KR101140547B1 - 기판처리장치 및 그의 세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스분배수단의 세정을 위한 세정수단을 포함하는 기판처리장치 및 그의 세정방법에 관한 것이로, 기판처리장치의 세정방법은 리드 및 몸체로 구성되어 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 반응공간에 위치한 가스분배수단; 상기 가스분배수단과 대향하고 기판이 안치되는 기판안치수단; 상기 리드를 관통하여 상기 가스분배수단에 연결된 가스 공급관; 상기 가스 공급관에 연결되어 상기 리드의 승하강에 따라 유동가능하고 제 1 가스를 공급하는 제 1 가스 유입관; 상기 가스 공급관에 연결되고 제 2 가스를 공급하기 위한 제 2 가스 유입관; 및 상기 가스 공급관과 상기 제 1 가스 유입관과 연결부위에 설치되고, 상기 제 2 가스 유입관과 직접 또는 간접적으로 연결되어, 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 공급하거나 차단하기 위한 제어장치;를 포함하는 기판처리장치에 있어서, 상기 리드를 상기 몸체와 분리함과 동시에 상기 제 2 가스의 공급을 차단하고 상기 제 1 가스를 상기 가스분배수단에 공급하는 제 1 단계; 상기 제 1 가스에 의해 상기 가스분배수단을 세정하는 제 2 단계; 및 상기 리드를 상기 몸체와 결합시키고, 기판처리공정을 준비하는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

기판처리장치, 가스분배수단, 세정가스, 유연관, 주름관

Description

기판처리장치 및 그의 세정방법{Appratus for treating substrate and Method for cleaning the same}

본 발명은 기판처리장치 및 그의 세정방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 가스분배수단의 세정을 위한 세정수단을 포함하는 기판처리장치와 세정수단을 이용하여 가스분배수단을 세정하는 기판처리장치의 세정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자, 표시장치 및 박막 태양전지를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 된다. 이들 공정 중 박막증착공정 및 식각공정 등은 진공상태로 최적화된 기판처리장치에서 진행한다.

도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략 단면도이고, 도 2는 종래기술에 따른 기판처리장치의 분해 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 종래기술의 기판처리장치를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 기판처리공정을 수행하기 위하여, 리드(12) 및 몸체(14)의 결합에 의해 반응공간이 형성되어 있는 상태를 도시하고, 도 2는 반응공간의 내부를 세정(cleaning)하기 위하여, 리드(12)를 몸체(14)로부터 분리한 상태를 도시한다.

도 1 및 도 2와 같이, 기판처리장치(10)는 반응공간을 제공하고 리드(12)와 몸체(14)로 구성되는 공정챔버(16), 반응공간의 상부에 위치하는 가스분배수단(18), 가스분배수단(18)과 대향하고 기판(20)이 안치되는 기판안치수단(22), 가스공급관(24)을 통하여 가스분배수단(18)에 공정가스를 공급하는 소스공급부(26) 및 기판(20)을 공급 또는 반출하기 위한 출입구(28) 및 반응공간의 가스 및 반응 부산물을 배출하기 위한 배출구(30)를 포함하여 구성된다. 리드(12)와 몸체(14) 사이에 밀폐부재로서 제 1 오링(62)이 개재되어 있고, 리드(12)의 자중이 제 1 오링(62)에 인가되어, 외부와 밀폐된 반응공간이 형성된다.

가스분배수단(18)은, 리드(12)로부터 연장되는 지지부(42)에 현가되는 분배판(44) 및 분배판(44)에 설치되고 공정가스를 기판안치수단(22)에 분사하기 위한 다수의 분사홀(40)을 포함한다. 리드(12)와 분배판(44) 사이에는 가스공급관(24)으로부터 공급되는 공정가스를 수용하는 수용공간(64)이 형성된다.

리드(12) 및 몸체(14)의 일 측면에는 소스공급부(26)로부터 가스공급관(24)에 공정가스를 공급 또는 차단시키기 위한 제 1 및 제 2 블럭(32, 34)이 설치된다. 제 1 및 제 2 블럭(32, 34)은 각각 공정가스가 통과하는 유입관(38)과, 유입관(38)에 연결되어 공정가스를 공급 또는 차단하는 밸브(66)가 설치된다. 제 1 및 제 2 블럭(32, 34) 사이에는 제 2 오링(O-ring)(36)이 개재되어 있고, 리드(12)와 몸체(14)가 결합되어 반응공간을 형성할 때, 리드(12)의 자중이 제 2 오링(36)에 인가되어 제 1 및 제 2 블럭(32, 34)의 결합에 의해 연통되는 유입관(38)의 기밀을 유지시킨다.

도 1과 같은 기판처리장치(10)에서, 박막의 증착 또는 박막의 식각과 같은 기판처리공정을 수행하면, 반응공간에서 공정가스의 반응에 의해 가스분배수단(18)을 포함한 파트 상에 분말(powder) 형태의 이물질이 부착되어, 후속의 기판처리과정에서, 기판(20) 상에 형성되는 박막을 오염시키거나 박막의 균일성에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 가스분배수단(18)을 포함한 반응공간의 내부를 주기적으로 세정하기 위한 예방정비(preventative maintenance)을 수행한다.

