KR20100032819A - Apparatus for treating substrate including height contorlling means and method for contolling temperature distribution of substrate-plasing means using height contorlling means - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판안치수단과 발열수단의 간격을 공정챔버의 외부에서 조절하는 간격조절수단을 포함하는 기판처리장치 및 간격조절수단을 이용한 기판안치수단의 온도분포 조절방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus comprising a substrate processing apparatus including a gap adjusting means for adjusting a gap between the substrate set means and the heat generating means outside the process chamber, and a method for adjusting the temperature distribution of the substrate set means using the gap adjusting means.
일반적으로, 반도체 소자, 표시장치 및 박막 태양전지를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 된다. 이들 공정 중 박막증착공정 및 식각공정 등은 최적화된 기판처리장치에서 진행한다. In general, in order to manufacture a semiconductor device, a display device, and a thin film solar cell, a thin film deposition process of depositing a thin film of a specific material on a substrate, a photo process of exposing or hiding selected areas of the thin films using a photosensitive material, The thin film is removed and patterned through an etching process. Among these processes, a thin film deposition process and an etching process are performed in an optimized substrate processing apparatus.
기판처리장치에서 최적의 기판처리공정을 확보하기 위하여, 기판은 공정조건에 적합한 온도로 균일하게 가열되어야 한다. 특히, 단결정 기판 상에 단결정의 박막을 성장시키는 에피택셜 성장(Selective Epitaxial Growth: SEG)을 포함하는 반도체 제조공정에 있어서, 기판의 균일한 온도분포는 더욱 중요한다.In order to ensure an optimum substrate processing process in the substrate processing apparatus, the substrate should be uniformly heated to a temperature suitable for the process conditions. In particular, in a semiconductor manufacturing process including selective epitaxial growth (SEG) in which a single crystal thin film is grown on a single crystal substrate, a uniform temperature distribution of the substrate is more important.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래에 따른 기판처리장치에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, a substrate processing apparatus according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to the related art.
도 1과 같이, 종래의 기판처리장치(5)는 밀폐된 반응영역(R)을 정의하는 챔버(10)를 필수적인 구성요소로 하며, 챔버(10)의 내부로 처리대상물인 기판(50)이 안착되는 서셉터(20)와, 반응영역(R)으로 반응 가스가 균일하게 분사되도록 다수의 분사홀(35)이 전체 면적에 걸쳐 상하로 투공된 가스분배판(40)과, 서셉터(20)의 승강 운동을 제어하는 엘리베이터 어셈블리(45)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the conventional
기판처리장치(5)는 서셉터(20)의 하부에 위치하고, 유도가열 방식으로 작동되는 발열수단(80)을 더욱 포함한다. 발열수단(80)은 코일을 이용할 수 있고, 서셉터(20) 상에 안착되는 기판(50)을 가열한다. 가스분배판(40)은 챔버(10)를 관통하여 설치되는 반응가스 공급로(60)로부터 반응가스를 공급받는다. 반응영역(R)에서 기판처리과정에서 사용되고 잔재된 반응가스와 부산물은 챔버(10)의 하부에 설치된 배기구(65)를 통하여 배기된다. 배기구(65)에는 원활한 배기를 위하여 펌프를 포함 하는 펌핑시스템(도시하지 않음)을 설치할 있다. The
도 1과 같은 기판처리장치(5)를 이용한 박막증착공정에 대해 설명하면 다음과 같다. Referring to the thin film deposition process using the
처리대상물인 기판(50)이 로봇(미도시)에 의해 챔버(10)의 내부에 인입되고, 엘리베이터 어셈블리(45)의 작동에 의해 서셉터(20)가 승강되면, 서셉터(20)의 상부에 기판(50)이 안치된다. 발열수단(80)을 가동하여 기판처리에 필요한 온도로 기판(50)을 승온시키고, 반응가스 공급로(60)로부터의 공급된 반응가스를 다수의 분사홀(35)을 통해 반응영역(R)으로 분사하여 기판처리공정을 수행한다. When the
