KR101512101B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공정가스를 이용하여 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판처리장치는 챔버, 기판지지유닛, 가열 유닛, 가스 공급 유닛 등을 포함한다. 가열 유닛은 코일, 전원 그리고 점퍼를 포함한다. 상기 가열 유닛은 점퍼가 코일의 상이한 두 지점을 연결하여 가열 유닛의 가열 범위를 조절할 수 있도록 제공된다.
Description
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라스마를 이용하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩이나 발광다이오드(LED)와 같은 집적회로의 제조 공정은 기판에 박막을 증착하는 공정을 포함한다. 최근 반도체 소자가 미세화되고, 고효율 및 고출력의 엘이디(LED)가 개발됨에 따라, 증착 공정 중 금속 유기 화학 기상 증착법(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)이 각광받고 있다. 금속 유기 화학 기상 증착법은 화학 기상 증착법의 하나로, 유기금속의 열분해 반응을 이용해 기판상에 금속화합물을 퇴적 및 부착시키는 방법이다.
도1은 화학 기상 증착 공정을 수행하는 일반적인 기판처리장치를 보여주는 단면도이다. 도1을 참조하면, 서셉터(2)에 기판(S)이 놓여지면, 기판(S)은 히터(4)에 의해 가열되고, 기판(S) 상에 공정가스를 공급한다. 그러나 공정에 따라 기판(S)의 크기는 다양하게 제공될 수 있다. 예컨대, 제1공정에는 제1크기를 가지는 제1기판이 서셉터에 놓여지고, 제2공정에는 제2크기를 가지는 제2기판이 서셉터에 놓여질 수 있다. 이 경우, 공정가스가 기판상에 도달하기 전에 미리 반응하는 것을 방지하기 위해 그 기판의 크기에 대응되는 히터(4)가 제공되어야 한다. 이로 인해 히터(4)는 기판의 크기에 대응되는 크기로 교체되어야 한다.
본 발명은 히터의 교체 없이 다양한 크기의 기판에 대해 기판상부 밖에서 공정 가스가 미리 반응하지 않도록 가열할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는 챔버와; 상기 챔버 내부에 제공되며 처리 대상물을 지지하는 서셉터를 가지는 기판 지지 유닛과; 상기 챔버 내로 공정 가스를 분사하는 가스 공급 유닛과; 상기 서셉터를 가열하는 가열 유닛을 포함하되, 상기 가열 유닛은, 코일과; 상기 코일에 에너지를 인가하는 전원과; 상기 코일의 제 1 지점과 상기 제 1 지점과 상이한 제 2 지점을 전기적으로 연결하도록 제공되는 점퍼를 가지도록 제공된다.
또한, 상기 코일은, 유도 가열 코일로 제공되고, 상기 전원은, 고주파 에너지를 인가하는 RF전원으로 제공된다.
또한, 상기 코일은, 점진적으로 반경이 커지도록 제공되는 형상을 가지고, 상기 제 1 지점과 상기 제 2 지점은, 상기 코일의 반경 방향을 따라 제공된다.
또한, 상기 코일의 가장 내측에 제공된 턴을 제 1 턴이라 하고, 상기 제 1 턴과 상이한 턴을 제 2 턴이라 할 때, 상기 제 1 지점은, 상기 제 1 턴에 위치하고, 상기 제 2 지점은, 상기 제 2 턴에 위치한다.
또한, 상기 제 1 턴과 상기 제 2 턴 사이에, 또 다른 턴이 제공될 수 있다.
또한, 상기 서셉터와 상기 처리 대상물이 놓이는 장착홈이 복수개 제공되고, 상기 장착홈들은, 서로 조합되어 상기 서셉터의 중심축을 감싸는 링 형상으로 배치되고, 상기 코일은, 상기 장착홈들과 대향되는 위치에 배치되고, 상기 제 1 지점과 상기 제 2 지점은 상기 장착홈의 가장자리부와 마주보거나 이와 인접한 지점이다.
또한, 상기 제 1 지점 및 상기 제 2 지점은, 상기 장착홈의 내측 가장자리부와 마주보거나 이와 인접한 지점일 수 있다.
또한, 상기 점퍼는, 탈착 가능하도록 제공된다.
본 발명은 가열 유닛을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 가열 유닛은 코일과; 상기 코일에 에너지를 인가하는 전원과; 상기 코일의 제 1 지점과 상기 제 1 지점과 상이한 제 2 지점을 전기적으로 연결하도록 제공되는 점퍼를 가진다.
또한, 상기 코일은, 유도 가열 코일로 제공되고, 상기 전원은, 고주파 에너지를 인가하는 RF전원으로 제공된다.
