KR20090069075A - Suscepter assembly in atomic layer deposition apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원자층 증착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원자층 증착 공정용 서셉터에서 웨이퍼를 가열하는 히터를 구비하는 서셉터 어셈블리의 구조에 관한 것이다..The present invention relates to an atomic layer deposition apparatus, and more particularly, to a structure of a susceptor assembly having a heater for heating a wafer in a susceptor for an atomic layer deposition process.
최근 반도체 제조 공정에서 반도체 소자의 집적도가 높아짐에 따라 미세가공의 요구가 증가하고 있다. 즉, 미세 패턴을 형성하고, 하나의 칩 상에 셀들을 고도로 집적시키기 위해서는 박막 두께 감소 및 고유전율을 갖는 새로운 물질개발 등을 이루어져야 한다.Recently, as the degree of integration of semiconductor devices increases in the semiconductor manufacturing process, the demand for micromachining increases. That is, in order to form a fine pattern and to highly integrate cells on a single chip, it is necessary to reduce the thickness of the thin film and develop a new material having a high dielectric constant.
특히, 웨이퍼 표면에 단차가 형성되어 있는 경우 표면을 원만하게 덮어주는 단차도포성(step coverage)과 단차도포성 및 웨이퍼 내 균일성(within wafer uniformity)의 확보는 매우 중요하다. 이와 같은 요구사항을 충족시키기 위해 원자층 단위의 미소한 두께를 가지는 박막을 형성하는 방법인 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD) 방법이 제안되고 있다.In particular, when a step is formed on the wafer surface, it is very important to ensure step coverage, step coverage, and within wafer uniformity that smoothly cover the surface. In order to satisfy such requirements, an atomic layer deposition (ALD) method, which is a method of forming a thin film having a small thickness in atomic layer units, has been proposed.
원자층 증착 공정은 웨이퍼 표면에서 반응물질의 표면 포화 반응(surface saturated reaction)에 의한 화학적 흡착(chemisorption)과 탈착(desorption) 과정을 이용하여 단원자층을 형성하는 방법으로, 원자층 수준에서 막 두께의 제어가 가능한 박막 증착 방법이다.The atomic layer deposition process is a method of forming a monoatomic layer using chemical adsorption and desorption processes by surface saturation reaction of a reactant on the wafer surface. It is a thin film deposition method that can be controlled.
원자층 증착 공정은 두 가지 이상의 소스가스를 각각 교대로 유입시키고, 각 소스가스의 유입 사이에 불활성 기체인 퍼지가스를 유입시킴으로써 웨이퍼 표면에서 상기 소스가스들이 반응하여 소정의 박막이 형성된다. 즉, 하나의 소스가스가 웨이퍼 표면에 화학적으로 흡착(chemical adsorption)된 상태에서 후속하여 다른 하나의 소스가스가 제공되면, 상기 웨이퍼 표면에서 상기 두 가지 소스가스가 화학적으로 반응함으로써 상기 웨이퍼 표면에 한층의 원자층이 생성된다. 그리고, 이와 같은 공정을 한 주기로 하여 원하는 두께의 박막이 형성될 때까지 반복함으로써 소정 두께의 박막이 형성된다.In the atomic layer deposition process, two or more source gases are alternately introduced to each other, and the source gases react on the wafer surface by introducing a purge gas, which is an inert gas, between each inlet of each source gas to form a predetermined thin film. That is, when one source gas is chemically adsorbed onto the wafer surface and subsequently another source gas is provided, the two source gases are chemically reacted on the wafer surface to further enhance the wafer surface. Atomic layer of Then, the thin film having a predetermined thickness is formed by repeating such a process as a cycle until a thin film having a desired thickness is formed.
한편, 기존의 원자층 증착 장치는 웨이퍼를 지지하는 서셉터와 상기 웨이퍼의 가열을 위한 히터를 포함한다. 원자층 증착 공정은 상기 웨이퍼의 온도에 따라 상기 웨이퍼 상에 증착되는 박막의 품질이 영향을 받는다.On the other hand, the conventional atomic layer deposition apparatus includes a susceptor for supporting a wafer and a heater for heating the wafer. In the atomic layer deposition process, the quality of the thin film deposited on the wafer is affected by the temperature of the wafer.
