KR102567720B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소스 가스와 반응 가스가 분사되는 기판 처리 장치에 있어서, 상기 반응 가스에 비해 상기 소스 가스가 더 많이 포함된 제 1 배기가스를 배기하는 제 1 배기라인, 상기 소스 가스에 비해 상기 반응 가스가 더 많이 포함된 제 2 배기가스를 배기하는 제 2 배기라인, 상기 제 1 배기라인에 설치된 포획장치 및 상기 포획장치를 통과한 제 1 배기가스와 상기 제 2 배기라인을 통과한 제 2 배기가스를 배기하도록 배기펌프에 연결되는 제 3 배기라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 기판 상에 박막을 증착하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서는 기판 표면에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 하며, 이를 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막 증착 공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토 공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등의 반도체 제조 공정을 수행하게 된다.
이러한 반도체 제조 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 기판 처리 장치의 내부에서 진행되며, 최근에는 플라즈마를 이용하여 증착 또는 식각 공정을 수행하는 기판 처리 장치가 많이 사용되고 있다.
플라즈마를 이용한 기판 처리 장치에는 플라즈마를 이용하여 박막을 형성하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치, 및 박막을 식각하여 패터닝하는 플라즈마 식각 장치 등이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 기판 처리 장치에 대한 개략적인 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 기판 처리 장치는 챔버(10), 플라즈마 전극(20), 서셉터(30), 및 가스 분사 수단(40)을 구비한다.
챔버(10)는 기판 처리 공정을 위한 공정 공간을 제공한다. 이때, 챔버(10)의 양측 바닥면은 공정 공간을 배기시키기 위한 펌핑 포트(12)에 연통된다.
플라즈마 전극(20)은 공정 공간을 밀폐하도록 챔버(10)의 상부에 설치된다.
플라즈마 전극(20)의 일측은 정합 부재(22)를 통해 RF(Radio Frequency) 전원(24)에 전기적으로 접속된다. 이때, RF 전원(24)은 RF 전력을 생성하여 플라즈마 전극(20)에 공급한다.
또한, 플라즈마 전극(20)의 중앙 부분은 기판 처리 공정을 위한 소스 가스 및 반응 가스를 공급하는 가스 공급 관(26)에 연통된다.
정합 부재(22)는 플라즈마 전극(20)과 RF 전원(24) 간에 접속되어 RF 전원(24)으로부터 플라즈마 전극(20)에 공급되는 RF 전력의 부하 임피던스와 소스 임피던스를 정합시킨다.
서셉터(30)는 챔버(10)의 내부에 설치되어 외부로부터 로딩되는 복수의 기판(W)을 지지한다. 이러한 서셉터(30)는 플라즈마 전극(20)에 대향되는 대향 전극으로써, 서셉터(30)를 승강시키는 승강축(32)을 통해 전기적으로 접지된다.
상기 서셉터(30)의 내부에는 지지된 기판(W)을 가열하기 위한 기판 가열 수단(미도시)이 내장되어 있으며, 상기 기판 가열 수단을 서셉터(30)를 가열함으로써 서셉터(30)에 지지된 기판(W)의 하면을 가열하게 된다.
승강축(32)은 승강 장치(미도시)에 의해 상하 방향으로 승강된다. 이때, 승강축(32)은 승강축(32)과 챔버(10)의 바닥면을 밀봉하는 벨로우즈(34)에 의해 감싸여진다.
가스 분사 수단(40)은 서셉터(30)에 대향되도록 플라즈마 전극(20)의 하부에 설치된다. 이때, 가스 분사 수단(40)과 플라즈마 전극(20) 사이에는 플라즈마 전극(20)을 관통하는 가스 공급 관(26)으로부터 공급되는 소스 가스 및 반응 가스가 확산되는 가스 확산 공간(42)이 형성된다. 이러한, 가스 분사 수단(40)은 가스 확산 공간(42)에 연통된 복수의 가스 분사 홀(44)을 통해 소스 가스 및 반응 가스를 공정 공간의 전 부분에 분사한다.
이와 같은, 종래의 기판 처리 장치는 기판(W)을 서셉터(30)에 로딩시킨 다음, 서셉터(30)에 로딩된 기판(W)을 가열하고, 챔버(10)의 공정 공간에 소스 가스 및 반응 가스를 분사하면서 플라즈마 전극(20)에 RF 전력을 공급하여 플라즈마를 형성함으로써 기판(W) 상에 소정의 박막을 형성하게 된다. 그리고, 박막 증착 공정 동안 공정 공간으로 분사되는 소스 가스 및 공정 가스는 서셉터(30)의 가장자리 쪽으로 흘러 공정 챔버(10)의 양측 바닥면에 형성된 펌핑 포트(12)를 통해 공정 챔버(10)의 외부로 배기된다.
이와 같은, 종래 기술에 따른 기판 처리 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 종래 기술에 따른 기판 처리 장치는 소스 가스와 반응 가스가 공정 공간에서 서로 혼합되어 기판에 증착되는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 증착 공정에 의해 기판(W)에 소정의 박막을 형성함으로써 박막의 특성이 불균일하고, 박막의 막질 제어에 어려움이 있다.
