 지지한다. 탄성 부재(730)는 스프링이 제공될 수 있다. 스프링(730)은 배기판(710)의 둘레를 따라 복수 개 제공될 수 있다.
도8 내지 도10은 도2의 차단부재(800)을 나타내는 사시도이다. 도2 및 도8 내지 도10을 참조하면, 차단부재(800)는 차단판(810) 및 측면(820)을 가진다. 차단부재(800)는 공정가스로부터 가열 유닛(500)을 보호한다. 또한, 차단 부재(800)는 차단판(810)의 표면이 임의의 영역별로 서로 상이한 방사율을 가지도록 함으로써, 서셉터(310)의 온도 불균일을 보정할 수 있다.
차단판(810)은 원판형의 형상을 가진다. 차단판(810)은 그 중심에 서셉터 구동부(330)가 관통하는 홀이 형성된다. 차단판(810)은 서셉터(310)와 가열 유닛(500) 사이에 제공된다. 차단판(810)의 상면은 서셉터(310)와 대향되게 위치된다. 차단판(810)은 가열 유닛(500)에 영향을 받지 않는 절연체 재질로 제공된다.
이하, 차단판(810)의 표면 거칠기 또는 재질을 이용해 차단판(810)의 임의의 영역별 방사율을 상이하게 하여 서셉터(310)의 온도 불균일을 보정하는 실시예들을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 차단판(810)의 상면은 각 영역 별로 그 표면 거칠기가 상이하게 제공된다. 또는, 차단판(810)의 상면 및 하면은 각 영역 별로 그 표면 거칠기가 상이하게 제공된다. 차단판(810)의 각 영역별 표면 거칠기의 차이는 0.5㎛ 이상으로 제공될 수 있다.
도 8은 차단판(810)이 2개의 영역을 가지는 경우를 나타내는 도면이다. 도8을 참조하면, 차단판(810)은 중앙영역(s1) 및 가장자리 영역(s2)을 가진다. 일 예에 의하면, 중앙 영역(s1)의 표면 거칠기는 가장자리 영역(s2)의 표면 거칠기보다 낮게 제공된다. 방사율은 표면 거칠기가 높을수록 높아지므로, 이 경우, 중앙 영역(s1)의 방사율이 가장자리 영역(s2)의 방사율보다 낮게 제공되어, 중앙 영역(s1)이 가장자리 영역(s2)에 비해 서셉터(310)로부터 더 적은 복사 에너지를 흡수하여 더 낮은 온도로 제공된다. 따라서, 서셉터(310)의 중앙영역의 온도는 서셉터(310)의 가장자리 영역의 온도에 비해 낮게 제공된다.
도 9는 차단판(810)이 3개의 영역을 가지는 경우를 나타내는 도면이다. 도9를 참조하면, 차단판(810)은 중앙영역(s1), 가장자리 영역(s2) 및 중앙영역(s1)과 가장자리 영역(s2) 사이에 미들 영역(s3)을 가진다. 일 예에 의하면, 중앙 영역(s1)의 표면 거칠기는 가장자리 영역(s2)의 표면 거칠기보다 낮게 제공되고, 미들 영역(s3)의 표면 거칠기는 중앙 영역(s3)의 표면 거칠기보다 낮게 제공된다. 이 경우, 서셉터(310)의 중앙영역의 온도는 서셉터(310)의 가장자리 영역의 온도에 비해 낮게 제공되고, 차단판(810)의 미들 영역(s3)에 대향되는 서셉터(310)의 미들영역의 온도는 서셉터(310)의 중앙영역의 온도에 비해 낮게 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 차단판(810)은 그 영역별로 방사율을 상이하게 하기 위하여 각 영역 별로 재질이 상이하게 제공된다. 다시 도8을 참조하면, 차단판(810)의 중앙 영역(s1)은 쿼츠(Quartz)로 제공되고, 가장자리 영역(s2)은 세라믹으로 제공될 수 있다. 세라믹은 산화 알루미늄(Al2O3) 또는 질화 알루미늄(AlN)일 수 있다. 이 경우, 쿼츠(Quartz)는 세라믹(Al2O3, AlN)에 비해 방사율이 낮으므로, 차단판(810)의 중앙 영역(s1)의 온도는 가장자리 영역(s2)의 온도에 비해 낮게 제공된다.
