KR20210012769A - Microwave chamber with rotating susceptor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마이크로파를 이용하여 기판의 처리면에 열처리하는 마이크로 웨이브 챔버에 회전하는 서셉터가 구비된 회전 서셉터를 갖는 마이크로 웨이브 챔버에 관한 것이다.The present invention relates to a microwave chamber having a rotating susceptor provided with a susceptor rotating in a microwave chamber for heat treatment on a processing surface of a substrate using microwaves.
최근 반도체 기판에 대해 열처리를 실시하는 장치로, 마이크로파를 사용하는 장치가 제안되어 있다. 마이크로파에 의한 열처리는 내부 가열, 국소 가열, 선택 가열이 가능한 점에서 종래의 램프 가열 방식이나 저항 가열 방식의 기판 열처리 장치에 비해 이점이 있다.Recently, as an apparatus for performing heat treatment on a semiconductor substrate, an apparatus using microwaves has been proposed. Heat treatment by microwave has advantages over conventional lamp heating or resistance heating substrate heat treatment apparatuses in that internal heating, local heating, and selective heating are possible.
또한, 마이크로파 조사에 의한 가열은 종래의 램프 가열 방식이나 저항 가열 방식에 비해 비교적 저온에서의 열처리가 가능하다.Further, heating by microwave irradiation can be heat treated at a relatively low temperature compared to a conventional lamp heating method or resistance heating method.
그러나 마이크로파는 파장이 수십 밀리미터로 길고, 처리 용기 내에서 정재파를 형성하기 쉽다는 특징을 갖고 있기 때문에, 기판의 처리면 상에 전자계의 강약 분포가 발생하여, 온도가 균일하지 못한 문제가 있었다.However, since the microwave has a long wavelength of several tens of millimeters and is easy to form a standing wave in a processing container, there is a problem that the intensity of the electromagnetic field is distributed on the processing surface of the substrate, and the temperature is not uniform.
종래의 한국 공개특허공보 제10-2012-0117582호에는, 기판의 저면을 지지하며 회전축을 구비하는 서셉터와, 서셉터 회전축의 경로를 안내하는 레일을 구비한 레일 플레이트와, 서셉터의 측면에 접촉하여 서셉터 회전축이 레일 플레이트를 따라 이동하며 자전하도록 하는 서셉터 구동부를 포함하여, 레일을 따라 회전 중심이 이동하는 서셉터에 대하여 기재되어 있다.In the conventional Korean Patent Application Publication No. 10-2012-0117582, a susceptor supporting a bottom surface of a substrate and having a rotation shaft, a rail plate having a rail guiding the path of the susceptor rotation shaft, and a side surface of the susceptor The susceptor is described with respect to a susceptor in which the center of rotation moves along the rail, including a susceptor driving unit that makes contact with and rotates the susceptor rotation axis along the rail plate.
한국 등록특허공보 제10-0380642호에는, 복수의 기판이 적재된 회전식 디스크형태의 서셉터가 중심축을 중심으로 회전하는 에피택셜 반응기, 서셉터 및 가스 유입시스템에 대하여 기재되어 있다.Korean Patent Publication No. 10-0380642 describes an epitaxial reactor, a susceptor, and a gas inlet system in which a susceptor in the form of a rotary disk loaded with a plurality of substrates rotates about a central axis.
한국 등록특허공보 제10-1098314호에는, 링 형상 자석 중 적어도 하나의 중심이 평면 안테나의 중심 주위를 공전하도록 링 형상 자석 중 적어도 하나를 이동시키는 플라즈마 처리 장치에 대하여 기재되어 있다.Korean Patent Publication No. 10-1098314 discloses a plasma processing apparatus for moving at least one of the ring-shaped magnets so that the center of at least one of the ring-shaped magnets revolves around the center of the planar antenna.
그러나 종래의 기판 처리 장치는 서셉터가 회전한다 하더라도 서셉터의 회전축이 고정되어 있어, 기판의 회전 중심부에 박막층이 과도하게 형성되어 불균일한 박막층이 형성되는 문제점이 있었다.However, in the conventional substrate processing apparatus, even if the susceptor rotates, the rotation axis of the susceptor is fixed, so that a thin film layer is excessively formed in the rotation center of the substrate, thereby forming an uneven thin film layer.
따라서 기판의 처리면 전체를 고르게 열처리하여 균일한 박막을 형성할 수 있는 장치가 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a device capable of forming a uniform thin film by evenly heat-treating the entire surface of the substrate.
본 발명은 기판의 처리면 전체를 고르게 열처리하여 균일한 박막을 형성할 수 있는 회전 서셉터를 갖는 마이크로 웨이브 챔버를 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a microwave chamber having a rotating susceptor capable of forming a uniform thin film by evenly heat-treating the entire treatment surface of a substrate.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 회전 서셉터를 갖는 마이크로 웨이브 챔버는, 마이크로파를 이용하여 기판의 처리면에 열처리하는 마이크로 웨이브 챔버로서, 상기 기판의 처리 공간을 제공하는 챔버부; 상기 챔버부 내부에 구비되어 상기 기판을 지지한 상태로 회전시키는 기판 지지부; 상기 챔버부 벽면에 구비되어 상기 처리 공간으로 마이크로파를 공급하는 도파관부; 를 포함한다.A microwave chamber having a rotating susceptor of the present invention for solving the above-described problems is a microwave chamber for heat-treating a processing surface of a substrate using microwaves, comprising: a chamber unit providing a processing space for the substrate; A substrate support part provided inside the chamber part to rotate while supporting the substrate; A waveguide unit provided on a wall of the chamber unit to supply microwaves to the processing space; Includes.
바람직하게, 상기 기판 지지부는, 상기 기판 지지된 상태로, 수평면 상에서 공전하는 서셉터; 및 상기 서셉터가 공전하도록 상기 서셉터를 회전 구동시키는 서셉터 구동수단; 을 포함한다.Preferably, the substrate support unit, in a state in which the substrate is supported, a susceptor revolving on a horizontal plane; And a susceptor driving means for rotating and driving the susceptor so that the susceptor revolves. Includes.
