KR101582563B1 - 가열유닛, 기판처리장치, 그리고 기판처리설비 - Google Patents

가열유닛, 기판처리장치, 그리고 기판처리설비 Download PDF

Info

Publication number
KR101582563B1
KR101582563B1 KR1020140011204A KR20140011204A KR101582563B1 KR 101582563 B1 KR101582563 B1 KR 101582563B1 KR 1020140011204 A KR1020140011204 A KR 1020140011204A KR 20140011204 A KR20140011204 A KR 20140011204A KR 101582563 B1 KR101582563 B1 KR 101582563B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
heater
power
supply line
processing apparatus
Prior art date
Application number
KR1020140011204A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150090498A (ko
Inventor
김장현
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020140011204A priority Critical patent/KR101582563B1/ko
Publication of KR20150090498A publication Critical patent/KR20150090498A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101582563B1 publication Critical patent/KR101582563B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예는 기판을 열 처리하는 장치를 제공한다. 기판처리장치는 내부에 처리공간을 제공하는 챔버, 상기 처리공간에서 기판을 지지하는 서셉터, 상기 처리공간에 공정가스를 공급하는 가스공급유닛, 그리고 상기 서셉터에 놓인 기판을 가열하는 가열유닛을 포함하되, 상기 가열유닛은 히터, 상기 히터에 전력을 제공하는 고주파 전원, 상기 히터와 상기 고주파 전원을 연결하는 전력공급라인, 상기 전력공급라인에 제공되는 전력값을 측정하는 센서, 상기 전력공급라인 상에 설치되며, 상기 전력으로부터 공진주파수를 발생시키는 공진주파수 발생부재, 그리고 상기 센서로부터 측정된 정보를 제공받아 상기 공진주파수 발생부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 공진주파수 발생부재는 상기 전력의 임피던스 값을 조절하는 임피던스 정합기를 포함한다. 케이블에 인가되는 전력값을 측정하고 이에 대한 임피던스 값을 조절하여 히터에 인가되는 전력값을 조절하게 할 수 있다.

