JP2013134986A - Substrate processing apparatus and substrate processing system having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理装置及びそれを有する基板処理システムに関し、より詳しくは、イオンビームを基板に照射して基板処理を行う基板処理装置及びそれを有する基板処理システムに関する The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing system having the same, and more particularly to a substrate processing apparatus that performs substrate processing by irradiating a substrate with an ion beam and a substrate processing system having the same.
半導体、LCDパネル用のガラス基板、太陽電池基板などにおける半導体領域、即ち、pn接合構造を形成する方法として、熱拡散法及びイオン照射法がある。 As a method for forming a semiconductor region in a semiconductor, a glass substrate for an LCD panel, a solar cell substrate, or the like, that is, a pn junction structure, there are a thermal diffusion method and an ion irradiation method.
ところが、熱拡散法により不純物を注入する場合、不純物を注入するためのPOCl3を蒸着するとき、ドーピングが均一に行われず、工程の均一度が低く、POCl3を用いる場合、蒸着後、基板の表面に副産物として形成されるPSG膜の除去、側面半導体構造の除去(エッジ分離)など、工程が複雑で、全体の工程時間が長くなり、生産性が低下される問題点があった。 However, when implanting impurities by thermal diffusion method, when depositing POCl 3 for injecting an impurity doping is not performed uniformly, process uniformity is low, the case of using POCl 3, after the deposition, the substrate There are problems such as removal of the PSG film formed as a by-product on the surface, removal of the side surface semiconductor structure (edge separation), and the process is complicated, the entire process time is increased, and the productivity is lowered.
これに対し、イオンビームを照射して基板にイオンを注入するイオン注入法は、熱拡散法に比べて制御が容易で、精密な不純物の注入が可能であるので、最近、広く活用されつつある。 On the other hand, an ion implantation method in which ions are injected into a substrate by irradiating an ion beam is easier to control than a thermal diffusion method, and precise impurity implantation is possible. .
一方、前記のような基板の表面にイオンを照射するための基板処理装置は、一般的に、イオンビームソースと、イオンビームソースから発生されたイオンビームを密閉された処理空間内に設けられたステーションに安着(設置)された基板に照射することで、基板にイオンを照射するように構成される。 Meanwhile, a substrate processing apparatus for irradiating ions on the surface of a substrate as described above is generally provided in an ion beam source and an ion beam generated from the ion beam source in a sealed processing space. By irradiating the substrate placed (installed) on the station, the substrate is irradiated with ions.
しかし、前記のような従来の基板処理装置においては、単一のイオンビームソースによりイオン照射工程が行われるため、イオン照射パターンに制限を受け、イオン照射の大量処理が困難な問題点がある。 However, in the conventional substrate processing apparatus as described above, since the ion irradiation process is performed by a single ion beam source, there is a problem that the ion irradiation pattern is limited and it is difficult to perform a large amount of ion irradiation.
また、多様なパターンのイオン照射工程を行うためには複数の基板処理装置により行わなければならず、そのため、処理が複雑で、装置が高価で、かつ、装置が占める空間も大きくなる問題点がある。 In addition, in order to perform ion irradiation processes of various patterns, it must be performed by a plurality of substrate processing apparatuses. Therefore, the processing is complicated, the apparatus is expensive, and the space occupied by the apparatus becomes large. is there.
また、従来の基板処理装置は、基板が固定された状態で、イオンビームを移動させながらイオンの注入が行われるため、イオン注入後の基板の交替、イオンビームを移動するための装置など、装置が複雑で、工程時間が長く必要とされて、生産性が低い問題点がある。 In addition, since the conventional substrate processing apparatus performs ion implantation while moving the ion beam in a state where the substrate is fixed, the apparatus can be replaced with a substrate after ion implantation, an apparatus for moving the ion beam, or the like. Are complicated, require a long process time, and have low productivity.
本発明の目的は、前記のような問題点を解決するために、基板が安着されたトレーを移送させながら基板にイオンビームを照射してイオン照射工程を行うことで生産性を向上させると共に、イオンビームにより工程チャンバーが照射されて、蒸発現象による基板の汚染を防止し得る基板処理装置、それを有する基板処理システムを提供しようとする。 An object of the present invention is to improve productivity by performing an ion irradiation process by irradiating a substrate with an ion beam while transferring a tray on which the substrate is seated in order to solve the above-described problems. An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of preventing contamination of a substrate due to an evaporation phenomenon by irradiating a process chamber with an ion beam, and a substrate processing system having the substrate processing apparatus.
