KR20150045695A

KR20150045695A - 지지장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치와 이를 이용한 기판 처리 방법

Info

Publication number: KR20150045695A
Application number: KR20130125273A
Authority: KR
Inventors: 지상현
Original assignee: 에이피시스템 주식회사
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2015-04-29
Also published as: JP2015081764A; JP6594616B2; CN104576487A; KR101574336B1; CN104576487B

Abstract

본 발명은 기판 지지장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치와 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 상하방향으로 소정길이 연장 형성되고, 상부에 기판이 안착되는 지지체와, 지지체 내부에 배치되는 삽입체를 포함하는 지지유닛을 기판을 공정 챔버 내부에 로딩하기 전에 직접적 또는 간접적 방식으로 기판의 공정온도와 동일하거나 유사한 온도로 예열 함으로써, 지지유닛에 의한 기판의 열적 손실을 억제 또는 방지할 수 있다.
이에, 생산되는 기판의 품질을 증가시킬 수 있어 기판의 수율을 증가시킬 수 있고, 처리 장치의 효율성 및 생산성을 증가시킬 수 있다.

Description

지지장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치와 이를 이용한 기판 처리 방법 {supporter and substrate processing apparatus having the same and treatment method thereof}

본 발명은 지지장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치와 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 기판의 열적 손실을 억제할 수 있는 지지장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치와 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 제조 공정에서 열처리는 필수적으로 요구되는 공정으로서, 글라스(glass) 등의 기판(이하, 통칭하여 '기판'이라 한다.)의 가열이 이루어지는 공정에서는 기판을 균일하게 열처리하는 것이 요구된다. 이에, 최근에는 기존의 퍼니스(furnance)를 이용하는 열처리 방식보다 급속 열처리(rapid thermal process; RTP) 장치를 이용하는 열처리 방식이 많이 사용되고 있다.

급속 열처리 방법은 텅스텐 할로겐 램프 등의 열원에서 나오는 방사광(放射光)을 기판에 조사하여 기판을 가열 처리하는 방법이다. 이러한 급속 열처리 방법은 기판의 가열 및 냉각이 매우 짧은 시간에 넓은 온도범위에서 이루어지므로 균일한 열처리를 위해서는 온도제어가 필수적으로 요구된다. 즉, 기판의 온도분포를 균일하게 유지한 상태로 열처리 공정을 수행하기 위해서는 기판의 모든 지점에서 열적 특성이 일정하게 유지되도록 하는 것이 중요하며, 특히, 공정이 이루어지는 공간 내에서 기판을 지지하는 수단이 중요한 요소로 작용한다. (여기서, 도 1은 종래의 급속열처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.)

이에, 종래에는 공정 챔버(10) 내에 핀 형상의 지지체(40)가 사용되어 기판(S)과 지지체(40)의 접촉면적을 최소화하고, 히팅블럭(20)에 수용된 열원(25)을 작동시켜 열원(25)을 통해 방출되는 방사광(放射光)에 의해 약 500 ~ 600℃의 분위기에서 공정이 수행된다.

그러나, 열원(25)으로 사용되는 텅스텐 할로겐 램프는 가열 파장이 0.4㎛ ~ 4㎛이며, 기판(S)과 지지체(40)는 할로겐 램프의 가열 파장 대역에서의 흡수율이 0.5%에 불과하다. 이때, 기판(S)은 기판(S) 상의 박막이 가열되어 최종적으로 기판(S)을 가열할 수 있으나, 지지체(40)는 방사광이 투과하여 가열되지 않는 문제점이 발생한다. 이에, 기판(S)을 지지하는 지지체(40)의 지지점에서 열적 손실이 발생하고, 지지점의 열손실에 의해 기판(S)에는 핀 마크가 형성된다.

이는 최종적으로 생산되는 기판(S)의 품질을 저하시키는 문제점을 동반하여 기판의 수율을 감소시킨다. 또한, 급속열처리 장치의 효율성 및 생산성이 저하되어, 공정의 단가가 증가하고, 공정에 요구되는 전력량이 증가하는 문제점으로 연결된다.

KR

2002-0071971

A1

KR

2012-0044889

A1

본 발명은 가열 공정에서 기판의 열분포를 균일하게 유지시킬 수 있는 지지장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치와 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공한다.

