KR20190092154A - 반도체 설비의 실링 장치 및 기류 산포 제어 장치 - Google Patents

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KR20190092154A
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윤영종
유석헌
진필규
우정우
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Abstract

실링 장치는 링 형상의 몸체를 갖고, 진공 챔버의 반응 영역과 배기 통로를 연통하는 배기 경로 상에 배치되며, 상기 배기 통로에 연결된 배기 포트와의 위치 관계에 따라 단면 형상이 서로 다를 수 있다.

Description

반도체 설비의 실링 장치 및 기류 산포 제어 장치{Sealing device and Gas flow control device of semiconductor equipment}
본 개시는 반도체 설비의 기류 산포를 제어하기 위하여 비대칭 형상을 갖는 실링 장치 및 기류 산포 제어 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정 중 증착, 식각, 어닐 공정 등에는 진공 챔버를 포함하는 기판 처리 장치가 사용되고 있다. 기판 처리 장치는 공정 가스가 공급되는 반응 영역과 배기 포트 사이에 배기 통로가 형성된다. 공정 가스는 배기 포트에 형성된 배기 압력에 의해 반응 영역에서 배기 통로로 이동한다. 반응 영역은 상부의 가스 분배 플레이트와 하부의 기판 사이에 형성된다. 기판 외측에는 공정 가스가 진공 챔버의 하부 영역으로 이동하는 것을 방지하는 실링재가 배치된다. 실링재와 가스 분배 플레이트 사이에는 간극이 형성된다. 간극을 통해 반응 영역의 공정 가스가 배기 통로로 이동한다.
실링재는 전체적으로 평평한 모양과 두께로 되어 있다. 공정 가스는 배기 통로의 배기 기류에 의해 이동하면서 반응 영역의 기판을 처리한다. 배기 기류는 배기 포트의 위치, 방향, 배기 통로의 형상 및 배기 통로 상에서의 위치에 따라 형성된다. 배기 기류가 비대칭적으로 형성되면 기판의 처리 결과 역시 비대칭적 특성을 갖게 된다. 즉, 기판의 처리 결과의 산포가 커지게 된다.
본 개시에 따른 실시예들의 과제는 배기 포트의 위치, 방향에 따라 형성된 비대칭 기류를 보상하는 실링 장치 및 기류 산포 제어 장치를 제공하는데 있다.
본 개시에 따른 실시예들의 과제는 비대칭적 증착, 식각, 어닐 등의 산포가 대칭적으로 개선되는 실링 장치 및 기류 산포 제어 장치를 제공하는데 있다.
본 개시에 따른 실시예들의 과제는 공정 가스의 기류 산포를 개선함으로써, 반도체 소자의 수율을 높이고, 불순물 제거가 가능한 실링 장치 및 기류 산포 제어 장치를 제공하는데 있다.
본 개시에 따른 실시예들의 실링 장치는 링 형상의 몸체를 갖고, 진공 챔버의 반응 영역과 배기 통로를 연통하는 배기 경로 상에 배치되며, 상기 배기 통로에 연결된 배기 포트와의 위치 관계에 따라, 상기 몸체의 내경 중심축을 지나고 지면에 수직한 기준면에 의한 단면 형상이 서로 다를 수 있다.
본 개시에 따른 실시예들의 기류 산포 제어 장치는 배기 포트가 형성된 챔버 벽을 구비하고, 내부에 기판 지지 장치, 가스 분배 플레이트, 배기 통로를 수용하는 진공 챔버; 피처리 대상인 기판을 지지하고, 상기 가스 분배 플레이트의 하부에 배치되는 상기 기판 지지 장치; 반응 공간을 사이에 두고 상기 기판 지지 장치와 대향하여 배치되고, 상기 반응 공간에 공정 가스를 공급하는 상기 가스 분배 플레이트; 상기 반응 공간을 둘러싸도록 상기 진공 챔버의 챔버 벽 내에 형성된 상기 배기 통로; 및 상기 공정 가스가 상기 반응 공간으로부터 상기 배기 통로를 거쳐 상기 배기 포트로 이동하는 배기 경로 상에 배치되는 실링 장치;를 포함하고, 상기 실링 장치는 링 형상의 몸체를 구비하고, 상기 실링 장치의 상면은 상기 가스 분배 플레이트와의 사이에서 간극을 형성하여 상기 배기 경로의 일부를 구성하고, 상기 실링 장치는 상기 배기 포트와의 위치 관계에 따라, 상기 몸체의 둘레 방향에서 서로 다른 두께로 형성되어, 상기 간극의 폭을 제어할 수 있다.
본 개시에 따른 실시예들의 실링 장치는 링 형상의 몸체를 갖고, 진공 챔버의 반응 영역과 배기 통로를 연통하는 배기 경로 상에서, 상기 반응 영역에 공정 가스를 공급하는 가스 분배 플레이트에 대향하여 배치되며, 상기 몸체의 내경 중심축과 상기 진공 챔버의 적어도 1개의 배기 포트를 지나는 제1 기준면에 의한 단면 형상이 서로 다를 수 있다.
본 개시에 따른 실시예들에 의하면, 기판 처리 장치의 공정 가스의 배기 기류의 비대칭성을 개선할 수 있다.
본 개시에 따른 실시예들에 의하면, 기판 처리 장치의 증착, 식각, 어닐 공정 등에서 기판 처리 결과의 산포를 개선할 수 있다.
도 1은 기판 로딩/언로딩 위치에서 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 2는 기판 처리 위치에서 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분 확대 단면도이다.
도 4는 도 2의 B 부분 확대 단면도이다.
도 5는 도 2의 링 어셈블리의 단면도이다.
도 6은 도 5의 상부 실링재의 사시도 및 부분 확대도이다.
도 7은 도 2의 B 부분 및 도 4에 대응하는 부분 확대 사시도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 횡단면도이다.
도 9는 도 8의 I-I'선에 따른 단면도 및 배기 기류의 흐름도이다.
도 10은 도 8의 II-II'선에 따른 단면도 및 배기 기류의 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 배기 통로의 사시 단면도이다.
도 12, 14, 16, 19, 20, 23은 각각 본 개시의 일 실시예에 따른 링 어셈블리의 단면도이다.
도 13, 15, 17, 18, 21, 22, 24는 각각 본 개시의 일 실시예에 따른 상부 실링재의 사시도 및 부분 확대도이다.
도 25, 도 26은 각각 본 개시의 일 실시예에 따른 상부 실링재의 평면도이다.
