KR20220132322A - Substrate processing apparatus and Substrate processing method using the same - Google Patents

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박승호
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Abstract

The present invention relates to substrate processing, and more particularly, to a substrate processing apparatus for manufacturing a substrate such as a semiconductor and a substrate processing method using the same. Disclosed in the present invention is the substrate processing apparatus comprising: a process chamber (100) forming a closed processing space (S); a susceptor (120) installed in the process chamber (100) and having a heater (121) for temperature control of a mounted substrate (10); a shower head (130) installed on an upper side of the susceptor (120) and spraying gas for performing a process; and a plurality of lift pins (140) for relative lifting and lowering with respect to the susceptor (120) to load and unload the substrate (10), wherein the substrate processing method by the substrate processing apparatus comprises: a substrate loading step (S10) of loading the substrate (10) to be processed on the plurality of lift pins (140); a substrate mounting step (S30) of mounting the substrate (10) on the susceptor (120) by relative lifting and lowering movement between the susceptor (120) and the plurality of lift pins (140); and a substrate heating step (S40) of heating the substrate (10) while continuously or discontinuously increasing supply of inert gas, after the substrate mounting step (S30). The substrate processing apparatus can stably heat the substrate to increase the temperature of the substrate to a preset temperature.

Description

기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법{Substrate processing apparatus and Substrate processing method using the same}Substrate processing apparatus and substrate processing method using the same

본 발명은 기판처리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 등의 기판을 제조하기 위한 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to substrate processing, and more particularly, to a substrate processing apparatus for manufacturing a substrate such as a semiconductor, and a substrate processing method using the same.

CPU, GPU 등의 비메모리 소자, SDRAM 등의 메모리 소자는 물론 LCD 패널, OLED 패널, 태양전지 패널 등은 식각, 증착 등의 반도체 공정을 통하여 제조된다.Non-memory devices such as CPU and GPU, memory devices such as SDRAM, as well as LCD panels, OLED panels, and solar cell panels are manufactured through semiconductor processes such as etching and deposition.

그리고 반도체 공정은, PECVD 등 처리방식에 따라서 다양한 분류가 가능하다.In addition, various classifications of semiconductor processes are possible according to processing methods such as PECVD.

한편 반도체 공정 중 일부 공정은, 히터가 설치된 서셉터에 기판을 안착시킨 상태에서 수행된다.Meanwhile, some of the semiconductor processes are performed in a state in which the substrate is seated on a susceptor in which a heater is installed.

구체적으로, 종래의 기판처리방법은, 기판처리될 기판을 리프트핀에 로딩하는 기판로딩단계와, 리프트핀을 하강시켜 기판을 서셉터에 안착시키는 기판안착단계와, 서셉터에 안착된 기판을 미리 설정된 온도로 가열하는 기판가열단계를 거친 후에 증착, 식각 등의 기판처리 공정을 수행함이 일반적이다.Specifically, the conventional substrate processing method includes a substrate loading step of loading a substrate to be processed onto a lift pin, a substrate seating step of lowering the lift pin to seat the substrate on a susceptor, and a substrate seated on the susceptor in advance. After the substrate heating step of heating to a set temperature, it is common to perform substrate processing processes such as deposition and etching.

그런데 상기 기판가열단계는, 기판처리될 기판의 온도가 상온이므로 500℃ 이상의 기판처리 수행을 위한 온도로 급격히 증가시켜야 한다.However, in the substrate heating step, since the temperature of the substrate to be processed is room temperature, it is necessary to rapidly increase it to a temperature for performing substrate processing of 500° C. or higher.

이에 히터에 가해지는 급격한 파워증가로 히터의 손상을 야기할 수 있는 문제점이 있다. Accordingly, there is a problem in that a sudden increase in power applied to the heater may cause damage to the heater.

또한 기판 및 서셉터 사이의 온도편차로 인하여 서셉터의 열적 스트레스로 히터를 손상시키는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that the heater is damaged due to the thermal stress of the susceptor due to the temperature deviation between the substrate and the susceptor.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 서셉터에 설치된 히터에 대한 급격한 파워변화 없이 미리 설정된 온도로 기판의 온도를 상승시키기 위하여 기판을 안정적으로 가열할 수 있는 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention, in order to solve the above problems, a substrate processing apparatus capable of stably heating a substrate in order to raise the temperature of the substrate to a preset temperature without a sudden change in power to the heater installed in the susceptor, and the same To provide a substrate processing method used.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와, 상기 공정챔버(100)에 설치되며 안착된 기판(10)의 온도제어를 위한 히터(121)가 설치된 서셉터(120)와, 상기 서셉터(120)의 상측에 설치되어 공정수행을 위한 가스를 분사하는 샤워헤드(130)와, 기판(10) 로딩 및 언로딩을 위하여 상기 서셉터(120)에 대한 상대적 승하강을 위한 복수의 리프트핀(140)들을 포함하는 기판처리장치에 의한 기판처리방법으로서, 기판처리될 기판(10)을 상기 복수의 리프트핀(140)들에 로딩하는 기판로딩단계(S10)와; 상기 서셉터(120) 및 상기 복수의 리프트핀(140)들 사이의 상대 승하강 이동에 의하여 기판(10)을 상기 서셉터(120)에 안착시키는 기판안착단계(S30)와; 상기 기판안착단계(S30) 후에 불활성가스의 공급량을 연속 또는 불연속적으로 증가시키면서 기판(10)을 가열하는 기판가열단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법을 개시한다.The present invention was created to achieve the object of the present invention as described above, and the present invention is a process chamber 100 forming a closed processing space (S), and a substrate installed and seated in the process chamber 100 A susceptor 120 provided with a heater 121 for temperature control of (10), a showerhead 130 installed on the upper side of the susceptor 120 to spray gas for performing a process, and a substrate 10 ) A substrate processing method by a substrate processing apparatus including a plurality of lift pins 140 for relative elevating and lowering with respect to the susceptor 120 for loading and unloading, wherein the substrate 10 to be processed is separated from the plurality of substrates. a substrate loading step (S10) of loading the lift pins 140 of the; a substrate seating step (S30) of seating the substrate 10 on the susceptor 120 by relative elevating/lowering movement between the susceptor 120 and the plurality of lift pins 140; Disclosed is a substrate processing method comprising a substrate heating step (S40) of heating the substrate 10 while continuously or discontinuously increasing the supply amount of the inert gas after the substrate seating step (S30).

본 발명에 따른 기판처리방법은, 상기 기판로딩단계(S10) 후 및 상기 기판안착단계(S30) 전에 미리 설정된 예열시간 동안 복사에 의하여 기판(10)을 예열하는 예열단계(S20)를 포함할 수 있다.The substrate processing method according to the present invention may include a preheating step (S20) of preheating the substrate 10 by radiation for a preset preheating time after the substrate loading step (S10) and before the substrate seating step (S30). have.

상기 예열시간은, 2~10초가 될 수 있다.The preheating time may be 2 to 10 seconds.

상기 예열단계(S20)는, 상기 기판로딩단계(S10) 후 상기 서셉터(120) 및 기판(10) 사이의 거리(H)를 감소시킨 후 예열시간 동안 정지시킨 상태에서 수행될 수 있다.The preheating step (S20) may be performed in a state in which the distance H between the susceptor 120 and the substrate 10 is reduced after the substrate loading step (S10) and stopped for the preheating time.

상기 예열단계(S20)는, 상기 기판로딩단계(S10) 후 상기 서셉터(120) 및 기판(10) 사이의 거리(H)가 예열시간 동안의 연속적으로 또는 불연속적인 감소에 의하여 수행될 수 있다.The preheating step S20 may be performed by continuously or discontinuously decreasing the distance H between the susceptor 120 and the substrate 10 after the substrate loading step S10 during the preheating time. .

상기 기판가열단계(S40)는, 2종 이상의 불활성가스를 서로 다른 증가패턴으로 공급할 수 있다.In the substrate heating step (S40), two or more kinds of inert gases may be supplied in different increasing patterns.

상기 2종 이상의 불활성가스는, Ar 및 He를 포함할 수 있다.The two or more kinds of inert gases may include Ar and He.

상기 기판가열단계(S40)는, 상기 Ar 및 He 중 Ar의 공급시점이 더 빠르게 수행될 수 있다.The substrate heating step ( S40 ) may be performed more rapidly when Ar is supplied among Ar and He.

상기 기판가열단계(S40)는, 상기 처리공간(S)의 압력변화 없이 불활성가스의 공급량을 연속적 또는 불연속적으로 증가시키는 가스램핑단계(S41)와, 상기 가스램핑단계(S41) 후에 상기 처리공간(S)의 압력을 연속적 또는 불연속적으로 증가시키는 압력램핑단계(S42)를 포함할 수 있다.The substrate heating step (S40) includes a gas ramping step (S41) of continuously or discontinuously increasing the supply amount of an inert gas without a change in pressure in the processing space (S), and a gas ramping step (S41) after the gas ramping step (S41). It may include a pressure ramping step (S42) of continuously or discontinuously increasing the pressure of (S).

상기 압력램핑단계(S42)는, 상기 처리공간(S)의 압력변화와 함께 불활성가스의 공급량을 연속적 또는 불연속적으로 증가시킬 수 있다.In the pressure ramping step ( S42 ), the supply amount of the inert gas may be continuously or discontinuously increased along with the pressure change in the processing space (S).

상기 가스램핑단계(S41)는, 상기 서셉터(120) 및 상기 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)이 기판처리 수행을 위한 공정갭에 도달하도록 감소시킬 수 있다.In the gas ramping step S41 , the gap G between the susceptor 120 and the showerhead 130 may be reduced to reach a process gap for performing substrate processing.

상기 기판가열단계(S40)는, 기판 가열과 함께 상기 서셉터(120) 및 상기 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)이 기판처리 수행을 위한 공정갭에 도달하도록 감소시킬 수 있다.In the substrate heating step ( S40 ), the gap G between the susceptor 120 and the showerhead 130 may be reduced to reach a process gap for performing substrate processing together with the substrate heating.

본 발명에 따른 기판처리방법은, 상기 기판가열단계(S40) 후에 공정가스를 공급하면서 증착공정 및 식각공정 중 적어도 하나를 수행하는 기판처리공정수행단계(S60)를 포함할 수 있다.The substrate processing method according to the present invention may include a substrate processing process performing step (S60) of performing at least one of a deposition process and an etching process while supplying a process gas after the substrate heating step (S40).

상기 기판가열단계(S40)의 수행 후 및 상기 기판처리공정수행단계(S60) 사이에는, 기판(10)의 온도가 미리 설정된 온도범위 내에 변화되도록 기판(10)의 온도를 안정화시키는 기판온도안정화단계(S50)가 추가로 수행될 수 있다.A substrate temperature stabilization step of stabilizing the temperature of the substrate 10 so that the temperature of the substrate 10 is changed within a preset temperature range after performing the substrate heating step (S40) and between the substrate processing process performing step (S60) (S50) may be additionally performed.

