KR102650914B1 - 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 뒤틀림을 개선하기 위하여 기판의 하면에 증착을 하는 경우에 기판의 뒤틀림 정도를 측정하여 기판의 하면에 적절한 두께의 막을 증착할 수 있는 기판처리장치에 대한 것이다.

Description

기판처리장치 {Substrate processing apparatus}
본 발명은 기판처리장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 뒤틀림을 개선하기 위하여 기판의 하면에 증착을 하는 경우에 기판의 뒤틀림 정도를 측정하여 기판의 하면에 적절한 두께의 막을 증착할 수 있는 기판처리장치에 대한 것이다.
종래기술에 따른 기판처리장치를 이용하여 기판의 일면, 예를 들어 기판의 상면에 박막을 증착할 수 있다. 이 경우, 3d-Nand 디바이스 등과 같이 기판의 상면에 박막이 중첩되어 증착되는 경우에 박막의 응력에 의해 기판을 보잉(bowing)시킬 수 있다.
도 1은 기판에 박막이 증착되는 경우에 기판의 보잉 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 1의 (A)는 기판(10)의 상면에 소정 두께의 박막(12)이 증착되는 경우에 기판(10)에 압축응력(compressive force)이 작용하는 경우를 도시하며, 도 1의 (B)는 반대로 기판(10)의 상면에 소정 두께의 박막(12)이 증착되는 경우에 기판(10)에 인장응력(tensile force)이 작용하는 경우를 도시한다.
도 1의 (A)와 같이 기판(10)에 압축응력이 작용하면 도면에 도시된 바와 같이 기판(10)의 가장자리 영역이 아래쪽을 향해 보잉하게 되며, 반면에 도 1의 (B)와 같이 기판(10)에 인장응력이 작용하게 되면 기판(10)의 가장자리 영역이 위쪽을 향해 보잉하게 된다.
이와 같이 기판(10)이 보잉하여 뒤틀리게 되면 후속하는 각종 기판 처리 공정에서 기판에 대한 처리를 수행하는 경우에 기판(10)이 정위치에 위치하기 힘들게 되며, 특히 기판에 대한 처리 공정은 그 정밀도가 나날이 높아지는데 이러한 보잉 현상에 의한 기판의 뒤틀림은 처리공정의 정밀도를 떨어뜨리게 된다.
최근에는 전술한 기판의 보잉 현상을 방지하기 위하여 도 1의 (C)와 같이 기판(10)의 하면에 소정 두께의 박막(14)을 증착하여 보잉 현상을 방지하는 기술이 개발되었다. 기판(10)의 상면에 증착된 박막과 응력의 성질이 동일한 박막을 기판(10)의 하면에 증착함으로써 기판의 보잉 현상을 방지하여 뒤틀림을 개선할 수 있다.
그런데, 기판(10)의 하면에 박막을 증착하여 기판의 뒤틀림 현상을 개선하기 위해서는 기판의 뒤틀림 정도에 대응하여 정확한 두께의 박막을 증착하는 것이 필요하다.
만약 기판의 하면에 증착된 박막의 두께가 부족한 경우에는 기판의 뒤틀림 정도를 충분히 완화시킬 수 없으며, 기판의 하면에 증착된 박막의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 기판의 하면에 증착된 박막에 의해 다시 응력이 작용하여 뒤틀리게 되기 때문이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 제1 면에 박막이 증착된 기판의 뒤틀림 정도를 측정하여 기판의 제2 면에 정확한 두께의 박막을 증착하여 기판의 뒤틀림 정도를 개선할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 제1 면에 제1 막이 증착된 기판의 제2 면에 제2 막을 증착하는 적어도 하나의 공정챔버를 구비한 공정설비, 상기 공정설비의 전방에 구비되어 상기 기판이 안착되는 로드포트를 구비하는 설비전방 단부모듈(Equipment Front End Module:EFEM), 상기 설비전방 단부모듈에 구비되어 상기 기판의 뒤틀림 정도를 측정하는 센서부 및 상기 센서부에서 측정된 상기 기판의 뒤틀림 정도에 따라 상기 기판의 제2 면에 증착되는 상기 제2 막의 증착두께를 조절하도록 상기 공정챔버를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 센서부는 상기 로드포트의 상부에 구비될 수 있다.