종래의 원자층 증착 장치는 히터의 형태와 배치에 따라 상기 서셉터의 온도 분포가 달라지며, 이로 인해 박막의 균일도 역시 달라진다. 상기 서셉터는 회전 가능하게 구비되는데 반해 상기 히터는 프로세스 챔버 내에 고정 설치되므로 상기 서셉터의 온도를 균일하게 가열하는 것이 어려운 문제점이 있다.In the conventional atomic layer deposition apparatus, the temperature distribution of the susceptor varies according to the shape and arrangement of the heater, thereby changing the uniformity of the thin film. While the susceptor is rotatably provided, the heater is fixedly installed in the process chamber, which makes it difficult to uniformly heat the temperature of the susceptor.
그리고, 상기 서셉터의 하부는 여러 구조물이 설치되어 있어서 상기 히터를 설치하기 위해서는 이와 같은 구조물과의 간섭이 발생하지 않도록 회피하여 설치하 여야 하며 이로 인해 기존의 히터 또는 서셉터의 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.In addition, since the lower part of the susceptor is provided with a plurality of structures, in order to install the heater, it should be installed to avoid interference with such a structure, which causes the problem of complicated structure of the conventional heater or susceptor. There is this.
또한, 기존의 히터는 할로겐 램프를 사용하였다. 그런데 상기 할로겐 히터는 고정된 형태를 가지므로 상기 서셉터 하부의 주변 구조물에 맞춰 유연하게 형태를 변경시키거나, 위치를 변경하는 것이 용이하지 않다. 또한, 상기 할로겐 램프를 설치하기 위해서는 복수의 단자가 구비되어야 하는데, 상기 서셉터 하부의 구조가 복잡해질수록 상기 할로겐 램프의 수와 상기 단자의 수는 더욱 증가하게 된다. 이로 인해 상기 서셉터 및 상기 히터의 구조가 더욱 복잡해지며, 구조를 설계하기가 어렵다.In addition, the conventional heater used a halogen lamp. However, since the halogen heater has a fixed shape, it is not easy to change the shape or position of the halogen heater flexibly in accordance with the peripheral structure under the susceptor. In addition, in order to install the halogen lamp, a plurality of terminals should be provided. As the structure of the lower part of the susceptor becomes more complicated, the number of the halogen lamps and the number of the terminals increase. This makes the structure of the susceptor and the heater more complicated, and it is difficult to design the structure.
또한, 원자층 증착 공정에서 제공되는 소스가스에 상기 히터가 노출되는 경우 상기 히터가 산화되면서 상기 히터의 수명이 단축되는 문제점이 있다.In addition, when the heater is exposed to the source gas provided in the atomic layer deposition process, there is a problem that the life of the heater is shortened while the heater is oxidized.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 히터를 일체로 형성한 원자층 증착 장치용 서셉터 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide a susceptor assembly for an atomic layer deposition apparatus in which a heater is integrally formed.
또한, 본 발명은 서셉터 및 주변 구조물들의 위치와 간섭을 회피할 수 있고 설치가 용이한 히터를 구비하는 원자층 증착 장치용 서셉터 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.It is also an object of the present invention to provide a susceptor assembly for an atomic layer deposition apparatus having a heater which can avoid the position and interference of the susceptor and surrounding structures and is easy to install.
또한, 본 발명은 히터의 산화를 방지하는 원자층 증착 장치용 서셉터 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.The present invention also provides a susceptor assembly for an atomic layer deposition apparatus that prevents oxidation of a heater.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 히터 유닛이 내부에 구비된 원자층 증착 장치용 서셉터 어셈블리는, 상기 히터 유닛을 수용하고 외관을 형성하는 하우징, 상기 하우징 상부에서 웨이퍼가 안착되는 지지 플레이트를 포함한다. 그리고, 상기 히터 유닛은 와이어 형태 또는 필라멘트 형태의 발열소자, 상기 발열소자 하부에서 상기 발열소자를 지지하는 지지부 및 상기 발열소자에 전원을 인가하는 단자부를 포함한다.According to embodiments of the present invention for achieving the above object of the present invention, a susceptor assembly for an atomic layer deposition apparatus having a heater unit therein, a housing for receiving the heater unit and forming an appearance, the housing And a support plate on which the wafer is seated at the top. The heater unit includes a heating element in the form of a wire or filament, a support part supporting the heating element under the heating element, and a terminal part for applying power to the heating element.