둘째, 종래 기술에 따른 기판 처리 장치는 박막 증착 공정에 사용된 소스 가스와 반응 가스가 혼합된 상태로 펌핑 포트(12)를 통해 외부로 배출된다. 따라서, 종래 기술에 따른 기판 처리장치는 소스 가스와 반응 가스가 혼합된 혼합가스가 배출되는 과정에서 혼합가스로부터 입자상태의 파티클이 생성됨으로써, 생성된 파티클이 배기의 원활한 배출을 방해하는 요소로 작용하여 배기효율을 저하시키는 문제가 있다. 또한, 종래 기술에 따른 기판 처리 장치는 배기효율 저하로 인해 배기에 걸리는 시간이 증대됨에 따라 박막 증착 공정에 대한 공정 시간을 지연시키는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 공정 공간에서 소스 가스와 반응 가스가 혼합됨에 따라 박막의 특성 불균일 및 박막의 막질 제어에 대한 어려움을 해소할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 소스 가스와 반응 가스가 혼합된 상태로 배출됨에 따른 파티클 생성으로 인해 배기 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 박막 증착 공정에 대한 공정 시간 지연을 방지할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 소스 가스와 반응 가스가 분사되는 기판 처리 장치에 있어서, 상기 반응 가스에 비해 상기 소스 가스가 더 많이 포함된 제 1 배기가스를 배기하는 제 1 배기라인; 상기 소스 가스에 비해 상기 반응 가스가 더 많이 포함된 제 2 배기가스를 배기하는 제 2 배기라인; 상기 제 1 배기라인에 설치된 포획장치; 및 상기 포획장치를 통과한 제 1 배기가스와 상기 제 2 배기라인을 통과한 제 2 배기가스를 배기하도록 배기펌프에 연결되는 제 3 배기라인을 포함하고, 상기 포획장치는 상기 제 1 배기라인에 유입된 소스 가스를 포획하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 포획장치는 파티클 생성을 방지하기 위한 플라즈마 트랩을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 반응 가스는 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 물(H2O), 오존(O3) 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 공간적으로 분리된 소스 가스 분사 영역 및 반응 가스 분사 영역 각각에 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스를 분사하여 기판에 박막을 증착시키는 박막 증착 공정을 수행하는 기판 처리부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 처리부는 공정 공간을 마련하는 공정 챔버, 상기 공정 챔버 내부에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부, 및 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역이 공간적으로 분리되도록 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역의 사이에 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 가스 분사부를 포함하고, 상기 퍼지 가스 분사부는 상기 공정 챔버의 내주면 및 상기 기판 지지부의 외주면 사이의 가스 배출 영역에 퍼지 가스를 추가로 분사하여 상기 가스 배출 영역을 제 1 가스 배출 영역 및 제 2 가스 배출 영역으로 공간적으로 분리하며, 상기 제 1 배기라인은 상기 제 1 가스 배출 영역에 연결되게 상기 공정 챔버에 결합되고, 상기 제 2 배기라인은 상기 제 2 가스 배출 영역에 연결되게 상기 공정 챔버에 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 공정 챔버는 상기 제 1 가스 배출 영역에 위치하도록 형성되는 제 1 배기구, 및 상기 제 2 가스 배출 영역에 위치하도록 형성되는 제 2 배기구를 포함하고, 상기 제 1 배기라인은 상기 제 1 배기구를 통해 상기 제 1 가스배출영역에 연결되고, 상기 제 2 배기라인은 상기 제 2 배기구를 통해 상기 제 2 가스 배출 영역에 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 처리부는 상기 가스 배출 영역에 위치하도록 상기 공정 챔버의 내주면으로부터 상기 기판 지지부의 외주면 쪽으로 돌출되어 형성된 구획부재를 포함하고, 상기 퍼지 가스 분사부는 상기 기판 지지부의 외주면 및 상기 구획부재 사이에 퍼지 가스를 분사하여 상기 제 1 가스 배출 영역 및 상기 제 2 가스 배출 영역을 공간적으로 분리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 퍼지 가스 분사부는 상기 소스 가스와 상기 반응 가스의 분사 압력에 비해 더 높은 분사 압력으로 퍼지 가스를 분사하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 처리부는 공정 공간을 마련하는 공정 챔버, 상기 공정 챔버 내부에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부, 및 상기 공정 챔버의 내주면 및 상기 기판 지지부의 외주면 사이의 가스배출영역에 위치하는 구획부재를 포함하고, 상기 구획부재는 상기 가스 배출 영역이 제 1 가스 배출 영역 및 제 2 가스 배출 영역으로 공간적으로 분리되도록 상기 공정 챔버의 내주면으로부터 상기 기판 지지부의 외주면 쪽으로 돌출되어 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 공정 챔버는 상기 제 1 가스 배출 영역에 위치하도록 형성되는 제 1 배기구, 및 상기 제 2 가스 배출 영역에 위치하도록 형성되는 제 2 배기구를 포함하고, 상기 제 1 배기라인은 상기 제 1 배기구를 통해 상기 제 1 가스 배출 영역으로부터 소스 가스를 배출시키고, 상기 제 2 배기라인은 상기 제 2 배기구를 통해 상기 제 2 가스 배출 영역으로부터 반응 가스를 배출시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 처리부는, 공정 공간을 마련하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드; 상기 공정 챔버 내부에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 챔버 리드에 마련되고, 상기 소스 가스 분사 영역에 소스 가스를 분사하는 소스 가스 분사부; 상기 챔버 리드에 마련되고, 상기 반응 가스 분사 영역에 반응 가스를 분사하는 반응 가스 분사부; 및 상기 챔버 리드에 마련되고, 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역 사이에 위치한 퍼지 가스 분사 영역에 퍼지 가스를 분사하여 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역을 공간적으로 분리하는 퍼지 가스 분사부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 소스 가스와 반응 가스가 분사되는 도중에 서로 혼합되는 정도를 감소시키도록 구현됨으로써, 박막의 막질 특성에 대한 균일성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 박막의 막질 제어에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 소스 가스와 반응 가스가 배출되는 도중에 서로 혼합되는 정도를 감소시키도록 구현됨으로써, 소스 가스로부터 파티클이 발생하는 것을 방지하여 배기효율을 향상시킬 수 있고, 나아가 배기에 걸리는 시간을 줄여서 박막 증착 공정에 대한 공정 시간을 줄이는데 기여할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 기판 처리 장치에 대한 개략적인 측단면도
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 블록도
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 대한 개략적인 사시도
도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 대한 개략적인 평면도
도 5는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 대한 개략적인 분해 사시도
도 6은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서 퍼지 가스를 이용하여 소스 가스와 반응 가스를 독립적으로 배출시키는 실시예를 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 7은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치에 있어서 구획부재를 이용하여 소스 가스와 반응 가스를 독립적으로 배출시키는 실시예를 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 8은 본 발명의 다른 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대한 개략적인 분해 사시도
도 9는 본 발명의 다른 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치에 있어서 퍼지 가스 및 구획부재를 이용하여 소스 가스와 반응 가스를 독립적으로 배출시키는 실시예를 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 블록도
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 대한 개략적인 사시도
도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 대한 개략적인 평면도
도 5는 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 대한 개략적인 분해 사시도
도 6은 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 있어서 퍼지 가스를 이용하여 소스 가스와 반응 가스를 독립적으로 배출시키는 실시예를 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 7은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치에 있어서 구획부재를 이용하여 소스 가스와 반응 가스를 독립적으로 배출시키는 실시예를 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 8은 본 발명의 다른 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대한 개략적인 분해 사시도
도 9는 본 발명의 다른 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치에 있어서 퍼지 가스 및 구획부재를 이용하여 소스 가스와 반응 가스를 독립적으로 배출시키는 실시예를 설명하기 위한 개략적인 평면도
이하에서는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판 처리부(100)에서 발생하는 배기가스를 처리하기 위한 가스 처리부(200)를 포함할 수 있다. 상기 가스 처리부(200)를 설명하기에 앞서, 상기 기판 처리부(100)를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 기판 처리부(100)는 기판(W)에 박막을 증착하기 위한 박막 증착 공정을 수행하는 것이다. 예컨대, 본 발명에 따른 기판 처리장치는 플라즈마를 이용하여 박막을 형성하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치에 적용될 수 있다.
상기 기판 처리부(100)는 플라즈마를 이용하여 소스 가스(Source Gas) 및 반응 가스(Reactant Gas)를 활성화시켜 기판(W)을 향해 분사함으로써, 상기 기판(W)에 대한 박막 증착 공정을 수행한다. 상기 기판 처리부(100)는 공간적으로 분리된 소스 가스 분사 영역(120a) 및 반응 가스 분사 영역(120b) 각각에 소스 가스 및 반응 가스를 분사하여 상기 기판(W)에 대한 박막 증착 공정을 수행한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 소스 가스와 반응 가스가 분사되는 도중에 서로 혼합되는 것을 방지함으로써, 박막의 막질 특성에 대한 균일성을 향상시킬 수 있고, 박막의 박질 제어에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다. 상기 기판 처리부(100)는 상기 소스 가스 분사 영역(120a)에 소스 가스를 분사하고, 상기 반응 가스 분사 영역(120b)에 반응 가스를 분사한다.
