KR101814985B1 - 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기판처리장치는 내부에 반응공간이 형성된 챔버, 상기 챔버 내부에 구비되어 기판을 향해 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 가스공급부, 상기 챔버 내부에 구비되어 상기 기판이 안착되는 기판지지부 및 상기 챔버의 외부에 배치되고 상기 가스공급부와 연결되어 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 공급되는 공급라인을 따라 이동하는 상기 공정가스 또는 퍼지가스를 가열하는 가열부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판처리장치 {Substrate processing apparatus}
본 발명은 기판처리장치에 대한 것이다.
글라스 또는 반도체 웨이퍼 등(이하, '기판'이라 함)에 각종 처리를 수행하는 기판처리장치는 다양한 가스를 기판을 향해 공급하게 되며, 기판을 향해 공급되는 각 가스의 온도는 기판처리장치에서 수행되는 공정 조건에 맞춰 적절히 결정된다. 이 때, 공급되는 복수개의 가스의 온도가 대략 동일할 수도 있지만, 복수개의 가스 중의 일부는 다른 가스와 다른 온도를 필요로 할 수 있다. 이 경우, 종래와 같이 챔버 내부에 램프 등과 같은 가열수단을 구비하는 경우에 일부 가스만을 선별하여 가열할 수 없게 되어, 필요한 공정을 수행하기 곤란할 수 있다. 전술한 기판처리장치는 기판에 소정 두께의 박막을 증착하는 증착장치이거나, 또는 기판에 형성된 부산물을 제거하기 위한 식각장치(또는 에칭장치)로 이루어질 수 있으며, 기판에 대한 소정의 처리를 수행하는 어떠한 장비라도 무방하다.
도 9는 종래 기판처리장치(10)의 일예를 도시한 도면으로, 식각장치로 구성된 종래 기판처리장치의 구성을 도시한 개략도이다.
도 9를 참조하면, 기판처리장치(10)는 기판(W)이 수용되는 공간을 제공하는 챔버(11)와, 챔버(11) 내부에 구비되어 각종 가스를 공급하는 가스공급부(14)와, 기판(W)을 지지하는 기판지지부(12)를 구비한다.
예를 들어, SiO2 와 같은 실리콘 산화막제거하기 위해서 식각장치에서 식각공정(에칭공정)을 수행할 수 있다. 이 경우, 일반적으로 습식 식각과 플라즈마 식각 방법 등이 주로 사용되고 있으나, 습식 식각 방법은 기판에 형성된 패턴 등에 손상을 일으킬 수 있으며, 플라즈마 식각 방법은 플라즈마에 의한 기판 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 최근 들어 NH3 및/또는 HF를 사용하여 대상물과의 화학 반응에 의해 대상막을 식각하는 가스상 에칭(Gas Phase Etching) 공정이 각광받고 있다.
이때, NH3 및 HF는 SiO2와 반응하여 암모늄 플루오르실리케이트(ammonium fluorosilicate; (NH4)2SiF6)를 생성하게 되며, 이러한 반응생성물을 제거하기 위해서는 챔버(11) 내부를 대략 100℃ 이상으로 가열하는 것이 필요하다.
이러한 경우에 종래 식각장치에서는 챔버(11) 내부에 구비된 램프(20)와 같은 가열수단에 의해 챔버(11) 내부를 가열하여 부산물을 제거한다. 그런데, 식각장치에서 식각가스를 공급하여 식각공정을 수행하는 경우에 상대적으로 낮은 온도에서 식각율이 높아진다. 즉, 식각공정의 식각율을 높이기 위해서는 챔버(11) 내부의 온도를 상대적으로 낮춰야 하며, 이 경우 반응생성물물을 제거하는 것이 힘들어진다. 반면에 반응생성물을 제거하기 위하여 챔버(11) 내부를 대략 100℃ 이상으로 가열하는 경우에 반응생성물을 제거할 수 있지만, 챔버(11) 내부의 온도가 상대적으로 높아져서 식각공정의 식각율이 떨어지게 된다.
한편, 도 9와 같은 종래 기판처리장치(10)의 경우 식각가스, 즉 NH3 및 HF가 공급되어 혼합부(16)에서 혼합되어 가스공급부(14)를 통해 기판(W)을 향해 공급된다. 이 경우, 전술한 바와 같이 식각공정의 식각율을 높이기 위하여 챔버(11) 내부의 온도가 상대적으로 낮을 수 있으며, 이는 혼합부(16) 등에서 파우더가 생성되는 요인으로 작용한다. 혼합부(16) 등에 발생한 파우더 등을 제거하기 위하여 혼합부(16)에 인접하여 히팅패드(미도시)와 같은 가열 수단을 구비할 수 있다. 하지만, 히팅패드는 혼합부(16)에 파우더가 생성되는 것을 방지할 수 있지만, 챔버(11) 내부의 온도도 함께 상승시키게 되어 식각공정의 식각율을 떨어뜨리게 된다.
