KR20120074851A - 박막 증착 방법 및 이에 이용되는 박막 증착 장치 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 m개의 기판안치부를 갖는 박막 증착 챔버에서의 박막 증착 방법에 있어서, 상기 m개의 기판안치부 중 n개의 기판안치부에 상기 제 1 패턴이 형성되어 있는 n개의 공정 기판이 안치되고 상기 m개의 기판안치부 중 (m-n)개의 기판안치부에 상기 제 1 패턴과 다른 제 2 패턴이 형성되어 있는 (m-n)개의 더미 기판이 안치된 후 상기 n개의 공정 기판과 상기 (m-n)개의 더미 기판에 제 1 박막을 증착하는 제 1 공정을 포함하는 박막 증착 방법을 제공한다. (여기서 m은 2 이상의 정수이고, n은 m보다 작은 1 이상의 정수이다.)
Description
본 발명은 박막 증착 장치에 관한 것으로, 특히 다수의 기판에 박막을 증착하기 위한 배치 또는 세미 배치 타입의 박막 증착 장치에 있어 증착 균일도를 향상시킬 수 있는 박막 증착 방법 및 이에 이용되는 박막 증착 장치 모듈에 관한 것이다.
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 등은 진공상태로 최적화된 챔버에서 진행한다.
이러한 챔버 중에서 동시에 다수의 기판에 박막을 증착하기 위해서는 배치(batch) 또는 세미 배치(semibatch) 타입의 챔버 (이하, 챔버)가 이용된다.
도 1은 종래 박막증착장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 박막증착장치(10)는 반응공간을 제공하는 챔버(12), 반응공간에 위치하고 기판(22)이 안치되는 기판안치대(14), 기판안치대(14)와 대향하고 공정가스를 공급하는 가스분배판(16), 기판안치대(14)를 승하강 및 회전시키는 샤프트(18), 및 반응공간의 반응가스 및 부산물을 배기시키는 배기수단(30)을 포함한다.
상기 챔버(12)는 반응 공간을 밀폐시키며, 적어도 하나의 일측에는 기판(22)을 공급 또는 반출시키기 위한 출입구(미도시)가 위치한다. 상기 기판안치대(14)는 다수의 기판안치부(15)를 포함하며 상기 다수의 기판안치부(15) 각각에는 기판(22)이 안치된다.
또한, 상기 가스분배판(16)에는 상기 챔버(12)의 상부벽인 챔버 리드를 관통하며 가스를 공급하는 가스공급관(미도시)이 구성된다.
상기 배기수단(30)은 배기포트(32) 및 배기포트(32)와 연결되는 배기펌프(34)를 포함한다.
도 2a 및 도 2b는 다섯개의 기판안치부를 포함하는 종래 챔버에서의 공정을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 5 기판안치부(51, 52, 53, 54, 55)가 기판안치대(50)에 위치하고 있으며, 상기 제 1 내지 제 5 기판안치부(51, 52, 53, 54, 55) 각각에는 제 1 내지 제 5 기판(61, 62, 63, 64, 65)이 위치하고 있다. 상기 제 1 내지 제 5 기판(61, 62, 63, 64, 65) 각각에는 패턴(70)이 형성되어 있으며, 박막 증착 장치를 이용하여 상기 패턴(70) 위로 박막이 증착된다. 이러한 배치 또는 세미 배치 타입의 챔버에서는 동일한 패턴(70)이 형성된 다수의 기판(61, 62, 63, 64, 65)을 각 기판안치부((51, 52, 53, 54, 55) 상에 위치시키고 박막을 증착한다.
한편, 공정 중에 기판안치부의 수보다 작은 기판만이 박막 증착 장치로 로딩되는 경우가 있다. 이러한 경우 기판안치부의 보호를 위해 베어 기판(bare substrate)이 나머지 기판안치부에 놓여진 상태로 박막 증착 공정이 진행된다. 즉, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 기판안치부(51, 52)에는 패턴(70)이 형성된 제 1 및 제 2 기판(51, 52)이 위치하고, 제 3 내지 제 5 기판안치부(53, 54, 55)에는 패턴이 형성되지 않은 평탄한 표면의 베어 기판(81, 82, 83)이 위치한 상태에서 공정이 진행된다.
그런데, 도 2a에서 보여지는 박막 증착 공정과 도 2b에서 보여지는 박막 증착 공정에서는 박막의 두께 차이가 발생하게 된다. 즉, 도 2a에서는 제 1 내지 제 5 기판안치부(51, 52, 53, 54, 55)에 동일한 패턴(70)이 형성된 제 1 내지 제 5 기판(61, 62, 63, 64, 65)이 놓여진 상태로 박막 증착 공정이 진행되기 때문에, 제 1 내지 제 5 기판(61, 62, 63, 64, 65) 각각에 증착되는 박막의 두께는 모두 동일하게 된다.
