KR100993864B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR100993864B1
KR100993864B1 KR1020100009149A KR20100009149A KR100993864B1 KR 100993864 B1 KR100993864 B1 KR 100993864B1 KR 1020100009149 A KR1020100009149 A KR 1020100009149A KR 20100009149 A KR20100009149 A KR 20100009149A KR 100993864 B1 KR100993864 B1 KR 100993864B1
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heat
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남원식
연강흠
송대석
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(주)앤피에스
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 특히, 다수의 열원을 개별적으로 감싸는 다수의 투과용기를 구비하여 기판의 열처리 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판의 처리 공간을 제공하는 하부 챔버와, 상기 하부 챔버의 상부에서 결합되고 상기 기판에 열을 제공하는 다수의 열원이 구비되는 상부 챔버와, 상기 상부 챔버에 결합되어 상기 처리 공간으로 돌출되는 상기 다수의 열원을 개별적으로 감싸 보호하는 다수의 투과용기를 포함한다.

Description

기판 처리 장치{Substrate processing apparatus}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 특히, 다수의 열원을 개별적으로 감싸는 다수의 투과용기를 구비하여 기판의 열처리 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 기판을 열처리하기 위한 장치로서 급속열처리(Rapid Thermal Processing; RTP) 장치가 많이 사용되고 있다.
급속열처리 장치는 가열램프 등의 열원으로부터 방출되는 복사 광선으로 기판을 가열하는 장치로서, 기존의 퍼니스(furnace)에서 수행하던 다양한 공정을 대부분 수행할 수 있으며, 기판의 가열 및 냉각이 고속으로 이루어져 기판의 열소모 비용(thermal budget)을 크게 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 기존의 퍼니스를 사용하는 열처리 공정보다 압력 조건이나 온도 대역의 조절이 용이하여 양질의 기판을 생산할 수 있는 장점이 있다.
급속열처리 방식이 적용되는 종래의 기판 처리 장치는 기판이 열처리되는 공정 챔버와, 공정 챔버의 내부에 안착되는 기판을 지지하고 회전시키는 서셉터 유닛과, 기판을 가열하기 위한 열원으로서 다수의 가열램프가 구비되는 가열 유닛 및 서셉터 유닛과 가열 유닛 사이에 구비되는 투과창을 포함한다. 여기서, 투과창은 가열램프에서 조사된 복사 광선을 기판으로 투과시키면서, 기판이 외부 환경에 노출되는 것을 방지하여 기판의 열처리 환경을 일정하게 유지시킨다.
그런데, 종래의 기판 처리 장치에 구비되는 투과창은 공정 챔버에 대응하는 면적의 플레이트 형상으로 이루어져 열원인 다수의 가열램프를 기판에 접근시키는데 있어서 구조적인 한계가 있었다. 따라서, 기판을 열처리하는 과정에서 전력량이 과다하게 소모되고 열처리 효율이 저하되어 기판 처리 비용이 증대되는 문제점이 있었다.
또한, 기판을 열처리하는 과정에서 투과창이 기판과 함께 가열되어 가열램프에 공급되는 전원을 차단하여도 가열된 투과창에 의해 기판이 열적 영향을 받아 기판의 품질이 저하될 수 있었다. 또한, 한번 가열된 투과창은 서서히 냉각되기 때문에 기판을 신속하게 냉각시키지 못해 냉각 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 투과창은 사이즈가 큰 하나의 몸체로 이루어지기 때문에 국부적인 손상이나 오염이 일단 발생되면 고가의 투과창을 통체로 교체해야 하는 관리상의 어려움이 있었다.
한편, 종래의 투과창을 사용하는 기판 처리 장치는 기판의 중앙부 영역과 가장자리부 영역을 고르게 열처리하기 위하여 서셉터 유닛에 에지링 등의 추가적인 수단을 구비하여야 하기 때문에 기판 처리 장치의 제조 비용이 상승되는 문제점이 있었다.
