JP7383096B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板処理装置に関し、より詳細には、高圧及び低圧によって基板処理が行われる基板処理装置に関するものである。
基板処理装置は、ウエハなどの基板に対する工程を処理するものであり、一般に基板に対するエッチング、蒸着、熱処理などを行うことができる。
このとき、基板上に蒸着による成膜する場合、基板の薄形成後の膜内不純物除去及び膜の特性を改善するための工程が求められている。
特に、３次元半導体素子、高いアスペクト比を有する基板の登場に応じてステップカバレッジの規格を満たすために蒸着温度をより低温化するか、不純物の含量の高いガスを必然的に使用することより、膜内の不純物除去がさらに難しくなっている実状である。
従って、基板上に薄膜形成後の薄膜特性の劣化がなくても薄膜内に存在する不純物を除去して薄膜の特性を改善することができる基板処理方法とこれを行う基板処理装置が求められている。
また、基板上の薄膜だけでなく、チャンバ内部に残っている微量の不純物などにより、蒸着される薄膜が汚染されるなどの問題があり、これにより、基板を支持する基板支持部を含むチャンバ内部に対する不純物の除去などが必要である。
このような問題点を改善するために、従来の特許文献１は、高圧及び低圧の雰囲気を繰り返し形成し、基板表面及びチャンバ内部の不完全性を低減して薄膜の特性を改善する基板処理方法を開示した。
しかし、従来の基板処理装置に前述した基板処理方法を適用する場合、基板を処理する処理空間の容積が比較的大きいため、速い圧力変化速度を実現できない問題があった。
また、従来の基板処理装置は、低圧である０．０１Ｔｏｒｒから高圧である５Ｂａｒレベルの広い圧力範囲を短時間で繰り返し行う工程を実現できないという問題があった。
また、従来基板処理装置は、高圧の基板処理の際に、空間を密閉するゲートバルブが圧力を耐えられず、高圧の基板処理が困難になり、ゲートバルブの耐久性が担保されないという問題があった。
また、広い圧力範囲を短い時間で繰り返し行うために基板が処理される処理空間の容積を小さくする場合には、処理空間から発生する熱が周辺のプロセスチャンバなどの構成により失われ、プロセス温度を維持しにくく、ヒータ効率が低下される問題があった。
韓国 特許出願第１０－２０２１－００４５２９４Ａ号
本発明の目的は、前記の問題を解決するために、広い圧力範囲の圧力変化速度を向上させることができる基板処理装置を提供することにある。
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あり、本発明は、上部が開放され、底面の中心側に取り付け溝が形成され、一側に基板を搬出入するためのゲートを含むチャンバ本体と、前記チャンバ本体の上部に結合されて内部空間を形成するトップリードを含むプロセスチャンバと、前記チャンバ本体の前記取り付け溝に内挿されるように設けられ、上面に基板が載置される基板支持部と、前記内部空間に上下移動可能に設けられ、下降を通じて一部が前記取り付け溝に隣接した前記底面と密着して、前記基板支持部が内部に位置する密閉された処理空間を形成するインナーリード部と、前記処理空間と連通するように設けられ、前記処理空間にプロセスガスを供給するガス供給部と、前記トップリードを貫通して設けられ、前記インナーリード部の上下移動を駆動するインナーリード駆動部と、前記基板支持部と前記取り付け溝の内面との間に設けられ、前記基板支持部と前記取り付け溝の内面との間の空間の少なくとも一部を占める充填部材を含むことを特徴とする基板処理装置を開示する。
前記充填部材は、前記処理空間が最小化されるように、前記取り付け溝と前記基板支持部との間の間空間（in-between space）に対応する形状に形成されてもよい。
前記基板支持部は、上面に前記基板が載置される基板支持プレートと、前記プロセスチャンバの下部面を貫通して、前記基板支持プレートと連結される基板支持ポストと、を含み、前記充填部材は、前記基板支持プレートの側面及び底面に隣接して設けられてもよい。
前記充填部材は、前記基板支持プレートから離隔され、前記基板支持プレートの底面及び側面を囲むように形成され設けられてもよい。
前記基板支持部は、前記充填部材と離隔され設けられてもよい。
前記充填部材は、石英、セラミック及びＳＵＳの少なくとも一つの材質で形成されてもよい。
前記充填部材は、前記処理空間から外部への熱を遮断するための断熱部と、前記断熱部の表面に備えられ、熱を反射する反射部と、を含むことができる。
前記反射部は、前記断熱部の表面にコートされていてもよい。
前記充填部材及び前記基板支持部を貫通して上下に移動することにより、前記基板を支持する複数の基板支持ピンと、外部の基板支持ピン駆動部を介して昇降し、複数の前記基板支持ピンが設けられる環状の基板支持リングと、を含み、前記プロセスチャンバは、前記基板支持リングが設けられるために、下部面に形成される支持ピン取り付け溝をさらに含み、前記支持ピン取り付け溝は、前記取り付け溝に形成され、前記充填部材を介して覆われてもよい。
