KR100669111B1 - 챔버 어셈블리 및 이를 갖는 기판 가공 장치 - Google Patents

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Abstract

여러 압력 조건의 설정이 가능한 챔버 어셈블리 및 기판 가공 장치는 개방된 용기와 상기 용기를 덮는 덮개를 포함하는 챔버가 구비된다. 접촉부는 상기 용기와 덮개의 접촉에 따라 생성되며, 결합부는 상기 접촉부로 진공을 제공하여 상기 용기와 덮개를 결합시킨다. 분리부는 용기와 덮개의 접촉면들 사이로 가스를 제공하여 용기와 덮개를 분리시킨다. 밀봉 부재는 상기 결합부에서 제공되는 진공의 누설을 방지하기 위해 상기 접촉면에 구비된다.

Description

챔버 어셈블리 및 이를 갖는 기판 가공 장치{Chamber assembly and apparatus for manufacturing a wafer having the same}
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 챔버 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 홈의 구조와 펌프의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 챔버 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 홈의 구조와 펌프의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 챔버 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 홈의 구조와 펌프의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
삭제
도 7은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 챔버 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이다.
도 8은 도 7에 도시된 홈의 구조와 펌프의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른 챔버 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이다.
도 10은 도 9에 도시된 홈의 구조와 펌프의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 제6 실시예에 따른 챔버 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 제7 실시예에 따른 기판 가공 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 챔버 112 : 용기
114 : 덮개 115 : 접촉부
120 : 홈 130 : 밀봉 부재
140 : 결합부 141 : 펌프
142 : 제1 라인 143 : 밸브
150 : 분리부 151 : 가스 탱크
152 : 제2 라인 153 : 니들 밸브
본 발명은 챔버 어셈블리 및 기판 가공 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부 압력을 다양하게 변화시킬 수 있는 챔버 어셈블리 및 기판 가공 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 EDS(electrical die sorting) 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 웨이퍼의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 웨이퍼 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 웨이퍼의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.
상기 공정들 중에서 증착 공정은 물리적 기상 증착 공정과 화학적 기상 증착(이하 CVD) 공정으로 구분할 수 있다. 상기 CVD 공정은 챔버 내부의 압력에 따라 상압 CVD 공정과 저압 CVD 공정으로 구분할 수 있다.
상기 상압 CVD 공정은 대기압에서 공정이 진행되며, 상기 저압 CVD 공정은 진공 펌프 등을 사용하여 대기압 보다 낮은 압력, 일반적으로 650 TORR 이하의 압력에서 공정이 진행된다.
상기 상압 CVD 공정을 수행하기 위한 상압 CVD 장치는 증착율이 높아 처리량이 많다. 하지만 상기 CVD 장치는 일정한 두께 이상을 증착하면 CVD 장치의 가동을 중지하고 챔버 내부에 쌓인 부산물, 즉 파우더 등을 제거하는 세정 작업을 해야 한다. 따라서 상기 세정 작업은 수작업으로 이루어지므로 상기 상압 CVD 장치의 가동 중단 시간이 길어지게 된다. 그러므로 상기 상압 CVD 장치의 처리량이 많더라도 장치의 가동 중단 시간이 길어져 전체적인 효율이 감소하는 문제점이 있다.
상기 저압 CVD 공정을 수행하기 위한 저압 CVD 장치는 챔버 내부가 저압이므 로 저압에서 작동하는 리모트 플라즈마 세정 장치를 이용하여 상기 저압 CVD 장치를 내부 압력을 그대로 유지한 상태에서 상기 챔버를 세정할 수 있다. 따라서 후속 웨이퍼나 로트(lot)의 증착 공정을 바로 진행할 수 있다.
그러나, 상기 챔버 내부를 저압으로 유지하기 위해 진공 펌프가 계속 작동하게 된다. 상기 진공 펌프의 펌핑에 의해 증착을 위한 공정 가스가 챔버 외부로 배출된다. 그러므로 막의 증착율이 낮아져 처리량이 감소하게 된다.