상기 기판 처리부(100)는 공정 챔버(110), 기판 지지부(120), 챔버 리드(Chamber Lid; 130), 소스 가스 분사부(140), 반응 가스 분사부(150), 및 퍼지 가스 분사부(160)를 포함할 수 있다.
상기 공정 챔버(110)는 기판 처리 공정(예를 들어, 박막 증착 공정)을 위한 공정 공간을 제공한다. 이를 위해, 상기 공정 챔버(110)는 바닥면과 바닥면으로부터 수직하게 형성되어 공정 공간을 정의하는 챔버 측벽을 포함하여 이루어진다.
상기 공정 챔버(110)의 바닥면에는 바닥 프레임(112)이 설치될 수 있다. 상기 바닥 프레임(112)은 기판 지지부(120)의 회전을 가이드하는 가이드 레일(미도시), 및 공정 공간에 있는 배기가스를 외부로 펌핑하기 위한 제 1 배기구(114), 제 2 배기구(114') 등을 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 배기구(114) 및 상기 제 2 배기구(114')는 챔버 측벽에 인접하도록 바닥 프레임(112)의 내부에 원형 띠 형태로 배치된 펌핑관(미도시)에 일정한 간격으로 설치되어 공정 공간에 연통될 수 있다.
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상기 기판 지지부(120)는 상기 공정 챔버(110)의 내부 바닥면, 즉 상기 바닥 프레임(112)에 설치되어 외부의 기판 로딩 장치(미도시)로부터 기판 출입구를 통해 공정 공간으로 반입되는 적어도 하나의 기판(W)을 지지한다.
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상기 기판 지지부(120)의 상면에는 기판(W)이 안착되는 복수의 기판 안착 영역(미도시)이 마련될 수 있다.
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상기 기판 지지부(120)는 상기 바닥 프레임(112)에 고정되거나 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이때, 상기 기판 지지부(120)가 상기 바닥 프레임(112)에 이동 가능하게 설치될 경우, 상기 기판 지지부(120)는 상기 바닥 프레임(112)의 중심부를 기준으로 소정 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 이동, 즉 회전(Rotation)할 수 있다.
상기 챔버 리드(130)는 상기 공정 챔버(110)의 상부에 설치되어 공정 공간을 밀폐시킨다. 그리고, 상기 챔버 리드(130)는 상기 소스 가스 분사부(140)와 상기 반응 가스 분사부(150) 및 상기 퍼지 가스 분사부(160) 각각을 분리 가능하게 지지한다. 이를 위해, 상기 챔버 리드(130)는 리드 프레임(Lid Frame; 131), 제 1 내지 제 3 모듈 장착부(133, 135, 137)를 포함하여 구성된다.
상기 리드 프레임(131)은 원판 형태로 형성되어 상기 공정 챔버(110)의 상부를 덮음으로써 상기 공정 챔버(110)에 의해 마련되는 공정 공간을 밀폐시킨다.
상기 제 1 모듈 장착부(133)는 상기 리드 프레임(131)의 일측부에 형성되어 상기 소스 가스 분사부(140)를 분리 가능하게 지지한다. 이를 위해, 상기 제 1 모듈 장착부(133)는 상기 리드 프레임(131)의 중심점을 기준으로 상기 리드 프레임(131)의 일측부에 일정한 간격을 가지도록 방사 형태로 배치된 복수의 제 1 모듈 장착 홀(133a)을 포함하여 이루어진다. 상기 복수의 제 1 모듈 장착 홀(133a) 각각은 평면적으로 직사각 형태를 가지도록 상기 리드 프레임(131)을 관통하여 형성된다.
상기 제 2 모듈 장착부(135)는 상기 리드 프레임(131)의 타측부에 형성되어 상기 반응 가스 분사부(150)를 분리 가능하게 지지한다. 이를 위해, 상기 제 2 모듈 장착부(135)는 상기 리드 프레임(131)의 중심점을 기준으로 상기 리드 프레임(131)의 타측부에 일정한 간격을 가지도록 방사 형태로 배치된 복수의 제 2 모듈 장착 홀(135a)을 포함하여 이루어진다. 상기 복수의 제 2 모듈 장착 홀(135a) 각각은 평면적으로 직사각 형태를 가지도록 상기 리드 프레임(131)을 관통하여 형성된다.
전술한 상기 복수의 제 1 모듈 장착 홀(133a)과 상기 복수의 제 2 모듈 장착 홀(135a)은 상기 제 3 모듈 장착부(137)를 사이에 두고 서로 대칭되도록 상기 리드 프레임(131)에 형성될 수 있다.
상기 제 3 모듈 장착부(137)는 상기 제 1 및 제 2 모듈 장착부(133, 135) 사이에 배치되도록 상기 리드 프레임(131)의 중앙부에 형성되어 상기 퍼지 가스 분사부(160)를 분리 가능하게 지지한다. 이를 위해, 상기 제 3 모듈 장착부(137)는 상기 리드 프레임(131)의 중앙부에 직사각 형태로 형성된 제 3 모듈 장착 홀(137a)을 포함하여 구성된다.
상기 제 3 모듈 장착 홀(137a)은 상기 제 1 및 제 2 모듈 장착부(133, 135) 사이를 가로지르도록 상기 리드 프레임(131)의 중앙부를 관통하여 평면적으로 직사각 형태로 형성된다.
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이하의 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 대한 설명에서는, 상기 챔버 리드(130)가 3개의 제 1 모듈 장착 홀(133a)과 3개의 제 2 모듈 장착 홀(135a)을 구비하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
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상기 소스 가스 분사부(140)는 상기 챔버 리드(130)의 제 1 모듈 장착부(133)에 분리 가능하게 설치되어 상기 기판 지지부(120)에 의해 순차적으로 이동되는 기판(W)에 소스 가스를 분사한다. 즉, 상기 소스 가스 분사부(140)는 상기 챔버 리드(130)와 상기 기판 지지부(120) 사이의 공간에 정의된 복수의 소스 가스 분사 영역(120a) 각각에 소스 가스를 국부적으로 하향 분사함으로써 상기 기판 지지부(120)의 구동에 따라 복수의 소스 가스 분사 영역(120a) 각각의 하부를 통과하는 기판(W)에 소스 가스를 분사한다. 이를 위해, 상기 소스 가스 분사부(140)는 전술한 복수의 제 1 모듈 장착 홀(133a) 각각에 분리 가능하게 장착되어 소스 가스를 하향 분사하는 제 1 내지 제 3 소스 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 소스 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c) 각각은 가스 분사 프레임, 복수의 가스 공급 홀, 및 밀봉 부재를 포함할 수 있다.
