KR101942511B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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남원식
연강흠
송대석
박현진
이호석
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(주)앤피에스
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 기판을 안착시키기 위한 지지플레이트를 지지하기 위한 제1지지부와, 기판 처리 시 상기 지지플레이트의 상부에 배치되는 서셉터를 지지하기 위한 제2지지부를 포함하는 이송 챔버; 내부에 지지플레이트, 기판 및 서셉터의 적층체를 지지하기 위한 제3지지부를 포함하는 공정 챔버; 및 상기 이송 챔버와 상기 공정 챔버 간에 지지플레이트, 기판 및 서셉터를 이송할 수 있는 이송 로봇;을 포함하여, 기판 처리 중 발생하는 이물질을 서셉터에 부착시켜 공정 챔버 내부의 오염을 억제할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 {Apparatus for processing substrate and method for processing substrate using the same}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 챔버 내부의 오염을 저감시키고, 기판의 처리 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
급속열처리(rapid thermal processing; RTP) 방법은 텅스텐 램프 등의 열원에서 나오는 방사광(放射光)을 기판에 조사하여 기판을 가열 처리하는 방법이다. 이러한 급속열처리 방법은 퍼니스(furnace)를 이용한 기존의 기판 열처리 방법과 비교하여, 신속하게 기판을 가열하거나 냉각시킬 수 있으며, 압력 조건이나 온도 대역의 조절 제어가 용이하여, 기판의 열처리 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 최근에는 급속열처리 장치를 이용하여 그래핀을 대량으로 합성하는 방법이 사용되고 있다. 그래핀은 기판을 챔버에 인입하고, 고온 약 950 내지 1050℃ 정도의 온도에서 급속열처리하여 합성할 수 있다. 그래핀을 합성하기 위한 기판에는 구리(Cu)가 증착되어 있는데, 구리의 융점(melting point)은 약 1060 내지 1070℃ 정도로 그래핀을 합성하는 과정에서 기판 상에 증착된 구리 중 일부가 증발(evaporation)되는 현상이 발생하게 된다. 이렇게 증발된 구리는 챔버 내부에 부착되어 후속 공정에서 오염원으로 작용하기 때문에 챔버 내부에 부착된 구리를 제거해야 한다. 이에 증발된 구리가 부착될 수 있도록 챔버 내벽에 라이너 등을 형성하고, 주기적으로 라이너를 교체하는 작업을 수행하였으나, 이 경우 작업 시간이 오래 걸리고, 챔버 내부 전체에 걸쳐 라이너를 형성해야 하기 때문에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.
KR 1190603 B
본 발명은 챔버 내부의 오염을 억제할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명은 챔버의 유지 보수를 용이하게 할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 안착시키기 위한 지지플레이트를 지지하기 위한 제1지지부와, 기판 처리 시 상기 지지플레이트의 상부에 배치되는 서셉터를 지지하기 위한 제2지지부를 포함하는 이송 챔버; 내부에 지지플레이트, 기판 및 서셉터의 적층체를 지지하기 위한 제3지지부를 포함하는 공정 챔버; 및 상기 이송 챔버와 상기 공정 챔버 간에 지지플레이트, 기판 및 서셉터를 이송할 수 있는 이송 로봇;을 포함할 수 있다.
상기 제1지지부에 분리 가능하도록 지지되는 지지플레이트와, 상기 제2지지부에 분리가능하도록 지지되는 서셉터를 더 포함할 수 있다.
상기 제1지지부는, 상기 지지플레이트의 적어도 일부를 지지하는 제1지지대; 및 상기 지지플레이트의 상부에서 기판을 상하방향으로 이동시키기 위한 리프트핀;을 포함할 수 있다.
상기 제2지지부는, 상하방향으로 연장되도록 배치되는 제2지지대;를 포함하고, 상기 제2지지대는 상기 서셉터의 하부 가장자리영역을 지지하도록 복수개가 이격되어 배치될 수 있다.
상기 복수의 제2지지대 중 적어도 일부는 상기 지지플레이트의 직경보다 큰 거리를 갖도록 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제2지지대는 상하방향으로 이동 가능하도록 형성할 수 있다.
상기 제3지지부는, 상기 공정 챔버의 하부를 관통하도록 배치되고, 상기 지지플레이트를 분리 가능하도록 지지하기 위한 지지축; 및 상기 공정 챔버의 외부에서 상기 지지축에 연결되고, 상기 지지축을 상하방향으로 이동시키거나, 상기 지지축을 상하방향으로 이동 및 회전시킬 수 있는 구동기;를 포함할 수 있다.
상기 이송 로봇은, 상기 이송 챔버 내부에 구비되고, 상기 제1지지부 및 제2지지부와 상기 공정 챔버 사이에 구비될 수 있다.
상기 서셉터는, 상기 지지플레이트보다 큰 면적을 갖는 플레이트 형상으로 형성되고, 상기 지지플레이트와 사이에 처리 공간을 형성할 수 있도록 상측으로 절곡되는 홈부를 포함할 수 있다.
상기 지지플레이트는, 상부면에 기판을 지지하기 위한 안착면과, 상기 안착면의 외측에 상기 서셉터와 접촉 가능한 제1접촉면을 구비하고, 상기 안착면에 상기 리프트핀의 적어도 일부를 삽입시키기 위한 삽입구가 형성될 수 있다.
상기 지지플레이트는, 링형상으로 형성되고, 내측에 상기 기판을 지지하기 위한 안착면과, 상기 안착면의 외측에 구비되는 제1접촉면을 포함할 수 있다.
상기 지지플레이트는, 상기 안착면과 상기 제1접촉면의 사이에 상부로 돌출되도록 형성되는 단턱을 포함할 수 있다.
상기 단턱에는 상기 안착면과 상기 제1접촉면을 연결하는 제1유로홈이 형성될 수 있다.
상기 서셉터는, 상기 홈부의 외측에 상기 제1접촉면과 접촉 가능한 제2접촉면을 포함할 수 있다.
상기 제1접촉면과 상기 제2접촉면 중 적어도 어느 하나에는 상기 처리 공간과 상기 공정 챔버의 내부 공간을 연통시키는 제2유로홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 방법은, 이송 챔버 내부에 지지플레이트와 서셉터를 마련하는 과정; 상기 지지플레이트 상부에 기판을 안착시키는 과정; 기판이 안착된 지지플레이트를 상기 서셉터의 하부로 배치하여 상기 지지플레이트, 기판 및 서셉터의 적층체를 형성하는 과정; 및 상기 적층체를 공정 챔버로 이송하는 과정;을 포함하고, 상기 적층체를 형성하는 과정은, 상기 지지플레이트와 상기 서셉터 사이에 상기 공정 챔버의 내부 공간과 구분되는 처리 공간을 형성할 수 있다.
상기 서셉터를 마련하는 과정은, 상측으로 절곡되는 홈부를 포함하고, 상기 지지플레이트의 직경보다 큰 직경을 갖는 서셉터를 마련할 수 있다.
