KR20110117417A - 화학기상증착장치용 서셉터 및 이를 구비하는 화학기상증착장치 - Google Patents

화학기상증착장치용 서셉터 및 이를 구비하는 화학기상증착장치 Download PDF

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Abstract

기판이 장착된 위성 디스크를 회전시키되 기판의 온도 불균일도를 최소화할 수 있는 화학기상증착장치용 서셉터 및 이를 구비하는 화학기상증착장치가 개시된다.
상기 화학기상증착장치용 서셉터는 반응가스가 공급되는 챔버와 상기 챔버의 내부에 열을 제공하는 열원을 갖추어 기판 상에 금속화합물을 화학적으로 증착하는 화학기상증착장치에 구비되는 서셉터에 있어서, 상기 기판이 놓여지는 기판장착부와, 상기 기판장착부를 둘러싸는 테두리부를 구비하되, 상기 테두리부에 복수개의 가압홈을 구비하는 위성 디스크; 상기 위성 디스크가 놓여지는 다수의 포켓이 상면에 형성되고, 상기 위성 디스크를 회전시키기 위하여 상기 가압홈에 회전용 가스를 공급하는 가스공급유로가 내부에 구비되되, 상기 챔버 내에 회전가능하도록 배치된 메인 디스크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 화학기상증착장치용 서셉터에 의하면, 위성 디스크 중에서 기판이 장착되는 기판장착부의 두께가 균일하고 기판장착부의 하부에는 회전용 가스가 흐르지 않아 위성 디스크에 장착된 기판의 온도 불균일도를 최소화할 수 있고, 이에 따라 기판의 성능이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

화학기상증착장치용 서셉터 및 이를 구비하는 화학기상증착장치{Susceptor for Chemical Vapor Deposition Apparatus And Chemical Vapor Deposition Apparatus Having the Same}
본 발명은 기판상에 고온의 화학 기상 증착을 이루는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판이 장착된 위성 디스크를 회전시키되 기판의 온도 불균일도를 최소화할 수 있는 화학기상증착장치용 서셉터 및 이를 구비하는 화학기상증착장치에 관한 것이다.
일반적으로 화학적 기상 증착(Chemical Vapor Deposition ; CVD)은 여러 가지 기판상에 다양한 결정막을 성장시키는 데 주요한 방법으로 사용되고 있다. 화학적 기상 증착법은 일반적으로 액상 성장법에 비해 성장시킨 결정의 품질이 뛰어나지만, 결정의 성장 속도가 상대적으로 느린 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 한 번의 성장 싸이클에서 여러 장의 기판상에 동시에 성장을 실행하는 방법이 널리 채택되고 있다.
이러한 화학적 기상증착(CVD)은 여러가지 형태로 구현되고 있으며, 최근 반도체 소자의 미세화와 고효율, 고출력 LED 개발 등으로 CVD 기술 중 금속유기 화학적 기상증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition ; MOCVD)이 사용되기도 한다. 이러한 MOCVD는 유기금속의 열분해반응을 이용해 반도체기판 상에 금속 화합물을 퇴적·부착시키는 화합물반도체의 기상성장법을 말한다.
한편, 도 1은 화학기상증착장치의 일 예를 도시한 것으로서, 도 1에 도시된 화학기상증착장치(10)는 일정크기의 내부공간을 갖는 챔버(11)와, 상기 챔버(11) 내에 회전가능하게 배치되어 복수개의 기판(1)이 올려지는 서셉터(suscepter)(12)와, 상기 서셉터(12)의 하부에 배치되어 챔버(11) 내부를 가열하는 히터(13) 및 상기 챔버(11)의 상부면으로부터 서셉터(12)의 직상부까지 연장되는 가스유입구(14)를 포함하여 구성된다. 상기 서셉터(12)는 본체를 이루며 중심축을 중심으로 회전하는 메인 디스크(main disk)(12a)와, 상기 메인 디스크(12a)의 상면에 함몰 형성된 다수개의 포켓(12b)과, 각각의 상기 포켓(12b) 내에 회전가능하게 설치된 위성 디스크(Satellite disk)(12c)를 포함하여 구성되며, 상기 위성 디스크(12c)의 상면에는 기판(1)이 설치된다.
