KR20140037906A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20140037906A
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이홍원
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다. 기판 지지 부재의 지지판에 지지된 기판을 가열하는 가열 부재를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 유도 가열 방식으로 지지판을 가열하는 가열부와 가열부의 자기장을 변화시켜 상기 지지판의 온도를 변화시키는 온도 조절부를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 기판을 가열하는 가열부재를 포함한 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 공정에 있어서, 다양한 종류의 고품질의 막을 형성시키기 위해 금속 유기 화합물을 이용하는 금속 유기물 화학 기상 증착(MOCVD) 방법이 많이 개발되고 있다. 금속 유기물 화학 기상 증착(MOCVD) 방법은, 액체 상태의 금속 유기 화합물을 기화시킨 후에, 생성된 금속 유기 화합물 증기 및 이와 반응하는 수소 화합물의 가스를 증착하고자 하는 기판에 공급하고 고온에 접촉시킴으로써, 가스 열분해 반응에 의해 기판상에 금속 박막을 증착하는 공정이다.
그런데, 금속 유기물 화학 기상 증착(MOCVD) 공정에 있어서, 기판상에 금속 박막을 증착하기 위해서 기판을 고온 상태로 유지하여야 한다. 일반적으로 기판을 고온 상태로 유지시키는 가열 부재로 유도 가열을 이용한 코일이 사용된다. 그러나, 유도 가열을 이용하여 기판을 가열하는 경우 기판 전체의 온도 분포가 불균일해지는 문제점이 있다.
본 발명은 기판 전체의 온도 분포를 균일하게 하기 위한 것이다.
본 발명은 기판의 온도를 균일하게 해주는 가열 부재를 간소화하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 처리실 및 상기 공정 처리실 내에 설치되어, 기판을 지지하는 지지판을 가지는 기판 지지 부재 및 상기 지지판에 의해 지지된 상기 기판을 가열하는 가열 부재를 포함하되,상기 가열 부재는 유도 가열 방식으로 상기 지지판을 가열시키는 가열부와 상기 가열부의 자기장을 변화시켜 상기 지지판의 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 온도 조절부는 상기 가열부 아래에 자성체를 제공하여 상기 가열부의 자기장을 변화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 온도 조절부는 상기 가열부의 자기장을 차단하는 차폐 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 자성체는 동일 평면상에 나선형으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면,상기 자성체는 복수 개로 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 자성체 각각은 동일 평면상에 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가열부를 적어도 하나 이상의 영역으로 나누어 상기 각 영역에 대응되도록 상기 자성체를 배열하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 자성체는 상기 공정 처리실의 하부면에 인접한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 자성체가 페라이트인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 차폐 부재는 높이 조절이 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 차폐 부재는 복수 개 제공되며, 상기 복수 개의 차폐 부재은 각각 높이 조절이 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 자성체와 상기 차폐 부재가 동일 평면상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 차폐부재는 상기 자성체의 측면에 인접하게 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 차폐부재는 구리 또는 알루미늄 등과 같은 금속 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가열 부재는 상기 가열부를 지지하는 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은 기판 지지 부재의 지지판에 기판을 위치시키고, 가열부에 의해 상기 지지판이 유도 가열시키고 상기 기판으로 가스를 공급하여 공정을 처리하되, 상기 가열부의 자기장을 변화시켜 상기 지지판의 온도를 변화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가열부의 자기장의 변화는 상기 가열부의 아래에 위치한 자성체에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가열부를 적어도 하나 이상의 영역으로 나누어 상기 각 영역에 대응되도록 상기 자성체를 배열하여 상기 가열부의 각 영역마다 자기장을 변화시켜 상기 가열부의 영역에 대응되는 상기 지지판의 영역의 온도 분포를 상이하게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 자성체의 크기를 조절하여 상기 가열부의 자기장을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가열부의 자기장을 차단할 수 있는 차폐 부재에 의해 상기 가열부의 자기장을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 차폐 부재의 높이 조절을 통해 상기 가열부의 자기장을 조절하여 상기 지지판의 온도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 기판 전체의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.