본 발명은 열원에서 발생하는 열을 용이하게 흡수할 수 있는 지지장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치와 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공한다.

본 발명은 기판 지지체에 의한 기판의 열손실을 억제할 수 있는 지지장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치와 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공한다.

본 발명의 생산되는 기판의 품질을 증가시킬 수 있는 지지장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치와 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 지지장치는 상하방향으로 소정길이 연장 형성되고, 상부에 기판이 안착되는 지지체와, 상기 지지체 내부에 배치되는 삽입체를 포함하는 지지유닛이 적어도 하나 이상 구비된다.

상기 지지체는 투과성 및 열전도성을 갖는 재질로 형성되고, 상기 삽입체는 내열성 및 열전도성을 갖는 재질로 형성되며, 상기 삽입체는 상기 지지체보다 열전도성이 높을 수 있다.

상기 삽입체에는 상기 삽입체의 온도를 제어하는 가열 제어기가 연결될 수 있다.

상기 삽입체는 상기 지지체와 동일 또는 유사한 모양으로 상기 지지체의 폭보다 좁게 형성될 수 있다.

상기 삽입체는 상기 지지체의 폭보다 좁게 형성되고, 상하방향으로 소정길이 연장되고 좌우방향으로 절곡되는 절곡부를 가질 수 있다.

상기 삽입체는 흑연, 메탈 및 코일 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 내부공간을 형성하는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버의 상부 및 하부 중 적어도 어느 한 곳에 배치되고, 열원을 구비하는 히팅블럭, 상기 히팅블럭 및 상기 투과창에 대향하는 위치에 적어도 하나 이상 배치되고, 내부에 삽입체가 구비되는 지지유닛을 포함한다.

상기 지지유닛은 상하방향으로 연장 형성되는 지지체와, 상기 지지체 내부에 배치되는 삽입체를 포함하고, 상기 삽입체는 내열성 및 열전도성을 가질 수 있다.

상기 공정 챔버의 외측에는 상기 삽입체를 가열하기 위해 전원을 인가하는 가열 제어기가 구비되고, 상기 가열 제어기는 상기 기판의 공정 온도를 확인한 후, 상기 삽입체를 상기 기판 공정 온도와 동일하거나 공정온도보다 5 ~ 10% 낮은 온도로 가열할 수 있다.

상기 공정 챔버 내측 하부에는 상기 삽입체와 상기 가열제어기를 연결하기 위한 경로를 형성하는 하부블럭이 구비될 수 있다.

상기 삽입체는 상기 열원으로부터 방출된 열을 흡수하여 발열하는 재질로 형성되고, 내열성 및 열전도성을 가질 수 있다.

상기 히팅 블럭과 상기 공정 챔버 사이에 투과창이 배치되고, 상기 투과창과 상기 지지체는 광 투과성을 갖는 재질로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 기판을 마련하는 과정, 공정 챔버 내부에 위치하는 기판 지지유닛을 예열하는 과정, 상기 기판을 상기 공정 챔버 내부에 로딩하여 상기 지지유닛 상에 안착시키는 과정 및 상기 기판을 가열하는 과정을 포함한다.

상기 지지유닛의 예열은 상기 공정 챔버 상에 설치되는 열원으로부터 방출되는 열에 의해 가열되는 간접 가열방식 및 상기 지지유닛과 연결되는 가열제어기에 의해 가열되는 직접 가열 방식 중 적어도 어느 하나가 이용될 수 있다.

상기 지지유닛을 예열하는 과정에서 상기 지지유닛은 상기 기판이 처리되는 공정 온도와 동일하거나 공정온도보다 5~ 10% 낮은 온도로 예열될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 지지장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치와 이를 이용한 기판 처리 방법에 의하면, 열손실이 발생하지 않는 지지체에 의해 기판을 챔버 내부에서 지지함으로써 기판의 전 영역에 골고루 열이 분포하도록 할 수 있다. 즉, 지지체의 내부에 열을 발생시키는 물질을 삽입한 뒤, 지지체를 예열하여 기판의 공정온도와 동일 또는 유사한 온도로 지지체의 온도를 조절할 수 있어, 지지체에 의한 열 손실의 발생을 억제하거나 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 기판이 처리되는 공정온도를 확인한 후 지지체를 예열한 후 기판을 지지유닛 상에 배치한 뒤 기판의 처리 공정을 수행한다. 이에, 종래에 기판 지지체와 기판이 접촉하는 지지점에서 열손실에 의한 자국이 기판에 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이에. 생산되는 기판의 품질을 증가시킬 수 있어 기판의 수율을 증가시킬 수 있고, 처리 장치의 효율성 및 생산성을 증가시킬 수 있다.

