KR20120065841A - 기판 지지 유닛과, 이를 이용한 박막 증착 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 지지 유닛 및 이를 이용한 박막 증착 장치를 개시한 것으로서, 지지 부재의 상면 가장자리 영역에 원주 방향으로 배열된 기판들을, 각각의 자기 중심축을 중심으로 자전시킴과 동시에, 지지 부재의 자기 중심축 둘레를 따라 공전시키면서, 기판들에 공정 가스를 분사하여 기판들에 막질을 증착하는 것을 특징으로 가진다.
Description
본 발명은 기판 지지 유닛과, 이를 이용한 박막 증착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수 개의 기판들을 지지하는 기판 지지 유닛과, 이를 이용하여 기판들에 박막을 증착하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스를 제조하기 위해서는 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 및 세정 공정 등과 같은 다수의 공정들이 요구된다. 이러한 공정들 중에서 증착 공정은 기판상에 물질 막을 형성하는 공정으로, 증착 방법으로는 화학적 기상 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition) 방법, 원자층 증착(ALD; Atomic Layer Deposition) 방법 등이 사용되고 있다.
본 발명은 증착 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기판 지지 유닛과, 이를 이용한 박막 증착 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 기판 지지 유닛은, 기판이 놓이는 복수 개의 기판 홀더들을 수용하는 지지 부재; 및 상기 기판 홀더들과 상기 지지 부재를 각각의 자기 중심축을 중심으로 회전시키는 구동 부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 구동 부재는, 상기 지지 부재의 하면에 결합되고, 회전 가능한 중공형의 구동축; 상기 구동축에 삽입되고, 상기 지지 부재의 내측에 위치한 상단부에 제 1 기어가 결합된 제 1 회전축; 및 상기 지지 부재의 내측에 제공되며, 상단부에 상기 기판 홀더가 결합되고 하단부에 상기 제 1 기어와 맞물리는 제 2 기어가 결합된 복수 개의 제 2 회전축들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 구동 부재는, 상기 구동축의 하단부에 결합된 종동 기어; 상기 종동 기어와 맞물리는 구동 기어; 및 상기 구동 기어를 회전시키는 회전 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 기판 홀더들과 상기 제 1 및 제 2 기어의 사이에 배치되며, 상기 기판 홀더들에 놓인 상기 기판들을 가열하는 가열 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 지지 부재의 상면에는 상기 기판 홀더가 수용되는 계단형의 단차진 홈들이 형성되고, 상기 기판 홀더들의 하면은 상기 홈들에 대응하는 계단형의 단차진 형상으로 제공될 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 박막 증착 장치는, 처리실; 상기 처리실 내에 배치되며, 증착 공정이 진행되는 복수 개의 기판들을 지지하는 기판 지지 유닛; 및 상기 기판들과 마주보도록 상기 기판 지지 유닛의 상부에 배치되고, 상기 기판들로 공정 가스를 분사하는 가스 분사 유닛을 포함하되, 상기 기판 지지 유닛은, 상기 기판이 놓이는 복수 개의 기판 홀더들이 상면 가장자리 영역에 원주 방향으로 배치된 지지 부재; 및 상기 기판 홀더들을 자기 중심축을 중심으로 각각 회전시키고, 이와 동시에 상기 기판 홀더들을 상기 지지 부재의 중심축 둘레를 따라 회전시키는 구동 부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 지지 부재는, 상기 복수 개의 기판 홀더들이 배치되는 상부 회전판; 상기 상부 회전판의 아래에 배치되는 하부 회전판; 및 상기 상부 회전판의 가장자리와 상기 하부 회전판의 가장자리를 연결하는 측판을 포함하고, 상기 구동 부재는, 상기 하부 회전판의 하면 중심부에 결합되고, 회전 가능한 중공형의 구동축; 상기 구동축에 삽입되고, 상기 상부 회전판과 상기 하부 회전판의 사이에 위치한 상단부에 제 1 기어가 결합된 제 1 회전축; 및 상단이 상기 상부 회전판을 관통하여 상기 기판 홀더의 하면 중심부에 결합되고, 하단이 상기 하부 회전판에 회전 가능하게 결합되며, 하단부에 상기 제 1 기어와 맞물리는 제 2 기어가 결합된 복수 개의 제 2 회전축들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 기판 지지 유닛은, 상기 상부 회전판과 상기 제 1 및 제 2 기어의 사이에 배치되며, 상기 기판 홀더들에 놓인 상기 기판들을 가열하는 가열 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 상부 회전판의 상면 가장자리 영역에는, 개구 면적이 아래로 갈수록 점진적으로 작아지는 복수 개의 계단형 홈들이 원주 방향을 따라 형성되고, 상기 홈들에 수용되는 상기 기판 홀더들의 하면은 상기 홈들에 대응하는 계단 형상으로 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 가스 분사 유닛을 회전시키는 회전 구동 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판상에 증착되는 막질의 두께 및 조성의 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판 홀더와 지지 부재 사이의 잔류 파티클에 의한 기판 및 구동 부재의 오염을 최소화할 수 있다.