바람직하게, 상기 서셉터 구동수단은, 상기 서셉터를 상기 처리면과 평행한 평면 상의 일정 궤도를 따라 회전시킨다.Preferably, the susceptor driving means rotates the susceptor along a predetermined trajectory on a plane parallel to the processing surface.
바람직하게, 상기 서셉터 구동수단은, 회전구동력을 제공하는 회전 구동부재; 상기 챔버부 바닥벽을 관통하도록 구비되고, 상기 구동부재로부터 회전구동력을 제공받아 상기 서셉터에 전달하는 주동수직축, 일측이 상기 주동수직축과 연결되며 수평하게 배치되어 상기 주동수직축을 중심으로 회전하는 회전수평암 및 상기 회전수평암의 타측과 상기 서셉터를 연결하는 종동수직축으로 이루어진다.Preferably, the susceptor driving means comprises: a rotation driving member providing rotational driving force; A main vertical shaft provided to pass through the bottom wall of the chamber unit, receiving rotational driving force from the driving member and transmitting it to the susceptor, one side is connected to the main vertical shaft and disposed horizontally to rotate around the main vertical axis It consists of a horizontal arm and a driven vertical shaft connecting the other side of the rotating horizontal arm and the susceptor.
바람직하게, 상기 서셉터 구동수단은, 복수개가 구비된다.Preferably, the susceptor driving means is provided with a plurality.
바람직하게, 상기 기판 지지부는, 상기 서셉터 상에 기판을 안착 또는 탈착시키도록 상기 서셉터를 관통하며 상기 기판을 지지하는 복수의 지지핀과, 상기 복수의 지지핀이 기립된 상태로 배치되며 상기 서셉터 하부에 배치되는 지지핀 플레이트로 이루어진 기판 지지대; 및 상기 기판 지지대를 승하강시키는 기판 지지대 구동수단; 을 더 포함한다.Preferably, the substrate support part penetrates the susceptor so as to mount or detach the substrate on the susceptor, and a plurality of support pins for supporting the substrate, and the plurality of support pins are disposed in an upright state, and the A substrate support made of a support pin plate disposed under the susceptor; And a substrate support driving means for raising and lowering the substrate support. It includes more.
바람직하게, 상기 처리 공간에 공급된 상기 마이크로파를 상기 처리면으로 유동시키는 블레이드부; 를 더 포함한다.Preferably, a blade portion for flowing the microwave supplied to the processing space to the processing surface; It includes more.
본 발명의 회전 서셉터를 갖는 마이크로 웨이브 챔버에 의하면, 서셉터를 수평면 상에서 공전되어 기판의 처리면 전체를 고르게 열처리함으로써, 균일한 박막을 형성할 수 있다.According to the microwave chamber having a rotating susceptor of the present invention, a uniform thin film can be formed by revolving the susceptor on a horizontal surface to evenly heat-treat the entire processing surface of the substrate.
또한, 본 발명은 복수의 서셉터 구동부에 의해 서셉터가 일정 궤도를 따라 회전하므로, 서셉터를 안정적으로 회전시킬 수 있다.Further, according to the present invention, since the susceptor rotates along a certain orbit by the plurality of susceptor driving units, the susceptor can be stably rotated.
또한, 본 발명은 블레이드에 의해 처리면을 향하여 마이크로파를 유동시키므로, 마이크로파에 의한 기판 열처리 효율을 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, since microwaves are flowed toward the processing surface by the blades, the efficiency of heat treatment of the substrate by microwaves can be improved.
도 1은 본 발명의 마이크로 웨이브 챔버를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 마이크로 웨이브 챔버의 내부를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 기판 지지부를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 기판 지지부를 나타낸 분해도.
도 5는 본 발명을 구성하는 반응판의 일부를 나타낸 사시도.
도 6의 (a)는 본 발명을 구성하는 반응판의 중앙부에 위치한 돌출편을 나타낸 사시도이고, (b)는 본 발명을 구성하는 반응판의 테두리부에 위치한 돌출편을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 서셉터 구동수단을 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명의 기판 지지대가 승강한 상태를 나타낸 정면도.
도 9는 본 발명의 기판 지지대가 하강한 상태를 나타낸 정면도.
도 10은 본 발명의 마이크로 웨이브 챔버를 나타낸 정면도.
도 11은 본 발명의 도파관부를 나타낸 사시도.
도 12는 본 발명의 마이크로 웨이브 챔버를 나타낸 평면도.
도 13은 본 발명의 마이크로 웨이브 챔버를 나타낸 배면도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의한 마이크로 웨이브 챔버를 나타낸 평면도.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 도파관부를 나타낸 사시도.
도 16은 본 발명의 마이크로파 유출구를 나타낸 도면.
도 17의 (a)는 첫번째 실시예의 블레이드부를 나타낸 사시도이고, (b)는 첫번째 실시예의 날개판과 회전축을 나타낸 개략도.
도 18의 (a)는 두번째 실시예의 블레이드부를 나타낸 사시도이고, (b)는 두번째 실시예의 날개판과 회전축을 나타낸 개략도.
도 19의 (a)는 세번째 실시예의 블레이드부를 나타낸 사시도이고, (b)는 세번째 실시예의 날개판과 회전축을 나타낸 개략도.
도 20의 (a)는 네번째 실시예의 블레이드부를 나타낸 사시도이고, (b)는 네번째 실시예의 날개판과 회전축을 나타낸 개략도.
도 21의 (a)는 다섯번째 실시예의 블레이드부를 나타낸 사시도이고, (b)는 다섯번째 실시예의 날개판과 회전축을 나타낸 개략도.
