KR102857504B1

KR102857504B1 - 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법

Info

Publication number: KR102857504B1
Application number: KR1020200059763A
Authority: KR
Inventors: 임성순; 차명준; 박상용; 배진만; 석병규
Original assignee: 주식회사 원익아이피에스
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2025-09-09
Anticipated expiration: 2040-05-19
Also published as: KR20210142951A

Abstract

본 발명은 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 박막의 두께를 조절할 수 있는 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법에 관한 것이다.
본 발명은, 기판을 처리하기 위한 밀폐된 처리공간(S1)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어, 상기 처리공간(S1)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(200)와; 상기 공정챔버(100) 하측에 설치되어 상기 기판을 지지 및 히팅하며, 상기 기판(10)이 안착되는 기판지지면(311)이 복수의 영역들로 구분되는 서셉터(300)와; 상기 기판지지면(311)의 구분된 상기 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하는 제어부(400)를 포함하며, 상기 제어부(400)는, 상기 기판이 상기 기판지지면(311)에 존재하지 않는 상태에서 상기 가스분사부(200)로부터 상기 공정가스를 분사하여 적어도 상기 기판지지면(311)과 대향되는 상기 가스분사부(200)의 표면에 프리코트막(1)을 형성할 때, 상기 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하여 히팅함으로써, 상기 프리코트막(1)의 영역별 두께를 조절하는 기판처리장치를 개시한다.

Description

기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법{Substrate processing apparatus and substrate processing method using the same}

본 발명은 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 박막의 두께를 조절할 수 있는 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법에 관한 것이다.

기판처리장치란 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버와, 공정챔버 내에 설치되어 기판이 안착되며 히터가 내장된 서셉터, 서셉터에 안착되는 기판을 향하여 처리가스를 분사하는 가스분사부를 포함하여 구성되며, 처리공간에 처리가스를 주입하면서 전원을 인가하여 기판의 표면을 식각하거나 증착하는 장치를 말한다.

이러한 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법은, 가스분사부로부터 기판처리를 위하여 사용되는 처리가스를 분사하여 기판처리가 수행되는데, 이러한 기판처리를 여러장의 기판에 대하여 반복 실시하면 공정챔버의 처리공간, 가스분사부 및 서셉터 표면에도 처리가스에 의한 반응이 일어나 부착물이 적층되게 된다.

이와 같이 공정챔버의 내부에 부착물이 적층되는 경우, 서셉터 표면 및 가스분사부의 열 방사율이 변화되어, 설정온도는 동일하더라도 서셉터 표면 온도에 차이가 발생하고 이는 동일한 기판 내에서의 박막 두께의 균일성을 저하시키는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 기판처리공정을 수행하기 앞서 공정챔버의 처리공간 일부에 대하여 코팅처리를 수행하는 프리코팅 공정이 수행되었으며, 프리코팅 공정이 수행된 기판처리장치에서는 공정챔버 내부에 부착물이 적층되는 것을 방지하여 서셉터 표면의 방사율과 기판처리부 및 공정챔버 내부벽면의 방사율이 변화하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 종래에는 서셉터 표면에 대하여 단일의 온도영역을 통한 온도공급으로 프리코팅 공정을 수행하였으나, 이 경우 서셉터 표면에서의 중심부와 가장자리 사이의 온도 방사율의 차이에 따라 프리코팅 공정에 따른 코팅 두께를 정밀하게 제어하지 못하는 문제점이 있다.