그러나, 도 2b에서는 제 1 및 제 2 기판안치부(51, 52)에는 패턴(70)이 형성된 제 1 및 제 2 기판(61, 62)이 놓여지고 제 3 내지 제 5 기판안치부(53, 54, 55)에는 패턴이 형성되지 않은 평탄한 표면의 베어 기판(81, 82, 83)이 놓여진 상태로 박막 증착 공정이 진행되기 때문에, 제 1 및 제 2 기판(61, 62)에 형성되는 박막의 두께는 도2a에서의 제 1 내지 제 5 기판(61, 62, 63, 64, 65)에 형성된 박막의 두께와 다르게 된다.
즉, 도 2b의 제 1 및 제 2 기판(61, 62)에는 패턴(70)이 형성되는 반면, 베어기판(81, 82, 83)에는 패턴이 형성되지 않기 때문에 표면적의 차이가 발생하며, 이에 의한 가스 소모량 차이로 인해 증착되는 박막의 두께 차이가 발생하게 된다.
즉, 도 2a에서와 같이 기판안치부 모두에 패턴이 형성된 기판이 놓여진 상태로 박막이 증착되는 경우와 도 2b에서와 같이 일부의 기판안치부에는 패턴이 형성된 기판이 놓여지고 나머지 기판안치부에는 패턴이 형성되지 않은 베어 기판이 놓여진 상태로 박막이 증착되는 경우 증착된 박막의 두께 차이가 발생하게 된다. 결과적으로, 박막 증착 공정에서의 두께 편차가 발생하게 된다.
본 발명은 동시에 다수의 기판에 박막을 증착하기 위한 배치 또는 세미 배치 타입의 기판 처리 장치에서 증착되는 박막의 두께 편차 발생을 방지하고자 한다.
이에 의해, 두께 균일도가 향상된 고품질의 박막 증착이 가능해지도록 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은 m개의 기판안치부를 갖는 박막 증착 챔버에서의 박막 증착 방법에 있어서, 상기 m개의 기판안치부 중 n개의 기판안치부에 상기 제 1 패턴이 형성되어 있는 n개의 공정 기판이 안치되고 상기 m개의 기판안치부 중 (m-n)개의 기판안치부에 상기 제 1 패턴과 다른 제 2 패턴이 형성되어 있는 (m-n)개의 더미 기판이 안치된 후 상기 n개의 공정 기판과 상기 (m-n)개의 더미 기판에 제 1 박막을 증착하는 제 1 공정을 포함하는 박막 증착 방법을 제공한다. (여기서 m은 2 이상의 정수이고, n은 m보다 작은 1 이상의 정수이다.)
상기 다수의 더미 기판은 동일한 표면적을 갖는 것이 특징이다.
상기 다수의 더미 기판은 서로 다른 표면적을 갖는 것이 특징이다.
상기 다수의 더미 기판 각각은 그라파이트(graphite), 세라믹 또는 탄화규소(SiC)로 이루어지는 것이 특징이다.
상기 제 1 공정은, 상기 m개의 기판안치부 중 (m-1)개의 기판안치부에 (m-1)개의 상기 공정 기판이 안치되고 나머지 기판안치부에 하나의 제 A 더미 기판이 안치된 후 상기 제 1 박막을 증착하는 공정과; 상기 m개의 기판안치부 중 a개의 기판안치부에 a개의 상기 공정 기판이 안치되고 나머지 (m-a)개의 기판안치부에 (m-a)개의 제 B 더미 기판이 안치된 후 상기 제 1 박막을 증착하는 공정과; 상기 m개의 기판안치부 중 하나의 기판안치부에 상기 공정 기판이 안치되고 나머지 (m-1)개의 기판안치부에 (m-1)개의 제 C 더미 기판이 안치된 후 상기 제 1 박막을 증착하는 공정을 포함하는 것이 특징이다.
상기 다수의 더미 기판은 제 A 더미 기판 또는 제 B 더미 기판 또는 제 C 더미 기판을 포함하고, 상기 다수의 더미 기판 중 상기 제 A 더미 기판은 가장 작은 표면적을 가지며 상기 C 더미 기판은 가장 큰 표면적을 갖는 것이 특징이다.
