KR20120107806A - 박막 균일도 개선을 위한 수직형 박막증착장치 - Google Patents

박막 균일도 개선을 위한 수직형 박막증착장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120107806A
KR20120107806A KR1020110025550A KR20110025550A KR20120107806A KR 20120107806 A KR20120107806 A KR 20120107806A KR 1020110025550 A KR1020110025550 A KR 1020110025550A KR 20110025550 A KR20110025550 A KR 20110025550A KR 20120107806 A KR20120107806 A KR 20120107806A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reaction
thin film
deposition
reaction gas
unit
Prior art date
Application number
KR1020110025550A
Other languages
English (en)
Inventor
박종훈
이근택
우지훈
박성은
박건
Original Assignee
(주)세미머티리얼즈
박건
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)세미머티리얼즈, 박건 filed Critical (주)세미머티리얼즈
Priority to KR1020110025550A priority Critical patent/KR20120107806A/ko
Publication of KR20120107806A publication Critical patent/KR20120107806A/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4587Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially vertically
    • C23C16/4588Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially vertically the substrate being rotated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52Controlling or regulating the coating process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 증착대상물을 지지하기 위하여 증착대상물과 접촉하는 접촉점에 장시간 증착이 이루어지지 않는 현상을 방지하기 위한 박막증착장치에 관하여 개시한다.
본 발명은 복수개의 원판 형상을 가지는 증착대상물이 수직 자세로 각각 수용되는 복수개의 반응공간을 구비하는 반응부; 상기 각각의 반응공간에 개별적으로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부; 상기 반응가스 공급부의 반대편에 설치되어 가스를 외부로 배출하는 배기가스 배출부; 상기 증착대상물을 가열하는 발열부; 및 상기 반응공간에 수용되는 증착대상물을 지지하고 회전시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치를 제공한다.

Description

박막 균일도 개선을 위한 수직형 박막증착장치{VERTICAL TYPE THIN FILM DEPOSITION APPARATUS WITH A FUNCTION OF IMPROVED FILM UNIFORMITY}
본 발명은 서셉터와 같은 치구의 표면에 균일한 박막을 증착시키기 위한 박막증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원판 형상의 증착대상물(서셉터 등)을 수직 방향으로 세우고 회전시킴으로써 증착대상물 표면의 전체 영역에 균일한 박막을 증착할 수 있도록 하는 박막증착장치에 관한 것이다.
태양전지 및 반도체 소자를 제작하기 위하여 장비 내에서 기판을 고정시키기 위해 사용되는 것을 서셉터라 한다. 서셉터는 일반적으로 흑연을 가공하여 사용한다. 그런데, 흑연가공품을 그대로 서셉터로 사용하게 되면 기판 및 증착물이 오염될 수 있으므로, 흑연가공품의 표면을 탄화규소(SiC) 등으로 코팅하여 사용하고 있다.
서셉터를 탄화규소(SiC) 등으로 코팅하는 대표적인 방법으로는 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition: CVD)이 있다.
화학기상증착법은 화학물질을 포함하는 반응가스에 열이나 빛으로 에너지를 가함으로써, 반응성이 크게 높아진 원료물질을 증착대상물의 표면에 증착시키는 방법이다.
다만, 위와 같은 화학기상증착법을 이용하여 서셉터 등을 제조하는 공정 과정 중 주의해야 할 사항으로서, 증착대상물의 모든 면에 대하여 탄화규소를 균일하게 증착시키는 것이 요구된다.
본 발명의 목적은 증착대상물의 모든 면에 균일한 박막을 형성할 수 있는 수직형 박막증착장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 증착대상물을 수직방향으로 복수개 수용한 상태에서 증착 공정을 수행하도록 함으로써 공정의 효율을 향상시킨 수직형 박막증착 장치를 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원판 형상을 가지는 증착대상물이 연직방향으로 세워진 상태로 각각 수용되는 복수개의 반응공간을 구비하는 반응부; 상기 각각의 반응공간에 개별적으로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부; 상기 반응가스 공급부의 반대편에 설치되어 가스를 외부로 배출하는 배기가스 배출부; 상기 증착대상물을 가열하는 발열부; 및 상기 반응공간에 수용되는 증착대상물을 지지하고 회전시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치를 제공한다.