本発明は、前記のような本発明の目的を達成するために創出されたもので、本発明は、1つ以上の基板が安着されたトレーが移送される移送経路が設けられた工程チャンバーと、前記移送経路に設定されたイオンビーム照射領域にイオンビームソースから発生されたイオンビームを照射し、前記トレーが前記イオンビーム照射領域に位置されたとき、基板の表面にイオンビームが照射されるように前記移送経路の上側に設けられたイオンビーム照射部と、前記移送経路の下側に設けられ、前記トレーが前記イオンビーム照射領域に位置されないとき、前記工程チャンバーにイオンビームが直接照射されることを防止するビーム遮断部と、を含むことを特徴とする基板処理装置を開示する。 The present invention has been created to achieve the above-described object of the present invention. The present invention provides a process chamber provided with a transfer path through which a tray on which one or more substrates are seated is transferred. When the ion beam generated from the ion beam source is irradiated to the ion beam irradiation region set in the transfer path and the tray is positioned in the ion beam irradiation region, the surface of the substrate is irradiated with the ion beam. The ion beam irradiation unit provided on the upper side of the transfer path and the lower side of the transfer path, and when the tray is not positioned in the ion beam irradiation region, the process chamber is directly irradiated with the ion beam. A substrate processing apparatus including a beam blocking unit that prevents the substrate processing from being performed is disclosed.
前記ビーム遮断部は、単一の遮断部材により構成される。 The beam blocking part is constituted by a single blocking member.
前記ビーム遮断部は、前記工程チャンバーの内側底面を覆蓋するように複数個の遮断部材で設けられ、前記複数の遮断部材が連結される部分を通じて前記チャンバー本体がイオンビームに露出されることを防止するために、前記複数の遮断部材は、結合される遮断部材と連結される部分において段差が形成される。 The beam blocking unit is provided with a plurality of blocking members so as to cover the inner bottom surface of the process chamber, and prevents the chamber body from being exposed to the ion beam through a portion where the plurality of blocking members are connected. In order to do so, the plurality of blocking members are formed with a step at a portion where they are connected to the combined blocking members.
前記ビーム遮断部は、イオンビームが照射される一つ以上の上板部と、前記上板部の底面に結合されて前記上板部を冷却させる一つ以上の冷却部とを含む。 The beam blocking unit includes one or more upper plate portions that are irradiated with an ion beam, and one or more cooling units that are coupled to a bottom surface of the upper plate portion to cool the upper plate portion.
前記上板部は、金属材質の母材と、前記母材上に形成される非金属層と;前記非金属層上にコーティングされる電気伝導性材質のコーティング層とを含む。 The upper plate portion includes a metal base material, a non-metal layer formed on the base material, and a coating layer of an electrically conductive material coated on the non-metal layer.
前記上板部は、アルミニウム、アルミニウム合金、グラファイト、炭素強化繊維、炭素複合材、及びSiCの何れか一つの材質を有する。 The upper plate portion includes any one material of aluminum, aluminum alloy, graphite, carbon reinforcing fiber, carbon composite material, and SiC.
前記上板部は、前記Siを含むコーティング物質によりコーティングされる。 The upper plate portion is coated with the coating material containing Si.
前記上板部は、前記冷却部の上面を覆蓋するように複数個に設けられ、前記複数の上板部が連結される部分を通じて前記冷却部にイオンビームが露出されることを防止するために、前記複数の上板部は、結合される上板部と連結される部分において段差が形成される。 The upper plate part is provided in a plurality so as to cover the upper surface of the cooling part, in order to prevent the ion beam from being exposed to the cooling part through a portion where the upper plate parts are connected. In the plurality of upper plate portions, a step is formed at a portion connected to the upper plate portions to be joined.
前記上板部は、貫通孔が形成されてボルトにより前記冷却部と結合され、前記ボルトが上側に露出されることを防止するために、上板部と同一材質のキャップ部により前記貫通孔が覆蓋される。 The upper plate portion is formed with a through hole and coupled to the cooling portion by a bolt, and the through hole is formed by a cap portion made of the same material as the upper plate portion in order to prevent the bolt from being exposed to the upper side. Covered.
前記イオンビーム照射部と前記移送経路との間に設けられ、イオンビームの一部が基板の表面に照射されるように一つ以上の孔が形成されたマスクが更に設けられる。 There is further provided a mask provided between the ion beam irradiation unit and the transfer path and having one or more holes so that a part of the ion beam is irradiated onto the surface of the substrate.
前記ビーム遮断部は、前記移送経路と前記工程チャンバーの内側底面との間に設けられるか、前記工程チャンバーの内側底面に設けられる。 The beam blocking unit may be provided between the transfer path and the inner bottom surface of the process chamber, or may be provided on the inner bottom surface of the process chamber.
前記ビーム遮断部は、前記イオンビームが照射される領域よりも大きい上面を有する。 The beam blocking unit has an upper surface larger than a region irradiated with the ion beam.
前記ビーム遮断部の上面は、照射されるイオンビームを散乱させるために多数の凹凸が形成される。 A number of irregularities are formed on the upper surface of the beam blocking unit to scatter the irradiated ion beam.
