KR20120077246A - 휨 방지 서셉터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휨 방지 서셉터에 관한 것으로, 상면에 기판이 수용되는 포켓이 마련된 바디와, 상기 바디의 전면에 코팅된 세라믹코팅층을 포함하는 서셉터에 있어서, 상기 바디는 상기 포켓이 마련된 상면의 표면적과 저면의 표면적이 동일한 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 그라파이트 재질의 바디의 상면과 저면의 표면적을 동일하게 하여, 서셉터의 상부측과 하부측에서 작용하는 응력의 크기를 같게 하여, 서셉터가 응력차에 의해 휘어지는 것을 방지함으로써, 세라믹이 코팅된 서셉터의 수명을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

휨 방지 서셉터{Bending prevention susceptor}

본 발명은 휨 방지 서셉터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그라파이트의 표면에 세라믹 코팅층을 가지는 서셉터에서 상면과 저면의 응력차에 의해 휨이 발생되는 것을 방지할 수 있는 휨 방지 서셉터에 관한 것이다.

일반적으로, 엘이디 제조를 위해 사용되는 사파이어 기판은 그 직경이 2inch, 4inch, 6inch로 반도체 제조용 기판에 비해 그 크기가 소형이다. 이러한 소형의 사파이어 기판에 엘이디를 제조하기 위한 공정을 진행할 때, 생산성의 향상을 위해 다수의 사파이어 기판을 실장하는 포켓을 구비하여, 다수의 기판을 동시에 공정 처리할 수 있는 서셉터를 사용한다.

상기 서셉터는 통상 그라파이트(graphite)로 제조되며, 상기 그라파이트는 엘이디 제조공정에서 이물이 발생될 염려가 있어 최근 SiC 등의 세라믹으로 외면을 코팅하여 사용하고 있다.

상기 SiC로 코팅된 그라파이트 소재의 서셉터는 내열성, 내화학성이 우수하여 서셉터의 사용수명을 연장시킬 수 있으나, 사파이어 기판에 고온 조건에서 박막을 증착한 후, 식히는 조건에서 응력이 작용하게 된다.

이처럼 응력이 발생하였을 때, 서셉터의 상면측의 응력과 저면측의 응력에 차이가 발생하면 서셉터가 휘어지는 현상이 발생하게 된다.

도 1은 종래 세라믹이 코팅된 서셉터의 단면 구성도이고, 도 2는 종래 세라믹이 코팅된 서셉터의 휨 발생상태 단면 구성도이다.

도 1과 도 2를 각각 참조하면 종래 세라믹이 코팅된 서셉터는, 그라파이트 재질의 바디(1)와, 상기 바디(1)의 상면에 다수로 마련되어 기판(도면 미도시)이 수용되는 포켓(2)과, 상기 포켓(2)과 바디의 전체에 일정한 두께로 코팅된 세라믹코팅층(3)을 포함한다.

이와 같은 구성에서 상기 포켓(2)의 형성에 의하여 바디(1)는 상면의 표면적이 저면의 표면적에 비하여 더 넓은 구조가 된다. 이와 같은 상태에서 상기 포켓(2)이 형성된 바디(1)의 상면, 저면 및 측면에 세라믹코팅층(3)을 형성한다.

이때 세라믹코팅층(3)은 화학적기상증착(CVD) 방법으로 SiC를 증착할 수 있으며, 이와 같이 증착된 세라믹코팅층(3)은 균일한 두께를 가지게 되며, 세라믹코팅층(3)이 형성된 포켓(2)마다 기판이 수용되도록 한 상태에서, LED의 제조를 위한 증착공정을 진행하게 된다.

이때의 증착공정은 상대적으로 고온에서 진행되며, 공정이 완료된 후 그 공정열이 식는 과정에서 상기 세라믹코팅층(3)이 코팅된 바디(1)는 응력이 발생하게 된다.

상기 응력은 상기 세라믹코팅층(3)과 더 넓은 면적에서 접촉되는 상면에 더 강하게 작용하게 되며, 따라서 도 2에 도시한 바와 같이 바디(1)는 중앙부가 오목하게 되도록 휨이 발생하게 된다.

이와 같이 휨이 발생한 바디를 다음 공정에 사용할 경우 각 포켓(2) 마다 수용된 사파이어 기판들 사이에 온도의 불균일이 일어나게 되며, 공정 불량이 발생하게 되어, 휨이 발생한 서셉터는 사용할 수 없게 된다.

