KR101771901B1 - Substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정 진행시 챔버의 기판이송개구를 막을 수 있으면서 동시에 기판을 중심으로 가스의 흐름과 배기를 대칭적이면서 균일하게 하여 막의 균일성을 향상시킬 수 있는 기판처리장치에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate processing apparatus capable of preventing a substrate transfer opening of a chamber during a process, and simultaneously making the flow and exhaust gas flow symmetrically and uniformly around the substrate, To a substrate processing apparatus.
일반적으로 반도체 소자의 제조 공정은 여러 가지 박막의 증착과 식각 단위 공정이 반복적으로 행해지며, 이러한 단위 공정을 실시하기 위해 기판은 해당 공정을 진행하는 챔버에 반입되어 처리된다.In general, in the manufacturing process of a semiconductor device, deposition of various thin films and an etching unit process are repeatedly performed. In order to perform such a unit process, the substrate is transferred into a chamber for carrying out the process.
도 1에는 기판에 대한 식각공정을 행하기 위한 종래의 기판처리장치가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 종래의 기판처리장치는 내부에 반응공간이 형성되는 챔버(100)를 구비한다. 챔버(100)의 일측에는 기판이 반입 및 반출되기 위한 이송개구(120)가 마련된다. 챔버(100)의 내부에는 기판을 지지 및 가열하기 위한 서셉터(130)가 설치되며, 이 서셉터(130)는 승강축(140)에 연결되어 승강된다.FIG. 1 shows a conventional substrate processing apparatus for performing an etching process on a substrate. Referring to FIG. 1, a conventional substrate processing apparatus includes a
이와 같은 기판처리장치로 기판을 처리함에 있어서, 기판에 증착되는 박막의 두께 또는 기판의 식각 두께의 균일성은 매우 중요하다. 이는, 증착 또는 식각되는 박막의 두께가 균일하지 못할 경우에는 막질이 떨어질 뿐만 아니라, 단일 웨이퍼에서 생산되는 소자의 특성이 달라지는 문제가 발생하기 때문이다.In processing the substrate with such a substrate processing apparatus, the uniformity of the thickness of the thin film deposited on the substrate or the etching thickness of the substrate is very important. This is because when the thickness of the thin film to be deposited or etched is not uniform, not only the quality of the film is lowered but also the characteristics of a device produced from a single wafer vary.
기판의 식각 두께(또는 박막 증착 두께)는 챔버 반응공간의 대칭성과 밀접한 관련이 있는데, 챔버 반응공간이 기판을 중심으로 하여 사방으로 대칭을 이루지 못하는 경우에는, 반응공간 내부의 온도구배가 불균일해지고, 공정 가스의 유동이 불안정해지게 되고, 그 결과 기판의 식각 두께가 불균일하게 된다.The etching thickness (or thin film deposition thickness) of the substrate is closely related to the symmetry of the chamber reaction space. If the chamber reaction space is not symmetrical in four directions about the substrate, the temperature gradient inside the reaction space becomes uneven, The flow of the process gas becomes unstable, and as a result, the etching thickness of the substrate becomes uneven.