도 22의 (a)는 여섯번째 실시예의 블레이드부를 나타낸 사시도이고, (b)는 여섯번째 실시예의 날개판과 회전축을 나타낸 개략도.
도 23은 본 발명의 첫째 실시예에 의한 블레이드부의 배치를 나타낸 도면.
도 24는 본 발명의 둘째 실시예에 의한 블레이드부의 배치를 나타낸 도면.
도 25는 본 발명의 셋째 실시예에 의한 블레이드부의 배치를 나타낸 도면.
도 26은 본 발명의 상부벽 블레이드의 배치를 위에서 바라본 도면.
도 27은 본 발명의 온도 측정부와 온도 조절부의 배치를 위에서 바라본 도면.
도 28은 본 발명의 기판 지지대가 승강한 상태를 나타내는 개략도.
도 29는 본 발명의 기판 지지대가 하강한 상태에서 온도 조절부에 의해 공급된 마이크로파의 경로를 나타낸 개략도.1 is a perspective view showing a microwave chamber of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing the interior of the microwave chamber of the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing the substrate support of the present invention.
Figure 4 is an exploded view showing the substrate support of the present invention.
5 is a perspective view showing a part of a reaction plate constituting the present invention.
Figure 6 (a) is a perspective view showing a protruding piece located in the central portion of the reaction plate constituting the present invention, (b) is a perspective view showing the protruding piece positioned at the edge of the reaction plate constituting the present invention.
7 is a perspective view showing a susceptor driving means of the present invention.
8 is a front view showing a state in which the substrate support of the present invention is elevated.
9 is a front view showing a state in which the substrate support of the present invention is lowered.
10 is a front view showing the microwave chamber of the present invention.
11 is a perspective view showing a waveguide part of the present invention.
12 is a plan view showing the microwave chamber of the present invention.
13 is a rear view showing the microwave chamber of the present invention.
14 is a plan view showing a microwave chamber according to another embodiment of the present invention.
15 is a perspective view showing a waveguide unit according to another embodiment of the present invention.
16 is a view showing a microwave outlet of the present invention.
Figure 17 (a) is a perspective view showing the blade portion of the first embodiment, (b) is a schematic view showing the blade plate and the rotation shaft of the first embodiment.
Figure 18 (a) is a perspective view showing a blade portion of the second embodiment, (b) is a schematic view showing a blade plate and a rotation shaft of the second embodiment.
Figure 19 (a) is a perspective view showing the blade portion of the third embodiment, (b) is a schematic view showing the blade plate and the rotation shaft of the third embodiment.
Figure 20 (a) is a perspective view showing the blade portion of the fourth embodiment, (b) is a schematic view showing the blade plate and the rotation shaft of the fourth embodiment.
Figure 21 (a) is a perspective view showing a blade portion of the fifth embodiment, (b) is a schematic view showing the blade plate and the rotation shaft of the fifth embodiment.
Figure 22 (a) is a perspective view showing the blade portion of the sixth embodiment, (b) is a schematic view showing the blade plate and the rotation shaft of the sixth embodiment.
23 is a view showing the arrangement of the blade unit according to the first embodiment of the present invention.
24 is a view showing the arrangement of the blade unit according to the second embodiment of the present invention.
25 is a view showing the arrangement of the blade unit according to the third embodiment of the present invention.
26 is a view as viewed from above of the arrangement of the upper wall blades of the present invention.
27 is a view as viewed from above of the arrangement of the temperature measuring unit and the temperature control unit of the present invention.
Fig. 28 is a schematic diagram showing a state in which the substrate support according to the present invention is raised and lowered.
29 is a schematic diagram showing a path of microwaves supplied by a temperature controller in a state in which the substrate support of the present invention is lowered.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다. 본 발명의 블레이드를 갖는 갖는 마이크로 웨이브 챔버는 다양한 실시예로 구분될 수 있으며, 각 실시예의 구성요소는 기본적으로 동일하나, 일부 구성에 있어서 차이가 있다. 또한 본 발명의 여러 실시예 중 동일한 기능과 작용을 하는 구성요소에 대해서는 도면상의 도면부호를 동일하게 사용하기로 한다. 본 발명의 블레이드를 갖는 갖는 마이크로 웨이브 챔버는 마이크로파를 이용하여 기판의 처리면에 열처리하는 마이크로 웨이브 챔버에 관한 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The microwave chamber having a blade of the present invention can be divided into various embodiments, and the components of each embodiment are basically the same, but there are differences in some configurations. In addition, among the various embodiments of the present invention, the same reference numerals are used for components having the same function and function. The microwave chamber having a blade according to the present invention relates to a microwave chamber for heat treatment on a processing surface of a substrate using microwaves.
