KR20120067041A - 화학기상 증착장치 - Google Patents

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Abstract

서셉터의 내부로 이물질이 침투하지 못하도록 한 화학기상 증착장치가 개시된다. 본 발명에 따른 화학기상 증착장치는 내부로 공정가스가 공급되는 챔버와, 상기 챔버의 내부에 배치되어 기판을 지지하며, 내부에 상기 챔버 내부와 차단되는 별도의 공간이 형성되는 서셉터와, 상기 서셉터를 가열하는 가열기와, 상기 서셉터의 내부와 연통되는 중공이 형성되며, 상기 서셉터를 지지하여 상기 서셉터가 회전되도록 하는 회전축과, 상기 중공의 직경보다 작은 외경을 가지고, 상기 중공을 관통하여 상기 기판이 지지되는 상기 서셉터의 일면의 온도를 감지하는 감지기를 포함하며, 상기 중공을 통해 상기 서셉터의 내부로 퍼지가스가 공급될 수 있다.

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, 챔버의 내부에 연통되는 배기관 및 배기관을 통해 챔버 내부를 배기시키는 배기펌프를 포함한다. 공정가스는 원료물질이 기화된 원료가스와 원료가스를 운반하는 캐리어가스가 혼합된 가스일 수 있다.
이러한 화학기상 증착장치는 리드를 회동시켜 챔버를 개방하여 챔버의 내부로 기판을 반입시킨 후, 다시 리드를 회동시켜 챔버를 밀폐시킨다. 그리고 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. 그리고 기판에 반응하고 남은 나머지 폐가스는 배기펌프의 배기에 따라 배기관을 통해 챔버의 외부로 배출된다.
한편, 화학기상 증착장치는 기판을 원료물질과 화학적으로 반응시키기 위해 서셉터를 가열함에 따라 챔버 내부는 고온의 공정환경이 유지되므로, 챔버의 내부에는 오-링과 같은 실링부재를 사용하기가 곤란하다. 따라서 히터에 포함되는 히팅코일이 공정가스에 노출되어 이물질이 증착될 수 있는 문제점이 있다.
이와 같이 히팅코일에 이물질이 증착되면, 서셉터의 가열하기 위한 히팅코일의 온조조절이 곤란하며, 히팅코일이 부식되어 수명이 단축되는 문제점이 있다.
한편, 화학기상 증착장치에서는 기판의 온도를 조절하기 위해, 서셉터의 온도를 감지하고, 감지되는 서셉터의 온도에 따라 히팅코일의 온도를 조절하는 방법이 사용되고 있다. 따라서 서셉터의 온도를 감지하기 위한 수단으로, 감지기를 챔버의 내부로 인입하고, 이 감지기를 서셉터의 내부에 관통시켜 기판이 지지되는 서셉터의 일면에 접촉되도록 설치한다. 이에 따라 상술한 바와 같이 챔버의 내부에는 실링부재를 사용하기 곤란하므로 감지기는 공정가스에 노출되어 이물질이 증착될 수 있는 문제점이 있다.
이와 같이 감지기에 이물질이 증착되면, 감지기는 서셉터의 정확한 온도를 감지하기 곤란하며, 감지기가 부식되어 감지기의 수명이 단축되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 서셉터의 내부에 설치되는 히팅코일, 감지기와 같은 구성요소에 이물질이 증착되지 않도록 챔버의 내부의 가스가 서셉터의 내부로 침투하지 못하도록 한 화학기상 증착장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 화학기상 증착장치는 내부로 공정가스가 공급되는 챔버와, 상기 챔버의 내부에 배치되어 기판을 지지하며, 내부에 상기 챔버 내부와 차단되는 별도의 공간이 형성되는 서셉터와, 상기 서셉터를 가열하는 가열기와, 상기 서셉터의 내부와 연통되는 중공이 형성되며, 상기 서셉터를 지지하여 상기 서셉터가 회전되도록 하는 회전축과, 상기 중공의 직경보다 작은 외경을 가지고, 상기 중공을 관통하여 상기 기판이 지지되는 상기 서셉터의 일면의 온도를 감지하는 감지기를 포함하며, 상기 중공을 통해 상기 서셉터의 내부로 퍼지가스가 공급된다.
