KR101015389B1

KR101015389B1 - 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR101015389B1
Application number: KR1020090045770A
Authority: KR
Inventors: 장경호
Original assignee: 주식회사 테스
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2011-02-22
Also published as: KR20100127356A

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 반응 챔버와; 기판이 적재되는 복수의 기판 트레이와; 상기 각 기판 트레이가 수용되며 상하로 관통된 수용구가 형성된 복수의 수용틀과, 상기 각 수용틀에 마련되어 상기 각 기판 트레이의 상기 수용구 하부로의 이탈을 저지하는 걸림턱을 갖는 트레이 지지 프레임과; 상기 트레이 지지 프레임에 수용된 상기 각 기판 트레이의 하부에 배치되는 대기 위치와, 상기 각 기판 트레이가 상기 트레이 지지 프레임의 상부로 이격되는 반응 위치 간을 상기 각 수용구를 통해 승강 이동하는 복수의 트레이 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 작은 사이즈의 복수의 기판 트레이를 트레이 지지 프레임에 안착시켜 사용함으로써, 큰 사이즈의 기판 트레이를 제작에 따른 문제점, 즉, 가공의 어려움, 긴 제작 시간, 많은 제작 비용 및 자제 확보의 어려움이 해소되고, 큰 사이즈의 기판 트레이보다 충격에 의해 파손될 우려가 감소된다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE TREATING APPARATUS}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작은 사이즈의 다수의 기판 트레이를 이용하여 큰 사이즈의 기판 트레이를 사용하는 것과 동일한 효과를 제공하여, 큰 사이즈의 기판 트레이를 사용함에 따라 발생하는 문제점들을 해소할 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

반도체 소자를 제조하는 공정 중에는 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition : CVD) 공정 등과 같이 반응 챔버 내부에 가스가 주입된 상태에서 공정이 진행되는 과정이 존재한다.

도 1은 종래의 PE-CVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정에 사용되는 기판 처리 장치(100)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 종래의 기판 처리 장치(100)는 반응 챔버(130)와, 반응 챔버(130)의 상부에 배치되어 고주파 전원으로부터 공급되는 고주파 전력(미도시)을 이용하여 반응 챔버(130) 내에 고주파를 발생하는 플라즈마 전극(150)과, 플라즈마 전극(150) 의 하부에 배치되어 반응 가스를 분사하는 샤워 헤드(160)를 포함한다.

반응 챔버(130)의 일측 벽면에는 기판(121)이 적재된 기판 트레이(120)가 반입되는 반입구(132a)가 형성되고, 타측 벽면에는 공정이 완료된 기판 트레이(120)가 반출되는 반출구(132b)가 형성된다. 그리고, 반응 챔버(130)의 내벽면 중 반입구(132a)와 반출구(132b)가 각각 형성되지 않은 나머지 벽면에는 기판(121)이 적재된 기판 트레이(120)를 반입 및 반출 시키기 위한 롤러 컨베이어(131)가 반입 및 반출 방향을 따라 설치된다.

상기와 같은 구성에 따라, 롤러 컨베이어(131)의 작동에 따라 기판(121)이 적재된 기판 트레이(120)가 반응 챔버(130) 내부로 반입되어 배치되면, 반응 챔버(130) 하부에 승강 이동 가능하게 설치되는 트레이 히터(140)가 상부로 이동하여 기판 트레이(120)의 하부 면과 접촉하여 기판 트레이(120)를 가열하게 되는데, 이를 통해 기판 트레이(120)에 적재된 기판(121)이 가열되어 기판(121)과 반응 가스 간의 반응성을 향상시키기 된다. 그리고, 공정이 완료되면 트레이 히터(140)가 다시 기판 트레이(120)로부터 이격되도록 하강하고, 롤러 컨베이어(131)의 작동에 따라 기판(121)이 적재된 기판 트레이(120)가 반출구(132b)를 통해 반응 챔버(130) 외부로 반출된다.

도 2는 상기와 같은 종래의 기판 처리 장치(100)에 사용되는 기판 트레이(120)를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 기판 트레이(120)는 다수의 기판(121)이 적재되도록 기판(121)보다 큰 사이즈로 마련되어, 반응 챔버(130) 내에서 한번의 공정으로 다수의 기판(121)을 처리할 수 있도록 함으로써 공정의 효율을 높이고 생산성을 향상시키고 있다.