다른 관점에서, 본 발명은 m개의 기판안치부를 갖는 박막 증착 챔버에서의 박막 증착 방법에 있어서, 상기 m개의 기판안치부에 제 1 패턴이 형성되어 있는 m개의 공정 기판이 안치된 후 상기 m개의 공정 기판에 제 2 박막을 증착하는 제 1 공정과; 상기 m개의 기판안치부 중 n개의 기판안치부에 상기 제 1 패턴이 형성되어 있는 n개의 공정 기판이 안치되고 상기 m개의 기판안치부 중 (m-n)개의 기판안치부에 상기 제 1 패턴과 다른 제 2 패턴이 형성되어 있는 (m-n)개의 더미 기판이 안치된 후 상기 n개의 공정 기판과 상기 (m-n)개의 더미 기판에 제 3 박막을 증착하는 제 2 공정을 포함하는 박막 증착 방법을 제공한다. (여기서 m은 2 이상의 정수이고, n은 m보다 작은 1 이상의 정수이다.)
상기 다수의 더미 기판은 동일한 표면적을 갖는 것이 특징이다.
상기 다수의 더미 기판은 서로 다른 표면적을 갖는 것이 특징이다.
상기 다수의 더미 기판 각각은 그라파이트(graphite), 세라믹 또는 탄화규소(SiC)로 이루어지는 것이 특징이다.
또 다른 관점에서, 본 발명은 이송 챔버와; 상기 이송 챔버에 연결되어 다수의 공정 기판을 상기 이송 챔버로 이송하기 위한 로드락 챔버와; 상기 이송 챔버에 연결되어 다수의 더미 기판이 저장되어 있는 더미 기판 저장 챔버와; 상기 이송 챔버에 연결되어 m개의 기판안치부를 포함하며 박막 증착을 위한 챔버를 포함하고, 상기 m개의 기판안치부 중 n개의 기판안치부에 n개의 상기 공정 기판이 안치되면 상기 m개의 기판안치부 중 나머지 (m-n)개의 기판안치부에 상기 다수의 더미 기판 중 (m-n)개의 더미 기판이 안치되고, 상기 다수의 더미 기판 각각은 더미 패턴을 포함하며, 상기 더미 패턴은 상기 공정 기판에 형성되어 있는 패턴과 다른 것이 특징인 박막 증착 장치 모듈을 제공한다. (여기서 m은 2 이상의 정수이고, n은 m보다 작은 1 이상의 정수이다.)
상기 다수의 더미 기판은 서로 동일한 표면적을 갖는 것이 특징이다.
상기 다수의 더미 기판은 하나의 제 A 더미 기판과, x개의 제 B 더미 기판과, (m-1)개의 제 C 더미 기판을 포함하고, 상기 제 B 더미 기판의 표면적은 상기 제 A 더미 기판의 표면적보다 크고 상기 제 C 더미 기판의 표면적보다 작은 것이 특징이다. (x는 1보다 크고 (m-1)보다 작은 정수)
본 발명에서는 배치 타입 또는 세미 배치 타입의 박막 증착 장치에서 기판안치부 일부에만 공정 기판이 안치되는 경우 패턴이 형성되어 있는 더미 기판을 나머지 기판안치부에 안치시킨 후 박막 증착 공정을 진행하므로, 모든 기판안치부에 공정 기판이 안치된 상태의 박막 증착 공정에서의 박막 두께와 실질적으로 동일한 박막 두께를 얻을 수 있게 된다.
즉, 박막 두께의 편차 발생을 방지할 수 있다.
또한, 더미 기판의 재사용이 가능하므로 제조 원가를 절감할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 다수의 더미 기판이 동일한 표면적을 갖는 경우 그 사용 빈도를 동일하게 하여 교체 시기를 일치시킴으로써 공정 효율을 높일 수 있다.
또한, 다수의 더미 기판이 서로 다른 표면적을 갖는 경우 가장 작은 표면적을 갖는 더미 기판의 사용 빈도가 가장 많게 함으로써, 더미 기판의 재사용을 위한 세정 공정의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 종래 박막증착장치의 개략적인 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 다섯개의 기판안치부를 포함하는 종래 박막증착장치에서의 공정을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 박막증착장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 박막증착장치에서의 공정을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 5a 내지 도 5d 각각은 본 발명의 실시예에 따른 박막증착장치에 이용되는 더미 기판을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 박막 증착 장치 모듈의 개략적인 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 다섯개의 기판안치부를 포함하는 종래 박막증착장치에서의 공정을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 박막증착장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 박막증착장치에서의 공정을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 5a 내지 도 5d 각각은 본 발명의 실시예에 따른 박막증착장치에 이용되는 더미 기판을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 박막 증착 장치 모듈의 개략적인 블록도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 박막증착장치의 개략적인 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 박막증착장치(100)는 반응공간을 제공하는 챔버(112), 반응공간에 위치하고 기판(140)이 안치되는 기판안치대(120), 기판안치대(120)와 대향하고 공정가스를 공급하는 가스분배판(116), 기판안치대(140)를 승하강 및 회전시키는 샤프트(122), 및 반응공간의 반응가스 및 부산물을 배기시키는 배기수단(150)을 포함한다.