상기 적층체를 형성하는 과정은, 기판이 안착되는 상기 지지플레이트의 영역의 외측 영역을 상기 서셉터를 접촉시켜 상기 지지플레이트의 상부면과 상기 서셉터의 홈부 사이에 처리 공간을 형성할 수 있다.
상기 적층체를 이송하는 과정은, 상기 적층체를 상기 공정 챔버에 구비되는 지지부에 안착시키는 과정을 포함할 수 있다.
상기 기판을 처리하는 과정을 더 포함하고, 상기 기판을 처리하는 과정은 상기 공정 챔버 내부에 진공을 형성하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 기판을 처리하는 과정 이후에, 상기 적층체를 상기 이송 챔버로 이송하는 과정; 상기 적층체로부터 기판과 지지플레이트를 분리하는 과정; 및 상기 이송 챔버에서 기판을 반출하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 기판을 처리하는 과정 이후에, 상기 서셉터를 교체하는 과정을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 의하면, 기판 처리 중 발생하는 이물질을 서셉터에 부착시켜 공정 챔버 내부의 오염을 억제할 수 있다. 또한, 서셉터를 공정 챔버 내에 반입 및 반출 가능하도록 구비하기 때문에 공정 챔버 내부를 세정하기 위한 작업을 용이하게 할 수 있다. 이를 통해 공정 챔버의 내부를 세정할 때 소요되는 시간을 단축시킬 수 있고, 세정 주기를 연장할 수 있다.
또한, 실질적으로 기판이 처리되는 공간을 최소화하여 기판의 처리 효율, 예컨대 가열 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 2는 지지플레이트, 기판 및 서셉터로 구성되는 적층체의 단면도.
도 3은 지지플레이트를 보여주는 도면.
도 4 및 도 5는 지지플레이트의 변형 예를 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 서셉터를 보여주는 도면.
도 7은 지지플레이트와 서셉터의 변형 예를 보여주는 도면.
도 8은 도 1에 도시된 이송 챔버의 내부 구조를 개략적으로 보여주는 도면.
도 9는 이송 챔버에 구비되는 제1지지부와 제2지지부를 보여주는 사시도.
도 10는 도 8에 도시된 X, Y, Z 방향에서 바라본 이송 챔버의 내부 구조를 개략적으로 보여주는 도면.
도 11은 도 1에 도시된 공정 챔버의 내부 구조를 개략적으로 보여주는 도면.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 순차적으로 보여주는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공 되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이고, 도 2는 지지플레이트, 기판 및 서셉터로 구성되는 적층체의 단면도이고, 도 3은 지지플레이트를 보여주는 도면이고, 도 4 및 도 5는 지지플레이트의 변형 예를 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 서셉터를 보여주는 도면이고, 도 7은 지지플레이트와 서셉터의 변형 예를 보여주는 도면이고, 도 8은 도 1에 도시된 이송 챔버의 내부 구조를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 9는 이송 챔버에 구비되는 제1지지부와 제2지지부를 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 8에 도시된 X, Y, Z 방향에서 바라본 이송 챔버의 내부 구조를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 11은 도 1에 도시된 공정 챔버의 내부 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판(S)을 안착시키기 위한 지지플레이트(136)와, 서셉터(140)와, 지지플레이트(136)를 지지하기 위한 제1지지부(220)와, 제1지지부(220)의 일측에 구비되고 서셉터(140)를 지지하기 위한 제2지지부(230)를 내부에 구비하는 이송 챔버(200)와, 이송 챔버(200)의 내부에 구비되고, 이송 챔버(200)와 공정 챔버(100) 간에 지지플레이트(136), 기판(S) 및 서셉터(140)를 이송할 수 있는 이송 로봇(210) 및 이송 챔버(200)의 일측에 구비되고, 지지플레이트(136), 기판(S) 및 서셉터(140)를 지지하기 위한 제3지지부(130)를 내부에 구비하는 공정 챔버(100)를 포함할 수 있다. 이때, 이송 로봇(210)은 이송 챔버(200)에서 지지플레이트(136)의 상부에 기판(S) 및 서셉터(140)를 적층하여 적층체를 형성하고 이송 챔버(200)와 공정 챔버(100) 간에 적층체를 이송할 수 있다. 또한, 처리 기판과 미처리기판을 일시적으로 수용할 수 있는 로드락 챔버(300a, 300b)를 포함할 수 있으며, 로드락 챔버(300a, 300b)는 이송 챔버(200)의 적어도 일측에 구비될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이 지지플레이트(136), 기판(S) 및 서셉터(140)의 적층체를 형성하여 지지플레이트(136)와 서셉터(140) 사이에 공정 챔버(100)의 내부 공간과 분리될 수 있는 처리 공간(G)을 형성한 상태로 기판(S)을 처리할 수 있다. 이때, 서셉터(140)는 지지플레이트(136)와의 사이에 처리 공간(G)을 형성할 수 있도록 상측으로 절곡된 홈부(140a)를 포함할 수 있다.
이와 같이 지지플레이트(136)와 서셉터(140) 사이에 처리 공간(G)을 형성하면, 기판(S) 처리 시 발생하는 이물질이 공정 챔버(100)의 내부 공간으로 유출되는 양을 저감시켜 공정 챔버(100) 내부 공간이 오염되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 지지플레이트(136)와 서셉터(140), 특히 서셉터(140)를 공정 챔버(100) 내에 고정 설치하지 않기 때문에 공정 챔버(100)의 내부 공간을 용이하게 세정할 수 있다.
이하에서는 기판 처리 장치를 구성하는 각 요소들에 대해 설명한다.
도 3을 참조하면, 지지플레이트(136)는 대략 기판(S)의 형상에 대응하는 형상, 예컨대 원형으로 형성될 수 있고, 기판(S)의 면적보다 큰 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 지지플레이트(136)는 상부에 기판을 지지하기 위한 안착면(136a)이 형성될 수 있으며, 적어도 기판이 지지되는 안착면은 평평하게 형성될 수 있다. 그리고 안착면(136a)의 외측에는 서셉터(140)와 접촉 가능하도록 형성되는 제1접촉면(136b)이 형성될 수 있다. 제1접촉면(136b)은 안착면(136a)과 동일한 단차를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 지지플레이트(136)에는 후술하는 리프트핀(224)을 삽입하기 위한 삽입구(137)가 형성될 수 있다. 이때, 삽입구(137)는 기판(S)이 지지되는 안착면에 형성될 수 있으며, 적어도 3개 이상이 형성될 수 있다.
지지플레이트(136)에는 지지핀(138)이 구비될 수도 있다. 지지핀(138)은 삽입구(137)에 삽입되어 구비될 수 있고, 기판(S)의 로딩 및 언로딩 시 리프트핀(224)이 삽입구(137)를 통해 삽입되면 리프트핀(224)의 상부에 체결되어 기판(S)의 저면에 접촉될 수 있다. 이때, 지지핀(138)이 지지플레이트(136)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 삽입구(137)는 상부에서 하부로 갈수록 직경이 좁아지는, 예컨대 상광하협 형상으로 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5는 지지플레이트의 변형 예를 보여주고 있다.