상기 저압 CVD 장치의 챔버는 개방된 용기와 상기 용기를 덮는 덮개로 구성된다. 상기 저압 CVD 장치에서 막을 증착율을 높이기 위해 상기 챔버의 압력을 대기압(760 torr) 이상으로 상승시키면 상기 용기와 덮개 사이에 틈이 생기고 상기 틈을 통해 챔버 내부의 가스가 외부로 누설되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 챔버 내부 압력이 달라지더라도 내부를 밀폐할 수 있는 챔버 어셈블리를 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 상기 챔버 어셈블리를 갖는 기판 가공 장치를 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 챔버 어셈블리는 개방된 용기와 상기 용기를 덮는 덮개를 포함하는 챔버를 구비한다. 접촉부는 상기 용기와 덮개의 접촉에 따라 생성되며, 결합부는 상기 접촉부로 진공을 제공하여 상기 용기와 덮개를 결합시킨다.
상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 기판 가공 장치는 개방된 용기와 상기 용기를 덮는 덮개를 포함하는 챔버를 구비한다. 접촉부는 상기 용기와 덮개의 접촉에 따라 생성되며, 결합부는 상기 접촉부로 진공을 제공하여 상기 용기와 덮개를 결합시킨다. 가스 공급부는 상기 챔버 내부로 상기 기판 가공을 위한 공정 가스를 공급한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 챔버 어셈블리 및 기판 가공 장치는 진공을 이용하여 상기 챔버가 밀폐되도록 상기 용기와 덮개를 결합한다. 따라서 상기 챔버 내부의 압력을 다양하게 변화시키더라도 상기 챔버의 누설을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 챔버 어셈블리 및 기판 가공 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 챔버 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 홈의 구조와 펌프의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 챔버 어셈블리(100)는 챔버(110), 접촉부(115), 밀봉 부재(130), 결합부(140) 및 해제부(150)를 구비한다.
상기 챔버(110)는 기판을 가공하기 위한 프로세싱 공간을 제공한다. 상기 챔버(110)는 원통 형태를 가지며, 상부가 개방된 용기(112)와 상기 용기(112)를 덮는 덮개(114)를 포함한다.
상기 접촉부(115)는 상기 용기(112)와 상기 덮개(114)의 접촉에 의해 형성된다. 상기 용기(112)의 접촉면을 따라 홈(120)이 형성된다. 상기 홈(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 고리 형태를 갖는다.
상기 홈(120)이 형성된 용기(112) 및 상기 용기(112)를 덮는 덮개(114)에 의해 상기 용기(112)와 덮개(114) 사이에 버퍼 공간이 한정된다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 용기(112)의 접촉면에 홈(120)이 형성된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 덮개(114)의 접촉면에 홈이 형성될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 상기 용기(112)의 접촉면에 제1 홈이 형성되고, 상기 덮개(114)의 접촉면에서 상기 제1 홈과 서로 마주보는 위치에 제2 홈이 형성될 수도 있다.
상기 밀봉 부재(130)는 상기 접촉부(115)에 구비된다. 상기 밀봉 부재(130)는 서로 다른 지름을 갖는 두 개의 오링(o-ring)이 사용되며, 상기 홈(120)의 양측에 각각 위치한다. 상기 밀봉 부재(130)는 상기 버퍼 공간을 밀봉한다.
상기 결합부(140)는 상기 용기(112)와 상기 덮개(114)에 의해 한정되는 상기 버퍼 공간에 진공을 제공하여 상기 용기(112)와 상기 덮개(114)를 결합한다. 즉 상기 결합부(140)는 상기 챔버(110)를 밀폐시킨다. 상기 결합부(140)는 상기 챔버(110)의 내부의 압력보다 상기 버퍼 공간의 압력이 더 낮도록 진공을 제공한다.
상기 결합부(140)는 펌프(141), 제1 라인(142) 및 밸브(143)로 구성된다. 상기 펌프(141)는 상기 버퍼 공간으로 진공을 제공한다. 상기 제1 라인은(142)은 상기 펌프(141)와 상기 홈(120)을 연결한다. 즉, 상기 제1 라인(142)은 상기 펌프(141)와 상기 버퍼 공간을 연결하게 된다. 상기 밸브(143)는 상기 제1 라인(142)을 개폐한다.
상기 분리부(150)는 상기 용기(112)와 상기 덮개(114)에 의해 한정되는 상기 버퍼 공간에 가스를 제공하여 상기 용기(112)와 상기 덮개(114)의 결합을 해제한다. 즉 상기 분리부(150)는 상기 챔버(110)를 개방시킨다.
