KR20150026725A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20150026725A
KR20150026725A KR20130168116A KR20130168116A KR20150026725A KR 20150026725 A KR20150026725 A KR 20150026725A KR 20130168116 A KR20130168116 A KR 20130168116A KR 20130168116 A KR20130168116 A KR 20130168116A KR 20150026725 A KR20150026725 A KR 20150026725A
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이명진
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판처리장치를 제공한다. 기판처리장치는 챔버, 기판지지유닛, 히터, 가스공급유닛, 반송로봇, 로더유닛 등을 포함한다. 기판지지유닛에는 에지덮개와 기판홀더가 제공된다. 에지덮개에는 관통홀이 형성되고, 기판홀더에는 삽입홈이 형성되어 반송로봇이 에지덮개와 기판홀더를 함께 이송할 수 있게 함으로써, 관통홀 상부가 개방되지 않을 수 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE TREATING APPARATUS}
본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정 가스를 이용하여 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩이나 발광다이오드(LED)와 같은 집적회로의 제조 공정은 기판에 박막을 증착하는 공정을 포함한다. 최근 반도체 소자가 미세화되고, 고효율 및 고출력의 엘이디(LED)가 개발됨에 따라, 증착 공정 중 금속 유기 화학 기상 증착법(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)이 각광받고 있다. 금속 유기 화학 기상 증착법은 화학 기상 증착법의 하나로, 유기금속의 열분해 반응을 이용해 기판상에 금속화합물을 퇴적 및 부착시키는 방법이다.
도1은 금속 유기 화학 기상 증착을 수행하는 장치를 보여주는 일 예로써, 기판(s)을 지지하는 서셉터는 몸체, 중앙덮개(5), 그리고 에지덮개(7)를 포함한다. 몸체는 상면이 평평한 원판형상을 가지며, 중앙덮개 및 에지덮개는 몸체의 상면에 각각 결합된다. 중앙덮개 및 에지덮개는 서로 조합되어 소정 깊이의 수용홈(9)을 형성한다. 수용홈(9)은 기판 홀더(3)가 놓이는 수용공간을 제공한다.
그러나 반송로봇(11)을 이용하여 기판을 수용홈에 로딩 / 언로딩하기 위해서는 기판을 지지하는 지지암이 수용홈(9)에 함께 삽입 가능해야 한다. 이로 인해 에지덮개에는 지지암이 삽입 가능한 상부가 개방된 삽입홈(13)이 형성된다.
그러나 삽입홈(13)에 의해 고온에서 서셉터와 기판 홀더(3)의 온도 균일도가 저하된다. 또한. 증착물이 삽입홈(13)으로 퇴적되어 파티클로 작용한다.
본 발명은 기판을 균일하게 가열처리할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 증착물로 인해 서셉터가 오염되는 것을 방지하여 파트 수명과 PM주기를 늘릴 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는 내부에 처리 공간이 형성된 챔버와; 상기 챔버 내에서 기판을 지지하도록 제공된 기판 지지 유닛과; 상기 챔버 내로 반응 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과; 기판을 상기 챔버의 내부 또는 외부로 반송하고, 블레이드를 가지는 반송 로봇;을 포함하되, 상기 기판 지지 유닛은, 몸체와; 상기 몸체의 상면에 제공되고, 기판을 직접 지지하는 기판 홀더와; 상기 몸체의 상면 중앙 영역에 결합되는 중앙 덮개와; 상기 몸체의 상면 가장자리 영역에 결합되며, 상기 중앙 덮개와 조합되어 상기 기판 홀더를 수용 가능한 기판 수용 홈을 형성하는 에지 덮개;를 가지고, 상기 기판 홀더는, 그 측면에 상기 블레이드가 삽입될 수 있는 삽입홈;이 형성되고, 상기 에지 덮개에는, 상기 블레이드가 상기 에지 덮개의 외측면에서 상기 삽입홈까지 관통될 수 있는 관통홀;이 형성되도록 제공된다.
또한, 상기 삽입홈 및 상기 관통홀은, 각각 2개 제공되고, 상기 블레이드는, U자 형으로 제공된다.
또한, 상기 챔버 외부에 제공되고, 상기 에지 덮개 및 기판 홀더가 놓이는 로더 유닛;을 더 포함하되, 상기 반송로봇은, 상기 로더 유닛과 상기 챔버 간에 상기 기판 홀더 및 상기 에지 덮개를 반송한다.