도 4를 참조하면, 지지플레이트(136)는 상부면에 형성되는 단턱(139)을 제외하고 도 2에 도시된 지지플레이트(136)와 거의 동일한 형태로 형성될 수 있다.
단턱(139)은 안착면(136a)과 제1접촉면(136b) 사이에 구비될 수 있다. 단턱(139)은 안착면(136a) 또는 제1접촉면(136b)보다 높은 단차를 갖도록, 즉 상측으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 단턱(139)은 도 4의 (a)에 도시된 것처럼 안착면(136a)의 외측 또는 제1접촉면(136b)의 내측을 따라 연속적으로 형성될 수 있다.
또는 단턱(139)은 도 4의 (b)에 도시된 것처럼 안착면(136a)과 제1접촉면(136b)을 연결하는 제1유로홈(139a)을 구비할 수도 있다. 제1유로홈(139a)은 기판 처리 시 챔버 내부로 공급되는 가스를 안착면(136a) 측, 다시 말해서 지지플레이트(136)와 서셉터(140) 사이에 형성되는 처리공간으로 가스를 용이하게 유입시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 지지플레이트(136)는 링형상으로 형성될 수 있다. 지지플레이트(136)는 내측에 기판(S)을 지지하기 위한 안착면(136a)과, 안착면의 외측에 제1접촉면(136b)을 구비할 수 있다. 이때, 안착면(136a)과 제1접촉면(136b)의 사이에는 상부로 돌출되는 단턱(139)이 형성될 수 있다. 그리고 단턱(139)에는 안착면(136a)과 상기 제1접촉면(136b)을 연결하는 제1유로홈(미도시)이 형성될 수도 있다.
서셉터(140)는 공정 챔버(100)에서 기판(S)을 처리할 때 공정 챔버(100)에 구비되는 열원 유닛(120)을 이용하여 기판을 가열하는데, 이때 기판(S)이 열원 유닛(120)으로부터 방출되는 방사광에 직접적으로 가열되는 것을 방지하는데 사용될 수 있다. 즉, 서셉터(140)는 기판 처리 시 열원 유닛(120)과 지지플레이트(136) 사이에 구비되어, 열원으로부터 방출되는 방사광에 의해 가열된 후 그 열에 의해 기판(S)을 가열할 수 있다. 이에 서셉터(140)는 열전도도 및 열흡수도가 높은 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 그라파이트(graphite) 또는 탄화규소(SiC)가 코팅된 그래파이트, 탄화규소(Silicon Carbide), 질화규소(Silicon nitride), 알루미나(Al2O3), 질화 알루미늄(Aluminum nitride) 및 석영(Quartz) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
한편, 기판 처리 공정은 매우 고온에서 이루어지기 때문에 기판 또는 기판 상부에 증착된 막을 구성하는 물질들이 증발하여 공정 챔버(100)의 내벽에 부착되기 쉽다. 이렇게 공정 챔버(100) 내벽에 부착되는 물질들은 기판 처리 시 오염원으로 작용할 수 있기 때문에 기판 처리 후 세정 공정을 수행하고, 공정 챔버(100) 내벽에 라이너를 설치하고 주기적으로 라이너를 교체하는 작업을 수행하고 있다. 이때, 라이너를 교체하는 경우에는 공정 챔버(100) 내벽에 형성되는 라이너 전체를 교체해야 하기 때문에 시간 및 비용면에서 불리한 문제점이 있다. 이에 본 발명에서는 기판 처리 시 발생하는 대부분의 이물질들이 기판(S) 직상부에 구비되는 서셉터(140)에 부착되도록 하여 공정 챔버(100)의 세정 및 라이너 교체 등에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
즉, 기판을 지지하는 지지플레이트(136)와 서셉터(140) 사이에 공정 챔버(100)의 내부 공간과 분리되는 처리 공간(G)을 형성하고, 기판(S)을 처리하는 과정에서 발생하는 이물질이 기판(S)과 인접한 서셉터(140)에 부착되도록 함으로써 공정 챔버(100)의 내부 공간이 오염되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 서셉터(140)는 기판 처리 시 공정 챔버(100) 내부에 배치하고, 기판 처리 후에는 공정 챔버(100)로부터 인출하여 서셉터(140)에 부착된 이물질이 공정 챔버(100) 내부에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있다. 그리고 기판 처리 시 오염되기 쉬운 서셉터(140)를 공정 챔버(100) 내에 고정 설치하지 않기 때문에 이물질 제거를 위해 서셉터(140)를 공정 챔버(100)에서 분리하는 등의 번거로움을 피할 수 있다. 또한, 서셉터(140)에 부착된 이물질의 제거 및 새로운 서셉터로의 교체가 용이하여 작업자의 업무 부담을 경감해줄 수 있다.
도 6을 참조하면, 서셉터(140)는 지지플레이트(136)보다 큰 면적을 갖는 플레이트 형상으로 형성되며, 지지플레이트(136)와의 사이에 기판의 처리 공간을 형성할 수 있도록 상측으로 함몰되는 홈부(140a)를 구비할 수 있다. 홈부(140a)는 지지플레이트(136)와 마주보는 하부면에 적어도 지지플레이트(136)의 안착면에 대응하는 영역에 걸쳐 형성될 수 있다. 또는 홈부(140a)는 지지플레이트(136)의 안착면과 단턱(139)을 커버할 수 있도록 형성될 수 있다.
그리고 서셉터(140)는 홈부(140a)의 외측에 제1접촉면(136b)과 접촉 가능한 제2접촉면(140b)을 구비할 수 있다.
서셉터(140)는 이송 챔버(200) 내부에서 제2지지부(230)에 의해 분리 가능하도록 지지될 수 있다. 이때, 제2지지부(230)는 서셉터(140)의 저면 가장자리, 즉 제2접촉면(140b)의 일부를 지지할 수 있다.
서셉터(140)는 지지플레이트(136)와의 사이, 보다 구체적으로는 안착면(136a)과 홈부(140a) 사이에 기판이 처리되는 공간, 즉 처리 공간(G)이 형성될 수 있다. 처리 공간(G)은 공정 챔버(100)의 내부 공간과 분리되는 공간으로 기판 처리 시 발생하는 이물질이 공정 챔버(100)의 내부 공간으로 확산되는 것을 최소화하기 위해 형성될 수 있다. 처리 공간(G)은 지지플레이트(136)의 제1접촉면(136b)과 서셉터(140)의 제2접촉면(140b)을 접촉 또는 밀착시킴으로써 형성될 수 있는데, 거의 밀폐된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제1접촉면(136b)과 제2접촉면(140b)이 밀착되더라도 기판 처리가 진공 상태에서 수행되기 때문에 처리 공간(G)으로 가스를 유입시키는데는 문제가 없다.