이러한 화학기상증착장치(10)는 상기 서셉터(12)의 상부면 근방까지 연장된 가스유입구(14)를 통하여 반응가스인 소스 가스(source gas)와 캐리어 가스(carrier gas)가 서셉터(12)의 상부면 중앙영역으로 유입되고, 유입되는 반응가스가 높은 온도의 기판(1) 상에서 화학적 증착반응으로 인해 기판(1)의 표면에 박막을 형성하며, 잔류 가스나 부산물이 챔버(11)의 벽면을 타고 하부로 배출되도록 구성된다.
이와 같이, 화학기상증착장치(10)는 반응가스의 이동경로에 따라 도 1에 도시된 바와 같이 서셉터(12)의 중앙에서 방사형으로 반응가스가 이동하는 방사형 화학기상증착장치(10), 챔버의 수평방향으로 반응가스가 흐르는 수평형 화학기상증착장치, 챔버의 상부에 형성된 다수의 가스유입구를 통하여 반응가스가 수직으로 이동하는 수직형 화학기상증착 장치 등으로 구분할 수 있다.
한편, 화학기상증착장치(10)는 기판(1)의 크기 증대 및 대량생산을 위해서 챔버(11)의 크기가 커지게 되고, 이에 따라 서셉터(12)의 크기 및 기판(1)의 장착개수가 증가하게 된다.
이때, 화학기상증착장치(10)에서 가장 고려되어야 할 특성 중 하나는 각각의 기판(1)에 작용하는 파장의 균일도를 유지하는 것이고, 이러한 파장 균일도는 서셉터(12)의 형상 또는 구조에 크게 좌우될 수 있다. 즉, 서셉터(12) 표면의 온도가 1℃만 변하여도 파장이 1~2nm정도 변하기 때문에 서셉터(12)의 형상 또는 구조가 온도를 균일하게 유지할 수 있는 구성을 갖는 것이 필요하다.
이러한 파장 균일도에는 다수의 포켓(12b)에 설치된 기판(1) 사이의 균일도인 포켓간 균일도와, 하나의 포켓(12b)에 설치된 기판(1) 내부의 균일도인 포켓내 균일도가 있다. 이 중에서 포켓간 균일도는 디스크(main disk)(12a)를 회전시킴으로써 해결할 수 있지만, 포켓내 균일도를 달성하기 위해서는 각각의 기판(1)의 회전이 필요하게 되고, 이를 위하여 위성 디스크(Satellite disk)(12c)의 회전이 필요하게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이 메인 디스크(12a)의 회전은 축을 중심으로 메인 디스크(12a) 전체를 회전시키는 등 기계적인 방법으로 쉽게 해결할 수 있지만, 위성 디스크(12c)를 회전시키는 것은 상대적으로 어렵다.
이와 같이 위성 디스크(12c)를 회전시키기 위하여 기계적 방식이나 가스를 이용한 방식이 사용되고 있으나, 이 중에서 기계적 방식은 회전하는 메인 디스크(12a)의 내부에서 또 다른 회전을 구현하여야 하므로 구조적으로 매우 복잡한 구성을 갖게 된다는 문제점이 있다.
이러한 기계적 회전방식의 문제점을 감안하여, 위성 디스크(12c)의 회전을 위하여 가스를 이용한 회전방식이 많이 사용되고 있다.
이와 같이 가스를 이용한 위성 디스크(40)의 회전방식의 일 예가 도 2 및 도 3에 도시되어 있다.
도 2는 서셉터(20) 상에서 하나의 위성 디스크(40)의 장착상태를 도시한 것으로서, 상기 서셉터(20)는 메인 디스크(30)와, 상기 메인 디스크(30)의 안착홈(35)에 형성된 중심핀(31)에 안착되어 회전하는 위성 디스크(40)를 포함하며, 상기 위성 디스크(40)의 상면에 형성된 기판장착홈(47)에는 기판(2)이 장착된다.
