KR101346850B1 - 기판을 균일하게 가열하는 기판처리장치 및 이를 이용한자연산화막 제거방법과 기판처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반응공간을 가지는 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되는 기판안치대; 상기 기판안치대의 상부에 설치되어 상기 기판을 가열하는 가열수단; 상기 기판안치대의 상부로 원료물질을 분사하는 가스분사수단을 포함하는 기판처리장치와 이를 이용한 기판처리방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 기판안치대에 안치된 기판을 균일하게 가열하는 것이 가능해지며, 따라서 공정균일도를 향상시키고 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
열전달 플레이트
Description
도 1은 세미배치 방식의 원자층 증착장치의 개략 구성을 나타낸 단면도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리장치의 개략 구성을 나타낸 단면도
도 3은 챔버리드에 형성된 개구부의 패턴을 나타낸 도면
도 4a 및 도 4b는 각각 챔버리드에 램프히터를 설치한 여러 유형을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 기판처리장치의 개략 구성을 나타낸 단면도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100: 기판처리장치 110: 챔버
114: 개구부 120: 기판안치대
130: 가스인젝터 140: 회전축
160: 열전달 플레이트 170: 램프히터
180: 투광창 190: 퍼지가스유로
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 기판안치대에 안치된 기판을 보다 균일하게 가열할 수 있는 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 실리콘 기판에 회로패턴을 형성하는 공정과 기판을 소정의 크기로 절단하여 에폭시 수지 등으로 봉지하는 패키징 공정 등을 거쳐서 제조된다.
기판에 회로패턴을 형성하기 위해서는 소정의 박막을 형성하는 박막증착공정, 증착된 박막에 포토레지스트를 도포하고 노광 및 현상을 통해 포토레지스터 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 박막을 패터닝하는 식각 공정, 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하는 이온주입공정, 불순물을 제거하는 세정공정 등을 거쳐야 하고, 이러한 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경이 조성된 기판처리장치의 내부에서 진행된다.
도 1은 이러한 기판처리장치 중에서 세미배치(semi-batch) 타입의 원자층 증 착장치(10)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
상기 원자층 증착장치(10)는 챔버(11)와, 상기 챔버(11)의 내부에 설치되어 다수의 기판(s)을 안치하는 기판안치대(12)와, 상기 기판안치대(12)의 상부로 가스를 분사하는 가스인젝터(15)를 포함한다.
챔버(11)는 챔버몸체(11a)와 챔버몸체(11a)의 상면에 오링을 개재하여 결합하는 챔버리드(11a)로 구성되며, 챔버몸체(11a)의 하부에는 잔류가스를 배출하고 챔버(11)의 진공압력을 유지하기 위한 배기구(18)가 형성된다.
세미배치 타입이란 4~5매 정도의 기판을 동시에 처리할 수 있는 장치를 의미한다. 따라서 기판안치대(12)의 상면에는 1매의 기판이 놓여지는 기판안치부(13)가 4~5개 정도 설치되며, 상기 기판안치부(13)에는 헬륨 등의 냉각가스가 유동할 수 있는 그루브 패턴이 형성된다.
또한 챔버리드(11a)의 중앙부에는 가스인젝터(15)를 회전시키는 회전축(16)이 관통하여 설치된다.
상기 가스인젝터(15)는 4개가 구비되며, 각각 회전축(16)에 대하여 방사상으로 연결되어 회전축(16)에 의해 회전한다. 4개의 가스인젝터(15)는 각각 제1가스, 퍼지가스, 제2가스, 퍼지가스를 분사한다.
기판안치대(12)에는 가스인젝터(15)의 회전방향을 따라 기판(s)이 놓여지므로 회전축(16)을 회전시키면 각 가스인젝터(15)가 각 기판(s)의 상부에 제1가스, 퍼지가스, 제2가스, 퍼지가스를 순차적으로 분사한다.
따라서 각 기판에는 제1가스와 제2가스가 기판(s)의 표면에서 반응하여 원자 층 단위의 박막이 형성된다.
한편, 일반적으로 기판(s)의 표면에 박막을 형성하기 위해서는 사전에 기판(s)을 충분히 가열시켜야 한다. 예를 들어 SiN박막을 증착하는 경우에는 기판(s)의 온도를 700~750℃의 사이로 가열시켜야 한다.
