KR101125031B1 - Substrate supporting means including focus ring for aligning substrate and Method for aligning substrate using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판안치대에 기판을 안착시키는 과정에서 기판을 정렬할 수 있는 기판안치수단 및 이를 이용한 정렬방법을 개시한다. 본 발명의 기판안치수단은, 기판을 안치하는 기판안치대; 상기 기판안치대의 주변부에 설치되며, 기판 정렬을 위한 가스분사구를 구비하는 포커스링을 포함한다.The present invention discloses a substrate mounting means capable of aligning a substrate in the process of seating the substrate on the substrate support and an alignment method using the same. Substrate mounting means of the present invention, the substrate support for placing the substrate; It is installed on the periphery of the substrate stabilizer, and includes a focus ring having a gas injection port for aligning the substrate.
본 발명에 따르면, 기판을 안치하는 과정에서 정전척의 주변부에 설치된 포커스링으로부터 지속적으로 가스가 분사되므로 기판의 위치를 정위치로 정렬할 수 있다. 또한 기판을 정전척의 상부에 정확하게 위치시킬 수 있기 때문에 정전척의 손상을 방지하여 정전척의 사용수명을 늘일 수 있다. 또한 정전척의 정비회수가 줄어들기 때문에 장치가동률을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since the gas is continuously injected from the focus ring installed on the periphery of the electrostatic chuck in the process of placing the substrate can be aligned to the position of the substrate. In addition, since the substrate can be accurately positioned on top of the electrostatic chuck, it is possible to prevent the damage of the electrostatic chuck and extend the service life of the electrostatic chuck. In addition, the maintenance rate of the electrostatic chuck can be reduced, thereby improving the equipment operation rate.
기판, 정렬 Board, Align
Description
본 발명은 반도체 소자 제조용 기판처리장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 기판안치수단에 안치되는 기판을 가스분사를 통해 정렬하는 기판처리장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing apparatus for manufacturing a semiconductor element, and more particularly, to a substrate processing apparatus for aligning a substrate placed in a substrate placing means through gas injection.
일반적으로 반도체소자를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토리소그라피 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 목적하는 대로 패터닝하는 에칭(etching)공정 등을 수행해야 하며, 이들 각 공정은 해당공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판처리장치의 내부에서 진행된다. In general, to manufacture a semiconductor device, a thin film deposition process for depositing a thin film of a specific material on a substrate, a photolithography process for exposing or hiding selected areas of the thin films using a photosensitive material, and removing the thin film of the selected area as desired An etching process for patterning and the like must be performed, and each of these processes is performed in a substrate processing apparatus designed for an optimal environment for the process.
최근에는 원료물질을 플라즈마 상태로 변환시켜 기판에 대한 식각 또는 박 막증착을 수행하는 기판처리장치가 많이 사용되고 있다.Recently, a substrate processing apparatus for converting a raw material into a plasma state to perform etching or thin film deposition on a substrate has been widely used.