상기 구동부는, 상기 증착대상물의 외주면을 감싸 지지하는 홀더와, 상기 홀더에 연결되어 상기 홀더를 회전시키는 구동수단을 포함하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 홀더는, 증착대상물의 측면에 접촉하여 증착대상물을 수직방향으로 지지하는 웨브와, 증착대상물의 전후면을 감싸는 플랜지를 포함하면 더욱 바람직하다.
상기 웨브의 표면과 상기 증착대상물의 측면에는 서로 대응되는 요철을 형성하면 증착대상물과 홀더 사이의 슬립을 방지할 수 있다.
또한, 상기 반응가스 공급부는 상기 증착대상물의 상부에서 반응가스를 분사하는 노즐과, 상기 노즐에 반응가스를 공급하는 반응가스 공급관과, 상기 반응가스 공급관에 구비되어 공급되는 반응가스의 유량을 조절하는 유량조절기를 포함하며,
상기 노즐은, 증착대상물의 전후면에 대하여 5° ~ 60°의 각을 이루는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 반응가스 공급부는, 상기 반응가스 공급관 또는 상기 노즐은 수냉식 냉각구조를 가질 수 있으며,
상기 배기가스 배출부는, 상기 증착대상물의 하부에 위치하며 복수 개의 배출구멍이 형성된 배기가스 배출블럭과, 상기 배기가스 배출블럭으로부터 흡입된 배기가스를 상기 반응부 외부로 배출하는 배기가스 배출관과, 배기가스 배출량을 조절하여 상기 반응부 내부의 가스 압력을 조절하는 압력조절기를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 복수 개의 증착대상물에 대하여 일회적인 공정으로 균일한 박막을 대량 생산할 수 있는 공정성 개선의 효과를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 반응부 내에 수직방향으로 배치된 복수 개의 증착대상물을 수평축 기준으로 회전시켜, 증착대상물을 접촉 지지하는 구동부와의 접촉점을 변경함으로써 증착대상물의 전후면은 물론 외주면에 균일한 박막을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 박막증착장치의 내부 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 수직형 박막증착장치의 내부 구성을 다른 측면에서 나타낸 도면,
도 3은 도 1에 도시된 수직형 박막증착장치의 동작을 설명하기 위한 사시도,
도 4는 증착대상물과 노즐의 관계를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 박막증착장치 중 구동부의 원리를 설명하기 위한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 박막증착장치 중 구동부의 작동상태를 나타낸 개념도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 박막증착장치의 홀더와 증착대상물을 나타낸 도면임.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 박막증착장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 박막증착장치의 내부 구성도, 도 2는 도 1에 도시된 수직형 박막증착장치의 내부 구성을 다른 측면에서 나타낸 도면, 도 3은 도 1에 도시된 수직형 박막증착장치의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 수직형 박막증착장치(10)는 반응공간을 제공하는 반응부(100)와, 반응부(100)에 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부(130)와, 상기 반응부(100) 내부의 가스를 배출하는 배기가스 배출부(150)와, 증착공정에 필요한 온도를 제공하는 가열부(200)와, 반응대상물(T)을 안착하고 회전시키는 구동부(300)를 포함한다.
본 발명에 따른 수직형 박막증착장치(10)의 반응부(100)는 증착대상물에 대한 증착공정이 수행될 수 있는 복수개의 반응공간(112)을 제공한다.
반응부(100)는 수직방향으로 세워진 격벽(110)을 포함하며, 격벽(110)은 반응부(100) 내부를 구획하여 복수의 증착대상물(T)이 세워진 상태로 수용될 수 있는 공간인 반응공간을 형성한다.
각각의 반응공간(112)은 균등한 공정 조건을 가지도록 제어될 수 있으며, 필요에 따라 공정조건을 개별적으로 제어될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
반응가스 공급부(130)는 증착대상물(T) 표면에 박막을 형성하기 위하여 반응부 내부에 반응가스를 공급한다.
반응가스 공급부(130)는 각각의 반응공간(112) 상부에 위치한다. 즉, 반응가스 공급부(130)는 증착대상물(T)의 상부에서 반응가스를 공급하여 반응가스가 하강하면 증착대상물(T)의 표면과 접촉할 수 있도록 구성된다.
반응가스 공급부(130)는 반응가스를 분사하는 노즐(131), 반응가스 공급관(133) 및 반응가스의 유량을 조절하는 유량조절기(135)를 포함한다.
