KR102171460B1 - 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치의 윈도우를 히팅하여 공정시에 공정 변화를 최소화 할 수 있는 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치가 개시된다. 이는 윈도우 내부에 가열된 가스를 주입하여 윈도우 및 챔버 내부 보호 커버의 온도를 조절할 수 있기 때문에 챔부 내부에 형성된 부산물이 윈도우에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 초기 공정 진행시 공정의 변화를 최소화 할 수 있다. 또한, 윈도우 상에 윈도우를 히팅 하기 위한 장치들이 배치되지 않고, 가열된 가스를 윈도우에 직접 주입하여 윈도우의 온도를 제어할 수 있기 때문에 플라즈마 밀도 및 식각률의 변화를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

Description

윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치{Substrate Processing apparatus having Windows Heating System}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 처리 장치에 구비된 윈도우를 히팅하여 공정시에 공정 변화를 최소화 할 수 있는 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
플라즈마 발생 장치는 플라즈마화 하는 방법에 따라 통상적으로 용량성 플라즈마(CCP: capacitive coupled plasma) 타입과, 유도성 플라즈마(inductive coupled plasma) 타입으로 나눌 수 있다.
용량성 플라즈마 장치는 예컨데, 챔버, 적어도 일부가 챔버 내에 배치되며 접지되는 상부 전극, 챔버 내에서 상부 전극의 하측에 배치되어 원료 가스를 분사하는 가스 분사부, 가스 분사부의 하측에 대향 배치되어 처리대상물을 지지하는 정전척, 상부 전극에 전원을 인가하는 상부 전원 공급부, 하부 전극에 전원을 인가하는 하부 전원 공급부를 포함한다. 이러한 용량성 플라즈마 장치에서 상부 전극 및 하부 전극에 전원을 인가하면, 하부 전극과 상부 전극 사이에 전기장 및 플라즈마가 형성된다. 용량성 플라즈마 장치에서 생성된 플라즈마는 전기장에 의해 이온 에너지가 높은 장점이 있으나, 상기 고 에너지의 이온에 의해 처리대상물 또는 처리대상물 상에 형성된 박막이 손상되는 문제가 발생된다. 그리고 패턴이 미세화 됨에 따라 고 에너지의 이온에 의한 손상의 정도가 크다.
유도성 플라즈마 장치는 예컨데, 챔버, 챔버 내에 배치되어 원료 가스를 분사하는 가스 분사부, 챔버 내에서 가스 분사부와 대향 배치되어 처리대상물을 지지하는 정전척, 챔버 외측에 배치되어 소스 전원이 인가되는 안테나, 안테나에 소스 전원을 인가하는 안테나 소스 전원 공급부 및 정전척에 고주파 바이어스 전원을 인가하는 바이어스전원 공급부를 포함한다. 이러한 유도성 플라즈마 장치에서 정전척에 바이어스 전원을 인가하고, 안테나에 소스 전원이 인가되면, 챔버 내에 플라즈마가 형성된다. 생성된 플라즈마 중 양이온은 처리대상물의 표면에 입사 또는 충돌함으로써, 처리대상물 상에 박막을 형성하거나, 상기 처리대상물 또는 처리대상물 상에 형성된 박막을 식각한다. 유도성 플라즈마 장치에서 형성된 플라즈마는 높은 밀도를 가지고, 낮은 이온 에너지 분포를 형성하여, 처리대상물 또는 박막에 대한 손상이 적은 장점이 있다.
이러한 플라즈마를 이용한 장치는 박막을 식각하는 식각장치, 박막을 증착하는 증착장치 등으로 구분될 수 있다.