또한, 상기 코일은, 점진적으로 반경이 커지도록 제공되는 형상을 가지고, 상기 제 1 지점과 상기 제 2 지점은, 상기 코일의 반경 방향을 따라 제공된다.
또한, 상기 코일의 가장 내측에 제공된 턴을 제 1 턴이라 하고, 상기 제 1 턴과 상이한 턴을 제 2 턴이라 할 때, 상기 제 1 지점은, 상기 제 1 턴에 위치하고, 상기 제 2 지점은, 상기 제 2 턴에 위치한다.
또한, 상기 제 1 턴과 상기 제 2 턴 사이에, 또 다른 턴이 제공될 수 있다.
또한, 상기 점퍼는, 탈착 가능하도록 제공된다.
본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 상기 기판 처리 장치를 이용하는 기판 처리 방법에 있어서, 상기 서셉터는, 제 1 장착홈을 가지는 제 1 서셉터 또는 상기 제 1 장착홈과 상이한 직경을 가지는 상기 제 2 장착홈을 가지는 제 2 서셉터로 제공되되, 상기 제 1 서셉터가 제공되는 경우와 상기 제 2 서셉터가 제공되는 경우에 따라 상기 점퍼를 제공하여 가열 영역을 조절한다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 가열유닛에 점퍼를 제공하여 상이한 두 지점을 연결함으로써, 히터의 교체 없이 다양한 크기의 기판에 대해 그 크기에 대응하는 가열 범위를 조절함으로써, 기판 상부외에서 공정 가스가 미리 반응하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 서셉터를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 2의 기판홀더를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 2의 가스공급유닛을 보여주는 수직 단면도이다.
도 6은 도 5의 노즐을 보여주는 수평 단면도이다.
도 7은 도2의 가스배기유닛을 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 2의 가열 유닛을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 8의 점퍼를 이용해 가열 유닛의 가열 영역을 조절하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 서셉터를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 2의 기판홀더를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 2의 가스공급유닛을 보여주는 수직 단면도이다.
도 6은 도 5의 노즐을 보여주는 수평 단면도이다.
도 7은 도2의 가스배기유닛을 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 2의 가열 유닛을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 8의 점퍼를 이용해 가열 유닛의 가열 영역을 조절하는 방법을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
이하, 도2 내지 도9를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
기판처리장치는 기판 상에 박막을 증착하는 공정을 수행한다. 도2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다. 도2를 참조하면, 기판처리장치는 챔버(200), 기판 지지 유닛(300), 라이너 유닛(400), 가열 유닛(500), 가스 공급 유닛(600) 그리고 가스 배기 유닛(700)을 포함한다. 챔버(200)는 내부에 공정 처리가 수행되는 공간을 제공한다. 기판 지지 유닛(300)은 기판(S)을 지지하며, 라이너 유닛(400)은 챔버(200) 내벽을 보호한다. 가스 공급 유닛(600)은 기판(S)으로 공정 가스를 공급하고, 가스 배기 유닛(700)은 기판 처리에 제공된 공정 가스를 챔버(200) 외부로 배기한다. 가열 유닛(500)는 기판(S)을 가열한다. 이하, 각 구성에 대해 상세하게 설명한다.
챔버(200)의 내부에는 기판이 처리되는 처리공간이 형성된다. 챔버(200)는 원통 형상을 가지며, 상부벽(210), 측벽(220), 그리고 하부벽(230)이 조합되어 처리 공간을 형성한다. 상부벽(210)은 챔버(200) 내부를 개방할 수 있다. 작업자는 챔버(200) 내부에 제공되는 장치를 유지 보수할 경우, 상부벽(210)을 개방한다. 또한, 챔버(200)에 기판(S)이 출입하는 경우, 상부벽(210)이 개방될 수 있다. 챔버(200)는 내열성이 약한 금속 재질로 제공될 수 있다. 챔버(200)는 스테인레스 재질로 제공될 수 있다.
기판 지지 유닛(300)은 챔버(200) 내부에서 기판(S)을 지지한다. 기판 지지 유닛(300)은 복수 매의 기판(S)을 동시에 지지할 수 있다. 실시예에 의하면, 기판 지지 유닛(300)은 서셉터(310), 기판 홀더(320), 그리고 서셉터 구동부(330)를 포함한다.