상기 위성 디스크(40)는 도 2 및 도 3을 참조하면 그 하면에 중심으로부터 외측으로서 나선형태로 형성된 복수개의 나선홈(42, 43, 44)을 구비하며 각각의 나선홈(42, 43, 44) 중 중앙측(45)은 메인 디스크(30)의 가스 공급구(32)로부터 공급된 회전용 가스를 분사하는 가스 분사구(33)와 연결되고, 각각의 나선홈(42, 43, 44)의 외측(46)은 상기 나선홈(42, 43, 44)을 타고 흐른 회전용 가스를 외부로 배출하도록 메인 디스크(30)에 형성된 가스 배출구(34)와 연결된다. 따라서, 도 2 및 도 3과 같은 구성을 갖는 위성 디스크(40)는, 가스분사구(33)로부터 분사된 회전용 가스가 위성 디스크(40) 하면의 나선홈(42, 43, 44)을 따라 흐르면서 발생하는 힘에 의하여 회전을 하게 된다.
이와 같이, 상기와 같은 서셉터(20)는 위성 디스크(40)의 회전을 위하여 기판(1)이 장착되는 부분, 즉 기판(1)의 하측 부분에 위치하는 메인 디스크(30) 및 위성 디스크(40)의 부분에 가스 유로(나선홈)의 형성을 위한 가공이 필요하게 된다.
이때, 기판(1)의 하부에 위치하는 위성 디스크(40)의 하면을 가공하게 되면 나선홈(42, 43, 44)이 형성된 부분의 두께(d)와 나선홈이 형성되지 않은 부분의 두께(D)에 차이가 발생하게 되고, 이로 인해 나선홈(42, 43, 44)의 위치하는 기판(1) 부분의 온도가 상대적으로 낮게 된다.
즉, 위성 디스크(40)의 회전을 위한 회전용 가스는 반응가스보다 상대적으로 낮은 온도를 가질 뿐만 아니라 나선홈(42, 43, 44)이 형성된 부분의 두께(d)가 다른 부분의 두께(D)보다 낮게 되므로 회전용 가스가 이동하는 부분의 상측에 위치하는 기판(1)의 부분에는 온도 불균일 및 파장 불균일이 크게 나타나고 이로 인해 기판 성능에 악영향을 끼친다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위한 것으로서, 위성 디스크에 장착된 기판의 온도 불균일 현상을 최소화하여 기판에 안정적인 증착이 가능한 화학기상증착장치용 서셉터 및 이를 구비하는 화학기상증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 위성 디스크를 안정적으로 회전시킬 수 있는 화학기상증착장치용 서셉터 및 이를 구비하는 화학기상증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서 본 발명은, 반응가스가 공급되는 챔버와 상기 챔버의 내부에 열을 제공하는 열원을 갖추어 기판 상에 금속화합물을 화학적으로 증착하는 화학기상증착장치에 구비되는 서셉터에 있어서, 상기 기판이 놓여지는 기판장착부와, 상기 기판장착부를 둘러싸는 테두리부를 구비하되, 상기 테두리부에 복수개의 가압홈을 구비하는 위성 디스크; 상기 위성 디스크가 놓여지는 다수의 포켓이 상면에 형성되고, 상기 위성 디스크를 회전시키기 위하여 상기 가압홈에 회전용 가스를 공급하는 가스공급유로가 내부에 구비되되, 상기 챔버 내에 회전가능하도록 배치된 메인 디스크;를 포함하는 화학기상증착장치용 서셉터를 제공한다.
바람직하게, 상기 가압홈은 상기 테두리부의 하면에 일정간격으로 형성될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 가스공급유로는 상기 위성 디스크의 접선방향 단면상에서 볼 때 상기 위성 디스크의 회전방향을 향하여 경사져 형성된 가스분사유로를 가질 수 있다.
그리고, 상기 가압홈은 상기 위성 디스크의 접선방향 단면상에서 볼 때 상기 위성 디스크의 회전방향을 향하여 경사진 형상을 가질 수 있다.
바람직하게, 상기 메인 디스크는 하나의 상기 포켓당 상기 가스분사유로가 복수개 형성될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 메인 디스크는 상기 가스공급유로로부터 배출된 회전용 가스를 상기 테두리부의 하부에 위치한 가스배출구를 통하여 외부로 배출하는 가스배출유로를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의한 화학기상증착장치용 서셉터는 상기 위성 디스크의 하면과 상기 메인 디스크의 포켓의 상면 사이에 설치되어 상기 위성 디스크가 상기 포켓의 상면으로부터 이격된 상태로 회전하도록 상기 위성 디스크를 지지하는 회전지지부재;를 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 회전지지부재는 상기 위성 디스크의 중앙 하면을 지지하는 날개부를 구비할 수 있다.