여기서, 식각 장치를 이용한 식각 공정은 안테나로부터 인가된 고주파 전력이 유전체 윈도우를 투과하여 공정 챔버 내부에 제공되며, 이러한 유전체 윈도우의 온도는 기판 처리율에 영향을 미친다. 유전체 윈도우는 발생된 플라스마에 의해 가열되어 온도가 상승하나, 플라스마 발생 초기에는 낮은 온도로 유지되어 공정 초기 단계에 제공되는 기판의 처리율을 떨어뜨리는 문제를 야기시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래의 디스플레이용 기판 처리 장치는 윈도우를 히팅하기 위하여 칠러(Chiller)장치를 이용하고 있다. 하지만, 종래 칠러장치를 이용하였을 때는 칠러의 라인패스(Line path) 부분에만 히팅이 되어 윈도우의 내, 외부 온도가 전체적으로 불균일하게 형성되는 단점을 초래한다. 즉, 윈도우의 가장자리보다 중앙의 온도가 낮게 형성된다. 또한, 플라즈마 밀도(Plasma Density) 및 식각률의 변화를 최소화하면서 윈도우를 직접 히팅 할 수 있는 방법은 전무한 실정이다.
한국등록특허 10-1282941
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판 처리 장치에 구비된 윈도우를 직접 히팅시킴으로써 윈도우의 온도 상승을 통해 챔버 내부의 부산물 증착을 줄일 수 있으며, 이를 통해 공정시에 식각률의 변화를 최소화 시킬 수 있는 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치는 챔버 몸체, 상기 챔버 몸체에 의해 제공되고, 수용된 피처리 기판의 플라즈마 처리가 이루어지는 처리실, 상기 처리실 내에 배치되어 상기 피처리 기판을 지지하는 지지대부, 상기 처리실 상부에 배치되고, 상기 처리실 내에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부 및 상기 처리실과 상기 플라즈마 발생부 사이에 배치되고, 상기 처리실과 상기 플라즈마 발생부를 구분하는 다수의 윈도우를 지지하는 프레임을 포함하고, 상기 프레임은 상기 다수의 윈도우를 가열하도록 가열된 가스를 주입하는 히팅 시스템을 포함한다.
상기 히팅 시스템은, 가스 공급원으로부터 가스를 공급받고, 가스의 양 및 온도를 제어하는 가스 컨트롤러, 상기 가스 컨트롤러로 의해 가스를 공급받고, 공급된 가스를 가열하는 가열기 및 상기 가열기에 의해 가열된 가스가 상기 윈도우를 순환하도록 하는 순환 펌프를 포함할 수 있다.
상기 순환 펌프는 상기 윈도우와 상기 가열기 사이에 배치될 수 있다.
상기 윈도우는 상기 가열된 가스가 유입되어 상기 윈도우를 가열하도록 유입홈을 포함할 수 있다.
상기 유입홈은 바닥이 평평하도록 형성될 수 있다.
상기 유입홈은 중앙부가 오목한 형태로 형성될 수 있다.
상기 유입홈은 중앙부가 점점 좁아지는 계단 형태로 형성될 수 있다.
상기 윈도우는 주입된 가스가 새어나오지 않도록 윈도우 커버를 더 포함하고, 상기 윈도우 커버는, 상기 가열된 가스가 유입되는 유입구 및 상기 유입된 가스가 배출되는 배출구를 포함할 수 있다.
상기 유입구는 배관을 통해 상기 가열기와 연결되고, 상기 배출구는 배관을 통해 상기 순환 펌프와 연결될 수 있다.
상기 윈도우를 가열하는 가스는 Air, Ar 및 N2 가스 중 어느 하나의 가스를 포함할 수 있다.
상기 다수의 윈도우를 채널별로 구분하고, 상기 히팅 시스템은 상기 채널 별로 구분된 윈도우에 유입되는 가스의 양과 가스의 온도를 채널별로 구분하여 각각 독립적으로 제어될 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 윈도우 내부에 가열된 가스를 주입하여 윈도우 및 챔버 내부 보호 커버의 온도를 조절할 수 있기 때문에 챔부 내부에 형성된 부산물이 윈도우에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 초기 공정 진행시 공정의 변화를 최소화 할 수 있다.