前記基板支持部を貫通して上下に移動することにより、前記基板を支持する複数の基板支持ピンと、外部の基板支持ピン駆動部を介して昇降し、複数の前記基板支持ピンが設けられる環状の基板支持リングと、を含み、前記充填部材は、前記基板支持リングが設けられるために形成される支持ピン取り付け溝を含むことができる。
本発明による基板処理装置は、チャンバ内部の基板が処理される処理空間の容積を最小化して、広い圧力範囲の圧力変化速度を向上させることができる利点がある。
特に、本発明による基板処理装置は、低圧の０．０１Ｔｏｒｒから高圧の５Ｂａｒまで１Ｂａｒ／ｓの高い変化速度で圧力変化が可能な利点がある。
また、本発明による基板処理装置は、高圧工程による基板処理にもゲートバルブとは無関係に、インナーリード部の下降密着を通じた密閉された処理空間の形成により基板処理を行うことができ、ゲートバルブの性能とは無関係に、高圧工程の基板処理を行いやすく、ゲートバルブに対する損傷を防止できる利点がある。
また、本発明による基板処理装置は、高圧工程による基板処理時に処理空間からリークが発生する場合でも、二重空間の形成による内部空間でのポンプを通じて装置外部への流出を防止して、安全性が向上される利点がある。
また、本発明による基板処理装置は、基板処理のためにヒータを介して提供される熱に対するプロセスチャンバを含む周辺構成への損失を最小化することにより、最小容積の処理空間を維持しながらも熱損失なしにプロセス温度に到達及び維持が容易な利点がある。
特に、本発明による基板処理装置は、ヒータから提供される熱を処理空間で再度反射させるか、周辺構成への熱損失を防止することにより、ヒータの加熱効率が増大する利点がある。
また、本発明による基板処理装置は、基板を導入及び搬出するための基板支持ピン部が設けられる空間を確保しながらも、処理空間を分離して形成することにより処理空間の容積を最小化する利点がある。
本発明による基板処理装置の様子を示す断面図である。 図１による基板処理装置の処理空間形成の様子を示す断面図である。 図１による基板処理装置におけるシール部の様子を示すＡ部分拡大図である。 図１による基板処理装置の充填部材の様子を示す斜視図である。 図１による基板処理装置による工程による圧力変化の様子を示すグラフである。
以下、本発明による基板処理装置について、添付図面を参照して説明すれば以下の通りである。
本発明による基板処理装置は、図１に示されるように、上部が開放され、底面１２０中心側に取り付け溝１３０が形成され、一側に基板１を搬出入するためのゲート１１１を含むチャンバ本体１１０と、前記チャンバ本体１１０の上部に結合され、内部空間Ｓ１を形成するトップリード１４０を含むプロセスチャンバ１００と、前記チャンバ本体１１０の前記取り付け溝１３０に内挿されるように設けられ、上面に基板１が載置される基板支持部２００と、前記内部空間Ｓ１に上下移動可能に設けられ、下降を通じて一部が前記取り付け溝１３０に隣接した前記底面１２０と密着して、前記基板支持部２００が内部に位置する密閉された処理空間Ｓ２を形成するインナーリード部３００と、前記処理空間Ｓ２と連通するように設けられ、前記処理空間Ｓ２にプロセスガスを供給するガス供給部４００と、前記トップリード１４０を貫通して設けられ、前記インナーリード部３００の上下移動を駆動するインナーリード駆動部６００と、前記基板支持部２００と前記取り付け溝１３０の内面との間に設けられ、前記基板支持部２００と前記取り付け溝１３０の内面の間の空間の少なくとも一部を占める充填部材７００を含む。
また、本発明による基板処理装置は、プロセスチャンバ１００に導入及び搬出される基板１を支持し、基板支持部に２００に載置される基板支持ピン部８００をさらに含むことができる。
また、本発明による基板処理装置は、前記プロセスチャンバ１００の前記インナーリード部３００と密着位置に設けられ、シール部９００に漏れるガスをポンプするポンプ部５００をさらに含むことができる。
ここで、処理対象となる基板１は、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤなどの表示装置に使用する基板、半導体基板、太陽電池基板、ガラス基板などのすべての基板を含む意味である。
前記プロセスチャンバ１００は、内部に内部空間Ｓ１が形成される構成であり、様々な構成が可能である。
例えば、前記プロセスチャンバ１００は、上部が開放されたチャンバ本体１１０とチャンバ本体１１０の開放された上部を覆い、チャンバ本体１１０と共に密閉された内部空間Ｓ１を形成するトップリード１４０を含むことができる。
また、前記プロセスチャンバ１００は、内部空間Ｓ１の底を形成する底面１２０と、底面１２０に基板支持部２００が設けられるように形成される取り付け溝１３０と、を含むことができる。
また、前記プロセスチャンバ１００は、基板１を搬出入するためにチャンバ本体１１０の一側に形成されるゲート１１１を開閉するためのゲートバルブ１５０をさらに含むことができる。
また、前記プロセスチャンバ１００は、後記する基板支持部２００の基板支持リング８２０を設けるために、下部面に形成される支持ピン取り付け溝１６０をさらに含むことができる。