기판처리공정을 진행하기 전에, 기판처리공정에 따라 다르지만 대략적으로 서셉터(20)의 하부에 위치하는 발열수단(80)에 전류를 인가하여 450 ~ 1350℃ 정도의 온도를 유지시킨다. 발열수단(80)에 의해 기판(50)이 중앙부와 주변부에 걸쳐 균일한 온도로 가열되어야, 균일한 박막의 증착 및 식각공정을 진행할 수 있다. 기판(50)의 온도분포는 박막의 증착 및 식각공정에서 매우 중요한 변수로 작용한다. Before proceeding with the substrate processing process, a current is applied to the heat generating means 80 which is different depending on the substrate processing process but is located at the lower part of the
기판처리공정을 진행하기 전에, 기판(50)의 균일한 온도분포를 확인하기 위해 기판(50)의 다수의 포인트의 온도를 측정하는 테스트를 실시한다. 발열수단(80)은 코일형태이고, 측정된 포인트의 온도가 평균온도보다 높은 경우는 측정된 포인트와 대응되는 코일의 높이를 낮추고, 측정된 포인트의 온도가 평균온도보다 낮은 경우는 측정된 포인트와 대응되는 코일의 높이를 높이는 방법으로 서셉터(20)과 발열수단(80)의 간격을 조절하여 기판(50)의 온도분포를 제어할 수 있다. Before proceeding with the substrate treatment process, a test is performed to measure the temperature of a plurality of points of the
도 1의 기판처리장치(5)에서 서셉터(20)의 온도분포를 튜닝하는 단계는 다음과 같다. The tuning of the temperature distribution of the
먼저, 발열수단(80)에 전류를 인가하여 기판처리조건의 온도로 상승시키고, 서셉터(20)의 온도분포를 테스트하여 온도분포가 균일할 경우에는 기판처리공정을 진행한다. 그러나, 서셉터(20)의 온도분포가 균일하지 않을 경우에는 온도를 하강시키고 챔버(10)를 분해한 다음, 평균온도보다 낮거나 높은 부분의 서셉터(20)와 대응되는 부분에서 코일의 높이를 조절한다. 다시 처음 단계로 돌아가 발열수단(80)에 전류를 인가하여 기판처리조건의 온도로 상승시키고, 서셉터(20)의 온도분포를 테스트하는 과정을 반복한다. First, a current is applied to the heat generating means 80 to raise the temperature to the substrate processing condition, and if the temperature distribution is uniform by testing the temperature distribution of the
코일형태의 발열수단(80)의 높이를 조절하기 위하여, 도 1의 챔버(10)를 반복적으로 분해하고 조립하여야 한다. 도 1의 챔버(10)의 반복적인 분해 및 조립에 따라 챔버(10) 내부의 오염에 대한 문제가 유발된다. 다시 말하면, 챔버(10)의 빈번한 개폐는 챔버(10)의 내부의 구성요소가 대기 중에 자주 노출되어 대기를 부유하는 이물질이 챔버(10)의 내부로 유입되어 부착되고, 이로 인해 기판처리과정의 불량을 야기할 수 있다. 빈번한 발열수단(80)의 가열과 냉각에 의한 급격한 온도 변화는 챔버(10)를 구성하는 부품의 수명을 단축시키는 요인이 된다. 또한, 챔 버(10)의 빈번한 분해 및 조립은 장비의 가동성을 저하시킨다. In order to adjust the height of the coil-type heating means 80, the
코일의 고도조절에 의해 튜닝된 발열수단(80)이 가열하는 서셉터(20)의 온도분포는 특정 온도에 대한 균일도만 확보된다. 다시 말하면, 서셉터(20)가 500℃에서 균일한 온도분포를 확보할지라도. 600℃ 및 700℃ 등으로 서셉터(20)의 승온조건이 변하는 경우, 서셉터(20)의 균일한 온도분포를 확보하기 위하여 코일의 고도조절이 필요하다. 따라서, 서셉터(20)의 승온조건에 변하는 경우, 챔버(10)를 분해하여 서셉터(20)의 온도분포를 다시 튜닝하여야 한다.The temperature distribution of the
상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 기판안치수단의 균일한 온도분포 확보 및 장비의 가동효율을 개선하기 위하여, 기판안치수단과 발열수단의 간격을 공정챔버의 외부에서 조절하는 간격조절수단을 포함하는 기판처리장치 및 간격조절수단을 이용한 기판안치수단의 온도분포 조절방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is to control the distance between the substrate set means and the heating means in the outside of the process chamber in order to ensure a uniform temperature distribution of the substrate set means and to improve the operation efficiency of the equipment An object of the present invention is to provide a method for controlling the temperature distribution of a substrate settling means using a substrate processing apparatus and a gap adjusting means.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는 반응영역을 정의하는 공정챔버; 상기 공정챔버 내에 위치하고 기판이 안치되는 기판안치수 단; 상기 기판안치수단의 하부에 위치하고 코일을 포함하는 발열수단; 및 상기 기판안치수단과 상기 코일의 간격을 국부적으로 제어하기 위해, 상기 코일의 높이를 상기 공정챔버 외부에서 조절하는 다수의 간격조절수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above object comprises a process chamber defining a reaction zone; A substrate placement end located in the process chamber and having a substrate placed therein; Heat generating means located below the substrate mounting means and including a coil; And a plurality of gap adjusting means for controlling the height of the coil outside the process chamber to locally control the gap between the substrate setter and the coil.