KR20230040072A - 기판처리장치 - Google Patents

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이정환
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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압과 저압 사이의 변압을 통해 기판처리를 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은, 상부가 개방되며 하부면에 관통홀(150)이 형성되는 챔버본체(110)와, 상기 챔버본체(110)의 상부에 결합되어 내부공간(S1)을 형성하는 탑리드(140)를 포함하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100)에 설치되며 상면에 기판(1)이 안착되는 기판지지플레이트(210)와, 상기 관통홀(150)을 관통하여 설치되어 상기 기판지지플레이트(210)를 지지하는 기판지지샤프트(220)를 포함하는 기판지지부(200)와; 기판처리를 위한 공정가스를 공급하는 가스공급부(400)와; 상기 챔버본체(110)의 하부에 형성되며, 상기 가스공급부(400)를 통해 공급된 공정가스를 외부로 배기하는 배기부(500)를 포함하며, 상기 챔버본체(110)는, 상기 기판지지샤프트(220) 외주면과 상기 관통홀(150) 내측면 사이에 형성되어 상기 배기부(500)와 연통되는 배기유로가 형성되는 기판처리장치를 개시한다.

Description

기판처리장치{Substrate processing apparatus}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압과 저압 사이의 변압을 통해 기판처리를 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
기판처리장치는 웨이퍼와 같은 기판에 대한 공정을 처리하는 것으로서, 일반적으로 기판에 대한 식각, 증착, 열처리 등이 수행될 수 있다.
이때, 기판 상에 증착을 통한 막을 형성하는 경우, 기판의 박막 형성 후 막 내 불순물 제거 및 막의 특성을 개선하기 위한 공정이 요구되고 있다.
특히, 3차원 반도체 소자들, 높은 종횡비를 갖는 기판들의 등장에 따라 스텝 커버리지의 규격을 만족하기 위해 증착 온도를 보다 저온화하거나, 불순물의 함량이 높은 가스를 필연적으로 사용하게 됨으로써, 막 내의 불순물 제거가 더욱 어려워지고 있는 실정이다.
따라서, 기판 상에 박막 형성 후 박막 특성의 열화 없이도 박막 내에 존재하는 불순물을 제거하여 박막의 특성을 개선할 수 있는 기판처리방법과 이를 수행하는 기판처리장치가 요구되고 있다.
또한, 기판 상의 박막 뿐만 아니라, 챔버 내부에 남아있는 미량의 불순물 등에 의해 증착되는 박막이 오염되는 등의 문제점이 있으며, 이에 따라 기판을 지지하는 기판지지부를 포함하는 챔버 내부에 대한 불순물의 제거 등이 필요하다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 종래 한국 특허출원 제10-2021-0045294A호는, 고압 및 저압 분위기를 반복적으로 형성하여, 기판 표면 및 챔버 내부의 불완전성을 감소시켜 박막의 특성을 개선하는 기판처리방법을 개시하였다.
그러나, 종래 기판처리장치에 전술한 기판처리방법을 적용하는 경우, 기판을 처리하는 처리공간의 부피가 상대적으로 커 빠른 압력변화 속도를 구현하지 못하는 문제점이 있다.
즉, 종래 기판처리장치는, 저압인 0.01 Torr부터 고압인 5 Bar 수준의 넓은 압력범위를 짧은 시간 내에 반복적으로 수행하는 공정을 구현하지 못하는 문제점이 있다.
특히, 종래 기판처리장치는, 빠른 압력변화 속도를 구현하기 위하여 필수적으로 처리공간과 연통하는 배기공간이 필요하나, 이러한 배기공간에 따라 처리공간의 부피가 증가하여 빠른 압력변화 속도를 구현하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 처리공간을 배기하기 위한 배기공간을 최소화하여 빠른 압력변화 속도를 구현하는 기판처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 상부가 개방되며 하부면에 관통홀(150)이 형성되는 챔버본체(110)와, 상기 챔버본체(110)의 상부에 결합되어 내부공간(S1)을 형성하는 탑리드(140)를 포함하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100)에 설치되며 상면에 기판(1)이 안착되는 기판지지플레이트(210)와, 상기 관통홀(150)을 관통하여 설치되어 상기 기판지지플레이트(210)를 지지하는 기판지지샤프트(220)를 포함하는 기판지지부(200)와; 기판처리를 위한 공정가스를 공급하는 가스공급부(400)와; 상기 챔버본체(110)의 하부에 형성되며, 상기 가스공급부(400)를 통해 공급된 공정가스를 외부로 배기하는 배기부(500)를 포함하며, 상기 챔버본체(110)는, 상기 기판지지샤프트(220) 외주면과 상기 관통홀(150) 내측면 사이에 형성되어 상기 배기부(500)와 연통되는 배기유로가 형성되는 기판처리장치를 개시한다.
