KR20100020320A - 기판 처리 장치 및 기판 수평 조절 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 수평 조절 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 처리 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버의 내부에서 기판의 가장자리를 지지하는 기판 홀더부 및 상기 기판 홀더부의 상부에 마련되어 상기 기판 홀더부와의 거리를 측정하는 복수의 센서부를 포함하고, 상기 복수의 센서부는 상기 기판 홀더부의 둘레 방향을 따라 동일한 거리로 상호 이격되는 기판 처리 장치 및 이에 있어서의 기판 수평 조절 방법을 제공한다.
이와 같은, 본 발명은 기판이 안착되는 기판 홀더부의 상부에 마련된 복수의 센서부를 통해 기판 홀더부의 수평 각도를 감지하여 수동식 또는 자동식으로 기판 홀더부를 수평 상태로 조절할 수 있다. 이로 인해, 로딩시 또는 공정 중에 수평에서 어긋난 기판을 언제나 수평 상태로 유지시킬 수 있으므로 기판의 파손을 방지할 수 있고, 공정 효율을 극대화할 수 있다.
기판 홀더, 기판 수평, 정렬, 식각, 세정, 플라즈마

Description

기판 처리 장치 및 기판 수평 조절 방법{Apparatus for treating substrate and method for leveling substrate}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 수평 조절 방법에 관한 것으로, 보다 상세하는 기판이 놓여지는 기판 홀더부의 수평 각도를 검출하고, 이를 통해 기판 홀더부의 수평 상태를 조절함으로써, 기판을 수평 상태로 유지하여 공정을 진행할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 수평 조절 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 및 평판 표시 장치는 복수 회의 박막 증착과 식각 공정을 실시하여 제작된다. 즉, 증착 공정을 실시하여 기판의 소정 영역에 박막을 형성하고, 식각 마스크를 이용한 식각 공정을 실시하여 불필요한 박막의 일부를 제거하여 기판 상에 원하는 소정의 회로 패턴(pattern) 또는 회로 소자를 형성함으로써 제작된다.
하지만, 상기의 박막 증착 공정시 기판의 전면에 박막을 형성하고, 상기의 식각 공정시 기판의 중심 영역에 형성된 박막을 식각 타겟(target)으로 하기 때문에 기판의 가장자리에는 박막이 제거되지 않은 상태로 잔류하게 된다. 또한, 식각 공정시 필연적으로 공정 부산물 예를 들어, 파티클(particle)이 퇴적되는 현상이 발생한다. 이와 더불어, 기판과 기판을 지지하는 기판 홀더부 사이에 존재하는 틈을 통해 기판의 하면에도 박막 및 파티클이 퇴적될 수 있다. 이처럼, 기판의 가장자리 및 기판의 하면에는 원치않는 퇴적물이 형성될 수 있는데, 이 퇴적물을 제거하지 않고 계속 공정을 진행할 경우 기판이 휘어지거나 기판의 정렬이 어려워지는 등의 많은 문제점이 발생될 수 있다.
따라서, 최근에는 기판의 가장자리 및 기판의 하면에 존재하는 퇴적물을 제거하기 위한 플라즈마 처리 장치가 개발되고 있다. 이러한 플라즈마 처리 장치는 기판보다 사이즈가 작은 기판 지지부 상에 기판을 안착시켜 기판의 가장자리를 노출시키고, 기판의 상부에 차폐판을 근접 배치시켜 기판의 상면 중심을 보호한 상태에서 노출된 기판의 가장자리에 형성된 퇴적물을 플라즈마를 이용하여 제거한다.
