KR20220067988A - 기판 지지 조립체 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20220067988A
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정청환
남호진
이충현
권어진
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 지지 조립체는, 기판이 안착되는 적어도 하나의 기판 안착부를 포함하고, 상기 기판 안착부로 부유 가스, 회전 가스 및 감속 가스를 공급하기 위한 복수의 가스 유동 라인들이 형성된, 서셉터 플레이트와, 상기 적어도 하나의 기판 안착부에 배치되고, 상면 상에 상기 기판이 안착되며, 상기 회전 가스 및 상기 감속 가스로부터 회전력 및 제동력을 전달받기 위한 회전 패턴부가 그 배면에 형성된, 적어도 하나의 새틀라이트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 새틀라이트는 상기 적어도 하나의 기판 안착부에서 공급되는 부유 가스에 의해서 상기 적어도 하나의 기판 안착부로부터 부유되고, 회전 정방향으로 공급된 상기 회전 가스에 의해서 상기 서셉터 플레이트에 대해서 상대적으로 회전하여 상기 기판을 자전시키고, 회전 역"?항으?* 공급된 상기 감속 가스에 의해서 제동된다.

Description

기판 지지 조립체 및 기판 처리 장치{Assembly for supporting substrate and Apparatus for processing substrate}
본 발명은 기판을 처리하기 위한 반도체 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 기판 지지 조립체 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자나 디스플레이 소자 혹은 태양 전지를 제조하기 위해서는 진공 분위기의 공정 챔버를 포함하는 기판 처리 장치에서 각종 공정이 수행된다. 예컨대, 공정 챔버 내에 기판을 로딩하고 기판 상에 박막을 증착하거나 박막을 식각하는 등의 공정이 진행될 수 있다. 기판은 공정 챔버 내에 설치된 기판 지지 조립체에 의해서 지지되며, 기판 지지 조립체와 대향되도록 설치된 가스 분사부를 통해 공정 가스를 기판으로 분사할 수 있다.
이러한 기판 처리 장치에 있어서, 기판을 균일하게 처리하기 위해서 기판을 회전시키면서 기판을 처리할 필요가 있다. 기판이 공정 가스에 노출되는 동안 기판을 자전시킴으로써 균일한 기판 처리를 도모할 수 있다. 기판을 자전시키기 위해서, 기판 지지 조립체는 새틀라이트(Satellite)를 이용하여 기판을 부유시킨 상태로서 회전 시키는 기술을 적용하고 있다.
이러한 기판 지지 조립체의 경우, 회전 가스를 중단하더라도 기판이 정지하기 까지 상당한 시간이 소요되고 있다. 이에, 새틀라이트의 자전을 빠르게 감속시킬 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 기판의 회전 및 정지 속도를 제어할 수 있는 기판 지지 조립체 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 지지 조립체는, 기판이 안착되는 적어도 하나의 기판 안착부를 포함하고, 상기 기판 안착부로 부유 가스, 회전 가스 및 감속 가스를 공급하기 위한 복수의 가스 유동 라인들이 형성된, 서셉터 플레이트와, 상기 적어도 하나의 기판 안착부에 배치되고, 상면 상에 상기 기판이 안착되며, 상기 회전 가스 및 상기 감속 가스로부터 회전력 및 제동력을 전달받기 위한 회전 패턴부가 그 배면에 형성된, 적어도 하나의 새틀라이트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 새틀라이트는 상기 적어도 하나의 기판 안착부에서 공급되는 부유 가스에 의해서 상기 적어도 하나의 기판 안착부로부터 부유되고, 회전 정방향으로 공급된 상기 회전 가스에 의해서 상기 서셉터 플레이트에 대해서 상대적으로 회전하여 상기 기판을 자전시키고, 회전 역"?항으?* 공급된 상기 감속 가스에 의해서 제동된다.
상기 기판 지지 조립체에 따르면, 상기 적어도 하나의 기판 안착부 상에는 상기 적어도 하나의 기판 안착부로부터 공급되는 상기 부유 가스, 상기 회전 가스 및 상기 감속 가스를 분배하여 상기 적어도 하나의 새틀라이트로 공급하는 적어도 하나의 가스 분배판이 결합되고, 상기 적어도 하나의 가스 분배판은 상기 부유 가스를 공급하기 위한 부유 가스홀, 상기 회전 가스를 제공하도록 상기 회전 정방향으로 경사지게 형성된 적어도 하나의 회전 가스홀 및 상기 감속 가스를 제공하도록 상기 회전 역방향으로 경사지게 형성된 적어도 하나의 감속 가스홀을 포함할 수 있다.