이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 기판안치대(12)의 하부에 광학식 가열수단인 램프히터(20)를 설치하거나, 기판안치대(12)의 내부에 저항식 가열수단을 설치한다.
그런데 이러한 가열수단만으로는 기판안치대(12)에 안치된 기판(s)을 균일하게 가열시키는데 한계가 있고 온도를 정밀하게 제어하기가 쉽지 않다는 문제점이 있다.
따라서 박막의 막질이 균일하지 못하거나 최적화된 온도범위에서 공정이 진행되지 못함으로써 원하지 않은 파티클이 발생하게 된다.
이러한 점은 전술한 원자층증착장치뿐만 아니라 가열 면적이 넓은 기판처리장치에서는 항상 문제로 대두된다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판안치대에 안치된 기판을 균일하게 가열하여 공정균일도를 향상시키고 파티클의 발생을 방지할 수 있는 기판처리장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 반응공간을 가지는 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되는 기판안치대; 상기 기판안치대의 상부에 설치되어 상기 기판을 가열하는 가열수단; 상기 기판안치대의 상부로 원료물질을 분사하는 가스분사수단을 포함하는 기판처리장치를 제공한다.
상기 가열수단은 상기 기판안치대와 평행하게 설치되는 열전달 플레이트이고, 상기 챔버의 외부에는 상기 열전달 플레이트를 복사열로 가열시키기 위한 광학식 가열수단이 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 광학식 가열수단은 램프히터이며, 상기 램프히터는 상기 챔버의 리드(lid)에 설치된 투광창의 외측에 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 광학식 가열수단은 램프히터이며, 상기 램프히터는 상기 챔버의 리드에 설치된 개구부를 통해 상기 챔버의 내부로 일부가 노출되도록 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 열전달 플레이트는 상기 기판안치대보다 크거나 같은 면적을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가열수단은 상기 기판안치대와 평행하게 설치되고, 내부에 저항식 발열코일이 내장된 열전달 플레이트인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가열수단 또는 상기 기판안치대는 상하로 승강할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기판안치대의 하부 또는 내부에는 상기 기판을 가열시키기 위한 제2의 가열수단이 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가스분사수단은, 상기 챔버의 챔버리드를 관통하여 상기 가열수단의 하부로 연장되는 회전축; 상기 회전축의 단부에 방사상으로 연결되는 다수의 가스인젝터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명은, 반응공간을 가지며 챔버몸체와 상기 챔버몸체의 상단부에 결합하는 챔버리드(lid)를 포함하는 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되는 기판안치대; 상기 기판을 가열하기 위해 상기 기판안치대의 상부에 설치되는 열전달 플레이트; 상기 열전달 플레이트를 가열시키기 위하여 상기 챔버리드와 상기 열전달 플레이트의 사이에 설치되는 광학식 발열수단; 상기 기판안치대의 상부로 원료물질을 분사하는 가스분사수단을 포함하는 기판처리장치를 제공한다.
상기 열전달 플레이트의 주연부는 상기 챔버리드 또는 상기 챔버몸체에 결합하고, 상기 챔버리드에는 상기 열전달 플레이트와 상기 챔버리드 사이의 공간으로 퍼지가스를 공급하기 위한 퍼지가스유로가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 챔버리드에는 냉각을 위한 냉매유로가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 광학식 발열수단의 상부에는 복사열을 하부로 반사시키기 위한 반사판이 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명은, 상부에 기판을 안치할 수 있는 기판안치대가 내부에 위치하며 일정한 반응공간을 형성하는 챔버; 상기 기판안치대의 상부에 설치되어 원료물질을 분사하는 가스분사수단; 상기 가스분사수단의 상부에 설치되는 제1가열수단; 상기 기판안치대의 하부에 설치되는 제2가열수단; 상기 제1가열수단과 상기 가스분사수단 사이에 설치되는 열전달 플레이트를 포함하는 기판처리장치를 제공한다.
