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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023036572
(43)【公開日】2023-03-14
(54)【発明の名称】基板処理装置
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/31 20060101AFI20230307BHJP
   H01L 21/02 20060101ALI20230307BHJP
【FI】
H01L21/31 B
H01L21/02 Z
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022140304
(22)【出願日】2022-09-02
(31)【優先権主張番号】10-2021-0117026
(32)【優先日】2021-09-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2021-0117027
(32)【優先日】2021-09-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2021-0118316
(32)【優先日】2021-09-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0100376
(32)【優先日】2022-08-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】316008145
【氏名又は名称】ウォニク アイピーエス カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】WONIK IPS CO.,LTD.
【住所又は居所原語表記】75,Jinwisandan-ro,Jinwi-myeon,Pyeongtaek-si,Gyeonggi-do,17709,Republic of Korea
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】TRY国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】キム テドン
(72)【発明者】
【氏名】イ ジョンファン
(72)【発明者】
【氏名】ジョン チョンファン
(72)【発明者】
【氏名】ノ ソンホ
(72)【発明者】
【氏名】キム ヨンジュン
(72)【発明者】
【氏名】クム ムンチョル
(72)【発明者】
【氏名】パク チャンス
(72)【発明者】
【氏名】キム ミスク
(72)【発明者】
【氏名】キム ヨンギ
【テーマコード(参考)】
5F045
【Fターム(参考)】
5F045AD08
5F045AD09
5F045AD10
5F045AD11
5F045AE17
5F045AE19
5F045AE21
5F045AE23
5F045AE25
5F045AE30
5F045BB17
5F045DP02
5F045DQ10
5F045EB10
5F045EE19
5F045EF05
5F045EK07
(57)【要約】
【課題】高圧及び低圧によって基板処理が行われる基板処理装置を提供する。
【解決手段】本発明の基板処理装置は、内部空間が形成され、底面120中心側に取り付け溝130が形成されるプロセスチャンバ100と、前記取り付け溝130に内挿されるように設けられ、上面に基板1が載置される基板支持部200と、前記内部空間に上下移動可能に設けられ、下降を通じて一部が前記取り付け溝130に隣接した前記底面120と密着して前記基板支持部200が内部に位置する密閉された処理空間S2を形成するインナーリード部300と、前記プロセスチャンバ100上部を貫通して設けられ、前記インナーリード部300の上下移動を駆動するインナーリード駆動部600と、を含み、前記インナーリード部300は、前記内部空間で上下移動するインナーリード310と、前記インナーリード310内部に前記処理空間S2と連通され備えられるガス供給流路320とを含む。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部空間が形成され、底面の中心側に取り付け溝が形成されるプロセスチャンバと、
前記取り付け溝に内挿されるように設けられ、上面に基板が載置される基板支持部と、
前記内部空間に上下移動可能に設けられ、下降を通じて一部が前記取り付け溝に隣接した前記底面と密着して、前記内部空間を前記基板支持部が内部に位置する密閉された処理空間と、それ以外の非処理空間に分割するインナーリード部と、
前記プロセスチャンバの上部を貫通して設けられ、前記インナーリード部の上下移動を駆動するインナーリード駆動部と、
を含み、
前記インナーリード部は、
前記内部空間で上下移動するインナーリードと、前記インナーリードの内部に前記処理空間と連通され備えられるガス供給流路と、を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項2】
前記インナーリード部の下部に配置され、前記ガス供給流路を介して伝達されるプロセスガスを前記処理空間に噴射するガス供給部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記ガス供給部は、
前記インナーリード部の下側に配置され、多数の噴射孔が備えられる噴射プレートを含むことを特徴とする請求項2に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記ガス供給部は、
前記噴射プレートの縁を支持し、前記インナーリード部の底面に結合する噴射プレート支持部を含むことを特徴とする請求項3に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記噴射プレートは、
前記インナーリード部との間に前記プロセスガスが拡散する拡散空間を形成するように、前記インナーリード部の下側に離隔配置されることを特徴とする請求項3に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記インナーリードは、
底面に前記ガス供給部の少なくとも一部が挿入され設けられる挿入取り付け溝が形成されることを特徴とする請求項2に記載の請求項2に記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記ガス供給部は、
前記挿入取り付け溝に挿入され設けられた状態で、底面が前記インナーリードの底面と平面をなすことを特徴とする請求項6に記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記インナーリードは、
底面中心側に前記ガス供給流路の終端と連結されるガス導入溝が形成されることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項9】
前記プロセスチャンバは、
前記インナーリード部と接触する下部面に外部から導入される前記プロセスガスを伝達するように備えられるガス導入流路を含み、
前記インナーリード部は、
下降を通じて前記底面と密着することにより、前記ガス導入流路と前記ガス供給流路とを連結して、前記ガス供給流路にプロセスガスが供給されることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項10】
前記ガス供給流路は、
前記インナーリードの縁側の前記ガス導入流路に対応する位置に備えられ、前記ガス導入流路と連結される垂直供給流路と、前記垂直供給流路から前記インナーリードの中心側に備えられる水平供給流路を含むことを特徴とする請求項9に記載の基板処理装置。
【請求項11】
前記処理空間と連通し、前記処理空間に対する圧力を調節する処理空間圧力調節部と、
前記非処理空間と連通し、前記処理空間と独立して前記非処理空間に対する圧力を調節する非処理空間圧力調節部と、
前記処理空間圧力調節部及び前記非処理空間圧力調節部を介した前記処理空間及び前記非処理空間に対する圧力調節を制御する制御部と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項12】
前記処理空間圧力調節部は、
前記処理空間にプロセスガスを供給するガス供給部と、前記処理空間に対する排気を行うガス排気部と、を含み、
前記非処理空間圧力調節部は、
前記プロセスチャンバの一側面に形成されるガス排気ポートに連結され、前記非処理空間に対する排気を行う非処理空間ガス排気部と、前記プロセスチャンバの他側面に形成されるガス供給ポートに連結され、前記非処理空間に充填ガスを供給する非処理空間ガス供給部と、を含むことを特徴とする請求項9に記載の基板処理装置。
【請求項13】
前記制御部は、
前記インナーリード部の上昇前に、前記処理空間と前記非処理空間の圧力が互いに等しくなるように、前記処理空間圧力調節部及び前記非処理空間圧力調節部の少なくとも一つを制御することを特徴とする請求項11に記載の基板処理装置。
【請求項14】
前記制御部は、
前記処理空間圧力調節部を介して基板処理のために前記基板が載置される前記処理空間の圧力を常圧より高い第1圧力と常圧より低い第2圧力との間で変圧することを特徴とする請求項11に記載の基板処理装置。
【請求項15】
前記インナーリード部に設けられ、前記処理空間に位置する前記基板に対する温度を調節する温度調節部を含むことを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項16】
前記基板支持部は、
上面に前記基板が載置される基板支持プレートと、前記取り付け溝の底を貫通して前記基板支持プレートと連結される基板支持ポストと、前記基板支持プレート内部に設けられる内部ヒータと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項17】
前記温度調節部は、
前記インナーリード部に設けられ、前記基板を加熱又は冷却する温度調節プレートと、前記トップリードを貫通して前記温度調節プレートに結合するロッド部と、を含むことを特徴とする請求項15に記載の基板処理装置。
【請求項18】
前記温度調節部は、
前記インナーリードの下側で前記貫通口を特徴とする請求項17に記載の基板処理装置。
【請求項19】
前記温度調節プレートは、
平面上互いに区分され、互いに独立して温度調節が可能な少なくとも2つの温度調節領域を含むことを特徴とする請求項17に記載の基板処理装置。
【請求項20】
前記温度調節部の加熱又は冷却を制御する温度制御部をさらに含み、
前記温度制御部は、
前記処理空間の変圧過程の間、前記基板又は前記処理空間の温度を一定に維持するように前記温度調節部を制御することを特徴とする請求項15に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板処理装置に関し、より詳細には、高圧及び低圧によって基板処理が行われる基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
基板処理装置は、ウエハなどの基板に対する工程を処理するものであり、一般に基板に対するエッチング、蒸着、熱処理などを行うことができる。
【0003】
