KR20150087974A - 엘시디용 서셉터 및 섀도우프레임 기능을 구비한 히터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와; 상기 공정챔버 내에 설치되어 기판이 안착되는 서셉터를 포함하는 기판처리장치의 서셉터로서, 기판의 평면크기에 대응되어 기판을 지지하는 기판지지면과, 상기 기판지지면에 지지된 기판의 가장자리를 따라서 형성되며 상기 기판지지면에 지지된 기판의 가장자리와 간격을 두고 상측으로 돌출되어 형성된 외곽돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터를 개시한다.

Description

엘시디용 서셉터 및 섀도우프레임 기능을 구비한 히터 {Susceptor and substrate processing apparatus having the same}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증착 증 기판처리를 수행하는 기판처리장치의 서셉터 및 그를 가지는 기판처리장치에 관한 것이다.
기판처리장치의 일종인 화학기상 증착장비는 박막 트랜지스터 액정표시장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display Device)용 패널기판 또는 유기발광장치 패널기판 등 기판 표면에 박막을 증착하는 공정에 주로 이용되고 있다.
화학기상 증착장치로는 일반적으로 플라즈마 화학기상 증착장비(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Device 이하, PECVD 장치로 약칭함)가 많이 사용되므로 이하 상기 PECVD를 중심으로 종래 기술에 관하여 설명한다.
도 1은 종래의 PECVD 장비(한국 공개특허공보 제10-2004-0075180호)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 가스 주입구(12) 및 배기구(14)를 가지는 처리공간을 형성하는 공정챔버(16)는 상부전극을 이루면서, 가스를 처리공간으로 분사하는 샤워헤드(11 ; showerhead)와 하부전극을 이루는 서셉터(20 ; susceptor)가 일정간격 이격되어 대향하고 있고, 이 샤워헤드(11)에는 고주파를 공급하는 RF(Radio Frequency) 전원(24)이 연결되어 있으며, 서셉터(20)는 접지된다.
상기 샤워헤드(11)는 가스 주입구(12)를 통해 공급되는 반응가스가 처리공간으로 주입하는 하고, 서셉터(20)는 기판(18)에 열에너지를 공급하는 히터기능과, 기판(18)을 상부 및 하부 방향으로 움직이도록 이동성을 가진다.
그리고, 상기 기판(18)의 양 외곽부 상에는 섀도우 프레임(30)이 위치하는데, 이 섀도우 프레임(30)은 기판 외곽부를 일정간격 덮음으로써, 기판(18)의 외부로 플라즈마(31)가 방전되는 것을 방지하여 증착 두께의 균일성을 유지시키는 일종의 마스크 역할을 한다.
상기 서셉터(20)의 하부에는 이 서셉터(20)와 일정간격 이격되어 핀 플레이트(40 ; pin plate)가 형성되어 있고, 이 핀 플레이트(40)와 서셉터(20) 사이 중앙부에는 서셉터(20)를 상, 하로 움직이게 하는 승강기구(42 ; elevator)가 위치하고 있다.
이 핀 플레이트(40)의 상부에는 서셉터(20)의 기판 접촉영역(i)과 기판 비접촉영역(ii)의 경계부를 관통하며 기판(18)의 양끝을 가이드하는 가이드 핀(32)이 상부방향으로 형성되어 있다.
또한, 상기 서셉터(20)의 상부에 놓여진 기판(18)의 양 외곽부와 대응하는 상부에는 섀도우 프레임(30)이 위치하고 있는데, 이 단계에서 이 섀도우 프레임(30)은 챔버하부 월(37)에 의해 지지되며, 기판(18)과는 일정간격 이격된 상태이다.
상기 챔버하부 월(37)은 섀도우 프레임과 접촉하는 내부월로서, 공정챔버의 외곽을 구성하여 진공상태를 유지하는 외부월과는 구별되며, 이하 기술된 챔버하부 월은 상기 내부월을 의미한다.
상기 PECVD를 사용하여 기판(18)에 증착작업을 수행하는 과정의 일예를 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.