이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 증착 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 지지 유닛의 사시도이다.
도 3은 도 2의 기판 지지 유닛의 단면도이다.
도 4는 도 3의 하부 회전판과, 제 1 및 제 2 기어의 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 3의 기판 홀더와 상부 회전판의 일부 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 지지 유닛의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 지지 유닛의 단면도이다.
도 8은 도 7의 기판 지지 유닛의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 증착 장치의 단면도이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 증착 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 지지 유닛의 사시도이다.
도 3은 도 2의 기판 지지 유닛의 단면도이다.
도 4는 도 3의 하부 회전판과, 제 1 및 제 2 기어의 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 3의 기판 홀더와 상부 회전판의 일부 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 지지 유닛의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 지지 유닛의 단면도이다.
도 8은 도 7의 기판 지지 유닛의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 박막 증착 장치의 단면도이다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 지지 유닛과, 이를 이용한 박막 증착 장치를 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
( 실시 예 )
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 증착 장치(10)의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막 증착 장치(10)는 처리실(100), 기판 지지 유닛(200), 가스 분사 유닛(300), 그리고 배기 유닛(400)을 포함한다. 박막 증착 장치(10)는 화학적 기상 증착(CVD) 방법 또는 원자층 증착(ALD) 방법을 이용하여 기판(W)상에 박막을 증착할 수 있다. 박막 증착 공정에 사용되는 기판(W)은, 예를 들어 반도체 집적 회로(IC)의 제조에 사용되는 실리콘 웨이퍼일 수 있다.
처리실(100)은 박막 증착 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 처리실(100)은 상부벽(110), 상부벽(110)의 가장자리로부터 아래 방향으로 연장된 측벽(120), 그리고 측벽(120)의 하단에 결합된 하부벽(130)을 가진다. 상부벽(110)과 하부벽(130)은 원판 형상으로 제공될 수 있으며, 처리실(100)의 측벽(120)에는 기판(W)이 반입/반출되는 통로(미도시)가 제공될 수 있다.
기판 지지 유닛(200)은 처리실(100) 내에 배치되고, 처리 면이 위 방향을 향하도록 복수 개의 기판들(W)을 지지한다. 기판들(W)은 후술할 지지 부재(미도시)의 상면 가장자리 영역에 원주 방향으로 배열된다. 기판 지지 유닛(200)은 기판들(W)을 각각의 자기 중심축(A2)을 중심으로 회전시키고, 이와 동시에 기판들(W)을 후술할 지지 부재(미도시)의 자기 중심축(A1) 둘레를 따라 회전시킬 수 있다. 즉, 기판 지지 유닛(200)은 기판들(W)을 자전시킴과 동시에 공전시킬 수 있다. 기판(W)의 자전 및 공전에 관련된 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. 기판 지지 유닛(200)의 내부에는 기판들(W)을 공정 온도로 가열하는 가열 부재(미도시)가 배치되고, 기판 지지 유닛(200)의 둘레에는 반응 부산물 및 잔류 가스가 기판 지지 유닛(200)으로 유입되는 것을 차단하는 차단 플레이트(202)가 제공될 수 있다. 반응 부산물 및 잔류 가스는 차단 플레이트(202)와 처리실(100)의 측벽(120) 사이에 형성된 공간을 처리실(100) 외부로 배출된다.