한편, 본 발명은 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와, 상기 공정챔버(100)에 설치되며 안착된 기판(10)의 온도제어를 위한 히터(121)가 설치된 서셉터(120)와, 상기 서셉터(120)의 상측에 설치되어 공정수행을 위한 가스를 분사하는 샤워헤드(130)와, 기판(10) 로딩 및 언로딩을 위하여 상기 서셉터(120)에 대한 상대적 승하강을 위한 복수의 리프트핀(140)들과; 상기 서셉터(120)에 대한 기판(10)의 상대적 승하강 제어, 상기 처리공간(S)으로의 가스공급 및 상기 처리공간(S) 내부의 압력제어를 위한 제어부(200)를 포함하며, 상기 제어부(200)는, 상기 서셉터(120)에 상기 기판(10)을 안착시킨 후에 불활성가스의 공급량을 연속 또는 불연속적으로 증가시키면서 상기 기판(10)을 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.On the other hand, the present invention is a susceptor in which a process chamber 100 forming a closed processing space S, and a heater 121 for temperature control of the substrate 10 installed in the process chamber 100 and seated therein are installed. 120 and the showerhead 130 installed on the upper side of the susceptor 120 to inject gas for process execution, and the substrate 10 relative to the susceptor 120 for loading and unloading. a plurality of lift pins 140 for elevating and lowering; and a control unit 200 for controlling the relative elevation of the substrate 10 with respect to the susceptor 120 , supplying gas to the processing space S, and controlling the pressure inside the processing space S, wherein the The control unit 200, after seating the substrate 10 on the susceptor 120, continuously or discontinuously increases the supply amount of the inert gas, and controls the substrate 10 to be heated. start the device.

상기 제어부(200)는, 기판(10)이 서셉터(120)에 안착되기 전에, 미리 설정된 예열시간 동안 복사에 의하여 상기 기판(10)을 예열하도록 상기 서셉터(120) 및 상기 기판(10) 사이의 거리(H)를 제어할 수 있다.The control unit 200 includes the susceptor 120 and the substrate 10 to preheat the substrate 10 by radiation for a preset preheating time before the substrate 10 is seated on the susceptor 120 . The distance (H) between them can be controlled.

상기 예열시간은, 2~10초일 수 있다.The preheating time may be 2 to 10 seconds.

상기 제어부(200)는, 상기 기판(10)이 로딩된 후, 상기 서셉터(120) 및 상기 기판(10) 사이의 거리(H)를 감소시킨 후 예열시간 동안 정지된 상태에서 상기 기판(10)을 예열하도록 상기 서셉터(120) 및 상기 기판(10) 사이의 거리(H)를 제어할 수 있다.After the substrate 10 is loaded, the controller 200 decreases the distance H between the susceptor 120 and the substrate 10 and then stops the substrate 10 for a preheating time. ) to preheat the distance H between the susceptor 120 and the substrate 10 may be controlled.

상기 제어부(200)는, 상기 서셉터(120) 및 상기 기판(10) 사이의 거리(H)가 예열시간 동안 연속적으로 또는 불연속적으로 감소하도록 상기 서셉터(120) 및 상기 기판(10) 사이의 거리(H)를 제어할 수 있다.The controller 200 is configured to continuously or discontinuously decrease the distance H between the susceptor 120 and the substrate 10 during the preheating time between the susceptor 120 and the substrate 10 . can control the distance (H) of

상기 제어부(200)는, 2종 이상의 불활성가스가 서로 다른 증가패턴으로 공급되도록 상기 2종 이상의 불활성가스의 공급량을 제어할 수 있다.The controller 200 may control the supply amount of the two or more kinds of inert gases so that the two or more kinds of inert gases are supplied in different increasing patterns.

상기 2종 이상의 불활성가스는, Ar 및 He를 포함할 수 있다.The two or more kinds of inert gases may include Ar and He.

상기 Ar 및 He 중 Ar의 공급시점이 더 빠를 수 있다.The supply timing of Ar among Ar and He may be earlier.

상기 제어부(200)는, 상기 처리공간(S)의 압력변화 없이 불활성가스의 공급량이 연속적 또는 불연속적으로 증가하도록 불활성가스의 공급량을 제어하며; 상기 처리공간(S)의 압력이 연속적 또는 불연속적으로 증가하도록 상기 처리공간(S)으로부터의 배기량을 제어할 수 있다.The control unit 200 controls the supply amount of the inert gas so as to continuously or discontinuously increase the supply amount of the inert gas without changing the pressure in the processing space (S); The amount of exhaust from the processing space S may be controlled so that the pressure of the processing space S increases continuously or discontinuously.

상기 제어부(200)는, 상기 처리공간(S)의 압력변화와 함께 불활성가스의 공급량이 연속적 또는 불연속적으로 증가되도록 상기 불활성가스의 공급량을 제어할 수 있다.The controller 200 may control the supply amount of the inert gas so that the supply amount of the inert gas is continuously or discontinuously increased with a change in the pressure of the processing space (S).

상기 제어부(200)는, 상기 처리공간(S)의 압력변화 없이 불활성가스의 공급량을 연속적 또는 불연속적으로 증가시키는 동시에, 상기 서셉터(120) 및 상기 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)이 기판처리 수행을 위한 공정갭으로 감소되도록 상기 서셉터(120) 및 상기 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)을 제어할 수 있다.The control unit 200 continuously or discontinuously increases the supply amount of the inert gas without changing the pressure of the processing space S, and at the same time, the distance G between the susceptor 120 and the shower head 130 . The distance G between the susceptor 120 and the showerhead 130 may be controlled to be reduced to a process gap for performing the substrate treatment.

상기 제어부(200)는, 상기 기판(10)의 가열과 함께 상기 서셉터(120) 및 상기 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)이 기판처리 수행을 위한 공정갭으로 감소되도록 상기 서셉터(120) 및 상기 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)을 제어할 수 있다.The controller 200 is configured to reduce the gap G between the susceptor 120 and the showerhead 130 to a process gap for performing substrate processing with the heating of the substrate 10. 120) and the distance G between the showerhead 130 can be controlled.

상기 제어부(200)는, 공정가스를 공급하는 기판처리공정의 수행 전에 상기 기판(10)의 온도가 미리 설정된 온도범위 내에서 변화하도록 기판(10)의 온도를 제어할 수 있다.The controller 200 may control the temperature of the substrate 10 so that the temperature of the substrate 10 changes within a preset temperature range before the substrate processing process of supplying the process gas is performed.

본 발명에 따른 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법은, 증착, 식각 등의 기판처리공정의 수행 전에 불활성가스를 이용하여 기판을 가열함으로써 서셉터에 설치된 히터에 대한 급격한 파워변화 없이 미리 설정된 온도로 기판의 온도를 상승시키기 위하여 기판을 안정적으로 가열할 수 있는 이점이 있다.A substrate processing apparatus and a substrate processing method using the same according to the present invention, by heating a substrate using an inert gas before performing a substrate processing process such as deposition and etching, to a preset temperature without a sudden change in power to the heater installed in the susceptor. There is an advantage in that the substrate can be stably heated in order to increase the temperature of the substrate.

특히 기판가열시 히터에 대한 급격한 파워변화가 없어 히터에 가해지는 부하의 감소로 서셉터에 설치된 히터의 수명을 연장할 수 있다.In particular, since there is no rapid power change to the heater when the substrate is heated, the life of the heater installed in the susceptor can be extended by reducing the load applied to the heater.

또한 본 발명에 따른 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법은, 서셉터 상에 기판을 안착시킨 후 압력변화 없이 불활성가스 공급량을 증가시키는 가스램핑단계 및 불활성가스 공급량의 증가와 함께 압력을 증가시키는 압력램핑단계의 수행에 의하여 서셉터에 설치된 히터에 대한 급격한 파워변화 없이 미리 설정된 온도로 기판의 온도를 상승시키기 위하여 기판을 가열할 수 있는 이점이 있다.In addition, the substrate processing apparatus and the substrate processing method using the same according to the present invention include a gas ramping step of increasing an inert gas supply amount without a pressure change after seating a substrate on a susceptor, and a pressure of increasing the pressure with an increase in the inert gas supply amount. There is an advantage in that the substrate can be heated in order to raise the temperature of the substrate to a preset temperature without a sudden change in power to the heater installed in the susceptor by performing the ramping step.

또한 서셉터에 대한 기판안착 후 기판을 가열하는 기판가열단계의 수행에 있어서 가스램핑단계 및 압력램핑단계로 수행함으로써 기판을 안정적으로 가열함과 아울러 기판처리공정 수행을 위한 압력조건으로 변화시켜 전체 기판처리의 시간을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, in performing the substrate heating step of heating the substrate after the substrate is seated on the susceptor, the gas ramping step and the pressure ramping step are performed to stably heat the substrate and change the pressure condition for performing the substrate processing process to change the entire substrate There is an advantage that the processing time can be reduced.

더 나아가 본 발명에 따른 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법은, 미리 설정된 시간동안 복사에 의하여 예열한 후 서셉터에 기판을 안착시킴으로써 기판 및 서셉터 간의 온도편차를 최소화하여 기판 및 서셉터 간의 온도편차에 따른 서셉터의 열적 충격을 완화하여 서셉터의 수명을 연장할 수 있는 이점이 있다.Furthermore, the substrate processing apparatus and the substrate processing method using the same according to the present invention minimize the temperature difference between the substrate and the susceptor by seating the substrate on the susceptor after preheating by radiation for a preset time. There is an advantage in that the lifespan of the susceptor can be extended by alleviating the thermal shock of the susceptor due to the deviation.

특히 기판의 서셉터 안착 전 서셉터 및 기판 사이의 간격을 감소시켜 복사에 의한 예열효과와 함께 기판안착시간을 최소화하여 전체 기판처리 수행의 시간을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.In particular, by reducing the gap between the susceptor and the substrate before the susceptor is seated on the substrate, it is possible to reduce the time for the entire substrate processing by minimizing the substrate settling time together with the preheating effect by radiation.