여기서, 노즐은 반응부 내부에 수직으로 배치된 증착대상물의 전면과 후면에 대하여 반응가스를 분사한다.
증착대상물(T)은 대략 원판형상을 가지고 있는데, 본 발명에 따른 수직형 박막증착장치(10)는 증착대상물(T)의 전면과 후면에 대하여 균일한 반응가스를 공급하기 위하여, 증착대상물의 전면과 후면을 향하여 노즐(131)을 각각 구비한다.
또한, 증착대상물(T)에 여러 종류의 반응가스를 공급하기 위하여, 각각의 반응 가스가 개별 노즐(131)로 공급되어야 하므로 복수개의 노즐(131)이 필요하게 된다.
도 4는 증착대상물과 노즐의 관계를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 노즐(131)을 통하여 공급된 반응가스가 증착대상물(T)의 전후면에 대하여 일정각도로 분사되는 것을 알 수 있다.
노즐(131)은 증착대상물(T)의 전후면(전면 또는 후면)에 대하여 5° ~ 60°의 각(θ2)을 이루는 것이 바람직하다. 상기와 같이 노즐(131)이 증착대상물(T)의 전후면에 대하여 일정한 각(θ2)을 이루도록 함으로써, 노즐(131)을 통해 분사되는 반응가스가 증착대상물(T) 표면에 층류(laminar flow)를 형성하게 된다. 여기서 층류는 유체가 평행한 층을 이루며 흐르는 것으로서 증착대상물의 표면에 반응가스가 평행한 방향으로 흐르게 되어 증착대상물 표면에 균일한 박막증착이 가능해진다.
만일 노즐의 각(θ2)이 증착대상물(T)의 전후면에 대하여 5°미만인 경우, 증착대상물(T) 표면에 직접 분사되는 유효 반응가스가 적어 박막 증착 효율이 저하될 수 있다. 이와 달리, 노즐의 각(θ2)이 증착대상물(T)의 전후면에 대하여 60°를 초과하는 경우, 증착대상물(T) 표면에 불규칙한 난류(turbulent flow)가 발생하여 불균일한 박막이 형성될 뿐만 아니라 박막 증착 효율이 저하될 수 있다.
그리고, 노즐(131)은 수냉식 냉각방식이 적용되는 것이 바람직하다.
상기 노즐(131)에 수냉식 냉각방식을 채택함으로써, 노즐(131) 주변에서 반응가스가 열분해되는 것을 방지하여, 노즐(131)의 내부 또는 외부에 불필요한 박막이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
반응가스 공급관(133)은 외부에서 공급된 반응가스를 노즐로 이송한다.
외부로부터 공급된 반응가스를 반응부(100) 내부에 배치된 노즐로 이송하기 위하여, 반응가스 공급관은 반응부의 관통된 홀에 끼워진다.
반응가스 공급관(133)은 노즐(131)과 마찬가지로 수냉식 냉각방식이 적용되는 것이 바람직하다.
상기 반응가스 공급관(133)에 수냉식 냉각방식을 채택함으로써, 반응가스 공급관 주변에서 반응가스가 열분해되는 것을 방지하여, 반응가스의 외부 또는 내부에 불필요한 박막이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
유량조절기(135)는 반응가스 공급관(133)에 연결되며, 복수의 반응공간(112)에 공급되는 반응가스의 유량을 조절한다.
유량조절기(135)는 복수의 반응공간에 공급되는 유량을 동일 조건 또는 서로 다른 조건으로 조절할 수 있다.
구체적인 형상의 일예로서, 유량조절기는 복수의 반응가스 공급관(133) 각각에 개별적으로 연결되며, 이를 통하여 각각의 반응공간(112)에 공급되는 반응가스의 유량을 독립적으로 제어할 수 있게 한다.
박막증착장치에서 배기가스 배출부(150)는 각각의 반응공간 내부를 개별적으로 배기한다.
도 3을 참조하면, 배기가스 배출부(150)는 배기가스 배출블럭(151), 배기가스 배출관(153) 및 압력조절기(155)를 포함한다.
배기가스 배출블럭(151)은 반응부(100)의 하부에 배치된다.
