KR20220008403A - 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터 - Google Patents

챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터 Download PDF

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KR20220008403A
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Abstract

본 발명은 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터에 관한 것으로서, 반도체 또는 디스플레이 제조 공정용 챔버의 게이트 오픈시에 변화되는 온도에 따른 서셉터의 발열량을 보상하기 위한 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터에 관한 것이다. 이를 위해 대상체가 재치되는 서셉터 몸체, 서셉터 몸체 내측의 안쪽 영역에 제1 패턴으로 배치되는 이너 히터, 서셉터 몸체 내측의 바깥쪽 영역에 제2 패턴으로 배치되는 아웃터 히터, 이너 히터 및 아웃터 히터와는 서로 층을 달리하여 제3 패턴으로 서셉터 몸체 내측의 바깥쪽 영역에 영역 분할되어 배치되는 보상 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터가 개시된다.

Description

챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터{Suscepteor for temperature compensating}
본 발명은 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 또는 디스플레이 제조 공정용 챔버의 게이트 오픈시에 변화되는 온도에 따른 서셉터의 발열량을 보상하기 위한 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터에 관한 것이다.
일반적으로 서셉터의 내부에는 발열을 위한 발열체가 배치되며, 도 11(a)에 도시된 바와 같이 발열체 또는 히터는 서셉터의 안쪽 내부에 배치되는 이너 히터와 바깥쪽에 배치되는 아웃터 히터로 구분된다. 이너 히터와 아웃터 히터는 제어부로부터 전기신호를 전달받아 발열하며, 이너 존과 아웃터 존 각각에서 발열되는 열은 서셉터의 재치면(또는 표면)에 전달되어 재치면의 온도 균일도를 향상시킬 수 있다.
그러나 서셉터의 아웃터 존 히터는 외부 환경의 영향(일예로서 도 12(b)의 공정 챔버의 게이트가 오픈되는 경우)으로 발열량이 떨어지는 문제가 있다. 즉, 챔버 게이트가 오픈되면 초기 셋팅된 서셉터의 온도 값이 변하게 된다. 이때, 이너 존에 비해 아웃터 존의 온도가 더 떨어진다. 따라서 변화된 아웃터 존의 온도를 빠른 시간에 회복시키기 위해 아웃터 히터의 전력밀도를 이너 히터에 비해 높게 하면 전력밀도가 높을수록 히터의 부하밀도가 높아져 히터의 수명을 저하시켜 잦은 교체가 발생되고 또한 히터의 부분적 파괴를 야기하여 제조 공정을 중단시키는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 특2003-0080574(발명의 명칭 : 반도체 제조용 챔버) 대한민국 등록특허공보 10-0664581(발명의 명칭 : 서셉터의 메인플레이트) 대한민국 등록특허공보 10-1472484(발명의 명칭 : 기판 처리 장치)
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 챔버 게이트의 오픈 방향에 대응되는 복수의 온도 보상용 히터를 아웃터 존에 추가로 배치함으로써 기존의 아웃터 히터에 대한 수명을 높여 줄 뿐만아니라 챔버 게이트의 오픈시에도 빠른 시간내에 온도 균일도를 맞출 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.
종래의 단일 히터 배치로 인한 히터 미배치 영역인 공백영역에서의 온도 감소로 인한 온도 불균일을 해소하고, 히터의 이중 배치로 인한 교차영역에서의 온도 증가로 인한 온도 불균일을 동시에 해소할 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 제1 히터 및 제2 히터를 용접하기 위해 용접 절차를 개별적이고 독립적으로 수행하고 용접 깊이를 달리함으로써 서셉터의 바닥면으로부터 멀리 이격된 제1 히터도 서셉터에 더욱 밀착 고정될 수 있는 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 대상체가 재치되는 서셉터 몸체,
서셉터 몸체 내측의 안쪽 영역에 제1 패턴으로 배치되는 이너 히터,
서셉터 몸체 내측의 바깥쪽 영역에 제2 패턴으로 배치되는 아웃터 히터,
이너 히터 및 아웃터 히터와는 서로 층을 달리하여 제3 패턴으로 서셉터 몸체 내측의 바깥쪽 영역에 영역 분할되어 배치되는 보상 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 이너 히터의 제1 패턴과 보상 히터의 제3 패턴의 배치는 특정영역에서 서로 층을 달리하여 서로 교차 배치되는 교차 영역이 존재하지 않도록 배치된다.
또한, 이너 히터와 아웃터 히터는 재치면의 온도를 균일하게 유지하도록 발열되고, 보상 히터는 챔버 게이트의 오픈시에 따른 온도 변화에 대응하여 서셉터의 바깥쪽 영역의 온도를 보상하도록 발열함으로써 재치면의 온도를 균일하게 유지한다.