또한, 상기 로드포트에 상기 기판을 지지하며 회전하는 회전지지판을 더 구비하고, 상기 센서부는 상기 기판이 상기 회전지지판에 의해 회전되는 동안에 뒤틀림 정도를 측정할 수 있다.
나아가, 상기 센서부와 상기 기판이 서로 상대이동하도록 배치되어 상기 센서부와 상기 기판이 서로 상대이동하는 동안에 뒤틀림 정도를 측정할 수 있다.
한편, 상기 공정챔버는 챔버 하우징과, 상기 챔버 하우징의 내부에 구비되어 상기 기판을 지지하는 기판지지부, 상기 기판의 제2 면에 박막을 증착하는 제1 가스공급부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 제1 가스공급부에서 공급되는 공정가스의 양 또는 상기 제1 가스공급부와 상기 기판의 제2 면 사이의 거리를 조절할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 가스공급부는 공정가스를 개별적으로 공급하는 복수개의 영역으로 구획되고, 상기 복수개의 영역에 각각 MFC(Mass Flow Controller)가 연결되어 공급되는 공정가스의 양을 조절하거나, 상기 복수개의 영역이 단일 MFC에 연결되어 가스분배모듈에 의해 공급되는 공정가스의 양을 조절할 수 있다.
나아가, 상기 1 가스공급부는 상기 기판의 제2 면 까지의 거리가 변화되도록 회전 가능하게 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1 가스공급부는 상기 기판의 제2 면 까지의 거리가 변화되도록 상하로 각각 이동 가능하게 구비되는 복수개의 상하플레이트를 구비할 수 있다.
전술한 구성을 가지는 본 발명에 따르면, 제1 면에 박막이 증착된 기판의 뒤틀림 정도를 측정하여 기판의 제2 면에 정확한 두께의 박막을 증착하여 기판의 뒤틀림 정도를 개선할 수 있다.
도 1은 기판에 박막이 증착되는 경우에 기판의 보잉 현상을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 도시한 개략도,
도 3은 공정챔버를 도시한 측단면도,
도 4는 설비전방 단부모듈(Equipment Front End Module:EFEM)을 도시한 사시도,
도 5는 설비전방 단부모듈에 구비된 센서부와 기판을 다양한 실시예에 따라 도시한 평면도,
도 6은 다른 실시예에 따른 제1 가스공급부를 도시한 평면도,
도 7은 복수개의 영역으로 구획된 제1 가스공급부를 구비한 일 실시예에 따른 공정챔버의 측면도,
도 8은 복수개의 영역으로 구획된 제1 가스공급부를 구비한 다른 실시예에 따른 공정챔버의 측면도,
도 9는 기판의 제2 면 까지의 거리가 조절되는 제1 가스공급부를 구비한 일 실시예에 따른 공정챔버의 측면도,
도 10은 기판의 제2 면 까지의 거리가 조절되는 제1 가스공급부를 구비한 다른 실시예에 따른 공정챔버의 측면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치의 구조에 대해서 상세하게 살펴보도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(1000)를 도시한 개략도이다.
도 2를 참조하면, 상기 기판처리장치(1000)는 제1 면(22)(도 3 참조)에 제1 막(28)(도 3 참조)이 증착된 기판(20) (도 3 참조)의 제2 면(24)(도 3 참조)에 제2 막을 증착하는 적어도 하나의 공정챔버(110A)를 구비한 공정설비(100), 상기 공정설비(100)의 전방에 구비되어 상기 기판(20)이 안착되는 로드포트(60)를 구비하는 설비전방 단부모듈(Equipment Front End Module:EFEM)(30), 상기 설비전방 단부모듈(30)에 구비되어 상기 기판(20)의 뒤틀림 정도를 측정하는 센서부(200, 300, 400) 및 상기 센서부(200, 300, 400)에서 측정된 상기 기판(20)의 뒤틀림 정도에 따라 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 증착되는 상기 제2 막의 증착두께를 조절하도록 상기 공정챔버(110A)를 제어하는 제어부(500)를 구비할 수 있다.