このとき、基板上に蒸着による成膜する場合、基板の薄成膜後の膜内不純物除去及び膜の特性を改善するための工程が求められている。
【0004】
特に、3次元半導体素子、高いアスペクト比を有する基板の登場に応じてステップカバレッジの規格を満たすために蒸着温度をより低温化するか、不純物の含量の高いガスを必然的に使用することより、膜内の不純物除去がさらに難しくなっている実状である。
【0005】
従って、基板上に薄膜形成後の薄膜特性の劣化がなくても薄膜内に存在する不純物を除去して薄膜の特性を改善することができる基板処理方法とこれを行う基板処理装置が求められている。
【0006】
また、基板上の薄膜だけでなく、チャンバ内部に残っている微量の不純物などにより、蒸着される薄膜が汚染されるなどの問題があり、これにより、基板を支持する基板支持部を含むチャンバ内部に対する不純物の除去などが必要である。
【0007】
このような問題点を改善するために、従来の特許文献1は、高圧及び低圧の雰囲気を繰り返し形成し、基板表面及びチャンバ内部の不完全性を低減して薄膜の特性を改善する基板処理方法を開示した。
【0008】
しかし、従来の基板処理装置に前述した基板処理方法を適用する場合、基板を処理する処理空間の容積が比較的大きいため、速い圧力変化速度を実現できず、低圧である0.01Torrから高圧である5Barレベルの広い圧力範囲を短時間で繰り返し行う工程を実現できないという問題があった。
【0009】
このような問題点を改善するために、従来の基板処理装置に処理空間の容積を最小化したが、処理空間内にプロセスガスを供給するためのガス供給部の構成により依然としてデッドボリュームが増加する問題があった。
【0010】
また、制限された処理空間内の容積を最小化しながらガス供給部を別途設けなければならないことから、基板支持部に隣接した位置にガス供給部を配置しており、これにより、基板縁側からプロセスガスが供給され、基板中心側までスムーズにプロセスガスが伝達できず、均一な基板処理が行えないという問題があった。
【0011】
特に、従来の基板処理装置は、基板支持部とガス供給部との間に処理空間を排気するためのポンプ流路が形成されているが、基板中心側までプロセスガスが伝達されないという問題があった。
【0012】
また、従来の基板処理装置は、高圧と低圧との間の繰り返し変圧により基板処理を行うことにより、密閉された処理空間のためのシールの損傷が容易に生じ、これにより、高圧環境で内部のプロセスガスが漏れるか、低圧環境で外部の不純物が流入しやすい問題があった。
【0013】
また、従来の基板処理装置は、高圧と低圧が繰り返し変圧される処理空間に対する排気を単一ラインで行うことにより、外部に連結される外部真空ポンプが高圧に曝され、損傷するなど耐久性が低下する問題があった。
【0014】
また、処理空間が最小化されるにつれて、基板を導入及び搬出することが難しく、基板搬送が困難な問題があった。
【0015】
しかし、従来の基板処理装置を介して当該工程を行う場合、基板が処理される処理空間内の圧力が急変するにつれて温度変化が発生し、このような温度変化を能動的に制御できないため、基板処理の完成度が低下するという問題があった。
【0016】
より具体的には、基板を支持する基板支持部を介した基板加熱時、基板の処理面とヒータと間の間接接触による熱伝達効率の低下、基板支持部とプロセスチャンバの下部面との間の近接性による熱損失、基板支持部内に設けられるヒータの特性で急変する温度に対応して基板温度を制御できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0017】
【特許文献1】韓国 特許出願第10-2021-0045294A号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
本発明の目的は、前記の問題を解決するために、基板中心側までスムーズにガス供給が可能な基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明は、前記のような本発明の目的を達成するために創出されたものであり、本発明は、内部空間が形成され、底面の中心側に取り付け溝が形成されるプロセスチャンバと、前記取り付け溝に内挿されるように設けられ、上面に基板が載置される基板支持部と、前記内部空間に上下移動可能に設けられ、下降を通じて一部が前記取り付け溝に隣接した前記底面と密着して、前記内部空間を前記基板支持部が内部に位置する密閉された処理空間と、それ以外の非処理空間に分割するインナーリード部と、前記プロセスチャンバの上部を貫通して設けられ、前記インナーリード部の上下移動を駆動するインナーリード駆動部と、を含み、前記インナーリード部は、前記内部空間で上下移動するインナーリードと、前記インナーリード内部に前記処理空間と連通され備えられるガス供給流路と、を含むことを特徴とする基板処理装置を開示する。
【0020】
前記インナーリード部の下部に配置され、前記ガス供給流路を介して伝達されるプロセスガスを前記処理空間に噴射するガス供給部をさらに含むことができる。
【0021】
前記ガス供給部は、前記インナーリード部の下側に配置され、多数の噴射孔が備えられる噴射プレートを含むことができる。
【0022】
前記ガス供給部は、前記噴射プレートの縁を支持し、前記インナーリード部の底面に結合する噴射プレート支持部を含むことができる。
【0023】
前記ガス供給部は、前記噴射プレート支持部を貫通して、前記インナーリード部に結合する複数の締結部材をさらに含むことができる。
【0024】
前記噴射プレートは、前記インナーリード部との間に前記プロセスガスが拡散する拡散空間を形成するように、前記インナーリード部の下側に離隔配置され得る。
【0025】
前記噴射プレートは、金属又は石英材質からなっていてもよい。
【0026】
前記噴射プレート支持部は、内面に中心側に向かって突出形成され、前記噴射プレートの底面の縁が載置される支持段差を含むことができる。
【0027】
前記インナーリードは、底面に前記ガス供給部の少なくとも一部が挿入され設けられる挿入取り付け溝が形成され得る。
【0028】
前記挿入取り付け溝は、内面が縁の中心側に行くほど、上側に高くなる傾斜が形成され得る。
【0029】
前記ガス供給部は、前記挿入取り付け溝に挿入され設けられた状態で、底面が前記インナーリードの底面と平面をなしてもよい。
【0030】
前記インナーリードは、底面中心側に前記ガス供給流路の終端と連結されるガス導入溝が形成される。
【0031】
前記ガス供給部は、前記ガス導入溝に挿入配置され、供給される前記プロセスガスを拡散する拡散部材をさらに含むことができる。
【0032】
前記拡散部材は、中心に行くほど、高さが高くなるように側面に傾斜面が形成されてもよい。
【0033】
前記プロセスチャンバは、前記インナーリード部と接触する下部面に外部から導入される前記プロセスガスを伝達するように備えられるガス導入流路を含み、前記インナーリード部は、下降を通じて前記底面と密着することにより、前記ガス導入流路と前記ガス供給流路とを連結して、前記ガス供給流路にプロセスガスが供給されてもよい。
【0034】
前記ガス供給流路は、前記インナーリードの縁側の前記ガス導入流路に対応する位置に備えられ、前記ガス導入流路と連結される垂直供給流路と、前記垂直供給流路で前記インナーリードの中心側に備えられる水平供給流路を含むことができる。
【0035】
前記処理空間と連通し、前記処理空間に対する圧力を調節する処理空間圧力調節部と、前記非処理空間と連通し、前記処理空間と独立して前記非処理空間に対する圧力を調節する非処理空間圧力調節部と、前記処理空間圧力調節部及び前記非処理空間圧力調節部を介した前記処理空間及び前記非処理空間に対する圧力調節を制御する制御部と、を含むことができる。
【0036】
前記処理空間圧力調節部は、前記処理空間にプロセスガスを供給するガス供給部と、前記処理空間に対する排気を行うガス排気部と、を含み、前記非処理空間圧力調節部は、前記プロセスチャンバの一側面に形成されるガス排気ポートに連結され、前記非処理空間に対する排気を行う非処理空間ガス排気部と、前記プロセスチャンバの他側面に形成されるガス供給ポートに連結され、前記非処理空間に充填ガスを供給する非処理空間ガス供給部と、を含むことができる。
【0037】
前記制御部は、前記インナーリード部の上昇前に、前記処理空間と前記非処理空間の圧力が互いに等しくなるように、前記処理空間圧力調節部及び前記非処理空間圧力調節部の少なくとも一つを制御することができる。
【0038】
前記制御部は、前記処理空間圧力調節部を介して基板処理のために前記基板が載置される前記処理空間の圧力を常圧より高い第1圧力と常圧より低い第2圧力との間で変圧することができる。
【0039】
前記制御部は、前記非処理空間圧力調節部を介して基板処理が行われる間、前記非処理空間の圧力を真空の維持することができる。
【0040】
前記制御部は、前記非処理空間圧力調節部を介して基板処理が行われる間、前記非処理空間の圧力を前記処理空間の圧力より低く維持することができる。
【0041】
前記制御部は、前記処理空間圧力調節部を介して前記第1圧力から常圧に前記処理空間の圧力を下降させ、常圧から真空の前記第2圧力に前記処理空間の圧力を段階的に下降させることができる。
【0042】
前記制御部は、基板処理のために前記処理空間圧力調節部を介して前記処理空間の圧力を前記第1圧力から前記第2圧力を経て前記第1圧力に順次に複数回繰り返し変圧することができる。
【0043】
前記インナーリード部に設けられ、前記処理空間に位置する前記基板に対する温度を調節する温度調節部を含むことができる。
【0044】
前記基板支持部は、上面に前記基板が載置される基板支持プレートと、前記取り付け溝の底を貫通して前記基板支持プレートと連結される基板支持ポストと、前記基板支持プレート内部に設けられる内部ヒータと、を含むことができる。
【0045】
前記温度調節部は、前記インナーリード部に設けられ、前記基板を加熱又は冷却する温度調節プレートと、前記トップリードを貫通して前記温度調節プレートに結合するロッド部と、を含むことができる。
【0046】
前記温度調節プレートは、前記基板に対応する前記インナーリード部の中心側に形成される貫通口に設けることができる。
【0047】
前記温度調節部は、前記インナーリード部の下側で前記貫通口に結合し、前記温度調節プレートを覆うバッファープレートをさらに含むことができる。
【0048】
前記温度調節部は、前記インナーリード部の上側で前記貫通口を覆うように設けられるカバープレートをさらに含むことができる。
【0049】
前記温度調節プレートは、前記インナーリード部の底面の前記基板に対向する位置に設けることができる。
【0050】
前記温度調節部は、前記基板を加熱するためのハロゲン又はLEDヒータであってもよい。
【0051】
前記温度調節プレートは、前記基板に対応する前記インナーリード部の上部面の中心側に形成される挿入溝に挿入され設けられ得る。
【0052】
前記温度調節プレートは、平面上互いに区分され、互いに独立して温度調節が可能な少なくとも2つの温度調節領域を含むことができる。
【0053】
前記温度調節領域は、平面上円形である前記温度調節プレートと中心を共有して、前記基板の中心側に対応する位置で平面上、円形に区分される第1温度調節領域と、前記温度調節プレートの縁で区分される第3温度調節領域と、前記第1温度調節領域と前記第3温度調節領域との間に区分される第2温度調節領域を含むことができる。