도 1은, 본 발명에 따른 기판처리방법의 수행을 위한 기판처리장치의 일예를 보여주는 단면도이다.
도 2는, 도 1의 기판처리장치에서 기판예열을 위하여 기판 및 서셉터 사이의 높이가 제2높이가 되도록 서셉터가 상승한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 3은, 도 1의 기판처리장치에서 미리 설정된 공정조건에 따라 샤워헤드 및 서셉터의 공정갭을 가지도록 서셉터가 상승한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 기판처리방법을 보여주는 순서도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 기판처리방법의 수행을 위한 일예를 보여주는 도표이다.
도 6은, 본 발명에 따른 제어부의 제어를 보여주는 블럭도이다.1 is a cross-sectional view showing an example of a substrate processing apparatus for performing a substrate processing method according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state in which the susceptor is raised so that the height between the substrate and the susceptor becomes a second height for preheating the substrate in the substrate processing apparatus of FIG. 1 .
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which the susceptor is raised to have a process gap between the showerhead and the susceptor according to preset process conditions in the substrate processing apparatus of FIG. 1 .
4 is a flowchart illustrating a substrate processing method according to the present invention.
5 is a diagram showing an example for performing a substrate processing method according to the present invention.
6 is a block diagram showing the control of the controller according to the present invention.

이하 본 발명에 따른 기판처리방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a substrate processing method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저 본 발명에 따른 기판처리방법은, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 기판처리장치에 의해 수행됨이 일반적이며, 본 발명에 따른 기판처리방법이 수행되는 기판처리장치는, 기판처리공정의 종류에 따라서 다양한 구성이 가능하다.First, the substrate processing method according to the present invention is generally performed by a substrate processing apparatus for forming a closed processing space (S), and the substrate processing apparatus in which the substrate processing method according to the present invention is performed is, Accordingly, various configurations are possible.

예로서, 본 발명에 따른 기판처리방법이 수행되는 기판처리장치는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100)에 설치되며 안착된 기판(10)의 온도제어를 위한 히터(121)가 설치된 서셉터(120)와, 서셉터(120)의 상측에 설치되어 공정수행을 위한 가스를 분사하는 샤워헤드(130)와, 기판(10) 로딩 및 언로딩을 위하여 서셉터(120)에 대한 상대적 승하강을 위한 복수의 리프트핀(140)과; 서셉터(120)에 대한 기판(10)의 상대적 승하강 제어, 처리공간(S)으로의 가스공급 및 처리공간(S) 내부의 압력제어를 위한 제어부(200)를 포함한다.For example, the substrate processing apparatus in which the substrate processing method according to the present invention is performed, as shown in FIGS. 1 to 3 , a process chamber 100 forming a closed processing space S, and a process chamber 100 ) and a susceptor 120 provided with a heater 121 for temperature control of the seated substrate 10, and a showerhead 130 installed on the upper side of the susceptor 120 to spray gas for process execution ) and a plurality of lift pins 140 for relative elevating and lowering with respect to the susceptor 120 for loading and unloading the substrate 10; and a control unit 200 for controlling the relative elevation of the substrate 10 with respect to the susceptor 120 , supplying gas to the processing space S, and controlling the pressure inside the processing space S.

여기서 기판처리 대상인 기판(10)은, 반도체 소자 형성을 위한 웨이퍼, 디스플레이 패널, 태양전지 제조용 기판 등 기판처리를 요하는 기판이면 모두 가능하다.Here, the substrate 10 to be processed may be any substrate that requires substrate processing, such as a wafer for forming a semiconductor device, a display panel, or a substrate for manufacturing a solar cell.

상기 공정챔버(100)는, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.The process chamber 100 is a configuration for forming a closed processing space (S), and various configurations are possible.

상기 공정챔버(100)는, 측면에 기판 입출을 위한 하나 이상의 게이트(111)가 형성된 챔버본체(110)와, 챔버본체(110)의 상측에 탈착가능하게 결합되어 챔버본체(110)와 함께 처리공간(S)을 형성하는 리드(120)를 포함하여 구성될 수 있다.The process chamber 100 is detachably coupled to the upper side of the chamber body 110 and the chamber body 110 having one or more gates 111 for entering and exiting the substrate on the side surface to be processed together with the chamber body 110 . It may be configured to include a lead 120 forming a space (S).

상기 챔버본체(110)는, 측면에 기판 입출을 위한 하나 이상의 게이트(111)가 형성되는 구성으로서, 내부에 설치된 서셉터(120) 등의 설치조건 등에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The chamber body 110 is a configuration in which one or more gates 111 for entering and exiting the substrate are formed on the side, and various configurations are possible depending on the installation conditions of the susceptor 120 installed therein.

특히 상기 챔버본체(110)는, 처리공간(S)의 배기 및 압력조건 형성을 위한 배기시스템이 결합될 수 있다.In particular, the chamber body 110 may be coupled to an exhaust system for exhausting the processing space S and forming a pressure condition.

상기 리드(120)는, 챔버본체(110)의 상측에 탈착가능하게 결합되어 챔버본체(110)와 함께 처리공간(S)을 형성하는 구성으로서, 후술하는 샤워헤드(130)와의 결합구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The lid 120 is detachably coupled to the upper side of the chamber body 110 to form a processing space S together with the chamber body 110, according to the coupling structure with the shower head 130 to be described later. Various configurations are possible.

상기 서셉터(120)는, 공정챔버(100)에 설치되며 안착된 기판(10)의 온도제어를 위한 히터(121)가 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The susceptor 120 is installed in the process chamber 100 and a heater 121 for controlling the temperature of the seated substrate 10 is installed, and various configurations are possible.

상기 서셉터(120)는, 기판(10)의 평면 형상에 대응되는 형상으로, 원형의 웨이퍼 형상에 대응되어 원판 형상의 안착부(123), 안착부(123)의 하단에 결합되어 히터(121)에 대한 전원공급선이 설치되는 기저부(124) 및 서셉터(120)를 승하강시키는 승하강부(125)를 포함할 수 있다.The susceptor 120 has a shape corresponding to the planar shape of the substrate 10 , and is coupled to the lower end of the disk-shaped seating part 123 and the seating part 123 to correspond to the circular wafer shape, and thus the heater 121 . ) may include a base portion 124 to which the power supply line is installed and an elevating portion 125 for elevating and lowering the susceptor 120 .

한편 상기 서셉터(120)는, 진공 상태의 공정압 하에서 기판(10)을 고정할 필요가 있는바 정전력에 의하여 기판(10)을 흡착고정하는 정전척 자체로 구성되거나, 정전척(126)이 일부로 구성될 수 있다.On the other hand, the susceptor 120 is composed of an electrostatic chuck itself that adsorbs and fixes the substrate 10 by electrostatic force, as it is necessary to fix the substrate 10 under a process pressure of a vacuum state, or the electrostatic chuck 126 . It may consist of a part.

여기서 상기 히터(121)는, 기판(10)의 온도가 미리 설정된 공정온도가 되도록 서셉터(120)에 설치되어 전원공급에 의하여 열을 발생시키는 구성으로서, 발열구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.Here, the heater 121 is installed in the susceptor 120 so that the temperature of the substrate 10 becomes a preset process temperature to generate heat by supplying power, and various configurations are possible depending on the heating structure.

그리고, 상기 히터(121)의 파워는, 히터(121)의 발열 온도에 따라 다양하게 제어될 수 있다.In addition, the power of the heater 121 may be variously controlled according to the heating temperature of the heater 121 .

예를 들면, 상기 히터(121)의 파워는, 서셉터(120)의 온도, 보다 상세하게는, 안착부(123)에 안착되는 기판(10)의 온도에 영향을 받는바, 측정되는 서셉터(120)의 온도에 따라 비례제어, PD제어, PID제어 등의 피드백 제어에 의하여 제어될 수 있다.For example, the power of the heater 121 is affected by the temperature of the susceptor 120 , and more particularly, the temperature of the substrate 10 seated on the mounting part 123 , and the measured susceptor According to the temperature of 120, it can be controlled by feedback control such as proportional control, PD control, and PID control.

한편, 상기 히터(121)의 인가 파워는, 기판(10)과 서셉터(120)의 온도 편차가 큰 경우, 큰 온도편차를 감소, 예를 들면 저온의 기판(10)에 의한 영향으로 서셉터(120)의 온도가 급강하하는 경우 일시적으로 급격히 상승할 수 있으며, 이때 히터(121)에 부하가 걸려 히터(121)에 손상을 가하거나 급격한 온도편차에 의하여 서셉터(120)에 크랙이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, the applied power of the heater 121 reduces the large temperature deviation when the temperature deviation between the substrate 10 and the susceptor 120 is large, for example, the susceptor due to the influence of the low temperature substrate 10 . When the temperature of 120 drops sharply, it may temporarily rise rapidly. At this time, a load is applied to the heater 121 to damage the heater 121, or a crack occurs in the susceptor 120 due to a sudden temperature deviation. problems such as

이와 관련된 문제를 해결하기 위한 해결방안은 이하 예열단계(S20)에 대한 설명부분에서 자세하게 설명한다.A solution for solving this related problem will be described in detail in the description of the preheating step (S20) below.

상기 승하강부(125)는, 서셉터(120)를 승하강시키기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.The elevating unit 125 is a configuration for elevating the susceptor 120, and various configurations are possible.

이때, 상기 승하강부(125)는, 서셉터(120)를 승하강시킬 수 있는 구성이라면 어떠한 구성이나 가능하며 예를 들어, 스크류잭, 유압실린더 등의 구성이 가능하다.In this case, the elevating unit 125 may have any configuration as long as it can elevate the susceptor 120 , and for example, a screw jack, a hydraulic cylinder, etc. may be configured.

한편 상기 서셉터(120)는, 공정조건에 따라서 접지되거나 하나 이상의 RF전원이 인가될 수 있다.Meanwhile, the susceptor 120 may be grounded or one or more RF power sources may be applied depending on process conditions.

그리고 상기 서셉터(120)는, 후술하는 샤워헤드(130)와 이루는 간격(G)이 미리 설정된 공정갭을 이루도록 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)이 가변되도록 구성될 수 있다.In addition, the susceptor 120 may be configured such that the interval G between the showerheads 130 is variable such that the interval G formed with the showerhead 130, which will be described later, forms a preset process gap.

즉, 상기 샤워헤드(130) 및 서셉터(120) 사이의 간격(G; G1, G2, G3)을 조절함에 있어서, 샤워헤드(130) 및 서셉터(120) 모두를 이동시키거나, 샤워헤드(130) 및 서셉터(120) 중 어느 하나, 바람직하게는 서셉터(120)가 상하로 이동가능하게 설치될 수 있다.That is, in adjusting the interval (G; G 1 , G 2 , G 3 ) between the showerhead 130 and the susceptor 120 , both the showerhead 130 and the susceptor 120 are moved or , any one of the showerhead 130 and the susceptor 120, preferably the susceptor 120 may be installed to be movable up and down.

상기 샤워헤드(130)는, 서셉터(120)의 상측에 설치되어 공정수행을 위한 가스를 분사하는 구성으로서, 공급되는 가스의 숫자, 가스분사구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The showerhead 130 is installed on the upper side of the susceptor 120 to inject gas for process execution, and various configurations are possible depending on the number of supplied gases and the gas injection structure.

