KR20070028626A - 가스장벽을 가지는 기판제조장치 - Google Patents

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KR20070028626A
KR20070028626A KR1020050080105A KR20050080105A KR20070028626A KR 20070028626 A KR20070028626 A KR 20070028626A KR 1020050080105 A KR1020050080105 A KR 1020050080105A KR 20050080105 A KR20050080105 A KR 20050080105A KR 20070028626 A KR20070028626 A KR 20070028626A
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Abstract

본 발명은 가스장벽이 설치된 기판제조장치에 관한 것으로서, 구체적으로는, 기판을 처리하는 챔버; 상기 챔버의 측면에 설치되며 개폐가 가능한 기판출입구; 상기 챔버의 외측벽에 설치되며 상기 기판출입구와 연통되는 통로를 가지는 하우징; 상기 하우징의 내부에 가스장벽을 형성하는 가스장벽 생성수단을 포함하는 기판제조장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 기판출입구를 열었을 때 대기압상태의 외부와 연통되는 기판제조장치에서 외부의 공기가 챔버로 유입되어 내부 부재 및 기판을 산화시키거나 오염물질이 유입하는 것을 방지할 수 있다.
기판제조장치, 가스장벽

Description

가스장벽을 가지는 기판제조장치{Substrate manufacturing apparatus comprising gas barrier}
도 1은 종래 클러스터형 기판제조장치의 구성도
도 2는 이송부와 공정챔버가 연접한 기판제조장치의 구성도
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스장벽을 포함하는 기판제조장치의 구성도
도 4a 및 도 4b는 가스장벽 하우징의 저면에 형성된 퍼지가스분사구 및 배기구의 여러 형태를 나타낸 도면
도 5a 및 도 5b는 기판출입구의 너비보다 넓은 가스장벽을 형성하는 가스장벽 하우징의 사시도 및 단면도
도 6은 기판이 반입될 때 형성되는 가스장벽을 나타낸 도면
도 7은 가스장벽 하우징의 내면에 다수의 퍼지가스분사구 및 배기구가 번갈아가며 형성된 모습을 나타낸 도면
도 8은 퍼지가스분사구만을 이용하여 가스장벽을 형성한 모습을 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스장벽을 포함하는 기판제조장치의 구성도
도 10은 기판출입구의 내측과 외측에 모두 가스장벽이 형성된 모습을 나타낸 도면
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 기판제조장치 110 : 챔버
111 : 서셉터 112 : 서셉터 지지대
113 : 가스분배판 114 : 분사홀
115 : RF전극 116 : 버퍼공간
117 : RF전원 118 : 절연부재
119 : 기판출입구 120 : 배기구
130 : 가스유입관 140 : 벤팅라인
184 : 제1 가스장벽 185 : 제2 가스장벽
190 : 가스장벽하우징 191 : 오목부
192 : 통로 저면 193 : 통로 상면
194, 196 : 제1,2 퍼지가스분사구 195,197 : 제1,2 퍼지가스배기구
198a, 198b : 제1,2 퍼지가스공급관 199a, 199b : 제1,2 퍼지가스배기관
본 발명은 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출소자(Field Emission Display, FED), 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode Device, OLED) 등의 디스플레이 장치나 반도체소자를 제조하기 위해 글래스 또는 웨이퍼(이하 '기판'이라 함)를 처리하는 기판제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이장치나 반도체소자를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토리소그라피 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 목적하는 대로 패터닝하는 에칭(etching)공정 등을 거치게 되며, 이들 각 공정은 해당공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 챔버 내부에서 진행된다.
특히 최근에는 단시간에 다량의 기판을 처리하기 위해 기판에 대한 공정을 진행하는 공정챔버와, 기판의 출입을 위한 완충영역인 로드락챔버와, 로드락챔버와 공정챔버 사이에서 기판을 이송 또는 회송하는 이송챔버 등이 일체로 연결된 클러스트형 기판제조장치가 많이 사용되고 있다.
도 1은 이러한 클러스트형 기판제조장치의 일반적인 구성을 예시한 것으로서, 이송챔버(70)와, 상기 이송챔버(70)의 측부에 결합되는 다수의 공정챔버(80) 및 제1,2 로드락(loadlock)챔버(40,50)와, 상기 제1,2 로드락챔버(40,50)의 측부에 결합하는 이송부(10)와, 이송부(10)의 일측에 결합하는 제1,2 로드포트(load port, 20, 30)를 포함하고 있다.