이와 같이 다수의 기판(121)을 적재하여 이송하는 기판 트레이(120)는 공정의 효율성 및 생산성 향상을 위해 보다 많은 기판(121)의 적재가 가능하도록 그 사이즈가 대형화되어 가는 추세이고, 이는 반응 챔버(130)의 대형화와 함께 그 추세가 가속화되어 가고 있다.

도 1에 도시된 바와 같은 기판 처리 장치(100)에서 기판 트레이(120)는 공정의 진행에 따라 대기 환경 -> 진공 환경 -> 대기 환경을 반복하게 된다. 즉, 반응 챔버(130) 내로 반입되기 전의 대기 환경, 반응 챔버(130) 내에서 공정이 진행되는 과정 중의 진공 환경, 그리고 공정 완료 및 반출 후의 대기 환경에 반복적으로 노출되어 지며, 하나의 고정이 완료된 후 다른 기판(121)들의 처리를 위해 재사용될 때마다 상기 환경에 반복적으로 노출된다. 또한, 기판 트레이(120)는 반응 챔버(130) 내에서 공정이 진행될 때, 상술한 바와 같이 트레이 히터(140)와 직접 접촉되어 가열되며, 플라즈마 전극과 트레이 히터(140) 사이에 발생한 플라즈마에 노출된다.

따라서, 기판 트레이(120)는 전기 전도성 재질이며, 열전도도가 높고 열팽창 계수가 낮은 재질을 사용하여 제작되는데, 통상적으로 실리콘 카바이드(SiC)가 코팅 처리된 그라파이트(Graphite) 재질로 제작된다.

그런데, 반응 챔버의 대형화와 공정의 효율성과 생산성 향상을 위해 보다 많은 기판을 적재할 수 있도록 기판 트레이의 사이즈를 대형화하는 경우 다음과 같은 문제점이 발생한다.

먼저, 그라파이트 재질로 기판 트레이를 제작할 때 기판 트레이의 사이즈가 일정 사이즈 이상이 되면, 그 가공이 어려울 뿐만 아니라 기판 트레이의 제작하는데 많은 시간이 소요되는 문제가 있다. 이는 기판 트레이의 가격을 상승시키는 요인으로 작용하게 되며, 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 제작하는 제조사의 입장에서는 원가 상승의 요인으로 작용할 뿐만 아니라 기판 트레이의 확보 자체가 어려워질 우려가 있다.

또한, 기판 트레이의 대형화는 그 두께의 대형화가 아닌 판면의 사이즈의 대형화를 의미하는 것으로, 이는 작은 충격에도 기판 트레이가 파손될 수 있다.

그리고, 기판 트레이의 대형화는 공정 중 기판 트레이의 전면을 균일하게 가열할 수 있도록 트레이 히터의 사이즈 또한 대형화를 요구하게 되는데, 하나의 몸체로 이루어진 트레이 히터의 대형화는 트레이 히터의 가장자리 부분의 처짐 현상을 야기할 수 있으며, 이로 인해 기판 트레이 전체에서 온도 편차를 발생시켜 공정 균일도를 저하시키는 요인으로 작용하게 된다.