또한, 보상 히터는 이너 히터 또는 아웃터 히터 보다 재치면을 기준으로 하부층에 배치된다.
또한, 보상 히터는 챔버 게이트의 제1 방향 오픈에 대응되는 방향에 영역 분할되어 배치된 제1 존 보상히터,
챔버 게이트의 제2 방향 오픈에 대응되는 방향에 영역 분할되어 배치된 제2 존 보상히터를 포함하며,
챔버 게이트의 오픈 방향에 대응되는 영역에 분할 배치된 보상히터 중 적어도 어느 하나가 게이터의 오픈에 따른 온도 변화에 신속히 대응하여 발열함으로써 재치면의 바깥쪽 온도를 빠르게 보상한다.
또한, 이너 히터와 아웃터 히터는 서로 동일 수평면 상에 배치되거나 또는 이너 히터가 아웃터 히터에 비해 상대적으로 재치면에 가깝게 층을 달리하여 배치된다.
또한, 아웃터 히터의 제2 패턴과 보상 히터의 제3 패턴의 배치는 특정영역에서 서로 층을 달리하여 서로 교차 배치되는 교차 영역이 존재한다.
또한, 교차 영역에서의 히터의 전체 발열량을 줄이기 위해 보상 히터의 발열량을 교차 영역에서 조정하도록 한다.
또한, 교차 영역에서 보상 히터의 발열체를 저항이 없는 비발열체로 배치하여 비발열 구간을 형성한다.
또한, 교차 영역에서 보상 히터의 발열체의 저항값을 아웃터 히터의 발열체의 저항값과 서로 다르게 설정함으로써 보상 히터의 발열체는 제1 발열 구간과 제1 발열 구간에 비해 상대적으로 발열량이 적은 제2 발열 구간을 형성하고, 제2 발열 구간이 교차 영역에 배치되도록 한다.
한편, 본 발명의 목적은 대상체가 재치되는 서셉터 몸체, 서셉터 몸체 내측에 제1 패턴으로 배치되는 제1 히터, 제1 히터가 배치되지 않은 영역에서 제1 히터와 배치 층을 달리하여 제2 패턴으로 배치되는 제2 히터를 포함하며, 제1 히터의 제1 패턴과 제2 히터의 제2 패턴의 배치는 특정영역에서 서로 층을 달리하여 서로 교차 배치되는 교차 영역이 존재하는 것을 특징으로 하는 서셉터를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 서셉터 몸체의 재치면을 기준으로 제1 히터가 제2 히터에 비해 상대적으로 재치면에 가까우며, 교차 영역에서의 히터의 전체 발열량을 줄이기 위해 제2 히터의 발열량을 교차 영역에서 조정하도록 한다.
또한, 교차 영역에서 제2 히터의 발열체를 저항이 없는 비발열체로 배치하여 비발열 구간을 형성한다.
또한, 교차 영역에서 제2 히터의 발열체의 저항값을 제1 히터의 발열체의 저항값과 서로 다르게 설정하여 제2 히터의 발열체는 제1 발열 구간과 제1 발열 구간에 비해 상대적으로 발열량이 적은 제2 발열 구간을 형성한다.
한편, 본 발명의 또 다른 목적은 대상체가 재치되는 서셉터 몸체, 서셉터 몸체 내측에 제1 패턴으로 배치되는 제1 히터, 제1 히터가 배치되지 않은 영역에서 교차 영역이 적어도 일부 형성되도록 제1 히터와 배치 층을 달리하여 제2 패턴으로 배치되는 제2 히터, 제1 히터가 삽입되도록 제1 패턴으로 서셉터의 바닥면에 형성된 제1 히터 삽입 홈, 제2 히터가 삽입되도록 제2 패턴으로 서셉터의 바닥면에 형성된 제2 히터 삽입 홈, 제1 히터 삽입 홈을 덮도록 제1 히터 삽입 홈과 상응하는 패턴으로 형성된 제1 히터 커버, 제2 히터 삽입 홈을 덮도록 제2 히터 삽입 홈과 상응하는 패턴으로 형성된 제2 히터 커버, 제1 패턴을 따라 제1 히터 커버와 서셉터의 바닥면이 용접된 제1 용접 스팟, 제2 패턴을 따라 제2 히터 커버와 서셉터의 바닥면이 용접된 제2 용접 스팟을 포함하며, 제1 용접 스팟과 제2 용접 스팟은 별도의 개별적인 용접 절차에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 서셉터를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 서셉터 몸체의 재치면을 기준으로 제1 히터가 제2 히터에 비해 상대적으로 재치면에 가깝다.
