KR20150117443A - 공정가스의 흐름조정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치는, 챔버의 측벽에 설치되어, 챔버의 내부로 제공되는 공정가스가 기판을 향해 이동되도록 공정가스의 흐름을 가이드하는 공정가스가이드부; 공정가스가이드부의 상부에 위치되어, 챔버의 내부로 제공되는 누름가스가 공정가스를 눌러주는 흐름으로 유동되도록, 누름가스의 흐름을 가이드하는 누름가스가이드부; 및 공정가스가이드부와 누름가스가이드부에 연결되어, 기판에 대한 공정가스가이드부와 누름가스가이드부의 수평위치를 조정하는 위치조작부를 포함하여, 기판에 증착되는 공정가스의 흐름과, 공정가스를 눌러주는 누름가스의 흐름을 제어하는 것이 바람직하다.

Description

공정가스의 흐름조정장치{Apparatus for controlling gas stream}

본 발명은 공정가스의 흐름조정장치에 관한 것이며, 상세하게는 공정조건에 따라 공정가스 및/또는 누름가스의 흐름을 제어할 수 있는 공정가스의 흐름조정장치에 관한 것이다.

다양한 산업분야에서 고효율의 발광다이오드(LED)가 점차 사용됨에 따라서, 품질이나 성능의 저하 없이 대량으로 생산할 수 있는 장비가 요구되고 있다. 이러한 발광 다이오드의 제조에 유기금속화학기상증착 반응기가 널리 사용된다. 유기금속 화학기상증착(MOCVD)은 발광다이오드 및 레이저다이오드와 같은 전자장치의 제조에 사용되는 고품질의 결정박막을 증착하는 표준 방법이다.

유기금속화학기상증착(MOCVD: Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 반응기는 3족알킬화합물(유기금속원료가스) 및 5족 원료가스를 고순도 캐리어 가스와의 혼합가스를 반응실내에 공급하여 가열된 기판 위에서 열 분해하여 화합물 반도체 결정을 성장시키는 장치이다. 이러한 유기금속화학기상증착 반응기는 서셉터에 기판을 장착하여 상부로부터 가스를 주입하여 기판 상부에 반도체 결정을 성장시킨다.

상술한 유기금속화학기상증착장비에 의한 공정수행시, 라미나플로우(laminar flow) 방식이 많이 사용되고 있으며, 이는 공정가스가 기판과 수평한 방향으로 분사되는 방식이다. 이때, 기판으로 분사되는 가스주입노즐은 기판 방향으로 각도를 가지게 되며, 공정가스가 기판을 향해 분사된다.

유기금속 화학기상증착 반응기들은 질소나 수소와 같은 불활성기체에 의해 챔버 내로 운반되는 트리메틸갈륨(trimethylgallium, TMG) 또는 트리메틸인듐(trimethylindium, TMI)과 같은 유기 금속 원료를 사용한다.

상기 반응기 내에서 유기금속 화합물들은 가열되고, 분해된 후 암모니아나 아르신(arsine)과 같은 수소화물 가스와 화학적으로 반응하여 가열된 기판상에 박막을 형성한다.

예를 들어 TMG와 암모니아가 적절한 조건 하에 반응기로 주입되면, 화학 반응 결과물은 단순 이성분 화합물(simple binary compound)인 질화갈륨(gallium nitride, GaN) 막을 형성한다.

형성된 막들의 두께 및 구성은 반응기 압력, 캐리어가스 유동율, 기판 회전 속도, 온도 및 반응기 디자인에 종속적인 다른 변수들과 같은 다양한 변수를 조정함으로서 조절될 수 있다.

나아가, 상기 반응은 기판의 표면에서 일어나기 때문에 형성된 막의 속성들은 기판 상에서의 반응 가스의 유동 패턴에 의해 크게 좌우된다.

대부분의 멀티 웨이퍼(multi-wafer) MOCVD 증착 챔버는 기판과 같은 정해진 표면(desired surface) 상으로 반응가스들을 향하게 하는 단일의 가스 인젝터를 구비한다.

대한민국 등록특허 722592호에 의한 유기금속화학기상증착 반응기는 가스 주입을 위하여, 노즐이 챔버 중앙에 위치한다. 이러한 노즐 타입의 반응기는 가스의 흐름으로 인하여, 좁은 가스 주입구에서 넓은 에지(Edge)에 형성된 배기구까지 점진적인 두께감소가 발생하며, 이는 주입구에서의 가까운 곳에서 농도가 높은 가스의 반응이 먼저 발생함과, 에지로 가면서 범위가 넓어진다는 이중적인 단점이 발생한다. 즉, 가스주입노즐에서부터 거리가 멀수록 성장효율(growth efficiency)이 떨어진다. 더욱이, 배기되는 챔버 외벽에 반응가스들의 많은 소모가 발생되고 차가운 벽(Cold wall)인 챔버 외벽은 공정에 악영향을 발생시킨다.

아울러, 챔버에 설치된 가스주입노즐은 위치가 고정되어, 기판으로 제공되는 공정가스, 불활성 가스 또는 누름가스의 흐름을 컨트롤하기 어려우며, 가스주입노즐의 조립공차에 따라 챔버 내로 유입되는 공정가스 및/또는 누름가스의 흐름이 다르게 진행될 수 있고, 이로 인해 공정결과가 다르게 나올 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공정가스와 누름가스의 분사위치를 가변시켜, 라미나플로우 방식에 따른 유기금속화학기상증착 공정시 공정가스와 누름가스의 불균일한 흐름을 용이하게 컨트롤할 수 있는 공정가스의 흐름조정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 유기금속화학기상증착의 여러 공정에서 공정마다 다른 가스, 온도 등을 변화시키더라도 노즐을 분해할 필요 없이 공정가스 및/또는 누름가스의 흐름을 제어할 수 있는 공정가스의 흐름조정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치는, 챔버의 측벽에 설치되어, 챔버의 내부로 제공되는 공정가스가 기판을 향해 이동되도록 공정가스의 흐름을 가이드하는 공정가스가이드부; 공정가스가이드부의 상부에 위치되어, 챔버의 내부로 제공되는 누름가스가 공정가스를 눌러주는 흐름으로 유동되도록, 누름가스의 흐름을 가이드하는 누름가스가이드부; 및 공정가스가이드부와 누름가스가이드부에 연결되어, 기판에 대한 공정가스가이드부와 누름가스가이드부의 수평위치를 조정하는 위치조작부를 포함하여, 기판에 증착되는 공정가스의 흐름과, 공정가스를 눌러주는 누름가스의 흐름을 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 위치조작부는, 공정가스가이드부에 결합되어, 기판에 대한 공정가스가이드부의 수평위치를 조정하는 제 1 위치조작부; 및 누름가스가이드부에 결합되어, 기판에 대한 누름가스가이드부의 수평위치를 조정하는 제 2 위치조작부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제 1 위치조작부는, 공정가스가이드부에 연결된 제 1 위치조작부재; 및 제 1 위치조작부재에 연결되어, 제 1 위치조작부재로 구동력을 제공하는 제 1 구동부재를 포함하고, 제 1 구동부재의 구동시, 제 1 위치조작부재는 기판을 향해 전진 또는 후진이동가능하게 작동되면서, 공정가스가이드부의 수평위치를 가변시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제 2 위치조작부는, 누름가스가이드부에 연결된 제 2 위치조작부재; 및 제 2 위치조작부재에 연결되어, 제 2 위치조작부재로 구동력을 제공하는 제 2 구동부재를 포함하고, 제 2 구동부재의 구동시, 제 2 위치조작부재는 기판을 향해 전진 또는 후진이동가능하게 작동되면서, 누름가스가이드부의 수평위치를 가변시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 공정가스가이드부는, 내부에 제 1 공정가스흐름통로가 마련된 구조를 가지며, 챔버의 측벽에 설치된 제 1 공정가스블럭; 기판보다 큰 직경을 가진 베이스홀이 마련되고, 제 1 공정가스블럭에 설치된 하부베이스판; 제 1 공정가스블럭의 상부에 설치되고, 제 1 위치조작부에 연결된 위치이동블럭; 위치이동블럭의 상부에 설치되고, 내부에 제 2 공정가스흐름통로가 마련된 제 2 공정가스블럭; 기판을 향해 하향경사지게 위치이동블럭의 일단에 설치된 제 1 경사판; 및 제 1 경사판의 상부로 이격되어, 기판을 향해 하향경사지게 제 2 공정가스블럭의 일단에 설치된 제 2 경사판을 포함하고, 위치이동블럭은 제 1 위치조작부에 의해 기판에 대한 수평위치가 조정되면서 기판으로 분사되는 제 1 공정가스의 흐름을 조정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 누름가스가이드부는, 제 2 공정가스블럭의 상부에 설치되고, 내부에 누름가스흐름통로가 마련되고 제 2 위치조작부가 연결된 누름블럭; 기판을 향해 하향경사지게 누름블럭에 설치되어, 누름가스흐름통로에서 토출된 누름가스가 기판을 향해 유동되도록 누름가스의 흐름경로를 가이드하는 제 3 경사판; 및 제 3 경사판의 상부에서 챔버의 측벽에 설치되어, 누름가스가 상부로 이동되는 것을 차단하는 상부베이스판을 포함하고, 누름블럭은 제 2 위치조작부에 의해 기판에 대한 수평위치가 가변되면서, 누름가스의 흐름을 조정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제 1 경사판 내지 제 3 경사판은 서로 다른 예각 또는 같은 예각을 가지도록, 위치이동블럭, 제 2 공정가스블럭과 누름블럭에 경사지게 설치된 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제 2 공정가스블럭에는 제 3 위치조작부가 설치되고, 제 3 위치조작부는, 제 2 공정가스블럭에 연결된 제 3 위치조작부재; 및 제 3 위치조작부재에 연결되어, 제 3 위치조작부재로 구동력을 제공하는 제 3 구동부재를 포함하고, 제 3 구동부재의 구동시, 제 3 위치조작부재는 기판을 향해 전진 또는 후진이동가능하게 작동되면서, 제 2 공정가스블럭의 수평위치를 가변시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제 2 공정가스블럭은 위치이동블럭에 결합되어, 제 1 위치조작부의 조작시 위치이동블럭과 함께 이동되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 챔버의 내부에는 공정가스가 기판에 증착되는 증착공정이 수행되는 반응공간이 마련되고, 반응공간에는 공정가스가이드부, 누름가스가이드부와 기판이 위치되는 것이 바람직하다.