도3은 도2의 서셉터(310)를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도3을 참조하면, 서셉터(310)는 챔버(200) 내부에 위치한다. 서셉터(310)는 소정 두께를 갖는 원판으로, 상면이 저면보다 큰 반경을 가지고, 측면이 하향 경사질 수 있다. 도 3과 같이, 서셉터(310)의 상면에는 중앙홈(312) 및 장착홈(311)이 형성된다. 중앙홈(312) 및 장착홈(311) 각각은 원형 홈으로, 소정 깊이로 형성될 수 있다. 중앙홈(312)은 서셉터(310)의 상면 중앙영역에 형성된다. 중앙홈(312)에는 노즐(610)의 끝단이 위치될 수 있다.
장착홈(311)에는 기판(S)을 직접 지지할 수 있는 기판 홀더(320) 등의 처리 대상물이 제공될 수 있다. 장착홈(311)은 복수 개로 제공된다. 장착홈(311)들은 서셉터(310)의 상면 가장자리영역에 형성된다. 장착홈(311)들은 중앙홈(312)의 주변에 형성된다. 장착홈(311)들은 기판 홀더(320)의 크기에 따라 다양한 형상으로 배치될 수 있다. 일 예에 의하면, 장착홈들(311)은 10개로 제공되며, 각각은 서로 조합하여 링 형상으로 배치될 수 있다. 각각의 장착홈들(311)은 중앙홈(312)으로부터 거리가 동일하게 제공될 수 있다. 서로 인접한 장착홈들(311) 간에 간격은 동일하게 제공될 수 있다.
장착홈(311)들의 바닥면에는 돌기(313), 분사홀(314), 그리고 안내홈(315)이 형성된다. 돌기(313)는 장착홈(311)의 바닥면 중앙에서 소정 높이로 돌출된다. 분사홀(314)은 돌기(313) 주변에 복수 개 형성된다. 분사홀(314)들은 가스를 공급하는 가스 공급 유로(317)들과 연결되며, 가스를 분사한다. 분사된 가스는 장착홈(311)에 놓인 기판 홀더(320)을 부양시킨다.
안내홈(315)은 분사홀(314)에서 분사된 가스의 흐름을 안내한다. 안내홈(315)은 분사홀(314)들에 각각 연결된다. 안내홈(315)은 소정 길이를 가지며, 라운드지게 제공된다. 분사홀(314)에서 분사된 가스는 안내홈(315)을 따라 이동하며, 부양된 기판 홀더(320)을 회전시킨다.
서셉터 구동부(330)는 서셉터(310)를 회전 및 승강시킨다. 서셉터 구동부(330)는 회전축(331) 및 모터(332)를 포함한다. 회전축(331)은 서셉터(310)의 하부에서 서셉터(310)를 지지한다. 모터(332)는 회전축(331)을 회전 및 승강시킨다. 실시예에 의하면, 기판 홀더(320)가 회전되는 동안, 모터(332)는 서셉터(310)를 회전시킬 수 있다.
도4는 도2의 기판홀더를 보여주는 단면도이다. 도4를 참조하면, 기판 홀더(320)는 두께가 얇은 원판으로 장착홈(311)에 수용된다. 기판 홀더(320)의 상면에는 안착홈(321)이 형성된다. 안착홈(321)은 소정 깊이로 형성되며, 기판(S)을 수용한다. 안착홈은 기판홀더의 내측면과 바닥면에 의해 정의될 수 있다. 일 예에 의하면, 안착홈은 원형의 형상으로 제공될 수 있다. 안착홈(321)은 기판(S)의 반경에 상응하거나 그보다 큰 반경을 가질 수 있다. 기판 홀더(320)의 저면에는 고정홈(322)이 형성된다. 고정홈(322)에는 장착홈(311)의 바닥면에 형성된 돌기(313)가 삽입 가능하다. 기판 홀더(320)는 전기 전도율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 기판 홀더(320)는 흑연 재질로 제공될 수 있다. 기판 홀더(320)는 복수 개 제공되며, 장착홈(311)들 각각에 수용된다.
다시 도2를 참조하면, 라이너 유닛(400)은 챔버(200) 내부에 위치하며, 챔버(200) 내벽을 보호한다. 라이너 유닛(400)은 챔버(200) 내벽에 공정 가스가 부착되거나, 챔버(200) 내벽과 공정 가스가 반응하는 것을 차단한다. 라이너 유닛(400)은 상부 라이너(410), 측부 라이너(420), 그리고 체결 부재(430)를 포함한다.
상부 라이너(410)는 두께가 얇은 판으로, 서셉터(310)의 상부에서 서셉터(310)의 상면과 나란하게 배치된다. 상부 라이너(410)는 챔버(200)의 상부벽(210)으로부터 소정 거리 이격하여 위치한다. 상부 라이너(410)는 서셉터(310)의 상면보다 큰 면적을 가진다. 실시예에 의하면, 상부 라이너(410)는 원판이며, 서셉터(310)의 상면보다 큰 반경을 가진다. 상부 라이너(410)의 중심에는 삽입공이 형성된다. 삽입공에는 노즐(610)이 위치한다.