상기 공정챔버(100)는, 상기 관통홀(150)을 포함하는 상기 챔버본체(110)의 바닥면(120)에 상기 기판지지부(200)가 삽입되어 설치되도록 형성되는 설치홈(130)을 포함할 수 있다.
상기 내부공간(S1)에 상하이동 가능하도록 설치되며, 하강을 통해 일부가 상기 설치홈(130)에 인접한 상기 바닥면(120)과 밀착되어 상기 기판지지부(200)가 내부에 위치하는 밀폐된 처리공간(S2)을 형성하는 이너리드부(300)를 포함하며, 상기 가스공급부(400)는, 상기 처리공간(S2)에 상기 공정가스를 공급하도록 상기 기판지지샤프트(220)의 가장자리에 인접하여 설치될 수 있다.
상기 공정챔버(100)의 상기 탑리드(140)를 관통하여 설치되어, 상기 이너리드부(300)의 상하이동을 구동하는 이너리드구동부(600)를 포함할 수 있다.
상기 기판지지플레이트(210)와 상기 설치홈(130) 사이에 설치되어 상기 기판지지플레이트(210)와 상기 설치홈(130)과의 이격 공간 일부를 충진하며, 상기 처리공간(S2)과 상기 배기유로를 연결하는 설치홈배기유로(S3)를 형성하는 충진부재(700)를 포함할 수 있다.
상기 기판지지플레이트(210)와 상기 설치홈(130) 사이에 형성되어 상기 처리공간(S2)과 상기 배기유로를 연결하는 설치홈배기유로(S3)가 형성될 수 있다.
상기 배기부(500)는, 상기 관통홀(150) 내측면 적어도 일부에 설치되어 상기 기판지지샤프트(220)를 지지하며 상기 배기유로와 연통하는 상기 배기공간(S4)을 형성하도록 상부가 개방된 배기본체(510)와, 상기 배기본체(510) 측면에 형성되어 상기 배기공간(S4)으로 유입된 상기 공정가스를 외부로 배기하는 적어도 하나 이상의 가스배기포트를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 처리공간이 배기공간과 연통되어 형성되는 바 처리공간의 부피는 물론, 처리공간과 연통된 배기공간의 부피는 처리공간 압력조절 소요시간을 결정짓는 요소이므로 배기공간의 부피를 최소화하여 전체부피를 줄임으로써 넓은 압력범위에 대한 압력변화 속도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 처리공간과 연통되어 처리공간을 배기하는 배기부가 별도로 형성되는 것이 아니고, 기판지지샤프트가 형성되는 공간을 배기부로 활용함으로써 별도의 배기공간이 없어 배기공간 축소가 가능한 이점이 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 처리공간과 연통되어 처리공간의 압력을 조절하기 위한 배기공간을 최소화함으로써, 처리공간의 전체부피를 축소시켜 빠른 압력변화 속도를 구현할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 기판처리장치의 모습을 보여주는 단면도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 기판처리장치의 A부분을 확대한 확대단면도이다.
도 3은, 도 1에 따른 기판처리장치를 통한 처리공간의 압력변화모습을 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명에 따른 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부가 개방되며 하부면에 관통홀(150)이 형성되는 챔버본체(110)와, 상기 챔버본체(110)의 상부에 결합되어 내부공간(S1)을 형성하는 탑리드(140)를 포함하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100)에 설치되며 상면에 기판(1)이 안착되는 기판지지플레이트(210)와, 상기 관통홀(150)을 관통하여 설치되어 상기 기판지지플레이트(210)를 지지하는 기판지지샤프트(220)를 포함하는 기판지지부(200)와; 기판처리를 위한 공정가스를 공급하는 가스공급부(400)와; 상기 챔버본체(110)의 하부에 형성되며, 상기 가스공급부(400)를 통해 공급된 공정가스를 외부로 배기하는 배기부(500)를 포함하며, 상기 챔버본체(110)는, 상기 기판지지샤프트(220) 외주면과 상기 관통홀(150) 내측면 사이에 형성되어 상기 배기부(500)와 연통되는 배기유로가 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 내부공간(S1)에 설치되며, 일부가 공정챔버(100)와 밀착됨으로써 내부에 기판지지부(200)가 설치되는 밀폐된 처리공간(S2)을 형성하는 이너리드부(300)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 공정챔버(100)의 상부면을 관통하여 설치되어, 이너리드부(300)의 상하이동을 구동하는 이너리드구동부(600)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 기판지지부(200)와 공정챔버(100)의 하부면 사이에 설치되는 충진부재(700)를 포함할 수 있다.
여기서 처리대상이 되는 기판(1)은, LCD, LED, OLED 등의 표시장치에 사용하는 기판, 반도체 기판, 태양전지 기판, 글라스 기판 등의 모든 기판을 포함하는 의미로 이해될 수 있다.