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 간격조절수단은 상기 공정챔버를 관통하여 상기 코일과 연결되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, the plurality of gap adjusting means is connected to the coil through the process chamber.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 간격조절수단 각각은 상기 코일을 고정하고 지지하는 코일 고정용 지지대; 상기 코일 고정용 지지대와 연결되고 상기 공정챔버를 관통하는 샤프트; 상기 샤프트와 대응되는 상기 공정챔버의 외부에 설치되는 벨로우즈; 상기 샤프트와 연결되고 상기 벨로우즈의 하부에 설치되는 간격조절기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, each of the plurality of gap adjusting means is a coil fixing support for fixing and supporting the coil; A shaft connected to the support for fixing the coil and penetrating the process chamber; A bellows installed outside the process chamber corresponding to the shaft; And a spacing adjuster connected to the shaft and installed below the bellows.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 코일 고정용 지지대와 상기 샤프트 사이에 절연재가 개재되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, an insulating material is interposed between the coil fixing support and the shaft.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 코일 고정용 지지대는 상기 코일을 지지하는 고정장치와 연결되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, the coil fixing support is characterized in that connected to the fixing device for supporting the coil.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 공정챔버는 상기 샤프트가 관통되는 관통구를 포함하고, 상기 샤프트의 상부 및 하부에 각각 대응되는 상부 지주대 및 하부 지주대가 상기 관통구와 대응되는 상기 공정챔버의 내부 및 외부에 각각 체결되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, the process chamber includes a through hole through which the shaft penetrates, and upper and lower support bars corresponding to upper and lower portions of the shaft respectively correspond to the through hole. It is characterized in that it is fastened respectively to the inside and the outside.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 간격조절수단은 상기 벨로우즈와 상기 간격조절기 사이에 설치된 감지장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, the gap adjusting means is characterized in that it comprises a sensing device provided between the bellows and the gap adjuster.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 고도 제어기에 구동모터가 장착된 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, the drive motor is mounted to the altitude controller.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판안치수단의 온도분포 조절방법은 반응영역을 정의하는 공정챔버; 상기 반응공간에 위치하고 기판이 안치되는 기판안치수단; 상기 기판안치수단의 하부에 위치하고 코일을 포함하는 발열수단; 상기 기판안치수단과 상기 코일의 간격을 국부적으로 제어하기 위해, 상기 코일의 높이를 조절하는 다수의 간격조절수단;을 포함하는 기판처리장치에 있어서, 상기 발열수단에 전류를 인가하여, 기판처리공정의 온도로 상기 기판안치수단을 승온시킨 후, 다수의 측정 포인트에서 상기 기판안치수단의 온도를 측정하고, 상기 기판처리공정의 온도보다 높거나 낮은 제 1 영역과 제 2 영역을 구분하는 제 1 단계; 상기 제 1 영역에 대응되는 상기 다수의 간격조절수단을 조절하여 상기 기판안치수단과 상기 코일 사이의 간격을 넓히고, 상기 제 2 영역에 대응되는 상기 다수의 간격조절수단을 조절하여 상기 기판안치수단과 상기 코일 사이의 간격을 좁히는 제 2 단계; 상기 발열수단에 전류를 인가하여 상기 기판안치수단을 상기 기판처리공정의 온도로 승온시키고 상기 다수의 측정 포인트에서 상기 기판안치수단의 온도 를 측정하여, 균일한 온도분포가 확보되면 상기 기판처리공정을 진행하고, 상기 기판처리공정의 온도보다 높거나 낮은 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역이 발생되면 상기 제 1 및 제 2 단계를 반복하는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for