KR20140085947A

KR20140085947A - 기판처리장치 및 기판처리방법

Info

Publication number: KR20140085947A
Application number: KR1020120155863A
Authority: KR
Inventors: 강현
Original assignee: 주식회사 원익아이피에스
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-08
Also published as: KR101868462B1

Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판을 셔틀에 안착시킨 상태에서 안착된 기판을 이송하면 기판처리를 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 밀폐된 내부공간을 형성하는 공정챔버와; 상기 공정챔버에 설치되며 기판안착면에 안착된 기판을 선형이동시키되 상기 기판의 이송방향을 기준으로 전방 및 후방에 윙부를 가지는 셔틀과; 상기 공정챔버에 설치되어 상기 셔틀에 의하여 이송되는 기판의 이송경로의 상부에 위치되어 기판처리를 위한 가스를 분사하는 복수의 가스노즐부들이 상기 셔틀의 이동방향을 따라서 순차적으로 배치된 가스분사부와; 복수의 상기 가스노즐부들 중 적어도 일부의 가스노즐부의 직하방에 상기 윙부가 통과할 때 해당 가스노즐부의 상기 윙부에 대한 가스분사가 차단되도록 상기 가스분사부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.

Description

기판처리장치 및 기판처리방법 {Substrate processing apparatus, and substrate processing method}

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판을 셔틀에 안착시킨 상태에서 안착된 기판을 이송하면 기판처리를 수행하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.

기판처리장치란 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버를 구비하여, 기판표면을 식각하거나 증착하는 등 기판처리를 수행하는 장치를 말한다.

여기서 상기 기판처리장치에 의하여 처리되는 기판은 반도체용 웨이퍼, LCD패널용 유리기판, OLDE패널용 유리기판, 태양전지용 기판 등이 있다.

그리고 종래의 기판처리장치 중 공정챔버 내에 선형이동이 가능하도록 설치되며 기판이 안착되는 셔틀을 구비하여, 셔틀에 기판을 안착시킨 후 셔틀의 이동에 의하여 기판처리를 수행하는 장치가 있다.

한편 종래의 기판처리장치에 사용되는 셔틀은, 기판이 안착되는 기판안착부와, 기판안착부의 전방 및 후방에 결합되는 한 쌍의 윙부를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 윙부는 가스흐름의 왜곡 등으로 인하여 기판안착부의 가장자리 부근에서 기판처리가 불균일하게 이루어질 수 있는바 이를 보완하기 위한 구성으로서 기판안착부의 가장자리 부근에서 균일한 공정분위기를 형성한다.

그런데 종래의 기판처리장치는, 윙부에서도 증착이 이루어며, 윙부에 증착된 물질은 박리되어 파티클을 형성하여 기판처리의 불량 원인으로 작용하는바, 이를 방지하기 위하여 정기적으로 윙부를 교체하여야 한다.

따라서 종래의 기판처리장치는, 윙부에서 발생되는 파티클으로 인한 기판처리의 불량, 윙부의 교체에 따른 유지보수의 비용증가, 장비의 가동 중지에 따른 기판처리의 수율을 저하하는 문제점들이 있다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 기판처리시 윙부에서 증착되는 현상을 최소화하여 윙부에서의 파티클의 형성을 방지하고 윙부의 교체주기를 최소화할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 밀폐된 내부공간을 형성하는 공정챔버와; 상기 공정챔버에 설치되며 기판안착면에 안착된 기판을 선형이동시키되 상기 기판의 이송방향을 기준으로 전방 및 후방에 윙부를 가지는 셔틀과; 상기 공정챔버에 설치되어 상기 셔틀에 의하여 이송되는 기판의 이송경로의 상부에 위치되어 기판처리를 위한 가스를 분사하는 복수의 가스노즐부들이 상기 셔틀의 이동방향을 따라서 순차적으로 배치된 가스분사부와; 복수의 상기 가스노즐부들 중 적어도 일부의 가스노즐부의 직하방에 상기 윙부가 통과할 때 해당 가스노즐부의 상기 윙부에 대한 가스분사가 차단되도록 상기 가스분사부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.

상기 가스분사부는, 소스가스를 분사하는 소스가스노즐부와, 상기 반응가스를 분사하는 반응가스노즐부와, 상기 소스가스노즐부 및 상기 반응가스노즐부 사이에 설치되어 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스노즐부를 포함하는 하나 이상의 가스노즐군을 포함하며, 상기 가스노즐군을 이루는 상기 가스노즐부들의 사이들 중 적어도 하나에는 가스를 흡입하여 배기하는 상부배기부가 설치될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 셔틀의 이동에 의하여 직하방에 상기 윙부가 통과할 때 소스가스의 분사가 차단되도록 상기 소스가스노즐부를 제어할 수 있다.

상기 가스노즐부에 가스를 공급하는 가스공급장치와 연결되는 가스공급관에는 바이패스배관이 연결된 바이패스밸브가 설치되며, 상기 제어부는, 상기 가스공급장치로부터 공급되는 가스를 상기 바이패스관으로 흐르도록 상기 바이패스밸브를 제어하여 상기 윙부가 상기 가스노즐부의 직하방을 통과할 때 가스의 분사를 차단할 수 있다.