이러한 구성을 통해 기판 처리 시 발생하는 이물질을 기판(S)과 인접한 서셉터(140)에 대부분 부착시킬 수 있기 때문에 공정 챔버(100) 내벽 공간, 즉 내벽이 이물질에 의해 오염되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 지지플레이트(136)의 제1접촉면(136b)과 서셉터(140)의 제2접촉면(140b)을 밀착시킨 경우 기판의 처리 공간으로 가스가 원활하게 유입될 수 있도록 제1접촉면(136b)과 제2접촉면(140b) 중 적어도 어느 하나에 제2유로홈(135, 144)을 형성할 수도 있다. 도 7을 참조하면, 제2유로홈(135, 144)은 제1접촉면(136b)과 제2접촉면(140b)에 방사상으로 형성될 수 있다. 그리고 지지플레이트(136)에 단턱(139)이 형성된 경우, 제2유로홈(135, 144)은 단턱(139)에 형성되는 제1유로홈(139a)과 연장되도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 기판을 처리하는 과정에서 발생하는 이물질이 제2유로홈(135, 144)을 통해 공정 챔버(100)의 내부 공간으로 유출될 수 있으나, 이물질이 기판(S)과 인접한 서셉터(140)에 부착되기 때문에 공정 챔버(100)의 내부 공간으로 유출되는 이물질의 양은 그리 많지 않다.
전술한 지지플레이트(136)와 서셉터(140)는 기판(S)과 함께 이송 챔버(200) 내에서 적층체로 형성된 후 공정 챔버(100)로 반입될 수 있다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 이송 챔버(200)는 내부에 구비되는 이송 로봇(210)을 통해 공정 챔버(100) 내부로 미처리 기판을 반입하거나 공정 챔버(100) 내에서 처리된 기판, 즉 처리 기판을 반출할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 여기에서 도 10은 도 8에 도시된 X, Y 및 Z 방향에서 바라본 이송 챔버(200) 내부 구조를 보여주고 있으며, 도 10의 (a)와 (b)는 제1지지부(220)와 제2지지부(230)가 각각 나타도록 개념적으로 도시하였다.
이송 챔버(200)는 중공의 박스 형상 또는 블록 형상으로 이루어질 수 있다. 이송 챔버(200)는 공정 챔버(100)와 로드락 챔버(300a, 300b) 사이에서 기판을 이송하기 위한 구성으로, 이송 챔버(200)와 공정 챔버(100)의 사이 및 이송 챔버(200)와 로드락 챔버(300a, 300b) 사이에는 기판의 반입 및 반출을 위한 게이트(104, 302a, 302b)가 형성될 수 있다. 게이트(104, 302a, 302b)는 이송 챔버(200), 공정 챔버(100) 및 로드락 챔버(300a, 300b)에 각각 형성될 수도 있고, 이송 챔버(200)와 공정 챔버(100) 사이 및 이송 챔버(200)와 로드락 챔버(300a, 300b) 사이에 별도의 구조물로 형성될 수도 있다.
또한, 이송 챔버(200)에는 내부에 진공을 형성하기 위한 배기구(미도시)가 형성될 수 있고, 배기구에는 진공형성부재(미도시)가 형성될 수 있다.
이송 챔버(200)의 내부에는 기판(S)을 이송하기 위한 이송 로봇(210)과, 지지플레이트(136)를 지지하기 위한 제1지지부(220)와, 제1지지부(220)의 일측에 구비되고 서셉터(140)를 지지하기 위한 제2지지부(230)가 구비될 수 있다.
이송 로봇(210)은 이송 챔버(200)와 로드락 챔버(300a, 300b) 간에 기판(S) 및 서셉터(140)를 반입 및 반출할 수 있다. 또한, 이송 로봇(210)은 이송 챔버(200) 내에서 지지플레이트(136), 기판(S) 및 서셉터(140)의 적층체를 형성할 수 있고, 이송 챔버(200)와 공정 챔버(100) 간에 적층체를 반입 및 반출할 수 있다.
이와 같이 이송 로봇(210)은 로드락 챔버(300a, 300b)와 공정 챔버(100) 사이에 배치되는 이송 챔버(200)에 구비되어 기판(S)과 서셉터(140)의 반입 및 반출, 적층체의 형성 및 이송할 수 있다. 이에 이송 로봇(210)은 비교적 좁은 이송 챔버(200) 내에서 동작할 수 있도록, 회전 및 이동이 가능하며, 다관절 구조로 제작될 수 있다. 또한, 이송로봇(210)은 적층체를 공정 챔버(100)와 이송 챔버(200) 사이에서 원활하게 이송할 수 있도록 공정챔버(100)와 제1지지부(220) 및 제2지지부(230) 사이에 구비되는 것이 좋다.
예컨대 이송 로봇(210)은 회전 가능한 베이스(212), 베이스(212)에 연결되는 암(214), 암(214)의 단부에 연결되는 핸드(216)를 포함할 수 있다. 이때, 암(214)은 복수의 로드가 조인트에 의해 회전 가능하도록 연결되는 다관절구조로 형성될 수 있다. 그리고 핸드(216)는 암(214)의 단부에 조인트를 이용하여 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 그리고 이송 챔버(200)의 내부에는 레일 등과 같은 이동 경로(202)가 형성되고, 이송 로봇(210)은 이동 경로(202)에 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 이와 같은 이송 로봇(210)의 구조는 공지의 기술로서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9의 (a) 및 도 10을 참조하면, 제1지지부(220)는 이송 챔버(200) 내부에서 지지플레이트(136)를 지지할 수 있다. 이때, 제1지지부(220)는 이송 챔버(200)의 일측에 구비될 수 있다. 제1지지부(220)는 지지플레이트(136)의 적어도 일부를 지지하는 제1지지대(222)와, 지지플레이트(136)의 상부에서 기판(S)을 상하방향으로 이동시키기 위한 리프트핀(224) 및 리프트핀(224)을 상하방향으로 이동시키기 위한 제1승강기(226)를 포함할 수 있다.
제1지지대(222)는 이송 챔버(200) 내에서 지지플레이트(136)의 저면을 지지할 수 있도록 구비될 수 있다. 이때, 제1지지대(222)는 이송 로봇(210)을 이용하여 지지플레이트(136)를 이송할 수 있도록, 지지플레이트(136)의 저면이 이송 챔버(200)의 바닥면과 이격되도록 지지할 수 있다. 예컨대 제1지지대(222)는 지지플레이트(136)의 저면 가장자리를 지지하도록 형성될 수 있다. 또한, 제1지지대(222)는 이송 로봇(210)의 핸드(216)가 지지플레이트(136)의 하부로 진입할 수 있는 공간을 형성하도록 구비될 수 있다.
리프트핀(224)은 제1지지대(222)의 내측에 이송 챔버(200)의 바닥면을 관통하며 상하방향으로 배치되도록 구비될 수 있다. 이때, 리프트핀(224)은 기판(S)을 안정적으로 지지한 상태로 상하방향으로 이동시킬 수 있도록 복수개, 예컨대 3개로 구비될 수 있다.