기판 제조공정 중 박막 증착을 위한 PECVD 장치에서는 공정챔버 내부에 증착에 필요한 가스를 주입하여 원하는 압력과 기판 온도가 설정되면, RF 전원을 이용하여 주입된 가스를 플라즈마 상태로 분해하여 기판 위에 증착을 하는 것으로, 증착 메커니즘(mechanism)은 챔버 내로 유입된 기체 화합물이 분해되는 1차 반응, 분해된 가스 이온들과 불안정한 이온상태인 라디칼 이온(Radical Ion)들이 상호 반응하는 2차반응, 피증착 기판(18) 상에서 가스 이온과 라디칼 이온들의 재결합으로 생긴 원자들의 상호작용으로 핵생성 후에 박막이 형성되는 3차 반응으로 나눌 수 있다.
유입되는 기체 화합물은 형성하는 막의 종류에 따라 달라지며, 일반적으로 실리콘 질화막 경우는 SiH4, H2, NH3, N2 의 혼합 Gas가 이용되고, 비정질 실리콘막의 증착에는 SiH4, H2 가 쓰이며, 인(P)을 도핑하여 전자 이동도를 높이는 불순물 비정질 실리콘막(n+ a-Si)의 형성 시에는 상기 비정질 실리콘용 반응가스에 PH3가 첨가된다.
상기 PECVD 장치에 의한 증착공정에서는, RF 전원(Radio Frequency Power), 증착 온도, 가스 유입량 및 전극과 기판 간의 거리가 형성되는 박막의 특성을 좌우한다.
이하, 기술될 내용에서는 PECVD 장치의 내부구조에 대해서 상세히 설명하고 PECVD장치의 섀도우 프레임(30)을 공정챔버 내에 고정시키는 방법에 대해서 상세히 설명한다.
도 2는 상기 도 1의 'I' 영역에 해당하는 평면을 개략적으로 도시한 것으로, 설명의 편의상 기판의 도시는 생략하였다.
도시한 바와 같이, 상기 서셉터(20)를 포함하는 공정챔버(16) 하부와 사각틀 형상의 섀도우 프레임(30)을 각각 분리하여 나타내었다.
상기 서셉터(20)의 외곽에는 섀도우 프레임(30)을 지지하기 위한 챔버하부 월(wall ; 37)이 둘러싸고 있다.
상기 서셉터(20)의 기판 비접촉영역(ii) 상에는 기판 각 모서리부를 고정시키기 위한 다수 개의 가이드 핀(32)과, 네 변의 중심점과 대응하는 위치에서 섀도우 프레임(30)을 고정시키기 위한 얼라인 핀(34)이 형성되어 있고, 기판 접촉영역 내에는 기판을 상, 하로 이동시켜 기판의 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)을 용이하게 하는 다수 개의 리프트 핀(36)들이 형성되어 있다.
한편, 상기 섀도우 프레임(30)에는 다수 개의 얼라인 홈(38)이 형성되어 있는데, 이 얼라인 홈(38)은 섀도우 프레임(30)의 마주보는 변의 중심과 대응하는 위치 및 점선으로 표시한 바와 같이 상기 서셉터(20)의 얼라인 핀(34)과 대응되는 위치관계를 가져, 도 1에서 도시한 단면도에서 보여지듯이 이 얼라인 홈(38)에 얼라인 핀(34)이 정상 삽입되도록 한다.
즉, 상기 섀도우 프레임(30)이 챔버 내에 안정되게 고정되는 것은 얼라인 홈(38)과 얼라인 핀(34)의 결합 정도에 의존하게 됨을 알 수 있다.
이하, 증착공정의 진행단계 별로 서셉터(20)의 상하 이동에 따라서 섀도우 프레임(30)의 얼라인의 필요성에 관하여 상세히 설명한다.