그러나, 상기의 플라즈마 처리 장치로도 기판의 하면 전체 특히, 하면 중심에 형성된 퇴적물을 완전히 제거할 수 없는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 기판 홀더부 상에 기판의 하면 가장자리를 거치하여 기판의 하면을 노출시키고, 기판의 하부에 가스 분사부를 배치시켜 노출된 기판의 하면 전체에 형성된 퇴적물을 플라즈마를 이용하여 제거하는 방식이 제안되었다. 그러나, 이 경우에도 기판 홀더부에 의해 기판의 하면 가장자리가 덮여지므로, 기판의 하면 가장자리에 형성된 퇴적물이 제거되기 어려운 문제점이 있었다. 한편, 플라즈마 처리 공정중에는 기판이 기판 홀더부 상에 수평으로 배치되는 것이 중요하다. 만일, 기판이 수평에서 어긋나게 배치될 경우 기판이 공정 위치로 이동시 또는 언로딩 위치로 이동시 기판이 떨어져서 파손될 수 있으며, 계속 공정을 진행할 경우 기판의 하면 이 균일하게 식각되지 않는 등의 여러 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 기판이 안착되는 기판 홀더부의 상부에 복수의 센서부를 설치하고, 이를 통해 기판 홀더부를 수평 각도를 검출하여 기판 홀더부의 수평 상태를 조절함으로써, 로딩시 또는 공정 중에 수평에서 어긋난 기판을 언제나 수평 상태로 유지시킬 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 기판 수평 조절 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 기판 처리 장치는, 처리 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버의 내부에서 기판의 가장자리를 지지하는 기판 홀더부; 및 상기 기판 홀더부의 상부에 마련되어 상기 기판 홀더부와의 거리를 측정하는 복수의 센서부; 를 포함하고, 상기 복수의 센서부는 상기 기판 홀더부의 둘레 방향을 따라 동일한 거리로 상호 이격된다.
상기 복수의 센서부 각각은 상기 챔버의 외측에 마련되는 센서와, 상기 센서에서 출력된 광을 상기 챔버의 내측으로 안내하는 시창 포트를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 시창 포트는, 상하 양측이 개구된 통 형상의 하우징과, 상기 하우징의 하측 개구를 차폐하는 투광성의 밀봉체를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 센서부 각각에서 측정된 거리 정보를 이용하여 상기 기판 조절 부의 수평 각도를 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 기판 홀더부의 하측에 연결되는 수평 조절부를 통해 상기 기판 조절부의 수평 각도를 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따른 기판 수평 조절 방법은, 기판의 가장자리를 지지하는 기판 홀더부의 상부에 복수의 센서를 마련하는 단계; 상기 복수의 센서를 통해 복수의 지점에서 각각의 센서에서 기판 홀더부의 상단 가장자리와의 거리를 측정하는 단계; 및 상기 복수의 센서를 통해 측정된 거리 정보를 이용하여 상기 기판 홀더부를 수평 상태로 조절하는 단계; 를 포함한다.
상기 수평 조절 단계는, 상기 복수의 센서를 통해 측정된 거리 정보를 이용하여 상기 기판 홀더부의수평 각도를 알아내는 단계 및 상기 수평 각도가 미리 설정된 유효 범위를 벗어나면 상기 기판 홀더부를 수평 상태로 조절하는 단계 를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 기판이 안착되는 기판 홀더부의 상부에 마련된 복수의 센서부를 통해 기판 홀더부의 수평 각도를 감지하여 수동식 또는 자동식으로 기판 홀더부를 수평 상태로 조절할 수 있다. 이로 인해, 로딩시 또는 공정 중에 수평에서 어긋난 기판을 언제나 수평 상태로 유지시킬 수 있으므로 기판의 파손을 방지할 수 있고, 공정 효율을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 홀더부가 가스 분사부의 상측 공간 측면을 감싸도록 형성되어 가스 분사부와 기판 배면의 사이 공간에 플라즈마를 가두어줌으로써, 플 라즈마의 잔류 시간이 증대시켜 기판 배면에 대한 플라즈마 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 기판보다 더 큰 외경을 갖는 기판 홀더부를 통해 수평도를 감지하는 방식이기 때문에 외경이 작은 기판을 통해 수평도를 감지하는 방식에 비하여 좀 더 미세하게 기판의 수평도를 감지할 수 있다.