본 발명에 따르면 기판의 온도를 균일하게 해주는 가열 부재를 간소화할 수 있다.
이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스 공급 부재를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지 부재와 배기 부재를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가열 부재를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열 부재를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 가열 부재를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 가열 부재를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가열부와 온도 조절부를 나타낸 평면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 분사 유닛 및 이를 이용한 박막 증착 장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 박막 증착 장치로서 박박 금속 유기물 화학 기상 증착(MOCVD) 방법, 즉 금속 유기 화합물과 수소 화합물의 가스 열분해 반응을 이용하여 기판상에 박막을 증착한다. 박막 증착 공정에 사용되는 기판은, 예를 들어 LED의 제조 공정 중 에피(Epi) 웨이퍼의 제조에 사용되는 사파이어(Sapphire, Al2O3) 및 실리콘카바이드(SiC) 기판, 또는 반도체 집적 회로(IC)의 제조에 사용되는 실리콘 웨이퍼 등일 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치(10)는 공정 처리실(100), 기판 지지 부재(200), 가열 부재(300), 가스 공급 부재(400),그리고 배기 부재(500)를 포함한다.
공정 처리실(100)은 금속 유기물 화학 기상 증착(MOCVD) 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 공정 처리실(100)은 상부벽(102), 상부벽(102)의 가장자리로부터 아래 방향으로 연장된 측벽(104), 그리고 측벽(104)의 하단에 결합된 하부벽(106)을 가진다. 상부벽(102)과 하부벽(106)은 원판 형상으로 제공될 수 있다. 공정 처리실(100)의 측벽(104)에는 기판(S)이 반입/반출되는 통로(105)가 형성된다. 통로(105)의 입구 측에는 통로(105)를 개폐하는 도어(110)가 설치된다. 도어(110)는 구동기(112)에 결합되며, 도어(110)는 구동기(112)의 작동에 의해 통로(103)의 길이 방향에 수직한 방향으로 이동하면서 통로(103)의 입구를 개폐한다. 이와 달리, 기판(S)은 공정 처리실(100)의 상부벽(102)이 제거된 상태에서 공정 처리실(100) 내로 유입될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스 공급 부재를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지 부재와 배기 부재를 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 지지 부재(200)는 공정 처리실(100)의 내부에 배치되고, 기판(S)을 지지한다. 기판 지지 부재(200)는 지지판(210)과, 회전 구동 부재(230)를 포함한다.
지지판(210)은 원판 형상을 가질 수 있다. 지지판(210)은 전기적 전도성이 우수한 흑연 재질로 제공될 수 있다. 지지판(220) 상면의 가장자리 영역에는 원주 방향을 따라 복수 개의 제 1 홈들(212)이 형성된다. 제 1 홈들(212)은 원 모양의 평면을 가지도록 형성될 수 있다. 본 실시 예에서는 제 1 홈들(212)이 6개 제공된 경우를 예로 들어 설명하지만, 제 1 홈들(212)은 이보다 많거나 적은 수가 제공될 수도 있다. 각각의 제 1 홈들(212)의 중심은 지지판(220)의 중심을 기준으로 동일 원주 상에 위치할 수 있다.