배기가스 배출블럭(151)은 복수 개의 배출구멍이 형성되며, 배출구멍을 통하여 반응부(100) 내부에 존재하는 배기가스를 흡입한다. 여기서, 배기가스라 함은 증착대상물과 반응을 마친 반응가스 및 기타 이물질을 포함하는 잔류가스를 의미한다.
배기가스 배출관(153)은 배기가스 배출블럭(151)에 연결된다. 배기가스 배출블럭(151)에 연결된 배기가스 배출관(153)을 통하여, 반응부 내부로부터 흡입된 배기가스는 외부로 배출된다.
압력조절기(155)는 배기가스 배출관(153)에 연결되며, 반응부(100) 내부의 압력을 조절한다.
압력조절기(155)는 복수의 반응공간 내부의 압력을 개별적으로 조절할 수 있다. 복수의 반응공간(112) 내부의 압력을 개별적으로 조절함으로써, 복수의 증착대상물(T)에 대한 증착공정이 동일 또는 다른 조건에서 수행될 수 있다.
구체적인 예로서 압력조절기(155)는 복수의 반응공간(112)에 배치된 압력검출기(미도시)를 통해 각각의 반응공간 내부의 가스압력을 검출하고, 검출된 가스압력에 따라 밸브 동작을 제어함으로써 각각의 반응공간 내부로부터 배출되는 배기가스의 양을 조절한다.
박막증착장치에서 가열부(200)는 증착분위기를 조성하기 위하여 복수의 반응공간을 가열한다.
복수의 반응공간을 가열함으로써, 반응공간 내부에 존재하는 반응가스가 열분해되어 복수의 증착대상물 각각의 표면에 증착된다.
가열부(200)는 반응부(100) 외측에 위치하며, 반응부(100) 내부에 존재하는 반응가스에 직접 노출되지 않는다. 가열부(200)가 반응가스에 노출되지 않음으로써, 가열부(200) 표면에서 반응가스가 열분해되어 불필요한 박막이 형성되는 현상을 방지할 수 있다.
가열부(200)는 세라믹 히터, 금속히터 또는 오일 히터로 구현될 수 있다. 여기서, 세라믹 히터는 탄화규소(SiC), 규화몰리브덴(MoSi2), 그라파이트 등을 재질로 형성된 것을 이용할 수 있다. 그리고, 금속히터는 철-크롬(Fe-Cr)계, 니켈-크롬(Ni-Cr)계, 철-크롬-알루미늄(Fe-Cr-Al) 등의 재질로 형성된 것을 이용할 수 있다.
박막증착장치에서 구동부(300)는 반응공간 내부에 수직으로 배치된 증착대상물(T)을 지지함과 동시에 증착대상물(T)을 수평축 기준으로 회전시킨다. 증착대상물(T)은 원판 형태를 가지고 있어서 증착대상물(T)을 수평축을 기준으로 회전시키기 되면 증착대상물(T)이 제자리에서 회전하게 된다.
구동부(300)는 증착대상물(T)의 외주면으로 회전력을 전달하도록 맞물려 연결된다.
구체적인 실시예로서 구동부(300)의 외주면은 증착대상물의 외주면과 접촉한다. 증착대상물(T)의 외주면과 접촉한 상태에서 구동부가 회전하면, 구동부(300)의 회전력은 증착대상물에 전달된다. 증착대상물(T)에 전달된 회전력에 의해 증착대상물(T)이 수평축 기준으로 회전하게 된다. 여기서, 수평축이라 함은 반응부(100)의 바닥면과 평행한 가상의 수평선을 의미한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 박막증착장치 중 구동부를 확대한 부분사시도이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 구동부(300)는 홀더(310)와 회전수단(350)을 포함한다.
홀더(310)는 수직으로 배치된 증착대상물(T)의 외주면(Tc)을 접촉 지지한다.
홀더(310)는 증착대상물(T)의 외주면(Tc)을 복수의 지점에서 접촉 지지하기 위하여 복수 개가 구비될 수 있다.
복수 개의 홀더(310)는 이격 배치되며, 소정의 끼인각을 두고 증착대상물(T)의 외주면을 접촉하여 증착대상물(T)을 떠받치는 구조를 가진다. 증착대상물(T)을 떠받치는 홀더(310)가 회전운동함에 따라, 홀더(310)에 의하여 접촉 지지되는 증착대상물(T) 역시 회전력을 전달받아 회전하게 된다. 여기서, 끼인각은 증착대상물(T)의 회전중심을 기준으로 이격 배치된 복수 개의 홀더(310)가 이루는 각을 의미한다.