前記チャンバ本体１１０は、上部が開放され、後記するトップリード１４０と共に内部に密閉された内部空間Ｓ１を形成することができる。
このとき、前記チャンバ本体１１０は、アルミニウムをはじめとする金属材質からなっていてもよく、別の例として、石英材質からなっていてもよく、従来開示されたチャンバと共に直方体形状であってもよい。
前記トップリード１４０は、上部が開放されたチャンバ本体１１０の上側に結合され、チャンバ本体１１０と共に内部に密閉された内部空間Ｓ１を形成する構成であってもよい。
このとき、前記トップリード１４０は、チャンバ本体１１０の形状に対応して、平面上、長方形の形態であってもよく、チャンバ本体１１０と同じ材質で構成されてもよい。
また、前記トップリード１４０は、後記するインナーリード駆動部６００が貫通して設けられるように、複数の貫通孔が形成されてもよく、底面に後記するベローズ６３０の終端が結合され、外部への各種ガス及び異質物の漏れを防止することができる。
一方、前記トップリード１４０構成を省略し、前記チャンバ本体１１０が内部に密閉された内部空間Ｓ１を形成する一体型に形成してもよいことは勿論である。
前記プロセスチャンバ１００は、内側の下部面が内部空間Ｓ１の底を形成する底面１２０と、底面１２０に、後記する基板支持部２００が設けられるように形成される取り付け溝１３０を含むことができる。
より具体的に、前記プロセスチャンバ１００は、図１に示されるように、下部面の中心側に後記する基板支持部２００に対応して、段差を有して取り付け溝１３０が形成されてもよく、取り付け溝１３０の縁に底面１２０が構成されてもよい。
即ち、前記プロセスチャンバ１００は、内側の下部面に基板支持部２００が設けられるための取り付け溝１３０が段差を有して形成され、それ以外の部分は、底面１２０と定義され、取り付け溝１３０より高い高さに形成することができる。
前記ゲートバルブ１５０は、基板１を搬出入するためにチャンバ本体１１０の一側に形成されるゲート１１１を開閉するための構成であり、様々な構成が可能である。
このとき、前記ゲートバルブ１５０は、上下駆動及び前後退駆動を介してチャンバ本体１１０と密着又は解除されることにより、ゲート１１１を閉鎖又は開放することができ、他の例として、対角線方向への単一駆動を介してゲート１１１を開放又は閉鎖することができ、この過程で、シリンダー、カム、電磁気など従来開示された様々な形態の駆動方法を適用することができる。
前記支持ピン取り付け溝１６０は、基板１を支持し、基板支持部２００に載置するか、基板支持部２００から上側に離隔して、基板１を支持することにより、基板１が導入及び搬出するようにする基板支持ピン部８００を設けるための構成であり、様々な構成が可能である。
例えば、前記支持ピン取り付け溝１６０は、後記する基板支持リング８２０が設けられるように、基板支持リング８２０に対応して平面上、環状の溝で形成することができる。
このとき、前記支持ピン取り付け溝１６０は、プロセスチャンバ１００の下部面に基板支持リング８２０が設けられる位置に対応して設けられてもよく、より具体的には、取り付け溝１３０に形成することができる。
即ち、前記支持ピン取り付け溝１６０は、底面１２０から段差を有して形成される取り付け溝１３０に形成されてもよく、基板支持リング８２０が設けられた状態で、上下移動可能に一定の深さを有して形成することができる。
これにより、前記支持ピン取り付け溝１６０は、基板支持リング８２０が設けられ、複数の基板支持ピン８１０が上側に充填部材７００及び基板支持プレート２１０を貫通して設けけることができる。
一方、前記支持ピン取り付け溝１６０は、取り付け溝１３０に形成され、一定の容積を形成するので、後記するインナーリード部３００により形成される処理空間Ｓ２の容積増加を引き起こす問題があった。
このような問題点を改善するために、充填部材７００が取り付け溝１３０に設けられ、支持ピン取り付け溝１６０を覆うことにより、処理空間Ｓ２と支持ピン取り付け溝１６０が形成する空間の間を遮断でき、これにより、処理空間Ｓ２を最小容積で形成することができる。
より具体的に、前記支持ピン取り付け溝１６０がない場合には、後記する基板支持ピン８１０及び基板支持リング８２０のための空間が基板支持プレート２１０下部に別途必要となるため、デッドボリュームの増加を引き起こし、デッドボリュームの除去のために基板支持ピン８１０及び基板支持リング８２０が下降時、内部に挿入されるように支持ピン取り付け溝１６０を形成することができる。
一方、前記支持ピン取り付け溝１６０は、プロセスチャンバ１００の底面１２０に設けられず、取り付け溝１３０に設けられる充填部材７００に形成されることができる。
即ち、前記支持ピン取り付け溝１６０は、充填部材７００の上部面に一定の深さ、より具体的には、基板支持リング８２０及び基板支持ピン８１０が内挿されるレベルの深さに形成され、充填部材７００内に内挿された状態で、基板１を支持するために上昇することができる。
一方、このとき、基板支持ピン８１０は、充填部材７００を貫通して設けられる。