또한, 제1 히터가 제2 히터에 비해 서셉터의 바닥면으로부터 상대적으로 깊은 층에 매설되기 때문에 제1 용접 스팟의 용접 깊이를 제2 용접 스팟의 용접 깊이에 비해 상대적으로 더 깊게 용접하도록 함으로써 제1 히터가 상대적으로 서셉터에 더욱 밀착 고정된다.
한편, 본 발명의 또 다른 목적은 제1 히터 및 제2 히터를 삽입하기 위한 제1,2 히터 삽입 홈을 서로 다른 패턴인 제1,2 패턴에 따라 서셉터의 바닥면에 가공하는 단계, 제1 히터를 가공된 제1 히터 삽입 홈에 삽입시키고 조립하는 단계, 제1 패턴에 따라 가공된 제1 히터 커버를 제1 히터 삽입 홈에 맞춰 덮는 단계, 제1 히터 커버와 서셉터의 바닥면을 제1 히터 삽입 홈의 패턴을 따라 서로 용접하여 제1 용접 스팟이 형성되는 단계, 제1 용접 스팟 형성 후에 용접 변형을 교정하는 단계, 제1 히터에 대한 용접이 완료 된 후에 제2 히터를 가공된 제2 히터 삽입 홈에 삽입시키고 조립하는 단계, 제2 패턴에 따라 가공된 제2 히터 커버를 제2 히터 삽입 홈에 맞춰 덮는 단계, 제2 히터 커버와 서셉터의 바닥면을 제2 히터 삽입 홈의 패턴을 따라 서로 용접하여 제2 용접 스팟이 형성되는 단계, 제2 용접 스팟 형성 후에 용접 변형을 교정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터의 용접 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 제1 히터가 제2 히터에 비해 서셉터의 바닥면으로부터 상대적으로 깊은 층에 매설되기 때문에 제1 용접 스팟의 용접 깊이를 제2 용접 스팟의 용접 깊이에 비해 상대적으로 더 깊게 용접하도록 함으로써 제1 히터가 상대적으로 서셉터에 더욱 밀착 고정된다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 챔버 게이트의 오픈 방향에 대응되는 복수의 온도 보상용 히터를 아웃터 존에 추가로 배치함으로써 기존의 아웃터 히터에 대한 수명을 높여 줄 뿐만아니라 챔버 게이트의 오픈시에도 빠른 시간내에 온도 균일도를 맞출 수 있어 공정 시간이 단축되는 효과가 있다.
또한, 종래의 단일 히터 배치로 인한 히터 미배치 영역인 공백영역에서의 온도 감소로 인한 온도 불균일을 해소하고, 히터의 이중 배치로 인한 교차영역에서의 온도 증가로 인한 온도 불균일을 동시에 해소할 수있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 박막 증착시 막 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 각각의 히터를 원하는 온도에 따라 개별 제어가 가능한 효과가 있다.
그리고 제1 히터 및 제2 히터를 용접하기 위해 용접 절차를 개별적이고 독립적으로 수행하고 용접 깊이를 달리함으로써 서셉터의 바닥면으로부터 멀리 이격된 제1 히터도 서셉터에 더욱 밀착 고정시킬 수 있는 효과가 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 1 내지 도 2는 종래의 서셉터를 도시한 도면이고,
도 3은 종래의 서셉터의 온도 불균일을 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 서셉터에 제1,2 히터를 배치한 것을 도시한 도면이고,
도 5(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 서셉터에 제1,2 히터를 층을 달리하여 배치한 것을 도시한 도면이고, 도 5(b)는 도 5(a)의 "A"영역을 확대한 도면이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제1,2 히터를 배치함에 따라 다른 영역에 비해 온도가 증가되는 교차 구간을 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 교차 구간에 배치된 제2 히터의 발열체를 저항이 없는 비발열체로 형성한 것을 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 교차 구간에 배치된 제2 히터의 발열체의 저항값을 변화시킨 것을 도시한 도면이고,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 히터 커버와 제2 히터 커버가 각각 서셉터의 바닥면과 서로 용접된 것을 도시한 도면이고,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 제1,2 히터의 매설 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 11(a),(b)는 종래의 2존 히터인 이너존 히터와 아웃터 존 히터를 도시한 도면이고,
도 12(a),(b)는 공정 챔버의 게이트 오픈 방향을 도시한 도면이고,
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 2존 히터에 보상 히터가 함께 배치된 것을 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.