도 1은 종래의 급속열처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 투과창 및 지지체의 파장 대역별 투과율을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 지지유닛을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 변형 형태에 따른 삽입체를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 지지유닛을 포함하는 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 나타내는 도면 및 공정의 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명은 처리물이 처리되는 공간에서, 처리물에 가해지는 열이 지지체와 처리물이 접촉하는 지지점에 의해 손실되는 것을 억제할 수 있는 지지장치를 제공하여 처리물이 고루 열처리 되도록 하는 것으로서, 본 발명에서는 처리물을 유리기판으로 사용하였고, 처리물이 처리되는 공간으로는 기판 처리 장치의 공정 챔버가 사용될 수 있다. 이에, 이하 설명에서는 열처리 공정을 수행하는 기판 처리 장치를 예로 들어 설명할 수 있으나, 본 발명의 지지장치가 적용되는 곳은 열처리 이외에 소정의 온도를 갖고 처리되는 다양한 공정에 적용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 투과창 및 지지체의 파장 대역별 투과율을 도시한 그래프이다. 도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 지지유닛을 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 변형 형태에 따른 삽입체를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(100)는, 내부공간을 형성하는 공정 챔버(110)와, 공정 챔버(110)의 상부 및 하부 중 적어도 어느 한 곳에 배치되고, 열원(250)을 구비하는 히팅블럭(200), 히팅블럭(200)에 대향 하는 위치에 적어도 하나 이상 배치되고, 내부에 삽입체(425)가 구비되는 지지유닛(400)을 포함한다.

히팅블럭(200)은 복사 에너지를 발생시키는 열원(250)을 적어도 하나 이상 구비하여 내부에 수납한다. 이때, 열원(250)은 방사광을 방출하여 복사 에너지를 발생시키고, 열원(250)에서 발생하는 열에 의해 기판(S)이 가열된다.

열원(250)은 벌브 타입(Blub type) 또는 리니어 타입(Linear type)으로 방사상의 다수의 존으로 배열된다. 열원(250)은 텅스텐 할로겐 램프 또는 아크 램프가 사용될 수 있고, 이는 근적외선 형태로 에너지를 방사한다. 열원(250)은 내부가 비어있는 중공형의 관의 형태로 제작되며, 할로겐 텅스텐 램프로 구현되는 경우 내부에는 복사 에너지를 발생시키는 필라멘트가 구비된다. 이때, 열원(250)은 유리 또는 쿼츠와 같은 투과성 재질을 사용하여 보호하고, 이를 통해 복사열의 복사 에너지가 손실 없이 투과하여 기판(S)으로 전달될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 열원(250) 내부에는 불활성 가스(예컨대, 아르곤)가 충진되는 것이 효과적이다.

공정 챔버(110)는 기판(S)이 내부에 배치되어 열처리 될 수 있는 공간을 형성하며, 공정 챔버(110) 측면 중 적어도 어느 한 지점에는 기판(S)이 공정 챔버(110) 내부로 출입 가능하도록 출입구(112)가 형성된다. 이때, 공정 챔버(110) 내측 하부에는 지지유닛(400)이 배치되고, 지지유닛(400)의 삽입체(425)와 가열제어기(500)를 연결하기 위한 경로를 형성하는 하부블럭(115)이 구비될 수도 있다.