前記ビーム遮断部は、前記工程チャンバーの底面の少なくとも一部を形成するか、前記工程チャンバーの底面をなす壁体の少なくとも一部を形成する。 The beam blocking part forms at least a part of the bottom surface of the process chamber or forms at least a part of a wall body forming the bottom surface of the process chamber.
本発明は、また、前記のような構成を有する基板処理装置を含む工程モジュールと、前記工程モジュールの一側に結合され、内部圧力が大気圧及び真空圧に交互に変換され、外部から一つ以上の基板が安着されたトレーを伝達されて、前記工程モジュールにトレーを伝達するロードロックモジュールと、前記工程モジュールの他側に結合され、内部圧力が大気圧及び真空圧に交互に変換され、前記工程モジュールからトレーを伝達されて外部に排出するアンロードロックモジュールと、を含む基板処理システムを開示する。 The present invention is also coupled to a process module including the substrate processing apparatus having the above-described configuration and one side of the process module, and the internal pressure is alternately converted into an atmospheric pressure and a vacuum pressure. The tray on which the substrate is seated is transmitted, and is coupled to the load lock module for transmitting the tray to the process module and the other side of the process module, and the internal pressure is alternately converted into atmospheric pressure and vacuum pressure. And an unload lock module for transferring the tray from the process module and discharging the tray to the outside.
本発明に係る基板処理装置及びそれを有する基板処理システムは、一つ以上の基板が安着されたトレーを移送させながら基板に対するイオン照射工程を行うことで生産性を向上させると共に、イオンビームがチャンバーの内壁、特に、底面に直接照射されることを防止するビーム遮断部を更に設けることにより、イオンビームが照射される領域にトレーが存在しないとき、イオンビームの照射により真空圧下における蒸発による基板汚染などを防止し得る利点がある。 The substrate processing apparatus and the substrate processing system having the same according to the present invention improve productivity by performing an ion irradiation process on a substrate while transferring a tray on which one or more substrates are seated, and an ion beam By providing a beam blocking unit that prevents direct irradiation of the inner wall of the chamber, particularly the bottom surface, when there is no tray in the region irradiated with the ion beam, the substrate is evaporated by vacuum irradiation under the ion beam irradiation. There is an advantage that contamination can be prevented.
また、本発明に係る基板処理装置及びそれを有する基板処理システムは、イオンビームから工程チャンバーを保護して工程チャンバーの寿命をのばし、維持及び補修コストを著しく節減して装備の全体費用を節減し得る利点がある。 In addition, the substrate processing apparatus and the substrate processing system having the same according to the present invention protect the process chamber from the ion beam to extend the life of the process chamber, significantly reduce maintenance and repair costs, and reduce the overall cost of the equipment. There are benefits to get.
以下、本発明に係る基板処理装置及びそれを有する基板処理システムに関し、添付の図面を参照して詳細に説明すると、次のようである。 Hereinafter, a substrate processing apparatus and a substrate processing system having the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明に係る基板処理システムは、図1に示したように、工程モジュール1と、工程モジュール1の一側に結合されるロードロックモジュール2と、工程モジュール1の他側に結合されるアンロードロックモジュール3とを含む。
As shown in FIG. 1, the substrate processing system according to the present invention includes a process module 1, a
前記工程モジュール1は、後述する基板処理装置を含む構成で、基板に対するイオン照射工程を行う構成であり、多様な構成ができる。 The process module 1 includes a substrate processing apparatus, which will be described later, and performs an ion irradiation process on the substrate, and can have various configurations.