도 1은 기판 로딩/언로딩 위치에서 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다. 도 2는 기판 처리 위치에서 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 진공 챔버(1)를 포함할 수 있다. 상기 진공 챔버(1)는 내부에 기판(40)에 대한 처리 공정들이 진행될 수 있도록 밀폐된 공간을 제공할 수 있다. 상기 진공 챔버(1)는 원통 형상 또는 사각 통 형상일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 진공 챔버(1)는 알루미늄 또는 스테인리스 강과 같은 금속재로 구성될 수 있다. 상기 진공 챔버(1)는 진공 상태에서 화학 기상 증착(Chamical Vapor Deposition: CVD), 플라즈마 강화 화학 기상 증착(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD), 반응성 이온 에칭(Reactive Ion Etching: RIE), 어닐링(annealing), 산화(oxidation) 및 질화(nitridation) 등의 다양한 공정을 수행할 수 있다. 상기 진공 챔버(1)는 원료 가스를 공급하는 주입부(gas inlet), 반응이 일어난 기체 및 부산물을 외부로 배출하는 배기부(exhaust), 기판을 고정하고 기판의 위치를 제어하는 거치부(substrate holder), 반응에 필요한 에너지를 공급하는 전원부(power source) 등을 포함할 수 있다.
도 1을 참고하면, 기판(40)은 상기 진공 챔버(1)의 로딩/언로딩 위치에 배치되어 있다. 상기 진공 챔버(1)는 상위 챔버(10)와 하위 챔버(20)를 포함할 수 있고, 양 챔버(10, 20) 사이에는 지지 플레이트(60)가 배치될 수 있다. 상기 상위 챔버(10)에서는 공정 가스에 의해 기판(40)이 처리되고, 상기 하위 챔버(20)에서는 기판(40)이 로딩/언로딩 될 수 있다.
상기 상위 챔버(10)는 가스 분배 플레이트(50)와 배기 통로(54), 배기 포트(53)를 포함할 수 있다.
상기 가스 분배 플레이트(50)는 상위 챔버(10)의 하우징을 형성하는 챔버 벽(51)과, 그 내부에 배치된 가스 분배 영역, 상기 챔버 벽(51)과 가스 분배 영역 사이에 형성된 배기 통로(54)를 구비할 수 있다. 상기 가스 분배 플레이트(50)는 플라즈마 공정 시 상부 전극으로 사용될 수 있고, 금속 또는 세라믹 재질을 포함할 수 있다. 상기 가스 분배 플레이트(50)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 스틸, 스텐레인스 스틸, 니켈, 또는 니켈 합금(인코넬 또는 하스텔로이 등)등의 금속재나 석영(SiO2), SiC, SiN, Al2O3, AlN, Y2O3 등의 세라믹의 유전체를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서 상기 가스 분배 플레이트(50)는 내식성, 반응성, 전도성, 가공성 등이 우수한 알루미늄을 포함할 수 있다.
상기 가스 분배 플레이트(50)는 상기 가스 분배 영역에 형성된 복수의 분사 홀(52)이 상기 가스 분배 플레이트(50) 하부로 가스를 분사하는 샤워 헤드(showerhead)일 수 있다. 상기 공정 가스는 상기 분사 홀(52)을 통해 상기 가스 분배 플레이트(50) 상부의 기체 공급부(미도시)로부터 상기 분사 홀(52) 하부의 반응 영역(55)으로 분사될 수 있다. 상기 공정 가스는 상기 반응 영역(55)에서 플라즈마 상태로 전환될 수 있다. 상기 가스 분배 플레이트(50)는 일체형으로 구성될 수도 있고, 분사 홀(52)들이 있는 부분이 분리된 분리형으로 구성될 수도 있다. 상기 공정 가스의 일 예로서, 염소 또는 불소, NF3, C2F6, CF4, COS, SF6, Cl2, BCl3, C2HF5, N2, Ar 및 He등의 불활성가스, H2 및 O2를 포함할 수 있다.
상기 배기 통로(54)는 상기 가스 분배 플레이트(50)의 외곽을 정의하는 챔버 벽(51)의 내측에 상기 반응 영역(55)을 둘러싸는 환형으로 형성될 수 있다. 상기 배기 통로(54)는 상기 챔버의 내측에 형성된 반응 영역(55)과 연통될 수 있다.
상기 배기 포트(53)는 상기 배기 통로(54)의 일부와 상기 챔버 벽(51)의 일부를 관통하여 연결하도록 형성될 수 있다. 상기 배기 포트(53)는 상기 진공 펌프(미도시)와 연결될 수 있다. 상기 배기 포트(53)는 압력 제어 밸브, 유량 제어 밸브 등이 설치될 수 있다. 상기 진공 펌프는 상기 진공 챔버(1)를 감압하여, 배기 기류를 형성함으로써, 상기 진공 챔버(1) 내부의 공정 가스 또는 반응 부산물 등을 상기 진공 챔버(1) 외부로 배출할 수 있다. 상기 진공 챔버(1) 내의 압력은 배기 밸브 및 상기 진공 펌프로 배기율(exhaust rate)을 조정함으로써 자유롭게 제어될 수 있다.
상기 배기 포트(53)는 상기 가스 분배 플레이트(50)를 관통하여 상기 진공 챔버(1)의 상부와 연통되도록 형성될 수 있다. 상기 배기 포트(53)는 상기 하부 챔버를 관통하여 상기 진공 챔버(1)의 하부와 연통되도록 형성될 수 있다. 상기 배기 포트(53)는 하나 이상이 형성될 수 있다. 복수의 배기 포트(53)는 상기 반응 영역(55)의 중심을 기준으로 대칭 또는 비대칭으로 배치될 수 있다.
상기 하위 챔버(20)는 기판 지지 장치(30)와 승강 장치(70), 반송구를 포함할 수 있다.
상기 기판 지지 장치(30)는 원판 형상으로 회전 가능하게 배치될 수 있다. 상기 기판 지지 장치(30)는 상하로 이동 가능한 승강 장치(70)에 연결될 수 있다. 상기 기판 지지 장치(30)는 플라즈마 공정 시 하부 전극으로 사용될 수 있고, 금속 재질 또는 세라믹 재질을 포함할 수 있다. 상기 기판 지지 장치(30)는 접지될 수 있다. 상기 기판 지지 장치(30)는 히터가 장착되어 기판(40)의 온도를 일정하게 유지하는 서셉터(susceptor)일 수 있다. 상기 기판 지지 장치(30)의 상면(621)에는 기판(40)을 수용할 수 있는 기판 지지면(31)이 형성될 수 있다. 상기 기판 지지 장치(30)의 외측면에는 하부 실링재(32)가 배치될 수 있다. 상기 기판 지지 장치(30)는 상기 가스 분배 플레이트(50)의 하부에 위치할 수 있다. 상기 기판 지지 장치(30)는 원판형의 기판 거치부와 그 하부에 연결된 스템부를 구비할 수 있다. 상기 기판 지지 장치(30)는 기판(40)에 대한 공정이 진행되는 동안, 상기 기판(40)을 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 상기 기판 지지 장치(30)는 상기 기판(40)을 지지하는 기판 지지면(31)과 대응하는 위치의 내부에 상기 기판(40)을 가열하는 히터를 포함할 수 있다. 상기 기판 지지 장치(30)는 상기 히터를 통해 공정이 진행되는 동안 상기 기판(40)의 온도를 유지할 수 있다. 상기 기판 지지 장치(30)는 상기 기판(40)을 정전기적으로 흡착하여 지지할 수 있다.