나아가, 도 9와 같이 램프(20) 등과 같은 가열수단이 챔버(11) 내부에 구비된 경우에 램프의 수명이 다하거나, 고장 등에 의한 교체의 경우 유지보수에 많은 시간 및 비용이 소요된다. 예를 들어, 종래 장치의 경우 램프(20) 교체를 위해 챔버(11) 내부를 벤트(vent)하고, 챔버(11)의 리드를 제거하여 램프(20)를 교체한다. 이어, 챔버(11) 내부를 펌핑하여 압력을 맞추게 된다. 이러한 벤트 및 펌핑에 필요한 시간은 장비의 생산성(throughput)을 떨어뜨리게 된다.
한편, 전술한 기판처리장치가 증착장치, 예를 들어 LPCVD(Low pressure chemical vapor deposition) 장치에 해당하는 경우에 상기 장치 내부의 히터는 대략 800℃ 이상으로 가열하게 된다. 이 경우, 장치 내부를 향해 공급되는 가스의 온도가 히터에 의해 가열되는 온도에 비해 상대적으로 너무 낮게 되면 히터에 크랙 등의 손상 또는 파손이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 기판처리장치의 내부로 공급되는 가스를 대략 300 내지 400℃ 정도로 가열하게 되는데 가스를 상기 온도로 가열하여 공급하는 경우에 매우 높은 비용이 필요하게 된다. 이는 반도체 소자 등의 원가를 상승시키는 요인으로 작용하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기판을 향해 공급되는 복수개의 가스 중에 일부 가스만을 선별하여 개별적으로 가열할 수 있는 기판처리장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 기판을 향해 가스를 공급하는 경우에 필요에 따라 선택적으로 상기 가스를 매우 짧은 시간 내에 가열하여 공급하거나, 또는 냉각시킬 수 있는 기판처리장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 챔버 내부로 공급되는 가스를 가열부에 의해 가열하는 경우에 가열부의 유지보수가 용이하고 쉽게 상기 가스를 가열할 수 있는 기판처리장치를 제공하는데 목적이 있다.
나아가, 본 발명은 이하에서는 기판을 향해 가스를 공급하는 경우에 상대적으로 적은 비용 및 에너지 소비로 가스를 가열하여 공급할 수 있는 기판처리장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 내부에 반응공간이 형성된 챔버, 상기 챔버 내부에 구비되어 기판을 향해 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 가스공급부, 상기 챔버 내부에 구비되어 상기 기판이 안착되는 기판지지부 및 상기 챔버의 외부에 배치되고, 상기 가스공급부와 연결되어 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 공급되는 공급라인을 따라 이동하는 상기 공정가스 또는 퍼지가스를 가열하는 가열부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 가열부는 상부가 개구된 본체와 상기 본체의 상부를 밀폐하는 커버를 구비한 하우징, 상기 하우징의 내부에 구비되는 적어도 하나의 가열수단, 상기 가열수단에 인접하여 구비되며 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 유입되는 유입구와 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 배출되는 배출구를 연결시키는 연결라인을 구비한다.
이때, 상기 가열수단은 램프로 이루어지고, 상기 연결라인은 상기 램프의 외주에서 소정간격 이격되어 상기 램프를 감싸도록 배치된다.
나아가, 상기 하우징이 소정온도 이상으로 가열되는 것을 방지하는 냉각부를 더 구비한다. 상기 냉각부는 상기 하우징을 따라 구비되는 냉각유로와, 상기 냉각유로를 따라 이동하는 냉각유체를 포함한다.
한편, 상기 가열수단에서 발생한 열 에너지를 상기 연결라인을 향해 반사시키는 반사부를 더 구비한다. 이 경우, 상기 반사부는 상기 본체와 상기 커버에 각각 구비된 반사판으로 이루어진다.
한편, 상기 공급라인은 상기 가열부에서 분기되어 상기 가스공급부로 상기 가열된 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 제1 공급라인과, 상기 챔버의 측면 또는 하면을 통해 상기 가열된 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 제2 공급라인을 구비한다.
