KR20140067790A - 서셉터의 코팅 지지대 - Google Patents

서셉터의 코팅 지지대 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서셉터의 코팅 지지대에 관한 것으로, 지지판과, 상기 지지판에 고정되어 서로 다른 크기의 서셉터를 서로 다른 높이에서 복수의 지지점을 가지도록 지지하되, 상기 서로 다른 크기의 서셉터들이 위로 갈수록 크기가 커지도록 중첩되게 지지하는 다수의 지지기재를 포함한다. 본 발명은 서셉터를 수평 장입하되 크기가 다른 다수의 서셉터를 동시에 장입할 수 있도록 하여, 동시 장입이 가능한 서셉터의 수량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

서셉터의 코팅 지지대{Coating support for susceptor}
본 발명은 서셉터의 코팅 지지대에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그라파이트 서셉터의 표면에 SiC를 코팅할 때 휨 발생을 줄일 수 있는 서셉터의 코팅 지지대에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조용 기판을 처리하는 과정에서 그 기판을 지지하는 서셉터는 그라파이트 재질을 사용하였다. 그러나 엘이디 제조용 기판을 지지하는 서셉터는 엘이디 제조과정에서 박막의 증착온도가 반도체 제조의 그것에 비해 높아 그라파이트 재질의 서셉터에서 이물이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래 서셉터의 표면에 세라믹 물질을 코팅하는 구조가 제안되었으며, 특히 서셉터의 표면에 SiC를 증착하는 기술이 도입되었다.
상기 SiC 코팅층이 형성된 서셉터는 기판에 박막을 증착할 때의 기판 온도 균일성 확보를 위하여 매우 균일한 두께로 SiC 코팅층이 평탄하게 코팅되어야 한다. 통상 서셉터 표면에 SiC 코팅층을 형성하기 위한 방법으로, 화학적 기상증착(CVD)을 사용하고 있다.
즉, 다수의 그라파이트 서셉터를 CVD 장비에 장입하고, 특정 압력 및 온도 조건에서 원료 가스를 공급하여 그 서셉터 표면에 SiC가 성장하도록 하는 방법을 사용한다.
이때 SiC가 균일한 두께로 성장하기 위한 조건으로, 서셉터의 온도 균일성 및 원료 가스가 분사되는 위치와의 거리 등 다양한 공정 조건이 적합하게 조성되어야 한다.
일반적으로 CVD 장비에 서셉터를 장입하는 방식은 크게 두 가지로 나누어질 수 있다. 서셉터를 세워 장입하는 수직 장입 방식과, 서셉터를 사용상태와 동일하게 수평으로 눕혀 장입하는 수평 장입 방식이 있다.
수직 장입 방식의 경우, 일괄 처리가 가능한 서셉터의 수를 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있으나, 상부와 하부측을 각각 지지하여 서셉터의 쓰러짐을 방지하여야 하기 때문에 지지점이 넓고, 지지점 부분에서의 크랙 발생이 빈번하다는 단점이 있다. 또한 그 지지부분의 색상이 변색되는 등 지지부분과 비지지부분에 차이가 발생하는 문제점이 있었다.
또한 원료 가스가 공급되는 위치에 대하여 상대적으로 가깝고 먼 위치가 명확하게 되어 증착되는 SiC 코팅층의 두께가 상하로 차이가 발생하여, 응력에 의해 서셉터의 휨 등이 발생할 수 있다.
이와는 대조적으로 수평 장입의 경우에는 상부에서 공급되는 원료 가스에 의해 증착되는 SiC 코팅층의 두께가 비교적 균일하다는 장점이 있으나, 공간의 한계로 인하여 상대적으로 1회에 장입할 수 있는 수량이 적어 생산성이 저하되는 문제점이 있으며, 파티클이 쉽게 표면에 위치하게 되어 수율이 저하될 수 있다.
또한 수평 장입된 서셉터의 중앙을 지지하기 때문에 반드시 서셉터의 저면 중앙에 오목한 지지점이 마련되어 있어야 하며, SiC 코팅층을 코팅한 후 분리하는 과정에서 그 지지점을 지지하는 지지부와 SiC 코팅층의 일부가 접하여 박리가 발생할 수 있는 문제점이 있었다. 이는 지지부에도 SiC 코팅층이 일부 코팅되면서 서셉터 표면의 SiC 코팅층과 물리적으로 연결되기 때문이다.
아울러 수평 장입된 서셉터의 중량과 SiC 코팅층의 증착에 의해 발생되는 응력이 작용하여 서셉터에 휨이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
최근의 공개특허 10-2011-0113612호(2011년 10월 17일 공개)에는 생산 코스트를 낮추고, 장치를 대형화 하지 않으면서도 서셉터의 품질과 생산성을 높일 수 있는 지지장치가 기재되어 있다.