가스 분사 유닛(300)은 기판들(W)과 마주보도록 처리실(100) 내측의 기판 지지 유닛(200) 상부에 제공되고, 기판들(W)로 공정 가스를 분사한다. 가스 분사 유닛(300)은 샤워 헤드로 불리며, 샤워 헤드에는 공정 가스를 분사하는 다수의 분사 홀들(310)이 형성된다. 분사 홀들(310)은 가스 분사 유닛(300)의 중심 영역을 기준으로 방사상으로 형성될 수 있다. 가스 분사 유닛(300)에는 공정 가스를 공급하는 가스 공급관(320)이 유체 연통되며, 가스 공급관(320)은 처리실(100)의 상부벽(110)을 관통하여 가스 분사 유닛(300)에 연결된다.
배기 유닛(400)은 처리실(100) 내의 반응 부산물 및 잔류 가스를 외부로 배출한다. 배기 유닛(400)은 배기 플레이트(410), 배기 라인(420), 배기 부재(430), 그리고 밸브(440)를 포함한다. 배기 플레이트(410)는 환형의 플레이트로 제공된다. 배기 플레이트(410)는, 외측 원주면이 처리실(100)의 측벽(120)과 접촉하고 내측 원주면이 기판 지지 유닛(200)의 지지 부재의 외측 원주면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 배기 플레이트(410)에는 원주 방향을 따라 복수 개의 홀들(412)이 형성된다. 차단 플레이트(202)와 처리실(100) 측벽(120) 사이의 공간에 대응하는 처리실(100) 하부벽(130)의 영역에는 배기 홀(132)이 형성된다. 배기 라인(420)의 일단은 배기 홀(132)에 연결되고, 배기 라인(420)의 타단은 배기 부재(430)에 연결된다. 밸브(440)는 배기 라인(420) 상에 배치되어, 배기 라인(210)의 내부 공간을 통한 반응 부산물 및 잔류 가스의 흐름을 개폐한다. 배기 부재(430)가 처리실(100) 내에 음압을 작용시키면, 처리실(100) 내부의 불필요한 반응 부산물 및 잔류 가스가 배기 플레이트(410)의 홀들(412)을 통해 차단 플레이트(202)와 처리실(100) 측벽(120) 사이의 공간으로 유입된 후, 배기 홀(132)을 통해 처리실(100)의 외부로 배출된다.
도 2는 도 1의 기판 지지 유닛의 사시도이고, 도 3은 도 2의 기판 지지 유닛의 단면도이다. 그리고 도 4는 도 3의 하부 회전판과, 제 1 및 제 2 기어의 사시도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 기판 지지 유닛(200)은 지지 부재(220), 구동 부재(240), 그리고 가열 부재(260)를 포함한다.
지지 부재(220)는 기판(W)이 놓이는 복수 개의 기판 홀더들(230)을 수용한다. 기판 홀더들(230)은 당업자에 의해 포켓으로 불리운다. 지지 부재(220)는 복수 개의 기판 홀더들(230)이 배치되는 상부 회전판(222), 상부 회전판(222)의 아래에 배치되는 하부 회전판(224), 그리고 상부 회전판(222)의 가장자리와 하부 회전판(224)의 가장자리를 연결하는 측판(226)을 포함한다.
상부 회전판(222)의 상면 가장자리 영역에는 복수 개의 기판 홀더들(230)이 원주 방향으로 배치된다. 상부 회전판(222)의 상면 가장자리 영역에는 복수 개의 홈들(223)이 원주 방향을 따라 형성되고, 홈들(223)에는 기판 홀더들(230)이 수용된다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 홈들(223)은 개구 면적이 아래로 갈수록 점진적으로 작아지는 계단 형상으로 형성될 수 있고, 홈들(223)에 수용되는 기판 홀더들(230)의 하면은 홈들(223)에 대응하는 계단 형상으로 제공될 수 있다. 홈들(223) 및 기판 홀더들(230)의 하면이 계단 형상을 가지면, 파티클이 상부 회전판(222)의 홈들(223)과 기판 홀더들(230) 사이의 공간을 통해 지지 부재(220) 내부로 유입되는 것을 최소화할 수 있으며, 이를 통해 지지 부재(220) 내부의 구동 부재(240)가 파티클에 의해 오염되는 것을 최소화할 수 있다.