실시예에서, 상기 발열소자는 상기 서셉터 어셈블리의 주변 구조물들과의 간섭이 방지되도록 임의의 곡선형태로 배치되고, 적어도 하나 이상의 발열소자가 구비된다. 또는 상기 발열소자는 복수의 발열소자가 배치될 수 있다.In an embodiment, the heating elements are arranged in an arbitrary curve shape to prevent interference with the peripheral structures of the susceptor assembly, and at least one heating element is provided. Alternatively, the heating element may include a plurality of heating elements.
또한, 상기 발열소자는 상기 각 웨이퍼에 대응되는 복수의 발열영역을 형성 하도록 배치된다.In addition, the heat generating element is disposed to form a plurality of heat generating regions corresponding to the respective wafers.
실시예에서, 상기 하우징 내부는 진공이 제공된다. 따라서, 상기 히터 유닛이 소스가스에 노출되어 산화되는 것을 방지하고, 산화로 인해 상기 히터 유닛의 수명이 단축되는 것을 방지한다.In an embodiment, the housing interior is provided with a vacuum. Therefore, the heater unit is prevented from being exposed to the source gas and oxidized, and the life of the heater unit is prevented from being shortened due to the oxidation.
실시예에서, 상기 하우징은 상기 히터 유닛의 교체가 가능하도록, 상호 결합 가능하게 형성된 적어도 2개 이상의 케이스로 형성된다. 예를 들어, 상기 케이스는 용접 또는 체결부재 등으로 결합된다. 또는, 상기 케이스는 끼워맞춤 방식으로 결합되는 것도 가능하다.In an embodiment, the housing is formed of at least two or more cases formed to be mutually coupled to allow replacement of the heater unit. For example, the case is coupled by welding or fastening members. Alternatively, the case may be coupled in a fitting manner.
실시예에서, 상기 지지부 하부에는 상기 발열소자로부터 발생된 열이 하부로 방출되는 것을 방지하는 단열부재가 구비된다. 따라서, 상기 발열소자로부터 방출되는 열로 인해 상기 서셉터 어셈블리 하부가 손상되는 것을 방지하고, 더불어, 상기 발열소자의 열을 상부로 향하도록 한다.In an embodiment, the lower portion of the support is provided with a heat insulating member to prevent the heat generated from the heat generating element to be discharged to the lower portion. Therefore, the lower portion of the susceptor assembly is prevented from being damaged by heat emitted from the heat generating element, and the heat of the heat generating element is directed upward.
본 발명에 따르면, 첫째, 히터와 서셉터를 일체로 형성함으로써 서셉터의 온도를 제어하는 것이 용이하다.According to the present invention, first, it is easy to control the temperature of the susceptor by integrally forming the heater and the susceptor.
특히, 상기 히터와 상기 서셉터의 위치가 상대적으로 항상 고정되어 있으므로 상기 서셉터가 회전하더라도 상기 서셉터의 온도를 제어하기가 용이하며 상기 서셉터의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.In particular, since the position of the heater and the susceptor is relatively fixed at all times, it is easy to control the temperature of the susceptor even when the susceptor is rotated, and thus the temperature of the susceptor can be kept constant.
둘째, 필라멘트 또는 와이어 형태를 갖는 히터를 상기 서셉터 내부에 내장시킴으로써, 상기 히터 및 상기 서셉터의 구조를 단순화한다.Second, by embedding a heater having a filament or wire form inside the susceptor, the structure of the heater and the susceptor is simplified.
또한, 상기 필라멘트 또는 와이어 형태의 히터는 그 형태의 변경과 배치가 자유로우므로 상기 서셉터의 온도를 일정하게 유지시키는 데 용이하다. 또한, 상기와 같은 히터는 주변 구조물들을 회피하여 설치하는 것이 가능하므로 상기 히터의 구조를 단순화시킬 수 있으며, 상기 히터에 전원이 인가되는 단자부의 수를 효과적으로 줄이고, 상기 단자부의 위치를 자유롭게 배치할 수 있다.In addition, the filament or wire-shaped heater is free to change the shape and arrangement of the heater is easy to keep the temperature of the susceptor constant. In addition, the heater as described above can be installed by avoiding surrounding structures, thereby simplifying the structure of the heater, effectively reducing the number of terminal portions to which power is applied to the heater, and freely arranging the positions of the terminal portions. have.