도10은 차단판(810)의 상면의 표면 거칠기가 일정값 이상으로 제공된 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도10을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 의하면, 차단판(810)의 상면은 표면 거칠기가 1.6㎛ 이상으로 제공된다. 또는, 차단판(810)의 상면 및 하면은 표면 거칠기가 1.6㎛ 이상으로 제공된다. 이 경우, 차단판(810)은 그 표면의 전체 영역에 걸쳐 표면 거칠기의 편차가 0.3㎛ 이하로 제공될 수 있다. 이로 인해, 차단판(810)의 방사율은 증가된다. 따라서 차단판(810)의 온도는 상승하여 서셉터(310)로부터 흡수하는 열이 줄어듦으로써 서셉터(310)를 공정 온도로 유지하기 위한 전력량이 줄어들게 된다. 또한, 서셉터(310)로부터 방출된 복사에너지를 차단판(810)에서 보다 많이 흡수할 수 있으므로 챔버(200) 바닥면의 온도 상승으로 인한 열팽창 및 휨 문제를 방지할 수 있다.
측면(820)은 가열 유닛(500)을 감싸도록 제공된다. 또한, 측면(820)은 그 상부가 차단판(810)의 측부 하면과 연결된다. 측면(820)은 차단판(810)을 지지한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
S: 기판
200: 챔버
300: 기판 지지 유닛
400: 라이너 유닛
500: 가열 유닛
600: 가스 공급 유닛
700: 가스 배기 유닛
800: 차단 부재

Claims (24)

  1. 챔버와;
    상기 챔버 내에서 기판을 지지하도록 제공된 기판 지지 유닛과;
    상기 챔버 내에서 상기 기판 지지 유닛의 하부에 위치하며, 상기 기판을 가열하는 가열 유닛과;
    상기 챔버 내로 반응 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛과 상기 가열 유닛 사이에 위치되며, 상기 챔버 내부를 기판에 대해 처리가 이루어지는 상부 공간과 상기 가열 유닛이 위치된 하부 공간으로 분리하는 차단판을 포함하되,
    상기 차단판의 표면은, 임의의 영역별로 서로 상이한 방사율을 가지도록 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영역별로 서로 상이한 방사율은, 상기 차단판의 표면 거칠기를 영역별로 상이하게 하여 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단판의 표면 거칠기는 상기 차단판의 상면의 표면 거칠기에 의해 결정되는 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단판의 영역별 방사율은, 상기 차단판의 상면 및 하면의 표면 거칠기에 의해 결정되는 기판 처리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단판의 각 영역별 표면 거칠기의 차이는 0.5㎛ 이상인 기판 처리 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 차단판의 중앙 영역의 표면 거칠기는 상기 차단판의 가장자리 영역의 표면 거칠기보다 낮게 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 중앙 영역과 상기 가장자리 영역의 사이 영역에 미들영역이 더 형성되고,
    상기 미들 영역의 표면 거칠기는 상기 차단판의 중앙 영역의 표면 거칠기보다 낮게 제공되는, 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 영역별로 서로 상이한 방사율은, 상기 차단판의 재질을 영역별로 상이하게 하여 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 차단판의 중앙 영역은, 쿼츠를 포함하는 재질로 제공되고,
    상기 차단판의 가장자리 영역은, 세라믹을 포함하는 재질로 제공되는, 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 세라믹은 산화 알루미늄(Al2O3)으로 제공되는, 기판 처리 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 세라믹은 질화 알루미늄(AlN)으로 제공되는, 기판 처리 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 유닛은, 유도가열 코일로 제공되는 기판 처리 장치.