【0054】
前記温度調節部の加熱又は冷却を制御する温度制御部をさらに含み、前記温度制御部は、前記第3温度調節領域を前記第1温度調節領域より高い温度で制御することができる。
【0055】
前記温度調節部の加熱又は冷却を制御する温度制御部をさらに含み、前記温度制御部は、前記処理空間の変圧過程の間、前記基板又は前記処理空間の温度を一定に維持するように前記温度調節部を制御することができる。
【0056】
本発明は、内部空間を形成し、一側にゲートが形成されるプロセスチャンバと、上面に基板が載置される基板支持部と、前記基板支持部と対向されて前記内部空間で上下移動可能なように設けられるインナーリード部を含む基板処理装置の基板処理方法であって、外部に備えられた搬送ロボットにより、前記基板を、前記ゲートを介して前記内部空間に導入し、前記基板支持部に載置される基板導入ステップと、前記基板導入ステップを介して前記基板が前記基板支持部に載置された状態で、前記インナーリード部を下降させて一部を前記プロセスチャンバの底面と密着させることにより、前記内部空間を密閉された処理空間とそれ以外の非処理空間に分割形成する処理空間形成ステップと、前記処理空間内に配置された前記基板に対する基板処理を行う基板処理ステップと、を含む基板処理方法を開示する。
【0057】
前記基板処理ステップを通じた基板処理後に、前記インナーリード部を上昇させ、密閉された前記処理空間を解除する処理空間解除ステップと、外部に備えられた搬送ロボットにより、基板処理が完了した前記基板を、前記ゲートを介して内部空間から外部に搬出する基板搬出ステップと、を含むことができる。
【0058】
前記基板導入ステップ、前記処理空間形成ステップ、前記基板処理ステップ、前記処理空間解除ステップ及び前記基板搬出ステップは順次に複数回繰り返し行うことができる。
【0059】
前記基板導入ステップを通介して前記内部空間への前記基板導入前に、前記インナーリード部が上昇された状態で、前記処理空間側を介してガスを供給し、前記非処理空間側を介してガスを排気する洗浄ステップを含むことができる。
【0060】
前記基板処理ステップは、前記処理空間の圧力を常圧より高い第1圧力に上昇させる圧力上昇ステップと、前記処理空間の圧力を第1圧力から第2圧力に下降させる圧力下降ステップと、を含むことができる。
【0061】
前記第2圧力は、常圧より低い圧力であってもよい。
【0062】
前記圧力下降ステップは、前記処理空間の圧力を前記第1圧力から常圧に下降させる第1圧力下降ステップと、前記処理空間の圧力を常圧から常圧より低い前記第2圧力に下降させる第2圧力下降ステップと、を含むことができる。
【0063】
前記基板処理ステップは、前記非処理空間の圧力を常圧より低い真空圧に一定に維持することができる。
【0064】
前記処理空間解除ステップは、前記非処理空間及び前記処理空間の少なくとも一つの圧力を調節し、前記非処理空間と前記処理空間との間の圧力差を予め設定された範囲内に調節する圧力調節ステップと、前記インナーリード部(を上昇させ、前記処理空間を解除するインナーリード上昇ステップと、を含むことができる。
【0065】
前記圧力調節ステップは、前記非処理空間及び前記処理空間の圧力が互いに等しくなるように調節することができる。
【0066】
前記プロセスチャンバは、前記ゲートを開閉するゲートバルブをさらに含み、前記処理空間形成ステップの後に、前記ゲートバルブを介して前記ゲートを閉鎖し、前記内部空間を密閉するゲート閉鎖ステップを含むことができる。
【発明の効果】
【0067】
本発明による基板処理装置は、チャンバ内部の基板が処理される処理空間の容積を最小化して、広い圧力範囲の圧力変化速度を向上させることができ、これにより、低圧の0.01Torrから高圧の5Barまで1Bar/sの高い変化速度で圧力変化が可能な利点がある。
【0068】
また、本発明による基板処理装置は、基板支持部の上側でプロセスガスを噴射するにつれて、基板支持部の隣接位置に別途のガス供給部の構成設置を省略して、デッドボリュームを低減し、容積最小化が可能な利点がある。
【0069】
また、本発明による基板処理装置は、基板支持部の上側で基板に向けてプロセスガスを噴射するにつれて、基板の縁側だけでなく、中心側に対するスムーズなプロセスガス供給が可能であり、これにより、均一な基板処理が可能な利点がある。
【0070】
また、本発明による基板処理装置は、処理空間とプロセスチャンバの外部空間との間に非処理空間の一種のバッファー空間を形成することで、処理空間のプロセスガスなどの有害物質のプロセスチャンバ外部への流出を防止することによって、基板処理の安全性を向上させることができる利点がある。
【0071】
また、本発明による基板処理装置は、処理空間とプロセスチャンバの外部空間との間に非処理空間を形成し、非処理空間の圧力を制御することによって、処理空間への不純物などの流入を防止して、基板処理の品質を向上させることができる利点がある。
【0072】
また、本発明による基板処理装置は、処理空間の排気を圧力に応じて二元化することによって、処理空間に対する排気効率を増大させ、装置構成の耐久性を向上させることができる利点がある。
【0073】
また、本発明による基板処理装置は、プロセスチャンバの内部の基板が処理される処理空間の容積を最小化しながらも、基板のプロセスチャンバの内部、さらに、処理空間内部への導入及び搬出が容易に移送可能な利点がある。
【0074】
本発明による基板処理装置は、基板が処理される処理空間の容積を最小化して、広い圧力範囲の圧力変化速度を向上させ、これによる基板の温度変化に対応して精密な温度制御が可能な利点がある。
【0075】
特に、本発明による基板処理装置は、急激な加減圧の変化による温度変化要因にも基板の温度を一定に維持するように調節して、工程効果を増大して、均一な膜質形成が可能な利点がある。
【0076】
また、本発明による基板処理装置は、基板処理面である上側で直接加熱又は冷却を行うところ、温度補償が速く、基板に対する迅速且つ精密な温度制御が可能な利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0077】
図1】本発明による基板処理装置の様子を示す断面図である。
図2図1による基板処理装置におけるインナーリード部が上昇した状態の様子を示す断面図である。
図3図2による基板処理装置におけるA部分の様子を示す拡大断面図である。
図4図1による基板処理装置におけるガス噴射部の一部の様子を示す底面斜視図である。
図5】本発明による基板処理装置の別の実施例を示す断面図である。
図6図1による基板処理装置を介して行われる処理空間及び非処理空間それぞれの圧力変化の様子を示すグラフである。
図7図1による基板処理装置における温度調節部の様子を示す断面図である。
図8図1による基板処理装置における温度調節部の別の実施例を示す断面図である。
図9図1による基板処理装置における温度調節部の区分される温度調節領域の様子を示す底面図である。
図10図1による基板処理装置を利用した基板処理方法を示す流れ図である。
図11図10による基板処理方法における基板処理ステップの様子を示す流れ図である。
図12図10による基板処理方法における処理空間解除ステップの様子を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0078】
以下、本発明による基板処理装置について、添付図面を参照して説明すれば以下の通りである。
【0079】
本発明による基板処理装置は、図1に示されるように、上部が開放され、底面120の中心側に取り付け溝130が形成され、一側に基板1を搬出入するためのゲート111を含むチャンバ本体110と、前記チャンバ本体110の上部に結合され非処理空間S1を形成するトップリード140を含むプロセスチャンバ100と、前記取り付け溝130に内挿されるように設けられ、上面に基板1が載置される基板支持部200と、前記内部空間に上下移動可能に設けられ、下降を通じて一部が前記取り付け溝130に隣接した前記底面120と密着して、前記基板支持部200が内部に位置する密閉された処理空間S2を形成するインナーリード部300と、前記プロセスチャンバ100の上部を貫通して設けられ、前記インナーリード部300の上下移動を駆動するインナーリード駆動部600と、を含む。
【0080】
また、本発明による基板処理装置は、前記処理空間S2と連通し、前記処理空間S2に対する圧力を調節する処理空間圧力調節部400と、前記非処理空間S1と連通し、前記処理空間S2と独立して前記非処理空間S1に対する圧力を調節する非処理空間圧力調節部500と、を含む。
【0081】
また、本発明による基板処理装置は、処理空間圧力調節部400及び非処理空間圧力調節部500を介した処理空間S2及び非処理空間S1に対する圧力調節を制御する制御部をさらに含むことができる。
【0082】
また、本発明による基板処理装置は、基板支持部200と取り付け溝130の内面との間に設けられ、基板支持部200と取り付け溝130の内面との間の空間の少なくとも一部を占める充填部材700を含むことができる。
【0083】
また、本発明による基板処理装置は、プロセスチャンバ100に導入及び搬出される基板1を支持し、基板支持部に200に載置する基板支持ピン部800をさらに含むことができる。
【0084】
また、本発明による基板処理装置は、インナーリード部300に設けられ、処理空間S2に位置する基板1に対する温度を調節する温度調節部1100を含む。
【0085】
ここで、処理対象となる基板1は、LCD、LED、OLEDなどの表示装置に使用する基板、半導体基板、太陽電池基板、ガラス基板などのすべての基板を含む意味である。
【0086】
前記プロセスチャンバ100は、内部に内部空間が形成される構成であり、様々な構成が可能である。
【0087】
例えば、前記プロセスチャンバ100は、上部が開放されたチャンバ本体110とチャンバ本体110の開放された上部を覆い、チャンバ本体110と共に密閉された非処理空間S1を形成するトップリード140を含むことができる。
【0088】
また、前記プロセスチャンバ100は、内部空間の底を形成する底面120と、底面120に基板支持部200が設けられるように形成される取り付け溝130と、を含むことができる。
【0089】
また、前記プロセスチャンバ100は、基板1を搬出入するためにチャンバ本体110の一側に形成されるゲート111を開閉するためのゲートバルブ150をさらに含むことができる。
【0090】
また、前記プロセスチャンバ100は、後記する基板支持部800の基板支持リング820を設けるために、下部面に形成される支持ピン取り付け溝160をさらに含むことができる。
【0091】
また、前記プロセスチャンバ100は、インナーリード部300と接触する下部面に外部から導入されるプロセスガスを伝達するように備えられるガス導入流路190を含むことができる。
【0092】
また、前記プロセスチャンバ100は、一側に、後記する非処理空間ガス供給部510が連結され、充填ガスを非処理空間S1に供給するように備えられるガス供給ポート170をさらに含むことができる。
【0093】