상기 기판 지지 장치(30)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 스틸, 스텐레인스 스틸, 니켈, 또는 니켈 합금(인코넬 또는 하스텔로이 등)등의 금속재나 석영(SiO2), SiC, SiN, Al2O3, AlN, Y2O3 등의 세라믹의 유전체를 포함할 수 있다.
상기 기판(40)은 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 상기 기판(40)은 플렉서블 디스플레이용 유리 또는 플라스틱일 수 있다.
상기 지지 플레이트(60)는 상기 진공 챔버(1)의 상위 챔버(10)와 하위 챔버(20) 사이에 배치될 수 있다. 상기 지지 플레이트(60)의 상기 진공 챔버(1) 내측에는 상부 실링재(62)가 배치될 수 있다. 상기 지지 플레이트(60)는 상기 진공 챔버(1) 내측으로 단부가 돌출되어 플랜지(61)를 형성하고, 상기 플랜지(61)에 상기 상부 실링재(62)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 실링재(62)의 외측면(623, 도 3 참고) 또는 하면(622, 도 3 참고)의 적어도 일부가 상기 플랜지(61)에 접하거나 상기 플랜지(61)에 상에 거치되도록 배치될 수 있다.
도 2를 참고하면, 상기 기판(40)은 기판 지지 장치(30)에 거치된 상태로 반응 영역(55)에 배치되어 있다. 상기 기판 지지 장치(30)가 상측으로 이동함으로써, 상기 지지 플레이트(60)에 배치된 상부 실링재(62)와 상기 기판 지지 장치(30)에 배치된 하부 실링재(32)가 서로 접하도록 배치될 수 있다. 상기 반응 영역(55)은 상기 가스 분배 플레이트(50)와 상기 기판 지지 장치(30)가 접하여 형성될 수 있다.
상기 상부 실링재(62)와 하부 실링재(32)가 접하여 링 어셈블리를 형성할 수 있다. 상기 상부 실링재(62)와 상기 하부 실링재(32)는 서로 접촉하여 상기 지지 플레이트(60)와 상기 기판 지지 장치(30) 사이에서 압축됨으로써, 상기 두 부품(32, 62)들 사이의 경계면에서 밀봉을 형성할 수 있다. 또한, 상기 링 어셈블리는 상기 상위 챔버(10)와 하위 챔버(20) 사이를 밀봉하여 공정 가스가 하위 챔버(20)로 이동하는 것을 막을 수 있다. 이에 따라, 상위 챔버(10)의 진공 차폐가 이루어져, 반응 영역(55) 내의 공정 가스가 규정된 배기 경로를 벗어나 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
상기 진공 챔버(1) 내에는 평행한 한 쌍의 전극으로서 상기 가스 분배 플레이트(50)와 상기 기판 지지 장치(30)가 간격을 두고 배치되어, 그 사이에서 반응 영역(55)을 형성할 수 있다. 상기 반응 영역(55)에서는 상기 반응 영역(55) 상에 노출된 기판(40)의 표면을 공정 가스에 의해 처리할 수 있다.
상기 반응 영역(55)의 외측에는 상부 실링재(62)의 상면(621)과 상기 가스 분배 플레이트(50)의 하면이 간극(56)을 형성한 상태로 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 상기 간극(56)을 통해 상기 반응 영역(55) 내의 공정 가스는 배기 통로(54)로 이동할 수 있다. 상기 배기 통로(54)에는 상기 배기 포트(53)가 연결되어 있고, 상기 배기 포트(53)에는 진공 펌프가 연결되어 있어, 상기 배기 통로(54)에 공정 가스의 배기 기류를 발생시킬 수 있다(도 7 내지 11 참고). 상기 반응 영역(55)과 간극(56), 배기 통로(54)로 연통되는 공정 가스의 이동 경로를 배기 경로라 한다.
이하에서는 본 개시의 일 실시예에 의한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(40)을 처리하는 방법을 설명한다. 상기 진공 챔버(1)의 상기 하위 챔버(20) 내로 상기 기판(40)을 투입할 수 있다. 상기 로딩/언로딩 영역에서 상기 기판 지지 장치(30)의 기판 지지면(31) 상에 상기 기판(40)을 안착시킬 수 있다. 상기 기판(40)이 수용된 상태로 상기 기판 지지 장치(30)는 승강 장치(70)에 의해 상승할 수 있다. 상기 기판 지지 장치(30)의 상승에 의해 상기 지지 플레이트(60)에 고정된 상부 실링재(62)와 상기 기판 지지 장치(30)에 고정된 하부 실링재(32)가 서로 접하여 링 어셈블리를 형성할 수 있다. 상기 링 어셈블리에 의해 상기 상위 챔버(10)와 상기 하위 챔버(20) 사이가 밀봉될 수 있다. 상기 기판(40)은 상기 반응 영역(55) 내에서 상기 가스 분배 플레이트(50)의 분사 홀(52)을 통해 분사되는 공정 가스 또는 상기 반응 영역(55) 내에 생성된 플라즈마와 반응할 수 있다.