또한 프리코팅 공정을 수행함에 있어, 프리코팅 영역 전체에 대하여 동일한 두께의 코팅이 수행되도록 하였으나, 이 경우 프리코팅 공정을 이용하여 처리되는 기판의 박막두께를 제어하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 프리코팅 공정에 따른 코팅막의 두께와 이에 따른 기판의 박막의 두께를 각 영역별로 제어할 수 있는 기판처리장치 및 이를 이용하는 기판처리방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 기판을 처리하기 위한 밀폐된 처리공간(S1)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어, 상기 처리공간(S1)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(200)와; 상기 공정챔버(100) 하측에 설치되어 상기 기판을 지지 및 히팅하며, 상기 기판(10)이 안착되는 기판지지면(311)이 복수의 영역들로 구분되는 서셉터(300)와;상기 기판지지면(311)의 구분된 상기 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하는 제어부(400)를 포함하며, 상기 제어부(400)는, 상기 기판이 상기 기판지지면(311)에 존재하지 않는 상태에서 상기 가스분사부(200)로부터 상기 공정가스를 분사하여 적어도 상기 기판지지면(311)과 대향되는 상기 가스분사부(200)의 표면에 프리코트막(1)을 형성할 때, 상기 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하여 히팅함으로써, 상기 프리코트막(1)의 영역별 두께를 조절하는 기판처리장치를 개시한다.

상기 제어부(400)는, 복수의 영역들로 구분되는 상기 기판지지면(311)에 대응되는 상기 프리코트막(1)의 영역들의 두께를 조절할 수 있다.

상기 기판지지면(311)은, 중심으로부터 외측 방향으로 순서대로 배치되도록 구분되는 제1히팅영역(S2)과 제2히팅영역(S3)을 포함할 수 있다.

상기 제어부(400)는, 증착되는 상기 프리코트막(1)의 두께편차가 발생하도록 상기 제1히팅영역(S2)의 제1히팅온도(T1)와, 상기 제2히팅영역(S3)의 제2히팅온도(T2)의 온도비를 제어하여 상기 프리코트막(1)을 형성할 수 있다.

상기 제어부(400)는, 상기 제1히팅온도(T1)와, 상기 제2히팅온도(T2)의 온도비를 변화시켜 상기 프리코트막(1)을 형성할 수 있다.

상기 제어부(400)는, 상기 제1히팅온도(T1)와, 상기 제2히팅온도(T2)의 온도비를 단계적으로 증가 또는 감소시켜 상기 프리코트막(1)을 형성할 수 있다.

상기 제어부(400)는, 상기 온도비를 상기 기판을 처리하기 위해 미리 설정된 온도비까지 단계적으로 증가 또는 감소시킬 수 있다.

상기 제어부(400)는, 상기 가스분사부(200)에 증착되는 상기 프리코트막(1)의 가장자리 부분의 두께가 중심측의 두께보다 두껍게 형성되도록, 상기 제1히팅온도(T1)와 상기 제2히팅온도(T2)의 온도비를 변화시킬 수 있다.

상기 제어부(400)는, 상기 제1히팅온도(T1)와 상기 제2히팅온도(T2)의 온도비(T2/T1)가 1미만의 범위 내에서 단계적으로 증가하도록 조절할 수 있다.

상기 프리코트막(1)은, 상기 공정챔버(100)의 내벽면(121)에 추가로 형성될 수 있다.

또한 본 발명은, 기판처리장치를 이용한 기판처리방법으로서, 상기 기판이 상기 기판지지면(311)에 존재하지 않는 상태에서, 상기 제어부(400)를 통해 상기 기판지지면(311)의 상기 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하여 히팅하면서 상기 가스분사부(200)로부터 상기 공정가스를 분사하여, 적어도 상기 가스분사부(200)의 표면에 프리코트막(1)을 형성하는 프리코트막 형성단계와;상기 프리코트막 형성단계 이후에, 상기 기판지지면(311)에 상기 기판을 안착한 상태에서, 기판처리를 위한 처리가스를 공급하여 기판처리를 수행하는 기판처리단계를 포함하는 기판처리방법을 개시한다.

상기 기판처리단계는, 상기 기판에 박막 증착을 수행하며, 상기 프리코트막 형성단계를 통해 영역별로 두께편차가 발생한 상기 프리코트막(1)을 통해 상기 증착되는 박막의 영역별 두께편차를 제어할 수 있다.