Description

가열유닛, 기판처리장치, 그리고 기판처리설비{Heating unit, Appratus and System for treating substrate}
본 발명은 기판을 열 처리하는 장치에 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.
일반적으로 금속 유기 화학 기상 증착 공정은 고온의 환경에서 진행된다. 기판은 히터에 의해 가열되고, 공정가스는 가열된 기판 상에 증착된다. 그러나 장치의 상태 및 주변 환경에 의해 기판을 가열하는 온도는 상이하게 제공된다. 이로 인해 기판에 증착되는 박막은 기판의 온도에 따라 그 증착량이 상이해진다. 특히 유도가열방식으로 기판을 가열하는 경우에는 코일에 제공되는 전력값에 따라 기판의 온도가 상이해진다.
고주파 전원으로부터 코일로 기설정된 전력값을 인가하더라도, 코일과 고주파 전원을 연결하는 케이블의 길이, 두께, 그리고 작업상태에 따라 복수의 장비들의 임피던스 값은 서로 상이해지며, 이는 공정의 재현성에 영향을 끼친다.
본 발명은 케이블의 상태에 의해 임피던스 값에 변동될지라도, 코일에 인가되는 전력값에 영향을 끼치지 않는 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 복수의 장비들에 동일한 전력값을 제공할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 열 처리하는 장치를 제공한다. 기판처리장치는 내부에 처리공간을 제공하는 챔버, 상기 처리공간에서 기판을 지지하는 서셉터, 상기 처리공간에 공정가스를 공급하는 가스공급유닛, 그리고 상기 서셉터에 놓인 기판을 가열하는 가열유닛을 포함하되, 상기 가열유닛은 히터, 상기 히터에 전력을 제공하는 고주파 전원, 상기 히터와 상기 고주파 전원을 연결하는 전력공급라인, 상기 전력공급라인에 제공되는 전력값을 측정하는 센서, 상기 전력공급라인 상에 설치되며, 상기 전력으로부터 공진주파수를 발생시키는 공진주파수 발생부재, 그리고 상기 센서로부터 측정된 정보를 제공받아 상기 공진주파수 발생부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 공진주파수 발생부재는 상기 전력의 임피던스 값을 조절하는 임피던스 정합기를 포함한다.
상기 임피던스 정합기는 저항 및 인덕터를 포함할 수 있다. 상기 인덕터는 복수 개로 제공되며 서로 간에 병렬 연결되고, 상기 인덕터와 상기 저항은 서로 간에 직렬 연결될 수 있다. 상기 공진주파수 발생부재는 상기 전력공급라인 상에 설치되며, 상기 전력을 설정 주파수와 대응되도록 공진시키는 공진 정합기를 더 포함하되, 상기 공진 정합기는 상기 임피던스 정합기보다 상기 고주파 전원에 가깝게 위치될 수 있다.
가열유닛은 히터, 상기 히터에 전력을 제공하는 고주파 전원, 상기 히터와 상기 고주파 전원을 연결하는 전력공급라인, 상기 전력공급라인에 제공되는 전력값을 측정하는 센서, 상기 전력공급라인 상에 설치되며, 상기 전력으로부터 공진주파수를 발생시키는 공진주파수 발생부재, 그리고 상기 센서로부터 측정된 정보를 제공받아 상기 공진주파수 발생부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 공진주파수 발생부재는 상기 전력의 임피던스 값을 조절하는 임피던스 정합기를 포함한다.
상기 임피던스 정합기는 저항 및 인덕터를 포함하되, 상기 인덕터는 복수 개로 제공되며 서로 간에 병렬 연결되고, 상기 인덕터와 상기 저항은 서로 간에 직렬 연결될 수 있다.
기판처리설비는 제1기판에 대해 처리공정을 수행하는 제1기판처리장치 및 제2기판에 대해 상기 처리공정을 수행하는 제2기판처리장치를 포함하되, 상기 제1기판처리장치 및 상기 제2기판처리장치 각각은 내부에 처리공간을 제공하는 챔버, 상기 처리공간에서 기판을 지지하는 서셉터, 상기 처리공간에 공정가스를 공급하는 가스공급유닛, 그리고 상기 서셉터에 놓인 기판을 가열하는 가열유닛을 포함하되, 상기 가열유닛은 히터, 상기 히터에 전력을 제공하는 고주파 전원, 상기 히터와 상기 고주파 전원을 연결하는 전력공급라인, 상기 전력공급라인에 제공되는 전력값을 측정하는 센서, 상기 전력공급라인 상에 설치되며, 상기 전력으로부터 공진주파수를 발생시키는 공진주파수 발생부재, 그리고 상기 센서로부터 측정된 정보를 제공받아 상기 공진주파수 발생부재를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 공진주파수 발생부재는 상기 전력의 임피던스 값을 조절하는 임피던스 정합기를 포함한다.
상기 임피던스 정합기는 저항 및 인덕터를 포함하되, 상기 인덕터는 복수 개로 제공되며 서로 간에 병렬 연결되고, 상기 인덕터와 상기 저항은 서로 간에 직렬 연결될 수 있다.