상기 공정챔버(100)는, 내부에 내부공간(S1)이 형성되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 공정챔버(100)는, 상부가 개방된 챔버본체(110)와, 챔버본체(110)의 개방된 상부를 복개하여 챔버본체(110)와 함께 밀폐된 내부공간(S1)을 형성하는 탑리드(140)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공정챔버(100)는, 내부공간(S1)의 바닥을 형성하는 바닥면(120)과, 바닥면(120)에 기판지지부(200)가 설치되도록 형성되는 설치홈(130)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 공정챔버(100)는, 하부면에 후술하는 배기부(500)가 설치되는 관통홀(150)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 공정챔버(100)는, 기판(1)을 반출입하기 위해 챔버본체(110)의 일측에 형성되는 게이트를 개폐하기 위한 게이트밸브를 추가로 포함할 수 있다.
상기 챔버본체(110)는, 상부가 개방되어 후술하는 탑리드(140)와 함께 내부에 밀폐된 내부공간(S1)을 형성할 수 있다.
이때, 상기 챔버본체(110)는, 알루미늄을 비롯한 금속재질로 구성될 수 있으며, 다른 예로서 석영재질로 구성될 수 있고, 종래 개시된 챔버와 같이 직육면체 형태를 가질 수 있다.
상기 탑리드(140)는, 상부가 개방된 챔버본체(110)의 상측에 결합되어, 챔버본체(110)와 함께 내부에 밀폐된 내부공간(S1)을 형성하는 구성일 수 있다.
이때, 상기 탑리드(140)는, 챔버본체(110)의 형상에 대응되어 평면 상 직사각형 형태로 형성될 수 있으며, 챔버본체(110)와 동일한 재질로 구성될 수 있다.
또한, 상기 탑리드(140)는, 후술하는 이너리드구동부(600)가 관통하여 설치되도록, 복수의 관통공이 형성될 수 있으며, 저면에 후술하는 벨로우즈(630)의 끝단이 결합되어 외부로의 각종 가스 및 이물질의 누출을 방지할 수 있다.
한편, 상기 탑리드(140) 구성이 생략되고, 상기 챔버본체(110)가 내부에 밀폐된 내부공간(S1)을 형성하는 일체형으로 형성될 수 있음은 또한 물론이다.
상기 공정챔버(100)는, 내측 하부면이 내부공간(S1)의 바닥을 형성하는 바닥면(120)과, 바닥면(120)에 후술하는 기판지지부(200)가 설치되도록 형성되는 설치홈(130)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 공정챔버(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부면 중 중심 측에 후술하는 기판지지부(200)에 대응되어 단차를 가지고 설치홈(130)이 형성될 수 있으며, 설치홈(130)의 가장자리에 바닥면(120)이 구성될 수 있다.
즉, 상기 공정챔버(100)는, 내측하부면에 기판지지부(200)가 설치되기 위한 설치홈(130)이 단차를 가지고 형성되며, 이외의 부분은 바닥면(120)으로 정의되어 설치홈(130)보다 높은 높이로 형성될 수 있다.
상기 게이트밸브는, 기판(1)을 반출입하기 위해 챔버본체(110)의 일측에 형성되는 게이트를 개폐하기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 게이트밸브는, 상하구동 및 전후퇴 구동을 통해 챔버본체(110)와 밀착 또는 해제됨으로써 게이트를 폐쇄 또는 개방할 수 있으며, 다른 예로서, 대각선 방향으로의 단일 구동을 통해 게이트를 개방 또는 폐쇄할 수 있고, 이 과정에서 실린더, 캠, 전자기 등 종래 개시된 다양한 형태의 구동방법이 적용될 수 있다.
상기 관통홀(150)은, 공정챔버(100)의 하부면에 형성되는 구성으로서, 보다 구체적으로는 공정챔버(100)의 하부면에 형성되어 후술하는 처리공간(S2)과 연통함으로써, 처리공간(S2)을 배기하기 위한 배기부(500)가 설치될 수 있다.
즉, 상기 관통홀(150)는, 공정챔버(100)의 하부면에 형성되어 후술하는 이너리드부(300)의 하강을 통해 형성되는 처리공간(S2)과 연통되고, 배기부(500)가 설치될 수 있다.
한편, 상기 관통홀(150)는, 후술하는 기판지지부(200) 중 기판지지샤프트(220)가 관통하여 설치될 수 있으며, 이에 따라 기판지지샤프트(220)와 관통홀(150)의 내측면 사이에 형성되는 배기유로를 통해 처리공간(S2)의 공정가스가 배기될 수 있다.
상기 기판지지부(200)는, 공정챔버(100)에 설치되며, 상면에 기판(1)이 안착되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
즉, 상기 기판지지부(200)는, 상면에 기판(1)을 안착시킴으로써 처리되는 기판(1)을 지지하고 기판처리 과정에서 고정할 수 있다.
또한, 상기 기판지지부(200)는, 내부에 히터를 구비하여 기판처리를 위한 처리공간(S2)의 온도분위기를 형성할 수 있다.