본 발명은 다수의 열원이 개별적으로 삽입되는 다수의 투과용기가 구비되어 기판의 열처리 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명은 다수의 투과용기 중 일부를 용이하게 교체할 수 있어 유지 및 관리 비용을 절감할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명은 기판의 위치에 따라 크기나 형상이 다른 투과용기를 설치할 수 있어 기판의 전면을 고르게 열처리할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판의 처리 공간을 제공하는 하부 챔버와, 상기 하부 챔버의 상부에서 결합되고 상기 기판에 열을 제공하는 다수의 열원이 구비되는 상부 챔버와, 상기 상부 챔버에 결합되어 상기 처리 공간으로 돌출되는 상기 다수의 열원을 개별적으로 감싸 보호하는 다수의 투과용기를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치는 다수의 열원을 개별적으로 감쌀 수 있는 다수의 투과용기를 구비하여 다수의 열원을 기판에 용이하게 접근시킬 수 있다. 또한, 기판의 열처리 과정에서 다수의 투과용기를 냉각수나 냉각공기의 순환을 통해 용이하게 냉각시킬 수 있어서 기판의 열처리 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판을 열처리하는 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 다수의 투과용기 중에서 일부의 투과용기가 손상되거나 오염되더라도 해당 투과용기를 찾아 원활하게 교체할 수 있기 때문에 기판 처리 장치의 관리 비용을 절감할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치에 투과용기의 크기나 형상을 자유롭게 변경하여 결합시킬 수 있어 기판의 중앙부 영역 및 가장자리 영역을 고르게 열처리할 수 있다. 즉, 별도의 추가 수단을 구비하지 않고서도 기판의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 분해도.
도 3은 본 발명에 따른 투과용기를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 투과용기의 정렬 배치도.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 변형예에 따른 기판 처리 장치의 내부 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 분해도이고, 도 3은 본 발명에 따른 투과용기를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 투과용기의 정렬 배치도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)는 기판(substrate; 1)이 열처리되는 공간, 즉 처리 공간(S)을 제공하는 하부 챔버(lower chamber; 100)와, 하부 챔버(100)의 상부에서 결합되어 기판(1)에 열을 제공하는 다수의 열원(300)이 구비되는 상부 챔버(upper chamber; 200)와, 상부 챔버(200)에 결합되어 상기 처리 공간(S)으로 돌출되는 다수의 열원(300)을 개별적으로 감싸는 다수의 투과용기(400)를 포함한다. (이하, 본 발명의 실시예들에서 투과용기(400)가 열원(300)을 감싼다는 것은 열원(300)이 속이 빈 투과용기(400)의 내부로 삽입되는 것을 의미한다.)
본 발명의 실시예들(일실시예 및 변형예들 포함)에서는 기판(1)이 열처리되는 공정 챔버(process chamber)가 상하로 분할되는 복수의 몸체, 즉 하부 챔버(100)와 상부 챔버(200)의 결합으로 이루어진다.
여기서, 하부 챔버(100)는 상부가 개방되고, 속이 빈 블럭(block) 형상의 하부 챔버몸체(110)를 가지며, 하부 챔버몸체(110)의 측면에는 기판(1)이 하부 챔버(100)의 내부, 즉 처리 공간(S)으로 인출입될 수 있도록 여닫음이 가능한 게이트(gate; 120)가 적어도 하나 이상 형성된다. 게이트(120)가 1개 형성될 경우에는 기판(1)의 인입과 배출이 시간차를 두고 동일한 게이트에서 이루어지며, 본 발명의 일실시예에서와 같이 2개의 게이트(120a, 120b)가 형성된 경우에는 기판(1)의 인입과 배출이 서로 다른 게이트(120a, 120b)에서 각각 이루어진다.
하부 챔버몸체(110)의 내측 바닥면에는 기판(1)이 안착될 수 있는 서셉터 유닛(susceptor unit; 130)이 구비된다. 서셉터 유닛(130)은 게이트(120a)를 통해 인입된 기판(1)을 안착시켜 지지하고, 기판(1)의 열처리시에는 기판(1)의 전면(상부면)이 고르게 열처리될 수 있도록 기판(1)을 회전(rotating; r)시킨다. 또한, 하부 챔버몸체(110)의 바닥면 일측에는 처리 공간(S)의 압력을 진공이나 임의의 압력값으로 조절할 수 있는 펌프수단(140)이 구비된다.