공정 챔버(110)는 내부가 비어있는 중공형의 원형, 사각형 통의 형상으로 제작되나, 공정 챔버(110)의 형상은 이에 한정되지 않고, 다양한 형태의 통 형상을 가질 수 있다. 즉, 원형 또는 다각형이 가능할 수 있다. 그리고 기판(S)이 출입하는 출입구(112)외에 공정 챔버(110)에는 인라인 방식으로 기판(S) 처리 장치가 구성되는 경우, 기판(S)이 다른 챔버로 배출될 수 있도록 배출구(미도시)가 형성될 수도 있다. 또한, 기판(S)의 출입구(112) 및 배출구에는 기판(S)을 이송시키는 이송유닛(미도시)과 연결될 수 있다.

한편, 공정 챔버(110)의 상부 및 하부 중 적어도 어느 한 곳에는 기판(S)의 온도를 측정하는 온도감지기(미도시)가 구비될 수도 있다. 온도감지기는 기판(S)의 온도를 접촉방식 또는 비접촉방식으로 측정할 수 있다. 이와 같은 온도 감지 수단으로는 다양한 감지기구들이 적용될 수 있다. 특히, 비접촉식으로 기판(S)의 온도를 측정하는 경우에는 기판(S)으로부터 방출되는 복사 에너지를 감지하여 온도를 측정할 수 있는 고온계(pyrometer)가 사용될 수도 있다. 또한, 온도감지기는 기판(S)의 크기에 따라 적어도 하나 이상이 구비되어 기판(S)의 온도를 부분적으로 측정할 수도 있다. 이대, 온도감지기를 복수 구비하는 경우, 기판(S)의 온도를 측정하는 정확도가 증가할 수 있는 이점이 있기 때문에 온도감지기는 적어도 하나 이상 구비되는 것이 바람직하다.

전술한 히팅블럭(200)과 공정 챔버(110) 사이에는 투과창(300)이 구비될 수도 있다.

투과창(300)은 히팅블럭(200)과 공정 챔버(110) 사이에 구비되어, 열원(250)에서 방사되는 방사광을 투과시켜 기판(S)에 전달한다. 따라서, 투과창(300)은 방사광을 투과시킬 수 있는 광 투과율이 우수하고 방사광에 의한 온도에 변형되지 않도록 내열성이 우수한 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 예컨대, 석영(quartz), 사파이어(sapphire) 등으로 제작될 수 있다. 투과창(300)은 공정 챔버(110)의 형태와 동일 혹은 유사하게 제작되어, 히팅블럭(200)과 공정 챔버(110) 사이를 차단시켜 공정 챔버(110)가 진공이 유지되도록 한다. 그리고 외부 환경(예컨대, 압력, 가스, 오염물질)으로부터 공정 챔버(110)를 보호하는 역할을 한다. 또한, 투과창(300)은 열원(250)을 보호하고, 열원(250)에서 발생하는 열로 인해 생기는 공정 부산물이 공정 챔버(110) 내부에 배치된 기판으로 낙하 되어 기판상에 부착되는 것을 막아준다. 한편, 투과창(300)은 히팅블럭(200)과 공정 챔버(110) 사이에서 오링(O-ring)등과 같은 밀폐 부재(미도시)를 이용하여 히팅블럭(200)과 공정 챔버(110) 사이를 밀폐 차단하여 진동이 유지될 수 있도록 할 수도 있다.

한편, 전술한 투과창(300)은 열원(250)의 0.4㎛ ~ 4㎛ 파장 대역의 복사 에너지를 투과시켜 하부의 기판에 방사하며, 아울러, 0.4㎛ 이하 또는 4㎛를 초과하는 파장 대역을 흡수하여 투과창(300) 자체가 가열되며 가열된 에너지를 하부의 기판 및 상부로 방사한다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 지지체의 파장 대역별 투과율을 도시한 그래프이다.

투과창(300)은 물질의 특성상 도 5에 도시된 것처럼 0.4㎛ ~ 4㎛ 파장 대역의 열에너지는 70% 이상의 투과율을 가진다. 따라서, 열원(250)으로부터 발생한 방사광을 충분하게 투과시킬 수 있기 때문에 기판을 용이하게 가열할 수 있다.

지지장치는 상하방향으로 소정길이 연장 형성되고, 상부에 기판(S)이 안착되는 지지체(420)와, 지지체(420) 내부에 배치되는 삽입체(425)를 포함하는 적어도 하나의 지지유닛을 포함한다.