前記ロードロックモジュール2は、工程モジュール1の一側に結合され、内部圧力が大気圧及び真空圧に交互に変換され、外部から一つ以上の基板10が安着されたトレー20を伝達されて工程モジュール1にトレー20を伝達する構成であり、多様な構成ができる。
The
前記アンロードロックモジュール3は、工程モジュール1の他側に結合され、内部圧力が大気圧及び真空圧に交互に変換され、工程モジュール1からトレー20を伝達されて外部に排出する構成であり、多様な構成ができる。
The unload lock module 3 is coupled to the other side of the process module 1, the internal pressure is alternately converted into atmospheric pressure and vacuum pressure, the
前記アンロードロックモジュール3は、工程を終えたトレー20を外部に排出するために、圧力変換の他に、工程モジュール1にて、工程モジュール1から伝達されたトレー20に安着された基板10を冷却させる冷却装置がさらに設けられ得る。
In order to discharge the
一方、前記工程モジュール1でイオンが注入された基板は、不純物注入工程を完成するために熱処理を必要とし、アンロードロックモジュール3に結合され、アンロードロックモジュール3から伝達されたトレー20上の基板10を熱処理する熱処理モジュール(未図示)がさらに設けられ得る。
On the other hand, the substrate into which ions have been implanted in the process module 1 requires a heat treatment to complete the impurity implantation process, and is coupled to the unload lock module 3 on the
前記熱処理モジュールは、工程モジュール1でイオン注入が完了された基板10の積載されたトレー20をアンロードロックモジュール3から伝達されて熱処理を行う構成であり、多様な構成ができる。
The heat treatment module has a configuration in which the
前記熱処理モジュールにより行われる熱処理は、イオン注入後の基板10に対して求められる条件に応じて、温度、圧力、熱処理の時間などが決定される。
In the heat treatment performed by the heat treatment module, the temperature, pressure, heat treatment time, and the like are determined according to conditions required for the
一方、前記ロードロックモジュール2と工程モジュール1の間、工程モジュール1とアンロードロックモジュール3の間の夫々には、移送されるトレー20を臨時に貯蔵し、内部圧力が大気圧と工程モジュール1の工程圧の間の圧力に保持されるバッファーモジュール(第1バッファーモジュール及び第2バッファーモジュール)が更に設けられ得る。
Meanwhile, the
前記第1バッファーモジュールは、内部圧力が大気圧と工程モジュール1の工程圧との間、例えば、工程モジュール1の工程圧を保持した状態でロードロックモジュール2からトレー20を伝達されて臨時貯蔵する構成であり、第2バッファーモジュールは、大気圧と工程モジュール1の工程圧との間、例えば、工程モジュール1の工程圧を保持した状態でアンロードロックモジュール3にトレーを伝達する構成であり、多様な構成ができる。
The first buffer module temporarily stores the
特に、前記第1バッファーモジュール及び第2バッファーモジュールは、夫々、ロードロックモジュール2及びアンロードロックモジュール3における圧力の変換及びトレーの交換が遅延されると、工程モジュールが工程を行わず待機するなど、全体工程が遅滞されることを防止できる。
In particular, the first buffer module and the second buffer module wait for the process module not to perform a process when the pressure conversion and the tray replacement in the
一方、前記ロードロックモジュール2及びアンロードロックモジュール3、第1バッファーモジュール及び第2バッファーモジュールが設けられた場合、ロードロックモジュール2、アンロードロックモジュール3、第1バッファーモジュール及び第2バッファーモジュール(熱処理モジュールも同様である)には、トレー20の底面一部を支持し、回転によりトレー20を移動させる複数の移送ローラー31と、移送ローラー31のうち少なくとも一部を回転駆動するための回転駆動部(未図示)が設けられ得る。
On the other hand, when the
一方、図1において説明していない図面符号510、520、530及び540は、それぞれ、各ゲートを開閉するためのゲート弁を示す。
On the other hand,
以下、本発明に係る基板処理装置に関し、詳細に説明する。 Hereinafter, the substrate processing apparatus according to the present invention will be described in detail.
本発明に係る基板処理装置は、図1〜図4bに示されたように、一つ以上の基板10が安着されたトレー20が移送される移送経路30が設けられた工程チャンバー100と、移送経路30上に設けられたイオンビーム照射領域にイオンビームソース(未図示)から発生されたイオンビームを照射し、トレー20がイオンビーム照射領域に位置されたとき、基板の表面にイオンビームが照射されるように移送経路30の上側に設けられたイオンビーム照射部300と、移送経路30の下側に設けられ、工程チャンバー100にイオンビームが直接照射されることを防止するビーム遮断部400とを含む。
The substrate processing apparatus according to the present invention includes a
ここで、処理対象の基板10は、半導体基板、LCDパネル用の基板はもちろん、太陽電池用の基板がなり得る。
Here, the
特に、本発明に係る基板処理装置の基板処理対象である基板10は、太陽電池用のシリコン基板が好ましく、この時、前記イオンビーム照射部300により照射されるイオンは、基板10の表面に一つ以上の半導体領域を形成するイオンとなり得る。