상기 박막증착장치(112)는 반응 공간을 밀폐시키며, 적어도 하나의 일측에는 기판(140)을 공급 또는 반출시키기 위한 출입구(미도시)가 위치한다. 상기 기판안치대(120)는 다수의 기판안치부(124)를 포함하며 상기 다수의 기판안치부(124) 각각에는 기판(140)이 안치된다.
또한, 상기 가스분배판(116)에는 상기 챔버(112)의 상부벽인 챔버 리드를 관통하며 가스를 공급하는 가스공급관(미도시)이 구성된다.
상기 배기수단(150)은 배기포트(152) 및 배기포트(152)와 연결되는 배기펌프(154)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 챔버에서의 공정을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 5 기판안치부(131, 132, 133, 134, 135)가 기판안치대(120)에 형성되어 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 기판안치부(132, 134)에는 공정 패턴(150)이 형성되어 있는 제 1 및 제 2 공정 기판(141, 142)이 안치되어 있으며, 상기 제 3 내지 제 5 기판안치부(133, 134, 135)에는 제 1 내지 제 3 더미 기판(143, 144, 145)가 안치되어 있다. 즉, 제 1 및 제 2 기판안치부(132, 134)에는 제 1 및 제 2 공정 기판(141, 142)이 안치되고 제 3 내지 제 5 기판안치부(133, 134, 135)에는 기판안치부에 박막이 증착되는 것을 방지하고 상기 제 1 및 제 2 공정 기판(141, 142)에 증착되는 박막의 두께 균일도를 얻기 위한 제 1 내지 제 3 더미 기판(143, 144, 145)이 안치된다. 이때, 상기 제 1 내지 제 3 더미 기판(143, 144, 145)에는 더미 패턴(160)이 형성되어 있다.
다시 말해, m개의 기판안치부 중 n개의 기판안치부에는 공정 대상인 제 1 내지 제 n 기판이 안치되고, 나머지 (m-n)개의 기판안치부에는 제 1 내지 제 (m-n) 더미 기판이 안치된 상태로 박막 증착 공정이 진행된다. (m은 2 이상인 정수이고, n은 m보다 작은 1 이상의 정수)
즉, 동시에 m개의 기판에 박막을 증착하기 위한 배치 또는 세미 배치 타입의 챔버에서, n개의 기판안치부에만 공정 대상인 기판이 안치하는 경우 나머지 (m-n)개의 기판안치부에는 더미 패턴이 형성된 더미기판이 안치된 상태로 공정이 진행되는 것이 특징이다.
도 2b를 참조하면 종래에는 공정 대상 기판이 안치되지 않는 기판안치부에는 패턴이 형성되지 않은 베어 기판이 안치됨으로써 표면적 차이에 의해 증착되는 박막의 두께에 차이가 발생하였다. 그러나, 본 발명에서는 공정 기판이 안치되지 않는 기판안치부에 패턴이 형성된 더미 기판이 안치됨으로써 표면적 차이에 의해 발생하는 박막의 두께 불균일을 방지할 수 있게 된다.
여기서, 제 1 및 제 2 공정 기판(141, 142)은 실리콘 웨이퍼(wafer) 또는 유리 기판일 수 있으며, 제 1 내지 제 3 더미 기판(143, 144, 145)은 그라파이트(graphite), 세라믹 또는 탄화규소(SiC)로 이루어질 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 공정 기판(141, 142)에 형성된 공정 패턴(150)과 제 1 내지 제 3 더미 기판(143, 144, 145)에 형성된 더미 패턴(160)은 서로 다르다.
한편, 도 4에서는 더미 패턴(160)이 모두 동일하여 제 1 내지 제 3 더미 기판(143, 144, 145)이 동일한 표면적을 갖는 것이 보여지고 있으나, 이와 달리 더미 기판은 서로 다른 표면적을 가질 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 챔버에 이용되는 더미 기판을 각각 보여주는 개략적인 사시도인 도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 제 1 내지 제 4 더미 기판(171, 172, 173, 174)에는 서로 다른 제 1 내지 제 4 더미 패턴(181, 182, 183, 184)이 형성됨으로써 서로 다른 표면적을 가질 수 있다. 또한, 상기 더미 패턴은 서로 다른 형상을 가질 수도 있다. 또한, 도 5a 내지 도 5d에서는 원형의 패턴이 보여지고 있으나, 직선형의 패턴일 수도 있다.