공정챔버(80)는 통상 고진공상태를 유지하면서 기판에 대한 박막증착, 식각 등의 공정을 수행하며, 이송챔버(70)는 내부에 위치하는 이송챔버 로봇(72)에 의해 공정챔버(80)와 공정챔버(80) 사이 또는 공정챔버(80)와 로드락챔버(40,50) 사이에서 기판을 이송하는 공간으로서 역시 진공 상태를 유지한다. 공정챔버(80)와 이송챔버(70) 사이에는 통로를 개폐하는 슬롯밸브가 설치된다.
이송부(10)는 EFEM(Equipment Front End Module)이라고도 하며 내부의 이송부로봇(12)을 통해 미처리 기판을 제1,2로드락챔버(40,50)로 반입하거나 공정을 끝낸 기판을 제1,2로드락챔버(40,50)로부터 외부로 반출하는 공간으로서 항상 대기압 상태를 유지하며, 미도시된 도어를 사이에 두고 제1,2 로드포트(20,30)와 연결된다. 로드포트(20,30)는 기판을 적재한 카세트가 안치되는 부분이다. 이송부(10)의 일 측에는 이송부로봇(12)에 안치된 기판의 플랫존 정열을 위한 얼라이너(60)가 설치되기도 한다.
이송챔버(70)는 진공상태이고 이송부(10)는 대기압상태이므로 제1,2 로드락챔버(40,50)는 양자의 사이에서 완충역할을 하며, 기판의 출입시에 진공상태와 대기압상태를 반복한다. 제1,2 로드락챔버(40,50)와 이송부(10) 및 이송챔버(70)의 사이에도 통로를 개폐하는 슬롯밸브가 설치된다.
그런데 이와 같은 종래방식의 클러스터형 기판제조장치는 고진공 상태의 공정챔버(80)와 대기압 상태의 외부를 연결하기 위해, 진공 상태의 이송챔버(70)와 하나 이상의 로드락챔버(40,50)가 필수적으로 존재하여야 하므로, 장치의 풋프린트(footprint)가 커질 수밖에 없고, 이송챔버(70)와 이송챔버 로봇(12) 때문에 클러스터 가격이 매우 비싸다는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 출원인은 장비의 풋프린트를 감소시킴으로써 장비운용의 효 율성을 도모하고, 전체적인 장비 가격을 낮추는 방안으로 도 2에 도시된 바와 같이 이송챔버 및 로드락챔버를 생략하고 대기압상태의 이송부(10) 주위에 다수의 공정챔버(80)를 배치하는 새로운 방식의 기판제조장치를 제안한 바 있다.
그런데 상기 공정챔버(80)는 기판이 출입할 때 대기압상태의 이송부(10)와 연통되므로 내부로 공기나 불순물이 유입될 수밖에 없는데, 유입된 공기는 내부부재를 산화시켜 공정 파라미터를 변화시킴으로써 공정재현성을 저하시키는 요인이 되고, 불순물은 챔버 및 기판을 오염시키는 원인이 된다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공정챔버가 대기압상태의 외부와 연통될 때 내부로 공기 또는 불순물이 유입되는 것을 막을 수 있는 방안을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 기판을 처리하는 챔버; 상기 챔버의 측면에 설치되며 개폐가 가능한 기판출입구; 상기 챔버의 외측벽에 설치되며 상기 기판출입구와 연통되는 통로를 가지는 하우징; 상기 하우징의 내부에 가스장벽을 형성하는 가스장벽 생성수단을 포함하는 기판제조장치를 제공한다.
상기 가스장벽 생성수단은, 상기 하우징의 내면에 형성되는 퍼지가스분사구와 및 상기 퍼지가스분사구와 대향하는 내면에 형성되는 퍼지가스배기구를 포함할 수 있다.
이때 상기 하우징의 제1 내면에는 기판출입구에서부터 퍼지가스분사구와 퍼지가스배기구가 번갈아가며 형성되고, 상기 제1내면과 대향하는 제2 내면에는 기판출입구에서부터 퍼지가스배기구와 퍼지가스분사구가 번갈아가며 형성된다.
