KR100903014B1 - 기판지지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 기판지지장치는 기판이 안착되는 안착 플레이트와, 상기 안착 플레이트의 하부에 마련되어 안착 플레이트를 승하강시키기 위한 샤프트와, 상기 샤프트의 하부면을 지지하며 샤프트에 구동력을 제공하는 구동부와, 상기 기판의 상부에 마련된 새도우링과, 상기 새도우링의 하부에 마련되어 샤프트와 동심을 이루도록 구동부에 지지되는 새도우링 지지부재와, 상기 구동부의 일측에 연결된 레벨링 수단을 포함한다.
상기와 같은 발명은 안착부와 새도우링을 동일축을 중심으로 레벨링을 수행함으로써, 안착부와 새도우링이 정확하게 수평을 유지할 수 있는 효과가 있다.
챔버, 레벨링 수단, 새도우링, 안착부, 기판지지장치

Description

기판지지장치{SUBSTRATE SUPPORT APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 안착부와 새도우링이 수평을 유지하도록 레벨링하기 위한 기판지지장치 및 이를 구비하는 기판처리장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위한 공정에서 웨이퍼 표면에서 반응 기체를 반응시켜서 필요한 재질의 막을 형성하는 공정을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; 이하 "CVD"라 한다) 공정이라 한다.
이러한 증착 공정을 수행하기 위한 종래 증착 장치는 챔버와, 상기 챔버 내에 상부에 마련되어 반응 가스를 기판에 분사하기 위한 가스 분사부와, 상기 가스 분사부와 대향 마련되어 기판이 안착되는 기판 안착부와, 상기 기판 안착부의 상부에 마련되어 기판의 가장자리에 반응 가스가 증착되는 것을 방지하기 위해 기판의 상부 가장자리를 커버하는 새도우링(shadow ring)과, 상기 새도우링을 승하강시키는 승강 수단을 포함한다.
통상적으로 증착 물질이 기판에 균일하게 증착하기 위해서는 반응 가스가 분 사되는 가스 분사부와 기판이 안착되는 기판 안착부를 수평 상태로 유지한 후, 공정을 진행하고 있다. 하지만, 공정이 진행될 때 가스 분사부와 기판 안착부에 안착된 기판이 수평을 이루더라도 챔버 내의 압력, 온도 등의 공정 변수에 의해 기판의 증착 균일도는 떨어지게 된다. 따라서, 이를 해결하기 위해 기판 안착부는 단위 공정마다 그 기울어짐 정도를 보정(레벨링;leveling)하여 공정을 진행한다. 여기서, 레벨링이란 단위 공정을 마친 후 기판에 증착된 증착면을 측정한 후, 증착면의 균일한 정도를 보정하기 위하여 기판이 안착되는 기판 안착부의 기울기를 조절하는 공정을 말한다. 하지만, 기판 안착부의 상부에 마련된 새도우링은 챔버 내에서 항상 수평을 유지하도록 고정되어 있기 때문에 기판 안착부가 레벨링이 수행되면, 기판 안착부와 새도우링은 서로 어긋난 상태로 유지되고, 서로 어긋난 상태로 기판 안착부와 새도우링이 결합되면 기판 안착부에 안착된 기판이 손상되는 문제점이 발생되었다.
따라서, 최근에는 기판 안착부가 레벨링될때, 새도우링이 기판 안착부와 항상 수평을 유지하도록 기판 안착부와 별도로 새도우링을 레벨링하였다.
하지만, 기판 안착부와 새도우링은 별도의 축으로 구성되기 때문에 축이 동심을 이루고 있지 않아 기판 안착부와 새도우링이 정확하게 수평을 이루도록 레벨링하는 것이 쉽지 않은 문제점을 야기시킨다.
