KR101150722B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

개시된 기판 처리 장치는 공정 챔버, 상기 공정 챔버 내에 배치되며 적어도 하나의 기판을 지지하며 가열하기 위한 히터, 상기 기판을 처리하기 위한 공정 가스 또는 상기 공정 챔버의 내측 표면들을 세정하기 위한 세정 가스를 상기 공정 챔버 내부로 공급하는 가스 공급부를 포함한다. 상기 가스 공급부는 상기 공정 가스 또는 세정 가스를 제공하는 가스 소스와 연결되며 온도 조절을 위한 냉각제가 순환되는 냉각 유로가 내부에 형성된 상부 패널과, 상기 공정 가스 또는 세정 가스를 상기 공정 챔버 내부로 공급하기 위한 다수의 관통홀들이 형성된 샤워 플레이트와 상기 샤워 플레이트의 가장자리로부터 수직 방향으로 연장하며 상기 상부 패널에 결합되는 측벽으로 이루어진 하부 패널을 포함한다.

Description

기판 처리 장치 {Apparatus for processing a substrate}
본 발명의 실시예들은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 샤워 헤드 구조의 가스 공급부를 이용하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치, 디스플레이 장치, 태양 전지 셀 등을 제조하기 위하기 위한 미세 처리 공정에서 기판 상에는 다양한 막들이 형성될 수 있으며 상기 막들은 목적하는 형태로 패터닝될 수 있다.
예를 들면, 기판 상에는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition; CVD), 물리 기상 증착(physical vapor deposition; PVD), 등의 방법으로 다양한 막들이 형성될 수 있으며, 상기 막들은 건식 또는 습식 식각에 의해 패터닝될 수 있다. 특히, 상기 증착 방법들과 건식 식각 방법은 일반적으로 진공 상태에서 수행될 수 있으며, 목적하는 막 또는 패턴의 특성에 따라 플라즈마를 이용하는 증착 또는 식각 방법이 사용될 수 있다. 예를 들면, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(plasma enhanced CVD; PECVD), 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(high density plasma CVD; HDP CVD, 반응성 이온 식각(reactive ion etching; RIE), 고밀도 플라즈마 식각(HDP etching) 등과 같은 미세 처리 공정이 목적하는 막 또는 패턴의 특성에 따라 선택될 수 있다.
상기와 같은 플라즈마를 이용하는 미세 처리 공정을 수행하는 일 예로서, 상기 PECVD 및 RIE 공정의 경우 축전결합 플라즈마(capacitively coupled plasma; CCP) 소스가 주로 사용되며, 상기 HDP CVD 및 HDP 식각의 경우 주로 유도결합 플라즈마(inductively coupled plasma; ICP) 소스가 사용될 수 있다.
상기 CCP 소스의 경우 기판을 지지하며 상기 기판을 공정 온도로 가열하는 히터가 하부 전극으로 사용될 수 있으며, 상기 기판 상으로 공정 가스를 공급하는 가스 공급부가 상부 전극으로 사용될 수 있다.
도 1은 종래의 가스 공급부를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 도시된 종래의 가스 공급부(10)는 샤워 헤드 구조를 가질 수 있으며, 가스 소스와 연결된 상부 패널(20)과 다수의 관통홀들(32)을 갖는 하부 패널(30)을 포함할 수 있다.
상기 상부 패널(20) 내에는 온도 조절을 위하여 냉각제가 순환되는 유로(22)가 구비될 수 있으며, 일반적으로 약 100℃ 이하의 온도로 조절될 수 있다. 상기 하부 패널(30)은 상기 관통홀들(32)이 형성된 샤워 플레이트(34)를 포함하는 접시 형태를 가질 수 있으며, 일반적으로 다수의 체결 부재들(40)에 의해 상기 상부 패널(20)에 결합될 수 있다. 특히, 상기 하부 패널(30)의 측벽 상부에는 링 형태의 플랜지(36)가 구비되며, 상기 체결 부재들(40)은 상기 플랜지(36)를 관통하여 상기 상부 패널(20)에 결합될 수 있다.