측부 라이너(420)는 상·저면이 개방되며, 내부에 공간이 형성된 통 형상을 가진다. 측부 라이너(420)는 상부 라이너(410)의 하부에서 상부 라이너(410)를 지지한다. 측부 라이너(420)는 상부 라이너(410)에 상응하는 반경을 가지며, 상단에 상부 라이너(410)가 놓인다. 측부 라이너(420)는 서셉터(310)의 주변을 에워싸도록 배치된다. 상부 라이너(410)와 측부 라이너(420)에 의해 구획되는 공간은 기판에 대한 공정 처리가 수행되는 처리 공간(422)으로 제공된다.
상부 라이너(410)와 측부 라이너(420)는 챔버(200)보다 내열성이 우수한 재질로 제공된다. 상부 라이너(410)와 측부 라이너(420)는 그라파이트 재질로 제공될 수 있다.
체결 부재(430)는 상부 라이너(410)를 챔버(200)의 상부벽(210)에 고정시킨다. 체결 부재(430)는 플랜지(431)와 볼트(432)를 포함한다. 플랜지(431)는 삽입공이 형성된 상부 라이너(410)의 내측단에 고정 체결된다. 볼트(432)는 챔버(200)의 상부벽(210)과 플랜지(431)를 체결한다. 체결 부재(430)에 의하여, 상부 라이너(410)와 챔버(200)의 상부벽(210)과 일체로 이동한다. 상부벽(210)이 챔버(200)의 내부를 개방하는 경우, 상부 라이너(410)는 상부벽(210)과 함께 이동한다.
가스 공급 유닛(600)은 상부 라이너(410)와 서셉터(310) 사이 공간으로 퍼지 가스 및 이온화된 공정가스를 공급한다.
도5는 도2의 가스 공급 유닛(600)을 나타내는 단면도이고, 도6은 도5의 노즐을 나타내는 수평 단면도이다. 도5 및 도6을 참조하면, 가스 공급 유닛(600)은 노즐(610), 제1가스 공급라인(641), 제2가스 공급라인(642), 그리고 퍼지 가스 공급라인(643)을 포함한다.
노즐(610)은 챔버(200)의 상부벽(210) 중앙으로부터 아래로 제공되며, 그 끝단이 서셉터(310)의 중앙홈(312)에 위치한다. 노즐(610)은 상단이 챔버(200)의 상부벽(210)에 걸쳐 지지될 수 있다. 노즐(610)의 내부는 복수의 공간으로 구획되어 형성된다. 실시예에 의하면, 노즐(610)이 내부에는 3개의 공간(611 내지 613)이 형성된다. 제1공간(611)은 노즐(610)의 중앙영역에 형성된다. 제2공간(612)은 제1공간(611)의 둘레를 따라 링 형상으로 형성된다. 제3공간(613)은 제2공간(612)의 둘레를 따라 링 형상으로 형성된다. 제1 내지 제3공간(611 내지 613)은 구획벽에 의해 구획되며 서로 간에 차단된다.
노즐(610)의 측벽에는 퍼지가스 분사구(621, 622)와 공정가스 분사구(623 내지 625)가 형성될 수 있다.
퍼지가스 분사구(621, 622)는 상부 라이너(410)에 인접한 노즐(610) 영역과 노즐(610) 끝단에 인접한 영역에 각각 형성될 수 있다. 퍼지가스 분사구(621, 622)는 노즐(610) 둘레를 따라 복수 개 형성된다. 퍼지가스 분사구(621, 622)는 제3공간(613)과 연통된다. 제3공간(613)에 공급된 퍼지 가스는 퍼지 가스 분사구(621, 622)들을 통해 처리 공간(422)으로 분사된다. 일 예에 의하면, 노즐(610) 끝단에 인접한 영역에 형성된 퍼지가스 분사구(622)는 중앙홈(312) 내에 위치될 수 있다.
공정 가스 분사구(623 내지 625)는 제1가스를 분사하는 제1가스 분사구(623)와, 제2가스를 분사하는 제2가스 분사구(624, 625)로 구분된다. 제1가스 분사구(623)는 상부에 형성된 퍼지 가스 분사구(621)들과 하부에 형성된 퍼지 가스 분사구(622)들 사이에 형성된다. 제1가스 분사구(623)는 노즐(610)의 둘레를 따라 복수 개 형성된다. 제1가스 분사구(623)는 제1내관(631)을 통해 제1공간(611)과 연통된다. 제1내관(631)은 복수 개가 제1공간(611)을 중심으로 방사상으로 배치되며, 제1가스 분사구(623)들 각각과 연결된다. 제1공간(611)으로 공급된 제1가스는 제1내관(631)과 제1가스 분사구(623)를 순차적으로 거쳐 처리 공간(422)으로 분사된다.