셋째, 상기 히터가 상기 서셉터 내부에 내장되므로 상기 히터가 소스가스에 노출되는 것이 방지되어 상기 히터의 산화 및 산화로 인한 수명 단축을 효과적으로 방지할 수 있다.Third, since the heater is embedded in the susceptor, the heater is prevented from being exposed to the source gas, thereby effectively preventing the life of the heater due to oxidation and oxidation.
또한, 상기 히터가 상기 서셉터에 내장됨으로써 상기 서셉터 하부에 요구되는 공간을 줄일 수 있으며, 이로 인해 프로세스 챔버 및 원자층 증착 장치의 필요 체적을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the heater is embedded in the susceptor, the space required under the susceptor may be reduced, thereby reducing the required volume of the process chamber and the atomic layer deposition apparatus.
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.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치를 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터를 도시한 단면도이고, 도 3과 도 4는 도 2의 서셉터에서 발열소자의 배치를 설명하기 위한 평면도들이다.1 is a cross-sectional view showing an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view illustrating a susceptor according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are plan views illustrating an arrangement of a heating element in the susceptor of FIG. 2.
우선, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치를 설명한다.First, an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.
원자층 증착 장치(100)는 프로세스 챔버(101), 샤워헤드(105), 서셉터 어셈블리(110) 및 히터 유닛(120)을 포함한다.The atomic
상기 프로세스 챔버(101)는 복수의 웨이퍼(10)가 수용되어 상기 웨이퍼(10)에 대한 원자층 증착 공정이 수행되는 공간을 형성한다.The
상기 샤워헤드(105)는 상기 프로세스 챔버(101) 상부에 구비되어 상기 프로세스 챔버(101) 내로 소정의 소스가스를 제공한다. 예를 들어, 상기 소스가스는 상기 웨이퍼(10) 상에 증착하고자 하는 원료 물질을 포함하는 가스로서, 원자층 증착을 위해서는 서로 다른 종류의 소스가스와 상기 각 소스가스의 퍼지를 위한 퍼지가스를 포함한다.The
상기 샤워헤드(105) 일측에는 상기 소스가스를 공급하는 소스가스 공급부(150)가 연결된다.One side of the
상기 서셉터 어셈블리(110)는 상기 프로세스 챔버(101) 내에 구비되어, 상기 웨이퍼(10)를 지지한다. 특히, 원자층 증착 공정을 수행하기 위해서는 상기 웨이퍼(10)를 소정 온도로 가열해야 하며, 상기 웨이퍼(10)의 가열하기 위한 히터 유닛(120)이 상기 서셉터 어셈블리(110) 내에 구비된다.The
예를 들어, 상기 서셉터 어셈블리(110)는 상기 웨이퍼(10)의 일 면에 접촉된 상태로 지지하고, 복수의 웨이퍼(10)를 동시에 지지하는 세미 배치식(semi-batch type)일 수 있다. 또는 상기 서셉터 어셈블리(110)는 한 장의 웨이퍼(10)가 지지되는 매엽식(single type)일 수 있을 것이다.For example, the
또한, 상기 서셉터 어셈블리(110)는 회전 가능하게 구비되고, 상기 서셉터 어셈블리(110)의 하부에는 상기 서셉터 어셈블리(110)의 회전을 위한 회전 구동부(112)가 구비된다.In addition, the
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터 어셈블리(110)에 대해 설명한다.Hereinafter, the