그리고, 종래의 기판 처리 장치에서는 일반적으로 공정 가스가 배기될 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 트레이의 가장자리 부분과 반응 챔버의 벽면 사이 의 공간을 통해 반응 챔버의 하부의 배기구를 통해 배기되는데, 반응 챔버와 기판 트레이가 대형화됨에 따라 반응 챔버의 중심에서 가장자리까지의 거리가 길어져 공정 균일도를 저해하는 요인으로 작용하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 작은 사이즈의 다수의 기판 트레이를 이용하여 큰 사이즈의 기판 트레이를 사용하는 것과 동일한 효과를 제공하여, 큰 사이즈의 기판 트레이를 사용함에 따라 발생하는 상술한 문제점들을 해결할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 각 기판 트레이를 개별적으로 가열하는 트레이 히터 구조를 제안하여 트레이 히터의 처짐 현상을 방지함과 동시에, 트레이 히터의 구조에 따라 반응 가스의 배기 경로가 다변화되어 공정 균일도를 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 반응 챔버와; 기판이 적재되는 복수의 기판 트레이와; 상기 각 기판 트레이가 수용되며 상하로 관통된 수용구가 형성된 복수의 수용틀과, 상기 각 수용틀에 마련되어 상기 각 기판 트레이의 상기 수용구 하부로의 이탈을 저지하는 걸림턱을 갖는 트레이 지지 프레임과; 상기 트레이 지지 프레임에 수용된 상기 각 기판 트레이의 하부에 배치되는 대기 위치와, 상기 각 기판 트레이가 상기 트레이 지지 프레임의 상부로 이격되는 반응 위치 간을 상기 각 수용구를 통해 승강 이동하는 복수의 트레이 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기 판 처리 장치에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 복수의 트레이 히터와 연결되어 상기 복수의 트레이 히터를 동시에 승강 이동시키기 위한 히터 승강 어셈블리를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 히터 승강 어셈블리는, 승강 이동 가능한 히터 리프트와; 상기 히터 리프트를 승강 이동시키는 승강 구동부와; 상기 히터 리프트와 상기 각 트레이 히터를 연결하여 상기 히터 리프트의 승강 이동을 상기 트레이 히터에 전달하는 복수의 승강 전달 빔을 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 트레이 히터가 안착되어 상기 복수의 트레이 히터를 지지하는 히터 프레임과; 상기 복수의 트레이 히터가 상기 대기 위치와 상기 반응 위치 간을 승강 이동하도록 상기 히터 프레임을 승강 이동시키는 승강 이동 어셈블리를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라, 반응 챔버와; 기판이 적재되는 복수의 기판 트레이와; 상기 각 기판 트레이가 수용되며 상하로 관통된 수용구가 형성된 복수의 수용틀과, 상기 각 수용틀에 마련되어 상기 각 기판 트레이의 상기 수용구 하부로의 이탈을 저지하는 걸림턱을 갖는 트레이 지지 프레임과; 베이스 플레이트와 상기 각 기판 트레이에 대응하여 상기 베이스 플레이트로부터 상향 돌출 형성된 복수의 히팅 플레이트를 가지며, 상기 각 히팅 플레이트가 상기 각 기판 트레이의 하부에 배치되는 대기 위치와, 상기 각 히팅 플레이트가 상기 각 수용구를 통해 상기 각 기판 트레이의 하부에 접촉하는 반응 위치 간을 승강 이동하는 트레이 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치에 의해서도 달성 될 수 있다.

여기서, 상기 트레이 히터의 상기 베이스 플레이트가 안착되어 상기 트레이 히터를 지지하는 히터 프레임과; 상기 트레이 히터가 상기 대기 위치와 상기 반응 위치 간을 승강 이동하도록 상기 히터 프레임을 승강 이동시키는 승강 이동 어셈블리를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 트레이 지지 프레임의 상기 걸림턱은 상기 수용틀의 상기 수용구를 형성하는 내측 벽면으로부터 내측을 향해 돌출 형성될 수 있다.

또한, 상기 히터 프레임은 격자 틀 형태로 마련될 수 있다.

그리고, 상기 히터 프레임과 상기 트레이 히터 사이에 개재되어 상기 트레이 히터로부터 상기 히터 프레임으로의 열 전달을 차단하는 열절연 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 구성에 의해 본 발명에 따르면, 작은 사이즈의 복수의 기판 트레이를 트레이 지지 프레임에 안착시켜 사용함으로써, 큰 사이즈의 기판 트레이를 제작에 따른 문제점, 즉, 가공의 어려움, 긴 제작 시간, 많은 제작 비용 및 자제 확보의 어려움이 해소되는 효과가 제공된다. 또한, 작은 사이즈의 기판 트레이를 사용함으로써, 큰 사이즈의 기판 트레이보다 충격에 의해 파손될 우려가 감소되는 효과가 제공된다.

그리고, 트레이 히터를 각 기판 트레이의 사이즈에 맞춰 복수 개로 분할 설 치하여 트레이 히터의 사이즈 증가에 따른 가장자리 부분의 처짐 현상을 현저히 감소시킴으로써, 처짐 현상으로 인해 야기되는 온도 편차에 의한 공정 균일도의 저하를 방지할 수 있는 효과가 제공된다.