また、前記プロセスチャンバ100は、他側に、後記する非処理空間ガス排気部520が連結され、非処理空間S1を排気するように備えられるガス排気ポート180をさらに含むことができる。
【0094】
前記チャンバ本体110は、上部が開放され、後記するトップリード140と共に内部に密閉された非処理空間S1を形成することができる。
【0095】
このとき、前記チャンバ本体110は、アルミニウムをはじめとする金属材質からなっていてもよく、別の例として、石英材質からなっていてもよく、従来開示されたチャンバと共に直方体形状であってもよい。
【0096】
前記トップリード140は、上部が開放されたチャンバ本体110の上側に結合され、チャンバ本体110と共に内部に密閉された非処理空間S1を形成する構成であってもよい。
【0097】
このとき、前記トップリード140は、チャンバ本体110の形状に対応して、平面上、長方形の形状であってもよく、チャンバ本体110と同じ材質で構成されてもよい。
【0098】
また、前記トップリード140は、後記するインナーリード駆動部600が貫通して設けられるように、複数の貫通孔が形成されてもよく、底面に、後記する第1ベローズ630の終端が結合され、外部への各種ガス及び異質物の漏れを防止することができる。
【0099】
一方、前記トップリード140の構成を省略し、前記チャンバ本体110が内部に密閉された非処理空間S1を形成する一体型に形成してもよいことは勿論である。
【0100】
前記プロセスチャンバ100は、内側の下部面が非処理空間S1の底を形成する底面120と、底面120に、後記する基板支持部200が設けられるように形成される取り付け溝130を含むことができる。
【0101】
より具体的に、前記プロセスチャンバ100は、図1に示されるように、下部面の中心側に、後記する基板支持部200に対応して、段差を有して取り付け溝130が形成されてもよく、取り付け溝130の縁に底面120が構成されてもよい。
【0102】
即ち、前記プロセスチャンバ100は、内側の下部面に基板支持部200が設けられるための取り付け溝130が段差を有して形成され、それ以外の部分は、底面120と定義され、取り付け溝130より高い高さに形成することができる。
【0103】
前記ゲートバルブ150は、基板1を搬出入するためにチャンバ本体110の一側に形成されるゲート111を開閉するための構成であり、様々な構成が可能である。
【0104】
このとき、前記ゲートバルブ150は、上下駆動及び前後退駆動を介してチャンバ本体110と密着又は解除されることにより、ゲート111を閉鎖又は開放することができ、別の例として、対角線方向への単一駆動を介してゲート111を開放又は閉鎖することができ、この過程で、シリンダー、カム、電磁気など従来開示された様々な形態の駆動方法を適用することができる。
【0105】
前記支持ピン取り付け溝160は、基板1を支持し、基板支持部200に載置するか、基板支持部200から上側に離隔して基板1を支持することにより、基板1が導入及び搬出する基板支持ピン部800を設けるための構成であり、様々な構成が可能である。
【0106】
例えば、前記支持ピン取り付け溝160は、後記する基板支持リング820が設けられるように、基板支持リング820に対応して平面上、環状の溝で形成することができる。
【0107】
このとき、前記支持ピン取り付け溝160は、プロセスチャンバ100の下部面に基板支持リング820が設けられる位置に対応して設けられてもよく、より具体的には、取り付け溝130に形成することができる。
【0108】
即ち、前記支持ピン取り付け溝160は、底面120から段差を有して形成される取り付け溝130に形成されてもよく、基板支持リング820が設けられた状態で、上下移動可能に一定の深さを有して形成することができる。
【0109】
これにより、前記支持ピン取り付け溝160は、基板支持リング820が設けられ、複数の基板支持ピン810が上側に充填部材700及び基板支持プレート210を貫通して設けられ得る。
【0110】
一方、前記支持ピン取り付け溝160は、取り付け溝130に形成され、一定の容積を形成するので、後記するインナーリード部300により形成される処理空間S2の容積増加を引き起こす問題があった。
【0111】
このような問題点を改善するために、後記する充填部材700が取り付け溝130に設けられ、支持ピン取り付け溝160を覆うことにより、処理空間S2と支持ピン取り付け溝160が形成する空間の間を遮断することができ、これにより、処理空間S2を最小容積で形成することができる。
【0112】
より具体的に、前記支持ピン取り付け溝160がない場合には、後記する基板支持ピン810及び基板支持リング820のための空間が、基板支持プレート210の下部に別途必要となるため、デッドボリュームの増加を引き起こし、デッドボリュームの除去のために基板支持ピン810及び基板支持リング820が下降時、内部に挿入されるように支持ピン取り付け溝160を形成することができる。
【0113】
一方、前述と違って、前記支持ピン取り付け溝160は、プロセスチャンバ100の底面120に設けられず、取り付け溝130に設けられる充填部材700に形成することができる。
【0114】
即ち、前記支持ピン取り付け溝160は、充填部材700の上部面に一定の深さ、より具体的には、基板支持リング820及び基板支持ピン810が内挿されるレベルの深さで形成され、充填部材700内に内挿された状態で、基板1を支持するために上昇することができる。
一方、このとき、基板支持ピン810は、充填部材700を貫通して設けられる。
【0115】
前記ガス供給ポート170は、プロセスチャンバ100のチャンバ本体110の一側に備えられ、非処理空間ガス供給部510が連結される構成であってもよい。
【0116】
例えば、前記ガス供給ポート170は、チャンバ本体110の一側に加工により形成されるか、チャンバ本体110の一側に形成される貫通口に設けられる。
【0117】
これにより、前記ガス供給ポート170は、非処理空間ガス供給部510が設けられ、非処理空間S1と非処理空間ガス供給部510を連結することができ、これにより、非処理空間S1に充填ガスを供給することができる。
【0118】
前記ガス排気ポート180は、プロセスチャンバ100のチャンバ本体110他側に備えられ、非処理空間ガス排気部520が連結される構成であってもよい。
【0119】
例えば、前記ガス排気ポート180は、チャンバ本体110の他側に加工により形成されるか、チャンバ本体110の他側に形成される貫通口に設けられて備えられる。
【0120】
これにより、前記ガス排気ポート180は、非処理空間ガス排気部520が設けられ、非処理空間S1に対する排気を行うようにする。
【0121】
前記ガス導入流路190は、プロセスチャンバ100の下部面、即ち、インナーリード部300と接触する位置に外部から導入されるプロセスガスを伝達するように備えられる構成であり、様々な構成が可能である。
【0122】
例えば、前記ガス導入流路190は、チャンバ本体110の下部面又は側面を貫通して外部のプロセスガス保存部と連結されてもよく、下部面のインナーリード部300、特に後記するガス供給流路320に対応する位置に終端を形成することができる。
【0123】
これにより、前記ガス導入流路190は、インナーリード部300が下降して底面120と密着するとき、ガス供給流路320と連結され、ガス供給流路320にプロセスガスを伝達することができる。
【0124】
一方、この場合、前記ガス導入流路190は、プロセスチャンバ100の下部面に設けられる配管を介して形成でき、別の例として、チャンバ本体110内部に加工により形成することができる。
【0125】
また、前記ガス導入流路190は、プロセスチャンバ100の下部面のうち、後記するガス供給流路320に対応する基板1の縁に隣接した位置の少なくともいずれか一つの位置に形成することができる。
【0126】
前記基板支持部200は、プロセスチャンバ100に設けられ、上面に基板1が載置される構成であり、様々な構成が可能である。
【0127】
即ち、前記基板支持部200は、上面に基板1を載置させることで、処理される基板1を支持し、基板処理過程で固定することができる。
【0128】
また、前記基板支持部200は、内部にヒータを備えて基板処理のための処理空間S2の温度の雰囲気を形成することができる。
【0129】
例えば、前記基板支持部200は、上面に前記基板1が載置される基板支持プレート210と、前記取り付け溝130の底を貫通して前記基板支持プレート210と連結される基板支持ポスト220と、前記基板支持プレート210内部に設けられる前記内部ヒータ230と、を含むことができる。
【0130】
前記基板支持プレート210は、上面に基板1が載置される構成であり、基板1の形状に対応して平面上、円形であるプレート構成であってもよい。
【0131】
このとき、前記基板支持プレート210は、内部にヒータが備えられ、処理空間S2に基板処理のためのプロセス温度を造成し、このときのプロセス温度は、約400℃~700℃であってもよい。
【0132】
前記基板支持ポスト220は、プロセスチャンバ100の下部面を貫通して基板支持プレート210と連結される構成であり、様々な構成が可能である。
【0133】
前記基板支持ポスト220は、プロセスチャンバ100の下部面を貫通して基板支持プレート210と結合することができ、内部にヒータに電源を供給するための各種導線が設けられる。
【0134】
一方、本発明による基板処理装置は、図5に示されるように、高圧と低圧の圧力の雰囲気を短時間内に繰り返し変化させて造成する基板処理を行うための装置であり、より具体的には、5Barから0.01Torrの圧力範囲を1Bar/sレベルの圧力変化速度で繰り返し変化させなければならない必要がある。
【0135】
しかし、チャンバ本体110の内部空間の膨大な空間容積を考慮するとき、前述した圧力変化速度を達成できないため、基板処理のための処理空間S2の容積を最小化しなければならない必要性がある。
【0136】
そのために、本発明による基板処理装置は、前記内部空間に上下移動可能に設けられ、下降を通じて一部が前記プロセスチャンバ100と密着して、前記基板支持部200が内部に位置する密閉された処理空間S2を形成するインナーリード部300を含む。
【0137】
前記インナーリード部300は、内部空間に上下移動可能に設けられ、下降を通じて一部がプロセスチャンバ100と密着して、基板支持部200が内部に位置する密閉された処理空間S2を形成する構成であってもよい。
【0138】
即ち、前記インナーリード部300は、内部空間に上下移動可能に設けられ、下降を通じて一部が取り付け溝130に隣接した底面120と密着して、内部空間を基板支持部200が位置する密閉された処理空間S2と、それ以外の非処理空間S1に分割することができる。
【0139】
従って、前記インナーリード部300は、内部空間のうち、基板支持部200の上側で上下移動可能に設けられ、下降を通じてプロセスチャンバ100の内部面の少なくとも一部と密着することによって、プロセスチャンバ100の内側下部面との間に密閉された処理空間S2を必要に応じて形成することができる。
【0140】
これにより、前記基板支持部200は、処理空間S2内に位置してもよく、基板支持部200に載置される基板1に対する基板処理を容積が最小化された処理空間S2内で行うことができる。
【0141】
一例として、前記インナーリード部300は、下降を通じて縁が底面120に密着することにより、底面とプロセスチャンバ100の内側の下部面との間で密閉された処理空間S2を形成することができる。
【0142】
一方、別の例として、前記インナーリード部300は、下降を通じて縁がプロセスチャンバ100の内側面に密着することによって、密閉された処理空間S2を形成することもできることは言うまでもない。
【0143】
前記インナーリード部300は、下降を通じて縁が底面120に密着して密閉された処理空間S2を形成し、取り付け溝130に設けられる基板支持部200を処理空間S2内に配置することができる。
【0144】
即ち、前記インナーリード部300は、図2に示されるように、下降を通じて縁が取り付け溝130と段差を有して高い位置に位置する底面120に密着することにより、底面と取り付け溝130との間に密閉された処理空間S2を形成することができる。
【0145】
このとき、取り付け溝130に基板支持部200、より具体的には、基板支持プレート210と、充填部材700が設けられることにより、処理空間S2の容積を最小化して、上面に処理対象である基板1を配置させることができる。
【0146】
この過程で、処理空間S2の容積を最小化するために、取り付け溝130は、処理空間S2が設けられる基板支持部200に対応する形状で形成されてもよく、より具体的には、円形の基板支持プレート210に対応して、円柱状を有する溝で形成することができる。
【0147】
即ち、取り付け溝130が形成する設置空間のうち、基板支持プレート210及び充填部材700が設けられる空間を除いた残余空間が最小化となるように、基板支持プレート210の形状に対応する形状で形成することができる。
【0148】
この過程で、基板支持プレート210の上面に載置される基板1とインナーリード部300との間の干渉を防止するために、底面120の高さは、基板支持部200に載置される基板1の上面より高い位置に形成することができる。
【0149】
一方、基板支持部200に載置される基板1とインナーリード部300の底面と間隔が広くなるほど、処理空間S2の容積もまた大きくなることを意味するので、基板1とインナーリード部300との間の干渉を防止しながらも、これらの間の間隔が最小化される位置に底面120の高さを設定することができる。
【0150】
前記インナーリード部300は、インナーリード駆動部600を介して上下移動する構成であり、様々な構成が可能である。
【0151】
前記インナーリード部300は、インナーリード駆動部600を介して内部空間内で上下移動可能な構成であってもよい。
【0152】
このとき、前記インナーリード部300は、平面上、取り付け溝130を覆い、縁が底面120一部に対応する大きさに形成されてもよく、縁が底面120に密着することにより取り付け溝130との間に密閉された処理空間S2を形成することができる。
【0153】
一方、前記インナーリード部300は、別の例として、縁がプロセスチャンバ100の内側面に密着して、処理空間S2を形成することもできることは言うまでもない。
【0154】
また、前記インナーリード部300は、上下移動により形成される密閉された処理空間S2内のプロセス温度を効果的に達成及び維持するために、処理空間S2の温度が内部空間などにより失われることを防止できる断熱効果に優れた材質で形成することができる。
【0155】
また、前記インナーリード部300は、前述したガス導入流路190から伝達されたプロセスガスを後記するガス供給部410に伝達するように内部にガス供給流路320を備えることができる。
【0156】
例えば、前記インナーリード部300は、内部空間で上下移動するインナーリード310と、インナーリード310内部に処理空間S2と連通して備えられるガス供給流路320と、を含むことができる。
【0157】
また、前記インナーリード310は、底面に後記するガス供給部410が挿入され設けられる挿入取り付け溝330を形成することができる。
【0158】
また、前記インナーリード310は、底面の中心側にガス供給流路320の終端と連結されるガス導入溝340を形成することができる。
【0159】
前記インナーリード310は、内部空間で上下移動する構成であり、プロセスチャンバ100の取り付け溝130を覆う大きさと形状で形成することができる。
【0160】
例えば、前記インナーリード310は、円形のプレート形状であり、基板1に対応する平面形状で形成することができる。
【0161】
前記ガス供給流路320は、インナーリード310の内部に処理空間S2と連通するように備えられる構成であり、様々な構成が可能である。
【0162】
このとき、前記ガス供給流路320は、前述したガス導入流路190と共にインナーリード310内部に設けられる配管を介して形成でき、別の例として、インナーリード310内部を加工して形成することができる。
【0163】
一方、前記ガス供給流路320は、インナーリード310が下降を通じて底面120と密着することにより、ガス導入流路190と連結でき、ガス導入流路190を介してプロセスガスが伝達され、後記するガス導入溝340を介してガス供給部410にプロセスガスを供給することができる。
【0164】
そのために、前記ガス供給流路320は、インナーリード310の縁側のガス導入流路190に対応する位置に備えられ、ガス導入流路190と連結される垂直供給流路321と、垂直供給流路321からインナーリード310中心側に備えられる水平供給流路322と、を含むことができる。
【0165】
即ち、インナーリード310の縁側のガス導入流路190に平面上対応する位置に垂直方向に垂直供給流路321が形成され、ガス導入流路190からプロセスガスが伝達され、垂直供給流路321から延びて、インナーリード310の中心側に備えられる水平供給流路322を介してプロセスガスをガス導入溝340に伝達することができる。
【0166】
この場合、垂直供給流路321を介してガス導入流路190からプロセスガスが伝達されるところ、プロセスガスのインナーリード部300とプロセスチャンバ100との接触面を通した漏れを最小化するために、垂直供給流路321の内径は、ガス導入流路190の内径以上であってもよい。
【0167】
前記挿入取り付け溝330は、インナーリード310底面に後記するガス供給部410の少なくとも一部が挿入され設けられるように形成される構成であってもよい。
【0168】
そのために、前記挿入取り付け溝330は、インナーリード310の底面にガス供給部410に対応する形状で形成でき、中心側にガス導入溝340をさらに形成することができる。
【0169】
このとき、前記挿入取り付け溝330は、後記するガス供給部410との間に拡散空間S3が形成されるところ、拡散空間S3の容積を増加させ、ガス導入溝340を介して供給されるプロセスガスの水平方向への拡散を誘導するために、内面が縁から中心側に行くほど、上側に高くなる傾斜を形成することができる。
【0170】
即ち、前記挿入取り付け溝330は、内面が三角錐をなすように、下側に行くほど、縁側に半径が増加する傾斜を形成することができる。
【0171】
前記ガス導入溝340は、底面の中心側にガス供給流路320の終端と連結され、拡散空間S3に向けてプロセスガスを噴射する構成であってもよい。
【0172】
このとき、前記ガス導入溝340は、内面が垂直方向に形成され、プロセスガスを供給することができ、別の例として、下側に行くほど、半径が増加するように傾斜が形成され、供給されるプロセスガスが水平方向、即ち、縁側に拡散され供給されるように誘導することができる。
【0173】
また、前記インナーリード部300は、図6図8に示されるように、後記する温度調節部1100が設けられる構成であってもよい。
【0174】
このとき、前記インナーリード部300は、後記する温度調節部1100、より具体的には、温度調節プレート1110及びバッファープレート1130が設けられるように中心側に貫通口350を形成することができ、上側で貫通口350に温度調節プレート1110を設けることができる。
【0175】
より具体的に、前記インナーリード310の基板1及び基板支持プレート210に対向する位置に貫通口350が形成され、温度調節プレート1110を設けることができる。
【0176】
このとき、温度調節プレート1110を支持するために、貫通口350の上側にインナーリード310の半径方向に支持段差370が形成でき、支持段差370に温度調節プレート1110の終端が支持されることにより、温度調節プレート1110が貫通口350に安定的に支持され設けることができる。
【0177】
一方、別の例として、前記インナーリード部300は、図8に示されるように、後記する温度調節プレート1110が内部に挿入され設けられるように、上部面に挿入溝360を形成することができる。
【0178】
即ち、前記インナーリード310は、前述とは異なり、図8に示されるように、上部面に単純挿入溝360を形成し、温度調節プレート1110を内部に挿入して設けることができ、このとき、挿入溝360は、基板1及び基板支持部200に対向する位置であるインナーリード310の中心側に形成することができる。
【0179】
一方、この場合にも、前述のように、挿入溝360の上側にインナーリード310の半径方向に支持段差370が形成されることによって、挿入溝360に挿入され設けられる温度調節プレート1110を支持することもできることは言うまでもない。
【0180】
さらに、このとき、インナーリード310は、挿入溝360の下側の部分390が温度調節プレート1110を介して供給される熱や基板1及び処理空間S2から温度調節プレート1110に提供される熱が容易に伝達されるように、透明な素材で形成することができる。
【0181】
即ち、インナーリード310は、挿入溝360下側の部分390を通過して、基板1及び処理空間S2と熱交換を行わなければならなく、後記する温度調節プレート1110の熱供給方式がLEDヒータ又はハロゲンヒータであることを考慮するとき、下側の部分390は熱透過が容易な透明な材質で部分的に構成されてもよい。
【0182】
前記処理空間圧力調節部400は、処理空間S2と連通し、処理空間S2に対する圧力を調節する構成であり、様々な構成が可能である。
【0183】
例えば、前記処理空間圧力調節部400は、処理空間S2にプロセスガスを供給するガス供給部410と、処理空間S2に対する排気を行うガス排気部420と、を含むことができる。
【0184】
前記処理空間圧力調節部400は、処理空間S2にプロセスガスを供給し、処理空間S2を適切に排気することによって、処理空間S2に対する圧力を調節することができ、これにより、図6に示されるように、処理空間S2を高圧と低圧の圧力雰囲気を短時間内で繰り返し変化させて造成することができる。
【0185】
このとき、より具体的には、処理空間S2の圧力を5Barから0.01Torrの圧力範囲の間で1Bar/sレベルの圧力変化速度で繰り返し変化させることができる。
【0186】
特に、このとき、前記処理空間圧力調節部400は、第1圧力から常圧に処理空間S2の圧力を下降させ、常圧から真空の第2圧力に処理空間S2の圧力を段階的に下降させることができる。
【0187】
また、前記処理空間圧力調節部400は、基板処理のために処理空間S2の圧力を第1圧力から第2圧力を経て第1圧力に順次に複数回反繰り返し変圧することができる。
【0188】
