KR20130078976A - 공정 챔버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정 챔버에 관한 것이다. 본 발명은 소스 가스를 제공하는 가스분사부; 상기 가스분사부의 하부에 설치되는 메인 디스크; 상기 메인 디스크의 하부에 설치되는 쿼츠부; 상기 메인 디스크 및 상기 쿼츠부의 사이를 통해서 퍼지 가스가 이동되는 퍼지 가스 이동부; 및 소스 가스와 퍼지 가스를 흡입하는 제1펌핑부;를 포함하고, 상기 메인 디스크에는 하방으로 연장된 스커트부가 구비된 것을 특징으로 하는 공정 챔버를 제공한다.
본 발명에 따르면 메인 디스크 하부에 설치된 쿼츠부와 램프 히터에 필름 증착을 방지할 수 있다.

Description

공정 챔버{Process chamber}
본 발명은 공정 챔버에서 쿼츠(Quartz)부 및 램프 히터에 소스 가스로 인한 필름 증착을 방지하고, 퍼지 가스로 인해서 웨이퍼에 증착률이 저하되는 것을 방지하는 공정 챔버에 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.
이러한 박막증착공정, 포토공정, 식각공정 등은 공정 챔버에서 수행되는데, 이러한 공정이 수행되는 동안 공정 챔버 내에는 소스 가스와 퍼지 가스가 공급된다.
도 1은 종래 기술에서 소스 가스가 이동되는 경로를 도시한 도면이고, 도 2는 종래 기술에서 퍼지 가스가 이동되는 경로를 도시한 도면이다. 이하 도 1 및 도 2를 참조해서 설명한다.
종래 기술에 따른 공정 챔버(10)에는 소스 가스를 제공하는 가스분사부(20), 상기 가스분사부(20)의 하부에 웨이퍼가 안착되는 메인 디스크(30), 상기 메인 디스크(30)의 하부에 배치되는 쿼츠부(36)가 설치된다.
종래 기술에 따르면 상기 메인 디스크(30)는 판형으로 편평한 하나의 면을 갖도록 제작되고, 상기 메인 디스크(30)의 상면에 웨이퍼가 안착되어서 공정이 수행된다.
한편 상기 공정 챔버(10)의 하부에는 제1펌핑부(40)가 구비되어, 상기 공정 챔버(10) 내에 수용된 소스 가스와 퍼지 가스를 흡입해서 공정 챔버(10)의 외부로 배출하게 된다.
이때 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 가스분사부(20)에서 공급된 소스 가스는 상기 제1펌핑부(40)의 내부로 흡입되기도 하지만, 그 중 일부는 상기 메인 디스크(30)의 모서리 부분을 타고 상기 쿼츠부(36)의 상면으로 이동되기도 했다. 또한 소스 가스의 일부는 상기 쿼츠부(36)에 수용된 램프 히터까지 이동되어, 상기 쿼츠부(36)는 물론 램프 히터에까지 필름 증착에 관련된 문제를 발생시켰다.
한편 도 2에 도시된 바와 같이 상기 메인 디스크(30)와 상기 쿼츠부(36)의 사이를 통해 공급되는 퍼지 가스는 상기 제1펌핑부(40)의 내부로 흡입되기도 하지만, 그 중 일부는 상기 메인 디스크(30)의 모서리를 타고 상기 메인 디스크(30)의 상측으로 이동하기도 한다. 이러한 경우에는 상기 메인 디스크(30)에 안착된 웨이퍼의 모서리 부분에 증착률(Depo-Rate)을 떨어뜨리는 역효과를 발생시켰다.
따라서 상기 공정 챔버(10) 내에서 사용된 소스 가스와 퍼지 가스가 원하지 않는 위치까지만 이동한 후에 외부로 배출되도록 하는 구조에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 메인 디스크 하부에 설치된 쿼츠부와 램프 히터에 필름 증착을 방지할 수 있는 공정 챔버를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 메인 디스크에 연장 형성된 스커트부에 의해서 디스크의 엣지에서 온도 하강을 보상해서, 메인 디스크에서 발생된 열 손실로 인해 발생되는 문제를 줄일 수 있는 공정 챔버를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 메인 디스크의 하부에 공급되는 퍼지 가스에 의한 웨이퍼 엣지의 증착률의 감소 현상(Depo-Rate Drop)을 방지할 수 있는 공정 챔버를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소스 가스를 제공하는 가스분사부; 상기 가스분사부의 하부에 설치되는 메인 디스크; 상기 메인 디스크의 하부에 설치되는 쿼츠부; 상기 메인 디스크 및 상기 쿼츠부의 사이를 통해서 퍼지 가스가 이동되는 퍼지 가스 이동부; 및 소스 가스와 퍼지 가스를 흡입하는 제1펌핑부;를 포함하고, 상기 메인 디스크에는 하방으로 연장된 스커트부가 구비된 것을 특징으로 하는 공정 챔버를 제공한다.