前記基板支持部２００は、プロセスチャンバ１００に設けられ、上面に基板１が載置される構成であり、様々な構成が可能である。
即ち、前記基板支持部２００は、上面に基板１を載置させることで、処理される基板１を支持し、基板処理過程で固定することができる。
また、前記基板支持部２００は、内部にヒータを備えて基板処理のための処理空間Ｓ２の温度の雰囲気を形成することができる。
例えば、前記基板支持部２００は、上面に前記基板１が載置される平面上、円形の基板支持プレート２１０と、前記プロセスチャンバ１００の下部面を貫通して、前記基板支持プレート２１０と連結される基板支持ポスト２２０と、を含むことができる。
また、前記基板支持部２００は、基板支持プレート２１０内に設けられ、基板支持プレート２１０に載置される基板１を加熱するヒータを含むことができる。
前記基板支持プレート２１０は、上面に基板１が載置される構成であり、基板１の形状に対応して平面上、円形であるプレート構成であってもよい。
このとき、前記基板支持プレート２１０は、内部にヒータが備えられ、処理空間Ｓ２に基板処理のためのプロセス温度を造成し、このときのプロセス温度は、約４００℃～５５０℃であってもよい。
前記基板支持ポスト２２０は、プロセスチャンバ１００の下部面を貫通して基板支持プレート２１０と連結される構成であり、様々な構成が可能である。
前記基板支持ポスト２２０は、プロセスチャンバ１００の下部面を貫通して基板支持プレート２１０と結合することができ、内部にヒータに電源を供給するための各種導線が設けられる。
一方、本発明による基板処理装置は、図５に示されるように、高圧と低圧の圧力の雰囲気を短時間内に繰り返し変化させて造成する基板処理を行うための装置であり、より具体的には、５Ｂａｒから０．０１Ｔｏｒｒの圧力範囲を１Ｂａｒ／ｓレベルの圧力変化速度で繰り返し変化させなければならない必要がある。
しかし、チャンバ本体１１０の内部空間Ｓ１の膨大な空間容積を考慮するとき、前述した圧力変化速度を達成できないため、基板処理のための処理空間Ｓ２の容積を最小化しなければならない必要性がある。
そのために、本発明による基板処理装置は、前記内部空間Ｓ１に上下移動可能に設けられ、下降を通じて一部が前記プロセスチャンバ１００と密着して、前記基板支持部２００が内部に位置する密閉された処理空間Ｓ２を形成するインナーリード部３００を含む。
前記インナーリード部３００は、内部空間Ｓ１に上下移動可能に設けられ、下降を通じて一部がプロセスチャンバ１００と密着して、基板支持部２００が内部に位置する密閉された処理空間Ｓ２を形成する構成であってもよい。
即ち、前記インナーリード部３００は、内部空間Ｓ１中の基板支持部２００の上側で上下移動可能に設けられ、下降を通じてプロセスチャンバ１００の内部面の少なくとも一部と密着することによって、プロセスチャンバ１００の内側下部面との間に密閉された処理空間Ｓ２を必要に応じて形成することができる。
これにより、前記基板支持部２００は、処理空間Ｓ２内に位置してもよく、基板支持部２００に載置される基板１に対する基板処理を容積が最小化された処理空間Ｓ２内で行うことができる。
一例として、前記インナーリード部３００は、下降を通じて縁が底面１２０に密着することにより、底面とプロセスチャンバ１００の内側の下部面との間で密閉された処理空間Ｓ２を形成することができる。
一方、別の例として、前記インナーリード部３００は、下降を通じて縁がプロセスチャンバ１００の内側面に密着することにより、密閉された処理空間Ｓ２を形成することもできることは言うまでもない。
前記インナーリード部３００は、下降を通じて縁が底面１２０に密着して密閉された処理空間Ｓ２を形成し、取り付け溝１３０に設けられる基板支持部２００を処理空間Ｓ２内に配置することができる。
即ち、前記インナーリード部３００は、図２に示されるように、下降を通じて縁が取り付け溝１３０と段差を有して高い位置に位置する底面１２０に密着することにより、底面と取り付け溝１３０との間に密閉された処理空間Ｓ２を形成することができる。
このとき、取り付け溝１３０に基板支持部２００、より具体的には、基板支持プレート２１０と、充填部材７００が設けられることにより、処理空間Ｓ２の容積を最小化して、上面に処理対象である基板１を位置させることができる。
この過程で、処理空間Ｓ２の容積を最小化するために、取り付け溝１３０は、処理空間Ｓ２が設けられる基板支持部２００に対応する形状に形成されてもよく、より具体的には、円形の基板支持プレート２１０に対応して、円柱状を有する溝で形成することができる。
即ち、取り付け溝１３０が形成する設置空間のうち、基板支持プレート２１０及び充填部材７００が設けられる空間を除いた残余空間が最小化となるように、基板支持プレート２１０の形状に対応する形状で形成することができる。
この過程で、基板支持プレート２１０の上面に載置される基板１とインナーリード部３００との間の干渉を防止するために、底面１２０の高さは、基板支持部２００に載置される基板１の上面より高い位置に形成することができる。