상기 기판 지지 조립체에 따르면, 상기 적어도 하나의 기판 안착부는 상기 서셉터 플레이트의 원주 방향을 따라서 배치된 복수의 기판 안착부들을 포함하고, 상기 복수의 가스 유동 라인들은 상기 복수의 기판 안착부들로 각각 연결된 복수의 부유 가스 유동 라인들, 상기 복수의 기판 안착부들로 각각 연결된 복수의 회전 가스 유동 라인들 및 상기 복수의 기판 안착부들로 각각 연결된 복수의 감속 가스 유동 라인들을 포함할 수 있다.
상기 기판 지지 조립체에 따르면, 상기 서셉터 플레이트에 결합되어 상기 기판이 공전될 수 있도록 회전 가능한 샤프트를 포함하고, 상기 샤프트에는 상기 부유 가스, 상기 회전 가스 및 상기 감속 가스가 이동되는 복수의 가스 공급 라인들이 형성될 수 있다.
상기 기판 지지 조립체에 따르면, 상기 복수의 가스 공급 라인들은, 상기 복수의 부유 가스 유동 라인들에 공통으로 연결된 제 1 가스 공급 라인, 상기 복수의 감속 가스 유동 라인들에 공통으로 연결된 제 2 가스 공급 라인, 상기 복수의 회전 가스 유동 라인들에 각각 연결된 복수의 제 3 가스 공급 라인들을 포함할 수 있다.
상기 기판 지지 조립체에 따르면, 상기 적어도 하나의 새틀라이트는 상기 회전 가스 및 상기 감속 가스로부터 회전력 및 제동력을 전달받도록 그 배면에 회전 라인을 따라서 형성된 동력 전달 패턴을 포함할 수 있다.
상기 기판 지지 조립체에 따르면, 상기 동력 전달 패턴은 상기 적어도 하나의 새틀라이트의 배면의 가장자리 부분에 형성된 복수의 홈들을 포함할 수 있다.
상기 기판 지지 조립체에 따르면, 상기 서셉터 플레이트에는 상기 적어도 하나의 기판 안착부의 중심부에 위치 고정 돌기가 형성되고, 상기 적어도 하나의 새틀라이트에는 그 하면에 상기 위치 고정 돌기의 적어도 일부분이 삽입되는 돌기 홈부가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 기판 처리 장치는, 공정 챔버와, 상기 공정 챔버에 설치되는 전술한 기판 지지 조립체와, 상기 기판 지지 조립체와 대향되도록 상기 공정 챔버에 설치되며, 상기 기판 지지 조립체를 향해 처리 가스를 분사하는 가스 분사부를 포함한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 지지 조립체 및 기판 처리 장치에 따르면, 기판의 회전 제동력이 향상되어 생산성이 높아질 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 지지 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 지지 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 기판 지지 조립체의 하나의 기판 안착부를 보여주는 부분 평면도이다.
도 4는 도 3의 기판 안착부에서 회전 가스의 공급을 보여주는 부분 단면도이다.
도 5는 도 3의 기판 안착부에서 감속 가스의 공급을 보여주는 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 기판 지지 조립체들의 새틀라이트를 보여주는 배면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 기판 지지 조립체들의 샤프트를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 기판 지지 조립체들의 동작 특성을 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 지지 조립체(100)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 기판 지지 조립체(100)는 서셉터 플레이트(110) 및 새틀라이트(130)를 포함할 수 있다.
서셉터 플레이트(110)는 기판(S)이 안착되는 적어도 하나의 기판 안착부(120)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판 안착부(120)는 서셉터 플레이트(110)에 포켓홈 형상으로 제공될 수 있다. 다수의 기판들(S)을 한번에 처리하기 위하여, 기판 안착부(120)는 복수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 복수의 기판 안착부들(120)이 서셉터 플레이트(110) 상면에 원주 방향을 따라서 일정 거리 이격되게 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 보면, 기판 안착부들(120)은 서셉터 플레이트(110)의 회전축을 중심으로 방사상으로 등각 배치될 수 있다.
