KR102681009B1

KR102681009B1 - Substrate processing apparatus

Info

Publication number: KR102681009B1
Application number: KR1020190088507A
Authority: KR
Inventors: 강현
Original assignee: 주식회사 원익아이피에스
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2024-07-03

Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 상에 증착, 식각 등의 기판처리를 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하며 기판처리를 수행하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(300)와; 상기 공정챔버(100) 내에 거치되며 기판처리 시 기판(10) 상면 가장자리 둘레에 안착되는 쉐도우프레임(400)을 포함하며, 상기 쉐도우프레임(400)의 가장자리 둘레에는 상기 공정가스가 통과되기 위한 복수의 개구부(402)들이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more specifically, to a substrate processing apparatus that performs substrate processing such as deposition and etching on a substrate.
The present invention includes a process chamber (100) that forms a sealed processing space (S) and performs substrate processing; a substrate support portion 200 installed in the process chamber 100 to support the substrate 10; a gas injection unit 300 installed on the upper side of the process chamber 100 to spray process gas into the processing space (S); It is mounted in the process chamber 100 and includes a shadow frame 400 that is seated around the edge of the upper surface of the substrate 10 during substrate processing. A plurality of shadow frames 400 are placed around the edge of the shadow frame 400 for the process gas to pass through. Disclosed is a substrate processing apparatus characterized in that openings 402 are formed.

Description

Substrate processing apparatus {Substrate processing apparatus}

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 상에 증착, 식각 등의 기판처리를 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more specifically, to a substrate processing apparatus that performs substrate processing such as deposition and etching on a substrate.

일반적으로, 액정표시장치, 태양전지 등의 제품을 제조함에 있어서는 유리 기판 등의 피처리 기판 상에 여러 종류의 박막을 증착하는 공정과 증착된 박막을 패터닝하는 공정 등의 다양한 제조 공정을 거쳐야 하며, 이러한 공정들은 해당 공정의 진행에 최적의 조건을 제공하는 기판처리장치에서 이루어진다. In general, when manufacturing products such as liquid crystal displays and solar cells, various manufacturing processes must be performed, such as a process of depositing various types of thin films on a processing substrate such as a glass substrate and a process of patterning the deposited thin films. These processes are performed in a substrate processing device that provides optimal conditions for the process to proceed.

특히, 피처리 기판 상에 박막을 형성하는 공정은 플라즈마를 이용한 화학기상증착(Camical Vapor Deposition: CVD) 장치를 통해 주로 이루어진다.In particular, the process of forming a thin film on a substrate to be processed is mainly performed using a chemical vapor deposition (CVD) device using plasma.

통상적으로, CVD 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 반응 공간을 제공하는 공정챔버(100), 공정챔버(100) 내부에 형성되어 피처리 기판(10)을 지지 및 가열하기 위한 기판지지부(200), 기판지지부(200)의 상부에 설치되어 피처리 기판(10)을 향해 공정가스를 분사하는 가스분사부(300), 및 기판지지부(200)와 가스분사부(300) 사이에 위치되어 피처리 기판(10)의 가장자리에 박막이 증착되는 것을 방지하는 쉐도우프레임(400)을 포함할 수 있다.Typically, as shown in FIG. 1, a CVD device includes a process chamber 100 that provides a reaction space, and a substrate support portion formed inside the process chamber 100 to support and heat the substrate to be processed 10. 200), a gas injection unit 300 installed on the upper part of the substrate support 200 to spray process gas toward the substrate 10 to be processed, and a gas injection unit 300 located between the substrate support 200 and the gas injection unit 300. It may include a shadow frame 400 that prevents thin films from being deposited on the edges of the substrate 10 to be processed.

이때, 마스크(20)를 이용한 기판처리가 필요한 경우, 쉐도우프레임(400)은 마스크(20)의 상면에 안착되어 마스크(20)의 가장자리에 증착 또한 방지할 수 있다.At this time, when substrate processing using the mask 20 is required, the shadow frame 400 is seated on the upper surface of the mask 20 to prevent deposition on the edges of the mask 20.

그런데, 종래 기판처리장치의 경우, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 가스분사부(300)에서 분사된 가스가 쉐도우프레임(400)의 외측부와 공정챔버(100) 내벽 사이의 공간(G)을 통해 공정챔버(100) 하측의 배기구(109)로 배기되는 구조를 가짐에 따라, 배기구(109)의 형상이나 위치에 따라 기판지지부(200)와 가스분사부(300) 사이에서 공정가스의 흐름이 변경되고 기판(10)의 상면 영역에 따라 공정가스가 체류하는 시간에 편차가 생겨 기판처리의 균일도가 떨어지는 문제점이 있다.However, in the case of the conventional substrate processing apparatus, as shown in FIGS. 1 and 2, the gas injected from the gas injection unit 300 is in the space (G) between the outer portion of the shadow frame 400 and the inner wall of the process chamber 100. ), the process gas is discharged to the exhaust port 109 at the bottom of the process chamber 100 through There is a problem in that the uniformity of substrate processing is reduced because the flow is changed and the residence time of the process gas varies depending on the upper surface area of the substrate 10.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 공정챔버 내의 배기를 위한 배기구의 형상이나 위치에 관계 없이 기판 상면에서 공정가스의 흐름을 균일하게 하고 기판 상면에 공정가스가 체류하는 시간을 일정하게 하여 기판에 대한 기판처리의 균일도를 향상시킬 수 있는 기판처리장치를 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention is to solve the above problems, to make the flow of process gas uniform on the upper surface of the substrate regardless of the shape or location of the exhaust port for exhaust within the process chamber, and to keep the residence time of the process gas on the upper surface of the substrate constant. The object is to provide a substrate processing device that can improve the uniformity of substrate processing by doing so.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하며 기판처리를 수행하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(300)와; 상기 공정챔버(100) 내에 거치되며 기판처리 시 기판(10) 상면 가장자리 둘레에 안착되는 쉐도우프레임(400)을 포함하며, 상기 쉐도우프레임(400)의 가장자리 둘레에는 상기 공정가스가 통과되기 위한 복수의 개구부(402)들이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.The present invention was created to achieve the object of the present invention as described above, and includes a process chamber 100 that forms a closed processing space S and performs substrate processing; a substrate support portion 200 installed in the process chamber 100 to support the substrate 10; a gas injection unit 300 installed on the upper side of the process chamber 100 to spray process gas into the processing space (S); It is mounted in the process chamber 100 and includes a shadow frame 400 that is seated around the edge of the upper surface of the substrate 10 during substrate processing. A plurality of shadow frames 400 are placed around the edge of the shadow frame 400 for the process gas to pass through. Disclosed is a substrate processing apparatus characterized in that openings 402 are formed.

