KR20100033253A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 챔버를 가열하여 챔버로부터 방사되는 열로 기판을 가열함으로써 기판의 온도 구배를 균일하게 할 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 기판 처리 방법은 챔버 내부에 마련된 기판 지지수단에 기판을 안착시키는 단계; 유체를 이용하여 상기 챔버를 가열하는 단계; 및 상기 가열된 챔버에서 방사되는 열에 의해 상기 기판이 원하는 온도로 가열되도록 상기 유체의 온도를 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
기판, 가열, 온도 구배, 유체, 챔버

Description

기판 처리 장치 및 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 챔버를 가열하여 챔버로부터 방사되는 열로 기판을 가열함으로써 기판의 온도 구배를 균일하게 할 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 또는 디스플레이 소자를 제조하기 위한 기판 처리 장치는 챔버 내에서 기판(또는 웨이퍼) 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 원자층증착, 이온주입, 또는 금속증착 등의 공정을 수행하게 된다.
이러한 기판 처리장치에서는 웨이퍼의 온도에 따라 기판 상에 증착 또는 패터닝되는 박막의 균일도(Uniformity), 선폭(Critical), 프로파일(Profile) 및 재현성(Repeatability) 등이 달라질 수 있다. 예를 들어, 박막 증착의 경우 기판을 일정한 온도로 가열한 다음 공정가스를 공급하여 기판 상에 박막을 성장시킨다. 이때, 기판의 온도는 박막의 균일도, 선폭, 프로파일 및 재현성 등을 개선하는 매우 중요한 요인으로 작용한다.
이에 따라, 종래의 기판 처리장치의 경우 기판을 가열하기 위하여, 특정 발 열체를 사용한 히터가 내장된 서셉터(Susceptor)에 기판을 안착시킨 다음, 발열체에서 가해지는 열을 이용하여 기판을 직접적으로 가열함으로써 기판 상에 증착 또는 패터닝되는 박막의 균일도, 선폭, 프로파일 및 재현성 등을 개선하게 된다.
그러나, 상기의 기판 처리장치는 히터와 기판이 직접적으로 접촉됨으로써 히터로부터 웨이퍼에 전달되는 열량의 차이 및 가열되는 웨이퍼와 챔버와의 온도차이에 따라 웨이퍼의 온도 구배가 급격하게 변화되거나, 균일하지 못함으로써 기판이 휘어지거나 손상된다는 문제점이 있다. 더욱이, 대면적의 기판을 가열할 경우에는 기판 내의 온도 구배가 더욱 균일하지 못하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 챔버를 가열하여 챔버로부터 방사되는 열로 기판을 가열함으로써 기판의 온도 구배를 균일하게 할 수 있도록 한 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 챔버 내부에 마련된 기판 지지수단에 기판을 안착시키는 단계; 유체를 이용하여 상기 챔버를 가열하는 단계; 및 상기 가열된 챔버에서 방사되는 열에 의해 상기 기판이 원하는 온도로 가열되도록 상기 유체의 온도를 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 유체의 온도는 상기 챔버와 상기 기판 간의 온도 차이가 15℃ 이내가 되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
상기 유체는 공기, 가스 및 물 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 유체를 이용하여 상기 챔버를 가열하는 단계는 상기 챔버 벽의 내부 또는 외벽에 형성된 제 1 유체 유로에 상기 유체를 순환시켜 상기 챔버의 벽을 가열하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 처리 방법은 상기 기판 지지수단 내부에 형성된 제 2 유체 유로에 상기 유체를 순환시켜 상기 기판 지지수단을 가열하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 처리 방법은 상기 유체의 온도를 일정 단위로 제어하는 단계; 상기 일정 단위로 제어된 유체의 온도에 의해 가열된 상기 챔버에서 방사되는 열에 의해 가열된 상기 