여기서, 상기 샤워헤드(130)는, 공정수행을 위한 가스를 공급받을 수 있으며, 이때 샤워헤드(130)로 공급되는 가스는 유량제어부(131)에 의하여 제어될 수 있다.Here, the showerhead 130 may receive a gas for performing a process, and in this case, the gas supplied to the showerhead 130 may be controlled by the flow rate controller 131 .

상기 유량제어부(131)는, 샤워헤드(130)로 공급되는 가스를 조절할 수 있는 구성이라면 밸브, MFC 등 어떠한 구성이나 가능하다.The flow control unit 131 may have any configuration, such as a valve and an MFC, as long as it can control the gas supplied to the showerhead 130 .

예를 들어 가스공급관과 연결되어 유량을 조절하기 위한 밸브, 밸브를 구동하도록 구성된 액츄에이터 등을 포함할 수 있다.For example, it may include a valve connected to the gas supply pipe to control the flow rate, an actuator configured to drive the valve, and the like.

한편, 상기 샤워헤드(130)는, 공정조건에 따라서 접지되거나 하나 이상의 RF전원이 인가될 수 있다.Meanwhile, the showerhead 130 may be grounded or one or more RF power sources may be applied depending on process conditions.

상기 복수의 리프트핀(140)들은, 기판(10) 로딩 및 언로딩을 위하여 서셉터(120)에 대한 상대적 승하강을 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.The plurality of lift pins 140 are configured for relative elevation with respect to the susceptor 120 for loading and unloading the substrate 10 , and various configurations are possible.

예로서, 상기 복수의 리프트핀(140)들은, 서셉터(120)에 대하여 상하로 이동가능하게 삽입되어 설치되며, 서셉터(120)의 하강시 서셉터(120)의 상면으로부터 돌출되어 기판(10)의 도입 또는 배출이 가능하도록 구성될 수 있다.For example, the plurality of lift pins 140 are installed to be vertically inserted with respect to the susceptor 120 , and protrude from the upper surface of the susceptor 120 when the susceptor 120 is lowered to the substrate ( 10) may be configured to be introduced or discharged.

여기서 상기 복수의 리프트핀(140)들은, 서셉터(120)의 상승에 의하여 서셉터(120)에 대하여 하강되어 지지되는 기판(10)이 서셉터(120)에 안착되도록 할 수 있다.Here, the plurality of lift pins 140 may allow the substrate 10 supported by being lowered with respect to the susceptor 120 by the elevation of the susceptor 120 to be seated on the susceptor 120 .

한편 상기 복수의 리프트핀(140)들은, 서셉터(120)의 승하강에 관계없이 별도의 승하강장치(미도시)에 의하여 서셉터(120)에 대하여 상대적 승하강될 수 있음은 물론이다.Meanwhile, it goes without saying that the plurality of lift pins 140 may be relatively elevated with respect to the susceptor 120 by a separate elevating device (not shown) regardless of the elevating and lowering of the susceptor 120 .

상기 제어부(200)는, 서셉터(120)에 대한 기판(10)의 상대적 승하강 제어, 처리공간(S)으로의 가스공급 및 처리공간(S) 내부의 압력제어를 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.The control unit 200 is a configuration for controlling the relative elevation of the substrate 10 with respect to the susceptor 120 , supplying gas to the processing space (S), and controlling the pressure inside the processing space (S), and includes various configurations. This is possible.

예를 들어, 상기 제어부(200)는, 서셉터(120)에 대한 기판(10)의 상대적 승하강을 제어하기 위하여 승하강부(125)를, 처리공간(S)으로의 가스공급을 제어하기 위하여 유량제어부(131)를, 처리공간(S) 내부의 압력을 제어하기 위하여 배기 밸브(150)를 선택적으로 제어할 수 있다.For example, the control unit 200, the elevating unit 125 to control the relative elevating and lowering of the substrate 10 with respect to the susceptor 120, to control the gas supply to the processing space (S) The flow control unit 131 may selectively control the exhaust valve 150 to control the pressure inside the processing space S.

또한 상기 제어부(200)는, 승하강부(125), 유량제어부(131) 및 배기 밸브(150) 중 적어도 어느 하나를 제어함으로써 서셉터(120)에 기판(10)을 안착시킨 후에 불활성가스의 공급량을 연속 또는 불연속적으로 증가시키면서 기판(10)을 가열하도록 제어할 수 있다.In addition, the control unit 200 controls at least one of the elevating unit 125 , the flow rate control unit 131 , and the exhaust valve 150 to seat the substrate 10 on the susceptor 120 . It is possible to control to heat the substrate 10 while continuously or discontinuously increasing the .

한편, 본 발명에 따른 기판처리방법은, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판처리될 기판(10)을 복수의 리프트핀(140)들에 로딩하는 기판로딩단계(S10)와; 서셉터(120) 및 복수의 리프트핀(140)들 사이의 상대 승하강 이동에 의하여 기판(10)을 서셉터(120)에 안착시키는 기판안착단계(S30)와; 기판안착단계(S30) 후에 불활성가스의 공급량을 연속 또는 불연속적으로 증가시키면서 기판(10)을 가열하는 기판가열단계(S40)를 포함한다.On the other hand, the substrate processing method according to the present invention, as shown in Figure 4, a substrate loading step (S10) of loading the substrate 10 to be processed into a plurality of lift pins 140; a substrate seating step (S30) of seating the substrate 10 on the susceptor 120 by a relative elevation movement between the susceptor 120 and the plurality of lift pins 140; and a substrate heating step (S40) of heating the substrate 10 while continuously or discontinuously increasing the supply amount of the inert gas after the substrate seating step (S30).

상기 기판로딩단계(S10)는, 기판처리될 기판(10)을 복수의 리프트핀(140)들에 로딩하는 단계로서, 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.The substrate loading step ( S10 ) is a step of loading the substrate 10 to be processed onto the plurality of lift pins 140 , and may be performed by various methods.

예로서, 상기 기판로딩단계(S10)는, 기판(10)의 도입 및 배출을 위하여 게이트밸브(미도시)에 의하여 게이트(111)가 개방되고 공정챔버(100) 외부에 설치된 반송로봇(미도시)에 의하여 기판처리될 기판(10)을 복수의 리프트핀(140)의 상단에 지지시킴으로써 수행될 수 있다.For example, in the substrate loading step ( S10 ), the gate 111 is opened by a gate valve (not shown) for introduction and discharge of the substrate 10 and a transfer robot (not shown) installed outside the process chamber 100 . ) may be performed by supporting the substrate 10 to be processed by the upper end of the plurality of lift pins 140 .

이때 상기 복수의 리프트핀(140)들은, 도 1에 도시된 바와 같이, 서셉터(120)의 상면에서 기판(10)이 미리 설정된 제1높이(H1)로 위치되도록 상측으로 돌출된 상태를 유지한다.At this time, as shown in FIG. 1 , the plurality of lift pins 140 protrude upward so that the substrate 10 is positioned at a preset first height H 1 from the upper surface of the susceptor 120 . keep

그리고 상기 기판로딩단계(S10)는, 기판처리될 기판(10)의 로딩 전에 기판처리를 마친 기판(10)을 먼저 배출하여야 하는바, 복수의 리프트핀(140)에 의하여 지지된 기판처리를 마친 기판(10)을 반송로봇에 의하여 외부로 반출한 이후에 수행된다.And in the substrate loading step (S10), before loading the substrate 10 to be processed, the substrate 10 that has been processed must first be discharged. After processing the substrate supported by the plurality of lift pins 140 is completed. It is carried out after the substrate 10 is taken out by the transport robot.

상기 기판안착단계(S30)는, 서셉터(120) 및 복수의 리프트핀(140)들 사이의 상대 승하강 이동에 의하여 기판(10)을 서셉터(120)에 안착시키는 단계로서, 서셉터(120) 및 복수의 리프트핀(140)들 사이의 상대 승하강 이동에 의하여 수행된다.The substrate seating step (S30) is a step of seating the substrate 10 on the susceptor 120 by the relative elevation movement between the susceptor 120 and the plurality of lift pins 140, and the susceptor ( 120) and the plurality of lift pins 140 are performed by relative elevating and lowering movement.

예로서, 상기 기판안착단계(S30)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 도 1의 상태에서 서셉터(120)가 상승하여 기판(10)이 서셉터(120)에 안착되도록 수행될 수 있다. For example, in the substrate seating step S30 , as shown in FIG. 3 , the susceptor 120 rises in the state of FIG. 1 , and the substrate 10 may be seated on the susceptor 120 . .

이때 상기 서셉터(120)의 상승에 의하여 서셉터(120) 및 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)이 감소될 수 있다. 단, 도 3에 도시된 서셉터(120) 및 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)은, 기판처리공정 수행을 위한 공정갭(G3)으로서, 기판안착단계(S30)에서의 서셉터(120) 및 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 도 3에 도시된 기판처리공정 수행을 위한 공정갭(G3)보다 큰 것이 바람직하다.In this case, the gap G between the susceptor 120 and the showerhead 130 may be reduced by the elevation of the susceptor 120 . However, the gap G between the susceptor 120 and the showerhead 130 shown in FIG. 3 is a process gap G 3 for performing the substrate processing process, and the susceptor in the substrate seating step S30. The gap G between 120 and the showerhead 130 is preferably larger than the process gap G 3 for performing the substrate processing process shown in FIG. 3 , as shown in FIG. 5 .

그리고 상기 기판안착단계(S30)는, 정천적을 작동시켜 서셉터(120)에 기판(10)을 흡착고정하게 된다.And in the substrate seating step (S30), the substrate 10 is adsorbed and fixed to the susceptor 120 by operating a static enemy.

한편 기판처리가 수행될 기판(10)의 온도는, 외부로부터 도입되는바 상온, 예를 들면 25℃인데, 고온상태에서의 기판처리를 위하여 고온, 예를 들면 500℃ 이상의 온도가 유지되는 서셉터(120)에 기판(10)이 곧바로 안착되는 경우 서셉터(120)에 열충격을 가하여 서셉터(120)의 손상을 가하거나(예를 들면, 서셉터(120)에 크랙발생) 서셉터(120)의 급격한 온도변화에 대응하여 일시적으로 급격한 파워인가를 요하는 문제점이 있다.On the other hand, the temperature of the substrate 10 on which the substrate processing is to be performed is room temperature, for example, 25° C. when introduced from the outside. For the substrate processing in a high-temperature state, a high temperature, for example, a susceptor temperature of 500° C. or higher is maintained. When the substrate 10 is directly seated on the susceptor 120 , a thermal shock is applied to the susceptor 120 to damage the susceptor 120 (eg, a crack occurs in the susceptor 120 ) or the susceptor 120 . ), there is a problem that temporarily requires rapid power application in response to a sudden temperature change.