상기 서셉터 어셈블리(110)는 상기 웨이퍼(10)가 안착되는 지지 플레이트(111), 히터 유닛(120) 및 하우징(113)을 포함한다.The
상기 지지 플레이트(111)는 상기 웨이퍼(10)가 안착되는 면으로서, 상기 하우징(113) 상부에 구비된다. 여기서, 상기 지지 플레이트(111)는 상기 하우징(113)과 별도의 개체로 형성되어 상기 하우징(113) 상부에 구비될 수 있다. 또는 상기 지지 플레이트(111)는 상기 하우징(113)과 일체로 형성되어 상기 하우징(113)의 상면을 형성할 수도 있을 것이다.The
상기 하우징(113)은 상기 히터 유닛(120)을 수용하고 상기 서셉터 어셈블리(110)의 외관을 형성한다. 예를 들어, 상기 하우징(113)은 소정 높이를 갖는 원반 형태를 갖는다. 그리고, 상기 하우징(113) 내부는 상기 히터 유닛(120)의 수용이 가능하도록 소정 체적의 캐비티가 형성된다.The
또한, 상기 하우징(113)은 그 내부를 개폐 가능하도록 상호 결합 가능한 제1 케이스(113a)와 제2 케이스(113b)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 케이스(113b)는 상기 서셉터 어셈블리(110)의 하부를 형성하고, 상기 히터 유닛(120)을 하부에서 지지한다. 그리고, 상기 제1 케이스(113a)는 상기 제2 케이스(113b)에 결합 가능하게 형성되고, 상기 히터 유닛(120)의 상부를 밀폐시킨다.In addition, the
상기 하우징(113) 내부는 진공이 제공된다. 여기서, 상기 하우징(113) 내에 진공을 제공하기 위한 진공 제공부(미도시)가 별도로 구비될 수 있다. 또는, 상기 프로세스 챔버(101) 내부가 이미 진공이 형성된 상태이므로, 상기 프로세스 챔버(101)와 상기 하우징(113) 내부는 동일한 정도의 진공이 제공될 수 있을 것이다. 이 경우, 상기 하우징(113) 내에 진공을 제공하기 위한 별도의 진공 제공부를 구비하지 않고, 상기 프로세스 챔버(101)에 진공을 제공하는 진공 제공부(미도시)를 통해 상기 하우징(113) 내에도 진공을 형성할 수 있을 것이다.The
여기서, 상기 하우징(113)을 상호 결합 가능한 상기 제1 및 제2 케이스(113a, 113b)로 형성함으로써 상기 히터 유닛(120)의 수명이 다했을 경우 상기 서셉터 어셈블리(110) 전체를 교체하지 않고 상기 히터 유닛(120)만 교체하는 것을 가능하게 한다. 또한, 상기 하우징(113)은 간단한 조작으로 용이하게 개폐가 가능하도록 형성되어 용이하게 상기 히터 유닛(120)을 교체할 수 있는 장점이 있다.Here, the
예를 들어, 상기 제1 케이스(113a)와 상기 제2 케이스(113b)는 단순 또는 억지 끼워맞춤 방식 등과 같은 단순 결합 방식을 이용하여 결합될 수 있다. 또한, 상기 제1 케이스(113a)와 상기 제2 케이스(113b)는 용접이나 체결수단 등을 이용하여 결합시키는 것도 가능할 것이다.For example, the
상기 히터 유닛(120)은 상기 하우징(113) 내에 구비되어 전원이 인가되면 상기 웨이퍼(10)에 대한 박막 증착에 요구되는 온도로 상기 웨이퍼(10)를 가열한다.The
여기서, 상기 히터 유닛(120)이 상기 하우징(113) 내에 구비됨으로써, 상기 히터 유닛(120)이 증착 공정이 수행되는 동안 소스가스에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 하우징(113) 내부는 상기 프로세스 챔버(101)와 분리된 공간으로서, 상기 하우징(113) 내로는 상기 소스가스가 유입이 차단되므로, 상기 소스가스에 상기 히터 유닛(120)이 노출되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 상기 히터 유닛(120)이 상기 소스가스에 노출되는 것을 효과적으로 방지하기 위해서, 상기 하우징(113) 내부는 진공이 형성된다. 따라서, 상기 히터 유닛(120)의 산화를 방지하고, 산화로 인해 상기 히터 유닛(120)의 수명이 단축되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.Here, the
상세하게는, 상기 히터 유닛(120)은 발열소자(121)와 지지부(123), 단자부(122)를 포함한다.In detail, the
상기 발열소자(121)는 하우징(113) 내부에 배치된 저항성 가열소자일 수 있다. 예를 들어, 상기 발열소자(121)는 와이어 형태의 발열소자로서, 필라멘트, 가열코일 또는 카본 와이어 등을 포함할 수 있다.The