이때, 상기 제2 공급라인은 상기 챔버의 측면을 통해 상기 수용공간으로 상기 가열된 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하거나, 또는 상기 챔버의 하면을 통해 상기 기판지지부를 통해 상기 기판의 배면을 향해 상기 가열된 공정가스 또는 퍼지가스를 공급한다.
전술한 구성을 가지는 본 발명의 기판처리장치에 따르면 기판을 향해 공급되는 복수개의 가스 중에 일부 가스만을 선별하여 개별적으로 가열할 수 있다. 따라서, 기판처리장치의 처리 공정에 맞춰 일부 가스만을 선별하여 가열할 수 있으므로 기판처리장치에 따라 공정 조건을 수립하는 경우에 보다 자유롭게 공정 조건을 수립할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 기판을 향해 가스를 공급하는 경우에 필요에 따라 선택적으로 상기 가스를 매우 짧은 시간 내에 가열하여 공급하거나 또는 냉각시킬 수 있으므로, 기판처리장치가 식각장치로 구성되는 경우에 챔버 내부의 상대적으로 저온의 환경을 해체시키지 않고 가열된 가스를 빠른 시간 내에 공급하여 부산물을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 챔버 내부로 공급되는 가스를 가열부에 의해 가열하는 경우에 가열부가 챔버의 외부에 위치함으로써 가열부의 유지보수가 매우 용이하다. 따라서, 가열부의 유지보수에 소요되는 시간을 줄임으로써 기판처리장치의 생산성(throughput)을 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명에 따르면, 기판을 향해 가스를 공급하는 경우에 상대적으로 적은 비용 및 에너지 소비로 가스를 가열하여 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도,
도 3은 가열부의 사시도,
도 4는 가열부의 평면도,
도 5는 가열부의 측단면도,
도 6은 가열부의 정면 단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 개략도,
도 9는 식각장치로 구성된 종래 기판처리장치의 구성을 도시한 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 기판처리장치에 대해서 상세하게 살펴보도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(20)의 구성을 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치(20)의 구성을 도시한 단면도이다. 도 1은 기판(W)에 형성된 반응생성물을 제거하기 위한 식각장치(또는 에칭장치)를 예시적으로 도시하며, 도 2는 기판(W)에 소정 두께의 박막을 증착하는 증착장치를 예시적으로 도시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 기판처리장치(20)는 기판(W)이 수용되는 수용공간(23)을 제공하는 챔버(21), 상기 챔버(21) 내부에 구비되어 상기 기판(W)을 향해 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 가스공급부(24), 상기 챔버(21) 내부에 구비되어 상기 기판(W)이 안착되는 기판지지부(22) 및 상기 가스공급부(24)와 연결되어 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 공급되는 공급라인(400)을 따라 상기 챔버(21)의 외부에 구비되어, 상기 공급라인(400, 402)을 따라 이동하는 상기 공정가스 또는 퍼지가스를 가열하는 가열부(100)를 구비한다.
상기 기판지지부(22)에 상기 기판(W)이 안착된 상태에서 상기 수용공간(23)의 상부에 구비된 가스공급부(24)에 의해 상기 기판(W)을 향해 각종 가스를 공급하여 원하는 기판처리공정 또는 퍼지공정을 수행하게 된다.
예를 들어, 상기 기판처리장치(20)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 기판(W)에 소정 두께의 박막을 증착하는 증착장치이거나, 또는 상기 기판(W)에 형성된 부산물을 제거하기 위한 식각장치(또는 에칭장치)로 이루어질 수 있으며, 상기 기판(W)에 대한 소정의 처리를 수행하는 어떠한 장비라도 무방하다. 이 경우, 상기 기판처리장치(20)가 도 1과 같이 식각장치로 이루어진 경우 상기 공급라인(400)을 따라 퍼지가스가 이동하게 되며, 상기 기판처리장치(20)가 도 2와 같이 증착장치로 이루어진 경우 상기 공급라인(402)을 따라 공정가스가 이동하게 된다.