또한, 상기 기판 홀더 및 상기 에지 덮개는 각각 복수개 제공된다.
또한, 상기 로더 유닛은, 그 중심축을 기준으로 회전 가능하게 제공되고, 상기 기판 홀더 및 상기 에지 덮개는 복수개가 상기 로더 유닛에 놓일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 에지덮개에 형성되는 관통홀의 상면이 개방되지 않음에 따라 공정 진행중 기판 홀더 및 서셉터의 온도 균일도를 높일 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 에지덮개에 형성되는 관통홀은 그 상면이 개방되지 않음에 따라 증착물이 관통홀에 퇴적되는 것을 방지하여 파트 수명 및 PM주기가 단축되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 기판처리장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 서셉터를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 4는 반송로봇, 에지덮개 및 기판 홀더를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 2의 몸체를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 2의 기판 홀더를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 2의 가스공급유닛을 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 노즐을 보여주는 수평단면도이다.
도 9는 도 2의 가스 배기유닛을 보여주는 사시도이다.
도 10은 로더 유닛이 포함된 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
이하, 도2 내지 도10을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
기판처리장치는 기판 상에 박막을 증착하는 공정을 수행한다. 도2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다. 도2를 참조하면, 기판처리장치는 챔버(200), 기판 지지 유닛(300), 라이너 유닛(400), 히터(500), 가스 공급 유닛(600), 가스 배기 유닛(700) 그리고 반송로봇(800)을 포함한다. 챔버(200)는 내부에 공정 처리가 수행되는 공간을 제공한다. 기판 지지 유닛(300)은 기판(S)을 지지하며, 라이너 유닛(400)은 챔버(200) 내벽을 보호한다. 히터(500)는 기판(S)을 가열한다. 가스 공급 유닛(600)은 기판(S)으로 공정 가스를 공급하고, 가스 배기 유닛(700)은 기판 처리에 제공된 공정 가스를 챔버(200) 외부로 배기한다. 이하, 각 구성에 대해 상세하게 설명한다.
챔버(200)의 내부에는 기판(S)이 처리되는 처리공간이 형성된다. 챔버(200)는 원통 형상을 가지며, 상부벽(210), 측벽(220), 그리고 하부벽(230)이 조합되어 처리 공간을 형성한다. 상부벽(210)은 챔버(200) 내부를 개방할 수 있다. 작업자는 챔버(200) 내부에 제공되는 장치를 유지 보수할 경우, 상부벽(210)을 개방한다. 측벽(220)에는 개구(미도시)가 형성된다. 개구는 기판(S)이 반출입되는 통로로 제공된다. 개구에는 도어(미도시)가 설치되고, 도어는 개구를 개폐한다. 챔버(200)는 내열성이 약한 금속 재질로 제공될 수 있다. 챔버(200)는 스테인레스 재질로 제공될 수 있다.
기판 지지 유닛(300)은 챔버(200) 내부에서 기판(S)을 지지한다. 기판 지지 유닛(300)은 복수 매의 기판(S)을 동시에 지지할 수 있다. 실시예에 의하면, 기판 지지 유닛(300)은 서셉터(310), 기판 홀더(320), 그리고 서셉터 구동부(330)를 포함한다.
도3은 도2의 서셉터(310)를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도3 및 도2를 참조하면, 서셉터(310)는 몸체(313), 중앙덮개(120), 그리고 에지덮개(140)를 포함한다. 몸체(313)는 처리공간에서 상면이 평평한 원판 형상을 가지도록 제공된다. 몸체(313)는 그 상면이 저면보다 큰 반경을 가지고, 측면이 하향 경사질 수 있다.
몸체(313)의 상면에는 중앙덮개(120) 및 에지덮개(140)가 각각 결합된다. 중앙덮개(120) 및 에지덮개(140)는 서셉터(310)의 상면에 중앙홈(312) 및 기판 수용홈(311)이 형성되도록 서로 조합된다. 중앙홈(312)은 중앙덮개(120)의 내측에 위치되며, 기판 수용홈(311)은 중앙덮개(120)와 에지덮개(140) 사이에 위치된다.