상기 제1 내면의 퍼지가스분사구 및 퍼지가스배기구는 상기 제2 내면의 퍼지가스배기구 및 퍼지가스분사구와 각 대응되는 위치에 형성된다.
상기 기판출입구의 전면에는 상기 제1 내면의 퍼지가스분사구로부터 상기 제2 내면의 퍼지가스배기구로 이어지는 가스장벽과, 상기 제2 내면의 퍼지가스분사구로부터 상기 제1 내면의 퍼지가스배기구로 이어지는 가스장벽이 교대로 형성된다.
상기 기판출입구를 통해 기판이 출입할 때, 기판의 일측에는 상기 제1 내면의 퍼지가스분사구로부터 상기 제1 내면의 퍼지가스배기구로 이어지는 가스장벽이 형성되고, 기판의 타측에는 상기 제2 내면의 퍼지가스분사구로부터 상기 제2 내면의 퍼지가스배기구로 이어지는 가스장벽이 형성된다.
상기 가스장벽 생성수단은, 상기 하우징의 제1 내면과 이에 대향하는 제2내면에 각 형성되는 퍼지가스분사구를 포함하며, 상기 퍼지가스분사구의 분사방향은 상기 기판출입구의 반대쪽으로 기울어진 것을 특징으로 한다.
상기 퍼지가스분사구 및 퍼지가스배기구는 슬릿 또는 일방향으로 배열된 다수의 홀로 구성된다.
상기 하우징의 대향하는 측벽의 내측에는 상하방향의 오목부가 형성되고, 상기 퍼지가스분사구 및 퍼지가스배기구의 양단이 상기 오목부의 내부까지 형성되어, 상기 오목부를 따라 상기 하우징 측벽의 내부까지 가스장벽이 형성된다. 이때 상기 오목부의 폭은 상기 가스장벽의 폭보다 작거나 같은 것이 바람직하다.
상기 가스장벽은 N2 또는 불활성기체 중의 어느 하나를 선택하여 사용한다.
또한 본 발명은, 기판을 처리하는 챔버; 상기 챔버의 외측벽에 설치되며 상기 챔버의 내부와 연통되는 통로를 가지는 하우징; 상기 하우징에 설치되며 개폐가 가능한 기판출입구; 상기 챔버와 상기 기판출입구 사이의 상기 하우징의 내측에 설치되며, 가스장벽을 형성하는 가스장벽 생성수단을 포함하는 기판제조장치를 제공한다.
이때 상기 기판출입구의 외측에는 가스장벽 생성수단을 가지는 하우징이 더 설치될 수 있다.
상기 가스장벽 생성수단은, 상기 하우징의 내면에 형성되는 퍼지가스분사구 및 상기 퍼지가스분사구와 대향하는 내면에 형성되는 퍼지가스배기구를 포함한다.
또한 상기 가스장벽생성수단은, 상기 기판출입구쪽으로 분사되도록 분사방향이 기울어진 퍼지가스분사구를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
제1 실시예
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판제조장치(100)의 구성을 도시한 것으로서, 외부가 대기압 상태이므로 기판(s)이 출입할 때마다 대기압상태로 전환되 는 PECVD장치를 예시한 것이다.
상기 기판제조장치(100)는 일정한 반응영역을 정의하는 챔버(110), 상기 챔버(110)의 내부에 위치하며 상면에 기판(s)을 안치하며 서셉터지지대(112)에 의해 지지되는 서셉터(111), 서셉터(111)의 상부에 위치하는 RF전극(115), 소스가스를 분사하는 다수의 분사홀(114)을 가지며 주연부가 RF전극(115)의 하부에 결합하는 가스분배판(113), 가스분배판(113)과 RF전극(115)과의 사이에 형성되어 소스가스를 일차 확산시키는 버퍼공간(116), 상기 RF전극(115)을 관통하여 상기 버퍼공간(116)과 연통되는 가스유입관(130), 챔버(110)의 저면에 형성되어 잔류가스를 배출하는 배기구(120)를 포함한다.
상기 RF전극(115)은 RF전원(117)과 연결되며, 따라서 접지된 챔버(110)와는 절연되어야 하고 이를 위해 절연부재(118)를 이용하여 챔버(110)에 고정된다. 가스유입관(130)은 소스가스저장부(160)에 연결되며, 중간에 밸브시스템이 설치되어 있으나 이에 대한 설명은 생략한다.