이후, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단순 모식도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 상부 평면도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판 수평 조절 방법을 설명하기 위한 일부 구성의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기의 기판 처리 장치는 처리 공간을 제공하는 챔버(100)와, 상기 챔버(100) 내부의 상측에 마련되어 기판(G)의 상면을 보호하는 차폐부(200)와, 상기 챔버(100) 내부의 하측에 마련되어 기판(G)의 하면에 처리 가스를 분사하는 가스 분사부(300) 및 상기 차폐부(200)와 상기 가스 분사부(300) 사 이의 공간 측면을 소정 높이로 둘러싸고, 상측 단부가 기판(G)의 가장자리를 지지하는 기판 홀더부(400)를 포함한다.
또한, 상기의 기판 처리 장치는 기판 홀더부(400)의 상부에 마련되어 상기 기판 홀더부(400)와의 거리를 측정하는 복수의 센서부(920)와, 상기 가스 분사부(300)의 하측에 연결되어 상기 가스 분사부(300) 및 상기 기판 홀더부(400)의 수평 상태를 조절하는 수평 조절부(910) 및 상기 복수의 센서부(920)를 통해 측정된 거리 정보를 이용하여 상기 수평 조절부(910)를 제어하는 제어부(930)를 더 포함한다.
또한, 상기의 기판 처리 장치는 상기 가스 분사부(300)와 기판(G)의 사이 공간에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 수단(600) 및 상기 수평 조절부(910)의 하측에 연결되어 상기 분사부(300)와 상기 홀더부(400)를 일체로 승강시키는 승강 구동 수단(500)을 더 포함한다.
챔버(100)는 상부가 개방되고 내부가 비어있는 원통 형상의 챔버 몸체(101)와, 상기 챔버 몸체(101)의 상부를 덮어주는 챔버 리드(Lid,102)를 포함하는 분리형으로 제작된다. 물론, 상기 챔버 몸체(101)의 내부 형상은 처리할 기판(G) 즉, 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판의 형상에 대응하여 다양하게 변경될 수 있으며, 상기 챔버 몸체(101) 및 상기 챔버 리드(102)가 일체형으로 제작될 수도 있다. 이러한 챔버(100)의 일측 측벽에는 기판(G)이 상기 챔버(100) 내로 인입될 수 있도록 게이트(110)가 마련되고, 타측 측벽의 하부에는 챔버(100) 내부의 배기를 위한 배기부(120)가 마련된다.
상기 게이트(110)는 처리할 기판(G)이 인입되거나 또는 처리된 기판(G)이 인출되도록 개방 및 폐쇄되고, 이를 위해 기판(G)이 출입되는 적어도 하나의 출입구(111) 및 상기 출입구(111)를 개폐하는 개폐부(112)를 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 출입구(111)는 기판 인입 및 기판 인출의 분리 제어를 위해 복수로 형성될 수 있을 것이다. 또한, 상기 배기부(120)는 기판 처리시 발생되는 반응 부산물 및 처리 가스 등을 챔버(100) 외부로 배기하는 역할을 하고, 이를 위해 가스가 배출되는 적어도 하나의 배기구(121) 및 상기 배기구(121)에 연결되어 펌핑 압력을 형성하는 펌핑부(122)를 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 배기 속도 및 배기 흐름을 제어하기 위해 상기 배기구(112)는 복수로 형성될 수 있을 것이다.
차폐부(200)는 기판(G) 형상에 대응하며 소정 두께를 갖는 판(plate) 형상으로 제작된다. 이러한 차폐부(200)은 원하는 박막 패턴 예를 들어, 소자 패턴이 형성된 기판(G)의 상면에서 플라즈마가 발생하는 것을 차폐하여 소자 패턴이 손상되는 것을 방지한다. 이를 위해, 차폐부(200)은 절연성 재질 예를 들어, 세라믹으로 형성되는 것이 바람직하고, 차폐부(200)과 기판(G) 사이의 이격 거리는 플라즈마가 비활성화되는 거리로 유지되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 이격 거리를 0.01 내지 0.3mm 범위 내로 조절하는 것이 중요하다. 상기 범위보다 이격 거리가 짧을 경우에는 차폐부(200)에 의해 기판(G) 상면의 소자 패턴이 손상될 수 있고, 상기 범위보다 클 경우에는 기판(G) 상면에 플라즈마가 발생하여 소자 패턴이 식각될 수 있다. 또한, 상기 차폐부(200)은 기판(G)의 상면으로 처리 가스가 유입되는 것을 차단하도록 비활성 가스를 분사할 수 있다. 이를 위해, 챔버(100)의 외측에는 비활성 가 스 공급부(800)가 마련되어 챔버(100)의 내측에 마련된 차폐부(200)에 비활성 가스를 공급된다. 상기 차폐부(200)의 몸체에는 입구가 상기 비활성 가스 공급부(800)에 연통되고 출구가 기판(G) 방향으로 개구되는 적어도 하나의 분사 유로(230)가 형성된다.