In particular, the
また、前記基板処理対象が太陽電池用のシリコン基板である場合、基板10の表面に形成される半導体領域は、選択的エミッタ(Selective Emitter)であるか、IBCを形成するn型半導体領域及びp型半導体領域がなり得る。
When the substrate processing target is a silicon substrate for a solar cell, the semiconductor region formed on the surface of the
前記トレー20は、一つ以上の基板10を積載して移送するための構成であり、多様な構成ができる。
The
一例として、前記トレー20は、基板10を安定的に支持できる材質であれば、如何なる構成もできる。
As an example, the
一例として、前記トレー20は、基板10を安定的に支持できる材質であれば、如何なる構成も可能で、平面形状が長方形状を有してもよく、このとき、基板10は長方形のn×mの配列に配置されてもよい。
As an example, the
前記工程チャンバー100は、イオンビーム照射部300を通じて基板10にイオンが注入され得る環境及び、トレー20の移送経路30を形成するための構成であり、多様な構成ができる。
The
前記工程チャンバー100は、一例として、互いに着脱可能に結合され、密閉された処理空間Sを形成するチャンバー本体110及び上部リード120を含んで構成されてもよい。
For example, the
前記チャンバー本体110には、トレー20の入出のための一つ以上のゲート111、112が形成されることができ、処理空間S内の排気及び圧力の制御のために排気システムと連結され得る。ここで、前記第1ゲート111は、移送経路30の一端にトレー20が導入されるように形成され、第2ゲート112は、移送経路30の他端にトレー20が排出されるように形成される。
The
一方、前記チャンバー本体110に設けられる移送経路30は、トレー20の移動のための構成であり、工程チャンバー100内でトレー20を移送できる構成であれば、いかなる構成も可能である。
On the other hand, the
前記移送経路30は、図1に示したように、チャンバー本体110に形成された第1ゲート111及び第2ゲート112に沿ってトレー20が移送されるように構成されてもよく、一例として、第1ゲート111及び第2ゲート112の間に配置され、トレー20の底面一部を支持し、回転によりトレー20を移動させる複数の移送ローラー31と、移送ローラー31のうち少なくとも一部を回転駆動するための回転駆動部(未図示)とを含んで構成されてもよい。
As shown in FIG. 1, the
ここで、前記移送経路30は、工程チャンバー100内におけるトレー20の移送経路を意味し、ローラーなど一部の構成だけが物理的な構成であり、必ずしも全てが物理的構成である必要はない。
Here, the
そして、前記移送経路30は、トレー20が特定位置に位置されるとき、安着された基板10にイオンビームが照射されるイオンビーム照射領域が設定される。
The
前記イオンビームソースは、イオン化されるガスをイオン化してイオンビームを形成する構成であり、多様な構成ができる。ここで、前記イオンビームソースは、イオン化されるガスを持続的に供給されるようにガス供給装置と連結され得る。 The ion beam source is configured to ionize a gas to be ionized to form an ion beam, and can have various configurations. Here, the ion beam source may be connected to a gas supply device so that a gas to be ionized is continuously supplied.
前記イオンビーム照射部300は、イオンビームソースと連結され 、移送経路30に沿って移送される基板10の表面にイオンビームソースから発生されたイオンビームが照射されるように、工程チャンバー100の処理空間(S)内において移送経路30の上側に設けられる。
The ion
特に、前記イオンビーム照射部300は、イオンビームソースから発生されたイオンビームを誘導すると共に、イオンビームの強度及び濃度を制御し、基板10の表面にイオン注入に適した照射領域を移送される基板10の表面に形成する。
In particular, the ion
ここで、前記イオンビーム照射部300は、移送経路30の全体にわたってイオンビームが照射されるよりは、一部の領域、即ち、イオンビーム照射領域でのみイオンビームが照射されるように構成される。
Here, the ion
一方、前記工程チャンバー100は、イオンビームの照射経路、即ち、イオンビーム照射部300及びトレー20の移送経路30の間に設けられ、イオンビームの一部が基板の表面に照射されるように一つ以上の孔が形成されたマスク310が更に設けられ得る。
Meanwhile, the
前記マスク310は、イオンビームが照射される照射経路に設けられ、一部の領域においてイオンビームが照射されることを遮断して、基板10の表面の少なくとも一部の領域のみイオンが注入されるようにする構成であり、多様な構成ができる。
The
一例として、前記マスク310は、基板10の表面においてイオンが照射される一部の領域に対応される部分のみ開放されるように形成された、一つ以上の開放部311を含むことができる。
As an example, the
そして、前記マスク310の材質は、イオンビームが持続的に照射されることを考慮し、安定的で耐熱性のあるグラファイトのような材質を用いることが好ましい。
The material of the
また、前記マスク310は、工程チャンバー100に設けられた支持フレーム340により支持され、設けられ得る。
The
一方、本発明に係る基板処理装置において、移送経路30のうち、イオンビーム照射領域におけるトレー20有無に関わらず、イオンビームは持続的に照射される。
On the other hand, in the substrate processing apparatus according to the present invention, the ion beam is continuously irradiated regardless of the presence or absence of the
この時、前記イオンビーム照射領域にトレー20が存在する場合、基板10に対するイオンビーム照射工程が行われて問題がないが、トレー20が存在しない場合、移送経路30を過ぎて工程チャンバー100の内壁に照射される。