우선, 공정챔버(16)의 일측부에 형성된 로딩부로부터 기판(18)이 서셉터(20)의 상면으로 로딩된다. 이때, 상기 서셉터(20)에 구비된 얼라인 핀(34)은 섀도우 프레임(30)과 비접촉된 상태이며, 섀도우 프레임(30)은 챔버하부 월(37)에 의하여 지지된다.
이후, 상기 서셉터(20)를 증착위치로 이동시키는 단계가 진행되며, 승강기구(42)에 의하여 서셉터(20)의 기판 접촉영역(i)과 기판 비접촉영역(ii)이 동시에 상부방향으로 움직이게 되고, 서셉터(20)의 얼라인 핀(34)이 섀도우 프레임(30) 하부의 얼라인 홈(38)과 대응되는 방향으로 같이 이동하게 된다.
이후, 상기 기판(18)의 증착을 진행하기 위해 기판(18)이 놓인 서셉터(20)를 증착위치로 이동시키게 된다.
상기 증착위치에서, 섀도우 프레임(30)은 서셉터(20)의 상승력에 의해 챔버하부 월(37)과 일정간격 이격되며, 서셉터(20)와의 접촉에 의해 고정된다.
이때, 이 서셉터(20)와 섀도우 프레임(30)간의 접촉 안정도는 얼라인 핀(34)과 얼라인 홈(도 2의 38) 간의 얼라인 정도에 달려있다.
도 3a 및 3b는 각각 섀도우 프레임(30)이 미스 얼라인되는 경우를 나타낸 도면이다.
도 3a는 서셉터(20)로 기판이 로딩되는 단계에 관한 도면으로서, 이 경우에서는 섀도우 프레임(30)이 챔버 내로 로딩시, 챔버하부 월(37) 상부에 별도의 얼라인 장치없이 임시고정되므로, 챔버(16) 내의 펌핑 오프(off)시의 백 스트림(back stream)이나 펌핑(pumping)시에 챔버(16)내의 압력이 급변화함에 따라, 도시한 바와 같이, 섀도우 프레임(30)이 원래 위치에서 빗겨나게 된다. 따라서, 섀도우 프레임(30)이 서셉터(20)에 고정시 추후 서셉터(20)의 상승력에 의해 섀도우 프레임(30)과 서셉터(20) 간에 미스 얼라인이 발생할 확률이 높아진다.
도 3b는 상기 챔버하부 월(37)에 의해 고정되어 있던 섀도우 프레임(30)을 서셉터(20)의 상승력에 의해 섀도우 프레임(30)이 챔버하부 월(37)로부터 일정간격 이격되어, 기판(18)의 외곽부를 덮으며, 서셉터(20)의 얼라인 핀(34)에 의해 고정되는 단계이다. 도 3b는 도 3a에서 설명한 바와 같은 미스 얼라인이 발생하여 얼라인 핀(34)이 손상된 모습을 보이고 있다.
미스 얼라인이 발생하게 되면 다음과 같은 문제점을 가지게 된다.
첫째, 일반적으로 얼라인 핀(34)은 세라믹(ceramic) 재질로 이루어지며 서셉터(20)의 기판 비접촉부(ⅱ)에 나사체결 방식으로 고정되어 있으며 상기 얼라인 핀(34)의 재질 특성상 나사체결 부위는 기계적 충격에 취약한 구조를 갖는다.
따라서, 상기와 같이 미스 얼라인이 발생한 경우 서셉터(20)가 상승함에 따라 얼라인 핀(34)이 얼라인 홈(38)에 삽입되지 못하고 섀도우 프레임(30)과 부딪침으로써 얼라인 핀(34)이 파손되는 문제점이 있다.
둘째, 상기 섀도우 프레임(30)은 세라믹보다 기계적인 강도가 낮은 알루미나(Al2O3)로 이루어지기 때문에 서셉터(20)의 상승력에 의해 섀도우 프레임(30)과 얼라인 핀(34)이 충돌하게 되면, 이 섀도우 프레임(30)과 얼라인 핀(34)의 접촉면에서 증착불량을 일으키는 파티클(particle)이 발생하게 된다.