특히 상기 스커트부는 상기 메인 디스크의 외주면을 따라 연장된 것이 가능하다.
이때 상기 스커트부의 연장선 상에 상기 제1펌핑부이 측면이 위치할 수 있다.
그리고 상기 스커트부는 상기 메인 디스크에 수직하게 절곡되어 연장될 수 있다.
물론 상기 스커트부는 상기 메인 디스크와 일체로 형성될 수 있다.
한편 상기 제1펌핑부의 하부에는 흡입된 소스 가스와 퍼지 가스를 상기 공정 챔버의 외부로 배출하는 배출부가 구비된 것이 가능하다.
상기 제1펌핑부는 측면에 형성된 제1관통공과 상면에 형성된 제2관통공을 구비하는 것이 가능하다.
특히 상기 제1관통공은 측면을 따라 길게 연장된 하나의 구멍으로 형성될 수 있다.
상기 제2관통공은 복수 개가 동일한 간격으로 배치될 수 있다.
반면에 상기 제2관통공은 상기 배출부에서 멀어질수록 크기가 커지는 것이 가능하다.
이와는 달리 상기 제2관통공은 상기 배출부에서 멀어질수록 동일한 면적 내에서 개수가 증가하는 것이 가능하다.
상기 제1펌핑부의 상측에 구비되고, 그 상면에 동일한 간격으로 제3관통공이 형성된 제2펌핑부를 더 포함하는 것이 가능하다.
물론 상기 제3관통공은 상기 배출부에서 멀어질수록 크기가 커질 수 있다.
본 발명에 따르면 가스분사부에서 공급되는 소스 가스가 메인 디스크 하부에 설치된 쿼츠부와 램프 히터에 도달하지 않도록 해서, 쿼츠부와 램프 히터에 필름 증착이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한 메인 디스크에 연장 형성된 스커트부에 의해서 디스크의 엣지에서 온도 하강을 보상해서, 메인 디스크에서 발생된 열 손실을 줄일 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 메인 디스크의 하부에 공급되는 퍼지 가스가 메인 디스크의 상측으로 이동되지 않도록 해서, 퍼지 가스에 의한 웨이퍼 엣지의 증착률의 감소 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 기술에서 소스 가스가 이동되는 경로를 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에서 퍼지 가스가 이동되는 경로를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 챔버의 요부를 도시한 사시도.
도 4는 도 3에서 퍼지 가스가 이동되는 경로를 도시한 도면.
도 5는 도 3에서 소스 가스가 이동되는 경로를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 퍼지 가스가 이동되는 경로를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 소스 가스가 이동되는 경로를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 제1펌핑부가 변형된 변형예를 도시한 도면.
도 9는 도 8에서 제1펌핑부가 다르게 변형된 변형예를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에서 제2펌핑부가 변형된 변형예를 도시한 도면.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 발명의 공정 챔버(10)에는 도 1 및 도 2에 도시된 공정 챔버와 같이, 소스 가스를 제공하는 가스분사부(20), 상기 가스분사부(20)의 하부에 웨이퍼가 안착되는 메인 디스크(30), 상기 메인 디스크(30)의 하부에 배치되는 쿼츠부(36)가 설치된다.
또한 상기 공정 챔버(10)의 하부에는 제1펌핑부(40)가 구비되어, 상기 공정 챔버(10) 내에 수용된 소스 가스와 퍼지 가스를 흡입해서 공정 챔버(10)의 외부로 배출하게 된다. 물론 상기 제1펌핑부(40)는 명칭이 동일할 뿐 종래 기술에서 사용된 제1펌핑부(40)와 차이가 있고, 차이점은 이하 도면을 참조해서 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 챔버의 요부를 도시한 사시도이다. 이하 도 3을 참조해서 설명한다.
도 3에서는 설명의 편의를 위해서, 웨이퍼가 그 상부에 안착되는 메인 디스크(30), 상기 메인 디스크(30)의 하부에 설치되는 제2펌핑부(50) 및 상기 제2펌핑부(50)의 하부에 설치되는 제1펌핑부(40)를 도시했다. 도시된 상기 메인 디스크(30)와 상기 제1펌핑부(40) 및 상기 제2펌핑부(50)는 절반 만이 도시되고, 나머지 절반 부분은 대칭되는 형태로 형성된다.