서셉터 플레이트(110)에는 기판 안착부(120)로 연결되는 복수의 가스 유동 라인들(112, 114, 116)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 가스 유동 라인들(112, 114, 116)을 통해서 기판 안착부(120)로 소정의 작동 가스, 에컨대 기판(S)을 부유시키기 위한 부유 가스, 기판(S)을 회전시키기 위한 회전 가스, 및/또는 기판(S)의 회전을 감속 또는 정지시키기 위한 감속 가스를 공급할 수 있다. 부유 가스, 회전 가스 및 감속 가스는 가스 유동 라인들(112, 114, 116)을 통해서 서로 분리되어 기판 안착부(120)를 통해서 새틀라이트(130)로 공급될 수 있다.
예를 들어, 가스 유동 라인들(112, 114, 116)은 복수의 부유 가스 유동 라인들(112), 복수의 회전 가스 유동 라인들(114) 및 복수의 감속 가스 유동 라인들(116)을 포함할 수 있다. 부유 가스 유동 라인들(112)은 기판 안착부(120)로 부유 가스를 공급하고, 회전 가스 유동 라인들(114)은 기판 안착부(120)로 회전 가스를 공급하고, 감속 가스 유동 라인들(116)은 기판 안착부(120)로 감속 가스를 공급할 수 있다.
보다 구체적으로 보면, 부유 가스 유동 라인들(112)은 기판 안착부들(120)로 각각 연결되고, 회전 가스 유동 라인들(114)은 기판 안착부들(120)로 각각 연결되고, 감속 가스 유동 라인들(116)은 기판 안착부들(120)로 각각 연결될 수 있다.
각 기판 안착부(120)에는 부유 가스 유동 라인(112)에 연결된 제 1 분사홀(122), 회전 가스 유동 라인(114)에 연결된 제 2 분사홀(124), 감속 가스 유동 라인(116)에 연결된 제 3 분사홀(126)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 분사홀(122)은 부유 가스가 수직 상방으로 공급되도록 적어도 토출 부분(A)이 기판 안착부(120)에 대해서 수직 방향으로 신장되도록 형성될 수 있다. 나아가, 제 2 분사홀(124)은 회전 정방향으로 회전 가스를 공급하도록 경사지게 형성되고, 제 3 분사홀(126)은 회전 역방향으로 감속 가스를 공급하도록 경사지게 형성될 수 있다.
적어도 하나의 새틀라이트(130)는 기판 안착부(120)에 배치될 수 있다. 새틀라이트(130)의 상면 상에 기판(S)이 안착될 수 있다. 예를 들어, 복수의 새틀라이트들(130)은 복수의 기판 안착부들(120)에 각각 배치될 수 있고, 이 경우 새틀라이트들(130)의 수는 기판 안착부들(120)의 수와 동일할 수 있다.
새틀라이트(130)는 기판 안착부(120)로부터 부유 가스를 공급받아 기판 안착부(120)로부터 부유될 수 있다. 나아가, 새틀라이트(130)는 기판 안착부(120)로부터 회전 정방향으로 공급되는 회전 가스에 의해서 서셉터 플레이트(110)에 대해서 상대적으로 회전하여 기판(S)을 서셉터 플레이트(110)에 대해서 상대적으로 회전시킬 수 있다. 이러한 회전은 서셉터 플레이트(110)에 대한 상대적인 회전이기 때문에, 자전으로 부를 수 있다. 더 나아가, 새틀라이트(130)는 기판 안착부(120)로부터 회전 역방향으로 공급되는 감속 가스에 의해서 제동될 수 있다.
예를 들어, 회전 정방향은 새틀라이트(130)가 회전되는 방향을 지칭하고, 회전 역방향은 회전하는 새틀라이트(130)를 감소시키도록 회전 정방향의 반대 방향을 지칭할 수 있다. 보다 구체적으로 보면, 회전 정방향과 회전 역방향은 새틀라이트(130)의 위치에 따라서 원주의 접선을 따라서 서로 반대 방향이 될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 새틀라이트(130)는 공급되는 회전 가스 및 감속 가스로부터 회전력 및 제동력을 전달받기 용이하도록 하면에 동력 전달 패턴(134)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 동력 전달 패턴(134)은 새틀라이트(130)의 배면의 가장자리 부분에 원주를 따라서 복수의 홈들로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 보면, 동력 전달 패턴(134)은 서로 다른 방향에서 공급되는 회전 가스 및 감속 가스로부터 회전력 및 제동력을 전달받도록 대칭적인 형상을 갖는 홈 패턴으로 형성될 수 있고, 예컨대 원형 그루브 패턴으로 형성될 수 있다.
