KR20180112728A - 기판 지지대 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 지지대에 관한 것으로서, 지지되는 기판(B)을 균일하게 가열할 수 있고, 발열된 열이 외부로 손실되는 것을 감소시키는 기판 지지대에 관한 것이다. 이를 위해 삽입홈이 기 설정된 패턴으로 각각 형성되는 복수의 베이스 플레이트, 수용공간이 형성되고, 복수의 베이스 플레이트 중 어느 하나의 베이스 플레이트와 서로 접합 구비되는 하부 덮개 플레이트, 하부 덮개 플레이트의 상면에 접합 구비되는 상부 덮개 플레이트, 삽입홈에 각각 삽입되도록 각각의 삽입홈에 상응하는 패턴으로 형성되는 복수의 발열체, 및 수용공간에 수용됨으로써 발열체에서 발열된 열을 균일하게 기판에 전달하는 열전달 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지대가 개시된다.
Description
본 발명은 기판 지지대에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지지되는 기판(B)을 균일하게 가열할 수 있고, 발열된 열이 외부로 손실되는 것을 감소시키는 기판 지지대에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 장치는 내부 공간을 가지는 챔버, 챔버에 설치되어 기판을 지지하는 기판 지지대 및 기판상에 기판 처리 원료를 분사하는 원료 분사부를 포함한다. 기판 지지대는 그 내부에 발열체를 포함하는 베이스 플레이트 및 베이스 플레이트의 상부에 배치되며 상부에 기판이 안치되는 덮개 플레이트를 포함한다. 이러한 기판 지지대에 있어서 발열체에 전원이 인가되면, 발열체에서 열에너지가 발생하고, 열에너지가 덮개 플레이트에 전달된 후 전달된 열에 의하여 기판을 소정의 온도로 가열하게 된다.
여기서, 베이스 플레이트 및 덮개 플레이트는 보통 투과율이 좋고 내열성이 우수한 석영(SiO2)을 이용하여 제조되며, 발열체는 저항체인 발열선이 복수 번 절곡되어 소정 면적을 차지하도록 베이스 플레이트에 설치된다. 이러한 기판 지지대는 발열체에서 발생된 열이 석영 플레이트를 투과하여 기판에 전달된다. 이때, 석영은 열의 투과율은 우수하나 낮은 열전도도를 가진다. 또한, 발열선들은 특정 패턴 형상으로 서로 일정 간격 이격되어 베이스 플레이트에 배치된다. 이에, 발열선의 바로 상측에 대응하여 위치하는 기판 영역과 발열선이 서로 이격된 이격 공간에 대응하여 위치하는 기판 영역 사이에는 온도 편차가 발생하게 되는 문제가 있다. 이로부터 기판의 온도가 기판의 전영역에 걸쳐 균일하게 가열 또는 분포되지 못하는 문제가 발생된다. 또한, 이러한 기판 온도 불균일은 기판상에서 수행되는 공정이 균일하게 수행되지 못하도록 함으로써 각종 공정 불량을 야기시킬 수 있다.
또한, 베이스 플레이트에 매설되는 발열체에서 발생된 열이 모두 기판측으로 전달되지 못하고 기판 이외의 방향으로 진행함으로써 불필요한 열손실이 발생하게 되고 따라서 발열체에서 발생된 열이 기판 가열에 충분히 사용되지 못하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 기판 지지대에 배치되는 기판(B)의 전체 영역에 균일한 온도를 전달하여 기판이 균일하게 가열되도록 하고, 발열체에서 발생되는 열손실을 최소화도록 한 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 삽입홈이 기 설정된 패턴으로 각각 형성되는 복수의 베이스 플레이트, 수용공간이 형성되고, 복수의 베이스 플레이트 중 어느 하나의 베이스 플레이트와 서로 접합 구비되는 하부 덮개 플레이트, 하부 덮개 플레이트의 상면에 접합 구비되는 상부 덮개 플레이트, 삽입홈에 각각 삽입되도록 각각의 삽입홈에 상응하는 패턴으로 형성되는 복수의 발열체, 및 수용공간에 수용됨으로써 발열체에서 발열된 열을 균일하게 기판에 전달하는 열전달 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지대를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 복수의 베이스 플레이트는 다층 구조로 이루어지며, 제1 베이스 플레이트에는 아우터존에 제1 삽입홈이 형성되고 제1 삽입홈에 제1 발열체가 삽입 배치되며, 제1 베이스 플레이트와 서로 접합되는 제2 베이스 플레이트에는 이너존에 제2 삽입홈이 형성되고 제2 삽입홈에 제2 발열체가 삽입 배치된다.
또한, 복수의 베이스 플레이트는 다층 구조로 이루어지며, 제1 베이스 플레이트에는 이너존에 제1 삽입홈이 형성되고 제1 삽입홈에 제1 발열체가 삽입 배치되며, 제1 베이스 플레이트와 서로 접합되는 제2 베이스 플레이트에는 아우터존에 제2 삽입홈이 형성되고 제2 삽입홈에 제2 발열체가 삽입 배치된다.
또한, 각각의 제1,2 삽입홈에 삽입되도록 삽입홈에 상응하는 패턴으로 형성되는 제1,2 열반사판이 더 구비되며(적어도 어느 하나에 구비될 수 있음), 각각의 제1,2 발열체가 각각의 제1,2 열반사판의 상부면에 놓이도록 각각의 제1,2 삽입홈에 삽입됨으로써 발열체에서 방출된 열이 하측 방향으로 진행되지 못하도록 한다.
또한, 삽입홈, 발열체, 및 열반사판은 서로 동일한 패턴 형상으로 이루어진다.
또한, 삽입홈에 삽입된 발열체의 상부면의 높이는 베이스 플레이트의 상부면의 높이와 동일하도록 발열체가 삽입홈에 삽입된다.
또한, 발열체와 열반사판은 삽입홈에 삽입시 일부면이 서로 접하도록 배치된다.
또한, 열전달 부재가 수용공간에 수용될 때 상부 덮개 플레이트와 수직방향으로 일정 거리 이격되도록 수용공간의 하부면에 수용된다.
또한, 열전달 부재에는 일정 패턴으로 타공 홀이 형성되며, 열전달 부재의 면적 대비 타공 면적이 35 ~ 55%의 비율로 형성되도록 함으로써 기판에 균일한 온도가 전달된다.
또한, 열전달 부재는 플레이트에 비해 열전도도가 높은 재질인 백금 또는 산화처리된 니켈로 이루어지며, 제1,2 열반사판은 다공성 석영으로 이루어져 제1,2 발열체의 열이 하측방향으로 진행하지 않도록 한다.
또한, 열전달 부재에는 일정 패턴으로 타공 홀이 형성되며, 하부 덮개 플레이트의 수용공간에는 타공 홀에 삽입되는 돌기부가 형성된다.
또한, 타공 홀은 발열체가 패터닝 배치된 점유영역이 아닌 공백영역에 대응되는 영역에 타공된다.
또한, 열전달 부재는 발열체가 패터닝 배치된 점유영역에 상응하는 영역은 공백영역으로 형성하고, 발열체가 패터닝 배치되지 않은 공백영역에 상응하는 영역은 패터닝을 형성함으로써 기판에 균일한 온도를 전달한다.
또한, 열전달 부재는 발열체의 발열선의 이격 공간과 서로 형상 맞춤되도록 패터닝됨으로써 발열체의 패터닝과 서로 어긋나도록 패터닝 배치된다.
한편, 본 발명의 목적은 삽입홈이 기 설정된 패턴으로 형성되는 베이스 플레이트, 수용공간이 형성되고, 베이스 플레이트의 상면에 접합 구비되는 하부 덮개 플레이트, 하부 덮개 플레이트의 상면에 접합 구비되는 상부 덮개 플레이트,삽입홈에 삽입되도록 삽입홈에 상응하는 패턴으로 형성되는 발열체, 및수용공간에 수용됨으로써 발열체에서 발열된 열을 균일하게 기판에 전달하는 열전달 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지대를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 삽입홈에 삽입되도록 삽입홈에 상응하는 패턴으로 형성되는 열반사판을 더 포함하며, 발열체가 열반사판의 상부면에 놓이도록 삽입홈에 삽입됨으로써 발열체에서 방출된 열이 하측 방향으로 진행되지 못하도록 한다.
또한, 삽입홈에 삽입된 발열체의 상부면의 높이는 베이스 플레이트의 상부면의 높이와 동일하도록 발열체가 삽입홈에 삽입된다.
또한, 발열체와 열전달 부재는 수직방향으로 일정거리 이격되어 배치되며, 발열체와 열반사판은 동일 패턴 형상으로 형성되어 삽입홈에 삽입시 서로 접하도록 배치된다.
또한, 기판에 균일한 온도를 전달하기 위해 발열체와 열전달 부재간의 수직 이격거리는 3 ~ 5mm이다.
또한, 열전달 부재가 수용공간에 수용될 때 상부 덮개 플레이트와 수직방향으로 일정 거리 이격되도록 수용공간의 하부면에 수용된다.
또한, 열전달 부재에는 일정 패턴으로 타공 홀이 형성되며, 열전달 부재의 면적 대비 타공 면적이 35 ~ 55%의 비율로 형성되도록 함으로써 기판에 균일한 온도가 전달된다.
또한, 열전달 부재는 플레이트에 비해 열전도도가 높은 재질인 백금 또는 산화처리된 니켈로 이루어지며, 열반사판은 다공성 석영으로 이루어져 발열체의 열이 하측방향으로 진행하지 않도록 한다.