(발열량 조절 서셉터의 구성 및 기능)
본 발명의 일실시예에 따른 서셉터(100)는 디스플레이 공정 또는 필요에 따라 반도체 공정에서 사용되는 장치로서, 서셉터(100)의 재치면(또는 상부면)에 글라스 또는 웨이퍼가 재치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 서셉터(100)는 내부에 서로 층을 달리하는 제1 히터(110)와 제2 히터(120)를 포함한다. 다만, 도면에는 서셉터의 내부에 배치되는 다른 부품을 도시하지 않았으나 히터 패턴을 형성하기 위해서는 도시되지 않은 많은 부품을 회피하면서 히터 패턴을 형성해야 하는 복잡한 패턴 설계가 필요하다.
제1 히터(110)는 기 정의된 제1 히터 패턴으로 서셉터(100)의 내측에 배치되며, 제2 히터(120)는 기 정의된 제2 히터 패턴으로 서셉터(100)의 내측에 배치된다. 이때, 제1 히터 패턴 및 제2 히터 패턴은 서셉터의 하부면을 각각의 패턴을 따라 가공하여 형성할 수 있다. 제1 히터(110)는 서셉터의 재치면을 기준으로 제2 히터(120)보다 재치면에 가까운 위치에 배치되며, 제2 히터(120)는 서셉터의 하부면(또는 바닥면)을 기준으로 제1 히터(110)보다 하부면에 가까운 위치에 배치된다. 따라서 제1 히터(110)와 제2 히터(120)는 서셉터(100)의 내부에서 서로 층을 달리하여 배치된다.
제1 히터(110)는 제2 히터(120)보다 상부층에 제1 히터 패턴으로 배치되고, 제2 히터(120)는 제1 히터(110)보다 하부층에 제2 히터 패턴으로 배치된다. 제2 히터 패턴은 제1 히터 패턴이 형성되지 않은 빈 공간영역 상에 제1 히터 패턴보다 하부층에 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 제1 히터 패턴이 배치되지 않은 영역에서의 온도 균일도를 향상시킬 수 있다.
다만, 제1 히터 패턴 및 제2 히터 패턴이 각각 층을 달리하여 형성됨에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 불가피하게 동일 수직선상에서 서로 교차하는 패턴 영역이 형성될 수 있다. 동일 수직선상에 형성된 교차 패턴 영역은 제1 히터와 제2 히터가 각각 발열하기 때문에 교차 패턴이 형성되지 않은 영역에 비해 발열량이 더 많을 수 있어 온도 균일도를 저해하게 된다. 즉, 교차 패턴 영역은 교차 패턴이 형성되지 않은 영역에 비해 온도가 더 높을 수 있다. 따라서 본 발명의 일실시예에서는 교차 패턴 영역에 배치된 제2 히터(120)의 발열체의 발열량을 조정하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 제1 히터(110)의 발열체의 발열량을 조정하는 것보다는 제2 히터(120)의 발열체의 발열량을 조절하는 것이 바람직하다. 이와 같은 이유는 서셉터(100)가 동작하면 히터의 발열에 따라 서셉터(100)의 하부면의 평탄도(flatness)가 나빠지게 된다. 또한, 평탄도 뿐만 아니라 발열이 심해지면 서셉터의 하부면 바디와 히터를 커버하는 히터 커버의 용접 부위에 크랙이 발생되는 문제점이 있다. 더욱이 교차 패턴 영역에서는 제1 히터와 제2 히터의 발열에 따라 더욱 평탄도가 나빠지고 크랙이 심해질 수 있다. 따라서 서셉터(100)의 하부면과 가까운 제2 히터(120)의 발열량이 감소하도록 조절하여 서셉터(100)의 하부면의 평탄도를 좋게 하고 크랙의 발생을 줄일 수 있다.
제2 히터(120)의 발열체의 발열량을 조절하기 위해 제1 실시예로서 도 7에 도시된 바와 같이 교차 패턴 영역에서 제2 히터(120)의 발열체를 저항이 없는 비발열체로 배치하는 것이 바람직하다. 교차 패턴 영역에서 제2 히터(120)의 발열체를 저항이 없는 비발열체로 구성하여 비발열 구간을 형성함으로써 교차 패턴 영역의 수직 상방에 위치한 제1 히터(110)의 발열체만 발열이 되도록 하여 교차 패턴 영역에서 전체 발열량을 조절할 수 있다. 따라서 교차 패턴 영역과 교차 패턴이 형성되지 않은 영역에서의 온도 균일도를 향상시킬 수 있다.