상기 가스 분사 프레임은 하면 개구부를 가지도록 상자 형태로 형성되어 상기 제 1 모듈 장착 홀(133a)에 분리 가능하게 삽입된다. 상기 가스 분사 프레임은 볼트에 의해 상기 제 1 모듈 장착 홀(133a) 주변의 리드 프레임(131)에 분리 가능하게 장착되는 접지 플레이트, 및 가스 분사 공간을 마련하도록 상기 접지 플레이트의 하면 가장자리 부분으로부터 수직하게 돌출되어 상기 제 1 모듈 장착 홀(133a)에 삽입되는 접지 측벽을 포함한다. 상기 가스 분사 프레임은 상기 챔버 리드(130)의 리드 프레임(131)을 통해 전기적으로 접지된다.
상기 가스 분사 프레임의 하면, 즉 상기 접지 측벽의 하면은 챔버 리드(130)의 하면과 동일 선상에 위치하여 상기 기판 지지부(120)에 지지된 기판(W)의 상면으로부터 소정 거리만큼 이격된다.
상기 복수의 가스 공급 홀은 상기 가스 분사 프레임의 상면, 즉 상기 접지 플레이트를 관통하도록 형성되어 상기 가스 분사 프레임의 내부에 마련되는 가스 분사 공간에 연통된다. 상기 복수의 가스 공급 홀은 외부의 가스 공급 장치(미도시)로부터 공급되는 소스 가스를 가스 분사 공간에 공급함으로써 소스 가스가 가스 분사 공간을 통해 상기 소스 가스 분사 영역(120a)에 하향 분사되도록 한다. 한편, 상기 소스 가스 분사부(140)로부터 상기 소스 가스 분사 영역(120a)에 하향 분사되는 소스 가스는 상기 기판 지지부(120)의 중심부로부터 상기 기판 지지부(120)의 측부에 마련된 상기 제 1 배기구(114) 쪽으로 흐르게 된다.
이러한 소스 가스는 기판(W) 상에 증착될 박막의 주요 재질을 포함하여 이루어지는 것으로, 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 또는 알루미늄(Al) 등의 가스로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘(Si) 물질을 포함하는 소스 가스는 실란(Silane; SiH4), 디실란(Disilane; Si2H6), 트리실란(Trisilane; Si3H8), TEOS(Tetraethylorthosilicate), DCS(Dichlorosilane), HCD(Hexachlorosilane), TriDMAS(Tri-dimethylaminosilane) 및 TSA(Trisilylamine) 등이 될 수 있다. 이러한 상기 소스 가스는 기판(W)에 증착될 박막의 증착 특성에 따라 질소(N2), 아르곤(Ar), 제논(Ze), 또는 헬륨(He) 등의 비반응성 가스를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
상기 반응 가스 분사부(150)는 전술한 챔버 리드(130)의 제 2 모듈 장착부(135)에 분리 가능하게 설치되어 상기 기판 지지부(120)에 의해 순차적으로 이동되는 기판(W)에 반응 가스를 분사한다. 즉, 반응 가스 분사부(150)는 전술한 소스 가스 분사 영역(120a)과 공간적으로 분리되도록 상기 챔버 리드(130)와 상기 기판 지지부(120) 사이의 공간에 정의된 복수의 반응 가스 분사 영역(120b) 각각에 반응 가스를 국부적으로 하향 분사함으로써 상기 기판 지지부(120)의 구동에 따라 복수의 반응 가스 분사 영역(120b) 각각의 하부를 통과하는 기판(W)에 반응 가스를 분사한다. 이를 위해, 상기 반응 가스 분사부(150)는 전술한 복수의 제 2 모듈 장착 홀(135a) 각각에 분리 가능하게 장착되어 반응 가스를 하향 분사하는 제 1 내지 제 3 반응 가스 분사 모듈(150a, 150b, 150c)을 포함하여 구성된다.
상기 제 1 내지 제 3 반응 가스 분사 모듈(150a, 150b, 150c) 각각은 상기 챔버 리드(130)의 제 2 모듈 장착 홀(135a)에 분리 가능하게 장착되어 외부의 가스 공급 장치(미도시)로부터 공급되는 반응 가스를 상기 반응 가스 분사 영역(120b)에 하향 분사하는 것을 제외하고는, 전술한 제 1 내지 제 3 소스 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c) 각각과 동일하게 구성된다. 이에 따라, 상기 제 1 내지 제 3 반응 가스 분사 모듈(150a, 150b, 150c) 각각의 구성 요소들에 대한 설명은 전술한 소스 가스 분사 모듈(140a, 140b, 140c)에 대한 설명으로 대신하기로 한다.
한편, 상기 반응 가스 분사부(150)로부터 상기 반응 가스 분사 영역(120b)에 하향 분사되는 반응 가스는 기판 지지부(120)의 중심부로부터 기판 지지부(120)의 측부에 마련된 상기 제 2 배기구(114') 쪽으로 흐르게 된다.
이러한 상기 반응 가스는 기판(W) 상에 증착될 박막의 일부 재질을 포함하도록 이루어져 최종적인 박막을 형성하는 가스로서, 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 물(H2O), 또는 오존(O3) 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 반응 가스는 기판(W)에 증착될 박막의 증착 특성에 따라 질소(N2), 아르곤(Ar), 제논(Ze), 또는 헬륨(He) 등의 비반응성 가스를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
한편, 상기 제 1 배기구(114)로는 소스 가스, 또는 소스 가스와 반응 가스가 혼합된 제 1 배기가스가 배출될 수 있다. 이 경우, 상기 제1배기가스에서 소스 가스와 반응 가스의 혼합비는 소스 가스가 반응 가스에 비해 더 많은 양을 차지한 상태일 수 있다. 상기 제 2 배기구(114')로는 반응가스, 또는 반응 가스와 소스 가스가 혼합된 제 2 배기가스가 배출될 수 있다. 이 경우, 상기 제2배기가스에서 반응 가스와 소스 가스의 혼합비는 반응 가스가 소스 가스에 비해 더 많은 양을 차지한 상태일 수 있다.
전술한 소스 가스 분사부(140)로부터 분사되는 소스 가스의 분사량과 상기 반응 가스 분사부(150)로부터 분사되는 반응 가스의 분사량은 상이하게 설정될 수 있으며, 이를 통해 기판(W)에서 이루어지는 소스 가스와 반응 가스의 반응 속도를 조절할 수 있다. 이 경우, 전술한 소스 가스 분사부(140)와 반응 가스 분사부(150)는 서로 다른 면적을 가지는 가스 분사 모듈로 이루어지거나, 서로 다른 개수의 가스 분사 모듈로 이루어질 수 있다.