상기 차폐부(200)의 외측에는 챔버(100)의 상부벽에서 하방으로 돌출된 복수의 스톱퍼(230)가 마련될 수 있다. 상기의 스톱퍼(230)는 소정 높이를 갖는 핀(pin) 형상으로 제작되고, 후술하는 기판 홀더부(400)의 수평부 상부에 위치되는 것이 바람직하다. 물론, 상기 스톱퍼(230)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니며 상기 차폐부(200)의 하측에 형성될 수도 있을 것이다. 이러한 스톱퍼(230)는 기판 홀더부(400)가 일정 높이 이상 상승하는 것을 방지함과 동시에 기판 홀더부(400)의 수평부에 지지된 기판(G)과 차폐부(200)의 이격 거리를 일정하게 유지시켜 준다.
가스 분사부(300)는 기판(G) 하측(즉, 처리 공간의 하측 영역)에 위치하여 처리 가스를 상기 처리 공간에 분사하는 분사부(310) 및 상기 분사부(310)에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부(320)를 구비한다.
상기 분사부(310)는 기판(G) 형상에 대응하며 소정 두께를 갖는 판(plate) 형상으로 제작된다. 이때, 분사부(310)의 사이즈는 기판(G)의 사이즈보다 큰 것이 효과적이다. 이를 통해 기판(G) 하면의 전체 영역에 처리 가스를 균일하게 분사할 수 있다. 본 실시예의 분사부(310)는 샤워 헤드(shower head) 방식으로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 분사부(310)의 몸체에는 복수의 분사 노즐(311)과, 분사 노즐(311)에 연통된 분사 유로(312)가 마련된다. 분사 유로(312)는 몸체의 내부에 마 련되어 가스 공급부(320)로부터 처리 가스를 공급받는다. 분사 유로(312)는 공급받은 처리 가스를 몸체의 내부에서 확산시킨다. 그리고, 분사 노즐(311)은 분사 유로(312)에 연통되도록 형성된다. 분사 노즐(311)은 분사 유로(312) 내에 넓게 퍼진 처리 가스를 기판(G)의 하면 영역으로 분사한다.
한편, 도시되지는 않았지만, 상기 분사부(310)의 몸체에는 공정 온도의 제어를 위해 냉각 수단 및 가열 수단 중 적어도 어느 하나가 설치될 수도 있음은 물론이다. 또한, 도시되지는 않았지만, 상기 분사부(310)의 몸체에는 기판(G)의 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)을 위해 복수의 리프트 핀, 바람직하게는 3개 이상의 리프트 핀이 분사부(310)의 몸체를 상하로 관통하도록 설치된다. 이때, 리프트 핀은 소정 높이에 고정되도록 설치되어, 가스 분사부(300) 및 기판 홀더부(400)가 일체로 승강됨에 따라 리프트 핀이 상대적인 이동을 하여 기판(G)이 로딩 또는 언로딩 위치로 이동될 수 있다.
상기 가스 공급부(320)는 분사 유로(312)에 연통된 연통 유로를 통해 세정 가스를 분사 유로(312)에 제공한다. 가스 공급부(320)를 통해 공급되는 처리 가스는 원하는 공정 목적에 따라 다양하게 변화될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예는 기판(G)의 하면에 형성된 퇴적물(박막 및 파티클)을 제거하기 위해 세정 가스가 공급된다.