상기 제1펌핑부(40)는 상기 공정 챔버(10) 내에 제공된 소스 가스와 퍼지 가스를 흡입한다. 상기 제1펌핑부(40)는 전체적으로 그 단면이 'n자의 형상으로 이루어져 그 내부에 공간을 구비하고 있다. 한편 상기 제1펌핑부(40)는 그 내측에 별도의 흡입 펌프 등을 구비하지 않을 수 있다. 왜냐하면 상기 제1펌핑부(40)는 상기 공정 챔버(10)에 수용되는 구성요소이기 때문에, 상기 제1펌핑부(40)에 압력을 발생시키기 위한 다양한 구성요소를 설치하면 상기 공정 챔버(10)에서 사용되는 가스에 의해서 영향을 받을 수 있기 때문이다.
상기 제1펌핑부(40)는 측면(42)에 형성된 제1관통공(44)과 상면(46)에 형성된 제2관통공(48)을 구비할 수 있다. 이때 상기 제1펌핑부(40)의 측면(42)는 상기 공정 챔버(10)의 중심을 향하는 면이다.
상기 제1관통공(44)은 측면(42)을 따라 길게 연장된 하나의 구멍으로 형성되는 것이 가능하다. 상기 제1관통공(44)은 상기 제1펌핑부(40)의 측면(42)의 하단에 길게 형성되어, 상기 제1관통공(44)에 의해서 상기 제1펌핑부(40)의 측면(42)은 상기 공정 챔버(10)의 바닥으로부터 이격될 수 있다. 상기 제1펌핑부(40)의 측면(42)에 반대편에 위치한 수직면에 의해서 상기 제1펌핑부(40)가 고정될 수 있다.
상기 제1관통공(44)의 구멍의 단면은 수직하게 형성되어 있기 때문에, 상기 제1관통공(44)을 통과하는 가스는 수평하게 유입된다.
반면 상기 제2관통공(48)의 구멍의 단면은 수평하게 형성되어 있기 때문에, 상기 제2관통공(48)을 통과하는 가스는 수직하게 유입된다.
상기 제2관통공(48)은 복수 개가 동일한 간격으로 배치되는 것이 가능하다. 한편 상기 제2관통공(48)의 형상에는 제한이 없고, 가스가 상기 제1펌핑부(40)의 내부로 용이하게 유입될 수 있는 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 제1펌핑부(40)의 하부에는 흡입된 소스 가스와 퍼지 가스를 상기 공정 챔버(10)의 외부로 배출하는 배출부(22)가 구비된다. 상기 배출부(22)는 상기 공정 챔버(10)의 바닥에 형성되고, 일단에 펌프(미도시) 등에 의해 흡입 압력을 발생시켜 소스 가스와 퍼지 가스를 상기 배출부(22)로 흡입할 수 있다.
이때 상기 배출부(22)의 상부에는 상기 제1펌핑부(40)가 설치되기 때문에 소스 가스와 퍼지 가스는 상기 제1펌핑부(40)로 흡입되는 압력이 제공될 수 있다.
상기 배출부(22)는 상기 공정 챔버(10)에 다수 개가 형성될 수 있으나, 상기 배출부(22)의 형상이나 상기 배출부(22)로 인해서 발생될 수 있는 다양한 설계상의 문제를 고려했을 때에, 상기 공정 챔버(10)의 바닥 양 단에 총 2개가 형성될 수 있다.
상기 제2펌핑부(50)는 상기 제1펌핑부(40)의 상부에 배치되어, 상기 제1펌핑부(40)로 유입되는 가스가 고르게 상기 제2펌핑부(50)로 전달될 수 있도록 한다.
상기 제2펌핑부(50)는 판의 형상을 갖는 환형으로 이루어져, 상기 공정 챔버(10) 내에 별도의 지지 수단에 의해서 지지되는 것이 가능하다. 즉 상기 공정 챔버(10)의 내주면에는 상기 제2펌핑부(50)가 상기 제1펌핑부(40)로부터 이격되어 배치될 수 있는 고정 부재가 설치될 수 있다.
상기 제2펌핑부(50)의 상면에는 복수 개의 상기 제3관통공(52)이 형성되는 것이 가능하다. 이때 상기 제3관통공(52)은 모두 동일한 크기를 갖는 구멍을 가질 수 있고, 상기 제3관통공(52)의 구멍의 형상은 제작의 편의상 다양한 형태로 변형되는 것도 가능하다.