상기 쉐도우프레임(400)은, 상기 기판(10) 상면에 안착 시 상기 기판(10)의 가장자리보다 외측으로 연장되는 연장영역(E)이 둘레를 따라 형성될 수 있다.When the shadow frame 400 is seated on the upper surface of the substrate 10, an extension area E extending outward from the edge of the substrate 10 may be formed along the circumference.

상기 복수의 개구부(402)들은 상기 연장영역(E)에 형성될 수 있다.The plurality of openings 402 may be formed in the extended area (E).

상기 공정챔버(100) 에는 상기 처리공간(S)의 배기를 위한 하나 이상의 배기구(109)가 형성될 수 있다.One or more exhaust ports 109 may be formed in the process chamber 100 to exhaust the processing space (S).

상기 복수의 개구부(402)들은, 상기 배기구(109)에서 멀어질수록 크기가 커질 수 있다.The plurality of openings 402 may increase in size as the distance from the exhaust port 109 increases.

상기 복수의 개구부(402)들은, 각각 동일한 크기로 형성되며, 상기 배기구(109)에서 멀어질수록 조밀하게 배치될 수 있다.The plurality of openings 402 are each formed to have the same size, and may be arranged more densely as the distance from the exhaust port 109 increases.

상기 복수의 개구부(402)들은, 상기 쉐도우프레임(400) 상 영역에 따라 서로 다른 형상으로 형성될 수 있다.The plurality of openings 402 may be formed in different shapes depending on the area on the shadow frame 400.

상기 개구부(402)는, 상기 개구부(402)를 통과한 공정가스가 상기 배기구(109)를 향하도록 내주면에 경사가 형성될 수 있다.The opening 402 may be inclined on its inner peripheral surface so that the process gas passing through the opening 402 is directed toward the exhaust port 109 .

상기 연장영역(E)의 폭은 상기 쉐도우프레임(400)과 상기 공정챔버(100)의 내측벽 사이의 간격(G)보다 길 수 있다.The width of the extended area (E) may be longer than the gap (G) between the shadow frame 400 and the inner wall of the process chamber 100.

상기 쉐도우프레임(400)은, 상기 복수의 개구부(402)를 통과한 공정가스가 상기 쉐도우프레임(400)과 상기 기판지지부(200) 사이로 침투되는 것을 방지하기 위해 상기 쉐도우프레임(400)의 저면에서 하방으로 연장형성되는 스커트부(410)를 포함할 수 있다.The shadow frame 400 is located on the bottom of the shadow frame 400 to prevent the process gas that has passed through the plurality of openings 402 from penetrating between the shadow frame 400 and the substrate support portion 200. It may include a skirt portion 410 extending downward.

다른 측면에서, 본 발명은 밀폐된 처리공간(S)을 형성하며 마스크(20)를 이용하여 기판처리를 수행하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와; 상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어 상기 처리공간(S)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(300)와; 상기 공정챔버(100) 내에 거치되며 기판처리 시 상기 마스크(20) 상면 가장자리 둘레에 안착되는 쉐도우프레임(400)을 포함하며, 상기 쉐도우프레임(400)의 가장자리 둘레에는 상기 공정가스가 통과되기 위한 복수의 개구부(402)들이 형성될 수 있다.In another aspect, the present invention includes a process chamber 100 that forms a sealed processing space S and performs substrate processing using a mask 20; a substrate support portion 200 installed in the process chamber 100 to support the substrate 10; A gas injection unit 300 installed on the upper side of the process chamber 100 to spray process gas into the processing space (S); It is mounted in the process chamber 100 and includes a shadow frame 400 that is seated around an edge of the upper surface of the mask 20 during substrate processing, and has a plurality of holes around the edge of the shadow frame 400 for the process gas to pass through. Openings 402 may be formed.

상기 쉐도우프레임(400)은, 상기 마스크(20) 상면에 안착 시 상기 마스크(20)의 가장자리보다 외측으로 연장되는 연장영역(E)이 둘레를 따라 형성되며, 상기 복수의 개구부(402)들은 상기 연장영역(E)에 형성될 수 있다.When the shadow frame 400 is seated on the upper surface of the mask 20, an extension area E extending outward from the edge of the mask 20 is formed along the circumference, and the plurality of openings 402 are formed along the circumference of the shadow frame 400. It may be formed in the extended area (E).