상기 프리코트막 형성단계는, 중심으로부터 외측 방향으로 순서대로 배치되도록 제1히팅영역(S2)과 제2히팅영역(S3)으로 구분되는 상기 기판지지면(311)의 상기 제1히팅영역(S2)의 제1히팅온도(T1)와, 상기 제2히팅영역(S3)의 제2히팅온도(T2)의 온도비를 변화시키면서 상기 프리코트막(1)을 형성할 수 있다.

상기 프리코트막 형성단계는, 상기 제1히팅온도(T1)와, 상기 제2히팅온도(T2)의 온도비를 단계적으로 증가 또는 감소시켜 상기 프리코트막(1)을 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법은, 서셉터를 통한 히팅을 영역별로 독립적으로 조절 가능하도록 함으로써, 프리코팅 공정에 따른 코팅막의 두께를 각 코팅영역별로 조절하여 형성 가능한 이점이 있다.

특히, 본 발명에 따른 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법은, 프리코팅 공정에 따른 코팅막의 두께를 각 코팅영역별로 독립적으로 조절하여 형성함으로써, 공정챔버 내부의 영역별 방사율을 조절하여 처리되는 기판 박막두께 분포를 조절할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법은, 처리되는 기판의 후속공정을 고려하여 기판 박막의 두께에 대하여 편차를 가지도록 하거나, 박막의 두께를 균일하게 하는 등 두께의 제어가 가능한 이점이 있다.

도 1는, 본 발명에 따른 기판처리장치의 프리코팅이 수행된 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2은, 도 1의 기판처리장치의 프리코팅 수행과정 중 서셉터의 영역별 온도비율의 조절모습의 일 실시예를 보여주는 그래프이다.
도 3은, 도 1의 기판처리장치의 기판처리가 수행된 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는, 도 1의 기판처리장치를 통해 기판의 박막의 두께편차가 발생한 모습을 보여주는 그래프로서, 검은색 실선이 종래 기술을 통해 형성된 영역별 박막의 두께이며 파란색 실선이 본 발명에 따라 영역별 박막의 두께를 나타내는 그래프이다.

이하 본 발명에 따른 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판을 처리하기 위한 밀폐된 처리공간(S1)을 형성하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어, 상기 처리공간(S1)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(200)와; 상기 공정챔버(100) 하측에 설치되어 상기 기판을 지지 및 히팅하며, 상기 기판(10)이 안착되는 기판지지면(311)이 복수의 영역들로 구분되는 서셉터(300)와; 상기 기판지지면(311)의 구분된 상기 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하는 제어부(400)를 포함한다.

이를 통해 본 발명에 따른 기판처리장치는, 기판이 기판지지면(311)에 존재하지 않는 상태에서 가스분사부(200)로부터 공정가스를 분사하여 적어도 상기 기판지지면(311)과 대향되는 가스분사부(200)의 표면에 프리코트막(1)을 형성할 때, 제어부(400)를 통해 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하여 히팅함으로써, 프리코트막(1)의 영역별 두께를 조절하여 형성한다.

즉, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 서셉터(300)의 기판지지면(311)에 구분된 영역들의 히팅온도를 제어부(400)를 통해 개별적으로 제어하면서 히팅하여, 가스분사부(200)의 표면에 프리코트막(1)을 형성할 수 있으며, 이를 통해 영역들에 대응되는 프리코트막(1)의 두께를 조절하고, 가스분사부(200)의 표면에 증착되는 프리코트막(1)의 두께 편차가 발생하도록 할 수 있다.

프리코트막(1)의 두께 편차를 조절함으로써, 기판처리 시 공정챔버(100) 내의 프리코트막(1)의 방사율을 사용자가 세팅하는 효과를 얻을 수 있으며, 방사율의 세팅에 따라 처리되는 기판의 각 영역에서의 박막두께를 조절할 수 있는 이점이 있다.

즉, 가장자리와 중심부 사이의 처리된 기판의 박막두께를 균일하게 하기 위해서, 가장자리와 중심부의 증착율을 보완하기 위하여 대응되는 프리코트막(1)의 방사율이 서로 다르도록 프리코트막(1)의 두께를 조절할 수 있다.