도 2와 같이, 리드(12)를 몸체(14)에서 분리하면, 제 1 및 제 2 블럭(32, 34)도 동시에 분리된다. 리드(14)가 몸체(14)로부터 분리하기 전에 밸브(66)를 폐쇄하여 반응공간에 공급되는 공정가스를 차단한다. 리드(12)와 몸체(14)를 분리한 상태에서, 반응공간의 내부를 진공청소기를 이용하여 분말형태의 이물질을 흡진하 는 방식으로 세정한다. 동일하게, 가스분배판(18)의 경우도, 별도로 분해하지 않고, 분배판(44)에 표면에 부착되어 있는 이물질을 진공청소기로 흡진하는 방식으로 세정한다.

분배판(44)의 표면에 부착되어 있는 이물질이, 진공청소기에 의해 흡진되는 과정에서 다수의 분사홀(40)로 유입되는 현상이 발생한다. 따라서, 진공청소기에 의해 가스분배수단(18)의 분배판(44)의 표면에서 이물질이 발견되지 않을지라도, 다수의 분사홀(40) 내부에는 이물질이 잔류하게 된다. 다수의 분사홀(40)이 직경에 비하여 유동거리가 길고 작은 직경을 가진 오리피스 구조이므로, 기판처리과정에서 잔류되거나 진공청소기로 흡진하는 과정에서 유입된 이물질은 외부로 배출되기 어렵기 때문에, 다수의 분사홀(40)의 내부에 축적되는 현상이 발생한다.

예방정비의 과정에서, 완전하게 외부로 배출되지 않고 가스분배수단(18)의 다수의 분사홀(40) 내부에 잔류된 이물질은, 후속되는 기판처리과정에서, 다수의 분사홀(40) 중 일부를 일시적으로 폐쇄시켜서 발생되는 불균일한 공정가스의 밀도와, 다수의 분사홀(40)로부터 배출되는 이물질로 인해, 박막의 재현성 및 박막의 오염문제를 야기시킬 수 있다.

상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 공정챔버의 리드 및 몸체가 분리되었을 때, 가스분배수단의 세정을 위한 세정가스를 공급하는 세정수단을 포함하는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다,