여기서, 반응공간은 챔버의 측벽에 연결된 하부베이스판; 하부베이스판과 상부로 이격되어 챔버의 측벽에 연결된 상부베이스판; 및 하부베이스판과 상부베이스판의 양측에서, 하부베이스판과 상부베이스판을 연결하는 한 쌍의 측면베이스판에 의해 챔버의 내부를 구획토록 형성된 것이 바람직하다.

본 발명은 라미나플로우 방식에 따른 유기금속화학기상증착공정시, 제 1 위치조작부와 제 2 위치조작부를 통해 공정가스가이드부와 누름가스가이드부의 위치를 가변시켜, 라미나플로우 방식에 따른 공정가스와 누름가스의 불균일한 흐름을 용이하게 컨트롤할 수 있다.

또한, 본 발명은 유기금속화학기상증착의 여러 공정에서 공정마다 다른 가스, 온도 등을 변화시키더라도 노즐을 분해할 필요 없이 공정가스 및/또는 누름가스의 흐름을 개별적으로 제어할 수 있고, 이로 인해, 각 공정마다 최적의 가스분사위치를 확보할 수 있으므로 요구되는 공정의 정확성을 확보하고 기판의 증착효율을 향상시킬 수 있다.

아울러, 본 발명은 공정조건에 따라, 공정가스가 분사되는 공정가스가이드부 및/또는 누름가스가 분사되는 누름가스가이드부의 분해없이도, 공정가스 및/또는 누름가스의 흐름을 제어할 수 있어, 공정가스가이드부와 누름가스가이드부가 챔버에 분해후 조립되는 과정에서 발생되는 조립공차에 의한 챔버 내부의 증착환경변화를 방지할 수 있고, 이로 인해, 동일한 조건에서 대부분의 기판이 균일한 증착효율을 나오도록 하는 환경을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 공정가스가 분사되는 공정가스가이드부의 위치를 수평으로 가변시켜, 기판으로 제공되는 공정가스, 불활성 가스 또는 누름가스의 흐름을 용이하게 컨트롤할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치의 구성도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2a는 제 1 위치조작부와 제 2 위치조작부가 모두 작동되지 않고 기준위치인 P1에 위치된 상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2b는 제 1 위치조작부가 P2위치로 이동되고, 제 2 위치조작부가 P1위치에 있을 때의 제 1 위치조작부와 제 2 위치조작부의 작동상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2c는 제 2 위치조작부가 P2위치로 이동되고, 제 1 위치조작부가 P1위치에 있을 때의 제 1 위치조작부와 제 2 위치조작부의 작동상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2d는 제 1 위치조작부와 제 2 위치조작부가 모두 P2 위치에 있을 때의 제 1 위치조작부와 제 2 위치조작부의 작동상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 실시예에 따른 제 1 내지 제 3 경사판 중 어느 하나의 위치이동시, 제 1 내지 제 3 경사판 중 어느 하나의 끝단의 가상선을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 실시예에 따른 제 1 내지 제 3 경사판 중 어느 하나의 끝단의 형상을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 실시예에 따른 상부베이스판의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치의 구성도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치의 작동상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치의 외관 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치에 대해 설명하기로 한다.

제 1 실시예

도 1 내지 도 2d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치(100)는 챔버(110), 공정가스가이드부(130, 140), 누름가스가이드부(150), 위치조작부(160, 170)를 포함한다.

챔버(110)는 내부에 기판(125)을 지지하는 서셉터(120)가 설치된다. 서셉터(120)는 기판(125)을 지지 및 가열하기 위한 부재로서, 챔버(110)와 서셉터(120)는 반도체 처리공정에서 공지된 기술에 속하는 바, 본 실시예에서는 챔버(110)와 서셉터(120)의 구조 및 기능에 대해서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

챔버(110)의 내부에는 수용공간(113)이 마련된다. 챔버(110)의 상부에는 리드(115)가 설치되어, 상기 수용공간(113)을 개폐할 수 있다.

여기서, 수용공간(113)은 챔버 내에 불활성 분위기 가스가 공급된 공간으로, 이 경우 수용공간(113) 내로 불활성 분위기 가스를 공급함으로써, 수용공간(113)과 반응공간(113a)의 압력 차가 발생하지 않도록 하여 챔버 내의 전체 압력을 일정하게 유지해주는 역할을 수행한다. 그리고, 반응공간(113a)은 기판에 대해 일정한 공정이 수행되는 공간이다. 본 실시예에서, 반응공간(113a)은 후술할 하부베이스판(133)과 상부베이스판(154) 사이에 마련된 공간이다.

본 실시예에는 공정가스가이드부(130, 140)와 누름가스가이드부(150)는 상기 반응공간(113a)에서 챔버의 측벽(111)에 인접하게 위치된다.

본 실시예에서, 공정가스가이드부(130, 140)는 제 1 공정가스(G1)와 제 2 공정가스(G2)의 기판(125)으로의 흐름을 가이드하는 부재이다.

본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여, 공정가스가이드부(130, 140)에 대해 제 1 공정가스(G1)의 흐름을 가이드하는 공정가스가이드부를 "제 1 공정가스가이드부(130)"로 지칭하고, 제 2 공정가스(G2)의 흐름을 가이드하는 공정가스가이드부를 "제 2 공정가스가이드부(140)"로 지칭하기로 한다.

본 실시예에서, 제 1 공정가스가이드부(130)는 상기 챔버의 측벽(111)에 설치되고, 반응공간(113a)에 위치되어, 상기 기판(125)을 증착하기 위해 제공된 제 1 공정가스(G1)가 기판(125)으로 제공되도록 상기 제 1 공정가스(G1)의 흐름을 가이드하는 부재이다. 본 실시예에서, 제 1 공정가스가이드부(130)는 제 1 공정가스블럭(131), 위치이동블럭(131a)과 하부베이스판(133)을 포함한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 제 1 공정가스블럭(131)은 내부에 제 1 공정가스흐름통로(132)가 마련된 블럭형 구조를 가진 것이 바람직하다. 제 1 공정가스블럭(131)은 챔버의 측벽(111)에 인접한 위치에서 반응공간(113a)에 위치된다.

하부베이스판(133)은 제 1 공정가스블럭(131)의 일단에 설치된다. 하부베이스판(133)에는 기판(125)이 하부베이스판(133)에 수평하게 위치되도록 기판 크기 이상의 직경을 가지는 베이스홀(133a)이 마련된다.

여기서, 베이스홀(133a)은 기판(125)이 삽입가능한 정도의 크기를 가진 개구이다. 이에 따라, 기판(125)은 베이스홀(133a)에서 하부베이스판(133)에 수평하게 위치되어, 기판의 상면이 반응공간(113a)에 노출가능하게 위치될 수 있다.