At this time, when the
そして、前記工程チャンバー100は、高温のイオンビームが内壁に直接照射された時、工程チャンバー100の過熱による工程に対する影響、工程チャンバー100の変形、真空圧下における工程チャンバー100の蒸発現象によって基板表面の汚染を生じさせるなど、工程を不安定にしたり工程チャンバー100を損傷させたりして、工程チャンバー100の寿命を短縮させるか、維持補修が必要となるなどの問題点を発生させる。
When the high temperature ion beam is directly irradiated to the inner wall, the
従って、本発明に係る基板処理装置は、イオンビームが工程チャンバー100に直接照射されることを防止するビーム遮断部400をさらに含むことを特徴とする。
Accordingly, the substrate processing apparatus according to the present invention further includes a
そして、前記ビーム遮断部400は、移送経路30の下側に設けられて、イオンビームが工程チャンバー100に直接照射されることを防止する構成であり、移送経路30と工程チャンバー100の内側底面との間に設けられるか、図1に示されたように、工程チャンバー100の内側底面に設けられ得る。
The
この時、前記ビーム遮断部400は、移送経路30の下側に設けられて、工程チャンバー100にイオンビームが直接照射されることを防止し得る構成であれば、如何なる構成でもできる。
At this time, the
そして、前記ビーム遮断部400は、工程チャンバー100に照射されることを十分に防止するために、イオンビームが照射される領域よりも大きい上面を有することが好ましい。
The
また、前記ビーム遮断部400の上面は、図1、図3及び図4bに示されたように、照射されるイオンビームを散乱させるために多数の凹凸413が形成され得る。
In addition, as shown in FIGS. 1, 3 and 4 b, the upper surface of the
前記複数の凹凸413は、ビーム遮断部400に照射されるイオンビームを散乱させ、イオンビームの照射によるビーム遮断部400の温度上昇を最小化し、蒸発効果を抑制することができる。
The plurality of projections and
前記複数の凹凸413は、イオンビームを散乱させ得る構成であれば、如何なる構成でも可能で、その上端が、長方形の平面形状を有するビーム遮断部400において一辺と平行に直線形状をなすか、円錐、角錐、円錐台、角錐台、半球状など、様々な形状を有することができる。
The plurality of projections and
例えば、前記複数の凹凸413は、図4bに示されたように、ピラミッド形状を有してもよい。
For example, the plurality of
さらに、前記複数の凹凸413の上端が、長方形の平面形状を有するビーム遮断部400において一辺と平行に直線形状をなすとき、トレー20の進行方向と平行したり、垂直に形成されたり、斜線に形成されたりなど、様々な形状が可能であることは言うまでもない。
Furthermore, when the upper ends of the plurality of projections and
そして、前記ビーム遮断部400は、工程チャンバー100の内側底面においてイオンビームが照射される領域に別途の部材として設けられるか、イオンビームに強いか高温に強い物性に一部が改質されるか、イオンビームに強いか高温に強い物性を有する物質でコーティングされるなど、様々な構成ができる。
The
より具体的な例として、前記ビーム遮断部400は、単一の部材により構成されるか、図2〜図4bに示されたように、イオンビームが照射される一つ以上の上板部410と、上板部410の底面に結合されて上板部410を冷却させる一つ以上の冷却部420とを含むことができる。
As a more specific example, the
アルミニウム、アルミニウム合金、グラファイト、炭素強化繊維(carbon reinforced fiber)、炭素複合材(carbon composite)、SiCなどイオンビームに強い材質が用いられることが好ましい。ここで、前記上板部410は、金属材質よりは非金属材質の使用がより好ましい。
It is preferable to use a material resistant to an ion beam such as aluminum, aluminum alloy, graphite, carbon reinforced fiber, carbon composite, and SiC. Here, the
例えば、前記上板部410は、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属材質の母材(未図示)と、母材上に形成される非金属層と;非金属層上にコーティングされ、電気伝導性材質のコーティング層を含むことができる。ここで、前記母材は、非金属材質の使用も可能で、電気伝導性材質のコーティング層は、Siを含む物質が好ましい。
For example, the
また、前記上板部410は、グラファイト及びSiCのうち何れか一つの材質を有することができる。このとき、前記上板部410は、Siを含むコーティング物質によりコーティングされることが好ましい。
In addition, the
一方、前記上板部410は、後述する冷却部420とは別途の部材で構成され、冷却部420上に何の結合もせずに置かれるか、ボルト締め、溶接など機械的に結合されるなど、冷却部420と様々な形態で結合され得る。
On the other hand, the
ここで、前記上板部410と冷却部420とが結合される時、前記上板部410は、その底面縁部から下側に延長されて、冷却部420の側面を囲むように延長部が形成され、ボルトが延長部を側面から貫通して上板部410と冷却部420とを結合させることができる。
Here, when the
前記のように上板部410の延長部の側面を通じて上板部410と冷却部420とが結合されると、上板部410と冷却部420の結合のためのボルトがイオンビームに露出されないようになる。ここで、ボルトがイオンビームに露出される場合、金属材質のボルトに蒸発(evaporation)現象が生じ、基板10を汚染させる問題点がある。
As described above, when the
一方、前記上板部410及び冷却部420は様々な形態で結合が可能であり、その堅固な結合のために、上板部410及び冷却部420はボルトによって結合されると共に、ボルトが上側に露出されないようにキャップ部によって覆蓋され得る。