前記ガス供給部410は、処理空間S2に連通してプロセスガスを供給する構成であり、様々な構成が可能である。
【0189】
前記ガス供給部410は、インナーリード部300下部に配置され、ガス供給流路320を介して伝達されるプロセスガスを処理空間S2に噴射する構成であり、様々な構成が可能である。
【0190】
例えば、前記ガス供給部410は、インナーリード部300下側に配置され、多数の噴射孔411が備えられる噴射プレート412と、噴射プレート412縁を支持し、インナーリード部300の底面に結合する噴射プレート支持部413と、を含むことができる。
【0191】
また、前記ガス供給部410は、噴射プレート支持部413を貫通してインナーリード部300に結合する複数の締結部材414をさらに含むことができる。
【0192】
前記噴射プレート412は、インナーリード部300の下側に配置され、多数の噴射孔411を介してプロセスガスを処理空間S2に噴射する構成であってもよい。
【0193】
このとき、前記噴射プレート412は、インナーリード部300との間にプロセスガスが拡散する拡散空間S3を形成するように、インナーリード部300の下側に予め設定された間隔だけ離隔して配置することができる。
【0194】
一方、前記噴射プレート412は、金属又は石英材質であってもよく、特に、基板支持部200から生成される熱が直接的にインナーリード部300に伝達されることを遮断し、インナーリード部300が熱応力に応じて曲がるか、損傷する現象を防止することができる。
【0195】
そのために、前記噴射プレート412は、断熱性能に優れたSUS又は石英材質であってもよく、底面に断熱性能を強化するか、熱を反射できる表面処理が行われていてもよい。
【0196】
前記噴射孔411は、噴射プレート412を垂直方向に貫通し、全面積にわたって多数形成され、均一なプロセスガスの噴射が可能となる。
【0197】
前記噴射プレート支持部413は、前述した噴射プレート412を支持して設ける構成であり、様々な構成が可能である。
【0198】
例えば、前記噴射プレート支持部413は、円形の噴射プレート412の縁を囲むように環状であり、噴射プレート412の縁を支持することによって、噴射プレート412の設置を誘導することができる。
【0199】
そのために、前記噴射プレート支持部413は、内面に中心側に向かって突出形成され、噴射プレート412の底面の縁が載置される支持段差415を形成することができ、噴射プレート412とインナーリード部300と間の直接的な接触を防止し、噴射プレート412の熱変形によるバッファー役割を果たし、インナーリード部300への直接的な加熱を防止することができる。
【0200】
一方、前記噴射プレート支持部413は、図4に示されるように、複数の締結部材414を介して貫通し、締結部材414がインナーリード310の底面に結合することにより固定することができ、これにより、噴射プレート412を支持することができる。
【0201】
この場合、前記ガス供給部410は、挿入取り付け溝330に挿入されて設けられてもよく、挿入取り付け溝330に挿入されて設けられた状態で底面、即ち、噴射プレート412及び噴射プレート支持部413の底面がインナーリード310底面と平面をなすことができる。
【0202】
一方、前記ガス供給部410は、ガス導入溝340に挿入配置され、供給されるプロセスガスを水平方向に拡散する拡散部材(未図示)をさらに含むことができる。
【0203】
このとき、前記拡散部材は、中心に向かって高さが高くなるように側面に傾斜面が形成される正方向の円錐又は円錐台形状であり、ガス導入溝340を介して供給されるプロセスガスの縁側の水平方向への拡散を誘導することができる。
【0204】
そのために、前記拡散部材は、インナーリード310底面に支持されて設けられてもよく、別の例として、噴射プレート412の上面に載置されて設けられてもよい。
【0205】
前記ガス排気部420は、処理空間S2に対する排気を行う構成であり、様々な構成が可能である。
【0206】
例えば、前記ガス排気部420は、処理空間S2と連通し、外部に設けられる外部排気装置を含むことによって、処理空間S2に対する排気量を制御することができ、これにより、処理空間S2の圧力を調節することができる。
【0207】
前記非処理空間圧力調節部500は、非処理空間S1と連通し、処理空間S2と独立して非処理空間S1に対する圧力を調節する構成であり、様々な構成が可能である。
【0208】
特に、前記非処理空間圧力調節部500は、処理空間S2と区分され形成される非処理空間S1を処理空間S2と独立して圧力を調節することができる。
【0209】
例えば、前記非処理空間圧力調節部500は、前記非処理空間S1と連通し、前記非処理空間S1に充填ガスを供給する非処理空間ガス供給部510と、非処理空間S1に対する排気を行う非処理空間ガス排気部520と、を含むことができる。
【0210】
前記非処理空間ガス供給部510は、前述したガス供給ポート170に連結され、非処理空間S1に充填ガスを供給することができ、これにより、非処理空間S1に対する圧力を調節することができる。
【0211】
前記非処理空間ガス排気部520は、前述したガス排気ポート180に連結されて非処理空間S1に対する排気を行う構成であり、これにより、非処理空間S1に対する圧力を調節することができる。
【0212】
一方、前記非処理空間ガス供給部510及び前記非処理空間ガス排気部520は、従来開示された充填ガスの供給と排気を行う構成であればどのような構成でも適用可能である。
【0213】
一方、非処理空間S1の圧力を調節する非処理空間圧力調節部500と処理空間圧力調節部400の構成は、それぞれ同一の外部排気装置を共有して連結することができ、別の例として、それぞれが別個の独立した外部排気装置に連結されて排気することもできることは言うまでもない。
【0214】
また、非処理空間圧力調節部500と処理空間圧力調節部400の構成は、それぞれ同一外部真空ポンプを共有して連結することができ、別の例として、それぞれが別個の独立した外部真空ポンプに連結されてポンプすることもできることは言うまでもない。
【0215】
前記非処理空間圧力調節部500は、基板処理のために基板1が載置される処理空間S2の圧力を常圧より高い第1圧力から第2圧力に変化させる過程で、非処理空間S1の圧力を一定に維持することができる。
【0216】
このとき、前記非処理空間圧力調節部500は、基板処理が行われる間に、非処理空間S1の圧力を真空に維持することができ、この過程で処理空間S2の圧力より低いか、等しく維持することができる。
【0217】
即ち、前記非処理空間圧力調節部500は、基板処理過程で非処理空間S1の圧力を第2圧力である0.01Torrに一定に維持することによって、処理空間S2の圧力より低いか、等しく維持し、これにより、非処理空間S1の不純物などの処理空間S2への流入を防止することができる。
【0218】
一方、別の例として、前記非処理空間圧力調節部500は、非処理空間S1の圧力を変圧させることができ、この過程でも処理空間S2の圧力よりも低い圧力値を有するようにすることができる。
【0219】
また、前記非処理空間圧力調節部500は、基板処理過程で非処理空間S1に対する充填ガスの供給なしに排気のみを介して非処理空間S1の圧力を調節することができる。
【0220】
即ち、前記非処理空間圧力調節部500は、非処理空間ガス供給部510による充填ガスの供給なしに非処理空間ガス排気部520の作動のみを介して非処理空間S1に対する圧力を調節することができる。
【0221】
一方、別の例として、前記非処理空間圧力調節部500は、非処理空間S1に充填ガスを供給し、非処理空間ガス排気部520の排気と共に非処理空間S1の圧力を調節することもできることは言うまでもない。
【0222】
一方、前述と違って、前記非処理空間圧力調節部500は、プロセスチャンバ100、即ち、チャンバ本体110の一側に形成されるガス排気ポート180と、他側に形成されるガス供給ポート170であり、外部から供給される充填ガスを伝達するガス供給ポート170と非処理空間S1に対する排気を行うガス排気ポート180であってもよい。
【0223】
前記制御部は、処理空間圧力調節部400及び非処理空間圧力調節部500を介した処理空間S2及び非処理空間S1に対する圧力調節を制御する構成であってもよい。
【0224】
特に、前記制御部は、基板処理の工程ステップと連係して、各ステップにおける非処理空間S1及び処理空間S2の処理空間圧力調節部400及び非処理空間圧力調節部500を介した制御を行うことができる。
【0225】
例えば、前記制御部は、インナーリード部300が上昇して、処理空間S2及び非処理空間S1が互いに連通した状態で、ガス供給部410を介してパージガスを供給し、非処理空間ガス排気部520を介して排気を行うことができる。
【0226】
より具体的に、前記制御部は、基板処理が行われる処理空間S2に対する洗浄を行うために、インナーリード部300が上昇して、処理空間S2と非処理空間S1が互いに連通した状態で、ガス供給部410を介してパージガスを供給し、基板処理が行われた基板支持部200の周囲を洗浄又はパージすることができる。
【0227】
さらに、プロセスチャンバ100の側面に備えられる非処理空間ガス排気部520を介してパージガスを排気することによって、ガス供給部410を介して供給されたパージガスの側面への上昇流れを誘導し、内部浮遊物を非処理空間S1及び外部に排出するように誘導することができる。
【0228】
また、前記制御部は、インナーリード部300の上昇前、処理空間圧力調節部400及び非処理空間圧力調節部500の少なくとも一つを介して処理空間S2と非処理空間S1の圧力が互いに等しくなるように調節することができる。
【0229】
より具体的に、前記制御部は、インナーリード部300の下降により密閉された処理空間S2が形成された状態で基板処理が行われ、処理が完了した基板1に対する搬出のためにインナーリード部300が上昇する前に、非処理空間S1と処理空間S2との間の圧力差による基板1に対する位置変化又は損傷を防止するために、処理空間圧力調節部400及び非処理空間圧力調節部500の少なくとも一つを介した非処理空間S1と処理空間S2との間の圧力が等しくように制御することができる。
【0230】
即ち、前記制御部は、非処理空間S1と処理空間S2との間の圧力差が維持された状態で、インナーリード部300の上昇により非処理空間S1と処理空間S2が連通される場合、圧力差による一方向への気流発生により基板1が影響されるのを防止するために、これらの間の圧力を等しく調節するように処理空間圧力調節部400及び非処理空間圧力調節部500の少なくとも一つを制御することができる。
【0231】
一方、本発明による基板処理装置は、インナーリード部300とプロセスチャンバ100の接触面に備えられ、処理空間S2から非処理空間S1にプロセスガスの漏れを防止するための第1シール部材910と、ガス導入流路190を介したプロセスガスの漏れを防止するための第2シール部材920を含むシール部900をさらに含むことができる。
【0232】
前記シール部900は、インナーリード部300又はプロセスチャンバ100底面120の少なくとも一つに備えられる構成であり、プロセスチャンバ100の底面120とインナーリード部300が密着する位置に対応して備えることができる。