제2 히터(120)의 발열체의 발열량을 조절하기 위해 제2 실시예로서 도 8에 도시된 바와 같이 교차 패턴 영역에서 제2 히터(120)의 발열체의 저항값을 제1 히터(110)의 발열체의 저항값과 서로 다르게 설정하여 교차 패턴 영역에서 제1 발열 구간과 제1 발열 구간에 비해 상대적으로 발열량이 적은 제2 발열 구간을 서로 동일 수직선상에 형성하도록 함으로써 교차 패턴 영역에서 전체 발열량을 조절할 수 있다. 저항값을 서로 달리 하기 위해 일예로서 발열체에 감기는 코일의 조밀을 조정함으로써 달성될 수 있다. 따라서 교차 패턴 영역과 교차 패턴이 형성되지 않은 영역에서의 온도 균일도를 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 제2 히터(120)는 전체적으로 복수의 교차 패턴 영역에서 발열체의 저항값이 변한다. 즉, 제1 실시예에서는 교차 패턴 영역이 아닌 곳에서의 제2 히터(120)의 발열체가 저항값을 가지다가 교차 패턴 영역에서는 저항이 없는 비발열체로 형성된다. 따라서 제2 히터(120)는 저항값을 가지는 발열체와 이와 연속되는 특정 지점에서 저항이 없는 비발열체로 이루어진다. 또한, 제2 실시예에서는 교차 패턴 영역이 아닌 곳에서의 제2 히터(120)의 발열체가 제1 저항값을 가지다가 교차 패턴 영역에서는 제2 저항값을 가지는 발열체로 형성된다. 따라서 제2 히터(120)는 교차 패턴 영역에서 저항값의 변화가 일어난다. 제2 히터(120)는 교차 패턴 영역과 비 교차 패턴 영역에서 서로 저항 값의 변화가 일어난다.
상술한 제1 히터(110) 및 제2 히터(120)는 각각 서셉터의 제어부(도면 미도시)에 의해 서로 독립적으로 발열량이 제어될 수 있다. 즉, 서셉터의 제어부는 제1 히터(110)의 전체 발열량과 제2 히터(120)의 전체 발열량을 독립적으로 조절할 수 있다.
(서셉터의 용접 방법)
한편, 도 9에 도시된 바와 같이 제1 히터(110)는 서셉터의 재치면에 가깝게 배치되고, 제2 히터(120)는 서셉터의 바닥면에 가깝게 배치된다. 이때, 종래에 비해 히터가 서로 층을 달리하여 이중으로 배치되기 때문에 서셉터의 하부면의 온도가 더 올라갈 수 있다. 이에 따라 종래에 비해 서셉터의 하부면과 히터 커버의 용접 경계 부위에 크랙이 더욱 잘 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 각 히터의 용접 깊이를 달리하여 용접함으로써 용접 부위의 크랙 발생을 줄일 수 있으며 이하에서 좀 더 자세히 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이 제1 히터(110)를 서셉터(100)에 삽입하기 위해 서셉터(100)의 바닥면의 제1 히터 패턴을 따라 제1 히터 삽입 홈(210)이 가공된다. 제2 히터(120)를 서셉터(100)에 삽입하기 위해 서셉터(100)의 바닥면의 제2 히터 패턴을 따라 제2 히터 삽입 홈(220)이 가공된다. 제1 히터 삽입 홈(210)에 제1 히터(110)를 삽입하고, 제2 히터 삽입 홈(220)에 제2 히터(120)를 삽입한다. 히터 삽입 후에는 제1 히터 패턴에 대응되는 형상으로 이루어진 제1 히터 커버(310)를 제1 히터 삽입 홈(210)에 덮고 용접한다. 또한, 제2 히터 패턴에 대응되는 형상으로 이루어진 제2 히터 커버(320)를 제2 히터 삽입 홈(220)에 덮고 용접한다. 도 9에 도시된 바와 같이 서셉터의 바닥면과 제1 히터 커버(310) 또는 서셉터의 바닥면과 제2 히터 커버(320)가 각각 용접된다. 이때, 용접시에 제1 용접 스팟(410)과 제2 용접 스팟(420)의 용접 깊이를 서로 달리한다. 즉, 서셉터(100)의 바닥면으로부터 더 깊은 층에 매설된 제1 히터(110)를 더욱 밀착시키기 위해 제1 히터 커버(310)의 용접 깊이(410)를 제2 히터 커버(320)의 용접 깊이(420)에 비해 더욱 깊게 용접되도록 한다. 이와 같이 용접 깊이를 달리함으로써 안정적인 밀착력을 유지하고, 제1,2 히터(110,120) 각각이 서셉터(100)에 견고하게 밀착 고정됨으로써 안정적인 온도를 제공할 수 있다. 이하에서는 도 10을 참고하여 용접 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 제1 히터(110) 및 제2 히터(120)를 삽입하기 위한 제1,2 히터 삽입 홈(210,220)을 서셉터의 바닥면에 가공한다.
다음으로, 제1 히터(110)에 대한 용접 단계를 먼저 수행하고 이어서 제2 히터(120)에 대한 용접 단계를 수행한다.