또한, 기판의 박막증착 이후의 공정인 에칭공정에서 중심부의 가장자리의 에칭정도의 차이를 보완하기 위하여, 대응되는 프리코트막(1)의 방사율이 서로 다르도록 프리코트막(1)의 두께를 조절하여, 처리되는 기판의 박막두께가 편차를 가지도록 할 수 있다.

즉, 상기 제어부(400)는, 복수의 영역들로 구분되는 기판지지면(311)에 대응되는 프리코트막(1)의 영역들의 두께를 조절할 수 있다.

상기 공정챔버(100)는, 기판을 처리하기 위한 밀폐된 처리공간(S1)을 형성하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 공정챔버(100)는, 상측에 개구가 형성된 챔버본체(120)와, 챔버본체(120)의 개구에 탈착가능하게 결합되어 챔버본체(120)와 함께 밀폐된 처리공간(S1)을 형성하는 상부리드(110)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고 상기 공정챔버(100)는, 측면에 형성된 기판의 도입 및 배출을 위한 하나 이상의 게이트(미도시)가 형성될 수 있다.

상기 가스분사부(200)는, 공정챔버(100) 상측에 설치되어 처리공간(S1)으로 공정가스를 분사하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 가스분사부(200)는, 상부리드(110)에 설치되어 일측에 형성되는 가스유입부(미도시)와, 가스유입부를 통해 유입된 공정가스를 확산시키는 하나 이상의 확산플레이트(미도시)와, 확산된 공정가스를 처리공간(S1)을 향해 분사하는 복수의 분사홀(미도시)들을 포함할 수 있다.

한편, 상기 가스분사부(200)는, 후술하는 프리코트막 형성단계를 통해 표면에 프리코트막(1)이 증착될 수 있으며, 이를 통해 표면에서 처리가스에 의해 박막이 증착되는 등의 문제점을 방지할 수 있다.

상기 서셉터(300)는, 공정챔버(100) 하측에 설치되어 기판을 지지 및 히팅하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 서셉터(300)는, 기판이 안착되는 안착플레이트(310)와, 안착플레이트(310)를 지지하는 지지부(320)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 서셉터(300)는, 기판이 안착되는 안착플레이트(310)에 형성된 기판지지면(311)이 복수의 영역들로 구분될 수 있다.

상기 안착플레이트(310)는, 상부면에 기판이 지지되는 기판지지면(311)이 형성되어 기판이 안착되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

상기 안착플레이트(310)는, 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 원판 형태로 형성되어 저면 중심에 후술하는 지지부(320)가 결합될 수 있다.

또한, 상기 안착플레이트(310)는, 후술하는 지지부(320)의 상하이동에 따라 함께 상하 방향으로 이동하여 가스분사부(200)와의 거리가 조절될 수 있다.

한편, 상기 안착플레이트(310)는, 내부에 기판지지면(311)의 구분된 영역들을 선택적으로 가열할 수 있는 히터를 추가로 포함할 수 있다.

상기 기판지지면(311)은, 기판을 지지하는 구성으로서, 복수의 영역들로 구분될 수 있다.

예를 들면, 상기 기판지지면(311)은, 중심으로부터 외측 방향으로 순서대로 배치되도록 구분되는 제1히팅영역(S2)과 제2히팅영역(S3)을 포함할 수 있으며, 3 이상의 영역으로 구분될 수 있음은 또한 물론이다.

즉, 상기 제1히팅영역(S2)은 기판지지면(311) 중에서 중심측에 위치하는 영역이며, 상기 제2히팅영역(S3)은 기판지지면(311) 중에서 가장자리측에 위치하는 영역일 수 있다.

이때, 상기 제1히팅영역(S2) 및 제2히팅영역(S3)은, 후술하는 제어부(400)를 통해 개별적으로 히팅온도가 제어될 수 있으며, 구체적으로 제1히팅영역(S2)의 제1히팅온도(T1)와 제2히팅영역(S3)의 제2히팅온도(T2)를 독립적으로 제어될 수 있다.