controlling the temperature distribution of the substrate mounting means according to the present invention for achieving the above object is a process chamber defining a reaction zone; Substrate placing means positioned in the reaction space and having a substrate placed thereon; Heat generating means located below the substrate mounting means and including a coil; A substrate processing apparatus comprising: a plurality of gap adjusting means for adjusting a height of the coil to locally control a gap between the substrate placing means and the coil. A first step of raising the substrate setter at a temperature of and measuring the temperature of the substrate setter at a plurality of measurement points and separating the first and second regions higher or lower than the temperature of the substrate processing process; ; And adjusting the plurality of gap adjusting means corresponding to the first area to widen the gap between the substrate setter and the coil, and adjusting the plurality of gap adjusting means corresponding to the second area and the substrate setter. A second step of narrowing the gap between the coils; When the current is applied to the heat generating means, the substrate holding means is heated to the temperature of the substrate processing step, and the temperature of the substrate holding means is measured at the plurality of measuring points. And a third step of repeating the first and second steps when the first area and the second area are generated higher or lower than the temperature of the substrate processing process.
상기와 같은 기판안치수단의 온도분포 조절방법에 있어서, 상기 공정챔버의 외부에서 상기 다수의 간격조절수단을 조절하는 것을 특징으로 한다.In the method of adjusting the temperature distribution of the substrate setter as described above, it is characterized in that for adjusting the plurality of gap adjusting means from the outside of the process chamber.
본 발명에서는 기판처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.In the present invention, the substrate treating apparatus has the following effects.
공정챔버의 외부에 위치한 간격조절수단의 고도 조절기를 조작하여, 공정챔버의 분해없이 기판안치수단과 코일의 간격을 국부적으로 조절할 수 있어, 용이하게 기판안치수단의 균일한 온도분포를 확보할 수 있다. By operating the altitude controller of the gap adjusting means located outside the process chamber, it is possible to locally adjust the distance between the substrate set means and the coil without disassembling the process chamber, thereby ensuring a uniform temperature distribution of the substrate set means. .
특히, 다양한 기판처리공정을 진행하기 위하여, 다양한 튜닝온도가 필요한 기판안치수단에서 공정챔버의 분해없이 간격조절수단의 조작에 의해 필요한 다양한 온도조건에 대하여 용이하게 기판안치수단의 균일한 온도분포를 확보할 수 있다. In particular, in order to proceed with various substrate processing processes, it is easy to secure a uniform temperature distribution of the substrate holding means for various temperature conditions required by the operation of the gap adjusting means without disassembling the process chamber in the substrate holding means requiring various tuning temperatures. can do.
다수의 간격조절수단이 독립적으로 설치되어 있어, 어느 하나에서 결함이나 파손이 발생한 경우, 특정 간격조절수단 만을 용이하게 수리 및 교체할 수 있다.Since a plurality of gap adjusting means are installed independently, when a defect or damage occurs in any one, only a specific gap adjusting means can be easily repaired and replaced.