구체적인 형상의 일예로서, 수직자세의 증착대상물(T)은 이격 배치된 2개의 홀더(310)에 의해 접촉 지지되어, 2개의 홀더(310)로부터 회전력을 전달받아 수평축 기준으로 회전한다.
끼인각은 증착대상물(T)의 크기, 무게 및 이탈방지 등을 고려하여 0° < θ1 < 90°범위 내에서 달리 설정될 수 있다.
끼인각이 0°인 경우, 복수 개의 홀더(310)가 중복 즉, 이격되지 않기 때문에 증착대상물(T)을 안정적으로 지지할 수 없게 되어, 증착대상물이 이탈하는 문제가 발생한다. 이와 달리, 끼인각이 90°를 초과할 경우, 홀더(310)에 작용하는 증착대상물의 하중이 작아져 홀더(310)와 증착대상물 사이에 충분한 마찰압력이 작용하지 않게 되어, 홀더(310)의 회전에도 불구하고 증착대상물이 회전하지 않는 문제가 발생한다.
회전수단은 홀더(310)에 연결되며, 홀더(310)를 수평축 기준으로 회전시키는 회전구동력을 제공한다.
회전수단은 회전축(330)과 회전모터(350)를 포함한다.
회전축(330)은 홀더(310)에 연결되며, 수평 방향으로 배치된다.
수평 방향으로 배치된 회전축은 그 길이방향으로 복수 개의 홀더(310)가 이격 배치될 수 있다. 이격 배치된 홀더(310) 상에 증착대상물이 각각 배치됨으로써, 홀더(310)는 각각의 증착대상물(T)을 회전시켜 접촉점을 신속히 변경하여 균일한 박막 증착공정이 가능하게 한다.
회전모터(350)는 회전축(330)에 연결되며, 회전축(330)에 회전구동력을 제공한다.
도 6은 본 발명에 따른 박막증착장치 중 구동부의 작동상태를 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 증착대상물(T)은 복수 개의 구동부(300)에 의해 접촉 지지되어 있다. 구동부(300)가 회전함에 따라, 구동부에 접촉 지지되어 있는 증착대상물(T)이 수평축 기준으로 회전하게 된다. 증착대상물(T)이 회전함에 따라, 증착대상물(T)과 구동부(300)가 접촉하는 접촉점이 변경된다.
도 6의 (a)는 증착대상물이 A지점을 통하여 구동부에 접촉 지지된 상태를 나타낸 것이다. 도 6의 (b), (c)는 구동부가 회전함에 따라, 증착대상물이 회전하게 되어, 회전하기 전의 접촉점인 A지점과 다른 지점인 B, C 지점을 통하여 구동부에 접촉하는 상태를 나타낸 것이다.
상기 도면을 참조하면, 도 6의 (a)에서 증착대상물의 접촉점인 A지점은 구동부와 접촉되어 있기 때문에 일시적으로 증착이 이루어지지 못한다. 그러나, 구동부에 의해 증착대상물이 회전함에 따라, 증착대상물과의 접촉점은 다른 지점인 B, C지점으로 신속히 변경됨으로써, 증착대상물의 특정 지점(예를 들어 A, B, C지점)에 장시간 박막이 형성되지 않는 현상을 방지할 수 있다.
상기와 같이 접촉점의 신속한 변경에 의하여, 단일의 공정 내에서 증착대상물의 전면과 후면뿐만 아니라 접촉점이 발생하는 외주면에 대해서도 균일한 박막증착이 가능해지게 된다. 여기서, 증착대상물의 외주면은 소정의 폭을 가지는 증착대상물의 둘레면을 의미하며, 증착대상물의 전면과 후면은 외주면에 대해 수직인 평면을 의미한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 박막증착장치 중 홀더(310)를 확대한 단면도이다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 홀더(310)는 웨브(311)와 플랜지(315)를 포함하며, 단면구조가 'H'형상을 가진다.
웨브(311)의 표면은 증착대상물의 외주면과 접촉하며, 증착대상물의 하중이 작용하여 증착대상물의 외주면과 웨브(311)의 표면 사이에 마찰압력이 작용하게 된다.
