KR101929473B1 - Apparatus and method of processing substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 가열 수단의 유지 보수가 용이하고, 공정 가스의 사용 효율성이 높일 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버에 마련된 공정 공간에서 기판에 공정 가스를 분사하여 상기 기판의 상면에 박막을 증착하는 기판 처리 장치에 있어서, 적어도 하나의 기판을 지지하고 이동시키는 기판 지지부; 상기 공정 공간에 기판 온도 조절원을 방출하도록 상기 공정 챔버에 설치되어 상기 기판 지지부에 의해 이동되는 상기 기판의 온도를 조절하는 기판 온도 조절부; 및 상기 기판 온도 조절부와 공간적으로 분리되도록 상기 공정 챔버에 설치되어 상기 기판 지지부에 의해 이동되는 상기 기판에 공정 가스를 분사하는 가스 분사부를 포함하여 구성된다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method which can easily maintain the maintenance of the substrate heating means and can increase the efficiency of use of the process gas. The substrate processing apparatus according to the present invention includes a substrate processing apparatus A substrate processing apparatus for depositing a thin film on an upper surface of a substrate by injecting a process gas, the substrate processing apparatus comprising: a substrate supporting unit for supporting and moving at least one substrate; A substrate temperature regulator installed in the process chamber to regulate the temperature of the substrate moved by the substrate support to emit a substrate temperature control source in the process space; And a gas injection unit installed in the process chamber so as to be spatially separated from the substrate temperature control unit and injecting a process gas into the substrate moved by the substrate support unit.
Description
본 발명은 기판 상에 박막을 증착하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for depositing a thin film on a substrate.
일반적으로, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서는 기판 표면에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 하며, 이를 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막 증착 공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토 공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등의 반도체 제조 공정을 수행하게 된다.Generally, in order to manufacture a solar cell, a semiconductor device, a flat panel display, etc., a predetermined thin film layer, a thin film circuit pattern, or an optical pattern must be formed on the surface of the substrate. For this purpose, A semiconductor manufacturing process such as a thin film deposition process, a photolithography process for selectively exposing a thin film using a photosensitive material, and an etching process for forming a pattern by selectively removing a thin film of an exposed portion are performed.
이러한 반도체 제조 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판 처리 장치의 내부에서 진행되며, 최근에는 플라즈마를 이용하여 증착 또는 식각 공정을 수행하는 기판 처리 장치가 많이 사용되고 있다.Such a semiconductor manufacturing process is performed inside a substrate processing apparatus designed for an optimum environment for the process, and recently, a substrate processing apparatus for performing a deposition or etching process using plasma is widely used.
플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에는 플라즈마를 이용하여 박막을 형성하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치, 및 박막을 식각하여 패터닝하는 플라즈마 식각 장치 등이 있다.A plasma processing apparatus using a plasma includes a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) apparatus for forming a thin film using plasma, and a plasma etching apparatus for patterning a thin film by etching.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic view for explaining a general substrate processing apparatus.
도 1을 참조하면, 일반적인 기판 처리 장치는 챔버(10), 플라즈마 전극(20), 서셉터(30), 및 가스 분사 수단(40)을 구비한다.Referring to FIG. 1, a general substrate processing apparatus includes a
챔버(10)는 기판 처리 공정을 위한 공정 공간을 제공한다. 이때, 챔버(10)의 양측 바닥면은 공정 공간을 배기시키기 위한 펌핑 포트(12)에 연통된다.The
플라즈마 전극(20)은 공정 공간을 밀폐하도록 챔버(10)의 상부에 설치된다.
플라즈마 전극(20)의 일측은 정합 부재(22)를 통해 RF(Radio Frequency) 전원(24)에 전기적으로 접속된다. 이때, RF 전원(24)은 RF 전력을 생성하여 플라즈마 전극(20)에 공급한다.One side of the
또한, 플라즈마 전극(20)의 중앙 부분은 기판 처리 공정을 위한 공정 가스를 공급하는 가스 공급 관(26)에 연통된다.In addition, the central portion of the
정합 부재(22)는 플라즈마 전극(20)과 RF 전원(24) 간에 접속되어 RF 전원(24)으로부터 플라즈마 전극(20)에 공급되는 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다.The matching
서셉터(30)는 챔버(10)의 내부에 설치되어 외부로부터 로딩되는 복수의 기판(W)을 지지한다. 이러한 서셉터(30)는 플라즈마 전극(20)에 대향되는 대향 전극으로써, 서셉터(30)를 승강시키는 승강축(32)을 통해 전기적으로 접지된다.The
상기 서셉터(30)의 내부에는 지지된 기판(W)을 가열하기 위한 기판 가열 수단(미도시)이 내장되어 있으며, 상기 기판 가열 수단이 서셉터(30)를 가열함으로써 서셉터(30)에 지지된 기판(W)의 하면을 가열하게 된다.A substrate heating means (not shown) for heating the supported substrate W is built in the
승강축(32)은 승강 장치(미도시)에 의해 상하 방향으로 승강된다. 이때, 승강축(32)은 승강축(32)과 챔버(10)의 바닥면을 밀봉하는 벨로우즈(34)에 의해 감싸여진다.The
가스 분사 수단(40)은 서셉터(30)에 대향되도록 플라즈마 전극(20)의 하부에 설치된다. 이때, 가스 분사 수단(40)과 플라즈마 전극(20) 사이에는 플라즈마 전극(20)을 관통하는 가스 공급 관(26)으로부터 공급되는 공정 가스가 확산되는 가스 확산 공간(42)이 형성된다. 이러한, 가스 분사 수단(40)은 가스 확산 공간(42)에 연통된 복수의 가스 분사 홀(44)을 통해 공정 가스를 공정 공간의 전 부분에 균일하게 분사한다.The gas injection means 40 is installed below the
이와 같은, 일반적인 기판 처리 장치는 기판(W)을 서셉터(30)에 로딩시킨 다음, 서셉터(30)에 로딩된 기판(W)을 가열하고, 챔버(10)의 공정 공간에 소정의 공정 가스를 분사하면서 플라즈마 전극(20)에 RF 전력을 공급하여 플라즈마를 형성함으로써 기판(W) 상에 소정의 박막을 형성하게 된다. 그리고, 박막 증착 공정 동안 공정 공간으로 분사되는 공정 가스는 서셉터(30)의 가장자리 쪽으로 흘러 공정 챔버(10)의 양측 바닥면에 형성된 펌핑 포트(12)를 통해 공정 챔버(10)의 외부로 배기된다.Such a general substrate processing apparatus loads substrate W onto
그러나, 일반적인 기판 처리 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional substrate processing apparatus has the following problems.
첫째, 기판을 가열하는 기판 가열 수단이 서셉터에 내장되어 있기 때문에 기판 가열 수단의 유지 보수가 용이하지 않다.First, since the substrate heating means for heating the substrate is built in the susceptor, maintenance of the substrate heating means is not easy.
둘째, 서셉터의 상부 전영역에 공정 가스를 분사하기 때문에 공정 가스의 사용량이 증가하고 이로 인해 공정 가스의 사용 효율성이 저하된다.Second, since the process gas is injected into the entire upper region of the susceptor, the amount of the process gas used increases, and the use efficiency of the process gas is lowered.
셋째, 서셉터의 상부 전영역에 형성되는 플라즈마 밀도의 불균일로 인하여 기판에 증착되는 박막 물질의 균일도가 불균일하고, 박막 물질의 막질 제어에 어려움이 있다.Third, uniformity of the thin film material deposited on the substrate is uneven due to unevenness of the plasma density formed in the entire upper region of the susceptor, and it is difficult to control the film quality of the thin film material.
따라서, 기판 가열 수단의 유지 보수가 용이하고, 공정 가스의 사용 효율성이 높일 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a substrate processing apparatus and a substrate processing method that can easily maintain the maintenance of the substrate heating means and increase the efficiency of use of the process gas.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판 온도 조절 수단의 유지 보수가 용이하고, 공정 가스의 사용 효율성이 높일 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a substrate processing apparatus and a substrate processing method which can easily maintain the temperature of the substrate temperature adjusting means and can increase the use efficiency of the process gas.
또한, 본 발명은 기판에 균일한 박막을 증착하고 박막의 막질 제어가 용이한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method in which a uniform thin film is deposited on a substrate and the film quality of the thin film is easily controlled.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버에 마련된 공정 공간에서 기판에 공정 가스를 분사하여 상기 기판의 상면에 박막을 증착하는 기판 처리 장치에 있어서, 적어도 하나의 기판을 지지하고 이동시키는 기판 지지부; 상기 공정 공간에 기판 온도 조절원을 국부적으로 방출하도록 상기 공정 챔버에 설치되어 상기 기판 지지부에 의해 이동되는 상기 기판의 상면을 가열하는 기판 온도 조절부; 및 상기 기판 온도 조절부와 공간적으로 분리되도록 상기 공정 챔버에 설치되어 상기 기판 지지부에 의해 이동되는 상기 기판에 공정 가스를 분사하는 가스 분사부를 포함하여 구성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus for depositing a thin film on an upper surface of a substrate by spraying a process gas onto the substrate in a process space provided in the process chamber, A substrate support for moving the substrate support; A substrate temperature regulator installed in the process chamber to locally emit a substrate temperature control source in the process space to heat an upper surface of the substrate moved by the substrate supporter; And a gas injection unit installed in the process chamber so as to be spatially separated from the substrate temperature control unit and injecting a process gas into the substrate moved by the substrate support unit.
상기 공정 챔버는 상기 공정 공간을 마련하고 상기 기판 지지부를 지지하는 챔버 바디; 및 상기 챔버 바디의 상부를 덮는 챔버 리드를 포함하고, 상기 기판 온도 조절부와 상기 가스 분사부 각각은 상기 챔버 리드에 공간적으로 분리되도록 분리 가능하게 장착된 것을 특징으로 한다.The process chamber comprising: a chamber body defining the process space and supporting the substrate support; And a chamber lid covering an upper portion of the chamber body, wherein each of the substrate temperature regulating portion and the gas injecting portion is detachably mounted to the chamber lid so as to be spatially separated from the chamber lid.
상기 기판 온도 조절부는 상기 챔버 리드와 상기 기판 지지부 사이에 공간적으로 분리되도록 정의된 복수의 온도 조절 영역 각각에 기판 온도 조절원을 방출하고, 상기 가스 분사부는 상기 복수의 온도 조절 영역 사이사이에 정의된 복수의 가스 분사 영역 각각에 공정 가스를 분사하는 것을 특징으로 한다.Wherein the substrate temperature controller emits a substrate temperature control source to each of a plurality of temperature control areas defined to be spatially separated between the chamber lid and the substrate support, And injecting the process gas into each of the plurality of gas injection regions.
상기 기판 온도 조절부는 상기 복수의 온도 조절 영역 각각에 대응되도록 상기 챔버 리드에 분리 가능하게 장착된 복수의 기판 온도 조절 모듈을 포함하며, 상기 복수의 기판 온도 조절 모듈 각각은 동일하거나 서로 다른 면적을 가지는 것을 특징으로 한다.Wherein the substrate temperature adjusting unit includes a plurality of substrate temperature adjusting modules detachably mounted on the chamber lid so as to correspond to each of the plurality of temperature adjusting areas, wherein each of the plurality of substrate temperature adjusting modules has the same or different areas .
상기 복수의 기판 온도 조절 모듈 각각은 상기 기판의 상면으로부터 서로 다른 간격으로 이격되도록 상기 챔버 리드에 장착되고, 상기 복수의 기판 온도 조절 모듈 각각은 동일하거나 서로 다른 면적을 가지는 복수의 분할 영역; 및 상기 복수의 분할 영역에 개별적으로 배치된 기판 온도 조절원 부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Wherein each of the plurality of substrate temperature control modules is mounted on the chamber lid so as to be spaced apart from the upper surface of the substrate at a different interval, and each of the plurality of substrate temperature control modules has a plurality of partition areas having the same or different areas; And a substrate temperature control source member individually disposed in the plurality of divided regions.
상기 복수의 분할 영역 각각은 상기 기판의 상면으로부터 동일하거나 서로 다른 간격으로 이격되거나, 상기 복수의 분할 영역은 상기 기판의 상면으로부터 각기 다른 간격으로 이격되고, 상기 복수의 분할 영역과 상기 기판 간의 간격은 상기 기판 지지부의 중심부에 인접한 기판의 내측에서 상기 기판 지지부의 가장자리 부분에 인접한 외측으로 갈수록 기판과 가까운 것을 특징으로 한다.Wherein each of the plurality of divided regions is spaced at the same or different intervals from the upper surface of the substrate or the plurality of divided regions are spaced at different intervals from the upper surface of the substrate, And is closer to the substrate from the inside of the substrate adjacent to the central portion of the substrate supporting portion toward the outside adjacent to the edge portion of the substrate supporting portion.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 챔버 바디와 상기 챔버 바디를 덮는 챔버 리드를 포함하는 공정 챔버에 마련된 공정 공간에서 기판에 공정 가스를 분사하여 상기 기판의 상면에 박막을 증착하는 기판 처리 방법에 있어서, 기판 지지부에 적어도 하나의 기판을 안착시키는 공정; 상기 챔버 리드에 설치된 기판 온도 조절부를 이용해 상기 공정 공간에 기판 온도 조절원을 국부적으로 방출하는 공정; 상기 기판 온도 조절부와 공간적으로 분리되도록 상기 챔버 리드에 설치된 가스 분사부를 이용해 상기 기판 지지부 상에 상기 공정 가스를 국부적으로 분사하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 기판은 상기 기판 지지부의 구동에 의해 상기 기판 온도 조절부와 상기 가스 분사부 각각의 하부를 교대로 통과하여 상기 기판 온도 조절원과 상기 공정 가스에 노출되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate processing method including: depositing a thin film on an upper surface of a substrate by spraying a process gas onto the substrate in a process space provided in the process chamber including a chamber body and a chamber lid covering the chamber body; The method comprising: placing at least one substrate on a substrate support; Locally discharging a substrate temperature control source to the process space using a substrate temperature regulator provided in the chamber lid; And locally spraying the process gas on the substrate support using a gas injection unit installed in the chamber lid so as to be spatially separated from the substrate temperature control unit, The substrate temperature control unit and the lower portion of each of the gas spray units alternately pass through the substrate temperature adjusting unit and the process gas.