한편, 본 발명은 다른 측면으로서, 반응가스가 공급되는 챔버; 상기 챔버의 내부에 열을 제공하는 열원; 및 상기와 같은 구성을 갖는 화학기상증착장치용 서셉터;를 포함하여, 상기 서셉터 상에 놓여진 기판 상에 금속화합물을 화학적으로 증착하는 화학기상증착장치를 제공한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위성 디스크 중에서 기판이 장착되는 기판장착부의 두께가 균일하고 기판장착부의 하부에는 회전용 가스가 흐르지 않아 위성 디스크에 장착된 기판의 온도 불균일도를 최소화할 수 있고, 이에 따라 기판에 형성된 결정막의 성능이 향상된다는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 위성 디스크의 테두리에 해당하는 테두리부에 가압홈을 형성하고 상기 가압홈에 회전용 가스를 분사함으로써 위성 디스크에 충분한 회전력을 부여할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 위성 디스크에 회전력이 부여되는 위치가 회전중심에서 가장 먼 부분이므로 회전용 가스의 압력이 작은 경우에도 큰 모멘트를 부여할 수 있고 회전용 가스의 압력이 동일한 경우 큰 회전력을 얻을 수 있어 위성 디스크의 안정적인 회전이 가능하다는 효과가 있게 된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 위성 디스크에 형성된 가압홈 및/또는 메인 디스크에 형성된 가스분사유로에 위성 디스크의 회전방향으로 경사를 형성함으로써 회전용 가스에 의한 회전력을 충분히 전달할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 하나의 포켓에 복수개의 가스분사유로 및/또는 가스배출유로를 형성함으로써 위성 디스크의 안정적인 회전을 유도할 수 있고, 회전용 가스의 흐름을 원활히 할 수 있다는 효과가 있게 된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 위성 디스크가 메인 디스크의 포켓 상면으로부터 이격된 상태로 회전하도록 위성 디스크를 지지하는 회전지지부재를 구비함으로써 위성 디스크의 회전이 원활히 이루어질 수 있게 된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 회전지지부재에 위성 디스크의 중앙 하면을 지지하는 날개부를 구비하도록 함으로써 위성 디스크의 회전시 흔들림 현상을 최소화할 수 있게 된다.
도 1는 일반적인 화학기상증착장치를 도시한 개략도.
도 2는 가스를 이용하여 위성 디스크를 회전시키는 종래의 화학기상증착장치의 서셉터의 개략도.
도 3은 도 2에 도시된 서셉터에서 위성 디스크의 하면을 도시한 하면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기상증착장치를 도시한 개략도.
도 5는 도 4에 도시된 메인 디스크의 평면도.
도 6은 도 5의 A-A선에 따른 단면도.
도 7은 도 4에 도시된 위성 디스크를 도시한 것으로서,
(a)는 평면도, (b)는 (a)의 B-B선에 따른 단면도, (c)는 하면도.
도 8(a) 내지 도 8(e)는 도 7(a)의 C-C선에 따른 가압홈의 여러 실시예를 도시한 단면도.