상기 분리부(150)는 가스 탱크(151), 제2 라인(152) 및 니들 밸브(153)로 구성된다. 상기 가스 탱크(151)는 상기 버퍼 공간으로 가스를 제공한다. 예를 들면, 상기 가스는 건식 공기 또는 불활성 가스가 사용될 수 있다. 상기 제2 라인(152)은 상기 가스 탱크(151)와 상기 제1 라인(142)을 연결한다. 상기 제2 라인(152)은 상기 홈(120)과 상기 밸브(143) 사이의 제1 라인(142)과 연결된다. 상기 니들 밸브(153)는 상기 제2 라인(152)을 통해 공급되는 가스의 양을 조절하거나 상기 제2 라인(152)을 개폐한다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제2 라인(152)은 상기 가스 탱크(151)와 상기 제1 라인(142)을 연결한다. 그러나 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 제2 라인(152)은 상기 가스 탱크(151)와 상기 홈(120)을 연결할 수 있다. 즉, 상기 제2 라인(152)은 상기 가스 탱크(151)와 상기 버퍼 공간을 직접 연결할 수 있다.
상기 챔버 어셈블리(100)는 진공을 이용하여 상기 용기(112)와 덮개(114)를 결합하여 상기 챔버(110)를 밀폐하므로 상기 챔버(110) 내부의 압력을 다양하게 변화시킬 수 있다.
이하에서는 상기 챔버 어셈블리(100)의 작동에 대해 간단하게 설명한다.
우선 상기 챔버(110)를 밀폐하기 위하여 상기 용기(112)에 덮개(114)를 덮어 상기 용기(112)와 덮개(114)의 접촉면들 사이에 버퍼 공간을 한정한다. 상기 해제부(150)의 니들 밸브(153)를 차단하고, 상기 결합부(140)의 밸브(143)를 개방한다. 상기 펌프(141)의 펌핑에 의해 상기 버퍼 공간을 진공으로 형성한다. 예를 들면, 상기 버퍼 공간의 압력은 1 내지 10 mTorr 정도이다. 따라서 상기 용기(112)와 덮개(114)가 밀착되어 결합된다. 그러므로 상기 챔버(110) 내부의 압력을 760 Torr 정도의 대기압 상태, 상기 760 Torr 보다 높은 고압 상태 또는 상기 650 Torr 이하의 저압 상태 등 다양하게 조절할 수 있다.
다음으로 상기 챔버(110)를 개방하기 위하여 상기 밸브(143)를 차단하고, 상기 니들 밸브(153)를 서서히 개방한다. 따라서 상기 가스 탱크(151)의 가스가 상기 버퍼 공간으로 공급된다. 상기 가스는 상기 버퍼 공간의 압력이 대기압과 같은 상태가 될 때까지 공급된다. 상기 버퍼 공간의 압력이 대기압과 같은 상태가 되면 상기 용기(112)와 덮개(114)를 용이하게 분리할 수 있다. 이때 상기 챔버(110) 내부의 압력은 대기압과 같은 상태인 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 챔버 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 홈의 구조와 펌프의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 챔버 어셈블리(200)는 챔버(210), 접촉부(215), 밀봉 부재(230), 결합부(240) 및 해제부(250)를 구비한다.
상기 챔버 어셈블리(200)는 상기 결합부(240)를 제외하고는 상기 제1 실시예에 따른 챔버 어셈블리(100)와 동일하다.
상기 결합부(240)는 상기 용기(212)와 상기 덮개(214)에 의해 한정되는 상기 버퍼 공간에 진공을 제공하여 상기 용기(212)와 상기 덮개(214)를 결합한다. 즉 상기 결합부(240)는 상기 챔버(210)를 밀폐시킨다. 상기 결합부(240)는 상기 챔버(210)의 내부의 압력보다 상기 버퍼 공간의 압력이 더 낮도록 진공을 제공한다.
상기 결합부(240)는 펌프(241), 제1 라인(242), 제2 라인(243) 및 밸브(244)로 구성된다. 상기 펌프(241)는 상기 버퍼 공간으로 진공을 제공한다. 상기 제1 라인은(242)은 상기 펌프(241)와 상기 홈(220)의 일측을 연결한다. 즉, 상기 제1 라인(242)은 상기 펌프(241)와 상기 버퍼 공간을 일측을 연결하게 된다.
상기 제2 라인은(243)은 상기 제1 라인(242)과 상기 홈(220)의 타측을 연결한다. 즉 상기 제2 라인(243)은 상기 제1 라인(242)과 상기 버퍼 공간의 타측을 연결한다. 상기 홈(220)의 일측과 타측은 서로 마주보는 위치이다. 상기 제2 라인(243)은 상기 홈(220)과 상기 밸브(244) 사이의 제1 라인(242)과 연결된다.