  13. 챔버와;
    상기 챔버 내에서 기판을 지지하도록 제공된 기판 지지 유닛과;
    상기 챔버 내에서 상기 기판 지지 유닛의 하부에 위치하며, 상기 기판을 가열하는 가열 유닛과;
    상기 챔버 내로 반응 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛과 상기 가열 유닛 사이에 위치되며, 상기 챔버 내부를 기판에 대해 처리가 이루어지는 상부 공간과 상기 가열 유닛이 위치된 하부 공간으로 분리하는 차단판을 포함하되,
    상기 기판 지지 유닛은,
    기판을 직접 지지하는, 복수개의 기판 홀더과;
    상기 기판 홀더가 수용되는 복수개의 기판 수용홈과;
    상기 복수개의 기판 수용홈이 상면에 제공된, 원추 형상을 가지는 서셉터;를 포함하고,
    상기 가스 공급 유닛은,
    상기 서셉터의 중심축상에 놓이도록 상기 챔버의 상부벽 중앙에 장착되며,
    상기 차단판의 표면은,
    임의의 영역별로 서로 상이한 방사율을 가지도록 제공되는 기판 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 영역별로 서로 상이한 방사율은, 상기 차단판의 표면 거칠기를 영역별로 상이하게 하여 제공되는 기판 처리 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 차단판의 표면 거칠기는 상기 차단판의 상면의 표면 거칠기에 의해 결정되는 기판 처리 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 차단판의 영역별 방사율은, 상기 차단판의 상면 및 하면의 표면 거칠기에 의해 결정되는 기판 처리 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 차단판의 중앙 영역의 표면 거칠기는 상기 차단판의 가장자리 영역의 표면 거칠기보다 낮게 제공되는 기판 처리 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 중앙 영역과 상기 가장자리 영역의 사이 영역에 미들영역이 더 형성되고,
    상기 미들 영역의 표면 거칠기는 상기 차단판의 중앙 영역의 표면 거칠기보다 낮게 제공되는, 기판 처리 장치.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 영역별로 서로 상이한 방사율은, 상기 차단판의 재질을 영역별로 상이하게 하여 제공되는 기판 처리 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 차단판의 중앙 영역은, 쿼츠를 포함하는 재질로 제공되고,
    상기 차단판의 가장자리 영역은, 세라믹을 포함하는 재질로 제공되는, 기판 처리 장치.
  21. 챔버와;
    상기 챔버 내에서 기판을 지지하도록 제공된 기판 지지 유닛과;
    상기 챔버 내에서 상기 기판 지지 유닛의 하부에 위치하며, 상기 기판을 가열하는 가열 유닛과;
    상기 챔버 내로 반응 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛과 상기 가열 유닛 사이에 위치되며, 상기 챔버 내부를 기판에 대해 처리가 이루어지는 상부 공간과 상기 가열 유닛이 위치된 하부 공간으로 분리하는 차단판을 포함하되,
    상기 차단판의 상면은, 표면 거칠기가 1.6㎛ 이상으로 제공되는, 기판 처리 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 차단판의 상면은, 전체 영역에 걸쳐 표면 거칠기의 편차가 0.3㎛ 이하로 제공되는, 기판 처리 장치.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 차단판의 하면은, 표면 거칠기가 1.6㎛ 이상으로 제공되는, 기판 처리 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 차단판의 상면 및 하면은, 전체 영역에 걸쳐 표면 거칠기의 편차가 0.3㎛ 이하로 제공되는, 기판 처리 장치.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5056735B2 (ja) 2008-12-02 2012-10-24 東京エレクトロン株式会社 成膜装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190114373A (ko) 2018-03-30 2019-10-10 (주)티티에스 유리 기판 지지용 서셉터

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