이때, 상기 기판처리장치(20)가 도 2에 도시된 바와 같이 상기 증착장치로 이루어지는 경우에 상기 공정가스는 상기 기판(W)에 박막을 증착하기 위한 원료가스(소스가스 또는 제1 프리커서) 또는 반응가스(리액턴트 가스 또는 제2 프리커서)로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 기판처리장치(20)가 도 1과 같이 상기 식각장치로 이루어지는 경우에 상기 공정가스는 상기 기판에 대한 식각공정을 수행하기 위한 식각가스, 예를 들어 NH3 및/또는 HF를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 식각가스, 즉 NH3 및 HF가 공급되어 혼합부(26)에서 혼합되어 가스공급부(24)를 통해 기판(W)을 향해 공급된다
한편, 상기 퍼지가스는 상기 공정가스 등을 운반하기 위한 캐리어가스의 역할을 하거나, 또는 상기 챔버(21) 내부에 잔존하는 잔존가스, 부산물 등을 배기하는 역할을 할 수 있으며, 아르곤(Ar) 또는 질소(N2)와 같은 불활성가스로 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 공정가스 또는 퍼지가스의 종류는 일예를 들어 설명한 것에 불과하며, 상기 기판처리장치(20)가 수행하는 기판처리공정에 대응하여 적절하게 변형 및 조절이 가능함은 물론이다.
일반적으로 상기 기판처리장치(20)는 다양한 가스를 상기 기판을 향해 공급하게 되며, 상기 기판(W)을 향해 공급되는 각 가스의 온도는 상기 기판처리장치(20)의 공정에 맞춰 적절히 결정된다. 이 때, 상기 복수개의 가스의 온도가 대략 동일할 수도 있지만, 상기 가스 중의 일부는 다른 가스와 다른 온도를 필요로 할 수 있다. 이 경우, 종래와 같이 챔버 내부에 램프 등과 같은 가열수단을 구비하는 경우에 일부 가스만을 선별하여 가열할 수 없게 되어, 필요한 공정을 수행하기 곤란할 수 있다.
또한, SiO2 와 같은 실리콘 산화막제거하기 위해서 식각장치에서 식각공정(에칭공정)을 수행할 수 있다. 이 경우, 일반적으로 습식 식각과 플라즈마 식각 방법 등이 주로 사용되고 있으나, 습식 식각 방법은 기판에 형성된 패턴 등에 손상을 일으킬 수 있으며, 플라즈마 식각 방법은 플라즈마에 의한 기판 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 최근 들어 NH3 및/또는 HF를 사용하여 대상물과의 화학 반응에 의해 대상막을 식각하는 가스상 에칭(Gas Phase Etching) 공정이 각광받고 있다.
이때, NH3 및 HF는 SiO2와 반응하여 암모늄 플루오르실리케이트(ammonium fluorosilicate; (NH4)2SiF6)를 생성하게 되며, 이러한 반응생성물을 제거하기 위해서는 챔버(11) 내부를 대략 100℃ 이상으로 가열하는 것이 필요하다.
이러한 경우에 종래 식각장치에서는 상기 챔버 내부에 구비된 램프와 같은 가열수단에 의해 상기 챔버 내부를 가열하여 상기 부산물을 제거한다. 그런데, 상기 식각장치에서 식각가스를 공급하여 식각공정을 수행하는 경우에 상대적으로 낮은 온도에서 식각율이 높아진다. 즉, 식각공정의 식각율을 높이기 위해서는 상기 챔버 내부의 온도를 상대적으로 낮춰야 하며, 이 경우 상기 부산물을 제거하는 것이 힘들어진다. 반면에 상기 부산물을 제거하기 위하여 상기 챔버 내부를 대략 100℃ 이상으로 가열하는 경우에 상기 부산물을 제거할 수 있지만, 상기 챔버 내부의 온도가 상대적으로 높아져서 상기 식각공정의 식각율이 떨어지게 된다.
물론, 전술한 식각공정과 부산물을 제거하는 공정을 별도의 챔버에서 수행하게 되면, 각 챔버의 온도를 상기 식각공정과 부산물 제거 공정에 맞춰 별개로 조절하여 진행할 수 있다. 하지만, 이와 같이 별개의 챔버를 구비하는 것은 장비의 사이즈를 크게 하여 설치면적(footprint)을 크게 할 뿐만 아니라, 장비의 구성을 복잡하게 하는 요인으로 작용한다. 따라서, 이하에서는 상기 기판처리장치가 식각장치에 해당하는 경우에 하나의 챔버에서 상기 식각공정과 부산물 제거 공정이 모두 수행하는 경우로 상정하여 설명한다.