본 발명에 따른 기판처리장치는, 공정챔버 내의 배기를 위한 배기구의 형상이나 위치에 관계 없이 기판 상면에서 공정가스의 흐름을 균일하게 하고 기판 상면에 공정가스가 체류하는 시간을 일정하게 하여 기판에 대한 기판처리의 균일도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The substrate processing device according to the present invention makes the flow of process gas uniform on the upper surface of the substrate regardless of the shape or location of the exhaust port for exhaust within the process chamber and keeps the residence time of the process gas on the upper surface of the substrate constant, thereby reducing the amount of gas on the substrate. There is an advantage in improving the uniformity of substrate processing.

보다 구체적으로, 본 발명에 다른 기판처리장치는, 마스크 또는 기판 가장자리의 증착을 방지하기 위한 쉐도우프레임에 복수의 개구부들을 형성함으로써, 쉐도우프레임을 공정가스의 배기를 위한 배플로 활용하여 처리대상이 되는 기판 상에 공정가스의 흐름을 균일하게 형성하고 기판 상면에 공정가스가 체류하는 시간을 일정하게 하여 기판에 대한 기판처리의 균일도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.More specifically, the substrate processing apparatus according to the present invention forms a plurality of openings in the shadow frame to prevent deposition on the edge of the mask or substrate, thereby utilizing the shadow frame as a baffle for exhausting the process gas to remove the material to be processed. There is an advantage of improving the uniformity of substrate processing by forming a uniform flow of process gas on the substrate and maintaining a constant residence time of the process gas on the upper surface of the substrate.

도 1은, 종래 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는, 도 1의 A-A방향 단면도이다.
도 3a은, 본 발명에 따른 기판처리장치의 쉐도우프레임 일 실시예를 보여주는 평면도이다.
도 3b는, 본 발명에 따른 기판처리장치의 쉐도우프레임 다른 일 실시예를 보여주는 평면도이다.
도 4는, 도 3a 내지 도 3b에 따른 쉐도우프레임을 포함하는 기판처리장치의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 5는, 다른 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.Figure 1 is a cross-sectional view showing a conventional substrate processing apparatus.
FIG. 2 is a cross-sectional view in the AA direction of FIG. 1.
Figure 3a is a plan view showing an embodiment of a shadow frame of a substrate processing apparatus according to the present invention.
Figure 3b is a plan view showing another embodiment of the shadow frame of the substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a portion of the substrate processing apparatus including the shadow frame according to FIGS. 3A to 3B.
Figure 5 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to another embodiment.

이하 본 발명에 따른 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.

본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하며 기판처리를 수행하는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(200)와; 공정챔버(100) 상측에 설치되어 처리공간(S)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(300)와; 상기 공정챔버(100) 내에 거치되는 쉐도우프레임(400)을 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 2 to 5, the substrate processing apparatus according to the present invention is installed in the process chamber 100, which forms a sealed processing space (S) and performs substrate processing. A substrate support portion 200 supporting the substrate 10; A gas injection unit 300 installed on the upper side of the process chamber 100 to spray process gas into the processing space (S); It may include a shadow frame 400 mounted within the process chamber 100.

여기서 처리대상인 기판(10)은, 증착, 식각 등 기판처리를 수행하는 기판으로서, LCD 제조용 기판, OLED 제조용 기판, 태양전지 제조용 기판 등 평면형상이 직사각형 형상을 가지는 기판이면 어떠한 기판도 가능하다.Here, the substrate 10 to be processed is a substrate on which substrate processing such as deposition and etching is performed, and can be any substrate as long as it has a rectangular planar shape, such as a substrate for LCD manufacturing, a substrate for OLED manufacturing, or a solar cell manufacturing substrate.

그리고 본 발명에 따른 기판처리장치에 의하여 수행되는 기판처리는, 밀폐된 처리공간(S) 내에서 증착, 식각 등 기판처리를 수행하는 기판처리공정이면 PECVD 공정, 증발증착공정 등 어떠한 공정도 가능하다.In addition, the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the present invention can be any process such as PECVD process, evaporation deposition process, etc., as long as it is a substrate processing process that performs substrate processing such as deposition and etching within a closed processing space (S). .

한편, 상기 기판처리는, 기판(10) 상에 마스크(20)를 안착한 상태로 수행될 수 있다.Meanwhile, the substrate processing may be performed with the mask 20 placed on the substrate 10.

이때, 상기 마스크(20)는, 설정된 패턴으로 증착, 식각 등의 기판처리의 수행을 위하여 미리 설정된 패턴의 개구가 하나 이상 형성되는 등 다양한 구성이 가능하다.At this time, the mask 20 can have various configurations, such as having one or more openings of a preset pattern formed in order to perform substrate processing such as deposition and etching in a set pattern.

예로서, 상기 마스크(20)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 공정가스가 통과되기 위한 하나 이상의 개구가 형성되는 마스크시트와, 마스크시트의 가장자리를 지지하는 마스크프레임을 포함할 수 있다.For example, as shown in FIG. 5, the mask 20 may include a mask sheet with one or more openings for passing a process gas, and a mask frame supporting the edges of the mask sheet.

상기 마스크(20)는 기판(10) 상측에 지지된 상태로 수평방향위치가 얼라인될 수 있으며 수평위치 얼라인 후 기판(10) 상에 안착될 수 있다.The mask 20 can be aligned in a horizontal direction while supported on the upper side of the substrate 10, and can be seated on the substrate 10 after aligning the horizontal position.