기판의 온도를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 온도에 대응되는 온도 데이터를 상기 일정 단위의 유체 온도별로 등재한 룩업테이블을 마련하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 유체의 온도를 제어하는 단계는 상기 기판의 원하는 가열 온도를 설정하는 단계; 상기 유체의 온도를 검출하는 단계; 상기 룩업테이블에서 상기 검출된 유체 온도에 상응하는 온도 데이터를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 온도 데이터와 상기 설정된 가열 온도가 동일하도록 상기 유체를 가열하거나 냉각하여 상기 유체의 온도를 조절하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 유체를 이용하여 상기 챔버를 가열하는 단계는 압축 공기를 생성하는 단계; 상기 압축 공기의 압력에 따른 회전을 이용하여 고온 유체 및 저온 유체를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 고온 유체를 이용하여 상기 챔버와 상기 기판 지지수단 중 적어도 하나를 가열하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 유체의 온도를 제어하는 단계는 상기 기판의 원하는 가열온도를 설정하는 단계; 상기 고온 유체의 온도를 검출하는 단계; 상기 룩업테이블에서 상기 검출된 유체 온도에 상응하는 온도 데이터를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 온도 데이터와 상기 설정된 가열 온도가 동일하도록 상기 압축 공기의 압력을 제어하여 상기 고온 유체의 온도를 조절하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 챔버 내부에 마련되어 기판이 안착되는 기판 지지수단; 및 유체를 이용해 상기 챔버를 가열함과 아울러 상기 챔버에서 방사되는 열에 의해 상기 기판이 원하는 온도로 가열되도록 상기 유체의 온도를 제어하는 유체 온도 제어 공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유체 온도 제어 공급부는 상기 챔버와 상기 기판간의 온도 차이가 15℃ 이내가 되도록 상기 유체의 온도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 처리 장치는 상기 챔버 벽의 내부 또는 외벽에 형성되어 상기 유체가 공급되는 제 1 유체 유로 및 상기 기판 지지수단의 내부에 형성되어 상기 유체가 공급되는 제 2 유체 유로 중 적어도 하나를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유체 온도 제어 공급부는 상기 일정 단위로 제어된 유체의 온도에 의해 가열된 상기 챔버에서 방사되는 열에 의해 가열된 상기 기판의 온도를 측정하고 상기 측정된 온도에 대응되는 온도 데이터가 상기 일정 단위의 유체 온도별로 등재된 룩업테이블; 상기 유체가 저장된 유체 탱크; 상기 유체 탱크로부터 공급되는 유체를 가열하거나 냉각하여 상기 제 1 및 제 2 유체 유로 중 적어도 하나에 공급하는 유체 온도 조절부; 상기 유체 유로에 공급되는 상기 유체의 온도를 검출하는 유체 온도 검출부; 및 상기 룩업테이블에서 상기 검출된 온도에 상응하는 상기 온도 데이터를 추출하고, 상기 추출된 온도 데이터와 상기 기판의 원하는 가열 온도가 동일하도록 상기 유체 온도 조절부를 제어하여 상기 유체의 온도를 조절하는 유체 온도 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유체 온도 제어 공급부는 상기 일정 단위로 제어된 유체의 온도에 의해 가열된 상기 챔버에서 방사되는 열에 의해 가열된 상기 기판의 온도를 측정하고 상기 측정된 온도에 대응되는 온도 데이터가 상기 일정 단위의 유체 온도별로 등재된 룩업테이블; 압축 공기를 생성하는 압축 공기 생성부; 상기 압축 공기의 압력에 따른 회전을 이용하여 고온 유체 및 저온 유체를 생성하는 유체 생성부; 상기 유체 생성부에 의해 생성된 고온 유체를 상기 제 1 및 제 2 유체 유로 중 적어도 하나에 공급하는 유체 공급부; 상기 유체 유로로 공급되는 상기 고온 유체의 온도를 검출하는 유체 온도 검출부; 및 상기 룩업테이블에서 상기 검출된 온도에 상응하는 상기 온도 데이터를 추출하고, 상기 추출된 온도 데이터와 상기 기판의 원하는 가열 온도가 동일하도록 상기 압축 공기 생성부를 제어하여 상기 고온 유체의 온도를 조절하는 유체 온도 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다