이러한 하부 챔버(100)의 상부에 결합되는 상부 챔버(200)에는 기판(1)에 복사 광선(R)을 조사하여 기판(1)에 열을 가하는 다수의 열원(300)이 구비된다. 본 발명의 실시예들에서는 열원으로서 램프(lamp) 류를 사용하였으며, 램프의 종류는 할로겐 램프, 텅스텐 램프 등 다양하게 변경될 수 있다.
본 발명에서는 다수의 열원(300)을 개별적으로 감싸는, 즉 다수의 열원(300)이 개별적으로 삽입될 수 있는 다수의 투과용기(400)가 상부 챔버(200)에 결합된다.
본 발명에 따른 투과용기(400)는 열원(300)이 삽입될 수 있도록 일단이 개방되고 내부가 빈 형상으로 이루어진다. 이러한 투과용기(400; 400', 400")는 열원(300)의 종류, 형상 또는 크기 등의 다양한 조건에 따라서 바닥면(410; 410', 410")의 형상이 달라질 수 있다. 즉, 하부 챔버(100) 내의 처리 공간(S)으로 돌출되는 투과용기(400) 일단부의 바닥면(410')은 지면을 향해 볼록한 형상(도3(a) 참조)으로 형성되거나 또는 바닥면(410")은 지면에 대하여 편평한 형상(도3(b) 참조)으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 열원으로 사용되는 램프의 발열부가 구형으로 이루어져 볼록한 형상의 바닥면(410')을 갖는 투과용기(400')를 사용하였다.
한편, 볼록한 형상의 바닥면(410')을 갖는 투과용기(400')에서 볼록한 형상의 곡률반경(Q)은 열원(300)에서 방출된 복사 광선(R)이 기판(1)에 영향을 미치는 면적에 따라서 달라질 수 있다. 즉, 하나의 열원(300)에서 방출되는 복사 광선(R)이 기판(1)에 영향을 미치는 면적이 작을수록 볼록한 형상의 곡률반경(Q)은 작아진다.
투과용기(400)의 연장되는 길이 방향을 따라 바닥면(410)과 반대되는 위치, 즉 투과용기(400)의 개방된 타단부에는 가장자리의 외주면을 따라 플랜지(flange; 430)가 돌출 형성된다. 이처럼, 플랜지(430)를 형성함으로써 상부 챔버(200)에 투과용기(400)를 보다 간편하게 위치 고정시킬 수 있다. (상부 챔버(200)에 투과용기(400)가 결합되는 방식은 이하에서 보다 상세히 설명하기로 한다.)
투과용기(400)는 열원(300)에서 방출된 복사 광선(R)이 기판(1)에 원활하게 전달될 수 있도록 광투과율(光透過率)이 높은 재질로 이루어지고, 본 발명의 실시예들에서는 투명한 석영(quartz)을 재질로 하여 형성된다.
한편, 다수의 열원(300)이 구비되는 기판 처리 장치(1000)에서, 다수의 열원(300)은 기판(1)을 고르게 열처리하기 위해서 상부 챔버(200)에서 바둑판형 또는 격자형(도4(a) 참조)으로 정렬 배치되거나 또는 상부 챔버(200)의 중심선(C)을 기준으로 하여 환형(도4(b) 참조)으로 정렬 배치된다. (미도시되었지만 기판 처리 장치(1000) 내부에서 1회의 처리 공정을 통해 열처리되는 기판(1)의 수에 따라서도 다수의 열원(300)이 정렬 배치되는 형상이 달라질 수 있음은 물론이다.)
여기서, 다수의 열원(300)이 정렬 배치되는 형상에 따라서 다수의 투과용기(400)도 동일한 형상으로 정렬 배치됨은 당연하다.
(여기서, 중심선(C)은 상부 챔버(200)의 중심부를 수직으로 관통하는 가상의 기준선을 의미한다.)
하부 챔버(100)의 개방된 상부면을 덮도록 하부 챔버(100)의 상부에 결합하는 상부 챔버(200)는 처리 공간(S)을 외부 환경으로부터 밀폐시킨다.