상기 공정챔버(100)는, 기판처리를 위한 밀폐된 처리공간(S)를 형성하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The process chamber 100 forms a sealed processing space (S) for substrate processing and can have various configurations.

예로서, 상기 공정챔버(100)는, 상측에 개구가 형성된 챔버본체(110)와, 챔버본체(110)의 개구에 탈착가능하게 결합되어 챔버본체(110)와 함께 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 상부리드(120)를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the process chamber 100 includes a chamber body 110 with an opening formed on the upper side, and a processing space S that is detachably coupled to the opening of the chamber body 110 and sealed together with the chamber body 110. It may be configured to include an upper lead 120 forming a .

그리고 상기 공정챔버(100)는, 측면에 형성된 기판(10)의 도입 및 배출을 위한 하나 이상의 게이트(111)가 형성될 수 있다.In addition, the process chamber 100 may have one or more gates 111 formed on a side of the process chamber 100 for introducing and discharging the substrate 10 .

또한, 상기 공정챔버(100)는, 수행되는 기판처리의 종류에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 기판(10) 지지를 위한 기판지지부(200), 기판처리의 수행을 위한 처리가스를 공급하는 가스공급부(300), 기판처리 수행을 위한 전원인가시스템, 처리공간(S)의 압력 제어 및 배기를 위한 배기시스템 등이 연결 또는 설치될 수 있다. In addition, the process chamber 100 can have various configurations depending on the type of substrate processing being performed, and includes a substrate support portion 200 for supporting the substrate 10 and a gas supply portion for supplying processing gas for performing substrate processing. (300), a power application system for performing substrate processing, an exhaust system for pressure control and exhaust of the processing space (S), etc. may be connected or installed.

또한, 도시하지는 않았으나, 상기 공정챔버(100)의 하측에는, 기판지지부(200)의 상하이동, 기판(10)의 상하이동을 위한 구성, 마스크(20) 지지를 위한 구성, 또는 기판(10)과 마스크(20)의 얼라인을 위한 얼라인부(미도시)와 같은 부대설비가 설치될 수 있다.In addition, although not shown, on the lower side of the process chamber 100, a configuration for vertical movement of the substrate support 200, a configuration for vertical movement of the substrate 10, a configuration for supporting the mask 20, or a substrate 10 Additional facilities such as an alignment unit (not shown) for aligning the mask 20 may be installed.

한편, 상기 공정챔버(100)에는 처리공간(S)의 배기를 위한 하나 이상의 배기구(109)가 형성될 수 있다.Meanwhile, one or more exhaust ports 109 for exhausting the processing space (S) may be formed in the process chamber 100.

상기 배기구(109)는, 상술한 공정챔버(100)의 부대설비의 설치공간과 간섭되지 않아야 하는바 설치위치나 설치개수에 제약이 있으며, 그에 따라 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 공정챔버(100)의 중앙부에 위치되지 못하고 공정챔버(100)의 일측에 치우쳐 형성될 수 있다.The exhaust port 109 must not interfere with the installation space of the auxiliary equipment of the above-described process chamber 100, so there are restrictions on the installation location and number of installations, and accordingly, as shown in Figures 1 and 2, the process chamber 100 It may not be located in the center of 100 and may be formed biased toward one side of the process chamber 100.

상기 기판지지부(200)는, 공정챔버(100) 내로 도입된 기판(10)이 상면에 안착되어 기판(10)을 지지하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.The substrate support unit 200 is configured to support the substrate 10 by seating it on the upper surface of the substrate 10 introduced into the process chamber 100, and can be configured in various ways.

상기 기판지지부(200)에는, 기판(10) 가열을 위한 히터가 내장될 수 있고, 기판처리를 위한 플라즈마 형성을 위하여 전원이 인가되거나 또는 접지될 수 있다.A heater for heating the substrate 10 may be built into the substrate support unit 200, and power may be applied or grounded to form plasma for substrate processing.

또한, 상기 기판지지부(200)에는 기판(10)의 상대 상하이동을 위한 리프트핀(미도시)이 설치될 수 있고, 기판지지부(200)는 기판지지부(200)의 상하이동을 위한 상하구동부와 결합될 수 있다.In addition, the substrate support 200 may be provided with lift pins (not shown) for relative upward and downward movement of the substrate 10, and the substrate support 200 may include a vertical and downward drive portion for relative upward and downward movement of the substrate support 200. can be combined

상기 가스분사부(300)는, 공정챔버(100) 상측에 설치되어 처리공간(S)으로 공정가스를 분사하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.The gas injection unit 300 is installed on the upper side of the process chamber 100 and sprays process gas into the processing space (S), so various configurations are possible.

예로서, 상기 가스분사부(300)는, 상부리드(120)에 상부리드(120)와 절연된 상태로 설치될 수 있으며, 외부에서 공급받은 공정가스를 분사하는 복수의 가스분사구(미도시)들이 형성되는 분사플레이트(미도시)를 포함할 수 있다.For example, the gas injection unit 300 may be installed in an insulated state on the upper lid 120, and may have a plurality of gas injection ports (not shown) that spray process gas supplied from the outside. It may include a spray plate (not shown) on which the spray plate is formed.