상기 가스노즐부에 의한 가스의 분사 및 차단이 용이하도록 상기 가스노즐부에 소스가스를 공급하는 가스공급장치와 연결되는 가스공급관에는 상기 가스공급장치로부터 공급된 가스가 임시로 저장되는 가스버퍼부가 설치될 수 있다.

상기 가스분사부는, 상기 셔틀의 이동방향을 따라서 2개 이상의 상기 가스노즐군이 순차적으로 설치되며, 상기 가스노즐군들 사이에는 가스를 흡입하여 배기하는 상부배기부가 사이에 설치되는 한 쌍의 퍼지가스노즐부들을 포함하는 제1보조노즐군이 설치될 수 있다.

상기 가스분사부는, 상기 셔틀의 이동방향을 기준으로 상기 가스노즐군의 반응가스노즐부에 인접하여 설치되는 소스가스노즐부를 포함하는 제2보조노즐군이 추가로 설치될 수 있다.

상기 공정챔버 및 상기 셔틀 중 적어도 어느 하나는, 상기 가스분사부에 대한 상기 윙부의 상대위치를 감지하는 위치감지부가 추가로 설치되며, 상기 제어부는, 상기 위치감지부에 의하여 감지된 상기 윙부의 상대위치의 감지신호에 따라서 상기 가스분사부를 제어할 수 있다.

본 발명은 또한 상기 공정챔버에 설치되며 기판안착면에 안착된 기판을 선형이동시키되 상기 기판의 이송방향을 기준으로 전방 및 후방에 윙부를 가지는 셔틀과; 상기 공정챔버에 설치되어 상기 셔틀에 의하여 이송되는 기판의 이송경로의 상부에 위치되어 기판처리를 위한 가스를 분사하는 복수의 가스노즐부들이 상기 셔틀의 이동방향을 따라서 순차적으로 배치된 가스분사부를 포함하는 기판처리장치의 기판처리방법으로서, 복수의 상기 가스노즐부들 중 적어도 일부의 가스노즐부의 직하방에 상기 윙부가 통과할 때 해당 가스노즐부의 상기 윙부에 대한 가스분사가 차단되도록 상기 가스분사부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판처리방법을 개시한다.

상기 가스분사부는, 소스가스를 분사하는 소스가스노즐부와, 상기 반응가스를 분사하는 반응가스노즐부와, 상기 소스가스노즐부 및 상기 반응가스노즐부 사이에 설치되어 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스노즐부를 포함하는 하나 이상의 가스노즐군을 포함하며, 상기 가스노즐군을 이루는 상기 가스노즐부들의 사이들 중 적어도 하나에는 가스를 흡입하여 배기하는 상부배기부가 설치되며, 상기 셔틀의 이동에 의하여 직하방에 상기 윙부가 통과할 때 소스가스의 분사가 차단되도록 상기 소스가스노즐부를 제어할 수 있다.

상기 공정챔버 및 상기 셔틀 중 적어도 어느 하나는, 상기 가스분사부에 대한 상기 윙부의 상대위치를 감지하는 위치감지부가 추가로 설치되며, 상기 위치감지부에 의하여 감지된 상기 윙부의 상대위치의 감지신호에 따라서 상기 가스분사부를 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 기판처리장치 및 기판처리방법은, 기판처리면을 제외한 부분, 즉 윙부에서 가스가 분사되는 것을 차단함으로써 기판처리시 윙부에서 증착되는 현상을 최소화하여 윙부에서의 파티클의 형성을 방지하고 윙부의 교체주기를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따른 기판처리장치 및 기판처리방법은, 가스분사부의 직하방에 윙부가 통과하는 경우 처리공간으로 분사되는 가스, 예를 들면 소스가스가 분사되는 것을 차단하고 퍼지가스 및 반응가스는 지속적으로 분사되도록 함으로써, 플라즈마 온상태를 유지하면서 소스가스의 분사가 선택적으로 이루어지도록 하여 기판처리시 윙부에서 증착되는 현상을 최소화하여 윙부에서의 파티클의 형성을 방지하고 윙부의 교체주기를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한 윙부가 가스분사부의 직하방을 통과할 때에 소스가스가 분사되는 것을 차단함으로써 윙부의 표면에 증착이 이루어지는 것을 방지하는 한편, 공정수행에 소요되는 소스가스를 절감하여 기판처리비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도들로서 그 작동과정을 보여주는 단면도들이다.
도 2는 도 1의 기판처리장치 중 셔틀 및 기판을 보여주는 평면도이다.
도 3는 도 1의 기판처리장치 중 가스분사부의 구성을 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 1의 가스분사부에서 소스가스의 흐름의 일예을 보여주는 개념도이다.
도 5는 도 1의 가스분사부에서 소스가스의 흐름의 다른 예을 보여주는 개념도이다.