또한 본 발명은, 상부에 기판을 안치할 수 있는 기판안치대가 내부에 위치하며 일정한 반응공간을 형성하는 챔버; 상기 기판안치대의 상부에 설치되어 원료물질을 분사하는 가스분사수단; 상기 가스분사수단의 상부에 설치되는 제1가열수단; 상기 기판안치대의 하부에 설치되는 제2가열수단; 상기 제1가열수단과 상기 가스분사수단 사이에 설치되는 열전달 플레이트를 포함하는 기판처리장치를 이용한 자연 산화막 제거 방법에 있어서,
상기 제1가열수단과 상기 제2가열수단을 동일한 온도로 가열시키는 단계; 상기 챔버의 내부로 기판을 반입하여 상기 기판안치대에 안치시키는 단계를 포함하는 자연 산화막 제거 방법을 제공한다.
또한 본 발명은, 상부에 기판을 안치할 수 있는 기판안치대가 내부에 위치하며 일정한 반응공간을 형성하는 챔버; 상기 기판안치대의 상부에 설치되어 원료물질을 분사하는 가스분사수단; 상기 가스분사수단의 상부에 설치되는 제1가열수단; 상기 기판안치대의 하부에 설치되는 제2가열수단; 상기 제1가열수단과 상기 가스분사수단 사이에 설치되는 열전달 플레이트를 포함하는 기판처리장치에서 기판을 처리하는 방법에 있어서,
상기 제 1 가열수단과 상기 제 2 가열수단을 동일한 온도로 가열시키는 단계; 상기 챔버의 내부로 기판을 반입하여 상기 기판안치대에 안치시키는 단계; 상기 제1가열수단의 온도를 상기 제2가열수단의 온도보다 낮추고, 상기 기판안치대의 상부로 원료물질을 분사하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
제1실시예
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 기판처리장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이다.
상기 기판처리장치(100)는 세미배치(semi-batch) 타입 원자층 증착장치를 나타낸 것으로서, 챔버(110)와, 상기 챔버(110)의 내부에 설치되어 다수의 기판(s)을 안치하는 기판안치대(120)와, 상기 기판안치대(120)의 상부로 가스를 분사하는 가스인젝터(130)를 포함한다.
챔버(110)는 챔버몸체(111)와 챔버몸체(111)의 상부에 오링을 개재하여 결합한 챔버리드(112)를 포함하여 구성된다.
챔버몸체(111)의 측부에는 기판출입을 위한 개구(미도시)가 형성되며, 하부에는 잔류가스를 배출하고 진공압력을 유지하기 위한 배기구(116)가 형성된다. 챔버리드(112)의 중앙부에는 가스인젝터(130)를 회전시키는 회전축(140)이 관통하여 설치된다.
가스인젝터(130)는 4개가 설치되며, 각각 상기 회전축(140)에 대하여 방사상 으로 연결되어 회전축(140)과 함께 회전한다. 4개의 상기 가스인젝터(130)는 각각 제1가스, 퍼지가스, 제2가스, 퍼지가스를 분사한다.
기판안치대(120)의 상면에는 가스인젝터(130)의 회전방향을 따라 다수의 기판(s)이 안치되며, 이를 위해 각각 1매의 기판이 놓여지는 4~5개 정도의 기판안치부(122)가 구비된다. 상기 기판안치부(122)에는 헬륨 등의 냉각가스가 유동할 수 있는 그루브 패턴이 형성된다.
기판을 가열하기 위하여 기판안치대(120)의 하부에 광학식 가열수단인 램프히터(150)를 설치한다. 램프히터 대신에 기판안치대(120)의 내부에 저항식 발열코일을 설치할 수도 있다.
특히, 본 발명에서는 기판안치대(120)에 안치된 기판(s)의 온도균일도를 높이기 위하여 기판안치대(120)의 상부에 열전달 플레이트(160)를 설치하여 기판안치대(120)를 가열시키는 점에 특징이 있다.
열전달 플레이트(160)를 설치하면, 기판안치대(120)가 기판(s)의 하면을 가열시키고 열전달 플레이트(160)가 기판(s)의 상면을 가열시키기 때문에 상대적으로 고온공정이 가능하고, 기판(s)을 전체적으로 균일하게 가열시킬 수 있는 장점이 있다.
열전달 플레이트(160)를 가열시키는 발열수단은 열전달 플레이트에 내장된 저항식 발열코일일 수도 있고 복사열을 통해 열전달 플레이트를 가열하는 광학식 발열수단일 수도 있다.
저항식 발열코일을 열전달 플레이트(160)에 내장시키는 경우에는 챔버리드(112)의 구조를 보다 단순화시킬 수 있는 장점이 있긴 하지만 급속한 가열이 어렵기 때문에 전체적인 공정진행속도가 광학식 발열수단에 비하여 늦어지는 단점이 있다.