이 파티클의 발생은 상기 증착막을 사이에 두고 전, 후 공정에 형성된 금속배선간에 쇼트를 발생시키는 원인으로 작용하여, 제품불량을 초래할 수 있는 문제점이 있다.
셋째, 상기 도 3a 및 3b와 같이 섀도우 프레임(30)이 공정챔버(16) 내에 불안정하게 고정되면, 증착공정에서 챔버 내에서 양극(Anode)으로서 기능하는 서셉터(20) 측의 일부에 틈이 생겨 플라즈마 밀도의 균일성이 파괴되는 플라즈마 리크(leak)가 유발되며, 이로 인하여 불균일한 증착이 이루어지는 등의 증착불량을 초래함으로써 장비가동률이 저하되고 생산수율이 떨어지는 문제점이 있다.
더 나아가 상기와 같이, 종래의 기판처리장치는, 섀도우 프레임(30)을 사용함으로써 다음과 같은 문제점들 있다.
첫째, 섀도우 프레임(30) 및 기판이 서로 중첩되는 부분으로 인하여 기판 표면에 기판처리, 즉 증착되지 않은 부분의 발생되는 문제점이 있다.
둘째, 섀도우 프레임(30) 및 기판이 서로 중첩될 때 그 사이의 간극으로 증착물질이 유입되어 파티클 등이 발생되어 기판을 오염시키는 문제점이 있다.
셋째, 섀도우 프레임(30)이 설치되는 경우 섀도우 프레임(30)의 지지구조, 정렬구조 등 그 구조가 복잡한 문제점이 있다.
넷째, 섀도우 프레임(30)의 사용으로 인하여 처리대상인 기판의 크기가 제한되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 서셉터의 상면 중 기판이 안착된 상태에서 기판의 가장자리 외측에서 기판의 가장자리를 따라 상측으로 돌출시킴으로써 섀도우 프레임과의 중첩되는 부분을 없애 기판처리 효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 서셉터 및 그를 가지는 기판처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와; 상기 공정챔버 내에 설치되어 기판이 안착되는 서셉터를 포함하는 기판처리장치의 서셉터로서, 기판의 평면크기에 대응되어 기판을 지지하는 기판지지면과, 상기 기판지지면에 지지된 기판의 가장자리를 따라서 형성되며 상기 기판지지면에 지지된 기판의 가장자리와 간격을 두고 상측으로 돌출되어 형성된 외곽돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터를 개시한다.
상기 기판지지면 및 상기 외곽돌출부의 상면은, 아노다이징 처리되거나, 세라믹 용사에 의하여 코팅될 수 있다.
상기 기판지지면에서 기판이 안착된 상태에서 기판의 가장자리 일부분의 내측부분에서의, 상기 아노다이징 처리된 층의 두께 또는 상기 세라믹 용사 코팅된 층의 두께보다 나머지 부분이 더 두껍게 형성됨이 바람직하다.
상기 외곽돌출부는, 상기 기판지지면으로부터 경사를 이루는 경사면과, 상기 기판지지면에 대하여 상측으로 돌출되며 상기 기판지지면과 평행을 이루는 평면부를 포함할 수 있다.
상기 서셉터의 내부에 설치되는 히터를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와; 상기 공정챔버 내에 설치되어 기판이 안착되는 서셉터로서, 상기와 같은 구성을 가지는 서셉터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.
상기 외곽돌출부는, 상기 기판지지면으로부터 경사를 이루는 경사면과, 상기 기판지지면에 대하여 상측으로 돌출되며 상기 기판지지면과 평행을 이루는 평면부를 포함할 수 있다.
상기 서셉터의 내부에 설치되는 히터를 더 포함할 수 있다.
여기서 히터의 설치와 관련하여, 본 발명의 또 다른 측면으로는, 엘시디용 서셉터 및 섀도우프레임 기능을 구비한 히터를 개시한다.
상기 기판처리장치는 PECVD 공정을 수행할 수 있다.
