KR102403088B1 - Apparatus and Method of Processing wafer - Google Patents
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Abstract
기판 처리 장치 및 방법에 관한 기술이다. 본 실시예에 따른 기판 처리 방법은 기판상에 박막을 증착하는 공정 챔버의 내부의 소스 가스를 배기하는 방법으로서, 먼저, 공정 챔버 배기 라인을 연결하는 메인 배기 밸브를 클로우즈한다. 상기 배기 라인내의 미반응된 상기 소스 가스들과 반응하는 반응 가스를 공급하여 반응물을 생성한다. 상기 배기 라인에 불활성 가스를 공급한다. 다음, 상기 배기 라인 내부를 대기 반응시킨다. 상기 대기 반응시, 상기 불활성 가스에 의해, 유입되는 대기 가스와 잔류하는 상기 반응물간의 반응을 지연시킨다. It relates to a substrate processing apparatus and method. The substrate processing method according to the present embodiment is a method of exhausting a source gas inside a process chamber for depositing a thin film on a substrate. First, a main exhaust valve connecting the process chamber exhaust line is closed. A reactant is produced by supplying a reactant gas that reacts with the unreacted source gases in the exhaust line. An inert gas is supplied to the exhaust line. Next, the inside of the exhaust line is reacted with the atmosphere. During the atmospheric reaction, the reaction between the incoming atmospheric gas and the remaining reactant is delayed by the inert gas.
Description
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배기 장치를 포함하는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing apparatus and method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and method including an exhaust apparatus.
반도체 층 증착 방식의 하나로 ALD(atomic layer deposition) 방식은 단차 피복이 용이하며 옴스트롱(Angstrom) 단위의 박막을 제작할 수 있다. As one of the semiconductor layer deposition methods, the ALD (atomic layer deposition) method can easily cover a step difference and can produce a thin film in Angstrom units.
이와 같은 ALD 방식은 유기 금속 전구체로 된 소스 가스를 제공하는 단계, 잔류하는 소스 가스를 퍼지하는 단계, 반응 가스(reactant)를 제공하는 단계 및 잔류하는 반응 가스를 퍼지하는 단계를 주기적으로 진행하여, 반도체층을 증착하는 방법이다. The ALD method periodically performs the steps of providing a source gas made of an organometallic precursor, purging the remaining source gas, providing a reactant, and purging the remaining reactive gas, A method of depositing a semiconductor layer.
잔류하는 소스 가스 및 반응 가스를 제거하는 퍼지 단계는 펌프를 구비하는 배기 시스템을 통해 진행되고 있다. 또한, 퍼지 공정 외에, 기판 처리 장치의 유지 보수를 위해, 배기 라인내의 배기 공정이 진행되고 있다. A purge step of removing residual source gas and reactive gas is performed through an exhaust system including a pump. In addition to the purge process, an exhaust process in the exhaust line is being performed for maintenance of the substrate processing apparatus.
배기 공정은 배기 가스내에 잔류하는 소스 가스 성분을 고형화하는 단계 및 고형화된 소스 성분을 대기 반응시키는 단계로 구성될 수 있다. The exhaust process may consist of solidifying a source gas component remaining in the exhaust gas and subjecting the solidified source component to atmospheric reaction.
그런데, 대기 반응 시, 다량의 대기 가스가 배기 라인에 유입됨에 따라, 배기 라인에 잔류되는 소스 성분과 급격한 반응이 진행되어, 발열 및 화재가 발생되는 문제가 있다. However, during the atmospheric reaction, as a large amount of atmospheric gas flows into the exhaust line, a rapid reaction with the source component remaining in the exhaust line proceeds, causing heat generation and fire.