상기 밸브(244)는 상기 제1 라인(242) 상에 구비되며, 상기 제1 라인(242) 및 제2 라인(243)을 개폐한다.
따라서 상기 펌프(241)는 상기 제1 라인(242)과 제2 라인(243)을 이용하여 상기 버퍼 공간을 균일하게 펌핑할 수 있다.
상기 일 실시예에서는 상기 펌프(241)와 홈(220)이 두 개의 라인으로 연결된다. 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 펌프(241)와 홈(220)은 세 개 이상의 라인으로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 세 개 이상의 라인들은 서로 균일한 간격만큼 이격되어 상기 홈(220)과 연결된다.
상기 챔버 어셈블리(200)는 진공을 이용하여 상기 용기(212)와 덮개(214)를 결합하여 상기 챔버(210)를 균일하게 밀폐하므로 상기 챔버(210) 내부의 압력을 다양하게 변화시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 챔버 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이고, 도 6은 도 5에 도시된 홈의 구조와 펌프의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 챔버 어셈블리(300)는 챔버(310), 접촉부(315), 밀봉 부재(330), 제1 결합부(340), 제1 해제부(350), 제2 결합부(360) 및 제2 해제부(370)를 구비한다.
상기 챔버 어셈블리(300)는 상기 챔버(310)에 형성된 홈(320)의 형태 및 상기 홈(320)에 결합부들(340, 360) 및 해제부들(350, 370)의 연결 관계를 제외하고는 상기 제1 실시예에 따른 챔버 어셈블리(100)와 동일하다.
상기 챔버(310)의 홈(320)은 상기 용기(312)의 접촉면을 따라 각각 반 고리 형태(half annular)를 갖는 제1 홈(322) 및 제2 홈(324)으로 구성된다. 상기 제1 홈(322)과 제2 홈(324)이 모여 하나의 고리 형태를 형성한다.
상기 제1 홈(322)에 제1 결합부(340) 및 제1 해제부(350)가 연결되고, 상기 제2 홈(324)에 제2 결합부(360) 및 제2 해제부(370)가 연결된다. 상기 제1 홈(322)과 제1 결합부(340) 및 제1 해제부(350)의 연결 관계와 상기 제2 홈(324)과 제2 결합부(360) 및 제2 해제부(370)의 연결 관계는 상기 제1 실시예에 따른 홈(120)과 결합부(140) 및 해제부(150)의 연결 관계와 동일하다.
상기 챔버 어셈블리(300)는 진공을 이용하여 상기 용기(312)와 덮개(314)를 결합하여 상기 챔버(310)를 밀폐하므로 상기 챔버(310) 내부의 압력을 다양하게 변화시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 챔버 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이고, 도 8은 도 7에 도시된 홈의 구조와 펌프의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 챔버 어셈블리(400)는 챔버(410), 접촉부(415), 밀봉 부재(430), 결합부(440) 및 해제부(450)를 구비한다.
상기 접촉부(415)를 형성하는 상기 용기(412)와 상기 덮개(414)의 접촉면들 중 상기 용기(412)의 접촉면을 따라 홈(420)이 형성된다. 상기 홈(420)은 제1 홈(422) 및 제2 홈(424)으로 구성된다. 상기 제1 홈(422)과 제2 홈(424)은 고리 형태를 가지며, 동심원 형태로 배치된다.
상기 제1 홈(422) 및 제2 홈(424)이 형성된 용기(412) 및 상기 용기(412)를 덮는 덮개(414)에 의해 상기 용기(412)와 덮개(414) 사이에 제1 버퍼 공간 및 제2 버퍼 공간이 한정된다.
상기 밀봉 부재(430)는 상기 접촉부(415)에 구비된다. 상기 밀봉 부재(430)는 서로 다른 지름을 갖는 세 개의 오링(o-ring)이 사용되며, 상기 제1 홈(422)의 외측, 상기 제2 홈(424)의 내측 및 상기 제1 홈(422)과 상기 제2 홈(424)의 사이에 각각 위치한다. 상기 밀봉 부재(430)는 상기 제1 버퍼 공간 및 제2 버퍼 공간을 밀봉한다.