상기 공정챔버의 상측에는 기판처리를 위한 가스를 분사하는 샤워헤드가 설치될 수 있다.
상기 서셉터는 상기 공정챔버 내에서 상하로 이동가능하게 설치될 수 있다.
상기 공정챔버는, 기판의 저면을 지지하는 복수의 리프트핀들이 관통되어 설치되며, 상기 서셉터가 상기 공정챔버에 대하여 하강할 때 상기 복수의 리프트핀들의 저면을 지지하여 복수의 리프트핀들을 상기 서셉터에 대하여 상승시켜 기판의 저면을 지지하도록 하는 리프트핀지지부가 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 서셉터 및 그를 가지는 기판처리장치는, 기판인 안착된 상태에서 기판의 가장자리를 따라 상측으로 돌출시킴으로써 기판처리시 섀도우 프레임과 중첩되는 부분을 없애 기판처리 효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 서셉터 및 그를 가지는 기판처리장치는, 기판처리시 섀도우 프레임과 중첩될 필요가 없어 처리 가능한 기판의 크기의 제한을 없애 보다 다양한 크기의 기판들에 대한 처리가 가능하여 기판의 생산효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
더 나아가 본 발명에 따른 서셉터 및 그를 가지는 기판처리장치는, 기판처리시 섀도우 프레임과 중첩될 필요가 없어 기판 표면 전체에 대한 기판처리가 가능하여 기판처리의 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 서셉터 및 그를 가지는 기판처리장치는, 섀도우 프레임을 구비하지 않아 서셉터의 승하강 및 섀도우 프레임의 미스얼라인에 따른 기판처리의 불량을 방지할 수 있으며, 기판 및 섀도우 프레임 사이의 간극을 통한 파티클의 발생을 방지할 수 있으며, 서셉터 등의 구조가 간단한 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 서셉터 및 그를 가지는 기판처리장치는, 섀도우 프레임을 구비하는 대신, 섀도우 프레임에 대응되는 부분을 기판을 지지하는 지지면의 가장자리에 상측으로 돌출시킴으로써 구조가 간단하며 섀도우 프레임의 설치에 따른 문제점을 해소할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 종래 기술에 의한 화학기상 증착장비의 단면도이다.
도 2는, 도 1의 "I" 부분에 관한 평면도이다.
도 3a는, 종래기술에 의한 언리딩 상태에서 섀도우 프레임에 미스얼라인이 발생하는 경우에 관한 단면도이다.
도 3b는, 종래기술에 의한 섀도우 프레임을 증착 위치로 상승시킨 경우의 단면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 서셉터를 보여주는 일부 단면도이다.
도 5는, 도 4의 서셉터를 보여주는 평면도이다.
도 6a 내지 도 6c는, 도 4의 서셉터의 제조방법의 일예를 보여주는 일부단면도들이다.
도 7a 내지 도 7c는, 도 4의 서셉터의 제조방법의 다른 예를 보여주는 일부단면도들이다.
이하 본 발명에 따른 서셉터 및 그를 가지는 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 서셉터를 제외한 나머지 구성은 동일하거나 유사한바 설명의 편의상 종래기술과 동일한 도면부호를 부여한다.
참고로, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 기판처리방식 및 조건, 전원인가방식, 배기구조, 샤워헤드구조, 서셉터 구조를 제외한 나머지 구조는 도 1에 도시된 기판처리장치와 유사한 구성을 가질 수 있다.
특히 본 발명에 따른 기판처리장치는 섀도우 프레임(30)을 구비하지 않은바, 도 1에 도시된 기판처리장치에서 섀도우 프레임(30)의 설치를 전제로 한 구성들, 즉 섀도우 프레임(30), 섀도우 프레임(30)의 지지구조, 가이드 핀(32), 얼라인 핀(34) 등을 구비하지 않음은 물론이다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버(16)와; 공정챔버(16) 내에 설치되어 기판(18)이 안착되는 서셉터(200)를 포함한다.