제2가스 분사구(624, 625)는 상부에 형성된 퍼지 가스 분사구(621)들과 제1가스 분사구(623)들 사이 영역, 그리고 제1가스 분사구(623)들과 하부에 형성된 퍼지 가스 분사구(622)들 사이 영역에 각각 형성된다. 제2가스 분사구(624, 625)는 노즐(610)의 둘레를 따라 복수 개 형성된다. 제2가스 분사구(624, 625)는 제2내관(632, 633)을 통해 제2공간(612)과 연통된다. 제2내관(632, 633)은 복수 개가 제2공간(612)을 중심으로 방사상으로 배치되며, 제2가스 분사구(624, 625)들 각각과 연결된다. 제2공간(612)으로 공급된 제2가스는 제2내관(632, 625)과 제2가스 분사구(624, 625)를 순차적으로 거쳐 처리 공간(422)으로 분사된다. 제1가스 분사구(623)와 제2가스 분사구(624, 625)에서 분사된 제1 및 제2가스는 처리 공간(422)에서 혼합되고 기판(S)에 증착된다.
제1가스 공급라인(641)은 노즐(610)의 상단에서 제1공간(611)과 연결된다. 제1가스 공급라인(641)은 제1공간(611)으로 제1가스를 공급한다. 제1가스는 유기금속인 Ⅲ족 원소의 가스일 수 있다. 제1가스는 트리메틸갈륨(TMG) 또는 트리메틸알루미늄(TMA)일 수 있다.
제2가스 공급라인(642)은 노즐(610)의 상단에서 제2공간(612)과 연결될 수 있다. 제2가스 공급 라인(642)은 제2공간(612)으로 제2가스를 공급한다. 제2가스는 V족원소가 수소화물로서 제공될 수 있다. 제2가스는 포스핀(PH3), 수소화비소(AsH3), 또는 암모니아(NH3)일 수 있다.
퍼지 가스 공급라인(643)은 노즐(610)의 상단에서 제3공간(613)과 연결될 수 있다. 퍼지 가스 공급라인(643)은 제3공간(613)으로 퍼지 가스를 공급한다. 퍼지가스는 질소가스(N2)일 수 있다.
가스 배기 유닛(700)은 기판(S) 처리 후 처리 공간(422)에 머무르는 가스를 챔버(200) 외부로 배기한다. 도7는 도2의 가스 배기 유닛을 나타내는 사시도이다. 도2 및 도7을 참조하면, 가스 배기 유닛(700)은 배기판(710), 배기관(720), 탄성 부재(730)를 포함한다. 배기판(710)은 링 형상의 판으로, 서셉터(310)의 둘레를 따라 제공된다. 배기판(710)의 상면은 서셉터(31)의 상면에 상응하거나 그보다 낮게 위치할 수 있다. 배기판(710)의 상면에는 측부 라이너(420)가 놓인다. 배기판(710)의 상면 영역 중 측부 라이너(420)가 놓인 영역 내측에는 배기홀(711)이 형성된다. 배기홀(711)은 배기판(710)의 상면을 따라 복수 개 형성된다.
배기판(710)의 내부에는 배기 유로(712)가 형성된다. 배기 유로(712)는 배기판(710)의 둘레를 따라 링 형상으로 형성되며, 배기홀(711)들과 연통된다.
배기관(720)은 배기판(710)의 저면과 연결되며, 배기 유로(712)와 연통된다. 실시예에 의하면, 배기관(720)은 복수 개 제공되며, 서로 상이한 위치에서 배기판(710)과 결합된다. 배기관(720)들은 단계별로 합쳐져 중간 배기관(721)으로 연결되고, 중간 배기관(721)들은 하나의 메인 배기관(722)으로 합쳐진다. 메인 배기관(722)에는 진공 펌프(미도시)가 설치된다. 실시예에 의하면, 배기관(720)들은 4개 지점에서 배기판(710)과 연결되고, 한 쌍씩 중간 배기관(721)으로 합쳐진다. 그리고 2개의 중간 배기관(721)은 메인 배기관(722)으로 합쳐진다.