제 1 공정가스블럭(131)의 타단에는 제 1 공정가스흐름통로(132)로 제 1 공정가스(G1)를 주입하는 제 1 공정가스주입부(139)가 연결된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 공정가스주입부(139)는 제 1 공정가스주입라인(135)에 의해 제 1 공정가스블럭(131)의 타단에 연결된 것이 바람직하다.

제 1 공정가스주입라인(135)은 일단이 챔버의 측벽(111)을 관통하여 제 1 공정가스블럭(131)에 연결되고, 타단이 챔버(110)의 외부에서 제 1 공정가스주입부(139)에 연결된다. 이때, 챔버의 측벽(111)에서, 제 1 공정가스주입라인(135)의 외주면에는 제 1 밀봉부재(137)가 설치된다. 여기서, 제 1 밀봉부재(137)는 외부공기가 제 1 공정가스주입라인(135)과 챔버의 측벽(111) 사이에 생긴 틈새를 통해 반응공간(113a)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

본 실시예에서, 제 1 공정가스주입부(139)를 통해 제 1 공정가스블럭(131)으로 주입된 제 1 공정가스(G1)는 제 1 공정가스흐름통로(132)와 하부베이스판(133)을 따라 유동하면서 기판(125)으로 제공될 수 있다. 여기서, 제 1 공정가스(G1)는 유기금속화학기상증착공정에서 소요되는 공정가스 중 어느 하나가 될 수 있으며, 본 실시예에서는 제 1 공정가스(G1)의 종류에 대해서는 특별히 한정하지 않기로 한다.

한편, 제 1 공정가스블럭(131)의 상부에는 위치이동블럭(131a)이 설치된다. 여기서, 위치이동블럭(131a)은 제 1 공정가스블럭(131)와 제 2 공정가스블럭(141) 사이에 위치된 것이 바람직하다.

위치이동블럭(131a)에는 후술할 제 1 위치조작부(160)가 설치된다. 위치이동블럭(131a)은 제 1 위치조작부(160)의 조작에 의해 반응공간(113a) 내부에서의 기판(125)에 대한 수평위치를 가변시킬 수 있다.

위치이동블럭(131a)의 일단에는 제 1 경사판(131b)이 고정된다. 여기서, 제 1 경사판(131b)은 상기 하부베이스판(133)의 상부에서 위치된다. 제 1 경사판(131b)은 기판(125)을 향해 하향경사지게 위치이동블럭(131a)에 설치된 것이 바람직하다.

제 1 경사판(131b)은 제 1 경사판(131b)의 끝단이 도 4(a)에 도시된 바와 같이 원추형단면을 가진 것과 같이 뾰족한 형상을 가질수도 있고, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 상면의 끝단이 하향경사진 형상을 가질 수도 있고, 또는 도 4(c)에 도시된 바와 같이 사각단면을 가진 형상을 가질 수 있다.

제 1 경사판(131b)은 제 1 위치조작부(160)의 조작에 의해 위치이동블럭(131a)이 이동되는 경우에, 위치이동블럭(131a)과 함께 위치이동블럭(131a)의 이동방향으로 이동되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 위치이동블럭(131a)은 제 1 위치조작부(160)의 조작에 의해 도 3에 도시된 제 1 경사판(131b)의 끝단의 가상선이 기판(125)을 넘어서지 않은 범위 내, 즉, 기판(125)과 가장 근접한 거리까지 수평위치를 가변시키는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 2d에 도시된 바와 같이, 제 2 공정가스가이드부(140)는 상기 챔버의 측벽(111)에 설치된다. 제 2 공정가스가이드부(140)는 반응공간(113a)에 위치되어, 상기 기판(125) 상에 증착되기 위해 제공된 제 2 공정가스(G2)가 기판(125)으로 제공되도록 상기 제 2 공정가스(G2)의 흐름을 가이드하는 부재이다.

제 2 공정가스가이드부(140)는 기판(125)의 상부에 위치된 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 제 2 공정가스가이드부(140)는 제 2 공정가스블럭(141)과 제 2 경사판(144)을 포함한다.

제 2 공정가스블럭(141)은 위치이동블럭(131a)의 상부에 결합된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 제 2 공정가스블럭(141)은 내부에 제 2 공정가스흐름통로(142)가 마련된 블럭형 구조를 가진 것이 바람직하다.

제 2 공정가스블럭(141)은 제 1 위치조작부(160)시, 상기 위치이동블럭(131a)과 동일한 방향으로 이동되면서, 반응공간(113a) 내부에서의 기판(125)에 대한 수평위치가 가변되는 부재이다.

제 2 공정가스블럭(141)의 일단에는 제 2 경사판(144)이 고정된다. 제 2 경사판(144)은 제 1 경사판(131b)의 상부로 소정의 간격만큼 이격되어, 제 2 공정가스블럭(141)의 일단에 설치된다.

제 2 경사판(144)은 제 2 경사판(144)의 끝단이 도 4(a)에 도시된 바와 같이 원추형단면을 가진 것과 같이 뾰족한 형상을 가질수도 있고, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 상면의 끝단이 하향경사진 형상을 가질 수도 있고, 또는 도 4(c)에 도시된 바와 같이 사각단면을 가진 형상을 가질 수 있다.

이때, 제 2 경사판(144)은 도 1 내지 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기의 제 1 경사판(131b)과 마찬가지로 기판(125)을 향해 하향경사지게 제 2 공정가스블럭(141)의 일단에 설치된 것이 바람직하다. 이에 따라, 제 1 경사판(131b)과 제 2 경사판(144) 사이에는 제 2 공정가스흐름통로(142)에서 토출된 제 2 공정가스(G2)가 유동하는 통로가 형성된다.

한편, 제 2 공정가스블럭(141)의 타단에는 제 2 공정가스흐름통로(142)로 제 2 공정가스(G2)를 주입하는 제 2 공정가스주입부(149)가 연결된다. 본 실시예에서, 제 2 공정가스주입부(149)는 제 2 공정가스주입라인(145)에 의해 제 2 공정가스블럭(141)의 타단에 연결된 것이 바람직하다.

제 2 공정가스주입라인(145)은 일단이 챔버의 측벽(111)을 관통하여 제 2 공정가스블럭(141)에 연결되고, 타단이 챔버(110)의 외부에서 제 2 공정가스주입부(149)에 연결된다. 이때, 챔버의 측벽(111)에서, 제 2 공정가스주입라인(145)의 외주면에는 제 2 밀봉부재(147)가 설치된다. 여기서, 제 2 밀봉부재(147)는 외부공기가 제 2 공정가스주입라인(145)과 챔버의 측벽(111) 사이에 생긴 틈새를 통해 반응공간(113a)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

본 실시예에서, 제 2 공정가스주입부(149)를 통해 제 2 공정가스블럭(141)으로 주입된 제 2 공정가스(G2)는 제 2 공정가스흐름통로(142)에서 토출되어 제 1 경사판(131b)을 따라 유동하면서 기판(125)으로 제공될 수 있다. 여기서, 제 2 공정가스(G2)는 유기금속화학기상증착공정에서 소요되는 공정가스 중 어느 하나가 될 수 있으며, 본 실시예에서는 제 2 공정가스(G2)의 종류에 대해서는 특별히 한정하지 않기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 누름가스가이드부(150)는 기판(125)으로 제공된 제 1 공정가스(G1)와 제 2 공정가스(G2)가 보다 효율적으로 기판(125)에 증착되도록 제 1 공정가스(G1)와 제 2 공정가스(G2)를 눌러주는 누름가스(G3)를 가이드하는 부재이다. 이에, 누름가스가이드부(150)는 상기 제 2 공정가스가이드부(140)의 상부에 위치된다.

본 실시예에서, 누름가스가이드부(150)는 누름블럭(151), 제 3 경사판(153)과 상부베이스판(154)을 포함한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 누름블럭(151)은 내부에 누름가스흐름통로(152)가 마련된 블럭형 구조를 가진 것이 바람직하다. 누름블럭(151)은 제 2 공정가스블럭(141)의 상부에 위치된다. 누름블럭(151)에는 후술한 제 2 위치조작부(170)가 연결된다.

누름블럭(151)은 제 2 위치조작부(170)의 조작에 의해, 위치이동블럭(131a) 및 제 2 공정가스블럭(141)과 별개로 이동되면서, 반응공간(113a) 내부에서의 기판(125)에 대한 수평위치가 가변되는 부재이다.

누름블럭(151)의 일단에는 제 3 경사판(153)이 고정된다. 여기서, 제 3 경사판(153)은 상기 제 2 경사판(144)의 상부에서 위치된다. 제 3 경사판(153)은, 제 2 경사판(144)과 동일 예각 또는 다른 예각으로 기판(125)을 향해 하향경사지게 누름블럭(151)의 일단에 설치된다.