첫째, 유체를 이용해 챔버를 가열하여 가열된 챔버에서 방사되는 열로 기판을 균일하게 가열함으로써 가열되는 기판의 온도 구배를 균일하게 할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 챔버와 기판간의 온도 차이가 15℃ 이내가 되도록 유체의 온도 제어함으로써 기판의 가열시 기판의 열응력을 최소화하여 기판의 휨이나 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 대면적의 기판을 가열할 경우에도 기판의 온도 구배를 균일하게 할 수 있는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
<제 1 실시 예>
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 반응공간을 제공하는 챔버(Chamber; 100); 챔버(100) 내에 설치되어 적어도 하나의 기판(또는 웨이퍼)(200)을 지지하는 기판 지지수단(300); 기판(200) 상에 공정가스를 분사하기 위한 가스 분사장치(400); 유체(600)를 이용해 챔버(100)를 가열함과 아울러 챔버(100)에서 방사되는 열에 의해 기판(200)이 원하는 온도로 가열되도록 유체(600)의 온도를 제어하는 유체 온도 제어 공급부(500)를 포함하여 구성된다.
챔버(100)는 기판 지지수단(300)이 수납되는 내부 공간을 가짐과 아울러 기판(200)의 출입을 위한 게이트(미도시)를 가지도록 제작된다. 또한, 챔버(100)는 유체 온도 제어 공급부(500)로부터 유체(600)가 공급되는 제 1 유체 유로(102)를 포함하여 구성된다.
제 1 유체 유로(102)는 유체 온도 제어 공급부(500)로부터 공급되는 유체(600)를 순환시키는 통로이다. 여기서, 제 1 유체 유로(102)는 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버(100)의 벽 내부에 형성된 홀(Hole)이거나, 도 2에 도시된 바와 같이 일정한 간격을 가지도록 다중으로 만곡된 파이프(Pipe)가 될 수 있다.
이러한, 제 1 유체 유로(102)는 챔버(100)에서 열이 방사되도록 유체(600)의 순환시켜 챔버(100)를 가열함으로써 챔버(100)에서 방사되는 열에 의해 기판(200)이 가열되도록 한다. 이를 위해, 챔버(100)는 열전도도가 우수한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 챔버(100)는 유지 보수를 용이하게 하기 위해 복수의 부분으로 분리하여 제작할 수도 있다. 예를 들어, 챔버(100)는 메인 챔버(110) 및 챔버 리드(Chamber Lid)(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
메인 챔버(110)는 바닥면과 측벽을 가지도록 "∪"자 형태로 제작되며, 바닥면에는 챔버(100) 내부의 가스 또는 공기를 외부로 배기시키기 위한 배기관(미도시)이 연결될 수 있으며, 일측벽에는 게이트가 형성될 수 있다.
챔버 리드(120)는 상부면과 측벽을 가지도록 "∩"자 형태로 제작되어 메인 챔버(110)의 측벽에 겹합됨으로써 챔버(100)의 내부에 반응공간을 형성한다. 이때, 챔버 리드(120)는 "-"자 또는 "∪"자 형태로 제작될 수도 있다. 이러한, 메인 챔버(110)의 바닥면 및 측벽 내부와 챔버 리드(120)의 상부면 및 측벽 내부에는 상술한 제 1 유체 유로(102)가 형성된다.
한편, 메인 챔버(110)와 챔버 리드(120) 각각의 측벽 사이에는 챔버(100)의 내부를 밀봉하기 위한 밀봉부재(115)가 형성될 수 있다. 여기서, 밀봉부재(115)는 오-링(O-Ring)이 될 수 있다.
기판 지지수단(300)은 챔버(100)의 바닥면을 관통하도록 설치되어 구동장치(미도시)에 의해 상하 방향으로 승강되거나 회전될 수 있다. 이러한, 기판 지지수 단(300)에는 챔버(100)의 게이트를 출입하는 기판 반송장치(미도시)에 의해 적어도 하나의 기판(200)이 로딩되어 안착된다.