또한, 열전달 부재에는 일정 패턴으로 타공 홀이 형성되며, 하부 덮개 플레이트의 수용공간에는 타공 홀에 삽입되는 돌기부가 형성된다.
또한, 타공 홀은 발열체가 패터닝 배치된 점유영역이 아닌 공백영역에 대응되는 영역에 타공된다.
또한, 열전달 부재는 발열체가 패터닝 배치된 점유영역에 상응하는 영역은 공백영역으로 형성하고, 발열체가 패터닝 배치되지 않은 공백영역에 상응하는 영역은 패터닝을 형성함으로써 기판에 균일한 온도를 전달한다.
또한, 열전달 부재는 발열체의 발열선의 이격 공간과 서로 형상 맞춤되도록 패터닝됨으로써 발열체의 패터닝과 서로 어긋나도록 패터닝 배치된다.
한편, 본 발명의 목적은 열반사판이 수용 안착되는 삽입홈이 상부면에 형성되는 베이스 플레이트, 발열체가 수용 안착되는 삽입홈이 하부면에 형성되고, 발열체 삽입홈의 홈 방향이 하측 방향을 향하도록 형성되는 플레이트, 및 열전달부재가 수용 안착되는 삽입홈이 하부면에 형성되고, 열전달부재 삽입홈의 홈 방향이 하측 방향을 향하도록 형성되는 덮개 플레이트를 포함하며, 베이스 플레이트, 플레이트, 및 덮개 플레이트 순으로 순차 적층되어 접합 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 지지대를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 열전달부재는 발열체에서 발열된 열을 균일하게 기판에 전달하며, 열전달 부재에는 일정 패턴으로 타공 홀이 형성되며, 덮개 플레이트의 하부면에는 타공 홀에 삽입되는 돌기부가 하측 방향으로 형성된다.
또한, 베이스 플레이트와 플레이트의 상호 접합시 베이스 플레이트의 상부면의 테두리면과 플레이트의 하부면의 테두리면이 서로 접합되며, 베이스 플레이트의 테두리면 이외의 상부면은 열반사판의 수용에 의해 플레이트의 하부면과 서로 접합되지 않는다.
또한, 발열체는 메탈 히터로서 발열체 삽입홈은 메탈 히터의 폭을 바탕으로 삽입홈의 폭이 일정하게 형성된다.
또한, 발열체는 카본 섬유 히터로서 발열체 삽입홈은 카본 섬유 히터의 폭을 바탕으로 삽입홈의 폭이 하부면에서 상부면 방향으로 갈수록 넓어지도록 형성된다.
또한, 발열체의 배치는 이너존과 아우터존으로 구분하여 배치된다.
또한, 플레이트는 제1,2 플레이트로서 다층 구조로 이루어지며, 제1 플레이트에는 제1 발열체가 삽입되는 제1 발열체 삽입홈이 하부면에 형성되고, 제2 플레이트에는 제2 발열체가 삽입되는 제2 발열체 삽입홈이 하부면에 형성되고, 베이스 플레이트, 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 덮개 플레이트 순으로 순차 적층된다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 열전달 부재 및 다층구조의 멀티 쿼츠 히터에 의해 기판 지지대에 배치되는 기판(B)의 전체 영역에 균일한 온도를 전달하여 기판이 균일하게 가열되도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 발열체와 동일한 패턴 형상으로 이루어진 열반사판이 발열체의 하부에 배치됨으로써 발열체에서 발생되는 열을 기판측으로 전달할 수 있어 열손실을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기판 지지대는 발열체를 덮는 덮개 플레이트에 열전도도가 우수한 열전달 부재를 설치한다. 이에 따라 열전달 부재로 인해 열이 기판측으로 균일하게 전달되어 기판 지지대 상부에 놓이는 기판을 균일하게 가열할 수 있다. 즉, 열전달 부재의 하부에 위치하는 발열선으로부터 전달되는 열을 열전달 부재가 1차적으로 전달 받아 기판의 전체 영역에 2차적으로 균일한 온도를 전달함으로써 발열선(발열 영역)의 바로 상측에 위치하는 기판 영역과 발열선이 없는 영역(비발열 영역)의 상측에 위치하는 기판 영역과의 사이의 온도 편차를 감소시킬 수 있고, 이로부터 기판의 전체 영역에 균일한 온도 분포를 제공할 수 있다.
또한, 멀티 쿼츠 히터를 구비함으로써 이너존 영역과 아우터존 영역의 온도 불균일에 따른 문제점을 해소하여 기판의 전체 영역에 균일한 온도 분포를 제공할 수 있다.
또한, 발열체 하부에 열반사판을 설치함으로써, 발열체로부터 발생된 열이 기판측으로 전달되로독 하고 기판측 이외의 방향으로 열이 전달되지 못하도록 하여 열 손실을 최소화하거나 억제할 수 있다. 즉, 다수의 기공이 존재하는 열반사판이 발열체의 하측 방향으로 방출되는 열을 산란시켜 열파장을 감소시키고 투과율을 떨어뜨리게 되어 방열 효과를 얻을 수 있다. 이로부터 발열체에서 생성된 열치 기판의 반대 방향으로 배출되는 것을 감소시켜 기판 가열에 사용되는 열효율을 높일 수 있다.
또한, 기판 지지대를 다양한 분위기에서 사용할 수 있다. 예를들면, 기판 지지대를 불활성 분위기가 아닌 대기 분위기에서도 사용할 수 있다.
또한, 기판 지지대는 기판을 균일하게 가열하고 열손실을 억제하므로 기판상에서 수행되는 각종 공정을 균일하게 고품질로 수행할 수 있고, 공정 불량을 감소시키며, 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 지지대를 확대 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 지지대의 분해 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 지지대를 확대 도시한 분해 사
시도이고,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 지지대를 확대 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 지지대의 분해 단면도이고,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 지지대를 확대 도시한 분해 사
시도이고,
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 지지대를 확대 도시한 분해 사
시도이고,
도 10은 본 발명에 따른 열반사판과 발열체와의 이격거리에 따른 반사효율을 나타낸 도면이고,
도 11은 본 발명에 따른 열전달 부재와 발열체와의 이격거리 별 온도 균일도 특성을 나타낸 도면이고,
도 12는 본 발명에 따른 열전달 부재의 전체 면적 대비 타공홀의 타공면적 별 온도 균일도 특성을 나타낸 도면이고,
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 베이스 플레이트가 다층 구조로 이루어진 것을 나타낸 도면이고,
도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 지지대를 도시한 도면이고,
도 15 및 도 16은 본 발명의 제6 실시예에 따른 기판 지지대를 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 지지대를 확대 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 지지대의 분해 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 지지대를 확대 도시한 분해 사
시도이고,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 지지대를 확대 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 지지대의 분해 단면도이고,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 지지대를 확대 도시한 분해 사
시도이고,
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 지지대를 확대 도시한 분해 사
시도이고,
도 10은 본 발명에 따른 열반사판과 발열체와의 이격거리에 따른 반사효율을 나타낸 도면이고,
도 11은 본 발명에 따른 열전달 부재와 발열체와의 이격거리 별 온도 균일도 특성을 나타낸 도면이고,
도 12는 본 발명에 따른 열전달 부재의 전체 면적 대비 타공홀의 타공면적 별 온도 균일도 특성을 나타낸 도면이고,
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 베이스 플레이트가 다층 구조로 이루어진 것을 나타낸 도면이고,
도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 지지대를 도시한 도면이고,
도 15 및 도 16은 본 발명의 제6 실시예에 따른 기판 지지대를 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치는 반도체 제조에 사용되는 장치로써, 예를 들면 기판상에 박막을 증착시키는 공정에 사용되는 장치이다. 기판 처리 장치는 챔버(100), 원료 분사부(200) 및 기판지지 모듈(500)을 포함한다. 챔버(100)는 상부가 개방된 본체와, 본체의 상부에 개폐 가능하게 설치되는 탑리드를 구비한다. 탑리드가 본체의 상부에 결합되어 본체 내부를 폐쇄하면, 챔버(100)의 내부에는, 예컨대 증착 공정 등 기판(B)에 대한 처리가 행해지는 공간이 형성된다. 공간은 일반적으로 진공 분위기로 형성되므로, 챔버(100)의 소정 위치, 예컨대 챔버(100)의 바닥면이나 측면에는 공간에 존재하는 가스의 배출을 위한 배기관(미도시)이 연결되어 있고, 배기관은 진공 펌프(미도시)에 연결된다. 또한, 본체의 바닥면에는 후술할 기판 지지대(300)와 연결되는 샤프트(411)가 삽입되는 관통공이 형성되어 있다. 본체의 측벽에는 기판(B)을 챔버(100) 내부로 반입하거나, 외부로 반출하기 위한 게이트 밸브(미도시)가 형성되어 있다. 물론 챔버(100)는 본체와 탑리드가 분리되지 않고 일체형으로 제조될 수 있다. 또한, 도면에서는 챔버(100)를 사각통 형상으로 표시하였으나, 이에 한정되지 않고 기판(B) 형상에 대응하거나 공정 작업상의 편의에 의해 다양한 형상으로 제조될 수 있다.