지지유닛(400)은 상하방향으로 소정길이 연장 형성되는 지지체(420)와, 지지체(420) 내부에 배치되는 삽입체(425)를 포함한다.

지지체(420)는 공정 챔버(110) 내부에 배치된 하부블럭(115) 상에 장착되어, 공정 챔버(110) 내부에서 기판(S)을 지지한다. 지지체(420)는 히팅블럭(200) 및 투과창(300)에 대향하는 위치에 적어도 하나 이상 구비되어 장착된다. 이때, 하부블럭(115)에는 홈이 형성되어 지지체(420)가 하부블럭(115)에 형성된 홈에 삽입되어 장착될 수도 있고 하부블럭(115)의 표면에 지지체(420)가 배치될 수도 있다. 이에, 본 발명에서는 지지체(420)가 하부블럭(115)에 장착되는 방법에 대해서는 한정하지 않기로 한다.

한편, 지지체(420)는 내부에 수용홈(422)이 하우징(housing) 형태로 구성되어 내부에 삽입체(422)를 배치시킨다. 즉, 도 4의 (b)에 도시된 것처럼, 지지체(420)의 내부에 삽입체(425a) 형상과 동일하거나 유사한 수용홈(422)을 형성하고, 수용홈(422)에 삽입체(425a)를 삽입함으로써 도면과 같이 지지유닛(400)을 구성할 수 있다. 이때, 본 발명에서는 수용홈(422)과 삽입체(425a)의 형태를 동일하게 형성하여, 지지체(420)의 내부에 삽입체(425a)가 배치된 경우, 지지체(420)와 삽입체(425a) 사이의 이격공간이 없도록 구성하였으나, 이에 한정되지 않는다.

한편, 지지체(420)는 전술한 투과창(300)과 동일하거나 유사한 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 지지체(420)는 석영 또는 사파이어와 같은 광 투과성 및 내열성이 우수한 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 후에 서술하는 삽입체(425)에서 발생하는 열에 의해 지지체(420)가 변형이 발생하지 않아야 하기 때문이다. 또한, 삽입체(425)에서 발생하는 열을 기판 하부로 방출하기 용이하도록 투과성이 높은 물질을 사용하는 것이 바람직하기 때문이다.

삽입체(425)는 전술한 바와 같이, 지지체(420)의 내부에 삽입되고, 히팅블럭(200)의 열원(250)으로부터 가열되어 발생하는 열을 지지체에 전달하는 역할을 한다. 이에, 삽입체(425)는 지지체(420)보다 높은 열전도성을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 열원(250)에서 발생하는 열은 지지체(420)를 투과하여 삽입체(425)로 흡수되고, 흡수된 열에 의해 가열된 삽입체(425)는 지지체(420)로 열을 방출하면서 지지체(420)의 온도를 증가시킬 수 있다. 이처럼, 삽입체(425)가 열을 발생하여 지지체(420)가 가열됨으로써, 종래의 지지체(40)의 특성상 열원(25)의 가열 파장을 투과하기 때문에 열원(25)으로 예열하기 용이하지 않던 문제점을 해결할 수 있다.

한편, 삽입체(425)는 열원(250)에 의해 가열되는 경우, 열에 의한 변형이 발생하지 않는 내열성을 갖고 지지체(420)로의 열전도성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 본 발명에서는 삽입체(425)로써 흑연(Graphite)을 사용하였다. 흑연을 화학적으로 안정한 물질로서 내열성, 내열충격성, 내식성이 강하고 전기 및 열 전도성이 우수하다. 그러나, 삽입체(425)는 전술한 흑연에 한정되는 것이 아니라, 흑연과 동일 혹은 유사한 특성을 갖는 것이 사용될 수도 있다. 이에 삽입체(425)는 흑연, 메탈 및 코일 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. 일례로, 삽입체(425)로 금속을 사용할 수도 있다. 그러나 금속은 열에 의한 열팽창이 발생할 수도 있기 때문에 지지체(420) 내부에서 삽입체(425)의 열팽창이 발생하는 경우를 고려한 설계를 하면 금속 재질도 삽입체(425)로써 사용 가능하다. 즉, 금속의 삽입체(425)가 사용되는 경우, 지지체(420)에 형성되는 수용홈(422)에 비해 삽입체(425)의 크기를 작게 제작하여 지지체(420)와 결합시키고, 삽입체(425)가 열팽창이 발생하여도 수용홈(422)에 의한 이격공간으로 인해 지지체(420)에 물리적 충격이 발생하지 않도록 제작할 수 있다.