상기 가스분사부(300)는, 플라즈마 형성을 위하여 기판지지부(200)가 접지되는 경우 RF전원이 인가될 수 있고, 반대로 기판지지부(200)에 RF전원이 인가되는 경우 접지될 수 있다.The gas spray unit 300 may be applied with RF power when the substrate support 200 is grounded to form plasma, and conversely, the gas spray unit 300 may be grounded when RF power is applied to the substrate support 200.

상기 쉐도우프레임(400)은, 공정챔버(100) 내에 거치되며 기판(10) 또는 마스크(20) 상면에 안착됨으로써 불필요한 부분에 공정가스가 증착되는 것을 방지하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다. 이때, 공정챔버(100)에는 쉐도우프레임(400)의 가장자리를 지지함으로써 쉐도우프레임(400)의 거치를 위한 쉐도우프레임거치부(미도시)가 설치될 수 있다. The shadow frame 400 is mounted in the process chamber 100 and is seated on the upper surface of the substrate 10 or the mask 20 to prevent process gas from being deposited on unnecessary areas, and can be configured in various ways. At this time, a shadow frame holder (not shown) for mounting the shadow frame 400 may be installed in the process chamber 100 by supporting the edge of the shadow frame 400.

예로서, 공정챔버(100)에서 마스크(20) 없이 기판처리가 수행되는 경우, 상기 쉐도우프레임(400)은, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 기판처리 시 기판(10) 상면 가장자리 둘레에 안착되어 기판(10)의 가장자리에 공정가스가 증착되는 것을 방지할 수 있다.For example, when substrate processing is performed in the process chamber 100 without the mask 20, the shadow frame 400 is formed around the upper surface edge of the substrate 10 during substrate processing, as shown in FIGS. 1 to 4. It is possible to prevent process gas from being deposited on the edge of the substrate 10.

이때, 상기 쉐도우프레임(400)은, 기판(10) 상면 가장자리에 둘레에 안착됨과 동시에 기판지지부(200)의 상면 가장자리에 안착되어 지지될 수 있으며, 기판지지부(200)의 상면이 증착되는 것도 함께 방지할 수 있다.At this time, the shadow frame 400 may be seated around the edge of the upper surface of the substrate 10 and simultaneously seated and supported on the edge of the upper surface of the substrate supporter 200, and the upper surface of the substrate supporter 200 may be deposited. It can be prevented.

상기 쉐도우프레임(400)은, 공정가스가 통과될 수 있도록 중앙부에 개방부(401)가 형성되는 중공형 프레임으로 가장자리 외곽부를 통해 기판(10)의 상면 가장자리에 안착될 수 있다.The shadow frame 400 is a hollow frame with an opening 401 formed in the center to allow process gas to pass through, and can be seated on the upper edge of the substrate 10 through the outer edge.

상기 개방부(401)는, 기판(10) 상 기판처리가 필요한 영역을 가리지 않을 만큼의 크기와 형상으로 이루어질 수 있다.The opening portion 401 may be of a size and shape that does not obscure the area on the substrate 10 that requires substrate processing.

특히, 상기 쉐도우프레임(400)은, 기판(10) 상면에 안착 시 기판(10)의 가장자리보다 외측으로 연장되는 연장영역(E)이 둘레를 따라 형성될 수 있다.In particular, when the shadow frame 400 is seated on the upper surface of the substrate 10, an extension area E extending outward from the edge of the substrate 10 may be formed along the circumference.

이때, 상기 연장영역(E)의 폭(D)는 설계에 따라 다양하게 설정될 수 있음은 물론이다.At this time, of course, the width (D) of the extended area (E) can be set in various ways depending on the design.

상기 쉐도우프레임(400)은 연장영역(E)에 의해 기판(10)의 가장자리보다 더 외측으로 연장되므로, 기판(10)의 상면에 불필요한 증착이 이루어지는 것을 방지할 수 있다.Since the shadow frame 400 extends further outward than the edge of the substrate 10 by the extension area E, unnecessary deposition on the upper surface of the substrate 10 can be prevented.

보다 바람직하게는, 상기 연장영역(E)은, 기판지지부(200)의 가장자리 보다 더 외측으로 연장된 영역(K)를 포함할 수 있다.More preferably, the extended area E may include an area K extending further outward than the edge of the substrate support 200.

종래 기판처리장치의 경우, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 쉐도우프레임(400)과 공정챔버(100) 사이 공간(G)를 통해 공정가스가 하측으로 흘러 배기구(109)를 통해 외부로 배기되어야 하고, 상술한 바와 같이 배기구(109)가 공정챔버(100)의 중앙부에 설치되지 못하고 일측에 편중되어 형성됨에 따라 기판(10) 상면에서 공정가스의 흐름이 균일하지 못하고 기판(10) 상면의 영역에 따라 공정가스가 머무는 시간에 편차가 발생하는 문제점이 있다.In the case of a conventional substrate processing apparatus, as shown in FIGS. 1 and 2, the process gas flows downward through the space G between the shadow frame 400 and the process chamber 100 and out through the exhaust port 109. It must be exhausted, and as described above, the exhaust port 109 is not installed in the center of the process chamber 100 and is formed rather than being concentrated on one side, so the flow of process gas is not uniform on the upper surface of the substrate 10 and the upper surface of the substrate 10 is There is a problem in that there is a deviation in the residence time of the process gas depending on the area.

이에, 본 발명에 따른 기판처리장치의 쉐도우프레임(400)에는, 공정가스가 통과되기 위한 복수의 개구부(402)들이 형성될 수 있다.Accordingly, a plurality of openings 402 through which process gas passes may be formed in the shadow frame 400 of the substrate processing apparatus according to the present invention.