그러나, 종래의 기판처리장치의 경우에는 챔버의 일측에만 이송개구(120)가 설치되어 있으므로 챔버의 반응공간이 비대칭을 이루게 되어, 공정 가스의 불안정한 기류가 발생하게 되고, 이송개구측의 챔버 온도가 다른 영역 보다 낮게 되어, 챔버 내부의 전체온도가 불균일하게 되어, 증착 또는 식각되는 박막의 두께가 균일하게 되지 못하여 기판의 품질이 저하되는 문제가 발생하였다.However, in the case of the conventional substrate processing apparatus, since the
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 공정 진행시 챔버의 기판이송개구를 막을 수 있으면서 동시에 기판을 중심으로 가스의 흐름과 배기를 대칭적이면서 균일하게 하여 막의 균일성을 향상시킬 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the problems of the prior art described above and to provide a method of manufacturing a semiconductor device which can prevent a substrate transfer opening of a chamber during a process and simultaneously make a flow and an exhaust gas flow symmetrically and uniformly around the substrate, And to provide a substrate processing apparatus capable of improving uniformity.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 기판처리장치는 내부에 반응공간이 형성되고 일측면에 기판을 이송하기 위한 이송개구가 형성된 챔버와, 상기 챔버의 내부에 배치되고 기판이 안착되는 서셉터와, 상기 서셉터를 승강시키는 승강구동부를 가지는 기판처리장치에 있어서, 상기 서셉터를 둘러싸며 상기 서셉터에 체결되어 상기 승강구동부의 구동에 의해 상기 서셉터가 승강될 때 상기 서셉터와 함께 승강되어 공정진행시 상기 챔버의 상기 이송개구를 차단하는 셔터배기부를 구비하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to the present invention includes: a chamber having a reaction space formed therein and having a transfer opening for transferring a substrate to one side thereof; a chamber disposed inside the chamber, A substrate processing apparatus having a susceptor and an elevation driving part for elevating and lowering the susceptor, wherein when the susceptor is lifted and lowered by driving the elevation driving part, the susceptor is coupled to the susceptor, And a shutter discharging unit for shutting off the transfer opening of the chamber when the process cartridge is moved up and down.
여기서, 상기 셔터배기부는 상기 서셉터를 둘러싸는 내부 링 플레이트와, 상기 내부 링 플레이트로부터 일정간격 이격되어 형성되며 상기 이송개구를 차단하는 외부 링 플레이트와, 상기 내부 링 플레이트와 상기 외부 링 플레이트를 연결하는 바닥 링 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다. Here, the shutter exhaust unit may include an inner ring plate surrounding the susceptor, an outer ring plate spaced apart from the inner ring plate by a predetermined distance and blocking the transfer opening, and an inner ring plate connected to the outer ring plate And a bottom ring plate for supporting the bottom ring plate.
여기서, 상기 바닥 링 플레이트 또는 상기 바닥 링 플레이트와 상기 내부 링 플레이트의 경계 또는 상기 내부 링 플레이트의 하단부에는 복수의 배기홀이 일정 간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다. Here, a plurality of exhaust holes are formed at a predetermined interval at a boundary between the bottom ring plate or the bottom ring plate and the inner ring plate, or at a lower end of the inner ring plate.
여기서, 상기 외부 링 플레이트의 상부끝단은 상기 내부 링 플레이트의 상부끝단보다 상부측으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, the upper end of the outer ring plate is formed to extend upward from the upper end of the inner ring plate.
여기서, 상기 외부 링 플레이트의 상부끝단은 공정진행시 상기 챔버의 측벽과 상기 챔버내에 마련된 가스공급부 사이에 배치되도록 상부측으로 길게 연장되어 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, the upper end of the outer ring plate is formed so as to extend to the upper side so as to be disposed between a side wall of the chamber and a gas supply unit provided in the chamber at the time of the process.
여기서, 상기 외부 링 플레이트의 내측면에는 상기 내부 링 플레이트를 향하여 하향으로 경사진 경사부가 형성되는 것을 특징으로 한다. Here, the inner ring of the outer ring plate is formed with an inclined portion inclined downward toward the inner ring plate.
상술한 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 공정 진행시 상기 셔터배기부가 상기 서셉터와 함께 상승하여 챔버의 기판이송개구를 막을 수 있으면서 동시에 상기 서셉터와 가스공급부 사이의 공간을 링 형상의 외부 링 플레이트에 의해 폐쇄하여 챔버 내에서 대칭적인 반응공간을 형성하여 기판을 중심으로 가스의 흐름과 배기를 대칭적이면서 균일하게 하여 막의 균일성을 향상시킬 수 있다. According to the present invention having the above-described configuration, the shutter exhaust part rises together with the susceptor to prevent the substrate transfer opening of the chamber, and at the same time, the space between the susceptor and the gas supply part is formed into a ring- Thereby forming a symmetrical reaction space in the chamber. Thus, the uniformity of the film can be improved by making the gas flow and the exhaust gas symmetrical and uniform around the substrate.