도 5는 본 발명의 변형예에 따른 삽입체를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면 본 발명의 변형예에 따른 삽입체(425b)는 지지체(420)의 폭보다 좁게 형성되고, 상하방향으로 소정길이 연장되어 좌우방향으로 절곡되는 절곡부를 갖는다. 즉, 지그재그 모양이 연속적으로 반복된 모양을 가질 수 있다. 그러나, 좌우방향으로 절곡되는 절곡부를 갖는 모양은 도 5의 (a)에 한정되지 않고, 절곡부를 가지며, 열이 방출되는 표면적을 증가시킬 수 있는 다양한 형상이 가능하다. 이처럼, 삽입체(425b)가 형성되는 경우, 삽입체(425b)에서 열이 발생할 수 있는 표면적이 증가하기 때문에, 증가된 표면적으로 열이 흡수되고, 이 열은 지지체(420)로 방출됨으로써 지지체(420)가 가열될 수 있는 예열시간을 단축할 수 있다.

또한, 도 5의 (b)에 도시된 것처럼, 파워를 인가하면 열이 발생하는 코일 형태로 삽입체(425c)를 제작하여 지지체(420)의 수용홈에 수용할 수도 있다. 이에, 도 5의 (b)에 도시된 삽입체(425c) 표면적이 증가된 구조에서 다량의 열이 발생함으로써 적은 전력량으로도 다량의 열을 발생시킬 수 있다.

그리고 전술한 지지유닛(400)은 상부로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성될 수도 있다. 이는, 지지체(420)와 기판(S)이 접촉하는 지점에 지지체(420)로부터 방출되는 열이 집중되는 것을 억제하고자 지지체(420)의 상부로 갈수록 기울기가 형성되어 지지체(420)와 기판(S)이 접촉하는 표면적을 감소시킬 수 있다.

전술한 구성요소를 포함한 기판 처리 장치(100)의 외측에는 삽입체(425)를 용이하게 가열할 수 있는 가열제어기(500)가 구비될 수도 있다. 즉, 삽입체(425)는 전술한 방법처럼 히팅블럭(200)에 구비된 열원(250) 및 챔버 외측에 마련된 가열제어기(500) 중 적어도 어느 하나에 연결되어 가열될 수 있다.

가열제어기(500)는 공정 챔버(110)의 외측에서 삽입체(425)를 가열하기 위해 전원을 인가한다. 더욱 자세하게는, 기판(S)의 공정 온도를 확인한 후, 삽입체(425)를 기판(S) 공정 온도와 동일하거나 공정온도보다 5 내지 10% 낮은 온도로 가열한다. 이때, 가열제어기(500)는 열을 발생시키기 위한 파워를 인가하는 역할뿐만 아니라, 공정온도에 따라 지지체(420)가 예열 되어야 하는 공정온도에 맞게 삽입체(425)를 가열시킬 수 있도록 예열온도를 제어할 수 있는 장치가 사용될 수 있다. 이에, 작업자가 수동으로 전원을 인가할 수도 있으나, 공정의 온도에 맞게 지지체가 예열 되어야 하는 온도가 설정된 후, 가열제어기가 자동으로 공정온도에 맞게 지지체를 예열하기 위한 온도를 자동으로 설정하여 공정이 진행될 수 있도록 할 수 있다. 이에, 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

이처럼, 가열제어기(500)를 추가로 구비하여 사용하는 경우, 열원(250)으로부터 발생하는 열에 의해 삽입체(425)가 가열되기까지 소요되는 시간을 삽입체(425)를 직접적으로 가열함으로써 단축시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 지지유닛을 포함하는 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 나타내는 도면 및 공정의 순서도이다. 도 6의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이고, 도 6의 (b)는 기판이 처리되는 원리를 설명하기 위한 개념도이다.