제1승강기(226)는 이송 챔버(200)의 외부에서 리프트핀(224)과 연결되도록 구비될 수 있다.
도 9의 (b) 및 도 10을 참조하면, 제2지지부(230)는 이송 챔버(200) 내에서 서셉터(140)를 지지할 수 있다. 제2지지부(230)는 서셉터(140)의 가장자리를 지지할 수 있도록 복수개의 제2지지대(232)를 포함할 수 있다. 이때, 제2지지대(232)는 상하방향으로 이동 가능하도록 구비될 수 있으며, 이에 제2지지부(230)는 이송 챔버(200)의 외부에서 제2지지대(232)와 연결되는 제2승강기(미도시)를 포함할 수도 있다.
제2지지대(232)는 서셉터(140)의 저면 가장자리를 지지할 수 있다. 이때, 제2지지대(232) 중 적어도 일부, 예컨대 이송 로봇(210)의 핸드(216)가 진입되는 영역에 구비되는 제2지지대(232)는 적어도 지지플레이트(136)의 직경보다 큰 거리를 갖도록 이격되어 배치될 수 있다. 이는 지지플레이트(136), 기판(S) 및 서셉터(140)의 적층체를 형성하는 경우, 기판(S)이 안착된 지지플레이트(136)를 서셉터(140)의 하부로 삽입해야 하기 때문이다.
제2승강기는 지지플레이트(136), 기판(S) 및 서셉터(140)의 적층체를 형성하고, 적층체를 이송하는 과정에서 서셉터(140)가 제2지지대(232)에 접촉하는 것을 방지할 수 있도록 서셉터(140)와 제2지지대(232)를 분리하는 역할을 할 수 있다. 이때, 이송 로봇(210)의 베이스(212)를 상하방향으로 이동 가능하도록 형성하는 경우, 제2승강기의 구성을 배제할 수도 있다.
도 11을 참조하면, 공정 챔버(100)는 기판(S)이 처리되는 내부공간을 제공할 수 있다. 공정 챔버(100)에는 기판(S)을 가열하기 위한 열원 유닛(120)과, 이송 챔버(200)에서 반입되는 적층체를 지지하기 위한 제3지지부(130)가 구비될 수 있다.
공정 챔버(100)는 내부에 기판(S)을 수용하여 가열해주기 위한 공간, 즉 진공의 가열공간이 마련된 구성으로서, 대략적인 형상은 도시된 바와 같이 중공의 박스 형상 또는 블록 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고 공정 챔버(100)는 하나의 몸체로 일체 제작될 수도 있으나, 여러 부품이 연결 또는 결합된 조립 몸체를 지닐 수도 있는데, 이 경우 각 부품 간의 연결 부위에는 밀폐(sealing) 수단(미도시)이 부가적으로 구비될 수 있다. 이에 따라 기판(S)의 가열 또는 냉각 시 장치 내에 투입되는 에너지를 절감해 줄 수 있다.
도 11에 도시된 공정 챔버(100)는 상부가 개방된 중공의 몸체(101)와, 몸체(101) 상부에 결합되는 리드(lid, 102)를 포함한다. 여기에서 몸체(101)는 기판(S)을 처리할 수 있는 공간을 제공하고, 리드(102)는 몸체(101) 내부를 밀폐시키는 동시에 열원 유닛(120)을 설치할 수 있는 공간을 제공할 수 있다.
몸체(101)에는 기판(S)의 반입 및 반출을 위한 개구가 형성될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 개구에는 게이트(104)가 별도의 구조물로 설치되어 개구를 개폐할 수 있다. 여기에서는 게이트(104)를 공정 챔버(100)와 이송 챔버(200) 사이에 별도의 구조물로 형성한 것으로 도시하였으나, 공정 챔버(100)의 몸체(101)나 이송 챔버(200)에 형성될 수도 있다.
공정 챔버(100)의 외부에는 공정 챔버(100)의 내부공간으로 공정가스를 공급하는 가스공급부(미도시)가 구비되고, 공정 챔버(100)에는 가스공급부와 연결되는 가스주입구(미도시)와, 가스주입구와 대향하는 쪽에 공정 챔버(100) 내부의 가스를 배출하기 위한 가스배출구(미도시)가 형성될 수 있다. 예컨대 가스주입구가 공정 챔버(100)의 상부측에 형성된다면, 가스배출구는 공정 챔버(100)의 하부측에 형성될 수 있다. 이 경우, 몸체(101)와 리드(102) 사이에 투명창(106)이 구비되지 않은 경우에 한한다. 또한, 가스주입구가 공정 챔버(100)의 일측에 형성된다면, 가스배출구는 공정 챔버(100)의 타측에 형성될 수 있고, 이 경우 가스주입구와 가스배출구는 개구가 형성된 방향과 교차하는 방향에 형성될 수 있다. 또한, 기판(S)에 공정가스를 균일하게 분사할 수 있다면 가스주입구와 가스배출구는 공정 챔버(100)의 어느 곳에 형성되어도 무방하다. 여기에서 가스주입구와 가스배출구는 공정가스의 공급 및 배출이 가능한 것으로 설명하지만, 기판(S)을 냉각시키기 위한 냉각가스의 공급 및 배출에 사용될 수도 있다.
가스배출구를 통해 공정 챔버(100) 내부의 가스를 보다 효과적으로 배출시키기 위해서는 가스배출구와 연결되는 배기라인(미도시) 상에 펌프(미도시)를 장착할 수도 있다. 이와 같은 구성을 통해 공정 챔버(100) 내부에 진공 형성과 같은 압력 제어도 수행할 수 있다.
공정 챔버(100)의 내벽에는 라이너(미도시)가 형성될 수도 있다. 라이너는 공정 챔버(100) 내부에서 공정 가스가 도달할 수 있는 모든 곳에 형성되어 공정 중 발생하는 오염물을 흡착시킬 수 있다. 이와 같이 라이너를 공정 챔버(100) 내벽에 적용함으로써 장비 전체를 세정하지 않고 라이너만 교체하여 장비의 유지 보수 주기를 연장할 수 있다. 이때, 라이너는 그라파이트(graphite) 또는 탄화규소(SiC)가 코팅된 그라파이트, 탄화규소(Silicon Carbide), 질화규소(Silicon nitride), 알루미나(Al2O3), 질화 알루미늄(Aluminum nitride) 및 석영(Quartz) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 본 발명에서는 기판(S) 처리 시 발생하는 이물질이 공정 챔버(100)의 내벽, 즉 라이너에 부착되는 것을 억제함으로써 라이너의 교체주기를 연장할 수 있다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명하기로 한다.