한편, 원료 분사부(200)는 챔버(100) 내에서 기판 지지대(300)를 마주보도록 설치된다. 즉, 원료 분사부(200)는 챔버(100) 내의 상측 영역에 설치되며, 가스공급원(미도시)과 연결되어 있는 가스 유입관이 연통된다. 이에 챔버(100) 외부로부터 각종 가스를 공급받을 수 있다. 또한, 원료 분사부(200)는 기판(B)을 향하는 면에 기판(B)을 향하여 가스를 분사할 수 있는 가스 분사공을 구비한다. 이러한 원료 분사부(200)를 통하여 분사되는 가스는 기판(B) 상에 수행되는 공정에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 기판(B) 상에 실리콘 산화막을 증착하는 경우, 실리콘 원료 가스 및 산소 함유 가스가 공급될 수 있다.
기판 지지 모듈(500)은 챔버(100) 내부에서 기판(B)을 지지하고 가열하기 위한 수단으로, 기판 지지대(300), 샤프트(411), 구동부(420), 전원선(511), 및 전원 공급부(510)를 포함한다. 기판 지지대(300)는 그 상부 면에 기판(B)을 지지하는 것으로, 챔버(100) 내부에서 상기 원료 분사부(200)와 일정간격 이격되도록 하측에 대향 배치된다. 기판 지지대(300)는 기판(B)이 접촉될 수 있는 정도의 면적을 가지는 플레이트 형상으로 제조되며, 기판(B)의 형상과 동일한 형상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 기판(B)으로 원판의 반도체 웨이퍼가 사용되는 경우, 기판 지지대(300)는 원형의 판 형상일 수 있다. 물론, 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 변형이 가능하다. 또한, 기판 지지대(300)는 베이스 플레이트(310), 발열체(322), 덮개 플레이트(330, 350) 및 덮개 플레이트(330, 350) 내부에 위치하고, 발열체(322)에서 발생된 열이 기판(B)에 고르게 전달되도록 하는 열전달 부재(340)를 포함한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
샤프트(411)는 기판 지지대(300)를 지지하는 지지축으로, 기판 지지대(300)의 하면 중심에 결합될 수 있다. 즉, 샤프트(411)는 일방향으로 연장되는 막대 형상으로 제조되어, 일단이 챔버(100) 내부의 기판 지지대(300), 즉 베이스 플레이트(310) 저면에 연결되고, 타단은 챔버(100) 외부로 노출되어 구동부(420)와 연결된다. 이로부터 샤프트(411)는 구동부(420)의 구동력을 기판 지지대(300)에 전달하여 기판 지지대(300)를 승하강 또는 회전시킬 수 있다. 구동부(420)는 샤프트(411)를 움직이는 동력을 제공하는 것으로서, 구동부(420)에서 동력이 제공되면, 구동부(420)에 연결된 샤프트(411)가 승하강 또는 회전한다. 이에 상기 샤프트(411)에 연결된 기판 지지대(300)가 승하강 또는 회전하게 된다.
전원선(511)은 외부의 전원을 발열체(322)에 전달하는 것으로 중공의 샤프트(411) 내부를 통과하여 일단은 기판 지지대(300) 내부의 발열체(322)와 연결되며, 타단은 챔버(100) 외부로 노출되어 전원 공급부(510)에 연결된다. 전원선(511)을 통하여 전원 공급부(510)로부터 발열체(322)에 전원이 공급되면, 발열체(322)가 열을 방출하게 되며, 상측에 위치하는 기판(B)을 가열할 수 있게 된다.
(기판 지지대의 제1 실시예)
제1 실시예에 따른 기판 지지대(300)는 그 상부에 기판(B)이 안치되는 장치로서 베이스 플레이트(310), 베이스 플레이트(310) 상에 설치되는 발열체(322), 베이스 플레이트(310) 상측에 배치되며 발열체(322)를 덮는 덮개 플레이트(330,350), 및 덮개 플레이트(330, 350) 내부에 위치하고, 발열체(322)에서 발생된 열이 기판(B)에 고르게 전달되도록 하는 열전달 부재(340)를 포함한다. 또한, 베이스 플레이트(310) 내부에 발열체(322)의 하측에 설치되는 열반사판(312)을 더 포함할 수 있다.
베이스 플레이트(310)는 기판 지지대(300)의 지지체 역할을 하며, 그 상부에 각종 부재가 결합된다. 즉, 베이스 플레이트(310)의 상측면에는 덮개 플레이트(330, 350)가 배치되며, 하측면에는 구동부(420)로부터 구동력을 전달하는 샤프트(411)가 결합 고정된다. 베이스 플레이트(310)는 기판(B)을 지지할 수 있는 면적 이상을 가지는 판 형상으로 제조되며, 기판(B)의 형상과 동일한 형상으로 제조될 수 있다. 기판 지지대(300)의 설명에서 예시한 바와 같이, 베이스 플레이트(310)는 원형의 판 형상일 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 변형이 가능하다. 베이스 플레이트(310)에는 발열체(322) 및 열반사판(312)이 삽입될 수 있는 삽입홈(311)이 베이스 플레이트(310)의 상측 영역에 일정 깊이를 가지면서 형성된다. 따라서 삽입홈(311)은 발열체(322) 및 열반사판(312)의 형상과 대응하도록 형성되는 것이 바람직하다. 삽입홈(311)은 상측 방향(또는 발열체(322)가 삽입되는 방향)이 개방되는 홈으로서 베이스 플레이트(310)의 상부면 상으로부터 아래 방향(하부면 방향)으로 일정 깊이를 가지도록 삽입홈(311)이 형성된다. 이때, 삽입홈(311)은 베이스 플레이트(310)의 상부면 상에서 복수 번 절곡되어 패터닝 된다. 이러한 삽입홈(311)의 패턴 형상은 발열체(322) 및 열반사판(312)의 형상에 상응하도록 패터닝된다. 물론 삽입홈(311)의 형상은 이에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 삽입홈(311)에 1차적으로 열반사판(312)이 배치되고, 열반사판(312)의 상측에 발열체(322)가 놓이게 된다. 삽입홈(311)의 홈 깊이는 적어도 열반사판(312) 및 발열체(322)의 전체 두께와 같거나 더 깊은 것이 바람직하다. 베이스 플레이트(310)의 상부면 영역 중 삽입홈(311)이 형성되지 않은 영역에 접착제를 도포하여 후술할 하부 덮개 플레이트(330)와 접합할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 베이스 플레이트(310)에 발열체(322) 및 열반사판(312)을 함께 배치하도록 함으로써 인용문헌 KR 10-1333631(발명의 명칭 : 퀄츠 히터)의 단점을 보완할 수 있다. 즉, 인용문헌 KR 10-1333631에서는 히터(16)와 써멀리플렉터(17)가 각각의 플레이트(13,14)에 따로 배치된다. 이렇게 인용문헌과 같이 서로 다른 플레이트에 히터와 써멀리플렉터를 배치하면 히터와 써멀리플렉터의 이격 거리만큼 열방사가 생겨 열 손실이 발생되는 문제점이 있다. 또한, 인용문헌과 같이 각각의 플레이트를 배치하는 경우 플레이트의 무게가 무거워지고 전체적으로 기판 지지대의 두께가 두꺼워지는 단점이 있다. 이에 비해 본원발명은 발열체(322)와 열반사판(312)을 하나의 플레이트에 배치함으로써 이러한 인용문헌의 문제점을 해결할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 열반사판(312)은 발열체(322)의 패턴에 상응하는 패턴으로 형성되며, 발열체(322)가 열반사판(312)의 상부면에 놓이게 되어 발열체(322)에서 방출된 열이 하측방향으로는 투과되지 못하게 하고 하측방향 이외의 방향(바람직하게는 상측방향)으로 히터의 열이 진행되도록 함으로써 열손실을 줄일 수 있는 장점이 있다. 이때, 열반사판(312)의 상부면에는 발열체(322)가 놓이게 되며, 열반사판(312)의 상부면과 발열체(322)의 하부면이 서로 접하여 면 접촉된다. 따라서 도 10에 도시된 바와 같이 열반사판(312)과 발열체(322)가 서로 접하는 경우(즉, 이격거리가 0mm인 경우)에 반사효율이 가장 좋으며, 서로 간의 이격거리가 멀어질수록 반사효율이 떨어짐을 알 수 있다. 반사효율이 떨어지면 그만큼 발열체(322)의 열손실이 발생되며 본 발명은 상술한 인용문헌의 문제점을 해결할 수 있다.
덮개 플레이트(330,350)의 상측 영역에는 기판(B)이 배치된다. 덮개 플레이트(330,350)는 베이스 플레이트(310)의 상측면과 서로 접합되어 베이스 플레이트(310)의 개방된 삽입홈(311)을 덮도록 설치된다. 덮개 플레이트(330, 350)는 기판(B)이 지지될 수 있는 영역 이상의 면적을 가지는 판 형상으로 제조되며, 기판(B)의 형상과 동일한 형상으로 제조될 수 있다. 예컨대, 원형의 판 형상일 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 변형이 가능하다. 덮개 플레이트(330, 350)는 단일의 몸체로 즉 단일 플레이트로 형성될 수도 있고, 복수 개의 플레이트가 결합되어 형성될 수도 있다. 예를 들어, 덮개 플레이트(330, 350)는 베이스 플레이트(310)와 상호 접합되는 하부 덮개 플레이트(330), 하부 덮개 플레이트(330)의 상부면과 서로 접합되는 상부 덮개 플레이트(350)로 구분될 수 있다. 따라서 덮개 플레이트는 하부 덮개 플레이트(330)와 상부 덮개 플레이트(350)가 각각 따로 제작되어 서로 접합될 수도 있고, 필요에 따라 하나의 덮개 플레이트로 제작될 수도 있다. 다만, 열전달 부재(340)를 쉽게 배치하기 위해서는 하부 덮개 플레이트와 상부 덮개 플레이트를 따로 제작하여 서로 접합하는 것이 바람직할 것이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 하부 덮개 플레이트(330)는 베이스 플레이트(310)의 상측에 배치되어 삽입홈(311)을 덮개 되며, 그 외측 단부에 둘레방향으로 따라 상측으로 돌출되는 테두리(331)를 구비한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 하부 덮개 플레이트(330)는 외측 둘레방향으로 마련되는 테두리(331)를 제외한 나머지 영역이 열전달 부재(340)를 내측으로 수용할 수 있는 수용공간이 된다. 이 테두리(331)로 인하여 후술할 열전달 부재(340)가 배치되는 방향으로 개방되는 형상이 되며, 하부 덮개 플레이트(330)의 테두리 내에 열전달 부재(340)가 안치될 수 있다. 하부 덮개 플레이트(330)는 테두리(331)를 제외하면, 평평한 원판으로 제조된다. 그러나 이에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제조될 수 있다.