한편 상기 제2펌핑부(50)의 상면에는 동일한 간격으로 상기 제3관통공(52)이 형성될 수 있다. 물론 상기 제3관통공(52)의 형성된 위치는 다양하게 변형될 수 있다.
상기 메인 디스크(30)에는 하방으로 연장된 스커트부(32)가 구비된다. 이때 상기 스커트부(32)는 상기 메인 디스크(30)의 외주면을 따라 연장되는 것이 바람직하다. 특히 상기 스커트부(32)는 상기 메인 디스크(30)의 외주면에 전체적으로 형성되어, 상기 메인 디스크(30)가 전체적으로 'Π'자 또는 'n'자 형상의 캡의 형태를 이루는 것이 바람직하다.
상기 스커트부(32)는 상기 메인 디스크(30)와 일체로 형성되는 것도 가능하다. 즉 전체적으로 판 형상을 갖는 상기 메인 디스크(30)의 모서리 부분을 절곡시키는 등의 방식으로 상기 스커트부(32)가 제작될 수 있다.
물론 상기 스커트부(32)가 상기 메인 디스크(30)와 다른 부재로 형성된 후에, 상기 메인 디스크(30)에 체결되는 방식으로 제작되는 것도 가능하다. 이 경우에 상기 스커트부(32)와 상기 메인 디스크(30)는 동일한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 메인 디스크(30)는 상기 공정 챔버(10) 내에서 고온에 노출되는데, 상기 스커트부(32)와 상기 메인 디스크(30)가 다른 재질로 이루어지는 경우에 열팽창률이 상이해서 상기 스커트부(32)와 상기 메인 디스크(30)에 크랙(crack)이 발생할 수 있다.
참고로 상기 공정 챔버(10) 내에는 퍼지 가스와 소스 가스가 동시에 공급되는 것이 일반적이긴 하지만, 도면에서 가스의 이동 경로를 보다 명확하게 도시하기 위해서 퍼지 가스와 소스 가스가 개별적으로 공급되는 형태로 설명하고, 추후에 같이 공급되는 형태를 간략히 설명한다.
도 4는 도 3에서 퍼지 가스가 이동되는 경로를 도시한 도면이다. 이하 도 4를 참조해서 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공정 챔버(10)에는 소스 가스를 제공하는 가스분사부(20), 상기 가스분사부(20)의 하부에 설치되는 메인 디스크(30), 상기 메인 디스크(30)의 하부에 설치되는 쿼츠부(36) 및 소스 가스와 퍼지 가스를 흡입하는 제1펌핑부(40)가 설치된다.
한편 상기 배출부(22)는 상기 공정 챔버(10)의 하부에 두 개만 구비되기 때문에, 도 4에는 도시되지 않지만, 상기 제1펌핑부(40)에 흡입력을 발생시키기 위해서 구비되어야 하는 구성요소이다.
상기 가스분사부(20)는 통상적으로 120 rpm으로 회전이 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이러한 가스분사부의 rpm에 한정되지는 않는다.
마찬가지로 상기 메인 디스크(30)는 대략 3~5 rpm으로 회전되는 것이 가능하지만, 본 발명이 이러한 메인 디스크의 rpm에 한정되지는 않는다.
한편 상기 메인 디스크(30) 및 상기 쿼츠부(36)의 사이를 통해서 퍼지 가스가 이동되는 퍼지 가스 이동부(34)가 구비된다. 즉 상기 공정 챔버(10)의 외부로부터 공급되는 퍼지 가스는 상기 퍼지 가스 이동부(34)를 통해서 공급되어 상기 배출부(22)를 통해서 배출된다. 퍼지 가스는 상기 공정 챔버(10) 내에 설치된 상기 쿼츠부(36) 또는 상기 쿼츠부(36)에 수용된 램프 히터 등에 증착이 이루어지지 않도록 하기 위한 가스이다.
도 4에 도시된 것처럼, 퍼지 가스는 상기 퍼지 가스 이동부(34)를 통해서 상기 공정 챔버(10) 내부로 유입된다. 이어서, 상기 메인 디스크(30)의 상기 스커트부(32)의 내주면을 따라 상기 제1관통공(44) 또는 상기 제2관통공(48)으로 유입될 수 있다.
상기 퍼지 가스 이동부(34)를 통과한 퍼지 가스는 상기 스커트부(32)로 인해서 상기 공정 챔버(10)의 하방으로 이동된다. 한편 퍼지 가스는 하방으로 dsu장된 상기 스커트부(32)로 인해서 상기 메인 디스크(30)의 측면을 따라 웨이퍼가 안착된 상기 메인 디스크(30)의 상부로 이동하는 것이 어렵다.