먼저, 상기 기판처리장치(1000)는 크게 보아 기판(20)에 대한 공정을 수행하는 공정설비(100)와, 상기 공정설비(100)의 전방에 위치하는 설비전방 단부모듈(Equipment Front End Module:EFEM)(30)을 구비할 수 있다.
상기 설비전방 단부모듈(30)은 상기 공정설비(100)의 전방에 구비되어, 기판들이 수용된 용기(미도시)와 상기 공정설비(100) 간에 기판을 이송하는 역할을 한다.
상기 설비전방 단부모듈(30)은 프레임(50)을 구비하며, 상기 프레임(50)의 전방에 복수의 로드포트(load port)(60)가 구비될 수 있다.
상기 프레임(50)은 상기 로드포트(60)와 공정설비(100) 사이에 위치할 수 있다. 전술한 기판을 수용하는 용기는 오버헤드 트랜스퍼(overhead transfer), 오버헤드 컨베이어(overhead conveyor), 또는 자동 안내 차량(automatic guided vehicle)과 같은 이송 수단(미도시)에 의해 상기 로드포트(60) 상에 놓여질 수 있다.
한편, 상기 기판들이 수용된 용기는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 또한, 전술한 프레임(50) 내에는 상기 로드포트(60)에 놓여진 용기와 공정설비(100) 간에 기판을 이송하는 이송로봇(70)이 설치될 수 있다.
상기 기판에 대해 전술한 공정설비(100) 내에서 소정의 공정이 수행될 수 있다. 상기 공정설비(100)는 기판이송챔버(transfer chamber)(102), 로드록챔버(loadlock chamber)(106) 및 공정챔버(110A, 110B, 110C)를 포함할 수 있다.
상기 기판이송챔버(102)는 상부에서 바라볼 때 대체로 다각의 형상을 가지며, 상기 로드록챔버(106) 및 공정챔버(110A, 110B, 110C)는 상기 기판이송챔버(102)의 측면에 설치될 수 있다. 상기 기판이송챔버(102)의 내측에는 이송암(104)이 구비되어 상기 로드록챔버(106)를 통해 이송로봇(70)으로부터 기판(20)을 넘겨 받거나, 또는 공정이 완료된 기판(20)을 상기 이송로봇(70)으로 넘겨준다.
상기 로드록챔버(106)는 상기 기판이송챔버(102)의 측면 중 상기 설비전방 단부모듈(30)과 인접한 측면에 위치한다.
기판은 상기 로드록챔버(106) 내에 일시적으로 머무른 후 상기 공정설비(100)로 로딩되어 상기 공정챔버(110A, 110B, 110C)에서 기판에 대한 처리공정이 이루어진다.
상기 공정챔버(110A, 110B, 110C)는 기판(20)에 대한 증착공정, 에칭공정 등의 다양한 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 공정챔버(110A, 110B, 110C) 중에 적어도 하나의 공정챔버(110A)는 제1 면(22)에 제1 막(28)이 증착된 기판(20)의 제2 면(24)에 제2 막을 증착할 수 있는 증착챔버로 구성될 수 있다. 상기 공정챔버(110A)에 대해서는 이후에 상세히 살펴본다.
한편, 공정이 완료된 후 기판은 상기 공정설비(100)로부터 언로딩되어 로드록챔버(106) 내에 일시적으로 머무른다. 상기 기판이송챔버(102) 및 공정챔버(110)의 내부는 진공으로 유지되며, 상기 로드록챔버(106)는 진공 및 대기압으로 전환된다.
상기 로드록챔버(106)는 공정 중에 진공 및 공정온도로 유지되는 상기 기판이송챔버(102) 및 공정챔버(110A, 110B, 110C)와 대기압 및 상온 상태의 상기 설비전방 단부모듈(30)의 사이에 배치되어 압력 및 온도의 급격한 변화를 완충시키는 버퍼역할을 하게 된다. 또한, 상기 로드록챔버(106)는 외부 오염물질이 상기 기판이송챔버(102) 및 공정챔버(110A, 110B, 110C)의 내부로 유입되는 것을 방지한다.