그리고, 복수의 트레이 히터 사이에 공간이 형성되어 공정 가스의 배기 경로가 반응 챔버 내부의 벽면 측 외에도 복수의 트레이 히터 사이에서도 형성됨으로써 공정 가스의 균일한 배기가 가능하게 되어 공정 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 제공된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)의 개략적인 분해 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(1)는 반응 챔버(30), 복수의 기판 트레이(20), 트레이 지지 프레임(10) 및 복수의 트레이 히터(40)를 포함한다.

반응 챔버(30)는 공정의 대상물인 기판(21)을 외부와 격리시켜 공정이 수행되는 진공된 밀폐 공간을 제공한다. 반응 챔버(30)의 상부에는 고주파 전원(미도시)으로부터 공급되는 고주파 전력을 이용하여 반응 챔버(30) 내에 고주파를 발생시키는 플라즈마 전극(50)과, 플라즈마 전극(50)의 하부에 반응 챔버(30)의 외부로부터 유입되는 반응 가스의 분사를 위한 샤워 헤드(60, 도 5 참조)가 배치된다.

여기서, 반응 챔버(30)를 형성하는 네 벽면 중 일측 벽면(이하, '제1 벽면'이라 함)에는 트레이 지지 프레임(10)이 반응 챔버(30) 내부로 반입되기 위한 반입구(32a)가 형성되고, 네 벽면 중 제1 벽면과 대향하는 벽면(이하, '제2 벽면'이라 함)에는 트레이 지지 프레임(10)이 반응 챔버(30) 외부로 반출되기 위한 반출구(32b)가 형성될 수 있다.

또한, 반응 챔버(30)의 네 벽면 중 나머지 두 벽면에는 트레이 지지 프레임(10)의 반입 및 반출 방향을 따라 복수의 롤러 컨베이어(31)가 설치될 수 있다. 여기서, 롤러 컨베이어(31)는 반입구(32a)를 통해 트레이 지지 프레임(10)을 반응 챔버(30) 외부로부터 내부로 반입하고, 공정이 완료된 후 반출구(32b)를 통해 트레이 지지 프레임(10)을 반응 챔버(30) 내부에서 외부로 반출한다.

한편, 트레이 지지 프레임(10)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 기판 트레이(20)가 수용된다. 여기서, 각 기판 트레이(20)에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 기판(21)이 적재된다. 그리고, 기판(21)이 적재된 다수의 기판 트레이(20)가 트레이 지지 프레임(10)에 안착된 상태에서 롤러 컨베이어(31)에 의해 반응 챔버(30) 내부로 반입된다.

여기서, 본 발명에 따른 트레이 지지 프레임(10)은 복수의 수용틀(11)과, 각 수용틀(11)에 마련된 걸림턱(12)을 포함할 수 있다. 각 수용틀(11)은 각각의 기판 트레이(20)를 수용하며 상하로 관통된 수용구(11a)가 형성된다.

그리고, 각 수용틀(11)에 마련된 걸림턱(12)은 각 수용틀(11)에 수용되는 기판 트레이(20)가 수용구(11a) 하부로 이탈되는 것을 저지한다. 도 4에서는 걸림 턱(12)이 각 수용틀(11)의 수용구(11a)를 형성하는 내측 벽면으로부터 내측을 향해 돌출 형성되는 것을 예로 하고 있으며, 걸림턱(12)이 내측면 전체로부터 돌출되어 단차지도록 형성되는 것을 예로 하고 있다.

여기서, 본 발명에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 각 수용틀(11) 및 각 수용구(11a)가 사각 형태를 갖는 것을 일 예로 하고 있으며, 4개의 수용틀(11)이 매트릭스 형태로 배치되어 창틀 형태를 갖는 것을 일 예로 하고 있으나, 기판 트레이(20)나 기판(21)의 형태, 또는 트레이 히터(40)의 형태에 따라 변경 가능함은 물론이다.