도 1은 종래기술에 의한 기판처리장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 기판처리장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 기판처리장치의 셔터배기부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 셔터배기부의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 셔터배기부의 배기홀의 다양한 설치예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 셔터배기부의 외측 링 플레이트의 다른 예를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a conventional substrate processing apparatus.
2 is a view showing a substrate processing apparatus according to the present invention.
3 is a view showing a shutter exhausting portion of the substrate processing apparatus of the present invention.
4 is a view showing another example of the shutter evacuation portion of the present invention.
5A to 5C are views showing various examples of installation of the exhaust hole of the shutter exhaust part of the present invention.
6 is a view showing another example of the outer ring plate of the shutter evacuation portion of the present invention.
이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 의한 기판처리장치에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다. Hereinafter, a substrate processing apparatus according to the present invention will be described in detail as an embodiment with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 기판처리장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 기판처리장치의 셔터배기부를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a view showing a substrate processing apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a view showing a shutter exhausting section of the substrate processing apparatus according to the present invention.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 챔버(10)와, 서셉터(12)와, 승강구동부(13)와, 가스공급부(14)와, 셔터배기부(20)를 구비한다. 2 and 3, a
상기 챔버(10)는 기판에 대하여 일정한 공정이 수행되는 곳으로서, 챔버(10) 상부에 결합된 탑리드(10a)가 폐쇄되면, 챔버(10)의 내부에는 반응공간이 형성되고 상기 반응공간은 공정 중에 진공분위기로 형성된다. 상기 챔버(10)의 일측면에는 기판이 반입 및 반출될 수 있도록 이송개구(11)가 상기 챔버의 챔버벽을 관통하여 형성된다. When the
상기 챔버(10)의 내부에는 서셉터(12)가 배치되고, 상기 서셉터(12)에는 기판이 안착되며, 상기 서셉터(12)는 승강구동부(13)에 연결되어 승강 및/또는 회전구동된다. 상기 서셉터의 내부에는 기판을 가열(또는 냉각)하기 위한 구성이 마련되어, 기판을 가열 또는 냉각할 수 있다. 상기 승강구동부의 외부에는 신장 및 수축가능한 벨로우즈가 설치되어 챔버(10) 내부를 공정 중에 진공으로 유지하도록 구성된다. A
상기 챔버(10)의 반응공간 상부에는 상기 서셉터(12)에 대향하여 가스공급부(14)가 설치되어, 외부의 반응가스공급원으로부터 상기 반응공간으로 반응가스를 공급한다. A
또한, 상기 챔버(10)의 일측에는 배기홀(미도시)이 설치되어 반응에 사용된 후의 배기가스를 상기 챔버(10)의 외부로 배기한다.In addition, an exhaust hole (not shown) is provided at one side of the
본 발명에 의한 기판처리장치(1)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 공정진행시 상기 챔버의 상기 이송개구를 차단하는 셔터배기부(20)를 구비한다. As shown in Figs. 2 and 3, the
상기 셔터배기부(20)는 기판을 중심으로 가스의 흐름과 배기를 대칭적이면서 균일하게 하도록 구성된다. The
상기 셔터배기부(20)는 종래의 라이너 또는 슬릿차단셔터와 달리, 상기 서셉터(12)에 체결되어 별도의 구동수단이 없이도 상기 승강구동부(13)의 구동에 의해 상기 서셉터(12)가 승강될 때 상기 서셉터(12)와 함께 승강되도록 구성된다. Unlike a conventional liner or slit shut-off shutter, the