즉 본 실시예에서는 상기 제1펌핑부(40)의 측면(42)에 구비된 상기 제1관통공(44)에 의해서 상기 제1펌핑부(40)에서 수평 방향으로 퍼지 가스를 흡입할 수 있다. 상기 제1관통공(44)은 전체적으로 수직한 단면을 갖는 구멍이기 때문에 상기 제1관통공(44)을 통해서 유입되는 가스는 수평 방향의 유로 흐름을 갖으면서 상기 제1펌핑부(40) 내부로 이동된다.
이때 상기 스커트부(32)가 상기 제1관통공(44)이 위치한 위치까지 연장되어서, 퍼지 가스가 상기 제1관통공(44)을 통해서 보다 용이하게 흡입될 수 있도록 하는 것도 가능하다.
한편 상기 제1관통공(44)을 통해서 상기 제1펌핑부(40)로 이동하지 않은 퍼지 가스는 대부분 상기 제2관통공(48)을 통해서 상기 제1펌핑부(40)로 이동할 수 있다. 상기 제2관통공(48)은 상기 제1펌핑부(40)와 상기 제2펌핑부(50)의 사이의 빈 공간을 통해서 퍼지 가스를 흡입할 수 있다. 상기 제1펌핑부(40)에서는 지속적으로 흡입 압력이 발생하기 때문에 퍼지 가스는 상기 제1관통공(44) 및 상기 제2관통공(48)을 통해서 대부분 상기 제1펌핑부(40)로 이동할 수 있다.
퍼지 가스는 상기 제3관통공(52)을 통해서 상기 제2펌핑부(50)에 유입된 후에 상기 제1펌핑부(40)로 유입되는 것도 가능하다. 그러나 상기 제1펌핑부(40)의 하부에는 상기 배출부(22)가 구비되어 있고, 상기 배출부(22)를 통해서 흡입 압력이 발생되기 때문에 실질적으로 대부분의 퍼지 가스는 상기 제1관통공(44) 또는 상기 제2관통공(48)을 통해서 상기 배출부(22)로 이동된다.
따라서 퍼지 가스가 상기 공정 챔버(10) 내에서 공정이 수행되는 동안에 상기 메인 디스크(30)의 상부에 안착된 웨이퍼에 영향을 가할 우려가 작아진다. 따라서 특히 웨이퍼 엣지에 증착률의 감소 현상이 발생하지 않게 된다.
상기 스커트부(32)는 상기 메인 디스크(30)에 수직하게 절곡되어 연장된 것이 가능하다. 상기 메인 디스크(30)는 전체적으로 'n'자의 형상을 갖게 된다. 이때 상기 스커트부(32)가 완만하게 완곡된 형상이 아니라 수직하게 절곡된 형상이기 때문에, 상기 퍼지 가스 이동부(34)를 통과한 퍼지 가스는 상기 스커트부(32)를 따라 수직하게 상기 공정 챔버(10)로 안내될 수 있다.
또한 상기 메인 디스크(30)의 외주면에 소정 길이 만큼 하강된 상기 스커트부(32)에 의해서 상기 쿼츠부(36)의 내에 수용된 램프 히터의 열이 외부로 배출되는 것을 정도를 감쇠시킬 수 있다. 왜냐하면 상기 스커트부(32)가 램프 히터를 수용하는 상기 쿼츠부(36)를 감싸고 있는 형상이기 때문이다.
상기 스커트부(32)는 상기 쿼츠부(36)를 향해서 연장되어 있기 때문에, 상기 스커트부(32)를 통해서 상기 쿼츠부(36)에 수용된 램프 히터의 열이 상기 메인 디스크(30)로 전달될 수 있다. 따라서 상기 스커트부(32)에도 램프 히터의 열이 전달되기 때문에 상기 메인 디스크(30)의 모서리에서 온도가 급감하는 현상을 방지해서, 상기 메인 디스크(30)의 온도가 전체적으로 고르게 유지될 수 있다.
도 5는 도 3에서 소스 가스가 이동되는 경로를 도시한 도면이다. 이하 도 5를 참조해서 설명한다.
상기 가스분사부(20)에서 공급된 소스 가스는 표시된 화살표를 따라 상기 가스분사부(20)에서 상기 공정 챔버(10)로 유입된다. 이때 상기 가스분사부(20)는 회전되기 때문에 소스 가스는 상기 메인 디스크(30)의 상부에서 회전되어 유입되어 하방으로 안내된다.