상기 서셉터는 일면에 상기 기판이 지지되는 기판지지판과, 상기 기판지지판의 테두리부를 지지하는 측벽과, 상기 회전축에 지지되며, 상상기 측벽을 지지하는 측벽지지판을 포함하며, 상기 감지기는 상기 측벽지지판을 관통하여 상기 기판지지판의 이면에 접촉될 수 있다.
상기 측벽은 석영으로 이루어질 수 있다.
상기 가열기는 상기 서셉터의 내부에 배치되는 히팅코일과, 상기 히팅코일에 연결되어 상기 히팅코일로 전류를 공급하는 복수의 전원블록과, 상기 히팅코일과 상기 복수의 전원블록의 사이에 배치되는 복수의 방열판을 포함할 수 있다.
상기 화학기상 증착장치는 상기 공정가스와 상기 퍼지가스를 공급하는 가스공급부를 더 포함할 수 있다.
상기 가스공급부는 상기 챔버의 내부로 다른 퍼지가스를 공급할 수 있다.
상기 화학기상 증착장치는 상기 서셉터에 대향되게 설치되어 상기 공정가스와 상기 다른 퍼지가스를 상기 챔버의 내부로 분사되도록 하는 샤워헤드를 더 포함하며, 상기 샤워헤드는 상기 공정가스가 상기 서셉터를 향해 분사되도록 하는 공정가스 분사실과, 상기 다른 퍼지가스가 상기 챔버의 내측벽과 상기 서셉터의 외측벽의 사이로 분사되도록 하는 퍼지가스 분사실을 포함할 수 있다.
상기 화학기상 증착장치는 상기 챔버의 내측벽과 상기 서셉터의 외측벽의 사이에는 상기 기판 상에 결정층을 형성하고 남은 폐가스의 배기경로를 형성하는 라이너를 더 포함할 수 있다.
상기 라이너는 상기 서셉터의 외측벽에 근접하는 내주부와, 상기 챔버의 내측벽에 근접하는 외주부와, 상기 내주부로부터 만곡되어 상기 외주부에 연결되는 만곡부를 포함할 수 있다.
상기 외주부와 상기 만곡부가 연결되는 지점에는 배기구가 형성되고, 상기 챔버에는 상기 배기구와 연통되는 연통구가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 화학기상 증착장치는 서셉터의 내부로 가스가 침투하는 것이 방지되어 가스에 포함될 수 있는 이물질이 서셉터의 내부에 설치되는 히팅코일, 감지기 등에 이물질이 증착되는 것을 방지하여 히팅코일, 감지기 등의 구성요소의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화학기상 증착장치는 히팅코일, 감지기 등에 이물질이 증착되는 것이 방지되므로, 서셉터의 온도를 정확하게 측정하고, 서셉터의 가열온도를 정확하게 조절하여 공정의 불량률을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치의 일부를 절단하여 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 표기된 "I"부를 타나낸 확대도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치의 리드의 개폐동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치에 기판이 반입되고 챔버가 폐쇄된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치에서 가스 흐름을 나타낸 도면이다.
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 증착장치의 일부를 절단하여 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 도 1에 표기된 "I"부를 타나낸 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 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 가스공급부(140)로부터 공급되는 가스를 챔버(110)의 내부로 균일하게 분사되도록 한다.
샤워헤드(130)를 통해 챔버(110)의 내부로 분사되는 가스는 공정가스(G1)와 제 1제 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) 및 측벽(152)을 지지하는 측벽지지판(153)을 포함한다.
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 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, 챔버(110) 내부의 체적을 감소시켜 배기효율을 향상시킨다. 또한, 측벽(152) 및 측벽지지판(153)은 공정가스(G1), 제 1퍼지가스(G2) 및 폐가스(G4)가 서셉터(150)의 내부로 침투되는 것을 차단한다. 따라서, 공정가스(G1), 제 1퍼지가스(G2) 및 폐가스(G4)에 포함될 수 있는 이물질은 서셉터(150)의 내부로 침투되는 것이 차단된다. 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. 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.
히팅코일(171)은 복수개로 분리되어 서셉터(150)의 중앙부와 테두리부에 각각 대응되도록 배치될 수 있다. 이와 같이 히팅코일(171)이 복수개로 분리됨에 따라, 히팅코일(171)에 입력되는 전원을 각각 조절하여 기판지지판(151)의 중앙부와 테두리부의 가열온도는 각각 개별 조절될 수 있다.