본 발명은 배기 성능을 개선할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and method capable of improving exhaust performance.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 처리 공간을 구비하며 적어도 하나의 기판을 안착하기 위한 서셉터를 포함하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 상부에 장착되고, 소스 가스를 포함하는 제 1 공정 가스 및 반응 가스를 포함하는 제 2 공정 가스를 상기 기판에 각각 분사하도록 제공되는 가스 분사부; 및 상기 처리 공간내에 잔류하는 제 1 공정 가스를 배출시키도록 제 1 배기 펌프와 연결되며 대기 가스 유입을 단속하는 대기 유입 밸브를 포함하는 제 1 배기 블록과, 상기 제 1 배기 블록과 이격 설치되며 상기 처리 공간내에 잔류하는 제 2 공정 가스를 배출시키도록 제 2 배기 펌프와 연결 연결되는 제 2 배기 블록을 포함하는 배기부를 포함하며, 상기 제 1 배기 블록은 반응 가스를 공급하기 위한 반응 가스 공급부 및 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 공급부를 더 포함한다. 상기 제 1 배기 블록의 유지 보수시, 상기 제 1 배기 블록내에 잔류하는 제 1 공정 가스를 상기 반응 가스 공급부를 통해 공급된 상기 반응 가스와 반응시켜 반응물을 형성하고, 상기 제 1 배기 블록 내부로 상기 불활성 가스 공급부로 부터 공급된 상기 불활성 가스에 의해 상기 반응물과 상기 대기 가스와의 반응을 지연시키도록 상기 반응 가스 공급부, 상기 불활성 가스 공급부 및 상기 대기 유입 밸브를 제어하는 제어부를 포함한다. A substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a process chamber having a processing space and including a susceptor for seating at least one substrate; a gas injection unit mounted on the process chamber and provided to respectively inject a first process gas including a source gas and a second process gas including a reaction gas to the substrate; and a first exhaust block connected to a first exhaust pump to discharge the first process gas remaining in the processing space and including an atmospheric inlet valve controlling the inflow of atmospheric gas, and installed to be spaced apart from the first exhaust block; an exhaust unit including a second exhaust block connected and connected to a second exhaust pump to discharge a second process gas remaining in the processing space, wherein the first exhaust block includes a reactive gas supply unit for supplying a reactive gas and an inert It further includes an inert gas supply unit for supplying a gas. During maintenance of the first exhaust block, a reactant is formed by reacting the first process gas remaining in the first exhaust block with the reaction gas supplied through the reaction gas supply unit, and the first process gas remaining in the first exhaust block is introduced into the first exhaust block. and a controller configured to control the reaction gas supply unit, the inert gas supply unit, and the atmospheric inlet valve to delay a reaction between the reactant and the atmospheric gas by the inert gas supplied from the inert gas supply unit.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 유지 보수 방법으로서, 상기 공정 챔버의 내부에 잔류하는 상기 제 1 공정 가스를 상기 제 1 배기 라인을 통해 배출하는 단계; 상기 제 1 배기 라인 상의 제 1 메인 배기 밸브를 클로우즈하는 단계; 상기 제 1 메인 배기 밸브 하류로 상기 반응 가스를 공급하여 상기 제 1 배기 라인 내의 미 반응된 상기 제 1 공정 가스와 반응시켜 반응물을 생성하는 단계; 상기 제 1 배기 라인 상의 상기 대기 유입 밸브를 통해 상기 대기 가스를 유입시켜, 상기 제 1 배기 라인 내에 잔류하는 상기 반응물과 상기 대기 가스를 반응시키는 단계;를 포함하되, 상기 대기 반응 단계 전, 상기 제 1 배기 라인 상에 상기 불활성 가스를 공급하여, 상기 대기 가스 유입 시, 상기 반응물과 상기 대기 가스의 반응을 지연하는 단계;를 더 포함할 수 있다. Also, according to an embodiment of the present invention, there is provided a method for maintaining a substrate processing apparatus, the method comprising: discharging the first process gas remaining in the process chamber through the first exhaust line; closing a first main exhaust valve on the first exhaust line; supplying the reactant gas downstream of the first main exhaust valve to react with the unreacted first process gas in the first exhaust line to generate a reactant; and introducing the atmospheric gas through the atmospheric inlet valve on the first exhaust line to react the reactant remaining in the first exhaust line with the atmospheric gas. The method may further include: supplying the inert gas to one exhaust line to delay a reaction between the reactant and the atmospheric gas when the atmospheric gas is introduced.