제1 히터(110)에 대한 용접 단계는 먼저 제1 히터(110)를 가공된 제1 히터 삽입 홈(210)에 삽입시키고 조립한다. 다음으로, 제1 히터 커버(310)를 제1 히터 삽입 홈(210)에 맞춰 덮는다. 제1 히터 커버(310)는 제1 히터 삽입 홈(210)과 동일한 패턴으로 이루어지는 것이 바람직하다. 다음으로, 도 9와 같이 제1 히터 커버(310)와 서셉터의 바닥면을 제1 히터 삽입 홈(210)의 패턴을 따라 서로 용접(410) 한다. 용접 후에는 용접 변형을 교정한다.
제1 히터(110)에 대한 용접이 완료되면 다음으로 제2 히터(120)에 대한 용접 단계를 수행한다. 제2 히터(120)에 대한 용접 단계는 먼저 제2 히터(120)를 가공된 제2 히터 삽입 홈(220)에 삽입시키고 조립한다. 다음으로, 제2 히터 커버(320)를 제2 히터 삽입 홈(220)에 맞춰 덮는다. 제2 히터 커버(320)는 제2 히터 삽입 홈(220)과 동일한 패턴으로 이루어지는 것이 바람직하다. 다음으로, 도 9와 같이 제2 히터 커버(320)와 서셉터의 바닥면을 제2 히터 삽입 홈(220)의 패턴을 따라 서로 용접(420) 한다. 용접 후에는 용접 변형을 교정한다. 이때, 상술한 바와 같이 제1 히터 커버(310)의 용접 깊이(410)를 제2 히터 커버(320)의 용접 깊이(420)에 비해 더욱 깊게 용접되도록 한다.
(아우터 존의 온도를 보상하는 서셉터의 구성 및 기능)
본 발명의 일실시예에 따른 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터는 서셉터에 재치되는 반도체 제조용 웨이퍼나 디스플레이 제조용 글라스를 챔버 내부로 반입하거나 반출시에 챔버 내에 배치된 서셉터의 외곽 영역의 온도가 변화되는 것을 보상하여 서셉터의 재치면의 전체 온도를 빠르게 균일하게 하는 발명이다. 이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터에 관해 상세히 설명하기로 한다.
도 13에 도시된 바와 같이 본 발명의 서셉터(500)는 서셉터 몸체의 내측 영역의 안쪽 영역(또는 서셉터의 중심부 영역)에 제1 패턴으로 배치되는 이너 히터(510)와, 이너 히터(510)의 외곽 영역(또는 서셉터의 테두리 영역)에 제2 패턴으로 배치되는 아웃터 히터(520)를 포함한다.
이너 히터(510)의 제1 패턴과 아웃터 히터(520)의 제2 패턴은 서셉터의 사용 환경에 따라 다양한 패턴 배치가 가능하다. 제1,2 패턴의 배치에 따라 서로 교차영역이 발생되는 경우에는 발열량을 조절하기 위해 상술한 발열량 조절 서셉터의 원리가 적용될 수 있으며 상술한 설명에 갈음하기로 한다.
이너 히터(510)와 아웃터 히터(520)는 서로 동일한 수평면상에 배치될 수도 있고, 또는 이너 히터(510)가 재치면에 가깝게 배치되고 아웃터 히터(520)는 이너 히터(510)의 하부층에 배치될 수도 있다. 이너 히터(510)와 아웃터 히터(520)가 서로 층을 달리하여 배치되면서 패턴의 배치시에 교차 영역이 있는 경우에는 상술한 발열량 조절이 필요할 수 있다.
한편, 이너 히터(510)와 아웃터 히터(520)의 발열에 따라 서셉터(500)의 재치면의 온도가 항상 균일하게 유지된다. 다만, 도 12(b)에 도시된 바와 같이 챔버 게이트가 오픈되는 경우에는 주위 환경의 변화에 따라 서셉터의 온도가 변하게 되며, 특히 서셉터의 외곽 영역의 온도 변화가 안쪽 영역에 비해 더 많이 변하게 된다. 이에 따라 서셉터의 재치면의 온도 균일도에 문제가 발생하며 이를 보완하기 위해 본 발명에서는 이너 히터(510) 또는 아웃터 히터(520)의 하부층에 외곽 영역의 온도 보상을 위한 보상 히터(520)를 배치한다.
이너 히터(510)와 아웃터 히터(520)가 동일 수평면상에 배치되는 경우에는 서셉터의 히터 층은 상하 2층으로 배치되고, 이너 히터(510)와 아웃터 히터(520)가 동일 수평면상에 배치되지 않는 경우에는 서셉터의 히터 층은 상하 3층으로 배치된다. 즉, 이너 히터(510)는 최상층에 배치되고(즉, 서셉터의 재치면에 상대적으로 가깝게 배치), 아웃터 히터(520)는 중간층에 배치되며, 보상 히터(530)는 최하층에(즉, 서셉터의 바닥면에 상대적으로 가깝게) 배치된다.
