KR20210004720A - 기판지지부 및 이를 포함하는 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판지지부의 중심부에 공급된 공정가스가 기판안착부 내부에 머무르지 않고 가장자리 방향으로 원활하게 빠져나갈 수 있도록 구조를 개선한 기판지지부 및 이를 포함하는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 기판지지부에 의하면, 기판지지부의 중심부에 공급된 공정가스가 기판안착부 내부에 머무르지 않고 기판지지부의 가장자리부 방향으로 원활하게 빠져나갈 수 있으며 기판이 이탈되는 것을 방지하고, 기판과 가이드 핀의 접촉에 의해 발생된 파티클이 기판의 상부에 증착되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

기판지지부 및 이를 포함하는 기판처리장치{SUBSTRATE SUPPORT AND APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE HAVING THE SAME}
본 발명은 기판지지부 및 이를 포함하는 기판처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판지지부에 공급된 공정가스가 기판안착부 내부에 머무르지 않고 기판지지부의 가장자리 방향으로 원활하게 흘러나갈 수 있도록 구조를 개선한 기판지지부 및 이를 포함하는 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자, 평판 디스플레이 및 태양전지(Solar Cell)등을 제조하기 위해서는 기판 상에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 한다. 이를 위해, 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 증착공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등과 같은 기판에 대한 처리공정이 이루어진다.
이러한 기판에 대한 처리공정은 기판처리장치에 의해 이루어진다. 도 1은 종래 기술에 따른 기판처리장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면 종래 기술에 따른 기판처리장치(100)는 기판을 처리하는 챔버(110)와, 기판을 지지하는 기판지지부(120), 챔버리드(130) 및 상기 기판지지부(120)의 상측에 배치된 가스분사모듈(140)을 포함한다. 종래기술에 따른 기판처리장치(100)는 상기 가스분사모듈(140)을 통해 기판(S)으로 가스를 공급함으로써, 상기 기판(S)에 대한 처리 공정을 수행한다.
도 2는 종래 기술에 따른 기판처리장치의 기판지지부의 분리사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 기판처리장치에서 기판지지부(120)는 박막의 균일한 증착을 위하여 자체가 회전하는 구조를 가지고 있으며, 기판지지부(120)의 내부에 기판이 수평 방향으로 안착되어 안정적으로 회전할 수 있도록 소정의 깊이의 홈 형태로 형성된 기판안착부(121)를 구비한다. 기판안착부의 주변에는 기판의 이탈을 방지하는 지지벽(122)을 구비하며, 기판안착부(121)의 중심부분에는 기판을 로딩 또는 언로딩하는 리프트핀(123)을 구비한다.
가스분사모듈(140)을 통해 기판지지부(120)로 분사된 공정 가스는 기판지지부(120)의 중심부로부터 기판지지부(120)의 가장자리부로 흘러가게 된다. 그러나 종래의 기판지지부(120)의 기판안착부(121)는 지지벽(122)에 의해 기판(S) 전체를 둘러싸는 홈 형태의 포켓 구조로 인해, 기판지지부(120)의 중심부에 공급된 공정가스가 기판지지부(120)의 가장자리부로 완전히 빠져나가지 못하고 홈 형태의 포켓 주변에 머물러 있게 되어 우수한 특성을 갖는 균일한 박막을 형성하는데 어려움이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판안착부의 일측에는 기판의 측면을 따라 연장된 제1 가이드부를 구비하고 기판안착부의 타측에는 기판의 측면을 따라 국부적으로 형성된 제2 가이드부를 구비하여 기판지지부에 공급된 공정가스가 기판지지부의 가장자리 방향으로 원활하게 흘러 나갈 수 있도록 구조를 개선한 기판지지부 및 이를 포함하는 기판처리장치를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판지지부는, 기판이 안착되는 기판안착부; 상기 기판안착부의 일측에서 상기 기판의 이탈을 방지하고 상기 기판의 측면을 따라 연장되어 형성된 제1 가이드부; 및 상기 기판안착부의 타측에서 상기 기판의 이탈을 방지하고 상기 기판의 측면을 따라 국부적으로 형성된 적어도 하나 이상의 제2 가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 공정챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 공정가스를 분사하는 가스분사부; 및 적어도 하나의 기판이 안착되는 기판지지부;를 포함하되, 상기 기판지지부는, 기판이 안착되는 기판안착부; 상기 기판안착부의 일측에서 상기 기판의 이탈을 방지하고 상기 기판의 측면을 따라 연장되어 