상기 반응 영역(55)은 상기 배기 통로(54)와 연통되고, 상기 배기 통로(54)는 상기 배기 포트(53), 배기 밸브를 통해 진공 펌프에 연결될 수 있다. 상기 진공 펌프의 작동에 의해 상기 배기 통로(54)에는 배기 기류가 형성될 수 있다. 반응 후의 상기 공정 가스나 플라즈마는 상기 배기 기류에 의해 상기 간극(56)을 거쳐 상기 배기 통로(54)로 배출될 수 있다. 상기 배기 통로(54) 상의 공정 가스는 배기 포트(53)를 통해 상기 진공 챔버(1) 외부로 배출될 수 있다. 이 과정에서, 상기 공정 가스의 상기 반응 영역(55) 내에서의 흐름이 상기 배기 통로(54)상의 배기 기류에 영향 받을 수 있다. 예를 들어, 상기 배기 포트(53)가 상기 배기 통로(54)상에서 중심에 대해 비대칭으로 배치된 경우, 상기 배기 포트(53)에 가까운 쪽의 배기 기류는 배기 포트(53)에 먼 쪽의 배기 기류보다 속도와 배기량이 클 수 있다. 상기 배기 포트(53)에 연통되는 반응 영역(55) 내의 공정 가스는 인접한 배기 통로(54)의 배기 기류에 따라 배기 통로(54) 측으로 이동할 수 있다. 이때, 반응 영역(55) 내에서 배기 통로(54)로 이동하는 공정 가스의 흐름에 의해, 상기 반응 영역(55) 내의 공정 가스의 산포가 달라질 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼를 증착 처리하는 경우, 상기 웨이퍼의 가장자리 영역은 상기 간극(56)에 가까운 부분이므로, 상기 간극(56)을 통해 상기 배기 통로(54)에 형성된 배기 기류에 영향을 받을 수 있다. 상기 배기 기류가 비대칭성을 가질 경우, 상기 웨이퍼의 가장자리 영역의 성막 두께도 비대칭성을 가져, 중앙 영역에 비해 산포가 커질 수 있다. 상기 배기 포트(53)에 가까운 부분과 먼 부분에서 배기 기류의 속도와 배기량에 차이가 발생하여, 배기 포트(53)로부터의 거리에 따라 막 형성 조건들이 서로 상이해질 수 있다. 즉, 상기 웨이퍼 중심으로부터 동일한 거리에 위치한 가장자리 영역의 두 지점은, 각각을 통과하는 반응 가스의 양과 속도에 따라 서로 다른 성막 두께를 가질 수 있다.
도 3은 도 2의 A 부분 확대 단면도이다. 상기 배기 포트(53)는 A 부분의 반대측에 형성될 수 있다. 도 3을 참고하면, 기판 처리 위치에서, 상기 반응 영역(55)과 사이 배기 통로(54)는 간극(56)에 의해 연통될 수 있다. 상기 간극(56)은 상기 상부 실링재(62)의 상면(621)과 상기 가스 분배 플레이트(50)의 하면에 의해 정의 될 수 있다.
상기 하부 실링재(32)는 상기 기판 지지 장치(30)를 감싸는 링 형상의 몸체를 가질 수 있다. 상기 기판 지지 장치(30)의 측면에 분리 가능하게 고정되어 배치될 수 있다. 상기 하부 실링재(32)는 상기 기판 지지 장치(30)에 고정된 지지부(321)와 상기 지지부(321)로부터 외측으로 돌출된 플랜지부(322)를 구비한 단면 형상을 가질 수 있다. 상기 플랜지부(322)의 상면(323)은 상기 상부 실링재(62)의 하면(622)과 결합하여 상기 상위 챔버(10)와 상기 하위 챔버(20) 사이를 밀봉할 수 있다.
상기 상부 실링재(62)는 링 형상의 몸체를 가질 수 있고, 상기 지지 플레이트(60)와 상기 하부 실링재(32) 상에 배치될 수 있다. 상기 상부 실링재(62)는 지지 플레이트(60)의 플랜지(61) 상면과 상기 하부 실링재(32)의 상면(323)에 각각 접하도록 배치될 수 있다. 상기 상부 실링재(62)는 상기 지지 플레이트(60)에 분리 가능하게 고정될 수 있다.
상기 상부 실링재(62)는 하면(622), 외측면(623), 내측면(624), 상면(621)을 포함하는 단면 형상을 가질 수 있다. 상기 간극(56)의 하부 경계를 정의하는 상기 상부 실링재(62)의 상면(621)은 상기 상부 실링재(62)의 지름 방향 또는 둘레 방향을 따라서 외측으로 경사를 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 간극(56)은 내측의 폭(G2)보다 외측의 폭(G1)이 더 크고, 외측으로 하향 경사를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 경사는 상기 상부 실링재(62)의 두께가 연속적으로 증가 또는 감소하도록 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 상부 실링재(62)의 상면(621) 높이가 외측으로 갈수록 낮아지면, 상기 간극(56)이 넓어질 수 있다. 이에 따라, 공정 가스가 상기 반응 영역(55)으로부터 상기 간극(56)을 거쳐 상기 배기 통로(54)로 원활하게 배출될 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 상면(621)의 외측으로의 경사는 상기 배기 통로(54)의 형상, 배기 포트(53)의 위치, 배기 포트(53)의 방향, 배기 포트(53)의 수, 상기 간극(56)의 형상 및 위치, 공정 가스의 체류 시간, 공정 가스의 배기 유량 등에 의해 결정될 수 있다. 상기 링 형상의 상부 실링재(62)는 내경이 300mm 이하이고, 외경이 320mm 이상이 되도록 형성될 수 있다.
상기 상부 실링재(62)와 하부 실링재(32)는 각각 석영, 알루미나, 알루미늄, 스테인리스 강, 루틸, 이트리아, 지르코니아, 인코넬, 티타늄, 베릴륨-구리, 또는 임의의 다른 적합한 재료로 구성될 수도 있다. 본 개시의 일 실시예에서 상기 상부 실링재(62)와 하부 실링재(32)는 진공 챔버(1) 내의 온도에 따라 크기가 증가 또는 감소할 수도 있다. 예를 들면, 상기 하부 실링재(32)가 석영인 경우, 상기 진공 챔버(1) 내의 온도가 400℃ 근처로 증가하면, 상기 하부 실링재(32)는 팽창 또는 성장할 수 있다. 상기 하부 실링재(32)의 팽창 또는 성장에 의해 상기 기판 지지 장치(30)와 상기 하부 실링재(32) 사이의 실링 기능이 향상되고, 상기 하부 실링재(32)의 셀프 센터링이 가능해 질 수 있다.
도 4는 도 2의 B 부분 확대 단면도이다. 상기 배기 포트(53)는 B 부분 측에 형성될 수 있다. 도 4를 참고하면, 상기 상부 실링재(62)는 도 3의 상부 실링재(62)와는 다른 단면 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 하부 실링재(32)와 상기 상부 실링재(62)는 링 중심을 기준으로 대칭형 또는 비대칭형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 배기 포트(53)로부터 가까운 측의 상부 실링재(62)와 가스 분배 플레이트(50) 사이의 상기 간극(56)은 내측의 폭(G3)보다 외측의 폭(G4)이 더 작고, 외측으로 상향 경사를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 배기 포트(53)에 가까운 B 부분은 배기 포트(53)로부터 상대적으로 먼 A 부분보다 배기 통로(54)내에서의 배기 기류의 속도와 배기량이 클 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 상부 실링재(62)의 상면(621) 높이가 외측으로 갈수록 높아지면, 상기 간극(56)이 좁아질 수 있다. 간극(56)을 좁게 함으로써, 공정 가스가 상기 반응 영역(55)으로부터 상기 간극(56)을 거쳐 상기 배기 통로(54)로 배출되는 속도와 양을 도 3에 도시된 A 부분과 같게 되도록 제어할 수 있다.