이러한 상부 챔버(200)는 다수의 투과용기(400)가 하나씩 상하로 삽입되도록 다수의 관통홀(212)이 형성되는 지지 챔버(support chamber; 210)와, 다수의 관통홀(212)에 연장되도록 다수의 추가관통홀(222)이 상하로 형성되고, 지지 챔버(210)의 상부면에 부착되어 다수의 투과용기(400)를 지지 챔버(210)에 밀착시키는 투과용기 고정판(220) 및 지지 챔버(210)의 상부에 결합되고, 다수의 열원(300)이 고정되는 다수의 열원 소켓(310)을 지지하는 커버 챔버(230)를 포함한다. (여기서, 다수의 관통홀(212), 다수의 추가관통홀(222) 및 다수의 열원(300)은 각각 하나씩 대응하여 일직선으로 정렬된다.)
하부 챔버(100)의 상부에 결합되는 지지 챔버(210)의 내부에는 냉각매체, 특히 냉각수(cooling water; Cw)가 순환될 수 있는 냉각매체 순환통로(214)가 형성된다. 이때, 냉각매체 순환통로(214)는 다수의 관통홀(212)과 연결되지 않으면서 다수의 관통홀(212)과 최대한 인접하도록 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 일실시예에서는 냉각매체로서 냉각수(Cw)를 사용하였지만, 이에 한정되지 않고 유동이 가능한 다양한 냉각 유체를 사용할 수 있다.
이와 같이, 지지 챔버(210)에 냉각매체 순환통로(214)를 형성하고 냉각수(Cw)를 순환시킴으로써 기판(1)의 열처리 과정에서 지지 챔버(210)를 냉각시킬 수 있으며, 지지 챔버(210)의 냉각에 의해서 다수의 관통홀(212)에 삽입되는 다수의 투과용기(400)가 냉각된다. 따라서, 투과용기(400)에 삽입되는 열원(300)이 과도하게 온도 상승되는 것을 방지하는 동시에 열원(300)에 공급되는 전력을 차단하는 경우 투과용기(400)를 신속히 냉각시킬 수 있어 투과용기(400)의 가열에 의한 기판(1)의 열적 영향을 감소시킬 수 있다. 즉, 기판(1)을 열처리한 후 기판(1)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 지지 챔버(210)의 측벽에는 냉각매체 순환통로(214)에 냉각수(Cw)를 공급하고 회수하기 위한 냉각매체 공급구(215)와 냉각매체 회수구(216)가 각각 형성되고, 이러한 냉각매체 공급구(215)와 냉각매체 회수구(216)에는 기판 처리 장치(1000)의 외부 일측에 구비되는 냉각매체 공급수단(미도시)이 연결된다.
지지 챔버(210)에 형성되는 다수의 관통홀(212)의 내경(t1) 크기는 투과용기(400)의 외경(t2) 크기에 따라 결정되며, 본 발명의 일실시예에서는 관통홀(212)의 내경(t1)과 투과용기(400)의 외경(t2)의 동일한 크기를 갖도록 형성하였다. 따라서, 투과용기(400)의 외주면은 관통홀(212) 내부의 지지 챔버(210)에 접하게 되어 지지 챔버(210)의 냉각에 따른 투과용기(400)의 냉각 효율이 향상된다.
투과용기(400)를 관통홀(212)에 삽입할 경우에, 투과용기(400)에 형성된 플랜지(430)에 의해서 투과용기(400)의 위치가 고정된다. 이때, 지지 챔버(210)와 플랜지(430) 사이에는 오링(O-ring) 등과 같은 실링(sealing) 수단(219)이 구비되어 하부 챔버(100)에 형성되는 처리 공간(S)의 압력 등이 변동되는 것을 방지한다.
한편, 다수의 투과용기(400)가 다수의 관통홀(212)에 삽입된 상태에서 지지 챔버(210)의 상부면에는 투과용기 고정판(220)이 결합된다. 투과용기 고정판 몸체(221)에는 다수의 관통홀(212)의 내경(t3)과 동일한 내경(t5) 크기를 가지며, 다수의 관통홀(212)과 연장되는 다수의 추가관통홀(222)이 상하로 관통되어 형성된다. 추가관통홀(222)의 내경(t5) 크기가 투과용기(400)에 형성된 플랜지(430)의 폭(t4) 길이보다 작기 때문에 투과용기 고정판(220)은 투과용기(400)의 플랜지(430)를 지지 챔버(210)로 밀어주어 투과용기(400)가 예기치 않은 원인으로 분리되는 것을 방지하며, 실링 수단(219)에 의한 기밀 상태를 강화시킨다.