기판안치수단과 코일의 간격을 조절할 때, 공정챔버의 분해과정이 생략되므로, 기판처리장치의 분해 및 조립시간의 불필요하여 장비의 가동효율이 개선되고, 공정챔버의 내부가 대기 중에 노출되는 빈도수가 낮아지므로 공정챔버의 수명을 연장시킬 수 있다. When adjusting the distance between the substrate settling means and the coil, the disassembly process of the process chamber is omitted, thus eliminating the disassembly and assembly time of the substrate processing apparatus, thereby improving the operation efficiency of the equipment and the frequency of the inside of the process chamber being exposed to the atmosphere. This lowers the life of the process chamber.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 발열수단 및 기판안치수단의 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 발열수단 및 기판안치수단의 단면도이고, 도 5는 도 2의 A에 대한 상세도이고, 도 6은 본 발명에 따른 간격조절수단의 사시도이고, 도 7은 도 6의 Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 절단한 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 코일 고정장치의 사시도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열수단 및 기판안치수단의 평면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus according to the present invention, FIG. 3 is a plan view of a heating means and a substrate placing means according to the present invention, and FIG. 4 is a sectional view of a heating means and a substrate placing means according to the present invention. FIG. 5 is a detailed view of A of FIG. 2, FIG. 6 is a perspective view of a gap adjusting means according to the present invention, FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VV ′ of FIG. 6, and FIG. 9 is a perspective view of a coil fixing device according to the present invention, and FIG. 9 is a plan view of a heating means and a substrate placing means according to another embodiment of the present invention.
도 2와 같이, 본 발명에 따른 기판처리장치(105)는 밀폐된 반응영역(R)을 제공하는 공정챔버(110), 반응영역(R)의 내부에 위치하고 처리 대상물인 기판(150)이 안착되는 기판안치수단(120), 기판안치수단(120)의 하부에 위치하고 다수의 턴(turn)을 가지는 코일(180a)을 포함하는 발열수단(180), 기판안치수단(120)과 코일(180a)의 간격을 조절하기 위한 다수의 간격조절수단(170) 및 반응영역(R)의 내부에 공정가스를 공급하는 가스분배판(140)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 2, the
기판처리장치(105)는 기판안치수단(120)의 승강 및 회전운동을 제어하는 엘 리베이터 어셈블리(145) 및 기판처리과정에서 발생된 반응가스와 부산물을 배기시키기 위한 배기구(165)를 더욱 포함한다. 배기구(165)에는 원활한 배기를 위하여 펌프를 포함하는 펌핑시스템(도시하지 않음)을 설치할 있다. 가스분배판(140)은 공정챔버(110)를 관통하여 설치되는 가스공급관(160)으로부터 공정가스를 공급받는다. 가스분배판(140)에는 전체 영역에 걸쳐 상하로 투공된 다수의 분사홀(118)이 형성된다. The