각각의 제 1 홈들(212)에는 기판(S)을 수용하는 기판 홀더(220)가 삽입 배치된다. 기판 홀더(220)는 원통 형상을 가질 수 있다. 기판 홀더(220)의 상면은 개방된 형태를 가질 수 있다. 기판 홀더(220)는 전기적 전도성이 우수한 흑연 재질로 제공될 수 있다. 기판 홀더(220)의 측벽의 외경은, 기판 홀더(220)와 제 1 홈(212) 사이에 틈이 제공되도록, 제 1 홈(212)의 지름보다 작다. 그리고, 기판 홀더(220)의 측벽의 내경은 기판(S)의 지름보다 크다. 기판 홀더(220)는 가스 베어링의 원리에 의해 자기 중심축을 중심으로 회전되고, 기판 홀더(220)의 회전에 의해 기판(S)이 회전된다. 제 1 홈(212)의 바닥 면에는 나선 형상의 홈들(213)이 제공되고, 나선 형상의 홈들(213)에는 도시되지 않은 가스 공급 부재로부터 가스가 공급된다. 공급 가스는 나선 형상의 홈들(213)을 따라 흐르면서 기판 홀더(220)의 하면에 회전력을 제공하고, 기판 홀더(220)와 제 1 홈(212) 사이의 공간을 통해 배기된다. 상기 실시예에서는 기판 홀더(220)에 기판(S)가 하나씩 수용되는 형태를 가지나, 이와 달리, 기판 홀더(220)에 복수 개의 기판(S)를 수용할 수 있다. 또한, 상기 실시예에서는 기판 홀더(220)에 기판(S)를 수용하여 지지판(210)에 삽입 배치되느니 형태를 가지나, 이와 달리, 기판(S)이 기판 홀더(220)가 제거된 채로 지지판(210)에 제공될 수 있다.
회전 구동 부재(230)는 지지판(210)을 회전시킨다. 회전 구동 부재(230)는 구동축(232)과 구동기(234)를 포함한다. 구동축(232)은 처리실(100)의 하부벽(106)을 관통하여 삽입 설치될 수 있으며, 베어링(233)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 구동축(232)의 상단은 지지판(210)의 하면에 연결되고, 구동축(232)의 하단은 구동기(234)에 연결된다. 구동축(232)은 구동기(234)에 의해 발생된 구동력을 지지판(210)에 전달한다. 구동기(234)는 지지판(210)을 회전시키기 위한 회전 구동력을 제공할 수 있으며, 또한 지지판(210)을 상승 및 하강시키기 위한 직선 구동력을 제공할 수도 있다. 이와 달리, 구동축(232)과 구동기(234)는 처리실(100)의 내부에 위치하도록 제공될 수도 있다.
가스 공급 부재(400)는 지지판(210)의 중심 영역의 상부에 이격 배치되고, 지지판(210)에 의해 지지된 기판들(S)로 반응 가스들, 즉 금속 유기 화합물 가스 및 이와 반응하는 수소 화합물의 가스를 분사한다. 금속 유기 화합물은 알루미늄, 갈륨 또는 인듐 화합물일 수 있으며, 수소 화합물은 아르센(Arsene), 포스핀(Phosphine) 또는 암모니아(Ammonia)일 수 있다. 금속 유기 화합물 및 수소 화합물은 기체 상태로 캐리어 가스와 함께 가스 분사 부재(400)로 공급된다. 캐리어 가스로는 수소 또는 질소 등이 사용될 수 있다.
가스 공급 부재(400)는 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 정렬되고, 지지판(210)의 중심 영역 상부에 배치된다. 가스 공급 부재(400)는 반응 가스가 유입되는 내부관(420), 내부관(420)을 감싸며 내부관(420) 내의 반응 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외부관(440), 그리고 내부관(420) 내의 반응 가스를 외부관(440)의 외부로 분사하는 분사관들(460)을 포함한다.
