KR20140109846A - 기판처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 상세하게는 어닐링, 증착, 식각하는 등 기판에 대하여 소정의 처리공정을 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 서로 결합되어 처리공간을 형성하는 챔버본체 및 탑리드와; 상기 챔버본체 및 상기 탑리드의 하부 중 적어도 어느 하나에 설치되며, 서로 분리된 복수 개의 히팅블록들이 조합되어 피가열체를 가열하도록 가열면을 형성하는 히팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.
본 발명은 서로 결합되어 처리공간을 형성하는 챔버본체 및 탑리드와; 상기 챔버본체 및 상기 탑리드의 하부 중 적어도 어느 하나에 설치되며, 서로 분리된 복수 개의 히팅블록들이 조합되어 피가열체를 가열하도록 가열면을 형성하는 히팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.
Description
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 상세하게는 어닐링, 증착, 식각하는 등 기판에 대하여 소정의 처리공정을 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
기판처리장치는 대기압 또는 진공압상태에서의 예열(preheating), 어닐링, 증착, 식각 등 기판에 대하여 소정의 처리공정을 수행하는 기판처리장치를 말하며, 대표적인 예로서, 로드락챔버(loadlock chamber), 진공처리장치 등이 있다.
진공처리장치는 밀폐된 처리공간에 전원을 인가하여 플라즈마를 형성함으로써 기판지지대 위에 안착된 기판의 표면을 증착, 식각하는 등 진공처리공정을 수행하는 장치를 말한다.
이때 상기 진공처리장치는 서로 결합되어 처리공간을 형성하는 탑리드 및 챔버본체와, 탑리드의 하측에 설치되어 진공처리를 위한 가스를 처리공간으로 분사하는 샤워헤드와, 진공처리를 위한 기판을 지지하는 기판지지대를 포함하여 구성된다. 이때 상기와 같은 진공처리장치는 진공처리공정의 수행을 위하여 기판을 가열하기 위한 히터가 기판지지대에 설치되거나, 샤워헤드의 상측에 결합될 수 있다.
한편 기판 중 LCD 패널용 유리기판과 같이 기판이 대면적화되거나, 태양전지용 기판 등과 같이 다수개의 기판을 한꺼번에 처리하는 경우에도 처리되는 기판들의 숫자를 늘리기 위하여 기판지지대 및 그에 설치되는 히터 또한 대면적화되고 있다.
그런데 종래의 진공처리장치에서 히터의 파손이나 오작동이 있는 경우 고가의 부재인 히터 전체를 교환하여야 하므로 유지 및 보수비용이 증가하는 문제점이 있다.
또한 히터가 대면적화되면서 히터 내에 설치되는 발열부재의 길이가 길어져 히터의 온도제어도 어려워지고, 고온대응이 어려우며 기판지지대 전체의 균일한 온도제어에도 한계가 있는 문제점이 있다.
또한 히터를 제작하는데 있어서도 기존 제조설비를 활용하는 경우 제조설비의 크기에 대한 한계로 인하여 제조될 수 있는 히터의 크기에 제한을 받는 문제점이 있다.
특히 고온대응을 위하여 SUS나 인코넬(INCONELL) 재질을 가지는 히터를 제조하고자 하는 경우 히터를 구성하는 판재들 사이에 브레이징(brazing) 결합이 필요한데 브레이징을 위한 브레이징로의 크기에 한계가 있어서 대면적의 히터를 제조하는 경우 새로운 제조설비를 필요로 하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 서로 분리된 복수 개의 히팅블록들이 조합된 히팅부를 구비함으로써 대형의 기판처리장치에도 활용가능하며, 고온대응이 용이함과 아울러 온도제어가 용이한 기판처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 히팅영역을 복수 개로 구성함으로써 기판의 위치에 따라서 발열량을 달리하는 등 온도제어가 용이한 기판처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 서로 결합되어 처리공간을 형성하는 챔버본체 및 탑리드와; 상기 챔버본체 및 상기 탑리드의 하부 중 적어도 어느 하나에 설치되며, 서로 분리된 복수 개의 히팅블록들이 조합되어 피가열체를 가열하도록 가열면을 형성하는 히팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.
상기 히팅부는 상기 챔버본체에 설치되며 피가열체를 지지하는 기판지지대에 설치되거나, 상기 히팅부는 챔버본체에 설치되며 피가열체를 지지하는 기판지지대를 구성할 수 있다.
상기 히팅블록들 중 적어도 하나는 독립적으로 발열량이 제어되는 복수 개의 발열부재가 설치될 수 있다.
상기 히팅블록들은 발열량이 동일하거나 발열량이 함께 제어되는 영역을 히팅영역이라고 할 때, 서로 조합되어 2개 이상의 히팅영역들을 형성하도록 구성될 수 있다.