또한, 새도우링에 연결된 승강 수단은 새도우링의 동작을 위해 설치되지만, 승강 수단은 장비 전체의 구조를 복잡하게 하여 원가를 상승시키는 문제점을 발생시키고, 복잡한 동작이 수행되므로 작업 효율을 떨어뜨리는 문제점을 야기시킨다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 동일축 상에서 안착부와 새도우링을 동시에 레벨링시키는 기판지지장치 및 이를 구비하는 기판처리장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 장치에 설치되는 구성 요소를 단순화하여 공정 효율을 높이기 위한 기판지지장치 및 이를 구비하는 기판처리장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 기판지지장치는 기판이 안착되는 안착 플레이트와, 상기 안착 플레이트의 하부에 마련되어 안착 플레이트를 승하강시키기 위한 샤프트와, 상기 샤프트의 하부면을 지지하며 샤프트에 구동력을 제공하는 구동부와, 상기 기판의 상부에 마련된 새도우링과, 상기 새도우링의 하부에 마련되어 샤프트와 동심을 이루도록 구동부에 지지되는 새도우링 지지부재와, 상기 구동부의 일측에 연결된 레벨링 수단을 포함한다.
상기 새도우링 지지부재는 중심부에 관통 구멍이 형성되고, 관통 구멍의 내측에는 샤프트가 배치될 수 있다. 새도우링 지지부재는 제 1 지지부재와, 상기 제 1 지지부재의 하부에 마련된 제 2 지지부재를 포함하고, 제 1 지지부재는 링 부재와, 링 부재의 외주연으로 연장되어 돌출 형성된 지지면을 포함하고, 지지면의 상부에 새도우링이 이격되어 안착될 수 있다.
상기 지지면과 새도우링 사이에는 다수의 지지핀이 구비되고, 지지핀의 상부에 새도우링이 안착될 수 있다. 지지면의 끝단은 지지면의 수직 방향으로 절곡된 절곡부가 형성되고, 절곡부에 새도우링이 지지될 수 있다. 지지핀의 재질은 절연성 세라믹으로 이산화지르코늄(ZrO2), 실리콘 카바이드(SIC), 알루미나(Al2O3), 질화규소(Si3N4), 테프론(TEFLON), TiN/C, CrN/C, 질화알루미늄(AIN)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다.
상기 구동부에는 새도우링 지지부재가 지지되도록 내측으로 소정의 홈이 형성된 제 1 지지부와, 샤프트가 지지되도록 제 1 지지부의 중심부에 내측으로 홈이 형성된 제 2 지지부를 포함하고, 상기 샤프트의 외주연에는 샤프트 가이드가 형성되고, 샤프트 가이드는 제 2 지지부의 내주연에 고정 결합될 수 있다.
상기 레벨링 수단은 구동부의 일측에 연결된 플레이트와, 상기 플레이트의 상부에 형성된 레벨링 조작부를 포함할 수 있다. 상기 새도우링의 외주연에는 새도우링의 외측으로 돌출 형성된 돌출부가 더 형성될 수 있다. 상기 안착 플레이트의 내측에는 리프트 핀이 더 구비되고, 리프트 핀은 안착 플레이트의 상부로 돌출 형성될 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 기판처리장치는 챔버와, 상기 챔버 내에 반응 가스를 분사하는 가스분사수단과, 상기 가스분사수단과 대향 마련되어 기판이 안착되는 안착 플레이트와, 상기 기판의 상부에 마련된 새도우링과, 상기 새도우링의 하부에 마련된 새도우링 지지부재와, 상기 안착 플레이트 및 새도우링 지지부재를 동심을 이루도록 지지하는 구동부와, 상기 구동부의 일측에 연결되어 안착 플레이트 및 새도우링을 동시에 레벨링하는 레벨링 수단을 포함한다.
본 발명은 안착부와 새도우링을 동일축을 중심으로 레벨링을 수행함으로써, 안착부와 새도우링이 정확하게 수평을 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 새도우링을 동작시키는 별도의 승강 수단을 생략하고 설치 구조를 단순화함으로써, 원가 절감 및 공정 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 장치의 설치 구조를 단순화시킴으로써, 장치의 유지보수가 간편한 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 기판지지장치가 구비된 기판처리장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 기판지지장치를 중심으로 나타낸 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 기판지지장치에 구비된 새도우 지지부재의 변형예를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 기판처리장치의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 기판처리장치는 챔버(100)와, 상기 챔버(100) 내에 가스를 분사하기 위한 가스분사수단(200)과, 상기 가스분사수단(200)과 대향 마련되어 기판(S)을 안착시키는 기판지지장치(1000)를 포함한다.