도 6의 (a)를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 기판을 마련하는 과정과, 공정 챔버 내부에 위치하는 기판 지지유닛을 예열하는 과정, 기판을 공정 챔버 내부에 로딩하여 지지유닛 상에 안착시키는 과정 및 기판을 가열하는 과정을 포함한다.

우선, 기판 처리 장치에서 기판(S)을 열처리하기 위해 공정을 위한 준비를 한다. 즉, 열처리 되어야 할 기판(S)을 마련한다(S10). 다음으로, 기판(S)이 처리되는 공정 온도를 확인한다.(S20) 이처럼, 공정 온도를 확인하는 이유는, 공정온도와 동일 혹은 유사한 온도를 지지체를 가열해야하기 때문에 공정 온도를 미리 확인하는 과정이 요구된다.

이후, 지지유닛(400)에 의해 기판의 열적 손실을 억제 또는 방지하기 위해 지지유닛(400)을 예열한다. 이때, 지지유닛의 예열은 전술한 공정 챔버(110) 상에 설치되는 열원(250)으로부터 방출되는 열에 의해 가열되는 간접 가열방식 및 지지유닛(400)과 연결되는 가열제어기(500)에 의해 가열되는 직접 가열 방식 중 적어도 어느 하나가 이용되어 지지유닛(400)을 예열할 수 있다.

자세하게 설명하면, 삽입체(425)를 가열하기 위해 히팅블럭(200)의 열원(250)을 작동시켜 공정 챔버(110) 내부를 예열함과 동시에 지지유닛(400)의 삽입체(425)가 열원(250)에서 방출된 열을 흡수한다. 이때, 전술한 바와 같이 삽입체(425)의 예열시간을 단축하기 위해 삽입체(425)에는 가열 제어기(500)와 같은 전원공급 수단 및 가열수단이 연결될 수 있다. 열원(250)에서 발생하는 열을 흡수하거나 가열 제어기(500)를 통해 가열된 삽입체(425)는 열을 지지체(420)로 방출하여 지지체(420)를 기판(S)의 공정온도와 동일하거나 공정온도보다 5 내지 10% 낮은 온도로 예열한다.(S30).

이처럼, 지지체(420)의 예열이 완료된 후, 공정 챔버(110)의 출입구(112)를 통해 기판(S)을 공정 챔버(110) 내측에 지지체(420) 의 상부에 안착시킨다(S40). 그 후, 기판(S)의 열처리 공정이 시작된다.

도 6의 (b)를 참조하면, 기판(S)을 열처리하는 과정에서, 열원(250)으로부터 방사광이 조사되어 히팅블럭(200)과 공정 챔버(110) 사이에 배치된 투과창(300)을 통해 기판(S)의 상부로 조사된다. 이때, 기판(S)을 지지하는 지지체(420)를 기판(S)이 지지체(420) 상에 안착하기 전 공정분위기로 예열함으로써, 열을 발생하는 지지체(420)와 투과창(300)의 사이에 배치되는 기판(S)은 지지체(420)에 의한 열 손실이 발생하지 않고 기판(S)의 전 영역이 고루 균일하게 가열된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 기판을 처리하기 위해 공정 챔버 내부로 기판을 로딩하기 전, 기판을 지지하는 지지체를 기판의 공정온도와 동일 혹은 유사한 온도로 예열하여 기판의 열적 손실을 억제할 수 있다. 즉, 종래에 공정온도보다 상대적으로 낮은 지지체와 기판과의 지지점에서 기판에 열 분포가 균일하지 못하여 생기는 자국의 발생을 방지할 수 있다.

그리고 지지체 내부에 열을 흡수하여 가열될 수 있는 삽입체를 배치함으로써, 히팅블럭에 수용된 열원으로부터 발생하는 열이 삽입체에 흡수된 후, 삽입체가 가열되면서 방출하는 열에 의해 지지체를 예열할 수 있다.