상술된 설명에서, 히팅코일(171)은 기판지지판(151)의 중앙부와 테두리부에 대응되도록 분리되는 것으로 설명하고 있으나, 분리되는 히팅코일(171)의 개수 및 배치는 기판지지판(151)의 면적, 기판(10)의 배치 등에 따라 변경실시 될 수 있다.
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 관통하여 서셉터(150)의 내부로 연장된다. 전원공급선(180)은 전원공급장치(미도시)로부터 인출되는 양극선(181)과 음극선(182)으로 구성될 수 있다.
복수개의 전원블록(173)은 양극선(181)에 연결되는 양극블록(178)과 음극선(182)에 연결되는 음극블록(179)을 포함한다. 히팅코일(171)은 양극블록(178)과 음극블록(179)에 연결되어 통전됨으로써 가열된다. 상술된 설명과 같이, 히팅코일(171)이 기판지지판(151)의 면적, 기판(10)의 배치에 따라 복수개로 분리된다면, 양극블록(178) 및 음극블록(179)은 각각 복수개로 마련될 수 있다.
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 감지기(190)를 포함할 수 있다. 감지기(190)는 회전축(160)에 형성되는 중공(161)을 관통하여 기판지지판(151)의 하부에 접촉되도록 설치된다.
회전축(160)에 형성되는 중공(161)의 직경은 감지기(190)의 외경보다 크게 형성된다. 가스공급부(140)는 상술된 제 1퍼지가스(G2)와 유사한 성분의 제 2퍼지가스(G3)를 공급하는데, 제 2퍼지가스(G3)는 회전축(160)의 중공(161)을 통해 서셉터(150)의 내부로 공급된다.
상술한 바와 같이, 챔버(110) 내부의 공정가스(G1), 제 1퍼지가스(G2) 및 폐가스(G4)는 기판지지판(151), 측벽(152) 및 측벽지지판(153)에 의해 서셉터(150)의 내부로 침투하는 것이 물리적으로 차단된다.
이와 함께, 제 2퍼지가스(G3)가 서셉터(150)의 내부로 공급됨에 따라 서셉터(150) 내부의 압력은 챔버(110) 내부의 압력보다 크게 유지될 수 있다. 따라서, 챔버(110) 내부의 공정가스(G1), 제 1퍼지가스(G2) 및 폐가스(G4)가 기판지지판(151), 측벽(152) 및 측벽지지판(153)의 사이로 침투한다 하더라도, 서셉터(150) 내부와 챔버(110) 내부의 압력차에 의해 챔버(110) 내부의 공정가스(G1), 제 1퍼지가스(G2) 및 폐가스(G4)는 서셉터(150)의 내부로 침투되는 것이 차단될 수 있다.
이와 같이, 서셉터(150)는 기판지지판(151), 측벽(152) 및 측벽지지판(153)에 의해 내부가 물리적으로 폐쇄되고, 내부의 압력이 챔버(110)의 내부 압력보다 크게 유지된다. 따라서, 공정가스(G1), 제 1퍼지가스(G2) 및 폐가스(G4)는 서셉터(150)의 내부로 침투되는 것이 차단되며, 공정가스(G1), 제 1퍼지가스(G2) 및 폐가스(G4)에 포함될 수 있는 이물질이 서셉터(150) 내부에 설치되는 구성요소들인 기판지지판(151)의 하부면, 측벽(152)의 내측면, 측벽지지판(153)의 상부면, 감지기(190), 히팅코일(171), 방열판들(172), 전원블록들(173)의 표면에 이물질이 증착되는 것이 방지된다.
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 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치의 리드의 개폐동작을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치에 기판이 반입되고 챔버가 폐쇄된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 리드(120)가 챔버(110)의 상단에 결합되어 내부가 폐쇄된 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 양극선(181) 및 음극선(182)으로 양극전류와 음극전류를 공급한다. 양극전류는 양극선(181)을 통해 양극블록(178)으로 공급되며, 음극전류는 음극선(182)을 통해 음극블록(179)으로 공급된다. 대전류의 양극전류 및 음극전류는 양극블록(178)과 음극블록(179)에 연결되는 히팅코일(171)로 분배되어 공급된다. 히팅코일(171)은 음극전류와 양극전류가 공급됨에 따라 통전되어 가열된다.