챔버(100)는 원통형 또는 사각 박스 형상으로 형성되고, 내부에는 기판(S)을 처리할 수 있도록 소정 공간이 마련된다. 챔버(100)의 형상은 한정되지 않으며, 기판(S)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 챔버(100)의 일측벽에는 기판(S)이 인입 및 인출되는 기판 출입구(Gate, 110)가 형성되며, 챔버(100)의 하부면에는 증착 공정 시 발생되는 파티클 등의 반응 부산물을 챔버 외부로 배기하기 위한 배기부(120)가 마련된다. 이때, 배기부(120)에는 챔버(100) 내의 불순물을 챔버(100)의 외부로 배기하기 위한 배기 수단(미도시) 예를 들어 펌프가 연결된다. 상기에서는 챔버(100)를 일체형으로 설명하였지만, 챔버(100)를 상부가 개방된 하부 챔버와, 하부 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드로 분리하여 구성할 수 있음은 물론이다.
가스분사수단(200)은 챔버(100) 내의 상부에 마련되며, 소정 두께를 가지는 원형의 플레이트로 형성된다. 여기서, 가스분사수단(200)은 통상 기판(S)에 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 가스분사수단(200)의 하부면에는 챔버(100) 내로 인입된 기판(S)의 상부면에 반응 가스를 분사하기 위한 다수의 분사홀(210)이 형성되고, 가스분사수단(200)의 상부에는 다수의 분사홀(210)과 연통되 도록 가스 공급부(220)가 연결된다. 여기서, 분사홀(210)의 형상은 한정되지 않으며, 원형 또는 다각형 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
기판지지장치(1000)는 가스분사수단(200)에 대향하여 마련되며, 기판(S)이 안착되는 안착부(300)와, 상기 안착부(300)의 하부에 마련된 구동부(900)와, 상기 안착부(300)의 상부에 마련된 새도우링(500)과, 상기 구동부(900)에 안착되어 새도우링(500)을 지지하는 새도우링 지지부재(600, 800)와, 상기 구동부(900)의 일측에 마련된 레벨링 수단(700)을 포함한다.
안착부(300)는 안착 플레이트(310)와, 상기 안착 플레이트(310)를 승하강시키기 위한 샤프트(320)를 포함한다. 안착 플레이트(310)는 챔버(100) 내로 인입된 기판(S)을 안착시키는 역할을 하며, 통상 기판(S)의 형상과 대응하는 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 안착 플레이트(310)의 상부면 가장자리에는 안착 플레이트(310)의 상부에 마련된 새도우링(500)이 안착될 수 있도록 폐곡선을 이루며 내측으로 절곡 형성된 소정의 단턱부(312)가 형성될 수 있다. 또한, 안착 플레이트(310)의 내부에는 안착 플레이트(310)를 가열하기 위한 가열 부재(미도시)가 더 마련될 수 있으며, 이러한 가열 부재는 안착 플레이트(310)에 안착된 기판(S)에 소정의 온도를 가하여 기판(S)의 상부면과 반응 가스와의 반응성을 향상시키는 역할을 한다.
안착 플레이트(310)의 하부에는 샤프트(320)가 연결되며, 샤프트(320)는 안착 플레이트(310)를 가스분사수단(200)을 향해 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 여기서, 샤프트(320)의 외주연에는 승하강하는 샤프트(320) 를 가이드 하기 위한 샤프트 가이드(322)가 마련되고, 이러한 샤프트 가이드(322)는 샤프트(320)를 구동시키는 구동부(900)에 고정된다. 구동부(900)에 대해서는 이후에 자세히 설명한다.