一方、基板支持部２００に載置される基板１とインナーリード部３００の底面と間の間隔が広くなるほど、処理空間Ｓ２の容積もまた大きくなることを意味するので、基板１とインナーリード部３００との間の干渉が防止されながらも、これらの間の間隔が最小化される位置に底面１２０の高さを設定することができる。
前記インナーリード部３００は、インナーリード駆動部６００を介して上下移動する構成であり、様々な構成が可能である。
前記インナーリード部３００は、インナーリード駆動部６００を介して内部空間Ｓ１内で上下移動可能な構成であってもよい。
このとき、前記インナーリード部３００は、平面上、取り付け溝１３０を覆い、縁が底面１２０一部に対応する大きさに形成さてもよく、縁が底面１２０に密着することにより取り付け溝１３０との間に密閉された処理空間Ｓ２を形成することができる。
一方、前記インナーリード部３００は、別の例として、縁がプロセスチャンバ１００の内側面に密着して、処理空間Ｓ２を形成することもできることは言うまでもない。
また、前記インナーリード部３００は、上下移動により形成される密閉された処理空間Ｓ２内のプロセス温度を効果的に達成及び維持するために、処理空間Ｓ２の温度が内部空間Ｓ１などにより失われることを防止できる断熱効果に優れた材質で形成することができる。
前記シール部９００は、インナーリード部３００又はプロセスチャンバ１００底面１２０の少なくとも一つに備えられる構成であり、プロセスチャンバ１００の底面１２０とインナーリード部３００が密着する位置に対応して備えることができる。
即ち、前記シール部９００は、インナーリード部３００の縁が底面１２０に接触して、密閉された処理空間Ｓ２を形成する場合、インナーリード部３００の底面中の縁に沿って備えられ、底面１２０との間に接触することができる。
これにより、前記シール部９００は、密閉された処理空間Ｓ２が形成されるように誘導することができ、処理空間Ｓ２のプロセスガスなどが内部空間Ｓ１など外部に流出されることを防止することができる。
例えば、前記シール部９００は、インナーリード部３００の底面の縁に沿って備えられる第１シール部材９１０と、第１シール部材９１０に一定間隔離隔された位置に備えられる第２シール部材９２０を含むことができる。
このとき、前記第１シール部材９１０及び前記第２シール部材９２０は、従来開示された形態のＯリングであり、インナーリード部３００の底面の縁に沿って互いに一定間隔で離隔して並んで設けられてもよい。
即ち、前記第１シール部材９１０及び前記第２シール部材９２０は、二重で処理空間Ｓ２に対するシーリングを行うことにより、処理空間Ｓ２から外部へのプロセスガスなどの流出を遮断することができる。
一方、前記シール部９００は、底面１２０に備えられる挿入溝に挿入されて設けられてもよく、インナーリード部３００の上下移動に応じてインナーリード部３００と密着又は分離される。
別の例として、シール部９００がインナーリード部３００の底面に設けられてもよいことは言うまでもない。
前記ポンプ部５００は、プロセスチャンバ１００中の前記インナーリード部３００と密着位置に設けられ、シール部９００に漏れるプロセスガスをポンプする構成であり、様々な構成が可能である。
例えば、前記ポンプ部５００は、インナーリード部３００とプロセスチャンバ１００との間の密着位置に対応する位置でプロセスチャンバ１００の下部面を貫通して設けられることにより、インナーリード部３００に設けられるシール部９００をポンプすることができる。
即ち、前記ポンプ部５００は、消耗品であるシール部９００へのプロセスガスの漏れを最小化することにより、高温及びプロセスガスが使用される処理空間Ｓ２に露出されるシール部９００の腐食及び損傷を最小化して、耐久性を増大させることができる。
そのために、前記ポンプ部５００は、第１シール部材９１０と第２シール部材９２０と間の間空間Ｓ３をポンプすることができる。
例えば、前記ポンプ部５００は、外部に備えられ、間空間Ｓ３に対するポンプを行うポンプ５３０と、第１シール部材９１０と第２シール部材９２０との間に対応する位置に設けられるポンプノズル５１０と、一端がポンプノズル５１０に連通され、他端が外部のポンプ５３０と連結するように、プロセスチャンバ１００の下部面を貫通して備えられるポンプ流路５２０を含むことができる。
このとき、前記ポンプノズル５１０は、シール部９００に沿って平面上、円形で形成されてもよく、別の例として、シール部９００に沿ってプロセスチャンバ１００の下部面に形成される溝の一部に備えられ、溝に沿ってポンプを行う構成であってもよい。
一方、前記ポンプ流路５２０は、プロセスチャンバ１００の下部面を貫通するように形成される別途の配管構成であってもよく、別の例として、プロセスチャンバ１００の下部面を加工して形成することができる。
一方、前記ポンプ部５００は、シール部９００に漏れるプロセスガスをポンプする前述の例とは違って、第１シール部材９１０と第２シール部材９２０と間の間空間Ｓ３にパージガスを供給する構成であってもよい。
前記ガス供給部４００は、処理空間Ｓ２と連通し、処理空間Ｓ２にプロセスガスを供給する構成であり、様々な構成が可能である。