그러나 이와 같은 구조에서는 서셉터의 배면 중앙부는 소정면적으로 SiC 코팅층이 증착될 수 없으며, 여전히 수직 장입 방식과 유사한 방식을 사용하여 증착되는 SiC 코팅층의 두께가 불균일한 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는, CVD 장비에 동시에 장입할 수 있는 서셉터의 수량을 증가시키며, SiC 코팅층의 두께 균일성을 확보할 수 있는 서셉터의 코팅 지지대를 제공함에 있다.
또한 본 발명의 다른 과제는, 지지점을 분산시켜 서셉터의 중량 및 SiC 코팅층의 증착에 따른 응력 발생을 줄여 서셉터에 휨이 발생하는 것을 방지할 수 있는 서셉터의 코팅 지지대를 제공함에 있다.
아울러 본 발명의 또 다른 과제는, 변색과 크랙 또는 박리의 발생을 방지할 수 있는 서셉터의 코팅 지지대를 제공함에 있다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명 서셉터의 코팅 지지대는, 지지판과, 상기 지지판에 고정되어 서로 다른 크기의 서셉터를 서로 다른 높이에서 복수의 지지점을 가지도록 지지하되, 상기 서로 다른 크기의 서셉터들이 위로 갈수록 크기가 커지도록 중첩되게 지지하는 다수의 지지기재를 포함한다.
본 발명은, 서셉터를 수평 장입하되 크기가 다른 다수의 서셉터를 동시에 장입할 수 있도록 하여, 동시 장입이 가능한 서셉터의 수량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명은 지지점의 수를 증가시켜 서셉터 자체의 중량에 의한 휨 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 서셉터와 접촉되는 지지대의 끝 부분에서 SiC의 증착을 방지하여 서셉터를 지지대에서 분리할 때 박리 또는 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서셉터 코팅 지지대의 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서셉터 코팅 지지대에 다수의 서셉터가 지지된 상태의 단면 구성도이다.
도 3 내지 도 6은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 코팅 지지대의 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서셉터 코팅 지지대에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서셉터 코팅 지지대의 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서셉터 코팅 지지대의 사용상태 단면도이다.
도 1과 도 2를 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서셉터 코팅 지지대는, 판상의 지지판(10)과, 상기 지지판(10)의 중앙으로부터 제1반지름(R1)을 가지는 원 상에 다수 결합되어 제1크기의 서셉터(1)를 지지하는 제1지지기재(20)와, 상기 지지판(10)의 상기 제1반지름(R1)에 비하여 더 큰 제2반지름(R2)을 가지는 원 상에 다수 결합 되어 제2크기의 서셉터(2)의 저면 일부를 지지하는 제2지지기재(30)와, 상기 지지판(10)의 상기 제2반지름(R2)에 비하여 더 큰 제3반지름(R3)을 가지는 원 상에 다수 결합되어 제3크기의 서셉터(3)의 저면 일부를 지지하는 제3지지기재(40)를 포함하여 구성된다.
상기 제3지지기재(40)는 제2지지기재(30)에 비하여 길이가 더 길고, 제3크기의 서셉터(3)에 점접촉하는 구조이며, 상기 제2지지기재(30)는 제1지지기재(20)에 비하여 길이가 더 길고, 제2크기의 서셉터(2)의 저면에 점접촉되는 구조이다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서셉터 코팅 지지대의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.
먼저 판상의 지지판(10)은 원판형일 수 있으며, 지름의 크기가 각각 제1반지름(R1), 제2반지름(R2) 및 제3반지름(R3)의 가상의 원을 따라 각각 다수의 제1 내지 제3결합공(17,18,19)이 마련되어 있다.
상기 제1 내지 제3결합공(17,18,19)은 상하로 완전히 관통된 통공이거나, 상부측에서 소정의 깊이로 마련된 홈일 수 있다.
상기 제1 내지 제3결합공(17,18,19)에는 각각 제1 내지 제3지지기재(20,30,40)가 결합된다. 이때 상기 제1 내지 제3지지기재(20,30,40)는 모두 열분해 탄소, 유리화 탄소(Glassy Carbon) 등 일 수 있으며, 이러한 재질은 증착물인 SiC와의 열팽창계수 차이로 인하여, 실제적으로는 지지기재에 SiC가 코팅이 거의 이루어지지 않는 재질이다. 또한 지지기재의 재질로써 그라파이트, 금속산화물인 TaC, SiC 등도 가능하다.
상기 제1반지름(R1)의 가상의 원을 따라 마련된 제1결합공(17)은 모두 4개 이상으로 하는 것이 바람직하며, 각각 동일한 이격 거리를 두고 배치된다. 상기 제1결합공(17)들에 각각 결합되는 다수의 제1지지기재(20)는 가장 짧은 것이며, 가장 크기가 작은 제1크기의 서셉터(1)의 저면부 가장자리를 지지한다.