리드(102)는 하부가 개방된 중공형으로 형성되고, 몸체(101) 상부에서 몸체(101) 내부를 밀폐시킬 수 있다. 이때, 리드(102)와 몸체(101) 사이에는 투명창(106)이 구비되어 기판(S) 처리시 발생하는 부산물에 의해 열원 유닛(120)이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 투명창(106)은 열원에 열원을 인가하는 경우 램프에서 발생하는 진동 및 열팽창에 의해 이물질이 떨어져 기판 처리 시 오염원으로 작용하는 것을 방지할 수도 있다. 또한, 열원 유닛(120)이 수용되는 공간을 진공이 형성되는 기판 처리 공간과 달리 대기 분위기로 만들어 열원에 전원을 인가할 때 아킹이 발생하는 등의 위험을 방지할 수 있다.
리드(102)는 내부에는 열원 유닛(120)이 설치될 수 있다. 이때, 리드(102) 내부에는 복수의 열원이 조립된 형태의 열원 유닛(120)이 설치될 수 있다. 또는, 복수의 열원이 리드(102) 내부에 개별적으로 설치될 수도 있다. 이 경우 열원에서 방출되는 방사광을 집광하여 몸체(101) 측으로 조사할 수 있도록 리드(102) 내부에는 열원을 설치하기 위한 아치(arch) 형상의 고정홈(미도시)이 형성되고, 그 표면에는 반사체(미도시)가 구비될 수 있다. 고정홈은 열원(124)보다 크게 형성하여 고정홈의 표면과 열원(124)의 표면이 이격되어 형성될 수 있도록 함으로써 방사광이 효과적으로 집광될 수 있도록 하는 것이 좋다.
리드(102)에는 냉각 가스를 공급하기 위한 냉각라인(미도시)이 구비될 수 있다. 이때, 리드(102)의 내부 공간과 몸체(101)의 내부 공간은 투명창(106)에 의해 분리될 수 있기 때문에 냉각라인을 통해 공급되는 냉각 가스는 몸체(101) 내부로 유입되지 않는다. 따라서 리드(102)와 몸체(101)에 냉각 가스를 개별적으로 공급함으로써 열원 유닛(120)과 기판(S)을 독립적으로 냉각시킬 수 있다. 또한, 리드(102)로 공급되는 냉각가스는 몸체(101) 내부로 공급되는 냉각가스와 서로 다른 종류를 사용할 수 있고, 몸체(101) 내부로 공급되는 냉각가스에 비해 다양한 종류의 냉각가스를 사용할 수 있는 이점이 있다.
열원 유닛(120)은 리드(102) 내부에 설치되어 공정 챔버(100) 내부에 로딩되는 기판(S)을 가열할 수 있다. 열원 유닛(120)은 지지체(122)와, 방사광을 발생시키는 열원(124)과, 열원(124)을 감싸 보호하고 열원(124)을 지지체(122)에 고정 설치하기 위한 투과창(126)을 포함할 수 있다. 투과창(126)은 열원(124)에서 방출되는 방사광을 투과시킬 수 있고, 기판(S)을 처리하는 과정에서 기판(S)을 처리하는 물질, 예컨대 박막 물질이 열원(124)에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 몸체(101)와 리드(102) 사이에 투명창(106)이 구비되지 않는 경우, 기판(S) 처리 과정에서 공정 챔버(100) 내부에 인가되는 압력으로부터 열원(124)을 보호하여 열원(124)의 수명을 향상시킬 수 있다.
열원(124)은 텅스텐 할로겐 램프, 카본 램프 및 루비 램프 중 적어도 어느 한 가지가 사용될 수 있다. 열원(124)은 선형, 벌브(bulb)형 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
선형의 열원(124)을 사용하는 경우, 복수 개의 열원 유닛(120)을 일정한 간격으로 나란하게 배열하여 사용할 수도 있고, 복수 개의 열원 유닛(120)을 격자 형태로 배열하여 사용할 수도 있다.
열원(124)의 표면 일부에는 반사체(미도시)가 형성될 수도 있다. 열원(124)은 가열 대상인 기판(S)의 일측, 예컨대 상부에 배치되기 때문에 열원(124)으로부터 방출되는 방사광이 기판(S)으로 조사될 수 있도록 기판(S)이 배치되는 반대 방향에 반사체를 형성할 수 있다. 반사체는 열원(124)의 일부 또는 투과창(126)의 일부에 형성될 수 있다. 반사체가 넓은 범위에 걸쳐 형성되는 경우 방사광이 투과되는 영역이 매우 좁아져 기판(S)을 균일하게 가열하기 어려우므로, 적절한 범위에 반사체를 형성하여 기판(S)을 효율적으로 가열할 수 있다. 반사체는 반사율이 우수한 재질로 형성될 수 있으며, 세라믹이나 Ni 또는 Ni/Au 합금 등의 금속재질로 형성될 수 있다.
지지체(122)는 열원(124)에서 방출되는 방사광이 기판(S)으로 조사될 수 있도록 하부가 개방된 중공형으로 형성될 수 있다. 이때, 열원(124)이 선형으로 형성되는 경우 지지체(122)의 양측면에는 열원(124)의 양단부를 고정하기 위한 관통구(미도시)가 각각 형성될 수 있다. 또는, 열원(124)이 벌브형으로 형성되는 경우에는 상부면에 열원을 고정하기 위한 관통구가 형성될 수 있다.
그리고 지지체(122)에는 열원(124)을 설치하기 위한 고정홈(121)이 형성될 수 있다. 고정홈(121)은 아치(arch) 형상으로 형성되고, 그 표면에는 반사체(미도시)가 구비될 수 있다. 고정홈(121)은 열원(124)의 직경보다 크게 형성하여 고정홈(121)의 표면과 열원(124)의 표면이 이격되어 형성될 수 있도록 함으로써 방사광이 효과적으로 집광될 수 있도록 하는 것이 좋다.
투과창(126)은 내부에 열원(124)을 수용할 수 있는 공간을 제공하며, 열원(124)의 삽입 및 분리가 가능하도록 양쪽이 개방된 중공형, 예컨대 원통형으로 형성될 수 있다. 투과창(126)의 양단부는 지지체(122)의 관통구에 삽입되어 고정될 수 있다. 이러한 구성을 통해 열원(124)은 투과창(126) 내부에 삽입되어 지지체(122)에 설치될 수 있다.
공정 챔버(100)에는 기판(S)의 온도를 측정하는 온도 측정 유닛(미도시)이 구비될 수도 있다. 온도 측정 유닛은 상하방향으로 이동 가능하도록 구성되어 열원 유닛(120) 사이에 적어도 한 개 이상 배치될 수 있으며, 기판(S)의 온도를 접촉방식 또는 비접촉방식으로 측정할 수 있다. 온도 측정 수단은 다양한 측정 기구들이 적용될 수 있는데, 특히 비접촉 방식으로 기판(S)의 온도를 측정하는 경우에는 기판(S)으로부터 방출되는 복사 에너지를 감지하여 온도를 측정할 수 있는 고온계(pyrometer)가 사용될 수도 있다.