본 발명은, 공정챔버의 리드에 연결되고, 리드의 승하강에 따라 유동할 수 있는 유연관으로 세정가스를 공급하는 가스 유입관을 설치하여, 리드를 몸체에서 분리함과 동시에 가스분배수단에 세정가스를 공급할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치의 세정방법은, 리드 및 몸체로 구성되어 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 반응공간에 위치한 가스분배수단; 상기 가스분배수단과 대향하고 기판이 안치되는 기판안치수단; 상기 리드를 관통하여 상기 가스분배수단에 연결된 가스 공급관; 상기 가스 공급관에 연결되어 상기 리드의 승하강에 따라 유동가능하고 제 1 가스를 공급하는 제 1 가스 유입관; 상기 가스 공급관에 연결되고 제 2 가스를 공급하기 위한 제 2 가스 유입관; 및 상기 가스 공급관과 상기 제 1 가스 유입관과 연결부위에 설치되고, 상기 제 2 가스 유입관과 직접 또는 간접적으로 연결되어, 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 공급하거나 차단하기 위한 제어장치;를 포함하는 기판처리장치에 있어서, 상기 리드를 상기 몸체와 분리함과 동시에 상기 제 2 가스의 공급을 차단하고 상기 제 1 가스를 상기 가스분배수단에 공급하는 제 1 단계; 상기 제 1 가스에 의해 상 기 가스분배수단을 세정하는 제 2 단계; 및 상기 리드를 상기 몸체와 결합시키고, 기판처리공정을 준비하는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기판처리장치의 세정방법에 있어서, 상기 제 3 단계에서, 상기 제 2 가스가 공급되기 전까지 상기 제 1 가스가 공급되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 하는 기판처리장치의 세정방법에 있어서, 상기 기판처리장치의 상기 제 1 가스 유입관은 주름관(bellows)을 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기판처리장치의 세정방법에 있어서, 상기 제 1 단계 및 상기 제 3 단계에서, 상기 리드의 승하강에 따라 상기 몸체와 상기 리드를 분리 또는 결합할 때, 감지수단에 의해 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스의 공급 및 차단을 제어하는 감지신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기판처리장치의 세정방법에 있어서, 상기 기판처리장치는, 상기 리드의 측면에 설치되고, 상기 가스 공급관과 연결되고 상기 제 2 가스가 통과되는 제 1 통과관 및 센서부의 제 1 파트를 포함하는 제 1 블럭; 상기 몸체의 측면에 설치되고, 상기 제 1 통과관과 연통되고 상기 제 2 가스 유입관과 연결되는 제 2 통과관, 상기 제 1 센서부의 상기 제 1 파트와 상호 작용에 의해 상기 몸체에서 상기 리드가 분리 또는 결합되는 것을 감지하여 감지신호를 발생시키고, 상기 감지신호를 제어부에 전달하는 상기 센서부의 제 2 파트, 및 상기 제 2 가스의 공급 및 차단을 제어하는 밸브를 포함하는 제 2 블럭;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기판처리장치의 세정방법에 있어서, 상기 기판처리장치의 상기 제어장치는 3-웨이 밸브인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기판처리장치의 세정방법에 있어서, 상기 제 1 가스는 상기 가스분배수단을 세정하기 위한 비반응성 가스이고, 상기 제 2 가스는 기판처리공정을 수행하기 위한 공정가스인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는, 리드 및 몸체로 구성되어 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 반응공간에 위치한 가스분배수단; 상기 가스분배수단과 대향하고 기판이 안치되는 기판안치수단; 상기 리드를 관통하여 상기 가스분배수단에 연결된 가스 공급관; 상기 가스 공급관에 연결되어 상기 리드의 승하강에 따라 유동가능하고 제 1 가스를 공급하는 제 1 가스 유입관; 상기 가스 공급관에 연결되고 제 2 가스를 공급하는 제 2 가스 유입관; 및 상기 가스 공급관과 상기 제 1 가스 유입관과 연결부위에 설치되고, 상기 제 2 가스 유입관과 직접 또는 간접적으로 연결되어, 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 공급하거나 차단하기 위한 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 제 1 가스 유입관은 주름관(bellows)을 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 리드의 승하강에 따라 상기 몸체 와 상기 리드를 분리 또는 결합할 때, 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스의 공급 및 차단을 제어하는 감지신호를 발생하는 감지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 리드의 측면에 설치되고, 상기 가스 공급관과 연결되고 상기 제 2 가스가 통과되는 제 1 통과관 및 센서부의 제 1 파트를 포함하는 제 1 블럭; 및 상기 몸체의 측면에 설치되고, 상기 제 1 통과관과 연통되고 상기 제 2 가스 유입관과 연결되는 제 2 통과관, 상기 제 1 센서부의 상기 제 1 파트와 상호 작용에 의해 상기 몸체에서 상기 리드가 분리 또는 결합되는 것을 감지하여 감지신호를 발생시키고, 상기 감지신호를 제어부에 전달하는 상기 센서부의 제 2 파트, 및 상기 제 2 가스의 공급 및 차단을 제어하는 밸브를 포함하는 제 2 블럭;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 제어장치는 기판처리공정을 수행할 때, 상기 가스분배수단에 상기 제 1 가스를 차단한 상태에서 상기 제 2 가스를 공급하고, 상기 반응공간을 세정할 때, 상기 가스분배수단에 상기 제 2 가스를 차단한 상태에서 상기 제 1 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 제어장치는 상기 가스 공급관, 상기 제 1 가스 유입관 및 상기 제 2 가스 유입관이 연결된 3-웨이 밸브인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 제 1 가스는 상기 가스분배수단을 세정하기 위한 비반응성 가스이고, 상기 제 2 가스는 기판처리공정을 수행하기 위한 공정가스인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기판처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 리드를 관통하여 가스분배수단에 연결되는 가스 공급관에 가스분배수단을 세정하기 위한 비반응성 가스를 공급하고, 리드의 승하강에 따라 유동할 수 있는 유연관으로 가스 유입관을 설치함으로써, 리드를 몸체에서 분리함과 동시에 가스분배수단에 세정가스를 공급할 수 있다.

본 발명은 공정챔버를 구성하는 리드와 몸체를 분리했을 때, 공정가스의 공급이 중단됨과 동시에 가스분배수단에 이물질을 외부로 배출하기 위한 이물질의 캐리어 가스로서 비반응성 가스가 공급되어, 가스분배수단의 수용공간 및 다수의 분사홀 내부의 이물질을 완전하게 외부로 배출할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 분해 개략도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 퍼지가스 공급관의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가스분배수단의 일부 단면도이다.

도 3 및 도 4와 같이, 기판처리장치(110)는 반응공간을 제공하고 리드(112)와 몸체(114)로 구성되는 공정챔버(116), 반응공간의 상부에 위치하는 가스분배수단(118), 가스분배수단(118)과 대향하고 기판(120)이 안치되는 기판안치수단(122), 리드(112)를 관통하여 가스분배수단(118)에 연결된 가스 공급관(124) 및 리드(112)가 몸체(114)로부터 분리되었을 때, 가스분배수단(118)을 세정하기 위한 세정수단(170)을 포함하여 구성된다. 리드(112)와 몸체(114) 사이에 밀폐부재로서 제 1 오링(162)이 개재되어 있고, 리드(112)의 자중이 제 1 오링(162)에 인가되어, 외부와 밀폐된 반응공간이 형성된다.