이하, 본 발명에 따른 기판처리장치 및 기판처리방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 1a 내지 도 1c, 및 도 2에 도시된 바와 같이, 밀폐된 내부공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100)에 설치되며기판안착면(210)에 안착된 기판(10)을 선형이동시키되 기판(10)의 이송방향을 기준으로 전방 및 후방에 윙부(220)를 가지는 셔틀(100)과; 공정챔버(100)에 설치되어 셔틀(100)에 의하여 이송되는 기판(10)의 이송경로의 상부에 위치되어 기판처리를 위한 가스를 분사하는 가스분사부(140)를 포함한다.

본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 밀폐된 내부공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100)에 설치되어 기판(10)이 안착되는 기판안착부(210)를 가지며 안착된 기판(10)을 선형이동하는 셔틀(100)과; 공정챔버(100)에 설치되어 셔틀(100)에 의하여 이송되는 기판(10)의 이송경로의 상부에 위치되어 기판처리를 위한 가스를 분사하는 가스분사부(140)와, 가스분사부(140)의 가스분사를 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.

여기서 본 발명에 따른 기판처리장치는 식각공정, 증착공정 등 기판처리공정을 수행하며, 특히 원자층증착공정, 더 구체적으로 OLED기판에 대한 봉지공정을 수행할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 기판처리장치의 기판처리대상은 반도체용 웨이퍼, LCD패널용 유리기판, OLDE패널용 유리기판, 태양전지용 기판 등 기판처리가 필요한 기판이면 어떠한 기판도 가능하다.

한편 상기 기판처리장치는, 패턴화된 기판처리를 위하여 기판안착부(210)에 안착된 기판(10)에 마스크(미도시)를 밀착시킨 후 셔틀(100)을 이동시키면서 기판처리를 수행할 수 있다.

이때 상기 마스크는 기판(10)의 지지, 기판(10)의 기판처리면에 소정 패턴의 기판처리 등을 위하여 기판(10)에 밀착되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

상기 공정챔버(100)는 기판처리의 수행을 위한 처리공간(S)이 형성되며 기판처리에 따라서 다양한 구조가 가능하며, 예로서, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 서로 착탈가능하게 결합되어 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 챔버본체(120) 및 상부리드(110)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 상기 공정챔버(100)는 지지프레임(미도시)에 의하여 지지되어 설치될 수 있다.

상기 챔버본체(120)에는 반송로봇(미도시) 등에 의하여 반송되어 기판(10)이 도입되거나 배출될 수 있도록 하나 이상의 게이트(101)가 형성될 수 있으며, 처리공간(S) 내의 배기 및 압력제어를 위하여 배기시스템과 연결될 수 있다.

그리고 상기 챔버본체(120)는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 지지프레임에 의하여 지지될 수 있으며, 그 하측에 기판(10)의 도입 및 배출시 기판(10)을 지지하기 위한 리프트핀을 포함하는 기판리프팅시스템(미도시), 기판(10) 및 마스크의 얼라인을 위한 얼라인시스템(미도시), 마스크을 상하로 이동시키기 위한 마스크승하강시스템(미도시) 등이 설치될 수 있다.

또한 상기 챔버본체(120)는 마스크 및 기판안착면 사이에 외부로부터 기판(10)이 도입되거나, 기판안착면에 안착된 기판(10)이 외부로 반출될 때, 마스크를 상측으로 이동시킬 필요가 있는바, 마스크를 기판안착부(210)에 대하여 승강시키기 위한 마스크승강구동부(미도시)가 설치될 수 있다.

상기 마스크승강구동부는 셔틀(200)이 외부와 기판(10)을 교환하기 위한 위치에 왔을 때 마스크를 상측으로 상승시키고, 마스크 및 기판안착면 사이에 기판(10)이 도입되고 기판안착면에 기판(10)이 안착된 후 마스크를 하강시켜 기판(10)에 밀착시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다. 여기서 상기 기판안착부(210)에는 마스크승강구동부의 일부인 마스크지지부(미도시)가 기판안착부(210)를 관통하여 상하로 이동될 수 있도록 복수의 관통공(미도시)들이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 마스크승강구동부는 셔틀(200)에 설치되는 등, 공정챔버(100) 및 셔틀(200) 중 적어도 어느 하나에 설치되는 등 다양하게 설치될 수 있음은 물론이다.

한편 상기 공정챔버(100)는, 공정처리에 따른 전원이 인가를 위하여 접지되거나 RF전원이 인가되는 등 다양한 전원이 인가될 수도 있다.

또한 상기 기판리프팅시스템 및 가스분사부(140)의 위치와 관련하여, 본 발명에 따른 기판처리장치는 셔틀(200)에 의하여 기판(10)이 이송되면서 기판처리가 이루어짐을 고려하여, 기판리프팅시스템은 기판(10)이 도입되거나 배출되는 위치 즉, 게이트(101) 부근에 설치되며, 가스분사부(140)는 셔틀(200)의 이동에 연동하여 기판(10) 전체에 걸쳐 골고루 기판처리가 이루어질 수 있도록 셔틀(200)의 이동경로를 기준으로 그 중앙에 배치될 수 있다.