즉, 기판안치대에 5개의 기판안치부가 포함되어 있는 경우, 적어도 하나의 기판안치부에는 공정 기판이 안치되므로 4개의 더미 기판을 필요로 하게 되며 4개의 더미 기판은 서로 다른 표면적을 가질 수 있다.
이때, 제 2 더미 기판(182)은 제 1 더미 기판(181)보다 큰 표면적을 가지며, 제 3 더미 기판(183)은 상기 제 2 더미 기판(182)보다 큰 표면적을 갖고 제 4 더미 기판(184)보다 작은 표면적을 갖는다.
다섯개의 기판안치부 중 네개의 기판안치부에 공정 기판이 안치된 경우 제 1 더미 기판(171)이 나머지 기판안치부에 안치되어 공정이 진행되며, 다섯개의 기판안치부 중 세개의 기판안치부에 공정 기판이 안치된 경우 제 1 더미 기판(171)과 제 2 더미 기판(172)이 나머지 기판안치부에 안치되어 공정이 진행된다. 또한, 다섯개의 기판안치부 중 두개의 기판안치부에 공정 기판이 안치된 경우 제 1 더미 기판(171)과 제 2 더미 기판(172) 및 제 3 더미 기판(173)이 나머지 기판안치부에 안치되어 공정이 진행되며, 다섯개의 기판안치부 중 한개의 기판안치부에 공정 기판이 안치된 경우 제 1 더미 기판(171)과 제 2 더미 기판(172)과 제 3 더미 기판(173) 및 제 4 더미 기판(174)이 나머지 기판안치부에 안치되어 공정이 진행된다.
즉, 제 1 더미 기판(171)이 가장 많이 이용되며 제 4 더미 기판(174)이 가장 적게 이용되기 때문에, 제 1 더미 기판(171)이 가장 자주 교체되어야만 한다.
따라서, 본 발명에서는 제 1 더미 기판(171)에 가장 단순한 더미 패턴(181)을 형성하여 가장 작은 표면적을 갖도록 함으로써, 재사용을 위한 세정 공정 효율을 높일 수 있게 된다.
한편, 동일한 표면적을 갖는 제 1 내지 제 4 더미 기판이 하나씩 준비될 수 있다. 그러나, 이러한 경우 제 1 더미 기판이 가장 자주 상용되기 때문에 박막이 가장 두껍게 증착되며 빨리 교체해 주어야 한다. 즉, 제 1 내지 제 4 더미 기판의 교체 시점이 모두 다르기 때문에 공정 효율이 떨어지는 문제를 갖는다.
이와 달리 제 1 내지 제 4 더미 기판은 모두 동일한 표면적을 갖고, 제 1 더미 기판은 한 개, 제 2 더미 기판은 두 개, 제 3 더미기판은 세개, 제 4 더미 기판은 네개 준비됨으로써, 위와 같은 문제를 해결할 수 있다. 즉, 동일한 표면적을 갖는 제 n 더미 기판은 n개 준비된다. 이러한 경우, m개의 기판안치부 중 (m-1)개의 기판안치부에 공정 기판이 안치되면 나머지 기판안치부에 제 1 더미 기판이 안치되고, m개의 기판안치부 중 (m-2)개의 기판안치부에 공정 기판이 안치되면 나머지 기판안치부에 두개의 제 2 더미 기판(172)이 안치된다. 즉, m개의 기판안치부 중 (m-n)개의 기판안치부에 공정 기판이 안치되면 나머지 기판안치부에 n개의 제 n 더미 기판이 안치된다.
따라서, 제 1 내지 제 n 더미 기판은 모두 동일한 빈도로 사용되며 동일한 표면적을 갖기 때문에 동일한 시점에 제 1 내지 제 n 더미 기판을 교체함으로써 공정 효율을 높일 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 박막 증착 장치의 개략적인 블록도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 박막 증착 장치(200)는 이송 챔버(transfer chamber) (210)와, 로드락 챔버(load lock chamber) (220)와, 더미 기판 저장 챔버(dummy substrate storage chamber) (230)와, 제 1 및 제 2 챔버(240, 250)를 포함한다. 상기 로드락 챔버(220)와 상기 더미 기판 저장 챔버(230) 및 상기 제 1 및 제 2 챔버(240, 250)는 상기 이송 챔버(210)를 둘러싸며 상기 이송 챔버(210)와 결합된다. 상기 이송 챔버(210)는 공정기판과 더미 기판을 이송하기 위하여 로봇과 같은 운반 수단(미도시)을 포함한다. 상기 이송 챔버(210)는 공정 중에 진공 상태를 유지하게 된다.