상기 하부 패널(30)의 경우 공정 챔버(50) 내에서 형성되는 플라즈마와 접하며 또한 고온으로 유지되는 히터(60)와 인접하게 배치되므로 대략 400 내지 600℃ 정도의 온도로 유지될 수 있다. 그러나, 상기 하부 패널(30)의 가장자리 부위 즉 상기 플랜지(36)에 인접한 부위는 상기 상부 패널(20)로의 열전달에 의해 중앙 부위에 비하여 온도가 저하될 수 있으며, 이에 따라 증착 공정을 수행하는 동안 상기 하부 패널(30)의 가장자리 부위에는 다량의 공정 부산물이 축적될 수 있다.
또한, 상기 하부 패널(30)의 측벽 상부에 상기 플랜지(36)를 마련하기 위하여 상기 가스 공급부(10)의 내부 공간이 축소될 수 있으며, 이에 따라 상기 가스 공급부(10)의 내부에 배치되어 공정 가스를 균일하게 분산시키기 위한 배플 플레이트(70)의 크기가 제한될 수 있다. 또한 상기 하부 패널(30)의 관통홀들(32)이 형성된 영역을 확장시키는데 제한이 있다. 따라서, 기판(2) 상에 막을 형성하거나 상기 기판(2) 상의 막을 식각하는 기판 처리 공정에서 공정 균일도를 향상시키는데 상당한 제한이 있다.
상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 실시예들은 공정 부산물의 축적을 감소시키면서 공정 균일도를 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 내에 배치되며 적어도 하나의 기판을 지지하며 가열하기 위한 히터와, 상기 기판을 처리하기 위한 공정 가스 또는 상기 공정 챔버의 내측 표면들을 세정하기 위한 세정 가스를 상기 공정 챔버 내부로 공급하는 가스 공급부를 포함하는 기판 처리 장치에 있어서, 상기 가스 공급부는, 상기 공정 가스 또는 세정 가스를 제공하는 가스 소스와 연결되며 온도 조절을 위한 냉각제가 순환되는 냉각 유로가 내부에 형성된 상부 패널과, 상기 공정 가스 또는 세정 가스를 상기 공정 챔버 내부로 공급하기 위한 다수의 관통홀들이 형성된 샤워 플레이트와 상기 샤워 플레이트의 가장자리로부터 수직 방향으로 연장하며 상기 상부 패널에 결합되는 측벽으로 이루어진 하부 패널을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 공정 챔버의 내측면 상에는 라이너(liner)가 배치될 수 있으며, 상기 라이너의 상부는 상기 하부 패널의 하부 측면을 감싸도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 공정 챔버의 내측면에는 상기 세정 가스를 배출하기 위한 링 형태의 진공 채널이 구비될 수 있으며, 상기 진공 채널은 상기 공정 챔버의 내측면, 상기 라이너의 상부 및 상기 하부 패널의 하부 측면 사이의 갭을 통해 상기 공정 챔버의 내부 공간과 연통될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 공정 챔버의 내측면에는 상기 세정 가스를 배출하기 위한 링 형태의 진공 채널이 구비될 수 있으며, 상기 라이너는 상기 진공 채널과 상기 공정 챔버의 내부 공간을 연결하는 다수의 진공홀들을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 하부 패널은 상기 상부 패널을 관통하여 상기 하부 패널의 측벽에 하방으로 결합되거나 상기 하부 패널의 측벽을 관통하여 상기 상부 패널에 상방으로 결합되는 다수의 체결 부재들에 의해 상기 상부 패널에 결합될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 상부 패널과 하부 패널 사이의 결합에서 링 형태의 플랜지를 사용하지 않으므로 종래 기술과 비교하여 상기 하부 패널로부터 상부 패널로의 열전달을 감소시킬 수 있으며, 또한 상기 하부 패널에 형성된 관통홀들의 영역이 상대적으로 증가될 수 있다. 따라서, 상기 하부 패널의 가장자리 부위에서 공정 부산물의 축적을 크게 감소시킬 수 있으며 공정 균일도가 크게 개선할 수 있다.