본 발명에 따르면, 배기부의 유지 보수를 위한 대기 공정시 배기 라인내에 불활성 가스를 충진하여, 대기 가스 유입 속도를 감소시킴으로써, 잔류 공정 가스와 대기 가스의 반응 속도를 감소시킬 수 있다. According to the present invention, the reaction rate between the residual process gas and the atmospheric gas can be reduced by filling the exhaust line with an inert gas during the standby process for maintenance of the exhaust part, thereby reducing the atmospheric gas inflow rate.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다. 1 and 2 are cross-sectional views of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are flowcharts illustrating a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Sizes and relative sizes of layers and regions in the drawings may be exaggerated for clarity of description. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 가스 분사부(200), 배기부(300), 반응 가스 공급부(400) 및 불활성 가스 공급부(500)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the
공정 챔버(100)는 내부에 기판 처리 공간을 구비할 수 있으며, 적어도 하나의 기판(102)이 수용될 수 있는 서셉터(101)를 포함할 수 있다. 상기 서셉터(101)는 기판 처리 공정 중 기판(102)을 안정적으로 지지하는 테이블의 역할을 수행할 수 있다. 상기 서셉터(101)는 그 내부 혹은 하단에 발열 히터를 포함하여, 온도 조절 장치로서의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 공정 챔버(100)는 바닥부(103), 외벽부(104) 및 상층 플레이트(105)를 포함하여, 외기의 유입을 차단하도록 구성될 수 있다. The
가스 분사부(200)는 공정 챔버(100)의 상측 플레이트(105) 부근에 위치하여, 공정 챔버(100) 내부로 적어도 하나, 예를 들어, 제 1 및 제 2 공정 가스(201a,202a)를 공급할 수 있다 The
예를 들어, 가스 분사부(200)는 제 1 공정 가스(201a) 및 제 2 공정 가스(202a)를 기판(102) 상에 제공할 수 있도록 복수의 샤워 헤드를 구비할 수 있다. 즉, 가스 분사부(200)는 제 1 공정 가스 분사부(200a), 제 2 공정 가스 분사부(200b) 및 퍼지 가스 분사부(200c)를 포함할 수 있다. 제 1 공정 가스 분사부(200a) 및 제 2 공정 가스 분사부(200b)는 가스 분사부(200)의 둘레 방향을 따라 방사형으로 배치될 수 있고, 제 1 및 제 2 공정 가스 분사부(200a,200b) 사이 혹은 가스 분사부(200)의 중간에 퍼지 가스 분사부(200c)가 구비될 수 있다. For example, the
본 실시예의 기판 처리 장치(10)는 공간 분할 방식의 처리 장치로서, 상기 서셉터(101)와 가스 분사부(200)가 상대 회전함으로써, 복수의 기판(102)을 동시에 처리할 수 있다. 즉, 상기 서셉터(101)상에 안착되는 복수의 기판(102) 중 어느 하나의 기판상에 상기 가스 분사부(200)에서 분사되는 제 1 공정 가스, 퍼지 가스, 제 2 공정 가스 및 퍼지 가스가 순차적으로 공급될 수 있도록 서셉터(101)를 회전시키거나 가스 분사부(200)를 회전시킬 수 있다. The
여기서, 상기 제 1 공정 가스(201)는 금속 전구체를 포함하는 소스 가스 일 수 있고, 제 2 공정 가스(202)는 반응성 가스를 포함할 수 있다. 상기 제 1 공정 가스(201)는 Zr, Ti, Si, Ta 및 Hf 중 선택되는 하나의 가스를 포함할 수 있으나, 여기에 제한되지는 않는다. 제 2 공정 가스(202)는 제 1 공정 가스와 반응하여, 기판상에 원자층을 형성할 수 있는 물질로서, O2, O3 또는 NH3가 이용될 수 있다.Here, the
본 실시예에서는, CpZr[N(CH3)2]3 또는 Zr(N(CH3)(C2H5))4와 같은 지르코늄 소스를 제 1 공정 가스(201a)로 이용하는 경우, O3, O2, H2O 또는 OH를 제 2 공정 가스(202)로서 이용할 수 있다. 또한, TiCl4와 같은 티타늄 소스를 제 1 공정 가스(201)로 이용하는 경우, O3, O2 또는 NH3를 제 2 공정 가스(202)로서 이용할 수 있다. 또한, Si2Cl6, C8H22N2Si 또는 C3H22N2Si와 같은 실리콘 소스를 제 1 공정 가스(201)로 이용하는 경우, O3, O2 또는 NH3를 제 2 공정 가스(202)로서 이용할 수 있다. In this embodiment, when a zirconium source such as CpZr[N(CH3)2]3 or Zr(N(CH3)(C2H5))4 is used as the
배기부(300)는 공정 챔버(100) 내부에 잔류하는 제 1 및 제 2 공정 가스(201a,202a)를 외부로 배기시키도록 구성된다. The
본 실시예의 배기부(300)는 공정 챔버(100) 하부에 위치될 수 있다. 배기부(300)는 제 1 공정 가스를 배출시키기 위한 제 1 배기 블록(310a) 및 제 2 공정 가스를 배출시키기 위한 제 2 배기 블록(310b)을 포함할 수 있다. The
제 1 배기 블록(310a)은 제 1 배기 라인(L1) 및 제 1 메인 배기 밸브(MV1)를 포함할 수 있다. The
상기 제 1 배기 라인(L1)은 상기 공정 챔버(100)와 제 1 배기 펌프(340a)를 연결하는 라인일 수 있다. 제 1 메인 배기 밸브(MV1)는 상기 공정 챔버(100)의 상기 제 1 공정 가스의 배출을 단속하기 위하여 제 1 배기 라인(L1) 상에 위치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 메인 배기 밸브(MV1)는 대기 유입 밸브로 사용될 수 있다. 또한, 제 1 배기 블록(310a)은 제 1 메인 배기 밸브(MV1)의 하류에 위치하는 플라즈마 처리부(320) 및 파우더 포집부(330)를 추가로 포함할 수 있다. The first exhaust line L1 may be a line connecting the