예를 들면, 상기 기판지지부(200)는, 상면에 상기 기판(1)이 안착되는 평면 상 원형인 기판지지플레이트(210)와, 상기 공정챔버(100)의 하부면을 관통하여 상기 기판지지플레이트(210)와 연결되는 기판지지샤프트(220)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판지지부(200)는, 기판지지플레이트(210) 내에 설치되어 기판지지플레이트(210)에 안착되는 기판(1)을 가열하는 히터를 포함할 수 있다.
상기 기판지지플레이트(210)는, 상면에 기판(1)이 안착되는 구성으로서, 기판(1)의 형상에 대응되어 평면 상 원형인 플레이트 구성일 수 있다.
이때, 상기 기판지지플레이트(210)는, 내부에 히터가 구비되어, 처리공간(S2)에 기판처리를 위한 공정온도를 조성할 수 있으며, 이때의 공정온도는 약 400℃ 내지 550℃일 수 있다.
상기 기판지지샤프트(220)는, 공정챔버(100)의 관통홀(150)를 관통하여 기판지지플레이트(210)와 연결되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 기판지지샤프트(220)는, 공정챔버(100)의 하부면을 관통하여 기판지지플레이트(210)와 결합할 수 있으며, 내부에 히터에 전원을 공급하기 위한 각종 도선들이 설치될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 고압과 저압의 압력분위기를 단시간 내에 반복적으로 변화시켜 조성하는 기판처리를 수행하기 위한 장치로서, 보다 구체적으로는 5 Bar에서 0.01 Torr의 압력범위를 1Bar/s 수준의 압력변화 속도로 반복적으로 변화시켜야할 필요가 있다.
그러나, 챔버본체(110)의 내부공간(S1)의 방대한 공간 부피를 고려할 때 전술한 압력변화속도를 달성할 수 없는 바, 기판처리를 위한 처리공간(S2)의 부피를 최소화하여야 할 필요성이 있다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 상기 내부공간(S1)에 상하이동 가능하도록 설치되며, 하강을 통해 일부가 상기 공정챔버(100)와 밀착되어 상기 기판지지부(200)가 내부에 위치하는 밀폐된 처리공간(S2)을 형성하는 이너리드부(300)를 포함한다.
상기 이너리드부(300)는, 내부공간(S1)에 상하이동 가능하도록 설치되며, 하강을 통해 일부가 공정챔버(100)와 밀착되어 기판지지부(200)가 내부에 위치하는 밀폐된 처리공간(S2)을 형성하는 구성일 수 있다.
즉, 상기 이너리드부(300)는, 내부공간(S1) 중 기판지지부(200)의 상측에서 상하이동 가능하도록 설치되어, 하강을 통해 공정챔버(100)의 내부면 중 적어도 일부와 밀착됨으로써, 공정챔버(100)의 내측하부면과의 사이에 밀폐된 처리공간(S2)을 필요에 따라 형성할 수 있다.
이에 따라, 상기 기판지지부(200)는, 처리공간(S2) 내에 위치할 수 있으며 기판지지부(200)에 안착되는 기판(1)에 대한 기판처리를 부피가 최소화된 처리공간(S2) 내에서 수행할 수 있다.
일예로, 상기 이너리드부(300)는, 하강을 통해 가장자리가 바닥면(120)에 밀착함으로써, 저면과 공정챔버(100)의 내측하부면 사이에서 밀폐된 처리공간(S2)을 형성할 수 있다.
한편, 다른 예로서, 상기 이너리드부(300)는, 하강을 통해 가장자리가 공정챔버(100)의 내측면에 밀착함으로써, 밀폐된 처리공간(S2)을 형성할 수 있음은 또한 물론이다.
상기 이너리드부(300)는, 하강을 통해 가장자리가 바닥면(120)에 밀착하여 밀폐된 처리공간(S2)을 형성하고, 설치홈(130)에 설치되는 기판지지부(200)가 처리공간(S2) 내에 배치될 수 있다.
즉, 상기 이너리드부(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하강을 통해 가장자리가 설치홈(130)과 단차를 가지고 높은 위치에 위치하는 바닥면(120)에 밀착함으로써, 저면과 설치홈(130) 사이에 밀폐된 처리공간(S2)을 형성할 수 있다.
이때, 설치홈(130)에 기판지지부(200), 보다 구체적으로는 기판지지플레이트(210)와, 충진부재(700)가 설치됨으로써, 처리공간(S2)의 부피를 최소화하고 상면에 처리대상인 기판(1)을 위치시킬 수 있다.
이 과정에서 처리공간(S2)의 부피를 최소화하기 위하여, 설치홈(130)은, 처리공간(S2)이 설치되는 기판지지부(200)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로는 원형의 기판지지플레이트(210)에 대응되어 원기둥 형태를 가지는 홈으로 형성될 수 있다.