도 4와 같이, 리드(112)가 몸체(114)로부터 분리되었을 때 가스분배수단(118)을 세정하기 위한 세정수단(170)은, 가스공급관(124)과 연결된 제 1 가스 유입관(150), 제 1 가스 유입관(150)에 제 1 가스를 공급하기 위한 제 1 가스 공급부(152), 및 제 1 가스 유입관(150)과 가스 공급관(124)의 연결지점에 설치되고 제 1 가스의 공급 및 차단을 제어하기 위한 제어장치로서 제 1 밸브(160)를 포함한다.

기판처리장치(110)는, 가스 공급관(124)에 연결된 제 2 가스 유입관(164), 제 2 가스 유입관(164)에 제 2 가스를 공급하는 제 2 가스 공급부(126), 기판(120)을 반응공간에 반입 또는 반응공간으로부터 반출하기 위한 출입구(128) 및 반응공간의 가스 및 반응 부산물을 배출하기 위한 배출구(130)를 더 포함한다. 제 2 가스는 기판처리장치(110)에서 공정을 수행하기 위한 공정가스로, 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스를 포함할 수 있다.

제 1 가스 유입관(150)과 가스 공급관(124)의 연결 지점에 설치된 제 1 밸브(160)의 제어에 의해, 도 3과 같이, 반응공간을 제공하기 위해 리드(112)와 몸체(114)가 결합되어 기판처리공정을 수행할 때, 가스분배수단(118)에 제 1 가스의 공급이 차단한 상태에서 제 2 가스가 공급되고, 도 4와 같이, 리드(112)와 몸체(114)를 분리한 상태에서 가스분배수단(118)이 세정될 때, 가스분배수단(118)에 제 2 가스의 공급이 차단된 상태에서 제 1 가스가 공급된다.

제 1 밸브(160)는 3-웨이 밸브(3-way valve)를 사용하고, 가스 공급관(124), 제 1 가스 유입관(150) 및 제 2 가스 유입관(164)과 직접 또는 간접적으로 연결되어, 가스분배수단(118)에 공급되는 가스를 선택할 수 있다.

제 1 가스는, 도 4와 같이, 리드(112)를 승강시켜 몸체(114)로부터 분리한 후에, 가스분배수단(118)의 수용공간(174) 및 다수의 분사홀(140)에 부착되어 있는 이물질을 세정하기 위한 용도이므로, 가스분배수단(118)에 영향을 미치지 않는 비반응성 가스, 예를 들면 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스 또는 질소가스를 사용한다.

리드(112)를 관통하여 가스분배수단(118)에 연결된 가스 공급관(124)는 유연성이 없는 경직관(stiffness pipe)을 사용하지만, 제 1 가스가 통과하는 제 1 가스 유입관(150)은 리드(112)의 승하강과 함께 유동할 수 있는 유연관(flexible pipe)을 사용한다. 유연관으로서 제 1 가스 유입관(150)은 도 5와 같이, 스테인레스 스틸(stainless steel) 또는 알루미늄(aluminum) 재질을 사용하여 유연성이 좋은 주름관(bellows) 형태로 제작한다. 제 1 가스가 비반응성 가스이므로 제 1 가스 유입관(150)이 제 1 가스에 의해 부식될 염려가 없다. 따라서, 제 1 가스 유입관(150)의 재질은 특별한 제한 없이 선택할 수 있다.

리드(112) 및 몸체(114) 각각의 일 측면에는 제 1 및 제 2 블럭(132, 134)이 설치된다. 리드(112)의 일 측면에 설치되는 제 1 블럭(132)은, 제 2 가스가 통과되고 가스 공급관(124)과 연결되는 제 1 통과관(138a), 몸체(114)에서 리드(112)가 분리되거나 결합되는 것을 감지하는 감지수단으로서, 감지신호를 발생시키고 감지신호를 제어부(도시하지 않음)에 전달하는 센서부(154)의 제 1 파트(154a)를 포함하여 구성된다.

몸체(114)의 일측면에 설치되고 제 1 블럭(132)과 결합 또는 분리되는 제 2 블럭(134)은, 제 1 및 제 2 블럭(132, 134)이 결합되었을 때 제 1 통과관(138a)과 연통되고 제 2 가스 유입관(164)과 연결되는 제 2 통과관(138b), 감지신호를 발생시키기 위해 센서부(154)의 제 1 파트(154a)와 상호작용하는 센서부(154)의 제 2 파트(154b), 및 제 2 가스의 공급 및 차단을 제어하는 제 2 밸브(172)를 포함하여 구성된다.

제어부는 센서부(154)로부터 몸체(114)로부터 리드(112)가 분리 또는 결합되는 감지신호를 전달받아, 제 1 밸브(160) 및 제 2 밸브(172)를 제어함으로서, 제 1 가스를 제 1 가스 유입관(150)과 가스 공급관(124)을 통하여 가스분배수단(118)에 공급하거나 차단하고, 제 2 가스를 제 2 가스 유입관(150)을 통하여 가스분배수단(118)에 공급하거나 차단한다.