도 3과 같이, 발열수단(180)은 기판안치수단(120)을 지지하는 지지 샤프트(182)와 인접한 시점(始點)(184a)에서 기판안치수단(120)의 주변부와 인접한 종점(終點)(184b) 사이에서 다수의 턴(turn)을 가지는 코일(coil)(180a)과 코일(180a)에 교류전류를 인가하는 전원(도시하지 않음)을 포함하여 구성된다. 코일(180a)에 전류를 인가했을 때 발생하는 자기장에 의해 기판안치수단(120)을 간접적으로 가열하고, 최종적으로 기판안치수단(120)을 매개로 기판(150)이 승온된다. As shown in FIG. 3, the heating means 180 is an end point adjacent to the periphery of the substrate mounting means 120 at a
도 4에서 도시한 바와 같이, 기판안치수단(120)에서 온도분포의 균일성은 코일(180a)의 다수의 턴 사이의 제 1 간격(T1) 및 코일(180a)과 기판안치수단(120)의 제 2 간격(T2)에 의해 직접적으로 영향을 받는다. 제 1 및 제 2 간격(T1, T2)이 각각 등간격으로 유지되면, 도 2에 도시된 기판(150)이 안치되지 않는 기판안치수단(120) 주변부의 열손실로 인해, 기판안치수단(120)의 중심부가 주변부보다 높은 온도를 나타낸다. 따라서, 이러한 온도분포의 불균일을 보상하기 위하여, 코 일(180a)에서 다수의 턴 사이의 제 1 간격(T1)과 기판안치수단(120)과 코일(180a) 사이의 제 2 간격(T2)은 기판안치수단(120)의 중심부에서 주변부의 방향으로 좁아지도록 배열한다. 따라서, 발열수단(180)은 나선형의 코일형태로 배열된다. 발열수단(180)은 기판안치수단(120)의 하부에서 5 내지 50mm 정도 이격되어 설치된다. 기판안치수단(120)과 발열수단(180)의 간격은 5 내지 50mm로 특별히 한정되지 않고 5mm이하 또는 50mm 이상으로 설정될 수 있다. As shown in FIG. 4, the uniformity of the temperature distribution in the
도 2와 같이, 발열수단(180)에 의해 가열되는 기판안치수단(120)의 온도를 측정하고 균일한 온도분포를 확보하기 위하여, 기판안치수단(120)과 코일(180a) 사이의 제 2 간격(T2)을 국부적으로 조절하기 위하여 독립적으로 조작될 수 있는 다수의 간격조절수단(170)을 설치한다. 다수의 간격조절수단(170)은 도 3과 같이, 기판안치수단(120)의 중심을 지나는 수직선 및 수평선과 코일이 만나는 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 영역(P1, P2, P3, P4)에 설치될 수 있다. 제 1 내지 제 4 영역(P1, P2, P3, P4) 각각은 다수의 간격조절수단(170)이 설치되는 다수의 포인트(186)를 포함한다. As shown in FIG. 2, in order to measure the temperature of the substrate placing means 120 heated by the heat generating means 180 and to ensure a uniform temperature distribution, a second interval between the substrate placing means 120 and the
다수의 포인트(186)와 대응되는 코일(180a)과 연결된 다수의 간격조절수단(170)에 의해 기판안치수단(120)과 코일(180a)의 제 2 간격(T2)을 국부적으로 조절할 수 있다. 다수의 간격조절수단(170)은 독립적으로 구동된다. 필요에 따라 도 9와 같이, 기판안치수단(120)의 주변부와 인접하여 다수의 포인트(186) 사이의 길 이가 길어지는 코일(180a)에 추가적으로 도 2의 간격조절수단(170)을 설치할 수 있다. 도 9에서, 기판안치수단(120)의 중심을 지나는 수직선 및 수평선과 코일이 만나는 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 영역(P1, P2, P3, P4)과 더불어, 수직선 및 수평선 사이를 통과하여 기판안치수단(120)의 중심을 지나는 두 개의 사선과 만나는 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 영역(P5, P6, P7, P8)에 간격조절수단(170)을 더 설치할 수 있다. 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 영역(P5, P6, P7, P8) 각각은 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 영역(P1, P2, P3, P4) 각각 보다 작은 개 수의 다수의 포인트(186)를 포함한다. The second interval T2 between the
도 3 및 9에 도시된 다수의 간격조절수단(170)이 설치되는 다수의 포인트(186)는 예시에 불과한 것이고, 다수의 턴을 가지는 코일(180a)과 대응되는 부분에 다양한 형태로 설치될 수 있다. The plurality of
도 5와 같이, 공정챔버(110)의 저면에는 관통홀(TH)이 설치되고, 다수의 간격조절수단(170) 각각은 다수의 관통홀(TH)을 통과하여 도 3의 다수의 포인트(186) 각각과 대응되는 코일(180a)의 하부에 설치된다. As shown in FIG. 5, a through hole TH is installed on a bottom surface of the