가스 분사장치(400)는 챔버 리드(120)의 상부면을 관통하는 가스 공급관(410)에 설치된다. 이러한, 가스 분사장치(400)는 가스 공급관(410)을 통해 가스 공급장치(미도시)로부터 공급되는 공정가스를 기판 지지수단(300)에 안착된 기판(200) 쪽으로 분사한다. 이때, 가스 분사장치(400)는 가스 공급관(410)에 회전 가능하도록 설치되어 회전하면서 공정가스를 분사할 수도 있다.
한편, 가스 공급관(410)에는 가스 공급장치로부터 공급되는 공정가스의 온도를 조절하기 위한 가스 온도 조절장치(미도시)가 설치될 수 있다.
유체 온도 제어 공급부(500)는 제 1 및 제 2 유체 공급관(502, 504) 각각을 통해 유체(600)를 제 1 유체 유로(102)에 공급하여 챔버(100)를 가열함으로써 챔버(100)에서 방사되는 열에 의해 기판(200)이 원하는 온도로 가열되도록 한다. 그리고, 유체 온도 제어 공급부(500)는 챔버(100)와 기판(200) 간의 온도 차이가 15℃ 이내가 되도록 유체(600)의 온도를 제어한다.
이를 위해, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유체 온도 제어 공급부(500)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 룩업테이블(Look Up Table; LUT)(510); 유체 탱크(520); 유체 온도 조절부(530); 유체 온도 검출부(540); 및 유체 온도 제어부(550)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 본 발명에서는 유체(600)의 온도에 따라 챔버(100)를 가열하여 가열된 챔버(100)로부터 방사되는 열로 기판(200)을 가열하게 되고, 기판(200)의 온도를 원하는 온도로 가열함과 아울러 일정하게 유지시키기 위해 유체(600)의 온도를 제어하게 된다. 이를 위해, 룩업테이블(510)에는 일정 단위로 제어된 유체(600)의 온도에 의해 가열된 챔버(100)에서 방사되는 열에 의해 가열된 기판(200)의 온도를 측정하고 측정된 온도에 대응되는 온도 데이터가 일정 단위의 유체 온도별로 등재된다. 이러한, 기판(200)의 온도 데이터는 유체 온도 제어부(550)에서 유체(600)의 온도를 제어하기 위한 참조 데이터로써 반복적인 시뮬레이션을 통해 작성된다. 이때, 기판(200)의 온도 데이터는 온도 센서, 열전쌍 및 적외선 온도계 중 적어도 하나를 이용한 직접 또는 간접적인 온도 측정 방법을 통해 작성될 수 있다.
유체 탱크(520)는 공기(Air), 가스(Gas) 및 물(Water) 중 어느 하나의 유체(600)를 저장하고, 저장된 유체(600)를 유체 온도 조절부(530)에 공급한다.
유체 온도 조절부(530)는 유체 온도 제어부(550)의 제어에 따라 유체 탱크(520)로부터 공급되는 유체(600)를 가열하거나 냉각하여 유체(600)의 온도를 조절한다. 그리고, 유체 온도 조절부(530)는 제 1 및 제 2 유체 공급관(502, 504)을 통해 온도 조절된 유체(600)를 제 1 유체 유로(102)에 공급한다.
유체 온도 검출부(540)는 유체 온도 조절부(530)로부터 제 1 유체 유로(102)에 공급되는 유체(600)의 온도를 검출하고, 검출된 유체 온도를 유체 온도 제어부(550)에 제공한다.
유체 온도 제어부(550)는 룩업테이블(510)에서 유체 온도 검출부(540)로부터 제공되는 유체 온도에 상응하는 기판(200)의 온도 데이터를 추출한다. 그리고, 유체 온도 제어부(550)는 추출된 기판(200)의 온도 데이터와 기판(200)의 원하는 온 도가 동일하도록 유체 온도 조절부(530)를 제어하여 유체(600)의 온도를 조절한다.