안착 플레이트(310)의 하부에는 챔버(100) 내로 인입된 기판(S)을 지지하기 위한 리프트 조립체(400)를 더 포함할 수 있다. 리프트 조립체(400)는 링 형상의 리프트 지지대(410)와, 상기 리프트 지지대(410)의 상부로 돌출 형성된 리프트 핀(420)을 포함한다. 리프트 지지대(410)는 안착 플레이트(310)의 하부면에 마련되고, 리프트 지지대(410)의 상부로 돌출 형성된 리프트 핀(420)은 안착 플레이트(310)의 내부를 상하 관통하여 안착 플레이트(310)의 상부로 돌출되도록 마련된다. 여기서, 리프트 지지대(420)는 챔버(100) 내벽에 지지부재(미도시)를 연결하여 챔버(100)의 내측벽에 고정될 수 있으며, 바람직하게는 챔버(100) 내부의 바닥면에 고정되는 것이 바람직하다. 물론, 리프트 지지대(410)는 승하강이 가능하도록 구성할 수 있음은 물론이다.
새도우링(500)은 안착 플레이트(310)의 상부에 마련되며, 안착 플레이트(310)에 안착된 기판(S) 가장자리의 상부면을 덮도록 상하부가 개방된 링 형상으로 형성된다. 기판(S)이 안착 플레이트(310)의 중심부에 안착되면, 새도우링(500)은 기판(S)의 가장자리를 덮도록 안착 플레이트(310)의 상부면에 안착되고, 구체적으로 안착 플레이트(310)의 가장자리를 따라 형성된 단턱부(312)에 새도우링(500)의 하부면이 안착된다. 새도우링(500)은 안착 플레이트(310)에 안착된 기판(S)을 고정하는 동시에 챔버(100) 내로 인입된 반응 가스가 기판(S)의 가장자리에 증착되 는 것을 방지하는 역할을 한다. 여기서, 새도우링(500)의 외주연에는 새도우링(500)의 외측으로 돌출 형성된 다수의 돌출부(510)가 형성되고, 다수의 돌출부(510)의 하부에는 새도우링(500)을 고정하는 새도우링 지지부재(600, 800)가 마련된다.
새도우링 지지부재(600, 800)는 새도우링(500)의 하부면을 고정 지지하는 제 1 지지부재(600)와, 제 1 지지부재(600)의 하부에 마련되어 제 1 지지부재(600)를 안착시키는 제 2 지지부재(800)를 포함한다. 제 1 지지부재(600)는 중심부에 관통 구멍(610a)이 형성된 링 부재(610)와, 링 부재(610)의 외주연으로부터 링 부재(610)의 외측 방향으로 연장 형성된 지지면(620)을 포함한다. 링 부재(610)의 중심 부분의 관통 구멍(610a)은 안착부(300)의 샤프트(320)가 삽입될 수 있는 크기로 형성되며, 링 부재(610)의 내주연은 샤프트(320)의 외주연과 간섭되지 않는 것이 바람직하다. 지지면(620)은 링 부재(610)의 대향하는 외주연으로부터 링 부재(610)와 수평을 이루도록 외측을 향해 연장되도록 형성되고, 대향하는 지지면(620)의 상부 끝단에는 제 1 지지부재(600)의 상부에 마련된 새도우링(500)과 이격되도록 지지면(620)과 수직을 이루는 다수의 지지핀(630)이 마련된다. 다수의 지지핀(630)의 상부는 새도우링(500)의 외주연으로부터 형성된 돌출부(510)의 하부에 위치되고, 지지핀(630)의 하부는 지지면(620)의 상부와 결합된다. 여기서, 지지핀(630)의 재질은 절연성 세라믹으로 이산화지르코늄(ZrO2), 실리콘 카바이드(SIC), 알루미나(Al2O3), 질화규소(Si3N4), 테프론(TEFLON), TiN/C, CrN/C, 질화알루미늄(AIN) 중 어느 하나 이상으로 형성되는 것이 바람직하고, 이러한 지지핀(630)은 챔버(100) 내에 플라즈마가 발생할 경우 안테나 역할을 할 수 있다.