도 9(a) 및 도 9(b)는 도 4에 도시된 고정지지부재의 여러 실시예를 도시한 개략도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 화학기상증착장치를 도시한 개략도이고, 도 5는 도 4에 도시된 메인 디스크의 평면도이고, 도 6은 도 5의 A-A선에 따른 단면도이며, 도 7은 도 4에 도시된 위성 디스크를 도시한 것으로서, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 B-B선에 따른 단면도, (c)는 하면도이다. 또한, 도 8(a) 내지 도 8(e)는 도 7(a)의 C-C선에 따른 가압홈의 여러 실시예를 도시한 단면도이고, 도 9(a) 및 도 9(b)는 도 4에 도시된 고정지지부재의 여러 실시예를 도시한 개략도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 측면에 의한 화학기상증착장치(200)는 일정크기의 내부공간을 가지고 반응가스가 유입되는 챔버(210)와, 상기 챔버(210) 내에 회전가능하게 배치되어 복수개의 기판(101)이 올려지는 서셉터(suscepter)(100)와, 상기 서셉터(100)의 하부에 배치되어 챔버(210) 내부를 가열하도록 히터 등으로 구성되는 열원(230) 및 상기 챔버(210)의 상부면으로부터 서셉터(100)의 직상부까지 연장되는 가스유입구(240)를 포함하여 구성된다. 상기 서셉터(100)는 본체를 이루며 중심축을 중심으로 회전하며, 상면에 함몰 형성된 복수 개의 포켓(115)을 구비하는 메인 디스크(main disk)(110)와, 각각의 상기 포켓(115) 내에 회전가능하게 설치된 복수 개의 위성 디스크(Satellite disk)(120)를 포함하여 구성되며, 상기 위성 디스크(120)의 상면에는 기판(101)이 설치된다.
이러한 화학기상증착장치(200)는 가스유입구(240)를 통하여 반응가스인 소스 가스(source gas)와 캐리어 가스(carrier gas)가 서셉터(100)의 상부면 중앙영역으로 유입되고, 유입되는 반응가스가 높은 온도의 기판(101) 상에서 화학적 증착반응으로 인해 기판(101)의 표면에 박막을 형성하며, 잔류 가스나 부산물이 챔버(210)의 벽면을 타고 하부로 배출되도록 구성된다.
도 4에서는 서셉터(100)의 중앙에서 방사형으로 반응가스가 이동하는 방사형 화학기상증착장치(200)를 도시하고 설명하였지만, 본 발명에 의한 화학기상증착장치(200)는 서셉터(100)에 구비되는 위성 디스크(110)가 회전하는 구성을 갖는다면 반응가스의 이동경로에 형태와 관련하여 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명에 의한 화학기상증착장치(200)는 챔버의 수평방향으로 반응가스가 흐르는 수평형 화학기상증착장치나 챔버의 상부에 형성된 다수의 가스유입구를 통하여 반응가스가 수직으로 이동하는 수직형 화학기상증착 장치 등 다양한 형태를 포함할 수 있다.
도 5 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 측면에 의한 화학기상증착장치(200)에 구비되는 서셉터(100)에 대해 살펴본다.
도 4를 참조하여 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 의한 화학기상증착장치(200)용 서셉터(100)는, 반응가스가 공급되는 챔버(210)와, 상기 챔버(210)의 내부에 열을 제공하는 열원(230)을 갖추어 서셉터(100) 상에 놓여진 기판(101) 상에 금속화합물을 화학적으로 증착하는 화학기상증착장치(200)에 사용된다.
도 5 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 측면에 의한 서셉터(100)는 기판(101)이 놓여지는 위성 디스크(120)와, 상기 위성 디스크(120)가 놓여지는 다수의 포켓(115)이 상면에 형성되고 챔버(210) 내에 회전가능하도록 배치된 메인 디스크(110)를 포함하여 구성된다.
도 6 및 도 7을 참조하면 상기 위성 디스크(120)는 기판(101)이 놓여지는 기판장착부(125)와, 상기 기판장착부(125)의 외측을 둘러싸는 테두리부(126)를 구비한다. 구체적으로, 상기 위성 디스크(120)는 상면에 단턱(125a)의 높이만큼 함몰형성된 기판장착부(125)가 형성되며, 이러한 기판장착부(125)에 기판(101)이 장착된다. 그리고, 상기 테두리부(126)에는 복수개의 가압홈(122)이 형성되고, 후술하는 바와 같이 상기 가압홈(122)에 회전용 가스가 유입됨으로써 위성 디스크(120) 및 이에 놓여진 기판(101)의 회전이 이루어지게 된다.
상기 가압홈(122)은 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 테두리부(126)의 하면에 일정간격으로 다수 형성되며, 도 8에 도시된 바와 같이 회전용 가스에 의한 회전력(F)을 받게 된다.