본 발명의 실시예에 의한 블레이드를 갖는 마이크로 웨이브 챔버는, 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 챔버부(100), 기판 지지부(200), 도파관부(300) 및 블레이드부(400)로 이루어진다.In the microwave chamber having a blade according to an embodiment of the present invention, as shown in Figs. 1 and 2, the
<챔버부><Chamber part>
챔버부(100)는 내부에 기판이 적재되며, 기판이 처리되는 처리 공간을 제공하는 공간 부재로, 공간 부재의 전면에 기판이 출입하는 기판 출입구(110)가 형성된다.The
기판이 열처리되는 동안 챔버부(100) 내부의 기압은 500mmHg ~ 800mmHg인 것이 바람직하다.While the substrate is heat-treated, the air pressure inside the
<기판 지지부><Substrate support>
기판 지지부(200)는 챔버부(100) 내부에 구비되어 기판을 지지하며, 기판을 지지한 상태로 회전시킨다.The
기판 지지부(200)는 도 3 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 기판 지지대(210), 기판 지지대 구동수단(220), 서셉터(230) 및 서셉터 구동수단(240)으로 이루어진다.The
기판 지지대(210)는 기판을 서셉터(230) 상에 안착 또는 탈착시키도록 승하강하며, 지지핀(211)과 지지핀 플레이트(212)로 이루어진다.The
지지핀(211)은 서셉터(230)를 관통하며, 복수개가 기립된 상태로 배치되고, 지지핀 플레이트(212)와 함께 승하강하며 서셉터(230) 상에 기판을 안착 또는 탈착시키도록 지지하게 된다.The
지지핀 플레이트(212)는 서셉터(230) 하부에 배치되며, 상부면에 복수의 지지핀(211)이 기립된 상태로 배치된다. 지지핀 플레이트(212)는 상하를 관통하는 복수의 플레이트 홀(212a)이 형성되어, 서셉터 구동수단(240)이 플레이트 홀(212a)을 통해 지지핀 플레이트(212)를 관통하게 된다.The
기판 지지대 구동수단(220)은 기판 지지대(210)를 승하강 구동시키는 구동수단으로, 지지핀 플레이트(212) 하부에 결합되는 지지축(221)과 지지축(221)을 승하강 구동시키는 실린더와 같은 구동원으로 이루어질 수 있다.The substrate support driving means 220 is a driving means for elevating the
서셉터(230)는 반응판(231), 돌출편(232) 및 반응판 프레임(233)으로 이루어지고, 기판이 열처리되는 동안 기판을 지지하며, 수평면 상에서 공전하게 된다.The
반응판(231)은 상부에 기판이 안착되며, 마이크로파를 열 에너지로 변환시킨다. A substrate is mounted on the
반응판(231)은 복수의 조각판으로 나뉘어져 있으며, 각 조각판 사이에 유격이 형성될 수 있고, 도 4에 도시한 바와 같이, 반응판(231) 전체의 유격 간격(a+b+c)은 2mm 이하인 것이 바람직하다.The
도 5에 도시한 바와 같이, 반응판(231) 상면의 테두리부는 상부로 돌출된 단턱(231a)이 형성된다. 단턱(231a)은 반응판(231) 상부에 기판 안착 시, 기판의 미끄러짐을 방지한다.As shown in FIG. 5, the edge portion of the upper surface of the
돌출편(232)은 반응판 프레임(233) 상부에 복수개가 구비되며, 반응판(231)의 조각판 각각의 테두리부를 지지하게 된다. A plurality of protruding
도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 복수의 돌출편(232) 중 반응판(231)의 내측을 지지하는 돌출편(232)은 상면이 평평하게 형성되어 2 이상의 조각판을 지지하고, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 복수의 돌출편(232) 중 반응판(231) 테두리부를 지지하는 돌출편(232)은 상면에 돌출턱(232a)이 형성되어 반응판(231)의 미끄러짐을 방지한다. As shown in (a) of FIG. 6, of the plurality of protruding
반응판 프레임(233)은 상부에 복수의 돌출편(232)을 지지한다. 반응판 프레임(233)은 복수의 돌출편(232)을 지지할 수 있도록 격자 프레임 형상으로 형성된다. 이는 격자 프레임 사이 공간을 통해 반응판(231) 하부면의 노출을 최대화하여 반응판(231)에 도달하는 마이크로파를 최대화 할 수 있다. The
또한, 돌출편(232)과 반응판 프레임(233)은 투명한 석영재질로 이루어져 마이크로파가 돌출편(232)과 반응판 프레임(233)을 통과하여 더 많은 마이크로파가 반응판(231)에 도달할 수 있다.In addition, the protruding
반응판(231)에 도달하는 마이크로파가 증가하면, 반응판(231)이 변환시키는 열 에너지가 증가하므로 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.When the microwave reaching the
서셉터 구동수단(240)은 서셉터(230)가 공전하도록 서셉터를 회전구동시킨다. 서셉터 구동수단(240)은 서셉터(230)가 처리면과 평행한 평면 상의 일정 궤도를 따라 회전시키는 것으로, 회전 구동부재, 주동수직축(241), 회전수평암(242) 및 종동수직축(243)으로 이루어진다.The susceptor driving means 240 rotates the susceptor so that the
회전 구동부재는 주동수직축(241)에 회전구동력을 제공하는 구동원으로, 서보모터, 스텝 모터 등으로 구성될 수 있다.The rotation driving member is a driving source that provides rotational driving force to the main
주동수직축(241)은 챔버부(100)의 바닥벽을 관통하도록 수직으로 배치되며, 하단이 회전 구동부재와 연결되어 회전구동력을 제공받아 서셉터(230)에 전달한다.The main
회전수평암(242)은 수평하게 배치되며, 일측이 주동수직축(241)과 힌지로 연결되어 주동수직축(241)을 중심으로 회전된다.The rotating
종동수직축(243)은 회전수평암(242)의 타측에 기립된 상태로 힌지 연결되어, 회전수평암(242) 상에서 회전 가능하고, 상단에 서셉터가 지지되어 회전 가능하도록 연결된다.The driven
주동수직축(241), 회전수평암(242) 및 종동수직축(243)은 크랭크축과 같은 형상으로 형성되며, 일체형으로 형성될 수도 있다.The main
이러한 서셉터 구동수단(240)은 기판 열처리 시, 서셉터(230)를 공전시킴으로써, 기판의 가열 균일도 및 가열 효율을 향상시킬 수 있다.The susceptor driving means 240 rotates the
한편, 서셉터 구동수단(240)은 복수개가 구비되어 서셉터(230)를 더 안정적으로 지지하면서도 서셉터(230)의 공전을 유지시킬 수 있다.Meanwhile, a plurality of susceptor driving means 240 may be provided to support the
서셉터(230)는 회전구동력에 의한 회전수평암(242)의 회전을 통해 종동수직축(243)이 그리는 일정 궤도를 따라 공전하게 된다. 즉, 주동수직축(241)과 종동수직축(243) 사이의 거리를 반경으로 한 원이 서셉터(230)의 공전궤도가 된다.The
도면에 도시하지는 않았지만, 회전수평암의 길이는 가변될 수 있다. 이는 기판의 크기에 따라 서셉터의 공전반경을 조절하기 위한 것이다. 예컨대, 기판의 크기가 크면 회전수평암의 길이를 늘려 서셉터를 크게 공전시키고, 기판의 크기가 작으면 회전수평암의 길이를 짧게 하여 서셉터를 작게 공전시킨다. 이로써, 다양한 크기의 기판에 적절하게 서셉터의 공전반경을 조절할 수 있다.Although not shown in the drawings, the length of the rotating horizontal arm may be variable. This is to adjust the revolving radius of the susceptor according to the size of the substrate. For example, if the size of the substrate is large, the length of the rotating horizontal arm is increased to make the susceptor revolve largely, and if the size of the substrate is small, the length of the rotating horizontal arm is shortened to make the susceptor revolve small. Accordingly, it is possible to adjust the revolving radius of the susceptor appropriately for substrates of various sizes.