구동 부재(240)는 지지 부재(220)를 제 1 자기 중심축(A1)을 중심으로 회전시켜 기판 홀더들(230)을 제 1 자기 중심축(A1) 둘레를 따라 회전시키고, 이와 동시에 기판 홀더들(230)을 제 2 자기 중심축(A2)을 중심으로 각각 회전시킨다. 이에 의해, 기판들(W)은 지지 부재(220)의 제 1 자기 중심축(A1) 둘레를 따라 공전함과 동시에, 제 2 자기 중심축(A2)을 중심으로 각각 자전한다.
구동 부재(240)는 베이스(241), 구동축(242), 제 1 회전축(244), 제 2 회전축들(246), 종동 기어(247), 구동 기어(248), 회전 구동부(249)를 포함한다. 구동축(242)은 중공 형상으로 제공되고, 구동축(242)은 하부 회전판(226)의 하면 중심부에 수직하게 결합된다. 제 1 회전축(244)은 구동축(242)과 별개로 회전 가능하도록 구동축(242) 내부에 삽입된다. 제 1 회전축(244)은 그 상단부가 상부 회전판(222), 측판(224) 및 하부 회전판(226)에 의해 형성된 지지 부재(220)의 내부 공간에 위치하도록 구동축(242)에 삽입되고, 그 하단부가 베이스(241)에 회전 가능하게 결합된다. 상부 회전판(222)과 하부 회전판(226)의 사이에 위치한 제 1 회전축(244)의 상단부에는 제 1 기어(243)가 수평 회전 가능하도록 결합된다. 제 2 회전축들(246)은 기판 홀더들(230)에 대응하는 수만큼 지지 부재(220)의 내부에 제공된다. 각각의 제 2 회전축들(246)의 상단은 상부 회전판(222)을 관통하여 기판 홀더(230)의 하면 중심부에 결합되고, 각각의 제 2 회전축들(246)의 하단은 하부 회전판(226)에 회전 가능하도록 결합된다. 제 2 회전축(246)의 하단부에는 제 1 기어(243)와 맞물리는 제 2 기어(245)가 결합된다. 구동축(242)의 하단부에는 종동 기어(247)가 수평하게 결합된다. 구동 기어(248)는 종동 기어(247)와 맞물리도록 수평하게 배치되며, 구동 기어(248)는 모터와 같은 회전 구동부(249)에 의해 회전된다.
가열 부재(260)는 상부 회전판(222)과 제 1 및 제 2 기어(243,245)의 사이에 배치되어, 기판 홀더들(230)에 놓인 기판들(W)을 공정 온도로 가열한다. 예를 들어, 가열 부재(260)는 폭이 좁고 길이가 긴 플레이트로 제공되고, 동일 평면상에서 나선 모양으로 감긴 형상으로 제공될 수 있다.
각각의 기판 홀더들(230)에 기판(W)이 로딩되면, 기판들(W)은 지지 부재(220)가 제 1 자기 중심축(A1)을 중심으로 회전하는 것에 의해 공전하고, 기판들(W)은 기판 홀더들(230)이 지지 부재(220)의 회전력을 전달받아 제 2 자기 중심축(A2)을 중심으로 회전하는 것에 의해 자전한다. 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
회전 구동부(249)의 회전 구동력은 구동 기어(248)와 종동 기어(247)를 통해 구동축(242)으로 전달되고, 구동축(242)의 회전에 의해 지지 부재(220)가 제 1 자기 중심축(A1)을 중심으로 회전한다. 이때, 지지 부재(220)에 결합된 제 2 회전축들(246), 제 2 회전축들(246)의 상단에 결합된 기판 홀더들(230), 그리고 제 2 회전축들(246)의 하단부에 결합된 제 2 기어들(245)은 지지 부재(220)의 회전에 의해 제 1 자기 중심축(A1) 둘레를 따라 공전한다. 제 2 기어들(245)의 공전에 의해 제 2 기어들(245)과 맞물리는 제 1 기어(243)가 제 1 자기 중심축(A1)을 중심으로 회전하고, 제 1 기어(243)의 회전에 의해 제 2 기어들(245)이 제 2 자기 중심축(A2)을 중심으로 각각 회전한다.