상기 복수의 개구부(402)들은, 기판(10) 상면이 상측으로 노출되지 않도록, 쉐도우프레임(400)의 가장자리 둘레에 형성될 수 있다.The plurality of openings 402 may be formed around the edge of the shadow frame 400 so that the upper surface of the substrate 10 is not exposed upwardly.

보다 구체적으로는, 상기 복수의 개구부(402)들은 쉐도우프레임(400) 중 기판(20)의 가장자리보다 외측으로 연장된 연장영역(E)에 형성될 수 있고, 보다 바람직하게는 기판지지부(200) 상면의 복개하여 불필요한 증착을 방지함과 아울러 개구부(402)를 통과하는 가스가 배기구(109)를 향해 원활히 흐를 수 있도록 기판지지부(200)의 가장자리 보다 더 외측으로 연장된 영역(K)에 형성될 수 있다.More specifically, the plurality of openings 402 may be formed in an extension area E of the shadow frame 400 extending outward from the edge of the substrate 20, and more preferably in the substrate support 200. It is formed in a region K extending further outward than the edge of the substrate support 200 to prevent unnecessary deposition by covering the upper surface and to allow gas passing through the opening 402 to flow smoothly toward the exhaust port 109. You can.

이때, 상기 복수의 개구부(402)들은, 최적화된 공정가스 흐름을 형성하기 위하여 다양한 위치, 다양한 형상, 배치, 및 밀도로 형성될 수 있음은 물론이다.At this time, of course, the plurality of openings 402 can be formed in various positions, shapes, arrangements, and densities to form an optimized process gas flow.

예로서, 상기 복수의 개구부(402)들은, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 배기구(109)까지의 거리에 따라 다양한 형상, 크기, 및 밀도로 배치될 수 있다. As an example, the plurality of openings 402 may be arranged in various shapes, sizes, and densities depending on the distance to the exhaust port 109, as shown in FIGS. 3A and 3B.

상기 복수 개구부(402)들은, 배기구(109)까지의 거리가 멀어질수록 보다 가스배기가 용이하도록 형상, 크기, 및 밀도가 다양하게 조합될 수 있다.The plurality of openings 402 may be combined in various shapes, sizes, and densities so that gas exhaust becomes easier as the distance to the exhaust port 109 increases.

즉, 배기구(109)에 가까이 위치된 개구부(402)들은 보다 큰 흡인력으로 공정가스를 통과시키므로 배기구(109)에서 멀리 위치된 개구부(402)들과 균일한 속도로 가스를 배기하기 위해서는 배기구(109)에 가까이 위치된 개구부(402)들 보다 크기가 크거나 또는 더 많은 개수로 구비될 필요가 있는 것이다.That is, the openings 402 located close to the exhaust port 109 allow the process gas to pass through with greater suction force, so in order to exhaust gas at a uniform speed with the openings 402 located far from the exhaust port 109, the exhaust port 109 ) It is necessary to be larger in size or provided in greater numbers than the openings 402 located close to.

각 배기구(109)의 형상 또한, 쉐도우프레임(400) 상 위치에 따라 다양하게 형성될 수 있으며 영역에 따라 서로 다른 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.Of course, the shape of each exhaust port 109 may also vary depending on its position on the shadow frame 400 and may be formed into different shapes depending on the area.

일 실시예에서, 상기 복수의 개구부(402)들은, 배기구(109)에서 멀어질수록 크기가 커질 수 있다.In one embodiment, the plurality of openings 402 may increase in size as the distance from the exhaust port 109 increases.

다른 일 실시예에서, 상기 복수의 개구부(402)들은, 각각 동일한 크기로 형성되며, 상기 배기구(109)에서 멀어질수록 조밀하게 배치될 수 있다.In another embodiment, the plurality of openings 402 are each formed in the same size and may be arranged more densely as the distance from the exhaust port 109 increases.

한편, 상기 개구부(402)는, 개구부(402)를 통과한 공정가스가 배기구(109)를 향하도록 내주면에 경사가 형성될 수 있다. 즉, 상기 개구부(402)는 개구부(402)를 통과하는 가스가 배기구(109)를 향해 흐름이 유도될 수 있도록 내주면에 경사진 가이드면이 형성될 수 있다.Meanwhile, the opening 402 may be inclined on its inner peripheral surface so that the process gas passing through the opening 402 is directed toward the exhaust port 109. That is, the opening 402 may have an inclined guide surface formed on the inner peripheral surface so that the gas passing through the opening 402 can be guided to flow toward the exhaust port 109.

이를 통해, 본 발명에 따른 쉐도우프레임(400)은 종래의 증착방지 기능뿐 만 아니라, 공정가스배기를 위한 배플로도 활용됨으로써 종래 공정챔버(100) 내의 불균일한 공정가스의 흐름을 크게 개선할 수 있는 이점이 있다.Through this, the shadow frame 400 according to the present invention is used not only for the conventional deposition prevention function but also as a baffle for process gas exhaust, thereby significantly improving the flow of uneven process gas in the conventional process chamber 100. There is an advantage.

또한, 가스의 흐름이 쉐도우프레임(400)의 개구부(402)로 유도될 수 있도록, 상기 연장영역(E)(또는 기판지지부(200) 가장자리 외측영역(K))의 폭(D)은 쉐도우프레임(400)과 공정챔버(100)의 내측벽 사이의 간격(G)보다 길게 형성됨이 바람직하다.In addition, so that the flow of gas can be guided to the opening 402 of the shadow frame 400, the width D of the extended area E (or the outer area K of the edge of the substrate support 200) is defined by the shadow frame. It is preferable that the gap between 400 and the inner wall of the process chamber 100 (G) is longer.