또한, 윈도우 상에 윈도우를 히팅하기 위한 장치들이 배치되지 않고, 가열된 가스를 윈도우에 직접 주입하여 윈도우의 온도를 제어할 수 있기 때문에 플라즈마 밀도 및 식각률의 변화를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 윈도우 히팅 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 유입홈의 일실예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 윈도우 히팅 시스템을 적용한 윈도우의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치는 챔버 몸체(100), 챔버 몸체(100)에 의해 제공되고, 수용된 피처리 기판(101)의 플라즈마 처리가 이루어지는 처리실(200), 처리실(200) 내에 배치되어 상기 피처리 기판(101)을 지지하는 지지대부(300), 처리실(200) 상부에 배치되고, 처리실(200) 내에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부(400) 및 처리실(200)과 상기 플라즈마 발생부(400) 사이에 배치되고, 처리실(200)과 플라즈마 발생부(400)를 구분하는 다수의 윈도우(510)를 지지하는 프레임(500)을 포함하고, 다수의 윈도우(510)를 가열하도록 가열된 가스를 주입하는 히팅 시스템(600)을 포함한다.
챔버 몸체(100)는 피처리 기판(101)에 대해 플라즈마 식각 공정을 수행하기 위한 환경을 조성하고 플라즈마가 생성 및 반응되는 공간을 제공한다. 챔버 몸체(100) 내에는 피처리 기판(101)이 투입되며, 실링에 의해 밀폐된 채로 내부가 진공 상태로 유지될 수 있다.
이때, 챔버 몸체(100)는 사각의 판면 형상을 갖는 피처리 기판(101)에 적합하도록 전체적으로 사각 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명에서 챔버 몸체(100)의 형상은 플라즈마 처리 대상이 되는 피처리 기판(101)의 종류 및 형상에 따라 변경될 수 있다.
챔버 몸체(100)는 상부 덮개(110)와 프레임(500) 그리고 하부 본체(120)를 포함할 수 있다.
챔버 몸체(100)는 프레임(500)에 의해 상부 덮개(110)와 하부 본체(120)로 구분되며, 상부 덮개(110)는 고주파 안테나(410)가 배치된 플라즈마 발생부(400)를 포함하고, 하부 본체(120)는 기판 지지대부(300)가 배치된 처리실(200)을 포함할 수 있다.
플라즈마 발생부(400)는 플라즈마를 발생시키기 위한 고주파 안테나(410)를 포함할 수 있다. 플라즈마 발생부(400)의 고주파 안테나(410)는 고주파전원(420)으로부터 고주파전력을 인가받아 처리실(200)에 플라즈마를 발생시키는 전기장을 유도하는 수단으로, 전체적으로 코일 형태의 구조를 갖으며, 안테나(410)의 형상, 개수 및 배치는 실시되는 공정에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
한편, 고주파전원(420)으로부터 공급되는 고주파전력은 상부에 마련된 정합기(430)를 거쳐 플라즈마 발생부(400) 내에 배치된 전력 인입선(440)을 통해 안테나(410)에 인가된다. 이때, 정합기(430)는 안테나(410)에 의한 부하 임피던스와 안테나(410)에 의해 발생되는 플라즈마에 의한 플라즈마 임피던스를 고주파전원(420)의 내부 임피던스와 임피던스 매칭(Impedance matching)시켜 고주파전원(420)으로부터 안테나(410)로 인가되는 전력의 손실을 최소화시킨다.
고주파전원(420)으로부터 안테나(410)에 고주파전력이 인가되면 안테나(410)에서 발생되는 자기장에 의해 유도되는 전기장이 처리 가스와 반응하여 플라즈마를 발생시킨다. 안테나(410)의 자기장에 의해 유도된 전기장은 자기장에 의해 챔버 몸체(100) 벽으로 손실되는 전기장을 감소시킬 수 있기 때문에 용량성 플라즈마(CCP) 처리장치에서 발생되는 전기장에 비해 고밀도 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
한편, 안테나(410)에 고주파전력이 인가되면, 챔버 몸체(100)의 내부에 플라즈마를 발생시키기 위한 유도전기장이 형성될 뿐만 아니라, 안테나(410) 표면에 고주파 주파수로 양전하와 음전하가 교대로 대전됨에 따라 축전전기장이 형성될 수 있다.