상기 발열소자(121)는 전원공급부(미도시)에 전기적으로 연결되어, 전원이 인가되면 상기 발열소자(121)가 발열되면서 상기 하우징(113)을 가열시키고 상기 지지 플레이트(111)로 열을 전달하여 상기 웨이퍼(10)가 가열된다.The
상기 단자부(122)는 외부의 전원 공급부와 상기 발열소자(121)를 전기적으로 연결한다.The
상기 지지부(123)는 상기 발열소자(121) 하부에 구비되어, 상기 발열소자(121)를 지지하고, 상기 하우징(113)에 대해 고정시키는 역할을 한다.The
상기 지지부(123)는 상기 발열소자(121)에서 발생되는 열에 의해 변형이 발생하지 않고 화학적으로 안정적인 재질로 형성된다. 예를 들어, 상기 지지부(123)는 질화물 세라믹이나 탄화물 세라믹으로 형성된다. 또는, 상기 지지부(123)는 그래파이트(graphite) 재질로 형성된다.The
상기 하우징(113) 내측 하부에는 상기 발열소자(121)로부터 방출되는 열이 상기 하우징(113) 하부로 전달되는 것을 방지하기 위한 단열부재(125)가 구비된다. 상기 단열부재(125)는 상기 지지부(123) 하부에 구비된다.An inner lower portion of the
상기 단열부재(125) 역시 상기 발열소자(121)에서 발생되는 열에 의해 변형이 발생하지 않고 안정적인 재질로 형성되며, 예를 들어, 상기 단열부재(125)는 질화물 세라믹 또는 탄화물 세라믹으로 형성된다. 그리고, 상기 단열부재(125)는 상기 하우징(113) 하부를 모두 커버할 수 있도록 상기 하우징(113) 하부에 대응되는 플레이트 형태를 갖는다.The
여기서, 상기 단열부재(125)가 구비됨으로써 상기 발열소자(121)의 열이 상기 하우징(113) 하부로 전달되는 것을 방지하여, 상기 서셉터 어셈블리(110) 하부에 구비된 구조물들의 열변형을 방지하는 효과가 있다. 또한, 상기 단열부재(125)는 상기 발열소자(121)의 열이 방출되는 방향을 제한함으로써 상기 하우징(113) 상부로의 열전달 효율을 향상시키는 효과가 있다.Here, the
한편, 상기 웨이퍼(10)의 표면 전체에 균질한 박막을 증착시키기 위해서는, 상기 웨이퍼(10)의 온도분포를 균일하게 유지시키는 것이 중요하다. 따라서, 상기 발열소자(121)는 상기 웨이퍼(10) 또는 상기 지지 플레이트(111)에 대해 임의의 곡선 형태로 배치된다.On the other hand, in order to deposit a homogeneous thin film on the entire surface of the
상기 발열소자(121)는 와이어 형태를 가지므로 그 형태의 변형이 자유로워서, 상기 서셉터 어셈블리(110)의 내부 또는 하부에 구비되는 주변 구조물들과의 간섭이 발생하지 않도록 임의의 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼(10) 및 상기 지지 플레이트(111)의 온도 분포를 균일하게 가열할 수 있도록 적절한 형태로 배치된다.Since the
본 발명에 의하면 와이어 또는 필라멘트 형태의 발열소자(121)를 구비하므로 상기 히터 유닛(120)의 배치를 상기 서셉터 어셈블리(110) 내의 구조물들을 회피하여 유연하게 대응할 수 있도록 자유롭게 배치할 수 있다.According to the present invention, since the
예를 들어, 상기 서셉터 어셈블리(110)에는 상기 웨이퍼(10)의 로딩/언로딩시 상기 웨이퍼(10)를 승하강 시키는 리프트 핀(미도시)과 상기 히터 유닛(120)에 전원을 인가하는 전원 공급부 등의 주변 구조물들이 구비되므로 구조가 복잡하다. 또한, 상기 서셉터 어셈블리(110)의 하부에는 전원 공급부 등과 상기 서셉터 어셈블리(110)의 회전과 상하 방향의 승강 동작을 위한 축과 구동부(112) 등의 구조물들이 구비된다.For example, the
그러나, 본 실시예에서와 같이 상기 히터 유닛(120)을 상기 서셉터 어셈블리(110) 내에 구비함으로써, 상기 서셉터 어셈블리(110) 및 상기 서셉터 어셈블 리(110) 하부의 구조가 단순해진다. 또한, 상기 히터 유닛(120)과 상기 서셉터 어셈블리(110)가 일체로 회전하므로, 상기 서셉터 어셈블리(110)의 온도를 효율적으로 균일하게 유지할 수 있다. 더불어, 상기 서셉터 어셈블리(110) 하부에서 상기 히터 유닛(120)이 생략되는 만큼의 공간을 줄일 수 있으므로, 상기 프로세스 챔버(101)의 크기를 축소시키는 데 효과적이다.However, by providing the
이하, 상기 발열소자(121)의 몇 가지 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, some embodiments of the