상기 플라즈마 처리부(320)는 제 1 메인 배기 밸브(MV1)와 상기 파우더 포집부(33) 사이의 제 1 배기 라인(L1) 상에 위치될 수 있다. 퍼지 공정 또는 그 밖의 배기 공정시, 공정 챔버(100) 내부의 미반응 제 1 공정 가스(201)는 펌프(340a)의 구동에 의해 플라즈마 처리부(320)에 전달된다. 플라즈마 처리부(320)는 일반적인 플라즈마 프로세스에 의해, 유입된 상기 제 1 공정 가스(201)를 플라즈마 처리하여, 안정화 상태로 해리시켜, 고형화한다. 플라즈마 처리부(320)는 플라즈마가 형성될 내부 공간(도시되지 않음)을 포함할 수 있고, 상기 내부 공간에서 플라즈마 처리가 진행될 수 있다. 또한, 상기 플라즈마 처리부(320)는 상기 내부 공간으로 대기를 선택적으로 유입시키기 위한 대기 유입 밸브(도시되지 않음)을 추가적으로 포함할 수 있다. The
파우더 포집부(330)는 플라즈마 처리부(320)와 제 1 펌프(340a) 사이에 위치되어, 공정 챔버(100)에서 발생되는 파우더 및 플라즈마 처리부(320)에서 발생될 수 있는 파우더를 추가로 포집한다. 파우더 포집부(330)는 예를 들어, 콜드 트랩(cold trap) 또는 핫 트랩(hot trap)을 적용할 수 있으며, 주기적으로 교체될 수 있다. The
반응 가스 공급부(400)는 상기 제 2 공정 가스 분사부(200b)에 제 2 공정 가스를 공급함과 동시에, 제 1 배기 블록(310a)의 배기 라인(L1) 중 적어도 한 부분에 상기 제 2 공정 가스를 반응 가스로서 제공할 수 있다. The reaction
제 2 공정 가스 분사부(200b)에 제공되는 제 2 공정 가스(202)에 해당하는 반응 가스는 제 1 공정 가스와 공정 챔버(100)내에서 반응되어, 반도체 막을 증착할 수 있다. 한편, 제 1 배기 블록(310a)의 제 1 배기 라인(L1)내에 제공되는 상기 반응 가스는 상기 제 1 배기 라인(L1)내에 잔류되는 제 1 공정 가스 성분과 추가로 반응을 일으켜 반응물을 생성할 수 있다. A reaction gas corresponding to the
즉, 공정 챔버(100)로 부터 배기된 제 1 공정 가스(201a)는 플라즈마 처리부(320) 및 파우더 포집부(330)를 거쳐 고형화 및 파우더 포집 공정이 진행된다고 하더라도, 잔류 부산물들이 상기 제 1 배기 라인(L1)에 잔류될 수 있어, 상기 제 1 배기 라인(L1)의 내경을 축소시킬 수 있다.That is, even if the
이에 따라, 본 실시예에서는 제 1 배기 라인(L1)에 상기 반응 가스를 추가로 공급하여, 미반응 제 1 공정 가스(소스 가스)와 상기 반응 가스를 반응시켜, 반응물을 생성할 수 있다. 상기 반응물 생성시, 상기 제 1 메인 배기 밸브(MV1)는 클로우즈된 상태에서 진행될 수 있다. Accordingly, in the present embodiment, the reaction gas may be additionally supplied to the first exhaust line L1 to react the unreacted first process gas (source gas) with the reaction gas to generate a reactant. When the reactant is generated, the first main exhaust valve MV1 may proceed in a closed state.
이때, 반응 가스 공급부(400) 및 불활성 가스 공급부(500)는 제 1 배기 라인(L1)의 소정 부분에 연결될 수 있다. 반응 가스 공급부(400)는 통합 라인(L11) 및 제 1 분기 라인(L12)에 의해 상기 제 1 배기 라인(L1)과 연결될 수 있다. 통합 라인(L11)은 제 1 배기 라인(L1)으로 부터 분기되며, 제 1 분기 라인(L12)은 상기 통합 라인(L11)으로부터 분기될 수 있다. 제 1 분기 라인(L12)상에 제 1 밸브(V1)가 설치되어, 제 2 공정 가스(202a)에 해당하는 반응 가스의 유입을 단속할 수 있다. 제 1 배기 라인(L1)으로의 반응 가스의 공급은 증착 공정 단계(증착 중 퍼지 단계) 뿐만 아니라, 유지 보수 단계에서도 지속적으로 공급될 수 있다. In this case, the reactive
불활성 가스 공급부(500)는 제 1 배기 라인(L1)의 적어도 한 부분과 연결되어, 상기 제 1 배기 라인(L1) 내부를 Ar 또는 N2와 같은 불활성 가스로 채울 수 있다. 불활성 가스 공급부(500)는 상기 제 1 배기 라인(L1) 내부의 압력을 상압과 유사한 범위, 예컨대, 740 내지 760 Torr로 변경시킬 수 있도록 상기 불활성 가스를 공급할 수 있다. 이에 따라, 이후, 상기 반응물을 제거하기 위한 대기 반응시, 대기 가스의 유입 속도를 조절할 수 있다. 불활성 가스 공급부(500)는 상기 통합 라인(L11) 및 제 2 분기 라인(L13)을 통해 제 1 배기 라인(L1)과 연결될 수 있다. 상술한 바와 같이, 통합 라인(L11)은 제 1 배기 라인(L1)로부터 분기되고, 제 2 분기 라인(L13)은 상기 제 1 분기 라인(L12)와 마찬가지로 통합 라인(L11)으로부터 분기될 수 있다. 또한, 상기 제 2 분기 라인(L13) 상에 제 2 밸브(V2)가 구비되어, 상기 제 1 배기 라인(L1)내에 유입되는 불활성 가스를 선택적으로 단속할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 메인 밸브(MV1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 배기 라인(L1)과 통합 라인(L11)의 연결 부위의 상류에 위치될 수 있다. The inert
또한, 상기 제 1 메인 밸브(MV1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 배기 라인(L1)과 통합 라인(L11)의 연결 부위의 상류에 위치될 수 있고, 제 1 배기 라인(L1)과 통합 라인(L11)의 연결 부위의 하류에 추가의 대기 유입 밸브(MV3)가 더 구비될 수 있다. Also, as shown in FIG. 2 , the first main valve MV1 may be located upstream of a connection portion between the first exhaust line L1 and the integrated line L11, and the first exhaust line L1 An additional atmospheric inlet valve MV3 may be further provided downstream of the connection portion of the and integration line L11.