이때, 축전전기장은 초기 플라즈마를 점화(Ignition) 시키기 위한 수단이지만, 스퍼티링(sputtering) 현상에 의해 플라즈마와 안테나(410) 사이에 배치된 윈도우(510)를 손상시키고, 플라즈마의 균일도를 떨어뜨리는 등의 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
이러한 부정적인 영향을 방지하기 위해, 안테나(410)와 윈도우(510)의 간격을 조절하거나 안테나(410) 또는 윈도우(510)의 형상 및 구조를 변경하여 윈도우(510)에 미치는 축전전기장의 영향을 최소화할 수 있다. 이렇듯 윈도우(510)에 미치는 축전전기장의 영향을 최소화함으로써 고주파전력에 의한 에너지를 유도성 결합으로 플라즈마에 더 효과적으로 전달하도록 할 수 있다.
처리실(200)은 내부에 플라즈마가 발생될 수 있는 공간을 제공하며, 처리실(200) 하부에는 피처리 기판(101)을 지지하도록 배치된 지지대부(300)를 포함할 수 있다.
또한, 지지대부(300)는 정전척 전극(310) 및 포커스 링(320)을 포함할 수 있다.
정전척 전극(310)은 피처리 기판(101)을 지지하는 동시에 피처리 기판(101)을 고정하며, 온도를 유지시킨다. 즉, 높은 공정 온도를 이용하는 유도결합 플라즈마 처리장치는 높은 온도에 의해 피처리 기판(101)이 휘어질 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 피처리 기판(101)의 전면적을 고정시키기 위한 정전척(Electrostatic Chuck, ESC)을 사용한다.
정전척 전극(310) 주변부 즉, 지지대부(300) 상부에는 포커스 링(320)이 배치될 수 있다. 포커스 링(320)은 정전척 전극(310)을 플라즈마로부터 보호하고, 피처리 기판(101)에 플라즈마를 집중시키거나 식각의 균일성을 향상시키는 작용을 갖을 수 있다. 이러한 포커스 링(320)은 일반적인 세라믹 재질일 수 있다.
플라즈마 발생부(400)와 처리실(200) 사이에 배치된 프레임(500)은 유도된 전기장과 반응하여 플라즈마를 발생시키도록 공정 가스를 분사하는 가스공급부(520)와 안테나(410)에서 발생되는 자기장을 처리실(200)로 유입될 수 있도록 배치된 윈도우(510)를 포함한다.
가스공급부(520)는 챔버 몸체(100)의 상부에서 피처리 기판(101) 방향으로 향하여 공정 가스를 분사하는 분출구(530)를 포함하며, 분출구(530)는 프레임(500)에 형성된 하나 이상의 구멍에 삽입 설치될 수 있다.
플라즈마 처리장치가 대면적 챔버 몸체(100)에 적용될 경우, 윈도우(510) 및 프레임(500)은 다수개의 영역으로 구성될 수 있고, 그에 따라 분출구(530)도 하나 이상 구비될 수 있다.
프레임(500) 내에는 윈도우(510)와 동일한 위치에 동일한 형상으로 윈도우(510)보다 작은 크기의 개구부가 형성 될 수 있다. 윈도우(510)는 프레임(500)의 개구부 상부에 배치되고 프레임(500)에 의해 지지될 수 있다.
윈도우(510)는 처리실(200)의 상부에서 실질적으로 동일한 수평면 상에 구비되며, 원, 타원, 삼각, 사각 중 어느 하나의 형상일 수 있다. 바람직하게는 본 실시예의 윈도우(510)는 사각 형상으로 배치될 수 있다. 또한 윈도우(510)는 하나 이상의 개수로 분할된 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 본 실시예의 윈도우(510)는 4분할, 5분할, 6분할, 8분할, 9분할 및 그 이상으로 분할된 것 중 어느 하나인 형태일 수 있다. 또한, 윈도우(510) 하부에는 윈도우(510)가 진공 및 안테나(410)의 고전압 등에 의해 파손되는 것을 방지하기 위한 보호 커버(501)가 더 포함될 수 있다. 일예로, 보호 커버(501)와 윈도우(510)의 재질은 도체나 절연체로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 세라믹 재질로 형성될 수 있다.