먼저, 도 3을 참조하면, 상기 발열소자(121)는 상기 웨이퍼(10)를 균일하게 가열할 수 있는 임의의 곡선 형태로 배치된다.First, referring to FIG. 3, the
여기서, 상기 발열소자(121)는 상기 단자부(122)의 수를 최소화할 수 있도록 배치된다. 즉, 상기 와이어 또는 필라멘트 형태의 발열소자(121)는 상기 하우징(113) 내의 주변 구조물들을 회피 가능한 곡선 형태로 배치 가능하므로, 하나의 발열소자(121)만 구비하는 것도 가능하다.Here, the
또한, 복수의 발열소자가 구비되는 경우에도 최소의 단자부를 통해 상기 발열소자(121)에 전원을 인가하는 것이 가능하며, 상기 단자부(122)를 상기 하우징(113)의 일측으로 집중시켜 배치할 수 있어서 상기 서셉터 어셈블리(110)와 상기 히터 유닛(120)의 구조를 단순화시키는 장점이 있다.In addition, even when a plurality of heat generating elements are provided, power may be applied to the
본 실시예에서는 임의의 곡선 형태로 발열소자(121)가 배치된 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 발열소자(121)는 나선형 구조, 동심원 구조 및 일자형 구조 등의 다양한 형태로 배치될 수 있음은 물론이다.In this embodiment, the
한편, 도 4는 도 3의 변형 실시예로서, 복수의 발열영역(11, 12, 13, 14)이 형성되도록 소정의 형태로 발열소자가 배치된 발열소자 패턴(131, 132, 133, 134)이 형성된 히터 유닛(120)의 실시형태를 도시한 도면이다.Meanwhile, FIG. 4 is a modified embodiment of FIG. 3, wherein the
도 3에서는 상기 하우징(113) 전체에 대해 균일하게 가열할 수 있도록 상기 발열소자(121)를 배치하였으나, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 하우징(113)을 복수의 영역으로 구획하여 가열하도록 상기 발열소자들이 배치된 소정의 발열소자 패턴(131, 132, 133, 134)이 구비된다.In FIG. 3, the
상세하게는, 상기 각 발열소자 패턴(131, 132, 133, 134)은 상기 복수의 웨이퍼(10)에 대응되는 위치에 각각 배치되어 복수의 발열영역(11, 12, 13, 14)을 형성한다. 예를 들어, 상기 발열영역(11, 12, 13, 14)은 상기 웨이퍼(10)에 대응되는 직경을 갖는 원형의 영역으로 형성된다.In detail, each of the
또한, 상기 각 발열소자 패턴(131, 132, 133, 134)은 서로 독립적으로 전원이 인가될 수 있도록 구비되거나, 또는 동일한 하나의 전원에 인가되어 상기 각 발열소자 패턴(131, 132, 133, 134)을 동시에 제어하도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 각 발열소자 패턴(131, 132, 133, 134)에는 각각 단자부(136)가 구비되고, 상기 각 단자부(136)는 하나 또는 복수의 전원이 인가될 수 있다. 또는 상기 각 발열소자 패턴(131, 132, 133, 134)에는 각각 단자부(136)가 구비되되, 상기 하우징(113) 외부에서 하나의 단자로 통합되고, 외부의 하나의 전원에 연결될 수 있다.In addition, each of the
상기 발열소자 패턴(131, 132, 133, 134)은, 도 4에 도시한 제1 발열소자 패 턴(131) 내지 제 4 발열소자 패턴(134)과 같이 동심원, 나선형 및 임의의 곡선형태 등 실질적으로 다양한 형태를 가질 수 있다.The
여기서, 도 4에서는 각 발열영역(11, 12, 13, 14)마다 서로 다른 형태로 상기 발열소자 패턴(131, 132, 133, 134)을 도시하였는데, 이는 상기 발열소자 패턴(131, 132, 133, 134)의 배치 형태를 다양하게 보여주기 위한 것이다. 상기 발열영역(11, 12, 13, 14)에 배치된 각 발열소자 패턴(131, 132, 133, 134)들은 모든 발열영역(11, 12, 13, 14)에서 동일한 형태를 가질 수 있을 것이다.In FIG. 4, the
또한, 상기 각 발열영역(11, 12, 13, 14)에는 하나의 발열소자가 소정의 발열소자 패턴(131, 132, 133, 134)으로 형성될 수 있으며, 또는 상기 각 발열영역(11, 12, 13, 14)에는 각각 복수의 발열소자가 소정의 발열소자 패턴(131, 132, 133, 134)으로 형성될 수 있을 것이다.In addition, one heating element may be formed in a predetermined