例えば、前記ガス供給部４００は、処理空間Ｓ２に露出され、処理空間Ｓ２内にプロセスガスを供給するガス供給ノズル４１０と、プロセスチャンバ１００を貫通してガス供給ノズル４１０と連結され、ガス供給ノズル４１０を介して供給されるプロセスガスを伝達するガス供給流路４２０と、を含むことができる。
このとき、前記ガス供給部４００は、図２に示されるように、取り付け溝１３０の縁に基板支持部２００に隣接して設けられてもよく、これにより処理空間Ｓ２にプロセスガスを供給することができる。
一方、これにより、処理空間Ｓ２は、インナーリード部３００の底面の一部とガス供給部４００及び基板支持部２００の上面の間に形成することができる。
前記ガス供給ノズル４１０は、処理空間Ｓ２に露出され、処理空間Ｓ２内にプロセスガスを供給する構成であり、様々な構成が可能である。
例えば、前記ガス供給ノズル４１０は、取り付け溝１３０の縁に基板支持プレート２１０の側面に隣接するように設けられ、上側又は基板支持プレート２１０側にプロセスガスを噴射し、処理空間Ｓ２内にプロセスガスを供給することができる。
このとき、前記ガス供給ノズル４１０は、取り付け溝１３０の縁に基板支持プレート２１０を囲むように備えられ、平面上、基板支持プレート２１０の側面のうち、少なくとも一部でプロセスガスを噴射することができる。
一例として、前記ガス供給ノズル４１０は、取り付け溝１３０の縁からインナーリード部３００の底面に向けてプロセスガスを噴射することができ、処理空間Ｓ２の最小化された容積により処理空間Ｓ２を短時間内に所望の圧力に造成するためにプロセスガスを供給することができる。
前記ガス供給流路４２０は、プロセスチャンバ１００の下部面を貫通して外部のプロセスガス貯蔵部と連結でき、プロセスガスが伝達され、プロセスガス供給ノズル４１０に供給することができる。
このとき、前記ガス供給流路４２０は、プロセスチャンバ１００の下部面を貫通して設けられる配管であってもよく、別の例として、プロセスチャンバ１００の下部面を加工して形成することができる。
前記インナーリード駆動部６００は、プロセスチャンバ１００の上部面を貫通して設けられ、インナーリード部３００の上下移動を駆動する構成であり、様々な構成が可能である。
例えば、前記インナーリード駆動部６００は、一端がプロセスチャンバ１００の上部面を貫通して、インナーリード部３００に結合される複数の駆動ロッド６１０と、複数の駆動ロッド６１０の他端に連結され、駆動ロッド６１０を上下方向に駆動する少なくとも一つの駆動源６２０を含むことができる。
また、前記インナーリード駆動部６００は、プロセスチャンバ１００の上部面、即ち、トップリード１４０に設けられ、前記駆動ロッド６１０の終端を固定して支持する固定支持部６４０と、プロセスチャンバ１００の上部面とインナーリード部３００との間に駆動ロッド６１０を囲むように設けられるベローズ６３０をさらに含むことができる。
前記駆動ロッド６１０は、一端がプロセスチャンバ１００の上部面を貫通してインナーリード部３００に結合され、他端がプロセスチャンバ１００の外部で駆動源６２０に結合され、駆動源６２０を通した上下移動を通じてインナーリード部３００を上下に駆動する構成であってもよい。
このとき、前記駆動ロッド６１０は、複数個、より具体的には、２個又は４個がインナーリード部３００の上面に一定間隔で結合し、インナーリード部３００が水平を維持しながら上下移動するように誘導することができる。
前記駆動源６２０は、固定支持部６４０に設けられ結合する駆動ロッド６１０を上下に駆動する構成であり、様々な構成が可能である。
前記駆動源６２０は、従来開示された駆動方式であればどのような構成でも適用可能であり、例えば、シリンダー方式、電磁気駆動、スクリューモータ駆動、カム駆動など様々な駆動方式を適用することができる。
前記ベローズ６３０は、プロセスチャンバ１００の上部面とインナーリード部３００と間に駆動ロッド６１０を囲むように設けられ、内部空間Ｓ１のガスなどがプロセスチャンバ１００の上部面を介して漏れることを防止する構成であってもよい。
このとき、前記ベローズ６３０は、インナーリード部３００の上下移動を考慮して設けてもよい。
一方、前述したように、基板支持部２００が取り付け溝１３０に設けられる場合、基板支持部２００、より具体的には、基板支持プレート２１０と取り付け溝１３０との間に空間が形成され、処理空間Ｓ２の容積が増加する要因になり得る。
このような問題点を改善するために、基板支持部２００を取り付け溝１３０に接触して設ける場合、基板支持部２００内に存在するヒータを介して供給する熱をプロセスチャンバ１００の下部面、即ち、取り付け溝１３０を介してプロセスチャンバ１００に奪われて熱損失が発生し、処理空間Ｓ２に対するプロセス温度の設定及び維持が困難になり、効率が低下される問題があった。
このような問題点を改善するために、本発明による前記充填部材７００は、基板支持部２００とプロセスチャンバ１００の下部面との間に設けられる構成であり、様々な構成が可能である。
例えば、前記充填部材７００は、取り付け溝１３０に設けることができ、取り付け溝１３０に設けられた状態で、基板支持プレート２１０が上側に設けられて取り付け溝１３０と基板支持プレート２１０との間の残余容積を最小化して、処理空間Ｓ２の容積を減らすことができる。