제 3 경사판(153)은 제 3 경사판(153)의 끝단이 도 4(a)에 도시된 바와 같이 원추형단면을 가진 것과 같이 뾰족한 형상을 가질수도 있고, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 상면의 끝단이 하향경사진 형상을 가질 수도 있고, 또는 도 4(c)에 도시된 바와 같이 사각단면을 가진 형상을 가질 수 있다.

다음으로, 상부베이스판(154)은 제 3 경사판(153)의 상부로 소정의 간격만큼 이격되어, 챔버의 측벽(111)에 설치된다. 이때, 상부베이스판(154)은 상술한 하부베이스판(133)과의 사이에 반응공간(113a)을 형성하도록 챔버의 측벽(111)에 설치된 것이 바람직하다.

상부베이스판(154)은 도 5(a)에 도시된 평평한 판 형상을 가지며, 챔버의 측벽(111)에 대해 수직하고 기판(125)에 대해 수평하게 도 1에 도시된 바와 같이 설치될 수 있다.

본 실시예에서, 상부베이스판(154)의 구조는 도 5(a)에 도시된 것에 한정되지 않으며, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 경사진 구조를 가진 판 형상이 사용될 수도 있고, 도 5(c)와 도 5(d)에 도시된 바와같이 단턱진 구조를 가진 형상이 사용될 수 있다.

이때, 도 5(b)와 도 5(d)에 도시된 바와 같이 상부베이스판(154)이 경사진 구조를 가진 경우에, 상부베이스판(154)은 제 2 위치조작부(170)의 조작시 제 3 경사판(154)에 영향을 주지 않은 위치에서, 챔버의 측벽(111)에 설치된 것이 바람직하다.

상기 상부베이스판(154)은 하부베이스판과는 달리, 도 5에 도시된 바와 같이 다양한 구조 및 형상으로 형성되어 챔버의 측벽에 설치될 수 있다.

여기서, 상부베이스판(154)은 기판 상에 분사될 수 있도록, 제 1 공정가스(G1)와 제 2 공정가스(G2), 그리고 누름가스(G3)가 반응공간(113a)의 외부로 이동되는 것을 차단하는 부재이다.

반응공간(113a)에서, 제 2 경사판(144)과 제 3 경사판(153) 사이에는 누름가스흐름통로(152)에서 토출된 누름가스(G3)가 유동하는 통로가 형성된다.

누름가스흐름통로(152)에서 토출된 누름가스(G3)는 제 2 경사판(144)을 따라 유동하면서 기판(125)으로 분사되어, 제 1 공정가스(G1)와 제 2 공정가스(G2)가 기판(125)에 증착되도록 제 1 공정가스(G1)와 제 2 공정가스(G2)를 눌러주는 역할을 한다.

한편, 누름블럭(151)의 타단에는 누름가스흐름통로(152)로 누름가스(G3)를 주입하는 누름가스주입부(159)가 연결된다. 본 실시예에서, 누름가스주입부(159)는 누름가스주입라인(155)에 의해 누름블럭(151)의 타단에 연결된 것이 바람직하다.

누름가스주입라인(155)은 일단이 챔버의 측벽(111)을 관통하여 누름블럭(151)에 연결되고, 타단이 챔버(110)의 외부에서 누름가스주입부(159)에 연결된다. 이때, 챔버의 측벽(111)에서, 누름가스주입라인(155)의 외주면에는 제 3 밀봉부재(157)가 설치된다. 여기서, 제 3 밀봉부재(157)는 외부공기가 누름가스주입라인(155)과 챔버의 측벽(111) 사이에 생긴 틈새를 통해 반응공간(113a)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

본 실시예에서, 누름가스주입부(159)를 통해 누름블럭(151)으로 주입된 누름가스(G3)는 누름가스흐름통로(152)와 제 2 경사판(144)을 따라 유동하면서 기판(125)으로 제공될 수 있다.

여기서, 누름가스(G3)는 제 1 공정가스(G1)와 제 2 공정가스(G2)와 화학반응을 일으키지 않은 가스가 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 누름가스(G3)의 종류에 대해서는 특별히 한정하지 않기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 위치조작부(160)는 제 1 공정가스가이드부(130)에 결합되어, 기판(125)에 대한 제 1 공정가스가이드부(130)와 제 2 공정가스가이드부(140)의 수평위치를 조정하는 부재이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 위치조작부(160)는 제 1 브라켓(161), 제 1 위치조작부재(163)와 제 1 구동부재(167)를 포함한다.

본 실시예에서, 제 1 브라켓(161)은 위치이동블럭(131a)의 하단에 고정된다. 제 1 브라켓(161)과 위치이동블럭(131a)의 결합방식은 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에 속하는 다양한 결합방식이 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 제 1 브라켓(161)과 위치이동블럭(131a)의 결합방식에 대해 특별히 한정하지 않기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 브라켓(161)은 제 1 위치조작부재(163)가 관통하는 제 1 관통홀(161a)이 마련된다. 여기서, 제 1 관통홀(161a)의 내주면에는 브라켓나사산이 마련된 구조를 가진다.

본 실시예에서, 제 1 위치조작부재(163)는 일단이 챔버의 측벽(111)을 관통하여 상기의 제 1 브라켓(161)에 연결된다. 이때, 제 1 위치조작부재(163)는 위치이동블럭(131a)의 하부로 소정의 간격만큼 이격되어, 상기의 위치이동블럭(131a)과 나란하게 배치된 것이 바람직하다.

제 1 위치조작부재(163)는 도 1에 도시된 바와 같이, 외주면에 위치조작부재나사산이 마련된 구조를 가진다. 제 1 위치조작부재(163)는 위치조작부재나사산(163c)이 제 1 브라켓(161)의 브라켓나사산에 대해 나사결합되도록, 제 1 브라켓(161)에 연결된다. 즉, 제 1 위치조작부재(163)와 제 1 브라켓(161)은, 제 1 위치조작부재(163)의 회전시 제 1 브라켓(161)이 직선운동하는 구조로 결합된 것이 바람직하다.

본 실시에에서, 제 1 위치조작부재의 일단(163a)은 반응공간(113a)에서 제 1 브라켓(161)에 인접하게 위치된다. 반면, 제 1 위치조작부재의 타단은 챔버(110)의 외부에서 제 1 구동부재(167)에 연결된다. 여기서, 제 1 구동부재(167)는 제 1 위치조작부재(163)로 회전력을 제공하는 부재이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 위치조작부재(163)의 외주면에는 챔버의 측벽(111)에서, 제 4 밀봉부재(165)가 설치된다. 여기서, 제 4 밀봉부재(165)는 제 1 구동부재(167)의 구동시 제 1 위치조작부재(163)의 회전운동을 가이드하는 동시에, 외부공기가 제 1 위치조작부재(163)과 챔버의 측벽(111) 사이에 생긴 틈새를 통해 반응공간(113a)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 여기서, 제 4 밀봉부재(165)로는 자성유체씰이 사용될 수 있다.

본 실시예에서, 제 1 위치조작부(160)는 제 1 구동부재(167)의 구동시, 제 1 브라켓(161)으로 하여금 제 1 위치조작부재(163)의 회전방향을 따라, 제 1 위치조작부재(163)의 축방향으로 전후이동되도록 하여, 제 1 공정가스가이드부(130)와 제 2 공정가스가이드부(140)의 수평위치를 가변시킬 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 위치조작부(170)는 누름블럭(151)에 결합되어, 기판(125)에 대한 누름가스가이드부(150)의 수평위치를 조정하는 부재이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 위치조작부(170)는 제 2 브라켓(171), 제 2 위치조작부재(173)와 제 2 구동부재(177)를 포함한다. 제 2 위치조작부(170)의 구성요소인 제 2 브라켓(171), 제 2 위치조작부재(173)와 제 2 구동부재(177)은 설치위치만 상기의 제 1 위치조작부(160)의 제 1 브라켓(161), 제 1 위치조작부재(163)와 제 1 구동부재(167)과 상이할 뿐, 그 형상, 기능 및 조작방식은 실질적으로 동일한 바, 이하에서는 설명의 반복을 피하기 위하여 제 2 브라켓(171), 제 2 위치조작부재(173)와 제 2 구동부재(177)에 대한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 브라켓(171)은 누름블럭(151)의 상단에 고정된다. 제 2 브라켓(171)은 제 2 위치조작부재(173)가 연결된다. 이때, 제 2 위치조작부재(173)는 누름블럭(151)의 상부로 소정의 간격만큼 이격되어, 상기의 누름블럭(151)과 나란하게 배치된 것이 바람직하다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 위치조작부재(173)의 외주면에는 챔버의 측벽(111)에서, 제 5 밀봉부재(175)가 설치된다. 여기서, 제 5 밀봉부재(175)는 제 2 구동부재(177)의 구동시 제 2 위치조작부재(173)의 회전운동을 가이드하는 동시에, 외부공기가 제 2 위치조작부재(173)과 챔버의 측벽(111) 사이에 생긴 틈새를 통해 반응공간(113a)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 여기서, 제 5 밀봉부재(175)로는 자성유체씰이 사용될 수 있다.