한편, 도 9와 같이 식각장치로 이루어진 종래 기판처리장치(20)의 경우 식각가스, 즉 NH3 및 HF가 공급되어 혼합부(16)에서 혼합되어 가스공급부(24)를 통해 기판(W)을 향해 공급된다. 이 경우, 전술한 바와 같이 식각공정의 식각율을 높이기 위하여 상기 챔버(21) 내부의 온도가 상대적으로 낮을 수 있으며, 이는 상기 혼합부(16) 등에서 파우더가 생성되는 요인으로 작용한다. 상기 혼합부(16) 등에 발생한 파우더 등을 제거하기 위하여 상기 혼합부(16)에 인접하여 히팅패드(미도시)와 같은 가열 수단을 구비할 수 있다. 하지만, 상기 히팅패드는 상기 혼합부(16)에 파우더가 생성되는 것을 방지할 수 있지만, 상기 챔버 내부의 온도도 함께 상승시키게 되어 상기 식각공정의 식각율을 떨어뜨리게 된다.
따라서, 이하에서는 상기 기판처리장치(20)에서 상기 기판을 향해 가스를 공급하는 경우에 필요에 따라 선택적으로 상기 가스를 매우 짧은 시간 내에 가열하여 공급하거나, 또는 냉각시킬 수 있는 구성에 대해 살펴보기로 한다. 예를 들어, 상기 기판처리장치(20)가 도 1과 같이 식각장치로 이루어지는 경우에 식각공정이 수행되는 경우에는 상기 챔버 내부의 온도를 상대적으로 낮은 온도로 유지하고, 전술한 부산물의 제거가 필요한 경우에만 매우 짧은 시간 내에 가열된 가스를 공급하여 부산물을 제거하게 된다. 이 경우, 식각공정의 식각율을 떨어뜨리지 않으면서 부산물을 제거하는 것이 가능해진다.
나아가, 도 9와 같이 램프 등과 같은 가열수단이 상기 챔버 내부에 구비된 경우에 램프의 수명이 다하거나, 고장 등에 의한 교체의 경우 유지보수에 많은 시간 및 비용이 소요된다. 예를 들어, 종래 장치의 경우 램프 교체를 위해 챔버 내부를 벤트(vent)하고, 챔버의 리드를 제거하여 램프를 교체한다. 이어, 챔버 내부를 펌핑하여 압력을 맞추게 된다. 이러한 벤트 및 펌핑에 필요한 시간은 장비의 생산성(throughput)을 떨어뜨리게 된다. 따라서, 본 명세서에서는 챔버 내부로 공급되는 가스를 가열하는 경우에 유지보수가 용이하고 쉽게 상기 가스를 가열할 수 있는 기판처리장치에 대해 살펴보고자 한다.
한편, 상기 기판처리장치(20)가 증착장치, 예를 들어 LPCVD(Low pressure chemical vapor deposition) 장치에 해당하는 경우에 상기 장치 내부의 히터는 대략 800℃ 이상으로 가열하게 된다. 이 경우, 상기 장치 내부를 향해 공급되는 가스의 온도가 상기 히터에 의해 가열되는 온도에 비 상대적으로 너무 낮게 되면 상기 히터에 크랙 등의 손상 또는 파손이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상기 장치의 내부로 공급되는 가스를 대략 300 내지 400℃ 정도로 가열하게 되는데 가스를 상기 온도로 가열하여 공급하는 경우에 매우 높은 비용이 필요하게 된다. 이는 반도체 소자 등의 원가를 상승시키는 요인으로 작용하게 된다. 따라서, 이하에서는 상기 기판처리장치(20)에서 상기 기판을 향해 가스를 공급하는 경우에 상대적으로 적은 비용 및 에너지 소비로 가스를 가열하여 공급할 수 있는 구성에 대해 살펴보기로 한다.
도 1을 참조하면, 상기 기판처리장치(20)는 상기 가스공급부(24)와 연결되어 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 공급되는 공급라인(400)을 따라 상기 챔버(21)의 외부에 구비되어, 상기 공급라인(400)을 따라 이동하는 상기 공정가스 또는 퍼지가스를 가열하는 가열부(100)를 구비한다.
상기 가열부(100)는 상기 챔버(21)의 내부가 아니라 상기 공급라인(400)을 따라 상기 챔버(21)의 외부에 구비되어 향후 가열부의 유지보수가 필요한 경우에 상대적으로 빠른 시간 내에 적은 비용으로 교체 또는 수리 등이 가능하게 된다. 또한, 상기 가열부(100)가 연결된 공급라인 상의 가스만을 선별적으로 가열하게 되므로, 상기 챔버 내부의 온도를 전체적으로 상승시키지 않고 가열된 가스만을 선택적으로 상기 챔버를 향해 공급하는 것이 가능해진다.
도 3은 상기 가열부(100)의 사시도이다. 도 3의 (A)는 상기 가열부(100)의 전체 사시도이고, 도 3의 (B)는 커버(130)가 생략되어 상기 가열부(100)의 내부 구조를 도시한다.