진공 펌프에서 인가된 진공압은 메인 배기관(722), 중간 배기관(721), 배기관(720), 그리고 배기 유로(712)를 순차적으로 거쳐 배기홀(711)들 각각에 인가된다. 진공압은 배기 유로(712)를 거치므로, 배기홀(711)들 각각에는 진공압이 균일하게 인가될 수 있다. 배기홀(711)들에 인가된 진공압은 처리 공간(422)에 인가되며, 처리 공간(422)에 머무르는 가스는 배기홀(711)들로 유입된다. 가스는 배기홀(711)들 각각에 균일하게 유입될 수 있다.
탄성 부재(730)는 배기판(710)의 저면에 제공된다. 탄성 부재(730)는 배기판(710)에 힘이 가해지는 경우, 배기판(710)에 탄성력을 인가한다. 예컨대, 배기판(710)의 상면에 측부 라이너(420)가 놓이거나, 상부 라이너(410)가 개방되는 경우, 탄성력을 제공하여 배기판(710)을 안정적으로 지지한다. 탄성 부재(730)는 스프링이 제공될 수 있다. 스프링(730)은 배기판(710)의 둘레를 따라 복수 개 제공될 수 있다.
가열 유닛(500)은 서셉터(310)를 가열하여 이에 놓여진 기판(S)을 가열한다. 가열 유닛(500)는 서셉터(310)의 아래에 위치한다. 가열 유닛(500)는 서셉터(310)의 저면으로부터 소정 거리 이격된다. 도8은 도2의 가열 유닛(500)을 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도2 및 도8을 참조하면, 가열 유닛(500)은 코일(510), 전원(520), 그리고 점퍼(530)를 포함한다.
코일(510)은 동일높이에서 회전축을 복수 회 감는 나선형 형상으로 제공된다. 따라서, 코일(510)은 점진적으로 반경이 커지도록 제공되는 형상을 가진다. 에너지가 인가된 코일(510)은 전자기장을 발생하여 서셉터(310)를 가열시킨다. 예컨대, 가열 유닛(500)는 유도가열방식으로 서셉터(310)를 가열할 수 있다. 코일(510)은 기판수용홈(311)의 크기와 동일하거나 이보다 조금 큰 크기로 제공될 수 있다. 코일(510)은 장착홈(311)들과 대향되도록 위치된다. 코일(510)은 복수 개의 턴(511 내지 518)으로 제공되며, 서로 인접한 각각의 턴(511 내지 518)은 그 끝단이 서로 간에 연장되도록 제공된다. 복수의 턴들(511 내지 518)은 동일 평면 상에 위치된다. 일 예에 의하면, 턴(511 내지 518)은 8 개로 제공될 수 있다. 턴은 회전축과 가장 인접하게 위치되는 제1턴(511)으로부터 가장 멀리 위치되는 턴(518)까지 연장되게 제공될 수 있다. 이하 제 1 턴과 상이한 턴을 제 2 턴이라 한다.
전원(520)은 코일(510)의 일단에 에너지를 인가한다. 전원은 고주파 에너지를 인가하는 RF전원으로 제공된다.
점퍼(530)는 탈착 가능하도록 제공된다. 점퍼(530)는 코일(510)에 인가된 에너지를 우회시킨다. 점퍼(512)는 코일(510)의 제1지점(A) 및 제 1 지점이 위치한 턴과 상이한 턴의 지점인 제2지점(B)을 전기적으로 연결하여 코일(510)에 에너지가 흐르는 영역을 조절한다. RF전원의 에너지는 짧은 경로로 대부분이 전달되는 경향이 있으므로, 에너지는 제 1 지점(A)과 제 2 지점(B) 사이에 제공된 턴이 아닌 점퍼(530)를 통해 흐르게 된다. 제 1 지점(A) 과 제 2 지점(B)은 코일(510)의 반경 방향을 따라 제공된다.
도 9는 점퍼(530)를 이용하여, 가열 유닛(500)의 가열 영역의 넓이를 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 9를 참조하면, 점퍼(530)가 연결하는 제 1 지점(A)과 제 2 지점(B)의 위치에 따라 처리 대상물의 크기에 대응되도록 가열 유닛(500)의 가열영역의 넓이를 조절할 수 있다.
일 예에 의하면, 제 1 지점(A) 및 제 2 지점(B)은 장착홈(311)의 내측 가장자리부와 마주보거나 이와 인접한 지점일 수 있다. 이하 제 1 턴(511)에서 가장 외측에 제공된 턴(518)까지의 영역에 대응되는 영역(s1)을 가지는 장착홈을 제 1 장착홈(311a)라 하고, 제 2 턴(512 내지 518)에서 제 8 턴(518)까지의 영역에 대응되는 영역(s2)을 가지는 장착홈을 제 2 장착홈(311b)라 한다. 또한, 제 1 장착홈(311a)을 가지는 서셉터를 제 1 서셉터(320a)라 하고 제 2 장착홈(311b)을 가지는 서셉터를 제 2 서셉터(320b)라 한다. 이하 제 2 턴은 제 1 턴(511)과 가장 인접한 턴(512)으로 가정하여 설명한다.