상기 가스 분사부(300) 및 상기 기판 홀더부(400)의 수평 각도를 조절하기 위하여 이들의 하측에는 수평 조절부(910)가 마련된다. 상기 수평 조절부(910)는 가스 분사부(300) 및 기판 홀더부(400)의 하측이 고정되는 상부판(911)과, 상기 상 부판(911)의 하부에 이격되어 배치되는 하부판(912)과, 상기 상부판(911)에 일단이 고정되고 타단이 상기 하부판(912)을 관통하여 연장되는 복수의 나사봉(913)과, 상기 하부판(912)의 하측에 마련되어 각각의 나사봉(913)이 끼워지는 복수의 너트부(914) 및 상기 너트부(914)에 회전력을 인가하는 복수의 회전 구동부(914)를 포함한다. 이때, 너트부(914)는 회전 구동부(914)에 의해 수평 위치가 고정된 상태에서 회전 구동부(914)에 의해 회전될 수 있도록 구성된다. 이러한 수평 조절부(910)는 회전 구동부(914)가 너트부(914)를 회전시킬 때 나사봉(913)의 나사산과 너트부(914)의 암나사산이 서로 맞물리면서 해당 지점에서 상부판(911)과 하부판(912)의 간격이 커지거나 작아진다. 또한, 하부판(912)은 후술하는 승강 구동 수단(500)의 승강축(510)에 고정되어 있으므로, 각각의 회전 구동부(914)를 서로 다른 회전수로 제어하면 상부판(911)과 하부판(912) 사이의 간격이 서로 달라짐으로써, 고정되지 않은 상부판(510)의 수평 각도가 조절될 수 있다. 이로 인해, 상부판(911)에 의해 지지되는 가스 분사부(300) 및 기판 홀더부(400)의 수평 상태가 조절될 수 있다. 물론, 상기의 수평 조절부(910)는 챔버(100) 외측에 마련될 수도 있으며, 가스 분사부(300) 및 기판 홀더부(400)의 수평 각도를 조절할 수만 있다면 다른 어떠한 수단으로도 변경될 수 있을 것이다.
상기 가스 분사부(300) 및 상기 기판 홀더부(400)의 승강 구동을 위해 수평 조절부(910)의 하측에는 승강 구동 수단(500)이 마련된다. 이러한 승강 구동 수단(500)은 수평 조절부(910)의 하측에 연결된 승강축(510)과, 상기 승강축(510)을 상하로 이동시키는 승강 구동부(520)를 구비한다. 상기 승강축(510)은 수평 조절 부(910)의 하측에서 챔버(100)의 하방으로 연장되며, 그 연장 단부가 챔버(100) 외측에 마련된 승강 구동부(520)에 연결된다. 승강 구동부(520)는 챔버(100) 외측에서 승강축(510)을 상하로 이동시킴으로써 상기 가스 분사부(300) 및 상기 기판 홀더부(400)를 일체로 승강시킨다. 이때, 승강축(510)이 챔버(100)의 바닥판을 관통하여 외부로 연장되어 있다. 따라서, 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 챔버(100)의 바닥판에는 승강축(510)이 관통하는 관통구가 형성된다. 그리고, 상기 관통구에 의한 챔버(100) 내부의 밀봉 파괴를 방지하기 위해 상기 관통구의 둘레를 따라 밸로우즈와 같은 밀봉 수단이 마련된다. 그리고, 도 1에서와 같이 승강축(510)과 수평 조절부(910)의 일부에는 가스 공급부(320)로부터 제공되는 처리 가스가 이동하는 연통 유로가 형성된다.
본 실시예에서는 가스 분사부(300)로부터 분사된 처리 가스가 기판(G)의 하면으로 분사될 수 있도록 가스 분사부(300)로부터 소정 거리 이격된 상부 공간에 기판(G)이 배치된다. 이를 위해, 가스 분사부(300)의 외측 둘레에는 소정 높이를 갖는 기판 홀더부(400)가 마련된다. 이러한 기판 홀더부(400)는 가스 분사부(300)의 상부 공간 측면을 소정의 높이로 둘러싸는 측벽부(410)와 상기 측벽부(410)에서 내측으로 연장되어 상기 기판(G)이 안착되는 수평부(420)를 포함한다.