소스 가스는 상기 메인 디스크(30)의 상부를 통과한 후에 상기 제3관통공(52) 및 상기 제2관통공(48)으로 이동되어, 최종적으로 상기 배출부(22)로 안내될 수 있다. 상기 배출부(22)를 통해서 소스 가스는 상기 공정 챔버(10)의 외부로 배출된다.
상기 제3관통공(52)과 상기 제2관통공(48)은 전체적으로 소스 가스가 하방으로 안내되기 시작하는 상측에 형성되어 있기 때문에, 대부분의 소스 가스는 상기 제2관통공(48) 및 상기 제3관통공(52)으로 유입될 수 있다. 물론 소스 가스가 상기 제1관통공(44)이 형성된 위치까지 이동되어서 배출되는 것도 가능하지만, 상기 배출부(22)는 상기 제1펌핑부(40)의 하부에 설치되어 있기 때문에 가스의 이동 경로상 소스 가스가 상기 제1관통공(44)까지 이동되기는 어렵다.
따라서 소스 가스가 상기 제1관통공(44)까지 안내되기가 어렵고, 결과적으로 상기 스커트부(32)의 하단까지 이동될 가능성이 적어지기 때문에 소스 가스가 상기 메인 디스크(30)의 하부로 이동되어, 퍼지 가스 이동부(34)까지 이동할 염려가 적다. 따라서 소스 가스로 인해서 상기 쿼츠부(36)는 물론 램프 히터에 증착이 발생할 우려가 작아진다.
한편 소스 가스는 상기 제3관통공(52)을 통과한 후에 상기 제2관통공(48)을 통과해서 상기 제1펌핑부(40)로 안내된다. 이때 상기 제3관통공(52)을 통과하면서 소스 가스가 대체적으로 고르게 상기 공정 챔버(10)의 하부로 이동될 수 있다.
또한 상기 제3관통공(52)은 가스가 통과할 수 있는 단면을 줄여, 상기 배출부(22)에서 발생된 흡입 압력이 집중될 수 있다. 즉 상기 제2펌핑부(50)가 설치되지 않는 것에 비해서, 상기 제2펌핑부(50)를 설치하면 상기 배출부(22)에 의한 흡입 압력을 집중시킬 수 있다.
한편 도 4 및 도 5에 도시된 퍼지 가스와 소스 가스가 동시에 상기 공정 챔버(10)의 내부로 공급될 수 있다. 이 경우에는 도 4 및 도 5에 도시된 퍼지 가스와 소스 가스의 이동이 동시에 발생하게 된다. 특히 퍼지 가스와 소스 가스가 동시에 공급되는 상황에서는 도 5에 도시된 도면에서 소스 가스가 공급되는 퍼지 가스의 압력 때문에 상기 퍼지 가스 이동부(34)로 이동할 위험이 줄어든다.
물론 소스 가스에 의해 상기 쿼츠부(36) 및 램프 히터에 필름 증착이 이루어지는 것을 방지하기 위해서, 퍼지 가스를 중단없이 공급되는 것이 일반적이기는 하지만, 통상적으로 공정 챔버 내에서 퍼지 가스가 공급되는 압력은 시간에 따라 변화된다. 따라서 본 발명의 실시예들과 같이 퍼지 가스와 소스 가스의 이동 경로를 제한하는 구조적인 개선이 필요하다.
이와는 달리 소스 가스가 하방으로 분사되기 때문에, 퍼지 가스가 상기 메인 디스크(30)의 상측으로 이동하는 것이 제한되는 현상도 발생할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 퍼지 가스가 이동되는 경로를 도시한 도면이다. 이하 도 6을 참조해서 설명한다.
도 6에서는 도 3 내지 도 5에서 설명한 일 실시예와 마찬가지로, 상기 가스분사부(20), 상기 메인 디스크(30), 상기 쿼츠부(36) 등이 구비된다. 다만 상기 스커트부(32)의 형상이 변형된다.
상기 스커트부(32)의 연장선 상에 상기 제1펌핑부(40)의 측면(42)이 위치한다. 즉 퍼지 가스가 상기 메인 디스크(30)의 상면으로 이동하려면, 상기 스커트부(32)와 상기 제1펌핑부(40)의 측면(42)의 사이를 통과해야 하는데, 그 사이 공간이 상술한 일 실시예에 비해서 좁아지기 때문에 퍼지 가스가 상기 메인 디스크(30)의 상면으로 이동되는 문제가 줄어든다.