상기 히터는, 안착플레이트(310)의 내부에 구비되어 기판지지면(311)의 구분된 영역들을 선택적으로 가열하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 히터는, 열선과 같이 열원만으로 구성되거나, 열원의 주변에 열전도율이 높은 별도의 열전달 매개체가 조립된 구조로 제공될 수 있다.

또한, 상기 히터는 안착플레이트(310)의 온도가 일정 범위로 유지될 수 있도록 하며, 보다 구체적으로 안착플레이트(310)에 전달되는 단위 시간당 열량을 높이는 방식을 통해 기판이 안착됨에 따라 낮아진 안착플레이트(310)의 온도를 높여 전체적으로 안착플레이트(310)의 온도가 일정범위를 유지하도록 할 수 있다.

또한, 상기 히터는, 후술하는 프리코트막 형성단계에서 기판이 안착플레이트(310)에 안착되지 않은 상태에서 히팅을 통해 공정챔버(100) 내부의 처리공간(S1)의 온도를 높여 가스분사부(200)의 표면에 프리코트막(1)이 형성되도록 할 수 있다.

한편 상기 히터는, 기판지지면(311)의 구분된 영역들의 히팅온도가 제어부(400)를 통해 개별적으로 제어될 수 있도록, 각 구분된 영역들에 대응되어 복수개 설치될 수 있다.

또한, 다른 예로서, 상기 히터는, 안착플레이트(310)에 단일로 구비된 상태에서 열전달 매개체 또는 안착플레이트(310)의 두께 등을 이용하여 동일한 히터를 통한 가열에도 구분된 영역들의 히팅온도가 서로 다르게 제어되도록 할 수 있다.

보다 구체적으로 상기 히터는, 제1히팅영역(S2)과 제2히팅영역(S3) 각각에 별도로 구비되어 각 히팅영역(S2, S3)들의 히팅온도를 개별적으로 제어할 수 있으며, 다른 예로서 하나의 히터에서 제1히팅영역(S2)과 제2히팅영역(S3)에 대응되는 위치의 열전달매개체 또는 안착플레이트(310)의 두께를 서로 달리하여 히팅온도가 서로 다를 수 있도록 제어할 수 있다.

상기 제어부(400)는, 전술한 안착플레이트(310)의 구성을 통해 기판지지면(311)의 구분된 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.

예를 들면, 상기 제어부(400)는, 기판이 기판지지면(311)에 존재하지 않는 상태에서 가스분사부(200)로부터 공정가스를 분사하여 적어도 가스분사부(200)의 표면에 프리코트막(1)을 형성하는 과정에서 기판지지면(311)의 구분된 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하여 히팅할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제어부(400)는, 증착되는 프리코트막(1)의 영역별 두께편차가 발생하도록 제1히팅영역(S2)의 제1히팅온도(T1)와, 제2히팅영역(S3)의 제2히팅온도(T2)의 온도비를 제어하여 프리코트막(1)을 형성할 수 있다.

즉, 상기 제어부(400)는, 제1히팅온도(T1)와 제2히팅온도(T2)의 온도비를 변화시킴으로서, 제1히팅영역(S2)의 온도와 제2히팅영역(S3) 사이의 온도 차이를 변화시킬 수 있으며, 이를 통해 프리코트막(1)의 제1히팅영역(S2)에 대응되는 영역과 제2히팅영역(S3)에 대응되는 영역에서의 두께가 편차를 가지도록 할 수 있다.

한편, 상기 제어부(400)는, 제1히팅온도(T1)와 제2히팅온도(T2)의 온도비를 동일하게 유지하면서, 즉 제1히팅온도(T1)와 제2히팅온도(T2) 각각의 온도를 변화시키면서도 그 비율은 동일하게 유지함으로써 대응되는 영역에서 프리코트막(1)이 각 영역별로 두께편차가 발생하도록 형성할 수 있다.