추가적으로, 공정 챔버의 내측 표면들을 세정하기 위한 인시튜 세정 공정에서 세정 가스 또는 세정 가스 플라즈마를 상기 공정 챔버의 내측면에 구비된 진공 채널을 통해 부분적으로 배출할 수 있으며, 이에 의해 형성된 세정 가스 또는 세정 가스 플라즈마의 흐름에 의해 상기 하부 패널의 세정 효율이 크게 개선될 수 있다.
도 1은 종래의 가스 공급부를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 가스 공급부의 가장자리 부분을 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 가스 공급부의 다른 예들을 설명하기 위한 개략적인 부분 확대 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 가스 공급부의 가장자리 부위를 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 진공 채널과 공정 챔버의 내부를 연통시키는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 가스 공급부의 가장자리 부분을 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 반도체 장치의 제조를 위한 반도체 웨이퍼, 평판 디스플레이 장치의 제조를 위한 유리 기판, 태양전지 제조를 위한 실리콘 기판 등 다양한 종류의 기판들(2)에 대하여 소정의 처리 공정을 수행하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 박막의 형성을 위한 플라즈마 강화 화학기상증착 공정 또는 플라즈마 식각 공정 등이 바람직하게 수행될 수 있다.
상기 기판 처리 장치(100)는 상기 처리 공정이 수행되는 밀폐 공간을 제공하는 공정 챔버(110)와, 상기 공정 챔버(110) 내에서 기판(2)을 지지하며 상기 기판(2)을 가열하기 위한 히터(120), 상기 기판(2)의 처리를 위한 공정 가스 또는 상기 공정 챔버(110)의 내부 공간을 한정하는 내측 표면들을 세정하기 위한 세정 가스를 공급하는 가스 공급부(130) 등을 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치(100)는 상기 공정 챔버(110)와 연결되어 상기 공정 챔버(110)의 내부 압력을 조절하기 위한 압력 조절부(102) 및 상기 가스 공급부(130)와 연결되어 상기 공정 가스 및 세정 가스를 제공하는 가스 소스(104)를 더 포함할 수 있다. 일반적으로, 상기 처리 공정은 진공 상태에서 수행되므로 상기 압력 조절부(102)는 진공 펌프, 압력 센서, 다수의 밸브 등을 포함할 수 있다.
상기 가스 소스(104)는 상기 공정 가스 및 세정 가스가 저장된 용기들, 유량 센서, 유량 제어 밸브 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 공정 가스로는 상기 박막을 형성하기 위한 소스 가스들, 상기 박막을 식각하기 위한 반응 가스들, 상기 소스 가스들 또는 반응 가스들을 운반하기 위한 캐리어 가스, 상기 공정 챔버(110) 내에서 플라즈마를 점화시키기 위한 플라즈마 점화용 가스, 상기 공정 챔버(110) 내부의 압력 조절 및 퍼지 기능을 수행하는 불활성 가스, 등을 포함할 수 있다.
한편, 상기 공정 챔버(110) 내에서 상기 처리 공정을 수행하는 동안 발생된 공정 부산물은 상기 공정 챔버(110)의 내부 공간을 한정하는 표면들 상에 축적될 수 있으며, 상기 공정 부산물은 주기적인 세정 공정을 통하여 제거될 수 있다. 상기 가스 소스(104)는 상기 축적된 공정 부산물을 제거하기 위하여 상기 가스 공급부(130)를 통하여 상기 공정 챔버(110)로 세정 가스를 공급할 수 있다.
상기 공정 챔버(110)는 개방된 상부 구조를 가질 수 있으며, 상기 가스 공급부(130)는 상기 개방된 상부를 커버하는 형태를 가질 수 있다. 상기 공정 챔버(110)의 측벽에는, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 기판(2)의 로드 및 언로드를 위한 슬릿 형태의 개구(112)와 상기 개구(112)를 개폐하기 위한 슬릿 밸브(미도시)가 구비될 수 있으며, 내측면 상에는 상기 처리 공정이 수행되는 동안 플라즈마 상태의 공정 가스에 의한 손상을 방지하기 위한 라이너(114)가 배치될 수 있다. 또한, 상기 기판 처리 장치(100)는 상기 처리 공정이 수행되는 위치와 상기 기판(2)의 로드 및 언로드가 수행되는 위치 사이에서 상기 히터(120)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 구동부(미도시)와 상기 기판(2)의 로드 및 언로드를 위하여 상기 히터(120)를 통해 수직 방향으로 배치되는 다수의 리프트 핀들(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 히터(120)는 하나 또는 다수의 기판들(2)을 지지할 수 있으며, 상기 기판(2)의 형태에 따라 원형 또는 사각 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 히터(120)는 필요에 따라서 상기 기판(2)을 진공압 또는 정전기력을 이용하여 파지하도록 구성될 수도 있다. 이에 더하여, 상기 히터(120) 내에는 상기 기판(2)의 온도를 조절하기 위하여 전기저항열선과 같은 가열 부재(미도시)가 내장될 수 있다.