상기 스커트부(32)의 하단과 상기 제1펌핑부(40)의 측면(42)의 상단 사이의 거리는 대략 2.5 mm 정도를 이루는 것이 가능하다. 소스 가스의 이동을 제한하기 위해서는 상기 스커트부(32)의 하단과 상기 제1펌핑부(40)의 측면(42)의 상단 사이의 거리는 좁을수록 바람직하지만, 상기 메인 디스크(30)는 회전 운동을 하기 때문에 간섭이 발생할 수 있다. 따라서 상기 메인 디스크(30)의 회전에 문제가 발생하지 않을 정도로는 상기 스커트부(32)의 하단과 상기 제1펌핑부(40)의 측면(42)의 상단 사이에 갭이 유지되어야 한다.
한편 상기 스커트부(32)의 측면과 상기 제2펌핑부(50)의 사이의 거리는 대략 2mm정도를 이루는 것이 가능하다. 마찬가지로 퍼지 가스가 상기 메인 디스크(30)의 상측으로 이동하기 위해서는 상기 스커트부(32)의 측면과 상기 제2펌핑부(50)의 사이를 통과해야 하기 때문에, 간격이 좁은 것이 바람직하다. 그러나 상기 메인 디스크(30)는 소정의 속도로 회전하기 때문에 간섭이 발생할 수 있다. 따라서 상기 메인 디스크(30)와 상기 제2펌핑부(50)의 사이는 소정 간격을 유지하는 것이 바람직하다.
퍼지 가스는 상기 퍼지 가스 이동부(34)를 통해서 상기 공정 챔버(10)로 유입된다. 퍼지 가스는 상기 스커트부(32)의 내측면을 타고 상기 공정 챔버(10)의 하방으로 이동하게 된다.
일부 퍼지 가스는 상기 제1관통공(44)으로 유입되어 상기 배출부(22)로 배출될 수 있다. 또한 나머지 일부 퍼지 가스는 상기 스커트부(32)의 하단과 상기 제1펌핑부(40)의 측면(42)의 상단을 통과해서, 상기 제2관통공(48)을 통해서 상기 배출부(22)로 유입된다.
즉 상기 제1관통공(44) 및 상기 제2관통공(48)을 통해서 퍼지 가스가 상기 배출부(22)로 흡입된다. 따라서 퍼지 가스가 상기 메인 디스크(30)의 상부까지 이동되어 웨이퍼의 증착률을 감소시키는 문제가 개선된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 소스 가스가 이동되는 경로를 도시한 도면이다. 이하 도 7을 참조해서 설명한다.
상기 가스분사부(20)에 의해서 분사된 소스 가스가 상기 메인 디스크(30)의 하측으로 이동하기 위해서는 상기 스커트부(32)의 측면과 상기 제2펌핑부(50)의 사이를 통과해야 하기 때문에, 상기 스커트부(32)의 측면과 상기 제2펌핑부(50)의 사이 간격은 좁은 것이 바람직하다. 그러나 상기 메인 디스크(30)는 소정의 속도로 회전하기 때문에 간섭이 발생할 수 있다. 따라서 상기 메인 디스크(30)와 상기 제2펌핑부(50)의 사이는 소정 간격을 유지하는 것이 바람직하다.
또한 상기 스커트부(32)의 연장선 상에 상기 제1펌핑부(40)의 측면(42)이 위치하기 때문에, 소스 가스가 상기 메인 디스크(30)의 하면으로 이동하려면, 상기 스커트부(32)와 상기 제1펌핑부(40)의 측면(42)의 사이를 통과해야 한다. 그러나, 그 사이 공간이 상술한 일 실시예에 비해서 좁기 때문에 소스 가스가 상기 메인 디스크(30)의 하면으로 이동되는 문제가 줄어든다.
따라서 상기 가스분사부(20)에 의해서 분사된 소스 가스는 상기 제3관통공(52)을 통과한 후에 상기 제2관통공(48)을 통과해서 상기 배출부(22)로 배출될 수 있다.
반면에 소스 가스 중 일부가 상기 공정 챔버(10)의 하부로 이동된 경우에는 소스 가스는 상기 제1관통공(44)에서 제공되는 흡입 압력으로 인해서, 상기 제1관통공(44)을 통과한 후에 상기 배출부(22)로 배출될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 제1펌핑부가 변형된 변형예를 도시한 도면이다. 이하 도 8을 참조해서 설명한다.
도 8에 따른 예에서는 상술한 실시예와 달리, 상기 제2관통공(48)의 형상이 변경된다. 즉 상기 제2관통공(48)은 상기 배출부(22)에서 멀어질수록 크기가 커지는 것이 가능하다.
상기 배출부(22)에 가깝게 위치한 상기 제2관통공(48)의 구멍의 크기가 상기 배출부(22)에서 멀리 위치한 상기 제2관통공(48)의 구멍의 크기 보다 크기 때문에, 소스 가스 또는 퍼지 가스가 상기 배출부(22)를 통해서 고르게 흡입될 수 있다.