내부관(420)은 속이 빈 원통 형상을 가질 수 있다. 즉, 내부관(420)은 원판 형상의 상부벽(421), 상부벽(421)으로부터 아래 방향으로 연장된 측벽(422), 그리고 측벽(422)의 하단에 결합되는 원판 형상의 하부벽(423)을 포함할 수 있다. 상부 벽(421)에는 제 1 가스 유입 포트(424)와 제 2 가스 유입 포트(425)가 제공된다. 제 1 가스 유입 포트(424)에는 금속 유기 화합물의 가스를 공급하는 제 1 가스 공급 라인(426)이 연결되고, 제 1 가스 공급 라인(426)의 타단에는 금속 유기 화합물의 가스 공급원(427)이 연결된다. 제 2 가스 유입 포트(425)에는 수소 화합물의 가스를 공급하는 제 2 가스 공급 라인(428)이 연결되고, 제 2 가스 공급 라인(428)의 타단에는 수소 화합물의 가스 공급원(429)이 연결된다. 제 1 가스 공급 라인(426)을 통해 공급되는 금속 유기 화합물의 가스와, 제 2 가스 공급 라인(428)을 통해 공급되는 수소 화합물의 가스는 내부관(420) 내에서 서로 혼합된다.
외부관(440)은 내부관(420)을 감싸며, 외부관(440) 내에는 내부관(420) 내의 반응 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐른다. 외부관(440)은 속이 빈 원통 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 외부관(440)은 환형의 상부벽(441), 상부벽(441)의 가장자리로부터 아래 방향으로 연장된 측벽(442), 그리고 측벽(442)의 하단에 결합된 원판 형상의 하부벽(443)을 가질 수 있다. 상부벽(441)의 내주면은 내부관(420)의 상부벽(421) 가장자리에 결합되고, 측벽(442)과 하부벽(443)은 내부관(420)의 측벽(422)과 하부벽(423)으로부터 이격되도록 제공된다.
외부관(440)의 상부벽(441)의 일 측에는 냉각 유체 유입 포트(444)가 제공되고, 냉각 유체 유입 포트(444)에는 냉각 유체 공급관(445)이 연결된다. 외부관(440)의 상부벽(441)의 타 측에는 냉각 유체 유출 포트(446)가 제공되고, 냉각 유체 유출 포트(446)에는 냉각 유체 회수관(447)이 연결된다. 냉각 유체는 냉각 유체 공급관(445) 및 냉각 유체 유입 포트(444)를 통해 외부관(440)로 공급된다. 냉각 유체는 내부관(420)과 외부관(440) 사이의 공간을 통해 흐르면서, 내부관(420) 내로 제공되는 반응 가스들을 냉각한다. 이후, 냉각 유체는 냉각 유체 유출 포트(446) 및 냉각 유체 회수관(447)을 통해 온도 조절부(448)로 회수된다. 회수된 냉각 유체는 다시 온도가 조절된 상태로 외부관(440)에 공급된다. 냉각 유체로는 냉각수 또는 질소 가스와 같은 불활성 가스가 사용될 수 있다.
상술한 일 예의 가스 공급 부재와 달리 기판(S) 상으로 공급되는 공정가스는 공정 처리실(100)의 측벽 형성된 분사홀 또는 상부벽에 형성된 샤워 노즐을 통해 토출될 수 있다.
배기 부재(500)는 배기링(510), 배기관(520)을 포함한다.
배기링(510)은 기판 지지 부재(200)의 외측면을 이격된 채로 둘러싸며 제공된다. 이에, 기판 지지 부재(200)의 형상이 원기둥인 경우에는 배기링(510)은 환형으로 제공된다. 즉, 배기링(510)은 공정 처리실(100)의 측벽과 지지판(210)의 측부 사이에 배치된다. 배기링(510)의 높이는 지지판(210)의 높이와 동일하거나 이보다 낮게 제공된다. 배기링(510)의 상단에는 복수 개의 배기홀(511)이 형성된다. 공정 처리실(100) 내에 잔류된 공정 가스는 배기홀(511)을 통해 배기링(510)으로 흡기된다.
배기관(520)은 배기링(510)의 하단에 연결된다. 배기관(520)은 외부의 펌프(560)와 연결되어 공기 처리실(100) 내부의 음압을 조절한다. 배기관(520)은 공정 처리실 내의 음압을 작용시키면, 공정 처리실(100) 내부의 불필요한 반응 생성물 및 캐리어 가스가 배기된다. 이를 통해 공정 처리실(100) 내부의 압력이 공정 압력으로 유지될 수 있다. 처리실(100) 내의 공정 압력은, 예를 들어, 수 Torr의 저 진공으로부터 760 Torr의 대기압에 이르는 다양한 범위의 압력일 수 있다.