상기 제 1 배기 라인(L1) 내부에 상압 수준의 불활성 가스가 채워지게 되면, 잔류 파우더의 제거를 위한 대기 반응시, 대기 가스의 유입 속도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 제 1 배기 라인(L1)에 잔류될 수 있는 제 1 공정 가스 부산물과, 대기 가스인 O2 또는 H2O 가스와의 반응이 더뎌지게 된다. 그러므로, 유기 금속 성분을 포함할 수 있는 제 1 공정 가스 부산물과 대기 가스의 반응 속도가 감소되어, 발열 및 발화 문제점이 감소된다. 여기서, 미설명 부호 V3는 펌프(340a)의 동작을 차단하는 제 3 밸브일 수 있다. When the inert gas at the atmospheric pressure level is filled in the first exhaust line L1, the inflow rate of the atmospheric gas may be reduced during the atmospheric reaction for removing the residual powder. Accordingly, the reaction between the first process gas by-product that may remain in the first exhaust line L1 and the O2 or H2O gas, which is an atmospheric gas, becomes slow. Therefore, the reaction rate of the atmospheric gas and the first process gas by-product, which may include an organometallic component, is reduced, thereby reducing heat generation and ignition problems. Here, the unexplained reference numeral V3 may be a third valve that blocks the operation of the
한편, 제 1 펌프(340a)는 배기부(300) 외부에 위치되어, 공정 챔버(100) 내부의 압력을 조절하도록 구성된다. 즉, 제 1 펌프(340a)는 공정 챔버(100)의 압력을 조절하여, 미반응된 제 1 공정 가스를 공정 챔버(100) 외부의 제 1 배기 라인(L1)으로 배출시킬 수 있다. Meanwhile, the
제 1 펌프(340a)의 하류측에 스크러버(350)가 더 연결될 수 있다. 스크러버(350)는 펌핑 공정 이후에도 남아있는 오염물들을 포집하도록 구성된다. A
한편, 제 2 배기 블록(310b)은 제 2 배기 라인(L2) 및 제 2 배기 라인(L2)상에 위치된 제 2 메인 배기 밸브(MV2)를 포함할 수 있다. 제 2 메인 배기 밸브(MV2)는 제 2 공정 가스가 상기 제 2 배기 라인(L2)의 유입을 단속할 수 있다. 제 2 배기 라인(L2)는 제 2 배기 펌프(340b)와 연결될 수 있다.Meanwhile, the
제 2 배기 블록(310b)은 O2 또는 O3와 같은 반응 가스 만을 배출하기 때문에, 별도의 고형화 처리부가 요구되지 않는다. Since the
또한, 본 실시예의 기판 처리 장치(10)는 상기 배기부(300)의 각 구성 요소를 제어하는 제어 블록(600)을 더 포함할 수 있다. 제어 블록(600)은 펌프(340a,340b)의 구동 순서 및 구동 시간은 물론, 제 1 및 제 2 배기 라인(L1,L2)과 연결된 각 밸브(M1V1,MV2, V1~V3)의 개폐 여부 등을 제어할 수 있다. 제어 블록(600)의 기능은 여기에 한정되지 않고, 기판 처리 장치(10)의 다양한 구성 요소들을 개별적으로 제어할 수 기능을 포함할 수 있다.In addition, the
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다. 2 and 3 are flowcharts for explaining a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
먼저, 제 1 메인 배기 밸브(MV1)를 클로우즈 한다(S1). 그 후, 제 1 배기 블록(310)내에 잔류하는 제 1 공정 가스들(201a)을 효과적으로 제거할 수 있도록, 공정 챔버(110)내의 잔류하는 제 1 공정 가스(201a)를 상기 제 1 배기 블록(310)으로 배출된다음, 제 1 배기 라인(L1)내에서 고형화 처리된다. 상기 고형화 처리는 상기 플라즈마 처리부(320)의 처리 동작 및 상기 파우더 포집부(330)의 포집 동작을 통해 수행될 수 있다. 상기 플라즈마 처리 단계 및 파우더 포집 단계는 각각 적어도 1회 이상 수행될 수 있다. First, the first main exhaust valve MV1 is closed (S1). Thereafter, the remaining
다음, 제 1 배기 라인(L1) 내부에 제 2 공정 가스(202a)에 해당하는 반응 가스를 제공한다(S2). 이에 따라, 제 1 배기 라인(L1) 내부에 잔류할 수 있는 미반응 제 1 공정 가스들은 주입되는 반응 가스와 반응되어, 제거 가능한 반응물이 형성될 수 있다. 상기 반응 가스는 예를 들어, 50 내지 70분간 반응 가스를 공급할 수 있다. 반응 가스 공급 단계시, 퍼지가 동시에 진행될 수 있도록, 상기 불활성 가스 공급부(500)에서 제공되는 불활성 가스를 소정 시간, 예컨대, 5 내지 15분간 추가로 공급할 수 있다. Next, a reaction gas corresponding to the
그 후, 제 1 메인 배기 밸브(MV1)은 여전히 클로우즈된 상태에서, 제 3 밸브(V3)를 클로우즈하고, 제 2 밸브(V2)를 오픈시켜, 제 1 배기 라인(L1) 내부에 불활성 가스를 공급한다(S3). 상기 불활성 가스는 음압 상태를 유지하는 제 1 배기 라인(L1)의 내부의 압력을 상압 수준에 도달될 때까지 공급될 수 있다. After that, while the first main exhaust valve MV1 is still closed, the third valve V3 is closed and the second valve V2 is opened to release an inert gas into the first exhaust line L1. supply (S3). The inert gas may be supplied until the pressure inside the first exhaust line L1 maintaining a negative pressure state reaches the atmospheric pressure level.