한편, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 유체 온도 제어 공급부(500)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 룩업테이블(710); 압축 공기 생성부(720); 유체 생성부(730); 유체 공급부(740); 유체 온도 검출부(750); 및 유체 온도 제어부(760)를 포함하여 구성될 수 있다.
룩업테이블(710)에는 일정 단위로 제어된 유체(600)의 온도에 의해 가열된 챔버(100)에서 방사되는 열에 의해 가열된 기판(200)의 온도를 측정하고 측정된 온도에 대응되는 온도 데이터가 일정 단위의 유체 온도별로 등재된다.
압축 공기 생성부(720)는 유체 온도 제어부(760)의 제어에 대응되는 압력을 가지는 압축 공기를 생성하여 유체 생성부(730)에 공급한다.
유체 생성부(730)는 압축 공기 생성부(720)로부터 공급되는 압축 공기의 회전에 따른 운동 에너지를 이용하여 고온 유체 및 저온 유체를 생성한다. 예를 들어, 유체 생성부(730)는 압축 공기가 몸체 내부로 공급되면 압축 공기를 회전시켜 몸체 내부의 외부 부근에 1차 와류를 형성함과 아울러 토출되는 1차 와류의 일부를 이용해 1차 와류의 안쪽에 2차 와류를 형성함으로써 1차 와류의 운동 에너지와 2차 와류의 운동 에너지간의 차이를 열로 변환하여 고온 유체 및 저온 유체를 생성한다. 이때, 회전하는 1차 와류의 흐름 및 2차 와류의 흐름에 있어서, 2차 와류 흐름의 공기는 1차 와류 흐름의 공기와 회전하는 시간이 동일하므로 2차 와류 흐름의 공기에 대한 실제 운동속도는 1차 와류 흐름의 공기보다 낮게 된다. 이러한 운도 속도의 차이로 인하여 운동 에너지가 감소되므로 감소된 운동 에너지가 열로 변환 되어 1차 와류 흐름의 공기는 온도가 상승되는 반면에 2차 와류 흐름의 공기는 온도가 더욱 감소하게 된다.
이와 같은, 유체 생성부(730)는 생성된 고온 유체를 고온 유체 토출구(732)를 통해 유체 공급부(740)에 공급함과 아울러 생성된 저온 유체를 저온 유체 토출구(734)를 통해 유체 공급부(740)에 공급한다.
유체 공급부(740)는 고온 유체 공급관(741); 저온 유체 공급관(743); 제 1 및 제 2 밸브(SV1, SV2); 및 T자형 연결관(745)을 포함하여 구성될 수 있다.
고온 유체 공급관(741)은 유체 생성부(730)의 고온 유체 토출구(732)와 제 1 밸브(SV1)간에 연결된다.
저온 유체 공급관(743)은 유체 생성부(730)의 저온 유체 토출구(734)와 제 2 밸브(SV2)간에 연결된다.
제 1 밸브(SV1)는 유체 온도 제어부(760)의 제어에 응답하여 고온 유체 공급관(741)으로부터 공급되는 고온 유체를 T자형 연결관(745)으로 공급하거나 외부의 배기라인(EL)으로 배기한다. 제 2 밸브(SV2)는 유체 온도 제어부(760)의 제어에 응답하여 저온 유체 공급관(743)으로부터 공급되는 저온 유체를 T자형 연결관(745)으로 공급하거나 외부의 배기라인(EL)으로 배기한다. 여기서, 제 1 및 제 2 밸브(SV1, SV2)는 적어도 3 포트를 가지는 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)가 될 수 있다.
T자형 연결관(745)은 제 1 밸브(SV1) 및 제 2 밸브(SV2)간에 연결되어 제 1 밸브(SV1) 또는 제 2 밸브(SV2)의 구동에 따라 공급되는 고온 유체 또는 저온 유체 를 제 1 및 제 2 유체 공급관(502, 504)에 공급한다.