또한 제2반지름(R2)의 가상의 원을 따라 마련된 제2결합공(18) 역시 4개 이상으로 하는 것이 바람직하다. 서셉터를 지지하는 지지점을 4개 이상으로 하는 경우 서셉터 자체의 중량을 각 지지점에서 분산시켜 하중에 의한 휨 발생을 방지할 수 있으며, SiC 코팅층의 증착과정에서 발생할 수 있는 응력을 줄일 수 있다.
상기 제2결합공(18)에 결합되는 제2지지기재(30)들은 상기 제1지지기재(20)들에 비해 길이가 더 긴 것이며, 각각의 끝단이 상기 제1크기의 서셉터(1)에 비해 더 큰 크기의 제2크기의 서셉터(2)의 저면 가장자리에 접촉되어 제2크기의 서셉터(2)를 지지하게 된다.
이때 제2크기의 서셉터(2)는 제1크기의 서셉터(1)의 상부측에서 이격되어 위치하게 된다.
아울러 제3반지름(R3)의 가상의 원을 따라 마련된 제3결합공(19) 역시 4개 이상으로 마련될 수 있으며, 바람직하게는 4개에서 8개 사이가 적당하다. 지지점의 수가 4개 미만이면 하중의 분산 효과가 크기 않고, 8개를 초과하는 경우 원료 가스의 유입이 원활하지 않을 수 있다. 상기 제2크기의 서셉터(2)보다 높은 위치에서 제2크기의 서셉터(2)보다 더 큰 제3크기의 서셉터(3)의 저면 가장자리를 지지하기 위하여 제2지지기재(30)보다 더 긴 제3지지기재(40)가 결합된다.
이처럼 본 발명은 SiC가 코팅되는 서셉터를 수평 장입하되, 서셉터의 크기에 따라 높이를 분할하여 더 작은 서셉터가 하부에 위치하도록 배치하여 장입량을 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 종래의 수평 장입에서 저면 중앙부만을 지지할 때 발생할 수 있는 서셉터의 휨을 방지하고, 제1 내지 제3지지기재(20,30,40)의 재질을 SiC의 증착이 어려운 재질로 하여 SiC 코팅층을 형성한 후, 서셉터를 분리하는 과정에서 SiC 코팅층의 박리 또는 크랙이 발생하지 않게 된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 코팅 지지대의 구성도이다.
도 3을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 코팅 지지대는, 상기 판상의 지지판(10)을 링 형태로 분할한 구조이다.
즉, 상기 지지판(10)을 상기 제1지지기재(20)가 고정되는 제1지지링(11), 제2지지기재(30)가 고정되는 제2지지링(12), 제3지지기재(40)가 고정되는 제3지지링(13)으로 분할한다.
이때와 같이 분할된 지지판(10)을 사용할 때 얻어지는 효과는 SiC를 코팅할 제3크기의 서셉터(3)가 없는 경우 상기 제3지지링(13)을 제외하고, 제1지지링(11)과 제2지지링(12)을 사용하여, 제1지지기재(20)에 의해 제1크기의 서셉터(1)를 지지하고, 그 상부측에서 제2지지기재(30)에 의해 제2크기의 서셉터(2)를 지지하도록 함으로써, 수평방향으로 더 많은 제1크기의 서셉터(1)와 제2크기의 서셉터(2)를 동시에 CVD 장비에 장입하여 SiC 코팅층을 형성할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
즉, 동시 장입할 서셉터의 크기에 따라 제1지지링(11), 제2지지링(12) 또는 제3지지링(13)을 선택적으로 사용할 수 있기 때문에 CVD 장비의 바닥면을 보다 효율적으로 사용할 수 있게 되어, 동시 처리할 수 있는 서셉터의 수를 증가시킬 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터의 코팅 지지대의 구성도이다.
도 4를 참조하면 제1크기의 서셉터(1), 제2크기의 서셉터(2), 제3크기의 서셉터(3)들은 모두 수평 상태에서 경사지게 지지 될 수 있다.
앞선 실시예들에서는 제1지지기재(20)들의 높이는 서로 동일하고, 제2지지기재(30)들의 높이가 서로 동일하며, 역시 제3지지기재(40)들의 높이가 서로 동일하여, 제1크기의 서셉터(1), 제2크기의 서셉터(2) 및 제3크기의 서셉터(3)가 모두 수평한 상태로 지지되는 것으로 설명하였으나, 각 서셉터들(1,2,3)을 경사지게 지지할 수 있음을 보인 예이다.