그 후, 제 1 배기 라인(L1) 내부의 대기 반응을 수행한다(S4). 상기 대기 반응은 상기 제 1 배기 라인(L1)내에 잔류하는 상기 반응 가스와 소스 가스의 반응물들을 대기 가스와의 반응을 통해 제거하기 위하여, 대기 가스중에 노출시키는 공정일 수 있다. 대기 공정은 예를 들어, 11 시간 내지 13시간 정도 수행될 수 있다. 이때, 대기 가스중에 장시간 노출시키더라도, 상기 제 1 배기 라인(L1) 내부에 불활성 가스가 충전되어 있기 때문에, O2 및 H2O와 같은 대기 가스들의 유입 속도가 감소된다. 이에 따라, 대기 가스와 잔류하는 제 1 공정 가스 성분들간의 반응 속도 역시 감소되므로, 급작스런 반응에 따른 발열 및 발화 문제를 해결할 수 있다. After that, an atmospheric reaction inside the first exhaust line L1 is performed (S4). The atmospheric reaction may be a process of exposing the reactants of the reactant gas and the source gas remaining in the first exhaust line L1 to the atmospheric gas in order to remove them through a reaction with the atmospheric gas. The waiting process may be performed, for example, for about 11 to 13 hours. At this time, even when exposed to atmospheric gas for a long time, since the inert gas is filled in the first exhaust line L1, the inflow rate of atmospheric gases such as O2 and H2O is reduced. Accordingly, since the reaction rate between the atmospheric gas and the remaining first process gas components is also reduced, the problems of heat generation and ignition due to the sudden reaction can be solved.
그후, 도 3에 도시된 바와 같이, 대기 공정을 완료한 다음, 상기 제 1 배기 라인(L1) 내부의 온도를 측정하여, 일정 온도(Tc) 이하인 경우, 배기부(300)의 유지 보수 단계를 실시하고, 그렇지 않은 경우, 다시 대기 공정을 수행한다(S5). 이때, 상기 일정 온도(Tc)는 35 내지 45℃일 수 있다. Thereafter, as shown in FIG. 3 , after completing the standby process, the temperature inside the first exhaust line L1 is measured, and when the temperature is below a certain temperature Tc, the maintenance step of the
본 발명에 따르면, 배기부의 유지 보수를 위한 대기 공정시 배기 라인내에 불활성 가스를 충진하여, 대기 가스 유입 속도를 감소시킴으로써, 잔류 공정 가스와 대기 가스의 반응 속도를 감소시킬 수 있다. According to the present invention, the reaction rate between the residual process gas and the atmospheric gas can be reduced by filling the exhaust line with an inert gas during the standby process for maintenance of the exhaust part, thereby reducing the atmospheric gas inflow rate.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.Although the present invention has been described in detail with reference to a preferred embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention. do.
300: 배기부 310a: 제 1 배기 블록
310b: 제 2 배기 블록 320 : 플라즈마 처리부
330 : 파우더 포집부 340a,340b : 펌프
400 : 반응 가스 공급부 500 : 불활성 가스 공급부300:
310b: second exhaust block 320: plasma processing unit
330:
400: reactive gas supply unit 500: inert gas supply unit
Claims (15)
상기 공정 챔버 상부에 장착되고, 소스 가스를 포함하는 제 1 공정 가스 및 반응 가스를 포함하는 제 2 공정 가스를 상기 기판에 각각 분사하도록 제공되는 가스 분사부; 및
상기 처리 공간내에 잔류하는 제 1 공정 가스를 배출시키도록 제 1 배기 펌프와 연결되며 대기 가스 유입을 단속하는 대기 유입 밸브를 포함하는 제 1 배기 블록과, 상기 제 1 배기 블록과 이격 설치되며 상기 처리 공간내에 잔류하는 제 2 공정 가스를 배출시키도록 제 2 배기 펌프와 연결 연결되는 제 2 배기 블록을 포함하는 배기부를 포함하며,
상기 제 1 배기 블록은 반응 가스를 공급하기 위한 반응 가스 공급부 및 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 공급부를 더 포함하고,
상기 제 1 배기 블록의 유지 보수시, 상기 제 1 배기 블록내에 잔류하는 제 1 공정 가스를 상기 반응 가스 공급부를 통해 공급된 상기 반응 가스와 반응시켜 반응물을 형성하고,
상기 제 1 배기 블록 내부로 상기 불활성 가스 공급부로 부터 공급된 상기 불활성 가스에 의해 상기 반응물과 상기 대기 가스와의 반응을 지연시키도록 상기 반응 가스 공급부, 상기 불활성 가스 공급부 및 상기 대기 유입 밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 기판 처리 장치. a process chamber having a processing space and including a susceptor for seating at least one substrate;
a gas injection unit mounted on the process chamber and provided to respectively inject a first process gas including a source gas and a second process gas including a reaction gas to the substrate; and
a first exhaust block connected to a first exhaust pump to discharge the first process gas remaining in the processing space and including an atmospheric inlet valve controlling the inflow of atmospheric gas; and an exhaust unit including a second exhaust block connected to and connected to a second exhaust pump to exhaust a second process gas remaining in the space;
The first exhaust block further includes a reactive gas supply unit for supplying a reactive gas and an inert gas supply unit for supplying an inert gas,
During maintenance of the first exhaust block, reacting the first process gas remaining in the first exhaust block with the reaction gas supplied through the reaction gas supply unit to form a reactant;
Controlling the reaction gas supply unit, the inert gas supply unit and the atmospheric inlet valve to delay the reaction between the reactant and the atmospheric gas by the inert gas supplied from the inert gas supply unit into the first exhaust block A substrate processing apparatus including a control unit.