상기 기판 온도 조절원은 상기 기판 지지부 상에 공간적으로 분리되도록 정의된 복수의 온도 조절 영역 각각에 방출되고, 상기 공정 가스는 상기 복수의 온도 조절 영역 사이사이에 정의된 복수의 가스 분사 영역 각각에 분사되는 것을 특징으로 한다.Wherein the substrate temperature control source is emitted in each of a plurality of temperature regulation regions defined to be spatially separated on the substrate support, and wherein the process gas is injected into each of a plurality of gas injection zones defined between the plurality of temperature regulation zones .
상기 복수의 온도 조절 영역 각각은 동일하거나 서로 다른 면적을 가지는 것을 특징으로 한다. 상기 기판 온도 조절원은 기판의 온도를 영역별로 상이하게 조절하고, 상기 기판 온도 조절원에 의해 가열된 기판의 온도는 상기 기판 지지부의 중심부에 인접한 기판의 내측에서 상기 기판 지지부의 가장자리 부분에 인접한 외측으로 갈수록 높은 것을 특징으로 한다.The plurality of temperature control regions may have the same or different areas. Wherein the temperature of the substrate heated by the substrate temperature adjusting source is set to a temperature outside the substrate adjacent to the central portion of the substrate supporting portion and an outer side adjacent to the edge portion of the substrate supporting portion As shown in FIG.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The substrate processing apparatus and the substrate processing method using the same according to the present invention have the following effects.
첫째, 챔버 리드에 분리 가능하게 장착된 복수의 기판 온도 조절 모듈을 통해 기판의 상면을 가열함으로써 기판의 가열 효율을 높일 수 있고 기판 온도 조절 모듈의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.First, by heating the upper surface of the substrate through a plurality of substrate temperature control modules detachably mounted on the chamber lid, the heating efficiency of the substrate can be increased and maintenance of the substrate temperature control module can be facilitated.
둘째, 챔버 리드에 공간적으로 분리되도록 장착된 복수의 가스 분사 모듈을 통해 공정 가스를 국부적으로 분사함으로써 공정 가스의 사용 효율성이 높일 수 있으며, 기판에 균일한 박막을 증착하고 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있다.Second, the efficiency of use of the process gas can be improved by locally injecting the process gas through the plurality of gas injection modules mounted so as to be spatially separated from the chamber lid. It is also possible to deposit the uniform thin film on the substrate and easily control the film quality can do.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 I-I' 선의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 Ⅱ-Ⅱ' 선의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 Ⅲ-Ⅲ' 선의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7 내지 도 10은 도 2 및 도 3에 도시된 각 기판 온도 조절 모듈의 기판 온도 조절원 배치 구조에 대한 다양한 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 도 2 및 도 3에 도시된 다른 실시 예에 따른 각 기판 온도 조절 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 15는 도 2 및 도 3에 도시된 각 기판 온도 조절 모듈에 배치된 온도 검출부의 실시 예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 3에 도시된 Ⅲ-Ⅲ' 선의 단면도로서, 기판 온도 조절 모듈과 기판 간의 간격을 설명하기 위한 도면이다.
도 17 및 도 18은 도 3에 도시된 I-I' 선의 단면도로서, 기판 온도 조절 모듈의 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 20은 도 19에 도시된 Ⅳ-Ⅳ' 선의 단면도로서, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 21 내지 도 26은 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 다양한 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a schematic view for explaining a general substrate processing apparatus.
2 is a perspective view schematically showing a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
3 is a plan view schematically showing a substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the line II 'shown in FIG.
5 is a cross-sectional view schematically showing a cross section taken along a line II-II 'shown in FIG.
6 is a cross-sectional view schematically showing a cross section taken along a line III-III 'shown in FIG.
FIGS. 7 to 10 are views for explaining various embodiments of the substrate temperature control source arrangement structure of the respective substrate temperature control modules shown in FIG. 2 and FIG. 3. FIG.
FIGS. 11 and 12 are views for explaining respective substrate temperature control modules according to another embodiment shown in FIGS. 2 and 3. FIG.
FIGS. 13 to 15 are views for explaining embodiments of the temperature detector disposed in each substrate temperature adjusting module shown in FIGS. 2 and 3. FIG.
FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line III-III 'shown in FIG. 3, illustrating the gap between the substrate temperature control module and the substrate.
FIGS. 17 and 18 are cross-sectional views taken along the line II 'shown in FIG. 3, illustrating a modified embodiment of the substrate temperature adjustment module.
19 is a plan view schematically showing a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line IV-IV 'of FIG. 19, illustrating a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
21 to 26 are sectional views for explaining various modified embodiments of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the first to third embodiments of the present invention.
이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 I-I' 선의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 Ⅱ-Ⅱ' 선의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 6은 도 3에 도시된 Ⅲ-Ⅲ' 선의 단면을 개략적으로 나타내는 단면도이다.FIG. 2 is a perspective view schematically showing a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a plan view schematically showing a substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, 5 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the line II-II 'shown in FIG. 3, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line III-III' Fig.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 공간을 마련하는 공정 챔버(100), 공정 공간에 설치되어 적어도 하나의 기판(W)을 지지하고 이동시키는 기판 지지부(200), 공정 챔버(100)에 설치되어 기판 지지부(200)에 의해 이동되는 기판(W)의 온도를 조절하는 기판 온도 조절부(300), 및 공정 챔버(100)에 설치되어 기판 지지부(200)에 의해 이동되는 기판에 공정 가스를 국부적으로 분사하여 기판(W)의 상면에 박막을 증착하는 가스 분사부(400)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 박막은 고유전막, 절연막, 금속막 등이 될 수 있다.Referring to FIGS. 2 to 6, the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a
상기 공정 챔버(100)는 기판 처리 공정(예를 들어, 박막 증착 공정)을 위한 공정 공간을 제공한다. 이를 위해, 공정 챔버(100)는 공정 공간을 마련하도록 형성된 챔버 바디(Chamber Body; 110), 및 챔버 바디(110)의 상부를 덮는 챔버 리드(Chamber Lid; 120)를 포함하여 구성된다.The
챔버 바디(110)는 바닥면과 바닥면으로부터 수직하게 형성되어 공정 공간을 정의하는 챔버 측벽을 포함하여 이루어진다.The
챔버 바디(110)의 바닥면에는 바닥 프레임(112)이 설치되고, 상기 바닥 프레임(112)은 기판 지지부(200)의 회전을 가이드하는 가이드 레일(114), 및 공정 공간에 있는 가스(G)를 외부로 펌핑하기 위한 펌핑 포트(116) 등을 포함하여 이루어진다. 상기 펌핑 포트(116)는 챔버 측벽에 인접하도록 바닥 프레임(112)의 내부에 원형 띠 형태로 배치된 펌핑관(117)에 일정한 간격으로 설치되어 공정 공간에 연통된다.A
챔버 바디(110)의 적어도 일측 챔버 측벽에는 기판(W)이 반입되거나 반출되는 기판 출입구(118)가 설치되어 있다. 상기 기판 출입구(118)는 상기 공정 공간의 내부를 밀폐시키는 챔버 밀폐 수단(미도시)을 포함하여 이루어진다.At least one chamber side wall of the
상기 챔버 리드(120)는 챔버 바디(110)의 상부에 설치되어 공정 공간을 밀폐시킨다.The
그리고, 챔버 리드(120)는 기판 온도 조절부(300)와 가스 분사부(400)를 지지한다. 이를 위해, 챔버 리드(120)는 기판 온도 조절부(300)와 가스 분사부(400) 각각이 분리 가능하게 장착되는 제 1 및 제 2 모듈 설치부를 포함하여 이루어진다.The
제 1 모듈 설치부는 공간적으로 분리되도록 챔버 리드(120)에 일정한 간격으로 형성된 복수의 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d)을 포함하여 이루어진다.The first module installation part includes a plurality of first
복수의 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d) 각각은 부채꼴 형태의 평면을 가지도록 챔버 리드(120)를 관통하여 형성되되, 챔버 리드(120)의 상면 중심부를 기준으로 가로 및 세로 방향으로 대칭되도록 형성된다. 이때, 복수의 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d) 각각의 측면은 계단 형태로 형성될 수 있다.Each of the plurality of first
제 2 모듈 설치부는 제 1 모듈 설치부와 공간적으로 분리되도록 챔버 리드(120)에 일정한 간격으로 형성된 복수의 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d)을 포함하여 이루어진다.The second module installation part includes a plurality of second
복수의 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d) 각각은 직사각 형태의 평면을 가지도록 챔버 리드(120)를 관통하여 형성되되, 복수의 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d) 사이사이의 영역에 형성된다. 이때, 복수의 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d) 각각의 측면은 계단 형태로 형성될 수 있다. 상기 복수의 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d) 각각은 챔버 리드(120)의 상면 중심부를 기준으로 방사 형태로 배치된다. 이에 따라, 복수의 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d) 각각은 복수의 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d) 각각에 의해 공간적으로 분리된다.Each of the plurality of second
도 2에서, 챔버 리드(120)는 4개의 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d)과 4개의 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d)을 구비하는 것으로 도시되었지만, 이에 한정되지 않고, 챔버 리드(120)는 2개 이상의 제 1 모듈 장착 홀과 2개 이상의 제 2 모듈 장착 홀을 구비할 수 있다. 이하에서는, 챔버 리드(120)가 4개, 즉 제 1 내지 제 4 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d)과 4개, 즉 제 1 내지 제 4 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d)을 구비하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.2, the
전술한 챔버 바디(110) 및 챔버 리드(120)는 도시된 것처럼 원형 구조로 형성될 수도 있지만, 6각형과 같은 다각형 구조 또는 타원형 구조로 형성될 수도 있다. 이때, 6각형과 같은 다각형 구조일 경우 챔버 바디(110)는 복수로 분할 결합되는 구조를 가질 수 있다.The
상기 기판 지지부(200)는 공정 챔버(100)의 내부 바닥면, 즉 상기 바닥 프레임(112)에 이동 가능하게 설치되어 외부의 기판 로딩 장치(미도시)로부터 기판 출입구(118)를 통해 공정 공간으로 반입되는 적어도 하나의 기판(W)을 지지한다. 이때, 기판 지지부(200)는 원판(Disk) 형태로 형성되어 전기적으로 접지 또는 플로팅(Floating) 상태로 유지된다. 상기 기판(W)은 반도체 기판 또는 웨이퍼가 될 수 있다. 이 경우, 기판 처리 공정의 생산성 향상을 위해 기판 지지부(200)에는 복수의 기판(W)이 원 형태를 가지도록 일정한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.The
상기 기판 지지부(200)의 상면에는 기판(W)이 안착되는 복수의 기판 안착 영역(미도시)이 마련될 수 있다. 상기 복수의 기판 안착 영역(미도시) 각각은 상기 기판 지지부(200)의 상면에 표시된 복수의 얼라인 마크(미도시)로 이루어지거나, 상기 기판 지지부(200)의 상면으로부터 소정 깊이를 가지도록 오목하게 형성된 포켓 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 기판 안착 영역(미도시)에는 기판 로딩 장치에 의해 기판(W)이 로딩되어 안착되는데, 기판(W)의 일측에는 기판(W)의 하부를 가리키는 식별 부재(미도시)가 형성되어 있다. 이에 따라, 기판 로딩 장치는 기판(W)의 일측에 마련된 식별 부재를 검출하여 로딩 위치를 정렬하고, 정렬된 기판을 기판 안착 영역(미도시)에 로딩시킨다. 따라서, 기판 지지부(200) 상에 안착된 각 기판(W)의 하부는 기판 지지부(200)의 가장자리 부분에 위치하게 되고, 각 기판(W)의 상부는 기판 지지부(200)의 중심 부분에 위치하게 된다. 상기 식별 부재는 기판 처리 공정이 완료된 기판에 대한 각종 검사 공정에서 검사 기준 위치로 활용되기도 한다.A plurality of substrate seating areas (not shown) on which the substrate W is placed may be provided on the upper surface of the
상기 기판 지지부(200)는 구동부(210)의 구동에 따라 소정 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 회전됨으로써 정해진 순서에 따라 기판(W)이 이동되어 기판 온도 조절부(300)와 가스 분사부(400) 각각의 하부를 순차적으로 통과하도록 한다. 이때, 기판 지지부(200)의 이동은 상기 바닥 프레임(112)에 형성된 상기 가이드 레일(114)에 의해 가이드 된다. 그리고, 기판 지지부(200)의 하면 가장자리 영역에는 상기 가이드 레일(114)이 삽입되는 가이드 홈이 형성되어 있다.The substrate W is moved in a predetermined order by rotating the
상기 구동부(210)는 구동축(212), 축 구동 수단(214), 및 벨로우즈(216)를 포함하여 이루어질 수 있다.The driving
구동축(212)은 챔버 바디(110)의 바닥면과 바닥 프레임(112)을 관통하여 기판 지지부(200)의 중앙 하면에 결합된다.The
축 구동 수단(214)은 상기 구동축(212)에 결합되도록 챔버 바디(110)의 외부에 설치되어 구동축(212)을 소정 방향으로 회전시킨다. 이때, 상기 축 구동 수단(214)은 구동축(212)을 소정 높이로 승강시켜 기판 지지부(200)와 챔버 리드(110) 간의 간격(또는 갭)을 조절할 수도 있다.The shaft driving means 214 is installed outside the