챔버의 측벽에는 기판출입구(119)가 형성되며, 기판출입구(119)에는 이를 개폐하는 슬롯밸브(미도시)가 설치된다.
또한 상기 기판제조장치(100)는 진공상태에서 공정이 진행되므로 공정분위기를 조성하기 위해서는 배기구(120)를 통해 진공펌핑을 실시하며, 기판이 출입할 때는 대기압상태로 전환되어야 하므로 챔버에 연결된 벤팅라인(140)을 통해 N2, Ar 등의 벤팅가스를 분사한다.
특히, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판제조장치(100)는 공기 또는 불순물이 챔버 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 기판출입구(119)의 외측에 N2, 불활성 가스 등의 비반응 가스를 분사하여 가스장벽을 형성하는 점에 특징이 있다. 유입된 공기중의 산소가 내부 부품 또는 기판(s)이 산화되거나 불순물에 의해 챔버 내부가 오염될 위험이 있기 때문이다.
구체적으로는, 기판출입구(119)와 연통되는 통로를 가지는 가스장벽하우징(190)을 챔버 외측에 결합하는데, 상기 가스장벽하우징(190)은 공정챔버와 다른 챔버를 연결하기 위해 통상 사용되는 게이트포트일 수도 있고 별도의 구조물일 수도 있다.
가스장벽하우징(190)의 통로저면(192)에는 기판출입구(119)에서부터 제1 퍼지가스분사구(194) 및 제1 퍼지가스배기구(195)를 형성하고, 통로상면(193)에는 기판출입구(119)에서부터 제2 퍼지가스배기구(197) 및 제2 퍼지가스분사구(196)를 형성한다.
제1 퍼지가스분사구(194) 및 제1 퍼지가스배기구(195), 제2 퍼지가스분사구(196) 및 제2 퍼지가스배기구(197)는 각각 가스장벽하우징(190)의 너비방향으로 평행하게 형성된다.
도 4a 및 도 4b는 통로저면(192)에 형성된 제1 퍼지가스분사구 및 배기구(194, 195)의 형상을 도시한 것으로서, 제1 퍼지가스분사구(194)는 가스장벽하우징 (190)의 너비방향으로 길게 형성되는데, 그 형태는 슬릿 모양일 수도 있고 다수의 분사홀로 형성될 수도 있다.
제1 퍼지가스배기구(195)는 상기 분사구(194) 보다는 폭이 넓은 슬릿 모양으로 형성하는데, 이는 분사된 퍼지가스를 신속하게 배기시킴으로써 퍼지가스에 혼입된 외부의 공기 또는 오염물질이 챔버 내부로 유입되지 않도록 하기 위한 것이다. 제1 퍼지가스배기구(195)도 다수의 분사홀 형태로 형성할 수 있으나 이 경우에는 신속한 배기를 위해 분사홀의 직경을 다소 크게 형성하는 것이 바람직하다.
통로상면(193)에는 상기 제1 퍼지가스분사구 및 배기구(194,195)의 직상부에 제2 퍼지가스배기구(197) 및 제2 퍼지가스분사구(196)가 각각 위치한다.
제2 퍼지가스분사구(196)도 제1 퍼지가스분사구(194)와 마찬가지로 슬릿 모양 또는 다수의 분사홀 모양으로 형성할 수 있으며, 제2 퍼지가스배기구(196,197)도 제2 퍼지가스분사구(196) 보다 폭이 넓은 슬릿으로 형성되는 것이 바람직하나 분사홀 형태로 형성될 수도 있다.
제1 퍼지가스분사구(194) 및 제2 퍼지가스배기구(197)는 기판출입구(119)에 최대한 인접하여 설치되는 것이 바람직한데, 이는 기판출입구(119)의 전면에서 공기가 존재할 수 있는 공간을 최소화함으로써 챔버 내부로 공기가 유입될 가능성을 최소한으로 줄일 수 있기 때문이다.
한편, 가스장벽의 측면 가장자리를 통해 공기나 오염물질이 유입되지 않도록 가스장벽하우징(190)의 내부에 형성되는 가스장벽이 기판출입구(119)의 전면을 완 전히 커버하도록 하여야 한다.