상기 결합부(440)는 펌프(441), 제1 라인(442), 제2 라인(443) 및 밸브(444)로 구성된다. 상기 펌프(441)는 상기 버퍼 공간들로 진공을 제공한다. 상기 제1 라인은(442)은 상기 펌프(441)와 상기 제1 홈(422)을 연결한다. 즉, 상기 제1 라인(442)은 상기 펌프(441)와 상기 제1 버퍼 공간을 연결하게 된다.
상기 제2 라인은(443)은 상기 제1 라인(442)과 상기 제2 홈(424)을 연결한다. 즉 상기 제2 라인(443)은 상기 제1 라인(442)과 상기 제2 버퍼 공간을 연결한다. 상기 제2 라인(443)은 상기 제1 홈(422)과 상기 밸브(444) 사이의 제1 라인(442)과 연결된다.
상기 밸브(444)는 상기 제1 라인(442) 상에 구비되며, 상기 제1 라인(442) 및 제2 라인(443)을 개폐한다.
상기 분리부(450)에 대한 설명은 상기 제1 실시예에 따른 분리부(150)에 대한 설명과 동일하다.
상기 챔버 어셈블리(400)는 진공을 이용하여 상기 용기(412)와 덮개(414)를 결합하여 상기 챔버(410)를 밀폐하므로 상기 챔버(410) 내부의 압력을 다양하게 변화시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른 챔버 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이고, 도 10은 도 9에 도시된 홈의 구조와 펌프의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 챔버 어셈블리(500)는 챔버(510), 접촉부(515), 밀봉 부재(530), 제1 결합부(540), 제1 해제부(550), 제2 결합부(545), 제2 해제부(555), 제3 결합부(560), 제3 해제부(570), 제4 결합부(565) 및 제4 해제부(575)를 구비한다.
상기 챔버(510)의 홈(520)은 상기 용기(512)의 접촉면을 따라 각각 반 고리 형태를 갖는 제1 홈(522), 제2 홈(524), 제3 홈(526) 및 제4 홈(528)으로 구성된다.
상기 제1 홈(522)과 제2 홈(524)은 서로 동일한 제1 반지름을 갖는다. 상기 제3 홈(526) 및 제4 홈(528)은 서로 동일한 제2 반지름을 갖는다. 상기 제1 반지름은 상기 제2 반지름보다 크다. 상기 제1 홈(522)과 제2 홈(524)이 모여 제1 고리 형태를 형성한다. 상기 제3 홈(526) 및 제4 홈(528)이 모여 제2 고리 형태를 형성한다. 상기 제1 고리 형태와 상기 제2 고리 형태는 동심원 형태로 배치된다. 이때 상기 제1 홈(522)과 제2 홈(524) 사이의 이격 부위는 상기 제3 홈(526) 및 제4 홈(528) 사이의 이격 부위와 서로 다른 위치에 배치된다. 상기 제1 홈(522)과 제2 홈(524) 사이의 이격 부위 및 상기 제3 홈(526) 및 제4 홈(528) 사이의 이격 부위는 서로 90도 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
상기 밀봉 부재(530)는 상기 접촉부(515)에 구비된다. 상기 밀봉 부재(530)는 서로 다른 지름을 갖는 세 개의 오링(o-ring)이 사용되며, 상기 제1 홈(522) 및 제2 홈(524)에 의해 형성되는 제1 고리 형태의 외측, 상기 제3 홈(526) 및 제4 홈(528)에 의해 형성되는 제2 고리 형태의 내측 및 상기 제1 고리 형태 및 제2 고리 형태의 사이에 각각 위치한다.
상기 제1 결합부(540), 제1 해제부(550), 제2 결합부(545), 제2 해제부 (555), 제3 결합부(560), 제3 해제부(570), 제4 결합부(565) 및 제4 해제부(575)의 구성은 상기 제1 실시예에 따른 결합부(140) 및 해제부(150)의 구성과 동일하다.
상기 제1 홈(522)에 제1 결합부(540) 및 제1 해제부(550)가 연결되고, 상기 제2 홈(524)에 제2 결합부(545) 및 제2 해제부(555)가 연결된다. 상기 제3 홈(526)에 제3 결합부(560) 및 제3 해제부(570)가 연결되고, 상기 제4 홈(528)에 제5 결합부(565) 및 제2 해제부(575)가 연결된다.
상기 챔버 어셈블리(500)는 진공을 이용하여 상기 용기(512)와 덮개(514)를 결합하여 상기 챔버(510)를 밀폐하므로 상기 챔버(510) 내부의 압력을 다양하게 변화시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 바람직한 제6 실시예에 따른 챔버 어셈블리를 설명하기 위한 구성도이다.