상기 공진주파수 발생부재는 상기 전력공급라인 상에 설치되며, 상기 전력을 설정 주파수와 대응되도록 공진시키는 공진 정합기를 더 포함하되, 상기 공진 정합기는 상기 임피던스 정합기보다 상기 고주파 전원에 가깝게 위치될 수 있다. 상기 제1기판처리장치의 제어기 및 상기 제2기판처리장치의 제어기는 상기 제1기판처리장치의 히터와 상기 제2기판처리장치의 히터 각각에 제공되는 전력값이 동일하도록 상기 제1기판처리장치의 임피던스 정합기 및 상기 제2기판처리장치의 임피던스 정합기 각각을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 케이블에 인가되는 전력값을 측정하고 이에 대한 임피던스 값을 조절하여 히터에 인가되는 전력값을 조절하게 할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 임피던스 값을 조절하여 히터에 인가되는 전력값을 조절하므로, 복수의 장비들 각각에 동일한 전력값을 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도2는 도1의 서셉터를 보여주는 평면도이다.
도3은 도1의 기판홀더를 보여주는 단면도이다.
도4는 도1의 가스공급유닛을 보여주는 수직 단면도이다.
도5는 도4의 노즐을 보여주는 수평 단면도이다.
도6은 도1의 가스배기유닛을 보여주는 사시도이다.
도7은 도1의 가열유닛을 보여주는 평면도이다.
도8은 도7의 임피던스 정합기를 보여주는 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판처리장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 따라서 도면에서의 도시된 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
이하, 도1 내지 도8을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
기판처리설비는 제1기판처리장치 및 제2기판처리장치를 포함한다. 제1기판처리장치 및 제2기판처리장치는 동일한 공정을 수행한다. 일 예에 의하면, 제1기판처리장치 및 제2기판처리장치 각각은 금속 유기 화학 기상 증착 공정을 수행한다. 제1기판처리장치와 제2기판처리장치는 서로 동일한 장치이므로, 제2기판처리장치에 대한 설명은 생략한다.
제1기판처리장치는 기판(W) 상에 박막을 증착하는 공정을 수행한다. 도1은 본 발명의 실시예에 따른 제1기판처리장치를 보여주는 단면도이다. 도1을 참조하면, 제1기판처리장치는 챔버(200), 기판 지지 유닛(300), 라이너 유닛(400), 가스 공급 유닛(600), 가스 배기 유닛(700), 그리고 가열유닛(500)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. 가열유닛(500)은 기판(S)을 가열한다. 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. 이하, 각 구성에 대해 상세하게 설명한다.
챔버(200)의 내부에는 기판(S)이 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.
도2는 도1의 서셉터를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도2를 참조하면, 서셉터(310)는 챔버(200) 내부에 위치한다. 서셉터(310)는 대체로 원추 형상을 가진다. 서셉터(310)는 그 상면이 하면보다 큰 반경을 가지도록 배치된다. 서셉터(310)의 상면에는 복수의 기판 수용홈(311)이 제공된다. 기판 수용홈(311)은 원형 홈으로 제공될 수 있다. 기판 수용홈(312)들에는 기판 지지판(320)이 놓인다. 일 예에 의하면, 기판 수용홈(311)은 서셉터(310)의 상면 가장자리 영역에 제공된다. 기판 수용홈(311)들은 서로 조합하여 링 형상으로 배치될 수 있다.
기판 수용홈(311)들의 바닥면에는 돌기(313), 분사홀(314), 그리고 안내홈(315)이 형성된다. 돌기(313)는 기판 수용홈(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 연결된다. 분사홀(314)들로부터 분사된 가스는 기판 수용홈(311)에 놓인 기판 지지판(320)을 부양시킨다. 안내홈(315)은 복수 개 형성되며, 분사홀(314)들과 각각 연결된다. 안내홈(315)은 소정 길이를 가지며 라운드지게 제공된다. 안내홈(315)은 분사홀(314)에서 분사된 가스의 흐름을 안내한다. 가스는 안내홈(315)을 따라 이동하며, 부양된 기판 지지판(320)을 회전시킨다. 상술한 바와 달리 기판 지지판은 장치에 제공되지 않고, 기판 수용홈(311)에는 기판이 직접 놓일 수 있다.
서셉터(310)의 상면 중앙영역에는 중앙홈(311)이 형성된다. 중앙홈(312)에는 노즐(610)의 끝단이 위치될 수 있다.
도3은 도1의 기판홀더를 보여주는 단면도이다. 도3을 참조하면, 기판 홀더(320)는 두께가 얇은 원판으로 기판 수용홈(312)에 수용된다. 기판 홀더(320)의 상면에는 안착홈(321)이 형성된다. 안착홈(321)은 소정 깊이로 형성되며, 기판(S)을 수용한다. 안착홈(321)은 기판홀더(320)의 내측면과 바닥면에 의해 정의될 수 있다. 일 예에 의하면, 안착홈(321)은 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 기판 수용홈(312)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, 기판 수용홈(312)들 각각에 수용된다.