이러한 가압홈(122)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 위성 디스크(120)의 접선방향 단면상에서 볼 때(도 8 참조) 상기 위성 디스크의 회전방향을 향하여 경사진 형상을 가져 회전용 가스에 의해 충분한 회전력(F)을 받도록 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 가압홈(122)은 도 8(a) 내지 도 8(e)에 도시된 같이 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 가압홈(122)은 후술하는 가스분사유로(113)의 방향에 대응하도록 도 7(a)에 도시된 바와 같이 내측으로 약간 경사진 형태를 가질 수 있으나, 가압홈(122)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 위성 디스크(120)의 테두리부(126)에 형성된 가압홈(122)에 회전용 가스를 분사함으로써 회전용 가스의 분사에 의한 모멘트가 크게 작용하므로, 위성 디스크(120)에 충분한 회전력을 부여할 수 있게 된다.
그리고, 도 5 및 도 6을 참조하면 상기 메인 디스크(110)는 위성 디스크(120)가 놓여지는 다수의 포켓(115)이 상면에 형성되고, 상기 위성 디스크(120)를 회전시키기 위하여 위성 디스크(120)에 형성된 가압홈(122)에 회전용 가스를 공급하는 가스공급유로(112)가 내부에 구비된다.
구체적으로, 상기 가스공급유로(112)는 중앙에 형성된 가스유입유로(119)와 연결되어 방사상으로 다수개 설치되며, 위성 디스크(120)의 테두리부(126)의 하면에 형성된 가압홈(122)에 위성 디스크(120)의 회전을 위한 회전용 가스를 공급하게 된다. 이를 위하여, 각각의 가스공급유로(112)는 메인 디스크(110)의 양단에 밀폐부(S)를 구비하며, 상기 가압홈(112)에 가스분사구(113a)를 통해 회전용 가스를 분사하도록 위성 디스크(120)의 회전방향을 향해 경사를 갖는 가스분사유로(113)를 구비할 수 있다.
이러한 가스분사유로(113)는 위성 디스크(120)의 회전이 가능하도록 도 6과 같이 위성 디스크의 접선방향 단면상에서 볼 때 위성 디스크(120)의 회전방향(즉, 원주방향)을 향하여 경사를 갖도록 형성되는 것이 바람직하며, 그 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 가스분사유로(113)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 회전용 가스로 인한 작용력이 위성 디스크(120)의 원주방향(즉, 회전방향)과 반경방향으로 모두 작용하도록 형성될 수도 있고, 회전용 가스로 인한 작용력이 위성 디스크(120)의 원주방향(즉, 회전방향)으로만 작용되도록 형성될 수도 있다.
또한, 상기 위성 디스크(120)에 충분한 회전력을 부여하기 위하여 메인 디스크(110)는 하나의 포켓(115)당 복수개의 가스분사유로(113)를 갖는 것이 바람직하다. 일 예로서, 도 5에서는 하나의 포켓(115)당 두 개의 가스분사유로(113)가 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 그 수는 다양하게 변경될 수 있다.
그리고, 상기 메인 디스크(110)는 상기 가스공급유로(113)로부터 분사된 회전용 가스를 상기 테두리부(126)의 하부에 위치한 가스배출구(114a)를 통하여 외부로 배출하는 가스배출유로(114)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 가스분사유로(113)의 가스분사구(113a)를 통하여 배출된 회전용 가스는 위성 디스크(120)의 테두리부(125)의 하면에 형성된 가압홈(122)을 가압하여 위성 디스크(120)를 회전시키게 되고, 이후 회전용 가스는 메인 디스크(110)에 형성된 가스배출유로(114)를 통하여 외부로 배출된다. 이와 같은 가스배출유로(114)도 가스의 배출이 용이하도록 가스공급유로(113)와 마찬가지로 복수개 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 측면에 의한 화학기상증착장치용 서셉터(100)는 위성 디스크(120) 중에서 기판(101)이 장착되는 기판장착부(125)의 두께가 균일하므로 균일한 열전달이 가능하고, 기판장착부(125)의 하부에는 위성 디스크(120)의 회전을 위한 회전용 가스가 흐르지 않으므로 기판(101)의 온도 저하를 막을 수 있을 뿐만 아니라 포켓내 기판의 온도 불균일도 및 파장 불균일도를 최소화할 수 있고, 이에 따라 성능이 향상된 기판을 제조할 수 있다는 효과가 있게 된다.