상기에서는 지지면(620)이 링 부재(610)의 외주연에 일체로 형성된 것으로 도시되었으나, 링 부재(610)의 외주면에 별도의 지지면(620)을 제작하여 결합할 수 있음은 물론이다. 여기서, 제 1 지지부재(600)의 형상은 한정되지 않으며, 도 3 내지 도 5와 같이 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 지지부재(600)는 중심부에 관통 구멍(610a)이 형성된 링 부재(610)와, 링 부재(610)의 외주연으로부터 링 부재(610)의 외측으로 연장 형성된 다수의 지지면(620a, 620b, 620c)을 포함한다. 지지면(620a, 620b, 620c)은 링 부재(610)의 외주연으로부터 외측으로 수평을 이루며 연장되도록 3개의 지지면(620a, 620b, 620c)으로 형성되고, 3개의 지지면(620a, 620b, 620c)은 등 간격을 이루도록 형성될 수 있다. 3개의 지지면(620a, 620b, 620c)의 상부 끝단에는 다수의 지지핀(630)이 결합되며, 이러한 다수의 지지핀(630)은 새도우링의 하부면에 접촉될 수 있다. 여기서, 다수의 지지핀(630)이 새도우링에 안착되도록 새도우링에 형성된 돌출부는 지지핀(630)의 위치와 대응되도록 형성하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 구성은 지지면(620)을 링 부재(610)의 외주면에 다수개로 형성함으로써, 새도우링을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다. 물론, 지지면(620a, 620b, 620c)은 3개에 한정되지 않으며, 3개 이상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 지지부재(600)는 중심부 에 관통 구멍(610a)이 형성된 링 부재(610)와, 상기 링 부재(610)의 외주연으로부터 링 부재(610)의 외측으로 대향 마련되도록 연장 형성된 지지면(620)을 포함하고, 상기 지지면(620)의 상부 끝단에는 상부 방향으로 절곡 형성된 절곡부(622)가 형성될 수 있다. 여기서, 절곡부(622)는 도 4에 도시된 바와 같이, 지지면(620)의 상부 끝단에 다수개로 형성할 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 절곡부(622)로 형성할 수도 있다. 여기서, 절곡부(622)의 상부에는 새도우링의 외측으로 돌출형성된 돌출부의 하부면이 위치되며, 새도우링의 돌출부는 절곡부(622)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기와 같은 구성은 지지면(620)의 끝단에 절곡부(622)를 형성함으로써, 새도우링을 고정지지하는 지지핀을 생략할 수 있으며, 이에 의해 지지핀과 같은 연결 부재를 사용하지 않고, 새도우링을 제 1 지지부재(600)에 안착시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2로 돌아가서, 제 2 지지부재(800)는 제 1 지지부재(600)의 하부에 마련되며, 중심부가 상하 관통 형성된 링 형상의 원통 부재(810)와, 상기 원통 부재(810)의 외주연에 결합되는 벨로우즈(820)를 포함한다. 원통 부재(810)의 내측에는 안착부(300)의 샤프트(320)가 상하 이동가능하도록 관통홀이 형성되고, 원통 부재(810)의 상부면에는 제 1 지지부재(600)가 안착된다. 또한, 벨로우즈(820)는 원통 부재(810)의 외주연에 결합되며, 이러한 벨로우즈(820)는 챔버(100)의 하부 외측에 마련된다. 이때, 벨로우즈(820)의 상부면은 챔버(100)의 하부 외측면에 고정 설치된다. 따라서, 벨로우즈(820)의 하부면 일측에 소정의 힘을 가하면 벨로우즈(820)의 내측에 결합된 원통 부재(810)는 수평면으로부터 소정 각도로 기울어지 고, 이에 의해 원통 부재(810)의 상부에 마련된 제 1 지지부재(600) 및 이에 연결된 새도우링(500)도 소정 각도로 기울어져 레벨링이 수행된다. 상기에서는 새도우링 지지부재(600, 800)를 제 1 지지부재(600)와 제 2 지지부재(800)로 분리하여 구성하였지만, 일체로 형성할 수 있음은 물론이다.