상기 가열면은 피가열체의 중앙부분에 대응되는 제1히팅영역과, 상기 제1히팅영역을 둘러싸는 제2히팅영역을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1히팅영역은 상기 제2히팅영역보다 발열량이 작게 구성될 수 있다.
상기 히팅영역들 중 적어도 하나는 인접하는 2개 이상의 상기 히팅블록들에 걸쳐서 형성될 수 있다.
상기 히팅블록은 이웃하는 상기 히팅블록과 간격을 두고 설치될 수 있다.
상기 히팅블록은 하부를 이루는 제1플레이트와, 기판을 지지하는 상부를 이루며 상기 제1플레이트와 결합되는 제2플레이트와, 상기 제1플레이트 또는 상기 제2플레이트에 형성된 삽입홈에 설치되어 전원공급에 의하여 발열하는 하나 이상의 발열부재를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 히팅블록들은 램프히터를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 피가열체는 트레이에 로딩된 다수개의 기판들로 구성되며, 상기 기판지지대는 상기 트레이를 지지하도록 구성될 수 있다.
한편 상기 기판처리장치는 로드락챔버 또는 진공처리장치로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 대면적 기판처리장치의 크기에 대응하여 대면적의 단일의 히터를 사용하는 대신 분리된 복수개의 히팅블록들을 사용함으로써, 기판처리장치에 사용되는 히터를 기존 제조설비에 의하여 제작할 수 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치는 대면적의 단일의 히터를 사용하는 대신 분리된 복수개의 히팅블록들을 피가열체를 가열하는 히팅부로 사용함으로써, 다수개의 기판들을 처리하는 대형의 기판처리장치 또는 대면적의 기판을 처리하는 기판처리장치에의 사용이 가능하며, 고온대응이 가능하며, 온도제어가 용이한 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치는 복수 개의 히팅블록들의 발열량이 함께 제어되거나 발열량이 동일한 히팅영역을 복수 개로 구성함으로써 기판의 위치에 따른 온도편차에 적절하게 대처할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치는 분리된 복수 개의 히팅블록들이 설치됨으로써 히터블록들 중 일부에 파손이나 오작동이 있는 경우 파손 또는 오작동하는 히팅블록만을 교체함으로써 유지 및 보수 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판처리장치에 설치되는 히터를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 히터의 단면 일부를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판처리장치에 설치되는 히터의 변형례를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판처리장치에 설치되는 히터를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 히터의 단면 일부를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판처리장치에 설치되는 히터의 변형례를 보여주는 평면도이다.
이하, 본 발명에 따른 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 단면도이다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 대기압 또는 진공압상태에서의 예열, 어닐링, 증착, 식각 등 기판에 대하여 소정의 처리공정을 수행하는 장치로서, 진공상태에서 기판에 대한 진공처리를 수행하는 진공처리장치에 관하여 예를 들어 설명한다.
본 발명에 따른 진공처리장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 탈착가능하게 결합되어 처리공간(S)을 형성하는 챔버본체(110) 및 탑리드(120)와, 샤워헤드(200), 기판지지대(500) 등을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 진공처리장치(100)는 피가열체인 기판(1)의 표면을 증착하는 등 진공처리를 수행하기 위한 장치로서, 반도체소자를 제조하기 위한 웨이퍼, 사각형상 등 각형으로 형성되는 LCD 패널용 유리기판, 태양전지용 기판 등의 표면을 진공상태에서 플라즈마를 형성하여 진공처리를 수행한다.
이때 상기 진공처리장치(100)는 하나의 기판(1)에 대하여 진공처리를 수행하거나, 태양전지용 기판과 같이 복수 개의 기판(1)들에 대하여 한번에 진공처리를 수행할 수도 있으며, 특히 복수 개의 기판(1)들에 대하여 진공처리를 수행하는 경우 기판(1)들은 트레이(2)에 로딩된 상태로 이송될 수 있다.
상기 진공처리장치(100)는 가스를 처리공간(S)으로 공급하기 위하여 가스공급장치와 연결되는 가스공급관(130) 및 처리공간(S) 내의 배기 및 압력제어를 위하여 진공펌프와 연결되는 배기관(미도시)이 연결될 수 있다.
또한 상기 진공처리장치(100)는 처리공간(S)에 플라즈마를 형성하도록 전원이 인가되는데 전원인가방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 탑리드(120) 및 샤워헤드(200)는 RF전원이 인가되고, 기판지지대(500) 내에 전극부재(미도시)를 설치하고 전극부재가 접지될 수 있다.
또한 그 반대로 탑리드(120) 및 샤워헤드(200)는 접지되고, 전극부재는 RF전원이 인가될 수 있다.