도 3을 참조하면 상기 가열부(100)는 상부가 개구된 본체(120)와 상기 본체(120)의 상부를 밀폐하는 커버(130)를 구비한 하우징(110), 상기 하우징(110)의 내부에 구비되는 적어도 하나의 가열수단, 상기 가열수단에 인접하여 구비되며 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 유입되는 유입구(210)와 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 배출되는 배출구(220)를 연결시키는 연결라인(230, 240)(도 4 참조)을 구비한다.
상기 하우징(110)은 상기 가열수단 및 연결라인(230, 240)을 수용할 수 있는 내부공간을 제공하는 본체(120)와 상기 본체(120)의 개구된 상부를 밀폐하는 커버(130)를 포함한다. 상기 커버(130)는 상기 본체(120)에 회동 가능하게 구비되며 손잡이(132) 등을 이용하여 상기 커버(130)를 회동시킬 수 있다. 따라서, 상기 하우징(110) 내의 가열수단의 유지보수가 필요한 경우에는 단지 상기 커버(130)를 회동시켜 개방시킴으로써 손쉽게 상기 가열수단의 유지보수가 가능하게 된다.
상기 하우징(110)의 본체(120)의 일측에는 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 유입되는 유입구(210)가 구비되며, 상기 본체(120)의 일측 또는 타측에는 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 배출되는 배출구(220)가 구비된다. 즉, 도면에서는 상기 유입구(210)와 배출구(220)가 상기 본체(120)의 일측에 나란히 구비되지만, 본 발명의 가열부의 구성은 이에 한정되지 않으며 예를 들어 상기 유입구(210)와 배출구(220)가 상기 본체(120)의 서로 다른 측벽에 형성되는 것도 가능하다. 이하에서는 도면에 도시된 바와 같이 상기 유입구(210)와 배출구(220)가 상기 본체(120)의 동일한 면에 형성된 것으로 상정하여 설명한다.
도 4는 상기 도 3의 (B)의 평면도이고, 도 5는 상기 도 3의 (A)의 측단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 하우징(110)의 본체(120) 내부에는 가열수단이 구비된다. 상기 가열수단은 예를 들어 할로겐 램프(halogen lamp)(310, 320)로 이루어질 수 있다. 상기 할로겐 램프(310, 320)는 상기 본체(120) 내부에 하나 이상 구비될 수 있으며, 도면에 도시된 바와 같이 둘 이상 복수개로 구비될 수 있다. 상기 할로겐 램프(310, 320)는 양측의 연결부(312, 313, 322, 323))에 의해 전원을 공급받아 복사열을 방출하게 된다.
한편, 상기 연결라인(230, 240)은 상기 할로겐 램프(310, 320)에서 방출되는 열을 충분히 받아들일 수 있도록 상기 할로겐 램프(310, 320)의 외주에서 소정간격 이격되어 상기 할로겐 램프(310, 320)를 감싸도록 배치된다.
상기 연결라인(230, 240)은 전술한 공정가스 또는 퍼지가스가 상기 하우징(110)의 내측으로 유입되는 유입구(210)와, 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 상기 하우징(110)에서 배출되는 배출구(220)를 연결하게 된다. 상기 유입구(210)는 상기 본체(120)를 관통하는 제1 관통구(212)를 통해 상기 연결라인(230, 240)의 일단과 연결되며, 상기 배출구(220)는 상기 본체(120)를 관통하는 제2 관통구(222)를 통해 상기 연결라인(230, 240)의 타단과 연결된다.
예를 들어, 상기 유입구(210)와 연결되는 제1 연결라인(230)은 제1 할로겐 램프(310)의 외주를 감싸도록 구성되며, 상기 배출구(220)와 연결되는 제2 연결라인(240)은 제2 할로겐 램프(320)의 외주를 감싸도록 구성된다. 이 경우, 상기 제1 연결라인(230)과 제2 연결라인(240)은 접속부(250)를 통해 서로 연결되어, 상기 유입구(210)를 통해 유입된 가스가 상기 제1 연결라인(230), 접속부(250) 및 상기 제2 연결라인(240)을 통해 유동하면서 가열되고, 상기 배출구(220)를 통해 상기 하우징(110)의 외부로 배출된다.
전술한 바와 같이 상기 연결라인(230, 240)이 상기 할로겐 램프(310, 320)를 감싸도록 구성되는 경우 상기 할로겐 램프(310, 320)에서 방출되는 열이 최대한 상기 연결라인(230, 240)으로 전달되도록 하여 상기 연결라인(230, 240)을 따라 이동하는 가스를 효율적으로 가열할 수 있다.