한편, 전술한 구성에서 상기 설비전방 단부모듈(30) 내부의 이송로봇(70)에 의해 상기 로드포트(60)에 안착된 용기에서 기판을 상기 로드록챔버(106) 내부로 이송시킬 수 있다.
도 3은 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 제2 막을 증착할 수 있는 공정챔버(110A)를 도시한 측단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 공정챔버(110A)는 외관을 형성하는 챔버 하우징(112)과, 상기 챔버 하우징(112)의 내부에 구비되어 상기 기판(20)을 지지하는 기판지지부(140), 상기 기판지지부(140)의 내측에 배치되어 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 박막을 증착하는 제1 가스공급부(120)와, 상기 기판(20)의 제1 면(22)에 불활성가스를 공급하는 제2 가스공급부(130)를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 기판(20)의 제1 면(22)과 제2 면(24)은 상기 기판(20)의 양면을 구분하기 위하여 편의상 정의한 것이다. 예를 들어, 상기 기판(20)의 제1 면(22)은 상면이거나, 또는 필요한 박막이 증착되는 면으로 정의될 수 있다. 나아가, 상기 기판(20)의 제2 면(24)은 상기 제1 면(22)의 반대편에 위치하는 면으로서, 하면이거나 후술하는 뒤틀림 개선을 위한 박막이 증착되는 면으로 정의될 수 있다.
상기 제1 면(22)에 제1 막(28)이 이미 증착된 기판(20)이 전술한 기판이송챔버(102)를 통해 상기 챔버 하우징(112)의 내측으로 인입되어 상기 기판지지부(140)의 상부에 안착된다. 이 경우, 상기 기판지지부(140)는 상기 기판(20)의 제2 면(24)의 가장자리 하면을 지지할 수 있다. 상기 기판지지부(140)의 하측 단부는 베이스플레이트(142)에 의해 지지될 수 있다.
상기 제1 가스공급부(120)는 공정가스를 공급하여 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 박막을 증착할 수 있다. 이 경우, 플라즈마를 사용하여 제2 막을 증착할 수도 있다.
한편, 제2 막은 상기 제1 막(28)과 응력방향이 동일한 막으로 구성될 수 있다. 즉, 제2 막은 상기 제1 막(28)에 의한 기판(20)의 뒤틀림 정도를 개선하기 위한 것이므로 제2 막은 상기 제1 막(28)과 동일한 응력방향을 가지는 막으로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제2 가스공급부(130)는 상기 기판(20)의 제1 면(22)으로 불활성가스를 공급하여 상기 제1 가스공급부(120)에 의한 공정가스가 상기 제1 면(22)에 증착되는 것을 방지한다. 또한, 상기 제2 가스공급부(130)는 히터부(미도시)를 구비하여 상기 기판(20)을 공정에 필요한 온도로 가열할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 공정챔버(110A)에서 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 박막을 증착하여 뒤틀림 정도를 개선하는 경우 적절한 두께를 가지는 제2 막을 증착하는 것이 필요하다.
예를 들어, 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 증착되는 제2 막의 두께가 부족한 경우에는 상기 기판(20)의 뒤틀림 정도를 충분히 완화시킬 수 없으며, 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 증착되는 제2 막의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 상기 기판(20)의 제2 면(24)면에 증착된 제2 막에 의해 다시 응력이 작용하여 뒤틀리게 되기 때문이다.
본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 전술한 설비전방 단부모듈(30)에 구비되어 상기 기판(20)의 뒤틀림 정도를 측정하는 센서부(200, 300, 400) 및 상기 센서부(200, 300, 400)에서 측정된 상기 기판(20)의 뒤틀림 정도에 따라 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 증착되는 상기 제2 막의 증착두께를 조절하도록 상기 공정챔버(110A)를 제어하는 제어부(500)를 구비할 수 있다.