이와 같이, 작은 사이즈의 복수의 기판 트레이(20)가 트레이 지지 프레임(10)에 수용된 상태로 공정이 진행됨으로써, 큰 사이즈의 기판 트레이(20)를 제작에 따른 문제점, 즉, 가공의 어려움, 긴 제작 시간, 많은 제작 비용 및 자제 확보의 어려움이 해소될 수 있다. 또한, 작은 사이즈의 기판 트레이(20)를 사용함으로써, 큰 사이즈의 기판 트레이(20)보다 충격에 의해 파손을 방지할 수 있게 된다.

다시, 도 3을 참조하여 설명하면, 각 트레이 히터(40)는 트레이 지지 프레임(10)의 수용구(11a)의 형상에 대응하는 형상을 갖도록 마련되며, 본 발명에서는 상술한 수용구(11a)의 형상에 대응하여 사각 형태를 갖는 것을 예로 한다. 그리고, 트레이 히터(40)는 반응 챔버(30) 내부에서 대기 위치와 반응 위치 간을 승강 이동 가능하게 반응 챔버(30) 내부에 설치된다.

여기서, 트레이 히터(40)의 대기 위치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 트레이 히터(40)가 트레이 지지 프레임(10)에 수용된 각 기판 트레이(20)의 하부에 배치되 는 위치를 의미한다. 그리고, 트레이 히터(40)의 반응 위치는, 도 7에 도시된 바와 같이, 각 트레이 히터(40)가 대기 위치에서 상승 이동하면서 각 수용틀(11)의 수용구(11a)를 통과하여 기판 트레이(20)를 트레이 지지 프레임(10)의 상부로 이격시키는 위치를 의미하며, 반응 위치에 놓여진 상태에서 반응 챔버(30) 내부에서의 공정이 진행된다. 여기서, 각 트레이 히터(40)가 대기 위치에서 반응 위치로 이동하여 각 기판 트레이(20)를 반응 위치로 이동시킬 때, 트레이 지지 프레임(10)은 복수의 롤러 컨베이어(31)에 안착된 상태로 유지된다.

본 발명에서는 복수의 트레이 히터(40)가 히터 승강 어셈블리와 연결되어, 히터 승강 어셈블리에 의해 동시에 승강 이동하는 것을 일 예로 한다. 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면, 히터 승강 어셈블리는 히터 리프트(42)와, 승강 구동부(미도시) 및 복수의 승강 전달 빔(41)을 포함할 수 있다.

히터 리프트(42)는 승강 구동부의 구동에 따라 승강 이동한다. 그리고, 각 승강 전달 빔(41)은 히터 리프트(42)와 각 트레이 히터(40)를 연결하여 히터 리프트(42)의 승강 이동을 트레이 히터(40)에 전달함으로써, 복수의 트레이 히터(40)가 반응 챔버(30) 내부에서 동시에 승강 이동 가능하게 된다. 여기서, 승강 구동부는 볼 스크루 방식이나 유압 방식 등 히터 리프트를 승강 이동 가능하게 하는 다양한 형태로 마련될 수 있다.

본 발명에서는, 도 3, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 히터 리프트(42)가 반응 챔버(30)의 외측 하부에 설치되고, 반응 챔버(30)의 하부면에는 각 승강 전달 빔(41)이 통과하는 복수의 빔 통과구(30a)가 형성되는 것을 예로 하고 있다. 이 외에도 히터 리프트(42) 및 승강 전달 빔(41)이 모두 반응 챔버(30) 내에 설치되고, 히터 리프트(42)와 승강 구동부를 연결하는 별도의 연결 부재가 반응 챔버(30)의 하부면을 통과하여 반응 챔버(30) 외부의 승강 구동부와 연결되도록 구성 가능함은 물론이다.

상기와 같은 구성에 따라, 트레이 히터(40)를 각 기판 트레이(20)의 사이즈에 맞춰 복수 개로 분할 설치함으로써, 트레이 히터(40)의 사이즈 증가에 따른 가장자리 부분의 처짐 현상을 현저히 감소시킬 수 있게 된다. 즉, 트레이 히터(40)의 처짐 현상의 방지로 인해 발생할 수 있는 공정 균일도의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 트레이 히터(40) 사이에 공간이 형성되어 공정 가스의 배기 경로가 반응 챔버(30) 내부의 벽면 측 외에도 복수의 트레이 히터(40) 사이에서도 형성됨으로써 공정 가스의 균일한 배기가 가능하게 되어 공정 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 제공된다.