나아가, 서셉터 플레이트(110)에는 기판 안착부(120)의 중심부에 위치 고정 돌기(121)가 형성되고, 새틀라이트(130)에는 그 하면에 위치 고정 돌기(121)의 적어도 일부분이 삽입되는 돌기 홈부(미도시)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 새틀라이트(130)의 위치가 위치 고정 돌기(121)에 의해서 가이드 될 수 있고, 새틀라이트(130)의 회전 운동이 안정적으로 이루어질 수 있다.
부가적으로, 샤프트(160)가 서셉터 플레이트(110)에 결합될 수 있다. 샤프트(160)는 기판(S)이 공전될 수 있도록 회전 가능할 수 있다. 예를 들어, 샤프트(160)에는 구동 장치(미도시)가 결합될 수 있고, 이 구동 장치에 의해서 샤프트(160)는 회전되거나 또는 상하 이동될 수 있다. 샤프트(160)가 회전되거나 상하 이동됨에 따라서, 서셉터 플레이트(110)도 회전되거나 상하 이동될 수 있다.
이하에서는 샤프트(160)의 구조에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 기판 지지 조립체들의 샤프트(160)를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 샤프트(160)에는 부유 가스, 회전 가스 및 감속 가스가 이동되는 복수의 가스 공급 라인들(162, 164, 166)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 가스 공급 라인들(162, 164, 166)은 부유 가스 유동 라인들(112)에 공통으로 연결된 제 1 가스 공급 라인(162), 감속 가스 유동 라인들(116)에 공통으로 연결된 제 2 가스 공급 라인(166), 회전 가스 유동 라인들(114)에 각각 연결된 복수의 제 3 가스 공급 라인들(164)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 보면, 제 1 가스 공급 라인(162)은 샤프트(160)의 하면으로부터 상면까지 관통되어 부유 가스 유동 라인들(112)에 공통으로 연결되고, 제 2 가스 공급 라인(166)은 샤프트(160)의 하면으로부터 상면까지 관통되어 감속 가스 유동 라인들(116)에 공통으로 연결되고, 제 3 가스 공급 라인들(164)은 샤프트(160)의 측벽으로부터 샤프트(160)의 상면까지 관통되어 회전 가스 유동 라인들(114)에 각각 연결될 수 있다.
예를 들어, 부유 가스를 공급하기 위한 제 1 가스 공급 라인(162) 및 감속 가스를 공급하기 위한 제 2 가스 공급 라인(166)은 각각 하나의 라인으로 복수의 기판 안착부들(120)에 공통으로 연결될 수 있고, 따라서 샤프트(160)의 축을 따라서 하나의 라인으로 이동될 수 있다.
회전 가스를 공급하기 위한 제 3 가스 공급 라인들(164)은 기판 안착부들(120)에 각각 연결될 수 있고, 이에 따라 제 3 가스 공급 라인들(164)의 개수는 기판 안착부들(120)의 수와 동일할 수 있다. 이에 따라, 제 3 가스 공급 라인들(164)은 샤프트(160)의 측벽에서 서로 다른 위치에서 샤프트(160)의 상면으로 신장되도록 형성될 수 있다.
보다 구체적으로 보면, 샤프트(160)의 측벽에는 복수의 링홈부들(163)이 형성될 수 있고, 제 3 가스 공급 라인들(164)은 링홈부들(163)로부터 샤프트(160)의 상면으로 신장될 수 있다. 회전 가스는 이러한 링홈부들(163)로 공급되어, 제 3 가스 공급 라인들(164)을 통해서 회전 가스 유동 라인들(114)에 공급될 수 있다. 링홈부들(163)은 자성 유체를 이용하여 실링될 수 있고, 따라서 샤프트(160)가 회전되더라도 실링이 유지되면서 회전 가스가 제 3 가스 공급 라인들(164)로 공급될 수 있다.
한편, 이 실시예의 변형된 예에서, 부유 가스를 공급하기 위한 제 1 가스 공급 라인(162) 또는 감속 가스를 공급하기 위한 제 2 가스 공급 라인(166)이 복수개로 형성되어 기판 안착부들(120)에 각각 연결되도록 변형될 수도 있다.