도 11을 참조하면, 챔버 어셈블리(600)는 챔버(610), 접촉부(615), 밀봉 부재(630), 결합부(640) 및 해제부(650)를 구비한다.
상기 챔버(610)는 원통 형태를 가지며, 상부가 개방된 용기(612)와 상기 용기(612)를 덮는 덮개(614)를 포함한다. 상기 접촉부(615)는 상기 용기(612)와 상기 덮개(614)의 접촉면들이 접촉하여 형성된다. 상기 용기(612)의 접촉면을 따라 홈(620)이 형성된다. 상기 홈(620)은 고리 형태를 갖는다.
상기 덮개(614)의 접촉면을 따라 돌기(622)가 형성된다. 상기 돌기(622)는 상기 홈(620)과 서로 마주보는 위치에 형성된다. 상기 돌기(622)도 고리 형태를 갖 는다. 상기 돌기(622)의 돌출 길이는 상기 홈(620)의 깊이보다 작다.
상기 홈(620)이 형성된 용기(612) 및 상기 돌기(622)가 형성되며 상기 용기(612)를 덮는 덮개(614)에 의해 상기 용기(612)와 덮개(614) 사이에 버퍼 공간이 한정된다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 용기(612)의 접촉면에 홈(620)이 형성되고, 상기 덮개(614)의 접촉면에 돌기(622)가 형성된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 덮개(614)의 접촉면에 홈이 형성되고, 상기 용기(612)의 접촉면에서 상기 홈과 서로 마주보는 위치에 상기 홈의 깊이보다 돌출 길이가 작은 돌기가 형성될 수도 있다.
상기 밀봉 부재(630), 결합부(640) 및 해제부(650)에 대한 설명은 상기 제1 실시예에 따른 밀봉 부재(130), 결합부(140) 및 해제부(150)에 대한 설명과 동일하다.
또한 본 실시예에 따른 챔버 어셈블리(600)는 상기 제2 내지 제5 실시예에 따른 챔버 어셈블리(600)와 유사하게 변형할 수 있다.
상기 챔버 어셈블리(600)는 진공을 이용하여 상기 용기(612)와 덮개(614)를 결합하여 상기 챔버(610)를 밀폐하므로 상기 챔버(610) 내부의 압력을 다양하게 변화시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 바람직한 제7 실시예에 따른 기판 가공 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 12를 참조하면, 상기 기판 가공 장치(800)는 챔버(810), 접촉부(815), 밀봉 부재(830), 결합부(840), 해제부(850), 서셉터(860), 히터(865), 샤워 헤드(870), 가스 공급부(880), 세정부(885) 및 배출부(890)로 구성된다.
상기 챔버(810), 접촉부(815), 밀봉 부재(830), 결합부(840) 및 해제부(850)에 대한 설명은 제1 실시예와 동일하다.
한편 상기 챔버(810), 접촉부(815), 밀봉 부재(830), 결합부(840) 및 해제부(850)는 상기 제2 내지 제6 실시예에 따른 챔버, 접촉부, 밀봉 부재, 결합부 및 해제부가 각각 사용될 수 있다.
상기 서셉터(860)는 상기 챔버(810)의 내측 하부에 구비된다. 구체적으로, 상기 서셉터(860)는 상기 용기(812)의 내측 하부에 구비된다. 상기 서셉터(860)는 기판을 지지한다.
상기 히터(865)는 상기 서셉터(860)의 하부에 상기 서셉터(860)와 일체로 형성된다. 상기 히터(865)는 상기 서셉터(860)를 가열하여 상기 서셉터(860)에 지지되는 기판을 균일하게 가열한다.
상기 샤워 헤드(870)는 상기 챔버(810)의 내측 상부에 구비된다. 예를 들면, 상기 샤워 헤드(870)는 상기 덮개(814)의 내측에 구비된다. 상기 샤워 헤드(870)는 상기 챔버(810)로 제공되는 가스를 균일한 상태로 상기 챔버(810) 내부로 공급한다.
상기 가스 공급부(880)는 상기 챔버(810)의 상부면, 구체적으로 상기 덮개(814)의 상부면과 연결된다. 상기 가스 공급부(880)는 상기 서셉터(860)에 지지되는 기판을 가공하기 위한 공정 가스를 공급한다. 상기 공정 가스는 상기 샤워 헤드(870)를 통해 상기 챔버(810) 내부로 공급된다. 상기 공정 가스에는 증착 가스 또는 식각 가스 등이 사용될 수 있다.