도 5는 도 2의 상부 실링재(62)와 하부 실링재(32)가 결합한 링 어셈블리의 단면도이고, 도 6은 도 5의 상부 실링재(62)의 사시도 및 부분 확대도이다. 도 5, 6에서 상기 배기 포트(53)는 상기 진공 챔버(1) 내에 1개 배치되고 상기 도면 상에서는 우측에 배치될 수 있다.
도 5를 참고하면, 상기 링 어셈블리의 중심축을 지나고 지면에 수직한 면을 기준면으로 정의할 수 있다. 상기 기준면에 의한 하부 실링재(32)의 단면은 모든 방향에서 동일한 형상을 갖는 대칭형일 수 있다. 상기 기준면은 하나 이상의 배기 포트(53)를 포함할 수 있다. 이하에서는 1개의 배기 포트(53)를 포함하는 기준면을 제1 기준면이라 한다.
상기 제1 기준면에 의한 상기 상부 실링재(62)의 단면은 방향에 따라 서로 다른 단면 형상을 갖는 비대칭형일 수 있다. 예를 들어, 점선으로 도시한 바와 같이, 상기 제1 기준면 상에 존재하고 지면에 대해 일정한 각도로 경사를 갖는 직선의 경사선이 존재할 수 있다. 상기 배기 포트(53) 측(도면에서 우측)에 배치된 상부 실링재(62)의 상면(621)과 반대측(도면에서 좌측)에 배치된 상부 실링재(62)의 상면(621)은 상기 경사선 상에 존재하도록 형성될 수 있다. 즉, 상부 실링재(62)는 상기 몸체의 링 형상의 지름 방향을 따라서 두께가 달라질 수 있다.
도 6을 참고하면, 상기 상부 실링재(62)의 상면(621)은 지면에 대해 수직 방향으로 경사를 갖는 경사면 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 실링재(62)는 상면(621)이 지면에 대해 수직 방향으로 경사진 원통 형상일 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 어느 일측(도면에서 좌측)은 수직 단면 형상이 상기 도 5의 좌측에 배치된 상부 실링재(62)의 수직 단면과 같이 외측으로 하향 경사진 형상일 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 수직 단면 형상에서 외측면(623)의 높이(h1)는 내측면(624)의 높이(h2)보다 낮을 수 있다. 반대로, 상기 상부 실링재(62)의 타측(도면에서 우측)은 수직 단면이 외측으로 상향 경사진 형상일 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 수직 단면 형상에서 내측면(624)의 높이(h3)는 외측면(623)의 높이(h4)보다 낮을 수 있다. 즉, 상부 실링재(62)는 상기 몸체의 링 형상의 둘레 방향을 따라서 두께가 달라질 수 있다.
상기 제1 기준면에 의한 단면 상에서 서로 반대편에 위치한 상부 실링재(62)의 상면(621)은 경사선 또는 지면에 대해 수직 방향으로만 경사를 갖는 경사면 상에 배치된 실시예를 설명하였다. 그러나, 본 개시의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 도시하지는 않았으나, 경사 곡선 상에 상기 제1 기준면에 의해 서로 대향하는 상부 실링재(62)의 상면(621)이 존재하도록 할 수 있다. 또한, 지면에 대해 수직 및 수평 방향으로 경사를 갖는 경사면이나 경사 곡면 상에 서로 대향하는 상부 실링재(62)의 상면(621)이 배치되도록 할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 상기 경사 곡면은 상기 상부 실링재의 내경 중심축 상에 곡률 중심이 위치하지 않는 곡면일 수 있다.
도 7은 도 2의 B 부분 및 도 4에 대응하는 부분 확대 사시도이다. 도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 횡단면도이다. 도 9는 도 8의 I-I'선에 따른 단면도이고, 도 10은 도 8의 II-II'선에 따른 단면도이다. 도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 배기 통로의 사시 단면도이다.
도 7을 참고하면, 상기 가스 분배 플레이트(50)의 분사 홀(52)을 통해 공정 가스가 상기 반응 영역(55)으로 분사될 수 있다. 상기 반응 영역(55)에 분사된 공정 가스는 상기 반응 영역(55)의 하부를 정의하는 기판(40)의 상부를 처리할 수 있다. 처리 후의 공정 가스는 상기 반응 영역(55)으로부터 상기 상부 실링재(62)의 상부에 형성된 간극(56)을 통해 상기 배기 통로(54)로 이동할 수 있다. 상기 반응 영역(55)의 외측 가장 자리를 따라 상기 간극(56)이 존재하므로, 상기 공정 가스는 방사상 흐름을 가질 수 있다. 상기 공정 가스는 배기 통로(54)를 따라 상기 배기 포트(53) 쪽으로 이동하여, 상기 배기 포트(53)를 통해 배출될 수 있다.
도 8을 참고하면, 상기 상위 챔버(10)의 챔버 벽(51)이 원통 형상으로 형성되고, 그 일측에는 배기 포트(53)가 배치될 수 있다. 상기 챔버 벽(51)의 내측에는 동심 상에 상부 실링재(62)가 링 형상으로 이격 배치될 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 내측에는 반응 영역(55)이 형성될 수 있다. 상기 상부 실링재(62)와 상기 챔버 벽(51) 사이의 공간은 배기 통로(54)가 될 수 있다.
상기 반응 영역(55)으로 분사된 공정 가스 또는 상기 반응 영역(55)에서 생성된 플라즈마는 상기 상부 실링재(62)의 상부에 형성된 간극(56)을 통해 상기 배기 통로(54)로 이동할 수 있다. 피처리 대상인 기판(40)은 상기 반응 영역(55) 내에 배치될 수 있다. 상기 반응 영역(55) 내에서 상기 공정 가스나 플라즈마는 상기 배기 통로(54)에 형성된 배기 기류에 의해 상기 배기 통로(54)측으로 흐를 수 있다. 상기 배기 통로(54)로 이동한 상기 공정 가스는 상기 배기 기류를 따라 상기 배기 포트(53)를 통해 상기 진공 챔버(1) 외부로 배출될 수 있다. 상기 배기 통로(54)에 형성된 배기 기류는 상기 배기 포트(53)와의 거리에 따라 속도, 배기 량에 영향을 받을 수 있다.
도 9를 참고하면, 배기 포트(53) 반대측에 배치된 상기 배기 통로(54)에 형성된 배기 기류는 배기 포트(53) 근방에 형성된 배기 기류보다 속도가 느릴 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 상면(621)과 가스 분배 플레이트(50)의 하면 사이의 간극(56)이 외측을 향해 넓어지도록 할 수 있다. 즉, 상기 배기 포트(53) 반대측에 배치된 상기 상부 실링재(62)의 단면은 외측을 향해서 하향 경사질 수 있다. 상기 간극(56)이 내측과 외측에서 일정한 경우와 비교하여, 반응 영역(55)으로부터 배기 포트(53)로의 단위 시간, 단위 면적당 공정 가스 이동 량이 증가할 수 있다.