제 1 및 제 2 블럭(132, 134) 사이와 제 1 및 제 2 통과관(138a, 138b)의 주변에 제 2 오링(136)이 개재되어, 리드(112)와 몸체(114)가 결합되어 반응공간을 형성할 때, 리드(112)의 자중이 제 2 오링(136)에 인가되어 제 1 및 제 2 통과관(138a, 138b)이 연결되는 부분의 기밀을 유지시킨다. 리드(112)의 자중을 오링(136)에 인가시키는 방법과 함께, 제 1 및 제 2 블럭(132, 134)에 볼트 및 너트를 설치하여 제 2 오링(136)에 별도의 압력을 인가함으로써 기밀성을 개선할 수 있 다.

센서부(154)의 제 1 및 제 2 파트(154a, 154b)는 각각 발광부 및 수광부이고, 발광부의 조사 광에 대한 수광부의 감응에 따라 리드(112)와 몸체(114)의 결합 및 분리를 감지한 감지신호를 발생시킨다.

가스분배수단(118)은, 리드(112)로부터 연장되는 지지부(142)에 현가되는 분배판(144) 및 분배판(144)에 설치되고 제 1 및 제 2 가스를 분사하기 위한 다수의 분사홀(140)을 포함한다. 도면으로 도시하지 않았지만, 다수의 분사홀(140)의 각각은 유입부, 오리피스부 및 확산부로 구성되고, 오리피스부는 유입부 및 확산부와 비교하여 대단히 작은 직경을 가진다. 리드(112)와 분배판(144) 사이에 가스공급관(124)으로부터 공급되는 제 1 가스 또는 제 2 가스를 수용하는 수용공간(174)이 형성된다.

기판처리공정을 수행하기 위해 제 2 가스 공급부(126)으로부터 가스분배수단(118)을 경유하여 반응공간에 공급되는 제 2 가스는 여러 종류의 공정가스를 포함할 수 있다. 2 종류의 공정가스를 분사하는 가스분배수단(118)의 일부을 도시한 도 6을 참조하면, 가스분배수단(118)은 분배판(144), 분배판(144)에 설치되고 제 1 및 제 2 공정가스를 각각 분사하는 제 1 및 제 2 분사홀(140a, 140b), 제 1 공정가스를 수용하는 제 1 수용부(166), 및 제 2 공정가스를 수용하는 제 2 수용부(168) 를 포함한다.

도 6과 같은 가스분배수단(118)을 사용하는 경우, 제 1 및 제 2 수용부(166, 168)에 제 1 및 제 2 공정가스를 분리하여 공급하기 위하여, 가스 공급관(124)은 제 1 수용부(166)에 연결되는 제 1 가스 공급관(도시하지 않음)과 제 2 수용부(168)에 연결되는 제 2 가스 공급관(도시하지 않음)을 포함한다. 그리고, 세정가스를 공급하는 제 1 가스 유입관(150)은 2 개의 라인은 분기되어 각각 제 1 밸브(160)를 개재하여 제 1 및 제 2 가스 공급관에 연결된다.

도 3과 같이, 반응공간을 제공하기 위하여 리드(112)와 몸체(114)가 결합되어 있을 때, 기판처리공정, 예를 들면 박막의 증착공정 또는 박막의 식각공정을 반복적으로 수행하면, 가스분배수단(118)을 포함한 반응공간의 내부에 공정가스의 반응에 의한 이물질이 부착되어, 후속으로 진행되는 기판처리과정에서, 박막의 균일성에 영향을 주거나 또는 기판(120)을 오염시킬 수 있고, 기판처리장치(110)를 구성하는 파트 들이 열화되어 정상적으로 동작하지 않을 수 있다.

따라서, 도 4와 같이, 리드(112)를 승강시켜 몸체(114)로부터 분리하고, 가스분배수단(118)을 포함한 공정챔버(116)의 내부에 공정가스의 반응에 의해 부착된 이물질의 제거와, 기판처리장치(110)를 구성하는 파트 들의 점검하고 해당 파트를 수리 및 교체하는 주기적인 예방정비(preventative maintenance)를 실시한다.

예방정비 과정에서, 리드(112)와 몸체(114)를 분리하지 않고, 반응공간에 세정가스를 공급하고 플라즈마를 발생시켜 이물질을 제거하는 방법을 고려할 수 있지만, 이물질이 완전히 제거되지 않고 잔류되어 후속되는 기판처리공정에 영향을 줄 수 있다, 특히, 기판(120) 상에 화합물 반도체층으로 GaN 박막을 증착하고, 가스분배수단(118)의 다수의 분사홀(140) 내부에 이물질이 부착되어 있는 경우, 이물질이 플라즈마를 이용한 세정공정에 의해 완전히 제거되지 않고 잔류되는 현상이 심하게 발생한다.