전술한 실시예에서는 트레이 지지 프레임(10)의 반입 및 반출을 위한 반입구(32a)와 반출구(32b)가 각각 반응 챔버(30)의 제1 벽면 및 제2 벽면에 별도로 형성되는 것을 예로 하여 설명하였다. 이외에도, 트레이 지지 프레임(10)의 반입 및 반출이 가능한 다른 형태, 예를 들어 하나의 반출입구가 형성되고, 하나의 반출입구를 통해 트레이 지지 프레임(10)이 반입 및 반출되도록 마련될 수 있다.

여기서, 도 3, 도 6 및 도 7의 미설명 참조번호 30b는 공정 가스를 반응 챔버(30) 외부로 배기시키기 위해 형성된 배기구이며, 본 발명에서는 배기구가 공정 챔버의 하부면 중앙 부분에 형성되는 것을 예로 하고 있으나, 하부면의 다른 영역이나 하부 측벽에 형성될 수 있음은 물론이다.

이하에서는 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치(1a)에 대해 상세히 설명한다. 여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치(1a)를 설명하는데 있어 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하며 그 설명을 생략할 수 있다. 그리고, 도 8에서는 기판 처리 장치(1a)의 반응 챔버를 제외한 상태로 도시되어 있음을 알 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치(1a)는 복수의 트레이 히터(40)가 안착되어 복수의 트레이 히터(40)를 지지하는 히터 프레임(70)을 포함할 수 있다. 그리고, 승강 이동 어셈블리가 각 트레이 히터(40)가 대기 위치와 반응 위치 간을 승강 이동하도록 히터 프레임(70)을 승강 이동시킨다.

그리고, 승강 이동 어셈블리는 히터 프레임(70)의 하부면과 접촉되는 승강 전달 빔(70a)과, 승강 전달 빔(70a)을 승강 이동시켜 히터 프레임(70)이 승강 이동 가능하게 하는 승강 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 승강 구동부는 볼 스크루 방식이나 유압 방식 등 승강 전달 빔(70a)을 승강 이동 가능하게 하는 다양한 형태로 마련될 수 있다.

상기와 같이 히터 프레임(70)에 복수의 트레이 히터(40)가 안착된 상태로 유지됨으로써, 트레이 히터(40)가 각 기판 트레이(20)의 사이즈에 맞춰 복수 개로 분할 설치되어 트레이 히터(40)의 사이즈 증가에 따른 가장자리 부분의 처짐 현상을 방지되는데 더하여 각 트레이 히터(40)의 하부를 히터 프레임(70)이 지지해 줌 으로써 트레이 히터(40)의 가장자리 부분의 처짐 현상을 보다 더 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 히터 프레임(70)은 반응 챔버 내부에 배치되고, 승강 이동 어셈블리의 승강 전달 빔(70a)이 반응 챔버 하부에 형성된 통과공(미도시)을 통과하여 반응 챔버 외부에 배치되는 승강 구동부와 연결되도록 마련되는 것을 예로 한다.

또한, 히터 프레임(70)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 격자 틀 형태로 마련되어, 복수의 트레이 히터(40) 사이를 통해 배기되는 공정 가스가 격자 틀 형태의 히터 프레임(70) 내의 공간들을 통해 배기 가능하도록 함으로써, 공정 가스의 균일한 배기가 가능하게 되어 공정 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 제공된다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치(1a)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 히터 프레임(70)과 트레이 히터(40) 사이에 개재되어 트레이 히터(40)로부터 히터 프레임(70)으로의 열 전달을 차단하는 열절연 부재(90)를 포함할 수 있다. 여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 열절연 부재(90)는 각 트레이 히터(40)의 형상에 대응하여 각 트레이 히터(40)의 하부에 개별적으로 배치되도록 복수 개로 마련되는 것을 일 예로 하고 있다.