위와 같이 지지 챔버(210)에 다수의 투과용기(400)가 삽입되고, 그 상부에 투과용기 고정판(220)이 결합된 후 커버 챔버(230)가 결합된다. 커버 챔버(230)는 다수의 열원(300)이 연결되는 다수의 열원 소켓(310)의 하부면에서 지지한다. 이를 위해, 커버 챔버몸체(231)의 하부면에는 열원 소켓(310)의 상단부가 부분 삽입되는 소켓홈(232)이 다수 개 형성된다. 미도시되었지만, 각각의 소켓홈(232)의 내부에는 열원(300)에 전력을 공급해주는 단자가 구비되고, 단자는 열원 소켓(310)의 내부를 지나 열원 소켓(310)의 하부에 결합되는 열원(300)과 연결된다.
열원(300)이 열원 소켓(310)에 결합되는 방식은 나사홈 방식이나 끼움홈 방식 등 다양한 방식으로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 실시예들에서는 열원(300)의 상부에 형성된 수나사홈(미도시)과 열원 소켓(310)의 하부 내주면에 형성된 암나사홈(미도시)이 맞물려 결합하는 방식을 사용하였다.
한편, 커버 챔버몸체(231)의 하부면에는 다수의 열원 소켓(310)을 둘러싸고, 커버 챔버(230)를 지지 챔버(210)로부터 이격시키는 냉매 순환몸체(233)가 연결된다. 냉매 순환몸체(233)는 상하 개방된 중공형의 몸체를 가져 지지 챔버(210)와 커버 챔버(230) 사이에 빈 공간을 형성하고, 빈 공간에는 냉각공기(cooling air; Ca)가 순환하게 된다. 이를 위해, 냉매 순환몸체(233)의 측벽에는 냉각공기(Ca)를 주입 및 배출시키는 냉각공기 주입구(234)와 냉각공기 배출구(235)가 각각 형성된다. 또한, 냉각공기(Ca)가 냉각공기 배출구(235) 이외의 통로로 빠져나가는 것을 방지하기 위하여 냉매 순환몸체(233)의 하부면과 투과용기 고정판(220)의 상부면 사이에는 오링과 같은 실링 수단(229)이 구비된다.
위와 같이, 냉각공기(Ca)가 냉매 순환몸체(233)의 내부에서 순환하면서 냉매 순환몸체(233) 내에 위치하는 다수의 열원 소켓(310)의 외주면과 다수의 투과용기(400)의 내부가 냉각된다. 따라서, 다수의 열원(300)이 과도하게 온도 상승하는 것을 방지함과 동시에 기판(1)의 열처리 후 열원(300)의 온도를 신속하게 냉각시킬 수 있어서 투과용기(400)의 온도를 신속하게 냉각시킬 수 있다. 또한, 투과용기(400)의 온도를 신속하게 냉각시켜 기판(1)을 신속하게 냉각시킬 수 있다.
냉각공기 주입구(234)와 냉각공기 배출구(235)는 기판 처리 장치(1000)의 외부 일측에 구비되는 냉각공기 공급수단(미도시)에 연결된다.
이하, 본 발명의 변형예들에 따른 기판 처리 장치의 내부 구성을 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치와의 차이점을 중심으로 살펴보기로 한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1변형예 내지 제3변형예에 따른 기판 처리 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 우선 본 발명의 제1변형예에 따른 기판 처리 장치(1000; 도5 참조)는 다수의 투과용기(400a)가 상부 챔버(200)의 중심선(C)에서 이격되는 거리가 달라지면 처리 공간(S) 내에서 다수의 투과용기(400a)의 돌출 길이(M; M1 내지 M4)가 달라지도록 상부 챔버(200)에 결합된다. 특히, 본 발명의 제1변형예에서는 상부 챔버(200)의 중심선(C)에서 멀어질수록 처리 공간(S)에서 투과용기(400a)의 돌출 길이(M)가 점진적으로 길어진다. 즉, 기판(1)의 중심부 영역보다 기판(1)의 가장자리 영역에 투과용기(400a)를 보다 가깝게 위치시킴으로써 열처리가 미흡할 수 있는 기판(1)의 가장자리 영역을 보완할 수 있다. 또한, 냉각공기(Ca)가 순환되는 투과용기(400a)의 내부 공간을 크게 함으로써 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판(1)의 전면을 고르게 열처리할 수 있다.