이 실시예의 다른 변형된 예에서, 제 3 가스 공급 라인들(164)이 샤프트(160)의 하면에서 상면을 관통하도록 형성될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 지지 조립체(100a)를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 기판 지지 조립체(100a)의 하나의 기판 안착부(120)를 보여주는 부분 평면도이고, 도 4는 도 3의 기판 안착부(120)에서 회전 가스의 공급을 보여주는 부분 단면도이고, 도 5는 도 3의 기판 안착부(120)에서 감속 가스의 공급을 보여주는 부분 단면도이다. 이 실시예에 따른 기판 지지 조립체(100a)는 도 1의 기판 지지 도립체(100)에 일부 구성이 부가되거나 변형된 것으로서, 서로 참조할 수 있는 바, 실시예들에서 중복된 설명은 생략된다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 기판 지지 조립체(100a)는 적어도 하나의 가스 분배판(140)을 포함할 수 있다. 가스 분배판(140)은 부유 가스, 회전 가스 및 감속 가스를 분배하여 새틀라이트(130)로 공급할 수 있다. 예를 들어, 가스 분배판(140)은 기판 안착부(120) 상에 결합될 수 있고, 예컨대 나사 등의 고정 장치를 이용하여 기판 안착부(120) 상에 체결될 수 있다. 보다 구체적으로 보면, 복수의 가스 분배판들(140)이 기판 안착부들(120)에 각각 결합될 수 있다.
나아가, 가스 분배판(140)은 기판 안착부(120) 및 새틀라이트(130) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 가스 분배판(140)은 기판 안착부(120) 상에 고정되고, 새틀라이트(130)는 가스 분배판(140) 상에 안착될 수 있다.
가스 분배판(140)에는 부유 가스를 공급하기 위한 적어도 하나의 부유 가스홀(142), 회전 가스를 제공하도록 회전 정방향으로 경사지게 형성된 적어도 하나의 회전 가스홀(144) 및 감속 가스를 제공하도록 회전 역방향으로 경사지게 형성된 적어도 하나의 감속 가스홀(146)을 포함할 수 있다. 부유 가스홀(142)은 새틀라이트(130)를 균형있게 부유시키도록 복수개가 새틀라이트(130)의 원주 방향을 따라서 배치될 수 있다. 회전 가스홀(144) 및 감속 가스홀(146)은 하나 또는 북수개로 형성될 수 있다.
회전 가스는 새틀라이트(130)를 가속시키는 방향으로 제공되고, 감속 가스는 새틀라이트(130)를 감속시키는 방향으로 제공될 수 있다. 회전 가스는 새틀라이트(130) 배면의 동력 전달 패턴(134)의 일측에 부딪혀 새틀라이트(130)를 일측 방향으로 회전시킬 수 있고, 감속 가스는 새틀라이트(130) 배면의 동력 전달 패턴(134)의 반대쪽 타측에 부딪혀 새틀라이트(130)를 감소시킬 수 있다. 도 4에서 화살표(AG)는 회전 가스의 토출 방향을 지시하고, 도 5에서 화살표(DG)는 감속 가스의 토출 방향을 지시할 수 있다.
가스 분배판(140)의 배면에는 부유 가스, 회전 가스 및 감속 가스를 분배하기 위한 분배 유로들이 형성될 수 있다. 이러한 분배 유로들의 일단은 기판 안착부(120)의 가스 유동 라인들(112, 114, 116)에 연결되어 부유 가스, 회전 가스 및 감속 가스를 공급받고, 타단은 부유 가스홀들(142), 회전 가스홀(144) 및 감속 가스홀(146)에 각각 연결되어 부유 가스, 회전 가스 및 감속 가스를 새틀라이트(130) 방향으로 토출할 수 있다.
기판 지지 조립체(100a)에 따르면, 가스 분배판(140)에 부유 가스홀(142), 회전 가스홀(144) 및 감소 가스홀(146)을 형성하면서 방향성을 만들 수 있어서, 서셉터 플레이트(110) 내 가스 유동 라인들(112, 114, 116)의 구조를 단순화시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 기판 지지 조립체들(100, 100a)의 동작 특성을 보여주는 그래프이다.