배기관(520)은 복수 개 제공된다. 복수 개의 배기관(520) 각각은 환형의 배기링(510)의 하단에 서로 동일하게 이격되게 배치될 수 있다. 배기링(510)의 하단에 연결된 배기관(520)은 공정 처리실(100)의 외부에서 단계별로 합쳐지면서 하나의 중심 배관으로 연결된다. 예컨대, 배기관(520) 4개가 배기링(510)의 하단에 연결되면, 근접하게 배치된 배기관이 2개씩 짝을 이루어 하나의 배관으로 합쳐지고 이후에 다시 하나의 중심배관으로 연결된다. 중심배관은 상술했던 펌프(560)가 연결된다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형태의 가열부재(300)를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가열부(310)와 온도 조절부(330)을 나타낸 평면도이다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 가열 부재(300)는 지지판(210)의 아래에 배치될 수 있으며, 지지판(210)에 의해 지지된 기판(S)을 가열한다.
가열 부재(300)는 가열부(310), 지지대(320), 그리고 온도 조절부(330)을 포함한다.
가열부(310)는 유도 가열 방식으로 지지판(210)을 가열한다. 가열부(310)는 자기장을 발생시켜 지지판(210)에 유도 전류를 발생시킬 수 있는 유도 부재로 이루어진다. 가열부(310)는 RF 코일과 같은 고주파 가열 수단이 사용될 수 있다. RF 코일은 동일 평면상에서 구동축(232)을 감싸도록 배치될 수 있다. RF 코일에 전력이 공급되면, RF 코일에 의해 발생된 자기장에 의해 지지판(210)에 유도 전류가 발생된다. 이로 인해 지지판(210)은 유도 가열되고, 지지판(210)의 열이 기판 홀더(220)를 통해 기판(S)으로 전달됨으로써, 기판이 공정 온도로 가열된다.
지지대(320)는 가열부(310)를 지지한다. 지지대(320)는 공정 처리실(100)에 결합되어 가열부(310)의 하부를 지지한다. 지지대(320)는 상부면과 양측벽으로 이루어질 수 있다. 지지대(320)의 양측벽은 공정 처리실(100)의 하부면에 결합된다. 공정 처리실(100)의 하부면에 지지대(320)는 가열부(310)의 자기장에 영향을 주지 않는 물질로 이루어진다. 지지대(320) 내부에 온도 조절부(330)를 포함할 수 있다.
온도 조절부(330)는 가열부(310)의 자기장을 변화시켜 지지판(210)의 온도를 조절한다. 가열부(310)에서 발생하는 자기장의 세기를 변화시켜 지지판(210)에 유도되는 유도전류의 세기의 변화로 지지판(210)의 온도를 조절한다.
온도 조절부(330)는 자성체(334)와 차폐 부재(332)를 포함한다.
자성체(334)는 가열부(310)의 하부 영역에 제공된다. 자성체(334)는 가열부(310)의 자기장 분포를 변형시킨다. 자성체(334)는 다양한 크기를 가질 수 있다. 자성체(334)는 동일 평면상에 나선형으로 이루어질 수 있다. 예컨대, RF코일과 같은 형태로 구동축(232)를 감싸는 형태로 이루어질 수 있다. 자성체(334)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수 개의 자성체(334)는 동일 평면상에 제공될 수 있다. 동일 평면상의 복수 개의 자성체(334)는 환형의 형태를 가질 수 있으며, 각각의 자성체는 서로 인접하게 배열된다.