제 2 위치조작부재(173)에는 제 2 구동부재(177)가 연결된다. 제 2 구동부재(177)의 구동시, 제 2 위치조작부재(173)는 제 2 브라켓(171)의 위치를 가변시켜, 결과적으로 제 2 브라켓(171)에 연결된 누름블럭(151)의 수평위치를 가변시킬 수 있다.

이하에서는 도 2a 내지 도 2d를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 위치조작부(160)와 제 2 위치조작부(170)의 작동상태에 대해 설명하기로 한다.

도 2a는 제 1 위치조작부(160)와 제 2 위치조작부(170)가 모두 작동되지 않고 기준위치인 P1에 위치된 상태를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2b는 제 1 위치조작부(160)가 P2위치로 이동되고, 제 2 위치조작부(170)가 P1위치에 있을 때의 제 1 위치조작부(160)와 제 2 위치조작부(170)의 작동상태도를 개략적으로 도시한 것이다.

그리고, 도 2c는 제 2 위치조작부(170)가 P2위치로 이동되고, 제 1 위치조작부(160)가 P1위치에 있을 때의 제 1 위치조작부(160)와 제 2 위치조작부(170)의 작동상태도를 개략적으로 도시한 것이며, 도 2d는 제 1 위치조작부(160)와 제 2 위치조작부(170)가 모두 P2 위치에 있을 때의 제 1 위치조작부(160)와 제 2 위치조작부(170)의 작동상태도를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 제 1 위치조작부(160)와 제 2 위치조작부(170)가 작동되지 않은 상태에서, 위치이동블럭(131a), 제 2 공정가스블럭(141)과 누름블럭(151)의 타단의 위치를 P1이라 한다. 이때, 하부베이스판(133)과 제 1 경사판(131b)의 끝단 사이의 간격을 'D1'이라 하고, 제 1 경사판(131b)의 끝단과 제 2 경사판(144)의 끝단 사이의 간격을 'D2'라 하며, 제 2 경사판(144)의 끝단과 제 3 경사판(153)의 끝단 사이의 간격을 'D3'라 한다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 제 1 위치조작부(160)의 구동시, 제 1 위치조작부재(163)가 회전하기 시작하면, 제 1 브라켓(161)은 제 1 위치조작부재(163)의 회전방향에 따라 제 1 위치조작부재(163)의 축방향의 전후로 이동된다. 제 1 브라켓(161)의 이동시 제 1 브라켓(161)에 연결된 위치이동블럭(131a)과 제 2 공정가스블럭(141)도 제 1 브라켓(161)과 동일한 방향으로 이동되면서 위치가 P1위치에서 P2위치로 조정될 수 있다.

이때, 제 1 경사판(131b)과 제 2 경사판(144)의 끝단의 위치는, 위치이동블럭(131a)과 제 2 공정가스블럭(141)의 타단이 P1에 있을 때보다 더 기판(125)과 인접하게 위치되어, 기판(125)의 원하는 부분으로 제 1 공정가스(G1)와 제 2 공정가스(G2)가 분사되도록 할 수 있다.

제 1 위치조작부(160)만의 작동시, 위치이동블럭(131a)과 제 2 공정가스블럭(141)은 함께 이동되는 관계로, D1과 D2는 일정하게 유지된다. 그러나, 누름블럭(151)의 위치는 P1에 있는 상태로서, 제 2 경사판(144)의 끝단과 제 3 경사판(153)의 끝단 사이의 간격은 D3에서 D3"으로 간격이 좁아지게 되고, 제 2 경사판(144)의 끝단과 제 3 경사판(153)의 끝단 사이의 간격이 좁아지면, D3"간격에서의 누름가스(G3)의 토출량은 동일하나, 면적이 좁아지면 그에 따른 유속이 빨라진다.

도 2c에 도시된 바와 같이, 제 2 위치조작부(170)의 구동시, 제 2 위치조작부재(173)가 회전하기 시작하면, 제 2 브라켓(171)은 제 2 위치조작부재(173)의 회전방향에 따라 제 1 위치조작부재(163)의 축방향의 전후로 이동된다.

제 2 브라켓(171)의 이동시 제 2 브라켓(171)에 연결된 누름블럭(151)도 제 2 브라켓(171)과 동일한 방향으로 이동되면서 위치가 P1위치에서 P2위치로 조정될 수 있다. 이때, 제 3 경사판(153)의 끝단의 위치는 제 1 경사판(131b)과 제 2 경사판(144)의 끝단의 위치보다 기판(125)과 인접하게 위치될 수 있다.

한편, 제 2 위치조작부(170)만의 작동시, 위치이동블럭(131a)과 제 2 공정가스블럭(141)은 P1에 정지된 상태로서, 하부베이스판(133)과 제 1 경사판(131b)의 끝단 사이의 간격(D1)과 제 1 경사판(131b)의 끝단과 제 2 경사판(144)의 끝단 사이의 간격(D2)은 일정하게 유지된다.

그러나, 누름블럭(151)의 위치는 P2에 있는 상태로서, 제 2 경사판(144)의 끝단과 제 3 경사판(153)의 끝단 사이의 간격은 D3에서 D3'으로 간격이 넓어지게 된다. 제 2 경사판(144)의 끝단과 제 3 경사판(153)의 끝단 사이의 간격이 D3에서 D3'으로 넓어지면, D3'간격에서의 누름가스(G3)의 토출량은 동일하나, 면적이 넓어지면 그에 따른 유속이 느려진다.

한편, 도 2d에 도시된 바와 같이, 제 1 위치조작부(160)와 제 2 위치조작부(170)가 모두 작동되는 경우에, 위치이동블럭(131a), 제 2 공정가스블럭(141)과 누름블럭(151)의 수평위치는 기판(125)을 향해 보다 인접하게 가변될 수 있다.

이때, 즉, 위치이동블럭(131a), 제 2 공정가스블럭(141)과 누름블럭(151)의 타단의 위치가 P2일 때, 하부베이스판(133)과 제 1 경사판(131b)의 끝단 사이의 간격(D1), 제 1 경사판(131b)의 끝단과 제 2 경사판(144)의 끝단 사이의 간격(D2)과, 제 2 경사판(144)의 끝단과 제 3 경사판(153)의 끝단 사이의 간격(D3)은 도 2a에 도시된 상태와 같다.

본 실시예에 따른 제 1 위치조작부(160)와 제 2 위치조작부(170)는 상기와 같은 방식으로, 기판(125)에 대한 제 1 경사판(131b), 제 2 경사판(144) 및/또는 제 3 경사판(153)의 끝단의 위치를 가변시켜, 제 1 공정가스(G1), 제 2 공정가스(G2)와 누름가스(G3)가 제공되는 범위를 가변시킬 수 있다. 제 1 경사판(131b), 제 2 경사판(144) 및/또는 제 3 경사판(153)의 끝단의 위치에 따라, 서셉터(120)의 회전시 기판(125)으로 분사된 제 1 공정가스(G1), 제 2 공정가스(G2)와 누름가스(G3)의 증착면적이 미세하게 조정될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치(100)는 제 1 위치조작부(160)에 의해 제 1 경사판(131b)과 기판(125) 사이의 거리, 제 2 경사판(144)과 기판(125) 사이의 거리를 조절할 수 있고, 또한, 제 2 위치조작부(170)에 의해 제 3 경사판(153)과 기판(125) 사이의 거리를 조절할 수 있어, 기판상의 원하는 위치/원하는 면적에 맞게 가스들을 공급함으로써, 기판의 균일도와 증착률을 향상시킬 수 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치(100)는 제 1 경사판(131b), 제 2 경사판(144)와 제 3 경사판(153)이 서로 동일한 예각 또는 서로 상이한 예각을 가지도록 위치이동블럭(131a), 제 2 공정가스블럭(141)과 누름블럭(151)에 기판(125)을 향해 하향 경사지게 설치될 수 있다.