이하에서는 기판 지지부의 구동에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, driving of the substrate support will be described in detail.
먼저 도 8에 도시한 바와 같이, 기판 지지대(210)가 승강된 상태로 지지핀(211) 상부에 기판(W)이 안착된다. 이때 지지핀(211)은 서셉터(230)를 관통하여 지지핀(211)의 상단이 서셉터(230)보다 높게 위치하게 된다.First, as shown in FIG. 8, the substrate W is seated on the
다음으로 도 9에 도시한 바와 같이, 기판 지지대(210) 상부에 기판이 안착된 상태로, 기판 지지대(210)가 하강된다. 이때 지지핀(211) 상부에 안착되었던 기판(W)은 서셉터(230) 상부에 안착되고, 지지핀(211)의 상단은 서셉터 하부에 위치하게 된다. 기판(W)이 서셉터(230) 상부에 안착된 상태로 열처리되는 동안, 서셉터(230)는 서셉터 구동수단(240)에 의해 공전하게 된다.Next, as shown in FIG. 9, the
이후, 열처리가 종료되면, 다시 기판 지지대(210)가 승강되여 지지핀(211)이 서셉터(230)로부터 기판(W)을 탈거하여 지지하게 된다.Thereafter, when the heat treatment is finished, the
이로써, 기판 지지대(210)의 지지핀(211)이 서셉터(230)를 관통하며 서셉터(230)의 상부에 기판(W)을 안착 및 탈착시키면서도, 기판 열처리 과정에서 서셉터(230)의 공전을 방해하지 않는다.Accordingly, the
<도파관부><waveguide part>
도파관부(300)는 도 10 내지 도 16에 도시한 바와 같이, 챔버부(100) 벽면에 경사진 상태로 구비되어 처리 공간으로 마이크로파를 공급한다. 이때 마이크로파는 처리면에 대하여 경사진 방향으로 공급된다.As shown in FIGS. 10 to 16, the
도파관부(300)는 기판(W)의 상부처리면을 향해 마이크로파를 하향 공급하는 상부 도파관과 기판(W)의 하부처리면을 향해 마이크로파를 상향 공급하는 하부 도파관으로 구분될 수 있다.The
상부 도파관과 하부 도파관은, 도 10에 도시한 바와 같이, 처리면과 10°~60°의 경사각(θ1)을 갖는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 15°~45°의 경사각(θ1)을 갖도록 형성될 수 있다.As shown in FIG. 10, the upper waveguide and the lower waveguide preferably have an inclination angle θ 1 of 10° to 60° with the processing surface. More preferably, it may be formed to have an inclination angle (θ 1 ) of 15° to 45°.
도파관부(300)는 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 플랜지(301), 제1관(302), 곡관(303), 제2관(304), 제2 플랜지(305), 브라켓(306)으로 이루어질 수 있다.The
제1 플랜지(301)는 제1관(302)을 마이크로파의 공급원 측에 연결시키기 위한 연결부재이다.The
제1관(302)은 곡관(303)의 전단에 구비되는 직선형의 관이다.The
곡관(303)은 제1관(302)과 제2관(304) 사이에 배치되는 곡선형의 관으로, 마이크로파가 유입되는 유입구가 챔버부(100)의 후방을 향해 형성된다. The
제2관(304)은 곡관(303)의 후단에 구비되는 직선형의 관이다.The
제2 플랜지(305)는 제2관(304)을 브라켓(306)에 연결시키기 위한 연결부재이다.The
브라켓(306)은 챔버부(100) 외측면에 배치되며, 일측면이 경사지게 형성되어, 제2관(304)을 챔버부(100)에 경사지게 결합시킨다.The
구체적으로, 브라켓(306)의 일측면은 제2 플랜지(305)와 접하는 면이고, 브라켓(306)의 타측면은 챔버부(100)의 외측면과 접하는 면이다. 브라켓(306)의 일측면과 타측면은 일정한 경사각을 가지며, 이 경사각으로부터 상술한 처리면과 도파관 사이의 제1 경사각(θ1)이 동일하게 결정된다. Specifically, one side of the
한편, 도파관부(300)를 통해 챔버부(100) 내부로 마이크로파를 유출하도록 챔버부(100)의 공간 부재 측벽에 형성된 마이크로파 유출구(307)는, 도 16에 도시한 바와 같이 직사각형으로 형성될 수 있고, 가로변(x)와 세로변(y)의 길이 비가 5:4 ~ 2:1인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 4:3으로 형성될 수 있다. 이러한 가로변과 세로변의 비는, 제1관, 곡관, 제2관의 단면에 동일하게 적용될 수 있다.On the other hand, the
도파관부(300)는 상부 도파관과 하부 도파관이 다양하게 배치될 수 있다.In the
예컨대, 상부 도파관은 챔버부(100)의 일방측면에 구비되고, 하부 도파관은 챔버부(100)의 타방측면에 구비될 수 있다.For example, the upper waveguide may be provided on one side of the
다른 예로, 도 12, 도 13에 도시한 바와 같이, 상부 도파관(311, 312)과 하부 도파관(321, 322)은 챔버부(100)의 양방측면에 구비될 수 있으며, 챔버부(100)의 전후방향으로 복수개 설치될 수 있다.As another example, as shown in FIGS. 12 and 13, the