제 1 서셉터(320a)가 기판 처리 장치에 제공되는 경우, 점퍼(530)는 장착되지 않는다. 따라서 전원(520)에 의해 제 1 턴(511) 부터 제 8 턴(518)까지 에너지가 전달되고 제 1 장착홈(311a)에 대응되는 영역(s1)만큼 가열할 수 있다.
제 2 서셉터(320b)가 기판 처리 장치에 제공되는 경우, 제 1 지점(A)은 제 1 턴(511)에 위치되고, 제 2 지점(B)은 제 2 턴(512)에 위치되도록 점퍼(530)가 장착된다. 따라서 전원(520)에 의해 제 2 턴(512) 부터 제 8 턴(518)까지 에너지가 전달되고 제 2 장착홈(311a)에 대응되는 영역(s2)만큼 가열할 수 있다. 상술한 예와 달리, 제 1 턴(511)과 제 2 지점(B)이 위치한 제 2 턴 사이에는 제 1 턴(511)외 다른 턴이 제공될 수 있다.
상술한 실시예에는 점퍼(520)가 제 1 지점(A) 및 제 2 지점(B)이 장착홈(311)의 내측 가장자리부와 마주보거나 이와 인접한 지점으로 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나, 제공되는 처리대상물이 놓이는 장착홈(311)의 크기와 그 제공되는 위치에 따라, 제 1 지점(A) 및 제 2 지점(B)은 장착홈(311)의 외측 가장자리부와 마주보거나 이와 인접한 지점으로 제공되거나, 장착홈(311)의 외측 가장자리부와 마주보거나 이와 인접한 지점 및 내측 가장자리부와 마주보거나 이와 인접한 지점으로 함께 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이 점퍼(530)을 이용하여 가열 유닛(500)의 가열 면적을 조절함으로써, 처리 대상물의 크기에 따른 가열 유닛(500)을 교체 하지 않고 적절한 면적을 가열할 수 있게 됨으로써 공정 가스가 처리대상물 상부 외에 서셉터(310)상의 다른 영역에서 반응되는 것을 최소화할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
S: 기판
200: 챔버
300: 기판 지지 유닛
400: 라이너 유닛
500: 가열 유닛
510: 코일
520: 전원
530: 점퍼
600: 가스 공급 유닛
700: 가스 배기 유닛
200: 챔버
300: 기판 지지 유닛
400: 라이너 유닛
500: 가열 유닛
510: 코일
520: 전원
530: 점퍼
600: 가스 공급 유닛
700: 가스 배기 유닛
Claims (16)
- 챔버와;
상기 챔버 내부에 제공되며 처리 대상물을 지지하는 서셉터를 가지는 기판 지지 유닛과;
상기 챔버 내로 공정 가스를 분사하는 가스 공급 유닛과;
상기 서셉터를 가열하는 가열 유닛을 포함하되,
상기 가열 유닛은,
코일과;
상기 코일에 에너지를 인가하는 전원과;
상기 코일의 제 1 지점과 상기 제 1 지점과 상이한 제 2 지점을 전기적으로 연결하도록 제공되는 점퍼를 가지고,
상기 코일은, 점진적으로 반경이 커지도록 제공되는 형상을 가지고,
상기 제 1 지점과 상기 제 2 지점은, 상기 코일의 반경 방향을 따라 제공되는 기판 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 코일은, 유도 가열 코일로 제공되고,
상기 전원은, 고주파 에너지를 인가하는 RF전원으로 제공되는 기판 처리 장치. - 삭제
- 챔버와;
상기 챔버 내부에 제공되며 처리 대상물을 지지하는 서셉터를 가지는 기판 지지 유닛과;
상기 챔버 내로 공정 가스를 분사하는 가스 공급 유닛과;
상기 서셉터를 가열하는 가열 유닛을 포함하되,
상기 가열 유닛은,
코일과;
상기 코일에 에너지를 인가하는 전원과;
상기 코일의 제 1 지점과 상기 제 1 지점과 상이한 제 2 지점을 전기적으로 연결하도록 제공되는 점퍼를 가지고,
상기 코일은, 점진적으로 반경이 커지도록 제공되는 형상을 가지며,
상기 코일의 가장 내측에 제공된 턴을 제 1 턴이라 하고, 상기 제 1 턴과 상이한 턴을 제 2 턴이라 할 때,
상기 제 1 지점은, 상기 제 1 턴에 위치하고,
상기 제 2 지점은, 상기 제 2 턴에 위치하는 기판 처리 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 턴과 상기 제 2 턴 사이에, 또 다른 턴이 제공되는 기판 처리 장치. - 챔버와;
상기 챔버 내부에 제공되며 처리 대상물을 지지하는 서셉터를 가지는 기판 지지 유닛과;
상기 챔버 내로 공정 가스를 분사하는 가스 공급 유닛과;
상기 서셉터를 가열하는 가열 유닛을 포함하되,
상기 가열 유닛은,
코일과;
상기 코일에 에너지를 인가하는 전원과;
상기 코일의 제 1 지점과 상기 제 1 지점과 상이한 제 2 지점을 전기적으로 연결하도록 제공되는 점퍼를 가지고,