제3지지부(130)는 공정 챔버(100)의 하부를 관통하도록 배치되고, 적층체를 분리 가능하도록 지지하기 위한 지지축(132) 및 공정 챔버(100)의 외부에서 지지축(132)에 연결되고 지지축(132)을 상하방향으로 이동시킬 수 있는 구동기(134)를 포함할 수 있다. 또한, 구동기(134)는 필요에 따라 지지축(132)를 회전시킬 수도 있다.
지지축(132)은 공정 챔버(100)의 하부를 관통하며 상하방향으로 배치되고, 공정 챔버(100) 내부에 배치되는 지지축(132)의 상부에는 적층체의 하부, 즉 지지플레이트(136)의 하부를 안정적으로 지지할 수 있도록 복수개의 지지로드(135)가 구비될 수 있다. 이때, 지지로드(135)는 적어도 3개로 구비될 수 있으며, 일정 간격을 가지며 이격될 수 있다.
구동기(134)는 공정 챔버(100)의 외부에서 지지축(132)의 하부에 연결되고, 지지축(132)을 상하방향으로 이동시킬 수 있다.
또한, 제3지지부(130)는 적층체를 단순하게 지지할 수도 있으나, 적층체를 보다 안정적으로 지지할 수 있도록 지지축(132) 및 지지로드(135)의 내부에 유로를 형성하고, 지지축(132) 및 지지로드(135) 내부를 흡인함으로써 적층체가 지지로드(135)에 흡착되도록 할 수도 있다.
또는, 지지로드(135)의 단부에 돌기(미도시)를 형성하고, 지지로드(135)와 접촉하는 지지플레이트(136)의 저면에 돌기와 맞물려지는 오목홈(미도시)을 형성하여 지지플레이트(136)가 지지로드(135) 상부에 안정적으로 지지되도록 할 수도 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 이송 챔버(200) 내에서 지지플레이트(136), 기판(S) 및 서셉터(140)가 순차적으로 적층된 적층체를 형성하여 지지플레이트(136)와 서셉터(140) 사이에 기판이 처리되는 공간, 즉 처리 공간(G)을 형성할 수 있다. 이렇게 처리 공간(G)이 형성된 적층체를 공정 챔버(100)에 반입하여 처리 공간(G)을 공정 챔버(100)의 내부공간과 분리시킨 상태에서 기판을 처리할 수 있다. 이를 통해 기판을 처리하는 과정에서 발생하는 이물질이 공정 챔버(100)의 내부 공간을 오염시키는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 기판 처리 시 발생하는 이물질의 대부분을 처리 공간(G)을 형성하는 서셉터(140)에 부착시키고, 기판 처리 후 공정 챔버(100)로부터 반출함으로써 이물질에 의해 공정 챔버(100)의 내부 공간이 오염되는 것을 추가적으로 억제할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 대해서 설명한다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 순차적으로 보여주는 도면이다.
먼저, 이송 챔버(200) 내부에 지지플레이트(136)와 서셉터(140)를 마련할 수 있다. 지지플레이트(136)는 제1지지대(222)에 안착시키고, 서셉터(140)는 제2지지대(232)에 안착시킬 수 있다. 이때, 제1승강기(226)를 이용하여 리프트핀(224)을 상승시킴으로써 리프트핀(224)이 지지플레이트(136)의 삽입구(137)에 삽입되어 지지플레이트(136)의 상부면으로 돌출되도록 할 수 있다. 그리고 서셉터(140)는 홈부(140a)가 하부, 즉 이송 챔버(200)의 바닥면을 향하도록 제2지지대(232)에 안착시킬 수 있다.
다음, 도 12의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 이송 로봇(210)을 이용하여 기판(S)을 지지플레이트(136)의 상부면으로 돌출된 리프트핀(224)에 안착시키고, 제1승강기(226)를 이용하여 리프트핀(224)을 하강시켜 기판(S)을 지지플레이트(136)의 안착면(136a)에 안착시킨다.
지지플레이트(136) 상부에 기판(S)이 안착되면, 이송 로봇(210)을 이용하여 기판(S)이 안착된 지지플레이트(136)를 서셉터(140) 측으로 이송한다. 이때, 이송 로봇(210)은 지지플레이트(136)를 서셉터(140)의 하부측으로 이송할 수 있으며, 지지플레이트(136)를 서셉터(140)와 중첩되는 위치까지 이송할 수 있다. 도 13의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 지지플레이트(136)가 서셉터(140)와 중첩되는 위치에 배치되면, 제2승강기(234)를 이용하여 제2지지대(232)를 하강시켜 서셉터(140)를 지지플레이트(136) 상부에 안착시킬 수 있다. 이에 지지플레이트(136)의 제1접촉면(136b)과 서셉터(140)의 제2접촉면(140b)은 서로 접촉, 또는 밀착되고, 지지플레이트(136)와 서셉터(140) 사이에 처리 공간(G)을 갖는 적층체가 형성될 수 있다.
이와 같이 적층체가 형성되면, 도 14의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 이송 로봇(210)을 이용하여 이송 챔버(200)에서 공정 챔버(100)로 적층체를 이송할 수 있다. 공정 챔버(100)로 이송된 적층체는 제3지지부(130)의 지지로드(135) 상부에 안착시킬 수 있다.
이후, 열원(124)에 전원을 인가하여 기판(S)을 가열하고, 공정 챔버(100) 내부에 가스를 공급하면서 기판을 처리할 수 있다. 기판(S)을 처리하는 과정에서 제3지지부(130)의 지지축(132)을 회전시킬 수도 있다.
이와 같이 지지플레이트(136)와 서셉터(140) 사이에 공정 챔버(100)의 내부 공간과 분리되는 처리 공간(G)을 형성하고 기판(S)을 처리하면, 기판 처리 시 발생하는 이물질의 대부분이 기판(S)에서 서셉터(140)에 부착될 수 있다. 즉, 기판 처리 시 발생하는 이물질이 인접한 서셉터(140)에 대부분 부착되고, 처리 공간(G) 내 이물질이 공정 챔버(100)의 내부 공간으로 유출되는 것을 최소화하여 공정 챔버(100)의 내부 공간이 오염되는 것을 억제할 수 있다.
기판 처리가 완료되면, 이송 로봇(210)을 이용하여 적층체를 이송 챔버(200)로 반출할 수 있다. 이송 챔버(200)로 반출된 적층체는 제2지지부(230) 측으로 이송하고, 제2승강기(234)를 이용하여 제2지지대(232)를 상승시켜 서셉터(140)를 지지할 수 있다. 이때, 제2승강기(234)는 서셉터(140)의 제2접촉면(140b)이 지지플레이트(136)의 제1접촉면(136b)과 이격되는 위치까지 제2지지대(232)를 상승시킬 수 있다.
서셉터(140)가 제2지지대(232)에 의해 지지되면, 이송 로봇(210)은 기판(S)이 안착된 지지플레이트(136)를 적층체로부터 분리하여 제1지지대(222) 상부에 안착시킨다. 지지플레이트(136)가 제1지지대(222)에 안착되면, 제1승강기(226)를 이용하여 리프트핀(224)을 상승시켜 기판(S)을 지지플레이트(136) 상부면으로부터 이격시킨다.