상기 제어부는,
상기 반응 가스 공급부를 통해 상기 제 1 배기 블록 내로 상기 반응 가스를 공급하도록 상기 반응 가스 공급부를 온/오프 제어하고,
상기 반응 가스 공급이 중단된 후, 상기 제 1 배기 블록 내로 상기 불활성 가스를 공급하도록 상기 불활성 가스 공급부를 온/오프 제어하고,
상기 불활성 가스 공급이 중단된 후, 상기 제 1 배기 블록 내로 상기 대기 가스를 유입하도록 상기 대기 유입 밸브를 온/오프하도록 구성되며,
상기 제어부는 상기 반응 가스 공급부, 상기 불활성 가스 공급부 및 상기 대기 유입 밸브가 순차적으로 구동되도록 제어하는 기판 처리 장치. The method of claim 1,
The control unit is
on/off controlling the reactive gas supply unit to supply the reactive gas into the first exhaust block through the reactive gas supply unit;
After the supply of the reactive gas is stopped, on/off control of the inert gas supply unit to supply the inert gas into the first exhaust block,
and turn on/off the atmospheric inlet valve to introduce the atmospheric gas into the first exhaust block after the supply of the inert gas is stopped;
The control unit controls the reaction gas supply unit, the inert gas supply unit, and the atmosphere inlet valve to be sequentially driven.
상기 제 1 배기 블록은,
상기 공정 챔버로부터 상기 제 1 공정 가스를 배출하기 위한 제 1 배기 라인과,
상기 공정 챔버와 상기 제 1 배기 펌프를 연결하는 제 1 배기 라인과,
상기 제 1 배기 라인으로 상기 제 1 공정 가스의 유입을 단속하기 위해 상기 제 1 배기 라인상에 설치되는 제 1 메인 배기 밸브와,
상기 대기 유입 밸브는 상기 제 1 메인 배기 밸브 하류에 구비되는 기판 처리 장치. The method of claim 1,
The first exhaust block,
a first exhaust line for exhausting the first process gas from the process chamber;
a first exhaust line connecting the process chamber and the first exhaust pump;
a first main exhaust valve installed on the first exhaust line to regulate the inflow of the first process gas into the first exhaust line;
The atmospheric inlet valve is provided downstream of the first main exhaust valve.
상기 반응 가스 공급부는,
상기 제 1 메인 배기 밸브와 상기 대기 유입 밸브 사이에 구비되어, 상기 제 1 배기 라인으로 반응 가스를 공급하도록 구성된 기판 처리 장치.4. The method of claim 3,
The reaction gas supply unit,
The substrate processing apparatus is provided between the first main exhaust valve and the atmospheric inlet valve and configured to supply a reaction gas to the first exhaust line.
상기 불활성 가스 공급부는,
상기 제 1 메인 배기 밸브와 상기 대기 유입 밸브 사이에 구비되어, 상기 제 1 배기 라인으로 상기 불활성 가스를 공급하도록 구성된 기판 처리 장치. 4. The method of claim 3,
The inert gas supply unit,
The substrate processing apparatus is provided between the first main exhaust valve and the atmospheric inlet valve to supply the inert gas to the first exhaust line.
상기 제 1 배기 블록은,
상기 제 1 배기 펌프와 상기 제 1 메인 배기 밸브 사이에 구비되며, 상기 제 1 공정 가스와 상기 반응 가스를 플라즈마 처리하여 안정화시키는 플라즈마 처리부와,
상기 플라즈마 처리부와 상기 제 1 배기 펌프 사이에 구비되며, 상기 플라즈마 처리부를 통해 반응된 파우더를 포집하는 파우더 포집부를 더 포함하는 기판 처리 장치. 4. The method of claim 3,
The first exhaust block,
a plasma processing unit provided between the first exhaust pump and the first main exhaust valve and stabilizing the first process gas and the reactive gas by plasma processing;
and a powder collecting unit disposed between the plasma processing unit and the first exhaust pump and collecting powder reacted through the plasma processing unit.
상기 대기 유입 밸브는 상기 플라즈마 처리부에 더 구비되는 기판 처리 장치. 7. The method of claim 6,
The atmospheric inlet valve is further provided in the plasma processing unit.
상기 반응 가스 공급부는,
상기 제 1 메인 배기 밸브와 상기 플라즈마 처리부 사이에 구비되어, 상기 제 1 배기 라인 상으로 상기 제 1 공정가스와 반응하는 상기 반응 가스를 공급하는 기판 처리 장치. 7. The method of claim 6,
The reaction gas supply unit,
The substrate processing apparatus is provided between the first main exhaust valve and the plasma processing unit to supply the reaction gas reacting with the first process gas onto the first exhaust line.