상기 가스 공급부(130)와 히터(120)는 CCP 타입의 플라즈마 소스를 구성하기 위하여 각각 상부 전극과 하부 전극으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 가스 공급부(130)는 RF(radio frequency) 소스(106)와 연결될 수 있으며, 상기 히터(120) 내에는 플레이트 또는 메시(mesh) 형태의 접지 전극(122)이 내장될 수 있다. 상기와 다르게, 가스 공급부(130)는 접지되고 히터(120)에는 RF 파워가 인가될 수도 있으며, 또한 가스 공급부(130)와 히터(120)에 각각 서로 다른 주파수를 갖는 RF 파워들이 인가될 수도 있다.
상기 가스 공급부(130)는 상부 패널(132)과 하부 패널(140)을 포함할 수 있으며, 상기 상부 패널(132)은 가스 소스(104) 및 상기 RF 소스(106)와 연결될 수 있다. 특히, 상기 상부 패널(132) 내에는 온도 조절을 위하여 냉각제가 순환되는 냉각 유로(134)가 내부에 형성될 수 있다.
또한, 상기 가스 공급부(130)는 상기 공정 챔버(110) 상부에 배치되어 상기 상부 패널(132)을 지지하는 베이스 링(150) 및 상부 패널(132)과 상기 베이스 링(150) 사이를 절연시키는 절연체 링(152)을 더 포함할 수 있다. 상기 상부 패널(132)의 상부에는 링 형태의 플랜지(136)가 구비될 수 있으며, 상기 플랜지(136)는 상기 절연체 링(152) 상에 배치될 수 있다. 상기 하부 패널(140)은 상기 절연체 링(152)의 내측에 배치될 수 있으며, 도시되지는 않았으나, 상기 상부 패널(132)은 다수의 체결 부재들(미도시)에 의해 상기 베이스 링(152)에 결합될 수 있다.
상기 하부 패널(140)은 상기 공정 가스 또는 세정 가스를 상기 공정 챔버(110) 내부로 균일하게 공급하기 위하여 다수의 관통홀들(144)이 형성된 샤워 플레이트(142)와 상기 샤워 플레이트(142)의 가장자리로부터 수직 상방으로 연장하며 상기 상부 패널(132)의 플랜지(136)에 결합되는 측벽(146)으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 하부 패널(132)은 접시 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 샤워 플레이트(142)가 디스크 형태를 갖는 경우 상기 하부 패널(140)은 패트리 접시(petri dish) 형태일 수 있다.
상기 하부 패널(140)의 측벽(146) 상부는 다수의 체결 부재들(160)에 의해 상기 상부 패널(132)의 플랜지(136) 하부에 결합될 수 있다. 이때, 상기 하부 패널(140)의 측벽(146) 내측면은 상기 상부 패널(132)의 외측면으로부터 일정 간격 이격되는 것이 바람직하다. 이는 상기 상부 패널(132)과 하부 패널(140) 사이의 접촉 면적을 감소시킴으로써 열전달을 억제하기 위함이다. 한편, 도시된 바와 같이 상기 체결 부재들(160)과 상기 상부 패널(132) 사이에는 가스 누설을 방지하기 위한 밀봉 부재(162)가 각각 개재될 수 있다.