이렇듯 영역별로 두께 편차를 가지는 프리코트막(1)을 통해 영역별 방사율을 조절할 수 있으며, 기판처리 단계에서 변화되는 방사율에 따라 기판의 영역별 박막두께를 사용자가 원하는 조건에 따라 조절할 수 있다.

이 경우, 상기 제어부(400)는, 제1히팅온도(T1)와 제2히팅온도(T2)의 온도비를 단계적으로 증가 또는 감소시킴으로서, 프리코트막(1)을 형성할 수 있다.

이때, 상기 제어부(400)는, 온도비를 기판을 처리하기 위한 미리 설정된 온도비까지 단계적으로 증가 또는 감소시킬 수 있다.

종래에는 프리코트 형성단계에서, 중심측에 대응되는 제1히팅영역(S2)의 제1히팅온도(T1)를 가장자리측에 대응되는 제2히팅영역(S3)의 제2히팅온도(T2)에 비해 상대적으로 높게 또는 낮게하여 그 비율을 일정하게 유지함으로써 균일한 프리코트막(1)을 형성하였다.

그러나 프리코트막(1)의 영역별 두께 편차를 두어 방사율을 조절하거나, 이에 따라 처리되는 기판의 박막두께 편차를 조성하고자 하는 본 발명의 경우, 중심측에 대응되는 제1히팅영역(S2)의 제1히팅온도(T1)를 가장자리측에 대응되는 제2히팅영역(S3)의 제2히팅온도(T2)의 온도비를 프리코트막(1) 형성 과정에서 단계적으로 증가 또는 감소시킬 수 있다.

예로서, 프리코트막(1)을 형성하는 공정가스의 특성 상 프리코트막(1)의 두께가 히팅온도에 반비례하는 경우, 제1히팅온도(T1)와 제2히팅온도(T2)의 온도비인 T2/T1값을 1미만의 범위 내에서 지속적으로 증가시키거나, 증가 후 유지를 반복하는 단계적으로 증가시킴으로써, 가장자리에 대응되는 프리코트막(1)의 두께가 두껍게 형성되도록 할 수 있다.

보다 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 전체적으로 프리코팅 과정에서 제1히팅영역(S2)인 중심측의 제1히팅온도(T1) 대비 제2히팅영역(S3)인 가장자리측의 제2히팅온도(T2)의 비율로서, 온도비가 0.75부터 0.95까지 단계적으로 증가할 수 있다.

도 2의 경우 온도비(T2/T1)가 0.88부터 0.95까지 단계적으로 증가하는 모습을 표현한 도면이며, 0.75부터 0.88까지의 상승구간은 생략되어 있으나, 이때 단계적으로 증가하거나 0.75를 유지하다가 0.88로 바로 상승할 수도 있다.

한편, 도 2는, 이때 검은색 실선은 제1히팅온도(T1)를 의미하고, X축은 시간(단위: s), Y축은 좌측이 온도비(T1/T2) 우측이 T1의 온도를 의미한다.

또한, 다른 예로서, 프리코트막(1)을 형성하는 공정가스의 특성 상 프리코트막(1)의 두께가 히팅온도에 비례하는 경우, 제1히팅온도(T1)와 제2히팅온도(T2)의 온도비인 T2/T1값을 1초과의 범위 내에서 지속적으로 감소시키거나, 감소 후 유지를 반복하는 단계적으로 감소시킴으로써, 가장자리에 대응되는 프리코트막(1)의 두께가 두껍게 형성되도록 할 수 있다.

즉 상기 제어부(400)는, 가스분사부(200)에 증착되는 프리코트막(1)의 가장자리 부분의 두께가 중심측의 두께보다 두껍게 형성되도록, 제1히팅온도(T1)와 제2히팅온도(T2)의 온도비를 변화시킬 수 있다.