즉, 설치홈(130)이 형성하는 설치공간 중 기판지지플레이트(210) 및 충진부재(700)가 설치되는 공간을 제외한 잔여공간이 최소화되도록, 기판지지플레이트(210)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
이 과정에서 기판지지플레이트(210)의 상면에 안착되는 기판(1)과 이너리드부(300) 사이의 간섭을 방지하기 위하여, 바닥면(120)의 높이는 기판지지부(200)에 안착되는 기판(1)의 상면보다 높은 위치에 형성될 수 있다.
한편, 기판지지부(200)에 안착되는 기판(1)과 이너리드부(300)의 저면 사이의 간격이 넓어질수록, 처리공간(S2)의 부피 또한 커짐을 의미하므로, 기판(1)과 이너리드부(300) 사이의 간섭이 방지되면서도, 이들 사이의 간격이 최소화되는 위치에 바닥면(120)의 높이가 설정될 수 있다.
상기 이너리드부(300)는, 이너리드구동부(600)를 통해 상하이동하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 이너리드부(300)는, 이너리드구동부(600)를 통해 내부공간 내에서 상하이동 가능한 구성일 수 있다.
이때, 상기 이너리드부(300)는, 평면 상 설치홈(130)을 복개하고 가장자리가 바닥면(120) 일부에 대응되는 크기로 형성될 수 있으며, 가장자리가 바닥면(120)에 밀착함으로써 설치홈(130)과의 사이에 밀폐된 처리공간(S2)을 형성할 수 있다.
한편, 상기 이너리드부(300)는, 다른 예로서 가장자리가 공정챔버(100)의 내측면에 밀착하여 처리공간(S2)을 형성할 수 있음은 또한 물론이다.
또한, 상기 이너리드부(300)는, 상하이동에 따라 형성되는 밀폐된 처리공간(S2) 내의 공정온도를 효과적으로 달성 및 유지하기 위하여, 처리공간(S2)의 온도가 내부공간 등으로 손실되는 것을 방지할 수 있는 단열효과가 뛰어난 재질로 형성될 수 있다.
상기 실링부(900)는, 이너리드부(300) 또는 공정챔버(100) 바닥면(120) 중 적어도 하나에 구비되는 구성으로서, 공정챔버(100)의 바닥면(120)과 이너리드부(300)가 밀착하는 위치에 대응되어 구비될 수 있다.
즉, 상기 실링부(900)는, 이너리드부(300)의 가장자리가 바닥면(120)에 접촉하여 밀폐된 처리공간(S2)을 형성하는 경우, 이너리드부(300)의 저면 중 가장자리를 따라서 구비되어 바닥면(120)과의 사이에 접촉될 수 있다.
이로써, 상기 실링부(900)는, 밀폐된 처리공간(S2)이 형성되도록 유도할 수 있으며, 처리공간(S2)의 공정가스 등이 비처리공간(S1) 등 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들면, 상기 실링부(900)는, 이너리드부(300)의 저면 중 가장자리를 따라서 구비되는 제1실링부재(910)와, 제1실링부재(910)에 일정 간격 이격된 위치에 구비되는 제2실링부재(920)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1실링부재(910) 및 상기 제2실링부재(920)는, 종래 개시된 형태의 오링으로서, 이너리드부(300)의 저면 중 가장자리를 따라서 서로 일정 간격으로 이격되어 나란히 설치될 수 있다.
즉, 상기 제1실링부재(910) 및 상기 제2실링부재(920)는, 이중으로 처리공간(S2)에 대한 실링을 수행함으로써, 처리공간(S2)으로부터 외부로의 공정가스 등의 유출을 차단할 수 있다.
한편, 상기 실링부(900)는, 바닥면(120)에 구비되는 삽입홈에 삽입되어 설치될 수 있으며, 이너리드부(300)의 상하이동에 따라 이너리드부(300)와 밀착되거나 분리될 수 있다.
다른 예로서, 실링부(900)가 이너리드부(300)의 저면에 구비될 수 있음은 또한 물론이다.
상기 가스공급부(400)는, 처리공간(S2)과 연통되어, 처리공간(S2)에 공정가스를 공급하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 가스공급부(400)는, 처리공간(S2)에 노출되어 처리공간(S2) 내에 공정가스를 공급하는 가스공급노즐(410)과, 공정챔버(100)를 관통하여 가스공급노즐(410)과 연결되며 가스공급노즐(410)을 통해 공급되는 공정가스를 전달하는 가스공급유로(420)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 가스공급부(400)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 설치홈(130)의 가장자리에 기판지지부(200)에 인접하여 설치될 수 있으며, 이로써 처리공간(S2)에 공정가스를 공급할 수 있다.
한편, 이로써 처리공간(S2)은, 이너리드부(300)의 저면 중 일부와 가스공급부(400) 및 기판지지부(200)의 상면 사이에 형성될 수 있다.