구동부(900)는 안착부(300)와 새도우링 지지부재(600, 800)의 하부에 마련되며, 안착부(300)가 승하강하도록 구동력을 제공하는 동시에 안착부(300) 및 새도우링 지지부재(600, 800)를 동심을 이루도록 지지하는 역할을 한다. 이러한 구동부(900)는 샤프트(320) 및 제 2 지지부재(800)가 동심을 이루도록 지지하는 지지부(910)와, 상기 지지부(910)의 일측에 연결된 모터(920)를 포함한다.
지지부(910)의 상부면에는 내측으로 소정의 홈이 형성된 제 1 지지부(910a)와, 상기 제 1 지지부(910a)의 중심부에 내측으로 소정의 홈이 형성되어 지지부(910)의 바닥면 내측까지 연장형성된 제 2 지지부(910b)가 형성된다. 제 1 지지부(910a)에는 제 2 지지부재(800)의 하부면이 안착되어 결합되고, 제 2 지지부(910b)에는 샤프트(320)가 삽입된다. 여기서, 샤프트(320)가 제 2 지지부(910b)에서 자유롭게 상하 이동할 수 있도록 샤프트(320)의 외주연에 형성된 샤프트 가이드(322)는 제 2 지지부(910b)에 일부가 삽입되어 제 2 지지부(910b)의 내주연과 고정되도록 결합된다. 즉, 샤프트(320)는 제 1 지지부재(600) 및 제 2 지지부재(800)의 중심부에 형성된 관통 구멍을 통과하여 제 2 지지부(910b)에 지지되고, 샤프트(320)와 새도우링 지지부재(600, 800)는 동심을 이루도록 배치된다. 지지부(910)의 일측에는 모터(920)가 연결되며, 이러한 모터(920)는 지지부(910)를 팽창 또는 수축하도록 구동력을 제공하며, 지지부(910)가 팽창 또는 수축함에 따라 제 2 지지부(910b)에 지지된 샤프트(320)도 동시에 상승 또는 하강하게 된다.
레벨링 수단(700)은 구동부(900)의 일측 즉, 동심을 이루며 배치된 샤프트(320) 및 새도우링 지지부재(600, 800)를 지지하는 지지부(910)의 일측에 마련되며, 플레이트(710)와, 플레이트(710)의 상부에 마련된 레벨링 조작부(720)를 포함한다. 레벨링 조작부(720)는 플레이트(710)의 상부에 소정 간격을 유지한 채 설치되고 레벨링 조작부(720)를 조작함으로써, 지지부(910)를 수평면으로부터 소정 간격 기울어지도록 레벨링한다. 여기서, 레벨링 조작부(720)는 스크류와 같은 부재를 사용하여 형성하는 것이 바람직하며, 스패너와 같은 부재를 사용하여 스크류를 조여주고 풀어줌으로써 조작할 수 있다.
즉, 각각의 레벨링 조작부(720)를 별도로 조작하면, 지지부(910)는 수평면으로부터 소정 간격 기울어지고, 이에 의해 지지부(910)에 지지된 샤프트(320)와, 이와 연결된 안착 플레이트(310)는 기판(S)에 증착되는 박막이 균일하게 증착되도록 레벨링이 수행된다. 이때, 지지부(910)의 상부에 안착되는 새도우링 지지부재(600, 800)는 샤프트(320)와 동심을 이루도록 배치되어 있기 때문에 안착 플레이트(310)가 레벨링이 수행되는 동안 새도우링 지지부재(600, 800)의 상부에 안착된 새도우링(500)은 항상 안착 플레이트(310)와 수평을 유지한다.