도 1은 이러한 기판처리장치(10)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 따르면 기판처리장치(10)는 반응공간을 형성하는 챔버(11), 상기 챔버(11)의 내부에 위치하며 상면에 기판(s)을 안치하는 정전척(12), 상기 챔버(11)의 상부를 밀폐하며 RF전원(17)이 연결되는 RF전극(15), RF전극(15)의 하부에 설치되어 정전척(12)의 상부로 원료물질을 분사하는 가스분배판(14), 상기 RF전극(15)의 중앙부를 관통하여 설치되어 원료물질을 공급하는 원료공급관(16), 잔류물질을 배출하기 위해 챔버(11)의 하부에 연결되는 배기관(18)을 포함한다.1 is a diagram schematically showing the configuration of such a
도시하지는 않았지만 정전척(12)은 통상 알루미늄 재질의 몸체와, 상기 몸체의 상부에 설치되는 절연플레이트를 포함하며, 상기 절연프레이트에는 정전기력을 발생시켜 기판(s)을 고정하는 DC전극이 내장된다.Although not shown, the
그리고 정전척(12)의 주변부에는 포커스링(13)이 결합한다. 포커스링(13)은 통상 세라믹 재질이며 정전척(12)의 상부에 형성되는 플라즈마의 영역을 기판(s)의 외측까지 확장시킴으로써 기판(s)의 표면전체가 균일한 플라즈마 영역에 포함될 수 있도록 하는 역할을 한다.The
정전척(12)은 기판교환이 이루어지는 기준위치와 공정위치 사이를 승강하며, 이를 위해 정전척(12)의 하부 중앙부에는 구동축(19)이 연결된다.The
또한 정전척(12)에는 기판교환을 위해 기판(s)을 정전척(12)에 대하여 승강시키는 리프트 핀(21)이 설치된다. 리프트 핀(21)은 정전척(12)에 형성된 핀홀에 삽입되며, 하단부가 핀 승강수단(22)에 연결된다.The
따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 핀 승강수단(22)를 상승시키면 리프트 핀(21)이 기판(s)을 밀어 올려 정전척(12)으로부터 분리시킨다. 또한 핀 승강수단(22)를 하강시키면 리프트 핀(21)의 상단에 놓여진 기판(s)이 정전척(12)의 상면에 안착된다.Therefore, as shown in FIG. 2, when the
그런데 정전척(12)에 기판(s)을 안치하는 과정에서 기판(s)의 정렬이 틀어지는 경우가 종종 발생한다. 이러한 현상은 기판(s)을 이송하는 이송로봇(미도시)의 작동오차나 티칭(teaching) 불량 때문에 발생하기도 하고, 리프트 핀(21)이 하강하는 과정에서 발생하는 진동에 의해 나타나기도 한다. 또한 기판처리장치에서 발생하는 진동으로 인해 이러한 정렬불량이 나타나기도 한다.However, in the process of placing the substrate s in the
이러한 경우를 대비하여 포커스링(13)의 상면 외곽에 경사면을 형성하기도 하였으나, 일반적으로 포커스링(13)의 상면 외곽의 직경이 기판(s)의 직경에 비해 훨씬 크기 때문에 포커스링(13)의 경사면의 안쪽에서 발생하는 정렬불량을 방지하지는 못한다.In this case, an inclined surface was formed on the outer surface of the
이와 같이 기판(s)이 정위치에 안착되지 못하면, 노출된 정전척(12)의 상면에서 플라즈마 아킹이 발생하여 정전척(12)에 손상이 발생하고 이로 인해 정전척(12)의 사용 수명이 단축되는 문제점이 있다.When the substrate s is not seated in this manner, plasma arcing may occur on the exposed top surface of the
또한 도시하지는 않았지만 정전척(12)의 상부에는 공정중에 헬륨가스를 분사하여 유동시키는 그루브가 형성되어 있는데, 기판의 정렬이 틀어지면 공정중에 헬 륨가스가 기판의 상부로 유출되어 공정균일도를 악화시키는 등의 문제를 유발한다.Although not shown, grooves are formed on the top of the
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판안치수단에 기판을 안치할 때 정위치에 정렬할 수 있도록 함으로써, 정전척의 손상을 방지하여 사용수명을 늘리는데 그 목적이 있다SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this problem, and the object of the present invention is to increase the service life of the electrostatic chuck by preventing the electrostatic chuck from being damaged.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판안치수단은, 기판을 안치하는 기판안치대; 상기 기판안치대의 주변부에 설치되며, 기판 정렬을 위한 가스분사구를 구비하는 포커스링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Substrate mounting means according to the present invention for achieving the above object, the substrate support for placing the substrate; And a focus ring installed at a periphery of the substrate stabilizer and having a gas injection hole for substrate alignment.
상기와 같은 기판안치수단에 있어서, 상기 가스분사구는 상기 기판안치대의 상면에 수직한 선에 대하여 상기 포커스링의 바깥쪽으로 30~60도의 방향으로 형성된 것을 특징으로 한다.In the substrate mounting means as described above, the gas injection port is characterized in that formed in the direction of 30 to 60 degrees to the outside of the focus ring with respect to a line perpendicular to the upper surface of the substrate holder.