벨로우즈(216)는 챔버 바디(110)를 관통하는 구동축(212)을 감싸도록 챔버 바디(110)의 하면과 축 구동 수단(214) 간에 설치되어 공정 공간을 밀폐시키는 역할을 한다. 여기서, 상기 벨로우즈(216)는 구동축(212)의 승강과 함께 압축되거나 팽창될 수 있다.The bellows 216 is installed between the lower surface of the
상기 기판 온도 조절부(300)는 상기 챔버 리드(120)의 제 1 모듈 설치부에 분리 가능하게 설치되어 기판 지지부(200)에 의해 순차적으로 이동되는 기판(W)의 온도를 조절한다. 예를 들어, 상기 기판 온도 조절부(300)는 챔버 리드(120)와 기판 지지부(200) 사이에 공간적으로 분리되도록 정의된 복수의 온도 조절 영역(201, 203, 205, 207) 각각에 기판 온도 조절원(TCS)을 방출함으로써 기판 지지부(200)의 구동에 따라 각 온도 조절 영역(201, 203, 205, 207)의 하부를 통과하는 기판(W)을 가열해 기판(W)의 온도를 박막 증착 공정에 적합한 온도, 예를 들어, 250℃ ~ 450℃ 범위로 조절한다.The
상기 기판 온도 조절부(300)는 상기 제 1 모듈 설치부의 제 1 내지 제 4 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d)에 분리 가능하게 장착되는 제 1 내지 제 4 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)을 포함하여 구성된다.The substrate
일 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각은 온도 조절 프레임(310), 기판 온도 조절원 부재(320), 프레임 커버(330), 및 밀봉 부재(340)를 포함하여 구성된다.Each of the first to fourth substrate
온도 조절 프레임(310)은 상면이 개구된 수납 공간을 가지도록 상자 형태로 형성되어 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d)에 분리 가능하게 삽입된다. 즉, 온도 조절 프레임(310)은 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d)에 삽입되어 기판 온도 조절원 부재(320)를 수납하는 수납 프레임, 및 수납 프레임의 상면에 결합되어 챔버 리드(120)의 상면에 분리 가능하게 장착되는 테두리 프레임으로 이루어진다. 이러한 온도 조절 프레임(310)은 알루미늄, 인코넬(Inconel), 니켈, 질화 알루미늄, 또는 스테인리스 재질로 이루어지거나, 챔버 리드(120)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다.The
상기 온도 조절 프레임(310)의 하면은 챔버 리드(120)의 하면과 일치되거나, 박막 증착 특성에 따라 소정 높이를 가지도록 기판 지지부(200) 쪽으로 돌출될 수 있다.The lower surface of the
기판 온도 조절원 부재(320)는 온도 조절 프레임(310)의 수납 공간에 배치되어 온도 조절 프레임(310)의 바닥면 온도를 조절함으로써 온도 조절 프레임(310)의 온도에 따른 기판 온도 조절원(TCS)이 기판(W)의 상면에 전달되도록 한다.The substrate
상기 기판 온도 조절원 부재(320)는 기판 지지부(200)의 구동에 따라 각 온도 조절 영역(201, 203, 205, 207)의 하부를 통과하는 기판(W)을 가열한다.The substrate
상기 기판 온도 조절원 부재(320)는 고온 히터로써 저항 가열식 열선 히터 또는 광 가열식 램프 히터로 이루어질 수 있다. 이 경우, 기판 온도 조절원 부재(320)는 500℃ 이상의 열기를 발생시킴으로써 온도 조절 프레임(310)을 500℃ 이상의 온도로 가열할 수 있다.The substrate
프레임 커버(330)는 기판 온도 조절원 부재(320)가 수납된 온도 조절 프레임(310)의 상면에 결합되는 수납 공간을 밀봉한다.The frame cover 330 seals a storage space where the substrate
밀봉 부재(340)는 상기 온도 조절 프레임(310)과 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d) 사이를 밀봉하는 역할을 하는 것으로, 오-링(O-Ring)으로 이루어질 수 있다.The sealing
다른 실시 예에 따른 제 1 내지 제 4 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각은 전술한 온도 조절 프레임(310)과 기판 온도 조절원 부재(320)와 프레임 커버(330)가 하나로 일체화되어 구성되는 몰딩 히터(Molding Heater)로 이루어질 수 있다.Each of the first to fourth substrate
전술한 제 1 내지 제 4 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각은 동일한 면적(또는 크기)을 가지도록 형성되고, 기판 지지부(200)에 안착된 기판(W)의 상면으로부터 동일한 거리(또는 간격)(d)로 이격된다.Each of the first through fourth substrate
이와 같은, 상기 기판 온도 조절부(300)는 상기 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각의 기판 온도 조절원 부재(320)의 구동에 따라 발생되는 기판 온도 조절원(TCS)을 복수의 온도 조절 영역(201, 203, 205, 207) 각각에 방출함으로써 상기 각 온도 조절 영역(201, 203, 205, 207)의 하부를 순차적으로 통과하는 복수의 기판(W) 각각의 상면을 박막 증착 공정에 적합한 온도로 가열하거나, 상기 가스 분사부(400)에 의해 기판(W)에 분사된 공정 가스(PG)의 박막 물질을 가열하여 기판(W)에 증착되도록 한다.The
한편, 전술한 상기 기판 온도 조절부(300)는 소정의 열기 또는 소정의 냉기로 이루어지는 기판 온도 조절원(TCS)을 방출함으로써 기판(W)의 온도 및/또는 공정 챔버의 공정 공간을 상온(예를 들어, 15℃ ~ 25℃ 범위)으로 유지시키거나, 박막 증착 공정 완료 후에 가열된 기판의 온도를 상기 상온으로 내릴 수 있다. 이 경우, 상기 기판 온도 조절부(300)의 상기 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각은 외부의 유체 순환 장치(미도시)로부터 공급되는 소정 온도의 유체(예를 들어, 상온수, 냉각 가스, 또는 냉각 액체)가 지속적으로 순환되는 유체 순환 라인으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the
상기 가스 분사부(400)는 상기 챔버 리드(120)의 제 2 모듈 설치부에 분리 가능하게 설치되어 기판 지지부(200)에 의해 순차적으로 이동되는 기판(W)에 공정 가스(PG)를 분사한다. 즉, 상기 가스 분사부(400)는 챔버 리드(120)와 기판 지지부(200) 사이에 공간적으로 분리되도록 복수의 온도 조절 영역(201, 203, 205, 207) 사이사이에 정의된 복수의 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208) 각각에 공정 가스(PG)를 분사함으로써 기판 지지부(200)의 구동에 따라 각 온도 조절 영역(201, 203, 205, 207)의 하부를 통과한 기판(W)에 소정의 박막이 증착되도록 하거나, 기판(W) 상에 공정 가스(PG)를 분사한다. 이를 위해, 상기 가스 분사부(400)는 상기 제 2 모듈 설치부의 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d)에 분리 가능하게 장착되는 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)을 포함하여 구성된다.The
제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각은 가스 분사 프레임(410), 복수의 가스 공급 홀(420), 및 밀봉 부재(430)를 포함하여 구성된다.Each of the first to fourth
가스 분사 프레임(410)은 하면 개구부를 가지도록 상자 형태로 형성되어 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d)에 분리 가능하게 삽입된다. 즉, 가스 분사 프레임(410)은 볼트 등이 체결 부재에 의해 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d) 주변의 챔버 리드(120)에 분리 가능하게 장착되는 접지 플레이트(412), 및 가스 분사 공간(GSS)을 마련하도록 접지 플레이트(412)의 하면 가장자리 부분으로부터 수직하게 돌출되어 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d)에 삽입되는 접지 측벽(414)으로 이루어진다. 이러한 가스 분사 프레임(410)은 챔버 리드(120)를 통해 전기적으로 접지된다.The
상기 가스 분사 프레임(410)의 하면, 즉 상기 접지 측벽(414)의 하면은 챔버 리드(120)의 하면과 동일 선상에 위치할 수 있다. 나아가, 상기 접지 측벽(414)의 하면은 박막 증착 특성에 따라 챔버 리드(120)의 하면으로부터 소정 높이를 가지도록 기판 지지부(200) 쪽으로 돌출될 수 있다. 이 경우, 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각의 상기 접지 측벽(414)은 챔버 리드(120)의 하면으로부터 동일한 높이로 돌출되어 기판(W)과 동일한 간격을 가지거나, 기판(W)과 각기 다른 간격을 가지도록 챔버 리드(120)에 장착 또는 챔버 리드(120)의 하면으로부터 각기 다른 높이로 돌출될 수 있다.The lower surface of the
복수의 가스 공급 홀(420)은 가스 분사 프레임(410)의 상면, 즉 접지 플레이트를 관통하도록 형성되어 가스 분사 프레임(410)의 내부에 마련되는 가스 분사 공간에 연통된다. 이러한 복수의 가스 공급 홀(420)은 외부의 가스 공급 장치(미도시)로부터 공급되는 공정 가스(PG)를 가스 분사 공간에 공급함으로써 공정 가스(PG)가 가스 분사 공간을 통해 상기 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208)에 분사되도록 한다.The plurality of gas supply holes 420 are formed to penetrate the upper surface of the
상기 공정 가스(PG)는 소스 가스 및 반응 가스 중 적어도 한 종류를 가스로 이루어질 수 있다.The process gas PG may include at least one of a source gas and a reactive gas.
상기 소스 가스는 기판(W) 상에 증착될 박막의 주요 재질을 포함하여 이루어지는 것으로, 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 또는 알루미늄(Al) 등의 가스로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘(Si) 물질을 포함하는 소스 가스는 실란(Silane; SiH4), 디실란(Disilane; Si2H6), 트리실란(Trisilane; Si3H8), TEOS(Tetraethylorthosilicate), DCS(Dichlorosilane), HCD(Hexachlorosilane), TriDMAS(Tri-dimethylaminosilane) 및 TSA(Trisilylamine) 등이 될 수 있다.The source gas includes a main material of a thin film to be deposited on a substrate W and may be formed of a gas such as silicon (Si), a titanium group element (Ti, Zr, Hf, etc.) have. For example, a source gas containing a silicon (Si) material may be a silicon compound such as silane (SiH4), disilane (Si2H6), trisilane (Si3H8), tetraethylorthosilicate (TEOS), dichlorosilane (DCS) Hexachlorosilane, Tri-dimethylaminosilane (TriDMAS), and Trisilylamine (TSA).
상기 반응 가스는 기판(W) 상에 증착될 박막의 일부 재질을 포함하도록 이루어져 상기 소스 가스와 반응하여 최종적인 박막을 형성하는 반응 가스로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 반응 가스는 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(N2O), 암모니아(NH3), 물(H2O), 또는 오존(O3) 등이 될 수 있다.The reaction gas may be a reaction gas containing a part of the thin film to be deposited on the substrate W and reacting with the source gas to form a final thin film. For example, the reaction gas may be hydrogen (H2), nitrogen (N2), oxygen (O2), nitrogen dioxide (N2O), ammonia (NH3), water (H2O), or ozone (O3).
상기 소스 가스 또는 상기 반응 가스는 질소(N2), 아르곤(Ar), 제논(Ze), 또는 헬륨(He) 등의 퍼지 가스(Purge Gas)를 포함하여 이루어질 수도 있다.The source gas or the reaction gas may include purge gas such as nitrogen (N 2), argon (Ar), xenon (Ze), or helium (He).
밀봉 부재(430)는 상기 가스 분사 프레임(410)과 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d) 사이를 밀봉하는 역할을 하는 것으로, 오-링(O-Ring)으로 이루어질 수 있다.The sealing
전술한 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)은 소스 가스 분사 그룹과 반응 가스 분사 그룹으로 그룹화될 수 있다. 상기 소스 가스 분사 그룹은 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 중 일부의 가스 분사 모듈로 이루어지고, 상기 반응 가스 분사 그룹은 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 중 나머지 가스 분사 모듈로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 소스 가스 분사 그룹은 챔버 리드(120)의 중심부를 기준으로 대각선 방향으로 배치된 제 1 및 제 3 가스 분사 모듈(402, 406)을 포함하여 이루어지고, 반응 가스 분사 그룹은 챔버 리드(120)의 중심부를 기준으로 대각선 방향으로 배치된 제 2 및 제 4 가스 분사 모듈(404, 408)을 포함하여 이루어질 수 있다. 이 경우, 기판(W)은 기판 지지부(200)의 구동에 따라 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)의 하부를 순차적으로 통과함으로써 기판에는 소스 가스, 반응 가스, 소스 가스 및 반응 가스가 순차적으로 분사되게 된다.The first to fourth
이와 같은, 상기 가스 분사부(400)는 상기 제 1 내지 제 4 가스 분사 모듈(302, 304, 306, 308) 각각을 통해 복수의 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208) 각각에 공정 가스(PG), 즉 소스 가스와 반응 가스를 분사함으로써 상기 각 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208)의 하부를 순차적으로 통과하는 복수의 기판(W) 각각의 상면에 소스 가스와 반응 가스를 제공하여 기판(W)의 상면에 소정의 박막이 증착되도록 한다.The
한편, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 챔버 리드(120)의 온도를 일정하게 유지시켜 기판 온도 조절부(300)의 열 손실을 최소화하기 위한 리드 온도 유지부(500)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 본 발명은 전술한 기판 온도 조절부(300)가 챔버 리드(120)에 장착되므로, 기판 온도 조절부(300)에서 발생되는 열이 챔버 리드(120)를 통해 손실되어 기판 온도 조절부(300)의 열 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 리드 온도 유지부(500)는 챔버 리드(120)에 설치되어 챔버 리드(120)의 온도를 일정한 온도로 유지시켜 기판 온도 조절부(300)의 열 손실을 최소화한다. 이를 위해, 리드 온도 유지부(500)는 라인 삽입 홈(510), 유체 순환 라인(520), 및 라인 커버(530)를 포함하여 구성될 수 있다.The substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention further includes a lead
라인 삽입 홈(510)은 챔버 리드(120)의 중심부와 가장자리부의 상면, 및 전술한 기판 온도 조절부(300)와 가스 분사부(400) 사이에 대응되도록 챔버 리드(120)의 상면으로부터 소정 깊이를 가지도록 오목하게 형성된다. 즉, 라인 삽입 홈(510)은 챔버 리드(120)의 중심부와 가장자리부 각각의 상면으로부터 소정 깊이를 가지도록 오목하게 형성되고, 전술한 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d)과 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d) 사이에 대응되는 챔버 리드(120)의 상면으로부터 소정 깊이를 가지도록 오목하게 형성된다. 이에 따라, 라인 삽입 홈(510)은 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d)과 제 2 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d) 각각을 감싸도록 배치된다.The
유체 순환 라인(520)은 라인 삽입 홈(510)에 삽입되는 배관으로 이루어질 수 있다. 이러한 유체 순환 라인(520)은 외부의 유체 순환 장치(미도시)로부터 공급되는 냉각 가스 또는 냉각 액체로 이루어진 유체를 지속적으로 순환시킴으로써 챔버 리드(120)를 일정한 온도로 유지시킨다. 즉, 챔버 리드(120)의 온도는 전술한 온도 조절 프레임(310)과 챔버 리드(120) 사이를 밀봉하는 상기 밀봉 부재(340)가 열에 의해 파손 내지 손상되지 않는 범위, 예를 들어 150℃로 유지될 수 있다.The
라인 커버(530)는 라인 삽입 홈(510)을 덮도록 챔버 리드(120)에 결합됨으로써 유체 순환 라인(520)을 은폐시킨다.The
다른 한편, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 전술한 온도 조절 프레임(310)과 챔버 리드(120) 사이에 설치된 열 차단 프레임(미도시)을 더 포함하여 구성될 수도 있다.The substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention may further include a heat shielding frame (not shown) provided between the
상기 열 차단 프레임은 전술한 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d)에 삽입되어 온도 조절 프레임(310)을 지지한다. 이를 위해, 상기 열 차단 프레임은 온도 조절 프레임(310)이 삽입되는 모듈 삽입 홀을 가지도록 형성된다. 그리고, 상기 열 차단 프레임의 하면과 제 1 모듈 장착 홀(122a, 122b, 122c, 122d) 사이 및 상기 열 차단 프레임의 상면과 온도 조절 프레임(310) 사이는 오-링 등의 밀봉 부재에 의해 밀봉된다. 이러한 상기 열 차단 프레임은 열전달 계수가 낮은 재질, 예를 들어 석영 재질로 이루어져 온도 조절 프레임(310)의 열이 챔버 리드(120)로 전달되는 것을 차단 내지 최소화한다.The heat shield frame is inserted into the first
이상과 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.The substrate processing method using the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will now be described briefly.