형성된 제1 가이드부; 및 상기 기판안착부의 타측에서 상기 기판의 이탈을 방지하고 상기 기판의 측면을 따라 국부적으로 형성된 적어도 하나 이상의 제2 가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판지지부에 의하면, 기판안착부의 일측에는 지지벽 형태의 제1 가이드부를 형성하고 기판안착부의 타측에는 국부적으로 적어도 하나 이상의 제2 가이드부를 형성함으로써 기판의 이탈을 방지하고 기판지지부에 공급된 공정가스가 제2 가이드부가 형성된 곳으로 원활하게 빠져나갈 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 제1 가이드부 및 제2 가이드부에는 기판의 두께보다 낮은 높이의 단턱부를 구비함으로써 기판과 제1 가이드부 및 제2 가이드부의 접촉에 의해 발생된 파티클이 기판의 상부에 증착되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 기판처리장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 기판처리장치의 기판지지부의 분리사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판지지부를 포함하는 기판처리장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기판지지부의 분리사시도이다.
도 5는 도 3의 A부분의 확대도로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판지지부를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 3의 A부분의 확대도로서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판지지부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 기판지지부를 포함하는 기판처리장치의 다른 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 기판지지부를 포함하는 기판처리장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 기판지지부의 분리사시도이다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 기판지지부를 포함하는 기판처리장치(300)는, 공정챔버(310), 기판지지부(320), 챔버리드(330) 및 상기 기판지지부에 대향되는 가스 분사 모듈(340)을 구비한다.
공정챔버(310)는 기판 처리 공정을 위한 반응 공간을 제공한다. 이때 공정챔버(310)의 일측 바닥면은 반응 공간을 배기시키기 위한 배기구에 연통될 수 있다.
상기 기판지지부(320)는 공정챔버(310)의 내부에 설치되며 기판(S)을 지지한다. 상기 기판지지부(320)는 공정챔버(310)의 중앙 바닥면을 관통하는 지지축(320a)에 의해 지지된다. 한편, 기판지지부(320)는 구동장치(미도시)에 의해 승강 또는 하강될 수 있으며, 경우에 따라 구동장치의 구동에 의해 회전될 수도 있다.
상기 기판지지부(320)는 기판이 안착되는 기판안착부(321)와, 상기 기판안착부(321)의 일측에 상기 기판의 이탈을 방지하고 상기 기판의 측면을 따라 연장되어 형성된 제1 가이드부(322)와, 상기 기판안착부(321)의 타측에 상기 기판의 이탈을 방지하고 상기 기판의 측면을 따라 국부적으로 형성된 적어도 하나 이상의 제2 가이드부(323) 및 상기 기판안착부(321)에 기판을 로딩 또는 언로딩하기 위해 기판안착부(321)에 관통 설치된 다수의 리프트핀(324)을 포함한다.
리프트핀(324)은 기판안착부(321)에 대한 상대운동을 통해 기판을 로딩 또는 언로딩하게 되며, 지지축(324a)에 의해 지지된다. 리프트핀(324)은 별도의 리프트핀 승강수단(미도시)에 의해 승강할 수도 있고 별도의 구동수단없이 기판안착부(321)에 결합될 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 종래기술에 따른 기판지지부(120)의 기판안착부(121)가 전체적으로 소정의 깊이의 홈을 갖는 포켓 구조인 것과 달리 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명에 따른 기판지지부(320)의 기판안착부(321)는 일부 영역이 개방된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 따른 기판지지부(320)의 기판안착부(321)는 일측에는 기판이 안정적으로 안착되어 지지될 수 있도록 상기 기판의 측면을 따라 연장된 지지벽 형태의 제1 가이드부(322)를 형성하고, 타측에는 상기 기판의 측면을 따라 국부적으로 제2 가이드부(323)를 형성함으로써, 기판지지부(320)에 공급된 공정가스가 기판안착부(321)의 내부에 머무르지 않고 제2 가이드부(323)가 형성된 곳으로 원활하게 빠져나갈 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
도 5는 도 3의 A부분의 확대도로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판지지부를 나타내는 도면이다.