상기 퍼지 가스 분사부(160)는 상기 챔버 리드(130)의 제 3 모듈 장착부(137)에 분리 가능하게 설치되어 상기 소스 가스 분사부(140)와 상기 반응 가스 분사부(150) 사이에 대응되는 공정 챔버(110)의 공정 공간에 퍼지 가스를 하향 분사함으로써 소스 가스와 반응 가스를 공간적으로 분리하기 위한 가스 장벽을 형성한다. 즉, 퍼지 가스 분사부(160)는 상기 소스 가스 분사 영역(120a)과 상기 반응 가스 분사 영역(120b) 사이에 대응되도록 챔버 리드(130)와 기판 지지부(120) 사이의 공간에 정의된 퍼지 가스 분사 영역(120c)에 퍼지 가스를 하향 분사하여 가스 장벽을 형성함으로써 상기 소스 가스와 반응 가스가 기판(W)으로 하향 분사되는 도중에 서로 혼합되는 정도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 기판 처리부(100)는 상기 소스 가스 분사 영역(120a) 및 상기 반응 가스 분사 영역(120b)을 공간적으로 분리할 수 있다. 상기 퍼지 가스는 질소(N2), 아르곤(Ar), 제논(Ze), 또는 헬륨(He) 등의 비반응성 가스로 이루어질 수 있다.
상기 퍼지 가스 분사부(160)에는 퍼지 가스 공급장치(미도시)로부터 퍼지 가스가 공급되어 수용되는 퍼지 가스 분사 공간이 마련된다. 상기 퍼지 가스 분사부(160)는 외부의 퍼지 가스 공급 장치(미도시)로부터 공급되는 퍼지 가스를 퍼지 가스 분사 공간에 공급함으로써 퍼지 가스가 퍼지 가스 분사 공간을 통해 상기 퍼지 가스 분사 영역(120c)에 하향 분사되어 상기 소스 가스 분사 영역(120a)과 상기 반응 가스 분사 영역(120b) 사이에 가스 장벽을 형성함과 아울러 상기 소스 가스 분사 영역(120a)과 상기 반응 가스 분사 영역(120b) 각각에 분사되는 소스 가스와 반응 가스 각각이 기판 지지부(120)의 측부에 마련된 상기 제 1 배기구(114) 또는 제 2 배기구(114') 쪽으로 흐르도록 한다.
상기 퍼지 가스 분사부(160)는 상기 소스 가스 분사부(140)와 상기 반응 가스 분사부(150) 각각보다 상대적으로 기판 지지부(120)에 가깝게 설치되어 기판(W)에 대한 소스 가스와 반응 가스 각각의 분사 거리보다 상대적으로 가까운 분사 거리(예를 들어, 소스 가스의 분사 거리의 절반 이하)에서 상기 퍼지 가스 분사 영역(120c)에 퍼지 가스를 분사함으로써 상기 소스 가스와 반응 가스가 기판(W)으로 분사되는 도중에 서로 혼합되는 정도를 감소시킬 수 있다.
상기 퍼지 가스 분사부(160)는 상기 소스 가스와 상기 반응 가스의 분사 압력에 비해 더 높은 분사 압력으로 퍼지 가스를 분사할 수 있다.
상기 퍼지 가스 분사부(160)로부터 분사되는 퍼지 가스는 상기 소스 가스와 상기 반응 가스 각각을 전술한 제 1 배기구, 제 2 배기구(114, 114'; 도 3 참조)로 흐르게 하여 상기 소스 가스와 상기 반응 가스가 기판(W)으로 분사되는 도중에 서로 혼합되는 정도를 감소시킨다. 따라서, 상기 기판 지지부(120)의 구동에 따라 이동되는 복수의 기판(W) 각각은 퍼지 가스에 의해 분리되는 상기 소스 가스와 상기 반응 가스 각각에 순차적으로 노출됨으로써 각 기판(W)에는 소스 가스와 반응 가스의 상호 반응에 따른 ALD(Atomic Layer Deposition) 증착 공정에 의해 단층 또는 복층의 박막이 증착된다. 여기서, 상기 박막은 고유전막, 절연막, 금속막 등이 될 수 있다.
한편, 상기 소스 가스와 반응 가스가 상호 반응하는 경우 플라즈마를 이용하여 소스 가스와 반응 가스를 활성화시켜 분사시킬 수 있다.
이러한 플라즈마를 이용하는 방법은 가스를 활성화시켜 이들을 활성화된 상태로 만들어서 가스가 증대된 화학적 반응성을 갖도록 사용되는 일반적인 방법으로, 가스는 이온, 자유 래디컬, 원자 및 분자를 함유하는 해리 가스를 생성하도록 활성화된다. 해리 가스는 반도체 웨이퍼, 파우더와 같은 고형 물질 및 기타 가스를 처리하는 것을 포함하는 다양한 산업 및 과학 분야에서 사용되며, 활성 가스의 특성 및 물질이 가스에 노출되는 조건은 분야에 따라 폭넓게 변화하고 있다.
플라즈마 소스는, 예컨대, 충분한 크기의 전위를 플라즈마 가스 (예를 들면, O2, N2, Ar, NF3, H2 and He), 또는 가스의 혼합물에 인가하여 가스의 적어도 일부를 이온화함으로써 플라즈마를 생성한다. 플라즈마는 DC 방전, 고주파(RF) 방전, 및 마이크로웨이브 방전을 포함하는 다양한 방식으로 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 전술한 실시예의 소스 가스 분사 모듈에 플라즈마 전극(미도시)이 추가로 형성될 수 있다.
먼저, 기판 상에 증착하고자 하는 박막의 재질에 따라 소스 가스를 활성화시켜 기판 상에 분사된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 소스 가스 분사 모듈 각각은 플라즈마를 이용하여 소스 가스를 활성화시켜 기판 상에 분사한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 소스 가스 분사 모듈 각각은 가스 분사 공간에 삽입 배치된 플라즈마 전극을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 플라즈마 전극은 가스 분사 공간에 삽입되며, 상기 플라즈마 전극은 플라즈마 전원 공급부(미도시)로부터 공급되는 플라즈마 전원에 따라 가스 분사 공간에 공급되는 소스 가스로부터 플라즈마를 형성한다.
상기 플라즈마 전원은 고주파 전력 또는 RF(Radio Frequency) 전력, 예를 들어, LF(Low Frequency) 전력, MF(Middle Frequency), HF(High Frequency) 전력, 또는 VHF(Very High Frequency) 전력이 될 수 있다. 이때, LF 전력은 3㎑ ~ 300㎑ 범위의 주파수를 가지고, MF 전력은 300㎑ ~ 3㎒ 범위의 주파수를 가지고, HF 전력은 3㎒ ~ 30㎒ 범위의 주파수를 가지며, VHF 전력은 30㎒ ~ 300㎒ 범위의 주파수를 가질 수 있다.
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도 2 내지 도 4를 참고하면, 상기 가스 처리부(200)는 상기 기판 처리부(100)로부터 소스 가스와 반응 가스를 외부로 배출시키기 위한 것이다. 상기 가스 처리부(200)는 상기 기판 처리부(100)에 결합되어서, 상기 공정 챔버(110)의 내부에 존재하는 소스 가스와 반응 가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 상기 가스 처리부(200)는 상기 박막 증착 공정이 완료된 후에 상기 공정 챔버(110)로부터 소스 가스와 반응 가스를 배출시킬 수 있다.