상부 덮개 플레이트(350)는 그 상부면에 기판(B)이 안치되는 것으로 열전달 부재(340)의 상측에 배치된다. 따라서 상부 덮개 플레이트(350)의 하부면은 하부 덮개 플레이트(330)의 상부면 테두리와 하부 덮개 플레이트(330)의 수용공간에 안착된 열전달 부재(340)의 상부면과 서로 접착 결합된다(다만, 어느 한쪽과 서로 접합 고정될 수도 있다). 상부 덮개 플레이트(350)는 기판(B)을 지지할 수 있는 판 형상으로 제조된다. 그러나 이에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 한편, 상부 덮개 플레이트(350)의 상부면에 기판을 위치시키기 위해 덮개 플레이트(330, 350)를 관통하는 다수의 핀이 설치될 수 있다. 물론, 이에 한정되지 않고, 예컨대, 정전척 또는 클램프 등의 다양한 수단을 이용하여 기판(B)을 위치시킬 수 있다.
베이스 플레이트(310) 및 덮개 플레이트(330, 350)는 석영으로 제조할 수 있다. 이때 사용되는 석영은 열의 투과성은 우수하나 열전도도는 낮다. 즉, 베이스 플레이트(310) 내부의 발열체(322)에서 발생한 열이 덮개 플레이트(330,350)를 투과하여 덮개 플레이트(330, 350) 상부에 위치된 기판(B)에 전달되나, 수평방향으로는 열 전달이 용이하지 않다. 일반적으로 쿼츠 히터는 다양한 환경조건에 의해 이너존(inner zone, 발열체의 중심영역)에 비해 아우터존(outer zone, 발열체의 외곽영역)의 열손실이 동일 조건에서 더 많게 된다. 따라서 쿼츠 히터의 이너존과 아우터존 각각의 온도 균일도가 서로 고르지 못하는 문제점이 있으며(웨이퍼의 증착 불량을 유발함), 더군다나 플레이트가 석영으로 제조되어 수평방향으로 열 전달이 용이하지 않아 이러한 온도 균일도의 문제가 더 높아진다. 이에, 후술할 열전달 부재(340)를 덮개 플레이트(330, 350) 내에 삽입하여 열을 수평방향으로 퍼트려주어 이너존과 아우터존의 온도 균일도를 맞추어줌으로써 기판(B)을 균일하게 가열할 수 있다. 더 나아가 발열체(322)와 열전달 부재(340)와의 수직 이격 거리를 본 발명에 따라 한정함으로써 이너존과 아우터존의 온도 균일도를 더욱 균형있게 맞출 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
도 4를 참조하면, 발열체(322)는 베이스 플레이트(310)의 삽입홈(311) 내에 삽입 배치된다. 이때, 열반사판(312)이 구비되는 경우에는 열반사판(312)의 상부면에 배치되고, 열반사판(312)이 없는 경우에는 삽입홈(311)에 바로 배치된다. 발열체(322)는 저항체인 발열선이 복수 번 절곡되도록 연장 형성되며, 소정의 면적을 차지하는 형상일 수 있다. 여기서, 발열체(322)는 열을 방출할 수 있는 열선(또는 heater)으로서 베이스 플레이트(310)에 배치시 서로 간에 간격을 가지면서 패터닝 배치되도록 하는 것이 바람직하다. 다만, 도 4에 도시된 발열체(322)의 패터닝은 꼭 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로의 변형이 가능하다. 예를 들어, 발열선들이 이격 공간에 의해 서로 분리되는 동심원 형상으로 배치될 수 있다. 그리고 발열체는 공정상의 환경조건, 공정상의 특성, 기판(B)의 가열 목적 등에 따라 다양한 방법으로 이격 간격을 조절하여 패터닝된 형상일 수 있다. 패터닝의 일예로서 기판(B)의 중심 영역에 비해 가장자리 영역에 발열이 집중될 수 있도록 발열체(322)를 배치하거나, 그 반대의 경우가 되도록 발열체(322)를 설치할 수 있다. 즉, 상기 예에서, 발열체(322)의 발열선을 기판(B) 가장자리에 대응하는 위치에 밀하게(촘촘하게) 배치하고, 중심 영역에 대응하는 부분에 소하게(엉성하게) 배치하여 설치할 수 있다. 발열체(322)는 기판(B)을 가열할 수 있는 열을 발생시킨다. 전기 에너지를 열로 변환할 수 있는 저항체인 발열선을 발열체(322)로 이용한다. 이때, 발열선은 텅스텐, 탄화규소(SiC),카본 등 저항체로서 작용할 수 있는 다양한 재료를 이용할 수 있다.
열전달 부재(340)는 발열체(322)에서 발생한 열을 수평방향으로 퍼트려주는 역할을 하는 것으로 하부 덮개 플레이트(330) 내에 설치된다. 예를 들어, 하부 덮개 플레이트(330)의 테두리 둘레방향에는 상측으로 돌출되는 테두리를 구비함으로써 열전달 부재(340)가 놓일 수 있는 수용공간이 마련된다. 상부 덮개 플레이트(350)는 상부에 기판(B)을 지지하며, 하부 덮개 플레이트(330)와 접합되는 것으로, 열전달 부재(340)의 상측에 배치된다. 이때, 하부 덮개 플레이트의 테두리(331)를 이용하여 하부 덮개 플레이트(330)와 상부 덮개 플레이트(350)를 결합한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 열전달 부재(340)의 두께는 하부 덮개 플레이트의 테두리(331) 높이에 비해 작거나 같을 수 있다. 따라서 열전달 부재(340)와 상부 덮개 플레이트(350) 사이에 이격 공간이 생길 수 있으며, 이 공간은 열전달 부재(340)의 열팽창을 대비한 것이다. 즉, 열전달 부재(340)와 상부 덮개 플레이트(350) 사이에 공간을 형성하지 않고(예를 들어, 하부 덮개 플레이트(330)에 테두리(331)를 형성하지 않거나 테두리(331)의 두께가 열전달 부재(340)의 두께보다 작은 경우) 하부 덮개 플레이트(330) 내에 열전달 부재(340)를 삽입한 경우에는 열전달 부재(340)의 열팽창으로 인하여 덮개 플레이트(330, 350)가 파손될 위험이 있다. 반면, 열전달 부재(340)와 상부 덮개 플레이트(350) 사이에 이격 공간을 마련하면 열전달 부재(340)가 열팽창 계수에 따라 늘어나더라도 이를 포함하는 덮개 플레이트(330, 350) 내에 소정의 여유 공간이 있으므로 덮개 플레이트(330, 350)가 내부로부터 압력을 받아 깨지는 등의 문제를 방지할 수 있다. 열전달 부재(340)는 기판(B) 및 덮개 플레이트(330, 350) 각각의 형상에 대응하여 원형의 판 형상으로 제조된다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 열전달 부재(340)는 연속적인 판 형상 혹은 복수의 홀(hole)을 가지는 메쉬 형상이 될 수도 있다. 이때 열전달 부재(340)는 기판(B)의 형상에 대응하는 원형의 판 형상이 되며, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
본 발명의 실시예에서 덮개 플레이트(330,350)는 석영으로 제조될 수 있다. 또한, 열전달 부재(340)는 석영에 비하여 열전도도가 높은 다양한 재료로 제조될 수 있다. 특히, 열전달 부재(340)로 금속 재질이 사용될 수 있으며, 예컨대 백금, 산화 처리된 니켈 등을 이용할 수 있다.
열전달 부재(340)에 의해 열이 수평방향으로 전도되는 원리에 대해 설명하면 발열체(322)에서 발생한 열은 덮개 플레이트(330,350)가 배치된 방향(즉, 상측 방향)으로 전달 즉, 복사된다(이때, 대류 또는 전도도 될 수 있다). 이때, 복사된 열이 금속의 열전달 부재(340)에 가로막히게 되어 열전달 부재(340)에 발열체(322)의 열이 전달(복사, 대류, 또는 전도)되며, 열전달 부재(340)의 전체 영역이 균일한 온도분포를 갖도록 가열된다. 결국, 열전달 부재(340)에 의하여 덮개 플레이트가 균일한 온도 분포를 갖게 되고, 덮개 플레이트(330, 350) 상부에 위치되는 기판(B)을 균일하게 가열할 수 있게 된다.