상기 서셉터에는, 상기 처리 대상물이 놓이는 장착홈이 복수개 제공되고,
상기 장착홈들은, 서로 조합되어 상기 서셉터의 중심축을 감싸는 링 형상으로 배치되고,
상기 코일은, 상기 장착홈들과 대향되는 위치에 배치되고,
상기 제 1 지점과 상기 제 2 지점은 상기 장착홈의 가장자리부와 마주보거나 이와 인접한 지점인 기판 처리 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 지점 및 상기 제 2 지점은, 상기 장착홈의 내측 가장자리부와 마주보거나 이와 인접한 지점인 기판 처리 장치. - 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 점퍼는, 탈착 가능하도록 제공되는 기판 처리 장치. - 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 가스 공급 유닛은, 그 길이 방향이 상기 서셉터의 중심축상에 위치되도록 제공되는 기판 처리 장치. - 코일과;
상기 코일에 에너지를 인가하는 전원과;
상기 코일의 제 1 지점과 상기 제 1 지점과 상이한 제 2 지점을 전기적으로 연결하도록 제공되는 점퍼를 가지되,
상기 코일은, 점진적으로 반경이 커지도록 제공되는 형상을 가지고,
상기 제 1 지점과 상기 제 2 지점은, 상기 코일의 반경 방향을 따라 제공되는 가열 유닛. - 제 10 항에 있어서,
상기 코일은, 유도 가열 코일로 제공되고,
상기 전원은, 고주파 에너지를 인가하는 RF전원으로 제공되는 가열 유닛. - 삭제
- 코일과;
상기 코일에 에너지를 인가하는 전원과;
상기 코일의 제 1 지점과 상기 제 1 지점과 상이한 제 2 지점을 전기적으로 연결하도록 제공되는 점퍼를 가지되,
상기 코일은 점진적으로 반경이 커지도록 제공되는 형상을 가지고,
상기 코일의 가장 내측에 제공된 턴을 제 1 턴이라 하고, 상기 제 1 턴과 상이한 턴을 제 2 턴이라 할 때,
상기 제 1 지점은, 상기 제 1 턴에 위치하고,
상기 제 2 지점은, 상기 제 2 턴에 위치하는 가열 유닛. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 턴과 상기 제 2 턴 사이에, 또 다른 턴이 제공되는 가열 유닛. - 제 10 항, 제 11 항, 제 13 항 및 제 14 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 점퍼는, 탈착 가능하도록 제공되는 가열 유닛. - 제 1 항의 기판 처리 장치를 이용하는 기판 처리 방법에 있어서,
상기 서셉터는, 제 1 장착홈을 가지는 제 1 서셉터 또는 상기 제 1 장착홈과 상이한 직경을 가지는 상기 제 2 장착홈을 가지는 제 2 서셉터로 제공되되,
상기 제 1 서셉터가 제공되는 경우와 상기 제 2 서셉터가 제공되는 경우에 따라 상기 점퍼를 제공하여 가열 영역을 조절하는 기판 처리 방법.
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| KR1020130116585 | 2013-09-30 | ||
| KR20130116585 | 2013-09-30 |
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| KR20150037455A KR20150037455A (ko) | 2015-04-08 |
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| JP2003234169A (ja) | 2002-02-08 | 2003-08-22 | Hitachi Zosen Corp | 誘導加熱装置および誘導加熱方法 |
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| KR20130084466A (ko) * | 2012-01-17 | 2013-07-25 | 삼성전자주식회사 | 서셉터 및 이를 구비하는 화학기상증착 장치 |
-
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- 2013-12-31 KR KR20130168219A patent/KR101512101B1/ko active IP Right Grant
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150037455A (ko) | 2015-04-08 |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20180328 Year of fee payment: 4 |
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