한편, 도 6 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 측면에 의한 서셉터(100)는, 상기 위성 디스크(120)의 하면과 상기 메인 디스크(110)의 포켓(115)의 상면 사이에 설치되는 회전지지부재(130)를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 회전지지부재(130)는 상기 위성 디스크(120)의 회전이 원활하도록 위성 디스크(120)가 상기 포켓(115)의 상면으로부터 이격된 상태로 회전하도록 위성 디스크(120)를 지지하게 된다.
구체적으로, 상기 회전지지부재(130)는 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 메인 디스크(110)의 포켓(115) 상면 중앙에 형성된 고정홈(117)에 일단이 고정되고, 타단은 위성 디스크(120)의 하면 중앙에 형성된 지지홈(121)에 회전가능하게 끼워져 위성 디스크(120)가 메인 디스크(110)의 포켓(115) 상단과 이격된 상태로 회전되도록 위성 디스크(120)를 지지할 수 있다.
이때, 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 상기 회전지지부재(130)는 위성 디스크(120)의 회전시 흔들림을 방지하도록 상기 위성 디스크(120)의 중앙 하면을 넓게 지지하는 날개부(132)를 구비할 수 있다. 일 예로서, 상기 날개부(132)는 중앙축(131)으로부터 외측으로 연장된 원반형의 형상을 가질 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
101... 기판 100... 서셉터
110... 메인 디스크 112... 가스공급유로
113... 가스분사유로 113a... 가스분사구
114... 가스배출유로 114a... 가스배출구
115... 포켓 120... 위성 디스크
121... 지지홈 122... 가압홈
125... 기판 장착부 126... 테두리부
130... 회전지지부재 131... 날개부
200... 화학기상증착장치 210... 챔버
230... 열원 240... 가스 유입구

Claims (9)

  1. 반응가스가 공급되는 챔버와 상기 챔버의 내부에 열을 제공하는 열원을 갖추어 기판 상에 금속화합물을 화학적으로 증착하는 화학기상증착장치에 구비되는 서셉터에 있어서,
    상기 기판이 놓여지는 기판장착부와, 상기 기판장착부를 둘러싸는 테두리부를 구비하되, 상기 테두리부에 복수개의 가압홈을 구비하는 위성 디스크;
    상기 위성 디스크가 놓여지는 다수의 포켓이 상면에 형성되고, 상기 위성 디스크를 회전시키기 위하여 상기 가압홈에 회전용 가스를 공급하는 가스공급유로가 내부에 구비되되, 상기 챔버 내에 회전가능하도록 배치된 메인 디스크;
    를 포함하는 화학기상증착장치용 서셉터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압홈은 상기 테두리부의 하면에 일정간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치용 서셉터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스공급유로는 상기 위성 디스크의 접선방향 단면상에서 볼 때 상기 위성 디스크의 회전방향을 향하여 경사져 형성된 가스분사유로를 갖는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치용 서셉터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가압홈은 상기 위성 디스크의 접선방향 단면상에서 볼 때 상기 위성 디스크의 회전방향을 향하여 경사진 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치용 서셉터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 메인 디스크는 하나의 상기 포켓당 상기 가스분사유로가 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치용 서셉터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메인 디스크는 상기 가스공급유로로부터 배출된 회전용 가스를 상기 테두리부의 하부에 위치한 가스배출구를 통하여 외부로 배출하는 가스배출유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치용 서셉터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 위성 디스크의 하면과 상기 메인 디스크의 포켓의 상면 사이에 설치되어 상기 위성 디스크가 상기 포켓의 상면으로부터 이격된 상태로 회전하도록 상기 위성 디스크를 지지하는 회전지지부재;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치용 서셉터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회전지지부재는 상기 위성 디스크의 중앙 하면을 지지하는 날개부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치용 서셉터.
  9. 반응가스가 공급되는 챔버;
    상기 챔버의 내부에 열을 제공하는 열원; 및
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 서셉터;
    를 포함하여 상기 서셉터 상에 놓여진 기판 상에 금속화합물을 화학적으로 증착하는 화학기상증착장치.
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