상기 가스 처리부(200)는 상기 소스 가스 분사 영역(120a) 및 상기 반응 가스 분사 영역(120b) 각각으로부터 소스 가스 및 반응 가스를 서로 독립적으로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 상기 기판 처리부(100)로부터 소스 가스와 반응 가스가 혼합된 상태로 배출되는 정도를 감소시킴으로써, 소스 가스와 반응 가스가 혼합된 상태로 배출됨에 따른 파티클 생성을 줄일 수 있다.
상기 가스 처리부(200)는 제 1 배기라인(210), 제 2 배기라인(220) 및 제 3 배기라인(240)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 배기라인(210)은 상기 소스 가스 분사 영역(120a)으로부터 제 1 배기가스를 배출시키기 위한 것이다. 상기 제 1 배기가스는 상기 반응 가스에 비해 상기 소스 가스가 더 많이 포함된 것이다. 상기 제 1 배기가스는 상기 반응 가스 없이 상기 소스 가스만으로 이루어질 수도 있다. 상기 제 1 배기라인(210)은 상기 공정 챔버(110)의 내부에 연결되게 상기 공정 챔버(110)에 결합될 수 있다. 상기 제 1 배기라인(210)은 상기 공정 챔버(110)의 바닥 프레임(112)에 결합될 수 있다.
상기 제 1 배기라인(210)은 상기 제 1 배기구(114)에 연결되게 상기 공정 챔버(110)에 결합될 수 있다. 상기 소스 가스 분사 영역(120a)에 위치한 제 1 배기가스는, 상기 제 1 배기구(114)를 통해 상기 공정 챔버(110)로부터 배출되고, 상기 제 1 배기라인(210)을 따라 이동하여 외부로 배출될 수 있다.
상기 제 1 배기라인(210)은 상기 소스 가스 분사 영역(120a)으로부터 상기 제 1 배기가스를 배출시키기 위한 흡입력 및 배출력을 발생시키는 제 1 펌핑 수단(미도시), 및 상기 제 1 배기가스가 이동하기 위한 통로를 제공하는 제 1 배출배관(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 배기라인(220)은 상기 반응 가스 분사 영역(120b)으로부터 제 2 배기가스를 배출시키기 위한 것이다. 상기 제 2 배기가스는 상기 소스 가스에 비해 상기 반응 가스가 더 많이 포함된 것이다. 상기 제 2 배기가스는 상기 소스 가스 없이 상기 반응 가스만으로 이루어질 수도 있다. 상기 제 2 배기라인(220)은 상기 공정 챔버(110)의 내부에 연결되게 상기 공정 챔버(110)에 결합될 수 있다. 상기 제 2 배기라인(220)은 상기 공정 챔버(110)의 바닥 프레임(112)에 결합될 수 있다. 상기 제 2 배기라인(220) 및 상기 제 1 배기라인(210)은, 상기 공정 챔버(110)의 바닥 프레임(112)에서 서로 이격된 위치에 위치하도록 상기 바닥 프레임(112)에 결합될 수 있다.
상기 제 2 배기라인(220)은 상기 제 2 배기구(114')에 연결되게 상기 공정 챔버(110)에 결합될 수 있다. 상기 반응 가스 분사 영역(120b)에 위치한 제 2 배기가스는, 상기 제 2 배기구(114')를 통해 상기 공정 챔버(110)로부터 배출되고, 상기 제 2 배기라인(220)을 따라 이동하여 외부로 배출될 수 있다.
상기 제 2 배기라인(220)은 상기 반응 가스 분사 영역(120b)으로부터 제 2 배기가스를 배출시키기 위한 흡입력 및 배출력을 발생시키는 제 2 펌핑 수단(미도시), 및 상기 제 2 배기가스가 이동하기 위한 통로를 제공하는 제 2 배출배관(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 배출배관 및 상기 제 1 배출배관은, 각각 일측이 별도의 배관으로 분기되어 상기 공정 챔버(110)의 서로 다른 위치에 결합되고, 타측이 하나의 배관으로 합쳐지도록 구현될 수 있다. 상기 제 2 배출배관 및 상기 제 1 배출배관이 합쳐진 부분에는, 스크러버(Scrubber)가 설치될 수 있다.
상기 가스 처리부(200)는 포획장치(230)를 포함할 수 있다.
상기 포획장치(230)는 상기 제 1 배기라인(210)으로 유입된 제 1 배기가스 중에서 상기 소스 가스를 포획하여 처리하기 위한 것이다. 상기 포획장치(230)는 상기 제 1 배기가스 중에서 상기 소스 가스를 분해함으로써 상기 제 1 배기가스 중에서 상기 소스 가스를 포획할 수 있다. 이 과정에서, 상기 포획장치(230)는 상기 소스 가스를 미립자상태로 분해하여 상기 제 1 배기라인(210)을 통과하는 소스 가스로 인해 제 1 배기라인(210) 내에 파티클이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 상기 기판 처리부(100)로부터 배출되는 소스 가스로부터 파티클이 발생하는 것을 방지함으로써, 배기효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 배기효율 향상을 통해 배기에 걸리는 시간을 단축할 수 있으므로, 박막 증착 공정에 대한 공정 시간을 줄이는 데 기여할 수 있다.
상기 포획장치(230)는 상기 제 1 배기라인(210) 및 상기 제 2 배기라인(220) 중에서 상기 제 1 배기라인(210)에만 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 포획장치(230)는 상기 기판 처리부(100)로부터 배출되는 제 1 배기가스 및 제 2 배기가스 중에서 상기 제 1 배기가스에 대해서만 상기 소스 가스를 포획하는 공정을 수행하도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 소스 가스와 반응 가스가 서로 독립적으로 배출되도록 구현되므로, 파티클 발생의 주원인 되는 제 1 배기가스에 대해서만 소스 가스의 포획 처리가 이루어지도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 파티클 발생 방지를 위해 상기 포획장치(230)를 가동시키는 가동비용 및 운영비용을 절감할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 상기 포획장치(230)가 상기 제 1 배기가스에 대해서만 소스 가스의 포획 처리를 수행하므로, 상기 포획장치(230)가 제 1 배기가스와 제 2 배기가스가 혼합된 상태의 배기가스에 대해 소스 가스의 포획 처리를 수행하는 것과 비교할 때, 상기 포획장치(230)의 가스 처리량을 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 상기 포획장치(230)의 용량을 줄일 수 있으므로, 상기 포획장치(230)에 대한 구축비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 포획장치(230)를 소형화할 수 있는 장점이 있다.
상기 포획장치(230)는 플라즈마 트랩(Plasma Trap)을 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 트랩은 플라즈마를 이용하여 상기 기판 처리부(100)로부터 배출되는 소스 가스로부터 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 상기 플라즈마 트랩은 플라즈마를 이용하여 상기 기판 처리부(100)로부터 배출되는 소스 가스를 분해함으로써, 파티클 발생을 방지할 수 있다. 예컨대, 상기 플라즈마 트랩은 소스 가스가 육염화이규소(Si2Cl6)일 경우, 플라즈마를 이용하여 육염화이규소를 규소(Si)와 염소(Cl)로 분해함으로써, 파티클 발생을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 기판 처리부(100)는 배출 과정에서 파티클이 생성되지 않는 반응 가스를 이용하여 박막 증착 공정을 수행할 수 있다. 예컨대, 반응 가스는 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 물(H2O), 오존(O3) 중 적어도 하나일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 제 2 배기라인(220)에 상기 포획장치(230)를 설치하지 않고도, 상기 반응 가스로부터 파티클이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 상기 제 2 배기라인(220)을 통과하는 제 2 배기가스에도 상기 소스 가스가 포함되어 있을 수 있으나, 상기 소스 가스의 양이 적으므로, 상기 포획장치(230) 없이도 상기 제 2 배기라인(220)을 통한 원활한 배기를 구현할 수 있다.