상기와 같은 기판안치수단에 있어서, 상기 포커스링은 상기 기판안치대의 상면과 같은 방향으로 형성된 제1면과, 상기 제1면의 외곽을 따라 돌출된 제2면을 구비하며, 상기 가스분사구는 상기 제1면에 형성된 것을 특징으로 한다.In the substrate mounting means as described above, the focus ring has a first surface formed in the same direction as the upper surface of the substrate stabilizer, and a second surface protruding along the outer edge of the first surface, the gas injection port is It is formed on the first surface.
상기와 같은 기판안치수단에 있어서, 상기 가스분사구는 기판이 정위치에 안치된 상태를 기준으로 기판의 가장자리보다 바깥쪽에 형성되는 것을 특징으로 한 다.In the substrate mounting means as described above, the gas injection port is characterized in that formed on the outer side than the edge of the substrate on the basis of the state in which the substrate is placed in place.
상기와 같은 기판안치수단에 있어서, 상기 가스분사구는 다수 개가 형성되고, 상기 포커스링은 상기 다수의 가스분사구의 각각과 연통하는 제1유로를 내부에 구비하는 한편, 상기 제1유로에 가스를 공급하는 가스공급구가 상기 기판안치수단 또는 상기 포커스링에 형성되는 것을 특징으로 한다.In the substrate mounting means as described above, a plurality of gas injection ports are formed, and the focus ring has a first flow passage therein for communicating with each of the plurality of gas injection holes, while supplying gas to the first flow passage. The gas supply port is characterized in that formed in the substrate mounting means or the focus ring.
상기와 같은 기판안치수단에 있어서, 상기 기판안치대의 내부에는 상기 포커스링의 상기 가스공급구를 통해 상기 제1유로와 연통하는 제2유로가 형성된 것을 특징으로 한다.In the substrate set-up means as described above, a second flow passage communicating with the first flow path through the gas supply port of the focus ring is formed inside the substrate set.
상기와 같은 기판안치수단에 있어서, 상기 포커스링의 상기 다수의 가스분사구는 상기 가스공급구에서 멀어질수록 조밀하게 형성되는 것을 특징으로 한다.In the substrate mounting means as described above, the plurality of gas injection port of the focus ring is characterized in that the denser is formed away from the gas supply port.
상기와 같은 기판안치수단에 있어서, 상기 포커스링의 상기 다수의 가스분사구는 상기 가스공급구에서 멀어질수록 직경이 커지는 것을 특징으로 한다.In the substrate mounting means as described above, the plurality of gas injection port of the focus ring is characterized in that the larger the diameter away from the gas supply port.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 포커스링은, 기판을 안치하는 기판안치대의 주변부에 설치되며, 기판 정렬을 위한 가스분사구를 구비하는 것을 특징으로 한다.The focus ring for achieving the above object is installed on the periphery of the substrate settlement for placing the substrate, it characterized in that it comprises a gas injection port for substrate alignment.