【0233】
前記第1シール部材910は、インナーリード部300の縁が底面120に接触して密閉された処理空間S2を形成するとき、インナーリード部300の底面の縁に沿って設けられ、底面120との間に接触することができる。
【0234】
これにより、前記第1シール部材910は、密閉された処理空間S2が形成されるように誘導することができ、処理空間S2のプロセスガスなどが非処理空間S1など外部に流出することを防止することができる。
【0235】
また、前記第2シール部材920は、インナーリード310下降を通じてガス導入流路190とガス供給流路320が連結されるとき、接触面でのプロセスガスの漏れを防止するために、ガス導入流路190を囲んで設けるか、インナーリード310底面でガス供給流路320を囲んで設けることができる。
【0236】
このとき、前記第1シール部材910及び前記第2シール部材920は、従来開示された形態のOリングであってもよい。
【0237】
また、前記シール部900は、底面120に備えられる溝に挿入されて設けられてもよく、インナーリード部300の上下移動に応じてインナーリード部300と密着又は分離されてもよい。
【0238】
別の例として、シール部900がインナーリード部300の底面に設けられてもよいことは言うまでもない。
【0239】
前記インナーリード駆動部600は、プロセスチャンバ100の上部面を貫通して設けられ、インナーリード部300の上下移動を駆動する構成であり、様々な構成が可能である。
【0240】
例えば、前記インナーリード駆動部600は、一端がプロセスチャンバ100の上部面を貫通して、インナーリード部300に結合される複数の駆動ロッド610と、複数の駆動ロッド610の他端に連結され、駆動ロッド610を上下方向に駆動する少なくとも一つの駆動源620と、を含むことができる。
【0241】
また、前記インナーリード駆動部600は、プロセスチャンバ100の上部面、即ち、トップリード140に設けられ、前記駆動ロッド610の終端を固定して支持する工程支持部640と、プロセスチャンバ100の上部面とインナーリード部300と間に駆動ロッド610を囲むように設けられる第1ベローズ630をさらに含むことができる。
【0242】
また、前記インナーリード駆動部600は、後記する温度調節部1100のうち、ロッド部1120がインナーリード部300の上下移動に応じて上下に移動するところ、ロッド部1120がトップリード140を貫通して設けられることによって発生し得る外部へのガス漏れを防止するために、ロッド部1120を囲んで設けられる第2ベローズ650を含むことができる。
【0243】
前記駆動ロッド610は、一端がプロセスチャンバ100の上部面を貫通して、インナーリード部300に結合され、他端がプロセスチャンバ100の外部で駆動源620に結合され、駆動源620を介した上下移動を通じてインナーリード部300を上下に駆動する構成であってもよい。
【0244】
このとき、前記駆動ロッド610は、複数個、より具体的には、2個又は4個がインナーリード部300の上面に一定間隔で結合し、インナーリード部300が水平を維持しながら上下移動するように誘導することができる。
【0245】
前記駆動源620は、固定支持部640に設けられて結合する駆動ロッド610を上下に駆動する構成であり、様々な構成が可能である。
【0246】
前記駆動源620は、従来開示された駆動方式であればどのような構成でも適用可能であり、例えば、シリンダー方式、電磁気駆動、スクリューモータ駆動、カム駆動など様々な駆動方式を適用することができる。
【0247】
前記第1ベローズ630は、プロセスチャンバ100の上部面とインナーリード部300と間に駆動ロッド610を囲むように設けられ、内部空間のガスなどがプロセスチャンバ100の上部面を介して漏れることを防止する構成であってもよい。
【0248】
このとき、前記第1ベローズ630は、インナーリード部300の上下移動を考慮して設けてもよい。
【0249】
前記第2ベローズ650は、一端が後記するカバープレート1140に結合し、他端がトップリード140の底面に結合して、ロッド部1120を囲むように設けられ、インナーリード部300及び温度調節プレート1110の上下移動にもロッド部1120を貫通するトップリード140を介したガスの漏れを防止することができる。
【0250】
前記温度調節部1100は、前記インナーリード部300に設けられ、前記内部ヒータ230と共に前記処理空間S2に位置する前記基板1に対する温度を調節する構成であり、様々な構成が可能である。
【0251】
即ち、前記温度調節部1100は、内部ヒータ230と共に処理空間S2及び基板1に対する温度調節ができるように基板1を加熱又は冷却する構成であってもよい。
【0252】
例えば、前記温度調節部1100は、図7に示されるように、前記インナーリード部300に設けられて前記基板1を加熱又は冷却する温度調節プレート1110と、前記トップリード140を貫通して前記温度調節プレート1110に結合するロッド部1120と、を含むことができる。
【0253】
また、前記温度調節部1100は、インナーリード部300の下側で貫通口350に結合して、温度調節プレート1110を覆うバッファープレート1130をさらに含むことができる。
【0254】
また、前記温度調節部1100は、前記インナーリード部300の上側で前記貫通口350を覆うように設けられるカバープレート1140をさらに含むことができる。
【0255】
前記温度調節プレート1110は、インナーリード部300に設けられ、基板1を加熱又は冷却する構成であり、様々な構成が可能である。
【0256】
例えば、前記温度調節プレート1110は、前述したように、インナーリード310に形成される貫通口350に設けられ、基板1を加熱又は冷却することができる。
【0257】
一方、前述した内部ヒータ230は、電力供給を通じた発熱体の発熱であり、基板支持プレート210を通過して基板1及び処理空間S2に熱を供給する構成であるところ、初期加熱に時間がかかり、急速な度変化にすぐに対応するのが困難な問題があった。
【0258】
これにより、前記温度調節プレート1110は、基板1に短時間内で即座に熱を供給するための構成であり、例えば、ハロゲン又はLEDヒータを適用することができる。
【0259】
また、前記温度調節プレート1110は、基板1を短時間内に即刻に冷却するために、内部に冷却流路が形成されて冷媒の循環を通じて基板1を冷却することができる。
【0260】
一方、前記温度調節プレート1110は、縁に段差が形成され、前述したように、インナーリード310の貫通口350に形成される支持段差370に支持されて設けることができる。
【0261】
さらに、別の例として、前記温度調節プレート1110は、基板1に直接露出するようにインナーリード310の底面に単純付着、結合等により設けることもできることは言うまでもない。
また、前記温度調節プレート1110は、面上互いに区分され、互いに独立して温度調節が可能な少なくとも2つの温度調節領域を含むことができる。
【0262】
このとき、温度調節領域は、図9に示されるように、平面上円形である温度調節プレート1110と中心を共有し、基板1の中心側に対応する位置で平面上円形に区分される第1温度調節領域1111と、温度調節プレート1110の縁で区分される第3温度調節領域1113と、第1温度調節領域1111と前記第3温度調節領域1113と間に区分される第2温度調節領域1112を含むことができる。
【0263】
即ち、前記温度調節領域は、温度調節プレート1110に対向する基板1に対応する領域に応じて独立して温度調節が可能な領域に区分でき、これにより、基板1の特定領域に対する温度を区分された領域とは独立して調節することができる。
【0264】
前記ロッド部1120は、トップリード140を貫通して温度調節プレート1110に結合する構成であり、様々な構成が可能である。
【0265】
このとき、前記ロッド部1120は、内部に中空が形成され、外部から温度調節プレート1110に各種冷媒又は電源を供給するための構成であってもよい。
【0266】
例えば、前記ロッド部1120は、トップリード140を貫通して温度調節プレート1110に結合し、温度調節プレート1110を支持するロッド1121と、ロッド1121の中空に挿入され、外部から温度調節プレート1110に電源又は冷媒などを供給する供給ライン1122と、を含むことができる。
【0267】
前記バッファープレート1130は、前記インナーリード部300の下側で前記貫通口350に結合し、前記温度調節プレート1110を覆う構成であり、様々な構成が可能である。
【0268】
例えば、前記バッファープレート1130は、図6に示されるように、インナーリード部300の下側で貫通口350に結合し、温度調節プレート1110と基板1の間に位置することができ、温度調節プレート1110と基板1との間の熱交換を媒介することができる。
【0269】
このとき、前記バッファープレート1130は、高温高圧の環境においても安定した設計で作製でき、石英材質で形成することができる。
【0270】
これにより、前記バッファープレート1130は、処理空間S2の高圧環境に温度調節プレート1110の直接露出を防止し、高圧による影響を最小化することができ、熱交換を容易にしながらも温度調節プレート1110を保護することができる。
【0271】
このとき、前記バッファープレート1130は、図2に示されるように、インナーリード310の貫通口350の下側に設けることができ、より具体的には、インナーリード310の貫通口350下側縁に設けられる支持部380に支持されて設けられる。
【0272】
前記カバープレート1140は、インナーリード部300の上側で貫通口350を覆うように設けられる構成であり、様々な構成が可能である。
【0273】
例えば、前記カバープレート1140は、ロッド部1120が貫通した状態で、インナーリード310の温度調節プレート1110が設けられる貫通口350を覆うことができ、前述した第2ベローズ650の終端が結合して、温度調節プレート1110の移動を容易にすることができる。
【0274】
前記温度制御部は、前記温度調節部1100の加熱又は冷却を制御する構成であってもよい。
【0275】
例えば、前記温度制御部は、基板1の縁に対する温度が中心側に比べて相対的に低い点を考慮して、これを補完するために前記第3温度調節領域1113を前記第1温度調節領域1111より高い温度に制御することができる。
【0276】
また、前記温度制御部は、前記処理空間S2の変圧過程の間に、前記基板1又は前記処理空間S2の温度を一定に維持するように前記温度調節部1100を制御することができる。
【0277】
特に、本発明による基板処理装置は、図6に示されるように、処理空間S2に対する急激な圧力変化が行われるところ、基板1が位置する処理空間S2の圧力変化による温度変化が急激に発生する可能性がある。
【0278】
このような温度変化を防止するために、基板1及び処理空間S2の温度を一定に維持するように温度調節部1100を制御することができる。
【0279】
一方、前述したように、基板支持部200が取り付け溝130に設けられる場合、基板支持部200、より具体的には、基板支持プレート210と取り付け溝130との間に空間が形成され、処理空間S2の容積が増加する要因になり得る。
【0280】