한편 상기 공정챔버(100)는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 셔틀(200)의 선형이동을 위하여, 공정챔버(100) 내에 설치된 한 쌍의 가이드레일(130)과; 가이드레일(130)을 따라서 선형이동되는 셔틀(200)과; 가이드레일(130)을 따라서 셔틀(200)을 선형이동시키기 위한 선형구동부(150)를 포함한다.

상기 가이드레일(130)은 선형구동부(150)의 선형구동에 의하여 셔틀(200)의 선형이동을 가이드하는 구성으로서, 셔틀(200)의 이동을 가이드할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.

예로서, 상기 가이드레일(130)은 셔틀(200)의 선형이동방향, 즉 종방향(X축 방향)으로 배치될 수 있다.

상기 선형구동부(150)는 셔틀(200)의 선형이동을 구동할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.

여기서 상기 선형구동부(150)는 스크류잭, 유압실린더 등 그 구동방식에 따라서 다양한 방식이 가능하며, 파티클에 민감한 공정이 수행됨을 고려하여 파티클의 발생이 가장 적은 자기를 이용한 선형구동장치가 사용됨이 바람직하다.

상기 셔틀(200)은, 공정챔버(100) 내에 설치되어 안착된 기판(10)을 선형이동하는 구성으로서, 도 1a 내지 도 1c 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10)이 안착되는 기판안착부(210)와, 그 이동방향을 기준으로 기판안착부(210)의 전방 및 후방에 설치되는 한 쌍의 윙부(220)를 포함한다.

상기 기판안착부(210)는 기판안착면을 구비하여, 반송로봇(미도시)과 같은 기판이송장치에 의하여 공정챔버(100) 내에 도입된 기판(10)이 안착되는 구성으로서 기판(10)이 안착될 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.

여기서 상기 기판안착면은 기판(10)의 형상에 대응되는 형상, 예를 들면 직사각형 형상을 가지며, 기판처리면과 반대면인 기판(10)을 지지하기 위한 구성으로서 기판처리를 위하여 기판(10)을 가열하거나 냉각하는 등 기판(10)에 대한 열전달이 용이하도록 형성됨이 바람직하다.

상기 기판안착부(210)의 재질은 공정에 따라서 공정에 영향을 주지 않는 재질의 사용이 바람직하며, 예로서, 알루미늄, 알루미늄 합금 등의 재질이 사용될 수 있으며, 통상 처리되는 기판의 형상이 직사각형임을 고려하여 직사각형의 형상을 가지는 것이 바람직하다.

또한 상기 기판안착부(210)의 저면 쪽에는 자력에 의하여 마스크를 기판(10)에 밀착시키는 마스크홀더(미도시)가 설치될 수 있다.

또한 상기 기판안착부(210)의 저면 쪽에는 기판(10)을 가열하기 위한 히터(미도시)가 설치될 수 있다.

상기 윙부(220)는, 셔틀(200)의 선형이동방향(X축 방향)을 기준으로 기판안착부(210)의 전방 및 후방 가장자리 부근에서 균일한 공정분위기를 형성하기 위하여, 종방향(X축 방향)을 기준으로 기판안착부(210)의 전방 및 후방 중 적어도 어느 하나에 결합되는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.

상기 윙부(220)는 가스흐름의 왜곡 등으로 인하여 기판안착부(210)의 가장자리 부근에서 기판처리가 불균하게 이루어질 수 있는바 이를 보완하기 위한 구성으로서 기판안착부(210)의 가장자리 부근에서 균일한 공정분위기를 형성하기 위하여 기판안착면 상에 안착된 기판(10), 또는 마스크가 설치된 경우 마스크의 상면과 동일한 평면을 형성하는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.

예로서, 상기 윙부(220)는 후술하는 프레임부(230)에 지지되어 기판안착부(210)로부터 순차적으로 탈착가능하게 설치되는 복수의 윙플레이트들을 포함할 수 있으며, 그 재질은 기판안착부(210)와 동일한 재질, 즉 알루미늄 또는 알루미늄합금 재질을 가지는 것이 바람직하다.

한편 상기 셔틀(200)은, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 기판안착부(210) 및 윙부(220)의 저면에 탈착가능하게 결합되고, 서로 탈착가능하게 결합된 복수의 프레임부재들을 포함하는 프레임부(230)를 포함하는 등 다양한 구성이 가능하다.

상기 프레임부(230)는 기판안착부(210)의 저면에 탈착가능하게 결합되고, 서로 탈착가능하게 결합된 복수의 프레임부재들을 포함하여 셔틀(200)을 경량화 및 유지보수시 교체가 원활하게 하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

예로서, 상기 프레임부(230)를 구성하는 복수의 프레임부재들은 그 재질이 기판안착부(210)에 비하여 강도가 높지만 열변형이 작은, 즉 열팽창률이 작은 재질, 예를 들면 FRP(fiber reinforced plastic)재질의 사용이 바람직하다. 그리고 FRP로는 유리강화섬유(GFRP), 탄소강화섬유(CFRP) 등이 있다.