다시 도1을 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 공간인 처리공간으로 공정 가스와 퍼지 가스를 공급한다. 도4는 도1의 가스 공급 유닛을 나타내는 단면도이다. 도5는 도4의 노즐을 나타내는 수평 단면도이다. 도4 및 도5를 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(311)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(311) 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. 도6은 도1의 가스 배기 유닛을 나타내는 사시도이다. 도1 및 도6을 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.
가열유닛(500)은 서셉터(310)에 놓여진 기판을 공정온도로 열처리한다. 가열유닛(500)은 유도가열방식으로 기판(W)을 열처리한다. 도7은 도1의 가열유닛을 보여주는 평면도이다. 도7을 참조하면, 가열유닛(500)은 히터(510), 전력공급라인(520), 공진주파수 발생부재(530), 센서(550), 그리고 제어기(570)를 포함한다. 히터(510)는 서셉터(310)의 아래에 위치한다. 히터(510)는 서셉터(310)의 저면으로부터 소정 거리 이격된다. 히터(510)는 동일 높이에서 나선 형상으로 회전축(331) 주변에 복수 회 감기는 코일 형상으로 제공된다. 히터(510)에서 발생된 전자기장은 서셉터로 제공되어 이에 놓인 기판(W)을 함께 열처리한다. 일 예에 의하면, 기판(W)은 공정에 따라 700℃ 내지 1300℃로 가열될 수 있다.
전력공급라인(520)은 히터(510) 및 고주파 전원을 서로 연결한다. 고주파 전원으로부터 인가된 전력은 전력공급라인(520)을 통해 히터(510)로 제공된다. 예컨대, 전력공급라인(520)은 케이블(520)로 제공될 수 있다. 케이블(520) 상에는 공진주파수 발생부재(530)(Resonance Freaquency Generator)가 설치된다.
공진주파수 발생부재(530)는 역변환장치(인버터, Inverter)(532), 공진 정합기(Resonance Matching Box)(534), 그리고 임피던스 정합기(Impedence Matching Box)(560)를 포함한다. 케이블(520) 상에는 전원에서 히터(510)을 향하는 방향에 대해 역변환장치(532), 공진 정합기(534), 그리고 임피던스 정합기(560)가 순차적으로 배열된다. 역변환장치(532)는 케이블(520)에 제공되는 직류전력을 교류전력으로 변환시킨다. 공진 정합기(534)는 역변환장치(532)에 의해 제공된 전력을 설정 주파수와 대응되도록 공진시킨다.
임피던스 정합기(560)는 케이블(520)에 제공된 전력의 임피던스 값을 조절한다. 도8은 도7의 임피던스 정합기를 보여주는 도면이다. 도8을 참조하면, 임피던스 정합기(560)는 저항(562) 및 인덕터(564)를 포함한다. 저항(562)은 인덕터(564)와 직렬로 연결된다. 인덕터(564)는 복수 개로 제공된다. 각각의 인덕터(564)는 서로 간에 병렬 연결된다. 일 예에 의하면, 인덕터(564)는 2 개로 제공될 수 있다. 저항(562) 및 인덕터(564) 각각은 가변 저항(562) 및 가변 인덕터(564)로 제공될 수 있다.
센서(550)는 케이블(520)에 제공되는 전력의 전류, 전압, 그리고 주파수를 측정한다. 센서(550)로부터 측정된 정보는 제어기(570)로 제공된다. 제어기(570)는 히터(510)에 제공되는 전력값이 설정값과 동일하도록 임피던스 정합기(560)를 제어한다.
케이블(520)의 길이, 굵기, 그리고 상태에 따라 히터(510)에 제공되는 전력값이 상이해진다. 이로 인해 제1기판처리장치에 제공된 히터(510)와 제2기판처리장치에 제공된 히터(510)는 서로 상이한 온도로 기판(W)을 가열 처리할 수 있다. 본 실시예에는 임피던스 정합기(560)를 통해 임피던스 값을 조절하여 제1히터(510) 및 제2히터(510) 각각에 제공되는 전력값을 동일하게 조절할 수 있다. 이에 따라 제1기판(W) 및 제2기판(W)은 동일한 온도로 가열되며, 각각에는 동일 두께의 박막을 증착할 수 있다.
또한 상술한 실시예에는 인덕터(564)가 2 개로 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나 인덕터(564)는 1 개 또는 3 개 이상으로 제공될 수 있다.
또한 상술한 실시예에는 가열유닛(500)이 금속 유기 화학 기상 증착 공정을 수행하는 장치에 적용되는 것으로 설명하였다. 그러나 유도가열방식으로 기판(W)을 열처리하는 공정이라면, 다양하게 적용 가능하다.
310: 서셉터 500: 가열유닛
520: 전력공급라인 530: 공진주파수 발생부재
550: 센서 560: 임피던스 정합기
562: 저항 564: 인덕터
570: 제어기 600: 가스공급유닛