한편, 상기 프리코트막(1)은, 공정챔버(100)의 챔버본체(120) 내벽면(121)에 추가로 형성될 수 있으며, 가스분사부(200)에 대응되는 프리코트막(1)과 같이 그 두께를 조절하여 처리되는 기판의 박막 프로파일을 조절할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 2개의 히팅영역만을 기준으로 서술하였으나, 안착플레이트(310)의 기판지지면(311)에 복수의 구분되는 영역을 설정하고 각 영역의 히팅온도를 개별적으로 제어함으로써, 사용자가 원하는 프리코트막(1)의 프로파일을 형성할 수 있음은 또한 물론이다.

이하 본 발명에 따른 기판처리장치를 이용한 기판처리방법에 관하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 기판처리방법은, 상기 기판이 상기 기판지지면(311)에 존재하지 않는 상태에서, 상기 제어부(400)를 통해 상기 기판지지면(311)의 상기 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하여 히팅하면서 상기 가스분사부(200)로부터 상기 공정가스를 분사하여, 적어도 상기 가스분사부(200)의 표면에 프리코트막(1)을 형성하는 프리코트막 형성단계와; 상기 프리코트막 형성단계 이후에, 상기 기판지지면(311)에 상기 기판을 안착한 상태에서, 기판처리를 위한 처리가스를 공급하여 기판처리를 수행하는 기판처리단계를 포함한다.

상기 프리코트막 형성단계는, 기판이 기판지지면(311)에 존재하지 않는 상태에서 제어부(400)를 통해 기판지지면(311)의 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하여 히팅하면서 가스분사부(200)로부터 공정가스를 분사하여 적어도 가스분사부(200)의 표면에 프리코트막(1)을 형성하는 단계로서, 다양한 방법에 의해 수행될 수 있다.

예를 들면, 상기 프리코트막 형성단계는, 전술한 제어부(400)를 통해 제1히팅영역(S2)의 제1히팅온도(T1)와, 제2히팅영역(S3)의 제2히팅온도(T2)의 온도비를 변화시키면서 프리코트막(1)을 형성할 수 있다.

이때, 제1히팅온도(T1)와 제2히팅온도(T2)의 온도비를 단계적으로 증가 또는 감소시킴으로써, 프리코트막(1)이 가스분사부(200)의 표면에서 영역별로 서로 다른 두께를 가지도록 할 수 있다.

또한, 상기 프리코트막 형성단계는, 공정챔버(100)의 처리공간(S1)을 구성하는 내벽면(121)에 함께 형성될 수 있으며, 온도비의 조절을 통해 내벽면(121)에 형성되는 프리코트막(1)의 두께편차를 조절할 수 있다.

예로서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 프리코트막 형성단계를 통해 가스분사부(200)의 기판지지부(300)의 대향면 중 중심측의 프리코트막 두께가 가장자리의 프리코트막 두께에 비해 얇게 형성되도록 영역별 두께편차가 형성된 경우, TEOS 공정가스가 사용되는 공정에 있어서, 이에 대응되어 기판의 박막 또한 중심에 비해 가장자리 측이 두껍게 형성될 수 있다.

특히, 도 4의 경우, TEOS 공정가스를 통한 공정에 따라 기존 영역별 히팅제어를 수행하지 않은 경우 검은색 실선과 같이 영역별 두께편차가 발생하지 않았으나, 본 발명에 따른 영역별 히팅제어를 통한 프리코트막 박막두께의 영역별 편차, 특히 중심부에 비해 가장자리부가 두껍게 형성되도록 함으로써, 파란색 실선과 같이 이에 대응되는 기판의 박막두께 또한 중심부에 비해 가장자리부가 두껍게 증착된 것을 알 수 있다.

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.