상기 가스공급노즐(410)은, 처리공간(S2)에 노출되어 처리공간(S2) 내에 공정가스를 공급하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 가스공급노즐(410)은, 설치홈(130)의 가장자리에 기판지지플레이트(210)의 측면에 인접하게 설치되며, 상측 또는 기판지지플레이트(210) 측으로 공정가스를 분사하여 처리공간(S2) 내에 공정가스를 공급할 수 있다.
이때, 상기 가스공급노즐(410)은, 설치홈(130)의 가장자리에 기판지지플레이트(210)를 둘러싸도록 구비되며, 평면 상 기판지지플레이트(210)의 측면 중 적어도 일부에서 공정가스를 분사할 수 있다.
일예로, 상기 가스공급노즐(410)은, 설치홈(130)의 가장자리에서 이너리드(310)의 저면을 향해 공정가스를 분사할 수 있으며, 처리공간(S2)의 최소화된 부피에 따라 처리공간(S2)을 단시간 내에 원하는 압력으로 조성하기 위하여 공정가스를 공급할 수 있다.
상기 가스공급유로(420)는, 공정챔버(100)의 하부면을 관통하여 외부의 공정가스저장부와 연결될 수 있으며, 공정가스를 전달받아 공정가스공급노즐(410)에 공급할 수 있다.
이때, 상기 가스공급유로(420)는, 공정챔버(100)의 하부면을 관통하여 설치되는 배관일 수 있으며, 다른 예로서 공정챔버(100)의 하부면을 가공하여 형성할 수 있다.
상기 이너리드구동부(600)는, 공정챔버(100)의 상부면을 관통하여 설치되어, 이너리드부(300)의 상하이동을 구동하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 이너리드구동부(600)는, 일단이 공정챔버(100)의 상부면을 관통하여 이너리드부(300)에 결합되는 복수의 구동로드(610)와, 복수의 구동로드(610)의 타단에 연결되어 구동로드(610)를 상하방향으로 구동하는 적어도 하나의 구동원(620)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 이너리드구동부(600)는, 공정챔버(100)의 상부면, 즉 탑리드(140)에 설치되어 상기 구동로드(610)의 끝단을 고정하여 지지하는 고정지지부(640)와, 공정챔버(100)의 상부면과 이너리드부(300) 사이에 구동로드(610)를 감싸도록 설치되는 벨로우즈(630)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 구동로드(610)는, 일단이 공정챔버(100)의 상부면을 관통하여 이너리드부(300)에 결합되고 타단이 공정챔버(100)의 외부에서 구동원(620)에 결합되어 구동원(620)을 통한 상하이동을 통해 이너리드부(300)를 상하로 구동하는 구성일 수 있다.
이때, 상기 구동로드(610)는, 복수개, 보다 구체적으로는 2개 또는 4개가 이너리드부(300)의 상면에 일정간격으로 결합하여, 이너리드부(300)가 수평을 유지하면서 상하이동 하도록 유도할 수 있다.
상기 구동원(620)은, 고정지지부(640)에 설치되어 결합하는 구동로드(610)를 상하로 구동하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 구동원(620)은, 종래 개시된 구동방식이면 어떠한 구성도 적용 가능하며, 예를 들면, 실린더방식, 전자기구동, 스크류모터 구동, 캠구동 등 다양한 구동방식이 적용될 수 있다.
상기 벨로우즈(630)는, 공정챔버(100)의 상부면과 이너리드부(300) 사이에 구동로드(610)를 감싸도록 설치되어, 내부공간(S1)의 가스 등이 공정챔버(100)의 상부면을 통하여 누출되는 것을 방지하는 구성일 수 있다.
이때, 상기 벨로우즈(630)는, 이너리드부(300)의 상하이동을 고려하여 설치될 수 있다.
상기 배기부(500)는, 관통홀(150)에 기판지지샤프트(220)를 둘러싸고 설치되며, 공정가스를 외부로 배기하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 배기부(500)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 관통홀(150) 내측면 적어도 일부에 설치되어 상기 기판지지샤프트(220)를 지지하며 상기 배기유로와 연통하는 상기 배기공간(S4)을 형성하도록 상부가 개방된 배기본체(510)와, 상기 배기본체(510) 측면에 형성되어 상기 배기공간(S4)으로 유입된 상기 공정가스를 외부로 배기하는 적어도 하나 이상의 가스배기포트를 포함할 수 있다.
즉, 상기 배기부(500)는, 공정챔버(100)의 관통홀(150)에 설치되어 내부에 처리공간(S2)과 연통하는 배기공간(S4)이 형성할 수 있다.
이때, 상기 배기본체(510)는, 공정챔버(100)의 관통홀(150)에 기판지지샤프트(220)를 둘러싸도록 설치되며, 이너리드부(300)의 하강에 따라 형성되는 처리공간(S2)과 설치홈배기유로(S3)를 통해 연통할 수 있다.