도 5를 참고하면 본 발명에 따른 기판지지부(320)에서 기판안착부(321)의 일측에는 지지벽 형태의 제1 가이드부(322)가 형성되고 타측에는 기판(S)의 이탈을 방지하는 제2 가이드부(323)가 형성되어 있음을 알 수 있다. 이때 제2 가이드부(323)는 공정가스가 제2 가이드부(323) 방향으로 흘러나가도록 하는 기능과 동시에 기판(S)의 이탈을 방지하는 기능을 하기 위한 것으로 전체가 막힌 일반적인 벽(wall)의 형태만 아니면 그 형태에는 제한이 없다.
기판(S)이 기판안착부(321)에 수용된 상태에서 기판지지부(320)가 회전하는 경우 또는 공정 가스의 유입이 있는 경우에는 기판지지부(320)의 타측에서 기판(S)의 측면이 제2 가이드부(323)와 접촉하게 되고 그 접촉으로 인해 파티클이 발생하게 되므로, 제2 가이드부(323)의 구조를 변경할 필요가 있게 된다.
이때, 제2 가이드부(323)는 제1 직경(D1)을 갖는 핀 형상의 본체부(323a) 및 상기 제1 직경(D1)보다 큰 제2 직경(D2)을 가지며 상기 본체부(323a)의 하부에 형성된 제2 단턱부(323b)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
제2 단턱부(323b)의 높이(H1)가 너무 낮을 경우에는 기판이 제2 단턱부(323b)를 타고 올라가는 문제가 발생하고 제2 단턱부(323b)의 높이(H1)가 너무 높을 경우에는 기판(S)과 제2 단턱부(323b)의 접촉에 의해 발생한 파티클이 기판의 상부에 증착되는 문제가 발생하게 된다. 이때, 본 발명에 따른 제2 가이드부(323)의 제2 단턱부(323b)의 높이(H1)는 기판 두께(H2)에 대비하여 40% 내지 80%의 범위로 설정하는 것이 바람직하고 60% 내지 70%의 범위로 설정하는 것이 더욱 바람직하다.
살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 상기 제2 가이드부(323)가 본체부(323a)와 제2 단턱부(323b)를 구비하는 구조로 인해 본체부(323a)의 측면과 상기 기판(S)의 상부 측면이 서로 접촉되지 않도록 함으로써 파티클의 발생을 원천적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한 기판(S)의 하부 측면과 제2 단턱부(323b)의 측면 사이의 접촉으로 인해 파티클이 일부 발생되더라도 제2 단턱부(323b)의 높이(H1)를 기판의 두께(H2)보다 낮게 하고, 상기 기판의 상부와 본체부(323a)의 측면이 소정 거리(W1) 이격되도록 함으로써 발생된 파티클이 기판의 상부에 증착되지 않는 장점이 있다.
도 6은 도 3의 A부분의 확대도로서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판지지부를 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판지지부는 도 5와 비교하여 제1 가이드부(322)가 제1 단턱부(322a)를 갖도록 형성된 것에서 차이가 있다. 기판(S)이 기판안착부(321)에 수용된 상태에서 기판지지부(320)가 회전하는 경우 또는 공정 가스의 유입이 있는 경우 기판(S)의 측면이 제1 가이드부(322)의 측면과 접촉하게 되고 그 접촉으로 인해 파티클이 발생할 수 있다.