상술한 바와 같은 구동 부재(240)의 동작에 의해, 기판들(W)이 공전 및 자전을 하는 동안, 가열 부재(260)는 기판 홀더들(230)에 놓인 기판들(W)을 공정 온도로 가열하고, 가스 분사 유닛(도 1의 도면 번호 300)은 기판들로 공정 가스를 분사한다. 공정 온도로 가열된 기판들에 분사되는 공정 가스는 기판상에서 분해되고, 분해된 가스 성분에 의해 기판상에 막질이 증착된다.
기판이 제 1 자기 중심축(A1)의 둘레를 따라 공전만 하는 경우, 가스 분사 유닛(300)이 분사하는 공정 가스가 반경 방향(R 방향)으로 흐르므로, 회전 방향(θ 방향)의 막질 두께 및 조성은 균일하지만, 반경 방향(R 방향)의 막질 두께 및 조성은 불균일할 수 있다. 하지만, 본 발명과 같이 기판이 제 1 자기 중심축(A1)의 둘레를 따라 공전함과 동시에 제 2 자기 중심축(A2)을 중심으로 자전을 하는 경우, 회전 방향(θ 방향) 뿐만 아니라, 반경 방향(R 방향)으로도 균일한 두께와 조성을 갖는 막질을 얻을 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 지지 유닛(200')의 평면도이다.
도 6을 참조하면, 기판 지지 유닛(200')의 구성은, 종동 기어(247'), 구동 기어(248') 및 회전 구동부(249')를 제외하고, 도 2 내지 도 4에 도시된 기판 지지 유닛(200)의 구성과 동일하므로, 이하에서는 상이한 구성에 대해서만 설명한다.
종동 기어(247')는 하부 회전판(226)의 외측 원주 면에 제공될 수 있다. 이와 달리, 종동 기어(247')는 상부 회전판(222)의 외측 원주면 또는 측판(224)의 외측 원주면에 제공될 수도 있다. 구동 기어(248')는 종동 기어(247')와 맞물리도록 수평하게 배치되고, 모터와 같은 회전 구동부(249')에 의해 회전될 수 있다.
회전 구동부(249')의 회전 구동력은 구동 기어(248')와 종동 기어(247')를 통해 하부 회전판(226)으로 전달된다. 하부 회전판(226)의 회전에 의해 하부 회전판(226)에 결합된 제 2 회전축들(246), 제 2 회전축들(246)의 상단에 결합된 기판 홀더들(230), 그리고 제 2 회전축들(246)의 하단부에 결합된 제 2 기어들(245)이 제 1 자기 중심축(A1) 둘레를 따라 공전한다. 제 2 기어들(245)의 공전에 의해 제 2 기어들(245)과 맞물리는 제 1 기어(243)가 제 1 자기 중심축(A1)을 중심으로 회전하고, 제 1 기어(243)의 회전에 의해 제 2 기어들(245)이 제 2 자기 중심축(A2)을 중심으로 각각 회전한다. 이와 같은 동작에 의해 기판 홀더들(230)에 놓인 기판이 공전과 함께 자전할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 지지 유닛의 단면도이고, 도 8은 도 7의 기판 지지 유닛의 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 기판 지지 유닛(200")의 구성은, 구동 부재(240")를 제외하고, 도 2 내지 도 4에 도시된 기판 지지 유닛(200)의 구성과 동일하므로, 이하에서는 상이한 구성에 대해서만 설명한다.
구동 부재(240")는 기판 홀더들(230)을 제 2 자기 중심축(A2)을 중심으로 각각 회전시키고, 이와 동시에 지지 부재(220)를 제 1 자기 중심축(A1)을 중심으로 회전시켜 기판 홀더들(230)을 제 1 자기 중심축(A1) 둘레를 따라 회전시킨다. 이에 의해, 기판들(W)은 제 2 자기 중심축(A2)을 중심으로 각각 자전함과 동시에, 지지 부재(220)의 제 1 자기 중심축(A1) 둘레를 따라 공전한다.