상기 기판처리장치는, 기판처리, 바람직하게는 증착, 보다 바람직하게는 PECVD를 수행하는 장치로서 기판처리 조건에 따라서 다양한 조건을 가질 수 있다.
상기 공정챔버(16)는, 기판처리를 위한 밀폐된 처리공간을 형성하는 구성으로서, 밀폐된 처리공간을 형성할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
그리고 상기 공정챔버(16)의 상측에는 기판처리의 수행을 위한 공정가스를 처리공간으로 분사하는 샤워헤드(11), 처리공간 내의 압력제어 및 배기를 위한 배기시스템 등 다양한 구성들이 추가로 설치되거나 연결될 수 있다.
또한 공정조건에 따라서 앞서 설명한 바와 같이, 샤워헤드(11)에 RF전원이 인가되고 서셉터(200)는 접지되는 등 공정조건에 따라서 다양한 방식에 의하여 전원이 인가될 수 있다.
상기 서셉터(200)는, 공정챔버(16) 내에 설치되어 기판(18)이 안착되는 구성으로서 내부에 히터(미도시)가 설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.
상기 서셉터(200)는, 기판처리 대상인 직사각형의 기판(18)이 직사각형임을 고려하여 평면형상이 직사각형 형상을 가지며 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질을 가지며 상면은 플라즈마처리 등을 고려하여 아노다이징 처리 또는 세라믹 용사 코팅될 수 있다.
여기서 상기 서셉터(200)는, 기판(18)의 입출시 기판(18)을 서셉터(200)에 대하여 상하로 승강시키는 복수의 리프트핀(36)들이 설치될 수 있으며 이를 위하여 공정챔버(16)에 대하여 상하로 승강가능하게 설치될 수 있다.
그리고 상기 서셉터(200)는 공정챔버(16) 내에서 상하로 이동가능하게 설치될 수 있다.
또한 상기 복수의 리프트핀(36)들의 구성과 관련하여, 공정챔버(16)는, 기판(18)의 저면을 지지하는 복수의 리프트핀(36)들이 관통되어 설치되며, 서셉터(200)가 공정챔버(16)에 대하여 하강할 때 복수의 리프트핀(36)들의 저면을 지지하여 복수의 리프트핀들을 서셉터(200)에 대하여 상승시켜 기판(18)의 저면을 지지하도록 하는 리프트핀지지부(40)가 설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기 서셉터(200)는, 서셉터(200)의 가장자리에서 중앙 쪽으로 가스의 흐름을 유도하는 한편 서셉터(200)의 가장자리에서 중앙 쪽으로 플라즈마의 집중되도록 할 필요가 있다.
따라서, 본 발명에 따른 서셉터(200)는, 섀도우 프레임(30)을 사용하는 대신에 도 4 (도 5에서 Ⅳ-Ⅳ 방향의 단면) 및 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(18)의 평면크기에 대응되어 기판(18)을 지지하는 기판지지면(210)과, 기판지지면(210)에 지지된 기판(18)의 가장자리를 따라서 형성되며 기판지지면(210)에 지지된 기판(18)의 가장자리와 간격을 두고 상측으로 돌출되어 형성된 외곽돌출부(220)를 포함한다.
상기 기판지지면(210)은, 기판(18)의 평면크기에 대응되어 기판(18)을 지지하는 기판지지면(210)으로서 기판(18)의 평면형상과 대응되는 형상을 가진다.
특히 상기 기판지지면(210)은, 기판(18)이 안착될 때 오차 등을 고려하여 기판(18)의 평면크기보다 크게 형성됨이 바람직하다.
한편 상기 기판지지면(210)은 앞서 설명한 리프트핀(36)의 설치위치에 대응되어 리프트핀(36)이 관통되어 설치될 수 있도록 복수의 관통공(230)이 형성된다.
이때 상기 관통공(230)은, 상측으로 노출되는 경우 아크가 발생될 수 있는바 기판(18) 안착시 상측으로 노출되지 않도록 기판(18)이 안착된 상태에서 기판(18)에 의하여 덮일 수 있도록 기판지지면(210) 중 적절한 위치에 위치됨이 바람직하다.