열반사판(312)은 베이스 플레이트(310) 내부의 삽입홈(311) 내에 발열체(322)와 함께 삽입 설치된다. 삽입홈(311)에는 열반사판(312)이 먼저 삽입되고, 열반사판(312)의 상면에 발열체(322)의 하부면이 접하도록 삽입된다. 여기서 발열체(322)의 형상은 복수 번 절곡되도록 연장 형성되며, 열반사판(312) 및 삽입홈(311)은 발열체(322)의 패턴 형상에 상응하도록 형성된다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 변형이 가능하다. 열반사판(312)의 두께는 삽입홈(311)의 홈 높이(또는 깊이)에 비해 작은 것이 바람직하다. 예컨대, 삽입홈(311)의 홈 높이가 5mm일 경우, 열반사판(312)의 두께는 2mm일 수 있다. 따라서 삽입홈(311)에 열반사판(312)이 삽입되면 열반사판(312)으로부터 3mm의 공간은 빈 공간이 된다. 이후, 그 공간에 발열체(322)을 삽입 설치한다. 여기서 열반사판(312)은 방열 기능이 우수한 재질을 사용한다. 예컨대, 다수의 기공을 포함하는(다공질) 재료로 제조할 수 있다. 이때, 다공질의 재료를 사용함으로써 외부로 방출되는 열을 감소시킬 수 있다. 즉, 발열체(322)로부터 발생한 열이 다수의 기공이 존재하는 열반사판(312)에 의해 열반사판(312)의 하측 방향으로 방출되는 열을 산란시켜 열 파장을 감소시키고, 투과율을 떨어뜨리게 되어 반사 효과를 얻을 수 있다. 이로부터 발열체(322)에서 생성된 열이 열반사판(312)의 아래 방향으로 배출되는 것을 감소시켜 기판 가열에 사용되는 열효율을 높일 수 있다. 열반사판(312)을 제조하는 재료로 본 발명의 실시예에서는 다공질 석영을 이용하였으나 이에 한정되지 않고, 탄화 규소(SiC) 등 다양한 부재를 사용할 수 있다. 또한, 열반사판(312)은 필요에 따라 생략할 수 있다. 열반사판(312) 생략시 발열체(322)와 베이스 플레이트(310)의 인접한 영역을 다공질로 제조함으로써 앞에서 설명한 바와 같이 열반사판(312)을 설치한 경우와 유사한 효과를 얻을 수 있다.
(기판 지지대의 제2 실시예)
제2 실시예에 따른 기판 지지대(300)는 도 5 내지 도 8을 참고하여 설명하기로 한다. 다만, 제2 실시예에서 설명하지 아니한 내용은 상술한 제1 실시예의 설명에 갈음하기로 한다.
제2 실시예에서는 상술한 제1 실시예와 달리 덮개 플레이트(330, 350)의 구조를 변경한 예를 설명한다. 하부 덮개 플레이트(330)와 상부 덮개 플레이트(350)의 사이에 열전달 부재(340)를 배치한다. 하부 덮개 플레이트(330)에는 상측 방향으로 돌출되는 돌기(332)를 패터닝 배치한다. 돌기(332)의 패터닝은 후술하는 열전달 부재(340)의 홀 패터닝과 서로 상응하도록 형성된다. 하부 덮개 플레이트(330)는 상측으로 돌출되는 테두리(331)를 포함하며, 원형의 판 형상이다. 여기서 돌기(332)의 개수 및 배치는 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 돌기(332)의 개수가 하나일 경우 돌기(332)는 하부 덮개 플레이트(330)의 중심부에 배치될 수 있다. 또한 돌기(332)의 개수가 두 개일 경우 두 돌기(332)는 하부 덮개 플레이트(330)의 중심부를 지나는 임의의 직선상에 중심으로부터 동일한 거리만큼 서로 이격되어 배치될 수 있다. 또한 돌기(332)의 개수가 세 개일 경우 중심으로부터 동일한 거리만큼 서로 이격되어 임의의 삼각형의 꼭지점 상에 배치될 수 있다. 이와 같은 방식으로 하부 덮개 플레이트(330)는 그 중심 위치로부터 일정한 패터닝 간격을 유지하도록 복수의 돌기(332)를 포함할 수 있다. 결국 도 8에 도시된 바와 같이 다수의 돌기를 포함하는 하부 덮개 플레이트(330)를 제조할 수 있다.
열전달 부재(340)는 상술한 돌기(332)의 패턴과 상응하는 홀(hole)을 포함하는 원형의 판 형상으로 제조된다. 이때, 도 8에 도시된 바와 같이 다수의 홀을 포함하는 열전달 부재(340)를 메쉬(mesh) 형상, 즉 그물 형상이라고 한다. 이에, 하부 덮개 플레이트의 돌기(332) 개수 및 배치에 대응하여 열전달 부재(340)에 형성되는 홀이 제조된다. 즉, 돌기(332)의 개수가 한 개일 경우, 홀은 한 개 이상이 되며, 돌기(332)의 개수가 세 개일 때 홀의 개수도 세 개 이상이 된다. 이는 하부 덮개 플레이트의 돌기(332)가 열전달 부재(340)의 홀에 삽입되기 때문이다. 이하, 하부 덮개 플레이트의 돌기(332)가 삽입되는 열전달 부재(340)의 홀을 관통홀이라 명명한다. 다만, 관통홀의 수가 다수인 경우 관통홀을 구비하지 않은 원형의 판에 비하여 열전도도가 낮아질 수 있으므로 적절한 개수의 돌기(332) 및 관통홀을 구비하는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 제1 실시예와 같이 하부 덮개 플레이트(330)에 돌기(332)를 마련하지 않은 경우에는 하부 덮개 플레이트(330)의 수용공간에 삽입되는 열전달 부재(340)가 이격공간(열전달 부재와 상부 덮개 플레이트 사이의 공간)에 의해 움직일 수 있다. 즉, 기판 지지대(300)가 승하강 또는 회전을 하는 경우에 열전달 부재(340)가 기울어진 상태로 있을 수 있다. 이에 따라 제2 실시예에서는 열전달 부재(340)의 관통홀에 하부 덮개 플레이트의 돌기(332)를 삽입하고 상부 덮개 플레이트(350)를 덮음으로써 열전달 부재(340)의 움직임을 감소시킬 수 있다. 이로써 열전달 부재(340)가 기울어져 배치되는 등의 이상 배치를 방지할 수 있으며, 발열체(322)에서 발생한 열을 열전달 부재(340)를 이용하여 기판(B)의 수평방향으로 고르게 퍼트려줄 수 있다.
하부 덮개 플레이트의 돌기(332) 및 테두리(331)를 이용하여 상부 덮개 플레이트(350)와 접합할 수 있다. 예를 들어, 하부 덮개 플레이트(330)의 돌기를 열전달 부재(340)의 관통홀에 삽입한 후, 관통된 돌기(332) 및 하부 덮개 플레이트의 테두리(331)에 접착제를 도포한다. 그 후, 상부 덮개 플레이트(350)를 그 위에 덮고 압착하여 하부 덮개 플레이트(330)와 상부 덮개 플레이트(350)를 접합한다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 방법으로 접합할 수 있다. 이 경우, 제1 실시예에 의한 접합의 경우, 즉 테두리(331)만을 이용하여 하부 덮개 플레이트(330)와 상부 덮개 플레이트(350)를 접합한 경우에 비하여 강한 접합을 할 수 있다.
열전달 부재(340)는 석영에 비해 열전도도가 높은 재료, 예를 들면 금속으로 제조한다. 금속은 고유의 성질(열팽창 계수)에 따라 열에 의해 팽창할 수 있다. 따라서 관통홀을 포함하는 열전달 부재(340)의 경우 관통홀의 크기는 하부 덮개 플레이트의 돌기(332) 및 열팽창 계수에 따라 조절한다. 예를 들어, 하부 덮개 플레이트의 돌기(332)의 지름이 3.5mm라고 할 때, 열전달 부재(340)의 관통홀의 지름을 4mm로 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 열전달 부재(340)의 두께는 하부 덮개 플레이트의 돌기(332)의 높이에 비해 작거나 같은 것이 바람직하다. 이 또한 열전달 부재(340)와 덮개 플레이트(330, 350) 사이에 이격 공간을 형성하기 위함이다. 즉, 하부 덮개 플레이트의 돌기(332)와 열전달 부재(340)의 관통홀 크기에 차이를 두고, 열전달 부재(340)의 두께를 하부 덮개 플레이트(330)의 돌기 높이에 비해 작게 함으로써, 열전달 부재(340)의 열팽창으로 인한 덮개 플레이트(330, 350)의 파손을 방지할 수 있다.
(기판 지지대의 제3 실시예)
제3 실시예에 따른 기판 지지대(300)는 도 9를 참조하여 설명하기로 한다. 이하에서는 제1 실시예 및 제2 실시예와 달리 열전달 부재(340)의 구조를 변경한 예를 설명한다. 도 9를 참조하면, 덮개 플레이트(330, 350)의 형상 및 열전달 부재(340)의 배치는 제1 실시예와 동일하다. 발열체(322)는 앞에서 설명한 바와 같이 발열선이 복수 번 절곡된 패터닝으로 소정의 면적을 차지하도록 배치된다. 여기서, 열전달 부재(340)는 하부 덮개 플레이트(330)의 수용공간에 수용되며, 복수 번 절곡된 패터닝으로 수용공간의 소정 면적을 차지하도록 배치된다.