상기 측벽부(410)는 가스 분사부(300)의 측면 외측을 감싸는 형상 예를 들어, 수평 단면이 원형의 링 형상을 이루도록 형성되고, 적어도 그 상단이 가스 분사부(300)보다 상방으로 돌출되도록 형성된다. 이로 인해, 가스 분사부(300)의 상측 공간은 측벽부(410)에 의해 둘러싸이며, 가스 분사부(300)에서 분사된 처리 가 스는 가스 분사부(300)의 상측 공간을 둘러싸는 측벽부(410)에 의해 기판(G)과 가스 분사부(300) 사이의 공간에 가두어진다. 따라서, 기판(G)의 하면으로 분사된 처리 가스가 기판(G)의 하부 측방으로 이동하여 배기되는 것을 차단하여 기판(G)의 하면 가장자리에 대한 플라즈마 처리 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 측벽부(410)는 가스 분사부(300)와 기판(G) 사이의 공간에 처리 가스가 잔류하는 시간을 증대시켜 처리 가스에 의한 기판(G)의 하면 영역에 대한 플라즈마 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 도 3과 같이 상기 측벽부(410)에는 내외측을 연통시키는 복수의 배기구(411)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예의 측벽부(410)에는 원형의 배기구들(411)이 둘레 방향을 따라 일정하게 이격되어 형성되고, 상하로 형성된 배기구들(411)은 서로 엇갈리게 배열된다. 이러한 배기구들(411)은 가스 분사 및 가스 배기시 상기 측벽부(410) 내측 영역의 가스 흐름을 균일하게 유지시켜주는 역할을 한다.
상기 수평부(420)는 측벽부(410)의 상단에서 내측 방향으로 연장되어 형성되고, 연장 단부 즉, 기판(G)의 가장자리가 안착되는 영역에는 둘레 방향을 따라 소정의 단턱이 형성된다. 물론, 상기의 단턱은 수평부(420)의 둘레 전체에 형성되는 것이 아니라 둘레 방향을 따라 일부 영역에만 부분적으로 형성될 수도 있을 것이다. 또한, 도시되지는 않았지만, 상기 수평부(420)에는 차폐부(200)의 하면 가장자리에서 돌출되는 스톱퍼(230)의 하측에 상기 스톱퍼(230)의 하단 일부가 수용되는 고정홈이 마련되는 것이 바람직하다.
이와 같은 기판 홀더부(400)는 측벽부(410)의 하단이 간격 조절부(440)에 연 결되어 수평 조절부(910)에 고정되는 것이 바람직하다. 상기의 간격 조절부(440)는 탄성체(441)를 구비하므로, 상단에 외력이 가해지거나 가해진 외력이 제거될 때 일정 범위 내에서 전체 길이가 상하로 축소되거나 신장된다. 따라서, 승강 구동 수단(500)에 의해 가스 분사부(300) 및 기판 홀더부(400)가 일체로 상승할 시 기판 홀더부(400)의 상단이 스톱퍼(230)에 닿아 기판 홀더부(400)의 상승이 저지되더라도 일정 범위 내에서는 가스 분사부(300)만을 좀 더 상승시킬 수 있다. 이로 인해, 기판(G)을 지지하는 가스 지지부(400)와 가스 분사부(300)가 단일의 승강 구동 수단(500)에 연결되어 있더라도 기판(G)과 가스 분사부(300) 사이의 이격 거리를 자유롭게 제어할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 가스 분사부(300)와 기판(G)의 사이 영역에 플라즈마를 발생시켜 처리 가스를 활성화시켜 처리 효율을 증대시킬 수 있다. 이를 위해 다양한 형태의 플라즈마 발생 수단(600)이 사용될 수 있다. 이때, 상기 가스 분사부(300)와 차폐부(200)를 두 전극으로 사용하여 플라즈마를 발생시키는 용량성 결합 플라즈마 방식을 통해 플라즈마를 생성하는 것이 효과적이다. 이를 위해, 플라즈마 발생 수단(600)은 가스 분사부(300)에 고주파의 플라즈마 전원을 제공하는 플라즈마 전원 공급부를 구비하고, 상기 차폐부(200)에 바이어스 전압을 제공하는 바이어스 전압 공급부를 더 구비할 수 있다. 이때, 상기 가스 분사부(300)의 분사부 몸체(310)가 전극으로 사용될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 상기 세정 가스 분사부(300) 내에 별도의 플라즈마 전극판이 마련될 수 있다. 또한, 상기 플라즈마 전극판은 분사부 몸체(310) 내에 위치할 수도 있고, 분사부 몸체(310)의 상측 표면에 위치할 수도 있다. 물론, 이에 한정되지 않고, 외부 안테나를 이용한 유도결합 플라즈마 방식을 통해 플라즈마를 발생시킬 수도 있다.