따라서, 세라믹의 코팅으로 인하여 내열성, 내화학성을 향상시키고, 이물의 발생을 방지할 수 있는 등의 장점이 있으나, 표면적의 차이에 따른 응력의 차이에 의해 세라믹이 코팅된 서셉터에 휨이 발생하여, LED 칩 생산 수율에 많은 영향을 주게 된다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 그라파이트 바디의 상면과 저면에 작용되는 응력의 크기를 동일하게 하여, 세라믹이 코팅된 서셉터에 휨이 발생하는 것을 방지할 수 있는 휨 방지 서셉터를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 휨 방지 서셉터는, 상면에 기판이 수용되는 포켓이 마련된 바디와, 상기 바디의 전면에 코팅된 세라믹코팅층을 포함하는 서셉터에 있어서, 상기 바디는 상기 포켓이 마련된 상면의 표면적과 저면의 표면적이 동일한 것을 특징으로 한다.

본 발명 휨 방지 서셉터는, 그라파이트 재질의 바디의 상면과 저면의 표면적을 동일하게 하여, 서셉터의 상부측과 하부측에서 작용하는 응력의 크기를 같게 하여, 서셉터가 응력차에 의해 휘어지는 것을 방지함으로써, 세라믹이 코팅된 서셉터의 수명을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 세라믹이 코팅된 서셉터의 단면 구성도이다.
도 2는 종래 세라믹 코팅된 서셉터가 응력에 의해 휘어진 상태의 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휨 방지 서셉터의 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휨 방지 서셉터의 단면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휨 방지 서셉터의 단면 구성도이다.

이하, 상기와 같은 본 발명 휨 방지 서셉터의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휨 방지 서셉터의 단면 구성도이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휨 방지 서셉터는, 그라파이트 소재이며 원판형의 바디(10)와, 상기 바디(10)의 상면에 마련된 원형의 홈으로서, 기판이 수용되는 포켓(20)과, 상기 바디(10)의 저면이 가공된 조도조절면(40)와, 상기 포켓(20) 및 조도조절면(40)를 구비하는 바디(10)의 전면에 일정 두께로 코팅된 세라믹코팅층(30)을 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휨 방지 서셉터의 구조와 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 바디(10)는 그라파이트 재질이며, 통상 서셉터의 형상과 같이 원판형의 구조를 가지고 있다.

상기 바디(10)는 밀링가공을 통해 사용하고자 하는 기판의 크기에 부합하는 직경의 원형 홈인 포켓(20)을 형성한다. 상기 포켓(20)의 형성에 의하여 상기 바디(10)는 상면의 표면적이 저면의 표면적에 비하여 더 넓어지게 된다.

이때 상면과 저면의 표면적의 차이는 상기 원형 홈인 포켓(20)의 측면부의 면적과 포켓(20)의 수의 곱으로 계산될 수 있다.

즉, 포켓(20)의 직경에 π를 곱한 값에 포켓(20)의 깊이를 다시 곱하여, 증가된 표면적의 크기를 구할 수 있게 된다.

이처럼 포켓(20)의 형성에 의해 증가된 상면의 표면적에 부합하도록 상기 바디(10)의 저면을 가공한다.

이때의 가공은 선반 가공을 통해 그 포켓(20)이 상면에 형성된 바디(10)의 저면의 조도를 보다 거칠게 가공하여, 조도조절면(40)을 형성한다.

상기 조도의 증가에 의하여 상기 바디(10)의 저면 표면적은 증가하게 되며, 그 면적의 증가분을 상기 계산된 상면의 표면적 증가분과 동일하게 한다.

상기 조도의 증가에 의한 바디(10) 저면의 표면적 증가는 단차의 높이와 폭을 이용하여, 그 폭에 대하여 증가된 단차의 둘레 길이의 비를 구할 수 있으며, 이를 바디(10)의 저면 면적에 대하여 증가된 비로 환산하여 쉽게 구할 수 있다.

이를 역산하여 단차의 높이와 폭을 미리 결정할 수 있으며, 그 결정에 맞춰 선반 가공을 통해 소정의 깊이와 폭을 가지는 삼각형의 단차를 구할 수 있게 된다.

이처럼 바디(10)의 저면을 가공하여 조도조절면(40)을 형성한 후, 상기 조도조절면(40)과 포켓(20)이 각각 저면과 상면에 형성된 바디(10)의 전체에 세라믹을 코팅하여, 세라믹코팅층(30)을 형성한다.