한편, 열전달 부재(340)의 패턴 형상은 발열체의 패턴 형상에 따라 패터닝된다. 즉, 발열선의 바로 상측에 위치하는 발열 영역(342)은 빈 공간(공백영역)으로 두고, 발열선이 없는 영역의 바로 상측에 위치하는 비발열 영역(341)에는 열전달 부재(240)를 패터닝하여 배치한다. 따라서 열전달 부재(340)는 발열선의 사이 사이의 이격 공간과 서로 형상 맞춤 되도록 패터닝됨으로써 발열체(322)의 패터닝과 서로 어긋나도록 패터닝 배치된다. 즉, 발열체의 발열선이 패터닝되는 영역에 상응하는 영역에는 열전달 부재(340)가 공백영역으로 되고, 발열체의 발열선이 패터닝되지 않은 영역에 상응하는 영역에는 열전달 부재(240)가 패터닝되도록 한다. 열전달 부재(340)를 앞서 설명한 제1 실시예 및 제2 실시예와 달리 제작함으로써 불필요한 영역(비발열 영역 외의 부분)을 제조하는데에 사용되는 금속 재료의 사용량을 줄일 수 있다. 이로써 열전달 부재(340)의 생산에 필요한 비용을 줄이고, 결국 기판 지지대(300)의 생산 비용을 절감(특히, 백금의 경우)할 수 있다.
기판(B) 하부에 위치하는 발열선으로부터 방출되는 열은 열전달 부재(340)에 전달되고, 발열체의 패턴과 열전달 부재의 패턴이 서로 어긋나도록 패터닝됨으로써 기판(B)을 가열하는 데 있어서, 발열 영역과 비발열 영역 사이의 온도 편차를 감소시킬 수 있고, 이로부터 기판의 거의 전체에 걸쳐서 균일한 온도 분포를 가질 수 있게 한다. 또한, 발열체(322) 하부에 열반사판(312)을 설치함으로써, 발열체(322)로부터 발생된 열이 외부로 유출되는 것을 방지하거나 억제하여 기판(B) 가열에 사용되는 열효율을 높일 수 있는 기판 지지대를 형성할 수 있다.
(기판 지지대의 제4 실시예)
제4 실시예에 따른 기판 지지대(600)는 도 13을 참조하여 설명하기로 한다. 이하에서는 도 13에 도시된 제4 실시예에 따른 본 발명의 기판 지지대(600)를 설명하며, 제4 실시예에 따른 기판 지지대(600)는 제1,2,3 실시예와 비교하여 베이스 플레이트 및 발열체가 복수로 구비되는 것 이외에는 모두 동일하므로 제1,2,3 실시예에 기재된 내용이 모두 제4 실시예에 적용될 수 있다.
기판 지지대(600)는 상측으로부터 기판(B)이 놓이는 상부 덮개 플레이트(650), 열전달 부재(640)가 수용되는 하부 덮개 플레이트(630)로 구성되며, 제 4실시예에서는 하부 덮개 플레이트(630) 하부에 각각 제1,2 베이스 플레이트(610,620)가 더 배치된다. 각각의 플레이트는 석영으로 이루어진다. 챔버 내의 외부 환경요인이나 또는 쿼츠 히터(600)의 내부 요인(일예로서 발열체의 배치 패턴 등)에 의해 일반적으로 쿼츠 히터(600)의 이너존에 비해 아우터존의 온도가 동일조건에서 더 떨어지는 경향이 있다. 이때, 이너존은 일예로서 도 13에 도시된 제2 베이스 플레이트(620)의 중심을 기준으로 일정 직경을 가지는 원 영역이고, 아우터존은 이너존 영역 밖의 영역으로서, 이너존은 센터존이라 할 수 있고 아우터존은 센터존 이외의 존을 일컫는다. 따라서 제1,2,3 실시예와 같이 발열체를 배치한 경우 보통의 경우에 이너존에 비해 아우터존의 열 손실이 더 심하게 되어 결국에는 기판(B)에 균일한 온도를 제공하지 못하는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이너존에 비해 아우터존에 배치되는 열선을 좀 더 촘촘하게(밀하게) 배치하거나 또는 아우터존과 이너존의 온도를 센싱하여 서로 온도를 맞추는 방법이 있을 수 있다. 이러한 방법 이외에 본 발명의 제4 실시예에서는 베이스 플레이트(610,620)를 복수(다층 또는 멀티층)로 구비하고, 어느 하나의 베이스 플레이트는 이너존에 대응하는 발열체를 삽입하고, 다른 하나의 베이스 플레이트는 아우터존에 대응하는 발열체를 삽입함으로써 이너존과 아우터존의 온도 불균일을 해소하도록 한다.
도 13에 도시된 바와 같이 하부 덮개 플레이트(630)의 하부에는 제2 베이스 플레이트(620)가 배치된다. 제2 베이스 플레이트(620)의 하부에는 제1 베이스 플레이트(610)가 배치된다. 제1 베이스 플레이트(610)에 샤프트(411)가 접합 고정된다.
제2 베이스 플레이트(620)에는 제2 발열체(622)를 삽입하기 위한 제2 삽입홈(621)이 마련되며, 제2 삽입홈(621)과 제2 발열체(622)는 서로 동일한 패턴 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 제2 삽입홈 및 제2 발열체는 제2 베이스 플레이트(620)의 이너존에 배치된다. 그리고 도면에는 도시되어 있지 않으나 제2 삽입홈(621)에 제2 열반사판이 배치되고, 제2 열반사판 상부에 제2 발열체가 배치되는 것이 바람직하다. 제2 열반사판의 형상은 제2 삽입홈 및 제2 발열체의 패턴 형상과 동일한 것이 바람직하다. 제2 삽입홈(621)과 제2 발열체(622)의 패턴 형상은 환경 조건에 따라 다양할 수 있으나 후술하는 제1 삽입홈(611)과 제1 발열체(612)의 패턴 형상과는 서로 다른 형상인 것이 바람직하다. 제2 발열체(622)가 제2 삽입홈(621)에 삽입 배치시 제2 베이스 플레이트(620)의 상부면에 상응하는 높이로 배치되는 것이 열손실을 최소화할 수 있다.
제1 베이스 플레이트(610)에는 제1 발열체(612)를 삽입하기 위한 제1 삽입홈(611)이 마련되며, 제1 삽입홈(611)과 제1 발열체(612)는 서로 동일한 패턴 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 제1 삽입홈 및 제1 발열체는 제1 베이스 플레이트(610)의 아우터존에 배치된다. 그리고 도면에는 도시되어 있지 않으나 제1 삽입홈(611)에 제1 열반사판이 배치되고, 제1 열반사판 상부에 제1 발열체가 배치되는 것이 바람직하다. 제1 열반사판의 형상은 제1 삽입홈 및 제1 발열체의 패턴 형상과 동일한 것이 바람직하다. 제1 발열체(612)가 제2 삽입홈(611)에 삽입 배치시 제1 베이스 플레이트(610)의 상부면에 상응하는 높이로 배치되는 것이 열손실을 최소화할 수 있다.
상술한 예는 제2 베이스 플레이트(620)의 이너존에 제2 발열체(622)가 매설되고, 제1 베이스 플레이트(610)의 아우터존에 제1 발열체(612)가 매설되는 것으로 설명하였다. 이와 다른예로서 제2 베이스 플레이트(620)의 아우터존에 제2 발열체(622)가 매설되고, 제1 베이스 플레이트(610)의 이너존에 제1 발열체(612)가 매설되도록 할 수도 있다. 이와 같은 경우 각각의 삽입홈은 이에 대응되는 존에 각각 형성된다. 따라서 제4 실시예에서는 어느 하나의 베이스 플레이트의 이너존에 어느 하나의 발열체가 매설되고, 서로 층을 달리하여 다른 하나의 베이스 플레이트의 아우터존에 다른 발열체를 매설하는 것이 바람직하다. 각각의 베이스 플레이트는 서로 접합된다. 다만, 상부층에 해당하는 베이스 플레이트의 이너존에 발열체가 배치되고, 하부층에 해당하는 베이스 플레이트의 아우터존에 발열체가 배치되는 경우 좀 더 제작이 용이할 수 있다.
한편, 제1 발열체(612)는 제2 발열체(622)에 비해 촘촘하게 배치되는 것이 바람직하다. 즉 제1 발열체(612)는 밀하게 배치되고, 제2 발열체(622)는 소하게 배치되는 것이 좋다.
도면에는 도시되어 있지 않으나 층을 달리하여 각각 매설된 발열체의 온도를 센싱하기 위해 이너존에 매설된 제2 발열체(622)와 아우터존에 매설된 제1 발열체(612)의 온도를 센싱하도록 써멀커플러(TC)가 각각 배치될 수 있다. 즉, 제2 베이스 플레이트(620)에 매설된 제2 발열체(622)의 온도를 센싱하기 위해 제2 베이스 플레이트(620)의 이너존 중 어느 하나의 영역에 제2 써멀커플러가 배치되고, 제1 베이스 플레이트(610)에 매설된 제1 발열체(612)의 온도를 센싱하기 위해 제1 베이스 플레이트(610)의 아우터존 중 어느 하나의 영역에 제1 써멀커플러가 배치된다. 제1,2 써멀커플러 각각은 대응되는 제1,2 발열체의 발열선과 가장 가까운 위치 영역에 배치되는 것이 바람직하다. 다만, 상술한 바와 같이 제2 베이스 플레이트(620)의 아우터존에 제2 발열체가 매설되고, 제1 베이스 플레이트(610)의 이너존에 제1 발열체가 매설되는 경우에는 이에 상응하도록 제1,2 써멀커플러가 배치되는 것이 바람직하다. 즉 제2 써멀커플러는 제2 베이스 플레이트(620)의 아우터존 영역 중 제2 발열체의 발열선과 가까운 영역 위치에 매설되며, 제1 써멀커플러는 제1 베이스 플레이트(610)의 이너존 영역 중 제1 발열체의 발열선과 가까운 영역 위치에 매설된다.