또한, 제 1 위치조작부(160)와 제 2 위치조작부(170)의 조작에 의해, 기판(125)에 대한 제 1 경사판(131b), 제 2 경사판(144)와 제 3 경사판(153)의 상대적 수평위치를 가변시키면서, 제 1 경사판(131b)과 제 2 경사판(144) 사이의 간격, 제 2 경사판(144)와 제 3 경사판(153) 사이의 간격을 조정함으로써, 기판(125)으로 분사되는 제 1 공정가스(G1), 제 2 공정가스(G2) 및/또는 누름가스(G3)의 유속을 조절할 수 있다.

이에 따라, 누름가스 및 공정가스들의 가스 특성(점도, 밀도 등)을 고려하여, 공정가스의 흐름조정장치(100)를 조작하여, 기판상의 원하는 위치/원하는 면적에 맞게 가스들을 공급함으로써, 기판의 균일도와 증착률을 향상시킬 수 있다.

제 2 실시예

이하에서는 도 6 내지 도 7e를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치에 대해 설명하기로 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치(200)는 챔버(210), 제 1 공정가스가이드부(230), 제 2 공정가스가이드부(240), 누름가스가이드부(250), 제 1 위치조작부(260), 제 2 위치조작부(270)와 제 3 위치조작부(280)를 포함한다. 상술한 제 1 실시예와 마찬가지로, 챔버(210)에는 기판(225)이 안착되는 서셉터(220)가 설치되고, 챔버(210)의 상부에는 리드(215)가 구비된다.

한편, 챔버(210)의 내부에는 도 8에 도시된 바와 같은 구조를 가진 반응공간(213a)이 마련된다. 여기서, 반응공간(213a)은 하부베이스판(233), 상부베이스판(254)과 한 쌍의 측면베이스판(254a, 254b)에 의해 챔버의 내부에 구획된 공간이다.

하부베이스판(233)과 상부베이스판(254)은 상술한 제 1 실시예에 도시된 것과 마찬가지로, 상호 간에 소정의 간격만큼 이격되어 챔버의 측벽(211)에 설치된다. 그리고, 한 쌍의 측면베이스판(254a, 254b)은 한 쌍의 측면베이스판(254a, 254b)의 일단이 챔버의 측벽(211)에 맞닿게, 하부베이스판(233)과 상부베이스판(254)의 양측 모서리에 각각 결합된다.

반응공간(213a)에는 제 1 공정가스가이드부(230), 제 2 공정가스가이드부(240), 누름가스가이드부(250), 제 1 위치조작부(260), 제 2 위치조작부(270)와 제 3 위치조작부(280)가 위치된다.

반응공간(213a)에서, 챔버(210)의 내부로 제공된 제 1 공정가스(G1), 제 2 공정가스(G2)와 누름가스(G3)가 기판(215)으로 증착되는 유기금속화학기상증착공정이 수행된다.

반응공간(213a)은 한 쌍의 측면베이스판(254a, 254b)에 의해 챔버의 수용공간(213)과 공간이 구획되어, 제 1 공정가스(G1), 제 2 공정가스(G2)의 기판(225)의 증착효율을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 반응공간(213a)의 구조는 상술한 제 1 실시예에도 적용될 수 있음은 물론이다.

본 실시예에 따른 제 1 공정가스가이드부(230)는 제 1 위치조작부(260)에 의해 위치가 조정되는데, 이는 상술한 제 1 실시예에서 설명한 바와 같다. 다만, 본 실시예에, 제 2 공정가스가이드부(240)는 상술한 제 1 실시예와 달리, 제 3 위치조작부(280)에 의해 제 1 공정가스가이드부(230)와 별개로 이동되도록 작동된다.

제 1 공정가스가이드부(230)는 제 1 공정가스흐름통로(미도시)가 형성된 제 1 공정가스블럭(231), 위치이동블럭(231a), 제 1 경사판(231b), 베이스홀(233a)이 마련된 하부베이스판(233), 제 1 공정가스주입라인(235)과 제 1 밀봉부재(237)와 제 1 공정가스주입부(239)를 포함한다. 여기서, 제 1 공정가스블럭(231), 위치이동블럭(231a)과 제 1 경사판(231b)은 반응공간(213a) 내에 위치된다.

제 2 공정가스가이드부(240)는 제 2 공정가스흐름통로(미도시)가 형성된 제 2 공정가스블럭(241), 제 2 경사판(244), 제 2 공정가스주입라인(245)과 제 2 밀봉부재(247)와 제 2 공정가스주입부(249)를 포함한다.

그리고, 누름가스가이드부(250)는 누름가스흐름통로(미도시)가 마련된 누름블럭(251), 제 3 경사판(253), 상부베이스판(254),제 3 공정가스주입라인(255)과 제 3 밀봉부재(257)와 누름가스주입부(259)를 포함한다.

제 1 위치조작부(260)는 제 1 브라켓(261), 제 1 위치조작부재(263), 제 1 구동부재(267)와 제 4 밀봉부재(265)를 포함하고, 제 2 위치조작부(270)는 제 2 브라켓(271), 제 2 위치조작부재(273), 제 2 구동부재(277)와 제 5 밀봉부재(275)를 포함한다.

본 실시예에 따른 챔버(210), 제 1 공정가스가이드부(230), 제 2 공정가스가이드부(240), 누름가스가이드부(250), 제 1 위치조작부(260), 제 2 위치조작부(270)의 구성요소는, 상술한 제 1 실시예에 개시된 챔버(110), 제 1 공정가스가이드부(130), 제 2 공정가스가이드부(140), 누름가스가이드부(150), 제 1 위치조작부(160), 제 2 위치조작부(170)의 구성요소와 동일한 바, 본 실시예에서는 이들에 대한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

이하에는 상술한 제 1 실시예와 상이한 제 3 위치조작부(280)에 대해 설명하기로 한다.

본 실시예에서, 제 3 위치조작부(280)는 제 2 공정가스가이드부(240)의 수평위치를 가변시키는 부재이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제 3 위치조작부(280)는 제 3 브라켓(281), 제 3 위치조작부재(283), 제 6 밀봉부재(285)와 제 3 구동부재(287)를 포함한다.

본 실시예에 따른 제 3 위치조작부(280)는 상술한 제 1 실시예의 제 1 위치조작부(160)가 위치이동블럭(131a)의 위치를 조작하는 방식과 동일한 방식 및 구조로, 제 3 브라켓(281)이 제 2 공정가스블럭(241)에 연결되고, 제 3 위치조작부재(283)가 제 3 브라켓(281)에 연결된다.

본 실시예에서, 제 3 브라켓(281)은 제 2 공정가스블럭(241)의 타측에 고정된다. 제 3 브라켓(281)과 제 2 공정가스블럭(241)의 결합방식은 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에 속하는 다양한 결합방식이 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 제 3 브라켓(281)과 제 2 공정가스블럭(241)의 결합방식에 대해 특별히 한정하지 않기로 한다.

여기서, 제 3 위치조작부재(283)는 제 3 구동부재(287)의 작동시 제 2 공정가스블럭(241)이 기판(225)에 대한 상대적 수평위치가 가변되도록 작동된다. 한편, 제 6 밀봉부재(285)는 제 3 구동부재(287)의 구동시 제 3 위치조작부재(283)의 회전운동을 가이드하는 동시에, 챔버(210)의 외부공기가 제 3 위치조작부재(283)과 챔버의 측벽(211) 사이에 생긴 틈새를 통해 수용공간(213)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 여기서, 제 6 밀봉부재(285)로는 자성유체씰이 사용될 수 있다.

이하에서는 도 6 및 도 7a 내지 도 7e를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 위치조작부(260) 내지 제 3 위치조작부(280)의 작동상태에 대해 설명하기로 한다.

도 7a는 위치이동블럭(231a), 제 2 공정가스블럭(241)과 누름블럭(251)이 기준위치인 P1에 위치된 상태를 개략적으로 도시한 것이고, 도 7b는 제 2 위치조작부(270)가 작동되어 누름블럭(251)의 위치가 P1에서 P2로 이동되고, 제 1 위치조작부(260)와 제 3 위치조작부(280)는 작동되지 않아 위치이동블럭(231a)과 제 2 공정가스블럭(241)이 P1에 위치되는 상태를 도시한 것이다.

제 2 위치조작부(270)의 조작에 의해 누름블럭(251)이 기준위치인 P1에서 P2로 이동되고, 위치이동블럭(231a)과 제 2 공정가스블럭(241)이 P1위치에 있으면, 누름블럭(251)에 연결된 제 3 경사판(253)이 제 2 경사판(244)에 비해 기판(225)을 향해 앞으로 전진 이동된 상태이고, 이때, 즉, 도 7b에 도시된 제 2 경사판(244)의 끝단과 제 3 경사판(253)의 끝단 사이의 간격은 도 7a에 도시된 제 2 경사판(244)의 끝단과 제 3 경사판(253)의 끝단 사이의 간격보다 좁아지게 된다.