구동 부재(240")는 베이스(241"), 구동축(242"), 제 1 회전축(244"), 제 2 회전축들(246"), 벨트-풀리 어셈블리(248") 및 회전 구동부(249")를 포함한다. 구동축(242")은 하부 회전판(226)의 하면 중심부에 수직하게 결합되고, 그 하단부는 베이스(241")에 회전 가능하게 결합된다. 제 1 회전축(244")은 상부 회전판(222)과 하부 회전판(226)의 사이에 제공되고, 구동축(242")과 축 결합된다. 제 1 회전축(244")에는 제 1 기어(243")가 수평 회전 가능하도록 결합된다. 제 2 회전축들(246")은 기판 홀더들(230)에 대응하는 수만큼 지지 부재(220)의 내부에 제공된다. 각각의 제 2 회전축들(246")의 상단은 상부 회전판(222)을 관통하여 기판 홀더(230)의 하면 중심부에 결합되고, 각각의 제 2 회전축들(246")의 하단은 하부 회전판(226)에 회전 가능하도록 결합된다. 제 2 회전축(246")의 하단부에는 제 1 기어(243")와 맞물리는 제 2 기어(245")가 결합된다. 모터와 같은 회전 구동부(249")는 하부 회전판(226) 상의 일측에 배치된다. 벨트-풀리 어셈블리(248")는 회전 구동부(249")의 회전력을 제 2 회전축들(246")로 전달한다. 벨트-풀리 어셈블리(248")는 구동 풀리(248"-1)와 벨트(248"-2)를 포함한다. 구동 풀리(248"-1)는 회전 구동부(249")에 연결되고, 벨트(248"-2)는 구동 풀리(248"-1)와 제 2 회전축들(246")에 감긴다. 제 2 회전축들(246")의 원주면과, 이들에 접촉되는 벨트(248"-2)의 접촉 면에는 마찰 저항을 증가시키도록 요철(凹凸) 형상이 제공될 수 있다.
각각의 기판 홀더들(230)에 기판(W)이 로딩되면, 기판들(W)은 기판 홀더들(230)이 제 2 자기 중심축(A2)을 중심으로 각각 회전하는 것에 의해 자전하고, 기판들(W)은 지지 부재(220)가 기판 홀더들(230)의 회전력을 전달받아 제 1 자기 중심축(A1)을 중심으로 회전하는 것에 의해 공전한다. 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
회전 구동부(249")의 회전 구동력은 벨트-풀리 어셈블리(248")에 의해 제 2 회전축들(246")로 전달되고, 제 2 회전축들(246")의 회전에 의해 기판 홀더들(230)과 제 2 기어들(245")이 제 2 자기 중심축(A2)을 중심으로 회전한다. 기판 홀더들(230)의 회전에 의해 기판들(W)이 자전한다. 제 2 기어들(245")의 자전에 의해 제 2 기어들(245")과 맞물리는 제 1 기어(243")가 제 1 자기 중심축(A1)을 중심으로 회전하고, 제 1 기어(243")의 회전에 의해, 제 1 회전축(244") 및 구동축(242")과 이들에 연결된 지지 부재(220)가 회전한다. 지지 부재(220)의 회전에 의해 기판 홀더들(230)이 제 1 자기 중심축(A1)을 중심으로 회전하고, 이에 의해 기판들(W)이 제 1 자기 중심축(A1)의 둘레를 따라 공전한다.