유체 온도 검출부(750)는 유체 공급부(740)로부터 제 1 유체 유로(102)로 공급되는 고온 유체의 온도를 검출하고, 검출된 유체 온도를 유체 온도 제어부(760)에 제공한다.
유체 온도 제어부(760)는 룩업테이블(710)에서 유체 온도 검출부(750)로부터 제공되는 유체 온도에 상응하는 기판(200)의 온도 데이터를 추출한다. 그리고, 유체 온도 제어부(760)는 추출된 기판(200)의 온도 데이터와 기판(200)의 원하는 온도가 동일하도록 압축 공기 생성부(720)를 제어하여 고온 유체(600)의 온도를 조절한다.
또한, 유체 온도 제어부(760)는 챔버(100) 내의 공정에 따라 제 1 밸브(SV1) 또는 제 2 밸브(SV2)의 구동하여 고온 유체 또는 저온 유체를 제 1 및 제 2 유체 공급관(502, 504)에 공급되도록 한다. 예를 들어, 기판(200)을 가열시킬 경우에 있어서, 유체 온도 제어부(760)는 고온 유체가 제 1 및 제 2 유체 공급관(502, 504)에 공급되도록 제 1 밸브(SV1)를 구동시킴과 동시에 저온 유체가 배기 라인(EL)으로 배기되도록 제 2 밸브(SV2)를 구동한다. 반대로, 기판(200)의 온도를 냉각시킬 경우에 있어서, 유체 온도 제어부(760)는 저온 유체가 제 1 및 제 2 유체 공급관(502, 504)에 공급되도록 제 2 밸브(SV2)를 구동시킴과 동시에 고온 유체가 배기 라인(EL)으로 배기되도록 제 1 밸브(SV1)를 구동한다.
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 유체(600)를 이용해 챔버(100)를 가열하여 가열된 챔버(100)에서 방사되는 열로 기판(200)을 균 일하게 가열함으로써 기판(200)의 온도 구배 및 기판(200)과 챔버(100)간의 온도 구배를 균일하게 할 수 있다. 나아가, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 챔버(100)와 기판(200)간의 온도 차이가 15℃ 이내가 되도록 유체(600)의 온도 제어함으로써 기판(200)의 가열시 기판(200)의 열응력을 최소화하여 기판(200)의 휨이나 손상을 방지할 수 있다.
<제 2 실시 예>
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 이는 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 제 2 유체 유로(302)를 더 포함하도록 구성한 것이다.
제 2 유체 유로(302)는 기판 지지수단(300)의 내부에 형성되어 제 1 유체 유로(102)를 통해 공급되는 유체(600)를 순환시킨다. 이러한, 제 2 유체 유로(302)는 기판 지지수단(300)을 가열함으로써 기판(200)이 챔버(100)에서 방사되는 열뿐만 아니라 기판 지지수단(300)에 의해 가열되도록 한다. 이를 위해, 기판 지지수단(300)은 열전도도가 우수한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 유체(600)를 이용해 챔버(100)의 벽 및 기판 지지수단(300)을 가열하여 가열된 챔버(100) 및 기판 지지수단(300)에서 방사되는 열로 기판(200)을 가열함으로써 기판(200)의 온도 구배 및 기판(200)과 챔버(100)간의 온도 구배를 더욱 균일하게 할 수 있다.
<제 3 실시 예>
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도 면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 제 1 유체 유로(102)를 제외하고는 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치와 동일한 구성을 가지므로 동일한 구성에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
제 1 유체 유로(102)는 챔버(100)의 외벽에 접하도록 형성되어 덮개(150)에 의해 감싸여져 보호될 수 있다. 이때, 제 1 유체 유로(102)는 상술한 바와 같이 홀이거나 파이프가 될 수 있다.
이러한, 제 1 유체 유로(102)는 유체 온도 제어 공급부(500)로부터 공급되는 유체(600)에 의해 챔버(100)의 외벽을 가열함으로써 챔버(100)에서 방사되는 열에 의해 기판(200)이 가열되도록 한다.