상기 이송개구(11)를 통해 기판이 반입된 후, 기판은 상기 서셉터(12)에 안착되고, 상기 승강구동부(13)에 의해 상기 서셉터(13)를 상승시키고 상기 가스공급부(14)를 통해 반응가스를 공급하면서 상기 기판을 가열 또는 냉각하여 공정을 진행할 때에, 상기 셔터배기부(20)는, 도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 이송개구(11)를 막으면서 상기 서셉터(12)를 둘러싸도록 구성되어 상기 기판을 중심으로 어느 방향에서 보더라도 대칭적인 구조를 이루도록 형성된다. After the substrate is loaded through the
도 3을 참조하면, 상기 셔터배기부(20)는 내부 링 플레이트(21)와, 외부 링 플레이트(22)와, 바닥 링 플레이트(23)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the
상기 내부 링 플레이트(21)와 상기 외부 링 플레이트(22)와 상기 바닥 링 플레이트(23)는 일체로 형성되며, 예를 들면 도 3에 나타낸 바와 같이, 단면이 대략 U자형 형상을 이루도록 구성되어 있다. The
상기 내부 링 플레이트(21)는 상기 서셉터(12)를 둘러싸도록 구성되며, 상기 내부 링 플레이트(21)의 상부 끝단(21a)은 절곡되어 상기 서셉터(12)의 가장자리를 덮도록 구성된다. 상기 내부 링 플레이트(21)의 상기 상부끝단(21a)에는 복수의 체결홀(21b)이 형성되어 상기 체결홀(21b)을 통해 체결부재를 삽입하여 상기 서셉터(12)와 체결하도록 구성된다. The
상기 내부 링 플레이트(21)의 외주에는 상기 외부 링 플레이트(22)가 마련된다. 상기 외부 링 플레이트(22)는 상기 내부 링 플레이트(21)로부터 일정간격 이격되어 형성되며 상기 내부 링 플레이트(21)을 둘러싸도록 형성되며, 상기 외부 링 플레이트(22)는 상술한 바와 같이 공정진행시에 상기 이송개구(11)를 차단하도록 구성된다. The
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 외부 링 플레이트(22)의 상부끝단은 상기 내부 링 플레이트(21)의 상부끝단보다 상부측으로 연장되어 형성되어, 공정 진행을 위하여 상기 서셉터(12)를 상승시킬 때에 상기 외부 링 플레이트(22)의 상부끝단이 상기 가스공급부(14)의 외주면과 대략 맞닿도록 구성된다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 외부 링 플레이트(22)의 상부끝단(22a)은 도 2에 나타낸 예보다 더욱 길게 상부측으로 연장되어 공정진행시 상기 상부끝단(22a)이 상기 챔버(10)의 측벽(10b)과 상기 가스공급부(14) 사이에 배치되도록 형성될 수 있다. 공정 진행을 위하여 상기 서셉터(12)를 상승시킬 때에 상기 외부 링 플레이트(22)의 상부끝단(22a)이 상기 가스공급부(14)의 외주면과 맞닿거나 덮도록 구성되어, 상기 서셉터(12)와 상기 가스공급부(14) 사이의 반응공간을 상기 챔버(10) 내의 다른 공간으로부터 분리하여 상기 이송개구(11)의 영향을 받지 않도록 차단함과 동시에 상기 반응공간이 상기 기판을 중심으로 대칭적인 구조를 이루도록 구성할 수 있다. 2 and 3, an upper end of the
상기 내부 링 플레이트(21)와 상기 외부 링 플레이트(22) 사이에는 상기 바닥 링 플레이트(23)가 마련된다. 상기 바닥 링 플레이트(23)는 상기 내부 링 플레이트(21)의 하부끝단과 상기 외부 링 플레이트(22)의 하부끝단을 연결하여 상기 내부 링 플레이트(21)와 상기 외부 링 플레이트(22)와 일체로 형성된다. The bottom ring plate 23 is provided between the
상기 바닥 링 플레이트(23)의 중앙부분에는 배기홀(24)이 형성된다. 상기 배기홀(24)은 상기 바닥 링 플레이트(23)를 관통하여 형성되며 링 형상의 상기 바닥 링 플레이트(23)에 일정 간격으로 이격되어 형성되며, 일정간격으로 형성된 복수의 상기 배기홀(24)을 통해, 상기 반응공간에서 반응이 완료된 후에 반응가스를 상기 기판을 중심으로 대칭적이고 균일하게 배기할 수 있다. An
한편, 상기 배기홀(24)은 도 5a에 나타낸 바와 같이, 상기 바닥 링 플레이트(23)의 중앙부분에 형성될 수도 있으나, 배기시 원활한 흐름을 위하여 도 5b에 나타낸 바와 같이 상기 내부 링 플레이트(21)의 하부끝단에 마련된 배기홀(24a)로 형성할 수도 있고, 도 5c에 나타낸 바와 같이 상기 바닥 링 플레이트(23)와 상기 내부 링 플레이트(21)의 경계부분에 마련된 배기홀(24b)로 형성할 수도 있다. 5A, the
한편, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 외부 링 플레이트(22)의 내측면에는 상기 내부 링 플레이트(21)를 향하여 하향으로 경사지게 형성된 경사부(22b)가 형성되어, 상기 경사부(22b)를 통하여 배기시 반응가스가 보다 원활하게 배기되도록 구성할 수 있다. 6, an
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
1 ; 기판처리장치
10 : 챔버
12 : 서셉터
20 : 셔터배기부One ; Substrate processing apparatus
10: chamber
12: susceptor
20:
Claims (6)
상기 서셉터를 둘러싸며 상기 서셉터에 체결되어 상기 승강구동부의 구동에 의해 상기 서셉터가 승강될 때 상기 서셉터와 함께 승강되어 공정진행시 상기 챔버의 상기 이송개구를 차단하는 셔터배기부를 구비하고,
상기 셔터배기부는, 상기 서셉터를 둘러싸는 내부 링 플레이트와, 상기 내부 링 플레이트로부터 일정간격 이격되어 형성되며 상기 이송개구를 차단하는 외부 링 플레이트와, 상기 내부 링 플레이트와 상기 외부 링 플레이트를 연결하는 바닥 링 플레이트를 포함하며,
상기 외부 링 플레이트의 내측면에는 상기 내부 링 플레이트를 향하여 하향으로 경사진 경사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