상기 로드락 챔버(220)는 진공 상태의 이송 챔버(210)와 대기압 상태의 외부 공간 사이에서 공정 기판을 이송하는 경우 완충 공간으로 작용한다. 즉, 상기 로드락 챔버(220)는 진공 상태와 대기압 상태를 번갈아 갖게 된다.
상기 더미 기판 저장 챔버(230)에는 다수의 더미 기판(도 5의 171, 172, 173, 174)이 저장되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 챔버(240, 250) 중 적어도 하나에서는 박막 증착 공정이 진행된다.
또한, 상기 이송 챔버(210)와 상기 로드락 챔버(220) 사이에는 제 1 슬롯 밸브(slot valve) (225)가 위치하고, 상기 이송 챔버(210)와 상기 더미 기판 저장 챔버(230) 사이에는 제 2 슬롯 밸브(235)가 위치하며, 상기 이송 챔버(210)와 상기 제 1 및 제 2 챔버(240, 250) 각각의 사이에는 제 3 및 제 4 슬롯 밸브(245, 255)가 위치한다. 상기 제 1 내지 제 4 슬롯 밸브(225, 235, 245, 255)에 의해 기판의 이송 경로가 개폐된다.
도 6에서 두개의 챔버(240, 250)을 보여주고 있으나, 필요에 따라 하나 또는 셋 이상의 챔버를 포함할 수 있다.
위와 같은 구성의 박막 증착 장치에서, 상기 제 1 및 제 2 챔버(240, 250) 중 적어도 어느 하나에서는 다수의 공정 기판에 박막이 증착된다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 챔버(240, 250) 중 적어도 어느 하나는 배치 타입 또는 세미 배치 타입의 박막 증착 챔버다.
예를 들어, 상기 로드락 챔버(220) 또는 상기 제 2 챔버(250)로부터 상기 이송 챔버(210)로 m개의 공정 기판이 이송되고, 상기 m개의 공정 기판은 m개의 기판안치부를 포함하는 상기 제 1 챔버(240)로 이송되어 상기 m개의 기판안치부에 안착된 후 박막 증착 공정이 진행된다. 공정 완료 후에는 상기 m개의 공정 기판은 상기 이송 챔버(210)를 통해 상기 로드락 챔버(220) 또는 상기 제 2 챔버(250)로 이송된다. 제 1 챔버(240)에서 제 1 박막이 형성된 후, 제 2 챔버(250)로 이송되어 제 1 박막과 다른 물질로 이루어지는 제 2 박막의 증착 공정이 이루어질 수 있다. 즉, 제 1 챔버(240)와 제 2 챔버(250)는 다른 소스 물질을 이용하여 서로 다른 박막의 증착 공정이 진행될 수 있다. 또는, 상기 제 1 챔버에서 서로 다른 물질로 이루어지는 증착 공정이 연속적으로 이루어질 수도 있다.
한편, n개의 공정 기판이 상기 제 1 챔버(240)로 이송되어 n개의 기판안치부에 안치되고 나머지 (m-n)개의 기판안치부에는 상기 더미 기판 저장 챔버(230)로부터 상기 이송 챔버(210)를 통해 상기 제 1 챔버(240)로 이송된 (m-n)개의 더미 기판이 안치된 후 박막 증착 공정이 진행된다.
전술한 바와 같이, 상기 더미 기판에는 공정 기판에 형성되어 있는 패턴과는 다른 패턴이 형성되어 있으며, 따라서 상기 제 1 공정과 상기 제 2 공정에서 상기 공정 기판에 증착되는 박막의 두께 차이를 최소화할 수 있게 된다.
즉, 종래에는 제 2 공정에서 (m-n)개의 기판안치부에 아무런 패턴도 형성되어 있지 않는 베어 기판이 안치된 후 공정이 진행되기 때문에, 제 1 공정과 제 2 공정에서의 증착 조건에 차이가 발생하게 된다. 구체적으로, 공정 기판과 베어 기판의 표면적 차이에 의해 제 2 공정에서 증착된 박막의 두께가 제 1 공정에서 증착된 박막의 두께보다 증가하게 된다.
그러나, 본 발명에서는 제 2 공정에서 (m-n)개의 기판안치부에 패턴이 형성되어 있는 (m-n)개의 더미 기판이 안치되므로, 제 1 공정과 제 2 공정에서의 표면적 차이가 최소화되고 증착된 박막의 두께 균일성이 향상된다.
상기 다수의 더미 기판이 서로 동일한 표면적을 갖는 경우의 공정은 다음과 같이 진행된다.