특히, 개구부(402)의 크기가 공정챔버(100)의 내측벽 사이의 간격(G)에 의한 공간보다 크게 형성됨으로써, 가스가 개구부(402)가 아닌 공정챔버(100)의 내측벽 사이의 간격(G)으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.In particular, the size of the opening 402 is formed to be larger than the space between the inner walls of the process chamber 100 (G), so that gas flows through the space between the inner walls of the process chamber 100 rather than through the opening 402. Inflow into (G) can be prevented.

한편, 상기 쉐도우프레임(400)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 개구부(402)를 통과한 공정가스가 쉐도우프레임(400)과 기판지지부(200) 사이로 침투되는 것을 방지하기 위해 쉐도우프레임(400)의 저면에서 하방으로 연장형성되는 스커트부(410)를 포함할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 4, the shadow frame 400 is a shadow frame to prevent the process gas that has passed through the plurality of openings 402 from penetrating between the shadow frame 400 and the substrate support portion 200. It may include a skirt portion 410 extending downward from the bottom of 400.

상기 스커트부(410)는, 쉐도우프레임(400)의 저면에 설치되어 쉐도우프레임(400)의 개구부(402)를 통과한 공정가스를 하측으로 가이드하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.The skirt portion 410 is installed on the bottom of the shadow frame 400 to guide the process gas that has passed through the opening 402 of the shadow frame 400 downward, and can be configured in various ways.

상기 스커트부(410)는, 기판지지부(200)의 측면둘레를 간격을 두고 둘러싸도록 쉐도우프레임(400)의 저면에 마스크(20)의 가장자리와 개구부(402) 사이의 경계 둘레를 따라 설치될 수 있다.The skirt portion 410 may be installed along the boundary between the edge of the mask 20 and the opening 402 on the bottom of the shadow frame 400 to surround the side circumference of the substrate support portion 200 at intervals. there is.

그에 따라, 개구부(402)를 통과한 공정가스는 스커트부(410)에 막혀 기판지지부(200)와 쉐도우프레임(400) 사이로 침투되지 못해 불필요한 영역에 박막이 증착되는 것이 효과적으로 방지될 수 있고, 스커트부(410)에 의해 개구부(402)를 통과한 공정가스의 흐름이 배기구(109) 측으로 유도될 수 있다.Accordingly, the process gas that has passed through the opening 402 is blocked by the skirt portion 410 and cannot penetrate between the substrate support portion 200 and the shadow frame 400, thereby effectively preventing thin films from being deposited in unnecessary areas, and the skirt The flow of process gas passing through the opening 402 may be guided toward the exhaust port 109 by the unit 410.

지금까지 마스크(20) 없이 기판처리가 수행되는 경우를 가정하여, 본 발명의 쉐도우프레임(400)을 상술하였으나, 마스크(20)를 이용해 기판처리가 수행되는 경우에도 마스크(20) 상면에 동일한 구성의 쉐도우프레임(400)이 적용될 수 있음은 물론이다.So far, the shadow frame 400 of the present invention has been described in detail on the assumption that substrate processing is performed without the mask 20. However, even when substrate processing is performed using the mask 20, the same configuration is present on the upper surface of the mask 20. Of course, the shadow frame 400 can be applied.

이때, 상기 쉐도우프레임(400)은 마스크(20)의 상면에 안착되는 점을 제외하고는 상술한 구성과 동일하거나 유사하게 구성될 수 있는 바, 동일하거나 유사하게 구성되는 범위에서 설명을 생략한다.At this time, the shadow frame 400 may be configured the same or similar to the above-described configuration except that it is seated on the upper surface of the mask 20, so description will be omitted to the extent that it is configured the same or similar.

구체적으로, 이때 상기 쉐도우프레임(400)은 마스크(20)의 가장자리 둘레를 복개하며 기판지지부(200)에 지지될 수 있으며, 연장영역(E)는 마스크(20)의 가장자리보다 외측으로 연장되는 영역으로 정의될 수 있다.Specifically, at this time, the shadow frame 400 covers the edge of the mask 20 and can be supported on the substrate support 200, and the extended area E is an area extending outward from the edge of the mask 20. It can be defined as:

구체적으로, 상기 쉐도우프레임(400)은, 마스크(20) 상면에 안착 시(보다 구체적으로는, 마스크(20)의 마스크프레임 상면에 안착될 수 있음) 상기 마스크(20)의 가장자리보다 외측으로 연장되는 연장영역(E)이 둘레를 따라 형성될 수 있고, 상기 복수의 개구부(402)들은 상기 연장영역(E)에 형성될 수 있다.Specifically, the shadow frame 400 extends outward from the edge of the mask 20 when seated on the upper surface of the mask 20 (more specifically, it may be seated on the upper surface of the mask frame of the mask 20). An extension area (E) may be formed along the periphery, and the plurality of openings 402 may be formed in the extension area (E).

이 경우에도, 상기 연장영역(E)은, 기판지지부(200)의 가장자리 보다 더 외측으로 연장된 영역(K)을 포함할 수 있고, 복수의 개구부(402)들은 기판지지부(200)의 가장자리 보다 더 외측으로 연장된 영역(K)에 형성됨이 바람직하다.In this case as well, the extended area E may include an area K extending further outward than the edge of the substrate support 200, and the plurality of openings 402 extend further outward than the edge of the substrate support 200. It is preferable that it is formed in a region (K) extending further outward.