상기 외곽돌출부(220)는, 기판지지면(210)에 지지된 기판(18)의 가장자리를 따라서 형성되며 기판지지면(210)에 지지된 기판(18)의 가장자리와 간격을 두고 상측으로 돌출되어 형성된다.
구체적으로 상기 외곽돌출부(220)는, 기판지지면(210)으로부터 경사를 이루는 경사면(221)과, 기판지지면(210)에 대하여 상측으로 돌출되며 기판지지면(210)과 평행을 이루는 평면부(222)를 포함함이 바람직하다.
상기 경사면(221)은, 앞서 설명한 섀도우 프레임(30)의 설치되었을 때와 동일한 조건을 가지도록, 종래의 기판처리장치에서 섀도우 프레임(30)이 서셉터(200)에 결합된 상태에서의 섀도우 프레임(30)과 동일하거나 근접한 경사각을 가지도록 형성됨이 바람직하다.
상기 평면부(222)는, 기판지지면(210) 상의 기판(18)에 대한 균일한 기판처리환경을 형성할 수 있도록 적절한 폭 및 높이(기판지지면(210)으로부터의 높이)을 가지는 것이 바람직하며, 앞서 설명한 섀도우 프레임(30)의 설치되었을 때와 동일한 조건을 가지도록, 종래의 기판처리장치에서 섀도우 프레임(30)이 서셉터(200)에 결합된 상태에서 섀도우 프레임(30)과 동일하거나 근접된 폭 및 높이을 가지는 것이 바람직하다.
한편 상기 서셉터(200)의 상면, 즉 기판지지면(210) 및 외곽돌출부(220)의 상면은, 아노다이징 처리되거나, 세라믹 용사에 의하여 코팅되는 것이 것이 바람직하다.
특히 상기 외곽돌출부(220)는, 플라즈마 등 기판처리 환경에 노출되는바 아킹 등의 발생을 방지할 수 있는 구조가 필요하다.
따라서 상기 외곽돌출부(220)은, 아노다이징 처리 또는 플라즈마 용사에 의한 코팅시 기판지지면(210)보다 두껍게 형성됨이 바람직하다.
특히 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(18) 안착의 오차 등으로 인하여 기판처리면(210)의 가장자리부분이 상측으로 노출될 수 있는바, 기판지지면(210)에서 기판(18)이 안착된 상태에서 기판(18)의 가장자리 일부분의 내측부분에서의, 아노다이징 처리된 층의 두께 또는 세라믹 용사 코팅된 층의 두께보다 나머지 부분이 더 두껍게 형성됨이 바람직하다.
즉, 상기 외곽돌출부(220) 및 기판처리면(210)의 가장자리 일부분이 플라즈마 노출시 아킹이 발생되지 않을 만큼 충분한 두께로 아노다이징 처리되거나 세라믹 등으로 플라즈마 용사 코팅됨이 바람직하다.
한편 아노다이징 처리 및 세라믹 용사코팅에 따라서 서셉터의 제조방법은 다음과 같다.
아노다이징 처리에 의한 서셉터의 제조방법은 다음과 같다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질의 부재를 기계가공에 의하여 상면에 앞서 설명한 기판지지면(210) 및 외곽돌출부(220)를 형성한다. 여기서 리프트핀(36)의 설치를 위한 관통공(230)을 함께 형성한다.
다음으로 도 6b에 도시된 바와 같이, 기판지지면(210) 및 외곽돌출부(220)의 형성 후에 서셉터(200)의 상면 또는 표면 전체, 즉 기판지지면(210) 및 외곽돌출부(220)를 포함하는 표면에 대한 1차 아노다이징 처리를 수행한다.
이때 1차 아노다이징 처리에 의하여 형성되는 아노다이징 층은 미리 설계된 조건에 따라서 결정된다.