(m-1)개의 기판안치부에 공정 기판이 안치되면 하나의 제 A 더미 기판이 나머지 기판안치부에 안치된 후 공정이 진행되며, (m-n)개의 기판안치부에 공정 기판이 안치되면 제 B 더미 기판 n개가 n개의 기판안치부에 안치된 후 공정이 진행된다. 또한, 하나의 기판안치부에만 공정 기판이 안치되면 제 (m-1) 더미 기판 (m-1)개가 (m-1)개의 기판안치부에 안치된 후 공정이 진행된다.
따라서, 모든 더미 기판은 그 사용 빈도가 동일해지며 동일한 시기에 교체하면 되므로 공정 효율을 높일 수 있다.
한편, 다수의 더미 기판이 서로 다른 표면적을 갖는 경우의 공정은 다음과 같이 진행된다.
(m-1)개의 기판안치부에 공정 기판이 안치되면 가장 작은 표면적을 갖는 제 1 더미 기판이 나머지 기판안치부에 안치된 후 공정이 진행되며, (m-n)개의 기판안치부에 공정 기판이 안치되면 상기 제 1 기판부터 제 n 더미 기판까지 n개의 기판안치부에 안치된 후 공정이 진행된다. 또한, 하나의 기판안치부에만 공정 기판이 안치되면 상기 제 1 더미 기판부터 제 (m-1) 더미 기판까지 (m-1)개가 (m-1)개의 기판안치부에 안치된 후 공정이 진행된다. 이때, 상기 제 1 더미 기판부터 상기 제 (m-1) 더미 기판의 표면적은 점차적으로 커지는 것이 특징이다. 즉, 상기 제 n 더미 기판은 상기 제 1 기판보다 큰 표면적을 갖고 상기 (m-1) 더미 기판보다 작은 표면적을 갖는다.
이러한 경우 상기 제 1 더미 기판의 사용 빈도가 가장 크기 때문에 재사용을위한 상기 제 1 더미 기판의 세정이 가장 자주 진행되는데, 상기 제 1 더미 기판이 가장 작은 표면적을 갖기 때문에 세정 공정의 효율을 높일 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 배치 타입 또는 세미 배치 타입의 박막 증착 장치에서 기판안치부 일부에만 공정 기판이 안치되는 경우 패턴이 형성되어 있는 더미 기판을 나머지 기판안치부에 안치시킨 후 박막 증착 공정을 진행하므로, 모든 기판안치부에 공정 기판이 안치된 상태의 박막 증착 공정에서의 박막 두께와 실질적으로 동일한 박막 두께를 얻을 수 있게 된다.
또한, 다수의 더미 기판이 동일한 표면적을 갖는 경우 그 사용 빈도를 동일하게 하여 교체 시기를 일치시킴으로써 공정 효율을 높일 수 있다.
또한, 다수의 더미 기판이 서로 다른 표면적을 갖는 경우 가장 작은 표면적을 갖는 더미 기판의 사용 빈도가 가장 많게 함으로써, 더미 기판의 재사용을 위한 세정 공정의 효율을 높일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
124: 기판안치부
141, 142: 공정기판
143, 144, 145, 171, 172, 173, 174: 더미 기판
160, 181, 182, 183, 184: 더미 패턴
230: 더미 기판 저장 챔버
141, 142: 공정기판
143, 144, 145, 171, 172, 173, 174: 더미 기판
160, 181, 182, 183, 184: 더미 패턴
230: 더미 기판 저장 챔버
Claims (13)
- m개의 기판안치부를 갖는 박막 증착 챔버에서의 박막 증착 방법에 있어서,
상기 m개의 기판안치부 중 n개의 기판안치부에 상기 제 1 패턴이 형성되어 있는 n개의 공정 기판이 안치되고 상기 m개의 기판안치부 중 (m-n)개의 기판안치부에 상기 제 1 패턴과 다른 제 2 패턴이 형성되어 있는 (m-n)개의 더미 기판이 안치된 후 상기 n개의 공정 기판과 상기 (m-n)개의 더미 기판에 제 1 박막을 증착하는 제 1 공정
을 포함하는 박막 증착 방법. (여기서 m은 2 이상의 정수이고, n은 m보다 작은 1 이상의 정수이다.)