이때, 누름블럭(251)이 P1에 있을 때의 누름가스(G3)의 공급량과, 누름블럭(251)이 P2에 있을때의 누름가스(G3)의 공급량이 동일하면, 누름블럭(251)이 P1에 있을 때보다 누름블럭(251)이 P2에 있을 때 누름가스(G3)가 기판(225)으로 토출되는 유속이 빨라지게 된다.

도 7c는 제 3 위치조작부(280)가 작동되어 제 2 공정가스블럭(241)의 위치가 P1에서 P2로 이동되고, 제 1 위치조작부(260)와 제 2 위치조작부(270)는 작동되지 않아 위치이동블럭(231a)과 누름블럭(251)이 P1에 위치되는 상태를 도시한 것이다.

제 3 위치조작부(280)의 조작에 의해 제 2 공정가스블럭(241)이 기준위치인 P1에서 P2로 이동되고, 위치이동블럭(231a)과 누름블럭(251)이 P1위치에 있으면, 누름블럭(251)에 연결된 제 3 경사판(253)에 비해 제 2 공정가스블럭(241)에 연결된 제 2 경사판(244)이 기판(225)을 향해 앞으로 전진 이동된 상태이다.

이에 따라, 도 7c에 도시된 제 2 경사판(244)의 끝단과 제 3 경사판(253)의 끝단 사이의 간격은 도 7a에 도시된 제 2 경사판(244)의 끝단과 제 3 경사판(253)의 끝단 사이의 간격보다 좁아지게 되고, 이때, 제 2 공정가스블럭(241)이 P1에 있을 때의 누름가스(G3)의 공급량과, 제 2 공정가스블럭(241)이 P2에 있을때의 누름가스(G3)의 공급량이 동일하면, 제 2 공정가스블럭(241)이 P1에 있을 때보다 제 2 공정가스블럭(241)이 P2에 있을 때 누름가스(G3)가 기판(225)으로 토출되는 유속이 빨라지게 된다.

한편, 도 7c에 도시된 제 2 경사판(244)과 제 1 경사판(231b) 사이의 간격은 도 7a에 도시된 제 2 경사판(244)과 제 1 경사판(231b) 사이의 간격보다 넓어지게 되고, 이때, 제 2 공정가스블럭(241)이 P1에 있을 때의 제 2 공정가스(G2)의 공급량과, 제 2 공정가스블럭(241)이 P2에 있을때의 제 2 공정가스(G2)의 공급량이 동일하면, 제 2 공정가스블럭(241)이 P1에 있을 때보다 제 2 공정가스블럭(241)이 P2에 있을 때 제 2 공정가스(G2)가 기판(225)으로 토출되는 유속이 느려지게 된다.

도 7d는 제 1 위치조작부(260)가 작동되어 위치이동블럭(231a)의 위치가 P1에서 P2로 이동되고, 제 2 위치조작부(270)와 제 3 위치조작부(280)는 작동되지 않아 제 2 공정가스블럭(241)과 누름블럭(251)이 P1에 위치되는 상태를 도시한 것이다.

제 1 위치조작부(260)의 조작에 의해 위치이동블럭(231a)이 기준위치인 P1에서 P2로 이동되고, 제 2 공정가스블럭(241)과 누름블럭(251)이 P1위치에 있으면, 제 2 공정가스블럭(241)에 연결된 제 2 경사판(244)에 비해 위치이동블럭(231a)에 연결된 제 1 경사판(231b)이 기판(225)을 향해 앞으로 전진 이동된 상태이다.

이때, 도 7d에 도시된 제 1 경사판(231b)의 끝단과 제 2 경사판(244)의 끝단 사이의 간격은 도 7a에 도시된 제 1 경사판(231b)의 끝단과 제 2 경사판(244)의 끝단 사이의 간격보다 좁아지게 되고, 이때, 위치이동블럭(231a)이 P1에 있을 때의 제 2 공정가스(G2)의 공급량과, 위치이동블럭(231a)이 P2에 있을때의 제 2 공정가스(G2)의 공급량이 동일하면, 위치이동블럭(231a)이 P1에 있을 때보다 위치이동블럭(231a)이 P2에 있을 때 제 2 공정가스(G2)가 기판(225)으로 토출되는 유속이 빨라지게 된다.

또한, 제 1 위치조작부(260)의 조작에 의한 위치이동블럭(231a)이 P1에서 P2로 기판(225)을 향해 전진이동됨에 따라, 제 1 경사판(231b)의 끝단의 위치는 P1에서보다 P2에서 기판(225)의 중심부분에 보다 인접하게 위치된다. 본 실시예에서, 제 1 위치조작부(260)는 위치이동블럭(231a)를 통해 제 1 경사판(231b)의 끝단의 위치조정을 통해 제 1 공정가스(G1)의 분사범위를 조정할 수 있다.

도 7e는 제 1 위치조작부(260) 내지 제 3 위치조작부(280)가 모두 작동되어, 위치이동블럭(231a), 제 2 공정가스블럭(241)과 누름블럭(251)이 기준위치인 P1에 P2로 이동된 상태를 개략적으로 도시한 것이다.

도 7e에 도시된 바와 같이, 제 1 위치조작부(260) 내지 제 3 위치조작부(280)가 모두 작동되어, 위치이동블럭(231a), 제 2 공정가스블럭(241)과 누름블럭(251)이 P2에 위치되면, 제 1 경사판(231b)의 끝단과 제 2 경사판(244)의 끝단, 그리고, 제 2 경사판(244)의 끝단과 제 3 경사판(253)의 끝단 사이의 간격은 일정하게 유지되어, 도 7a에 도시된 상태에서 제 1 공정가스(G1), 제 2 공정가스(G2)와 누름가스(G3)를 제공할 때와 동일한 유속으로 제 1 공정가스(G1), 제 2 공정가스(G2)와 누름가스(G3)를 기판(225)으로 제공할 수 있다.

다만, 도 7e에 도시된 제 1 경사판(231b)의 끝단, 제 2 경사판(244)의 끝단과 제 3 경사판(253)의 끝단의 위치는 도 7a에 도시된 제 1 경사판(231b)의 끝단, 제 2 경사판(244)의 끝단과 제 3 경사판(253)의 끝단의 위치보다 기판(225)에 인접하게 위치될 수 있다.

본 실시예에 따른 제 1 위치조작부(260) 내지 제 3 위치조작부(280)는 상기와 같은 방식으로, 제 1 위치조작부(260) 내지 제 3 위치조작부(280)가 모두 작동되거나, 제 1 위치조작부(260) 내지 제 3 위치조작부(280) 중 하나, 또는 제 1 위치조작부(260) 내지 제 3 위치조작부(280) 중 두 개의 위치조작부가 작동되면서, 기판(225)에 대한 제 1 경사판(231b), 제 2 경사판(244) 및/또는 제 3 경사판(253)의 끝단의 위치를 가변시켜, 제 1 공정가스(G1), 제 2 공정가스(G2)와 누름가스(G3)가 제공되는 범위를 가변시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치(200)는 제 1 위치조작부(260)에 의해 제 1 경사판(231b)과 기판(225) 사이의 거리를 조절할 수 있고, 제 2 위치조작부(270)에 의해 제 3 경사판(253)과 기판(225) 사이의 거리를 조절할 수 있고, 아울러, 제 3 위치조작부(280)에 의해 제 2 경사판(244)과 기판(225) 사이의 거리를 조정할 수 있어, 기판(225)상의 원하는 위치/원하는 면적에 맞게 가스들을 공급함으로써, 기판(225)의 균일도와 증착률을 향상시킬 수 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치(200)는 제 1 경사판(231b), 제 2 경사판(244)와 제 3 경사판(253)이 서로 동일한 예각 또는 서로 상이한 예각을 가지도록 위치이동블럭(231a), 제 2 공정가스블럭(241)과 누름블럭(251)에 기판(225)을 향해 하향 경사지게 설치되고, 제 1 위치조작부(260) 내지 제 3 위치조작부(280)의 조작에 의해, 기판(225)에 대한 제 1 경사판(231b), 제 2 경사판(244)와 제 3 경사판(253)의 상대적 수평위치를 가변시킴에 따라, 제 1 경사판(231b)과 제 2 경사판(244) 사이의 간격, 제 2 경사판(244)와 제 3 경사판(253) 사이의 간격을 조정할 수 있다.