중앙덮개(120)는 환형의 링 형상을 가지도록 제공된다. 중앙덮개(120)의 외측면에는 복수의 외측 오목부와 외측 볼록부가 교대로 제공된다. 외측 오목부는 상부에서 바라볼 때 반원 형상을 가진다. 외측 오목부가 가지는 면적은 외측 볼록부에 비해 크게 제공된다. 각각의 외측 오목부는 몸체(313)의 중심축을 향하도록 오목하게 제공된다. 일 예에 의하면, 외측 오목부는 10 개로 제공될 수 있다. 중앙덮개(120)의 중앙영역에 형성되는 중공은 원 형상을 가지도록 제공된다. 중앙덮개(120)의 내측면과 몸체(313)의 상면은 서로 조합되어 중앙홈(312)을 정의한다. 중앙홈(312)에는 노즐(610)의 끝단이 위치될 수 있다.
에지덮개들(140)은 복수 개로 제공된다. 각각의 에지덮개(140)는 모두 동일한 형상을 가지도록 제공된다. 에지덮개들(140)은 서로 조합되어 중앙덮개(120)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 서로 조합된 에지덮개들(140)은 몸체의 상면 가장자리영역에 위치된다. 각각의 에지덮개(140)는 몸체(313)에 탈착 가능하도록 제공된다. 에지덮개(140)는 내측면에 내측 오목부가 제공된다. 예컨대, 상부에서 바라볼 때 에지덮개(140)는 대체로 "U" 자 형상으로 제공될 수 있다. 에지덮개(140)는 내측 오목부가 중앙덮개(120)의 외측오목부에 대향되게 위치된다. 내측오목부 및 외측오목부는 서로 조합되어 기판 수용홈(311)을 형성한다.
도4는 에지덮개(140), 기판홀더(320) 및 반송로봇(800)을 보여주는 사시도이다. 도4를 참조하면, 또한 에지덮개(140)에는 관통홀(142)이 형성된다. 관통홀(142)은 내측오목부가 형성된 내측면으로부터 에지덮개의 외측면으로 연장되게 제공된다. 관통홀(142)은 그 길이방향이 수평방향을 향하도록 제공된다. 일 예에 의하면, 관통홀(142)은 그 길이방향이 몸체(313)의 반경방향과 평행하거나, 이로부터 소정 각도로 기울어지게 제공될 수 있다. 관통홀(142)은 반송로봇(800)의 지지암(811)이 삽입 가능한 크기로 제공될 수 있다. 관통홀(142)은 2 개로 제공될 수 있다. 상술한 실시예에는 관통홀(142)이 2개로 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나 관통홀(142)은 하나 또는 복수개로 제공될 수 있다.
도5는 몸체(313)를 설명하기 위한 평면도이다. 도5를 참조하면, 기판 수용홈(311)들과 대응되는 몸체(313)의 상면(이하, 기판 수용홈의 바닥면)에는 돌기(313a), 분사홀(313b), 그리고 안내홈(313c)이 형성된다. 돌기(313a)는 기판 수용홈(311)의 바닥면 중앙으로부터 소정 높이로 돌출된다. 분사홀(313b)은 돌기(313a) 주변에 복수 개 형성된다. 분사홀(313b)들은 가스를 공급하는 가스 공급 유로들을 가지는 가스 분사 부재(317)와 연결되며, 가스를 분사한다. 분사된 가스는 기판 수용홈(311)에 놓인 기판 홀더(320)을 부양시킨다.
안내홈(313c)은 분사홀(313b)에서 분사된 가스의 흐름을 안내한다. 안내홈(313c)은 분사홀(313b)들에 각각 연결된다. 안내홈(313c)은 소정 길이를 가지며, 라운드지게 제공된다. 분사홀(313b)에서 분사된 가스는 안내홈(313c)을 따라 이동하며, 부양된 기판 홀더(320)을 회전시킨다.
서셉터 구동부(330)는 서셉터(310)를 회전 및 승강시킨다. 서셉터 구동부(330)는 회전축(331) 및 모터(332)를 포함한다. 회전축(331)은 서셉터(310)의 하부에서 서셉터(310)를 지지한다. 모터(332)는 회전축(331)을 회전 및 승강시킨다. 실시예에 의하면, 기판 홀더(320)가 회전되는 동안, 모터(332)는 서셉터(310)를 회전시킬 수 있다.
도6은 도2의 기판홀더(320)를 보여주는 단면도이다. 도6을 참조하면, 기판 홀더(320)는 두께가 얇은 원판으로 기판 수용홈(311)에 수용된다. 기판 홀더(320)의 상면에는 안착홈(321)이 형성된다. 안착홈(321)은 소정 깊이로 형성되며, 기판(S)을 수용한다. 안착홈(321)은 기판홀더(320)의 내측면과 바닥면에 의해 정의될 수 있다. 일 예에 의하면, 안착홈(321)은 원형의 형상으로 제공될 수 있다. 안착홈(321)은 기판(S)의 반경에 상응하거나 그보다 큰 반경을 가질 수 있다. 기판 홀더(320)의 저면에는 고정홈(322)이 형성된다. 고정홈(322)에는 기판 수용홈(311)의 바닥면에 형성된 돌기(313a)가 삽입 가능하다. 기판 홀더(320)는 전기 전도율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 기판 홀더는 그 측면에 삽입홈(323)이 형성될 수 있다. 삽입홈(323)에는 관통홀(142)을 관통한 지지암(811)의 끝단이 삽입될 수 있도록 제공된다. 삽입홈(323)은 관통홀(142)과 동일한 수로 제공된다. 기판 홀더(320)는 흑연 재질로 제공될 수 있다. 기판 홀더(320)는 복수 개 제공되며, 기판 수용홈(311)들 각각에 수용된다.
다시 도4를 참조하면, 반송로봇(800)은 기판(S)을 챔버(200)의 내부 또는 외부로 반송한다. 반송로봇(800)은 블레이드(810) 및 암 구동부(미도시)를 포함한다. 블레이드(810)는 지지암(811)을 가진다. 지지암(811)은 그 길이방향이 수평방향을 향하도록 제공된다. 지지암(811)은 복수 개로 제공되며, 각각은 그 길이방향의 수직한 방향을 따라 순차적으로 배열된다. 예컨대, 블레이드(810)는 U자형으로 제공될 수 있다. 지지암(811)은 관통홀(142)과 동일한 개수로 제공될 수 있다. 각각의 지지암(811)은 각각의 관통홀(142)에 삽입될 수 있다. 암 구동부는 지지암(811)을 이동시킨다. 암 구동부는 기판(S)이 처리공간에 반입 또는 반출되도록 블레이드(810)를 수평이동시킨다. 예컨대, 암 구동부는 모터일 수 있다. 선택적으로, 암 구동부는 지지암(810)을 수직방향 이동 및 회전시킬 수 있다. 일 예에 의하면, 지지암(811)은 관통홀(142)을 관통하고, 그 끝단이 삽입홈(323)에 삽입되어 기판(S)이 놓여진 기판홀더(320)를 지지할 수 있다. 지지암(811)은 에지덮개(140), 기판홀더(320) 및 기판(S)을 동시에 처리공간으로 반출입시킬 수 있다. 기판(S)의 로딩 시 반송로봇(800)은 에지덮개(140), 기판홀더(320) 및 기판(S)을 처리공간으로 반입시킨 후, 에지덮개(140) 및 기판홀더(320)가 몸체(313)에 장착되도록 이동될 수 있다. 이후 기판 홀더(320)가 기판수용홈(311)에 안착되면, 지지암(811)은 에지덮개(140)의 관통홀(142)에 삽입된 방향과 반대방향으로 이동되어 기판홀더(320) 및 에지덮개(140)를 몸체(313)에 안착시킬 수 있다. 상술한 바와 같이 에지덮개(140), 기판 홀더(320) 및 반송로봇(800)이 제공되는 경우, 관통홀(142)의 상부는 개방되지 않으므로, 서셉터(310) 및 기판홀더(320)의 온도 균일도가 유지되어 기판(S)을 균일하게 가열할 수 있게되고, 또한 관통홀(142)에 증착물이 퇴적되는 것이 방지되어, 파트 수명 및 PM주기가 단축되는 것을 방지할 수 있다.
다시 도2를 참조하면, 라이너 유닛(400)은 챔버(200) 내부에 위치하며, 챔버(200) 내벽을 보호한다. 라이너 유닛(400)은 챔버(200) 내벽에 공정 가스가 부착되거나, 챔버(200) 내벽과 공정 가스가 반응하는 것을 차단한다. 라이너 유닛(400)은 상부 라이너(410), 측부 라이너(420), 그리고 체결 부재(430)를 포함한다.
상부 라이너(410)는 두께가 얇은 판으로, 서셉터(310)의 상부에서 서셉터(310)의 상면과 나란하게 배치된다. 상부 라이너(410)는 챔버(200)의 상부벽(210)으로부터 소정 거리 이격하여 위치한다. 상부 라이너(410)는 서셉터(310)의 상면보다 큰 면적을 가진다. 실시예에 의하면, 상부 라이너(410)는 원판이며, 서셉터(310)의 상면보다 큰 반경을 가진다. 상부 라이너(410)의 중심에는 삽입공이 형성된다. 삽입공에는 노즐(610)이 위치한다.
측부 라이너(420)는 상·저면이 개방되며, 내부에 공간이 형성된 통 형상을 가진다. 측부 라이너(420)는 상부 라이너(410)의 하부에서 상부 라이너(410)를 지지한다. 측부 라이너(420)는 상부 라이너(410)에 상응하는 반경을 가지며, 상단에 상부 라이너(410)가 놓인다. 측부 라이너(420)는 서셉터(310)의 주변을 에워싸도록 배치된다. 상부 라이너(410)와 측부 라이너(420)에 의해 구획되는 공간은 기판에 대한 공정 처리가 수행되는 처리 공간(422)으로 제공된다.
상부 라이너(410)와 측부 라이너(420)는 챔버(200)보다 내열성이 우수한 재질로 제공된다. 상부 라이너(410)와 측부 라이너(420)는 그라파이트 재질로 제공될 수 있다.
체결 부재(430)는 상부 라이너(410)를 챔버(200)의 상부벽(210)에 고정시킨다. 체결 부재(430)는 플랜지(431)와 볼트(432)를 포함한다. 플랜지(431)는 삽입공이 형성된 상부 라이너(410)의 내측단에 고정 체결된다. 볼트(432)는 챔버(200)의 상부벽(210)과 플랜지(431)를 체결한다. 체결 부재(430)에 의하여, 상부 라이너(410)와 챔버(200)의 상부벽(210)과 일체로 이동한다. 상부벽(210)이 챔버(200)의 내부를 개방하는 경우, 상부 라이너(410)는 상부벽(210)과 함께 이동한다.
히터(500)는 서셉터(310)의 아래에 위치한다. 히터(500)는 서셉터(310)의 저면으로부터 소정 거리 이격된다. 히터(500)는 코일로 제공되며, 동일 높이에서 나선 형상으로 회전축(331) 주변에 복수 회 감긴다. 히터(500)에서 발생된 열은 서셉터(310)와 기판 홀더(320)를 통해 기판(S)으로 전달되며, 기판(S)을 가열한다. 히터(500)는 기판(S)을 고온으로 가열한다. 실시예에 의하면, 기판(S)은 700℃ 내지 1300℃로 가열될 수 있다.
가스 공급 유닛(600)은 상부 라이너(410)와 서셉터(310) 사이 공간으로 공정 가스와 퍼지 가스를 공급한다. 도7은 도2의 가스 공급 유닛을 나타내는 단면도이고, 도8은 도7의 노즐(610)을 나타내는 수평 단면도이다. 도7 및 도8을 참조하면, 가스 공급 유닛(600)은 노즐(610), 제1가스 공급라인(641), 제2가스 공급라인(642), 그리고 퍼지 가스 공급라인(643)을 포함한다.
노즐(610)은 챔버(200)의 상부벽(210) 중앙으로부터 아래로 제공되며, 그 끝단이 서셉터(310)의 중앙홈(311)에 위치한다. 노즐(610)은 상단이 챔버(200)의 상부벽(210)에 걸쳐 지지될 수 있다. 노즐(610)의 내부는 복수의 공간으로 구획되어 형성된다. 실시예에 의하면, 노즐(610)이 내부에는 3개의 공간(611 내지 613)이 형성된다. 제1공간(611)은 노즐(610)의 중앙영역에 형성된다. 제2공간(612)은 제1공간(611)의 둘레를 따라 링 형상으로 형성된다. 제3공간(613)은 제2공간(612)의 둘레를 따라 링 형상으로 형성된다. 제1 내지 제3공간(611 내지 613)은 구획벽에 의해 구획되며 서로 간에 차단된다.
노즐(610)의 측벽에는 퍼지가스 분사구(621, 622)와 공정가스 분사구(623 내지 625)가 형성될 수 있다.
퍼지가스 분사구(621, 622)는 상부 라이너(410)에 인접한 노즐(610) 영역과 노즐(610) 끝단에 인접한 영역에 각각 형성될 수 있다. 퍼지가스 분사구(621, 622)는 노즐(610) 둘레를 따라 복수 개 형성된다. 퍼지가스 분사구(621, 622)는 제3공간(613)과 연통된다. 제3공간(613)에 공급된 퍼지 가스는 퍼지 가스 분사구(621, 622)들을 통해 처리 공간(422)으로 분사된다. 일 예에 의하면, 노즐(610) 끝단에 인접한 영역에 형성된 퍼지가스 분사구(622)는 중앙홈(311) 내에 위치될 수 있다.
공정 가스 분사구(623 내지 625)는 제1가스를 분사하는 제1가스 분사구(623)와, 제2가스를 분사하는 제2가스 분사구(624, 625)로 구분된다. 제1가스 분사구(623)는 상부에 형성된 퍼지 가스 분사구(621)들과 하부에 형성된 퍼지 가스 분사구(622)들 사이에 형성된다. 제1가스 분사구(623)는 노즐(610)의 둘레를 따라 복수 개 형성된다. 제1가스 분사구(623)는 제1내관(631)을 통해 제1공간(611)과 연통된다. 제1내관(631)은 복수 개가 제1공간(611)을 중심으로 방사상으로 배치되며, 제1가스 분사구(623)들 각각과 연결된다. 제1공간(611)으로 공급된 제1가스는 제1내관(631)과 제1가스 분사구(623)를 순차적으로 거쳐 처리 공간(422)으로 분사된다.
제2가스 분사구(624, 625)는 상부에 형성된 퍼지 가스 분사구(621)들과 제1가스 분사구(623)들 사이 영역, 그리고 제1가스 분사구(623)들과 하부에 형성된 퍼지 가스 분사구(622)들 사이 영역에 각각 형성된다. 제2가스 분사구(624, 625)는 노즐(610)의 둘레를 따라 복수 개 형성된다. 제2가스 분사구(624, 625)는 제2내관(632, 633)을 통해 제2공간(612)과 연통된다. 제2내관(632, 633)은 복수 개가 제2공간(612)을 중심으로 방사상으로 배치되며, 제2가스 분사구(624, 625)들 각각과 연결된다. 제2공간(612)으로 공급된 제2가스는 제2내관(632, 625)과 제2가스 분사구(624, 625)를 순차적으로 거쳐 처리 공간(422)으로 분사된다. 제1가스 분사구(623)와 제2가스 분사구(624, 625)에서 분사된 제1 및 제2가스는 처리 공간(422)에서 혼합되고 기판(S)에 증착된다.
제1가스 공급라인(641)은 노즐(610)의 상단에서 제1공간(611)과 연결된다. 제1가스 공급라인(641)은 제1공간(611)으로 제1가스를 공급한다. 제1가스는 유기금속인 Ⅲ족 원소의 가스일 수 있다. 제1가스는 트리메틸갈륨(TMG) 또는 트리메틸알루미늄(TMA)일 수 있다.
제2가스 공급라인(642)은 노즐(610)의 상단에서 제2공간(612)과 연결될 수 있다. 제2가스 공급 라인(642)은 제2공간(612)으로 제2가스를 공급한다. 제2가스는 V족원소가 수소화물로서 제공될 수 있다. 제2가스는 포스핀(PH3), 수소화비소(AsH3), 또는 지지암모니아(NH3)일 수 있다.
퍼지 가스 공급라인(643)은 노즐(610)의 상단에서 제3공간(613)과 연결될 수 있다. 퍼지 가스 공급라인(643)은 제3공간(613)으로 퍼지 가스를 공급한다. 퍼지가스는 질소가스(N2)일 수 있다.
가스 배기 유닛(700)은 기판(S) 처리 후 처리 공간(422)에 머무르는 가스를 챔버(200) 외부로 배기한다. 도9는 도2의 가스 배기 유닛을 나타내는 사시도이다. 도2 및 도9를 참조하면, 가스 배기 유닛(700)은 배기판(710), 배기관(720), 탄성 부재(730)를 포함한다. 배기판(710)은 링 형상의 판으로, 서셉터(310)의 둘레를 따라 제공된다. 배기판(710)의 상면은 서셉터(31)의 상면에 상응하거나 그보다 낮게 위치할 수 있다. 배기판(710)의 상면에는 측부 라이너(420)가 놓인다. 배기판(710)의 상면 영역 중 측부 라이너(420)가 놓인 영역 내측에는 배기홀(711)이 형성된다. 배기홀(711)은 배기판(710)의 상면을 따라 복수 개 형성된다.
배기판(710)의 내부에는 배기 유로(712)가 형성된다. 배기 유로(712)는 배기판(710)의 둘레를 따라 링 형상으로 형성되며, 배기홀(711)들과 연통된다.
배기관(720)은 배기판(710)의 저면과 연결되며, 배기 유로(712)와 연통된다. 실시예에 의하면, 배기관(720)은 복수 개 제공되며, 서로 상이한 위치에서 배기판(710)과 결합된다. 배기관(720)들은 단계별로 합쳐져 중간 배기관(721)으로 연결되고, 중간 배기관(721)들은 하나의 메인 배기관(722)으로 합쳐진다. 메인 배기관(722)에는 진공 펌프(미도시)가 설치된다. 실시예에 의하면, 배기관(720)들은 4개 지점에서 배기판(710)과 연결되고, 한 쌍씩 중간 배기관(721)으로 합쳐진다. 그리고 2개의 중간 배기관(721)은 메인 배기관(722)으로 합쳐진다.
진공 펌프에서 인가된 진공압은 메인 배기관(722), 중간 배기관(721), 배기관(720), 그리고 배기 유로(712)를 순차적으로 거쳐 배기홀(711)들 각각에 인가된다. 진공압은 배기 유로(712)를 거치므로, 배기홀(711)들 각각에는 진공압이 균일하게 인가될 수 있다. 배기홀(711)들에 인가된 진공압은 처리 공간(422)에 인가되며, 처리 공간(422)에 머무르는 가스는 배기홀(711)들로 유입된다. 가스는 배기홀(711)들 각각에 균일하게 유입될 수 있다.
탄성 부재(730)는 배기판(710)의 저면에 제공된다. 탄성 부재(730)는 배기판(710)에 힘이 가해지는 경우, 배기판(710)에 탄성력을 인가한다. 예컨대, 배기판(710)의 상면에 측부 라이너(420)가 놓이거나, 상부 라이너(410)가 개방되는 경우, 탄성력을 제공하여 배기판(710)을 안정적으로 지지한다. 탄성 부재(730)는 스프링이 제공될 수 있다. 스프링(730)은 배기판(710)의 둘레를 따라 복수 개 제공될 수 있다.
도10은 로더유닛(900)이 포함된 기판 처리 장치를 간략히 나타낸 사시도이다. 도 10을 참조하면, 기판처리장치는 챔버(200)의 외부에 로더유닛(900)을 더 포함할 수 있다. 로더 유닛(900)은, 로더몸체(910)와 로더 구동부(920)을 가진다.
로더몸체(910)는 원판형으로 제공될 수 있다. 로더몸체(910)의 상면에는 에지덮개(140)와 기판홀더(320)가 로더몸체(910)의 중심을 향하고, 관통홀(142)과 삽입홈(323)이 서로 연통되도록 결합되어 놓인다. 로더몸체(910)의 상면에는 에지덮개(140) 및 기판홀더(320)는 로더몸체(910)의 중심을 둘러싸도록 각각 복수개 놓일 수 있다. 기판(S), 기판홀더(320) 및 에지덮개(140)는 오버헤드 트랜스퍼와 같은 반송 장치에 의해 로더몸체(910)에 로딩/언로딩 될 수 있다.
로더 구동부(920)는 로더몸체(910)의 하부에 연결되어 로더몸체(910)를 로더 유닛(910)의 중심축을 기준으로 회전시킨다.