이는 제1크기의 서셉터(1)의 저면 가장자리를 지지하는 제1지지기재(20)들의 길이에 차등을 두고, 제2크기의 서셉터(2)의 저면 가장자리를 지지하는 제2지지기재(30)들의 길이에 차등을 두며, 역시 제3지지기재(40)들의 길이에 차등을 두어 제3크기의 서셉터(3)를 경사지게 지지할 수 있게 된다.
이처럼 제1 내지 제3크기의 서셉터(1,2,3)을 각각 경사지게 지지하는 경우 파티클이 그 상부에 존재하는 것을 완화할 수 있어, SiC 코팅층 형성의 수율을 높일 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 코팅 지지대의 구성도이다.
도 5를 참조하면 제1 내지 제3크기의 서셉터(1,2,3)들을 수평상태로 서로 다른 높이에서 지지하되, 제1지지기재(20), 제2지지기재(30) 및 제3지지기재(40)의 길이가 모두 동일한 것을 도시하였다.
즉, 상기 도 3의 실시예에서는 제1지지링(11), 제2지지링(12) 및 제3지지링(13)의 높이가 동일하고, 각각에 지지되는 제1지지기재(20), 제2지지기재(30) 및 제3지지기재(30)의 길이를 다르게 한 것을 설명하였으나, 도 5에서는 제1지지링(11)의 두께를 가장 얕게하고, 제2지지링(12)의 두께가 중간, 제3지지링(13)의 두께를 가장 두껍게 함으로써, 동일한 길이의 제1지지기재(20), 제2지지기재(30) 및 제3지지기재(40)를 사용하면서도 동일한 위치에서 각 서셉터를 상하로 중첩되게 배치할 수 있다.
상기 도 5의 구조는 상기 도 4를 참조하여 설명한 구조와 같이 각 지지기재들(20,30,40)의 높이에 차이를 두어 제1 내지 제3크기의 서셉터(1,2,3)를 경사지게 지지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 코팅 지지대의 구성도이다.
도 6을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 코팅 지지대는, 상기 도 5를 참조하여 설명한 구조에서 제1 내지 제3지지링(11,12,13)의 상면이 완만한 경사면이 되도록 하여 제1 내지 제3크기의 서셉터들(1,2,3)을 경사지게 지지할 수 있다.
즉, 제1 내지 제3지지기재(20,30,40) 각각의 길이에 차등을 두지 않고도, 지지링들(11,12,13)의 두께와 경사에 의해 다양한 지지 상태를 이룰 수 있게 된다.
이러한 변형예들에도 불구하고, 본 발명은 서셉터를 수평 장입하되, 그 서셉터의 크기에 따라 높이에 차등을 두어 장입할 수 있게 되어, 동시 장입 수량을 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 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:지지판 11 내지 13:제1 내지 제3지지링
20:제1지지기재 30:제2지지기재
40:제3지지기재

Claims (7)

  1. 지지판; 및
    상기 지지판에 고정되어 서로 다른 크기의 서셉터를 서로 다른 높이에서 복수의 지지점을 가지도록 지지하되, 상기 서로 다른 크기의 서셉터들이 위로 갈수록 크기가 커지도록 중첩되게 지지하는 다수의 지지기재를 포함하는 서셉터의 코팅 지지대.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지판은,
    상기 지지하는 서셉터의 크기에 따라 링형상으로 분할되는 다수의 지지링을 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터 코팅 지지대.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지대 각각은,
    상기 서셉터의 저면 가장자리에 점접촉되는 봉상의 구조이며, 그 재질은 열분해 탄소, 유리화 탄소, 그라파이트 또는 금속탄화물인 것을 특징으로 하는 서셉터의 코팅 지지대.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 서로 다른 크기의 서셉터를 각각 지지하는 다수의 지지기재 각각은 더 큰 서셉터를 지지하는 지지기재의 길이가 더 긴 것을 특징으로 하는 서셉터의 코팅 지지대.
  5. 제4항에 있어서,
    하나의 서셉터를 지지하는 다수의 지지기재 각각은,
    길이의 차이에 의해 상기 서셉터를 경사지게 지지하는 것을 특징으로 하는 서셉터의 코팅 지지대.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 지지링은,
    지지하는 상기 서셉터의 크기가 더 클수록 두께가 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 서셉터의 코팅 지지대.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다수의 지지링 각각은,
    상면이 경사져 상기 서셉터를 경사지게 지지하는 것을 특징으로 하는 서셉터의 코팅 지지대.
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KR1020120135488A KR20140067790A (ko) 2012-11-27 2012-11-27 서셉터의 코팅 지지대

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KR102245653B1 (ko) 2019-12-06 2021-04-29 주식회사 와이컴 배치식 처리장치 및 이를 이용한 탄화규소 제품의 재생방법
WO2022093597A1 (en) * 2020-10-26 2022-05-05 Applied Materials, Inc. Semiconductor chamber components with high-performance coating
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