도 10을 참고하면, 배기 포트(53) 측에 배치된 상기 배기 통로(54)에 형성된 배기 기류는 배기 포트(53)로부터 이격된 위치에 형성된 배기 기류보다 속도가 빠를 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 상면(621)과 가스 분배 플레이트(50)의 하면 사이의 간극(56)이 외측을 향해 좁아지도록 할 수 있다. 즉, 상기 배기 포트(53) 측에 배치된 상기 상부 실링재(62)의 단면은 외측을 향해서 상향 경사질 수 있다. 상기 간극(56)이 내측과 외측에서 일정한 경우와 비교하여, 반응 영역(55)으로부터 배기 포트(53)로의 단위 시간, 단위 면적당 공정 가스 이동 량이 감소할 수 있다.
도 9와 도 10의 C, D 부분의 공정 가스의 흐름이 각각 도 9의 하단과 도 10의 하단에 도시되어 있다. C, D 부분을 참고하면, 상기 상부 실링재(62)와 가스 분배 플레이트(50) 사이의 간격이 서로 달라도, 거의 동일한 공정 가스의 흐름이 발생할 수 있다. 즉, 배기 포트(53)와의 거리에 관계 없이 반응 영역(55) 내의 공정 가스가 균일하게 존재할 수 있다. 기판 처리 결과의 비대칭성이 큰 기판(40)의 가장자리 부근의 산포가 개선될 수 있다.
도 11을 참고하면, 상기 배기 통로(54)는 배기 포트(53)와 가까운 쪽에서는 상기 상부 실링재(62)의 상면이 상대적으로 높게 형성되어 있어, 상기 간극(56)이 좁을 수 있다. 상기 배기 통로(54)는 배기 포트(53)와 먼 쪽에서는 상기 상부 실링(62)의 상면이 상대적으로 낮게 형성되어 있어, 상기 간극(56)이 넓을 수 있다. 상기 배기 통로(54) 상에서의 상기 배기 포트(53)와 위치 관계에 따라 상기 간극(56)의 폭이 달라질 수 있다. 상기 간극(56)의 폭이 달라지면 이를 통과하는 공정 가스의 기류에 차이가 발생할 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 배기 통로(54) 상에서, 절단면의 좌측의 공정 가스의 배기 흐름을 실선 화살표로 표시할 수 있다. 상기 절단면을 기준으로 시계 방향으로 갈수록 상기 공정 가스의 배기 흐름은 커질 수 있고, 이를 화살표의 길이로 표시할 수 있다. 상기 절단면을 기준으로 최우측은 상기 배기 포트(53)로부터의 배기 압력이 가장 큰 부분이므로, 배기 흐름이 가장 클 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 이러한 배기 흐름의 차이를 상기 간극(56)의 차이로 보상할 수 있다.
도 12, 14, 16, 19, 20, 24는 각각 본 개시의 일 실시예에 따른 링 어셈블리의 단면도이고, 도 13, 15, 17, 18, 21, 22, 23은 각각 본 개시의 일 실시예에 따른 상부 실링재의 사시도 및 부분 확대도이다.
도 12을 참고하면, 상부 실링재(62)의 상면(621)과 내측면(624) 사이에 테이퍼부(621a)가 형성될 수 있다. 상기 테이퍼부(621a)를 제외한 다른 구성은 도 5의 상부 실링재(62)와 하부 실링재(32)가 결합한 링 어셈블리의 단면도와 동일하므로, 별도의 설명은 생략한다.
도 13을 참고하면, 상기 테이퍼부(621a)는 상기 상부 실링재(62)의 상면(621)이 상기 실링재의 내측면(624) 하방으로 테이퍼지도록 모따기 하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 테이퍼부(621a)는 상기 상부 실링재(62)와 동심을 갖는 하향 원추면의 일부일 수 있다. 상기 제1 기준면에 의한 서로 반대편에 위치한 상부 실링재(62)의 단면 형상에서는, 상기 상면(621)의 높이 차이에 의해 상기 상면(621) 및 테이퍼부(621a)의 길이도 달라질 수 있다. 도면에서 좌측에 위치한 상부 실링재(62)의 테이퍼부(621a)와 우측에 위치한 상부 실링재(62)의 테이퍼부(621a)는 수평면에 대해 동일한 경사각을 갖지만, 서로 다른 길이와 깊이로 형성될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 상기 테이퍼부(621a)는 곡선일 수 있다. 예를 들어, 상기 테이퍼부(621a)는 상기 상부 실링재(62)의 상면(621)과 내측면(624)이 만나는 모서리를 둥글게 모따기 하여 형성할 수 있다. 상기 모따기의 형상은 볼록하거나 오목할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서는 상기 상부 실링재(62)의 단면에서의 상면(621)의 경사를 유지한 상태로, 상기 상부 실링재(62)와 하부 실링재(32)의 형상은 다양하게 변경할 수 있다.
도 14를 참고하면, 상기 상부 실링재(62)는 상기 하부 실링재(32) 상에 배치되는 지지부(625)와 상기 지지부(625)로부터 외측으로 돌출된 연장부(627)를 구비한 단면 형상을 가질 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 지지부(625)와 상기 연장부(627) 사이의 코너에는 경사부(626)가 형성될 수 있다. 상기 배기 통로(54)를 형성하는 상기 간극(56)은 상기 상부 실링재(62)의 연장부(627) 상면에 의해 그 폭이 결정될 수 있다. 상기 배기 포트(53)가 도면에서 우측에 배치되어 있는 경우, 우측에 형성된 상기 연장부(627)는 외측으로 상향 경사를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 하부 실링재(32)는 상기 지지부(321)와 상기 지지부(321)로부터 외측으로 돌출된 연장부(324)를 구비한 단면 형상을 가질 수 있다. 상기 연장부(324)의 외측단은 상향으로 돌출될 수 있다. 상기 하부 실링재(32)의 지지부(321) 상면(323)과 상기 연장부(324) 사이의 코너에는 경사부(325)가 형성될 수 있다. 상기 하부 실링재(32)의 연장부(324) 외측단은 상기 상부 실링재(62)의 연장부(627) 하면을 지지할 수 있다. 상기 하부 실링재(32)의 지지부 상면(323)은 상기 상부 실링재(62)의 지지부 하면(622)을 지지할 수 있다.