종래에는 기판이 안착된 안착 플레이트가 레벨링이 수행될 때, 새도우링은 안착 플레이트와 별도의 축으로 구성되어 있기 때문에 안착 플레이트가 레벨링되는 동안 새도우링을 안착 플레이트와 수평을 유지하기가 쉽지 않았으며, 이에 의해 새 도우링이 안착 플레이트에 안착된 기판의 가장자리를 덮을 때, 기판이 파손되는 등의 문제점을 발생시켰다.
이와 대조적으로 본 발명은 새도우링(500)과 안착 플레이트(310)를 동일축을 중심으로 동시에 레벨링되도록 구성함으로써, 안착 플레이트(310)가 레벨링되는 동시에 새도우링(500)도 안착 플레이트(310)와 항상 수평을 유지할 수 있다.
이하에서는 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 기판지지장치가 구비된 기판처리장치의 동작을 살펴본다. 여기서, 기판지지장치는 도 1 및 도 2를 참조한다.
먼저, 기판의 증착 균일도를 측정하는 단계(S10)를 수행한다. 즉, 실질적으로 공정이 진행되기 전에 예비 기판을 챔버(100) 내로 삽입하여 증착을 수행한 후, 예비 증착이 수행된 기판의 증착면의 두께를 측정한다. 이후, 기판에 증착된 증착면이 균일해지도록 안착 플레이트(310)를 레벨링하기 위한 레벨링 변수를 측정한다.
이어서, 레벨링 수단(700)의 레벨링 조작부(720)를 조작하여 지지부(910)를 수평면으로부터 소정 각도로 기울어지도록 레벨링을 수행하고, 이에 의해 지지부(910)에 지지된 샤프트(320)와, 이와 연결된 안착 플레이트(310)가 기울어져 레벨링을 수행하는 단계(S20)를 마친다. 이때, 새도우링 지지부재(600, 800)는 지지부(910)의 상부에 안착 플레이트(310)와 동심을 이루어 동일한 축을 가지도록 지지되기 때문에 안착 플레이트(310)가 레벨링되는 동안 새도우링(500)은 항상 안착 플레이트(310)와 수평을 유지하게 된다.
이어서, 외부 로봇암(미도시)으로부터 처리되어질 기판(S)이 기판 출입 구(110)를 통해 챔버(100) 내로 인입되고, 인입된 기판(S)은 로봇암이 하강하여 리프트 핀(420)의 상부에 안착시킴으로써 기판이 인입되는 단계(S30)를 마친다. 이때, 리프트 핀(420)은 챔버(100) 내에 고정되어 로봇암이 하강함으로써 기판(S)을 리프트 핀(420)의 상부에 안착하였지만, 리프트 핀(420)을 상승시켜 로봇암에 안착된 기판(S)을 리프트 핀(420)의 상부에 안착시킬 수도 있다.
이어서, 안착 플레이트(310)는 가스분사수단(200)과 소정 간격 이루도록 상승하게 되고, 이 과정에서 리프트 핀(420)의 상부에서 대기하던 기판(S)은 안착 플레이트(310)의 상부면에 안착되고, 새도우링 지지부재(600, 800)의 상부면에 대기하던 새도우링(500)은 기판(S)의 가장자리를 덮도록 안착 플레이트(310)의 가장자리에 안착된다. 이때, 안착 플레이트(310)와 새도우링(500)은 수평을 이루도록 레벨링이 수행되었기 때문에 기판(S)의 손상 없이 안전하게 새도우링(500)을 기판(S)의 가장자리를 덮도록 안착 플레이트(310)에 안착될 수 있다. 상기와 같이 안착 플레이트(310)에 기판(S) 및 새도우링(500)이 차례대로 안착되면, 가스분사수단(200)과 소정 간격을 이루도록 더욱 상승함으로써, 기판(S)을 공정 위치로 배치시키는 단계(S40)를 마친다.
이어서, 가스분사수단(200)으로부터 반응 가스가 기판(S)의 상부면을 향해 분사되고, 분사된 반응 가스를 기판(S)의 상부면과 반응시켜 기판(S) 상부면에 증착을 수행하는 단계(S50)를 마친다.