보상 히터(520)는 도 13에 도시된 바와 같이 아웃터 히터(520)가 배치된 외곽 영역에 영역 분할되어 각각 배치된다. 각 분할되는 영역은 챔버 게이트의 오픈 방향에 대응되는 영역인 것이 바람직하다. 즉, 도 12(b)에 도시된 바와 같이 챔버 게이트는 각기 다른 4방향에서 오픈될 수 있으며, 보상 히터(520)는 4방향과 서로 대응되는 외곽 영역에 영역 분할되어 배치된다.
도 12(b)와 도 13(a)를 참고해보면, 제1 존 보상히터(531)는 챔버 게이트가 제2 방향에서 게이트 오픈되는 경우를 대비한 온도 보상용 히터이고, 제2 존 보상히터(532)는 챔버 게이트가 제1 방향에서 게이트 오픈되는 경우를 대비한 온도 보상용 히터이고, 제3 존 보상히터(533)는 챔버 게이트가 제4 방향에서 게이트 오픈되는 경우를 대비한 온도 보상용 히터이고, 제4 존 보상히터(534)는 챔버 게이트가 제3 방향에서 게이트 오픈되는 경우를 대비한 온도 보상용 히터이다.
서셉터의 사용 환경, 즉 챔버 게이트의 오픈 방향에 따라 적어도 어느 하나의 보상 히터(530)를 동작시켜 빠르게 온도를 보상시켜 줌으로써 재치면의 온도 균일도를 신속하게 맞출 수 있다. 한편, 서셉터 설치 단계에서 챔버 게이트의 오픈 방향이 정해지기 때문에 챔버 내부에 설치된 서셉터의 보상 히터 중 적어도 어느 하나는 챔버 게이트의 오픈 방향에 따라 이에 맞추어 동작되도록 설정된다. 즉, 나머지 3개의 보상 히터(530)는 동작되지 않을 수 있다. 또한, 필요한 경우에는 제어부(도면 미도시)의 제어에 따라 각 보상 히터(530)를 실시간으로 동작시켜 온/오프시킬 수도 있다. 한편, 제어부는 상술한 서셉터(500)의 전체적인 동작을 제어하며, 이너 히터(510), 아웃터 히터(520), 각 보상 히터(530)의 동작 및 발열량을 필요에 따라 제어할 수 있다.
이때, 각각의 보상 히터(530)는 이너 히터(510)와는 서로 층을 달리하여 배치되면서, 서로 교차되는 교차 영역이 존재하지 않도록 패턴 배치되는 것이 바람직하다. 그리고 각각의 보상 히터(530)는 아웃터 히터(520)와는 서로 층을 달리하여 배치되면서, 서로 교차되는 교차 영역이 존재할 수도 있다. 교차 영역이 존재할 때에는 교차 영역에서의 발열량을 조절하기 위해 상술한 바와 같이 일 실시예로서 각 보상 히터(530)의 발열체를 저항이 없는 비발열체로 배치하여 교차 영역에서 비발열 구간이 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 다른 실시예로서 각 보상 히터(530)의 발열체의 저항값을 아웃터 히터(520)의 발열체의 저항값과 서로 다르게 설정함으로써 보상 히터(530)의 발열체가 제1 발열 구간과 제1 발열 구간에 비해 상대적으로 발열량이 적은 제2 발열 구간을 형성하도록 하고 제2 발열 구간이 교차 영역에 배치되도록 하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 교차 패턴 영역에서의 발열량을 조절하기 위해 각 보상 히터(530)의 발열체의 발열량을 조정하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 아웃터 히터(520)의 발열체의 발열량을 조정하는 것보다는 각 보상 히터(530)의 발열체의 발열량을 조절하는 것이 바람직하다. 이와 같은 이유는 서셉터(500)가 동작하면 히터의 발열에 따라 서셉터(500)의 하부면의 평탄도(flatness)가 나빠지게 된다. 또한, 평탄도 뿐만 아니라 발열이 심해지면 서셉터의 하부면 바디와 히터를 커버하는 히터 커버의 용접 부위에 크랙이 발생되는 문제점이 있다. 더욱이 교차 패턴 영역에서는 각 히터(510,520,530)의 발열에 따라 더욱 평탄도가 나빠지고 크랙이 심해질 수 있다. 따라서 서셉터(500)의 하부면과 가까운 각 보상 히터(530)의 발열량이 감소하도록 조절하여 서셉터(500)의 하부면의 평탄도를 좋게 하고 크랙의 발생을 줄일 수 있다.