한편, 챔버(100)가 상술한 바와 같이 메인 챔버(110) 및 챔버 리드(120)로 분리되어 구성될 경우에, 제 1 유체 유로(102)는 메인 챔버(110)의 바닥면 및 측벽의 외벽에 형성됨과 아울러 챔버 리드(120)의 상부면 및 측벽의 외벽에 형성될 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 유체(600)를 이용해 챔버(100)를 가열하여 가열된 챔버(100)에서 방사되는 열로 기판(200)을 균일하게 가열함으로써 가열되는 기판(200)의 온도 구배 및 기판(200)과 챔버(100)간의 온도 구배를 균일하게 할 수 있다. 나아가, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 챔버(100)와 기판(200)간의 온도 차이가 15℃ 이내가 되도록 유 체(600)의 온도 제어함으로써 기판(200)의 가열시 기판(200)의 열응력을 최소화하여 기판(200)의 휨이나 손상을 방지할 수 있다.
<제 4 실시 예>
도 7은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 이는 상술한 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 제 2 유체 유로(302)를 더 포함하도록 구성한 것이다.
제 2 유체 유로(302)는 기판 지지수단(300)의 내부에 형성되어 제 1 유체 유로(102)를 통해 공급되는 유체(600)를 순환시킨다. 이러한, 제 2 유체 유로(302)는 기판 지지수단(300)을 가열함으로써 기판(200)이 챔버(100)에서 방사되는 열뿐만 아니라 기판 지지수단(300)에 의해 가열되도록 한다. 이를 위해, 기판 지지수단(300)은 열전도도가 우수한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같은, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 유체(600)를 이용해 챔버(100)의 벽 및 기판 지지수단(300)을 가열하여 가열된 챔버(100) 및 기판 지지수단(300)에서 방사되는 열로 기판(200)을 가열함으로써 기판(200)의 온도 구배 및 기판(200)과 챔버(100)간의 온도 구배를 더욱 균일하게 할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의 미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 유체 유로의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유체 온도 제어 공급부를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 유체 온도 제어 공급부를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
100: 챔버 102: 제 1 유체 유로
302: 제 2 유체 유로 110: 메인 챔버
115: 밀봉부재 120: 챔버 리드
200: 기판 300: 기판 지지수단
400: 가스 분사장치 500: 유체 온도 제어 공급부
510, 710: 룩업테이블 520: 유체 탱크
530, 730: 유체 온도 조절부 540, 750: 유체 온도 검출부
550, 760: 유체 온도 제어부 600: 유체
720: 압축 공기 생성부 740: 유체 공급부

Claims (15)

  1. 챔버 내부에 마련된 기판 지지수단에 기판을 안착시키는 단계;
    유체를 이용하여 상기 챔버를 가열하는 단계; 및
    상기 가열된 챔버에서 방사되는 열에 의해 상기 기판이 원하는 온도로 가열되도록 상기 유체의 온도를 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체의 온도는 상기 챔버와 상기 기판 간의 온도 차이가 15℃ 이내가 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체는 공기, 가스 및 물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체를 이용하여 상기 챔버를 가열하는 단계는 상기 챔버 벽의 내부 또는 외벽에 형성된 제 1 유체 유로에 상기 유체를 순환시켜 상기 챔버의 벽을 가열하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판 지지수단 내부에 형성된 제 2 유체 유로에 상기 유체를 순환시켜 상기 기판 지지수단을 가열하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 유체의 온도를 일정 단위로 제어하는 단계;
    상기 일정 단위로 제어된 유체의 온도에 의해 가열된 상기 챔버에서 방사되는 열에 의해 가열된 상기 기판의 온도를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 온도에 대응되는 온도 데이터를 상기 일정 단위의 유체 온도별로 등재한 룩업테이블을 마련하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유체의 온도를 제어하는 단계는,