그리고, 도 8의 미설명 참조번호 80은 벨로우스(Bellows)로 승하강시 실링(Sealing)을 유지하기 위한 기능을 수행한다. 여기서, 벨로우스(Bellows) 내부에는 히팅 라인이 연결되어 있고 각 트레이 히터(40) 내부에 히팅 코일이 감겨져 전원이 인가되는 경우 트레이 히터(40)의 히팅 코일이 발열한다.

이하에서는 도 9를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치(1b)에 대해 상세히 설명한다. 여기서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치(1b)를 설명하는데 있어 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하며 그 설명은 생략할 수 있다. 그리고, 도 9에서는 기판 처리 장치(1b)의 반응 챔버를 제외한 상태로 도시되어 있음을 알 수 있다.

도 9를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치(1b)에서는, 제1 실시예 및 제2 실시예와 달리, 트레이 히터(40b,40c)가 일체형으로 마련된 상태에서 각 기판 트레이(20)를 가열할 수 있는 형태를 갖는 것을 예로 하고 있다.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 트레이 히터(40b,40c)는 베이스 플레이트(40c)와, 각 기판 트레이(20)에 대응하여 베이스 플레이트(40c)로부터 상향 돌출 형성된 복수의 히팅 플레이트(40b)를 포함할 수 있다. 그리고, 트레이 히터(40b,40c)는 각 히팅 플레이트(40b)가 각 기판 트레이(20)의 하부에 배치되는 대기 위치와, 각각의 히팅 플레이트(40b)가 트레이 지지 프레임(10)의 각 수용구(11a)를 통과하여 각 기판 트레이(20)의 하부에 접촉하는 반응 위치 간을 승강 이동한다.

여기서, 상향 돌출된 복수의 히팅 플레이트에 의해 트레이 히터(40b,40c)에 형성된 패턴 홈은 트레이 지지 프레임(10)의 수용틀(11) 형상에 대응하게 된다. 이에 따라 트레이 히터(40b,40c)가 대기 위치에서 반응 위치로 상승할 때 트레이 지지 프레임(10)의 수용틀(11)이 트레이 히터(40b,40c)의 패턴 홈에 삽입되어 트레 이 히터(40b,40c)의 각 히팅 플레이트(40b)가 트레이 지지 프레임(10)의 각 수용구(11a)를 통과 가능하게 되어 각 기판 트레이(20)의 하부면에 접촉 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치(1b)는, 제2 실시예와 마찬가지로, 일체형의 트레이 히터(40b,40c)가 안착되는 히터 프레임(70)을 포함할 수 있다. 그리고, 승강 이동 어셈블리(미도시)가 트레이 히터(40b,40c)가 대기 위치와 반응 위치 간을 승강 이동하도록 히터 프레임(70)을 승강 이동시킨다. 그리고, 트레이 히터(40b,40c)의 하부면으로부터 하향 돌출된 히터 바(70b)를 히터 가열 유닛(80a)이 가열함으로써 트레이 히터(40b,40c)가 가열될 수 있다.

여기서, 승강 이동 어셈블리는 히터 바(70b)를 승강 이동시켜 승강 이동 어셈블리의 구동에 따라 히터 프레임(70)이 승강 이동하도록 마련될 수 있다.

그리고, 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치(1b)의 히터 프레임(70)은 격자 틀 형태로 마련될 수 있으며, 히터 프레임(70)과 트레이 히터(40b,40c) 사이에는 트레이 히터(40b,40c)로부터 히터 프레임(70)으로의 열 전달을 차단하기 위한 열절연 부재(90a)가 개재될 수 있다. 여기서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 열절연 부재(90a)는 트레이 히터(40b,40c)의 하부면 즉, 트레이 히터(40b,40c)의 베이스 플레이트(40c) 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다.

여기서, 도 9의 미설명 참조번호 80a는 벨로우스(Bellows)로 승하강시 실링(Sealing)을 유지하기 위한 기능을 수행한다. 여기서, 벨로우스(Bellows) 내부에는 히팅 라인이 연결되어 있고 각 트레이 히터(40b,40c) 내부에 히팅 코일이 감 겨져 전원이 인가되는 경우 트레이 히터(40b,40c)의 히팅 코일이 발열한다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

도 1은 종래의 PE-CVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정에 사용되는 기판 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이고,

도 2는 종래의 기판 처리 장치에 사용되는 기판 트레이의 구성을 도시한 도면이고,

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 분해 사시도이고,

도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 트레이 지지 프레임의 사시도이고,

도 5는 도 4의 트레이 지지 프레임에 기판 트레이가 설치되는 구성을 도시한 도면이고,

도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 동작 상태를 설명하기 위한 도면이고,

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 분해 사시도이고,

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치의 개략적인 분해 사시도이다.