또한, 상기 배기본체(510)는, 전술한 기판지지샤프트(220)를 통해 기판지지플레이트(210)에 설치되는 히터와 연결되는 각종 도선들이 관통하여 설치되도록 하부관통공(511)이 형성될 수 있다.
상기 배기본체(510)는, 처리공간(S2)의 압력상태에 따라 서로 다른 가스배기포트를 구비할 수 있으며, 처리공간(S2)의 상압보다 높은 고압가스에 대한 배기를 수행하는 경우 외부배기장치와 연결되어 고압의 공정가스를 배기하는 고압배기포트(520)와, 처리공간(S2)의 상압보다 낮은 저압가스에 대한 배기를 수행하는 경우 외부진공펌프와 연결되어 저압의 공정가스를 배기하는 저압배기포트(530)를 구비할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 기판지지부(200)가 설치홈(130)에 설치되는 경우, 기판지지부(200), 보다 구체적으로는 기판지지플레이트(210)와 설치홈(130) 사이에 공간이 형성되어 설치홈배기유로(S3)의 부피가 증가하며 이는 곧 처리공간(S2)의 부피가 증가하는 요인이 될 수 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 단순히 기판지지부(200)를 설치홈(130)에 접촉하여 설치하는 경우, 기판지지부(200) 내에 존재하는 히터를 통해 공급하는 열을 공정챔버(100)의 하부면, 즉 설치홈(130)을 통해 공정챔버(100)에 빼앗겨 열손실이 발생하고 처리공간(S2)에 대한 공정온도 설정 및 유지가 어렵고 효율이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 본 발명에 따른 상기 충진부재(700)는, 기판지지부(200)와 공정챔버(100)의 하부면 사이에 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 충진부재(700)는, 설치홈(130)에 설치될 수 있으며, 설치홈(130)에 설치된 상태에서 기판지지플레이트(210)가 상측에 설치되어 설치홈(130)과 기판지지플레이트(210) 사이의 잔여부피를 최소화하여 설치홈배기유로(S3) 및 처리공간(S2)의 부피를 줄일 수 있다.
이를 위하여, 상기 충진부재(700)는, 상기 처리공간(S2)이 최소화되도록, 상기 설치홈(130)과 상기 기판지지부(200) 사이의 사이공간에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 충진부재(700)는, 평면 상 원형이며 바닥면(120)으로부터 일정 깊이를 가지도록 단차를 가지고 형성되는 설치홈(130)과 평면 상 원형의 기판지지플레이트(210) 사이의 사이공간에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 충진부재(700)는, 석영, 세라믹 및 SUS 중 적어도 하나의 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 충진부재(700)는, 단순히 처리공간(S2)의 부피를 최소화하기 위하여 설치홈(130)와 기판지지부(200) 사이의 공간을 차지할 뿐만 아니라, 단열을 통해 기판지지부(200)를 통해 기판(1)에 전달되는 열의 손실을 최소화하고 더 나아가 열 반사를 통해 처리공간(S2)으로의 손실되는 열을 반사시킬 수 있다.
한편, 상기 충진부재(700)는, 기판지지부(200)의 측면 및 저면과의 사이에서 설치홈배기유로(S3)를 형성하기 위하여, 상기 기판지지플레이트(210)의 측면 및 저면 중 적어도 하나에 인접하여 설치되며, 상기 기판지지플레이트(210)로부터 이격되어, 상기 기판지지플레이트(210)의 저면 및 측면을 감싸도록 형성되어 설치될 수 있다.
이하 본 발명의 공정가스에 대한 배기를 위한 설치홈배기유로(S3)에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 설치홈배기유로(S3)는, 기판지지부(200)와 공정챔버(100)의 내측하부면 사이에 배기부(500)와 연통되도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 설치홈배기유로(S3)는, 기판지지부(200) 중 전술한 기판지지플레이트(210)의 측면 및 저면과 공정챔버(100)의 내측하부면 사이에 형성될 수 있으며, 이때 형성되는 설치홈배기유로(S3)는, 배기부(500)가 설치되는 공정챔버(100)의 관통홀(150)에 연통되어 공정가스를 배기부(500)의 배기공간(S4)로 전달할 수 있다.
한편, 보다 구체적으로, 상기 설치홈배기유로(S3)는, 설치홈(130)에 설치되는 기판지지플레이트(210)의 측면 및 저면과 설치홈(130)의 내벽사이를 따라서 형성될 수 있다.
또한, 다른 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 설치홈(130)에 충진부재(700)가 설치되어, 기판지지플레이트(210)의 측면 및 저면과 충진부재(700)의 대향면 사이를 따라서 형성될 수 있다.