이때, 감지기(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, 가스공급부(140)는 챔버(110)의 내부로 가스를 공급한다.
도 6은 본 실시예에 따른 화학기상 증착장치에서 가스 흐름을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 가열기(170)에 의해 기판지지판(151)이 가열되는 상태에서, 가스공급부(140)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 챔버(110) 내부의 공정가스(G1), 제 1퍼지가스(G2), 폐가스(G4)에 포함될 수 있는 이물질이 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, 가스공급부(140)로부터 공급되는 제 2퍼지가스(G3)는 회전축(160)의 중공(161)을 통해 서셉터(150)의 내부로 공급된다. 서셉터(150)의 내부로 제 2퍼지가스(G3)가 공급됨에 따라 챔버(110) 내부의 공정가스(G1), 제 1퍼지가스(G2), 폐가스(G4)가 서셉터(150)의 내부로 침투되는 것이 방지된다. 이에 따라 공정가스(G1), 제 1퍼지가스(G2), 폐가스(G4)에 포함될 수 있는 이물질이 서셉터(150)의 내부로 침투하여 서셉터(150)의 내부에 설치되는 구성요소들의 표면에 증착되는 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 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 : 챔버
120 : 리드 130 : 샤워헤드
140 : 가스공급부 150 : 서셉터
160 : 회전축 170 : 가열기
171 : 히팅코일 173 : 가열블록
180 : 전원공급선 190 : 감지기

Claims (10)

  1. 내부로 공정가스가 공급되는 챔버와,
    상기 챔버의 내부에 배치되어 기판을 지지하며, 내부에 상기 챔버 내부와 차단되는 별도의 공간이 형성되는 서셉터와,
    상기 서셉터를 가열하는 가열기와,
    상기 서셉터의 내부와 연통되는 중공이 형성되며, 상기 서셉터를 지지하여 상기 서셉터가 회전되도록 하는 회전축과,
    상기 중공의 직경보다 작은 외경을 가지고, 상기 중공을 관통하여 상기 기판이 지지되는 상기 서셉터의 일면의 온도를 감지하는 감지기를 포함하며,
    상기 중공을 통해 상기 서셉터의 내부로 퍼지가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 서셉터는
    일면에 상기 기판이 지지되는 기판지지판과,
    상기 기판지지판의 테두리부를 지지하는 측벽과,
    상기 회전축에 지지되며, 상상기 측벽을 지지하는 측벽지지판을 포함하며,
    상기 감지기는 상기 측벽지지판을 관통하여 상기 기판지지판의 이면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 측벽은 석영으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 가열기는
    상기 서셉터의 내부에 배치되는 히팅코일과,
    상기 히팅코일에 연결되어 상기 히팅코일로 전류를 공급하는 복수의 전원블록과,
    상기 히팅코일과 상기 복수의 전원블록의 사이에 배치되는 복수의 방열판을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 공정가스와 상기 퍼지가스를 공급하는 가스공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 가스공급부는 상기 챔버의 내부로 다른 퍼지가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 서셉터에 대향되게 설치되어 상기 공정가스와 상기 다른 퍼지가스를 상기 챔버의 내부로 분사되도록 하는 샤워헤드를 더 포함하며,
    상기 샤워헤드는
    상기 공정가스가 상기 서셉터를 향해 분사되도록 하는 공정가스 분사실과.
    상기 다른 퍼지가스가 상기 챔버의 내측벽과 상기 서셉터의 외측벽의 사이로 분사되도록 하는 퍼지가스 분사실을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 챔버의 내측벽과 상기 서셉터의 외측벽의 사이에는 상기 기판 상에 결정층을 형성하고 남은 폐가스의 배기경로를 형성하는 라이너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 라이너는
    상기 서셉터의 외측벽에 근접하는 내주부와,
    상기 챔버의 내측벽에 근접하는 외주부와,
    상기 내주부로부터 만곡되어 상기 외주부에 연결되는 만곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 외주부와 상기 만곡부가 연결되는 지점에는 배기구가 형성되고,
    상기 챔버에는 상기 배기구와 연통되는 연통구가 형성되는 것을 특징으로 하는 화학기강 증착장치.
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