윈도우(510)는 발생된 플라스마에 의해 가열되어 온도가 상승하나, 플라스마 발생 초기에는 낮은 온도로 유지되어 공정 초기 단계에 제공되는 기판의 처리율을 떨어뜨리는 문제를 야기시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래의 플라즈마 처리장치는 윈도우(510)를 히팅 하기 위하여 칠러(Chiller)장치를 이용하고 있으나, 종래 칠러장치를 이용하였을 때는 칠러의 라인패스(Line path) 부분에만 히팅이 되어 윈도우(510)의 내, 외부 온도가 전체적으로 불균일하게 형성되는 단점을 초래한다. 즉, 윈도우(510)의 가장자리보다 중앙의 온도가 낮게 형성된다.
따라서, 본 발명에서는 가열된 가스를 이용하여 윈도우(510) 전체를 히팅할 수 있는 히팅 시스템(600)을 포함한다.
도 2는 본 발명의 윈도우 히팅 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 장착된 윈도우 히팅 시스템(600)은 가스 컨트롤러(610), 가열기(620) 및 순환 펌프(630)를 포함한다.
가스 컨트롤러(610)는 가스 공급원(601)으로부터 공급된 가스를 윈도우(510) 내부로 가스를 유입시키며, 가스의 양이나 온도를 제어할 수 있다. 가스 컨트롤러(610)에 의해 유입되는 가스는 Air, Ar 및 N2 중 어느 하나 일 수 있으나, 윈도우(510)를 가열할 수 있는 가스이면 어떤 가스라도 무방하다. 바람직하게는 N2 가스 일 수 있다.
가스 컨트롤러(610)에 의해 유입된 가스는 가열기(620)에 의해 가열될 수 있다. 가열기(620)에서 가열되는 가스의 온도는 가스 컨트롤러(610)에서 지정된 온도까지 가열될 수 있다.
가열기(620)에 의해 가열된 가스는 윈도우(510)까지 연장된 배관을 통해 윈도우(510) 내부로 유입될 수 있다. 윈도우(510)는 가열된 가스를 유입시켜 윈도우(510)를 가열시키기 위해 도 2에서와 같이 윈도우(510) 상부에 형성된 유입홈(511)을 포함할 수 있다.
유입홈(511)은 윈도우(510) 상부에 형성되되, 윈도우(510)의 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. 여기서, 유입홈(511)의 깊이가 너무 작으면 윈도우(510)의 가열 효율이 떨어질 수 있으며, 너무 깊으면 윈도우(510) 전체의 두께가 얇아지기 때문에 처리실의 진공 상태에서 윈도우(510)가 파손될 우려가 있다.
유입홈(511)의 형태는 유입홈(511)의 바닥이 평평하도록 형성되거나, 유입홈(511)의 중앙부가 들어간 오목한 형태로 형성될 수 있으며, 윈도우(510)의 강도를 고려하여 중앙부가 점점 좁아지는 계단형태로 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 유입홈의 일실예를 나타낸 도면이다.