상기 상부 패널(132)은 상기 가스 소스(104)와 연결되는 가스 유로를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 상부 패널(132)의 중앙 부위를 관통하는 가스 유로를 통하여 상기 공정 가스 또는 세정 가스가 하방으로 공급될 수 있다. 즉, 상기 공정 가스 또는 세정 가스는 상기 상부 패널(132)을 통해 상기 상부 패널(132)과 하부 패널(140) 사이의 공간으로 공급될 수 있으며, 상기 공간으로부터 상기 하부 패널(140)의 관통홀들(144)을 통해 상기 공정 챔버(110) 내부로 균일하게 공급될 수 있다. 이때, 상기 상부 패널(132)과 하부 패널(140) 사이의 공간은 상기 공정 가스 또는 세정 가스를 균일하게 공급하기 위한 버퍼 공간으로서 사용될 수 있으며, 상기 버퍼 공간 내에는 상기 공정 가스 또는 세정 가스를 보다 균일하게 공급하기 위한 배플 플레이트(170)가 배치될 수 있다. 상기 배플 플레이트(170)는 다수의 관통홀들 또는 관통 슬릿들을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 하부 패널(140)을 상기 샤워 플레이트(142)와 수직 방향으로 연장하는 상기 측벽(146)만으로 구성함으로써 종래 기술과 비교하여 상기 상부 패널(132)과 하부 패널(140) 사이의 수평 방향 접촉 면적이 감소될 수 있으며, 이에 따라 상기 상부 패널(132)과 하부 패널(140) 사이에서 수직 방향으로의 열전달이 감소될 수 있고, 또한 상기 하부 패널(140)에서의 온도 분포가 보다 균일하게 유지될 수 있다. 결과적으로, 상기 하부 패널(140)의 하부 가장자리 부위에서의 공정 부산물 축적을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 세정 가스를 이용하는 세정 공정의 주기 연장 및 상기 기판 처리 장치(100)의 가동율 증가 효과가 발생될 수 있다.
또한, 상기 하부 패널(140)에 플랜지를 마련할 필요가 없으므로 상기 샤워 플레이트(142)의 면적을 증가시킬 수 있으며 또한 상기 버퍼 공간을 측방으로 확장시킬 수 있다. 따라서, 상기 샤워 플레이트(142)의 관통홀들(144)이 형성된 영역을 상기 히터(120)의 상부 면적보다 넓게 구성할 수 있으며, 또한 상기 배플 플레이트(170)의 크기를 상대적으로 증가시킬 수 있다.
결과적으로, 상기 공정 챔버(110) 내부로 상기 공정 가스 또는 세정 가스를 보다 균일하게 공급할 수 있으며, 상기 공정 챔버(110) 내부에서 생성되는 플라즈마의 영역을 상대적으로 확장시킬 수 있으므로 공정 균일도를 개선할 수 있고 또한 상기 세정 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4 내지 도 6은 가스 공급부의 다른 예들을 설명하기 위한 개략적인 부분 확대 단면도들이다.
도 4를 참조하면, 하부 패널(140A)의 측벽(146A)은 다수의 체결 부재들(160A)을 이용하여 상부 패널(132A)의 하부 가장자리에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 체결 부재들(160A)의 길이가 상대적으로 길어지는 단점이 있으나, 상기 하부 패널(140A)의 측벽(146A) 높이가 낮아지므로 상기 하부 패널(140A)의 구조적인 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상부 패널(132B, 132C)과 하부 패널(140B, 140C)은 상기 하부 패널(140B, 140C)의 측벽(146B, 146C)을 관통하는 다수의 체결 부재들(160B, 160C)에 의해 서로 결합될 수 있다. 이 경우, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 밀봉 부재들(162)이 불필요하므로 부품수를 감소시킬 수 있으며, 이에 따른 제조 비용이 절감될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 가스 공급부의 가장자리 부위를 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치(200)는 도 2 내지 도 6을 참조하여 기 설명된 기판 처리 장치(100)와 부분적으로 동일하다. 따라서, 기 설명된 바와 동일한 부분에 대하여는 추가적인 설명을 생략한다.
상기 기판 처리 장치(200)는 공정 챔버(210), 히터(220), 가스 공급부(230,) 압력 조절부(202), 가스 소스(204) 등을 포함할 수 있다. 상기 가스 공급부(230)는 냉각 유로(234)를 갖는 상부 패널(232)과 다수의 관통홀들을 갖는 하부 패널(240)을 포함할 수 있다.