A substrate processing apparatus having a chamber in which a reaction space is formed inside and a transfer opening for transferring a substrate to one side thereof, a susceptor disposed inside the chamber and on which a substrate is placed, and a lift- In this case,
And a shutter exhaust unit enclosing the susceptor and being coupled to the susceptor to move up and down with the susceptor when the susceptor is lifted and lowered by driving the elevation driving unit to shut off the transfer opening of the chamber when the process is proceeding ,
The shutter exhaust unit may include an inner ring plate surrounding the susceptor, an outer ring plate spaced apart from the inner ring plate by a predetermined distance and blocking the transfer opening, and an outer ring plate connecting the inner ring plate and the outer ring plate A bottom ring plate,
Wherein an inclined portion inclined downward toward the inner ring plate is formed on an inner surface of the outer ring plate.
상기 바닥 링 플레이트의 중앙부분 또는 상기 바닥 링 플레이트와 상기 내부 링 플레이트의 경계부분 또는 상기 내부 링 플레이트의 하단부에는 복수의 배기홀이 일정 간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
The method according to claim 1,
Wherein a plurality of exhaust holes are formed at a central portion of the bottom ring plate, at a boundary portion between the bottom ring plate and the inner ring plate, or at a bottom end of the inner ring plate, with a predetermined distance therebetween.
상기 외부 링 플레이트의 상부끝단은 상기 내부 링 플레이트의 상부끝단보다 상부측으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
The method according to claim 1,
Wherein an upper end of the outer ring plate is formed to extend upward from an upper end of the inner ring plate.
상기 외부 링 플레이트의 상부끝단은 공정진행시 상기 챔버의 측벽과 상기 챔버내에 마련된 가스공급부 사이에 배치되도록 상부측으로 길게 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
The method according to claim 1,
Wherein the upper end of the outer ring plate is formed so as to extend toward the upper side so as to be disposed between a side wall of the chamber and a gas supply unit provided in the chamber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160057592A KR101771901B1 (en) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | Substrate processing apparatus |
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
JP2000058518A (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-25 | Kokusai Electric Co Ltd | Substrate treating device |
JP2002270598A (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-20 | Tokyo Electron Ltd | Plasma treating apparatus |
JP2011132568A (en) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Method for manufacturing semiconductor device, and substrate processing apparatus |
JP2013067844A (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Toshiba Corp | Film deposition apparatus |
-
2016
- 2016-05-11 KR KR1020160057592A patent/KR101771901B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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