상기와 같은 포커스링에 있어서, 상기 가스분사구는 상기 기판안치대의 상면에 수직한 선에 대하여 바깥쪽으로 30~60도의 방향으로 형성된 것을 특징으로 한다.In the focus ring as described above, the gas injection port is formed in a direction of 30 to 60 degrees outward with respect to a line perpendicular to the upper surface of the substrate support.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는, 반응공간을 형성하는 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되며, 기판을 안치하는 기판안치대; 상기 기판안치대의 주변부에 설치되며, 기판 정렬을 위한 가스분사구를 구비하는 포커스링; 상기 포커스링의 상기 가스분사구로 정렬용 가스를 공급하는 가스공급수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above object, the chamber forming a reaction space; A substrate support stand installed in the chamber and configured to hold a substrate; A focus ring installed at a periphery of the substrate stabilizer and having a gas injection hole for substrate alignment; And gas supply means for supplying a gas for alignment to the gas injection port of the focus ring.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 포커스링은 상기 기판안치대의 상면과 같은 방향의 제1면을 구비하고, 상기 가스분사구는 상기 제1면에 형성되되 상기 기판이 정위치에 안치된 상태를 기준으로 상기 기판의 가장자리보다 바깥쪽에 형성되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, the focus ring has a first surface in the same direction as the upper surface of the substrate stabilizer, and the gas injection port is formed on the first surface, but the substrate is placed in the correct position. It is characterized in that formed on the outer side than the edge of the substrate as a reference.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 가스공급수단은, 상기 포커스링의 내부에 형성되어 상기 가스분사구와 연통하는 제1유로; 상기 기판안치대의 내부에 형성되어 상기 포커스링의 상기 제1유로와 연통하는 제2유로; 상기 기판안치대의 상기 제2유로와 외부의 가스저장부를 연결하는 가스공급관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, the gas supply means, the first passage formed in the focus ring and in communication with the gas injection port; A second flow path formed in the substrate stabilizer and communicating with the first flow path of the focus ring; And a gas supply pipe connecting the second flow path of the substrate stabilizer and an external gas storage part.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 가스공급관에는 상기 챔버의 외부에서 제2의 가스공급관이 분기되며, 상기 제2의 가스공급관은 상기 챔버 또는 상기 챔버에 연결된 배기관에 연결되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, a second gas supply pipe is branched to the gas supply pipe outside the chamber, and the second gas supply pipe is connected to the chamber or an exhaust pipe connected to the chamber.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기판 정렬 방법은, 리프트 핀이 결합된 기판안치대와, 상기 기판안치대의 주변부에 설치되고 기판 정렬을 위한 가스분사구를 구비하는 포커스링을 포함하는 기판처리장치에서 기판을 정렬하는 방법에 있어서, 상기 기판안치대의 상부로 돌출된 상기 리프트 핀의 상단에 기판을 올려 놓는 제1단계; 상기 가스분사구를 통해 정렬용 가스를 분사하면서, 상기 기판을 하강시 키는 제2단계; 상기 기판을 상기 기판안치대의 상부에 안착시키는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. Substrate alignment method for achieving the above object, the substrate support in which the lift pin is coupled to the substrate, the substrate processing apparatus including a focus ring which is provided in the periphery of the substrate support and has a gas injection port for substrate alignment A method of aligning the method, the method comprising: placing a substrate on an upper end of the lift pin protruding to an upper portion of the substrate stabilizer; A second step of lowering the substrate while injecting the alignment gas through the gas injection port; And mounting the substrate on an upper portion of the substrate stabilizer.
상기와 같은 기판 정렬 방법에 있어서, 상기 제2단계에서는, 상기 정렬용 가스를 상기 기판안치대의 상면에 수직한 선에 대하여 상기 포커스링의 바깥쪽으로 30~60도의 각도로 분사하는 것을 특징으로 한다.In the substrate alignment method as described above, in the second step, the alignment gas is sprayed outwardly of the focus ring with an angle of 30 to 60 degrees with respect to a line perpendicular to the upper surface of the substrate support.
상기와 같은 기판 정렬 방법에 있어서, 상기 제3단계의 이후에는, 상기 기판의 정렬상태를 검사하는 제4단계; 상기 제4단계에서 정렬상태가 불량한 것으로 판단되면, 정렬용 가스를 다시 분사하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate alignment method as described above, after the third step, a fourth step of inspecting the alignment state of the substrate; And if it is determined in the fourth step that the alignment is poor, the fifth step of injecting the alignment gas again.
본 발명에 따르면, 기판을 안치하는 과정에서 정전척의 주변부에 설치된 포커스링으로부터 지속적으로 정렬용 가스가 분사되므로 이를 통해 기판을 정위치로 정렬할 수 있다.According to the present invention, since the alignment gas is continuously injected from the focus ring installed at the periphery of the electrostatic chuck in the process of placing the substrate it is possible to align the substrate to the correct position through this.