이때, 처리공간(S2)의 부피를 최소화하면서도 원활한 배기를 수행하기 위하여 설치홈배기유로(S3)의 부피를 미리 설정된 수준으로 형성할 수 있으며, 이를 위하여 충진부재(700)와 기판지지플레이트(210) 사이의 간격이 조절될 수 있다.
한편, 상기 설치홈배기유로(S3)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 충진부재(700)의 끝단과 기판지지샤프트(220)와 기판지지플레이트(210) 사이의 결합위치에서 배기공간(S4)와 연결되며, 수평이동에서 수직방향으로 이동방향이 변화할 수 있다.
이때, 배기되는 공정가스의 배기흐름을 유지하고 역류를 방지하기 위하여, 기판지지샤프트(220)와 기판지지플레이트(210) 사이의 결합위치에 배기가스의 흐름을 유도하는 가이드면(230)이 형성될 수 있고, 이때의 가이드면(230)은, 수평의 배기가스 진행방향을 하측 수직방향으로 전환하도록 대응되는 각도로 형성될 수 있다.
또한 상기 가이드면(230)에 대향되는 충진부재(700)의 끝단 경계부(710) 또한 이에 대응되어 경사를 수평방향에서 수직방향으로 경사를 가지도록 형성될 수 있다.
한편, 설치홈배기유로(S3)를 통과한 배기가스의 원활한 배기부(500) 내에서의 하측방향으로의 이동을 유도하기 위하여, 다양한 실시예가 적용될 수 있다.
일예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 충진부재(700)의 기판지지샤프트(220) 측 끝단과 기판지지샤프트(220)와의 제1수평거리(D1)가 배기부(500)의 내측면과 기판지지샤프트(220)와의 제2수평거리(D2) 보다 작도록 형성하여, 충진부재(700)의 끝단에서 배기공간(S4) 측으로 원활하게 배기가스의 흐름이 유도되도록 할 수 있다.
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.
1: 기판 100: 공정챔버
200: 기판지지부 300: 이너리드부
400: 가스공급부 500: 배기부
600: 이너리드구동부 700: 인슐레이터부

Claims (7)

  1. 상부가 개방되며 하부면에 관통홀(150)이 형성되는 챔버본체(110)와, 상기 챔버본체(110)의 상부에 결합되어 내부공간(S1)을 형성하는 탑리드(140)를 포함하는 공정챔버(100)와;
    상기 공정챔버(100)에 설치되며 상면에 기판(1)이 안착되는 기판지지플레이트(210)와, 상기 관통홀(150)을 관통하여 설치되어 상기 기판지지플레이트(210)를 지지하는 기판지지샤프트(220)를 포함하는 기판지지부(200)와;
    기판처리를 위한 공정가스를 공급하는 가스공급부(400)와;
    상기 챔버본체(110)의 하부에 형성되며, 상기 가스공급부(400)를 통해 공급된 공정가스를 외부로 배기하는 배기부(500)를 포함하며,
    상기 챔버본체(110)는,
    상기 기판지지샤프트(220) 외주면과 상기 관통홀(150) 내측면 사이에 형성되어 상기 배기부(500)와 연통되는 배기유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정챔버(100)는,
    상기 관통홀(150)을 포함하는 상기 챔버본체(110)의 바닥면(120)에 상기 기판지지부(200)가 삽입되어 설치되도록 형성되는 설치홈(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 내부공간(S1)에 상하이동 가능하도록 설치되며, 하강을 통해 일부가 상기 설치홈(130)에 인접한 상기 바닥면(120)과 밀착되어 상기 기판지지부(200)가 내부에 위치하는 밀폐된 처리공간(S2)을 형성하는 이너리드부(300)를 포함하며,
    상기 가스공급부(400)는,
    상기 처리공간(S2)에 상기 공정가스를 공급하도록 상기 기판지지샤프트(220)의 가장자리에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 공정챔버(100)의 상기 탑리드(140)를 관통하여 설치되어, 상기 이너리드부(300)의 상하이동을 구동하는 이너리드구동부(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 기판지지플레이트(210)와 상기 설치홈(130) 사이에 설치되어 상기 기판지지플레이트(210)와 상기 설치홈(130)과의 이격 공간 일부를 충진하며, 상기 처리공간(S2)과 상기 배기유로를 연결하는 설치홈배기유로(S3)를 형성하는 충진부재(700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 기판지지플레이트(210)와 상기 설치홈(130) 사이에 형성되어 상기 처리공간(S2)과 상기 배기유로를 연결하는 설치홈배기유로(S3)가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 배기부(500)는,
    상기 관통홀(150) 내측면 적어도 일부에 설치되어 상기 기판지지샤프트(220)를 지지하며 상기 배기유로와 연통하는 상기 배기공간(S4)을 형성하도록 상부가 개방된 배기본체(510)와, 상기 배기본체(510) 측면에 형성되어 상기 배기공간(S4)으로 유입된 상기 공정가스를 외부로 배기하는 적어도 하나 이상의 가스배기포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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