도 4와 같이, 예방정비를 위하여, 리드(112)를 승강시켜 몸체(114)로부터 분리한다. 리드(112)는 상당한 중량을 가지고 있기 때문에 수작업으로 리드(112)를 승강하는 것이 불가능하기 때문에, 크레인에 의해 리드(112)를 몸체(114)로부터 작업자의 출입이 가능한 정도의 높이인 30 내지 60cm 정도 승강시킨다.

제 2 오링(136)에 별도의 압력을 인가하기 위하여 제 1 및 제 2 블럭(132, 134)에 볼트 및 너트를 설치한 경우, 리드(112)를 승강시키기 전에 볼트 및 너트를 분해하여 리드(112)의 승강에 방해하지 않도록 한다. 그리고, 리드(112)가 승강할 때, 제 1 블럭(132), 제 1 블럭(132)의 제 1 통과관(138a)과 가스분배수단(118)에 연결된 가스 공급관(124), 및 가스 공급관(124)에 연결된 제 1 가스 유입관(150)이 동시에 승강된다.

리드(112)가 몸체(114)로부터 분리되면, 센서부(154)의 감지신호가 제어부에 인가되고, 제 1 밸브(160) 및 제 2 밸브(172)를 제어함으로써, 제 1 가스가 제 1 가스 유입관(150)과 가스 공급관(124)을 통하여 가스분배수단(118)에 공급됨과 동시에 제 2 가스의 공급은 차단된다. 센서부(154) 및 제어부에 의해, 리드(112)가 몸체(114)로부터 분리되었을 때, 제 1 가스의 공급과 제 2 가스의 차단을 동시에 실행하는 것은, 기판처리공정을 수행하기 위한 공정가스로서 제 2 가스가 공급되어 발생될 수 있는, 인명사고 및 화재 등을 미연에 방지하기 위함이다.

도 3 및 도 4와 같이, 가스분배수단(118)의 세정수단으로서, 가스 공급관(124)에 연결되는 유연관인 제 1 가스 유입관(150)을 대신하여, 제 1 가스 공급부(152)와 연결되는 세정가스 유입관(도시하지 않음)을 준비할 수 있다. 제 2 가스의 공급을 차단하고 리드(112)를 몸체(114)에서 분리하였을 때, 제 1 블럭(132)의 제 1 통과관(138a)과 연통되도록 세정가스 유입관을 연결하고 세정가스를 공급하여 가스분배수단(118)을 세정한 후에, 세정가스 유입관을 제 1 블럭(132)의 제 1 통과관(138a)에서 분리하고, 리드(112)와 몸체(114)를 결합시키는 방법을 제안할 수 있다.

그러나, 리드(112)를 몸체(114)와 분리하여 가스분배수단(118)을 세정할 때 마다, 세정가스 유입관을 연결하고 분리하여야 하므로, 많은 시간과 노력이 소요되 고, 특히, 제 1 통과관(138a)과 연결되는 세정가스 유입관의 단부를 제 2 블럭(134)과 동일한 형태의 연결부로 제작하여야 하고, 제 1 통과관(138a)와 연결부가 정렬될 때, 완전한 기밀이 유지되기 어려워 적절한 유량의 세정가스를 가스분배수단(118)에 공급하기 어렵다. 따라서, 리드(112)와 몸체(114)가 분리 및 결합될 때마다 세정가스 유입관을 결합 및 분리시키는 방법은 가스분배수단(118)을 세정시키는 방법으로 적당하지 않다.

따라서, 도 3 및 도 4와 같이, 제 1 가스를 공급하기 위해 제 1 가스 유입관(150)과 연결되는 제 1 가스 공급부(152)는, 리드(112)의 승하강과 무관하게 고정된 상태를 유지할지라도, 가스 공급관(124)에 상시 연결상태를 유지하여 분리 및 결합과정이 필요 없고, 리드(112)의 승하강에 따라 유동할 수 있는 유연관으로 제 1가스 유입관(150)을 설치하는 것이 바람직하다.

제 1 가스 공급부(152)는 리드(112)보다 낮은 위치에 고정된다. 리드(112)가 몸체(114)에 결합되었을 때, 제 1 가스 공급부(152)와 제 1 밸브(160) 사이를 제 1 거리로 정의하고, 리드(112)가 승강되어 몸체(114)로부터 분리되었을 때, 제 1 가스 공급부(152)와 제 1 밸브(160) 사이를 제 2 거리로 정의하면, 제 1 거리는 제 2 거리보다 짧다. 따라서, 리드(112)가 승강되는 경우를 고려하여, 제 1 가스 유입관(150)의 길이는 제 2 거리와 같거나 크게 제작하는 것이 바람직하다.

기판처리장치(110)의 세정방법을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 기판처리장치(110)의 세정방법은, 리드(112)를 승강시켜 몸체(114)와 분리하는 제 1 단계, 제 1 가스를 가스분배수단(118)에 공급하여 수용공간(174)과 다수의 분사홀(140)의 내부를 세정하는 제 2 단계, 리드(112)를 하강시켜 몸체(114)와 결합시키는 제 3 단계를 포함한다.