- 제 1 항에 있어서,
상기 다수의 더미 기판은 동일한 표면적을 갖는 것이 특징인 박막 증착 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 다수의 더미 기판은 서로 다른 표면적을 갖는 것이 특징인 박막 증착 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 다수의 더미 기판 각각은 그라파이트(graphite), 세라믹 또는 탄화규소(SiC)로 이루어지는 것이 특징인 박막 증착 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 공정은,
상기 m개의 기판안치부 중 (m-1)개의 기판안치부에 (m-1)개의 상기 공정 기판이 안치되고 나머지 기판안치부에 하나의 제 A 더미 기판이 안치된 후 상기 제 1 박막을 증착하는 공정과;
상기 m개의 기판안치부 중 a개의 기판안치부에 a개의 상기 공정 기판이 안치되고 나머지 (m-a)개의 기판안치부에 (m-a)개의 제 B 더미 기판이 안치된 후 상기 제 1 박막을 증착하는 공정과;
상기 m개의 기판안치부 중 하나의 기판안치부에 상기 공정 기판이 안치되고 나머지 (m-1)개의 기판안치부에 (m-1)개의 제 C 더미 기판이 안치된 후 상기 제 1 박막을 증착하는 공정을 포함하는 것이 특징인 박막 증착 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 다수의 더미 기판은 제 A 더미 기판 또는 제 B 더미 기판 또는 제 C 더미 기판을 포함하고, 상기 다수의 더미 기판 중 상기 제 A 더미 기판은 가장 작은 표면적을 가지며 상기 C 더미 기판은 가장 큰 표면적을 갖는 것이 특징인 박막 증착 방법.
- m개의 기판안치부를 갖는 박막 증착 챔버에서의 박막 증착 방법에 있어서,
상기 m개의 기판안치부에 제 1 패턴이 형성되어 있는 m개의 공정 기판이 안치된 후 상기 m개의 공정 기판에 제 2 박막을 증착하는 제 1 공정과;
상기 m개의 기판안치부 중 n개의 기판안치부에 상기 제 1 패턴이 형성되어 있는 n개의 공정 기판이 안치되고 상기 m개의 기판안치부 중 (m-n)개의 기판안치부에 상기 제 1 패턴과 다른 제 2 패턴이 형성되어 있는 (m-n)개의 더미 기판이 안치된 후 상기 n개의 공정 기판과 상기 (m-n)개의 더미 기판에 제 3 박막을 증착하는 제 2 공정
을 포함하는 박막 증착 방법. (여기서 m은 2 이상의 정수이고, n은 m보다 작은 1 이상의 정수이다.)
- 제 7 항에 있어서,
상기 다수의 더미 기판은 동일한 표면적을 갖는 것이 특징인 박막 증착 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 다수의 더미 기판은 서로 다른 표면적을 갖는 것이 특징인 박막 증착 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 다수의 더미 기판 각각은 그라파이트(graphite), 세라믹 또는 탄화규소(SiC)로 이루어지는 것이 특징인 박막 증착 방법.
- 이송 챔버와;
상기 이송 챔버에 연결되어 다수의 공정 기판을 상기 이송 챔버로 이송하기 위한 로드락 챔버와;
상기 이송 챔버에 연결되어 다수의 더미 기판이 저장되어 있는 더미 기판 저장 챔버와;
상기 이송 챔버에 연결되어 m개의 기판안치부를 포함하며 박막 증착을 위한 챔버를 포함하고,
상기 m개의 기판안치부 중 n개의 기판안치부에 n개의 상기 공정 기판이 안치되면 상기 m개의 기판안치부 중 나머지 (m-n)개의 기판안치부에 상기 다수의 더미 기판 중 (m-n)개의 더미 기판이 안치되고,
상기 다수의 더미 기판 각각은 더미 패턴을 포함하며, 상기 더미 패턴은 상기 공정 기판에 형성되어 있는 패턴과 다른 것이 특징인 박막 증착 장치 모듈. (여기서 m은 2 이상의 정수이고, n은 m보다 작은 1 이상의 정수이다.)
- 제 11 항에 있어서,
상기 다수의 더미 기판은 서로 동일한 표면적을 갖는 것이 특징인 박막 증착 장치 모듈.
- 제 12 항에 있어서,
상기 다수의 더미 기판은 하나의 제 A 더미 기판과, x개의 제 B 더미 기판과, (m-1)개의 제 C 더미 기판을 포함하고, 상기 제 B 더미 기판의 표면적은 상기 제 A 더미 기판의 표면적보다 크고 상기 제 C 더미 기판의 표면적보다 작은 것이 특징인 박막 증착 장치 모듈. (x는 1보다 크고 (m-1)보다 작은 정수)
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| KR1020100136813A KR20120074851A (ko) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | 박막 증착 방법 및 이에 이용되는 박막 증착 장치 모듈 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR20120074851A true KR20120074851A (ko) | 2012-07-06 |
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|---|---|---|---|---|
| CN104377150A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-02-25 | 上海弘竣实业有限公司 | 一种石墨假片用途 |
| CN106252268A (zh) * | 2015-06-15 | 2016-12-21 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理方法以及基板处理装置 |
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2010
- 2010-12-28 KR KR1020100136813A patent/KR20120074851A/ko not_active Application Discontinuation
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |