KR20150016443A - 기판 처리장치 - Google Patents

기판 처리장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150016443A
KR20150016443A KR1020130091717A KR20130091717A KR20150016443A KR 20150016443 A KR20150016443 A KR 20150016443A KR 1020130091717 A KR1020130091717 A KR 1020130091717A KR 20130091717 A KR20130091717 A KR 20130091717A KR 20150016443 A KR20150016443 A KR 20150016443A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
exhaust
chamber
diffusion
susceptor
Prior art date
Application number
KR1020130091717A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101513504B1 (ko
Inventor
송병규
김용기
김경훈
김창돌
신양식
양일광
신창훈
김은덕
Original Assignee
주식회사 유진테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 유진테크 filed Critical 주식회사 유진테크
Priority to KR1020130091717A priority Critical patent/KR101513504B1/ko
Priority to PCT/KR2014/005882 priority patent/WO2015016492A1/ko
Priority to TW103125062A priority patent/TW201512449A/zh
Publication of KR20150016443A publication Critical patent/KR20150016443A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101513504B1 publication Critical patent/KR101513504B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45559—Diffusion of reactive gas to substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45502—Flow conditions in reaction chamber
    • C23C16/45504—Laminar flow

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 처리장치는, 일측에 형성된 통로를 통해 기판이 이송되며, 상기 기판에 대한 공정이 이루어지는 직육면체 형상의 내부공간을 제공하는, 그리고 상기 기판을 향해 가스를 공급하는 공급포트가 상기 통로의 반대측에 형성된 챔버; 상기 내부공간에 설치되며, 상기 기판의 하부에 배치되어 상기 기판을 가열하는 서셉터; 상기 서셉터와 상기 챔버의 내벽 사이에 설치되어 상기 공급포트의 출구측에 위치하며, 상기 공급포트를 통해 공급된 상기 가스를 확산하는 복수의 확산홀들을 가지는 확산부재를 포함한다.

Description

기판 처리장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 챔버의 일측 및 타측에 구비된 확산판 및 배기판을 통해 기체의 층류(laminar flow)를 유지함으로써 기판의 생산성 및 품질을 확보 가능한 기판 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 제조에 있어서 반도체 기판 위에 고품질의 박막을 형성하고자 하는 장치나 공정에 대해 개선하는 노력이 계속되고 있으며, 반도체 기판의 표면 반응을 이용하여 박막을 형성하는데 몇 가지 방법이 이용되어 왔다.
이러한 방법에는 진공 증발 증착(Vacuum Evaporation Deposition), 분자 선 결정 성장(molecular Beam Epitaxy:MBE), 저압 화학 기상 증착(Low-pressure Chemical Vapor Deposition), 유기금속 화학 기상 증착(Organometallic Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 강화 화학 기상 증착(Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition)을 포함하는 다양한 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition:CVD), 그리고 원자층 결정 성장(Atomic Layer Epitaxy:ALE) 등이 있다.
이 중 원자층 결정 성장(ALE)은 반도체 증착 및 무기물 전계발광 표시 소자(electroluminescent display device) 등에 폭넓게 연구되어 왔으며, 최근에 다양한 물질 층을 증착하는데 원자층 증착(Atomic Layer Deposition:ALD)을 이용한다.
원자층 증착법(ALD)은 두 가지 이상의 반응 원료 기체를 서로 순차적, 불연속적으로 반도체 기판 위에 공급하여 기판 표면에 박막을 증착하는 방법으로, 기판 표면에 흡착된 복수의 반응 기체들이 표면 반응을 통해 원자층 단위로 박막을 성장시키고, 이를 반복적으로 수행하여 원하는 두께의 박막을 형성한다.
예를 들어, 기판 위에 제1 반응 기체를 공급하여 제1 반응 기체를 기판 위에 흡착시킨다. 제1 반응 기체를 기판 위에 흡착시킨 후에는 퍼지 기체를 공급하거나 반응 챔버 내의 기체를 강제로 제거하여 흡착되고 남아 있는 제1 반응 기체나 부산물을 제거한다. 그 후 제2 반응 기체를 기판 위에 공급하여 제2 반응 기체가 기판 위로 흡착되어 있는 제1 반응 기체와 반응하여 원자층에 증착된다.
이때, 반응은 기판 위에 흡착된 제1 반응 기체층 모두가 제2 반응 기체와 반응한 후에 종료된다. 그 후, 다시 퍼지 기체를 공급하거나 반응 챔버 내의 기체를 강제로 제거하여 반응하고 남아 있는 제2 반응 기체나 부산물을 제거한다. 이러한 사이클을 원하는 두께의 박막이 증착될 때까지 반복한다. 이러한 사이클은 두 가지의 반응 기체가 아니라 세 가지 이상의 반응 기체가 이용될 수도 있으며, 추가적인 퍼지 단계를 포함할 수 있다.
일반적인 화학 기상 증착법에 적합한 증착 장치는 반응 기체들을 동시에 공급하여 박막을 형성하도록 설계되어 있어서 반응 기체를 불연속적으로 공급하여 박막을 형성하거나, 순차적으로 공급되는 반응 기체들을 반응기 내에서 기상 반응을 일으키지 않도록 퍼지를 통해 제거해 가며 반응시키는 방법에는 부적합하였다. 또한, 기체가 위에서 아래 방향으로 반도체 기판 위에 공급되는 증착 장치에서는 일반적으로 기판 위에 균일한 반응기체를 공급하기 위해 샤워헤드(shower head)를 이용한다. 그러나 이러한 구조는 공정 기체의 흐름을 복잡하게 하고, 큰 크기의 반응기를 요구하므로 반응기체의 공급을 빠르게 전환하기 어렵다.
한국등록특허공보 10-1212514호. 2012. 12. 14.
본 발명의 목적은 기판상에 유동하는 기체의 층류(laminar flow)를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 이상적인 기체의 층류를 구현하여 기판의 품질 및 생산성을 향상시키는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 처리장치는, 일측에 형성된 통로를 통해 기판이 이송되며, 상기 기판에 대한 공정이 이루어지는 직육면체 형상의 내부공간을 제공하는, 그리고 상기 기판을 향해 가스를 공급하는 공급포트가 상기 통로의 반대측에 형성된 챔버; 상기 내부공간에 설치되며, 상기 기판의 하부에 배치되어 상기 기판을 가열하는 서셉터; 상기 서셉터와 상기 챔버의 내벽 사이에 설치되어 상기 공급포트의 출구측에 위치하며, 상기 공급포트를 통해 공급된 상기 가스를 확산하는 복수의 확산홀들을 가지는 확산부재를 포함한다.
상기 기판 처리장치는, 상기 공급포트의 반대측에 형성되며, 상기 가스를 배기하는 배기포트; 상기 서셉터와 상기 챔버의 내벽 사이에 설치되어 상기 공급포트의 반대측에 위치하며, 상기 기판을 통과한 상기 가스를 상기 배기포트로 배기하는 복수의 배기홀들을 가지는 배기부재; 및 상기 배기부재를 승강하는 승강부재를 포함할 수 있다.
상기 승강부재는, 상기 배기부재의 하부에 연결되는 실린더로드; 및 상기 실린더로드를 승강하는 실린더를 구비할 수 있다.
상기 배기부재는 상기 실린더에 의해, 상기 통로를 통해 상기 기판을 상기 챔버 내부로 로딩 가능한 대기위치; 및 상기 서셉터의 상부와 상기 통로를 구획하여 상기 공정가스를 확산하는 공정위치로 전환할 수 있다.
상기 확산홀 및 배기홀은 각각 서로 기설정된 간격으로 배치되며, 원형 또는 장공 형상을 가질 수 있다.
상기 기판 처리장치는, 상기 확산부재와 이격설치되어 상기 공급포트 상에 위치하며, 상기 확산홀과 각각 어긋나게 배치되는 복수의 보조확산홀들을 가지는 보조확산판을 더 포함할 수 있다.
상기 확산판과 상기 배기판 사이의 거리는 상기 확산판 및 상기 배기판의 길이방향을 따라 일정할 수 있다.
상기 서셉터는, 상기 기판을 가열하는 가열영역을 구비하며, 상기 가열영역은 상기 서셉터의 중심을 기준으로 편심되어 상기 공급포트보다 상기 통로에 근접하여 배치될 수 있다.
상기 확산부재는 상기 서셉터의 측면 및 상기 챔버의 내벽에 접하며, 상부면이 상기 서셉터의 상부면보다 낮게 위치하는 확산몸체 및 상기 확산몸체의 상부면으로부터 돌출되어 상기 확산홀들이 형성된 확산판을 구비하며, 상기 배기부재는 상기 서셉터의 측면에 접하여 승강가능하고 상승한 상태에서 상부면이 상기 서셉터의 상부면보다 낮게 위치하는 배기몸체 및 상기 배기몸체의 상부면으로부터 돌출되어 상기 배기홀들이 형성된 배기판을 구비하되, 상기 배기포트의 입구측은 상기 배기판과 상기 챔버의 내벽 사이에 형성된 이격공간의 바닥면에 위치할 수 있다.
상기 챔버는 상부가 개방된 형상을 가지며, 상기 기판 처리장치는, 상기 챔버의 개방된 상부에 설치되며, 내면에 제1 설치홈을 가지는 챔버덮개; 상기 제1 삽입홈에 삽입설치되며, 내면에 제2 설치홈을 가지는 인슐레이터; 상기 제2 설치홈에 삽입설치되며, 외부로부터 공급된 전류를 통해 상기 내부공간에 플라즈마를 생성하는 안테나를 구비하는 탑 일렉트로드를 더 포함하되, 상기 챔버덮개와 상기 인슐레이터 및 상기 탑 일렉트로드를 통해 상기 내부공간을 구획하여 상기 기판의 반응공간을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 챔버의 내부공간에 설치된 확산판 및 배기판을 이용하여 공급포트를 통해 공급된 가스의 층류를 제공할 수 있다. 또한, 기판이 로딩되어 기판을 가열하는 가열영역이 공급포트보다 통로에 근접 배치되어 기판상에 균일한 가스를 공급가능함으로써 기판의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 기판 처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 기판 처리장치의 분리사시도이다.
도 4 및 도 5는 도 2에 도시한 배기판의 대기위치 및 공정위치를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2에 도시한 서셉터의 가열영역을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 2에 도시한 기판 처리장치의 가스 유동상태를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 7을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다. 또한, 이하에서는 기판(W)를 예로 들어 설명하나, 본 발명은 다양한 피처리체에 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이 일반적으로 반도체 제조설비(100)는 공정설비(120) 및 설비 전방 단부 모듈(110)(Equipment Front End Module : EFEM)을 포함한다. 설비 전방 단부 모듈(110)은 공정설비(120)의 전방에 장착되어 기판(W)들이 수용된 용기와 공정설비 간에 기판(W)를 이송한다.
기판(W)은 공정설비(120) 내에서 소정의 공정이 수행된다. 공정설비(120)는 이송챔버(130), 로드록 챔버(140) 및 공정을 수행하는 복수의 기판 처리장치(10)로 구성될 수 있다. 이송챔버(130)는 상부에서 바라볼 때 대체로 다각형상을 가지며, 로드록 챔버(140) 및 기판처리장치(10)들은 이송챔버(130)의 측면에 각각 설치된다. 이송챔버(130)는 사각형상일 수 있으며, 이송챔버(130)의 측면에 각각 2개의 기판처리장치(10)가 배치될 수 있다.
로드록 챔버(140)는 이송 챔버(130)의 측부들 중 설비 전방 단부 모듈(110)과 인접한 측부에 위치한다. 기판(W)은 로드록 챔버(140) 내에 일시적으로 머무른 후 공정설비(120)에 로딩되어 공정이 이루어지며, 공정이 완료된 후 기판(W)은 공정설비(120)로부터 언로딩되어 로드록 챔버(140) 내에 일시적으로 머무른다. 이송챔버(130) 및 각각의 기판처리장치(10)는 진공으로 유지되며, 로드록 챔버(130)는 진공 및 대기압으로 전환 가능하다. 로드록 챔버(130)는 외부 오염물질이 이송챔버(140) 및 기판처리장치(10)들로 유입되는 것을 방지하며, 기판(W)이 이송되는 동안 기판(W)이 대기에 노출을 차단하여 기판(W)상에 산화막 성장을 방지할 수 있다.
로드록 챔버(140)와 이송 챔버(130), 그리고 로드록 챔버(140)와 설비 전방 단부 모듈(110) 사이에는 게이트 밸브(도시안함)가 설치될 수 있으며, 이송 챔버(130)는 기판 핸들러(135)(이송로봇)를 구비한다. 기판 핸들러(135)는 로드록 챔버(140)와 기판처리장치(10)들 사이에서 기판(W)을 이송한다. 예를 들어, 이송 챔버(130) 내에 구비된 기판 핸들러(135)는 제1 및 제2 블레이드를 통해 이송챔버(130)의 측면에 각각 배치된 기판 처리장치(10)에 동시에 기판(W)을 로딩할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시한 기판 처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 도 1에 도시한 기판 처리장치의 분리사시도이다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 챔버(20)는 일측에 형성된 통로(22)를 통해 기판(W)이 이송되어 기판(W)에 대한 공정을 수행할 수 있다. 챔버(20)는 개방된 상부를 가지며, 챔버덮개(12)는 챔버(20)의 개방된 상부에 설치된다. 챔버덮개(12)는 내면에 제1 설치홈(13)이 형성되며, 인슐레이터(15)는 제1 설치홈(13)에 삽입설치된다. 인슐레이터(15)는 내면에 제2 설치홈(16)이 형성되며, 제2 설치홈(16)에는 탑 일렉트로드(18)가 설치되어 챔버(20)의 내부공간(3)에 플라즈마를 발생할 수 있다.
탑 일렉트로드(18)의 하부면은 서셉터(30)의 상부면과 나란하며, 내부에 안테나(17)가 설치되어 외부로부터 고주파 전류가 공급된다. 챔버덮개(12), 인슐레이터(15) 및 탑 일렉트로드(18)에 의해 챔버(20)의 개방된 상부는 폐쇄하여 내부공간(3)을 형성할 수 있으며, 챔버덮개(12)는 챔버(20)와 힌지체결되어 챔버(20)의 보수 시, 챔버(20)의 상부를 개방할 수 있다.
챔버(20)는 기판(W)에 대한 공정이 이루어지는 내부공간(3)을 가지며, 내부공간(3)은 직육면체 형상일 수 있다. 서셉터(30)는 내부공간(3)에 설치되며, 기판(W)의 하부에 배치되어 기판(W)을 가열한다. 통로(22)의 반대측에는 하나 이상의 공급포트(25)가 형성되며, 공급포트(25)를 통해 공정가스는 챔버(20)의 내부로 공급될 수 있다. 확산부재(40)는 서셉터(30)와 챔버(20)의 내벽 사이에 설치되며, 공급포트(25)의 전방에 배치되어 공급포트(25)를 통해 공급된 공정가스를 확산하는 복수의 확산홀(45)들을 가진다.
확산부재(40)는 확산몸체(42)와 확산판(44)을 구비하며, 확산몸체(42)는 서셉터(30)와 챔버(20)의 내벽 사이의 이격된 공간에 채워져 서셉터(30)의 측면 및 챔버(20)의 내벽과 접한다. 확산판(44)은 확산몸체(42)의 상부면으로부터 돌출되어 확산몸체(42)의 외측에 배치되며, 인슐레이터(15)의 하부면과 접한다. 확산홀(45)은 확산판(44)에 형성된다.
또한, 배기포트(28)는 공급포트(25)의 반대측에 하나 이상 형성되며, 기판(W)을 통과한 미반응가스 및 반응부산물 등을 배기한다. 배기부재(50)는 서셉터(30)와 통로(22)가 형성된 챔버(20)의 내벽 사이에 설치되어 승강 가능하며, 기판(W)을 통과한 공정가스의 유동 흐름을 유지하여 배기가능하도록 복수의 배기홀(55)들이 형성된다. 확산부재(40)와 배기부재(50)는 서로 대칭형상을 가질 수 있으며, 확산홀(45)들과 배기홀(55)들은 서로 나란하게 형성될 수 있다.
배기부재(50)는 배기몸체(52)와 배기판(54)을 구비하며, 배기몸체(52)는 서셉터(30)와 챔버(20)의 내벽 사이의 이격된 공간에 설치되며, 서셉터(30)의 측면과 접한 상태에서 챔버(20)의 내벽으로부터 이격된다. 배기포트(28)의 입구측(또는 상단)은 배기몸체(42)와 챔버(20)의 내벽 사이에 형성된 이격공간의 바닥면에 위치한다.
예를 들어, 실린더로드(57)는 배기부재(50)의 하부에 연결되며, 실린더로드(57)는 실린더(58)에 의해 승강하여 배기부재(50)와 함께 승강할 수 있다. 배기부재(50)와 확산부재(40)는 서로 대칭구조를 가지며, 배기홀(55) 및 확산홀(45)을 배기판(54) 및 확산판(44)의 상부에 기설정된 간격으로 복수로 형성된다. 배기홀(55)들 및 확산홀(45)들은 원형 또는 장공 형상을 가질 수 있다.
확산부재(40) 및 배기부재(50)는 각각 서셉터(30)와 챔버(20)의 내벽 사이의 이격공간에 채워지며, 상부에 설치된 챔버덮개(12), 인슐레이터(15) 및 탑 일렉트로드(18)에 의해 챔버(20)의 상부는 폐쇄함으로써 챔버(20)의 내부공간(3)을 구획하여 공정가스와 기판(W)이 반응하는 반응공간(5)을 형성한다.
이때, 확산부재(40) 및 배기부재(50)는 인접한 챔버(20)의 내벽과 수직하게 배치되며, 챔버(20)의 내벽이 공정가스의 흐름과 대체로 나란하게 배치되므로 반응공간(5)은 직육면체 형상의 단면을 가진다. 특히, 배기부재(50)는 통로(22) 측에 배치되므로 통로(22)로 인한 반응공간(5)의 비대칭성을 제거할 수 있으며, 통로(22)에 의해 발생하는 공정불균일을 방지할 수 있다. 다시 말해, 통로(22)는 챔버(20)의 일측에 형성되어 기판(W)이 통로(22)를 통해 챔버(20)의 내부를 출입할 수 있으나, 통로(22)로 인해 챔버(20) 내부의 공간은 비대칭이 불가피한 한계를 가진다. 그러나, 배기판(50)을 통해 통로(22)를 반응공간(5)으로부터 구획함으로써 반응공간(5)은 대칭성을 가질 수 있다.
즉, 공정가스는 챔버(20)의 반응공간(5) 내에 공급포트(25)를 통해 챔버(20) 내부로 공급되며, 공급포트(25)를 통해 챔버(20) 내부로 공급된 공정가스는 확산판(44)에 형성된 확산홀(45)들을 통과함으로써 확산된다. 확산된 공정가스는 반응공간(5) 내의 기판(W)을 통과하며, 통과한 미반응가스 및 가스부산물은 배기판(54)에 형성된 배기홀(55)들 및 배기포트(28)를 통해 배기된다. 따라서, 배기판(54)과 확산판(44)에 각각 형성된 배기홀(55)들 및 확산홀(45)들을 통해 공정가스의 층류를 유지하여 기판(W) 전면에 균일한 공정가스를 공급할 수 있다.
이때, 확산몸체(42)의 상부면은 서셉터(30)의 상부면보다 낮게 배치되므로, 반응공간(5) 중 확산몸체(42)의 상부는 서셉터(30)의 상부보다 큰 높이를 가지며, 이로 인해 확산홀(45)을 통과한 공정가스는 확산몸체(42)의 상부에서 확산될 수 있는 공간을 가질 수 있다. 마찬가지로, 배기몸체(52)의 상부면은 서셉터(30)의 상부면보다 낮게 배치되므로, 반응공간(5) 중 배기몸체(52)의 상부는 서셉터(30)의 상부보다 큰 높이를 가지며, 이로 인해 서셉터(30)의 상부를 통과한 공정가스는 배기몸체(52)의 상부에서 유동할 수 있는 공간을 가질 수 있다. 따라서, 확산부재(40)를 통해 공급되어 배기부재(50)를 통해 배기되는 공정가스는 확산부재(40) 또는 배기부재(50)의 길이방향을 따라 위치에 관계없이 균일한 흐름을 나타낼 수 있다.
또한, 공급포트(25) 상에는 보조확산판(60)이 설치될 수 있다. 보조확산판(60)은 확산판(40)과 기설정된 간격으로 이격 배치되며, 확산판(44)과 마찬가지로 복수의 보조확산홀(65)들이 형성된다. 보조확산홀(65)과 확산홀(45)은 서로 어긋나게 형성되어 1차적으로 보조확산홀(65)을 통과한 공정가스는 확산홀(45)을 통해 재차 확산됨으로써 공정가스는 기판(W)상에 일정한 층류를 형성하여 유동함으로써 균일한 공정가스를 공급할 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 2에 도시한 배기판의 대기위치 및 공정위치를 나타내는 도면이다. 배기판(50)은 하부에 실린더로드(57)가 연결되며, 실린더로드(57)는 실린더(58)에 의해 승강할 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 배기판(50)은 통로(22)의 전방에 배치되므로 기판(W)이 챔버(20) 내로 로딩될 경우, 실린더로드(57)를 하강하여 배기판(50)을 함께 하강('대기위치')함으로써 기판(W)의 이동경로를 제공할 수 있다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 기판(W)이 로딩된 이후, 기판(W)에 대한 공정을 수행할 경우에는 통로(22)의 외측에 구비된 게이트밸브를 폐쇄하며, 실린더(58)를 상승하여 배기판(50)을 함께 상승('공정위치')할 수 있다. 따라서, 공정 진행시, 보조확산판(60)과 확산판(44) 및 배기판(54)은 대체로 동일한 높이에 배치되며, 보조확산판(60)과 확산판(44)을 통해 분산된 공정가스는 기판(W)을 통과하여 배기판(54)으로 층류를 유지할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시한 서셉터의 가열영역을 나타내는 도면이며, 도 7은 도 2에 도시한 기판 처리장치의 가스 유동상태를 나타내는 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 서셉터(30)는 챔버(20)의 내부공간(3)에 설치되며, 상부에 로딩된 기판(W)을 가열한다. 서셉터(30)의 상부에는 기판(W)이 로딩되는 안착홈(31)이 형성될 수 있으며, 기판(W)은 리프트핀(32)에 의해 기판은 로딩되어 안착홈(31)에 놓여질 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 서셉터(30) 내부에는 기판(W)을 가열하는 가열영역(35)을 가지며, 가열영역(35)은 기판이 놓여지는 안착홈(31)과 대응될 수 있다. 가열영역(35) 상에는 히터(도시안함)가 구비될 수 있으며, 가열영역(35)은 공급포트(25)보다 통로(22)에 근접하여 배치된다. 다시 말해, 가열영역(35)의 중심(C)과 통로(22) 사이의 거리(d1)는 가열영역(35)의 중심(C)과 공급포트(25) 사이의 거리(d2)보다 크다. 가열영역(35)이 공급포트(25)보다 통로(22)에 근접 배치됨에 따라 공급포트(25)를 통해 공급된 공정가스가 보조확산홀(65) 및 확산홀(45)을 순차적으로 통과하여 기판(W)을 향해 층류를 형성하는 용이한 거리와 시간을 제공할 수 있다.
공급포트(25)를 통해 공급된 공정가스는 보조확산홀(65)과 확산홀(45)은 서로 어긋나게 형성되며, 1차적으로 보조확산홀(65)을 통과한 공정가스는 확산홀(45)을 통해 추가적으로 확산한다. 즉, 공정가스는 기판(W)상에 층류를 형성하여 유동함으로써 균일한 공정가스를 공급할 수 있다. 또한, 배기판(50)에 형성된 배기홀(55)들을 통해 공정가스의 층류를 유지한 상태로 배기가능함으로써 기판(W)의 에지부와 중앙부의 균일성을 유지할 수 있다.
특히, 반응공간(5)은 직육면체 형상의 단면을 가지므로, 확산판(44)으로부터 배기판(54)에 이르기까지 동일한 거리를 유지할 수 있으며, 공정가스는 반응공간(5) 내에서 확산판(44)으로부터 배기판(54)에 이르기까지 균일한 흐름을 유지할 수 있다. 반면에, 반응공간(5)이 원형 단면일 경우, 확산판(44)으로부터 배기판(54)에 이르는 거리가 위치에 따라 달라지므로, 공정가스는 반응공간(5) 내에서 균일한 층류유동(laminar flow)을 유지하기 어렵다.
따라서, 본 발명인 기판 처리장치(10)는 기존의 기판 처리장치에서 공정가스의 편중 현상을 없애기 위해 배기포트(28)를 기판으로부터 멀리 이격시켜 챔버(20)의 내부공간(3)의 부피가 커짐에 따른 공정에 소요되는 공정가스의 양 및 공정 비용이 증가하는 문제점 및 기판(W)의 증착을 수행하는데 필요한 공정시간이 길어지는 단점을 보완할 수 있다. 또한, 확산부재(40)과 보조확산판(60) 및 배기부재(50)을 이용하여 챔버(20)의 내부공간의 공정가스의 층류를 형성하고, 가스의 유동공간을 최소화함으로써 기판(W)에 대한 공정의 효율성 및 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.
3 : 내부공간 5 : 반응공간
10 : 기판 처리장치 20 : 챔버
22 : 통로 25 : 공급포트
28 : 배기포트 30 : 서셉터
31 : 안착홈 35 : 가열영역
40 : 확산부재 45 : 확산홀
50 : 배기부재 55 : 배기홀
60 : 보조확산판 65 : 보조확산홀
100 : 반도체 제조설비 110 : EFEM
120 : 공정설비 130 : 이송챔버
140 : 로드록 챔버

Claims (10)

  1. 일측에 형성된 통로를 통해 기판이 이송되며, 상기 기판에 대한 공정이 이루어지는 직육면체 형상의 내부공간을 제공하는, 그리고 상기 기판을 향해 가스를 공급하는 공급포트가 상기 통로의 반대측에 형성된 챔버;
    상기 내부공간에 설치되며, 상기 기판의 하부에 배치되어 상기 기판을 가열하는 서셉터;
    상기 서셉터와 상기 챔버의 내벽 사이에 설치되어 상기 공급포트의 출구측에 위치하며, 상기 공급포트를 통해 공급된 상기 가스를 확산하는 복수의 확산홀들을 가지는 확산부재를 포함하는, 기판 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 처리장치는,
    상기 공급포트의 반대측에 형성되며, 상기 가스를 배기하는 배기포트;
    상기 서셉터와 상기 챔버의 내벽 사이에 설치되어 상기 공급포트의 반대측에 위치하며, 상기 기판을 통과한 상기 가스를 상기 배기포트로 배기하는 복수의 배기홀들을 가지는 배기부재; 및
    상기 배기부재를 승강하는 승강부재를 포함하는, 기판 처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 승강부재는,
    상기 배기부재의 하부에 연결되는 실린더로드; 및
    상기 실린더로드를 승강하는 실린더를 구비하는, 기판 처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배기부재는 상기 실린더에 의해,
    상기 통로를 통해 상기 기판을 상기 챔버 내부로 로딩 가능한 대기위치; 및
    상기 서셉터의 상부와 상기 통로를 구획하여 상기 공정가스를 확산하는 공정위치로 전환 가능한, 기판 처리장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 확산홀 및 배기홀은 각각 서로 기설정된 간격으로 배치되며, 원형 또는 장공 형상을 가지는, 기판 처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판 처리장치는,
    상기 확산부재와 이격설치되어 상기 공급포트 상에 위치하며, 상기 확산홀과 각각 어긋나게 배치되는 복수의 보조확산홀들을 가지는 보조확산판을 더 포함하는, 기판 처리장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 확산판과 상기 배기판 사이의 거리는 상기 확산판 및 상기 배기판의 길이방향을 따라 일정한, 기판 처리장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터는,
    상기 기판을 가열하는 가열영역을 구비하며, 상기 가열영역은 상기 서셉터의 중심을 기준으로 편심되어 상기 공급포트보다 상기 통로에 근접하여 배치되는, 기판 처리장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 확산부재는 상기 서셉터의 측면 및 상기 챔버의 내벽에 접하며, 상부면이 상기 서셉터의 상부면보다 낮게 위치하는 확산몸체 및 상기 확산몸체의 상부면으로부터 돌출되어 상기 확산홀들이 형성된 확산판을 구비하며,
    상기 배기부재는 상기 서셉터의 측면에 접하여 승강가능하고 상승한 상태에서 상부면이 상기 서셉터의 상부면보다 낮게 위치하는 배기몸체 및 상기 배기몸체의 상부면으로부터 돌출되어 상기 배기홀들이 형성된 배기판을 구비하되,
    상기 배기포트의 입구측은 상기 배기판과 상기 챔버의 내벽 사이에 형성된 이격공간의 바닥면에 위치하는, 기판 처리장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 챔버는 상부가 개방된 형상을 가지며,
    상기 기판 처리장치는,
    상기 챔버의 개방된 상부에 설치되며, 내면에 제1 설치홈을 가지는 챔버덮개;
    상기 제1 삽입홈에 삽입설치되며, 내면에 제2 설치홈을 가지는 인슐레이터;
    상기 제2 설치홈에 삽입설치되며, 외부로부터 공급된 전류를 통해 상기 내부공간에 플라즈마를 생성하는 안테나를 구비하는 탑 일렉트로드를 더 포함하되,
    상기 챔버덮개와 상기 인슐레이터 및 상기 탑 일렉트로드를 통해 상기 내부공간을 구획하여 상기 기판의 반응공간을 제공하는, 기판 처리장치.
KR1020130091717A 2013-08-01 2013-08-01 기판 처리장치 KR101513504B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130091717A KR101513504B1 (ko) 2013-08-01 2013-08-01 기판 처리장치
PCT/KR2014/005882 WO2015016492A1 (ko) 2013-08-01 2014-07-02 기판 처리장치
TW103125062A TW201512449A (zh) 2013-08-01 2014-07-22 基板處理裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130091717A KR101513504B1 (ko) 2013-08-01 2013-08-01 기판 처리장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150016443A true KR20150016443A (ko) 2015-02-12
KR101513504B1 KR101513504B1 (ko) 2015-04-23

Family

ID=52431978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130091717A KR101513504B1 (ko) 2013-08-01 2013-08-01 기판 처리장치

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101513504B1 (ko)
TW (1) TW201512449A (ko)
WO (1) WO2015016492A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016101003A1 (de) 2016-01-21 2017-07-27 Aixtron Se CVD-Vorrichtung mit einem als Baugruppe aus dem Reaktorgehäuse entnehmbaren Prozesskammergehäuse

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930001897B1 (ko) * 1990-05-21 1993-03-19 재단법인 한국전자통신연구소 광화학 증착 및 급속열처리 장치용 가스분사기 및 배기모듈
JP2001257170A (ja) * 1996-06-24 2001-09-21 Hitachi Kokusai Electric Inc 成膜方法
KR100474971B1 (ko) * 2002-09-14 2005-03-10 주식회사 아이피에스 플로우타입 박막증착장치 및 그에 채용되는 인젝터 어셈블리
KR101099603B1 (ko) * 2009-07-13 2011-12-29 피에스케이 주식회사 챔버 및 이를 이용한 기판 처리 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101513504B1 (ko) 2015-04-23
WO2015016492A1 (ko) 2015-02-05
TW201512449A (zh) 2015-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11742189B2 (en) Multi-zone reactor, system including the reactor, and method of using the same
KR101525210B1 (ko) 기판 처리장치
CN106337169B (zh) 薄膜沉积装置
US10236198B2 (en) Methods for the continuous processing of substrates
KR101665371B1 (ko) 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체
KR101160788B1 (ko) 반도체 처리용 종형 플라즈마 처리 장치
TWI737868B (zh) 成膜裝置及成膜方法
US20120152172A1 (en) Gas-discharging device and substrate-processing apparatus using same
US11306393B2 (en) Methods and apparatus for ALD processes
JP7369166B2 (ja) 薄膜封止処理システムおよびプロセスキット
US20170053781A1 (en) Multi-Station Chamber Having Symmetric Grounding Plate
KR102236013B1 (ko) 원자층 증착장치
KR101513504B1 (ko) 기판 처리장치
US20130008382A1 (en) Thin-film forming device
KR101661097B1 (ko) 고생산성 박막증착이 가능한 원자층 증착장치
KR101628786B1 (ko) 기판 처리장치 및 기판 처리방법
KR101570227B1 (ko) 기판 처리장치 및 기판 처리방법
KR101512140B1 (ko) 원자층 증착 장치 및 방법
JPH0341722A (ja) 薄膜製造装置
KR20230106107A (ko) 원격식 플라즈마 유닛 및 원격식 플라즈마 유닛을 포함한 기판 처리 장치
KR20230106110A (ko) 원격식 플라즈마 유닛 및 원격식 플라즈마 유닛을 포함하는 기판 처리 장치
KR20100033628A (ko) 기판처리장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180328

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190326

Year of fee payment: 5