제 1 단계에서, 리드(112)를 승강시키면, 센서부(154)가 리드(112)가 몸체(114)에서 분리되었음을 감지하여 감지신호를 제어부에 전달하고, 제어부는 제 2 밸브(172)를 폐쇄하여 제 2 가스의 공급을 차단하고 제 1 밸브(160)의 제어에 의해 제 1 가스를 가스분배수단(118)에 공급하기 시작한다. 제 1 가스의 압력 및 유량은 가스분배수단(118)의 크기, 구조의 복잡성, 및 이물질의 침적 정도를 고려하여 결정한다. 제 1 가스가 비반응성 가스이므로, 대기 중으로 유출되어도 인명사고 및 화재의 위험은 없다.

제 2 단계에서, 제 1 밸브(160)의 제어에 의해, 제 1 가스가 제 1 가스 유입관(150)과 가스 공급관(124)을 통하여 가스분배수단(118)에 공급되고. 제 1 가스는 수용공간(174)을 통하여 다수의 분사홀(140)을 통하여 분사된다. 제 1 가스가 다수의 분사홀(140)을 통하여 분사되면서, 수용공간(174)과 다수의 분사홀(140)의 내부에 부착된 이물질이 외부로 배출되고, 배출되는 이물질은 진공청소기에 의해 흡진된다. 제 1 가스는 가스분배수단(118)의 수용공간(174)과 다수의 분사홀(140) 내부 의 이물질이 외부로 이송시키는 캐리어 가스(carrier gas)의 기능을 한다.

제 3 단계에서, 리드(112)와 몸체(114)를 결합시켜 반응공간을 형성하고, 기판처리공정을 준비한다. 리드(112)와 몸체(114)를 결합하여도, 공정가스인 제 2 가스를 공급하기 전까지, 제 1 가스가 계속 반응공간으로 공급될 수 있다.

제 1 내지 제 3 단계로 가스분배수단(118)을 세정하면, 세정가스인 제 1 가스에 의해, 가스분배수단(118)의 수용공간 및 다수의 분사홀(140) 내부의 이물질이 외부로 배출되어 제거되어, 후속되는 기판처리공정에 영향을 주지 않는다.

도 1은 종래기술에 따른 기판처리장치의 개략 단면도

도 2는 종래기술에 따른 기판처리장치의 분해 단면도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 분해 개략도

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 퍼지가스 공급관의 사시도

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가스분배수단의 일부 단면도

Claims (15)

1. 리드 및 몸체로 구성되어 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 반응공간에 위치한 가스분배수단; 상기 가스분배수단과 대향하고 기판이 안치되는 기판안치수단; 상기 리드를 관통하여 상기 가스분배수단에 연결된 가스 공급관; 상기 가스 공급관에 연결되어 상기 리드의 승하강에 따라 유동가능하고 비반응성의 세정가스인 제 1 가스를 공급하는 제 1 가스 유입관; 상기 가스 공급관에 연결되고 공정가스인 제 2 가스를 공급하기 위한 제 2 가스 유입관; 및 상기 가스 공급관과 상기 제 1 가스 유입관의 연결부위에 설치되고, 상기 제 2 가스 유입관과 직접 또는 간접적으로 연결되어, 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 공급하거나 차단하기 위한 제어장치;를 포함하고, 상기 제어장치는 상기 리드 및 상기 몸체가 결합된 상기 공정챔버에서 기판처리공정을 수행할 때, 상기 가스분배수단에 상기 제 1 가스를 차단한 상태에서 상기 제 2 가스를 공급하고, 상기 리드 및 상기 몸체를 분리하여 상기 반응공간을 세정할 때, 상기 가스분배수단에 상기 제 2 가스를 차단한 상태에서 상기 제 1 가스를 공급하는 기능을 수행하는 기판처리장치의 세정방법에 있어서,

   상기 리드를 상기 몸체와 분리함과 동시에 상기 제 2 가스의 공급을 차단하고 상기 제 1 가스를 상기 가스분배수단에 공급하는 제 1 단계;

   상기 제 1 가스에 의해 상기 가스분배수단을 세정하는 제 2 단계; 및

   상기 리드를 상기 몸체와 결합시키고, 기판처리공정을 준비하는 제 3 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 세정방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 3 단계에서, 상기 제 2 가스가 공급되기 전까지 상기 제 1 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 세정방법.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 단계 및 상기 제 3 단계에서, 상기 리드의 승하강에 따라 상기 몸체와 상기 리드를 분리 또는 결합할 때, 감지수단에 의해 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스의 공급 및 차단을 제어하는 감지신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 세정방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 리드 및 몸체로 구성되어 반응공간을 제공하는 공정챔버;

   상기 반응공간에 위치한 가스분배수단;