또 다른 예로, 상부 도파관과 하부 도파관 중 적어도 하나는, 챔버부(100)의 전후방향을 경사지게 형성하여 일정한 제2 경사각(θ2)을 갖도록 형성할 수 있다. 도 14에 도시한 바와 같이, 전방에 배치된 상부 도파관(311a, 312a)은 처리공간의 후방을 향해 마이크로파를 공급하도록 전방으로 경사지고, 후방에 배치된 상부 도파관(311b, 312b)은 처리공간의 전방을 향해 마이크로파를 공급하도록 후방으로 경사지게 형성할 수 있다. 하부 도파관도 상부 도파관과 마찬가지로 배치될 수 있다.As another example, at least one of the upper waveguide and the lower waveguide may be formed to have a constant second inclination angle θ 2 by forming an inclined front and rear direction of the
한편, 상부 도파관과 하부 도파관은, 도 15에 도시한 바와 같이, 제1관과 제2관이 제거된 상태로, 곡관(303)만으로 설치될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 15, the upper waveguide and the lower waveguide may be installed only with the
상, 하부 도파관은 곡관에 의해 유입구가 챔버부(100) 후방을 향해 형성됨으로써, 챔버부(100) 후방에 배치되는 마이크로파 공급원과 상, 하부 도파관을 용이하게 연결시킬 수 있어, 각각의 도파관에 마이크로파를 용이하게 공급할 수 있다. 이로써, 상, 하부 도파관과 마이크로파 공급원의 연결 부분이 챔버부(100)의 측방 공간을 최소한으로 차지하므로, 공간 효율이 향상될 수 있다.In the upper and lower waveguides, the inlet port is formed toward the rear of the
도 12에 도시한 바와 같이, 상, 하부 도파관이 챔버부(100)의 전후 방향으로 이격되어 설치된 경우, 전방의 배치된 도파관의 제2관을 후방에 배치된 도파관의 제2관보다 길게 형성함으로써, 도 13에 도시한 바와 같이, 전, 후방에 배치된 도파관의 유입구가 전후방향 평면에 겹치지 않게 배치할 수 있다.As shown in FIG. 12, when the upper and lower waveguides are spaced apart from each other in the front and rear direction of the
도파관부(300)가 처리공간에 마이크로파를 경사지게 공급함으로써, 기판의 상, 하부면에 마이크로파가 고르게 공급되어 기판의 상, 하부면을 고르게 열처리할 수 있다.Since the
또한, 도파관이 챔버 벽면에 설치되어 마이크로파의 활동성을 향상시켜 에너지 효율을 향상시킬 수 있으며, 처리 공간의 파티클을 제거하여 기판의 불량률을 저감시킬 수 있다.In addition, since the waveguide is installed on the wall of the chamber, energy efficiency can be improved by improving the activity of microwaves, and the defect rate of the substrate can be reduced by removing particles in the processing space.
<블레이드부><Blade part>
블레이드부(400)는 챔버부(100) 벽면에 구비되어 도파관부(300)로부터 공급된 마이크로파를 기판의 처리면을 향해 유동시킨다.The
블레이드부(400)는, 도 17 내지 도 22에 도시한 바와 같이, 날개(401), 회전축(402), 고정편(403) 및 구동부재(403)로 이루어진다.The
날개(401)는 챔버부(100) 내측에 구비되어 회전축(402)을 중심으로 회전된다. 날개(401)는 회전축(402)에 수직한 방향의 날개축(a) 상에 배치되는 판 형상으로 형성된 날개판(401a)으로 이루어진다.The
회전축(402)은 챔버부(100) 벽면을 관통하며, 일측이 날개(401) 중심에 결합되고, 타측이 챔버부(100) 외측으로 노출된다. 회전축(402)은 구동부재(204)로부터 회전력을 제공받아 날개(401)와 함께 회전된다.The
고정편(403)은 회전축(402)이 관통되는 챔버부(100) 벽면과 회전축(402) 사이에 구비되며, 챔버부(100)에 대하여 회전축(402)이 회전 가능하도록 회전축(402)을 지지하게 된다.The fixing
구동부재(404)는 챔버부(100) 외측으로 노출된 회전축(402)의 타측에 연결되어 회전축(402)에 회전력을 제공한다. 구동부재(404)는 챔버부(100)에 고정된 상태로 배치되는 것이 바람직하다.The driving
이하에서는 다양하게 형성되는 날개(401)의 실시예에 대하여 설명한다. 설명의 편의를 위하여 회전축(402)에 수직한 방향의 축을 날개축(a)이라 칭하고, 날개축(a) 상에 배치되는 판 형상의 날개판(401a)과 회전축(402)의 사이의 각도를 θ3으로 표시한다. 도 17 내지 도 22의 (a) 도면은 블레이드부를 나타낸 사시도이고, (b) 도면은 날개판(401a)과 회전축(402) 사이의 각도(θ3)를 나타내기 위한 개략도이다.Hereinafter, embodiments of the variously formed
도 17에 도시한 바와 같이, 첫번째 실시예의 날개(401)는 4개의 날개판(401a)으로 이루어진다. 날개판(401a)과 회전축(402) 사이의 각도(θ3)는 90°이며, 날개(401)는 회전축(402) 상의 한 점을 중심으로 점대칭 형성된다.As shown in Fig. 17, the
도 18에 도시한 바와 같이, 두번째 실시예의 날개(401)는 4개의 날개판(401a)으로 이루어진다. 날개판(401a)과 회전축(402) 사이의 각도(θ3)는 0°이며, 날개(401)는 회전축(402) 상의 한 점을 중심으로 점대칭 형성된다.As shown in Fig. 18, the
도 19에 도시한 바와 같이, 세번째 실시예의 날개(401)는 4개의 날개판(401a)으로 이루어진다. 날개판(401a)과 회전축(402) 사이의 각도(θ3)는 45°이며, 날개(401)는 회전축(402) 상의 한 점을 중심으로 점대칭 형성된다.As shown in Fig. 19, the