먼저, 복수의 기판(W)을 기판 지지부(200)에 일정한 간격으로 로딩시켜 안착시킨다.First, a plurality of substrates W are loaded on the
그런 다음, 전술한 기판 온도 조절부(300)의 각 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)의 구동을 통해 기판 지지부(200) 상에 정의된 각 온도 조절 영역(201, 203, 205, 207)에 기판 온도 조절원(TCS)을 방출한다.Subsequently, each of the
그런 다음, 복수의 기판(W)이 로딩되어 안착된 기판 지지부(200)를 구동하여 복수의 기판(W)을 챔버 리드(120)의 하부에서 소정 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 이동시킨다. 이와 동시에 전술한 가스 분사부(400)의 각 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)에 공정 가스(PG)를 공급하여 복수의 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208) 각각에 공정 가스(PG)를 분사한다. 이에 따라, 각 기판(W)은 온도 조절 영역(201, 203, 205, 207)과 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208)을 교대로 통과하게 된다. 따라서, 기판(W)은 기판 지지부(200)의 구동에 따라 기판 온도 조절부(300)의 각 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)로부터 방출되는 기판 온도 조절원(TCS)과 가스 분사부(400)의 각 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)로부터 국부적으로 분사되는 공정 가스(PG)에 순차적으로 노출됨으로써 기판(W)의 상면에는 소스 가스와 반응 가스의 상호 반응을 이용한 ALD(Atomic Layer Deposition) 증착 공정에 따라 단층 또는 복층의 박막이 증착된다.A plurality of substrates W are loaded and driven to move the
이상과 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법은 챔버 리드(120)에 분리 가능하게 장착된 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)을 통해 기판의 상면을 가열하고, 챔버 리드(120)에 공간적으로 분리되도록 설치된 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)을 통해 기판 지지부(200) 상에 공정 가스를 국부적으로 분사함으로써 기판 온도 조절 수단의 유지 보수가 용이하고, 공정 가스의 사용 효율성이 높일 수 있으며, 기판에 균일한 박막을 증착하고 박막의 막질 제어를 용이하게 할 수 있다.
As described above, the substrate processing apparatus and the substrate processing method using the same according to the first embodiment of the present invention can be applied to substrate processing apparatuses through the substrate temperature control modules (302, 304, 306, 308) By locally spraying the process gas onto the
도 7 내지 도 10은 도 2 및 도 3에 도시된 각 기판 온도 조절 모듈의 기판 온도 조절원 배치 구조에 대한 다양한 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 7 to 10 are views for explaining various embodiments of the substrate temperature control source arrangement structure of the respective substrate temperature control modules shown in FIG. 2 and FIG. 3. FIG.
제 1 실시 예에 따른 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각에서, 전술한 기판 온도 조절원 부재(320)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 온도 조절 프레임(310)의 내부에 배치된 열선 히터로 이루어질 수 있다. 상기 열선 히터는 온도 조절 프레임(310)의 내측(310i)에서 외측(310o) 방향 또는 온도 조절 프레임(310)의 양측 방향을 따라 지그재그 형태로 굴곡되도록 배치될 수도 있다.In each of the plurality of substrate
제 2 실시 예에 따른 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각에서, 전술한 기판 온도 조절원 부재(320)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 온도 조절 프레임(310)의 내부에 배치된 제 1 내지 제 3 열선 히터(320a, 320b, 320c)를 포함하여 이루어질 수 있다.In each of the plurality of substrate
먼저, 온도 조절 프레임(310)은 내측(310i)에서 외측(310o) 방향을 따라 소정 면적으로 분할된 제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3)을 갖는다. 이때, 온도 조절 프레임(310)의 내부를 3개의 분할 영역으로 분할하는 이유는 기판 지지부(200)의 구동에 따라 기판(W) 내의 영역마다 전술한 기판 온도 조절원에 노출되는 열 전달 편차 및 챔버 측벽에 인접한 기판(W)의 외측부의 열 손실 등에 따라 발생되는 기판(W) 내의 영역별 온도 편차를 최소화하기 위함이다.First, the
제 1 내지 제 3 열선 히터(320a, 320b, 320c) 각각은 온도 조절 프레임(310)의 내측(310i)에서 외측(310o) 방향 또는 온도 조절 프레임(310)의 양측 방향을 따라 지그재그 형태로 굴곡되도록 제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3) 각각에 배치될 수도 있다. 이때, 제 1 내지 제 3 열선 히터(320a, 320b, 320c) 각각은 동일한 길이를 갖는다.The first to
상기 제 1 내지 제 3 열선 히터(320a, 320b, 320c) 각각은 외부의 기판 온도 조절원 구동 장치(미도시)로부터 개별적으로 공급되는 각기 다른 전원에 따라 각기 다른 온도로 발열하여 제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3) 각각을 각기 다른 온도로 가열한다. 여기서, 제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3) 각각의 온도를 제 1 내지 제 3 온도(T1, T2, T3)라 할 때, 제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3)의 온도는 T1<T2<T3가 될 수 있다.Each of the first to third
한편, 온도 조절 프레임(310)은 제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3)을 공간적으로 분리하기 위한 제 1 및 제 2 격벽(B1, B2)을 더 포함하여 구성될 수 있다.The
제 1 격벽(B1)은 제 1 및 제 2 분할 영역(DA1, DA2) 사이에 곡선 형태로 형성되어 제 1 및 제 2 분할 영역(DA1, DA2) 사이를 공간적으로 분리함으로써 제 1 및 제 2 분할 영역(DA1, DA2) 간의 열 간섭을 차단한다.The first partition B1 is formed in a curved shape between the first and second divided regions DA1 and DA2 to spatially separate the first and second divided regions DA1 and DA2, And blocks thermal interference between the regions DA1 and DA2.
제 2 격벽(B2)은 제 2 및 제 3 분할 영역(DA2, DA3) 사이에 곡선 형태로 형성되어 제 2 및 제 3 분할 영역(DA2, DA3) 사이를 공간적으로 분리함으로써 제 2 및 제 3 분할 영역(DA2, DA3) 간의 열 간섭을 차단한다.The second bank B2 is formed in a curved shape between the second and third divisional areas DA2 and DA3 to spatially separate the second and third divisional areas DA2 and DA3, And blocks thermal interference between the regions DA2 and DA3.
제 3 실시 예에 따른 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각에서, 전술한 기판 온도 조절원 부재(320)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 전술한 제 2 실시 예와 같이 온도 조절 프레임(310)의 제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3) 각각에 배치된 제 1 내지 제 3 열선 히터(320a, 320b, 320c)를 포함하여 이루어지되, 제 1 내지 제 3 열선 히터(320a, 320b, 320c) 각각이 각기 다른 밀도(또는 길이)를 갖는다.In each of the plurality of substrate
제 1 열선 히터(320a)는 제 1 길이를 가지도록 형성되어 전술한 제 1 분할 영역(DA1)에 굴곡지도록 지그재그 형태로 배치된다. 이러한 제 1 열선 히터(320a)는 제 1 밀도를 가지도록 전술한 제 1 분할 영역(DA1)에 배치됨으로써 기판 온도 조절원 구동 장치로부터 공급되는 제 1 전원에 따라 발열됨으로써 제 1 분할 영역(DA1)을 제 1 온도(T1)로 가열한다.The first
상기 제 1 분할 영역(DA1)에 배치된 제 1 열선 히터(320a)는 기판 지지부(400)의 상면 중심 영역에 기판 온도 조절원을 방출함으로써 가스 분사부(400)에서 분사되는 공정 가스에 의해 기판 지지부(400)의 상면 중심 영역에 박막이 증착되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 기판(W)이 상기 제 1 분할 영역(DA1)에 중첩될 경우 상기 제 1 열선 히터(320a)는 상기 제 1 분할 영역(DA1)에 중첩되는 기판(W)의 중첩 영역을 가열하는 역할도 한다.The first
제 2 열선 히터(320b)는 상기 제 1 열선 히터(320a)보다 긴 제 2 길이를 가지도록 형성되어 전술한 제 2 분할 영역(DA2)에 굴곡지도록 지그재그 형태로 배치된다. 이러한 제 2 열선 히터(320b)는 상기 제 1 열선 히터(320a)의 제 1 밀도보다 높은 제 2 밀도를 가지도록 전술한 제 2 분할 영역(DA2)에 배치됨으로써 기판 온도 조절원 구동 장치로부터 공급되는 제 2 전원에 따라 발열됨으로써 제 2 분할 영역(DA2)을 상기 제 1 분할 영역(DA1)의 제 1 온도(T1)보다 높은 제 2 온도(T2)로 가열한다.The
제 3 열선 히터(320c)는 상기 제 2 열선 히터(320b)보다 긴 제 3 길이를 가지도록 형성되어 전술한 제 3 분할 영역(DA3)에 굴곡지도록 지그재그 형태로 배치된다. 이러한 제 3 열선 히터(320c)는 상기 제 2 열선 히터(320b)의 제 2 밀도보다 높은 제 3 밀도를 가지도록 전술한 제 3 분할 영역(DA3)에 배치됨으로써 기판 온도 조절원 구동 장치로부터 공급되는 제 3 전원에 따라 발열됨으로써 제 3 분할 영역(DA3)을 상기 제 2 분할 영역(DA2)의 제 2 온도(T2)보다 높은 제 3 온도(T3)로 가열한다. 여기서, 상기 제 1 내지 제 3 전원은 동일하거나 각기 다른 전력을 가질 수 있다. 이때, 상기 제 1 내지 제 3 전원이 각기 다른 전력을 가질 경우, 상기 제 1 내지 제 3 전원 각각의 전력은 상기 제 1 전원, 제 2 전원 및 제 3 전원의 순으로 점점 높게 가열될 수 있다.The
상기 제 2 및 제 3 분할 영역(DA2, DA3)에 배치된 제 2 및 제 3 열선 히터(320b, 320c)는 기판 지지부(400)에 지지된 기판(W) 상에 기판 온도 조절원을 방출함으로써 가스 분사부(400)에서 분사되는 공정 가스에 의해 기판(W)의 상면에 박막이 원활하게 증착되게 하는 역할을 할 수 있다.The second and third
제 4 실시 예에 따른 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각에서, 전술한 기판 온도 조절원 부재(320)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 온도 조절 프레임(310)의 내부에 배치된 복수의 램프 히터로 이루어질 수 있다. 상기 복수의 램프 히터는 온도 조절 프레임(310)의 내측(310i)에서 외측(310o) 방향 또는 온도 조절 프레임(310)의 양측 방향을 따라 일정한 간격을 가지도록 배치될 수도 있다. 이러한 상기 램프 히터는 기판 온도 조절원 구동 장치로부터 공급되는 전원에 따라 램프에서 발생되는 열을 방출함으로써 온도 조절 프레임(310)을 가열한다.In each of the plurality of substrate
상기 제 4 실시 예에 따른 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)의 온도 조절 프레임(310)은, 도 8에 도시된 제 2 실시 예와 동일하게, 제 1 내지 제 3 분할 영역으로 분할되고, 각 분할 영역에는 전술한 복수의 램프 히터가 동일 개수 또는 각기 다른 개수로 배치될 수 있다. 이에 따라, 제 1 내지 제 3 분할 영역 각각의 온도는 제 1 분할 영역, 제 2 분할 영역 및 제 3 분할 영역의 순으로 점점 높게 가열될 수 있다.The
한편, 전술한 제 1 내지 제 4 실시 예에 따른 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각은, 도 11에 도시된 바와 같이, 온도 조절 프레임(310)의 내측으로부터 소정 면적으로 확장된 확장 영역(EA)을 더 포함하여 구성될 수 있다.11, each of the plurality of substrate
상기 확장 영역(EA)은 온도 조절 프레임(310)의 내측, 즉 제 1 분할 영역(DA1)의 내측으로부터 챔버 리드(120)의 중심부 쪽으로 확장되어 형성된다. 그리고, 챔버 리드(120)에 형성된 제 1 모듈 장착 홀의 내측 역시 상기 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)의 확장 영역(EA)에 삽입되도록 확장된다. 이에 따라, 챔버 리드(120)의 중심 영역에는, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)의 확장 영역(EA)이 일정 간격으로 배치된다.The extended region EA extends from the inner side of the
상기 확장 영역(EA)에는 전술한 기판 온도 조절원 부재(320)가 배치된다. 즉, 확장 영역(EA)은 상기 제 1 분할 영역(DA1)에 연통되는 영역이므로, 확장 영역(EA)에는 제 1 분할 영역(DA1)에 배치되는 제 1 열선 히터(320a)가 연장되어 배치되거나, 램프 히터가 추가로 배치된다. 이에 따라, 상기 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)의 확장 영역(EA)에 배치된 기판 온도 조절원 부재(320)는 챔버 리드(120)의 중심 영역 하부에 기판 온도 조절원을 방출함으로써 가스 분사부(400)에서 분사되는 공정 가스의 흐름을 원활하게 하고, 기판 지지부(400)의 상면 중심 영역에 박막이 증착되는 것을 방지한다.The above-described substrate
다른 한편, 전술한 제 1 내지 제 4 실시 예에 따른 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각은 기판 온도 조절원 부재(320)의 온도 제어를 위한 온도 검출부(350)를 더 포함하여 구성된다.On the other hand, each of the plurality of substrate
일 실시 예에 따른 온도 검출부(350)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 온도 조절 프레임(310)의 바닥면에 일정한 간격으로 설치되어 온도 조절 프레임(310)의 온도를 검출하는 복수의 접촉식 온도 센서(350a, 350b. 350c)를 포함하여 구성된다.13, the