상기 제어부는, 가스분사부(140)의 가스분사를 제어하기 위한 구성으로서 가스분사부(140)를 제어할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.

상기 가스분사부(140)는, 셔틀(200)에 의하여 이송되는 기판(10)의 이송경로의 상부에 위치되어 기판처리를 위한 가스를 분사하는 구성으로서 하나 이상의 분사구가 형성된 블록형의 샤워헤드, 가스유로를 따라서 가스가 흐르면서 분사되도록 하나 이상의 관통공(미도시)이 형성된 관 등 가스를 분사할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.

특히 상기 가스분사부(140)는, 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스가 각각 분사할 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이, 공정챔버(100)에 설치되어 셔틀(200)에 의하여 이송되는 기판(10)의 이송경로의 상부에 위치되어 기판처리를 위한 가스를 분사하는 복수의 가스노즐부(31, 32, 33)들이 셔틀(200)의 이동방향을 따라서 복수 순차적으로 배치되어 구성될 수 있다.

그리고 상기 복수의 가스노즐부(31, 32, 33)들로 이루어진 가스분사부(140)는, 기판처리의 종류, 처리공간(S)으로의 가스분사 형태에 따라서 다양한 구성이 가능하다.

예로서, 상기 가스분사부(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 소스가스를 분사하는 소스가스노즐부(31)과, 반응가스를 분사하는 반응가스노즐부(32)과, 복수의 가스노즐부(31, 32)들 각각의 사이에 설치되어 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스노즐부(33)를 포함할 수 있다.

여기서 상기 소스가스노즐부(31), 반응가스노즐부(32) 및 퍼지가스부사열(33)의 배열순서는 기판처리의 종류, 처리공간(S)으로의 가스분사 형태에 따라서 다양한 구성이 가능하다.

또한 상기 소스가스노즐부(31), 퍼지가스노즐부(33), 반응가스노즐부(32) 및 퍼지가스노즐부(33)를 포함하는 복수의 가스노즐부(31, 32, 33)들 사이들 중 적어도 하나에는 가스의 신속한 배기 등을 위하여 진공펌프와 연결되는 상부배기부(34)가 설치될 수 있다.

예로서, 상기 가스분사부(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 소스가스노즐부(31)와, 반응가스노즐부(32)와, 소스가스노즐부(31) 및 반응가스노즐부(32) 사이에 설치되는 퍼지가스노즐부(33)를 포함하는 하나 이상의 가스노즐군(141)을 포함할 수 있다. 여기서 상기 가스노즐군(141)을 이루는 소스가스노즐부(31), 반응가스노즐부(32) 및 퍼지가스노즐부(33), 즉 가스노즐부(31, 32, 33)들 사이들 중 적어도 하나에는 가스를 흡입하여 배기하는 상부배기부(34)가 설치될 수 있다.

그리고 상기와 같은 구성을 가지는 가스노즐군(141)은, 셔틀(200)의 이동방향을 따라서 2개 이상으로 설치되는 등 다양한 조합이 가능하다.

이때, 상기 가스노즐군(141)들 사이에는, 이웃하는 가스노즐군(141)과의 간섭을 배제하기 위하여, 가스를 흡입하여 배기하는 상부배기부(34)가 사이에 설치되는 한 쌍의 퍼지가스노즐부(33)들을 포함하는 제1보조노즐군(142)이 설치됨이 바람직하다.

또한 상기 가스분사부(140)는, 셔틀(200)이 왕복이동하면서 기판처리가 수행됨을 고려하여 셔틀(200)의 이동방향에 관계없이 동일한 공정조건을 형성하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 셔틀(200)의 이동방향을 기준으로 가스노즐군(141)의 반응가스노즐부(32)에 인접하여 설치되는 소스가스노즐부(31)를 포함하는 제2보조노즐군(143)이 추가로 설치됨이 더욱 바람직하다.

이때 상기 제2보조노즐군(143)은, 소스가스노즐부(31)에 더하여 퍼지가스분사부(33) 및 상부배기부(34)를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 배치를 가지는 가스분사부(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 셔틀(200)의 이동방향에 관계없이 기판(10)에 소스가스가 먼저 분사된 다음 반응가스가 분사되는 공정조건의 형성이 가능해진다.

한편 앞서 설명한 바와 같이, 기판처리가 기판(10)에 대하여 이루지고 윙부(220)에서는 기판처리가 수행되지 않는 것이 바람직한바, 상기 제어부는, 기판처리방법으로서, 도 1a 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 가스노즐부(31, 32, 33)들 중 적어도 일부의 가스노즐부(예를 들면 소스가스노즐부(31))은, 직하방에 윙부(220)가 통과할 때 가스분사가 차단되도록 가스분사부(140)를 제어함을 특징으로 한다.

즉, 상기 제어부는, 직하방에 윙부(220)가 통과할 때 해당 가스노즐부의 가스분사를 차단하도록 가스분사부(210)를 제어함으로써 윙부(220)에서의 증착현상을 방지함으로써 윙부(220)에서의 증착에 따른 파티클의 발생을 방지함을 특징으로 한다.