이상의 실시 예들에서는, 기판들로 공정 가스를 분사하는 가스 분사 유닛(300)이 처리실(100) 내측의 상부에 고정된 경우를 설명하였다. 하지만, 도 9에 도시된 바와 같이, 가스 분사 유닛(300')은 처리실(100) 내측의 상부에 회전 가능하게 제공될 수 있다. 가스 분사 유닛(300')을 회전시키는 회전 구동 유닛(500)은 모터(510), 풀리(520) 및 벨트(530)를 포함할 수 있다. 풀리(520)는 모터(510)의 회전축에 결합된다. 벨트(530)는 풀리(520)와, 가스 분사 유닛(300')에 공정 가스를 공급하는 가스 공급관(320)에 감긴다. 가스 분사 유닛(300')은 풀리(520) 및 벨트(530)에 의해 모터(510)의 회전력을 전달받아 회전할 수 있다. 가스 분사 유닛(300')의 회전에 의해 공정 가스가 기판들(W)로 보다 균일하게 분사되므로, 기판들(W)에 증착되는 막질의 두께 및 조성 균일도가 향상될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 기판 지지 유닛 220: 지지 부재
230: 기판 홀더 240: 구동 부재
260: 가열 부재 300: 가스 분사 유닛
230: 기판 홀더 240: 구동 부재
260: 가열 부재 300: 가스 분사 유닛
Claims (10)
- 기판이 놓이는 복수 개의 기판 홀더들을 수용하는 지지 부재; 및
상기 기판 홀더들과 상기 지지 부재를 각각의 자기 중심축을 중심으로 회전시키는 구동 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛. - 제 1 항에 있어서,
상기 구동 부재는,
상기 지지 부재의 하면에 결합되고, 회전 가능한 중공형의 구동축;
상기 구동축에 삽입되고, 상기 지지 부재의 내측에 위치한 상단부에 제 1 기어가 결합된 제 1 회전축; 및
상기 지지 부재의 내측에 제공되며, 상단부에 상기 기판 홀더가 결합되고 하단부에 상기 제 1 기어와 맞물리는 제 2 기어가 결합된 복수 개의 제 2 회전축들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛. - 제 2 항에 있어서,
상기 구동 부재는,
상기 구동축의 하단부에 결합된 종동 기어;
상기 종동 기어와 맞물리는 구동 기어; 및
상기 구동 기어를 회전시키는 회전 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛. - 제 2 항에 있어서,
상기 기판 홀더들과 상기 제 1 및 제 2 기어의 사이에 배치되며, 상기 기판 홀더들에 놓인 상기 기판들을 가열하는 가열 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지 부재의 상면에는 상기 기판 홀더가 수용되는 계단형의 단차진 홈들이 형성되고,
상기 기판 홀더들의 하면은 상기 홈들에 대응하는 계단형의 단차진 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 지지 유닛. - 처리실;
상기 처리실 내에 배치되며, 증착 공정이 진행되는 복수 개의 기판들을 지지하는 기판 지지 유닛; 및
상기 기판들과 마주보도록 상기 기판 지지 유닛의 상부에 배치되고, 상기 기판들로 공정 가스를 분사하는 가스 분사 유닛을 포함하되,
상기 기판 지지 유닛은,
상기 기판이 놓이는 복수 개의 기판 홀더들이 상면 가장자리 영역에 원주 방향으로 배치된 지지 부재; 및
상기 기판 홀더들을 자기 중심축을 중심으로 각각 회전시키고, 이와 동시에 상기 기판 홀더들을 상기 지지 부재의 중심축 둘레를 따라 회전시키는 구동 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 지지 부재는, 상기 복수 개의 기판 홀더들이 배치되는 상부 회전판; 상기 상부 회전판의 아래에 배치되는 하부 회전판; 및 상기 상부 회전판의 가장자리와 상기 하부 회전판의 가장자리를 연결하는 측판을 포함하고,
상기 구동 부재는,
상기 하부 회전판의 하면 중심부에 결합되고, 회전 가능한 중공형의 구동축;
상기 구동축에 삽입되고, 상기 상부 회전판과 상기 하부 회전판의 사이에 위치한 상단부에 제 1 기어가 결합된 제 1 회전축; 및
상단이 상기 상부 회전판을 관통하여 상기 기판 홀더의 하면 중심부에 결합되고, 하단이 상기 하부 회전판에 회전 가능하게 결합되며, 하단부에 상기 제 1 기어와 맞물리는 제 2 기어가 결합된 복수 개의 제 2 회전축들을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 기판 지지 유닛은,
상기 상부 회전판과 상기 제 1 및 제 2 기어의 사이에 배치되며, 상기 기판 홀더들에 놓인 상기 기판들을 가열하는 가열 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 상부 회전판의 상면 가장자리 영역에는, 개구 면적이 아래로 갈수록 점진적으로 작아지는 복수 개의 계단형 홈들이 원주 방향을 따라 형성되고,
상기 홈들에 수용되는 상기 기판 홀더들의 하면은 상기 홈들에 대응하는 계단 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 가스 분사 유닛을 회전시키는 회전 구동 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
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