도 4는 상기 설비전방 단부모듈(30)을 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 설비전방 단부모듈(30)은 기판(20)이 안착되는 로드포트(60)와, 셔터(62)를 구비할 수 있다. 상기 셔터(62)가 개방되면 이송로봇(70)에 의해 기판(20)이 로드록챔버(106)로 이송되거나, 또는 공정이 완료된 기판(20)이 이송로봇(70)에 의해 로드포트(60)로 전달된다.
한편, 전술한 센서부(200, 300, 400)는 상기 설비전방 단부모듈(30)에 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 센서부(200, 300, 400)는 상기 기판(20)의 상부, 또는 상기 로드포트(60)의 상부에 구비될 수 있다.
예를 들어, 상기 설비전방 단부모듈(30)은 상부구조(64)를 구비하며, 상기 상부구조(64)의 하면에 상기 센서부(200, 300, 400)가 장착될 수 있다. 이러한 센서부(200, 300, 400)의 장착위치는 일예를 들어 설명한 것이며 상기 기판(20)의 상부, 또는 상기 로드포트(60)의 상부에 해당하는 어느 위치라도 상관없다.
도 5는 상기 설비전방 단부모듈(30)에 구비된 센서부(200, 300, 400)와 기판(20)을 다양한 실시예에 따라 도시한 평면도이다.
먼저, 도 5의 (A)를 참조하면, 일 실시예에 따른 센서부(200)와 로드포트(60)에 안착된 기판(20)이 도시된다.
상기 센서부(200)는 전술한 바와 같이 상기 로드포트(60)의 상부에 위치하여 상기 기판(20)을 향하도록 배치될 수 있다.
상기 센서부(200)는 예를 들어 센서바디(210)와 상기 센서바디(210)에 장착되는 센서모듈(220)을 구비할 수 있다. 상기 센서바디(210)는 상기 상부구조(64)의 하면에 구비될 수 있다.
상기 센서모듈(220)은 상기 기판(20)의 뒤틀림 정도를 측정하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 센서모듈(220)은 상기 기판(20) 까지의 거리를 측정하는 비접촉 센서로 구성될 수 있다. 즉, 상기 센서모듈(220)이 복수개로 구성되는 경우 상기 센서모듈(220)에서 측정된 거리를 전술한 제어부(500)가 취합하여 거리의 편차에 의해 상기 기판(20)의 뒤틀림 정도를 측정할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부(500)에는 상기 기판(20)의 뒤틀림 정도에 대응하는 제2 막의 두께에 대한 수치정보가 미리 입력되어 저장될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(20)의 두께, 크기, 공정가스의 종류, 제1 막(28)의 종류 등을 고려하여 상기 기판(20)의 뒤틀림 정도가 측정된 경우, 상기 뒤틀림 정도를 제거할 수 있는 제2 막의 두께에 대한 수치정보가 미리 저장될 수 있다.
또한, 상기 제어부(500)는 상기 제2 막의 필요한 증착 두께가 결정되는 경우에 전술한 공정챔버(110A)를 제어하여 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 필요한 증착 두께의 제2 막을 증착하게 된다.
이 경우, 상기 제어부(500)는 상기 공정챔버(110A)의 제1 가스공급부(120)를 조절하여 상기 기판(20)의 제2 면(24)으로 공급되는 공정가스의 종류, 유량, 속도, 플라즈마 등을 조절할 수 있다. 이에 대해서는 이후에 상술한다.
한편, 도 5의 (B)는 다른 실시예에 따른 센서부(300)와 로드포트(60)에 안착된 기판(20)을 도시한 평면도이다.
도 5의 (B)를 참조하면, 상기 센서부(300)와 상기 기판(20)은 서로 상대이동하도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 센서부(300)의 센서바디(310)는 전술한 상부구조(64)의 하면에 이동 가능하게 구비될 수 있다.
따라서, 상기 센서부(300)가 상기 기판(20)의 상부에서 이동하는 경우에 센서모듈(320)이 상기 기판(20)까지의 거리를 측정하여 상기 기판(20)의 튀틀림 정도를 측정할 수 있다.