Claims (10)

  1. 처리공간에서 기판을 지지하는 서셉터와;
    상기 처리공간에 공정가스를 공급하는 가스공급유닛과;
    상기 서셉터에 놓인 기판을 가열하는 가열유닛을 포함하되,
    상기 가열유닛은,
    히터와;
    상기 히터에 전력을 제공하는 고주파 전원과;
    상기 히터와 상기 고주파 전원을 연결하는 전력공급라인과;
    상기 전력공급라인에 제공되는 전력값을 측정하는 센서와;
    상기 전력의 임피던스 값을 조절하는 임피던스 정합기를 포함하고, 상기 전력공급라인 상에 설치되며 상기 전력으로부터 공진주파수를 발생시키는 공진주파수 발생부재와;
    상기 센서로부터 측정된 정보를 제공받아 상기 임피던스 정합기를 제어하는 제어기를 포함하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 임피던스 정합기는,
    저항과;
    인덕터를 포함하는 기판처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인덕터는 복수 개로 제공되며 서로 간에 병렬 연결되고,
    상기 인덕터와 상기 저항은 서로 간에 직렬 연결되는 기판처리장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공진주파수 발생부재는,
    상기 전력공급라인 상에 설치되며, 상기 전력을 설정 주파수와 대응되도록 공진시키는 공진 정합기를 더 포함하되,
    상기 공진 정합기는 상기 임피던스 정합기보다 상기 고주파 전원에 가깝게 위치되는 기판처리장치.
  5. 히터와;
    상기 히터에 전력을 제공하는 고주파 전원과;
    상기 히터와 상기 고주파 전원을 연결하는 전력공급라인과;
    상기 전력공급라인에 제공되는 전력값을 측정하는 센서와;
    상기 전력의 임피던스 값을 조절하는 임피던스 정합기를 포함하고, 상기 전력공급라인 상에 설치되며 상기 전력으로부터 공진주파수를 발생시키는 공진주파수 발생부재와;
    상기 센서로부터 측정된 정보를 제공받아 상기 임피던스 정합기를 제어하는 제어기를 포함하는 가열유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 임피던스 정합기는,
    저항과;
    인덕터를 포함하되,
    상기 인덕터는 복수 개로 제공되며 서로 간에 병렬 연결되고,
    상기 인덕터와 상기 저항은 서로 간에 직렬 연결되는 가열유닛.
  7. 제1기판에 대해 처리공정을 수행하는 제1기판처리장치와;
    제2기판에 대해 상기 처리공정을 수행하는 제2기판처리장치를 포함하되,
    상기 제1기판처리장치 및 상기 제2기판처리장치 각각은
    내부에 처리공간을 제공하는 챔버와;
    상기 처리공간에서 기판을 지지하는 서셉터와;
    상기 처리공간에 공정가스를 공급하는 가스공급유닛과;
    상기 서셉터에 놓인 기판을 가열하는 가열유닛을 포함하되,
    상기 가열유닛은,
    히터와;
    상기 히터에 전력을 제공하는 고주파 전원과;
    상기 히터와 상기 고주파 전원을 연결하는 전력공급라인과;
    상기 전력공급라인에 제공되는 전력값을 측정하는 센서와;
    상기 전력의 임피던스 값을 조절하는 임피던스 정합기를 포함하고, 상기 전력공급라인 상에 설치되며 상기 전력으로부터 공진주파수를 발생시키는 공진주파수 발생부재와;
    상기 센서로부터 측정된 정보를 제공받아 상기 임피던스 정합기를 제어하는 제어기를 포함하는 기판처리설비.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 임피던스 정합기는,
    저항과;
    인덕터를 포함하되,
    상기 인덕터는 복수 개로 제공되며 서로 간에 병렬 연결되고,
    상기 인덕터와 상기 저항은 서로 간에 직렬 연결되는 기판처리설비.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 공진주파수 발생부재는,
    상기 전력공급라인 상에 설치되며, 상기 전력을 설정 주파수와 대응되도록 공진시키는 공진 정합기를 더 포함하되,
    상기 공진 정합기는 상기 임피던스 정합기보다 상기 고주파 전원에 가깝게 위치되는 기판처리설비.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1기판처리장치의 제어기 및 상기 제2기판처리장치의 제어기는 상기 제1기판처리장치의 히터와 상기 제2기판처리장치의 히터 각각에 제공되는 전력값이 동일하도록 상기 제1기판처리장치의 임피던스 정합기 및 상기 제2기판처리장치의 임피던스 정합기 각각을 제어하는 기판처리설비.
KR1020140011204A 2014-01-29 2014-01-29 가열유닛, 기판처리장치, 그리고 기판처리설비 KR101582563B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140011204A KR101582563B1 (ko) 2014-01-29 2014-01-29 가열유닛, 기판처리장치, 그리고 기판처리설비