도 20에 도시한 바와 같이, 네번째 실시예의 날개(401)는 4개의 날개판(401a)으로 이루어진다. 날개판(401a)은 날개축(a)을 중심으로 양단이 트위스팅되도록 형성되어 있다. 회전축(402)과 접하는 날개판(401a)의 일단은 회전축(402)과의 각도가 0°이며, 날개판(401a)의 타단은 회전축(402)과의 각도(θ3)가 45°이다. 즉, 날개판(401a)의 일단과 타단 각각이 회전축(402)과 갖는 각도의 차이가 45°이다. 바람직하게, 회전축(402)에 대하여 날개판(401a)의 일단과 타단이 갖는 각도(θ3) 차이는 0°~90°일 수 있다. 날개(401)는 회전축(402) 상의 한 점을 중심으로 점대칭 형성된다.As shown in Fig. 20, the
도 21에 도시한 바와 같이, 다섯번째 실시예의 날개(401)는 4개의 날개판(401a)으로 이루어진다. 날개판(401a)은 날개축(a)을 기준으로 절곡되어 형성된다. 날개판(401a)은 절곡된 부분을 기준으로, 챔버부(100)의 중심과 가까운 부분을 날개판(401a)의 선단부분, 챔버부(100)의 벽면과 가까운 부분을 날개판(401a)의 후단부분이라고 구분하면, 날개판(401a)의 선단부분과 후단부분 사이의 각도(θ4)는 90°~180°인 것이 바람직하다. 이때, 날개판(401a)의 선단부분과 회전축(402) 사이의 각도는 0°일 수 있다. 또한, 날개판(401a)의 후단부분 길이가 선단부분보다 길게 형성될 수 있으며, 선단부분과 후단부분의 길이가 동일하거나, 선단부분이 선단부분보다 길게 형성될 수도 있다. 날개판(401a)은 날개축(a)을 기준으로 만곡되어 형성될 수도 있다.As shown in Fig. 21, the
도 22에 도시한 바와 같이, 여섯번재 실시예의 날개(401)는 2개의 날개판(401a)으로 이루어진다. 날개판(401a)과 회전축(402) 사이의 각도(θ3)는 45°이며, 날개(401)는 회전축(402) 상의 한 점을 중심으로 점대칭 형성된다. 날개판(401a)의 타단은 둥굴게 형성된다.As shown in Fig. 22, the
날개판(401a)의 형상은 사각형, 삼각형, 원형, 유선형, 부채꼴 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.The shape of the
이하에서는 다양하게 배치되는 블레이드부(400)의 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the
첫째, 블레이드부(400)는, 도 23에 도시한 바와 같이, 도파관부(300)의 유출구(307)가 형성된 챔버부(100) 벽면의 중앙부분에 구비된다.First, the
둘째, 블레이드부(400)는, 도 24에 도시한 바와 같이, 복수의 유출구(307) 중 인접한 2개의 유출구 사이에 구비된다.Second, the
셋째, 블레이드부(400)는, 챔버부(100)의 측벽과 상부벽 중 적어도 하나에 복수개가 구비된다. 도 25, 도 26에 도시한 바와 같이, 챔버부(100) 측벽에 배치된 측벽 블레이드부(410)와 챔버부(100) 상부벽에 배치된 4개의 상부벽 블레이드(420)로 이루어질 수 있다.Third, a plurality of
마이크로파는 직진성을 가지므로, 처리 공간에 공급된 마이크로파의 유동 경로가 한정적이다. 블레이드부(400)를 구비하여 마이크로파의 유동 경로를 다양하게 변형시킴으로써, 처리 공간 전체에 마이크로파가 도달될 수 있다. 이는 서셉터(230)에 도달하는 마이크로파를 균일하게 하며, 마이크로파의 열변환 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 마이크로파의 운동량이 향상됨에 따라 파티클이 기판에 낙하되는 것을 방지할 수 있다.Since the microwave has a linearity, the flow path of the microwave supplied to the processing space is limited. By providing the
본 발명은 도 27 내지 도 29에 도시한 바와 같이, 온도 측정부(500)와 온도 조절부(600)를 포함하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include a control unit including a
온도 측정부(500)는 챔버부(100) 상부에 구비되는 온도 센서로, 온도 센서는 기판(W)의 처리면에 수평한 방향으로 구분된 구역별로 구비되어 각 구역의 온도를 측정한다.The
온도 조절부(600)는 각 구열별로 마이크로파를 개별 공급하는 마이크로파 공급수단으로, 구역별 마이크로파 공급 정도를 조절하여 구역별 온도를 조절할 수 있다.The
제어부는 온도 측정부(500)로부터 측정된 온도값에 온도 편차가 발생한 경우, 구역별 마이크로파 공급수단의 마이크로파 공급 정도를 조절하도록 제어하여 기판 전체면에 대한 전체 구역의 온도를 균일하게 제어한다.When a temperature deviation occurs in the temperature value measured by the
구체적으로, 온도가 낮게 측정된 구역의 마이크로파 공급수단이 온도가 더 높게 측정된 구역의 마이크로파 공급수단보다 더 많은 마이크로파를 공급하여, 전체 구역의 온도 편차를 저감시킨다.Specifically, the microwave supply means in the region where the temperature is measured is lower supply more microwaves than the microwave supply means in the region where the temperature is measured to be higher, thereby reducing the temperature deviation of the entire region.