이어서, 증착을 마치면 안착 플레이트(310)는 홈포지션으로 하강하게 되고, 대기하던 새도우링 지지부재(600, 800) 및 리프트 핀(420)에 새도우링(500)과 기 판(S)이 차례로 안착된다. 안착 플레이트(310)가 완전히 홈포지션으로 복귀하면, 리프트 핀(420)에 안착된 기판(S)은 외부 로봇암으로부터 챔버(100) 밖으로 인출되어 기판이 인출되는 단계(S60)를 마친다.
상기에서는 새도우링을 반도체 웨이퍼의 상부의 가장자리를 덮도록 링 형상으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 기판이 사각 형상으로 형성될 경우, 새도우링 및 새도우링 지지부재 등의 형상은 사각 형상의 기판에 대응되는 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 기판지지장치가 구비된 기판처리장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판지지장치를 중심으로 나타낸 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 기판처리장치에 구비된 새도우 지지부재의 변형예를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 기판처리장치의 동작을 나타낸 순서도이다.
< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 챔버 200: 가스분사수단
300: 안착부 400: 리프트 조립체
500: 새도우링 600: 제 1 지지부재
610: 링 부재 620: 지지면
800: 제 2 지지부재 900: 구동부

Claims (10)

  1. 기판이 안착되는 안착 플레이트(300);
    상기 기판의 상부에 마련된 새도우링(500);
    상기 안착 플레이트(300)의 하부에 연결된 샤프트(320);
    상기 샤프트(320)에 삽입 설치되어 상기 새도우링(500)을 지지하는 새도우링 지지부재(600,800);
    상기 새도우링 지지부재(600,800)와 상기 샤프트(320)가 동심을 이루도록 지지하고, 새도우링 지지부재(800)의 하면이 안착되는 홈 및 샤프트(320)가 삽입되는 홈이 형성된 지지부(910); 및
    상기 지지부(910)의 일측에 연결되어 안착 플레이트(300) 및 새도우링(500)을 일체로 레벨링하는 레벨링부(700); 를 포함하고,
    상기 새도우링 지지부재(600,800)는,
    중심부에 관통 구멍(610a)이 형성된 링 부재(610); 및
    상기 링 부재(610)의 외측으로 돌출 형성된 지지면(620)을 구비하여, 상기 지지면(620)의 상부에 상기 새도우링(500)이 이격되어 안착되는 기판지지장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 새도우링 지지부재(600,800)는 중심부에 관통 구멍이 형성되고, 관통 구멍의 내측에는 샤프트(320)가 배치되는 기판지지장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 새도우링 지지부재는,
    상기 링 부재(610) 및 상기 지지면(620)를 구비하여 상기 새도우링(500)의 하부면을 지지하는 제 1 지지부재(600); 및
    상기 제 1 지지부재(600)의 하부에 마련되어 제 1 지지부재(600)가 안착되는 제 2 지지부재(800)를 구비하는 기판지지장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지면(620)의 상면에는 상부 방향으로 연장된 지지핀(630)이 형성된 기판지지장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지면(620)의 끝단에는 상부 방향으로 절곡된 절곡부(622)가 형성된 기판지지장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 샤프트(320)가 삽입되는 홈의 내주연에는 상기 샤프트(320)가 삽입되어
    승하강을 가이드하는 샤프트 가이드(322)가 고정 결합되는 기판지지장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 지지핀(630)의 재질은 절연성 세라믹으로 이산화지르코늄(ZrO2), 실리콘 카바이드(SIC), 알루미나(Al2O3), 질화규소(Si3N4), 테프론(TEFLON), TiN/C, CrN/C, 질화알루미늄(AIN)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 재료로 형성되는 기판지지장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 안착 플레이트(300)의 내측에는 리프트 핀(420)이 더 구비되고, 리프트 핀(420)은 안착 플레이트(300)의 상부로 돌출 형성되는 기판지지장치.
  10. 삭제
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