이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치(200)는 기판(225)으로 분사되는 제 1 공정가스(G1), 제 2 공정가스(G2) 및/또는 누름가스(G3)의 유속을 조절할 수 있으며, 누름가스(G3) 및 공정가스들의 가스 특성(점도, 밀도 등)에 따른 최적화된 제어가 가능하다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 공정가스의 흐름조정장치(200)는 누름가스 및 공정가스들의 가스특성(점도, 밀도 등)을 고려하여 기판(225)상의 원하는 위치/원하는 면적에 가스들을 공급함으로써, 기판(225)의 균일도와 증착률을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

100, 200: 공정가스의 흐름조정장치
110, 210: 챔버 111, 211: 챔버의 측벽
113, 213: 수용공간 115, 215: 리드
120, 220: 서셉터 125, 225: 기판
130, 230: 제 1 공정가스가이드부
131: 제 1 공정가스블럭 132: 제 1 공정가스흐름통로
131a: 위치이동블럭 131b: 제 1 경사판
133: 하부베이스판 135: 제 1 공정가스주입라인
137: 제 1 밀봉부재 139: 제 1 공정가스주입부
140, 240: 제 2 공정가스가이드부 141: 제 2 공정가스블럭
142: 제 2 공정가스흐름통로 144: 제 2 경사판
145: 제 2 공정가스주입라인 149: 제 2 공정가스주입부
150, 250: 누름가스가이드부
151: 누름블럭 152: 누름가스흐름통로
153: 제 3 경사판 154: 상부베이스판
155: 누름가스주입라인 157: 제 3 밀봉부재
159: 누름가스주입부
160, 260: 제 1 위치조작부
161: 제 1 브라켓 163: 제 1 위치조작부재
165: 제 4 밀봉부재 167: 제 1 구동부재
170, 270: 제 2 위치조작부
171: 제 2 브라켓 173: 제 2 위치조작부재
175: 제 5 밀봉부재 177: 제 2 구동부재
280: 제 3 위치조작부
281: 제 3 브라켓 283: 제 3 위치조작부재
285: 제 6 밀봉부재 287: 제 3 구동부재

Claims (11)

1. 챔버의 측벽에 설치되어, 상기 챔버의 내부로 제공되는 공정가스가 기판을 향해 이동되도록 상기 공정가스의 흐름을 가이드하는 공정가스가이드부;
   상기 공정가스가이드부의 상부에 위치되어, 상기 챔버의 내부로 제공되는 누름가스가 상기 공정가스를 눌러주는 흐름으로 유동되도록, 상기 누름가스의 흐름을 가이드하는 누름가스가이드부; 및
   상기 공정가스가이드부와 상기 누름가스가이드부에 연결되어, 상기 기판에 대한 상기 공정가스가이드부와 상기 누름가스가이드부의 수평위치를 조정하는 위치조작부를 포함하여,
   상기 기판에 증착되는 상기 공정가스의 흐름과, 상기 공정가스를 눌러주는 상기 누름가스의 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는 공정가스의 흐름조정장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 위치조작부는,
   상기 공정가스가이드부에 결합되어, 상기 기판에 대한 상기 공정가스가이드부의 수평위치를 조정하는 제 1 위치조작부; 및
   상기 누름가스가이드부에 결합되어, 상기 기판에 대한 상기 누름가스가이드부의 수평위치를 조정하는 제 2 위치조작부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정가스의 흐름조정장치.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 위치조작부는,
   상기 공정가스가이드부에 연결된 제 1 위치조작부재; 및
   상기 제 1 위치조작부재에 연결되어, 상기 제 1 위치조작부재로 구동력을 제공하는 제 1 구동부재를 포함하고,
   상기 제 1 구동부재의 구동시, 상기 제 1 위치조작부재는 상기 기판을 향해 전진 또는 후진이동가능하게 작동되면서, 상기 공정가스가이드부의 수평위치를 가변시키는 것을 특징으로 하는 공정가스의 흐름조정장치.
   
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 위치조작부는,
   상기 누름가스가이드부에 연결된 제 2 위치조작부재; 및
   상기 제 2 위치조작부재에 연결되어, 상기 제 2 위치조작부재로 구동력을 제공하는 제 2 구동부재를 포함하고,
   상기 제 2 구동부재의 구동시, 상기 제 2 위치조작부재는 상기 기판을 향해 전진 또는 후진이동가능하게 작동되면서, 상기 누름가스가이드부의 수평위치를 가변시키는 것을 특징으로 하는 공정가스의 흐름조정장치.
   
5. 제 2 항에 있어서, 상기 공정가스가이드부는,
   내부에 제 1 공정가스흐름통로가 마련된 구조를 가지며, 상기 챔버의 측벽에 설치된 제 1 공정가스블럭;
   상기 기판보다 큰 직경을 가진 베이스홀이 마련되고, 상기 제 1 공정가스블럭에 설치된 하부베이스판;
   상기 제 1 공정가스블럭의 상부에 설치되고, 상기 제 1 위치조작부에 연결된 위치이동블럭;
   상기 위치이동블럭의 상부에 설치되고, 내부에 제 2 공정가스흐름통로가 마련된 제 2 공정가스블럭;
   상기 기판을 향해 하향경사지게 상기 위치이동블럭의 일단에 설치된 제 1 경사판; 및
   상기 제 1 경사판의 상부로 이격되어, 상기 기판을 향해 하향경사지게 상기 제 2 공정가스블럭의 일단에 설치된 제 2 경사판을 포함하고,
   상기 위치이동블럭은 상기 제 1 위치조작부에 의해 상기 기판에 대한 수평위치가 조정되면서 상기 기판으로 분사되는 상기 제 1 공정가스의 흐름을 조정하는 것을 특징으로 하는 공정가스의 흐름조정장치.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 누름가스가이드부는,
   상기 제 2 공정가스블럭의 상부에 설치되고, 내부에 누름가스흐름통로가 마련되고 상기 제 2 위치조작부가 연결된 누름블럭;
   상기 기판을 향해 하향경사지게 상기 누름블럭에 설치되어, 상기 누름가스흐름통로에서 토출된 상기 누름가스가 상기 기판을 향해 유동되도록 상기 누름가스의 흐름경로를 가이드하는 제 3 경사판; 및
   상기 제 3 경사판의 상부에서 상기 챔버의 측벽에 설치되어, 상기 누름가스가 상부로 이동되는 것을 차단하는 상부베이스판을 포함하고,
   상기 누름블럭은 상기 제 2 위치조작부에 의해 상기 기판에 대한 수평위치가 가변되면서, 상기 누름가스의 흐름을 조정하는 것을 특징으로 하는 공정가스의 흐름조정장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 경사판 내지 상기 제 3 경사판은 서로 다른 예각 또는 같은 예각을 가지도록, 상기 위치이동블럭, 상기 제 2 공정가스블럭과 상기 누름블럭에 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 공정가스의 흐름조정장치.
   
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 2 공정가스블럭에는 제 3 위치조작부가 설치되고,
   상기 제 3 위치조작부는,
   상기 제 2 공정가스블럭에 연결된 제 3 위치조작부재; 및
   상기 제 3 위치조작부재에 연결되어, 상기 제 3 위치조작부재로 구동력을 제공하는 제 3 구동부재를 포함하고,
   상기 제 3 구동부재의 구동시, 상기 제 3 위치조작부재는 상기 기판을 향해 전진 또는 후진이동가능하게 작동되면서, 상기 제 2 공정가스블럭의 수평위치를 가변시키는 것을 특징으로 하는 공정가스의 흐름조정장치.
   
9. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 2 공정가스블럭은 상기 위치이동블럭에 결합되어, 상기 제 1 위치조작부의 조작시 상기 위치이동블럭과 함께 이동되는 것을 특징으로 하는 공정가스의 흐름조정장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버의 내부에는 상기 공정가스가 상기 기판에 증착되는 증착공정이 수행되는 반응공간이 마련되고,
    상기 반응공간에는 상기 공정가스가이드부, 상기 누름가스가이드부와 상기 기판이 위치되는 것을 특징으로 하는 공정가스의 흐름조정장치.
    
11. 제 10 항에 있어서, 상기 반응공간은
    상기 챔버의 측벽에 연결된 하부베이스판;
    상기 하부베이스판과 상부로 이격되어 상기 챔버의 측벽에 연결된 상부베이스판; 및
    상기 하부베이스판과 상기 상부베이스판의 양측에서, 상기 하부베이스판과 상기 상부베이스판을 연결하는 한 쌍의 측면베이스판에 의해 상기 챔버의 내부를 구획토록 형성된 것을 특징으로 하는 공정가스의 흐름조정장치.
    

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