또한 기판을 정전척의 상부에 정확하게 위치시킬 수 있기 때문에 정전척의 손상을 방지하여 정전척의 사용수명을 늘일 수 있다. 또한 정전척의 정비회수가 줄어들기 때문에 장치가동률을 향상시킬 수 있다.In addition, since the substrate can be accurately positioned on top of the electrostatic chuck, it is possible to prevent the damage of the electrostatic chuck and extend the service life of the electrostatic chuck. In addition, the maintenance rate of the electrostatic chuck can be reduced, thereby improving the equipment operation rate.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치(100)를 나타낸 도면으로서, 상기 기판처리장치(100)는 반응공간을 형성하는 챔버(110), 상기 챔버(110)의 내부에 위치하며 상면에 기판(s)을 안치하는 정전척(120), 상기 챔버(110)의 상부를 밀폐하며 RF전원(170)이 연결되는 RF전극(150), RF전극(150)의 하부에 설치되어 정전척(120)의 상부로 원료물질을 분사하는 가스분배판(140), 상기 RF전극(150)의 중앙부를 관통하여 설치되어 원료물질을 공급하는 원료공급관(160), 잔류물질을 배출하기 위해 챔버(110)의 하부에 연결되는 배기관(180)을 포함한다. 배기관(180)에는 진공펌프(190)가 설치된다.3 is a view showing a
도시하지는 않았지만 정전척(120)은 통상 알루미늄 재질의 몸체와, 상기 몸체의 상부에 설치되는 절연플레이트를 포함하며, 상기 절연프레이트에는 정전기력을 발생시켜 기판(s)을 고정하는 DC전극이 내장된다.Although not shown, the
정전척(120)의 주변부에는 포커스링(130)이 결합되며, 본 발명에서는 포커스링(130)에 가스분사구(131)를 형성하고 기판(s)을 정전척(120)에 안치할 때 상기 가스분사구(131)를 통해 정렬용 가스를 분사하여 기판(s)을 정렬시키는 점에 특징이 있다. 다시 말하면, 기판(s)가 정확한 위치에 안치될 수 있도록 기판(s)의 단부 및 단부와 근접한 영역에서 수직으로 대응되는 영역에 가스분사구(131)를 형성하고, 가스분사구(131)의 분사각도를 기판(s)의 단부 외곽방향 또는 기판(s)의 단부에 위치한 포커스링(130)의 경사면으로 가스가 흘러가도록 하여, 기판(s)을 정렬한다.The
포커스링(130)은 도 4의 부분 절개 사시도에 도시된 바와 같이 중앙부가 개 구된 환형으로서, 평탄한 상면(133)의 외곽에 상부로 돌출된 경사면(134)이 형성된 구조를 가진다. The
그리고 포커스링(130)의 상면(133)에는 다수의 가스분사구(131)가 형성되고, 내부에는 상기 가스분사구(131)와 연통하는 제1유로(132)가 형성된다. 또한 저면에는 상기 제1유로(132)에 가스를 공급하기 위한 가스공급구(136)가 형성된다. In addition, a plurality of
상기 가스공급구(136)는 1개만이 형성될 수도 있으나, 각 가스분사구(131)에서의 분사압력을 균일하게 하기 위해서는 다수 개를 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우 각 가스공급구(136)는 포커스링(130)의 중심에 대하여 대칭적으로 형성되는 것이 바람직하다.Although only one
그리고 각 가스분사구(131)는 포커스링(130)의 외곽쪽으로 기울어지도록 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 가스분사구(131)의 가스분사방향(도 5의 각A참조)은 수직선에 대하여 바깥쪽으로 30~60도의 범위인 것이 바람직하다. 일반적으로 포커스링(130)의 경사면(134)이 상기 각도범위내에서 형성되기 때문에 가스분사구(131)를 상기 경사면(134)가 동일한 각도로 형성하는 것이 바람직하다.And each