여기서 해당 가스노즐부의 가스분사차단은, 윙부(220)에서의 증착현상을 방지하는데 목적이 있는바 해당 가스노즐부의 가스분사를 미리 차단하는 시점 및 직하방에 윙부(220)가 위치되는 시점 사이의 시차는 가스노즐부에 의하여 분사된 가스가 윙부의 표면에 이르는 시간을 고려하여 실험 등을 통하여 설정될 수 있다.

또한 가스노즐부의 윙부에 대한 가스분사차단은, 윙부(220)의 표면에서의 파티클 발생을 억제를 목적으로 한 것으로서 윙부(220)의 일부에 대하여 가스분사가 이루어질 수도 있음은 물론이다.

또한 윙부(220)의 위치와 관련한 해당 가스노즐부의 가스분사차단은, 가급적 윙부(220)에 일부 가스가 분사되는 것을 효과적으로 차단하기 위하여 가스노즐부에 의하여 분사된 가스가 윙부(220)의 표면에 이르는 시간을 고려하여 실험 등을 통하여 윙부(220)가 해당 가스노즐부의 직하방에 위치되기 전에 미리 밸브(314)를 작동하여 가스분사의 작동을 멈추게 할 수 있다.

정리하면, "직하방에 윙부(220)가 통과할 때 해당 가스노즐부의 가스분사를 차단"은, 윙부(220)의 표면에 가스가 이르는 것을 차단하는 것을 의미하며, 윙부(220)가 해당 가스노즐부의 직하방에 위치된 상태에서 가스분사를 차단하거나, 윙부(220)가 해당 가스노즐부의 직하방에 위치하기 직전, 특히 가스노즐부에 의하여 분사된 가스가 윙부(220)의 표면에 이르는 시간 전에 가스분사를 차단하는 것을 모두 포함한다.

한편 상기 제어부는, 기판처리의 종류, 분사되는 가스의 종류 및 숫자 등에 의하여 다양한 방법에 의하여 복수의 가스노즐부(31, 32, 33)들 중 적어도 일부의 가스노즐부(예를 들면 소스가스노즐부(31))가, 직하방에 윙부(220)가 통과할 때 가스분사가 차단되도록 제어할 수 있다.

예를 들면, 상기 제어부는, 반응가스노즐부(32) 및 퍼지가스부사열(33)이 각각 반응가스 및 퍼지가스를 지속적으로 분사하여 플라즈마 온상태를 유지하면서, 소스가스노즐부(31)들이, 셔틀(200)의 이동에 의하여 직하방에 윙부(220)가 통과할 때 소스가스의 분사를 차단하도록 가스분사부(140)를 제어할 수 있다.

즉, 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 제어부는, 소스가스노즐부(31)들의 직하방에 기판안착부(210)가 위치된 경우 모든 소스가스노즐부(31)들이 소스가스의 분사를 수행하도록 제어한다.

그리고 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 제어부는, 셔틀(200)의 이동에 의하여 윙부(220)가 가스분사부(140)의 직하방으로 이동되며 소스가스노즐부(31)들 중 그 직하방에 윙부(220)가 통과할 때 해당 소스가스노즐부(31)은 소스가스의 분사가 차단되도록 제어, 소스가스노즐부(31)에 설치된 밸브(314)를 작동시켜 가스분사를 차단한다.

구체적으로 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 제어부는, 셔틀(200)이 도면에서 우측, 즉 X축방향으로 이동되는 경우 가장 좌측에 위치된 소스가스노즐부(31)부터 윙부(220)의 이동과 함께 우측으로 가면서 순차적으로 가스분사를 멈추도록 밸브(314)를 제어한다(가스차단구간).

한편 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 제어부는, 셔틀(200)이 공정챔버(100) 내에서 좌측으로 이동되면 도 1a 및 도 1b와는 반대로 가장 우측에 위치된 소스가스노즐부(31)부터 윙부(220)의 이동과 함께 좌측으로 가면서 순차적으로 가스분사를 멈추도록 밸브(314)를 제어한다(가스차단구간).

한편 상기 제어부가 셔틀(200)의 이동에 의하여 직하방에 윙부(220)가 통과할 때, 특히 위치되기 전에 가스분사가 차단되도록 가스분사부(140)을 제어함에 있어서, 제어부는, 밸브(314)의 작동에 의하여 가스공급장치(310)와 연결되는 가스공급관(311)를 선택적으로 개방 또는 차단함으로써 가스분사 또는 가스차단의 제어를 수행할 수 있다.

이때, 상기 가스노즐부, 예를 들면 소스가스노즐부(31)에 의한 소스가스의 분사 및 차단이 용이하도록 도 4에 도시된 바와 같이, 가스공급장치(310)와 연결되는 가스공급관(311)에는 가스공급장치(310)로부터 공급된 가스가 임시로 저장되는 가스버퍼부(315)가 설치됨이 바람직하다.