도 8을 참조하면, 부유 가스가 공급이 된 후(lifting gas on), 회전 가스가 공급되면(acceleration gas on) 새틀라이트(130)가 가속되어 그 회전 속도가 포화되고(saturation), 공정 종료 후 회전 가스의 공급을 중단하고(acceleration gas off) 감속 가스를 공급하면(deceleration gas on) 빠른 시간 안에 감속되어 정지되는 것을 알 수 있다. 통상적으로 감속 가스가 없는 경우 새틀라이트(130)의 제동을 위해서 200초 이상이 소요되지만, 위와 같이 감속 가스를 공급하는 경우 100초 이내에 제동이 가능함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 기판 지지 조립체들(100, 100a)의 경우, 빠른 제동이 가능하여 공정 시간을 감소시킬 수 있어서 기판 처리에 대한 생산성을 높일 수 있다. 나아가, 감속 가스는 새틀라이트(130) 및 기판(S)의 자전 속도가 너무 높은 경우 정상 속도로 낮추는 용도로도 사용될 수 있다.
나아가, 기판 지지 조립체들(100, 100a)의 경우, 별도의 감속 가스를 이용하여 새틀라이트(130)를 감속시키므로, 리프팅 가스를 새틀라이트(130)를 부유시키는 용도로만 사용할 수 있으므로, 리프팅 가스를 감속에 이용하는 경우에 비해서 공정 진행 중 새틀라이트(130) 및 기판(S)의 부유 단계가 안정적으로 유지될 수 있어서 그 떨림 현상 등을 줄일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)를 보여주는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 기판 처리 장치(200)는 공정 챔버(210), 기판 지지 조립체(100a) 및 가스 분사부(220)를 포함할 수 있다.
공정 챔버(210)는 내부에 기판(S)을 처리하기 위한 처리 공간을 한정할 수 있다. 예를 들어, 공정 챔버(210)는 기밀을 유지하도록 구성되며, 처리 공간 내 공정 가스를 배출하고 처리 공간 내 진공도를 조절하도록 적어도 하나의 배기 포트(212)를 통해서 진공 펌프(미도시)에 연결될 수 있다.
공정 챔버(210)는 다양한 형상으로 제공될 수 있으며, 예컨대 처리 공간을 한정하는 측벽부와 측벽부 상단에 위치하는 덮개부를 포함할 수 있다. 나아가, 공정 챔버(210)는 기판(S)의 이동을 위하여 측벽부에 개폐 가능한 게이트(미도시)를 포함할 수 있다.
기판 지지 조립체(100a)는 공정 챔버(210)에 승하강 및/또는 회전 가능하게 설치될 수 있다. 예를 들어, 기판 지지 조립체(100)a는 샤프트(160)의 승하강 및/또는 회전 시 공정 챔버(210)의 기밀이 유지될 수 있도록 벨로우즈 구조(미도시)를 이용하여 공정 챔버(210)에 결합될 수 있다.
가스 분사부(220)는 공정 챔버(210)의 외부로부터 공급된 처리 가스를 공정 챔버(210) 내 처리 공간으로 공급하도록 공정 챔버(210)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 가스 분사부(220)는 기판 지지 조립체(100a)에 대항되도록 공정 챔버(210)에 설치되어, 기판 지지 조립체(100a)를 향해 처리 가스를 분사할 수 있다. 보다 구체적으로 보면, 가스 분사부(220)는 기판 지지 조립체(100a) 상에 안착된 기판(S)에 처리 가스를 분사하도록 공정 챔버(210)의 상부에 서셉터 플레이트(110)에 대항되게 설치될 수 있다.
가스 분사부(220)는 외부로부터 공정 가스를 공급받기 위해 상측 또는 측부에 형성된 적어도 하나의 유입홀과, 기판(S) 상에 공정 가스를 분사하기 위해서 기판(S)을 바라보는 하방으로 형성된 복수의 분사홀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스 분사부(220)는 샤워 헤드(shower head) 형태, 노즐(nozzle) 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
이 실시예의 변형된 예에서, 기판 처리 장치(100)에 있어서, 기판 지지 조립체(100a)는 도 1의 기판 지지 조립체(100)로 대체될 수 있다.