상기 복수의 접촉식 온도 센서(350a, 350b. 350c) 각각은 접촉식 온도 측정 방식에 따라 온도 조절 프레임(310)의 바닥면 온도를 검출하고, 검출된 온도를 외부의 기판 온도 조절원 제어 장치(미도시)에 제공한다. 이때, 상기 복수의 접촉식 온도 센서(350a, 350b. 350c) 각각은 전술한 온도 조절 프레임(310)의 각 분할 영역(DA1, DA2, DA3)에 설치되어 기판(W)의 온도, 즉 기판(W)의 내측부(IS), 중심부(CS), 및 외측부(OS) 각각에 대응되는 각 분할 영역(DA1, DA2, DA3)의 온도를 검출할 수 있다.Each of the plurality of contact
상기 기판 온도 조절원 제어 장치는 복수의 접촉식 온도 센서(350a, 350b. 350c) 각각에서 검출되는 온도에 따라 기판 온도 조절원 부재(320)를 제어함으로써 각 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)의 온도를 조절한다.The substrate temperature control source control device controls each of the substrate
다른 실시 예에 따른 온도 검출부(350)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 온도 조절 프레임(310)의 바닥면에 일정한 간격으로 설치된 복수의 비접촉식 온도 센서(352a, 352b. 352c)를 포함하여 구성된다.14, the
상기 복수의 비접촉식 온도 센서(352a, 352b. 352c) 각각은 온도 조절 프레임(310)의 바닥면에 마련된 복수의 광투과 창(353) 각각에 중첩되도록 온도 조절 프레임(310)의 내부에 설치된다. 이러한, 상기 복수의 비접촉식 온도 센서(352a, 352b. 352c) 각각은 기판(W)으로부터 방사되어 복수의 광투과 창(352) 각각을 투과하여 입사되는 기판(W)의 방사 에너지(또는 복사열)(Radiant Energy; RE)를 감지함으로써 기판(W)의 온도를 검출하고, 검출된 온도를 외부의 기판 온도 조절원 제어 장치(미도시)에 제공한다. 이때, 상기 복수의 비접촉식 온도 센서(352a, 352b. 352c) 각각은 상기 방사 에너지를 열로 변환하여 열 감지기의 온도를 상승시킴으로써 열 감지기의 온도에 대응되는 전기신호를 생성하여 외부의 기판 온도 조절원 제어 장치(미도시)에 제공한다. 상기 기판 온도 조절원 제어 장치는 복수의 비접촉식 온도 센서(352a, 352b. 352c) 각각에서 검출되는 온도에 따라 기판 온도 조절원 부재(320)를 제어함으로써 각 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)의 온도를 조절한다.Each of the plurality of
상기 복수의 비접촉식 온도 센서(352a, 352b. 352c) 각각은, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 전술한 온도 조절 프레임(310)의 각 분할 영역(DA1, DA2, DA3)에 설치되어 기판(W)의 내측부(IS), 중심부(CS), 및 외측부(OS) 각각의 온도를 검출할 수 있다.Each of the plurality of noncontact
상기 복수의 비접촉식 온도 센서(352a, 352b. 352c) 각각은 기판(W)에 레이저를 조사하여 기판(W)의 내측부(IS), 중심부(CS), 및 외측부(OS) 각각의 온도 검출 영역을 지시할 수도 있다.Each of the plurality of noncontact
또 다른 실시 예에 따른 온도 검출부(350)는, 도 15에 도시된 바와 같이, 온도 조절 프레임(310)의 바닥면을 관통하도록 일정한 간격으로 설치된 복수의 온도 센서(354a, 354b. 354c), 복수의 온도 센서(354a, 354b. 354c) 각각을 승강시키는 복수의 센서 승강 부재(355a, 355b, 355c), 및 복수의 센서 밀봉 부재(356)를 포함하여 구성된다.15, the
상기 복수의 온도 센서(354a, 354b. 354c) 각각은 온도 조절 프레임(310)의 바닥면에 마련된 센서 밀봉 부재(356) 상에 설치된다. 이러한 상기 복수의 온도 센서(354a, 354b. 354c) 각각은 센서 승강 부재(355a, 355b, 355c)의 구동에 따라 센서 밀봉 부재(356)를 통해 기판(W)의 상면에 근접하도록 하강하여 기판(W)의 온도를 검출하고, 온도 검출 후 상승하여 온도 조절 프레임(310)의 내부에 위치한다.Each of the plurality of
상기 복수의 온도 센서(354a, 354b. 354c) 각각은 전술한 온도 조절 프레임(310)의 각 분할 영역(DA1, DA2, DA3)에 설치되어 기판(W)의 내측부(IS), 중심부(CS), 및 외측부(OS) 각각의 온도를 검출할 수 있다.Each of the plurality of
상기 복수의 센서 승강 부재(355a, 355b, 355c) 각각은 센서 밀봉 부재(356) 상에 설치되어 온도 센서(354a, 354b. 354c)를 승강시킨다.Each of the plurality of
복수의 센서 밀봉 부재(356)는 온도 센서(354a, 354b. 354c)의 하부에 중첩되는 온도 조절 프레임(310)의 바닥면에 설치되어 센서 승강 부재(355a, 355b, 355c)의 구동에 따라 승강되는 온도 센서(354a, 354b. 354c)를 밀봉한다.
The plurality of
도 16은 도 3에 도시된 Ⅲ-Ⅲ' 선의 단면도로서, 기판 온도 조절 모듈과 기판 간의 간격을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line III-III 'shown in FIG. 3, illustrating the gap between the substrate temperature control module and the substrate.
먼저, 도 6에서 알 수 있듯이, 전술한 설명에서는 기판 온도 조절 모듈과 기판 간의 간격(d)이 모두 동일하게 설정된다. 하지만, 도 4에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(100)에 설치된 펌핑 포트(116) 및/또는 기판 출입구(118)에 인접한 영역에서는 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)에서 방출되는 기판 온도 조절원이 손실될 수 있고, 이로 인해 기판(W)의 온도 불균일 현상이 발생할 수 있다. 이에 따라, 펌핑 포트(116) 및/또는 기판 출입구(118)에 인접한 영역을 통과하는 기판 영역을 다른 영역보다 상대적으로 높게 가열할 필요가 있다.First, as shown in FIG. 6, in the above description, the interval d between the substrate temperature control module and the substrate is set to be the same. 4, in a region adjacent to the pumping
이와 같은, 기판의 온도 불균일 현상을 최소화하기 위해, 기판 온도 조절 모듈과 기판 간의 간격(h1, h2, h3)은 각기 다르게 설정되는 것이 바람직하다. 이때, 각 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)과 기판(W) 간의 간격(h1, h2, h3)은 챔버 리드(120)의 하면으로부터 돌출되는 각 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)의 온도 조절 프레임(310)의 돌출 높이에 의해 설정될 수 있다. 여기서, 각 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)의 온도 조절 프레임(310)은 서로 동일한 높이를 가지거나 기판(W) 간의 간격(h1, h2, h3)에 따라 각기 다른 높이를 가질 수 있다.In order to minimize the temperature unevenness of the substrate, it is preferable that the intervals (h1, h2, h3) between the substrate temperature control module and the substrate are set differently. The spacing h1, h2 and h3 between the substrate
예를 들어, 제 1 내지 제 4 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각과 기판(W) 간의 간격(h1, h2, h3)은 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)과 펌핑 포트(116)간의 거리에 따라 설정될 수 있다. 즉, 상기 펌핑 포트(116)가 제 1 기판 온도 조절 모듈(302)에 인접하게 배치된 경우를 예로 들면, 제 1 기판 온도 조절 모듈(302)은 기판(W)과 제 1 간격(h1)만큼 이격되도록 배치될 수 있고, 제 2 및 제 4 기판 온도 조절 모듈(304, 308) 각각은 제 1 기판 온도 조절 모듈(302)의 양측에 인접하게 배치되므로, 기판(W)과 제 1 간격(h1)보다 넓은 제 2 간격(h2)만큼 이격되도록 배치될 수 있고, 제 3 기판 온도 조절 모듈(306)은 챔버 리드(120)의 중심부를 기준으로 제 1 기판 온도 조절 모듈(302)과 대칭되도록 배치되므로, 기판(W)과 제 2 간격(h2)보다 넓은 제 3 간격(h3)만큼 이격되도록 배치될 수 있다.For example, the interval (h1, h2, h3) between each of the first to fourth substrate
상기 제 2 및 제 4 기판 온도 조절 모듈(304, 308) 각각과 기판(W) 간의 간격(h2)이 동일한 것으로 예로 들었지만, 이에 한정되지 않고, 상기 제 2 및 제 4 기판 온도 조절 모듈(304, 308) 각각과 기판(W) 간의 간격(h2)은 상이할 수도 있다.
The second and fourth substrate
도 17은 도 3에 도시된 I-I' 선의 단면도로서, 기판 온도 조절 모듈의 변형 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line I-I 'of FIG. 3, illustrating a modified embodiment of the substrate temperature adjustment module.
먼저, 도 3에서 알 수 있듯이, 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)은 온도 조절 프레임(310)을 포함하고, 상기 온도 조절 프레임(310)의 바닥면은 평판 형태로 형성된다. 그리고, 상기 온도 조절 프레임(310)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 분할된 제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3)을 갖는다. 이에 따라, 상기 온도 조절 프레임(310)은 제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3) 각각에 개별적으로 배치된 기판 온도 조절원 부재(320)를 이용해 온도 조절 영역을 통과하는 기판(W)의 상면을 가열하게 된다. 여기서, 기판(W)은 온도 조절 영역을 통과하도록 기판 지지부(200)의 중심부를 중심점으로 하여 회전하기 때문에, 기판(W)의 회전에 따른 기판(W)의 영역별 각속도 편차로 인해 기판(W)의 영역별 온도 불균일 현상이 발생할 수 있다.3, the substrate
도 17에서 알 수 있듯이, 기판(W)의 영역별 각속도 편차로 인해 기판(W)의 영역별 온도 불균일 현상을 방지 내지 최소화하기 위하여, 변형 실시 예에 따른 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)에서, 온도 조절 프레임(310)의 각 분할 영역(DA1, DA2, DA3)은 기판(W)과 각기 다른 간격(D1, D2, D3)을 가지도록 형성된다.As can be seen from FIG. 17, in order to prevent or minimize temperature non-uniformity in each region of the substrate W due to the angular velocity deviation of the substrate W, the substrate
구체적으로, 온도 조절 프레임(310)의 하면은 계단 형태를 가지도록 기판(W) 쪽으로 돌출됨으로써 서로 단차지는 제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3)을 마련한다.Specifically, the lower surface of the
제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3) 각각과 기판(W) 간의 간격(D1, D2, D2)은 기판(W)의 내측부(IS)에서 외측부(OS)로 갈수록 기판(W)과 좁게 된다. 예를 들어, 제 1 분할 영역(DA1)은 기판(W)의 내측부(IS)로부터 제 1 간격(D1)을 가지도록 이격되고, 제 2 분할 영역(DA2)은 기판(W)의 중심부(CS)로부터 상기 제 1 간격(D1)보다 넓은 제 2 간격(D2)을 가지도록 이격되며, 제 3 분할 영역(DA3)은 기판(W)의 외측부(OS)로부터 상기 제 2 간격(D2)보다 넓은 제 3 간격(D3)을 가지도록 이격될 수 있다. 이에 따라, 기판(W)의 영역별 각속도 편차에 기초하여, 제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3) 각각과 기판(W) 간의 간격(D1, D2, D2)을 차등화함으로써 기판(W)의 영역별 각속도 편차로 인해 기판(W)의 영역별 온도 불균일 현상을 방지 내지 최소화할 수 있다.The intervals D1, D2 and D2 between the first to third divisional areas DA1, DA2 and DA3 and the substrate W are set such that the distance from the inner side IS to the outer side OS of the substrate W becomes smaller, . For example, the first partition DA1 is spaced apart from the inner side IS of the substrate W by a first distance D1 and the second divided area DA2 is spaced apart from the central portion CS of the substrate W And the third partition area DA3 is spaced apart from the outer side OS of the substrate W so as to have a wider width than the second gap D2, And may be spaced apart to have a third spacing D3. This makes it possible to differentiate the distances D1, D2 and D2 between each of the first to third divisional areas DA1, DA2 and DA3 and the substrate W based on the angular speed deviation of the substrate W, W of the substrate W can be prevented or minimized due to the angular velocity deviation of the substrate W in each region.
전술한 온도 조절 프레임(310)을 포함하는 변형 실시 예에 따른 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각은, 도 16에서 설명한 바와 같이, 기판(W)과 각기 다른 간격(h1, h2, h3)을 가지도록 챔버 리드(120)에 장착될 수 있다. 이때, 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)과 기판(W) 간의 간격은 계단 형태를 가지는 제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3) 중 어느 하나의 영역을 기준으로 설정될 수 있다.Each of the substrate
한편, 전술한 변형 실시 예에 따른 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)에서는 온도 조절 프레임(310)의 하면이 계단 형태로 형성되어 단차지는 제 1 내지 제 3 분할 영역(DA1, DA2, DA3)을 마련하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 도 18에 도시된 바와 같이, 온도 조절 프레임(310)의 하면은 일정 기울기를 가지도록 형성될 수 있다. 이 경우에도, 경사진 온도 조절 프레임(310)의 하면과 기판(W) 간의 간격(D1, D2, D3)은 기판(W)의 내측부(IS)에서 외측부(OS)로 갈수록 기판(W)과 좁게 된다.