예컨대, 기판(W) 중앙 구역의 온도가 다른 구역보다 온도가 높게 측정된 경우, 중앙 구역에 위치한 마이크로파 공급수단의 마이크로파 공급 정도를 낮추거나, 다른 구역에 위치한 마이크로파 공급수단의 마이크로파 공급 정도를 높여, 중앙 구역과 다른 구역의 온도 편차를 저감시킨다.For example, when the temperature of the central region of the substrate W is measured to be higher than that of other regions, the degree of microwave supply of the microwave supply means located in the central region is reduced, or the degree of microwave supply of the microwave supply means located in the other region is increased, It reduces the temperature difference between the central zone and other zones.
이로써, 기판(W)의 전체 면적에 대한 온도를 균일하게 제어할 수 있다.Accordingly, it is possible to uniformly control the temperature over the entire area of the substrate W.
이상에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상을 중심으로 그 변형물 또는 균등물에까지 미침은 자명하다 할 것이다.In the above, specific embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but it will be apparent that the scope of the present invention extends to modifications or equivalents based on the technical idea described in the claims.
100 : 챔버부
200 : 기판 지지부
210 : 기판 지지대
220 : 기판 지지대 구동수단
230 : 서셉터
240 : 서셉터 구동수단
300 : 도파관부
400 : 블레이드부
500 : 온도 측정부
600 : 온도 조절부100: chamber part
200: substrate support
210: substrate support
220: substrate support driving means
230: susceptor
240: susceptor driving means
300: waveguide part
400: blade part
500: temperature measurement unit
600: temperature control unit
Claims (7)
상기 기판의 처리 공간을 제공하는 챔버부;
상기 챔버부 내부에 구비되어 상기 기판을 지지한 상태로 회전시키는 기판 지지부;
상기 챔버부 벽면에 구비되어 상기 처리 공간으로 마이크로파를 공급하는 도파관부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 서셉터를 갖는 마이크로 웨이브 챔버.As a microwave chamber for heat treatment on a processing surface of a substrate using microwaves,
A chamber unit providing a processing space for the substrate;
A substrate support part provided inside the chamber part to rotate while supporting the substrate;
A waveguide unit provided on a wall of the chamber unit to supply microwaves to the processing space; Microwave chamber having a rotating susceptor, characterized in that it comprises a.
상기 기판 지지부는,
상기 기판 지지된 상태로, 수평면 상에서 공전하는 서셉터; 및
상기 서셉터가 공전하도록 상기 서셉터를 회전 구동시키는 서셉터 구동수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 서셉터를 갖는 마이크로 웨이브 챔버.The method according to claim 1,
The substrate support,
A susceptor orbiting on a horizontal plane while the substrate is supported; And
A susceptor driving means for rotating and driving the susceptor so that the susceptor revolves; Microwave chamber having a rotating susceptor, characterized in that it comprises a.
상기 서셉터 구동수단은, 상기 서셉터를 상기 처리면과 평행한 평면 상의 일정 궤도를 따라 회전시키는 것을 특징으로 하는 회전 서셉터를 갖는 마이크로 웨이브 챔버.The method according to claim 2,
The susceptor driving means rotates the susceptor along a predetermined trajectory on a plane parallel to the processing surface.
상기 서셉터 구동수단은,
회전구동력을 제공하는 회전 구동부재;
상기 챔버부 바닥벽을 관통하도록 구비되고, 상기 구동부재로부터 회전구동력을 제공받아 상기 서셉터에 전달하는 주동수직축,
일측이 상기 주동수직축과 연결되며 수평하게 배치되어 상기 주동수직축을 중심으로 회전하는 회전수평암 및
상기 회전수평암의 타측과 상기 서셉터를 연결하는 종동수직축으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전 서셉터를 갖는 마이크로 웨이브 챔버.The method according to claim 2,
The susceptor driving means,
A rotation driving member providing rotational driving force;
A main vertical shaft provided to pass through the bottom wall of the chamber unit and receiving rotational driving force from the driving member and transmitting it to the susceptor;
A rotating horizontal arm having one side connected to the main vertical axis and disposed horizontally to rotate around the main vertical axis; and
Microwave chamber with a rotating susceptor, characterized in that consisting of a driven vertical shaft connecting the other side of the rotating horizontal arm and the susceptor.
상기 서셉터 구동수단은, 복수개가 구비된 것을 특징으로 하는 회전 서셉터를 갖는 마이크로 웨이브 챔버.The method of claim 4,
The susceptor driving means is a microwave chamber having a rotating susceptor, characterized in that provided with a plurality.
상기 기판 지지부는,
상기 서셉터 상에 기판을 안착 또는 탈착시키도록 상기 서셉터를 관통하며 상기 기판을 지지하는 복수의 지지핀과, 상기 복수의 지지핀이 기립된 상태로 배치되며 상기 서셉터 하부에 배치되는 지지핀 플레이트로 이루어진 기판 지지대; 및
상기 기판 지지대를 승하강시키는 기판 지지대 구동수단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 서셉터를 갖는 마이크로 웨이브 챔버.The method according to claim 2,
The substrate support,
A plurality of support pins penetrating the susceptor and supporting the substrate so as to mount or detach the substrate on the susceptor, and a support pin disposed in an upright state and disposed under the susceptor A substrate support made of a plate; And
A substrate support driving means for raising and lowering the substrate support; Microwave chamber having a rotating susceptor, characterized in that it further comprises.
상기 처리 공간에 공급된 상기 마이크로파를 상기 처리면으로 유동시키는 블레이드부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 웨이브 챔버.The method according to claim 1,
A blade unit for flowing the microwave supplied to the processing space to the processing surface; Microwave chamber, characterized in that it further comprises.
Priority Applications (1)
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JP2002194534A (en) * | 2000-12-26 | 2002-07-10 | Asahi Techno Glass Corp | Vacuum deposition equipment |
KR20070111710A (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-22 | 삼성전자주식회사 | Apparatus for treating semiconductor substrates |
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-
2019
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Patent Citations (4)
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