기판 처리 장치(100)는 기판(S) 상에 박막을 형성하기 위한 박막 증착 장치로 이용될 수 있다. 예를 들어, 기판 처리 장치(100)는 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD) 또는 원자층증착(atomic layer deposition, ALD)을 이용한 박막 증착 장치에 이용될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 100a: 기판 지지 조립체
110: 서셉터 플레이트
120: 기판 안착부
130: 새틀라이트
140: 가스 분배판
160: 샤프트
200: 기판 처리 장치
210: 공정 챔버
220: 가스 분사부

Claims (9)

  1. 기판이 안착되는 적어도 하나의 기판 안착부를 포함하고, 상기 기판 안착부로 부유 가스, 회전 가스 및 감속 가스를 공급하기 위한 복수의 가스 유동 라인들이 형성된, 서셉터 플레이트; 및
    상기 적어도 하나의 기판 안착부에 배치되고, 상면 상에 상기 기판이 안착되며, 상기 회전 가스 및 상기 감속 가스로부터 회전력 및 제동력을 전달받기 위한 회전 패턴부가 그 배면에 형성된, 적어도 하나의 새틀라이트;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 새틀라이트는 상기 적어도 하나의 기판 안착부에서 공급되는 부유 가스에 의해서 상기 적어도 하나의 기판 안착부로부터 부유되고, 회전 정방향으로 공급된 상기 회전 가스에 의해서 상기 서셉터 플레이트에 대해서 상대적으로 회전하여 상기 기판을 자전시키고, 회전 역"?항으?* 공급된 상기 감속 가스에 의해서 제동되는,
    기판 지지 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기판 안착부 상에는 상기 적어도 하나의 기판 안착부로부터 공급되는 상기 부유 가스, 상기 회전 가스 및 상기 감속 가스를 분배하여 상기 적어도 하나의 새틀라이트로 공급하는 적어도 하나의 가스 분배판이 결합되고,
    상기 적어도 하나의 가스 분배판은 상기 부유 가스를 공급하기 위한 부유 가스홀, 상기 회전 가스를 제공하도록 상기 회전 정방향으로 경사지게 형성된 적어도 하나의 회전 가스홀 및 상기 감속 가스를 제공하도록 상기 회전 역방향으로 경사지게 형성된 적어도 하나의 감속 가스홀을 포함하는,
    기판 지지 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기판 안착부는 상기 서셉터 플레이트의 원주 방향을 따라서 배치된 복수의 기판 안착부들을 포함하고,
    상기 복수의 가스 유동 라인들은 상기 복수의 기판 안착부들로 각각 연결된 복수의 부유 가스 유동 라인들, 상기 복수의 기판 안착부들로 각각 연결된 복수의 회전 가스 유동 라인들 및 상기 복수의 기판 안착부들로 각각 연결된 복수의 감속 가스 유동 라인들을 포함하는,
    기판 지지 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 서셉터 플레이트에 결합되어 상기 기판이 공전될 수 있도록 회전 가능한 샤프트를 포함하고,
    상기 샤프트에는 상기 부유 가스, 상기 회전 가스 및 상기 감속 가스가 이동되는 복수의 가스 공급 라인들이 형성되는,
    기판 지지 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 공급 라인들은, 상기 복수의 부유 가스 유동 라인들에 공통으로 연결된 제 1 가스 공급 라인, 상기 복수의 감속 가스 유동 라인들에 공통으로 연결된 제 2 가스 공급 라인, 상기 복수의 회전 가스 유동 라인들에 각각 연결된 복수의 제 3 가스 공급 라인들을 포함하는,
    기판 지지 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 새틀라이트는 상기 회전 가스 및 상기 감속 가스로부터 회전력 및 제동력을 전달받도록 그 배면에 회전 라인을 따라서 형성된 동력 전달 패턴을 포함하는,
    기판 지지 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 동력 전달 패턴은 상기 적어도 하나의 새틀라이트의 배면의 가장자리 부분에 형성된 복수의 홈들을 포함하는,
    기판 지지 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 서셉터 플레이트에는 상기 적어도 하나의 기판 안착부의 중심부에 위치 고정 돌기가 형성되고,
    상기 적어도 하나의 새틀라이트에는 그 하면에 상기 위치 고정 돌기의 적어도 일부분이 삽입되는 돌기 홈부가 형성되는,
    기판 지지 조립체.
  9. 공정 챔버;
    상기 공정 챔버에 설치되는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 기판 지지 조립체; 및
    상기 기판 지지 조립체와 대향되도록 상기 공정 챔버에 설치되며, 상기 기판 지지 조립체를 향해 처리 가스를 분사하는 가스 분사부를 포함하는,
    기판 처리 장치.
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