왜냐하면 상기 배출부(22)가 상기 공정 챔버(10) 내에 고르게 분포하지 않고, 두 개의 특정한 위치로 한정되는데, 상기 배출부(22)에 인접한 상기 제2관통공(48)에는 보다 큰 흡입 압력이 작용하기 때문이다. 따라서 상기 배출부(22)에 인접한 상기 제2관통공(48)은 구멍의 크기가 작기 때문에 상대적으로 가스가 통과하기 어렵고, 상기 배출부(22)에서 멀리 떨어진 상기 제2관통공(48)은 구멍의 크기가 크기 때문에 상대적으로 가스가 통과하기 용이하게 된다.
소스 가스와 퍼지 가스의 유입되는 양의 차이로 인해서 상기 공정 챔버(10) 내에는 불안정한 형태의 가스의 이동이 발생한다면, 상기 공정 챔버(10) 내에서 가스가 안정적으로 이동하지 못해서 공정이 원활하게 수행되기 어렵다. 따라서 본 발명의 변형된 형태로 상기 공정 챔버(10) 내에서 가스가 안정적으로 이동될 수 있다.
도 9는 도 8에서 제1펌핑부가 다르게 변형된 변형예를 도시한 도면이다. 이하 도 9를 참조해서 설명한다.
상기 제2관통공(48)은 상기 배출부(22)에서 멀어질수록 동일한 면적 내에서 개수가 증가하는 것이 가능하다.
도 9에서 도시된 변형예에서는 도 8에서 도시된 예와 기본적인 개념은 동일하다. 즉 도 9의 변형예에서도 상기 배출부(22)에 인접한 상기 제2관통공(48)의 개구된 단면적은 상대적으로 작고, 상기 배출부(22)에 인접한 상기 제2관통공(48)의 개구된 단면적은 상대적으로 크다. 따라서 상기 제1펌핑부(40)로 안내되는 소스 가스나 퍼지 가스의 이동이 안정적으로 이루어질 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에서 제2펌핑부가 변형된 변형예를 도시한 도면이다. 이하 도 10을 참조해서 설명한다.
상기 제3관통공(52)은 상기 배출부(22)에서 멀어질수록 크기가 커지는 것이 가능하다. 상기 제3관통공(52)은 상기 제1펌핑부(40)가 아닌 상기 제2펌핑부(50)에 형성된다. 따라서 도 10에 상기 제2펌핑부(50)의 변형예를 상술한 도 8 또는 도 9에 동시에 적용하는 것도 가능하다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
10: 공정 챔버 20: 가스분사부
30: 메인 디스크 32: 스커트부
40: 제1펌핑부 44: 제1관통공
48: 제2관통공 50: 제2펌핑부
52: 제3관통공

Claims (13)

  1. 소스 가스를 제공하는 가스분사부;
    상기 가스분사부의 하부에 설치되는 메인 디스크;
    상기 메인 디스크의 하부에 설치되는 쿼츠부;
    상기 메인 디스크 및 상기 쿼츠부의 사이를 통해서 퍼지 가스가 이동되는 퍼지 가스 이동부; 및
    소스 가스와 퍼지 가스를 흡입하는 제1펌핑부;를 포함하고,
    상기 메인 디스크에는 하방으로 연장된 스커트부가 구비된 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스커트부는 상기 메인 디스크의 외주면을 따라 연장된 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스커트부의 연장선 상에 상기 제1펌핑부이 측면이 위치하는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스커트부는 상기 메인 디스크에 수직하게 절곡되어 연장된 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스커트부는 상기 메인 디스크와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1펌핑부의 하부에는 흡입된 소스 가스와 퍼지 가스를 상기 공정 챔버의 외부로 배출하는 배출부가 구비된 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1펌핑부는 측면에 형성된 제1관통공과 상면에 형성된 제2관통공을 구비하는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1관통공은 측면을 따라 길게 연장된 하나의 구멍으로 형성된 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2관통공은 복수 개가 동일한 간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2관통공은 상기 배출부에서 멀어질수록 크기가 커지는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 제2관통공은 상기 배출부에서 멀어질수록 동일한 면적 내에서 개수가 증가하는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 제1펌핑부의 상측에 구비되고, 그 상면에 동일한 간격으로 제3관통공이 형성된 제2펌핑부를 더 포함하는 공정 챔버.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제3관통공은 상기 배출부에서 멀어질수록 크기가 커지는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
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