상기 기판(20)의 뒤틀림 정도를 측정한 후에 상기 제어부(500)의 동작은 전술한 실시예와 유사하므로 반복적인 설명은 생략한다.
한편, 도 5의 (C)은 또 다른 실시예에 따른 센서부(400)와 로드포트(60)에 안착된 기판(20)을 도시한 평면도이다.
도 5의 (C)를 참조하면, 상기 로드포트(60)에 상기 기판(20)을 지지하며 회전하는 회전지지판(66)을 더 구비할 수 있다.
즉, 상기 기판(20)이 상기 회전지지판(66)에 안착된 경우 상기 회전지지판(66)의 회전에 의해 상기 기판(20)이 회전하는 경우 상기 센서부(400)에 의해 상기 기판(20)의 뒤틀림 정도를 측정하게 된다.
이 경우, 상기 센서바디(410)는 도면에 도시된 바와 같이 상기 기판(20)의 전체 직경보다 작으며 반경보다는 큰 길이를 가질 수 있다. 또한, 상기 센서바디(410)는 대략 상기 기판(20)의 중앙에서 반경 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다. 상기 기판(20)이 회전하는 경우 상기 센서모듈(420)에 의해 상기 기판(20)까지의 거리를 측정하여 기판(20)의 뒤틀림 정도를 측정하게 된다.
한편, 전술한 제어부(500)는 상기 센서부(200, 300, 400)에 의해 기판(20)의 뒤틀림 정도를 감지한 경우 상기 공정챔버(110A)를 제어하여 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 증착되는 제2 막의 두께를 조절하게 된다.
예를 들어, 상기 제어부(500)는 상기 제1 가스공급부(120)에서 공급되는 공정가스의 양 또는 상기 제1 가스공급부(120)와 상기 기판(20)의 제2 면(24) 사이의 거리를 조절하여 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 증착되는 제2 막의 두께를 조절할 수 있다.
도 6은 복수개의 영역으로 구획된 제1 가스공급부(120A, 120B, 120C)를 도시한 평면도이다. 즉, 상기 제1 가스공급부(120A, 120B, 120C)는 공정가스를 개별적으로 공급하는 복수개의 영역으로 구획될 수 있다. 이 경우, 각 영역에서 공급되는 공정가스의 양을 조절하여 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 증착되는 제2 막의 두께를 조절할 수 있다.
도 6의 (A)를 참조하면, 상기 제1 가스공급부(120A)는 예를 들어, 중앙부의 제1 영역(1200A)과, 가장자리의 제2 영역(1200B)으로 구획될 수 있다.
또한, 도 6의 (B)를 참조하면, 상기 제1 가스공급부(120B)는 예를 들어, 4등분되어 4개의 영역(1200C, 1200D, 1200E, 1200F)으로 구획될 수 있다.
나아가, 도 6의 (C)를 참조하면, 상기 제1 가스공급부(120C)는 예를 들어, 중앙부의 제1 영역(1200K)을 구비하고, 가장자리가 복수개의 제2 영역(1200G, 1200H, 1200I, 1200J)으로 구획될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1 가스공급부(120A, 120B, 120C)가 복수개의 영역으로 구획된 경우 각 영역으로 공정가스를 개별적으로 공급할 수 있는 구성이 필요하다. 도 7은 복수개의 영역(1300A, 1300B, 1300C)으로 구획된 제1 가스공급부(120D)를 구비한 일 실시예에 따른 공정챔버(110A)의 측면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 제1 가스공급부(120D)는 개별적으로 공정가스를 공급할 수 있는 복수개의 영역(1300A, 1300B, 1300C), 예를 들어 3개의 영역(1300A, 1300B, 1300C)으로 구획될 수 있다.
이 경우, 복수개의 영역(1300A, 1300B, 1300C)에 각각 MFC(Mass Flow Controller)(160A, 160B, 160C)가 연결되어 공급되는 공정가스의 양이 조절될 수 있다.
도 7과 같은 배치의 경우 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 증착되는 제2 막의 두께를 세밀하게 조절할 수 있는 반면에 MFC를 개별적으로 연결하게 되어 공정챔버의 구성이 복잡해지고 나아가 제어가 힘들 수 있다.
도 8은 복수개의 영역(1300A, 1300B, 1300C)으로 구획된 제1 가스공급부(120D)를 구비한 다른 실시예에 따른 공정챔버(110A)의 측면도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 경우 상기 제1 가스공급부(120D)는 개별적으로 공정가스를 공급할 수 있는 복수개의 영역(1300A, 1300B, 1300C), 예를 들어 3개의 영역(1300A, 1300B, 1300C)으로 구획된 경우에도 복수개의 영역(1300A, 1300B, 1300C)이 단일 MFC(160)에 연결된다. 이 경우, 상기 MFC(160)와 복수개의 영역(1300A, 1300B, 1300C) 사이에 가스분배모듈(150)이 배치될 수 있다.
따라서, 본 실시예의 경우 단일 MFC(160)를 배치하여 공정챔버의 구성을 단순화하면서도 각 영역에서 공급되는 공정가스의 양을 개별적으로 제어할 수 있다.
한편, 도 9는 상기 기판(20)의 제2 면(24) 까지의 거리가 조절되는 제1 가스공급부(120E)를 구비한 일 실시예에 따른 공정챔버(110A)의 측면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 상기 제1 가스공급부(120E)는 상기 기판(20)의 제2 면(24) 까지의 거리가 변화되도록 회전 가능하게 구비될 수 있다. 즉, 상기 제1 가스공급부(120E)는 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 대해 대략 수직한 방향으로 회전 가능하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 가스공급부(120E)는 상기 기판지지부(140)의 내측에서 회전 가능하게 배치될 수 있다.
상기 제1 가스공급부(120E)가 회전 가능하게 배치되면 상기 기판(20)의 제2 면(24)과 상기 제1 가스공급부(120E) 사이의 거리가 변화되어 상기 제2 면(24)에 증착되는 제2 막의 두께를 조절할 수 있다.
다만 도 9에 따른 실시예의 경우 상기 제1 가스공급부(120E)의 중앙부와 상기 제2 면(24) 사이의 거리는 변화하지 않는다. 나아가 상기 제1 가스공급부(120E)가 일측으로 회전한 경우 상기 제1 가스공급부(120E)의 내측의 가스공급유로가 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 수직인 상태에서 벗어나게 되어 상기 제2 면(24)에 증착되는 제2 막의 두께 조절이 어려울 수 있으며, 상기 기판지지부(140)의 내측벽에 원하지 않는 증착이 이루어져 파티클의 원인이 될 수 있다.
도 10은 전술한 문제점을 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 공정챔버(110A)의 측면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 상기 제1 가스공급부(120F)는 상기 기판(20)의 제2 면(24) 까지의 거리가 변화되도록 상하로 각각 이동 가능하게 구비되는 복수개의 상하플레이트(1400A, 1400B, 1400C)를 구비할 수 있다.
상기 복수개의 상하플레이트(1400A, 1400B, 1400C)는 개별적으로 공정가스를 공급할 수 있으며, 나아가 상하로 개별적으로 이동 가능하게 배치될 수 있다.
따라서, 상기 복수개의 상하플레이트(1400A, 1400B, 1400C)가 상하로 이동하는 경우에 상기 기판(20)의 제2 면(24) 까지의 거리를 조절하여 상기 제2 면(24)에 증착되는 제2 막의 두께를 조절할 수 있다.
또한, 본 실시예의 경우 상기 제1 가스공급부(120F)의 중앙부와 상기 제2 면(24)까지의 거리도 조절이 가능하다. 나아가 상기 제1 가스공급부(120F)와 제2 면(24) 사이의 거리가 변화하는 경우에도 상기 제1 가스공급부(120F)의 내측의 가스공급유로가 상기 기판(20)의 제2 면(24)에 수직인 상태를 유지할 수 있다. 또한, 전술한 도 9에 비해 상기 기판지지부(140)의 내측벽의 증착을 줄일 수 있다.