한편, 상기 가열부(100)는 상기 하우징(110)이 소정온도 이상으로 가열되는 것을 방지하는 냉각부를 더 구비할 수 있다. 상기 냉각부는 전술한 가열수단에 의해 상기 하우징(110)이 상대적으로 너무 높은 온도로 가열되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기 냉각부는 상기 하우징(110)을 따라 구비되는 냉각유로(122)와, 상기 냉각유로(122)를 따라 이동하는 냉각유체를 포함할 수 있다. 상기 냉각유체는 상기 본체(120)의 일측에 구비된 냉각유입(310)를 통해 상기 냉각유로(122)로 유입되고, 상기 본체(120)의 일측에 구비된 냉각배출구(320)를 통해 상기 냉각유로(122)에서 배출된다. 상기 냉각유체는 도면에 도시되지 않은 펌핑 수단에 의해 펌핑되어 상기 냉각유로(122)를 따라 이동할 수 있다.
한편, 도 6은 다른 실시예에 따른 가열부(100)의 내부 구성을 도시한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 가열부(100)는 전술한 가열수단에서 발생한 열 에너지를 상기 연결라인(230, 240)을 향해 반사시키는 반사부(270, 280)를 더 구비한다. 즉, 상기 가열수단에 의해 상기 연결라인(230, 240)을 따라 흐르는 가스를 보다 효율적으로 가열하도록 상기 가열수단에서 방출된 열 에너지를 상기 연결라인(230, 240)을 향해 다시 반사하도록 한다. 이에 의해 전술한 실시예에 비해 상대적으로 좀더 빠른 시간 내에 보다 효율적으로 가스를 가열하는 것이 가능해진다.
전술한 바와 같이 할로겐 램프(310, 320)를 두 개 구비하는 경우에 상기 반사부(270, 280)는 상기 제1 할로겐 램프(310)의 열 에너지를 반사시키는 제1 반사부(280)와 상기 제2 할로겐 램프(320)의 열 에너지를 반사시키는 제2 반사부(270)를 구비한다.
이때, 상기 제1 반사부(280)는 상기 본체(120)의 베이스와 상기 커버(130)에 각각 구비된 반사판(280A, 280B)으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상부 반사판(280A)은 상기 커버(130)에 연결되어 하부의 제1 할로겐 램프(310)를 감싸도록 구성될 수 있다. 또한, 하부 반사판(280B)은 상기 본체(120)의 베이스에서 상부의 제1 할로겐 램프(310)를 향해 연장되어 감싸도록 구성될 수 있다. 상기 제2 반사부(270)를 구성하는 반사판(270A, 270B)도 동일한 구성을 가지므로 반복적인 설명은 생략한다.
한편, 전술한 바와 같이 하나의 반사부가 상부 반사판과 하부 반사판으로 구성되는 경우에 가열부의 유지보수가 매우 용이해진다. 즉 가열수단을 구성하는 할로겐 램프의 유지보수가 필요한 경우에 상기 가열부의 커버를 단순히 개방함으로써 상기 상부 반사판과 하부 반사판 사이의 연결라인 및 할로겐 램프가 개방된다. 따라서, 용이하게 할로겐 램프의 유지보수를 수행할 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8은 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 구성을 도시한다.
상기 기판처리장치가 예를 들어 식각장치로 구성되는 경우에 전술한 바와 같이 식각공정에서는 식각율을 높이기 위하여 상대적으로 낮은 온도를 필요로 한다. 따라서, 상기 기판(W)을 지지하는 기판지지부(22)는 냉각수단(미도시)에 의해 소정온도, 예를 들어 대략 60℃ 이하의 온도로 유지된다. 이때, 상기 기판(W)은 상기 기판지지부(22)에 안착된 상태이므로 상기 기판(W)은 상대적으로 낮은 온도의 기판지지부(22)에 접촉하게 된다. 이 경우, 상기 기판(W)에 대한 식각공정을 수행하는 경우에는 유리하나, 전술한 바와 같이 상기 기판(W)에서 부산물을 제거하는 경우에는 불리한 점이 있다. 즉, 상기 기판에서 부산물을 제거하기 위해서는 상대적으로 높은 온도, 예를 들어 100℃ 이상의 온도를 필요로 하므로 상대적으로 낮은 온도의 기판지지부(22)에 의해 상기 기판(W)의 온도를 상승시키는 것이 곤란할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 7 및 도 8에 따른 기판처리장치(20)의 경우 상기 공급라인(400)이 상기 가열부(100)에서 분기되어 상기 가스공급부(24)로 상기 가열된 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 제1 공급라인(400)과, 상기 챔버(21)의 측면 또는 하면을 통해 상기 가열된 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 제2 공급라인(420)을 구비한다.