도 5 내지 도 7과 같이, 간격조절수단(170)은, 도 3의 코일(180a)을 고정하고 지지하는 코일 고정용 지지대(172), 코일 고정용 지지대(172)의 하부에 연결된 절연재(173), 절연재(173)의 하부에 연결된 샤프트(171), 샤프트(171)의 상부에 대 응하고 공정챔버(110)의 내부에 고정되는 상부 지주대(174), 샤프트(171)의 하부와 대응하고 공정챔버(110)의 외부에 고정되는 하부 지주대(175), 하부 지주대(175)의 하부에 위치하는 벨로우즈(176) 및 벨로우즈(176)의 하부에 위치하고 벨로우즈(176)를 관통하는 샤프트(171)와 연결된 간격조절기(178)를 포함하여 구성된다.5 to 7, the gap adjusting means 170, the
도 8과 같이, 코일 고정용 지지대(172)는 코일(180a)을 지지하는 고정장치(190)와 연결된다. 고정장치(190)는 코일(180a)을 감싸면서 지지하는 지지부(190a) 및 지지부(190a)의 하부에서 연장되고 연결홀(190b)을 가지는 두 개의 정렬부(190c)를 포함한다. 도 6의 코일 고정용 지지대(172)는 도 8의 두 개의 정렬부(190a)와 각각 대응되는 두 개의 정렬평면(172a)과 두 개의 정렬평면(172a)을 관통하는 고정홀(172b)을 포함한다. 도 8과 같이, 코일(180a)을 지지하는 고정장치(190)의 두 개의 정렬부(190a)가 코일 고정용 지지대(172)의 두 개의 정렬평면(172a)와 정렬되면, 볼트(192)가 고정홀(172b) 및 연결홀(190b)을 관통하고 볼트(192)의 단부를 너트(194)로 체결하여 고정시킨다.As shown in FIG. 8, the support for fixing the
도 6 및 도 7과 같이, 코일 고정용 지지대(172)와 샤프트(171)가 금속재질로 형성되기 때문에, 코일 고정용 지지대(172)와 샤프트(171)의 사이에 개재된 절연재(173)는 코일 고정용 지지대(172)와 간격조절기(178) 간의 전류의 흐름을 차단하기 위한 기능을 한다. 절연재(173)로서 AlO, AlN, BN, 및 SiC를 포함하는 세라믹 또는 석영을 사용할 수 있다. 상부 지주대(174)와 하부 지주대(175)는 각각 도 5의 관통홀(TH)과 대응되는 공정챔버(110)의 내부 및 외부에 결합되고 관통홀(TH)을 통하여 샤프트(171)의 승강운동이 가능한 통로를 제공한다. 6 and 7, since the
도 5의 관통홀(TH)과 대응되는 하부 지주대(175)는 벨로우즈(bellows)(176)와 연결된다. 벨로우즈(176)는 공정챔버(110)를 관통하여 샤프트(171)가 승강운동을 할 때 공정챔버(110)의 내부를 외부와 밀폐시키는 기능을 한다. 벨로우즈(176)의 하부에는 샤프트(171)와 연결되고 코일 고정용 지지대(172)의 고도를 조절하기 위한 고도 조절기(178)가 설치된다. 간격조절기(178)가 공정챔버(110)의 외부에 설치되어 있어, 공정챔버(110)를 분해하지 않고, 기판안치수단(120)과 코일(180a)의 간격을 국부적으로 조절할 수 있다. 간격조절기(178)는 구동모터(도시하지 않음)에 의해 동작될 수 있다. The
간격조절수단(170)은 벨로우즈(176)와 간격조절기(178) 사이에 감지장치(도시하지 않음)를 더욱 포함할 수 있고, 감지장치는 벨로우즈(176)과 고도 조절기(178) 사이에 설치된 센서 지지대(177)에 장착된다. 감지장치는 도 3의 다수의 포인트(186)에 대응되는 코일(180a)의 높이를 감지하는 기능을 한다. 감지장치로서 센서(sensor) 또는 게이지(gauge)가 이용될 수 있다.The gap adjusting means 170 may further include a sensing device (not shown) between the
본 발명의 기판처리장치(105)는, 공정챔버(110)의 외부에 위치한 간격조절수단(170)의 간격조절기(178)를 조작하여, 공정챔버(110)의 분해없이 기판안치수 단(120)과 코일(180a)의 간격을 조절할 수 있다. 이러한 특징은, 다양한 기판처리공정을 진행하기 위하여, 다양한 튜닝온도가 필요한 기판안치수단(120)에서 공정챔버(110)의 분해없이 간격조절수단(170)의 조작에 의해 기판안치수단(120)의 온도분포의 균일성을 용이하게 확보할 수 있다. 또한, 다수의 간격조절수단(170)이 독립적으로 설치되어 있어, 어느 하나에서 결함이나 파손이 발생한 경우, 특정 간격조절수단(170) 만을 용이하게 수리 및 교체할 수 있는 장점이 있다. The
도 2 내지 도 9를 참조하여, 기판안치수단(120)의 온도분포를 조절하는 방법을 설명하면 다음과 같다. Referring to Figures 2 to 9, the method for adjusting the temperature distribution of the substrate mounting means 120 is as follows.