우선, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 유입홈(511)은 바닥이 평평한 형태를 가질 수 있다. 이때, 유입홈(511)의 깊이가 너무 작으면 윈도우(510)의 가열 효율이 떨어지는 문제가 발생될 수 있으며, 반대로 유입홈(511)의 깊이가 너무 깊으면 윈도우(510) 전체의 두께가 얇아지기 때문에 처리실의 진공 상태에서 윈도우(510)가 파손될 우려가 있다. 따라서, 윈도우(510)가 파손되지 않으면서 가열 효율을 높일 수 있는 깊이로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 유입홈(511)의 바닥이 평평하게 형성되기 때문에 제조가 용이하고, 위치에 따른 온도 편차를 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 도 4에 따른 유입홈(511)의 형태는 바닥의 중앙부가 들어간 오목한 형태를 가질 수 있다. 일반적으로, 기판 처리 장치가 대면적으로 커질수록 윈도우(510)의 크기도 이에 대응하여 커지게 된다. 윈도우(510)의 크기가 커지게 되면 유입홈(511)으로 유입되고 배출되는 윈도우(510)의 가장자리 보다 윈도우(510)의 중앙부분의 온도가 낮을 수 있다. 따라서, 유입홈(511)의 바닥 형태를 중앙부가 들어간 오목한 형태로 형성하여 윈도우(510)의 중앙부 두께만 줄임으로써 윈도우(510)의 파손을 방지하고, 중앙 부분의 온도를 상승시켜 윈도우(510) 전체의 온도 편차를 줄일 수 있다.
도 5에 따른 유입홈(511)의 형태는 중앙부가 점점 좁아지는 계단 형태가 되도록 형성될 수 있다. 즉, 유입홈(511)을 도 5에서와 같이 윈도우(510)의 강도를 고려하여 계단 형태로 형성함으로써, 유입홈(511)의 깊이가 깊어지더라도 윈도우(510)의 파손을 방지할 수 있다.
윈도우(510) 상부에는 유입된 가열 가스가 새어나오지 않도록 윈도우 커버(512)를 포함할 수 있다. 또한, 윈도우(510)와 동일한 재질로 형성됨이 바람직하다. 윈도우 커버(512)에는 가열된 가스가 유입되도록 하는 유입구(513)와 윈도우(510)를 가열하고 윈도우(510) 외부로 가스를 배출하는 배출구(514)를 포함할 수 있다.
유입구(513)는 가열기(620)를 통해 가열된 가스가 윈도우(510) 내부로 유입되도록 배관을 통해 가열기(620)와 연결될 수 있다. 또한, 윈도우(510)를 가열한 가스는 배출구(514)와 가열기(620)에 연결된 배관을 통해 가열기(620)로 재 유입될 수 있다.
또한, 유입구(513)와 배출구(514)는, 프레임(400)에 형성된 복수의 윈도우(510)에 각각 형성될 수 있다. 즉, 가열된 가스는 복수의 윈도우(510)로 분기된 배관을 통해 윈도우(510)에 형성된 유입구(513)로 각각 유입될 수 있고, 윈도우(510)로 유입된 가스는 각각의 윈도우(510)에 형성된 배출구(514)를 통해 배출되어 가열기(620)로 재 유입될 수 있다.
순환 펌프(630)는 윈도우 커버(512)의 배출구(514)와 가열기(620)에 연결된 배관 사이에 연결될 수 있다. 순환 펌프(630)는 윈도우(510) 내부를 가열한 가스가 다시 가열기(620)를 통해 가열될 수 있도록 배출구(514)를 통해 배출된 가스를 가열기(620)로 재유입하는 기능을 수행한다.
따라서, 가열기(620)를 통해 가열된 가스는 윈도우(510)를 가열시킨 후, 윈도우(510)에서 배출된 가스가 순환 펌프(630)에 의해 다시 윈도우(510)로 유입되도록 순환시킴으로써 윈도우(510)를 지속적으로 가열할 수 있다. 또한, 가스 컨트롤러(610)에 의해 가열되는 가스의 온도를 조절할 수 있기 때문에 순환되는 가스의 온도를 공정에 맞게 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 윈도우 히팅 시스템을 적용한 윈도우의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 전체 윈도우(510)를 구역별로 나누고, 각각의 채널로 구분한 후 각 채널별로 가스의 양과 온도를 각각 제어할 수 있다. 실시예로써, 도 6에 도시한 바와 같이, 9개로 구분된 윈도우(510)를 각각 채널1부터 채널9로 구분하고, 각각의 윈도우(510)에 유입구(513)와 배출구(514)를 연결한다. 또한, 각각의 유입구(513)는 가열기(620)에서 분기된 배관과 연결되고, 각각의 배출구(514)는 순환 펌프(630)와 연결되고, 순환 펌프(630)에 의해 다시 가열기(620)와 연결된다.