상기 불활성 가스 공급부는,
상기 제 1 메인 배기 밸브와 상기 플라즈마 처리부 사이에 구비되어, 상기 제 1 배기 라인 상으로 상기 불활성 가스를 공급하는 것을 기판 처리 장치. 7. The method of claim 6,
The inert gas supply unit,
The substrate processing apparatus is provided between the first main exhaust valve and the plasma processing unit to supply the inert gas onto the first exhaust line.
상기 제 1 배기 블록은,
상기 제 1 배기 블록 상의 온도를 측정하기 위한 온도 측정부를 더 포함하며,
상기 제어부는
상기 온도 측정부로 부터 측정된 온도 값이 설정 온도 이하인 경우, 유지 보수 개시 신호를 출력하는 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The first exhaust block,
Further comprising a temperature measuring unit for measuring the temperature on the first exhaust block,
the control unit
A substrate processing apparatus outputting a maintenance start signal when the temperature value measured by the temperature measuring unit is equal to or less than a set temperature.
상기 제 1 공정 가스는 지르코늄 포함 소스, 티타늄 포함 소스 및 실리콘 포
함 소스 중 선택되는 하나이고,
상기 제 2 공정 가스는 O3, O2, H2O 및 OH 가스 중 하나인 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The first process gas includes a zirconium-containing source, a titanium-containing source, and a silicon phosphor.
It is one selected from the ham sauce,
The second process gas is one of O 3 , O 2 , H 2 O, and OH gas.
상기 공정 챔버의 내부에 잔류하는 상기 제 1 공정 가스를 상기 제 1 배기 라인을 통해 배출하는 단계;
상기 제 1 배기 라인 상의 제 1 메인 배기 밸브를 클로우즈하는 단계;
상기 제 1 메인 배기 밸브 하류로 상기 반응 가스를 공급하여 상기 제 1 배기 라인 내의 미 반응된 상기 제 1 공정 가스와 반응시켜 반응물을 생성하는 단계;
상기 제 1 배기 라인 상의 상기 대기 유입 밸브를 통해 상기 대기 가스를 유입시켜, 상기 제 1 배기 라인 내에 잔류하는 상기 반응물과 상기 대기 가스를 반응시키는 단계;를 포함하되,
상기 대기 가스를 반응시키는 단계는,
상기 대기 가스를 유입시키기 전에 상기 제 1 배기 라인 상에 상기 불활성 가스를 공급하여, 상기 대기 가스 유입 시, 상기 반응물과 상기 대기 가스의 반응을 지연하는 단계;를 더 포함하는 기판 처리 장치의 유지 보수 방법.4. A method for maintaining the substrate processing apparatus of claim 3, comprising:
discharging the first process gas remaining in the process chamber through the first exhaust line;
closing a first main exhaust valve on the first exhaust line;
supplying the reactant gas downstream of the first main exhaust valve to react with the unreacted first process gas in the first exhaust line to generate a reactant;
Including; introducing the atmospheric gas through the atmospheric inlet valve on the first exhaust line to react the reactant remaining in the first exhaust line with the atmospheric gas;
The step of reacting the atmospheric gas,
supplying the inert gas to the first exhaust line before introducing the atmospheric gas to delay the reaction between the reactant and the atmospheric gas when the atmospheric gas is introduced; Way.
상기 제1 배기 블록은,
상기 제1 배기 펌프와 상기 제1 메인 배기 밸브 사이에 구비되며, 상기 제1 공정 가스와 상기 반응 가스를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리부와,
상기 플라즈마 처리부와 상기 제1 배기 펌프 사이에 구비되는 파우더 포집부를 더 포함하며,
상기 대기 가스를 반응시키는 단계는 상기 플라즈마 처리부에서 수행되고,
상기 대기 가스를 반응시키는 단계를 통해 생성된 파우더는 상기 파우더 포집부를 통해 포집하는 기판 처리 장치의 유지 보수 방법.13. The method of claim 12,
The first exhaust block,
a plasma processing unit provided between the first exhaust pump and the first main exhaust valve to plasma-process the first process gas and the reaction gas;
Further comprising a powder collecting unit provided between the plasma processing unit and the first exhaust pump,
The step of reacting the atmospheric gas is performed in the plasma processing unit,
The maintenance method of the substrate processing apparatus, wherein the powder generated through the step of reacting the atmospheric gas is collected through the powder collecting unit.
상기 대기 가스를 반응시키는 단계 이후,
상기 제1 배기 블록의 적어도 어느 한 부분의 온도를 측정하여 설정 온도 이하인 경우 상기 배기부의 유지 보수 단계를 진행하고,
상기 설정 온도 이상인 경우, 상기 대기 가스를 반응시키는 단계를 지속하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 유지 보수 방법.13. The method of claim 12,
After reacting the atmospheric gas,
When the temperature of at least one part of the first exhaust block is measured and is below the set temperature, the maintenance step of the exhaust part is performed,
The maintenance method of a substrate processing apparatus, characterized in that the step of reacting the atmospheric gas is continued when the temperature is higher than the set temperature.
상기 설정 온도는 35℃ 내지 45℃인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치의 유지 보수 방법. 15. The method of claim 14,
The set temperature is a maintenance method of a substrate processing apparatus, characterized in that 35 ℃ to 45 ℃.
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