상기 공정 챔버(210)의 내측면 상에는 라이너(212)가 배치될 수 있으며, 상기 라이너(212)의 상부는 상기 하부 패널(240)의 하부를 감싸도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 공정 챔버(210)의 내측면 즉 상기 라이너(212)가 부착되는 측벽의 내측면에는 상기 세정 가스를 배출하기 위하여 링 형태의 진공 채널(214)이 구비될 수 있으며, 상기 진공 채널(214)은 상기 공정 챔버(210)의 내측면과 상기 라이너(212)의 상부 및 상기 하부 패널(240)의 하부 측면 사이의 갭(216)을 통해 상기 공정 챔버(210)의 내부 공간과 연통될 수 있다.
구체적으로, 상기 공정 챔버(210)의 내측면과 상기 라이너(212)의 상부 사이, 상기 라이너(212)의 상부와 상기 하부 패널(240)을 감싸도록 배치된 절연체 링(252) 사이, 및 상기 라이너(212)의 상부와 상기 하부 패널(240) 사이에는 소정의 갭(216)이 형성될 수 있으며, 상기 진공 채널(212)은 상기 갭(216)을 통해 공정 챔버(210)의 내부와 연통될 수 있다. 즉, 상기 공정 챔버(210)로 공급된 가스는 상기 갭(216)과 진공 채널(214)을 통해 외부로 진공 배기될 수 있다.
특히, 상기 하부 패널(240)의 하부 가장자리 부위에 축적된 공정 부산물을 제거하기 위한 인시튜 세정 공정에서 공정 챔버(210) 내부로 공급된 세정 가스 또는 공정 챔버(210) 내에서 형성된 세정 가스 플라즈마는 상기 갭(216)을 통해 상기 진공 채널(214)로 흐를 수 있으며, 이에 따라 상기 하부 패널(240)의 가장자리 부위에 축적된 공정 부산물의 제거 효율이 크게 향상될 수 있다.
상기 진공 채널(214)은 진공 배관(208)을 통해 압력 조절부(202)와 연결될 수 있으며, 상기 진공 배관(208)에는 온/오프 밸브(209)가 설치될 수 있다. 특히, 상기 온/오프 밸브(209)는 상기 공정 챔버(210)의 내측 표면들 상의 오염물을 제거하기 위한 인시튜 세정 공정을 수행하는 동안 상기 하부 패널(240)의 가장자리 부위의 세정 효율을 향상시키기 위하여 선택적으로 개방될 수 있다.
도 9는 도 8에 도시된 진공 채널과 공정 챔버의 내부를 연통시키는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.
도 9를 참조하면, 공정 챔버(210) 내측면 상에 배치되는 라이너(212A)의 상부는 상기 하부 패널(240)의 하부를 감싸도록 구성될 수 있으며, 상기 라이너(212A)의 상부와 상기 하부 패널(240)의 하부 사이에는 소정의 갭(216A)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 라이너(212A)에는 상기 진공 채널(214)과 공정 챔버(210)의 내부 공간을 연통시키기 위한 다수의 진공홀들(218)을 가질 수 있다. 특히, 상기 진공홀들(218)은 상기 진공 채널(214)로부터 상기 라이너(212A)의 상부와 하부 패널(240) 사이의 갭(216A)을 향하여 연장할 수 있다.