이에 상기 기판로딩단계(S10) 후 및 기판안착단계(S30) 전에 미리 설정된 예열시간 동안 복사에 의하여 기판(10)을 예열하는 예열단계(S20)가 추가로 수행됨이 바람직하다.Accordingly, it is preferable that a preheating step (S20) of preheating the substrate 10 by radiation for a preset preheating time is additionally performed after the substrate loading step (S10) and before the substrate seating step (S30).

상기 예열단계(S20)는, 기판로딩단계(S10) 후 및 기판안착단계(S30) 전에 미리 설정된 예열시간 동안 복사에 의하여 기판(10)을 예열하는 단계로서, 전체 공정시간 및 예열정도에 따라서 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.The preheating step (S20) is a step of preheating the substrate 10 by radiation for a preset preheating time after the substrate loading step (S10) and before the substrate seating step (S30). method can be carried out.

이때, 상기 예열단계(S20)는, 제어부(200)가 서셉터(120) 및 기판(10) 사이의 거리(H), 예열시간 등을 제어함으로써 수행될 수 있다.In this case, the preheating step ( S20 ) may be performed by the controller 200 controlling the distance H between the susceptor 120 and the substrate 10 , the preheating time, and the like.

예를 들어, 상기 제어부(200)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 서셉터(120)에 대한 기판(10)의 거리(H)를 거리(H)를 기반으로 승하강부(125)를 제어함으로서 서셉터(120) 및 기판(10) 사이의 거리(H), 예열시간을 조절할 수 있다.For example, as shown in FIG. 6 , the control unit 200 controls the elevating unit 125 based on the distance H of the substrate 10 to the susceptor 120 . By doing so, the distance H between the susceptor 120 and the substrate 10 and the preheating time can be adjusted.

이때 상기 제어부(200)는, 서셉터(120)에 대한 기판(10)의 거리(H)를 제어하기 위한 구성에 따라서 다양한 제어가 가능하다.At this time, the control unit 200, various controls are possible according to the configuration for controlling the distance (H) of the substrate 10 with respect to the susceptor (120).

예로서, 상기 제어부(200)는, 서셉터(120) 승하강을 위한 승하강부(125)를 구비한 경우, 승하강부(125)를 제어함으로써, 서셉터(120)에 대한 기판(10)의 거리(H)를 제어할 수 있다.For example, when the control unit 200 includes the elevating unit 125 for elevating the susceptor 120 , by controlling the elevating unit 125 , the substrate 10 for the susceptor 120 is moved. The distance (H) can be controlled.

또한 상기 제어부(200)는, 복수의 리프트핀(140)의 승하강을 위한 별도의 리프트핀승강수단이 구비된 경우 리프트핀승강수단을 제어함으로써, 서셉터(120)에 대한 기판(10)의 거리(H)를 제어할 수 있다.In addition, the control unit 200 controls the lift pin elevating means when a separate lift pin elevating means for elevating and lowering the plurality of lift pins 140 is provided. The distance (H) can be controlled.

추가로, 상기 제어부(200)는, 서셉터(120)에 대한 기판(10)의 흡착고정 등을 제어하기 위하여 히터(121) 및 정전척(126)을 제어할 수도 있음은 물론이다.In addition, of course, the controller 200 may control the heater 121 and the electrostatic chuck 126 to control the adsorption and fixation of the substrate 10 to the susceptor 120 .

여기서 상기 기판(10)에 대한 예열은, 처리공간(S)이 진공압으로 유지됨을 고려하여 고온 상태의 서셉터(120)의 복사열을 이용하여 수행될 수 있다.Here, the preheating of the substrate 10 may be performed using radiant heat of the susceptor 120 in a high temperature state considering that the processing space S is maintained at a vacuum pressure.

그리고 상기 예열시간은, 복사에 의한 기판(10)의 가열정도에 의하여 결정되며 2~10초 정도가 될 수 있다.In addition, the preheating time is determined by the degree of heating of the substrate 10 by radiation and may be about 2 to 10 seconds.

또한 상기 예열단계(S20)는, 열복사 효과를 높이기 위하여 기판로딩단계(S10) 후 서셉터(120) 및 기판(10) 사이의 거리(H)를 감소시킨 후 예열시간 동안 정지시킨 상태에서 수행될 수 있다.In addition, the preheating step (S20) is to be performed in a state where the distance (H) between the susceptor 120 and the substrate 10 is reduced after the substrate loading step (S10) in order to increase the thermal radiation effect and stopped for the preheating time. can

또한 상기 예열단계(S20)는, 열복사 효과에 더하여 기판안착에 이르는 시간을 최소화시키기 위하여 기판로딩단계(S10) 후 서셉터(120) 및 기판(10) 사이의 거리(H2)가 예열시간 동안의 연속적으로 또는 불연속적인 감소에 의하여 수행될 수도 있다.In addition, in the preheating step (S20), the distance H 2 between the susceptor 120 and the substrate 10 after the substrate loading step (S10) is increased during the preheating time in order to minimize the time until the substrate is seated in addition to the thermal radiation effect. It can also be performed by continuous or discontinuous reduction of .

즉, 상기 예열단계(S20)는, 기판로딩단계(S10) 및 기판안착단계(S30) 사이의 단계로서, 종래기술에 비하여 서셉터(120)에 대한 기판(10)의 높이를 상대적으로 천천히 감소시키면서 수행할 수 있다.That is, the preheating step ( S20 ) is a step between the substrate loading step ( S10 ) and the substrate seating step ( S30 ), and the height of the substrate 10 with respect to the susceptor 120 is relatively slowly reduced compared to the prior art. It can be done while

상기 기판가열단계(S40)는, 기판안착단계(S30) 후에 불활성가스의 공급량을 연속 또는 불연속적으로 증가시키면서 기판(10)을 가열하는 단계로서, 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.The substrate heating step (S40) is a step of heating the substrate 10 while continuously or discontinuously increasing the supply amount of the inert gas after the substrate seating step (S30), and may be performed by various methods.

이때, 상기 기판가열단계(S40)는, 제어부(200)가 불활성가스의 공급량, 공급순서, 공급시간 등을 제어함으로써 수행될 수 있다.In this case, the substrate heating step ( S40 ) may be performed by the control unit 200 controlling the supply amount of the inert gas, the supply sequence, the supply time, and the like.

예를 들어, 상기 제어부(200)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 서셉터(120)에 대한 기판(10)의 거리(H), 기판(10)의 온도, 공정챔버(100) 내부 분위기 등과 관련된 정보를 수신하여 처리공간(S)으로의 가스공급과 관련된 가스공급량, 가스공급순서, 가스공급시간 등과 관련된 값을 산출하며, 산출된 값을 기반으로 유량제어부(131)를 제어함으로써 불활성가스의 공급량, 공급순서, 공급시간 등을 제어할 수 있다.For example, as shown in FIG. 6 , the control unit 200 controls the distance H of the substrate 10 to the susceptor 120 , the temperature of the substrate 10 , and the atmosphere inside the process chamber 100 . Inert gas by receiving information related to, etc., calculating a value related to a gas supply amount related to gas supply to the processing space S, a gas supply sequence, a gas supply time, and the like, and controlling the flow rate controller 131 based on the calculated value You can control the amount of supply, the order of supply, and the supply time.

여기서 상기 불활성가스는, 기판(10) 표면으로 흐르도록 샤워헤드(130)로부터 기판(10)의 표면으로 분사되어 기판(10)의 가열 및 기판(10) 표면에서의 온도편차를 최소화시킬 수 있다.Here, the inert gas is sprayed from the showerhead 130 to the surface of the substrate 10 so as to flow to the surface of the substrate 10 to minimize heating of the substrate 10 and temperature deviation on the surface of the substrate 10 . .

그리고 상기 불활성가스는, Ar, He 등이 사용될 수 있으며, 2종 이상의 불활성가스가 사용될 수 있다.And the inert gas, Ar, He, etc. may be used, and two or more kinds of inert gas may be used.

구체적으로 상기 기판가열단계(S40)는, 2종 이상의 불활성가스를 서로 다른 증가패턴으로 공급하여 수행될 수 있다.Specifically, the substrate heating step (S40) may be performed by supplying two or more kinds of inert gases in different increasing patterns.

이때, 상기 2종 이상의 불활성가스는, Ar 및 He를 포함할 수 있다.In this case, the two or more kinds of inert gases may include Ar and He.

즉, 압력 안정화를 위하여 Ar을, 공정 온도 안정화를 위하여 열전달 효율이 높은 He이 사용될 수 있다.That is, Ar for pressure stabilization and He with high heat transfer efficiency for process temperature stabilization may be used.

더 나아가 상기 기판가열단계(S40)는, Ar 및 He를 포함하는 불활성가스를 사용하는 경우 Ar 및 He 중 Ar의 공급시점을 더 빠르게 수행할 수 있다.Furthermore, in the step of heating the substrate ( S40 ), when an inert gas containing Ar and He is used, the timing of supply of Ar among Ar and He may be performed more quickly.

구체적으로, He이 Ar보다 먼저 공급되는 경우, 열전달율이 높은 He의 특성상 He이 히터에서 많은 열량을 빼앗아 히터의 파워가 증가하는 문제가 발생할 수 있으며, 이와 같은 문제를 방지하고자 Ar 및 He 중 Ar의 공급시점을 더 빠르게 수행할 수 있다.Specifically, when He is supplied before Ar, He takes a large amount of heat from the heater due to the characteristics of He having a high heat transfer rate, which may cause a problem in that the power of the heater increases. The supply point can be performed faster.

또한, 상기 불활성가스는, 기판(10)의 가열을 위하여 미리 설정된 온도 이상으로 공급됨이 바람직하다.In addition, it is preferable that the inert gas is supplied at a temperature higher than a preset temperature for heating the substrate 10 .

한편, 상기 기판가열단계(S40)의 수행에 있어서, 불활성가스의 공급량 조절과 함께 처리공간(S)의 압력을 변화시켜 수행함이 보다 효과적이다.On the other hand, in performing the substrate heating step (S40), it is more effective to change the pressure of the processing space (S) together with the control of the supply amount of the inert gas.

이때, 가스공급량 및 처리공간(S)의 압력이 급격하게 변화하는 경우 파티클이나 슬라이딩이 발생할 수 있는바, 가스공급량 및 처리공간(S)의 압력을 완만하게 변화시킬 필요가 있다.At this time, when the gas supply amount and the pressure of the processing space (S) are rapidly changed, particles or sliding may occur, so it is necessary to gently change the gas supply amount and the pressure of the processing space (S).

이에, 상기 기판가열단계(S40)는, 처리공간(S)의 압력변화 없이 불활성가스의 공급량을 연속적 또는 불연속적으로 증가시키는 가스램핑단계(S41)와, 가스램핑단계(S41) 후에 처리공간(S)의 압력을 연속적 또는 불연속적으로 증가시키는 압력램핑단계(S42)를 포함할 수 있다.Accordingly, the substrate heating step (S40) includes a gas ramping step (S41) of continuously or discontinuously increasing the supply amount of the inert gas without a change in pressure in the processing space (S), and a processing space (S41) after the gas ramping step (S41). It may include a pressure ramping step (S42) of continuously or discontinuously increasing the pressure of S).

상기 가스램핑단계(S41)는, 처리공간(S)의 압력변화 없이 불활성가스의 공급량을 연속적 또는 불연속적으로 증가시키는 단계로서, 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.The gas ramping step S41 is a step of continuously or discontinuously increasing the supply amount of the inert gas without changing the pressure of the processing space S, and may be performed by various methods.

이때, 상기 가스램핑단계(S41)는, 상술한 바와 같이, 제어부(200)가 유량제어부(131)를 제어함으로써 수행될 수 있다.In this case, the gas ramping step S41 may be performed by the control unit 200 controlling the flow rate control unit 131 as described above.

구체적으로, 상기 가스램핑단계(S41)는, 불활성가스의 공급량을 연속적 또는 불연속적으로 증가시킬 때 처리공간(S)의 압력이 기판안착단계(S30)의 수행시의 압력과 차이없이 동일한 압력으로 수행할 수 있다.Specifically, in the gas ramping step (S41), when the supply amount of the inert gas is continuously or discontinuously increased, the pressure of the processing space (S) is the same pressure as the pressure when the substrate seating step (S30) is performed. can be done

상기 압력램핑단계(S42)는, 가스램핑단계(S41) 후에 처리공간(S)의 압력을 연속적 또는 불연속적으로 증가시키는 단계로서, 가스 공급량 램핑, 압력 램핑, 수행시간에 따라서 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.The pressure ramping step (S42) is a step of continuously or discontinuously increasing the pressure of the processing space (S) after the gas ramping step (S41), and is performed by various methods depending on the gas supply amount ramping, the pressure ramping, and the execution time. can be

여기서, 상기 압력램핑단계(S42)는, 제어부(200)가 처리공간(S)의 압력을 제어함으로써 수행될 수 있다.Here, the pressure ramping step (S42) may be performed by the control unit 200 controlling the pressure in the processing space (S).

이때, 처리공간(S) 내부의 압력은 가스배기량뿐만 아니라 가스공급량을 통해 제어될 수 있음은 물론이나, 본 발명에서는 가스공급량이 처리공간(S) 내부압력에 미치는 영향이 미미한 바, 본 발명의 처리공간(S) 내부 압력은 가스 배기량을 통해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.At this time, the pressure inside the processing space (S) can be controlled through not only the gas exhaust amount but also the gas supply amount. It may be understood that the internal pressure of the processing space S is controlled through the gas exhaust amount.

예를 들어, 상기 제어부(200)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 서셉터(120)에 대한 기판(10)의 거리(H), 기판(10)의 온도, 공정챔버(100) 내부 분위기 등과 관련된 정보를 수신받고, 이를 기초로 처리공간(S) 내부의 압력제어와 관련된 가스배기량, 가스배기시간 등 가스배기량과 관련된 값을 산출하며, 산출된 값을 기반으로 배기 밸브(150)를 제어할 수 있다.For example, as shown in FIG. 6 , the control unit 200 controls the distance H of the substrate 10 to the susceptor 120 , the temperature of the substrate 10 , and the atmosphere inside the process chamber 100 . Receives information related to, etc., and calculates values related to gas exhaust such as gas exhaust amount and gas exhaust time related to pressure control in the processing space S based on this, and controls the exhaust valve 150 based on the calculated values can do.

여기서 배기 밸브(150)는, 공정챔버(100) 내부에 공급된 가스의 배기유량을 조절하기 위하여 배기관과 연결된 구성으로서, 쓰로틀 밸브(throttle valve) 등 다양한 구성이 가능하다.Here, the exhaust valve 150 is a configuration connected to the exhaust pipe to control the exhaust flow rate of the gas supplied into the process chamber 100 , and various configurations such as a throttle valve are possible.

상기 압력램핑단계(S42)의 수행을 위한 가스 공급량 램핑은, 처리공간(S)의 압력증가를 고려하여 그 공급량 램핑 패턴이 다양하게 설정될 수 있다.In the case of ramping the gas supply for performing the pressure ramping step S42 , the supply amount ramping pattern may be set in various ways in consideration of the pressure increase in the processing space S.

그리고 상기 압력램핑단계(S42)의 수행을 위한 압력 램핑은, 처리공간(S)의 압력증가를 고려하여 그 압력 램핑 패턴이 다양하게 설정될 수 있다.In the pressure ramping for the pressure ramping step S42, the pressure ramping pattern may be set in various ways in consideration of the pressure increase in the processing space S.

예로서, 상기 압력램핑단계(S42)는, 처리공간(S)의 압력을 연속적 또는 불연속적으로 증가시킴에 있어서 가스 공급량 증가 및/또는 배기량 감소를 통하여 수행될 수 있다.For example, the pressure ramping step S42 may be performed by increasing the gas supply amount and/or decreasing the exhaust amount in continuously or discontinuously increasing the pressure of the processing space S.

보다 구체적으로 상기 압력램핑단계(S42)는, 가스 공급량 증가 없이 배기량을 감소시켜 수행할 수 있다.More specifically, the pressure ramping step ( S42 ) may be performed by reducing the exhaust amount without increasing the gas supply amount.

또한 상기 압력램핑단계(S42)는, 가스 공급량 증가와 함께 배기량을 감소시켜 수행할 수 있다.Also, the pressure ramping step ( S42 ) may be performed by increasing the gas supply amount and decreasing the exhaust amount.

즉, 상기 압력램핑단계(S42)는, 처리공간(S)의 압력변화와 함께 불활성가스의 공급량을 연속적 또는 불연속적으로 증가시킬 수 있다.That is, in the pressure ramping step ( S42 ), the supply amount of the inert gas may be continuously or discontinuously increased along with the pressure change of the processing space (S).

또한 상기 압력램핑단계(S42)는, 가스 공급량 증가를 통하여 수행할 수 있다.In addition, the pressure ramping step ( S42 ) may be performed by increasing the gas supply amount.

상기 압력램핑단계(S42)의 수행시간은, 기판(10)의 가열 및 온도 안정화를 고려하여 적절히 선택될 수 있으며, 가스램핑단계(S41)의 수행시간에 비하여 상대적으로 작게 설정될 수 있다.The execution time of the pressure ramping step ( S42 ) may be appropriately selected in consideration of heating and temperature stabilization of the substrate 10 , and may be set relatively small compared to the execution time of the gas ramping step ( S41 ).

한편 상기 기판가열단계(S40)의 수행시간은, 기판(10)의 온도변화가 미리 설정된 온도범위 내에 도달하는 시간으로 설정될 수 있다.Meanwhile, the execution time of the substrate heating step ( S40 ) may be set to a time for which the temperature change of the substrate 10 reaches a preset temperature range.

여기서 상기 기판가열단계(S40)의 수행시간은, 미리 수행될 사전 실험 등을 통하여 설정될 수도 있음은 물론이다.Here, of course, the execution time of the substrate heating step (S40) may be set through a pre-experiment to be performed in advance.

한편 상기 기판가열단계(S40)의 수행 후 증착, 식각 등의 기판처리공정 수행을 위하여 서셉터(120) 및 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)이 공정갭(G3)을 이루도록 판가열단계(S40)는, 서셉터(120) 및 샤워헤드(130) 사이의 상대이동, 예를 들면 서셉터(120)의 상승과 함께 수행되는 것이 바람직하다.Meanwhile, after performing the substrate heating step (S40), the plate is heated so that the gap (G) between the susceptor 120 and the showerhead 130 forms a process gap (G 3 ) in order to perform a substrate processing process such as deposition and etching. Step S40 is preferably performed with the relative movement between the susceptor 120 and the showerhead 130 , for example, the elevation of the susceptor 120 .

여기서 상기 서셉터(120) 및 샤워헤드(130) 사이의 상대이동시점은, 다양하게 설정될 수 있다.Here, the relative movement time point between the susceptor 120 and the shower head 130 may be variously set.

예를 들면, 상기 서셉터(120) 및 샤워헤드(130) 사이의 상대이동시점은, 가스램핑단계(S41)의 수행 후 압력램핑단계(S42)의 수행시점이 될 수 있다.For example, the relative movement time between the susceptor 120 and the showerhead 130 may be a time point at which the pressure ramping step S42 is performed after the gas ramping step S41 is performed.

즉, 상기 가스램핑단계(S41)의 수행 후 압력램핑단계(S42)의 수행시 서셉터(120) 및 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)이 기판처리 수행을 위한 공정갭(G3)에 도달하도록 감소시킬 수 있다.That is, when the pressure ramping step S42 is performed after the gas ramping step S41 is performed, the gap G between the susceptor 120 and the showerhead 130 is a process gap G 3 for performing the substrate processing. can be reduced to reach

한편 상기 정전척에 의한 기판(10)의 흡착고정은, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판안착단계(S30) 이후 기판가열 및 기판처리공정이 안정적으로 수행될 수 있도록 정전척이 지속적으로 작동하여 서셉터(120)가 기판(10)을 흡착 고정할 수 있다.Meanwhile, in the adsorption and fixing of the substrate 10 by the electrostatic chuck, as shown in FIG. 5 , the electrostatic chuck is continuously operated so that the substrate heating and substrate processing process can be stably performed after the substrate seating step ( S30 ). The susceptor 120 may adsorb and fix the substrate 10 .

한편 상기 기판가열단계(S40) 후에는, 공정가스를 공급하면서 증착공정, 식각공정, 열처리공정 등의 기판처리공정을 수행하는 기판처리공정수행단계(S60)가 수행된다.On the other hand, after the substrate heating step (S40), a substrate treatment process performing step (S60) of performing a substrate treatment process such as a deposition process, an etching process, and a heat treatment process while supplying a process gas is performed.

상기 기판처리공정수행단계(S60)는, 공정가스를 공급하면서 증착공정, 식각공정, 열처리공정 등의 기판처리공정을 수행하는 단계로서, 기판처리공정에 따라서 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.The substrate treatment process performing step ( S60 ) is a step of performing a substrate treatment process such as a deposition process, an etching process, and a heat treatment process while supplying a process gas, and may be performed by various methods depending on the substrate processing process.

여기서 상기 기판처리공정은, 증착공정, 식각공정, 열처리공정 등 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the substrate treatment process may include at least one of a deposition process, an etching process, a heat treatment process, and the like.