상기 세정부(885)는 상기 챔버(810)의 상부면, 구체적으로 상기 덮개(814)의 상부면과 연결된다. 상기 세정부(885)는 상기 챔버(810) 내부의 세정을 위한 세정 가스를 공급한다. 상기 세정 가스는 상기 기판 가공 공정으로 인해 발생하여 상기 챔버(810) 내부에 고착된 부산물들을 제거한다.
상기 세정부(885)는 상기 세정 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 리모트 플라즈마 발생부를 더 포함할 수 있다. 따라서 플라즈마 상태의 세정 가스를 상기 챔버(810)로 공급하므로 상기 챔버(810)의 세정 효율을 높일 수 있다.
상기 배출부(890)는 상기 챔버(810)의 하부, 구체적으로 상기 용기(812)의 하부와 연결된다. 상기 배출부(890)는 상기 기판 가공 공정 또는 상기 세정 공정에 의해 발생한 부산물 및 미반응 가스를 챔버(810) 외부로 배출한다.
상기 배출부(890)는 진공 펌프(891), 진공 라인(892), 게이트 밸브(893), 스로틀 밸브(894) 및 가스 스크러버(895)로 구성된다.
상기 진공 펌프(891)는 상기 챔버(810) 내부의 압력 상태, 즉 진공도를 유지하며, 상기 기판의 증착 공정 또는 식각 공정 그리고 상기 챔버(810)의 세정 공정 중에 발생하는 반응 부산물 및 미반응 가스를 배출하기 위한 진공력을 제공한다. 상기 진공 라인(892)은 상기 챔버(810)와 진공 펌프(891)를 연결한다. 상기 게이트 밸브(893)는 상기 진공 펌프(891)의 동작에 따라 개폐된다. 상기 스로틀 밸브(894) 는 상기 진공 라인(892) 상에 구비되며 상기 챔버(810) 내부의 진공도를 조절한다. 상기 가스 스크러버(895)는 상기 진공 펌프(891) 이후의 진공 라인(892) 상에 구비되며, 상기 반응 부산물 및 미반응 가스에 포함된 유독 성분을 정화한다.
상기 기판 가공 장치(800)는 상기 용기(812) 및 덮개(814)가 진공으로 밀착되므로 상기 챔버(810)가 밀폐된다. 상기 기판 가공 공정 중 증착 공정시 상기 챔버(810) 내부의 압력을 상기 용기(812)와 덮개(814) 사이의 압력보다 높은 범위에서 다양하게 변화시킬 수 있다. 그러므로 상기 증착 공정시 상기 챔버(810) 내부의 압력을 대기압 상태로 유지하여 증착율을 향상시킬 수 있다. 또한 상기 챔버(810)의 세정 공정시 상기 챔버(810) 내부의 압력을 저압으로 하여 플라즈마를 이용함으로써 세정 효율을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 상기 기판 가공 장치(800)를 이용한 증착 공정에 대해 간단히 설명한다.
우선 결합부(840)가 접촉부(815)의 버퍼 공간으로 진공을 제공하여 상기 챔버(810)를 밀폐시킨다. 상기 버퍼 공간의 압력은 1 내지 10 mTorr 인 것이 바람직하다. 상기 배출부(890)의 진공 펌프(891) 및 스로틀밸브(894)를 이용하여 상기 챔버(810) 내부를 대기압 상태로 유지한다.
상기 챔버(810)의 일측에 형성된 기판 투입구를 통하여 기판을 상기 서셉터(860)로 로딩한다. 상기 히터(865)를 이용하여 상기 기판을 가열한다. 상기 가스 공급부(880)로부터 상기 챔버(810) 내부로 증착을 위한 공정 가스가 공급된다. 상기 증착은 대기압 상태에서 진행되므로 증착 속도가 빠르다.
상기 기판의 증착 공정 중이나 상기 기판의 증착 공정이 완료되면, 배출부(890)는 상기 증착 공정에 의해 발생한 부산물 및 미반응 가스를 상기 챔버(810) 외부로 배출한다.
상기 챔버(810)에서 일정한 두께 이상의 증착 공정이 진행되면, 상기 증착 공정으로 인해 상기 챔버(810) 내부에 고착된 부산물을 세정하는 세정 공정이 수행된다.