특히, 본 실시예에서는 공정시에 기판면이 수평 상태를 이루도록 제어하기 위해 기판(G)이 안착되는 기판 홀더부(400)를 수평 각도를 제어하는 수단이 구비된다. 즉, 도 1과 같이 챔버(100)의 상부벽에는 기판 홀더부(400)의 수평부(420)에 대응하여 복수의 센서부(920)가 관통 설치되고, 도 3와 같이 각각의 센서부(920a,920b,920c)는 기판 홀더부(400)의 둘레 방향을 따라 동일한 거리로 이격된다. 이러한 각각의 센서부(920a,920b,920c)는 챔버(100)의 상부벽 외측에 마련되는 센서(921)와, 상기 센서(921)에서 출력된 광을 상기 챔버(100)의 상부벽 내측으로 안내하는 시창 포트(921)를 포함한다. 또한, 각각의 센서부(920a,920b,920c)에서 측정된 거리 정보를 수집하여 기판(G)의 수평 상태를 알아내는 제어부(930)를 구비한다.
상기 센서(921)는 소정 파장의 광을 출력하고, 기판 홀더부(400)의 수평부(420)에서 반사된 광을 입력받아 이들 사이의 거리를 측정한다. 이러한 센서(921)는 레이져 센서를 사용할 수 있고, 도 2 및 도 3과 같이 복수의 지점에서 기판 홀더부(400)와의 거리를 측정할 수 있도록 적어도 3개 이상의 복수(921a,921b,921c)로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 시창 포트(922)는 챔버(100)의 상부벽을 관통하도록 설치되고, 센서(921)에서 출력된 광을 기판 홀더부(400)의 수평부(420)로 안내하는 역할을 한다. 이러한 시창 포트(922)는 상하 양측이 개구된 통 형상의 하우징(922a) 및 적어 도 상기 하우징(922b)의 하측 개구를 차폐하는 투광성의 밀봉체(922b)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 하우징(922a)은 그 상단부가 챔버(100)의 상부벽을 관통하여 고정되도록 설치되고, 그 하단부가 기판 홀더부(400)의 수평부(420)에 근접되도록 하향 돌출되는 것이 바람직하다. 상기 투광성의 밀봉체(922b)는 센서(921)에서 출력된 광이 투과할 수 있는 재질 예를 들어, 석영, 유리 등으로 제작되는 것이 바람직하며, 적어도 하우징(922a)의 하측 개구를 차폐하도록 설치된다. 즉, 하우징(922a)의 내부가 투광성의 밀봉체(922b)로 모두 채워질 수도 있다.