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140011204A KR101582563B1 (ko) 2014-01-29 2014-01-29 가열유닛, 기판처리장치, 그리고 기판처리설비

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150090498A KR20150090498A (ko) 2015-08-06
KR101582563B1 true KR101582563B1 (ko) 2016-01-07

Family

ID=53885205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140011204A KR101582563B1 (ko) 2014-01-29 2014-01-29 가열유닛, 기판처리장치, 그리고 기판처리설비

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101582563B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102223766B1 (ko) * 2019-10-18 2021-03-05 세메스 주식회사 지지 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0823492A3 (en) * 1996-08-07 1999-01-20 Concept Systems Design Inc. Zone heating system with feedback control
TW200948217A (en) * 2008-03-25 2009-11-16 Tokyo Electron Ltd Plasma processing system, method for supplying high frequency power and method for feedback-controlling plasma processing system
JP5657262B2 (ja) * 2009-03-27 2015-01-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR20130007149A (ko) * 2011-06-29 2013-01-18 세메스 주식회사 기판처리장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150090498A (ko) 2015-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120100292A1 (en) Gas injection unit and a thin-film vapour-deposition device and method using the same
CN105185681A (zh) 气体分配装置及包含所述气体分配装置的基板加工装置
TWI428963B (zh) 化學氣相沉積裝置及方法
KR20160134908A (ko) 기판 처리 장치
KR101582563B1 (ko) 가열유닛, 기판처리장치, 그리고 기판처리설비
KR100983730B1 (ko) 엘이디 제조장치
KR101716355B1 (ko) 기판처리장치 및 방법
KR101059064B1 (ko) 대면적 가스분사장치
KR101614032B1 (ko) 가스 분배 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치
KR101513584B1 (ko) 기판 처리 장치
KR102308139B1 (ko) 기판 처리 장치 및 배기 방법
KR101512101B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR102256690B1 (ko) 기판 처리 장치
KR101378801B1 (ko) 복수개의 기판이 안착되는 기판 서포트의 중앙을 관통하는 공정 가스 공급부를 갖는 배치식 에피택셜층 형성장치
KR101937334B1 (ko) 기판처리장치
KR101615608B1 (ko) 기판처리장치
KR101395206B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
US20210375586A1 (en) An advanced ceramic lid with embedded heater elements and embedded rf coil for hdp cvd and inductively coupled plasma treatment chambers
KR101135083B1 (ko) 박막 증착 장치 및 방법
KR20140054701A (ko) 히터유닛
KR20150049180A (ko) 기판 처리 장치
KR20140054696A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR101543694B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR101395222B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR102063490B1 (ko) 반도체 제조장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191220

Year of fee payment: 5