On the other hand, the
即ち、前記上板部410は、図3、図4a及び図4bに示されたように、貫通孔414が形成されてボルト430により冷却部420と結合され、ボルト430が上側に露出されることを防止するために、上板部410と同一材質のキャップ部415によって貫通孔414が覆蓋され得る。
That is, as shown in FIGS. 3, 4a and 4b, the
前記のような構成によりボルト430の露出なく上板部410及び冷却部420が堅固に結合されて、イオンビームの照射による上板部410をより効率的に冷却することができる。
With the above-described configuration, the
一方、前記上板部410は、図4bに示されたように、冷却部420の上面を覆蓋するように複数個で設けられてもよい。
Meanwhile, a plurality of
前記のように上板部410が複数個に構成されると、部分的損傷がある場合、損傷がある部分における上板部410だけ交替すればよいので、維持及び補修コストを節減することができる。
If a plurality of
この時、前記複数の上板部410は、連結される部分を通じて冷却部420にイオンビームが露出され、金属材質の冷却部420に蒸発現象が生じて基板10を汚染させるため、冷却部420がイオンビームに露出されることを防止するために、結合される上板部410と連結される部分において段差411、412が形成されることが好ましい。
At this time, since the ion beam is exposed to the
前記のように上板部410が連結される部分において段差411、412が形成されて結合されることで、冷却部420へのイオンビーム露出を防止し、冷却部420の損傷を防止し得るようになる。
As described above, the
ここで、前記のように複数の上板部410が結合される部分に段差を形成する構成は、ビーム遮断部400が単一の遮断部材(未図示)として工程チャンバー100の内側底面を覆蓋するように、複数個の遮断部材で設けられる場合にも適用することができる。
Here, in the configuration in which the step is formed in the portion where the plurality of
即ち、前記ビーム遮断部400は、工程チャンバー100の内側底面を覆蓋するように複数個の遮断部材で設けられ、複数の遮断部材が連結される部分を通じて工程チャンバー100がイオンビームに露出されることを防止するために、複数の遮断部材は、結合される遮断部材と連結される部分において段差が形成され得る。
That is, the
そして、前記遮断部材の上面には、Siを含む物質でコーティングされ得る。 The upper surface of the blocking member may be coated with a substance containing Si.
一方、前記上板部410は、前記説明したように、複数の凹凸413が形成されて照射されるイオンビームを散乱させ、イオンビームの照射による温度上昇を最小化して蒸発効果を抑制することができる。
On the other hand, as described above, the
更に、前記上板部410は、前記説明した構造の他に、冷却部420の上面にSiを含む物質でコーティングされて形成され得る。
In addition to the structure described above, the
前記冷却部420は、高温のイオンビームが照射される上板部410の底面に結合され、イオンビーム照射により加熱された上板部410を冷却するための構成であり、上板部410を冷却させられる構成であれば如何なる構成もできる。
The
このとき、前記冷却部420の正確な制御のために、上板部410は、その温度測定のための温度センサ(未図示)が設けられることが好ましい。但し、前記温度センサは、実験により適正な温度制御ができ、内部温度測定による間接温度測定ができるため、必ずしも必要な構成ではない。
At this time, in order to accurately control the
前記冷却部420は、一例として、図4a及び図4bに示されたように、冷媒が流れる冷媒流路421が内部に形成され、冷媒流路421は、外部に設けられた冷媒循環装置と連結されて、循環により上板部410を冷却させるように構成され得る。
As an example, as shown in FIGS. 4a and 4b, the
前記のようなビーム遮断部400の構成により、イオンビームが照射される照射領域においてトレー20がない場合、工程チャンバー100に直接照射されることを防止して工程チャンバー100の過熱を防止し、蒸発による基板の汚染を防止してより良好な基板処理が可能となる。
With the configuration of the
一方、前記ビーム遮断部400は、工程チャンバー100と別途の構成として説明しているが、ビーム遮断部400は、工程チャンバー100の底面の少なくとも一部を形成するか、工程チャンバー100の底面をなす壁体の少なくとも一部を形成し得ることは言うまでもない。
Meanwhile, although the
即ち、前記工程チャンバー100の底面をなす壁体、即ち、低壁部を形成することにおいて、前記のような構成を有するビーム遮断部400の一部が結合された状態で構成するなど、様々な構成ができる。
That is, in forming the wall body forming the bottom surface of the
以上は本発明により具現され得る好ましい実施例の一部に関して説明したものに過ぎず、周知のように、本発明の範囲は、上述した実施例に限定されて解釈されてはならず、上記で説明された本発明の技術的思想とその根本を共にする技術的思想は、すべて本発明の範囲に含まれるといえる。 The foregoing is only a description of some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention. As is well known, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described above, It can be said that all the technical ideas of the present invention described together with the technical ideas of the present invention are included in the scope of the present invention.