또한 열전달 플레이트(160)의 내부에 가열수단이 내장되면 외부 전원과 연결되는 전원공급선이 챔버몸체(111) 또는 챔버리드(112)를 관통하여 챔버 내부로 인입되어야 하는 번거로움이 따른다.
이에 반해 램프히터(170)는 급속가열이 가능하기 때문에 정확하고 신속하게 온도제어를 할 수 있다는 장점을 가진다.
따라서 본 발명의 실시예에서는 열전달 플레이트(160)를 가열시키기 위하여 광학식 발열수단인 램프히터(170)를 챔버리드(112)에 설치한다. 하지만 열전달 플레이트(160)에 저항식 발열코일을 내장하는 방법을 배제하는 것은 아니다.
열전달 플레이트(160)는 램프히터(170)의 복사열을 잘 흡수할 수 있는 그래파이트(graphite) 재질로 제조하거나 그래파이트로 코팅처리하여 제조하는 것이 바람직하다.
열전달 플레이트(160)는 주로 램프히터(170)의 복사열에 의해 가열되고, 기판안치대(120)도 열전달 플레이트(160)의 복사열에 의해 가열된다. 다만 기판안치대(120)는 열전달 플레이트(160)의 발열에 의한 대류현상에 의해서도 어느 정도 가열된다.
한편, 열전달 플레이트(160)는 챔버리드(112)와 가스인젝터(130)의 사이에 설치되는 것이 바람직하며, 이 경우에는 회전축(140)이 열전달 플레이트(160)의 중앙부를 관통하여 설치된다.
이때 열전달 플레이트(160)와 챔버리드(112)의 간격이 너무 넓으면 챔버의 용적이 불필요하게 증가하여 생산성이 저하되고 안정된 공정조건을 유지하는데 불리하기 때문에 공정불안요소로 작용할 수 있다.
따라서 열전달 플레이트(160)와 챔버리드(112)의 간격은 열전달 플레이트(160)와 가스인젝터(130)의 간격에 비하여 넓지 않은 것이 바람직하다.
열전달 플레이트(160)는 챔버리드(112) 또는 챔버몸체(111)에 고정되거나, 상기 회전축(140)에 고정되어 가스인젝터(130)와 함께 회전할 수도 있다. 또한 기판(s)의 온도를 정밀하게 제어하기 위하여 승강할 수 있도록 구동수단(미도시)에 연결할 수도 있다. 반대로 기판안치대(120)를 열전달 플레이트(160)에 대하여 승강 및 회전가능하도록 설치할 수도 있다.
한편, 본 발명이 원자층증착장치에만 적용되는 것은 아니므로 전술한 십자형의 인젝터 대신에 챔버의 측면이나 저면에 고정되는 인젝터가 사용될 수도 있다.
이 경우에도 열전달 플레이트(160)를 가스인젝터(130)의 상부에 위치시키는 것이 바람직함은 물론이다.
본 발명의 제1 실시예에서는 램프히터(170)를 챔버리드(112)에 설치한다. 이를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 챔버리드(112)에 개구부(114)를 형성하고, 개구부(114)에 석영 등을 이용한 투광창(180)을 설치한 후에 투광창(180)의 외측으로 램프히터(170)를 설치한다.
램프히터(170)의 복사열은 투광창(180)을 통과하여 하부의 열전달 플레이트(160)를 가열시키며, 가열된 열전달 플레이트(160)가 복사열을 방출함에 따라 하부의 기판(s)이 가열된다.
열전달 플레이트(160)의 온도균일도는 기판의 박막균일도에 큰 영향을 미치므로 램프히터(170)는 열전달 플레이트(160)를 균일하게 가열할 수 있도록 배치되어야 한다. 따라서 챔버리드(112)의 전면적에 걸쳐서 램프히터(170)가 고르게 배치될 수 있어야 한다.
이를 위해서는 도 3에 도시된 바와 같이 챔버리드(112)의 전면적에 걸쳐서 개구부(114)를 고르게 형성하고, 상기 개구부(114)에 대응하여 램프히터(170)를 설치하여야 한다. 다만, 개구부(114)의 패턴이 도 3과 같이 원주방향으로 한정되지 않음은 물론이다.