결과적으로, 상기 세정 공정을 수행하는 동안 상기 세정 가스 또는 세정 가스 플라즈마는 상기 라이너(212A)의 상부와 하부 패널(240) 사이의 갭(216A)과 상기 진공홀들(218)을 통해 흐를 수 있으며, 이에 따라 상기 하부 패널(240)의 하부 가장자리 부위의 세정 효율이 크게 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 세정 가스 또는 세정 가스 플라즈마를 상기 라이너(212, 212A)의 상부와 하부 패널(240) 사이의 갭(216, 216A)을 통해 흐르도록 구성하는 것은 상기 세정 가스 또는 세정 가스 플라즈마를 부분적으로 배출시키기 위함이다. 이는 상기 공정 챔버(210) 내측의 표면들을 세정하기 위한 전체적인 세정 공정에 큰 영향을 주지 않으면서 상기 하부 패널(240) 가장자리 부위에서의 세정 효율을 상대적으로 향상시키기 위함이다. 즉, 대부분의 세정 가스와 세정 부산물은 공정 챔버(210)의 하부를 통한 통상적인 경로를 따라 배출될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 가스 공급부의 하부 패널은 샤워 플레이트와 측벽으로 이루어질 수 있다. 상기 측벽은 상기 샤워 플레이트로부터 수직 상방으로 연장하며 다수의 체결 부재들에 의해 상부 패널에 결합될 수 있다. 특히, 상기 상부 패널과 하부 패널 사이의 결합을 위하여 링 형태의 플랜지를 사용하지 않으므로 종래 기술과 비교하여 상기 하부 패널로부터 상부 패널로의 열전달을 감소시킬 수 있으며, 또한 상기 하부 패널에 형성된 관통홀들의 영역, 버퍼 공간 및 배플 플레이트의 크기를 증가시킬 수 있다.
결과적으로, 상기 하부 패널의 온도 분포가 크게 개선될 수 있으며, 이에 따라 상기 하부 패널의 가장자리 부위에서 공정 부산물의 축적을 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 관통홀들의 영역을 확장시킴으로써 공정 균일도를 크게 개선할 수 있다.
이에 더하여, 공정 챔버의 내측 표면들을 세정하기 위한 인시튜 세정 공정에서 세정 가스 또는 세정 가스 플라즈마를 상기 하부 패널과 인접한 공정 챔버의 측벽을 통해 부분적으로 배출함으로써 상기 하부 패널의 세정 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
2 : 기판 100 : 기판 처리 장치
102 : 압력 조절부 104 : 가스 소스
110 : 공정 챔버 120 : 히터
130 : 가스 공급부 132 : 상부 패널
134 : 냉각 유로 140 : 하부 패널
142 : 샤워 플레이트 144 : 관통홀
146 : 측벽 150 : 베이스 링
152 : 절연체 링 160 : 체결 부재
162 : 밀봉 부재 170 : 배플 플레이트

Claims (7)

  1. 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 내에 배치되며 적어도 하나의 기판을 지지하며 가열하기 위한 히터와, 상기 기판을 처리하기 위한 공정 가스 또는 상기 공정 챔버의 내측 표면들을 세정하기 위한 세정 가스를 상기 공정 챔버 내부로 공급하는 가스 공급부를 포함하는 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 가스 공급부는
    상기 공정 가스 또는 세정 가스를 제공하는 가스 소스와 연결되며 온도 조절을 위한 냉각제가 순환되는 냉각 유로가 내부에 형성된 상부 패널과, 상기 공정 가스 또는 세정 가스를 상기 공정 챔버 내부로 공급하기 위한 다수의 관통홀들이 형성된 샤워 플레이트와 상기 샤워 플레이트의 가장자리로부터 수직 방향으로 연장하며 상기 상부 패널에 결합되는 측벽으로 이루어진 하부 패널을 포함하며,
    상기 공정 챔버의 내측면 상에 배치되는 라이너를 더 포함하며,
    상기 라이너의 상부는 상기 하부 패널의 하부 측면을 감싸도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 공정 챔버의 내측면에는 상기 세정 가스를 배출하기 위한 링 형태의 진공 채널이 구비되며, 상기 진공 채널은 상기 공정 챔버의 내측면, 상기 라이너의 상부 및 상기 하부 패널의 하부 측면 사이의 갭을 통해 상기 공정 챔버의 내부 공간과 연통하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 공정 챔버의 내측면에는 상기 세정 가스를 배출하기 위한 링 형태의 진공 채널이 구비되며, 상기 라이너는 상기 진공 채널과 상기 공정 챔버의 내부 공간을 연결하는 다수의 진공홀들을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하부 패널은 상기 상부 패널을 관통하여 상기 하부 패널의 측벽에 하방으로 결합되거나 상기 하부 패널의 측벽을 관통하여 상기 상부 패널에 상방으로 결합되는 다수의 체결 부재들에 의해 상기 상부 패널에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
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