そのために、前記充填部材７００は、前記処理空間Ｓ２が最小化されるように、前記取り付け溝１３０と前記基板支持部２００との間の間空間に対応する形状に形成することができる。
より具体的に、前記充填部材７００は、平面上、円形であり、底面１２０から一定の深さを有するように段差を有して形成される取り付け溝１３０と平面上、円形の基板支持プレート２１０との間の間空間に対応する形状に形成することができる。
そのために、前記充填部材７００は、図４に示されるように、基板支持プレート２１０と取り付け溝１３０との間に備えられる円形のプレート７３０形状を有するか、円形のプレート７３０形状に基板支持プレート２１０の側面と取り付け溝１３０の間の空間を占めるように、縁が上側に段差７４０を有して形成されてもよい。
即ち、前記充填部材７００は、前記基板支持プレート２１０の側面及び底面の少なくとも一つに隣接して設けられ、前記基板支持プレート２１０から離隔して、前記基板支持プレート２１０の底面及び側面を囲むように形成され設けられる。
このとき、前記基板支持部２００は、充填部材７００を介した熱損失を防止するために、充填部材７００と離隔して設けることができ、より詳細には、接触しないレベルの微細な間隔を有して設けることができる。
これにより、前記基板支持部２００と充填部材７００との間には、一定間隔を維持することができ、この間隔が排気流路として作用することにより、通じて処理空間Ｓ２に対する排気を行うことができる。
より具体的に、前記基板支持部２００と充填部材７００が互いに離隔してけられることにより、排気流路を形成することができ、このとき、排気流路が基板支持ポスト２２０が貫通する取り付け溝１３０の底と連通し、外部に処理空間Ｓ２のプロセスガスを排気することができる。
一方、前記充填部材７００は、石英、セラミック及びＳＵＳの少なくとも一つの材質であってもよい。
また、前記充填部材７００は、単純に処理空間Ｓ２の容積を最小化するために、取り付け溝１３０と基板支持部２００との間の空間を占めるだけでなく、断熱を通じて基板支持部２００を介して基板１に伝えられる熱の損失を最小化し、さらに熱反射を通じて処理空間Ｓ２への損失される熱を反射させることができる。
即ち、前記充填部材７００は、処理空間Ｓ２の容積を最小化するだけでなく、基板支持部２００を介した熱のプロセスチャンバ１００の底面１２０側への損失を防止するための断熱、さらに熱意反射を通じた熱効率を増大させる反射機能を含むことができる。
一方、これに加えて、基板支持部２００を介して発散する熱の処理空間Ｓ２への反射効果を増大させるために、表面に備えられる反射部７２０をさらに含むことができる。
即ち、前記充填部材７００は、前記処理空間Ｓ２から外部への熱を遮断するための断熱部７１０と、前記断熱部７１０の表面に備えられ、熱を反射する反射部７２０を含むことができる。
このとき、前記反射部７２０は、断熱部７１０の表面にコートされるか、接着又は塗布され、反射層を形成することができ、処理空間Ｓ２からプロセスチャンバ１００を介して失われる熱を反射し、再度処理空間Ｓ２に伝達することができる。
また、前記充填部材７００は、前述した基板支持ポスト２２０を設けるために、中心に対応する大きさに形成された第１貫通口７３１と、複数の基板支持ピン８１０が貫通して上下に移動するための複数の第２貫通口７３２をさらに形成することができる。
前記基板支持ピン部８００は、プロセスチャンバ１００に導入及び搬出される基板１を支持して基板支持部に２００に配置される構成であり、様々な構成が可能である。
例えば、前記基板支持ピン部８００は、前記充填部材７００及び前記基板支持部２００を貫通して、上下に移動することにより、前記基板１を支持する複数の基板支持ピン８１０と、複数の前記基板支持ピン８１０が設けられる環状の基板支持リング８２０と、複数の前記基板支持ピン８１０を上下駆動する基板支持ピン駆動部８３０と、を含むことができる。
前記複数の基板支持ピン８１０は、基板支持リング８２０に複数個備えられ、充填部材７００及び基板支持部２００を貫通して、上下に移動することにより基板１を支持する構成であり、様々な構成が可能である。
このとき、複数の基板支持ピン８１０は、少なくとも３個が備えられてもよく、基板支持リング８２０に互いに離隔してそれぞれ設けられ、上昇して基板支持部２００から露出されることにより導入される基板１を支持するか、排出される基板１を支持し、下降して基板支持部２００内部に位置することにより、基板１を基板支持部２００に載置させることができる。
前記基板支持リング８２０は、環状の構成であり、複数の基板支持ピン８２０が設けられ、上下移動を通じて複数の基板支持ピン８２０が同時に上下に移動するように設けられる構成であってもよい。
特に、前記基板支持リング８２０は、プロセスチャンバ１００の下部面、即ち、取り付け溝１３０に形成される支持ピン取り付け溝１６０に設けられ、基板支持ピン駆動部８３０により上下に移動することができる。