100: 공정챔버 200: 가스분사부
300: 서셉터 400: 제어부

Claims

기판을 처리하기 위한 밀폐된 처리공간(S1)을 형성하는 공정챔버(100)와;
상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어, 상기 처리공간(S1)으로 공정가스를 분사하는 가스분사부(200)와;
상기 공정챔버(100) 하측에 설치되어 상기 기판을 지지 및 히팅하며, 상기 기판(10)이 안착되는 기판지지면(311)이 복수의 영역들로 구분되는 서셉터(300)와;
상기 기판지지면(311)의 구분된 상기 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하는 제어부(400)를 포함하며,
상기 제어부(400)는,
상기 기판이 상기 기판지지면(311)에 존재하지 않는 상태에서 상기 가스분사부(200)로부터 상기 공정가스를 분사하여 적어도 상기 기판지지면(311)과 대향되는 상기 가스분사부(200)의 표면에 프리코트막(1)을 형성할 때, 상기 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하여 히팅함으로써, 상기 프리코트막(1)의 두께편차가 발생하도록 영역별 두께를 조절하는 것을 특징으로하는 기판처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(400)는,
상기 복수의 영역들로 구분되는 상기 기판지지면(311)에 대응되는 상기 프리코트막(1)의 영역들의 두께를 조절하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 기판지지면(311)은,
중심으로부터 외측 방향으로 순서대로 배치되도록 구분되는 제1히팅영역(S2)과 제2히팅영역(S3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제어부(400)는,
증착되는 상기 프리코트막(1)의 두께편차가 발생하도록 상기 제1히팅영역(S2)의 제1히팅온도(T1)와, 상기 제2히팅영역(S3)의 제2히팅온도(T2)의 온도비를 제어하여 상기 프리코트막(1)을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제어부(400)는,
상기 제1히팅온도(T1)와, 상기 제2히팅온도(T2)의 온도비를 변화시켜 상기 프리코트막(1)을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제어부(400)는,
상기 제1히팅온도(T1)와, 상기 제2히팅온도(T2)의 온도비를 단계적으로 증가 또는 감소시켜 상기 프리코트막(1)을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부(400)는,
상기 온도비를 상기 기판을 처리하기 위한 미리 설정된 온도비까지 단계적으로 증가 또는 감소시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제어부(400)는,
상기 가스분사부(200)에 증착되는 상기 프리코트막(1)의 가장자리 부분의 두께가 중심측의 두께보다 두껍게 형성되도록, 상기 제1히팅온도(T1)와 상기 제2히팅온도(T2)의 온도비를 변화시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제어부(400)는,
상기 제1히팅온도(T1)와 상기 제2히팅온도(T2)의 온도비(T2/T1)가 1미만의 범위 내에서 단계적으로 증가하도록 조절하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프리코트막(1)은,
상기 공정챔버(100)의 내벽면(121)에 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 따른 기판처리장치를 이용한 기판처리방법으로서,
상기 기판이 상기 기판지지면(311)에 존재하지 않는 상태에서, 상기 제어부(400)를 통해 상기 기판지지면(311)의 상기 영역들의 히팅온도를 개별적으로 조절하여 히팅하면서 상기 가스분사부(200)로부터 상기 공정가스를 분사하여, 적어도 상기 가스분사부(200)의 표면에 프리코트막(1)을 형성하는 프리코트막 형성단계와;
상기 프리코트막 형성단계 이후에, 상기 기판지지면(311)에 상기 기판을 안착한 상태에서, 기판처리를 위한 처리가스를 공급하여 기판처리를 수행하는 기판처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
청구항 11에 있어서,
상기 기판처리단계는,
상기 기판에 박막 증착을 수행하며, 상기 프리코트막 형성단계를 통해 영역별로 두께편차가 발생한 상기 프리코트막(1)을 통해 상기 증착되는 박막의 영역별 두께편차를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
청구항 11에 있어서,
상기 프리코트막 형성단계는,
중심으로부터 외측 방향으로 순서대로 배치되도록 제1히팅영역(S2)과 제2히팅영역(S3)으로 구분되는 상기 기판지지면(311)의 상기 제1히팅영역(S2)의 제1히팅온도(T1)와, 상기 제2히팅영역(S3)의 제2히팅온도(T2)의 온도비를 변화시키면서 상기 프리코트막(1)을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
청구항 13에 있어서,
상기 프리코트막 형성단계는,
상기 제1히팅온도(T1)와, 상기 제2히팅온도(T2)의 온도비를 단계적으로 증가 또는 감소시켜 상기 프리코트막(1)을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.