또한 포커스링(130)은 도 9와 같이, 포커스링(130)에 형성되지 않고, 정전척(120)에 형성될 수 있다. 그리고, 가스분사구(131)의 위치는 기판(s)이 정확하게 정렬되었을 때, 기판(s)의 단부에서 수직으로 대응되는 지점에 위치한다. In addition, the
또한 포커스링(130)에서 평탄한 상면(133)의 외곽의 직경을 L1, 기판(s)이 안치되는 정전척(120)의 상면의 직경을 L2, 기판(s)의 직경을 L3라고 할 때, L1>L3>L2 인 것이 바람직하다. 그리고 가스분사구(131)는 기판(s)이 정위치에 안치된 상태를 기준으로 기판(s)의 에지가 놓여지는 위치보다 바깥쪽에 형성되는 것이 바람직하다.In addition, when the diameter of the upper surface of the
한편, 가스분사구(131)는 도시된 바와 같이 다수의 홀로 구성될 수도 있고, 다수의 슬릿 형태로 구성될 수도 있다. On the other hand, the
또한 도 6에 도시된 바와 같이 가스공급구(136)에서 멀어질수록 가스분사구(131)의 간격은 조밀한 것이 바람직하다. 가스공급구(136)에서 멀어질수록 가스압력이 낮아지기 때문에 간격을 조밀하게 함으로써 전체적으로 균일한 압력으로 가스를 분사할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, as the distance from the
다른 방법으로서 가스분사구(131)의 간격은 동일하게 하되, 가스공급구(136)에서 멀어질수록 가스분사구(131)의 직경을 크게할 수도 있다.As another method, the distance between the gas injection holes 131 is the same, but as the distance from the gas supply holes 136 increases, the diameter of the gas injection holes 131 may be increased.
한편, 정전척(120)에는 포커스링(130)의 상기 가스공급구(136)로 가스를 공급하기 위한 제2유로(122)가 형성된다. 상기 제2유로(122)는 제1공급관(211)을 통해 챔버(110)의 외부에 위치하는 가스공급부(220)에 연결된다.On the other hand, the
제1공급관(211)에서 가스공급부(220)와 챔버(110)의 사이에는 유량조절부(230)가 설치된다. 또한 유량조절부(230)와 챔버(110)의 사이의 제1공급관(211)에서는 제2공급관(212)이 분기되어 배기관(180)에 연결된다.The flow
제2공급관(212)에는 챔버(110)의 저면 또는 하부와 연결되는 제3공급 관(213)이 분기될 수도 있다.A
제2공급관(212)을 배기관(180)에 연결하지 않고 챔버(110)의 저면 또는 하부에 직접 연결할 수도 있다.The
그리고 제1 내지 제3 공급관(211,212,213)에는 가스공급을 제어하기 위한 다양한 밸브를 설치한다. 예를 들어 제1공급관(212)에는 가스공급부(220)와 유량조절부(220)의 사이에 제1밸브(V1)를 설치하고, 유량조절부(220)와 챔버(110)의 사이에 제2밸브(V2) 및 제3밸브(V3)를 설치한다. 그리고 제2밸브(V2)와 제3밸브(V3)의 사이에서 제2공급관(212)을 분기한다.The first to
제2공급관(212)에는 제4밸브(V4) 및 제5밸브(V5)를 설치하고, 이때 제4밸브(V4)와 제5밸브(V5)의 사이에서 제3공급관(213)을 분기한다. 제3공급관(213)에는 제6밸브(V6)를 설치한다.A fourth valve V4 and a fifth valve V5 are installed in the
이하에서는 도 7의 흐름도를 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 기판(s)을 정렬하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of aligning the substrate s according to the exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 7.