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판지지부에서는 제1 가이드부(322)가 기판의 두께(H2)보다 낮은 높이(H3)를 갖는 제1 단턱부(322a)를 갖도록 하여 제1 가이드부(322)의 측면과 기판(S)의 상부 측면이 서로 접촉되지 않도록 함으로써 파티클의 발생을 방지하고 일부 발생된 파티클이 기판의 상부에 증착되지 않도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 기판지지부를 포함하는 기판처리장치의 다른 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 7에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 기판지지부를 포함하는 기판처리장치(700)는, 공정챔버(710), 기판지지부(720), 챔버리드(730) 및 상기 기판지지부에 대향되는 가스 분사 모듈(740)을 구비한다.
도 7에 도시된 기판처리장치는 도 3에 도시된 기판처리장치와 비교하여 기판지지부가 복수개의 기판을 지지하는 형태라는 점에서 차이가 있다.
상기 기판지지부(720)는 기판이 안착되는 기판안착부(721)와, 상기 기판안착부(721)의 일측에 상기 기판의 이탈을 방지하고 상기 기판의 측면을 따라 연장되어 형성된 지지벽 형태의 제1 가이드부(722)와, 상기 기판안착부(321)의 타측에 상기 기판의 이탈을 방지하고 상기 기판의 측면을 따라 국부적으로 형성된 적어도 하나 이상의 제2 가이드부(723) 및 상기 기판안착부(721)에 기판을 로딩 또는 언로딩하기 위해 기판안착부(721)에 관통 설치된 다수의 리프트핀(724)을 포함한다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판지지부(720)의 기판안착부(721)는 공정 가스가 공급되는 상부영역(T)에는 기판이 안정적으로 안착되어 지지될 수 있도록 지지벽 형태의 제1 가이드부(722)을 형성하고, 공급된 공정가스가 흘러 나가는 하부영역(B) 영역은 개방된 형태로 형성함으로써 기판지지부(720)의 중심부인 상부영역(T)에 공급된 공정가스가 기판안착부(721)의 내부에 머무르지 않고 기판지지부(720)의 가장자리부인 하부영역(B)으로 원활하게 빠져나갈 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
한편, 하부영역(B)이 개방된 형태로 기판안착부(721)를 형성하는 경우 기판지지부(720)의 회전에 따라 기판이 기판지지부(720)의 가장자리부로 이탈될 수 있는 바 본 발명은 이러한 문제를 방지하기 위해 하부영역(B)에는 기판의 측면을 따라 국부적으로 가이드 핀 형태의 제2 가이드부(723)을 적어도 하나 이상 설치한 것을 특징으로 한다.
제1 가이드부(722) 및 제2 가이드부(723)의 구조는 도 4 내지 도 6에서 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
300 : 기판처리장치 310 : 공정챔버
320 : 기판지지부 330 : 챔버리드
340 : 가스 분사 모듈 321 : 기판안착부
322 : 제1 가이드부 323 : 제2 가이드부

Claims (7)

  1. 기판이 안착되는 기판안착부;
    상기 기판안착부의 일측에서 상기 기판의 이탈을 방지하고 상기 기판의 측면을 따라 연장되어 형성된 제1 가이드부; 및
    상기 기판안착부의 타측에서 상기 기판의 이탈을 방지하고 상기 기판의 측면을 따라 국부적으로 형성된 적어도 하나 이상의 제2 가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판지지부.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1 가이드부는
    상기 기판의 두께보다 낮은 높이의 제1 단턱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판지지부.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제2 가이드부는
    제1 직경을 갖는 본체부; 및
    상기 제1 직경보다 큰 제2 직경을 가지며 상기 본체부의 하부에 형성된 제2 단턱부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판지지부.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제2 단턱부는
    상기 기판의 두께보다 낮은 높이인 것을 특징으로 하는 기판지지부.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 본체부는
    상기 기판의 측면에 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는 기판지지부.
  6. 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정챔버;
    상기 공정챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 공정가스를 분사하는 가스분사부; 및
    상기 기판이 지지되는 기판지지부;를 포함하되,
    상기 기판지지부는 제1 항 내지 제5 항 중 어느 하나의 항에 따른 기판지지부인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 기판지지부에는 적어도 둘 이상의 상기 기판이 안착되고
    상기 기판안착부의 일측은 상기 기판지지부의 상부영역인 것을 특징으로 하는 기판지지부.
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