    상기 기판의 원하는 가열 온도를 설정하는 단계;
    상기 유체의 온도를 검출하는 단계;
    상기 룩업테이블에서 상기 검출된 유체 온도에 상응하는 온도 데이터를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 온도 데이터와 상기 설정된 가열 온도가 동일하도록 상기 유체를 가열하거나 냉각하여 상기 유체의 온도를 조절하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 유체를 이용하여 상기 챔버를 가열하는 단계는,
    압축 공기를 생성하는 단계;
    상기 압축 공기의 압력에 따른 회전을 이용하여 고온 유체 및 저온 유체를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 고온 유체를 이용하여 상기 챔버와 상기 기판 지지수단 중 적어도 하나를 가열하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유체의 온도를 제어하는 단계는,
    상기 기판의 원하는 가열온도를 설정하는 단계;
    상기 고온 유체의 온도를 검출하는 단계;
    상기 룩업테이블에서 상기 검출된 유체 온도에 상응하는 온도 데이터를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 온도 데이터와 상기 설정된 가열 온도가 동일하도록 상기 압축 공기의 압력을 제어하여 상기 고온 유체의 온도를 조절하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  10. 챔버 내부에 마련되어 기판이 안착되는 기판 지지수단; 및
    유체를 이용해 상기 챔버를 가열함과 아울러 상기 챔버에서 방사되는 열에 의해 상기 기판이 원하는 온도로 가열되도록 상기 유체의 온도를 제어하는 유체 온도 제어 공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유체 온도 제어 공급부는 상기 챔버와 상기 기판간의 온도 차이가 15℃ 이내가 되도록 상기 유체의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 챔버 벽의 내부 또는 외벽에 형성되어 상기 유체가 공급되는 제 1 유체 유로 및 상기 기판 지지수단의 내부에 형성되어 상기 유체가 공급되는 제 2 유체 유로 중 적어도 하나를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유체 온도 제어 공급부는,
    상기 일정 단위로 제어된 유체의 온도에 의해 가열된 상기 챔버에서 방사되 는 열에 의해 가열된 상기 기판의 온도를 측정하고 상기 측정된 온도에 대응되는 온도 데이터가 상기 일정 단위의 유체 온도별로 등재된 룩업테이블;
    상기 유체가 저장된 유체 탱크;
    상기 유체 탱크로부터 공급되는 유체를 가열하거나 냉각하여 상기 제 1 및 제 2 유체 유로 중 적어도 하나에 공급하는 유체 온도 조절부;
    상기 유체 유로에 공급되는 상기 유체의 온도를 검출하는 유체 온도 검출부; 및
    상기 룩업테이블에서 상기 검출된 온도에 상응하는 상기 온도 데이터를 추출하고, 상기 추출된 온도 데이터와 상기 기판의 원하는 가열 온도가 동일하도록 상기 유체 온도 조절부를 제어하여 상기 유체의 온도를 조절하는 유체 온도 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 유체 온도 제어 공급부는,
    상기 일정 단위로 제어된 유체의 온도에 의해 가열된 상기 챔버에서 방사되는 열에 의해 가열된 상기 기판의 온도를 측정하고 상기 측정된 온도에 대응되는 온도 데이터가 상기 일정 단위의 유체 온도별로 등재된 룩업테이블;
    압축 공기를 생성하는 압축 공기 생성부;
    상기 압축 공기의 압력에 따른 회전을 이용하여 고온 유체 및 저온 유체를 생성하는 유체 생성부;
    상기 유체 생성부에 의해 생성된 고온 유체를 상기 제 1 및 제 2 유체 유로 중 적어도 하나에 공급하는 유체 공급부;
    상기 유체 유로로 공급되는 상기 고온 유체의 온도를 검출하는 유체 온도 검출부; 및
    상기 룩업테이블에서 상기 검출된 온도에 상응하는 상기 온도 데이터를 추출하고, 상기 추출된 온도 데이터와 상기 기판의 원하는 가열 온도가 동일하도록 상기 압축 공기 생성부를 제어하여 상기 고온 유체의 온도를 조절하는 유체 온도 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 유체는 공기, 가스 및 물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
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