상기 제 3 배기라인(240)은 상기 제 1 배기라인(210)을 거쳐 상기 포획장치(230)를 통과한 제 1 배기가스와 상기 제 2 배기라인(220)을 통과한 제 2 배기가스를 배기하도록 배기펌프(300)에 연결된다. 따라서, 상기 제 1 배기라인(210)으로 유입된 제 1 배기가스는 상기 포획장치(230)를 통과하여 소스 가스가 포획된 후에 상기 제 2 배기라인(220)으로 유입된 제 2 배기가스와 합류된 상태로 상기 제 3 배기라인(240)을 통과하여 상기 배기펌프(300)로 보내지게 된다.
상기 제 3 배기라인(240)은 일측이 상기 제 1 배기라인(210)과 제 2 배기라인(220)을 하나의 배관으로 연결하고, 타측이 상기 배기펌프(300)에 연결되도록 설치될 수 있다.
도 2 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 퍼지 가스를 이용하여 가스 배출 영역을 제 1 가스 배출 영역 및 제 2 가스 배출 영역으로 공간적으로 분리하도록 구현될 수 있다.
이를 위해, 상기 퍼지 가스 분사부(160)는 상기 가스 배출 영역(GE, 도 6에 도시됨)에 퍼지 가스를 추가로 분사할 수 있다. 상기 가스 배출 영역(GE)은 상기 공정 챔버(110)의 내주면(110a) 및 상기 기판 지지부(120)의 외주면(120d) 사이에 위치한다. 상기 퍼지 가스 분사부(160)는 상기 가스 배출 영역(GE)에 퍼지 가스를 추가로 분사함으로써, 상기 가스 배출 영역(GE)을 제 1 가스 배출 영역(GE1) 및 제 2 가스 배출 영역(GE2)으로 공간적으로 분리할 수 있다. 상기 제 1 가스 배출 영역(GE1)에는 상기 제 1 배기라인(210)이 연결된다. 상기 제 2 가스 배출 영역(GE2)에는 상기 제 2 배기라인(220)이 연결된다.
이에 따라, 상기 제 1 배기가스는 상기 제 1 가스 배출 영역(GE1)을 거쳐 상기 제 1 배기라인(210)을 통해 상기 공정 챔버(110)의 외부로 배출된다. 상기 제 2 배기가스는, 상기 제 2 가스 배출 영역(GE2)을 거쳐 상기 제 2 배기라인(220)을 통해 상기 공정 챔버(110)의 외부로 배출된다.
따라서, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 상기 제 1 배기가스 및 상기 제 2 배기가스가 배출되는 과정에서 서로 혼합되는 것을 방지함으로써, 상기 소스 가스로부터 파티클이 발생하는 것을 감소시키기 위한 차단력을 증대시킬 수 있다.
상기 퍼지 가스 분사부(160)는 상기 가스 배출 영역(GE)에 퍼지 가스를 추가로 분사할 수 있도록, 상기 기판 지지부(120)의 직경에 해당하는 영역에 비해 더 큰 퍼지 가스 분사 영역(120c)에 퍼지 가스를 분사하도록 구현될 수 있다. 상기 퍼지 가스 분사부(160)는 상기 공정 챔버(110)의 내경에 해당하는 퍼지 가스 분사 영역(120c)에 퍼지 가스를 분사하도록 구현될 수도 있다.
상기 제 1 가스 배출 영역(GE1)에는 상기 제 1 배기구(114)가 위치할 수 있다. 상기 제 1 배기구(114)는 상기 제 1 가스 배출 영역(GE1)에 위치하도록 상기 공정 챔버(110)에 형성될 수 있다. 상기 제 1 배기라인(210)은 상기 제 1 배기구(114)를 통해 상기 제 1 가스 배출 영역(GE1)에 연결될 수 있다.
상기 제 2 가스 배출 영역(GE2)에는 상기 제 2 배기구(114')가 위치할 수 있다. 상기 제 2 배기구(114')는 상기 제 2 가스 배출 영역(GE2)에 위치하도록 상기 공정 챔버(110)에 형성될 수 있다. 상기 제 2 배기라인(220)은 상기 제 2 배기구(114')를 통해 상기 제 2 가스 배출 영역(GE2)에 연결될 수 있다.
도 2 내지 도 7을 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치는 구획부재를 이용하여 가스 배출 영역을 제 1 가스 배출 영역 및 제 2 가스 배출 영역으로 공간적으로 분리하도록 구현될 수도 있다.
이를 위해, 상기 기판 처리부(100)는 상기 가스 배출 영역(GE)에 위치하는 구획부재(116)를 포함할 수 있다. 상기 구획부재(116)는 상기 공정 챔버(110)의 내주면(110a)으로부터 상기 기판 지지부(120)의 외주면(120d) 쪽으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 구획부재(116)는 상기 가스 배출 영역(GE)을 상기 제 1 가스 배출 영역(GE1) 및 상기 제 2 가스 배출 영역(GE2)으로 공간적으로 분리할 수 있다.
따라서, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치는 퍼지 가스 없이 상기 구획부재(116)를 이용하여 상기 제 1 배기가스 및 상기 제 2 배기가스가 배출되는 과정에서 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있으므로, 퍼지 가스를 이용하는 것과 대비할 때 운영비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
상기 구획부재(116)는 일측이 상기 공정 챔버(110)의 내주면(110a)에 결합되고, 타측이 상기 기판 지지부(120)의 외주면(120d)에 접촉되도록 상기 공정 챔버(110)에 결합될 수 있다. 상기 구획부재(116)는 전체적으로 직방체 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 가스 배출 영역(GE)을 공간적으로 분리할 수 있는 형태이면 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 기판 처리부(100)는 상기 구획부재(116)를 복수개 포함할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 본 발명의 다른 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치는 퍼지 가스 및 구획부재 모두를 이용하여 가스 배출 영역을 제 1 가스 배출 영역 및 제 2 가스 배출 영역으로 공간적으로 분리하도록 구현될 수도 있다.