또한 탑리드(120) 및 샤워헤드(200)는 물론 전극부재 각각에 서로 다른 주파수를 가지는 RF전원이 인가될 수 있다.
상기 챔버본체(110)는 상측에 탑리드(120)와 결합되어 처리공간(S)을 형성하도록 구성되며, 측면에는 기판(1)의 입출을 위한 하나 이상의 게이트(140)가 형성된다. 이때 상기 게이트(140)는 게이트밸브(미도시)에 의하여 개폐될 수 있으며, 기판(1)의 입출방식에 따라서 일측에만 형성되거나, 서로 대향되는 위치에 한 쌍으로 형성될 수 있다.
상기 탑리드(120)는 다양한 구성이 가능하며, 챔버본체(110)와 탈착가능하게 결합되어 처리공간(S)을 형성하는 구성으로, 샤워헤드(200)와는 열전달 및 통전이 가능하도록 후술하는 샤워헤드(200)가 하부에 결합될 수 있다.
상기 샤워헤드(200)는 가스공급관(130)을 통하여 공급되는 가스를 처리공간(S)으로 분사하는 구성으로서, 가스의 종류 및 수, 분사방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
상기 기판지지대(500)는 진공처리의 대상인 기판(1)을 지지하기 위한 구성으로서, 챔버본체(110)에 설치되며 전원인가를 위한 전극부재, 기판(1)의 온도제어를 위한 구성 등 다양한 설치물들이 설치될 수 있다.
또한 상기 기판지지대(500)는 기판(1)이 직접 안착되거나, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개의 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)가 안착될 수 있다.
한편 상기 진공처리장치(100)는 진공처리를 수행하면서 기판(1)을 일정한 온도로 가열하여 기판(1)의 온도를 제어하거나, 고온을 요하는 공정을 위하여 기판지지대(500)에 서로 조합되어 피가열체를 가열하기 위한 하나의 가열면을 형성하도록 복수 개의 히팅블록(510)들이 분리된 상태로 설치되는 히팅부를 포함한다.
여기서 상기 복수 개의 히팅블록(510)들이 조합되어 구성되는 히팅부는 기판지지대(500) 자체를 구성하거나 기판지지대(500)의 일부를 구성할 수 있다. 또한 상기 복수 개의 히팅블록(510)들은 기판지지대(500)들 이외에도 샤워헤드(200)의 상부 등 가열이 필요한 부분에는 어디든 설치될 수 있다.
상기 히팅블록(510)은 램프히터는 물론, 소정의 온도로 가열할 수 있는 구성이면 어떠한 구조도 가능하며, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부를 이루며 전원연결선이 설치될 수 있도록 관통공(미도시)이 형성되는 제1플레이트(511)와, 기판(1)을 지지하는 상부를 이루며 제1플레이트(511)와 결합되는 제2플레이트(512)와, 제1플레이트(511) 또는 제2플레이트(512)에 형성된 삽입홈(513a)에 설치되어 전원연결선과 연결되어 전원공급에 의하여 발열하는 시스히터와 같은 하나 이상의 발열부재(513)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1플레이트(511) 및 제2플레이트(512)는 금속재질, 구체적으로는 니켈기 내열 합금재질을 가질 수 있으며 다양한 형상을 가질 수 있다.
니켈기 내열 합금으로는 인코넬(등록상표), 하스텔로이(등록상표)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 사용되는 환경에 따라서 스테인리스강, 알루미늄, 알루미늄 합금, 동, 동 합금, 티탄, 티탄 합금 중 하나를 제1플레이트(2)와 제2플레이트(3)에 사용할 수도 있다.
한편 상기 제1플레이트(511) 및 제2플레이트(512)는 상호 원활한 열전달을 위하여 브레이징에 의하여 결합될 수 있다.
상기 히팅블록(510)은 처리되는 LCD 패널용 유리기판 등이 장방형인 점을 고려하여 장방형의 형상을 가질 수 있다.
한편 상기 복수 개의 히팅블록(510)들은 발열량, 온도제어의 목적 등 다양한 필요성에 따라서 다양한 조합이 가능하다.
예를 들면 상기 히터블록(510)들은 가로방향 및 세로방향으로, 또는 일방향으로 배치될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 4개로 분할된 구성을 가지도록 4개의 히팅블록(510)들로 구성될 수 있다.
또한 상기 히터블록(510)들은 도 4에 도시된 바와 같이, 피가열체를 기준으로 중앙에 설치된 중앙히팅블록(501)과, 중앙히팅블록(501)을 둘러싸는 4개의 외곽히팅블록(502)들로 구성될 수 있다. 여기서 중앙히팅블록(501) 및 외곽히팅블록(502)은 하나의 예시일 뿐 그 형상 및 숫자는 설계에 따라서 다양하게 구성될 수 있다.