(기판 지지대의 제5 실시예)
제5 실시예에 따른 기판 지지대(600)는 도 14를 참조하여 설명하기로 한다. 이하에서는 도 14에 도시된 제5 실시예에 따른 본 발명의 기판 지지대(700)를 설명하며, 제5 실시예에 따른 기판 지지대(600)는 제1,2,3 실시예와 비교하여 제4 실시예와 동일하게 플레이트(720,730) 및 발열체(722,732)가 복수로 구비되고 플레이트(720,730)의 발열체 삽입홈(721,731)이 제1 실시예에 비해 하향 형성되는 것이 특징이다.
기판 지지대(600)는 하측으로부터 베이스 플레이트(710), 제1 플레이트(720), 제2 플레이트(730), 덮개 플레이트(750) 순으로 적층된다. 베이스 플레이트(710)에는 샤프트(411)가 접합 결합된다. 베이스 플레이트(710)에는 평판 열반사판(712)이 삽입홈(711)에 삽입 안착된다. 열반사판(712)은 다른 실시예와 달리(다른 실시예에서는 발열체의 패턴 형상과 동일한 형상임) 평판으로 이루어진다. 열반사판(720)의 재료는 석영을 사용하는 것이 바람직하다. 베이스 플레이트(710)에는 열반사판(712)이 삽입 안착되도록 삽입홈(711)이 형성되며, 삽입홈(711)은 베이스 플레이트(710)의 상면에 열반사판(712)의 넓이 보다 동일하거나 크게 형성된다. 제1 플레이트(720)가 베이스 플레이트(710)와 서로 접합 결합됨으로써 열반사판(712)의 상면에는 제1 발열체(722)가 접촉된다. 제1 발열체(722)가 열반사판(712)의 상부면에 접촉됨으로써 발열체에서 방출된 열이 하측방향으로 투과되지 못하도록 함으로써 열 효율을 높일 수 있다. 열반사판(712)이 평판 형상으로 이루어짐으로써 가공이 용이하고 생산 효율을 높일 수 있다. 삽입홈(711)에 의해 베이스 플레이트(710)의 테두리에는 제1 플레이트(720)와 접합되는 접합면이 형성되며, 테두리 접합면 이외에는 평판 열반사판(712) 때문에 제1 플레이트(720)와 접합면이 형성되지 않는다.
제1 플레이트(720)에는 제1 발열체(722)가 삽입될 수 있는 제1 삽입홈(721)이 형성된다. 제2 플레이트(730)에는 제2 발열체(732)가 삽입될 수 있는 제2 삽입홈(731)이 형성된다. 제1,2 삽입홈(721,731)은 제1,2 발열체(722,732)의 패턴 형상에 상응하도록 패터닝 되며, 제4 실시예와 비교하여 하향 방향(또는 하면에)으로 형성된다. 즉, 제1,2 플레이트(720,730)의 상면은 편평하고, 하면은 제1,2 삽입홈(721,731)이 형성된다. 제1,2 발열체(722,732)는 메탈 히터로 이루어진다. 후술하는 제6 실시예에서는 발열체가 카본 섬유로 이루어진다. 제2 플레이트(730)의 하면이 제1 플레이트(720)의 편평한 상면과 서로 접합 결합된다.
덮개 플레이트(750)에는 열전달 부재(740)가 삽입될 수 있는 삽입홈이 형성되며, 삽입홈은 하향 방향으로 형성된다. 즉, 기판(B)이 놓이는 덮개 플레이트(750)의 상면은 편평하고, 하면에 열전달 부재(740)가 안착되는 삽입홈이 형성된다. 덮개 플레이트(750)에는 삽입홈과 함께 하측 방향으로 돌출되는 돌기부(751)가 패터닝 형성된다. 돌기부(751)의 패터닝은 열전달 부재(740)의 홀 패터닝과 서로 상응하도록 패턴 형성된다(도 8의 부호번호 330 및 340 참조). 따라서 기판 지지대(700)의 기울어짐에 의해서도 열전달 부재(740)가 움직이지 않도록 할 수 있다. 덮개 플레이트(750)의 하면이 제2 플레이트(730)의 편평한 상면과 서로 접합 결합된다. 상술한 제5 실시예에서는 도 14에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(710)의 상면에 열반사판(712)의 삽입홈이 형성되고, 제1,2 플레이트(720,730)의 하면에 제1,2 발열체(722,732)의 제1,2 삽입홈(721,731)이 형성되고, 덮개 플레이트(750)의 하면에 열전달 부재(740)의 삽입홈이 형성된다.
한편, 제5 실시예에서는 제1,2 플레이트에 각각 제1,2 발열체를 구비하도록 하여 멀티층 히터를 구현하였으나, 제1,2 플레이트 중 어느 한 층을 생략하여 단층 히터를 구현할 수도 있다. 이때에는 이너존/아우터존으로 발열체를 배치하는 것이 바람직하다.
(기판 지지대의 제6 실시예)
제6 실시예에 따른 기판 지지대(800)는 도 15 및 도 16을 참조하여 설명하기로 한다. 다만, 도 15는 도 16에서 제2 플레이트(830)가 생략된 단층 히터로서 도 16의 설명에 갈음하기로 한다. 도 15로 구현하는 경우에는 이너존/아우터존으로 발열체를 배치하는 것이 바람직하다.
도 16에 도시된 바와 같이 제6 실시예에 따른 기판 지지대(800)는 제5 실시예의 기판 지지대(700)의 배치와 동일하게 배치된다. 즉, 베이스 플레이트(810), 제1 플레이트(820), 제2 플레이트(830), 덮개 플레이트(850) 순으로 적층된다.
베이스 플레이트(810)에는 평판 열반사판(812)이 삽입홈(811)에 삽입 안착된다. 열반사판(812)은 제5 실시예와 동일하게 평판으로 이루어진다. 열반사판(820)의 재료는 석영을 사용하는 것이 바람직하다. 베이스 플레이트(810)에는 열반사판(812)이 삽입 안착되도록 삽입홈(811)이 형성되며, 삽입홈(811)은 베이스 플레이트(810)의 상면에 열반사판(712)의 넓이 보다 동일하거나 크게 형성된다. 제1 플레이트(820)가 베이스 플레이트(810)와 서로 접합 결합됨으로써 열반사판(812)의 상면에는 제1 발열체(822)가 접촉된다. 제1 발열체(822)가 열반사판(812)의 상부면에 접촉됨으로써 발열체에서 방출된 열이 하측방향으로 투과되지 못하도록 함으로써 열 효율을 높일 수 있다. 열반사판(812)이 평판 형상으로 이루어짐으로써 가공이 용이하고 생산 효율을 높일 수 있다. 삽입홈(811)에 의해 베이스 플레이트(810)의 테두리에는 제1 플레이트(820)와 접합되는 접합면이 형성되며, 테두리 접합면 이외에는 평판 열반사판(812) 때문에 제1 플레이트(820)와 접합면이 형성되지 않는다.
제1 플레이트(820)에는 제1 발열체(822)가 삽입될 수 있는 제1 삽입홈(821)이 형성된다. 제2 플레이트(830)에는 제2 발열체(832)가 삽입될 수 있는 제2 삽입홈(831)이 형성된다. 제1,2 삽입홈(821,831)은 제1,2 발열체(822,832)의 패턴 형상에 상응하도록 패터닝 되며, 제4 실시예와 비교하여 하향 방향으로(또는 하면에) 형성된다. 즉, 제1,2 플레이트(820,830)의 상면은 편평하고, 하면은 제1,2 삽입홈(821,831)이 형성된다. 제1,2 발열체(822,832)는 제5 실시예와 달리 카본 섬유 히터로 이루어진다. 카본 섬유 히터는 메탈 히터에 비해 발열 밀도가 좋다. 이때, 제6 실시예에서는 카본 섬유 히터를 사용하기 때문에 쿼츠 히터 내부가 진공으로 이루어져야 하고, 또한 삽입홈(821,831)이 도 16에 도시된 바와 같이 제5 실시예와 다르게 형성된다. 제5 실시예에서는 발열체가 메탈 히터로 이루어지기 때문에 삽입홈의 단면을 보면 도 14와 같이 직사각형 형상이나, 제6 실시예에서는 발열체가 카본 섬유 히터로 이루어지기 때문에 삽입홈(821,831)의 단면을 보면 도 16와 같이 하측에서 상측방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 구조로 된다. 물론 삽입홈(821,831)의 전체 패턴 형상은 발열체의 패턴 형상과 동일한 패턴으로 이루어진다. 제2 플레이트(830)의 하면이 제1 플레이트(820)의 편평한 상면과 서로 접합 결합된다.
덮개 플레이트(850)에는 열전달 부재(840)가 삽입될 수 있는 삽입홈이 형성되며, 삽입홈은 하향 방향으로 형성된다. 즉, 기판(B)이 놓이는 덮개 플레이트(850)의 상면은 편평하고, 하면에 열전달 부재(840)가 안착되는 삽입홈이 형성된다. 덮개 플레이트(850)에는 삽입홈과 함께 하측 방향으로 돌출되는 돌기부(851)가 패터닝 형성된다. 돌기부(851)의 패터닝은 열전달 부재(840)의 홀 패터닝과 서로 상응하도록 패턴 형성된다(도 8의 부호번호 330 및 340 참조). 따라서 기판 지지대(800)의 기울어짐에 의해서도 열전달 부재(840)가 움직이지 않도록 할 수 있다. 덮개 플레이트(850)의 하면이 제2 플레이트(830)의 편평한 상면과 서로 접합 결합된다. 상술한 제6 실시예에서는 도 16에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(810)의 상면에 열반사판(812)의 삽입홈이 형성되고, 제1,2 플레이트(820,830)의 하면에 제1,2 발열체(822,832)의 제1,2 삽입홈(821,831)이 형성되고, 덮개 플레이트(850)의 하면에 열전달 부재(840)의 삽입홈이 형성된다.