이를 위해, 상기 기판 처리부(100)는 상기 공정 챔버(110)의 내주면(110a)으로부터 상기 기판 지지부(120)의 외주면(120d) 쪽으로 돌출되어 형성되는 구획부재(116)를 포함할 수 있다. 상기 퍼지 가스 분사부(160)는 상기 기판 지지부(120)의 외주면(120d) 및 상기 구획부재(116)의 사이에 퍼지 가스를 분사할 수 있다. 이에 따라, 상기 가스 배출 영역(GE)은 상기 구획부재(116) 및 퍼지 가스의 조합을 통해 상기 제 1 가스 배출 영역(GE1) 및 상기 제 2 가스 배출 영역(GE2)으로 공간적으로 분리될 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치는 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 다른 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치는 상술한 퍼지 가스만을 이용하는 것과 대비할 때, 상기 퍼지 가스 분사부(160)가 퍼지 가스를 분사하는 영역의 크기를 감소시킬 수 있다. 상기 구획부재(116)가 상기 가스 배출 영역(GE)을 공간적으로 분리하고 있는 부분에는 퍼지 가스를 분사할 필요가 없기 때문이다. 따라서, 본 발명의 다른 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치는 상기 제 1 배기가스 및 상기 제 2 배기가스가 배출되는 과정에서 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있으면서도, 이를 위해 요구되는 운영 비용을 줄일 수 있다.
둘째, 본 발명의 다른 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치는 상술한 구획부재만을 이용하는 것과 대비할 때, 상기 구획부재(116)가 상기 기판 지지부(120)의 외주면(120d)에 접촉되지 않도록 구현될 수 있다. 상기 구획부재(116) 및 상기 기판 지지부(120)의 외주면(120d) 사이는 퍼지 가스에 의해 공간적으로 분리되기 때문이다. 따라서, 본 발명의 다른 변형된 실시예에 따른 기판 처리 장치는 상기 구획부재(116)가 상기 기판 지지부(120)의 외주면(120d)에 접촉됨에 따라 마찰에 의해 마모, 손상 등이 발생하는 것을 방지함으로써, 상기 구획부재(116) 및 상기 기판 지지부(120)에 대한 유지 보수 비용을 줄일 수 있다.
상기 퍼지 가스 분사부(160)는 상기 가스 배출 영역(GE)에 퍼지 가스를 추가로 분사할 수 있도록, 상기 기판 지지부(120)의 직경에 비해 크고 상기 공정 챔버(110)의 내경에 비해 작은 퍼지 가스 분사 영역(120c)에 퍼지 가스를 분사하도록 구현될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 기판 처리부 110: 공정 챔버
120: 기판 지지부 130: 챔버 리드
140: 소스 가스 분사부 150: 반응 가스 분사부
160: 퍼지 가스 분사부 200: 가스 처리부
210: 제 1 배기라인 220: 제 2 배기라인
230: 포획장치 240: 제 3 배기라인
300: 배기펌프
120: 기판 지지부 130: 챔버 리드
140: 소스 가스 분사부 150: 반응 가스 분사부
160: 퍼지 가스 분사부 200: 가스 처리부
210: 제 1 배기라인 220: 제 2 배기라인
230: 포획장치 240: 제 3 배기라인
300: 배기펌프
Claims (11)
- 소스 가스와 반응 가스가 분사되는 기판 처리 장치에 있어서,
상기 반응 가스에 비해 상기 소스 가스가 더 많이 포함된 제 1 배기가스를 배기하는 제 1 배기라인;
상기 소스 가스에 비해 상기 반응 가스가 더 많이 포함된 제 2 배기가스를 배기하는 제 2 배기라인;
상기 제 1 배기라인에 설치된 포획장치;
상기 포획장치를 통과한 제 1 배기가스와 상기 제 2 배기라인을 통과한 제 2 배기가스를 배기하도록 배기펌프에 연결되는 제 3 배기라인; 및
공간적으로 분리된 소스 가스 분사 영역 및 반응 가스 분사 영역 각각에 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스를 분사하여 기판에 박막을 증착시키는 박막 증착 공정을 수행하는 기판 처리부를 포함하고,
상기 포획장치는 상기 제 1 배기라인에 유입된 소스 가스를 포획하며,
상기 기판 처리부는 공정 공간을 마련하는 공정 챔버, 상기 공정 챔버 내부에 설치되어 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판 지지부, 및 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역이 공간적으로 분리되도록 상기 소스 가스 분사 영역과 상기 반응 가스 분사 영역의 사이에 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 가스 분사부를 포함하고,
상기 퍼지 가스 분사부는 상기 공정 챔버의 내주면 및 상기 기판 지지부의 외주면 사이의 가스 배출 영역에 퍼지 가스를 추가로 분사하여 상기 가스 배출 영역을 제 1 가스 배출 영역 및 제 2 가스 배출 영역으로 공간적으로 분리하며,
상기 제 1 배기라인은 상기 제 1 가스 배출 영역에 연결되게 상기 공정 챔버에 결합되고,
상기 제 2 배기라인은 상기 제 2 가스 배출 영역에 연결되게 상기 공정 챔버에 결합되며,
상기 퍼지 가스 분사부는 상기 공정 챔버의 내경에 해당하는 퍼지 가스 분사 영역에 퍼지 가스를 분사하여 상기 제 1 배기라인에 연결된 상기 제 1 가스 배출 영역과 상기 제 2 배기라인에 연결된 상기 제 2 가스 배출 영역을 공간적으로 분리하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 포획장치는 파티클 생성을 방지하기 위한 플라즈마 트랩을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 반응 가스는 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 물(H2O), 오존(O3) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 공정 챔버는 상기 제 1 가스 배출 영역에 위치하도록 형성되는 제 1 배기구, 및 상기 제 2 가스 배출 영역에 위치하도록 형성되는 제 2 배기구를 포함하고,
상기 제 1 배기라인은 상기 제 1 배기구를 통해 상기 제 1 가스 배출 영역에 연결되고,
상기 제 2 배기라인은 상기 제 2 배기구를 통해 상기 제 2 가스 배출 영역에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 퍼지 가스 분사부는 상기 소스 가스와 상기 반응 가스의 분사 압력에 비해 더 높은 분사 압력으로 퍼지 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 공정 챔버는 상기 제 1 가스 배출 영역에 위치하도록 형성되는 제 1 배기구, 및 상기 제 2 가스 배출 영역에 위치하도록 형성되는 제 2 배기구를 포함하고,
상기 제 1 배기라인은 상기 제 1 배기구를 통해 상기 제 1 가스 배출 영역으로부터 소스 가스를 배출시키고,
상기 제 2 배기라인은 상기 제 2 배기구를 통해 상기 제 2 가스 배출 영역으로부터 반응 가스를 배출시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판 처리부는,
상기 공정 챔버의 상부를 덮는 챔버 리드;
상기 챔버 리드에 마련되고, 상기 소스 가스 분사 영역에 소스 가스를 분사하는 소스 가스 분사부; 및
상기 챔버 리드에 마련되고, 상기 반응 가스 분사 영역에 반응 가스를 분사하는 반응 가스 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
JP2004124193A (ja) | 2002-10-03 | 2004-04-22 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置 |
JP2010056470A (ja) | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置及び成膜方法 |
JP2015151564A (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 原子層堆積成膜装置 |
WO2015134156A1 (en) * | 2014-03-06 | 2015-09-11 | Applied Materials, Inc. | Plasma foreline thermal reactor system |
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