   상기 가스분배수단과 대향하고 기판이 안치되는 기판안치수단;

   상기 리드를 관통하여 상기 가스분배수단에 연결된 가스 공급관;

   상기 가스 공급관에 연결되어 상기 리드의 승하강에 따라 유동가능하고 비반응성의 세정가스인 제 1 가스를 공급하는 제 1 가스 유입관;

   상기 가스 공급관에 연결되고 공정가스인 제 2 가스를 공급하는 제 2 가스 유입관; 및

   상기 가스 공급관과 상기 제 1 가스 유입관의 연결부위에 설치되고, 상기 제 2 가스 유입관과 직접 또는 간접적으로 연결되어, 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 공급하거나 차단하기 위한 제어장치;

   를 포함하고,

   상기 제어장치는 상기 리드 및 상기 몸체가 결합되는 상기 공정챔버에서 기판처리공정을 수행할 때, 상기 가스분배수단에 상기 제 1 가스를 차단한 상태에서 상기 제 2 가스를 공급하고, 상기 리드 및 상기 몸체를 분리하여 상기 반응공간을 세정할 때, 상기 가스분배수단에 상기 제 2 가스를 차단한 상태에서 상기 제 1 가스를 공급하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제 1 가스 유입관은 주름관(bellows)을 사용하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 리드의 승하강에 따라 상기 몸체와 상기 리드를 분리 또는 결합할 때, 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스의 공급 및 차단을 제어하는 감지신호를 발생하는 감지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
11. 제 8 항에 있어서,

    상기 리드의 측면에 설치되고, 상기 가스 공급관과 연결되고 상기 제 2 가스가 통과되는 제 1 통과관 및 센서부의 제 1 파트를 포함하는 제 1 블럭; 및

    상기 몸체의 측면에 설치되고, 상기 제 1 통과관과 연통되고 상기 제 2 가스 유입관과 연결되는 제 2 통과관, 상기 제 1 센서부의 상기 제 1 파트와 상호 작용에 의해 상기 몸체에서 상기 리드가 분리 또는 결합되는 것을 감지하여 감지신호를 발생시키고, 상기 감지신호를 제어부에 전달하는 상기 센서부의 제 2 파트, 및 상기 제 2 가스의 공급 및 차단을 제어하는 밸브를 포함하는 제 2 블럭;

    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
12. 제 8 항에 있어서,

    상기 제어장치는 기판처리공정을 수행할 때, 상기 가스분배수단에 상기 제 1 가스를 차단한 상태에서 상기 제 2 가스를 공급하고, 상기 반응공간을 세정할 때, 상기 가스분배수단에 상기 제 2 가스를 차단한 상태에서 상기 제 1 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
13. 제 8 항에 있어서,

    상기 제어장치는 상기 가스 공급관, 상기 제 1 가스 유입관 및 상기 제 2 가스 유입관이 연결된 3-웨이 밸브인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
14. 삭제
15. 리드 및 몸체로 구성되어 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 반응공간에 위치한 가스분배수단; 상기 가스분배수단과 대향하고 기판이 안치되는 기판안치수단; 상기 리드를 관통하여 상기 가스분배수단에 연결된 가스 공급관; 상기 가스 공급관에 연결되어 상기 리드의 승하강에 따라 유동가능하고 비반응성의 세정가스인 제 1 가스를 공급하는 제 1 가스 유입관; 상기 가스 공급관에 연결되고 공정가스인 제 2 가스를 공급하기 위한 제 2 가스 유입관; 및 상기 가스 공급관과 상기 제 1 가스 유입관의 연결부위에 설치되고, 상기 제 2 가스 유입관과 직접 또는 간접적으로 연결되어, 상기 제 1 가스 및 상기 제 2 가스를 공급하거나 차단하기 위한 제어장치;를 포함하고, 상기 제어장치는 상기 리드 및 상기 몸체가 결합된 상기 공정챔버에서 기판처리공정을 수행할 때, 상기 가스분배수단에 상기 제 1 가스를 차단한 상태에서 상기 제 2 가스를 공급하고, 상기 리드 및 상기 몸체를 분리하여 상기 반응공간을 세정할 때, 상기 가스분배수단에 상기 제 2 가스를 차단한 상태에서 상기 제 1 가스를 공급하는 기능을 수행하는 기판처리장치의 세정방법에 있어서,

    상기 리드를 상기 몸체로부터 가 상승시켜 상기 가스 공급관과 상기 제 2 가스 유입관을 분리하여, 상기 제 2 가스의 공급을 차단하고 상기 제 1 가스를 상기 가스분배수단에 공급하는 제 1 단계;

    상기 제 1 가스에 의해 상기 가스분배수단을 세정하는 제 2 단계; 및

    상기 리드를 하강시켜 상기 몸체와 결합시킴과 동시에 상기 가스 공급관과 상기 제 2 가스 유입관을 연결시켜 기판처리공정을 준비하는 제 3 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 세정방법.

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