도 15를 참고하면, 도면에서 좌측에 위치한 상부 실링재(62)의 연장부(627)는 단면 형상이 외측을 향해 하향 경사질 수 있다. 우측에 위치한 상부 실링재(62)의 연장부(627)는 단면 형상이 외측을 향해 상향 경사질 수 있다. 도면의 좌측과 우측에 각각 위치한 상부 실링재(62)의 연장부(627)는 서로 다른 두께로 형성될 수 있다.
도 16, 도 17을 참고하면, 상기 상부 실링재(62)의 상면(621)과 내측면(624) 사이에 테이퍼부(621a)가 형성될 수 있다. 상기 테이퍼부(621a)를 제외한 다른 구성은 도 14의 상부 실링재(62)와 하부 실링재(32)가 결합한 링 어셈블리의 단면도 및 도 15의 상부 실링재(62)의 사시도와 동일하므로, 별도의 설명은 생략한다.
본 개시의 일 실시예에서는 배기 포트(53)는 복 수개가 형성될 수 있다. 상기 배기 포트(53)는 상기 챔버 벽(51)의 서로 마주보는 위치에 한 쌍으로 형성될 수 있다. 상기 배기 포트(53)에 각각의 진공 펌프가 연결될 경우, 상기 배기 포트(53)에 가까운 위치에서는 다른 위치에서보다 상기 배기 포트(53)로부터의 배기 압력에 의해 배기 통로(54)에 형성되는 배기 기류의 속도가 커질 수 있다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 상부 실링재의 사시도 및 부분 확대도이고, 도 19, 도 20은 각각 도 18의 I-I', II-II'선에 따른 링 어셈블리의 단면도이다.
도 18을 참고하면, 상기 배기 포트(53)는 서로 마주보는 위치에 2개가 형성될 수 있다. 상기 배기 포트(53)가 각각 진공 펌프에 연결될 경우, 각 배기 포트(53)에 의해 형성되는 배기 압력은 상기 배기 통로(54) 상에서 거의 동일할 수 있다. 상기 기준면은 마주 보는 위치에 배치된 한 쌍의 배기 포트(53)를 포함하고 지면에 수직한 제2 기준면일 수 있다. 상기 제2 기준면은 도 18의 I-I'선에 의한 단면에 대응된다.
상기 제2 기준면에 의한 상기 상부 실링재(62)의 단면 부분은 각각 상기 배기 포트(53)에 가깝게 배치된다. 이때, 배기 포트(53)로부터 멀거나 가까운 것은 상대적 개념으로 이해될 수 있다. 상기 배기 통로(54)의 간극(56)을 좁혀 배기 포트(53) 근방에 형성되는 강한 배기 압력의 영향을 상쇄시킬 수 있다. 상기 간극(56)을 좁히기 위하여, 상기 배기 포트(53)에 가깝게 위치하는 상부 실링재(62)의 상면은 상대적으로 높게 형성될 수 있다.
상기 제2 기준면과 지면에 수직한 제3 기준면이라 한다. 상기 제3 기준면은 도 18의 II-II'선에 의한 단면에 대응된다. 상기 제3 기준면에 의한 상기 상부 실링재(62)의 단면 부분은 각각 상기 배기 포트(53)에 멀리 배치될 수 있다. 상기 배기 포트(53)로부터 먼 위치에서는 배기 압력이 상대적으로 약하므로, 상기 간극(56)을 넓혀 배기되는 공정 가스의 양을 증가시킬 수 있다. 상기 배기 포트(53)에 멀리 위치하는 상부 실링재(62)의 상면은 상대적으로 낮게 형성될 수 있다.
도 19, 20을 참고하면, 상기 상부 실링재(62)의 단면 형상은 상기 제2 기준면, 제3 기준면에 대해 서로 대칭이 되도록 형성될 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 상면(621)은 내측 또는 외측으로 상향 또는 하향 경사질 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 상면(621)이 외측을 향해 제1 상향 경사를 갖도록 형성함으로써, 상기 상부 실링재(62)의 상면(621)과 상기 가스 분배 플레이트(50) 사이의 간극(56)을 좁게 할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 상기 기판 처리 장치의 평면 상에서, 상기 배기 포트(53)로부터 가장 멀리에 위치한 상부 실링재(62)의 상면(621)은 외측을 향해 하향 경사를 갖거나 상기 제1 상향 경사보다 낮은 제2 상향 경사를 갖도록 형성될 수 있다.
도 21, 도 22를 참고하면, 상기 상부 실링재(62)의 단면 형상은 상기 배기 포트(53)와의 거리, 배기 포트(53)의 개수, 배기 포트(53)의 배치 위치 등 배기 포트(53)와의 상부 실링재(62)의 위치 관계에 따라 달라질 수 있다. 상기 배기 통로(54) 상에서 특정 위치나 면적을 기준으로 해당 영역을 지나가는 공정 가스의 유량이나 체류 시간에 의해 기판의 처리 결과가 달라질 수 있다.
본 개시의 일 실시예의 상부 실링재(62)의 상면(621)은 상기 배기 통로(54)상에서 상기 배기 포트(53)와의 거리에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 배기 포트(53)와 가까운 곳에 배치된 상부 실링재(62)의 상면(621)의 높이를 제1 높이라 하고, 상기 배기 포트(53)로부터 멀리에 배치된 상부 실링재(62)의 상면(621)의 높이를 제 2 높이라 하면, 상기 제1 높이는 상기 제2 높이보다 높을 수 있다. 상기 제1 높이와 상기 제2 높이 사이의 상부 실링재(62)의 상면(621)의 높이인 제3 높이는 상기 제1 높이와 상기 제2 높이 사이에서 연속적으로 증가 또는 감소할 수 있다. 즉, 상부 실링재(62)는 전체적으로 동일한 두께를 갖지 않을 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 상면(621)과 상기 가스 분배 플레이트(50) 사이에 형성된 간극(56)의 폭이 연속적으로 변하도록 형성될 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 두께는 최단부가 3mm 이상, 최장부가 100mm 이하가 되도록 형성될 수 있다. 상기 최단부에서 최장부까지 상기 상부 실링재(62)의 두께는 연속적으로 형성될 수 있으며, 상기 기준면에 대해 비대칭 형태일 수 있다. 상기 최장부와 최단부의 두께 차이는 0.5mm 이상일 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 형상, 크기는 위 기재에 한정되지 않으며, 상기 기판 처리 장치의 형상, 크기, 공정 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서는, 상기 배기 포트(53)와 가까운 측에서의 배기 기류의 속도가 상기 배기 포트(53)로부터 먼 측에서의 배기 기류의 속도보다 작을 수 있다. 상기 공정 가스의 종류, 공정 가스의 상태, 상기 상부 실링재(62)의 재료, 기판 처리 작업의 종류 등의 특성이 상기 공정 가스의 배기 속도에 영향을 줄 수 있다.