마지막으로 도 6c에 도시된 바와 같이, 서셉터(200)에 대한 1차 아노다이징 처리 후 기판지지면(210)의 일부, 즉 가장자리 부분을 제외한 나머지 부분에 대한 아노다이징을 방지하기 위하여 마스킹 후 외곽돌출부(220) 및 기판처리면(210)의 가장자리 일부분에 대한 2차 아노다이징 처리를 수행한다.
이때 2차 아노다이징 처리에 의하여 형성되는 아노다이징 층은 미리 설계된 조건에 따라서 결정된다.
한편 상기와 같은 방법 이외에, 기판지지면(210)의 일부, 즉 가장자리 부분을 제외한 나머지 부분에 대한 아노다이징을 방지하기 위하여 마스킹 후 1차 아노다이징 처리 후, 마스킹을 제거한 후 기판지지면(210) 및 외곽돌출부(220)의 형성 후에 서셉터(200)의 상면 또는 표면 전체, 즉 기판지지면(210) 및 외곽돌출부(220)를 포함하는 표면에 대한 2차 아노다이징 처리를 수행할 수 있다.
세라믹에 의한 플라즈마 용사코팅에 서셉터의 제조방법은 다음과 같다.
먼저, 도 7a에 도시된 바와 같이, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질의 부재를 기계가공에 의하여 상면에 앞서 설명한 기판지지면(210) 및 외곽돌출부(220)를 형성한다.
여기서 리프트핀(36)의 설치를 위한 관통공(230)을 함께 형성한다.
또한 상기 외곽돌출부(220) 및 기판처리면(210)의 가장자리 일부분에 형성된 세라믹 코팅층의 두께가 더 두껍게 형성됨을 고려하여 외곽돌출부(220) 및 기판처리면(210)의 가장자리 일부분에 대응되는 부분에서 기판처리면(210) 중 기판처리면(210)의 가장자리 일부분은 더 깊게 형성한다.
다음으로 도 7b에 도시된 바와 같이, 기판지지면(210)의 일부, 즉 가장자리 부분을 제외한 나머지 부분에 대한 플라즈마 용사코팅을 방지하기 위하여 마스킹 후 1차 플라즈마 용사코팅을 수행한다.
이때 1차 플라즈마 용사코팅에 의하여 형성되는 코팅층은 미리 설계된 조건에 따라서 결정된다.
마지막으로 도 7c에 도시된 바와 같이, 마스킹의 제거 후 마스킹을 제거한 후 기판지지면(210) 및 외곽돌출부(220)의 형성 후에 서셉터(200)의 상면 또는 표면 전체, 즉 기판지지면(210) 및 외곽돌출부(220)를 포함하는 표면에 대한 2차 플라즈마 용사코팅을 수행한다.
이때 2차 플라즈마 용사코팅에 의하여 형성되는 코팅층은 미리 설계된 조건에 따라서 결정된다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
200 : 서셉터 210 : 지지면
220 : 외곽돌출부

Claims (5)

  1. 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와; 상기 공정챔버 내에 설치되어 기판이 안착되는 서셉터를 포함하는 기판처리장치의 서셉터로서,
    기판의 평면크기에 대응되어 기판을 지지하는 기판지지면과,
    상기 기판지지면에 지지된 기판의 가장자리를 따라서 형성되며 상기 기판지지면에 지지된 기판의 가장자리와 간격을 두고 상측으로 돌출되어 형성된 외곽돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판지지면 및 상기 외곽돌출부의 상면은, 아노다이징 처리되거나, 세라믹 용사에 의하여 코팅되는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기판지지면에서 기판이 안착된 상태에서 기판의 가장자리 일부분의 내측부분에서의, 상기 아노다이징 처리된 층의 두께 또는 상기 세라믹 용사 코팅된 층의 두께보다 나머지 부분이 더 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 서셉터.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 외곽돌출부는, 상기 기판지지면으로부터 경사를 이루는 경사면과, 상기 기판지지면에 대하여 상측으로 돌출되며 상기 기판지지면과 평행을 이루는 평면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 서셉터의 내부에 설치되는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
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