먼저 외부에서 반입한 기판(s)을 도 8에 도시된 바와 같이 리프트 핀(21)의 상단에 올려놓는다. First, the substrate s loaded from the outside is placed on the upper end of the
이 상태에서는 가스분사구(131)를 통해 가스를 분사하지 않으며, 이를 위해 제3밸브(V3)를 잠궈서 제1공급관(211)을 차단한다. 다만 밸브개폐에 따른 급격한 유동을 방지하기 위해 이러한 대기상태에서는 제4밸브(V4) 및 제6밸브(V6)를 열어서 챔버(110)의 하부로 가스를 배출하거나 제4밸브(V4) 및 제5밸브(V5)를 열어서 배기관(180)으로 가스를 배출한다. (ST11)In this state, gas is not injected through the
이어서 기판(s)을 정렬하기 위해 가스를 분사한다. 가스의 종류는 N2, Ar 등의 비반응성인 것이 바람직하다. 이때 제2공급관(212)이나 제3공급관(213)을 차단하고 제1공급관(211)과 제2유로(122)를 통해 포커스링(130)의 제1유로(132)까지 가스를 공급한다. 공급된 가스는 제1유로(132)의 내부에서 확산된 후에 다수의 가스분사구(131)를 통해 상부로 분사된다.Then gas is sprayed to align the substrate s. It is preferable that the kind of gas is non-reactive, such as N2 and Ar. In this case, the
분사된 가스는 기판(s)의 외곽을 따라 에어커튼을 형성한다.The injected gas forms an air curtain along the periphery of the substrate s.
가스공급량은 유량조절부(230)를 통해 전자적으로 제어하는 것이 바람직하며, 니들밸브(V2)를 설치하여 수동으로 제어할 수도 있다. (ST12)The gas supply amount is preferably controlled electronically through the
이와 같이 가스분사를 시작함과 동시에 또는 이후에 핀 승강수단(22)을 이용하여 기판(s)을 하강시킨다. 하강하는 기판(s)의 에지가 정위치를 벗어나면 분사된 가스에 의해 형성된 에어커튼으로부터 일정한 압력을 받아서 정위치로 복귀한다. (ST13)As described above, the substrate s is lowered by using the pin elevating means 22 at the same time or after the start of the gas injection. When the edge of the descending substrate s is out of position, it receives a constant pressure from the air curtain formed by the injected gas and returns to the position. (ST13)
하강하던 기판(s)이 정전척(120)의 상면에 안착되면, 가스분사를 중단한다. 이때 제3밸브(V3)를 닫음과 동시에 제2공급관(212) 또는 제3공급관(213)을 통해 챔버(110)의 하부 또는 배기관(180)으로 정렬용 가스를 배출시키는 것이 바람직하다. (ST14, ST15)When the lowering substrate s is seated on the upper surface of the
이어서 정전척(110)에 놓여진 기판(s)의 정렬상태를 검사한다. 정전척(110)은 내장된 DC전극에서 발생하는 정전기력에 의해 기판(s)을 고정하는데, 기판(s)이 정위치에 안착되지 않을 경우 정전기력이 기준값과 달라진다. 따라서 정전기력의 측정하여 기판(s)의 정렬상태를 확인할 수 있다.Next, the alignment state of the substrate s placed on the
다른 방법으로서, 정전척(110)의 상면에 형성된 그루브나 분사홀을 통해 공급되는 헬륨의 공급압력을 기준값과 비교하여 기판(s)의 정렬상태를 확인할 수도 있다. (ST16)As another method, the alignment state of the substrate s may be confirmed by comparing the supply pressure of helium supplied through the groove or the injection hole formed on the upper surface of the
ST16단계에서 기판(s)의 정렬상태가 양호한 것으로 판단되면, 이후의 공정을 진행한다. (ST17)If it is determined in step ST16 that the alignment state of the substrate s is good, the subsequent process is performed. (ST17)
그리고 ST16단계에서 기판(s)의 정렬상태가 양호하지 않으면, 즉 기판(s)와 정전척(110)의 오정렬이 발생하면, 기판(s)과 정전척(110)의 처킹(chucking)이 완전하게 이루어지지 않고, 분사홀 또는 그루브를 통하여 공급되는 냉각가스인 헬륨가스의 주입압력 및 정전기척(110)에 내장된 DC전극에서 발생하는 정전기력이 정확하게 측정되지 않는다. 따라서, 헬륨가스 주입과 DC 전압의 인가를 차단하고, 기판(s)을 정렬하기 위해 가스분사구(131)을 통해 정렬용 가스를 다시 분사한다. (ST18)If the alignment of the substrate s is not good at step ST16, that is, if misalignment of the substrate s and the
일정시간 분사한 후에는 다시 가스분사를 중단하고 기판정렬상태를 검사하는 과정을 거쳐야 한다. (ST15, ST16)After spraying for a certain period of time, the gas injection must be stopped again and the substrate alignment must be inspected. (ST15, ST16)
한편 이상에서는 정전기력을 발생하는 정전척을 포함하는 기판처리장치를 설명하였으나, 정전기력을 발생하지 않는 기판안치수단을 포함하는 기판처리장치에서도 본 발명이 적용될 수 있다.Meanwhile, the substrate processing apparatus including the electrostatic chuck generating the electrostatic force has been described above, but the present invention may be applied to the substrate processing apparatus including the substrate settling means that does not generate the electrostatic force.