도 23은 본 개시의 일 실시예에 따른 링 어셈블리의 단면도이고, 도 24는 도 23의 상부 실링재의 사시도 및 부분 확대도이다.
도 23, 24를 참고하면, 도 16, 도 17과는 반대로 상기 배기 포트(53)에 가까운 측의 상부 실링재(62)의 상면(621)과 가스 분배 플레이트(50) 사이의 간극(56)을 넓게 할 수 있다. 상기 배기 포트(53)가 형성된 위치가 도면 상에서 좌측으로 이동한 것을 제외하고는 도 16, 도 17의 상부 실링재(62)와 동일하므로, 별도의 설명은 생략한다. 기판 처리에 사용하는 공정 가스의 반응성이 낮은 경우, 공정 온도가 낮은 경우, 공정 압력이 낮은 경우에는 배기 포트(53)에 가까울수록 상기 상부 실링재(62)의 두께를 얇게 형성할 수도 있다.
도 25, 도 26은 각각 본 개시의 일 실시예에 따른 상부 실링재(62)의 평면도이다.
도 25, 도 26을 참고하면, 상기 상부 실링재(62)의 내측면(624)은 상기 기판 지지 장치(30)의 외주면에 대응되는 원통형일 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 외측면(623)은 상기 지지 플레이트(60)와 대응되는 형상으로 각각 원통형, 타원통형, 8각통형, 4각통형과 같은 다각통형 등으로 형성될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같은 평면도에스는 원형, 타원형, 다각형으로 형성될 수 있다.
상기 상부 실링재(62)의 중심을 기준으로 방사상으로, 상기 내측면(624)과 외측면(623) 사이의 거리에 따라 상기 배기 통로(54)의 하면 형상이 달라질 수 있다. 도시하지는 않았으나, 예를 들어, 상기 외측면(623)과 내측면(624) 사이의 거리가 크면 상기 배기 통로(54) 하면 일부의 깊이가 다른 위치에서보다 깊어지고, 상기 배기 통로(54)의 단면적이 커질 수 있다. 상기 배기 통로(54)의 단면적이 커지면 반응 영역(55)으로부터 상기 간극(56)을 통해 상기 배기 통로(54)로 이동하는 공정 가스의 양이 많아질 수 있다. 상기 반응 영역(55)의 외주면 상에서, 단위 시간당 일정한 면적을 통과하는 공정 가스의 양이 많아지면 다른 위치에서보다 공정 가스의 배기 속도가 커질 수 있다. 상기 상부 실링재(62)의 외측면(623)의 형상에 의해, 상기 공정 가스의 배기 기류의 속도를 제어할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 기술적 사상에 따른 실시 예들을 설명하였지만, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 개시가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다.
1 진공 챔버 10 상위 챔버
20 하위 챔버 30 기판 지지 장치
31 기판 지지면 32 하부 실링재
40 기판 50 가스 분배 플레이트
51 챔버 벽 52 분사 홀
53 배기 포트 54 배기 통로
55 반응 영역 56 간극
60 지지 플레이트 61 플랜지
62 상부 실링재 70 승강 장치
321, 625 지지부 322 플랜지부
323, 621 상면 324, 627 연장부
325, 626 경사부 621a 테이퍼부
622 하면 623 외측면
624 내측면

Claims (10)

  1. 링 형상의 몸체를 갖고,
    진공 챔버의 반응 영역과 배기 통로를 연통하는 배기 경로 상에 배치되며,
    상기 배기 통로에 연결된 배기 포트와의 위치 관계에 따라, 상기 몸체의 내경 중심축을 지나고 지면에 수직한 기준면에 의한 단면 형상이 서로 다른 실링 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 실링 장치는,
    상기 배기 포트와의 거리, 상기 배기 포트의 방향, 상기 배기 포트의 수 중 어느 하나 이상에 의해 상기 배기 포트와의 위치 관계가 결정되는 실링 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 기준면은 상기 몸체의 내경 중심축과 적어도 1개의 상기 배기 포트를 지나는 제1 기준면이고,
    상기 몸체는 상기 제1 기준면에 의한 상기 단면 형상이 상기 내경 중심축에 대해 비대칭인 실링 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 몸체는,
    상기 기준면에 의한 단면 형상이 상기 배기 통로 상에서 상기 배기 포트에 먼 위치보다 상기 배기 포트에 가까운 위치에서 더 두껍거나 얇은 두께로 형성되는 실링 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 몸체는,
    상기 기준면에 의한 상기 단면 형상의 두께가 가장 얇은 부분과 가장 두꺼운 부분의 차이가 0.5mm 이상인 실링 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 몸체는,
    상기 기준면에 의한 상기 단면 형상의 두께가 상기 링 형상의 지름 방향 또는 둘레 방향에서 연속적으로 증가 또는 감소하는 실링 장치.
  7. 배기 포트가 형성된 챔버 벽을 구비하고, 내부에 기판 지지 장치, 가스 분배 플레이트, 배기 통로를 수용하는 진공 챔버;
    피처리 대상인 기판을 지지하고, 상기 가스 분배 플레이트의 하부에 배치되는 상기 기판 지지 장치;
    반응 공간을 사이에 두고 상기 기판 지지 장치와 대향하여 배치되고, 상기 반응 공간에 공정 가스를 공급하는 상기 가스 분배 플레이트;
    상기 반응 공간을 둘러싸도록 상기 진공 챔버의 챔버 벽 내에 형성된 상기 배기 통로; 및
    상기 공정 가스가 상기 반응 공간으로부터 상기 배기 통로를 거쳐 상기 배기 포트로 이동하는 배기 경로 상에 배치되는 실링 장치;를 포함하고,
    상기 실링 장치는 링 형상의 몸체를 구비하고, 상기 실링 장치의 상면은 상기 가스 분배 플레이트와의 사이에서 간극을 형성하여 상기 배기 경로의 일부를 구성하고,
    상기 실링 장치는 상기 배기 포트와의 위치 관계에 따라, 상기 몸체의 둘레 방향에서 서로 다른 두께로 형성되어, 상기 간극의 폭을 제어하는 기류 산포 제어 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 실링 장치는,
    상기 배기 통로 상에서 상기 배기 포트에 먼 위치보다 상기 배기 포트에 가까운 위치에서 더 두껍거나 얇은 두께로 형성되는 기류 산포 제어 장치.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 실링 장치는,
    상기 몸체의 둘레 방향을 따라서 상기 두께가 연속적으로 증가 또는 감소하는 기류 산포 제어 장치.
  10. 제7 항에 있어서, 상기 실링 장치는,
    지면에 대해 수직 방향으로 경사진 상면을 갖는 원통 형상인 기류 산포 제어 장치.
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