1 :基板処理装置(工程モジュール)
2 :ロードロックモジュール
3 :アンロードロックモジュール
100:工程チャンバー
300:イオンビーム照射部
400:ビーム遮断部
1: Substrate processing apparatus (process module)
2: Load lock module 3: Unload lock module 100: Process chamber 300: Ion beam irradiation unit 400: Beam blocking unit
Claims (22)
前記移送経路に設定されたイオンビーム照射領域にイオンビームソースから発生されたイオンビームを照射し、前記トレーが前記イオンビーム照射領域に位置されたとき、基板の表面にイオンビームが照射されるように前記移送経路の上側に設けられたイオンビーム照射部と、
前記移送経路の下側に設けられ、前記トレーが前記イオンビーム照射領域に位置されないとき、前記工程チャンバーにイオンビームが直接照射されることを防止するビーム遮断部と、
を含むことを特徴とする基板処理装置。 A process chamber provided with a transfer path for transferring a tray on which one or more substrates are mounted;
When an ion beam generated from an ion beam source is irradiated to an ion beam irradiation region set in the transfer path and the tray is positioned in the ion beam irradiation region, the surface of the substrate is irradiated with the ion beam. An ion beam irradiation unit provided on the upper side of the transfer path;
A beam blocking unit that is provided below the transfer path and prevents the process chamber from being directly irradiated with an ion beam when the tray is not positioned in the ion beam irradiation region;
A substrate processing apparatus comprising:
前記複数の遮断部材が連結される部分を通じて前記チャンバー本体がイオンビームに露出されることを防止するために、前記複数の遮断部材は、結合される遮断部材と連結される部分において段差が形成されたことを特徴とする請求項2に記載の基板処理装置。 The beam blocking unit is provided with a plurality of blocking members so as to cover the inner bottom surface of the process chamber,
In order to prevent the chamber body from being exposed to the ion beam through a portion where the plurality of blocking members are connected, the plurality of blocking members are formed with a step at a portion where the plurality of blocking members are connected to the combined blocking member. The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein:
前記非金属層上にコーティングされる電気伝導性材質のコーティング層とを含むことを特徴とする請求項4に記載の基板処理装置。 The upper plate portion includes a metal base material, a non-metal layer formed on the base material,
The substrate processing apparatus according to claim 4, further comprising a coating layer of an electrically conductive material coated on the non-metal layer.
前記複数の上板部が連結される部分を通じて前記冷却部にイオンビームが露出されることを防止するために、前記複数の上板部は、結合される上板部と連結される部分において段差が形成されたことを特徴とする請求項4に記載の基板処理装置。 The upper plate part is provided in a plurality so as to cover the upper surface of the cooling part,
In order to prevent the ion beam from being exposed to the cooling unit through a portion where the plurality of upper plate portions are connected, the plurality of upper plate portions are stepped at a portion where the upper plate portion is connected. The substrate processing apparatus according to claim 4, wherein: is formed.
前記工程チャンバーの底面の少なくとも一部を形成するか、
前記工程チャンバーの底面をなす壁体の少なくとも一部を形成することを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の基板処理装置。 The beam blocking unit is
Forming at least part of the bottom surface of the process chamber;
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein at least a part of a wall that forms a bottom surface of the process chamber is formed.
前記工程モジュールの一側に結合され、内部圧力が大気圧及び真空圧に交互に変換され、外部から一つ以上の基板が安着されたトレーを伝達されて、前記工程モジュールにトレーを伝達するロードロックモジュールと、
前記工程モジュールの他側に結合され、内部圧力が大気圧及び真空圧に交互に変換され、前記工程モジュールからトレーを伝達されて外部に排出するアンロードロックモジュールと、
を含む基板処理システム。 A process module including the substrate processing apparatus according to claim 1;
The tray is coupled to one side of the process module, the internal pressure is alternately converted into atmospheric pressure and vacuum pressure, and a tray on which one or more substrates are seated is transmitted from the outside to transmit the tray to the process module. A load lock module;
An unload lock module coupled to the other side of the process module, the internal pressure is alternately converted into atmospheric pressure and vacuum pressure, the tray is transmitted from the process module and discharged to the outside;
Including substrate processing system.
前記工程チャンバーの底面の少なくとも一部を形成するか、
前記工程チャンバーの底面をなす壁体の少なくとも一部を形成することを特徴とする請求項16に記載の基板処理装置。 The beam blocking unit is
Forming at least part of the bottom surface of the process chamber;
The substrate processing apparatus according to claim 16, wherein at least a part of a wall that forms a bottom surface of the process chamber is formed.
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