이후, 이송 로봇(210)은 기판(S), 즉 처리가 완료된 기판(S)을 로드락 챔버(300a, 300b)를 통해 외부로 반출시킬 수 있다.
그리고 필요에 따라 기판 처리 시 사용한 서셉터(140)를 이송 챔버(200) 외부로 반출하여 세정한 다음 이송 챔버(200) 내부로 인입하거나, 새로운 서셉터로 교체할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은 지지플레이트와 서셉터 사이에 공정 챔버 내부 공간과 분리되는 처리 공간을 별도로 형성하여 기판 처리 시 발생하는 이물질이 공정 챔버 내부를 오염시키는 것을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은 기판 처리 후 서셉터를 공정 챔버로부터 반출하기 때문에 비교적 이물질이 많이 부착된 서셉터를 선택적으로 세정 또는 교체할 수 있어 공정 챔버의 유지 보수에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
100 : 공정 챔버 101: 몸체
102 : 리드 120: 열원 유닛
122: 지지체 124: 열원
126: 투과창 130: 제3지지부
132: 지지축 134: 구동기
136: 지지플레이트 138: 지지핀
140: 서셉터 140a: 홈부
200: 이송 챔버 210: 이송 로봇
220: 제2지지부 230: 제2지지부
300a, 300b: 로드락 챔버
S : 기판

Claims (22)

  1. 기판을 안착시키기 위한 지지플레이트를 지지하기 위한 제1지지부와, 기판 처리 시 상기 지지플레이트의 상부에 배치되는 서셉터를 지지하기 위한 제2지지부를 포함하는 이송 챔버;
    내부에 지지플레이트, 기판 및 서셉터의 적층체를 지지하기 위한 제3지지부를 포함하는 공정 챔버; 및
    상기 이송 챔버와 상기 공정 챔버 간에 지지플레이트, 기판 및 서셉터를 이송할 수 있는 이송 로봇;
    을 포함하고,
    상기 서셉터는,
    상기 지지플레이트보다 큰 면적을 갖는 플레이트 형상으로 형성되고,
    상기 지지플레이트와 사이에 처리 공간을 형성할 수 있도록 상측으로 절곡되는 홈부를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1지지부에 분리 가능하도록 지지되는 지지플레이트와, 상기 제2지지부에 분리가능하도록 지지되는 서셉터를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1지지부는,
    상기 지지플레이트의 적어도 일부를 지지하는 제1지지대; 및
    상기 지지플레이트의 상부에서 기판을 상하방향으로 이동시키기 위한 리프트핀;을 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2지지부는,
    상하방향으로 연장되도록 배치되는 제2지지대;를 포함하고,
    상기 제2지지대는 상기 서셉터의 하부 가장자리영역을 지지하도록 복수개가 이격되어 배치되는 기판 처리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 제2지지대 중 적어도 일부는 상기 지지플레이트의 직경보다 큰 거리를 갖도록 이격되어 배치되는 기판 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2지지대는 상하방향으로 이동 가능한 기판 처리 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 제3지지부는,
    상기 공정 챔버의 하부를 관통하도록 배치되고, 상기 지지플레이트를 분리 가능하도록 지지하기 위한 지지축; 및
    상기 공정 챔버의 외부에서 상기 지지축에 연결되고, 상기 지지축을 상하방향으로 이동시키거나, 상기 지지축을 상하방향으로 이동 및 회전시킬 수 있는 구동기;를 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 이송 로봇은,
    상기 이송 챔버 내부에 구비되고,
    상기 제1지지부 및 제2지지부와 상기 공정 챔버 사이에 구비되는 기판 처리 장치.
  9. 삭제
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지플레이트는,
    상부면에 기판을 지지하기 위한 안착면과, 상기 안착면의 외측에 상기 서셉터와 접촉 가능한 제1접촉면을 구비하고,
    상기 안착면에 상기 리프트핀의 적어도 일부를 삽입시키기 위한 삽입구가 형성되는 기판 처리 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 지지플레이트는,
    링형상으로 형성되고,
    내측에 상기 기판을 지지하기 위한 안착면과, 상기 안착면의 외측에 구비되는 제1접촉면을 포함하는 기판 처리 장치.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 지지플레이트는,
    상기 안착면과 상기 제1접촉면의 사이에 상부로 돌출되도록 형성되는 단턱을 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 단턱에는 상기 안착면과 상기 제1접촉면을 연결하는 제1유로홈이 형성되는 기판 처리 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 서셉터는,
    상기 홈부의 외측에 상기 제1접촉면과 접촉 가능한 제2접촉면을 포함하는 기판 처리 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1접촉면과 상기 제2접촉면 중 적어도 어느 하나에는 상기 처리 공간과 상기 공정 챔버의 내부 공간을 연통시키는 제2유로홈이 형성되는 기판 처리 장치.
  16. 이송 챔버 내부에 지지플레이트와 서셉터를 마련하는 과정;
    상기 지지플레이트 상부에 기판을 안착시키는 과정;
    기판이 안착된 지지플레이트를 상기 서셉터의 하부로 배치하여 상기 지지플레이트, 기판 및 서셉터의 적층체를 형성하는 과정; 및
    상기 적층체를 공정 챔버로 이송하는 과정;
    을 포함하고,
    상기 적층체를 형성하는 과정은,
    상기 지지플레이트와 상기 서셉터 사이에 상기 공정 챔버의 내부 공간과 구분되는 처리 공간을 형성하는 기판 처리 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 서셉터를 마련하는 과정은,
    상측으로 절곡되는 홈부를 포함하고,
    상기 지지플레이트의 직경보다 큰 직경을 갖는 서셉터를 마련하는 기판 처리 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 적층체를 형성하는 과정은,
    기판이 안착되는 상기 지지플레이트의 영역의 외측 영역을 상기 서셉터를 접촉시켜 상기 지지플레이트의 상부면과 상기 서셉터의 홈부 사이에 처리 공간을 형성하는 기판 처리 방법.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 적층체를 이송하는 과정은,
    상기 적층체를 상기 공정 챔버에 구비되는 지지부에 안착시키는 과정을 포함하는 기판 처리 방법.
  20. 청구항 16 또는 청구항 18에 있어서,
    상기 기판을 처리하는 과정을 더 포함하고,
    상기 기판을 처리하는 과정은 상기 공정 챔버 내부에 진공을 형성하는 과정을 포함하는 기판 처리 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 기판을 처리하는 과정 이후에,
    상기 적층체를 상기 이송 챔버로 이송하는 과정;
    상기 적층체로부터 기판과 지지플레이트를 분리하는 과정; 및
    상기 이송 챔버에서 기판을 반출하는 과정;을 포함하는 기판 처리 방법.
  22. 청구항 21 있어서,
    상기 기판을 처리하는 과정 이후에,
    상기 서셉터를 교체하는 과정을 더 포함하는 기판 처리 방법.
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