제 1 단계로 발열수단(180)에 전류를 인가하여, 기판처리공정에 필요한 온도로 기판안치수단(120)을 승온시키고, 다수의 측정 포인트(도시하지 않음)에서 기판안치수단(120)의 온도를 측정하고, 기판처리공정에 필요한 온도보다 높거나 낮은 제 1 영역과 제 2 영역을 구분한다. In a first step, a current is applied to the heat generating means 180 to raise the temperature of the substrate placing means 120 to a temperature necessary for the substrate processing process, and the temperature of the substrate placing means 120 at a plurality of measurement points (not shown). Is measured, and the first area and the second area which are higher or lower than the temperature required for the substrate processing process are distinguished.
제 2 단계로, 제 1 영역에 대응되는 간격조절수단(170)을 조절하여 기판안치수단(120)과 코일(180a) 사이의 간격을 넓히고, 제 2 영역에 대응되는 간격조절수단(170)을 조절하여 기판안치수단(120)과 코일(180a) 사이의 간격을 좁힌다. In a second step, the gap adjusting means 170 corresponding to the first area is adjusted to widen the gap between the
제 3 단계로, 발열수단(180)에 전류를 인가하여 기판안치수단(120)을 기판처리공정에 필요한 온도로 승온시키고 다수의 측정 포인트에서 기판안치수단(120)의 온도를 측정하여, 균일한 온도분포가 확보되면 기판처리공정을 진행하고, 기판처리공정에 필요한 온도보다 높거나 낮은 제 1 영역과 제 2 영역이 발생되면 제 1 및 제 2 단계를 반복한다.In a third step, by applying a current to the heat generating means 180 to raise the substrate holding means 120 to the temperature required for the substrate processing process and to measure the temperature of the substrate holding means 120 at a plurality of measurement points, When the temperature distribution is secured, the substrate processing process is performed. When the first and second regions, which are higher or lower than the temperature required for the substrate processing process, are generated, the first and second steps are repeated.
도 1은 종래에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타낸 단면도1 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus according to the prior art
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타낸 단면도2 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 발열수단 및 기판안치수단의 평면도3 is a plan view of the heat generating means and the substrate placing means according to the present invention
도 4는 본 발명에 따른 발열수단 및 기판안치수단의 단면도4 is a cross-sectional view of the heat generating means and the substrate placing means according to the invention
도 5는 도 2의 A에 대한 상세도5 is a detailed view of A of FIG.
도 6은 본 발명에 따른 간격조절수단의 사시도Figure 6 is a perspective view of the gap adjusting means according to the present invention
도 7은 도 6의 Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 절단한 단면도FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VV ′ of FIG. 6.
도 8은 본 발명에 따른 코일 고정장치의 사시도8 is a perspective view of a coil fixing device according to the present invention;
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열수단 및 기판안치수단의 평면도9 is a plan view of the heat generating means and the substrate mounting means according to another embodiment of the present invention
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *
170 : 간격조절수단 171 : 샤프트170: gap adjusting means 171: shaft
172 : 코일 고정용 지지대 173 : 절연재172: support for fixing the coil 173: insulating material
174, 175 : 상부 및 하부 지주면 176 : 벨로우즈174, 175: upper and lower holding surface 176: bellows
177 : 센서 지지대 178 : 간격조절기177: sensor support 178: spacer
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