램프히터(170)는 개구부(114)의 내측으로 적어도 일부가 삽입되는 것이 바람직하지만 개구부(114)의 상부에 위치할 수도 있다.
한편 챔버리드(112)는 통상 630℃ 내외의 녹는점을 가지는 알루미늄 재질로 제조되기 때문에 고온의 램프히터(170)에 의해 챔버리드(112)가 변형되는 것을 방지하기 위해서는 챔버리드(112)에 냉매유로(미도시)를 형성하여 냉매를 유동시키는 것이 바람직하다.
또한 램프히터(170)와 챔버리드(112)의 벽면 사이에 램프히터(170)의 복사열 을 차단 또는 반사하는 열차단부재(미도시)를 설치할 수도 있다.
챔버(110) 내부의 진공유지를 위해서는 투광창(180)과 챔버리드(112)의 사이에는 도 4a에 도시된 바와 같이 오링(116) 등의 진공시일 수단이 개재되어야 함은 물론이다.
한편, 투광창(180)을 설치하지 않고, 도 4b에 도시된 바와 같이 램프히터(170)의 일부가 챔버(110) 내부로 노출되도록 설치할 수도 있다.
다만 이 경우에는 고정부재(118)를 이용하여 램프히터(170)를 지지하는 것이 바람직하며, 진공유지를 위해서는 상기 고정부재(118)와 챔버리드(112)의 사이에 오링(116)을 설치하여야 한다. 필요한 경우에는 고정부재(118)와 램프히터(170)의 사이에도 오링을 설치하여야 한다.
열전달 플레이트(160)는 하부의 기판(s)을 균일하게 가열하기 위한 것이므로 평면형상이 기판안치대(120)와 동일한 것이 바람직하다. 일반적으로 반도체소자 제조용 기판처리장치에서는 기판안치대(120)가 원형의 평면을 가지므로 열전달 플레이트(160)도 원형으로 제조하는 것이 바람직하며, 그 직경은 기판안치대(120)보다 크거나 비슷한 것이 바람직하다.
한편, 열전달 플레이트(160)는 하부에 위치하는 기판(s)을 균일하게 가열하기 위하여 설치되는 것이므로 기판안치대(120)와의 거리가 중요한 공정변수로 작용한다.
따라서 기판(s)의 온도제어를위해서는 열전달 플레이트(160)를 소정 범위에서 상하로 승강시킬 수도 있고, 기판안치대(120)를 상하로 승강시킬 수도 있다. 대부분의 기판처리장치에는 기판안치대(120)를 위한 승강수단이 설치되어 있으므로 열전달 플레이트(160)를 별도로 승강시키는 것보다 기판안치대(120)를 승강시키는 것이 간편하다.
또한 기판안치대(120)와 열전달 플레이트(16)의 온도를 적절한 범위로 제어할 수 있어야 하므로 열전대(Thermo Couple) 등과 같은 온도감지수단을 기판안치대(120)와 열전달 플레이트(16)에 각각 설치하고, 이를 이용하여 각 램프히터(150)(170)의 발열온도를 제어하는 것이바람직하다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 상기 기판처리장치(100)를 이용하여 기판(s)에 소정의 원자층 박막을 증착하는 과정을 설명한다.
먼저 공정시간을 단축시키기 위하여 기판(s)을 챔버(110) 내부로 반입하기 전에, 기판안치대(120) 하부의 램프히터(150)와 챔버리드(112)에 설치된 램프히터(170)를 함께 켜서 기판안치대(120)를 예열시킨다.
이때 기판안치대(120)의 하부와 상부에 위치하는 각 램프히터(150)(170)의 온도를 서로 동일하게 설정함으로써 챔버(110) 내부가 균일하게 가열될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이어서 기판(s)을 반입하여 기판안치대(150)에 안치하고, 가스인젝터(130)를 통해 원료물질을 분사한다. 이때 가스인젝터(130)를 회전축(140)과 함께 회전시키면 각 기판(s)의 상부에 제1가스, 퍼지가스, 제2가스, 퍼지가스가 순차적으로 분사되면서 기판(s)의 표면에 제1가스와 제2가스의 화합물이 증착된다.