한편 상기 히팅블록(510)들 중 적어도 하나는 하나 이상의 발열부재(513)들이 설치될 수 있다. 이때 복수 개의 발열부재(513)들이 설치된 경우 각 발열부재(513)들은 개별적으로 제어, 특히 발열량이 독립적으로 제어가능하도록 설치될 수 있으며, 각 발열부재(513)는 그 발열량이 다르게 설정될 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 히팅블록(510)들은 피가열체인 기판(1)을 기준으로 중앙부분에 대응되는 부분에 제1발열부재(513)가 설치되고, 그 외곽부분에 제2발열부재(513)가 설치될 수 있다. 이때 중앙부분에 설치된 제1발열부재(513)는 외곽에 설치된 제2발열부재(513)의 발열양보다 작게 설정될 수 있다. 물론 공정조건에 따라서 반대로 중앙부분에 설치된 제1발열부재(513)는 외곽에 설치된 제2발열부재(513)의 발열양보다 크게 설정될 수 있다.
상기 히팅블록(510)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 발열시 열팽창을 고려하여 설정온도가 최고일 때, 즉 열팽창이 최고일 때, 이웃하는 히팅블록(510)과 접촉되지 않을 정도로 히팅블록(510)과 간격을 두고 설치될 수 있다.
한편 상기 진공처리장치(100)는 기판(1)을 기준으로 중앙부분에서 온도가 높게 형성되고 외곽부분에서 온도가 상대적으로 낮게 형성됨이 일반적이다.
따라서 본 발명에 따른 진공처리장치(100)는 상기와 같이 위치에 따라 온도편차가 발생함을 고려하여 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 복수 개의 히팅블록(510)들이 기판지지대(500) 상에 복수개의 "발열량이 함께 제어되거나, 발열량이 동일한" 히팅영역(R1, R2)들이 형성하고 각 히팅영역(R1, R2)들에서의 발열량이 독립적으로 제어될 수 있다.
상기 복수 개의 히팅영역(R1, R2)들은 2개 이상으로 형성되며, 하나의 히팅블록(510)들 내에서도 형성이 가능하며, 2개 이상, 즉 복수 개의 히팅블록(510)들의 조합에 의하여 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 히팅영역(R1, R2)들은 피가열체인 기판(1)의 중앙부분에 대응되는 제1히팅영역(R1)과, 제1히팅영역(R1)을 둘러싸는 제2히팅영역(R2)로 구성될 수 있다.
이때 상기 제1히팅영역(R1) 및 제2히팅영역(R2)은 각각 하나 이상의 히팅블록(510)에 의하여 형성될 수 있다.
또한 상기 복수개의 히팅영역(R1, R2)들 중 적어도 하나는 2개 이상의 히팅블록(510)들에 형성될 수 있다. 이때 하나의 히팅영역을 형성하는 히팅블록(510)들 중 적어도 하나는 하나 이상의 히팅영역이 형성될 수 있다.
한편 분리된 복수 개의 히팅블록들이 진공처리장치에 설치된 예를 들어 설명하였으나, 진공처리장치 이외에도 대기압 또는 진공상태의 로드락챔버 내에서 예열을 하거나, 기타 가열이 필요한 기판처리장치 모두에 적용 가능함은 물론이다.
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 ; 진공처리장치 200 : 샤워헤드
300 : 기판지지대
510 : 히팅블록
R1, R2 : 히팅영역
300 : 기판지지대
510 : 히팅블록
R1, R2 : 히팅영역
Claims (1)
- 서로 결합되어 처리공간을 형성하는 챔버본체 및 탑리드와;
상기 챔버본체 및 상기 탑리드의 하부 중 적어도 어느 하나에 설치되며, 서로 분리된 복수 개의 히팅블록들이 조합되어 피가열체를 가열하도록 가열면을 형성하는 히팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140110970A KR101523313B1 (ko) | 2014-08-25 | 2014-08-25 | 기판처리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140110970A KR101523313B1 (ko) | 2014-08-25 | 2014-08-25 | 기판처리장치 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080092397A Division KR101450006B1 (ko) | 2008-09-19 | 2008-09-19 | 기판처리장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140109846A true KR20140109846A (ko) | 2014-09-16 |
| KR101523313B1 KR101523313B1 (ko) | 2015-05-27 |
Family
ID=51756222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140110970A KR101523313B1 (ko) | 2014-08-25 | 2014-08-25 | 기판처리장치 |
Country Status (1)
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-
2014
- 2014-08-25 KR KR1020140110970A patent/KR101523313B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101523313B1 (ko) | 2015-05-27 |
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