상기 세정 공정을 수행하기 위해 상기 배출부(890)를 이용하여 상기 챔버(810) 내부를 저압 상태로 유지한다. 상기 세정부(885)는 세정 가스를 플라즈마 상태로 형성하여 상기 챔버(810)로 공급한다. 따라서 상기 챔버(810)의 부산물을 짧은 시간에 효과적으로 제거할 수 있다.
상기 배출부(890)는 상기 세정 공정에 의해 발생한 부산물 및 미반응 가스를 상기 챔버(810) 외부로 배출한다.
상기 기판 가공 장치(800)의 정비시 상기 챔버(810)를 개방해야 한다. 상기 챔버(810)의 개방하는 경우에는 상기 해제부(850)를 이용하여 상기 챔버(810)를 용기(812)와 덮개(814)로 분리한다. 이후 상기 챔버(810)를 정비한다.
상기 증착 공정을 대기압 상태에서 수행할 수 있으므로 증착율이 높아 처리량이 많다. 또한 상기 세정 공정을 저압 상태에서 수행할 수 있으므로 플라즈마를 이용하여 빠르고 효과적으로 세정할 수 있다. 따라서 기판 가공 장치(800)의 효율을 극대화시킬 수 있으며, 생산성도 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 용기와 덮개의 접촉면들 사이로 진공을 제공하여 챔버를 밀폐한다. 상기 챔버 내부의 압력을 공정의 종류에 따라 다양하게 변화시킬 수 있다. 상기 챔버에서 증착 공정시 증착율을 향상시킬 수 있고, 세정 공정시 세정 효율을 향상시킬 수 있다. 그러므로 상기 챔버를 포함하는 장치의 효율을 향상시킬 수 있으며, 생산성도 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 개방된 용기와 상기 용기를 덮는 덮개를 포함하는 챔버;
    상기 용기와 덮개의 접촉에 따라 생성되는 접촉부; 및
    상기 접촉부로 진공을 제공하여 상기 용기와 덮개를 결합시키기 위한 결합부를 포함하는 챔버 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 용기의 접촉면 또는 상기 덮개의 접촉면에 형성된 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 덮개의 접촉면 및 상기 용기의 접촉면에 형성된 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 용기의 접촉면으로부터 돌출된 돌출부와 상기 덮개의 접촉면에 형성된 상기 돌출부의 돌출길이보다 더 깊은 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 덮개의 접촉면으로부터 돌출된 돌출부와 상기 용기의 접촉면에 형성된 상기 돌출부의 돌출길이보다 더 깊은 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 접촉면을 따라 동심원 형태로 배열되는 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 접촉면을 따라 연속적으로 형성되는 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서, 상기 결합부는 상기 홈에 다수개의 라인을 통해 연결되며, 상기 라인들은 서로 균일한 간격만큼 이격되어 상기 홈과 연결되는 것을 특징으로 하는 챔버 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 접촉면을 따라 불연속적으로 형성되는 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서, 상기 결합부는 다수개가 구비되며, 상기 불연속적으로 형성된 다수의 홈에 각각 진공을 제공하는 것을 특징으로 하는 챔버 어셈블리.
  11. 제1항에 있어서, 상기 접촉부에 구비되며, 상기 결합부에서 제공되는 진공의 누설을 방지하기 위한 밀봉 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 어셈블리.
  12. 제1항에 있어서, 상기 접촉부로 가스를 제공하여 상기 용기와 덮개를 분리시키기 위한 분리부를 더 포함하는 챔버 어셈블리.
  13. 제1항에 있어서, 상기 결합부는 상기 접촉부의 압력이 상기 챔버 내부의 압력보다 낮도록 진공을 제공하는 것을 특징으로 하는 챔버 어셈블리.
  14. 개방된 용기와 상기 용기를 덮는 덮개를 포함하는 챔버;
    상기 용기와 덮개의 접촉에 따라 생성되는 접촉부;
    상기 접촉부로 진공을 제공하여 상기 용기와 덮개를 결합시키기 위한 결합부; 및
    상기 챔버 내부로 상기 기판 가공을 위한 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 챔버와 연결되며, 상기 챔버를 세정하기 위한 세정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 접촉부에 구비되며, 상기 결합부에서 제공되는 진공의 누설을 방지하기 위한 밀봉 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 접촉부로 가스를 제공하여 상기 용기와 덮개를 분리시키기 위한 분리부를 더 포함하는 기판 가공 장치.
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