자성체(334)가 다양한 크기를 갖는 나선형 또는 환형의 형태를 가지는 경우, 가열부(310)에 영향을 주는 영역이 상이하게 이루어질 수 있다. 달리 말해, 가열부(310)를 적어도 하나 이상의 영역으로 나누어 각 영역에 대응되도록 자성체(334)를 배열할 수 있다. 예컨대, 지지판(210)을 중심부와 끝단부의 환형의 형태로 영역을 나눌 때, 가열부(310)를 이에 대응한 영역으로 나누어 자성체(334)가 각 영역에 개별적으로 영향을 줄 수 있도록 자성체(334)의 크기를 조절한다.
자성체(334)는 자성을 지닌 물질로서, 다양한 자성 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 페라이트(FERRITE)일 수 있다. 자성체(334)는 공정 처리실(100)에 인접한 곳에 배치한다. 이는 자성체(334)를 이루는 물질이 고온의 상태에서 자성을 잃어버릴 수 있기 때문에 공정 처리실(100) 외부에 위치한 냉각 장치(미도시)에 인접하게 배치하기 위함이다.
차폐 부재(332)는 가열부(310)의 자기장을 차단한다. 차폐 부재(332)는 자기장의 에너지를 잃게 하여 자기장의 세기를 감소시켜 유도 전류의 발생을 감소시키는 자기장의 차폐 원리를 이용한 것이다. 이에, 차폐 부재는 알루미늄이나 구리와 같은 금속 물질로 이루어진다.
차폐 부재(332)는 높이를 조절하여 차단되는 자기장을 조절하여 자기장의 세기를 조절한다. 차폐 부재(332)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수 개의 차폐 부재(332) 각각은 개별적으로 높이를 조절할 수 있다. 이에, 다양한 높이를 가진 차폐 부재(332)의 배치에 따라 가열부(310)의 자기장에 영향을 주는 영역이 달라질 수 있다. 이로 인해, 지지판(210)이 온도 분포가 상이하게 될 수 있다. 예컨대, 차폐 부재(332)의 높이가 높아지는 경우 가열부(310)의 자기장의 세기가 작아지면서 지지판(210)의 온도를 낮춘다. 이와 반대로 차폐 부재(332)의 높이가 낮거나 없는 경우 가열부(310)의 자기장의 세기의 변화가 거의 없게 되어 지지판(210)의 온도를 일정하게 맞춰준다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 자성체(334)와 차폐 부재(332)는 동일 평면상에 위치할 수 있다. 차폐 부재(332)는 자성체(334)의 측면에 인접하여 배치될 수 있다. 이에, 자성체(334)의 크기와 개수에 따라 차폐 부재(332)의 개수도 달라질 수 있다. 예컨대, 자성체(334)가 나선형 또는 복수 개의 환형으로 이루어진 경우, 서로 인접하는 자성체(334) 사이에 차폐 부재(332)가 배치되며, 자성체의 양끝에도 차폐 부재(332)를 배치할 수 있다. 이 때, 자성체(334)의 폭이 큰 경우, 나선형이나 환형의 자성체(334)의 꼬임 수가 적게 되고 이에 차폐 부재(332)의 개수도 적게 된다. 이와 반대로 자성체(334)의 폭이 작은 경우, 나선형이나 환형의 자성체(334)의 꼬임 수가 크게 되고 이에 차폐 부재(332)의 개수가 많게 된다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 기판 처리 장치(10)를 이용하여 기판(S)상에 금속 막을 증착하는 과정과 지지판의 가열 과정을 설명하면 다음과 같다.
어느 하나의 기판 홀더(220)에 기판(S)이 로딩된 후, 지지판(210)이 회전하면서 순차적으로 다른 기판 홀더들(220)에 기판(S)이 로딩된다. 기판(S)의 로딩이 완료되면, 지지판(210)은 자기 중심 축을 중심으로 회전하고, 기판들(S)은 기판 홀더(220)가 가스 베어링에 의해 자기 중심축을 중심으로 회전하는 것에 의해 회전된다. 그리고, 가열 부재(300)가 지지판(210)을 유도 가열 방식으로 가열하고, 지지판(210)의 열이 기판 홀더(220)를 통해 기판(S)으로 전달됨으로써, 기판(S)이 공정 온도로 가열된다.