이를 위해서는 도 5a에 도시된 바와 같이 가스장벽하우징(190)의 통로 너비를 기판출입구(119)의 너비보다 넓게 하고, 제1,2 퍼지가스분사구(194,196)와 제1,2 퍼지가스배기구(195,197)의 전체 길이도 기판출입구(119)의 너비보다 넓게 하는 것이 바람직하다.
특히, 가스장벽하우징(190)의 대향하는 수직벽의 내측에 상하방향의 오목부(191)를 형성하고, 상기 제1,2 퍼지가스분사구(194,196)와 제1,2 퍼지가스배기구(195,197)의 양단이 상기 오목부(191)의 내부에 이르도록 형성하면, 상기 오목부(191)의 내부에도 가스장벽이 형성됨으로써 가스장벽의 가장자리를 통해서 공기나 오염물질이 유입될 가능성을 보다 완벽하게 차단할 수 있다.
도 5b는 도 5a에서 Ⅰ-Ⅰ 선에 따른 가스장벽하우징(190)의 단면을 도시한 도면으로서, 가스장벽하우징(190)의 내측벽 사이에 제1,2 가스장벽(184,185)이 형성되고, 각 가스장벽(184,185)의 양단이 내측벽에 형성된 오목부(191)의 내부까지 연장되어 있는 모습을 나타낸 것이다.
제1 가스장벽(184)은 제1 퍼지가스분사구(194)에서 상부의 제2 퍼지가스배기구까지 이어지는 가스장벽이고, 제2 가스장벽(185)은 상부의 제2 퍼지가스분사구에서 하부의 제1 퍼지가스배기구(195)까지 이어지는 가스장벽이다.
도시된 바와 같이 제1,2 가스장벽(184,185)의 폭을 서로 다르게 형성한 것은 예시에 불과한 것이므로, 퍼지가스분사구(194,196)와 퍼지가스배기구(195,197)의 폭을 동일하게 함으로써 제1,2 가스장벽(184,185)의 폭을 서로 동일하게 할 수도 있다.
한편, 가스장벽의 차단효과를 높이기 위해서는 퍼지가스가 상기 오목부(191)의 내부를 가득 메우는 것이 바람직하므로, 오목부(191)의 폭은 각 가스장벽(184,185)의 폭보다 작거나 같은 것이 바람직하다. 가스장벽(184,185)의 폭보다 오목부(191)의 폭이 크면 오목부(191)의 내부로 외부의 공기 또는 오염물질이 유입될 수 있기 때문이다.
따라서 제1 가스장벽(184)을 형성하는 제1 퍼지가스분사구(194)와 제2 퍼지가스배기구(197)는 모두 상기 오목부(191)의 폭보다 크거나 같은 것이 바람직하며, 제2 가스장벽(185)을 형성하는 제1 퍼지가스배기구(195)와 제2 퍼지가스분사구(198)도 오목부(191)의 폭보다 크거나 같은 것이 바람직하다. 특히 오목부(191)의 폭은 10mm 이하인 것이 바람직하다.
제1,2 퍼지가스분사구(194,196)에는 각각 제1,2 퍼지가스공급관(198a,198b)이 연결되며, 제1,2 퍼지가스공급관(198a,198b)은 퍼지가스저장부(미도시)에 연결된다.
한편, 상기 제1,2 퍼지가스공급관(198a,198b)을 통해 공급된 퍼지가스가 가스장벽하우징(190)의 통로내부로 균일하게 분사되기 위해서는 퍼지가스를 미리 확산시키는 것이 바람직하므로, 가스장벽하우징(190)의 벽 내부에 이를 위한 중공부를 형성할 수 있다. 이때 상기 중공부가 제1,2 퍼지가스분사구(194,196)와 각 연통되어야 함은 물론이다.
제1,2 퍼지가스배기구(195,197)에는 각각 제1,2 퍼지가스배기관(199a,199b) 이 연결되며, 상기 제1,2 퍼지가스배기관(199a,199b)은 최종적으로 진공펌프에 연결된다.
따라서 기판이 출입하지 않는 동안에는 통로저면(192)의 제1 퍼지가스분사구(194)를 통해 분사된 비반응성의 퍼지가스는 통로상면(193)의 제2 퍼지가스배기구(197)를 통해 배기되면서 제1가스장벽을 형성하고, 통로상면(193)의 제2 퍼지가스분사구(196)를 통해 분사된 퍼지가스는 통로저면(192)의 제1 퍼지가스배기구(195)를 통해 배기되면서 제2 가스장벽을 형성한다.