한편, 상술한 이너 히터(510)와 아웃터 히터(520)는 서셉터의 재치면의 표면층의 온도를 균일하게 하기 위한 발열체이고, 보상 히터(530)는 챔버 게이트의 오픈시에 오픈 방향에 대응되는 서셉터의 외곽 영역의 온도를 보상하기 위한 보상 발열체로서 그 기능이 다르다.
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. 또한, 상술한 본 발명의 구성요소는 본 발명의 설명의 편의를 위하여 설명하였을 뿐 여기에서 설명되지 아니한 구성요소가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 추가될 수 있다.
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.
10 : 서셉터
11 : 히터
12 : 이너 히터
13 : 아웃터 히터
100 : 서셉터
110 : 제1 히터
120 : 제2 히터
210 : 제1 히터 삽입 홈
220 : 제2 히터 삽입 홈
310 : 제1 히터 커버
320 : 제2 히터 커버
410 : 제1 용접 스팟
420 : 제2 용접 스팟
500 : 서셉터
510 : 이너 히터
520 : 아웃터 히터
530 : 보상 히터
531 : 제1 존 보상히터
532 : 제2 존 보상히터
533 : 제3 존 보상히터
534 : 제4 존 보상히터

Claims (10)

  1. 대상체가 재치되는 서셉터 몸체,
    상기 서셉터 몸체 내측의 안쪽 영역에 제1 패턴으로 배치되는 이너 히터,
    상기 서셉터 몸체 내측의 바깥쪽 영역에 제2 패턴으로 배치되는 아웃터 히터,
    상기 이너 히터 및 아웃터 히터와는 서로 층을 달리하여 제3 패턴으로 상기 서셉터 몸체 내측의 바깥쪽 영역에 영역 분할되어 배치되는 보상 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이너 히터의 제1 패턴과 상기 보상 히터의 제3 패턴의 배치는 특정영역에서 서로 층을 달리하여 서로 교차 배치되는 교차 영역이 존재하지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이너 히터와 상기 아웃터 히터는 재치면의 온도를 균일하게 유지하도록 발열되고,
    상기 보상 히터는 챔버 게이트의 오픈시에 따른 온도 변화에 대응하여 서셉터의 바깥쪽 영역의 온도를 보상하도록 발열함으로써 재치면의 온도를 균일하게 유지하는 것을 특징으로 하는 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보상 히터는 상기 이너 히터 또는 아웃터 히터 보다 상기 재치면을 기준으로 하부층에 배치되는 것을 특징으로 하는 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보상 히터는,
    상기 챔버 게이트의 제1 방향 오픈에 대응되는 방향에 영역 분할되어 배치된 제1 존 보상히터,
    상기 챔버 게이트의 제2 방향 오픈에 대응되는 방향에 영역 분할되어 배치된 제2 존 보상히터를 포함하며,
    상기 챔버 게이트의 오픈 방향에 대응되는 영역에 분할 배치된 상기 보상히터 중 적어도 어느 하나가 게이터의 오픈에 따른 온도 변화에 신속히 대응하여 발열함으로써 재치면의 바깥쪽 온도를 빠르게 보상하는 것을 특징으로 하는 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 이너 히터와 상기 아웃터 히터는 서로 동일 수평면상에 배치되거나 또는 상기 이너 히터가 상기 아웃터 히터에 비해 상대적으로 재치면에 가깝게 층을 달리하여 배치되는 것을 특징으로 하는 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 아웃터 히터의 제2 패턴과 보상 히터의 제3 패턴의 배치는 특정영역에서 서로 층을 달리하여 서로 교차 배치되는 교차 영역이 존재하는 것을 특징으로 하는 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 교차 영역에서의 히터의 전체 발열량을 줄이기 위해 상기 보상 히터의 발열량을 상기 교차 영역에서 조정하도록 하는 것을 특징으로 하는 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터.

  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 교차 영역에서 상기 보상 히터의 발열체를 저항이 없는 비발열체로 배치하여 비발열 구간을 형성하는 것을 특징으로 하는 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터.

  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 교차 영역에서 상기 보상 히터의 발열체의 저항값을 상기 아웃터 히터의 발열체의 저항값과 서로 다르게 설정함으로써 보상 히터의 발열체는 제1 발열 구간과 제1 발열 구간에 비해 상대적으로 발열량이 적은 제2 발열 구간을 형성하고,
    상기 제2 발열 구간이 상기 교차 영역에 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 챔버 게이트의 오픈시에 바깥쪽 영역의 온도를 보상하는 서셉터.
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