가열된 지지판(210)에 온도 구배가 생기는 경우, 가열부(310)의 자기장을 변화시켜 지지판(210)의 온도를 조절한다. 자성체(332)는 가열부(310)의 자기장에 영향을 미치며 자성체(332)의 크기와 개수를 조절하여 가열부(310)에서 발생되는 자기장을 영역별로 조절한다. 또한, 가열부(310)의 자기장을 차단시킬 수 있는 차폐 부재(332)의 높이를 조절하여 가열부(310)의 자기장을 조절한다. 차폐 부재(332)와 자성체(334)를 이용하여 가열부(310)의 자기장을 영역별로 조절하여 지지판(210)의 온도를 영역별로 조절한다.
이후, 금속 유기 화합물의 가스가 샤워 노즐(410)을 통해 공급된다. 기판들(S)로 분사된 금속 유기 화합물의 가스와 수소 화합물의 가스는 기판들(S)에 가해진 고온의 열에 의해 분해되면서 기판들(S)상에 금속 박막을 증착한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 공정 처리실 200 기판 지지 부재
400 가스 공급 부재 500 배기 부재
300 가열 부재
310 가열부 320 지지대
330 온도 조절부
332 차폐 부재 334 자성체

Claims (19)

  1. 공정 처리실; 및
    상기 공정 처리실 내에 설치되어, 기판을 지지하는 지지판을 가지는 기판 지지 부재; 및
    상기 지지판에 의해 지지된 상기 기판을 가열하는 가열 부재를 포함하되,
    상기 가열 부재는
    유도 가열 방식으로 상기 지지판을 가열시키는 가열부;
    상기 가열부의 자기장을 변화시켜 상기 지지판의 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함하되, 상기 온도 조절부는,
    상기 가열부 아래에 자성체를 제공하여 상기 가열부의 자기장을 변화시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 가열부의 자기장을 차단하는 차폐 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자성체는 동일 평면상에 나선형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 자성체는 복수 개로 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수 개의 자성체 각각은 동일 평면상에 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 가열부를 적어도 하나 이상의 영역으로 나누어 상기 각 영역에 대응되도록 상기 자성체를 배열하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 자성체는 상기 공정 처리실의 하부면에 인접한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자성체가 페라이트인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐 부재는 높이 조절이 되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 차폐 부재는 복수 개 제공되며, 상기 복수 개의 차폐 부재은 각각 높이 조절이 되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 자성체와 상기 차폐 부재가 동일 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 차폐부재는 상기 자성체의 측면에 인접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 차폐부재는 구리 또는 알루미늄 등과 같은 금속 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 부재는 상기 가열부를 지지하는 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 기판 지지 부재의 지지판에 기판을 위치시키고, 가열부에 의해 상기 지지판이 유도 가열시키고 상기 기판으로 가스를 공급하여 공정을 처리하되, 상기 가열부의 자기장을 변화시켜 상기 지지판의 온도를 변화시키고, 상기 가열부의 자기장의 변화는 상기 가열부의 아래에 위치한 자성체에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 가열부를 적어도 하나 이상의 영역으로 나누어 상기 각 영역에 대응되도록 상기 자성체를 배열하여 상기 가열부의 각 영역마다 자기장을 변화시켜 상기 가열부의 영역에 대응되는 상기 지지판의 영역의 온도 분포를 상이하게 하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 자성체의 크기를 조절하여 상기 가열부의 자기장을 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 가열부의 자기장을 차단할 수 있는 차폐 부재에 의해 상기 가열부의 자기장을 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 차폐 부재의 높이 조절을 통해 상기 가열부의 자기장을 조절하여 상기 지지판의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
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