상기 가스버퍼부(315)는, 가스노즐부, 예를 들면 소스가스노즐부(31)에 의한 가스의 분사 및 차단이 용이, 즉 가스차단에 따른 가스분사량 또는 가스분사압의 변화를 최소화하도록 기판에 대한 공정조건을 일정하게 유지하기 위한 구성으로서 밸브(316), 압력조정기, 가스저장용기 등 다양한 구성이 가능하다.

또한 상기 제어부가 셔틀(200)의 이동에 의하여 직하방에 윙부(220)가 통과할 때 가스분사가 차단되도록 가스분사부(140)를 제어함에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 가스, 예를 들면 소스가스를 공급하는 가스공급장치(310)와 연결되는 가스공급관(311)에는 바이패스배관(313)이 연결된 바이패스밸브(313)가 설치될 수 있다.

이때, 상기 제어부는, 소스가스를 바이패스배관(313)으로 흐르도록 바이패스밸브(313)를 제어하여 가스노즐부, 예를 들면 소스가스노즐부(31)의 직하방에 윙부(220)가 통과할 때 소스가스의 분사가 차단되도록 할 수 있다.

한편 상기 바이패스배관(313)은, 바이패스밸브(312)의 작동에 의하여 가스노즐부(31)로 분사될 가스를 우회시키는 관으로써 배기관(미도시)으로 연결되어 배기되거나, 가스의 재활용을 위하여 별도의 가스저장용기로 배출될 수 있다.

특히 상기 바이패스배관(313)은 상부배기부(34)가 설치된 경우 상부배기부(34)와 연결된 상부배기관과 연결됨으로써 배기될 수 있다.

한편, 상기 제어부가, 복수의 가스노즐부(31, 32, 33)들 중 적어도 일부의 가스노즐부의 직하방에 윙부(220)가 통과할 때 가스분사를 차단하도록 가스분사부(140)를 제어함에 있어서 가스분사부(140)에 대한 셔틀(200), 특히 윙부(220)의 상대위치에 대한 정보가 필요하다.

따라서 상기 기판처리장치는, 공정챔버(100) 내에는 가스분사부(140)에 대한 셔틀(200)의 상대위치를 감지하기 위한 위치감지부(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.

이때 상기 제어부는, 위치감지부에 의하여 감지된 가스분사부(140)에 대한 셔틀(200)의 윙부(220)의 상대위치의 감지신호로부터 복수의 가스노즐부(31, 32, 33)들 중 직하방에 윙부(220)가 위치될 가스노즐부를 판단하여 해당 가스노즐부의 가스분사가 차단되도록 제어한다.

그리고 상기 가스분사부(140)의 제어를 위한 가스분사부(140)에 대한 윙부(220)의 상대위치는, 가스분사부(140)에 대한 셔틀(200)의 상대위치, 가스분사부(140)에 대한 윙부(220)의 상대위치 등 변형된 정보로도 가능하며, 제어부는, 다양한 방법에 의하여 직하방에 윙부(220)가 통과할 때 가스분사를 차단하도록 가스분사부(140)를 제어할 수 있다.

상기 위치감지부에 대한 실시예로서, 기판안착부(210)의 전후단에 대응되는 위치 각각 제1감지부를 설치하고, 가스분사가 제어될 가스노즐부(예를 들면 31)에 대응되는 위치에 제2감지부를 설치함으로써, 제어부는, 기판안착부(210)의 이동방향, 제1감지부 및 제2감지부의 상호작용에 의하여 윙부(220)가 접근하였음을 감지한 경우 해당 가스노즐부(31)가 가스분사를 차단하도록 제어하고, 윙부(220)가 지나갔음을 감지한 경우 해당 가스노즐부(31)가 가스를 분사하도록 제어한다.

여기서 상기 제1감지부 및 제2감지부는 셔틀(200)의 이동 및 가스노즐부(31)의 제어를 위한 지연시간을 고려하여 적절한 위치에 위치됨은 물론이다.

또한 상기 위치감지부에 대한 또 다른 실시예로서, 공정챔버(100) 내에서의 셔틀(200)의 전후단의 위치를 감지하는 센서를 설치하고, 제어부는 셔틀(200)의 이동속도와 함께 가스분사부(140)에 대한 윙부(220)의 상대위치를 계산함으로써 직하방에 윙부(220)가 통과할 때, 예를 들면 위치되기 전에 가스분사를 차단하도록 가스분사부(140)를 제어할 수 있다.