<도면의 주요 번호에 대한 설명>

1 : 기판 처리 장치 10 : 트레이 지지 프레임

11 : 수용틀 12 : 걸림턱

20 : 기판 트레이 30 : 반응 챔버

30a : 빔 통과구 31 : 롤러 컨베이어

32a : 반입구 32b : 반출구

40 : 트레이 히터 41 : 승강 전달 빔

42 : 히터 리프트 50 : 플라즈마 전극

60 : 샤워 헤드

Claims

기판 처리 장치에 있어서,

반응 챔버와;

기판이 적재되는 복수의 기판 트레이와;

상기 각 기판 트레이가 수용되며 상하로 관통된 수용구가 형성된 복수의 수용틀과, 상기 각 수용틀에 마련되어 상기 각 기판 트레이의 상기 수용구 하부로의 이탈을 저지하는 걸림턱을 갖는 트레이 지지 프레임과;

상기 트레이 지지 프레임에 수용된 상기 각 기판 트레이의 하부에 배치되는 대기 위치와, 상기 각 기판 트레이가 상기 트레이 지지 프레임의 상부로 이격되는 반응 위치 간을 상기 각 수용구를 통해 승강 이동하는 복수의 트레이 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 복수의 트레이 히터와 연결되어 상기 복수의 트레이 히터를 동시에 승강 이동시키기 위한 히터 승강 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제2항에 있어서,

상기 히터 승강 어셈블리는,

승강 이동 가능한 히터 리프트와;

상기 히터 리프트를 승강 이동시키는 승강 구동부와;

상기 히터 리프트와 상기 각 트레이 히터를 연결하여 상기 히터 리프트의 승강 이동을 상기 트레이 히터에 전달하는 복수의 승강 전달 빔을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 복수의 트레이 히터가 안착되어 상기 복수의 트레이 히터를 지지하는 히터 프레임과;

상기 복수의 트레이 히터가 상기 대기 위치와 상기 반응 위치 간을 승강 이동하도록 상기 히터 프레임을 승강 이동시키는 승강 이동 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
기판 처리 장치에 있어서,

반응 챔버와;

기판이 적재되는 복수의 기판 트레이와;

상기 각 기판 트레이가 수용되며 상하로 관통된 수용구가 형성된 복수의 수용틀과, 상기 각 수용틀에 마련되어 상기 각 기판 트레이의 상기 수용구 하부로의 이탈을 저지하는 걸림턱을 갖는 트레이 지지 프레임과;

베이스 플레이트와 상기 각 기판 트레이에 대응하여 상기 베이스 플레이트 로부터 상향 돌출 형성된 복수의 히팅 플레이트를 가지며, 상기 각 히팅 플레이트가 상기 각 기판 트레이의 하부에 배치되는 대기 위치와, 상기 각 히팅 플레이트가 상기 각 수용구를 통해 상기 각 기판 트레이의 하부에 접촉하는 반응 위치 간을 승강 이동하는 트레이 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제5항에 있어서,

상기 트레이 히터의 상기 베이스 플레이트가 안착되어 상기 트레이 히터를 지지하는 히터 프레임과;

상기 트레이 히터가 상기 대기 위치와 상기 반응 위치 간을 승강 이동하도록 상기 히터 프레임을 승강 이동시키는 승강 이동 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제1항 또는 제5항에 있어서,

상기 트레이 지지 프레임의 상기 걸림턱은 상기 수용틀의 상기 수용구를 형성하는 내측 벽면으로부터 내측을 향해 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제4항 또는 제6항에 있어서,

상기 히터 프레임은 격자 틀 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제4항 또는 제6항에 있어서,

상기 히터 프레임과 상기 트레이 히터 사이에 개재되어 상기 트레이 히터로부터 상기 히터 프레임으로의 열 전달을 차단하는 열절연 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.