또한 이상에서는 반도체 제조장치를 중심으로 본 발명의 실시예에 따른 정 전척을 설명하였으나, 본 발명은 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출표시소자(Field Emission Display, FED), 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode Device, OLED) 등의 평면표시소자를 제조하는 장치에도 적용될 수 있다. 또한 태양전지용 기판을 제조하는 장치에도 적용될 수 있다.In addition, in the above, the electrostatic chuck according to the embodiment of the present invention has been described with reference to a semiconductor manufacturing apparatus. However, the present invention provides a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), and an organic light emitting diode. The present invention can also be applied to a device for manufacturing a flat panel display device such as an organic light emitting diode device (OLED). It can also be applied to a device for manufacturing a substrate for a solar cell.
나아가 본 발명은 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니어서 다양한 형태로 수정 또는 변형되어 실시될 수 있다. 그리고 이러한 수정 또는 변형된 실시예가 후술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상이나 이와 등가적인 구성을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments and may be modified or modified in various forms. And if the modified or modified embodiment includes the technical spirit or equivalent configuration of the present invention described in the claims to be described later of course belongs to the scope of the present invention.
도 1은 플라즈마를 이용한 기판처리장치의 개략 구성도1 is a schematic configuration diagram of a substrate processing apparatus using plasma
도 2는 기판 안치를 위한 리프트 핀의 승강구조를 나타낸 도면Figure 2 is a view showing the lifting structure of the lift pin for placing the substrate
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 개략 구성도3 is a schematic configuration diagram of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 포커스링의 부분 절개 사시도4 is a partially cutaway perspective view of a focus ring according to an embodiment of the present invention;
도 5는 포커스링의 크기를 나타낸 도면5 illustrates the size of a focus ring.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 포커스링의 평면도6 is a plan view of a focus ring according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기판정렬과정을 나타낸 흐름도7 is a flowchart illustrating a substrate alignment process according to an embodiment of the present invention.
도 8은 기판이 안치되는 과정을 나타낸 도면8 is a view illustrating a process of placing a substrate
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기판안치수단의 단면도9 is a cross-sectional view of the substrate mounting means according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100: 기판처리장치 110: 챔버100: substrate processing apparatus 110: chamber
120: 정전척 122: 제2유로120: electrostatic chuck 122: second euro
130: 포커스링 131: 가스분사구130: focus ring 131: gas injection port
132: 제1유로 133: 상면132: first euro 133: upper surface
134: 경사면 136: 가스공급구134: slope 136: gas supply port
140: 가스분배판 150: RF전극140: gas distribution plate 150: RF electrode
180: 배기관 190: 펌프180: exhaust pipe 190: pump
211,212,213: 제1, 제2, 제3공급관211,212,213: 1st, 2nd, 3rd supply pipe
220: 가스공급부 230: 유량조절부220: gas supply unit 230: flow rate control unit
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