한편 원료물질을 분사하여 기판(s)에 대한 증착공정을 본격적으로 진행하는 동안에는 열전달 플레이트(160)의 온도를 기판(s)이 놓여지는 기판안치대(150) 보다 낮추는 것이 바람직하다.
이를 위해 기판안치대(120) 상부의 램프히터(170)의 온도를 기판안치대(120) 하부의 램프히터(150)의 온도보다 낮춘 다음에 기판(s)의 상부로 원료물질을 분사하는 것이 바람직하다.
기판(s) 상부의 온도가 화합물반응온도보다 높으면 분사된 원료물질이 기판표면이 아니라 기판(s)의 상부에서 먼저 반응하여 파티클을 발생시킬 수 있기 때문이다.
제1가스와 제2가스의 사이에 퍼지가스가 분사되는 원자층 증착방법의 경우에는 이러한 현상이 상대적으로 덜하지만 제1가스와 제2가스가 동시에 또는 연속적으로 분사되는 경우에는 이와 같은 파티클이 문제될 수 있다.
다만, 기판(s)의 자연산화막을 제거하는 공정을 진행하는 경우에는 기판안치대(120)와 열전달 플레이트(160)를 동일한 온도로 가열하는 것이 바람직하며, 이를 위해 기판안치대(120) 상부의 램프히터(170)와 하부의 램프히터(150)를 동일한 온도로 설정하여야 한다.
제2실시예
본 발명의 제2 실시예에 따른 기판처리장치는 도 2에 도시된 바와 같이 챔버(110)의 내부에 위치하며 다수의 기판을 안치하는 기판안치대(120), 기판안치대(120)의 상부에 열전달 플레이트(160), 챔버리드(112)와 열전달 플레이트(160)를 관통하는 회전축(140), 회전축(140)의 단부에 설치되는 가스인젝터(130)를 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에서는 광학식 발열수단인 램프히터(170)를 열전달 플레이트(160)와 챔버리드(112)의 사이에 설치하는 점에 특징이 있다. 즉, 챔버리드(112)에 투광창을 설치하지 않고 챔버리드(112)의 하부에 열전달 플레이트(160)를 설치하기 때문에 챔버리드(112)의 구조가 보다 단순화될수 있다.
램프히터(170)가 설치되는 공간은 원료물질이 분사되는 반응공간과 분리되는 것이 바람직하다. 이를 위해 열전달 플레이트(160)의 주연부를 챔버리드(112) 또는 챔버몸체(111)에 고정시키고, 고정부위에는 오링(O-ring)을 설치하여 공정가스가 내부로 유입되는 것을 방지한다.
또한 공정가스의 유입을 방지하기 위해서는 도 5에 도시된 바와 같이 챔버리드(112)에 퍼지가스유로(190)를 형성하고 이를 통해 챔버리드(112)와 열전달 플레이트(160) 사이의 공간으로 비반응성의 퍼지가스를 흘려준다.
그러면 열전달 플레이트(160) 상부의 공간에서 압력이 높아지기 때문에 공정가스가 챔버리드(112)와 열전달 플레이트(160) 사이의 공간으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.
램프히터(170)는 다양한 형태로 고정될 수 있다. 예를 들어 챔버리드(112)의 하부에 거치홈을 형성하고 상기 거치홈에 거치될 수도 있고 나사결합이나 끼워맞춤 등의방식으로 결합될 수도 있다.
한편, 램프히터(170)로 인하여 챔버리드(112)가 변형되는 것을 방지하기 위해서는 챔버리드(112)에 냉매유로(미도시)를 형성하는 것이 바람직하다.
또한 챔버리드(112)의 변형을 최소화하면서도 램프히터(170)의 발열효율을 높이기 위하여 램프히터(170)의 상부에 반사판(미도시)을 설치할 수도 있다. 상기 반사판은 챔버리드(112)의 하면에 부착할 수 있다.
원자층 증착장치에서는 이와 같이 회전축(140)의 단부에 가스인젝터(130)가 설치되는 경우가 많지만, 본 발명이 원자층 증착장치에만 국한되는 것은 아니므로 상기 가스인젝터는 챔버의 측면이나 저면에 고정되는 다른 형태를 가질 수도 있다.
이상에서는 세미배치 타입의 기판처리장치를 예를 들어 본 발명의 여러 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 기판안치대의 상부에 별도의 가열수단을 설치하는 점에 특징이 있는 것이므로 기판을 1매씩 처리하는 매엽식 기판처리장치에서도 적용될 수 있다.