Meanwhile, in the substrate
도 19는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 평면도로서, 이는 도 2에 도시된 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각의 면적이 다르게 형성된 것이다. 이하에서는, 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.FIG. 19 is a plan view schematically showing a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention, which is formed in a different area of each of the plurality of substrate
먼저, 전술한 기판 처리 장치에서는 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각이 동일한 면적을 가지도록 형성됨으로써 전술한 온도 조절 영역(201, 203, 205, 207)이 동일한 면적으로 설정된다. 하지만, 도 4에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(100)에 설치된 펌핑 포트(116) 및/또는 기판 출입구(118)에 인접한 영역에서는 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)에서 방출되는 기판 온도 조절원이 손실될 수 있고, 이로 인해 기판(W)의 온도 불균일 현상이 발생할 수 있다. 이에 따라, 펌핑 포트(116) 및/또는 기판 출입구(118)에 인접한 영역을 통과하는 기판 영역을 다른 영역보다 상대적으로 높게 가열할 필요가 있다.First, in the substrate processing apparatus, the plurality of substrate
이와 같은, 기판의 온도 불균일 현상을 최소화하기 위해, 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각의 면적은 상기 펌핑 포트(116)와의 거리에 따라 각기 다른 면적을 가지도록 형성되고, 이로 인해 전술한 온도 조절 영역(201, 203, 205, 207)이 서로 다른 면적으로 설정된다. 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각의 면적은 부채꼴 형태로 형성된 각 온도 조절 프레임(310)의 양측벽 사이의 각도(θa, θb, θc)에 따라 설정될 수 있다.In order to minimize temperature unevenness of the substrate, the area of each of the plurality of substrate
예를 들어, 상기 펌핑 포트(116)가 제 1 기판 온도 조절 모듈(302)에 인접하게 배치된 것으로 가정하면, 제 1 기판 온도 조절 모듈(302)은 제 1 각도(θa)를 가지도록 형성된 온도 조절 프레임(310)의 양측벽에 의해 제 1 면적을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제 1 기판 온도 조절 모듈(302)의 양측에 인접한 제 2 및 제 4 기판 온도 조절 모듈(304, 308) 각각은 제 1 각도(θa)보다 작은 제 2 각도(θb)를 가지도록 형성된 온도 조절 프레임(310)의 양측벽에 의해 제 1 면적보다 작은 제 2 면적을 가질 수 있다. 그리고, 챔버 리드(120)의 중심부를 기준으로 제 1 기판 온도 조절 모듈(302)의 반대쪽에 배치되는 제 3 기판 온도 조절 모듈(306)은 제 2 각도(θb)보다 작은 제 3 각도(θc)를 가지도록 형성된 온도 조절 프레임(310)의 양측벽에 의해 제 2 면적보다 작은 제 3 면적을 가질 수 있다.For example, assuming that the pumping
상기 제 2 및 제 4 기판 온도 조절 모듈(304, 308) 각각의 면적이 동일한 것으로 예로 들었지만, 이에 한정되지 않고, 상기 제 2 및 제 4 기판 온도 조절 모듈(304, 308) 각각의 면적 역시 상이할 수도 있다.The second and fourth substrate
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각의 면적을 상기 펌핑 포트(116)와의 거리에 대응되도록 차등적으로 설정함으로써 펌핑 포트(116) 및/또는 기판 출입구(118)에 따른 기판의 온도 불균일 현상을 최소화할 수 있다.In the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, the area of each of the plurality of substrate
한편, 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각의 면적은 전술한 펌핑 포트(116) 및/또는 기판 출입구(118)와의 거리에 따라 차등적으로 설정될 수 있지만, 나아가 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)에서 분사되는 공정 가스에 따라서도 차등적으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 소스 가스를 분사하는 가스 분사 모듈에 인접한 기판 온도 조절 모듈은 반응 가스를 분사하는 가스 분사 모듈에 인접한 기판 온도 조절 모듈보다 상대적으로 넓은 면적을 가지도록 형성될 수 있다.
On the other hand, the area of each of the plurality of substrate
도 20은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도 19에 도시된 Ⅳ-Ⅳ' 선의 단면도로서, 이는 도 19에 도시된 복수의 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각과 기판(W) 간의 간격(h1, h2, h3)이 다르게 형성된 것이다. 이하에서는, 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.FIG. 20 is a cross-sectional view of the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention, taken along line IV-IV 'shown in FIG. 19, which includes a plurality of substrate
제 1 내지 제 4 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각은 도 19에서와 같이 상이한 면적을 가지도록 형성되고, 챔버 리드(120)의 하면으로부터 상이한 높이를 가지도록 돌출될 수 있다.Each of the first to fourth substrate
예를 들어, 제 1 내지 제 4 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308) 각각과 기판(W) 간의 간격(h1, h2, h3)은 기판 온도 조절 모듈(302, 304, 306, 308)과 펌핑 포트(116)간의 거리에 따라 설정될 수 있다. 즉, 상기 펌핑 포트(116)가 제 1 기판 온도 조절 모듈(302)에 인접하게 배치된 경우를 예로 들면, 제 1 기판 온도 조절 모듈(302)은 기판(W)과 제 1 간격(h1)만큼 이격되도록 배치될 수 있고, 제 2 및 제 4 기판 온도 조절 모듈(304, 308) 각각은 제 1 기판 온도 조절 모듈(302)의 양측에 인접하게 배치되므로, 기판(W)과 제 1 간격(h1)보다 넓은 제 2 간격(h2)만큼 이격되도록 배치될 수 있고, 제 3 기판 온도 조절 모듈(306)은 챔버 리드(120)의 중심부를 기준으로 제 1 기판 온도 조절 모듈(302)과 대칭되도록 배치되므로, 기판(W)과 제 2 간격(h2)보다 넓은 제 3 간격(h3)만큼 이격되도록 배치될 수 있다.For example, the interval (h1, h2, h3) between each of the first to fourth substrate
상기 제 2 및 제 4 기판 온도 조절 모듈(304, 308) 각각과 기판(W) 간의 간격(h2)이 동일한 것으로 예로 들었지만, 이에 한정되지 않고, 상기 제 2 및 제 4 기판 온도 조절 모듈(304, 308) 각각과 기판(W) 간의 간격(h2)은 상이할 수도 있다.The second and fourth substrate
이상과 같은, 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 대한 설명에서는, 전술한 바와 같이, 기판 온도부(300)가 기판(W)을 가열하기 위한 구성 요소들을 포함하여 구성되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 기판 온도부(300)는 기판(W)의 온도를 냉각시키기 위한 구성 요소들을 포함하여 구성될 수도 있다. 이 경우, 전술한 기판 온도 조절원 부재(320)는 냉각 수단으로써 냉각 매체가 순환하는 냉각 라인으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 기판 온도 조절원 부재(320)는 250℃ 이하의 냉기를 발생시킴으로써 온도 조절 프레임(310)을 250℃ 이하의 온도로 냉각시켜 기판(W)의 온도를 냉각시킬 수 있다.
As described above, in the description of the substrate processing apparatus according to the first to third embodiments of the present invention, the
도 21은 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 제 1 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도로서, 이는 도 6에 도시된 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)의 가스 분사 공간(GSS)에 가스 분사 패턴 부재(440)를 추가로 형성한 것이다. 이하에서는, 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining a first modified embodiment of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the first to third embodiments of the present invention, which includes the
제 1 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각의 가스 분사 패턴 부재(440)는 전술한 가스 분사 공간(GSS)에 공급되어 기판 지지부(200) 상으로 하향 분사되는 공정 가스(PG)의 분사 압력을 증가시킨다. 이때, 상기 가스 분사 패턴 부재(440)는 가스 분사 공간(GSS)의 가스 분사구를 덮도록 접지 측벽(414)의 하면에 일체화되거나, 극성을 가지지 않는 절연 재질의 절연판(또는 샤워 헤드) 형태로 형성되어 가스 분사 공간(GSS)의 가스 분사구를 덮도록 접지 측벽(414)의 하면에 결합될 수 있다. 이에 따라, 가스 분사 공간(GSS)은 접지 플레이트(412)와 상기 가스 분사 패턴 부재(440) 사이에 마련됨으로써 전술한 가스 공급 홀(420)을 통해 가스 분사 공간(GSS)에 공급되는 공정 가스(PG)는 가스 분사 공간(GSS) 내부에서 확산 및 버퍼링된다.The gas
상기 가스 분사 패턴 부재(440)는 가스 분사 공간(GSS)에 공급되는 공정 가스(PG)를 기판(W) 쪽으로 하향 분사하기 위한 가스 분사 패턴(442)을 포함하여 구성된다.The gas
상기 가스 분사 패턴(442)은 일정한 간격을 가지도록 상기 가스 분사 패턴 부재(440)를 관통하는 복수의 홀(또는 복수의 슬릿) 형태로 형성되어 가스 분사 공간(GSS)에 공급되는 공정 가스(PG)를 소정 압력으로 하향 분사한다. 이때, 상기 복수의 홀 각각의 직경 및/또는 간격은 기판 지지부(200)의 회전에 따른 각속도에 기초하여 이동되는 기판(W)의 전영역에 균일한 양의 가스가 분사되도록 설정될 수 있다. 일례로, 복수의 홀 각각의 직경은 기판 지지부(200)의 중심 부분에 인접한 가스 분사 모듈의 내측으로부터 기판 지지부(200)의 가장자리 부분에 인접한 가스 분사 모듈의 외측으로 갈수록 증가될 수 있다.The
전술한 상기 가스 분사 패턴 부재(440)는 상기 가스 분사 패턴(442)을 통해 상기 공정 가스(PG)를 하향 분사하고, 홀이 형성된 판 형상으로 인해 공정 가스(PG)의 분사를 지연시키거나 정체시킴으로써 가스의 사용량을 감소시키며 가스의 사용 효율성을 증대시킨다.
The gas
도 22는 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 제 2 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도로서, 이는 도 6에 도시된 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)의 가스 분사 공간(GSS)에 플라즈마 전극(450)을 추가로 형성한 것이다. 이하에서는, 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.22 is a sectional view for explaining a second modified embodiment of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the first to third embodiments of the present invention, , 406, and 408. The
먼저, 전술한 기판 처리 장치들에서는 공정 가스, 즉 소스 가스와 반응 가스가 활성화되지 않은 상태로 기판 상에 분사된다. 하지만, 기판 상에 증착하고자 하는 박막의 재질에 따라 소스 가스 및/또는 반응 가스를 활성화시켜 기판 상에 분사할 필요성이 있다. 이에 따라, 제 2 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각은 공급되는 가스를 활성화시켜 기판 상에 분사한다.First, in the substrate processing apparatuses described above, the process gas, that is, the source gas and the reactive gas are injected onto the substrate in an inactive state. However, there is a need to activate the source gas and / or the reaction gas depending on the material of the thin film to be deposited on the substrate, and to spray the substrate on the substrate. Thus, each of the
구체적으로, 제 2 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각은 가스 분사 공간(GSS)에 삽입 배치된 플라즈마 전극(450)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이를 위해, 각 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)에서, 가스 분사 프레임(410)의 접지 플레이트(412)에는 가스 분사 공간(GSS)에 연통되는 절연 부재 삽입 홀(412a)이 형성되고, 상기 절연 부재 삽입 홀(412a)에는 절연 부재(422)가 삽입된다. 상기 절연 부재(422)에는 가스 분사 공간(GSS)에 연통되는 전극 삽입 홀(422a)이 형성되고, 플라즈마 전극(450)은 상기 전극 삽입 홀(422a)에 삽입된다.Specifically, each of the
상기 플라즈마 전극(450)은 가스 분사 공간(GSS)에 삽입되어 접지 측벽(414)과 나란하게 배치된다. 여기서, 상기 플라즈마 전극(450)의 하면은 접지 측벽(414)의 하면과 동일 선상(HL)에 위치하거나 접지 측벽(414)의 하면으로부터 소정 높이를 가지도록 돌출될 수 있다. 그리고, 상기 접지 측벽(414)은 플라즈마 전극(450)과 함께 플라즈마를 형성하기 위한 접지 전극의 역할을 한다.The
상기 플라즈마 전극(450)은 플라즈마 전원 공급부(460)로부터 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간(GSS)에 공급되는 공정 가스(PG)로부터 플라즈마를 형성한다. 이때, 상기 플라즈마는 플라즈마 전원에 따라 플라즈마 전극(450)과 접지 전극 간에 걸리는 전기장에 의해 플라즈마 전극(450)과 접지 전극 사이에 형성된다. 이에 따라, 가스 분사 공간(GSS)에 공급되는 공정 가스(PG)는 상기 플라즈마에 의해 활성화되어 기판(W) 상에 하향 분사된다. 이때, 기판(W) 및/또는 기판(W)에 증착되는 박막이 상기 플라즈마에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해, 플라즈마 전극(450)과 접지 전극 사이의 간격(또는 갭)은 플라즈마 전극(450)과 기판(W) 사이의 간격보다 좁게 설정된다. 이에 따라, 본 발명은 기판(W)과 플라즈마 전극(450) 사이에 상기 플라즈마를 형성시키지 않고, 기판(W)으로부터 이격되도록 나란하게 배치된 플라즈마 전극(450)과 접지 전극 사이에 상기 플라즈마를 형성시킴으로써 상기 플라즈마에 의한 기판(W) 및/또는 박막이 손상되는 것을 방지할 수 있다.The
상기 플라즈마 전원은 고주파 전력 또는 RF(Radio Frequency) 전력, 예를 들어, LF(Low Frequency) 전력, MF(Middle Frequency), HF(High Frequency) 전력, 또는 VHF(Very High Frequency) 전력이 될 수 있다. 이때, LF 전력은 3㎑ ~ 300㎑ 범위의 주파수를 가지고, MF 전력은 300㎑ ~ 3㎒ 범위의 주파수를 가지고, HF 전력은 3㎒ ~ 30㎒ 범위의 주파수를 가지며, VHF 전력은 30㎒ ~ 300㎒ 범위의 주파수를 가질 수 있다.The plasma power source may be high frequency power or radio frequency (RF) power, for example, LF (Low Frequency) power, MF (Middle Frequency), HF (High Frequency) power, or VHF . At this time, the LF power has a frequency in the range of 3 kHz to 300 kHz, the MF power has a frequency in the range of 300 kHz to 3 MHz, the HF power has a frequency in the range of 3 MHz to 30 MHz, And may have a frequency in the range of 300 MHz.