이처럼, 본 발명은 처리되는 기판의 전 영역에 걸쳐 고루 열을 분포할 수 있어, 최종적으로 생산되는 기판의 품질을 증가시킬 수 있다. 또한, 기판의 불량률이 감소하여 기판의 수율을 증가시킬 수 있다. 그리고 기판을 처리하는 처리 장치의 효율성 및 생산성 또한 증가시킬 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

S : 기판 1, 100 : 기판 처리 장치
10, 110 : 챔버 20, 200 : 히팅블럭
25, 250 : 열원 30, 300 : 투과창
40, 400 : 지지유닛 420 : 지지체
422 : 삽입홈 425 : 삽입체
500 : 가열제어기

Claims

상하방향으로 소정길이 연장 형성되고, 상부에 기판이 안착되는 지지체와;
상기 지지체 내부에 배치되는 삽입체;를 포함하는 지지유닛이 적어도 하나 이상 구비되는 지지장치.
청구항 1 에 있어서,
상기 지지체는 투과성 및 열전도성을 갖는 재질로 형성되고, 상기 삽입체는 내열성 및 열전도성을 갖는 재질로 형성되며,
상기 삽입체는 상기 지지체보다 열전도성이 높은 지지장치.
청구항 2 에 있어서,
상기 삽입체에는,
상기 삽입체의 온도를 제어하는 가열 제어기;가 연결되는 지지장치.
청구항 3 에 있어서,
상기 삽입체는 상기 지지체와 동일 또는 유사한 모양으로 상기 지지체의 폭보다 좁게 형성되는 지지장치.
청구항 4 에 있어서,
상기 삽입체는 상기 지지체의 폭보다 좁게 형성되고, 상하방향으로 소정길이 연장되고 좌우방향으로 절곡되는 절곡부를 갖는 지지장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입체는 흑연, 메탈 및 코일 중 적어도 어느 하나인 지지장치.
내부공간을 형성하는 공정 챔버;
상기 공정 챔버의 상부 및 하부 중 적어도 어느 한 곳에 배치되고, 열원을 구비하는 히팅블럭;
상기 히팅블럭에 대향하는 위치에 적어도 하나 이상 배치되고, 내부에 삽입체가 구비되는 지지유닛;을 포함하는 기판 처리 장치.
청구항 7 에 있어서,
상기 지지유닛은,
상하방향으로 연장 형성되는 지지체와, 상기 지지체 내부에 배치되는 삽입체를 포함하고,
상기 삽입체는 내열성 및 열전도성을 갖는 기판 처리 장치.
청구항 8 에 있어서,
상기 공정 챔버의 외측에는 상기 삽입체를 가열하기 위해 전원을 인가하는 가열 제어기;가 구비되고,
상기 가열 제어기는 상기 기판의 공정 온도를 확인한 후, 상기 삽입체를 상기 기판 공정 온도와 동일하거나 공정온도보다 5 ~ 10% 낮은 온도로 가열하는 기판 처리 장치.
청구항 9 에 있어서,
상기 공정 챔버 내측 하부에는,
상기 삽입체와 상기 가열제어기를 연결하기 위한 경로를 형성하는 하부블럭이 구비되는 기판 처리 장치.
청구항 9 또는 청구항 10 에 있어서,
상기 삽입체는 상기 열원으로부터 방출된 열을 흡수하여 발열하는 재질로 형성되고, 내열성 및 열전도성을 갖는 기판 처리 장치.
청구항 11 에 있어서,
상기 히팅 블럭과 상기 공정 챔버 사이에 투과창이 배치되고,
상기 투과창과 상기 지지체는 광 투과성을 갖는 재질로 형성되는 기판 처리 장치.
기판을 마련하는 과정;
공정 챔버 내부에 위치하는 기판 지지유닛을 예열하는 과정;
상기 기판을 상기 공정 챔버 내부에 로딩하여 상기 지지유닛 상에 안착시키는 과정; 및
상기 기판을 가열하는 과정;을 포함하는 기판 처리 방법.
청구항 13 에 있어서,
상기 지지유닛의 예열은 상기 공정 챔버 상에 설치되는 열원으로부터 방출되는 열에 의해 가열되는 간접 가열방식 및
상기 지지유닛과 연결되는 가열제어기에 의해 가열되는 직접 가열 방식 중 적어도 어느 하나가 이용되는 기판 처리 방법.
청구항 14 에 있어서,
상기 지지유닛을 예열하는 과정에서, 상기 지지유닛은 상기 기판이 처리되는 공정 온도와 동일하거나 공정온도보다 5~ 10% 낮은 온도로 예열 되는 기판 처리 방법.