즉, 상기 제1 공급라인(400)을 통해 상기 가스공급부(24)로 가열된 가스를 공급하는 구성은 전술한 실시예들과 유사하며, 본 실시예의 경우 상기 제2 공급라인(420)을 통해 상기 챔버(21)의 측면 또는 하면을 통해 가열된 가스를 공급함으로써 상기 기판(W)을 보다 빠른 시간 내에 효과적으로 가열할 수 있다.
예를 들어, 도 7에 따른 기판처리장치에서 상기 제2 공급라인(420)은 상기 챔버(21)의 하면을 통해 상기 기판지지부(22)를 통해 상기 기판(W)의 배면을 향해 상기 가열된 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하게 된다. 이 경우, 상기 기판지지부(22)를 통해 상기 기판(W)의 배면을 향해 공급되는 가열된 가스에 의해 상기 기판(W)을 상기 기판지지부(22)에서 소정거리 이격 또는 부양시킬 수 있게 된다. 따라서, 상기 기판(W)을 상대적으로 낮은 온도의 기판지지부(22)에서 이격시킴으로써 상기 기판(W)을 보다 효과적으로 빠른 시간 내에 가열하는 것이 가능해지며 이에 의해 부산물을 효과적으로 제거할 수 있다. 전술한 가열부(100)에 의한 가열 가스의 공급은 매우 빠른 시간 동안 수행되므로 식각공정의 식각환경, 즉 상대적으로 낮은 온도의 환경을 해체하지 않고 부산물을 효과적으로 제거할 수 있다.
한편, 도 8에 따른 기판처리장치에서 상기 제2 공급라인(420)은 상기 챔버(21)의 측면을 통해 상기 수용공간(23)으로 상기 가열된 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하게 된다. 이 경우, 상기 기판(W)은 비록 상대적으로 낮은 온도의 기판지지부(22)에 접촉하고 있지만, 상부의 가스공급부(24) 및 측면을 통해 공급되는 가열 가스에 의해 상기 기판(W)의 온도를 종래에 비해 상대적으로 짧은 시간에 빠르게 상승시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
20...기판처리장치
21...챔버
22...기판지지부
23...수용공간
24...가스공급부
26...혼합부
100...가열부

Claims (9)

  1. 내부에 수용공간이 형성된 챔버;
    상기 챔버 내부에 구비되어 기판을 향해 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 가스공급부;
    상기 챔버 내부에 구비되어 상기 기판이 안착되는 기판지지부; 및
    상기 챔버의 외부에 배치되고, 상기 가스공급부와 연결되어 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 공급되는 공급라인을 따라 이동하는 상기 공정가스 또는 퍼지가스를 가열하는 가열부;를 구비하고,
    상기 공급라인은 상기 가열부에서 분기되어 상기 가스공급부로 상기 가열된 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 제1 공급라인과, 상기 챔버의 측면 또는 하면을 통해 상기 가열된 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 제2 공급라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는
    상부가 개구된 본체와 상기 본체의 상부를 밀폐하는 커버를 구비한 하우징;
    상기 하우징의 내부에 구비되는 적어도 하나의 가열수단;
    상기 가열수단에 인접하여 구비되며 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 유입되는 유입구와 상기 공정가스 또는 퍼지가스가 배출되는 배출구를 연결시키는 연결라인;을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가열수단은 램프로 이루어지고,
    상기 연결라인은 상기 램프의 외주에서 소정간격 이격되어 상기 램프를 감싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하우징이 소정온도 이상으로 가열되는 것을 방지하는 냉각부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉각부는 상기 하우징을 따라 구비되는 냉각유로와, 상기 냉각유로를 따라 이동하는 냉각유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 가열수단에서 발생한 열 에너지를 상기 연결라인을 향해 반사시키는 반사부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 본체와 상기 커버에 각각 구비된 반사판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공급라인은 상기 챔버의 측면을 통해 상기 수용공간으로 상기 가열된 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하거나, 또는 상기 챔버의 하면을 통해 상기 기판지지부를 통해 상기 기판의 배면을 향해 상기 가열된 공정가스 또는 퍼지가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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