상기 플라즈마 전극(450)과 플라즈마 전원 공급부(460)를 연결하는 급전 케이블에는 임피던스 매칭 회로(미도시)가 접속될 수 있다. 상기 임피던스 매칭 회로는 플라즈마 전원 공급부(460)로부터 플라즈마 전극(450)에 공급되는 플라즈마 전원의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다. 이러한 임피던스 매칭 회로는 가변 커패시터 및 가변 인덕터 중 적어도 하나로 구성되는 적어도 2개의 임피던스 소자(미도시)로 이루어질 수 있다.An impedance matching circuit (not shown) may be connected to the feed cable connecting the
전술한 설명에서는, 각 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 모두가 플라즈마 전극(450)을 포함하도록 구성되는 것을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 기판 상에 증착하고자 하는 박막의 재질에 따라 소스 가스 또는 반응 가스는 활성화되지 않은 상태로 기판 상에 분사할 수도 있다. 예를 들어, 소스 가스를 분사하는 소스 가스 분사 그룹의 가스 분사 모듈은 플라즈마 전극(450)을 포함하여 구성되지 않고, 도 6 또는 도 21과 같이 구성될 수 있다.In the above description, it has been described that all of the
상기 제 2 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각은, 도 21에 도시된 가스 분사 패턴 부재(440)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 플라즈마 전극(450)은 상기 가스 분사 패턴 부재(440)로부터 소정 간격으로 이격되도록 가스 분사 공간(GSS) 내부에 배치된다.
Each of the
도 23은 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 제 3 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도로서, 이는 도 6에 도시된 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)에 공간적으로 분리된 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(GSS1, GSS2)을 형성한 것이다. 이하에서는, 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.23 is a cross-sectional view for explaining a third modified embodiment of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the first to third embodiments of the present invention, in which the
제 3 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각은 공간적으로 분리된 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(GSS1, GSS2)을 가지는 가스 분사 프레임(410), 제 1 및 제 2 가스 공급 홀(420a, 420b)을 포함하여 구성된다.Each of the
상기 가스 분사 프레임(410)은 접지 플레이트(412), 접지 측벽(414), 및 접지 격벽(416)을 포함하여 구성된다.The
접지 플레이트(412)는 평판 형태로 형성되어 챔버 리드(120)의 상면에 결합된다. 이러한 접지 플레이트(412)는 챔버 리드(120)에 전기적으로 접속됨으로써 챔버 리드(120)를 통해 전기적으로 접지된다.The
접지 측벽(414)은 접지 플레이트(412)의 하면 가장자리 부분으로부터 소정 높이를 가지도록 돌출되어 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(GSS1, GSS2)을 마련한다. 이러한 접지 측벽(414)은 전술한 챔버 리드(120)에 마련된 모듈 장착 홀(124a, 124b, 124c, 124d)에 삽입된다. 이때, 상기 접지 측벽(414)의 하면은 챔버 리드(120)의 하면과 동일 선상에 위치하거나 챔버 리드(120)의 하면으로부터 돌출되지 않는다.The
접지 격벽(416)은 접지 플레이트(412)의 중앙 하면으로부터 수직하게 돌출되어 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(GSS1, GSS2)을 공간적으로 분리한다. 이에 따라, 상기 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(GSS1, GSS2) 각각은 상기 접지 측벽(414)들과 접지 격벽(416)에 둘러싸임으로써 공간적으로 분리된다. 상기 접지 격벽(416)은 가스 분사 프레임(410)에 일체화되어 접지 플레이트(412)를 통해 챔버 리드(120)에 전기적으로 접지됨으로써 접지 전극의 역할을 한다.The
상기 제 1 가스 공급 홀(420a)은 접지 플레이트(412)를 관통하도록 형성되어 상기 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 연통된다. 이때, 상기 제 1 가스 공급 홀(420a)은 접지 플레이트(412)의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 가지도록 복수로 형성될 수 있다. 이러한 상기 제 1 가스 공급 홀(420a)은 가스 공급관(미도시)을 통해 외부의 소스 가스 공급 수단에 연결되어 소스 가스 공급 수단으로부터 공급되는 소스 가스(G1)를 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 공급한다. 이에 따라, 소스 가스(G1)는 상기 제 1 가스 분사 공간(GSS1) 내에서 확산되어 상기 제 1 가스 분사 공간(GSS1)을 통해 전술한 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208)의 일측 영역에 하향 분사됨으로써 기판 지지부(200)의 구동에 따라 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208)을 통과하는 기판(W)에 분사된다.The first
상기 제 2 가스 공급 홀(420b)은 접지 플레이트(412)를 관통하도록 형성되어 상기 제 2 가스 분사 공간(GSS2)에 연통된다. 이때, 상기 제 2 가스 공급 홀(420b)은 접지 플레이트(412)의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 가지도록 복수로 형성될 수 있다. 이러한 상기 제 2 가스 공급 홀(420b)은 가스 공급관(미도시)을 통해 외부의 반응 가스 공급 수단에 연결되어 반응 가스 공급 수단으로부터 공급되는 반응 가스(G2)를 제 2 가스 분사 공간(GSS2)에 공급한다. 이에 따라, 반응 가스(G2)는 상기 제 2 가스 분사 공간(GSS2) 내에서 확산되어 상기 제 2 가스 분사 공간(GSS2)을 통해 전술한 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208)의 타측 영역에 하향 분사됨으로써 기판 지지부(200)의 구동에 따라 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208)을 통과하는 기판(W)에 분사된다.The second
이와 같은, 제 3 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각은 공간적으로 분리된 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(GSS1, GSS2)을 통해 소스 가스(G1)와 반응 가스(G2)를 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208) 각각에 하향 분사함으로써 소스 가스(G1)와 반응 가스(G2)의 상호 반응을 이용한 CVD(Chemical Vapor Deposition) 증착 공정에 의해 기판(W)에 소정의 박막이 증착되도록 한다.Each of the
한편, 전술한 제 3 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각은 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(GSS1, GSS2) 중 적어도 하나의 공간을 덮도록 가스 분사 프레임(410)의 하면에 설치된 가스 분사 패턴 부재(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 가스 분사 패턴 부재는, 도 21에 도시된 가스 분사 패턴 부재(440)와 동일하므로 이에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다.Each of the
예를 들어, 상기 가스 분사 패턴 부재는 제 1 가스 분사 공간(GSS1)의 하부를 덮도록 가스 분사 프레임(410)의 하면에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 가스 분사 패턴 부재는 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 공급되어 하향 분사되는 소스 가스(G1)의 분사 압력을 증가시킴으로써 제 2 가스 분사 공간(GSS2)으로부터 분사되는 반응 가스가 제 1 가스 분사 공간(GSS1)으로 확산, 역류, 및 침투하는 것을 방지한다. 즉, 상기 반응 가스가 제 1 가스 분사 공간(GSS1)으로 확산, 역류, 및 침투할 경우, 제 1 가스 분사 공간(GSS1) 내에서 소스 가스(G1)와 상기 반응 가스(G2)가 반응할 수 있고, 이로 인해 제 1 가스 분사 공간(GSS1)의 내벽에 이상 박막이 증착되거나 파우더 성분의 이상 박막이 형성되어 기판에 떨어지는 파티클이 생성될 수도 있다. 따라서, 상기 가스 분사 패턴 부재(440)는 전술한 예와 같이 제 1 가스 분사 공간(S1)의 내벽에 이상 박막이 증착되거나 파우더 성분의 이상 박막이 형성되는 것을 방지하는 기능을 한다.For example, the gas injection pattern member may be installed on the lower surface of the
나아가, 상기 가스 분사 패턴 부재는 가스를 하향 분사하고, 홀이 형성된 판 형상으로 인해 가스의 분사를 지연시키거나 정체시켜 가스의 사용량을 감소시킬 수 있으며, 가스의 사용 효율성을 증대시킬 수 있다.
Further, the gas injection pattern member may inject the gas downward, delay the injection of the gas due to the shape of the plate formed with the holes, or stagnate the gas, thereby reducing the amount of gas used and increasing the use efficiency of the gas.
도 24는 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 제 4 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도로서, 이는 도 23에 도시된 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)의 제 2 가스 분사 공간(GSS2)에 플라즈마 전극(450)을 추가로 형성한 것이다. 이하에서는, 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.24 is a cross-sectional view for explaining a fourth modified embodiment of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the first to third embodiments of the present invention, in which the
먼저, 도 23에 도시된 각 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)에서 분사되는 반응 가스(G2)는 활성화되지 않은 상태로 기판 상에 분사된다. 하지만, 기판 상에 증착하고자 하는 박막의 재질에 따라 반응 가스를 활성화시켜 기판 상에 분사할 필요성이 있다. 이에 따라, 제 4 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각은 공급되는 반응 가스(G2)를 활성화시켜 기판 상에 분사한다.First, the reaction gas G2 injected from each
구체적으로, 제 4 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각은 제 2 가스 분사 공간(GSS2)에 삽입 배치된 플라즈마 전극(450)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이를 위해, 각 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)에서, 가스 분사 프레임(410)의 접지 플레이트(412)에는 제 2 가스 분사 공간(GSS2)에 연통되는 절연 부재 삽입 홀(412a)이 형성되고, 상기 절연 부재 삽입 홀(412a)에는 절연 부재(422)가 삽입된다. 상기 절연 부재(422)에는 제 2 가스 분사 공간(GSS2)에 연통되는 전극 삽입 홀(422a)이 형성되고, 플라즈마 전극(450)은 상기 전극 삽입 홀(422a)에 삽입된다.Specifically, each of the
상기 플라즈마 전극(450)은 제 2 가스 분사 공간(GSS2)에 삽입되어 접지 격벽(416)과 나란하게 배치된다. 여기서, 상기 플라즈마 전극(450)의 하면은 접지 격벽(416)의 하면과 동일 선상에 위치하거나 접지 측벽(414)과 접지 격벽(416)의 하면으로부터 소정 높이를 가지도록 돌출될 수 있다. 그리고, 상기 접지 측벽(414)과 접지 격벽(416) 각각은 플라즈마 전극(450)과 함께 플라즈마를 형성하기 위한 접지 전극의 역할을 한다.The
상기 플라즈마 전극(450)은 플라즈마 전원 공급부(460)로부터 공급되는 전술한 플라즈마 전원에 따라 제 2 가스 분사 공간(GSS2)에 공급되는 반응 가스(G2)로부터 플라즈마를 형성한다. 이때, 상기 플라즈마는 플라즈마 전원에 따라 플라즈마 전극(450)과 접지 전극 간에 걸리는 전기장에 의해 플라즈마 전극(450)과 접지 전극 사이에 형성된다. 이에 따라, 제 2 가스 분사 공간(GSS2)에 공급되는 반응 가스(G2)는 상기 플라즈마에 의해 활성화되어 기판(W) 상에 분사된다.The
이와 같은, 제 4 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각은 공간적으로 분리된 제 1 가스 분사 공간(GSS1)을 통해 소스 가스(G1)를 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208)의 일측 영역에 분사하고, 제 2 가스 분사 공간(GSS2)에 삽입된 플라즈마 전극(450)에 의해 발생되는 플라즈마를 통해 반응 가스(G2)를 활성화시켜 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208)의 타측 영역에 하향 분사함으로써 소스 가스(G1)와 활성화된 반응 가스(G2)의 상호 반응을 이용한 CVD 증착 공정에 의해 기판(W)에 소정의 박막이 증착되도록 한다.
Each of the
도 25는 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 제 5 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도로서, 이는 도 24에 도시된 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)의 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 가스 분사 패턴 부재(440)를 추가로 형성한 것이다. 이때, 상기 가스 분사 패턴 부재(440)는, 도 21에 도시된 가스 분사 패턴 부재(440)와 동일하므로 이에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신하기로 한다.25 is a cross-sectional view for explaining a fifth modified embodiment of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the first through third embodiments of the present invention, , 406, and 408 are further formed with a gas
상기 가스 분사 패턴 부재(440)는 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 공급되어 하향 분사되는 소스 가스(G1)의 분사 압력을 증가시킴으로써 제 2 가스 분사 공간(GSS2)으로부터 분사되는 반응 가스가 제 1 가스 분사 공간(GSS1)으로 확산, 역류, 및 침투하는 것을 방지한다. 즉, 상기 반응 가스가 제 1 가스 분사 공간(GSS1)으로 확산, 역류, 및 침투할 경우, 제 1 가스 분사 공간(GSS1) 내에서 소스 가스(G1)와 상기 반응 가스(G2)가 반응할 수 있고, 이로 인해 제 1 가스 분사 공간(GSS1)의 내벽에 이상 박막이 증착되거나 파우더 성분의 이상 박막이 형성되어 기판에 떨어지는 파티클이 생성될 수도 있다. 따라서, 상기 가스 분사 패턴 부재(440)는 전술한 예와 같이 제 1 가스 분사 공간(S1)의 내벽에 이상 박막이 증착되거나 파우더 성분의 이상 박막이 형성되는 것을 방지하는 기능을 한다.The gas
나아가, 상기 가스 분사 패턴 부재(440)는 소스 가스(G1)를 하향 분사하고, 홀이 형성된 판 형상으로 인해 소스 가스(G1)의 분사를 지연시키거나 정체시켜 소스 가스(G1)의 사용량을 감소시킬 수 있으며, 소스 가스(G1)의 사용 효율성을 증대시킬 수 있다.Further, the gas
전술한 바와 같이, 상기 가스 분사 패턴 부재(440)는 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)의 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 설치되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 제 2 가스 분사 공간(GSS2)에도 설치되어 제 2 가스 분사 공간(GSS2)에 공급되는 반응 가스(G2)를 소정 압력으로 하향 분사할 수도 있다.