한편, 상기 쉐도우프레임(400)은, 공정챔버(100) 내에 쉐도우프레임거치부(미도시)를 통해 가장자리가 거치된 상태로 있다가, 기판(10) 도입 후 기판처리를 위해 기판지지부(200)가 가스분사부(300)를 향해 승강됨에 따라 기판(10)(또는 마스크(20))에 밀착된 후 상측으로 들어올려져 기판(10)(또는 마스크(20))상에 안착되며, 쉐도우프레임(400)이 안착된 상태로 기판처리가 수행될 수 있다.Meanwhile, the edge of the shadow frame 400 is mounted through a shadow frame holder (not shown) in the process chamber 100, and then after introduction of the substrate 10, it is placed on the substrate support portion 200 for substrate processing. As it is lifted toward the gas injection unit 300, it comes into close contact with the substrate 10 (or mask 20) and is then lifted upward and seated on the substrate 10 (or mask 20), and the shadow frame ( Substrate processing may be performed with 400) seated.

기판처리가 완료되면 기판지지부(200)가 하강함에 따라 쉐도우프레임(400)은 다시 쉐오두프레임거치부(미도시)에 거치될 수 있다.When substrate processing is completed, as the substrate supporter 200 descends, the shadow frame 400 can be placed again on the shadow frame holder (not shown).

상술한 쉐도우프레임(400) 및 이를 포함하는 기판처리장치는, 특정 기판처리공정에 한정되지 않으며 로드락/언로드락챔버, 이송챔버 등을 포함하는 인라인타입 또는 클러스터타입 등의 다양한 기판처리시스템에 적용될 수 있다.The above-described shadow frame 400 and the substrate processing device including it are not limited to a specific substrate processing process and can be applied to various substrate processing systems such as in-line type or cluster type including load lock/unload lock chamber, transfer chamber, etc. You can.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.The above is only a description of some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, and therefore, as is well known, the scope of the present invention should not be construed as limited to the above embodiments, and the scope of the present invention as described above should not be construed. Both the technical idea and the technical idea underlying it will be said to be included in the scope of the present invention.

10: 기판 20: 마스크
100: 공정챔버 200: 기판지지부
300: 가스분사부 400:쉐도우프레임10: substrate 20: mask
100: Process chamber 200: Substrate support
300: Gas injection unit 400: Shadow frame

Claims

a process chamber 100 that forms a sealed processing space (S) and performs substrate processing;
a substrate support 200 installed in the process chamber 100 to support the substrate 10 and capable of moving up and down;
a gas injection unit 300 installed on the upper side of the process chamber 100 to spray process gas into the processing space (S);
It is mounted within the process chamber 100 and includes a shadow frame 400 that is seated around the upper edge of the substrate 10 during substrate processing,
A plurality of openings 402 are formed around the edge of the shadow frame 400 for the process gas to pass through,
The shadow frame 400 corresponds to the side of the substrate support 200 to prevent process gas passing through the plurality of openings 402 from penetrating between the shadow frame 400 and the substrate support 200. A substrate processing apparatus comprising a skirt portion 410 extending downward from the bottom of the shadow frame 400.

In claim 1,
When the shadow frame 400 is seated on the upper surface of the substrate 10, an extension area E extending outward from the edge of the substrate 10 is formed along the circumference,
A substrate processing apparatus, characterized in that the plurality of openings 402 are formed in the extended area (E).

In claim 1,
A substrate processing apparatus, characterized in that one or more exhaust ports (109) are formed in the process chamber (100) to exhaust the processing space (S).

In claim 3,
A substrate processing apparatus, wherein the plurality of openings 402 increase in size as they move away from the exhaust port 109.

In claim 3,
The plurality of openings 402 are each formed to have the same size and are arranged more densely as the distance from the exhaust port 109 increases.

In claim 3,
A substrate processing apparatus, wherein the plurality of openings 402 are formed in different shapes depending on the area on the shadow frame 400.

In claim 3,
The substrate processing apparatus is characterized in that the opening 402 is inclined on an inner peripheral surface so that the process gas passing through the opening 402 is directed toward the exhaust port 109.

In claim 2,
A substrate processing apparatus, wherein the width of the extended area (E) is longer than the gap (G) between the shadow frame (400) and the inner wall of the process chamber (100).

delete

a process chamber 100 that forms a sealed processing space S and performs substrate processing using a mask 20;
a substrate support 200 installed in the process chamber 100 to support the substrate 10 and capable of moving up and down;
A gas injection unit 300 installed on the upper side of the process chamber 100 to spray process gas into the processing space (S);
It is mounted within the process chamber 100 and includes a shadow frame 400 that is seated around an upper edge of the mask 20 during substrate processing,
A plurality of openings 402 are formed around the edge of the shadow frame 400 for the process gas to pass through,
The shadow frame 400 corresponds to the side of the substrate support 200 to prevent process gas passing through the plurality of openings 402 from penetrating between the shadow frame 400 and the substrate support 200. A substrate processing apparatus comprising a skirt portion 410 extending downward from the bottom of the shadow frame 400.

In claim 10,
When the shadow frame 400 is seated on the upper surface of the mask 20, an extension area E extending outward from the edge of the mask 20 is formed along the circumference,
A substrate processing apparatus, characterized in that the plurality of openings 402 are formed in the extended area (E).