한편 상기 기판가열단계(S40)의 수행 후 기판처리공정수행단계(S60) 전에 기판(10)의 온도가 미리 설정된 범위 내로 유지될 필요가 있다.On the other hand, after performing the substrate heating step (S40) and before the substrate processing process performing step (S60), it is necessary to maintain the temperature of the substrate 10 within a preset range.

이에 상기 기판가열단계(S40)의 수행 후 및 기판처리공정수행단계(S60) 사이에는, 기판(10)의 온도가 미리 설정된 온도범위 내에 변화되도록 기판(10)의 온도를 안정화시키는 기판온도안정화단계(S50)가 추가로 수행됨이 바람직하다.Therefore, after performing the substrate heating step (S40) and between the substrate processing process performing step (S60), the substrate temperature stabilization step of stabilizing the temperature of the substrate 10 so that the temperature of the substrate 10 is changed within a preset temperature range (S50) is preferably further performed.

상기 기판온도안정화단계(S50)는, 기판(10)의 온도가 미리 설정된 온도범위 내에 변화되도록 기판(10)의 온도를 안정화시키는 단계로서, 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.The substrate temperature stabilization step ( S50 ) is a step of stabilizing the temperature of the substrate 10 so that the temperature of the substrate 10 changes within a preset temperature range, and may be performed by various methods.

여기서, 상기 기판온도안정화단계(S50)는, 제어부(200)가 기판처리공정의 수행 전에 기판(10)의 온도를 미리 설정된 온도범위 내에서 변화하도록 기판(10)의 온도를 제어하기 위하여 서셉터(120) 및 샤워헤드(130) 사이의 간격(G), 불활성가스의 공급량 및 처리공간(S) 내부의 압력을 제어함으로써 수행될 수 있다.Here, in the substrate temperature stabilization step (S50), the controller 200 controls the temperature of the substrate 10 to change the temperature of the substrate 10 within a preset temperature range before performing the substrate processing process. It may be performed by controlling the interval G between the 120 and the showerhead 130, the supply amount of the inert gas, and the pressure inside the processing space S.

예로서, 상기 기판온도안정화단계(S50)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 후속되는 기판처리공정수행단계(S60) 수행을 위한 서셉터(120) 및 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)이 공정갭(G3)을 이룬 상태에서 수행될 수 있다.For example, in the substrate temperature stabilization step (S50), as shown in FIG. 3 , a gap (G) between the susceptor 120 and the showerhead 130 for performing the subsequent substrate processing process performing step (S60). ) may be performed in a state in which the process gap (G 3 ) is formed.

이때 상기 기판온도안정화단계(S50)는, 기판가열단계(S40)의 수행에 의하여 증가된 최종상태의 불활성가스의 공급량 및 압력의 변화없이 수행될 수 있다.In this case, the substrate temperature stabilization step (S50) may be performed without changes in the supply amount and pressure of the inert gas in the final state, which is increased by performing the substrate heating step (S40).

그리고 상기 기판온도안정화단계(S50)의 수행시간은, 기판의 온도 안정화를 고려하여 적절히 선택될 수 있으며, 기판(10)의 온도변화가 미리 설정된 온도범위 내에 도달하는 시간으로 설정될 수 있다.And the execution time of the substrate temperature stabilization step (S50) may be appropriately selected in consideration of the temperature stabilization of the substrate, and may be set to a time for which the temperature change of the substrate 10 reaches within a preset temperature range.

여기서 상기 기판온도안정화단계(S50)의 수행시간은, 미리 수행될 사전 실험 등을 통하여 설정될 수도 있음은 물론이다.Here, of course, the execution time of the substrate temperature stabilization step (S50) may be set through a pre-experiment to be performed in advance.

한편 상기와 같은 본 발명에 따른 기판처리방법을 도 5에 도시된 도표에 따라 수행한 결과, 다음과 같은 효과를 확인하였다.Meanwhile, as a result of performing the substrate processing method according to the present invention according to the diagram shown in FIG. 5 as described above, the following effects were confirmed.

구분division 종래기술prior art 본발명the present invention 비고note 서셉터온도하강Susceptor temperature drop 4.5℃4.5℃ 1.0℃1.0℃ 77% 감소77% reduction 순간최대인가파워Instantaneous maximum applied power 4,300 W4,300 W 2,300 W2,300 W 46% 감소46% reduction

표 1에서 확인할 수 있듯이, 기판안착단계(S30)의 수행 전 예열단계(S20)의 수행에 의하여 기판(10)을 예열함에 따라서 기판안착단계(S30)의 수행 후 상대적으로 저온의 기판(10)에 의한 서셉터(120)의 온도 하강 폭을 줄여 서셉터(120)에 가해지는 열충격을 최소화하여 서셉터(120)의 유지보수시간 및 수명을 최대화할 수 있는 이점이 있다.As can be seen in Table 1, as the substrate 10 is preheated by the preheating step S20 before the substrate seating step S30 is performed, the relatively low temperature substrate 10 after the substrate seating step S30 is performed. By reducing the temperature drop width of the susceptor 120 by minimizing the thermal shock applied to the susceptor 120, there is an advantage that can maximize the maintenance time and life of the susceptor 120.

또한 상기 기판안착단계(S30)의 수행 후 서셉터(120)의 온도 하강에 대응하여 기판가열단계(S40)의 수행에 의하여 히터에 가해지는 순간 최대인가파워 또한 큰 폭으로 감소시킬 수 있어 히터(121)의 유지보수시간 및 수명을 최대화할 수 있는 이점이 있다.In addition, the instantaneous maximum applied power applied to the heater by performing the substrate heating step (S40) in response to the temperature drop of the susceptor 120 after performing the substrate seating step (S30) can also be greatly reduced, so that the heater ( 121) has the advantage of maximizing the maintenance time and lifespan.

특히 상기 기판안착단계(S30)의 수행 후 서셉터(120)의 온도 하강에 대응하여 기판가열단계(S40)의 수행에 의하여 히터에 가해지는 변화폭을 3,400W에서 1,115W로 크게 감소시켜 서셉터(120)에 가해지는 열충격을 최소화하여 서셉터(120)의 유지보수시간 및 수명을 최대화할 수 있는 이점이 있다.In particular, in response to the temperature drop of the susceptor 120 after performing the substrate seating step (S30), the range of change applied to the heater by performing the substrate heating step (S40) is greatly reduced from 3,400W to 1,115W, so that the susceptor ( There is an advantage that can maximize the maintenance time and life of the susceptor 120 by minimizing the thermal shock applied to the 120).

한편 상기와 같은 기판처리방법에 의하여 증착공정을 수행한바, 예열단계(S20) 및 기판가열단계(S30)의 수행없이 수행된 증착공정에 의한 막질의 물성이 크게 달라지지 않음을 않은바 본 기판처리방법에 기존 기판처리공정에 적용하여도 무방함을 확인하였다.On the other hand, since the deposition process was performed by the substrate processing method as described above, the physical properties of the film did not change significantly due to the deposition process performed without performing the preheating step (S20) and the substrate heating step (S30). It was confirmed that the method can be applied to the existing substrate processing process.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.Since the above has only been described with respect to some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, the scope of the present invention as noted above should not be construed as being limited to the above embodiments, and It will be said that the technical idea and the technical idea with the root are all included in the scope of the present invention.

100 : 공정챔버 120 : 서셉터
130 : 샤워헤드 140 : 리프트핀100: process chamber 120: susceptor
130: shower head 140: lift pin

Claims (27)

밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와,
상기 공정챔버(100)에 설치되며 안착된 기판(10)의 온도제어를 위한 히터(121)가 설치된 서셉터(120)와,
상기 서셉터(120)의 상측에 설치되어 공정수행을 위한 가스를 분사하는 샤워헤드(130)와,
기판(10) 로딩 및 언로딩을 위하여 상기 서셉터(120)에 대한 기판(10)의 상대적 승하강을 위한 복수의 리프트핀(140)들을 포함하는 기판처리장치에 의한 기판처리방법으로서,
기판처리될 기판(10)을 상기 복수의 리프트핀(140)들에 로딩하는 기판로딩단계(S10)와;
상기 서셉터(120) 및 상기 복수의 리프트핀(140)들 사이의 상대 승하강 이동에 의하여 기판(10)을 상기 서셉터(120)에 안착시키는 기판안착단계(S30)와;
상기 기판안착단계(S30) 후에 불활성가스의 공급량을 연속 또는 불연속적으로 증가시키면서 기판(10)을 가열하는 기판가열단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.A process chamber 100 forming a closed processing space (S), and
a susceptor 120 installed in the process chamber 100 and provided with a heater 121 for controlling the temperature of the seated substrate 10;
A showerhead 130 installed on the upper side of the susceptor 120 to spray gas for performing a process;
A substrate processing method by a substrate processing apparatus including a plurality of lift pins 140 for relative elevation of the substrate 10 with respect to the susceptor 120 for loading and unloading the substrate 10,
a substrate loading step (S10) of loading a substrate 10 to be processed onto the plurality of lift pins 140;
a substrate seating step (S30) of seating the substrate 10 on the susceptor 120 by relative elevating/lowering movement between the susceptor 120 and the plurality of lift pins 140;
and a substrate heating step (S40) of heating the substrate 10 while continuously or discontinuously increasing the supply amount of the inert gas after the substrate seating step (S30). 청구항 1에 있어서,
상기 기판로딩단계(S10) 후 및 상기 기판안착단계(S30) 전에 미리 설정된 예열시간 동안 복사에 의하여 기판(10)을 예열하는 예열단계(S20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.The method according to claim 1,
and a preheating step (S20) of preheating the substrate 10 by radiation for a preset preheating time after the substrate loading step (S10) and before the substrate seating step (S30). 청구항 2에 있어서,
상기 예열시간은, 2~10초인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.3. The method according to claim 2,
The preheating time is a substrate processing method, characterized in that 2 to 10 seconds. 청구항 2에 있어서,
상기 예열단계(S20)는, 상기 기판로딩단계(S10) 후 상기 서셉터(120) 및 기판(10) 사이의 거리(H)를 감소시킨 후 예열시간 동안 정지시킨 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.3. The method according to claim 2,
The preheating step (S20) is performed in a state in which the distance H between the susceptor 120 and the substrate 10 is reduced after the substrate loading step (S10) and then stopped for the preheating time. Substrate processing method. 청구항 2에 있어서,
상기 예열단계(S20)는, 상기 기판로딩단계(S10) 후 상기 서셉터(120) 및 기판(10) 사이의 거리(H)가 예열시간 동안의 연속적으로 또는 불연속적인 감소에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.3. The method according to claim 2,
The preheating step (S20) is performed by continuously or discontinuously decreasing the distance H between the susceptor 120 and the substrate 10 after the substrate loading step (S10) during the preheating time. substrate processing method. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 기판가열단계(S40)는,
2종 이상의 불활성가스를 서로 다른 증가패턴으로 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The substrate heating step (S40),
A substrate processing method characterized in that two or more kinds of inert gases are supplied in different increasing patterns. 청구항 6에 있어서,
상기 2종 이상의 불활성가스는,
Ar 및 He를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.7. The method of claim 6,
The two or more kinds of inert gases,
A substrate processing method comprising Ar and He. 청구항 7에 있어서,
상기 기판가열단계(S40)는,
상기 Ar 및 He 중 Ar의 공급시점이 더 빠른 것을 특징으로 하는 기판처리방법.8. The method of claim 7,
The substrate heating step (S40),
A substrate processing method, characterized in that the supply time of Ar among the Ar and He is faster. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 기판가열단계(S40)는,
상기 처리공간(S)의 압력변화 없이 불활성가스의 공급량을 연속적 또는 불연속적으로 증가시키는 가스램핑단계(S41)와,
상기 가스램핑단계(S41) 후에 상기 처리공간(S)의 압력을 연속적 또는 불연속적으로 증가시키는 압력램핑단계(S42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The substrate heating step (S40),
A gas ramping step (S41) of continuously or discontinuously increasing the supply amount of the inert gas without changing the pressure of the processing space (S);
and a pressure ramping step (S42) of continuously or discontinuously increasing the pressure of the processing space (S) after the gas ramping step (S41). 청구항 9에 있어서,
상기 압력램핑단계(S42)는,
상기 처리공간(S)의 압력변화와 함께 불활성가스의 공급량을 연속적 또는 불연속적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.10. The method of claim 9,
The pressure ramping step (S42) is,
The substrate processing method, characterized in that continuously or discontinuously increasing the supply amount of the inert gas along with the pressure change in the processing space (S). 청구항 9에 있어서,
상기 가스램핑단계(S41)는,
상기 서셉터(120) 및 상기 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)이 기판처리 수행을 위한 공정갭에 도달하도록 감소시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.10. The method of claim 9,
The gas ramping step (S41),
A substrate processing method, characterized in that the gap (G) between the susceptor (120) and the showerhead (130) is reduced to reach a process gap for performing substrate processing. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 기판가열단계(S40)는, 기판 가열과 함께 상기 서셉터(120) 및 상기 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)이 기판처리 수행을 위한 공정갭에 도달하도록 감소시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The substrate heating step (S40), the substrate, characterized in that the distance G between the susceptor 120 and the showerhead 130 is reduced to reach a process gap for performing the substrate processing together with the substrate heating processing method. 청구항 12에 있어서,
상기 기판가열단계(S40) 후에 공정가스를 공급하면서 증착공정 및 식각공정 중 적어도 하나를 수행하는 기판처리공정수행단계(S60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.13. The method of claim 12,
and a substrate processing process performing step (S60) of performing at least one of a deposition process and an etching process while supplying a process gas after the substrate heating step (S40). 청구항 13에 있어서,
상기 기판가열단계(S40)의 수행 후 및 상기 기판처리공정수행단계(S60) 사이에는, 기판(10)의 온도가 미리 설정된 온도범위 내에 변화되도록 기판(10)의 온도를 안정화시키는 기판온도안정화단계(S50)가 추가로 수행되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.14. The method of claim 13,
A substrate temperature stabilization step of stabilizing the temperature of the substrate 10 so that the temperature of the substrate 10 is changed within a preset temperature range after performing the substrate heating step (S40) and between the substrate processing process performing step (S60) (S50) is a substrate processing method, characterized in that it is additionally performed. 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와,
상기 공정챔버(100)에 설치되며 안착된 기판(10)의 온도제어를 위한 히터(121)가 설치된 서셉터(120)와,
상기 서셉터(120)의 상측에 설치되어 공정수행을 위한 가스를 분사하는 샤워헤드(130)와,
기판(10) 로딩 및 언로딩을 위하여 상기 서셉터(120)에 대한 상대적 승하강을 위한 복수의 리프트핀(140)들과;
상기 서셉터(120)에 대한 상기 기판(10)의 상대적 승하강 제어, 상기 처리공간(S)으로의 가스공급 및 상기 처리공간(S) 내부의 압력제어를 위한 제어부(200)를 포함하며,
상기 제어부(200)는,
상기 서셉터(120)에 상기 기판(10)을 안착시킨 후에 불활성가스의 공급량을 연속 또는 불연속적으로 증가시키면서 상기 기판(10)을 가열하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.A process chamber 100 forming a closed processing space (S), and
a susceptor 120 installed in the process chamber 100 and provided with a heater 121 for controlling the temperature of the seated substrate 10;
A showerhead 130 installed on the upper side of the susceptor 120 to spray gas for performing a process;
a plurality of lift pins 140 for relative elevating and lowering with respect to the susceptor 120 for loading and unloading the substrate 10;
A control unit 200 for controlling the relative elevation of the substrate 10 with respect to the susceptor 120, supplying gas to the processing space S, and controlling the pressure inside the processing space S,
The control unit 200,
A substrate processing apparatus, characterized in that after the substrate (10) is seated on the susceptor (120), the substrate (10) is controlled to be heated while continuously or discontinuously increasing the supply amount of the inert gas. 청구항 15에 있어서,
상기 제어부(200)는,
기판(10)이 서셉터(120)에 안착되기 전에, 미리 설정된 예열시간 동안 복사에 의하여 상기 기판(10)을 예열하도록 상기 서셉터(120) 및 상기 기판(10) 사이의 거리(H)를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.16. The method of claim 15,
The control unit 200,
Before the substrate 10 is seated on the susceptor 120 , the distance H between the susceptor 120 and the substrate 10 is measured to preheat the substrate 10 by radiation for a preset preheating time. A substrate processing apparatus, characterized in that the control. 청구항 16에 있어서,
상기 예열시간은, 2~10초인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.17. The method of claim 16,
The preheating time is a substrate processing apparatus, characterized in that 2 to 10 seconds. 청구항 16에 있어서,
상기 제어부(200)는,
상기 기판(10)이 로딩된 후, 상기 서셉터(120) 및 상기 기판(10) 사이의 거리(H)를 감소시킨 후 예열시간 동안 정지된 상태에서 상기 기판(10)을 예열하도록 상기 서셉터(120) 및 상기 기판(10) 사이의 거리(H)를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. 17. The method of claim 16,
The control unit 200,
After the substrate 10 is loaded, the distance H between the susceptor 120 and the substrate 10 is reduced and the susceptor is preheated to preheat the substrate 10 in a stopped state for a preheating time. A substrate processing apparatus, characterized in that the distance (H) between (120) and the substrate (10) is controlled. 청구항 16에 있어서,
상기 제어부(200)는,
상기 서셉터(120) 및 상기 기판(10) 사이의 거리(H)가 예열시간 동안 연속적으로 또는 불연속적으로 감소하도록 상기 서셉터(120) 및 상기 기판(10) 사이의 거리(H)를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치. 17. The method of claim 16,
The control unit 200,
Controlling the distance H between the susceptor 120 and the substrate 10 so that the distance H between the susceptor 120 and the substrate 10 decreases continuously or discontinuously during the preheating time. Substrate processing apparatus, characterized in that. 청구항 15 내지 청구항 19 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제어부(200)는,
2종 이상의 불활성가스가 서로 다른 증가패턴으로 공급되도록 상기 2종 이상의 불활성가스의 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.20. The method according to any one of claims 15 to 19,
The control unit 200,
A substrate processing apparatus, characterized in that the supply amount of the two or more kinds of inert gases is controlled so that the two or more kinds of inert gases are supplied in different increasing patterns. 청구항 20에 있어서,
상기 2종 이상의 불활성가스는,
Ar 및 He를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.21. The method of claim 20,
The two or more kinds of inert gases,
A substrate processing apparatus comprising Ar and He. 청구항 21에 있어서,
상기 Ar 및 He 중 Ar의 공급시점이 더 빠른 것을 특징으로 하는 기판처리장치.22. The method of claim 21,
A substrate processing apparatus, characterized in that the supply point of Ar among the Ar and He is earlier. 청구항 15 내지 청구항 19 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제어부(200)는,
상기 처리공간(S)의 압력변화 없이 불활성가스의 공급량이 연속적 또는 불연속적으로 증가하도록 불활성가스의 공급량을 제어하며;
상기 처리공간(S)의 압력이 연속적 또는 불연속적으로 증가하도록 상기 처리공간(S)으로부터의 배기량을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.20. The method according to any one of claims 15 to 19,
The control unit 200,
controlling the supply amount of the inert gas so as to continuously or discontinuously increase the supply amount of the inert gas without changing the pressure in the processing space (S);
and controlling the amount of exhaust from the processing space (S) to continuously or discontinuously increase the pressure in the processing space (S). 청구항 23에 있어서,
상기 제어부(200)는,
상기 처리공간(S)의 압력변화와 함께 불활성가스의 공급량이 연속적 또는 불연속적으로 증가되도록 상기 불활성가스의 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.24. The method of claim 23,
The control unit 200,
and controlling the supply amount of the inert gas so that the supply amount of the inert gas is continuously or discontinuously increased with a change in the pressure of the processing space (S). 청구항 23에 있어서,
상기 제어부(200)는,
상기 처리공간(S)의 압력변화 없이 불활성가스의 공급량을 연속적 또는 불연속적으로 증가시키는 동시에, 상기 서셉터(120) 및 상기 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)이 기판처리 수행을 위한 공정갭으로 감소되도록 상기 서셉터(120) 및 상기 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.24. The method of claim 23,
The control unit 200,
A process for continuously or discontinuously increasing the supply amount of the inert gas without changing the pressure in the processing space S, and at the same time, the gap G between the susceptor 120 and the showerhead 130 is a process for performing substrate processing The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the distance (G) between the susceptor (120) and the showerhead (130) is controlled so as to reduce the gap. 청구항 15 내지 청구항 19 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제어부(200)는,
상기 기판(10)의 가열과 함께 상기 서셉터(120) 및 상기 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)이 기판처리 수행을 위한 공정갭으로 감소되도록 상기 서셉터(120) 및 상기 샤워헤드(130) 사이의 간격(G)을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.20. The method according to any one of claims 15 to 19,
The control unit 200,
The susceptor 120 and the shower head ( 130) Substrate processing apparatus, characterized in that to control the interval (G) between. 청구항 26에 있어서,
상기 제어부(200)는,
공정가스를 공급하는 기판처리공정의 수행 전에 상기 기판(10)의 온도가 미리 설정된 온도범위 내에서 변화하도록 기판(10)의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.27. The method of claim 26,
The control unit 200,
A substrate processing apparatus, characterized in that the temperature of the substrate (10) is controlled so that the temperature of the substrate (10) changes within a preset temperature range before performing a substrate processing process of supplying a process gas.
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