이와 같이 세라믹코팅층(30)을 형성하여 세라믹이 코팅된 서셉터를 제조한 후, 이를 이용하여 엘이디를 제조하는 과정에서 응력이 발생하는 경우에도 그 바디(10)의 상면측의 응력과 저면측의 응력이 서로 동일하게 되어, 서셉터에 휨이 발생하지 않게 된다.

상기와 같이 바디(10)의 상면과 저면 표면적의 차이에 의해 휨이 발생되며, 그 휨의 방향도 조절할 수 있기 때문에 필요에 따라서 그 상면과 저면의 표면적 차이를 조절하여 서셉터의 휨의 방향과 크기를 정할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휨 방지 서셉터의 단면 구성도이다.

도 4를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 휨 방지 서셉터는, 상면에 포켓(20)이 형성되고, 저면에는 더미 포켓(50)이 형성된 바디(10)와, 그 포켓(20)과 더미 포켓(50)이 마련된 상기 바디(10)의 전면에 형성된 세라믹코팅층(30)을 포함하여 구성된다.

상기 더미 포켓(50)은 직경과, 깊이 및 수는 상기 포켓(20)의 직경과 깊이 및 수와 동일하게 한다.

이때 바디(10)의 강도를 고려하여 그 포켓(20)과 더미 포켓(50)의 위치가 상하로 대응되지 않게 배치할 수 있다.

상기와 같이 서셉터로서 필수적인 구성인 포켓(20)을 바디(10)의 상면에 형성함과 아울러 그 바디(10)의 저면에 더미 포켓(50)을 형성함으로써, 그 바디(10)의 상면의 표면적과 저면의 표면적을 동일하게 할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 바디(10)의 상면 면적과 저면 면적이 동일한 경우, 그 상부에 형성된 세라믹코팅층(30)에 의한 응력이 발생하는 경우에도 서셉터가 휘어지는 것을 방지할 수 있게 된다.

이처럼 포켓(20)과 동일한 구조의 더미 포켓(50)을 형성하는 것은 포켓(20)의 형성시 사용할 수 있는 밀링 가공을 그 바디(10)의 상면과 저면에 각각 교번하여 수행하여 형성할 수 있기 때문에 특별한 표면적 증가분에 대한 산출이 요구되지 않아 보다 용이하게 본 발명을 구현할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휨 방지 서셉터의 단면 구성도이다.

도 5를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 휨 방지 서셉터는, 상면에 포켓(20)이 형성되고, 저면에는 다수의 홈(60)이 형성된 바디(10)와, 그 포켓(20)과 홈(60)이 마련된 상기 바디(10)의 전면에 형성된 세라믹코팅층(30)을 포함하여 구성된다.

상기의 구조는 포켓(20)의 형성에 의하여 상면의 표면적이 증가된 바디(10)의 배면에 각각에 의해 표면적 증가분이 결정된 가공 툴로 가공된 홈(60)을 포함한다.

따라서 하나의 홈(60)의 형성에 따른 표면적의 증가를 단위로 하여, 다수의 홈(60)을 형성하여 상기 포켓(20)의 형성에 의한 상면의 표면적 증가분과 동일하게 바디(10) 저면의 표면적을 증가시킬 수 있게 된다.

도 5에서는 상기 홈(60)의 단면 형상을 사각형으로 하였으나, 삼각형 또는 반원형 등 다양한 형상으로 할 수 있음은 당업자의 수준에서 당연한 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 휨 방지 서셉터에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

10:바디 20:포켓
30:세라믹코팅층 40:조도조절면
50:더미 포켓 60:홈

Claims (5)

1. 상면에 기판이 수용되는 포켓이 마련된 바디와, 상기 바디의 전면에 코팅된 세라믹코팅층을 포함하는 서셉터에 있어서,
   상기 바디는,
   상기 포켓이 마련된 상면의 표면적과 저면의 표면적이 동일한 것을 특징으로 하는 휨 방지 서셉터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 바디는,
   상기 저면의 조도가 상기 포켓이 마련된 상면의 조도에 비하여 더 큰 조도조절면인 것을 특징으로 하는 휨 방지 서셉터.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 바디의 저면에는,
   상기 바디의 상면에 마련된 포켓과 동일 직경, 깊이 및 수를 가지는 더미 포켓이 마련된 것을 특징으로 하는 휨 방지 서셉터.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 포켓과 상기 더미 포켓은,
   상하로 대칭되지 않도록 배치된 것을 특징으로 하는 휨 방지 서셉터.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 바디의 저면에는,
   표면적의 증가분이 단위로서 결정된 홈이 다수로 마련된 것을 특징으로 하는 휨 방지 서셉터.
   
   
   
   

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