이와 같은 분사 및 배기과정을 통해 기판출입구(119)의 전면에 이중의 가스장벽이 형성되므로, 챔버 내부로 외부의 공기나 불순물이 유입되는 것이 방지된다.
다만, 기판(s)이 챔버내부로 반입되고 기판출입구(119)가 완전히 닫힌 후에는 퍼지가스의 분사를 중단하여 가스장벽을 해제할 수 있으며, 기판(s)이 출입할 때는 기판출입구(119)가 열리기 전에 미리 가스장벽을 형성하여 기판출입구(119)의 전면에서 유동하는 불순물 및 공기를 미리 충분히 배기시키는 것이 바람직하다.
기판(s)이 출입할 때는 제1,2 퍼지가스분사구(194,196)를 통해 퍼지가스가 계속 분사되므로 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 퍼지가스분사구(194)를 통해 분사된 퍼지가스는 기판(s)에 반사된 후 제1 퍼지가스배기구(195)를 통해 배기되고, 제2 퍼지가스분사구(196)를 통해 분사된 퍼지가스는 기판(s)에 반사된 후 제2 퍼지가스배기구(197)를 통해 배기된다. 따라서 기판(s)의 하부와 상부에 각각 가스장벽이 형성된다.
한편 이상에서는 가스장벽하우징(190)의 통로저면(192)에는 제1 퍼지가스분 사구(194) 및 제1 퍼지가스배기구(195)를 형성하고, 통로상면(193)에는 제2 퍼지가스분사구(196) 및 제2 퍼지가스배기구(197)를 형성한 경우를 설명하였다.
그러나 가스장벽하우징(190)은 외부의 공기나 불순물이 챔버 내부로 유입되는 것을 막기 위한 것이므로, 이러한 목적을 감안하면 더 많은 퍼지가스분사구 및 배기구를 형성할 수 있음은 물론이다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이 통로저면(192)에 분사구 및 배기구를 교대로 반복하여 3개 이상 형성하고, 통로상면(193)에는 이에 대응하는 퍼지가스배기구 및 분사구를 교대로 반복하여 형성할 수도 있다.
또한 챔버 내부로 공기 등이 유입되는 것을 보다 철저하게 막기 위해서는 퍼지가스배기구를 항상 기판출입구(119)에 인접하여 설치하는 것도 바람직한데, 예를 들어 도 3의 제1 퍼지가스분사구(194)의 내측으로 배기구를 추가로 설치함으로써 챔버 내부로 공기 또는 퍼지가스 등이 유입되는 것을 보다 철저히 막을 수 있다.
또한 이상에서는 가스장벽하우징(190)의 내면에 퍼지가스분사구 및 퍼지가스배기구를 번갈아가며 형성한 경우를 설명하였으나, 도 8에 도시된 바와 같이 통로저면(192) 및 통로상면(193)에 퍼지가스분사구(194',196')만을 다수 개 형성하는 것도 가능하다.
이 경우에는 퍼지가스분사구를 바깥쪽으로, 즉, 기판출입구(119)의 반대쪽으로 경사지게 형성함으로써 퍼지가스 또는 퍼지가스에 혼입된 공기 또는 불순물이 챔버 내부로 유입되지 않고 외부로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
이하에서는 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판제조장치(100)에서 공정이 진행되는 과정을 살펴본다.
먼저, 진공상태에서 기판(s)에 대한 공정을 마치면, 기판(s)을 반출하기 전에 챔버 내부를 대기압상태로 전환하여야 하므로, 벤팅라인(140)을 통해 벤팅가스를 챔버 내부로 분사한다.
벤팅이 완료되면, 기판출입구(119)에 설치된 슬롯밸브(미도시)가 열리면서 로봇이 진입하여 기판(s)을 반출하고 미처리기판을 다시 서셉터(111)에 안치한다.
이 과정에서 가스장벽하우징(190)의 통로 저면 및 상면에 형성된 제1,2 퍼지가스분사구(194,196)를 통해 분사된 비반응성 퍼지가스가 가스장벽을 형성하여 외부의 공기 및 불순물이 챔버 내부로 유입되는 것을 방지한다.