한편, 상기 복수개의 상하플레이트(1400A, 1400B, 1400C)에서 공급되는 공정가스의 양을 개별적으로 제어하여 상기 제2 면(24)에 증착되는 제2 막의 두께를 보다 정밀하게 조절할 수 있다.
한편, 전술한 도 9 및 도 10에는 도시되지 않지만, 상기 제1 가스공급부(120E)를 회전시키는 제1 구동부(미도시)와, 상기 복수개의 상하플레이트(1400A, 1400B, 1400C)를 상하로 이동시키는 제2 구동부(미도시)는 상기 기판지지부(140)를 지지하는 베이스플레이트(142)에 구비될 수 있다.
즉, 상기 제1 구동부 또는 제2 구동부는 상기 기판(20)의 제2 면(24), 기판지지부(140) 및 베이스플레이트(142)에 의해 둘러싸인 공간에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 구동부 및 제2 구동부는 상기 베이스플레이트(142)의 상면에 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 구동부 및 제2 구동부의 구동에 의해 파티클 등이 발생하는 경우에도 상기 기판(20)의 제1 면(22)에 파티클이 부착되는 것을 최대한 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
20 : 기판
30 : 설비전방 단부모듈
60 : 로드포트
100 : 공정설비
106 : 로드록챔버
102 : 기판이송챔버
110A, 110B, 110C, 110D : 공정챔버
200, 300, 400 : 센서부
210, 310, 410 : 센서바디
220, 320, 420 : 센서모듈
1000 : 기판처리장치

Claims (8)

  1. 제1 면에 제1 막이 증착된 기판의 제2 면에 제2 막을 증착하는 적어도 하나의 공정챔버를 구비한 공정설비;
    상기 공정설비의 전방에 구비되어 상기 기판이 안착되는 로드포트를 구비하는 설비전방 단부모듈(Equipment Front End Module:EFEM);
    상기 설비전방 단부모듈에 구비되어 상기 기판의 뒤틀림 정도를 측정하는 센서부; 및
    상기 센서부에서 측정된 상기 기판의 뒤틀림 정도에 따라 상기 기판의 제2 면에 증착되는 상기 제2 막의 증착두께를 조절하도록 상기 공정챔버를 제어하는 제어부;를 구비하며,
    상기 공정챔버는 챔버 하우징과, 상기 챔버 하우징의 내부에 구비되어 상기 기판을 지지하는 기판지지부, 상기 기판의 제2 면에 박막을 증착하는 제1 가스공급부와, 상기 기판지지부의 하측 단부를 지지하는 베이스플레이트를 구비하고,
    상기 제1 가스공급부는 상기 기판의 제2 면 까지의 거리가 변화되도록 회전 가능하게 구비되거나, 상기 기판의 제2 면 까지의 거리가 변화되도록 상하로 각각 이동 가능하게 구비되는 복수개의 상하플레이트를 구비하며,
    상기 제1 가스공급부를 회전시키는 제1 구동부 또는 상기 복수개의 상하플레이트를 상하로 이동시키는 제2 구동부는 상기 기판, 기판지지부 및 베이스플레이트에 의해 둘러싸인 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는
    상기 로드포트의 상부에 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 로드포트에 상기 기판을 지지하며 회전하는 회전지지판을 더 구비하고, 상기 센서부는 상기 기판이 상기 회전지지판에 의해 회전되는 동안에 뒤틀림 정도를 측정하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 센서부와 상기 기판이 서로 상대이동하도록 배치되어 상기 센서부와 상기 기판이 서로 상대이동하는 동안에 뒤틀림 정도를 측정하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 가스공급부에서 공급되는 공정가스의 양 또는 상기 제1 가스공급부와 상기 기판의 제2 면 사이의 거리를 조절하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 가스공급부는 공정가스를 개별적으로 공급하는 복수개의 영역으로 구획되고, 상기 복수개의 영역에 각각 MFC(Mass Flow Controller)가 연결되어 공급되는 공정가스의 양을 조절하거나, 상기 복수개의 영역이 단일 MFC에 연결되어 가스분배모듈에 의해 공급되는 공정가스의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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