前記基板支持ピン駆動部８３０は、プロセスチャンバ１００の外部に設けられ、基板支持リング８２０を上下に駆動する構成であり、様々な構成が可能である。
例えば、前記基板支持ピン駆動部８３０は、一端が基板支持リング８２０の底面に連結され、他端が基板支持ピン駆動源８３３に連結され、基板支持ピン駆動源８３３の駆動力により上下移動する基板支持ピンロッド８３１と、基板支持ピンロッド８３１の線形移動をガイドする基板支持ピンガイド８３２と、基板支持ピンロッド８３１を駆動する基板支持ピン駆動源８３３と、を含むことができる。
また、前記基板支持ピン部８００は、基板支持ピンロッド８３１を囲んでプロセスチャンバ１００の底面と基板支持ピン駆動源８３３との間に設けられる基板支持ピンベローズ８４０をさらに含むことができる。
以上、本発明によって具現することができる好ましい実施例の一部について説明したもの過ぎず、周知のように本発明の範囲は前記実施例に限定されて解釈されるべきではなく、前述した本発明の技術的思想とその根本を合わせた技術的思想は、すべて本発明の範囲に含まれる。
１ 基板
１００ プロセスチャンバ
２００ 基板支持部
３００ インナーリード部
４００ ガス供給部
５００ ポンプ部
６００ インナーリード駆動部
７００ 充填部材
８００ 基板支持ピン部

Claims (11)

  1. 上部が開放され、底面の中心側に取り付け溝が形成され、一側に基板を搬出入するためのゲートを含むチャンバ本体と、前記チャンバ本体の上部に結合されて内部空間を形成するトップリードを含むプロセスチャンバと、
    前記チャンバ本体の前記取り付け溝に内挿されるように設けられ、上面に基板が載置される基板支持部と、
    前記内部空間に上下移動可能に設けられ、下降を通じて一部が前記取り付け溝に隣接した前記底面と密着して、前記基板支持部が内部に位置する密閉された処理空間を形成するインナーリード部と、
    前記処理空間と連通するように設けられ、前記処理空間にプロセスガスを供給するガス供給部と、
    前記トップリードを貫通して設けられ、前記インナーリード部の上下移動を駆動するインナーリード駆動部と、
    前記基板支持部と前記取り付け溝の内面との間に設けられ、前記基板支持部と前記取り付け溝の内面との間の空間の少なくとも一部を占める充填部材と、を含むことを特徴とする基板処理装置。
  2. 前記充填部材は、
    前記処理空間が最小化されるように、前記取り付け溝と前記基板支持部との間の間空間（in-between space）に対応する形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記基板支持部は、
    上面に前記基板が載置される基板支持プレートと、前記プロセスチャンバの下部面を貫通して、前記基板支持プレートと連結される基板支持ポストと、を含み、
    前記充填部材は、
    前記基板支持プレートの側面及び底面に隣接して設けられることを特徴とする請求項１に記載基板処理装置。
  4. 前記充填部材は、
    前記基板支持プレートから離隔され、前記基板支持プレートの底面及び側面を囲むように形成され設けられることを特徴とする請求項３に記載基板処理装置。
  5. 前記基板支持部は、
    前記充填部材と離隔され設けられることを特徴とする請求項１に記載基板処理装置。
  6. 前記充填部材は、
    石英、セラミック及びＳＵＳの少なくとも一つの材質で形成されることを特徴とする請求項１に記載基板処理装置。
  7. 前記充填部材は、
    前記処理空間から外部への熱を遮断するための断熱部と、前記断熱部の表面に備えられ、熱を反射する反射部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載基板処理装置。
  8. 前記反射部は、
    前記断熱部の表面にコートされることを特徴とする請求項７に記載基板処理装置。
  9. 前記充填部材及び前記基板支持部を貫通して上下に移動することにより、前記基板を支持する複数の基板支持ピンと、外部の基板支持ピン駆動部を介して昇降し、複数の前記基板支持ピンが設けられる環状の基板支持リングと、を含み、
    前記プロセスチャンバは、
    前記基板支持リングが設けられるために、下部面に形成される支持ピン取り付け溝をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載基板処理装置。
  10. 前記支持ピン取り付け溝は、
    前記取り付け溝に形成され、前記充填部材を介して覆われることを特徴とする請求項９に記載基板処理装置。
  11. 前記基板支持部を貫通して上下に移動することにより、前記基板を支持する複数の基板支持ピンと、外部の基板支持ピン駆動部を介して昇降し、複数の前記基板支持ピンが設けられる環状の基板支持リングと、を含み、
    前記充填部材は、
    前記基板支持リングが設けられるために形成される支持ピン取り付け溝を含むことを特徴とする請求項１に記載基板処理装置。
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