로봇이 물러나면, 기판출입구(119)를 닫고 다시 공정분위기를 조성하기 위해 진공펌핑을 실시하하며, 진공펌핑이 완료되면, 가스유입관(130)을 통해 소스가스저장부(160)의 소스가스를 공급함과 동시에 RF전극(115)에 RF전력을 인가함으로써 플라즈마를 발생시켜 기판(s)에 대한 공정을 진행한다.
제2 실시예
본 발명의 제1 실시예에서는 가스장벽을 기판출입구(119)의 외측에 형성하는데, 이러한 구조에서는 기판출입구(119)가 열릴 때마다 가스장벽 안쪽의 공기가 미처 배기되지 못하고 챔버 내부로 유입될 가능성이 있다.
본 발명의 제2 실시예는 이러한 가능성을 원천적으로 차단하기 위해서 가스 장벽을 기판출입구(119)의 안쪽에 형성하는 것을 특징으로 한다.
다만 일반적인 챔버에서 기판출입구(119)의안쪽에 가스장벽을 설치하는 데는 공간적인 제약이 뒤따르므로, 도 9에 도시된 바와 같이 챔버(110)의 외측에 챔버 내부와 연통되는 기판출입용 통로를 가지는 가스장벽 하우징(190)을 결합하고 상기 가스장벽 하우징(190)의 말단에 슬롯밸브에 의해 개폐되는 기판출입구(119)를 설치한다. 물론 챔버(110)와 하우징(190)은 일체형으로 제작될 수도 있다.
퍼지가스의 효율적 차단을 위해 가스장벽과 기판출입구(119) 사이의 간격을 최소화 시키거나 앞서 언급한 도 8과 같이 퍼지가스가 챔버 밖으로 분사되도록 분사 방향이 챔버 밖으로 향하는 퍼지가스분사구를 기판출입구(119)의 안쪽에 추가로 설치하여 공기가 챔버 내부로 유입되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
기판출입구(119)의 안쪽에는 제1 실시예와 마찬가지로 통로저면(192)에는 제1 퍼지가스분사구(194) 및 제1 퍼지가스배기구(195)가 형성되고 통로상면(193)에는 제2 퍼지가스분사구(196) 및 제2 퍼지가스배기구(197)가 형성된다. 또한 도 7에 도시된 바와 같이 퍼지가스분사구 및 배기구가 3번 이상 교차하여 형성될 수도 있다.
본 발명의 제2 실시예에서 기판출입구(119)가 열리기 전에 가스장벽을 형성하면 기판출입구(119)를 통해 공기가 유입될 가능성이 원천적으로 차단될 수 있다.
또한 기판출입구(119)의 안쪽에 형성되는 가스장벽에 추가하여 기판출입구(119)의 바깥쪽에도 가스장벽을 형성할 수 있는데, 이를 위해서는 도 10에 도시된 바와 같이 슬롯밸브에 의해 개폐되는 기판출입구(119)를 가스장벽하우징(190)의 중간에 설치하고, 기판출입구(119)의 내측 및 외측에 퍼지가스분사구 및 배기구를 각 각 형성할 수도 있고, 기판출입구(119)의 바깥쪽에 가스장벽생성수단을 가지는 별도의 하우징을 더 결합할 수도 있다.
이때 기판출입구(119)의 외측에는 도 8에 도시된 바와 같이 바깥쪽으로 기울어진 퍼지가스분사구만을 형성할 수도 있다.
한편 본 발명의 제1,2 실시예에 따른 가스장벽이외에도 가스장벽 하우징(190) 또는 기판출입구(119)의 전면에 FFU(Fan Filter Unit)을 설치하면 챔버 내부로 오염물질이 유입될 가능성을 크게 줄일 수 있다.
그리고 본 명세서의 도면에는 가스장벽 하우징(190)이 발명의 특징을 강조하기 위해 다소 과장되어 도시되었으나 실제 장치에 적용할 때는 기판이 출입할 수 있을 정도로 최소한의 사이즈로 설계되는 것이 바람직하다.