(여기서, 투과용기의 돌출 길이(M)는 투과용기 전체의 길이(L; 도3 참조) 중에서 지지 챔버(210)의 하부면으로 돌출된 길이를 나타낸다. 투과용기는 지면으로부터 동일한 높이에서 지지되기 때문에 투과용기의 돌출 길이(M)가 길어졌다는 것은 투과용기 전체의 길이(L)가 길어졌다는 것을 의미한다.)
본 발명의 제2변형예에 따른 기판 처리 장치(1000b; 도6 참조)는 다수의 투과용기(400b)가 상부 챔버(200)의 중심선(C)에서 이격되는 거리가 달라지면 처리 공간(S)에서 돌출되는 다수의 투과용기(400b)의 외경(t2) 크기가 달라지도록 상부 챔버(200)에 결합된다. 특히, 본 발명의 제2변형예에 따르면, 다수의 투과용기(400b)가 상부 챔버(200)의 중심선(C)에서 멀어질수록 처리 공간(S)에서 돌출되는 투과용기(400b)의 외경(t2; t2-1 내지 t2-4 참조) 크기가 점차 커져 기판(1)의 가장자리 영역의 열처리 효과를 보다 강화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1변형예와 마찬가지로 기판(1)의 중심부 영역과 가장자리 영역을 고르게 열처리할 수 있다.
본 발명의 제3변형예에 따른 기판 처리 장치(1000c; 도7 참조)는 다수의 투과용기(400c)가 상부 챔버(200)의 중심선(C)에서 이격되는 거리가 달라지면 처리 공간(S)에 돌출되는 다수의 투과용기(400c)의 바닥면(410) 두께(P)가 달라지도록 상부 챔버(200)에 결합된다. 특히, 본 발명의 제3변형예에 따르면, 다수의 투과용기(400c)가 상부 챔버(200)의 중심선(C)에서 멀어질수록 처리 공간(S)에서 돌출되는 투과용기(400c)의 바닥면(410)의 두께(P; P1 내지 P4 참조)가 얇아진다. 따라서, 열원(300)에서 방출된 복사 광선(R)이 기판(1)의 가장자리 영역에서 보다 원활하게 전달되어 기판(1)의 가장자리 영역에서의 열처리를 보완할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치(1000)는 본 발명에 따른 변형예들에 따른 투과용기(400)의 돌출 길이(M), 외경(t2) 크기 또는 바닥면(410)의 두께(P)의 변경이 개별적으로 이루어지거나 또는 2개 이상이 조합되어 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 제1변형예 내지 제3변형예에 따른 기판 처리 장치(1000a 내지 1000c)에서는 동일한 규격, 동일한 발열능을 갖는 열원을 다수 개 사용하는 것을 전제로 하였다. 그러나, 변형예들에서와 같이, 투과용기(400)가 처리 공간(S)에서 돌출되는 길이(L)나 투과용기(400)의 외경(t2) 크기, 투과용기(400) 바닥면(410)의 두께(P)를 다르게 하지 않고, 발열능 등에 차이가 있는 다수의 열원(300)의 정렬 위치에 따라 배치함으로써 기판(1)을 고르게 열처리할 수 있음은 물론이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치는 다수의 열원을 개별적으로 감쌀 수 있는 다수의 투과용기를 구비하여 다수의 열원을 기판에 용이하게 접근시킬 수 있다. 또한, 기판의 열처리 과정에서 다수의 투과용기를 냉각수나 냉각공기의 순환을 통해 용이하게 냉각시킬 수 있어서 기판의 열처리 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판을 열처리하는 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 다수의 투과용기 중에서 일부의 투과용기가 손상되거나 오염되더라도 해당 투과용기를 찾아 원활하게 교체할 수 있기 때문에 기판 처리 장치의 관리 비용을 절감할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치에 투과용기의 크기나 형상을 자유롭게 변경하여 결합시킬 수 있어 기판의 중앙부 영역 및 가장자리 영역을 고르게 열처리할 수 있다. 즉, 별도의 추가 수단을 구비하지 않고서도 기판의 품질을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 기판 처리 장치로서 급속열처리 장치를 예시하여 설명하였으나, 본 발명은 급속열처리 장치 외에도 기판의 온도를 상승시키는 다양한 기판 처리 장치에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예들 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 다라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