즉, 각각의 채널은 채널별로 유입되는 배관을 달리하여 가열기(620)에서 분기되도록 형성함으로써 가스 컨트롤러(610)에 의해 유입되는 가스량 또는 가스온도를 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 따라서, 윈도우(510)에 증착되는 부산물의 정도에 따라 채널별로 다르게 제어 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 윈도우 히팅 시스템(600)을 갖는 기판 처리 장치는 윈도우(510) 내부에 가열된 가스를 주입하여 윈도우(510) 및 챔버 내부 보호 커버(501)의 온도를 조절할 수 있기 때문에 챔부 내부에 형성된 부산물이 윈도우(510)에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 초기 공정 진행시 공정의 변화를 최소화 할 수 있다.
또한, 윈도우(510) 상에 윈도우(510)를 히팅 하기 위한 장치들이 배치되지 않고, 가열된 가스를 윈도우(510)에 직접 주입하여 윈도우(510)의 온도를 제어할 수 있기 때문에 플라즈마 밀도 및 식각률의 변화를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 챔버 몸체 200 : 처리실
300 : 지지대부 400 : 플라즈마 발생부
500 : 프레임 510 : 윈도우
511 : 유입홈 512 : 윈도우 커버
513 : 유입구 514 : 배출구
600 : 히팅 시스템 610 : 가스 컨트롤러
620 : 가열기 630 : 순환 펌프

Claims (11)

  1. 챔버 몸체;
    상기 챔버 몸체에 의해 제공되고, 수용된 피처리 기판의 플라즈마 처리가 이루어지는 처리실;
    상기 처리실 내에 배치되어 상기 피처리 기판을 지지하는 지지대부;
    상기 처리실 상부에 배치되고, 상기 처리실 내에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부; 및
    상기 처리실과 상기 플라즈마 발생부 사이에 배치되고, 상기 처리실과 상기 플라즈마 발생부를 구분하는 다수의 윈도우를 지지하는 프레임을 포함하고,
    상기 프레임은 상기 다수의 윈도우를 가열하도록 가열된 가스를 주입하는 히팅 시스템을 포함하되,
    상기 윈도우는 상기 가열된 가스가 유입되어 상기 윈도우를 가열하도록 유입홈을 포함하고,
    상기 유입홈은 중앙부가 오목한 형태로 형성된 것인 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 히팅 시스템은,
    가스 공급원으로부터 가스를 공급받고, 가스의 양 및 온도를 제어하는 가스 컨트롤러;
    상기 가스 컨트롤러로 의해 가스를 공급받고, 공급된 가스를 가열하는 가열기; 및
    상기 가열기에 의해 가열된 가스가 상기 윈도우를 순환하도록 하는 순환 펌프를 포함하는 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 순환 펌프는 상기 윈도우와 상기 가열기 사이에 배치되는 것인 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유입홈은 중앙부가 점점 좁아지는 계단 형태로 형성된 것인 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 윈도우는 주입된 가스가 새어나오지 않도록 윈도우 커버를 더 포함하고,
    상기 윈도우 커버는,
    상기 가열된 가스가 유입되는 유입구; 및
    상기 유입된 가스가 배출되는 배출구를 포함하는 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유입구는 배관을 통해 상기 가열기와 연결되고,
    상기 배출구는 배관을 통해 상기 순환 펌프와 연결되는 것인 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우를 가열하는 가스는 Air, Ar 및 N2 가스 중 어느 하나의 가스를 포함하는 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 윈도우를 채널별로 구분하고, 상기 히팅 시스템은 상기 채널 별로 구분된 윈도우에 유입되는 가스의 양과 가스의 온도를 채널별로 구분하여 각각 독립적으로 제어하는 것인 윈도우 히팅 시스템을 갖는 기판 처리 장치.
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