본 실시예에 따르면, 복수의 발열영역(11, 12, 13, 14)을 형성함으로써, 좀더 효과적으로 상기 각 웨이퍼(10)의 온도 분포를 균일하게 유지시키는 것이 가능하다. 또한, 상기 각 발열영역(11, 12, 13, 14)에 인가되는 전원을 조절함으로써 상기 각 발열영역(11, 12, 13, 14)의 온도를 다르게 제어하는 것도 가능하다.According to this embodiment, by forming the plurality of
본 발명의 실시예들에 따르면, 필라멘트 또는 와이어 형태의 히터 유닛(120)을 서셉터 어셈블리(110)에 내에 구비시킴으로써, 상기 히터 유닛(120)을 상기 서셉터 어셈블리(110)의 주변 구조물들과 간섭이 발생하지 않도록 유연하게 형성하는 것이 가능하며, 상기 서셉터 어셈블리(110)를 효과적으로 균일하게 가열할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the
또한, 상기 히터 유닛(120)이 상기 서셉터 어셈블리(110) 내에 구비되므로 상기 프로세스 챔버(101) 내부와 분리된 공간 내에 구비되고, 예를 들어, 진공이 형성된 하우징(120) 내부에 구비됨으로써, 상기 히터 유닛(120)이 상기 소스가스에 노출되는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 원자층 증착 공정에서 소스가스에 상기 히터 유닛(120)이 노출됨으로 인해 상기 히터 유닛(120)이 산화되는 것을 방지하고 수명이 단축되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, since the
더불어, 상기 히터 유닛(120)과 상기 서셉터 어셈블리(110)를 일체로 형성함으로써 상기 서셉터 어셈블리(110) 및 상기 히터 유닛(120)의 구조를 단순화시킬 수 있으며, 상기 서셉터 어셈블리(110)의 회전에 의해 상기 서셉터 어셈블리(110) 및 상기 웨이퍼(10)의 온도 분포가 불균일하게 되는 것을 방지한다.In addition, by forming the
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치를 설명하기 위한 단면도;1 is a cross-sectional view for explaining an atomic layer deposition apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터 어셈블리를 설명하기 위한 단면도;2 is a cross-sectional view for explaining a susceptor assembly according to an embodiment of the present invention;
도 3은 도 2의 서셉터 어셈블리에서 발열소자 배치의 일 예를 설명하기 위한 평면도;FIG. 3 is a plan view illustrating an example of an arrangement of a heating element in the susceptor assembly of FIG. 2; FIG.
도 4는 도 2의 서셉터 어셈블리에서 발열소자 배치의 변형 실시예를 설명하기 위한 평면도이다4 is a plan view illustrating a modified embodiment of the arrangement of the heating element in the susceptor assembly of FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 웨이퍼 11, 12, 13, 14: 발열영역10:
100: 원자층 증착 장치 110: 서셉터 어셈블리100: atomic layer deposition apparatus 110: susceptor assembly
110, 130: 히터 유닛 121: 발열소자110 and 130: heater unit 121: heating element
122, 136: 단자부 123: 지지부122, 136: terminal portion 123: support portion
125, 135: 단열부재125, 135: insulation member
131, 132, 133, 134: 발열소자 패턴131, 132, 133, and 134: heating element pattern
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