이상에서는 PECVD 장치를 예시하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반도체소자 또는 평면표시소자의 제조를 위해 진공분위기에서 기판을 처리하는 모든 종류의 장치에 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판출입구를 열었을 때 대기압상태의 외부와 연통되는 기판제조장치에서 외부의 공기가 챔버로 유입되어 내부 부재 및 기판을 산화시키거나 오염물질이 유입하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (15)

  1. 기판을 처리하는 챔버;
    상기 챔버의 측면에 설치되며 개폐가 가능한 기판출입구;
    상기 챔버의 외측벽에 설치되며 상기 기판출입구와 연통되는 통로를 가지는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 가스장벽을 형성하는 가스장벽 생성수단
    을 포함하는 기판제조장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스장벽 생성수단은,
    상기 하우징의 내면에 형성되는 퍼지가스분사구와 및 상기 퍼지가스분사구와 대향하는 내면에 형성되는 퍼지가스배기구를 포함하는 기판제조장치
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 제1 내면에는 기판출입구에서부터 퍼지가스분사구와 퍼지가스배기구가 번갈아가며 형성되고, 상기 제1내면과 대향하는 제2 내면에는 기판출입구에서부터 퍼지가스배기구와 퍼지가스분사구가 번갈아가며 형성되는 기판제조장치
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 내면의 퍼지가스분사구 및 퍼지가스배기구는 상기 제2 내면의 퍼지가스배기구 및 퍼지가스분사구와 각 대응되는 위치에 형성되는 기판제조장치
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판출입구의 전면에는 상기 제1 내면의 퍼지가스분사구로부터 상기 제2 내면의 퍼지가스배기구로 이어지는 가스장벽과, 상기 제2 내면의 퍼지가스분사구로부터 상기 제1 내면의 퍼지가스배기구로 이어지는 가스장벽이 교대로 형성되는 기판제조장치
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기판출입구를 통해 기판이 출입할 때, 기판의 일측에는 상기 제1 내면의 퍼지가스분사구로부터 상기 제1 내면의 퍼지가스배기구로 이어지는 가스장벽이 형성되고, 기판의 타측에는 상기 제2 내면의 퍼지가스분사구로부터 상기 제2 내면의 퍼지가스배기구로 이어지는 가스장벽이 형성되는 기판제조장치
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가스장벽 생성수단은, 상기 하우징의 제1 내면과 이에 대향하는 제2내면에 각 형성되는 퍼지가스분사구를 포함하며, 상기 퍼지가스분사구의 분사방향은 상기 기판출입구의 반대쪽으로 기울어진 것을 특징으로 하는 기판제조장치
  8. 제2항에 있어서,
    상기 퍼지가스분사구 및 퍼지가스배기구는 슬릿 또는 일방향으로 배열된 다수의 홀로 구성되는 기판제조장치
  9. 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 대향하는 측벽의 내측에는 상하방향의 오목부가 형성되고, 상기 퍼지가스분사구 및 퍼지가스배기구의 양단이 상기 오목부의 내부까지 형성되어, 상기 오목부를 따라 상기 하우징 측벽의 내부까지 가스장벽이 형성되는 기판제조장치
  10. 제9항에 있어서,
    상기 오목부의 폭은 상기 가스장벽의 폭보다 작거나 같은 기판제조장치
  11. 제1항에 있어서,
    상기 가스장벽은 N2 또는 불활성기체 중의 어느 하나를 선택하여 사용하는 기판제조장치
  12. 기판을 처리하는 챔버
    상기 챔버의 외측벽에 설치되며 상기 챔버의 내부와 연통되는 통로를 가지는 하우징;
    상기 하우징에 설치되며 개폐가 가능한 기판출입구;
    상기 챔버와 상기 기판출입구 사이의 상기 하우징의 내측에 설치되며, 가스장벽을 형성하는 가스장벽 생성수단
    을 포함하는 기판제조장치
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기판출입구의 외측에는 가스장벽 생성수단을 가지는 하우징이 더 설치 되는 기판제조장치
  14. 제12항에 있어서,
    상기 가스장벽 생성수단은,
    상기 하우징의 내면에 형성되는 퍼지가스분사구 및 상기 퍼지가스분사구와 대향하는 내면에 형성되는 퍼지가스배기구를 포함하는 기판제조장치
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가스장벽생성수단은,
    상기 기판출입구쪽으로 분사되도록 분사방향이 기울어진 퍼지가스분사구를 더 포함하는 기판제조장치
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