100 : 하부 챔버 200 : 상부 챔버
210 : 지지 챔버 220 : 투과용기 고정판
230 : 커버 몸체 233 : 냉매 순환몸체
300 : 열원 310 : 열원 소켓
400, 400a, 400b, 400c : 투과용기
1000, 1000a, 1000b, 1000c : 기판 처리 장치

Claims (12)

  1. 기판의 처리 공간을 제공하는 하부 챔버와;
    상기 하부 챔버의 상부에서 결합되고 상기 기판에 열을 제공하는 다수의 열원이 구비되는 상부 챔버와;
    상기 상부 챔버에 결합되어 상기 처리 공간으로 돌출되는 상기 다수의 열원을 개별적으로 감싸 보호하고, 상기 상부 챔버의 중심부에서 멀어질수록 상기 처리 공간에 돌출되는 바닥면의 두께가 얇아지는 다수의 투과용기;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 투과용기는,
    상기 처리 공간으로 돌출되는 일단부의 바닥면이 편평한 형상 또는 볼록한 형상으로 형성되고, 상기 열원이 삽입되도록 개방된 타단부의 가장자리에는 외주면을 따라 플랜지가 형성되는 기판 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 투과용기는,
    투명한 석영 재질로 형성되는 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 다수의 투과용기는,
    상기 상부 챔버에서 격자형 또는 환형으로 정렬 배치되는 기판 처리 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 투과용기는,
    상기 상부 챔버의 중심부에서 멀어질수록 상기 처리 공간에서 돌출되는 길이가 길어지는 기판 처리 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 투과용기는,
    상기 상부 챔버의 중심부에서 멀어질수록 상기 처리 공간에서 돌출되는 외경의 크기가 커지는 기판 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 상부 챔버는,
    상기 다수의 투과용기가 삽입되는 다수의 관통홀이 상하로 형성되는 지지 챔버와;
    상기 다수의 관통홀과 연장되도록 다수의 추가관통홀이 상하로 형성되고, 상기 지지 챔버의 상부면에 결합되어 상기 다수의 투과용기를 상기 지지 챔버에 밀착시키는 투과용기 고정판과;
    상기 지지 챔버의 상부에 결합되고, 상기 다수의 열원이 고정되는 다수의 열원 소켓을 상기 다수의 관통홀에 대향되도록 지지하는 커버 챔버;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 기판의 처리 공간을 제공하는 하부 챔버와;
    상기 하부 챔버의 상부에서 결합되고 상기 기판에 열을 제공하는 다수의 열원이 구비되도록 다수의 투과용기가 삽입되는 다수의 관통홀이 상하로 형성되는 지지 챔버와, 다수의 관통홀과 연장되도록 다수의 추가관통홀이 상하로 형성되고, 상기 지지 챔버의 상부면에 결합되어 상기 다수의 투과용기를 상기 지지 챔버에 밀착시키는 투과용기 고정판과, 상기 지지 챔버의 상부에 결합되고, 상기 다수의 열원이 고정되는 다수의 열원 소켓을 상기 다수의 관통홀에 대향되도록 지지하는 커버 챔버를 포함하는 상부 챔버와;
    상기 상부 챔버에 결합되어 상기 처리 공간으로 돌출되는 상기 다수의 열원을 개별적으로 감싸 보호하는 다수의 투과용기;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 지지 챔버의 내부에는 냉각매체가 순환되는 냉각매체 순환통로가 형성되는 기판 처리 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 커버 챔버의 하부면에는 상기 커버 챔버를 상기 지지 챔버로부터 이격시켜 지지하는 냉매 순환몸체가 구비되는 기판 처리 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 냉매 순환몸체의 측벽에는 상기 다수의 열원 소켓의 외부 및 상기 다수의 투과용기의 내부를 냉각공기가 순환하도록 상기 냉각공기를 주입 및 배출시키는 냉각공기 주입구와 냉각공기 배출구가 형성되는 기판 처리 장치.
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