(발열체와 열전달 부재의 이격 거리에 따른 온도 균일도 특성)
도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 발열체(322)와 열전달 부재(340)의 이격 거리에 따른 온도 균일도(Temp uniformity) 특성은 상호간의 이격거리가 3 ~ 5mm인 것이 가장 좋음을 알 수 있다. 즉, 발열체(322)와 열전달 부재(340)간의 이격거리가 바람직하게 3 ~ 5mm인 경우 기판(B)의 전체 면적에 균일한 온도를 전달할 수 있다. 상술한 설명은 앞서 설명한 제1,2,3 실시예 모두에 적용될 수 있다. 다만, 제4,5,6 실시예에서는 제1 발열체 또는 제2 발열체와 열전달 부재와의 이격 거리일 수 있다.
(타공 면적 대비 온도 균일도 특성)
제2 실시예의 도 8에 도시된 바와 같이 열전달 부재(340)에는 홀(또는 관통홀)이 일정 패턴으로 타공된다. 이때, 도 12에 도시된 바와 같이 열전달 부재(340)의 전체 면적 대비 타공 면적별 온도 균일도 특성을 살펴보면 타공 면적이 35 ~ 55% 구간인 영역에서 온도 균일도 특성이 가장 좋음을 알 수 있다. 따라서 열전달 부재(340)에 홀이 타공되면 발열체의 열이 기판의 상부로 균일하게 전달되는 것을 알 수 있다. 이에 따라 제2 실시예에서는 하부 덮개 플레이트에 돌기(332)가 형성되는지 여부와 관계없이 열전달 부재(340)에 도 12와 같은 타공 면적 비율에 따라 홀을 타공함으로써 기판 가열시 균일한 온도를 전달하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 다른 실시예에서도 동일한 원리가 적용될 수 있다.
열전달 부재(340)의 전체 면적 대비 35 ~ 55%의 타공면적 비율을 고려할 때 타공되는 홀의 직경은 2 ~ 10mm이고, 홀 간 이격거리는 6.5 ~ 12mm인 것이 온도 균일도를 높일 수 있다. 일예로서 타공되는 홀의 직경이 10mm일 때 홀 간 이격거리는 12mm인 것이 바람직하고, 다른 예로서 타공되는 홀의 직경이 4.5mm일 때 홀 간 이격거리는 6.5mm인 것이 바람직하다. 상술한 설명은 앞서 설명한 제1,2,3,4,5,6 실시예 모두에 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용이 가능함은 본 고안의 기술 분야에 속하는 통상의 기술자의 입장에서 당연한 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명의 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위에 있는 모든 기술적 사상들, 즉 균등의 범주 내에서의 실시는 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.
본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.
상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
100 : 챔버
200 : 원료 분사부
300 : 기판 지지대
310 : 베이스 플레이트
311 : 삽입홈
312 : 열반사판(또는 열투과 방지부)
322 : 발열체(열선 또는 heater)
330 : 하부 덮개 플레이트
331 : 하부 덮개 플레이트의 테두리
332 : 하부 덮개 플레이트의 돌기(또는 돌기부)
340 : 열전달 부재(열확산 부재 또는 열평형 부재)
341 : 비발열 영역
342 : 발열 영역
350 : 상부 덮개 플레이트
411 : 샤프트
420 : 구동부
500 : 기판지지 모듈
510 : 전원 공급부
511 : 전원선
600 : 기판 지지대
610 : 제1 베이스 플레이트
611 : 제1 삽입홈
612 : 제1 발열체
620 : 제2 베이스 플레이트
621 : 제2 삽입홈
622 : 제2 발열체
630 : 하부 덮개 플레이트
632 : 돌기부
640 : 열전달 부재
650 : 상부 덮개 플레이트
700 : 기판 지지대
710 : 베이스 플레이트
711 : 열반사판 삽입홈(또는 수용홈)
712 : 열반사판
720 : 제1 플레이트
721 : 제1 삽입홈(또는 제1 수용홈)
722 : 제1 발열체
730 : 제2 플레이트
731 : 제2 삽입홈(또는 제2 수용홈)
732 : 제2 발열체
740 : 열전달 부재
750 : 덮개 플레이트
751 : 돌기부
800 : 기판 지지대
810 : 베이스 플레이트
811 : 열반사판 삽입홈(또는 수용홈)
812 : 열반사판
820 : 제1 플레이트
821 : 제1 삽입홈(또는 제1 수용홈)
822 : 제1 발열체
830 : 제2 플레이트
831 : 제2 삽입홈(또는 제2 수용홈)
832 : 제2 발열체
840 : 열전달 부재
850 : 덮개 플레이트
851 : 돌기부
200 : 원료 분사부
300 : 기판 지지대
310 : 베이스 플레이트
311 : 삽입홈
312 : 열반사판(또는 열투과 방지부)
322 : 발열체(열선 또는 heater)
330 : 하부 덮개 플레이트
331 : 하부 덮개 플레이트의 테두리
332 : 하부 덮개 플레이트의 돌기(또는 돌기부)
340 : 열전달 부재(열확산 부재 또는 열평형 부재)
341 : 비발열 영역
342 : 발열 영역
350 : 상부 덮개 플레이트
411 : 샤프트
420 : 구동부
500 : 기판지지 모듈
510 : 전원 공급부
511 : 전원선
600 : 기판 지지대
610 : 제1 베이스 플레이트
611 : 제1 삽입홈
612 : 제1 발열체
620 : 제2 베이스 플레이트
621 : 제2 삽입홈
622 : 제2 발열체
630 : 하부 덮개 플레이트
632 : 돌기부
640 : 열전달 부재
650 : 상부 덮개 플레이트
700 : 기판 지지대
710 : 베이스 플레이트
711 : 열반사판 삽입홈(또는 수용홈)
712 : 열반사판
720 : 제1 플레이트
721 : 제1 삽입홈(또는 제1 수용홈)
722 : 제1 발열체
730 : 제2 플레이트
731 : 제2 삽입홈(또는 제2 수용홈)
732 : 제2 발열체
740 : 열전달 부재
750 : 덮개 플레이트
751 : 돌기부
800 : 기판 지지대
810 : 베이스 플레이트
811 : 열반사판 삽입홈(또는 수용홈)
812 : 열반사판
820 : 제1 플레이트
821 : 제1 삽입홈(또는 제1 수용홈)
822 : 제1 발열체
830 : 제2 플레이트
831 : 제2 삽입홈(또는 제2 수용홈)
832 : 제2 발열체
840 : 열전달 부재
850 : 덮개 플레이트
851 : 돌기부
Claims (7)
- 열반사판이 수용 안착되는 삽입홈이 상부면에 형성되는 베이스 플레이트,
발열체가 수용 안착되는 삽입홈이 하부면에 형성되고, 발열체 삽입홈의 홈 방향이 하측 방향을 향하도록 형성되는 플레이트, 및
열전달부재가 수용 안착되는 삽입홈이 하부면에 형성되고, 열전달부재 삽입홈의 홈 방향이 하측 방향을 향하도록 형성되는 덮개 플레이트를 포함하며,
상기 베이스 플레이트, 플레이트, 및 덮개 플레이트 순으로 순차 적층되어 접합 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
- 제 1 항에 있어서,
상기 열전달부재는 상기 발열체에서 발열된 열을 균일하게 기판에 전달하며,
상기 열전달 부재에는 일정 패턴으로 타공 홀이 형성되며,
상기 덮개 플레이트의 하부면에는 상기 타공 홀에 삽입되는 돌기부가 하측 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
- 제 1 항에 있어서,
상기 베이스 플레이트와 플레이트의 상호 접합시,
상기 베이스 플레이트의 상부면의 테두리면과 상기 플레이트의 하부면의 테두리면이 서로 접합되며, 상기 베이스 플레이트의 테두리면 이외의 상부면은 상기 열반사판의 수용에 의해 상기 플레이트의 하부면과 서로 접합되지 않는 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
- 제 1 항에 있어서,
상기 발열체는 메탈 히터로서,
상기 발열체 삽입홈은 상기 메탈 히터의 폭을 바탕으로 삽입홈의 폭이 일정하게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
- 제 1 항에 있어서,
상기 발열체는 카본 섬유 히터로서 기판 지지대의 내부가 진공으로 형성되며,
상기 발열체 삽입홈은 상기 카본 섬유 히터의 폭을 바탕으로 삽입홈의 폭이 하부면에서 상부면 방향으로 갈수록 넓어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
- 제 1 항에 있어서,
상기 발열체의 배치는 이너존과 아우터존으로 구분하여 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
- 제 1 항에 있어서,
상기 플레이트는 제1,2 플레이트로서 다층 구조로 이루어지며,
제1 플레이트에는 제1 발열체가 삽입되는 제1 발열체 삽입홈이 하부면에 형성되고,
제2 플레이트에는 제2 발열체가 삽입되는 제2 발열체 삽입홈이 하부면에 형성되고,
상기 베이스 플레이트, 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 덮개 플레이트 순으로 순차 적층되어 접합 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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