또한 상기 위치감지부에 대한 또 다른 실시예로서, 제어부는 셔틀(200)의 길이, 이동속도, 이동방향에 대한 정보를 활용하여 가스분사부(140)에 대한 윙부(220)의 상대위치를 계산함으로써 직하방에 윙부(220)가 통과할 때 가스분사를 차단하도록 가스분사부(140)를 제어할 수 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100 : 공정챔버 140 : 가스분사부
200 : 셔틀 210 : 기판안착부
220 : 윙부

Claims

밀폐된 내부공간을 형성하는 공정챔버와;
상기 공정챔버에 설치되며 기판안착면에 안착된 기판을 선형이동시키되 상기 기판의 이송방향을 기준으로 전방 및 후방에 윙부를 가지는 셔틀과;
상기 공정챔버에 설치되어 상기 셔틀에 의하여 이송되는 기판의 이송경로의 상부에 위치되어 기판처리를 위한 가스를 분사하는 복수의 가스노즐부들이 상기 셔틀의 이동방향을 따라서 순차적으로 배치된 가스분사부와;
복수의 상기 가스노즐부들 중 적어도 일부의 가스노즐부의 직하방에 상기 윙부가 통과할 때 해당 가스노즐부의 상기 윙부에 대한 가스분사가 차단되도록 상기 가스분사부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가스분사부는,
소스가스를 분사하는 소스가스노즐부와, 상기 반응가스를 분사하는 반응가스노즐부와, 상기 소스가스노즐부 및 상기 반응가스노즐부 사이에 설치되어 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스노즐부를 포함하는 하나 이상의 가스노즐군을 포함하며,
상기 가스노즐군을 이루는 상기 가스노즐부들의 사이들 중 적어도 하나에는 가스를 흡입하여 배기하는 상부배기부가 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제어부는, 상기 셔틀의 이동에 의하여 직하방에 상기 윙부가 통과할 때 소스가스의 분사가 차단되도록 상기 소스가스노즐부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가스노즐부에 가스를 공급하는 가스공급장치와 연결되는 가스공급관에는 바이패스배관이 연결된 바이패스밸브가 설치되며,
상기 제어부는, 상기 가스공급장치로부터 공급되는 가스를 상기 바이패스관으로 흐르도록 상기 바이패스밸브를 제어하여 상기 윙부가 상기 가스노즐부의 직하방을 통과할 때 가스의 분사를 차단하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가스노즐부에 의한 가스의 분사 및 차단이 용이하도록 상기 가스노즐부에 가스를 공급하는 가스공급장치와 연결되는 가스공급관에는 상기 가스공급장치로부터 공급된 가스가 임시로 저장되는 가스버퍼부가 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 2에 있어서,
상기 가스분사부는, 상기 셔틀의 이동방향을 따라서 2개 이상의 상기 가스노즐군이 순차적으로 설치되며,
상기 가스노즐군들 사이에는 가스를 흡입하여 배기하는 상부배기부가 사이에 설치되는 한 쌍의 퍼지가스노즐부들을 포함하는 제1보조노즐군이 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 2에 있어서,
상기 가스분사부는, 상기 셔틀의 이동방향을 기준으로 상기 가스노즐군의 반응가스노즐부에 인접하여 설치되는 소스가스노즐부를 포함하는 제2보조노즐군이 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 공정챔버 및 상기 셔틀 중 적어도 어느 하나는, 상기 가스분사부에 대한 상기 윙부의 상대위치를 감지하는 위치감지부가 추가로 설치되며,
상기 제어부는, 상기 위치감지부에 의하여 감지된 상기 윙부의 상대위치의 감지신호에 따라서 상기 가스분사부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
밀폐된 내부공간을 형성하는 공정챔버와;
상기 공정챔버에 설치되며 기판안착면에 안착된 기판을 선형이동시키되 상기 기판의 이송방향을 기준으로 전방 및 후방에 윙부를 가지는 셔틀과;
상기 공정챔버에 설치되어 상기 셔틀에 의하여 이송되는 기판의 이송경로의 상부에 위치되어 기판처리를 위한 가스를 분사하는 복수의 가스노즐부들이 상기 셔틀의 이동방향을 따라서 순차적으로 배치된 가스분사부를 포함하는 기판처리장치의 기판처리방법으로서,
복수의 상기 가스노즐부들 중 적어도 일부의 가스노즐부의 직하방에 상기 윙부가 통과할 때 해당 가스노즐부의 상기 윙부에 대한 가스분사가 차단되도록 상기 가스분사부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판처리방법.
청구항 9에 있어서,
상기 가스분사부는,
소스가스를 분사하는 소스가스노즐부와, 상기 반응가스를 분사하는 반응가스노즐부와, 상기 소스가스노즐부 및 상기 반응가스노즐부 사이에 설치되어 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스노즐부를 포함하는 하나 이상의 가스노즐군을 포함하며,
상기 가스노즐군을 이루는 상기 가스노즐부들의 사이들 중 적어도 하나에는 가스를 흡입하여 배기하는 상부배기부가 설치되며,
상기 셔틀의 이동에 의하여 직하방에 상기 윙부가 통과할 때 소스가스의 분사가 차단되도록 상기 소스가스노즐부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 기판처리방법.
청구항 9 내지 청구항 10 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 공정챔버 및 상기 셔틀 중 적어도 어느 하나는, 상기 가스분사부에 대한 상기 윙부의 상대위치를 감지하는 위치감지부가 추가로 설치되며,
상기 위치감지부에 의하여 감지된 상기 윙부의 상대위치의 감지신호에 따라서 상기 가스분사부를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.