웨브(311)의 표면과 증착대상물의 외주면 사이에 작용하는 마찰압력으로 인해, 홀더(310)가 회전함에 따라 증착대상물이 회전하게 된다.
그러나, 웨브(311)의 표면과 증착대상물의 외주면 사이의 마찰압력이 작을 경우, 웨브(311)와 증착대상물 사이에 미끄러짐이 발생하게 되어 홀더(310)의 회전에도 불구하고 증착대상물이 회전하지 않는 현상이 발생할 수 있다.
이를 위해 웨브(311)는 돌출 또는 함입된 형상을 가질 수 있다. 돌출 또는 함입된 형상을 가지는 웨브(311)는 증착대상물의 외주면과 치합구조를 제공하여 웨브(311)와 증착대상물 사이에 미끄러짐이 발생하는 현상을 방지할 수 있다. 이 경우, 증착대상물의 외주면 역시 웨브(311)의 표면 형상에 대응되도록 함입 또는 돌출된 형상을 가진다.
여기서 증착대상물의 외주면과 웨브(311)의 대응이라 함은 증착대상물의 외주면과 웨브(311)의 표면이 암수 결합하는 것을 의미한다.
구체적인 형상의 예로서, 웨브(311)는 돌출 형성된 엠보스를 더 포함할 수 있다.
엠보스는 웨브(311)의 둘레를 따라 일정간격으로 이격 배치된다. 이 때, 증착대상물은 돌출 형성된 웨브 표면과 반대형상을 갖도록 웨브 표면과 맞닿음면에 함입된 구조를 가진다.
또한, 구체적인 형상의 일예로서 웨브는 레일가이드를 더 포함할 수 있다.
레일가이드는 웨브의 둘레를 따라 레일 형상으로 돌출된 형상을 가진다. 이 때, 증착대상물의 외주면(Tc)은 웨브(311)의 레일가이드(313)에 대응하도록 함입된 구조(T2)를 가진다.
웨브는 돌출된 형상을 가지는 레일가이드를 포함함으로써, 증착대상물과의 마찰압력을 증가시켜 증착대상물의 안정적인 회전을 제공할 수 있다.
플랜지(315)는 웨브의 단부에 연결되며, 수직방향으로 연장 형성된다.
수직방향으로 연장 형성된 플랜지(315)는 증착대상물의 전후면에 접하며, 증착대상물을 수평방향으로 지지한다. 플랜지(315)가 증착대상물을 수평방향으로 지지함으로써, 증착대상물의 회전시 수평방향으로 흔들리거나 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 박막증착장치는 외측에 배치된 반응기 보호벽(102)을 더 포함할 수 있다.
반응기 보호벽(20)은 가열부(200)에서 방출된 열이 반응챔버(103)로 전달되는 것을 방지하고, 반응가스가 외부로 누설되는 것을 방지한다. 반응기 보호벽(20)은 열전달을 방지하기 위해 흑연 및 절연물질로 구성될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 박막증착장치 100: 반응부
102: 반응부 보호벽 103: 반응챔버
110: 격벽 112 : 반응공간
130 : 반응가스 공급부 131 : 노즐
133 : 반응가스 공급관 135 : 유량조절기
150 : 배기가스 배출부 151 : 배기가스 배출블럭
153 : 배기가스 배출관 155 : 압력조절기
200: 가열부 300 : 구동부
310 : 홀더 311 : 웨브
315: 플랜지 330: 회전축
350 : 회전모터

Claims (8)

  1. 원판 형상을 가지는 증착대상물이 연직방향으로 세워진 상태로 각각 수용되는 복수개의 반응공간을 구비하는 반응부;
    상기 각각의 반응공간에 개별적으로 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부;
    상기 반응가스 공급부의 반대편에 설치되어 가스를 외부로 배출하는 배기가스 배출부;
    상기 증착대상물을 가열하는 발열부; 및
    상기 반응공간에 수용되는 증착대상물을 지지하고 회전시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 증착대상물의 외주면을 감싸 지지하는 홀더와,
    상기 홀더에 연결되어 상기 홀더를 회전시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홀더는,
    증착대상물의 측면에 접촉하여 증착대상물을 수직방향으로 지지하는 웨브와
    증착대상물의 전후면을 감싸는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 웨브의 표면과 상기 증착대상물의 측면에는
    서로 대응되는 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반응가스 공급부는
    상기 증착대상물의 상부에서 반응가스를 분사하는 노즐과,
    상기 노즐에 반응가스를 공급하는 반응가스 공급관과,
    상기 반응가스 공급관에 구비되어 공급되는 반응가스의 유량을 조절하는 유량조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 노즐은,
    증착대상물의 전후면에 대하여 5° ~ 60°의 각을 이루는 것을 특징으로 하는 박막증착장치
  7. 제5항에 있어서,
    상기 반응가스 공급부는,
    상기 반응가스 공급관 또는 상기 노즐은 수냉식 냉각구조를 가지는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배기가스 배출부는,
    상기 증착대상물의 하부에 위치하며 복수 개의 배출구멍이 형성된 배기가스 배출블럭과,
    상기 배기가스 배출블럭으로부터 흡입된 배기가스를 상기 반응부 외부로 배출하는 배기가스 배출관과
    배기가스 배출량을 조절하여 상기 반응부 내부의 가스 압력을 조절하는 압력조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착장치.