또한 전술한 바와 같이 회전형 가스인젝터가 아니라 챔버 측면이나 저면에 고정된 가스인젝터를 이용하는 기판처리장치에서도 본 발명의 실시예가 적용될 수 있다.
또한 원자층 증착장치가 아닌 PECVD, LPCVD, HDPCVD, 식각장치 등 다른 종류 의 기판처리장치에도 본 발명의 실시예가 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판안치대에 안치된 기판을 균일하게 가열하는 것이 가능해지며, 따라서 공정균일도를 향상시키고 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
Claims (16)
- 측벽과 상기 측벽의 상부에 결합하여 반응공간을 형성하는 챔버리드를 포함하는 챔버;상기 챔버의 내부에 설치되며 기판이 안치되는 기판안치대;상기 기판안치대와 상기 챔버리드 사이에 위치하며 상기 기판안치대 전면을 덮는 열전달 플레이트와;상기 챔버리드에 위치하는 제 1 가열수단을 포함하고,상기 제 1 가열수단의 열은 상기 열전달 플레이트를 통해 상기 기판 전면에 전달되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치
- 제1항에 있어서,상기 제 1 가열수단은 적어도 2개가 서로 이격하여 위치하는 광학식 가열수단인 것을 특징으로 하는 기판처리장치
- 제2항에 있어서,상기 광학식 가열수단은 램프히터이며, 상기 램프히터는 상기 챔버의 리드(lid)에 설치된 투광창의 외측에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치
- 제2항에 있어서,상기 광학식 가열수단은 램프히터이며, 상기 램프히터는 상기 챔버의 리드에설치된 개구부를 통해 상기 챔버의 내부로 일부가 노출되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 열전달 플레이트 또는 상기 기판안치대는 상하로 승강할 수 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치
- 제1항에 있어서,상기 기판안치대의 하부 또는 내부에는 상기 기판을 가열시키기 위한 제 2 가열수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치
- 제1항에 있어서,상기 열전달 플레이트는 그래파이트 재질로 이루어지거나 그래파이트로 코팅되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치
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- 삭제
- 상부에 기판을 안치할 수 있는 기판안치대가 내부에 위치하며, 측벽과 상기 측벽의 상부에 결합하여 반응공간을 형성하는 챔버리드를 포함하는 챔버;상기 기판안치대의 상부에 설치되어 원료물질을 분사하는 가스분사수단;상기 가스분사수단의 상부에 설치되는 제1가열수단;상기 기판안치대의 하부에 설치되는 제2가열수단;상기 제1가열수단과 상기 가스분사수단 사이에 설치되는 열전달 플레이트;를 포함하는 기판처리장치를 이용한 자연 산화막 제거 방법에 있어서,상기 제1가열수단과 상기 제2가열수단을 동일한 온도로 가열시키는 단계;상기 챔버의 내부로 기판을 반입하여 상기 기판안치대에 안치시키는 단계;를 포함하고, 상기 제1가열수단의 열은 상기 열전달 플레이트를 통해 상기 기판 전면에 전달되는 것을 특징으로 하는 자연 산화막 제거 방법
- 상부에 기판을 안치할 수 있는 기판안치대가 내부에 위치하며, 측벽과 상기 측벽의 상부에 결합하여 반응공간을 형성하는 챔버리드를 포함하는 챔버;상기 기판안치대의 상부에 설치되어 원료물질을 분사하는 가스분사수단;상기 가스분사수단의 상부에 설치되는 제1가열수단;상기 기판안치대의 하부에 설치되는 제2가열수단;상기 제1가열수단과 상기 가스분사수단 사이에 설치되는 열전달 플레이트;를 포함하는 기판처리장치에서 기판을 처리하는 방법에 있어서,상기 제 1 가열수단과 상기 제 2 가열수단을 동일한 온도로 가열시키는 단계;상기 챔버의 내부로 기판을 반입하여 상기 기판안치대에 안치시키는 단계;상기 제1가열수단의 온도를 상기 제2가열수단의 온도보다 낮추고, 상기 기판안치대의 상부로 원료물질을 분사하는 단계;를 포함하고, 상기 제1가열수단의 열은 상기 열전달 플레이트를 통해 상기 기판 전면에 전달되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법
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