The gas
도 26은 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 가스 분사 모듈의 제 6 변형 실시 예를 설명하기 위한 단면도로서, 이는 도 25에 도시된 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)의 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 플라즈마 전극(450')을 추가로 형성한 것이다. 이하에서는, 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.26 is a cross-sectional view for explaining a sixth modified embodiment of the gas injection module in the substrate processing apparatus according to the first to third embodiments of the present invention, , 406, and 408 are further formed with a plasma electrode 450 'in the first gas injection space GSS1. Hereinafter, only different configurations will be described.
먼저, 도 25에 도시된 각 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)에서 분사되는 소스 가스(G1)는 활성화되지 않은 상태로 기판 상에 분사된다. 하지만, 기판 상에 증착하고자 하는 박막의 재질에 따라 소스 가스(G1)를 활성화시켜 기판 상에 분사할 필요성이 있다. 이에 따라, 제 6 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각은 공급되는 소스 가스(G1)를 활성화시켜 기판 상에 분사한다.First, the source gas G1 injected from each of the
제 6 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각은 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 삽입 배치된 플라즈마 전극(450')을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이를 위해, 각 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408)에서, 가스 분사 프레임(410)의 접지 플레이트(412)에는 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 연통되는 절연 부재 삽입 홀(412a')이 형성되고, 상기 절연 부재 삽입 홀(412a')에는 절연 부재(422')가 삽입된다. 상기 절연 부재(422')에는 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 연통되는 전극 삽입 홀(422a')이 형성되고, 플라즈마 전극(450')은 상기 전극 삽입 홀(422a')에 삽입된다.Each of the
상기 플라즈마 전극(450')은 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 삽입되어 접지 격벽(416)과 나란하게 배치된다. 여기서, 상기 플라즈마 전극(450')의 하면은 접지 격벽(416)의 하면과 동일 선상에 위치하거나 접지 측벽(414)과 접지 격벽(416)의 하면으로부터 소정 높이를 가지도록 돌출될 수 있다. 그리고, 상기 접지 측벽(414)과 접지 격벽(416) 각각은 플라즈마 전극(450')과 함께 플라즈마를 형성하기 위한 접지 전극의 역할을 한다.The plasma electrode 450 'is inserted in the first gas injection space GSS1 and disposed in parallel with the
상기 플라즈마 전극(450')은 플라즈마 전원 공급부(460)로부터 공급되는 전술한 플라즈마 전원에 따라 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 공급되는 소스 가스(G1)로부터 플라즈마를 형성한다. 이때, 상기 플라즈마는 플라즈마 전원에 따라 플라즈마 전극(450')과 접지 전극 간에 걸리는 전기장에 의해 플라즈마 전극(450')과 접지 전극 사이에 형성된다. 이에 따라, 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 공급되는 소스 가스(G1)는 상기 플라즈마에 의해 활성화되어 기판(W) 상에 분사된다.The plasma electrode 450 'forms a plasma from the source gas G1 supplied to the first gas injection space GSS1 according to the plasma power source supplied from the plasma
상기 제 1 가스 분사 공간(GSS1)에 배치되는 플라즈마 전극(450')과 상기 제 2 가스 분사 공간(GSS2)에 배치되는 플라즈마 전극(450) 각각에는 하나의 플라즈마 전원 공급부 또는 서로 다른 플라즈마 전원 공급부(460, 460')로부터 동일하거나 상이한 플라즈마 전원이 공급될 수 있다.The plasma electrode 450 'disposed in the first gas injection space GSS1 and the
이와 같은, 제 6 변형 실시 예에 따른 가스 분사 모듈(402, 404, 406, 408) 각각은 공간적으로 분리된 제 1 및 제 2 가스 분사 공간(GSS1, GSS2) 각각에 삽입된 플라즈마 전극(450, 450')에 의해 발생되는 플라즈마를 통해 소스 가스(G1)와 반응 가스(G2) 각각을 개별적으로 활성화시켜 가스 분사 영역(202, 204, 206, 208)에 하향 분사함으로써 활성화된 소스 가스(G1)와 반응 가스(G2)의 상호 반응을 이용한 CVD 증착 공정에 의해 기판(W)에 소정의 박막이 증착되도록 한다.Each of the
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
100: 공정 챔버 110: 챔버 바디
120: 챔버 리드 200: 기판 지지부
300: 기판 온도 조절부 302, 304, 306, 308: 기판 온도 조절 모듈
310: 온도 조절 프레임 320: 기판 온도 조절원 부재
400: 가스 분사부 402, 404, 406, 408: 가스 분사 모듈
410: 가스 분사 프레임 420: 가스 공급 홀100: process chamber 110: chamber body
120: chamber lead 200: substrate support
300:
310: Temperature control frame 320: Substrate temperature control source member
400:
410: gas injection frame 420: gas supply hole
Claims (25)
적어도 하나의 상기 기판을 지지하고 이동시키는 기판 지지부;
상기 공정 챔버에 설치되어 상기 기판 지지부에 의해 이동되는 상기 기판의 온도를 조절하는 기판 온도 조절부; 및
상기 기판 온도 조절부와 공간적으로 분리되도록 상기 공정 챔버에 설치되어 상기 기판 지지부에 의해 이동되는 상기 기판에 공정 가스를 분사하는 가스 분사부를 포함하며,
상기 챔버 리드에는 복수의 제 1 모듈 장착 홀 및 상기 제 1 모듈 장착 홀과 공간적으로 분리된 복수의 제 2 모듈 장착 홀이 형성되고,
상기 기판 온도 조절부 및 상기 가스 분사부 각각은 상기 제 1 모듈 장착 홀 및 상기 제 2 모듈 장착 홀에 분리 가능하게 장착되어 공간적으로 분리된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.A substrate processing apparatus for depositing a thin film on an upper surface of a substrate by spraying a process gas onto a substrate in a process space provided in a process chamber having a chamber body and a chamber lead covering an upper portion of the chamber body,
A substrate support for supporting and moving at least one of the substrates;
A substrate temperature regulator installed in the process chamber to regulate a temperature of the substrate moved by the substrate holder; And
And a gas injection unit installed in the process chamber so as to be spatially separated from the substrate temperature control unit and injecting a process gas into the substrate moved by the substrate support unit,
Wherein the chamber lid has a plurality of first module mounting holes and a plurality of second module mounting holes spatially separated from the first module mounting holes,
Wherein each of the substrate temperature regulating portion and the gas spraying portion is detachably mounted and spatially separated from the first module mounting hole and the second module mounting hole.
상기 기판 온도 조절부는 상기 챔버 리드와 상기 기판 지지부 사이에 공간적으로 분리되도록 정의된 복수의 온도 조절 영역 각각에 기판 온도 조절원을 방출하고,
상기 가스 분사부는 상기 복수의 온도 조절 영역 사이사이에 정의된 복수의 가스 분사 영역 각각에 공정 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the substrate temperature controller emits a substrate temperature adjusting source to each of a plurality of temperature control areas defined to be spatially separated between the chamber lid and the substrate support,
Wherein the gas injection portion injects the process gas into each of the plurality of gas injection regions defined between the plurality of temperature regulation regions.
상기 기판 온도 조절부는 상기 챔버 리드와 상기 기판 지지부 사이에 공간적으로 분리되도록 정의된 복수의 온도 조절 영역 각각에 대응되도록 상기 챔버 리드에 분리 가능하게 장착된 복수의 기판 온도 조절 모듈을 포함하며,
상기 복수의 기판 온도 조절 모듈 각각은 동일하거나 서로 다른 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the substrate temperature regulator includes a plurality of substrate temperature regulation modules detachably mounted on the chamber lid to correspond to each of a plurality of temperature regulation regions defined to be spatially separated between the chamber lid and the substrate support,
Wherein each of the plurality of substrate temperature adjustment modules has the same or different areas.
상기 복수의 기판 온도 조절 모듈 각각은 상기 기판의 상면으로부터 서로 다른 간격으로 이격되도록 상기 챔버 리드에 장착된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.5. The method of claim 4,
Wherein each of the plurality of substrate temperature regulation modules is mounted on the chamber lid so as to be spaced apart from the upper surface of the substrate at different intervals.
상기 복수의 기판 온도 조절 모듈 각각은,
동일하거나 서로 다른 면적을 가지는 복수의 분할 영역; 및
상기 복수의 분할 영역에 개별적으로 배치된 기판 온도 조절원 부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 4 or 5,
Wherein each of the plurality of substrate temperature adjustment modules comprises:
A plurality of divided areas having the same or different areas; And
And a substrate temperature adjusting source member individually disposed in the plurality of divided regions.
상기 복수의 분할 영역 각각은 상기 기판의 상면으로부터 동일하거나 서로 다른 간격으로 이격된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 6,
Wherein each of the plurality of divided regions is spaced apart from the upper surface of the substrate by the same or different spacing.
상기 복수의 분할 영역은 상기 기판의 상면으로부터 각기 다른 간격으로 이격되고,
상기 복수의 분할 영역과 상기 기판 간의 간격은 상기 기판 지지부의 중심부에 인접한 상기 기판의 내측에서 상기 기판 지지부의 가장자리 부분에 인접한 외측으로 갈수록 상기 기판과 가까운 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 6,
Wherein the plurality of divided regions are spaced at different intervals from an upper surface of the substrate,
Wherein an interval between the plurality of divided regions and the substrate is closer to the substrate toward an outer side adjacent to an edge portion of the substrate supporting portion inside the substrate adjacent to the central portion of the substrate supporting portion.
상기 복수의 기판 온도 조절 모듈 각각과 상기 챔버 리드 사이에 설치되어 상기 기판 온도 조절 모듈과 상기 챔버 리드 사이의 열 전달을 차단하는 복수의 열 차단 프레임을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method according to claim 4 or 5,
Further comprising a plurality of heat shielding frames disposed between each of the plurality of substrate temperature adjusting modules and the chamber lid to block heat transfer between the substrate temperature adjusting module and the chamber lid. .
상기 공정 가스는 소스 가스 및 반응 가스 중 적어도 한 종류의 가스로 이루어지고,
상기 가스 분사부는 상기 복수의 가스 분사 영역 각각에 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스 중 적어도 한 종류의 가스를 분사하는 복수의 가스 분사 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.The method of claim 3,
Wherein the process gas is composed of at least one kind of gas selected from a source gas and a reactive gas,
Wherein the gas injection unit comprises a plurality of gas injection modules for injecting at least one kind of gas of the source gas and the reaction gas into each of the plurality of gas injection regions.
기판 지지부에 적어도 하나의 상기 기판을 안착시키는 공정;
상기 챔버 리드에 설치된 기판 온도 조절부를 이용해 상기 기판의 온도를 조절하는 공정;
상기 기판 온도 조절부와 공간적으로 분리되도록 상기 챔버 리드에 설치된 가스 분사부를 이용해 상기 기판 지지부 상에 상기 공정 가스를 국부적으로 분사하는 공정을 포함하며,
상기 기판은 상기 기판 지지부의 구동에 의해 상기 기판 온도 조절부와 상기 가스 분사부 각각의 하부를 교대로 통과하고,
상기 챔버 리드에는 복수의 제 1 모듈 장착 홀 및 상기 제 1 모듈 장착 홀과 공간적으로 분리된 복수의 제 2 모듈 장착 홀이 형성되며,
상기 기판 온도 조절부 및 상기 가스 분사부 각각은 상기 제 1 모듈 장착 홀 및 상기 제 2 모듈 장착 홀에 분리 가능하게 장착되어 공간적으로 분리된 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.A substrate processing method for depositing a thin film on an upper surface of a substrate by spraying a process gas onto a substrate in a process space provided in a process chamber including a chamber body and a chamber lead covering the chamber body,
Placing at least one substrate on a substrate support;
Adjusting a temperature of the substrate using a substrate temperature regulator provided in the chamber lid;
And locally injecting the process gas onto the substrate support using a gas injection unit installed in the chamber lid so as to be spatially separated from the substrate temperature control unit,
Wherein the substrate is alternately passed through the lower portion of each of the substrate temperature regulating portion and the gas spraying portion by driving the substrate supporting portion,
Wherein the chamber lid has a plurality of first module mounting holes and a plurality of second module mounting holes spatially separated from the first module mounting holes,
Wherein each of the substrate temperature regulating portion and the gas injecting portion is spatially separated from the first module mounting hole and the second module mounting hole so as to be detachably mounted.
상기 기판 온도 조절부는 상기 기판 지지부 상에 공간적으로 분리되도록 정의된 복수의 온도 조절 영역 각각에 방출되고,
상기 공정 가스는 상기 복수의 온도 조절 영역 사이사이에 정의된 복수의 가스 분사 영역 각각에 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.18. The method of claim 17,
Wherein the substrate temperature regulator is discharged in each of a plurality of temperature regulation regions defined to be spatially separated on the substrate support,
Wherein the process gas is injected into each of a plurality of gas injection regions defined between the plurality of temperature regulation regions.
상기 복수의 온도 조절 영역 각각은 동일하거나 서로 다른 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.19. The method of claim 18,
Wherein each of the plurality of temperature control regions has the same or different areas.
상기 온도 조절 영역은 상기 기판의 온도를 영역별로 상이하게 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.20. The method according to claim 18 or 19,
Wherein the temperature control region adjusts the temperature of the substrate differently for each region.
상기 기판의 온도는 상기 기판 지지부의 중심부에 인접한 상기 기판의 내측에서 상기 기판 지지부의 가장자리 부분에 인접한 외측으로 갈수록 높은 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.21. The method of claim 20,
Wherein a temperature of the substrate is higher toward an outer side adjacent to an edge portion of the substrate supporting portion inside the substrate adjacent to the central portion of the substrate supporting portion.
상기 공정 가스는 소스 가스 및 반응 가스 중 적어도 한 종류를 가스로 이루어지고,
상기 복수의 가스 분사 영역 각각에는 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스 중 적어도 한 종류의 가스가 분사되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.19. The method of claim 18,
Wherein the process gas includes at least one of a source gas and a reactive gas,
Wherein at least one of the source gas and the reactive gas is injected into each of the plurality of gas injection regions.
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