반송로봇(800)은 로더 몸체(910)와 기판지지유닛(300)간에 에지덮개(140) 및 기판 홀더(320)를 함께 이송시킨다. 반송로봇(800)은 블레이드(810)를 지지암(811)이 관통홀(142)을 관통하고 삽입홈(323)에 삽입함으로써 로더 유닛(900)에 제공된 에지덮개(140) 및 기판 홀더(320)를 함께 지지한 후, 블레이드(810)를 회전 및 수평 이동시켜 에지덮개(140) 및 기판 홀더(320)를 함께 챔버(200)내 서셉터(310)의 상면으로 반송시킨다. 이와 마찬가지 방법으로 반송로봇(800)은 에지덮개(140) 및 기판 홀더(320)를 함께 챔버(200)내 서셉터(310)에서 로더 유닛(900)으로 반송시킬 수 있다. 이 경우, 서셉터 구동부(330) 및 로더 구동부(920)는 반송 순서에 따라 에지덮개(140) 및 기판 홀더(320)를 반송 로봇(800)에 함께 제공할 수 있도록 각각 서셉터(310)와 로더 몸체(910)를 회전시킨다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
S: 기판
200: 챔버
300: 기판지지유닛
400: 라이너유닛
500: 히터
600: 가스공급유닛
700: 가스배기유닛
800: 반송로봇
900: 로더유닛

Claims (15)

  1. 내부에 처리 공간이 형성된 챔버와;
    상기 챔버 내에서 기판을 지지하도록 제공된 기판 지지 유닛과;
    상기 챔버 내로 반응 가스를 공급하는 가스 공급 유닛과;
    기판을 상기 챔버의 내부 또는 외부로 반송하고, 블레이드를 가지는 반송 로봇;을 포함하되,
    상기 기판 지지 유닛은,
    몸체와;
    상기 몸체의 상면에 제공되고, 기판을 직접 지지하는 기판 홀더와;
    상기 몸체의 상면 중앙 영역에 결합되는 중앙 덮개와;
    상기 몸체의 상면 가장자리 영역에 결합되며, 상기 중앙 덮개와 조합되어 상기 기판 홀더를 수용 가능한 기판 수용 홈을 형성하는 에지 덮개;를 가지고,
    상기 기판 홀더는, 그 측면에 상기 블레이드가 삽입될 수 있는 삽입홈;이 형성되고,
    상기 에지 덮개에는, 상기 블레이드가 상기 에지 덮개의 외측면에서 상기 삽입홈까지 관통될 수 있는 관통홀;이 형성된 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입홈 및 상기 관통홀은, 각각 2개 제공되고,
    상기 블레이드는, U자 형으로 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 외부에 제공되고, 상기 에지 덮개 및 기판 홀더가 놓이는 로더 유닛;을 더 포함하되,
    상기 반송로봇은, 상기 로더 유닛과 상기 챔버 간에 상기 기판 홀더 및 상기 에지 덮개를 반송하는 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 홀더 및 상기 에지 덮개는 각각 복수개 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가스 공급 유닛은,
    상기 몸체의 중심축 상에 위치하도록 상기 챔버의 상부벽 중앙에 장착되는 기판 처리 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 로더 유닛은, 그 중심축을 기준으로 회전 가능하게 제공되고,
    상기 기판 홀더 및 상기 에지 덮개는 복수개가 상기 로더 유닛에 놓일 수 있는 기판 처리 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기판 지지 유닛의 하부에 위치하며, 상기 기판을 가열하는 히터를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 내부에 처리 공간이 형성된 챔버와;
    상기 챔버 내에서 기판을 지지하도록 제공된 기판 지지 유닛과;
    상기 챔버 내로 반응 가스를 공급하는 가스 공급 유닛;을 포함하되,
    상기 기판 지지 유닛은,
    몸체와;
    상기 몸체의 상면에 제공되고, 기판을 직접 지지하는 기판 홀더와;
    상기 몸체의 상면 중앙 영역에 결합되는 중앙 덮개와;
    상기 몸체의 상면 가장자리 영역에 결합되며, 상기 중앙 덮개와 조합되어 상기 기판 홀더를 수용 가능한 기판 수용 홈을 형성하는 에지 덮개;를 가지고,
    상기 에지 덮개는,
    반송 로봇에 의해, 상기 기판 홀더와 함께 상기 챔버 외부로 이송 가능하게 제공된 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 에지 덮개에는, 그 내측면에서 외측면까지 연장되고, 상기 반송 로봇의 블레이드가 삽입 가능한 관통홀이 형성된 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판 홀더에는, 상기 관통홀을 관통한 상기 블레이드가 삽입 가능한 삽입홈이 형성된 기판 처리 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 관통홀은, 2개 제공되는 기판 처리 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 관통홀 및 상기 삽입홈은, 각각 2개 제공되는 기판 처리 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 챔버 외부에 제공되고, 상기 에지 덮개 및 기판 홀더가 놓이는 로더 유닛;을 더 포함하되,
    상기 반송 로봇은, 상기 로더 유닛과 상기 챔버 간에 상기 기판 홀더 및 상기 에지 덮개를 반송하는 기판 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 로더 유닛은, 그 중심축을 기준으로 회전 가능하게 제공되고,
    상기 기판 홀더 및 상기 에지 덮개는 복수개가 상기 로더 유닛에 놓일 수 있는 기판 처리 장치.
  15. 제 8항 내지 제 13 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 에지 덮개는, 상기 몸체의 가장자리 영역에 복수개가 제공되는 기판 처리 장치.
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