도 3을 참조하면, 각각의 센서부(920a,920b,920c)에서 측정된 거리 정보는 제어부(930)로 전송되고, 제어부(930)는 이를 해석하여 기판 홀더부(400)의 수평 각도(또는 수평 상태)를 알아낸다. 한편, 본 실시예는 제어부(930)에서 알아낸 기판 홀더부(400)의 수평 각도를 이용하여 작업자가 직접 기판 홀더부(400)의 수평 상태를 조절하는 수동식과, 제어부(930)가 스스로 기판 홀더부(400)의 수평 상태를 조절하는 자동식 두 가지 방식으로 수평 상태에서 어긋난 기판(G)을 다시 수평 상태로 조절할 수 있다. 먼저, 수동식의 경우 제어부(930)는 기판 홀더부(400)의 수평 각도가 미리 설정된 유효 범위를 벗어나면 이를 작업자에게 고지한다. 이때, 고지 수단은 모니터, 경고등, 알림벨 등의 다양한 고지 수단이 사용될 수 있을 것이다. 따라서, 작업자는 고지 수단을 통해 기판 홀더부(400)의 수평 상태를 인지하여 수평 조절부(910)를 통해 기판 홀더부(400)의 수평 각도를 다시 조절하여 기판 홀더부(400)를 원하는 수평 상태로 조절할 수 있다. 반면, 자동식의 경우 제어부(930)는 기판 홀더부(400)의 수평 각도가 미리 설정된 유효 범위를 벗어나면 유 효 범위에서 벗어난 각도 즉, 보정 각도를 계산하고, 수평 조절부(910)를 통해 보정 각도만큼 기판 홀더부(400)의 수평 각도를 다시 조절하여 기판 홀더부(400)를 원하는 수평 상태로 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예는 기판(G)이 안착되는 기판 홀더부(400)의 상부에 마련된 복수의 센서부(920)를 통해 기판 홀더부(400)의 수평 각도를 감지하여 수동식 또는 자동식으로 기판 홀더부(400)를 수평 상태로 조절할 수 있다. 이로 인해, 로딩시 또는 공정 중에 수평에서 어긋난 기판(G)을 언제나 수평 상태로 유지시킬 수 있으므로 기판(G)의 파손을 방지할 수 있고, 공정 효율을 극대화할 수 있다.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단순 모식도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 상부 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기판 수평 조절 방법을 설명하기 위한 일부 구성의 분해 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 챔버 200: 차폐부
300: 가스 분사부 400: 기판 홀더부
500: 승강 구동 수단 600: 플라즈마 발생 수단
910: 수평 조절부 920: 센서부
930: 제어부

Claims (7)

  1. 처리 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버의 내부에서 기판의 가장자리를 지지하는 기판 홀더부; 및
    상기 기판 홀더부의 상부에 마련되어 상기 기판 홀더부와의 거리를 측정하는 복수의 센서부; 를 포함하고,
    상기 복수의 센서부는 상기 기판 홀더부의 둘레 방향을 따라 동일한 거리로 상호 이격되는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 센서부 각각은,
    상기 챔버의 외측에 마련되는 센서와, 상기 센서에서 출력된 광을 상기 챔버의 내측으로 안내하는 시창 포트를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 시창 포트는,
    상하 양측이 개구된 통 형상의 하우징과, 상기 하우징의 하측 개구를 차폐하는 투광성의 밀봉체를 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 센서부 각각에서 측정된 거리 정보를 이용하여 상기 기판 조절부의 수평 각도를 제어하는 제어부를 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기판 홀더부의 하측에 연결되는 수평 조절부를 통해 상기 기판 조절부의 수평 각도를 제어하는 기판 처리 장치.
  6. 기판의 가장자리를 지지하는 기판 홀더부의 상부에 복수의 센서를 마련하는 단계;
    상기 복수의 센서를 통해 복수의 지점에서 각각의 센서에서 기판 홀더부의 상단 가장자리와의 거리를 측정하는 단계; 및
    상기 복수의 센서를 통해 측정된 거리 정보를 이용하여 상기 기판 홀더부를 수평 상태로 조절하는 단계; 를 포함하는 기판 수평 조절 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 수평 조절 단계는,
    상기 복수의 센서를 통해 측정된 거리 정보를 이용하여 상기 기판 홀더부의수평 각도를 알아내는 단계; 및
    상기 수평 각도가 미리 설정된 유효 범위를 벗어나면 상기 기판 홀더부를 수평 상태로 조절하는 단계; 를 포함하는 기판 수평 조절 방법.
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