KR1020110025550A 2011-03-22 2011-03-22 박막 균일도 개선을 위한 수직형 박막증착장치 KR20120107806A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110025550A KR20120107806A (ko) 2011-03-22 2011-03-22 박막 균일도 개선을 위한 수직형 박막증착장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110025550A KR20120107806A (ko) 2011-03-22 2011-03-22 박막 균일도 개선을 위한 수직형 박막증착장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120107806A true KR20120107806A (ko) 2012-10-04

Family

ID=47279668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110025550A KR20120107806A (ko) 2011-03-22 2011-03-22 박막 균일도 개선을 위한 수직형 박막증착장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120107806A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109423623A (zh) * 2017-08-31 2019-03-05 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 气相沉积炉的均匀供气装置及气相沉积炉
CN109423629A (zh) * 2017-08-31 2019-03-05 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置及气相沉积炉
CN109423627A (zh) * 2017-08-31 2019-03-05 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 圆盘类零件一次性全表面气相沉积炉

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109423623A (zh) * 2017-08-31 2019-03-05 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 气相沉积炉的均匀供气装置及气相沉积炉
CN109423629A (zh) * 2017-08-31 2019-03-05 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 圆盘类零件一次性全表面沉积用工件驱动装置及气相沉积炉
CN109423627A (zh) * 2017-08-31 2019-03-05 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 圆盘类零件一次性全表面气相沉积炉

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101205433B1 (ko) 기판 서셉터 및 그것을 갖는 증착 장치
JP5544669B2 (ja) ガス噴射ユニット及びこれを利用する薄膜蒸着装置及び方法
KR101645262B1 (ko) 가스 분산 장치
TWI694493B (zh) 用於半導體製程腔室的表面塗層的襯套組件
US20090004405A1 (en) Thermal Batch Reactor with Removable Susceptors
WO2004015742A3 (en) High rate deposition in a batch reactor
JP5619164B2 (ja) Cvd方法およびcvd反応炉
JP2010524205A5 (ko)
US20190177851A1 (en) System and method for gas phase deposition
JP2010529296A5 (ja) Cvd反応装置における基板の表面温度の温度制御のための装置
TWI828737B (zh) 用於提供多種材料至處理腔室的噴淋頭
KR20130111029A (ko) 화학 기상 증착 장치용 서셉터 및 이를 구비하는 화학 기상 증착 장치
KR20120083712A (ko) 서셉터 및 이를 구비하는 화학 기상 증착 장치
JP2020047911A (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
KR20120107806A (ko) 박막 균일도 개선을 위한 수직형 박막증착장치
KR100900318B1 (ko) 박막증착장치용 샤워헤드 및 박막증착장치 세정방법
JP6200092B2 (ja) ヒーター部材及びそれを有する基板処理装置
KR20120110823A (ko) 박막 균일도 개선을 위한 복층형 박막증착장치
KR20110077462A (ko) 증착장치
KR100966370B1 (ko) 화학 기상 증착 장치
JP2009249651A (ja) 気相成長装置及び気相成長方法
KR20080078310A (ko) 가스 분사 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치
KR101128738B1 (ko) 증착장치
TWI836110B (zh) 溫度控制總成、及控制氣相反應器之溫度控制總成的溫度之方法
KR20120117582A (ko) 가변 회전중심을 가지는 서셉터를 포함하는 박막증착 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application