このような問題を改善するために、基板支持部200を取り付け溝130に接触して設ける場合、基板支持部200内に存在するヒータを介して供給する熱をプロセスチャンバ100の下部面、即ち、取り付け溝130を介してプロセスチャンバ100に奪われて熱損失が発生し、処理空間S2に対するプロセス温度の設定及び維持が困難になり、効率が低下するという問題があった。
【0281】
このような問題点を改善するために、本発明による前記充填部材700は、基板支持部200とプロセスチャンバ100の下部面との間に設けられる構成であり様々な構成が可能である。
【0282】
例えば、前記充填部材700は、取り付け溝130に設けることができ、取り付け溝130に設けられた状態で、基板支持プレート210が上側に設けられて取り付け溝130と基板支持プレート210との間の残余容積を最小化し、処理空間S2の容積を減らすことができる。
【0283】
そのために、前記充填部材700は、前記処理空間S2が最小化されるように、前記取り付け溝130と前記基板支持部200との間の間空間(in-between space)に対応する形状に形成することができる。
【0284】
より具体的に、前記充填部材700は、平面上円形であり、底面120から一定の深さを有するように段差を有して形成される取り付け溝130と平面上、円形の基板支持プレート210との間の間空間に対応する形状に形成することができる。
【0285】
そのために、前記充填部材700は、基板支持プレート210と取り付け溝130との間に備えられる円形のプレート形状を有するか、円形のプレート形状で基板支持プレート210の側面と取り付け溝130との間の空間を占めるように縁が上側に段差を有するように形成することができる。
【0286】
即ち、前記充填部材700は、前記基板支持プレート210の側面及び底面の少なくとも一つに隣接して設けられ、前記基板支持プレート210から離隔して前記基板支持プレート210の底面及び側面を囲むように形成され設けられる。
【0287】
このとき、前記基板支持部200は、充填部材700を介した熱損失を防止するために、充填部材700と離隔して設けることができ、より詳細には、接触しないレベルの微細な間隔を有して設けることができる。
【0288】
これにより、前記基板支持部200と充填部材700との間には、一定間隔を維持することができ、この間隔が排気流路として作用することにより、処理空間S2に対する排気を行うことができる。
【0289】
より具体的に、前記基板支持部200と充填部材700が互いに離隔して設けられることにより、排気流路を形成することができ、このとき、排気流路が基板支持ポスト220が貫通する取り付け溝130の底と連通し、外部に処理空間S2のプロセスガスを排気することができる。
【0290】
一方、前記充填部材700は、石英、セラミック及びSUSの少なくとも一つの材質であってもよい。
【0291】
また、前記充填部材700は、単純に処理空間S2の容積を最小化するために、取り付け溝130と基板支持部200との間の空間を占めるだけでなく、断熱を通じて基板支持部200を介して基板1に伝達される熱の損失を最小化し、さらに熱反射を通じて処理空間S2への損失される熱を反射することができる。
【0292】
即ち、前記充填部材700は、処理空間S2の容積を最小化するだけでなく、基板支持部200を介した熱のプロセスチャンバ100の底面120側への損失を防止するための断熱、さらに熱の反射を通した熱効率を増大させる反射機能を含むことができる。
【0293】
一方、これに加えて、基板支持部200を介して発散する熱の処理空間S2への反射効果を増大させるために、表面に備えられる反射部をさらに含むことができる。
【0294】
即ち、前記充填部材700は、前記処理空間S2から外部への熱を遮断するための断熱部と、前記断熱部の表面に備えられ、熱を反射する反射部と、を含むことができる。
【0295】
このとき、前記反射部は、断熱部の表面にコートされるか、接着又は塗布されて反射層を形成することができ、処理空間S2からプロセスチャンバ100を介して失われる熱を反射し、再度処理空間S2に伝達することができる。
【0296】
また、前記充填部材700は、前述した基板支持ポスト220を設けるために、中心に対応する大きさに形成された第1貫通口と、複数の基板支持ピン810が貫通して、上下に移動するための複数の第2貫通口とをさらに形成することができる。
【0297】
前記基板支持ピン部800は、プロセスチャンバ100に導入及び搬出される基板1を支持して基板支持部に200に載置される構成であり、様々な構成が可能である。
【0298】
例えば、前記基板支持ピン部800は、前記充填部材700及び前記基板支持部200を貫通して上下に移動することにより、前記基板1を支持する複数の基板支持ピン810と、複数の前記基板支持ピン810が設けられる環状の基板支持リング820と、複数の前記基板支持ピン810を上下駆動する基板支持ピン駆動部830と、を含むことができる。
【0299】
前記複数の基板支持ピン810は、基板支持リング820に複数個備えられ、充填部材700及び基板支持部200を貫通して上下に移動することにより、基板1を支持する構成であり、様々な構成が可能である。
【0300】
このとき、複数の基板支持ピン810は、少なくとも3個を備えてもよく、基板支持リング820に互いに離隔してそれぞれ設けられ、上昇して基板支持部200から露出されることにより導入される基板1を支持するか、排出される基板1を支持し、下降して基板支持部200内部に位置させることにより、基板1を基板支持部200に載置させることができる。
【0301】
前記基板支持リング820は、環状の構成であり、複数の基板支持ピン820が設けられ、上下移動を通じて複数の基板支持ピン820が同時に上下に移動するように設けられる構成であってもよい。
【0302】
特に、前記基板支持リング820は、プロセスチャンバ100の下部面、即ち、取り付け溝130に形成される支持ピン取り付け溝160に設けられ、基板支持ピン駆動部830により上下に移動することができる。
【0303】
前記基板支持ピン駆動部830は、プロセスチャンバ100の外部に設けられ、基板支持リング820を上下に駆動する構成であり、様々な構成が可能である。
【0304】
例えば、前記基板支持ピン駆動部830は、一端が基板支持リング820の底面に連結され、他端が基板支持ピン駆動源833に連結され、基板支持ピン駆動源833の駆動力により上下移動する基板支持ピンロッド831と、基板支持ピンロッド831の線形移動をガイドする基板支持ピンガイド832と、基板支持ピンロッド831を駆動する基板支持ピン駆動源833と、を含むことができる。
【0305】
また、前記基板支持ピン部800は、基板支持ピンロッド831を囲んでプロセスチャンバ100の底面と基板支持ピン駆動源833との間に設けられる基板支持ピンベローズ840をさらに含むことができる。
【0306】
前記マニホールド部1000は、処理空間S2と連通するようにプロセスチャンバ100の下部面に設けられ、ガス排気部420と連通されるための少なくとも一つの処理空間排気ポートが形成される構成であり、様々な構成が可能である。
【0307】
例えば、前記マニホールド部1000は、図5に示されるように、プロセスチャンバ100の下部面に設けられ、内部に処理空間S2と連通するマニホールド1010と、マニホールド1010に備えられ、前述した処理空間圧力調節部400の少なくとも一つと結合する処理空間排気ポートを含むことができる。
【0308】
このとき、前記マニホールド1010は、プロセスチャンバ100の下部面に設けられ、処理空間S2と連通して、排気を行うことができる。
【0309】
一方、前記マニホールド1010は、前述した基板支持シャフト220を介して基板支持プレート210に設けられるヒータと連結される各種導線が貫通して設けられるように下部貫通孔1011を形成することができる。
【0310】
前記処理空間排気ポートは、マニホールド1010に備えられ、前述したように、ガス排気部420を構成する高圧排気ポート1020と、ポンプ排気ポート1030とを含むことができ、別の例として、マニホールド1010に単一のポートとして備えられ、高圧排気ポート1020又はポンプ排気ポート1030と結合した状態で、高圧排気ポート1020及びポンプ排気ポート1030の両方と連通することができる。
【0311】
以下、本発明による基板処理装置を用いた基板処理方法について添付図面を参照して説明する。
【0312】
本発明による基板処理方法は、図10図12に示されるように、外部に備えられた搬送ロボットにより前記基板1を、前記ゲート111を介して前記内部空間で導入し、前記基板支持部200に載置する基板導入ステップS100と、前記基板導入ステップS100を通じて前記基板1が前記基板支持部200に載置された状態で、前記インナーリード部300を下降させて一部を前記プロセスチャンバ100の底面120と密着させることにより、前記内部空間を密閉された処理空間S2とそれ以外の非処理空間S1に分割形成する処理空間形成ステップS200と、前記処理空間S2内に配置された前記基板1に対する基板処理を行う基板処理ステップS300と、を含む。
【0313】
また、本発明による基板処理方法は、前記基板処理ステップS300を通じた基板処理後に、前記インナーリード部300を上昇させて密閉された前記処理空間S2を解除する処理空間解除ステップS400と、外部に備えられた搬送ロボットにより基板処理が完了した前記基板1を、前記ゲート111を介して内部空間から外部に搬出する基板搬出ステップS500と、をさらに含むことができる。
【0314】
また、本発明による基板処理方法は、基板導入ステップS100を通じて内部空間への基板1の導入前、インナーリード部300が上昇された状態で、処理空間S2側を介してプロセスガスを供給し、非処理空間S1側を介してプロセスガスを排気する洗浄ステップをさらに含むことができる。
【0315】
前記基板導入ステップS100は、外部に備えられた搬送ロボットにより、前記基板1を、前記ゲート111を介して前記内部空間に導入して、前記基板支持部200に載置するステップであり、様々な方法によって行うことができる。
【0316】
即ち、前記基板導入ステップS100は、処理対象である基板1を外部の搬送ロボットを介して内部空間で導入し、基板支持部200に載置させることによって、基板1に対する処理を準備することができる。
【0317】
例えば、前記基板導入ステップS100は、後記する導入ステップの前に、インナーリード部300が上昇された状態で、基板支持ピン810を基板支持部200の上側に上昇させる導入ピンアップステップを含むことができる。
【0318】
また、前記基板導入ステップS100は、外部に備えられた搬送ロボットにより、基板1をゲート111を介して内部空間で導入し、上昇された基板支持ピン810を介して支持する導入ステップと、基板1を支持する基板支持ピン810を下降させ、基板1を前記基板支持部200に載置させる導入ピンダウンステップと、を含むことができる。
【0319】
前記導入ピンアップステップは、インナーリード部300が上昇された状態、即ち、処理空間S2が解除された状態で基板支持ピン810を基板支持部200の上側に上昇させるステップであってもよい。
【0320】
このとき、前記導入ピンアップステップは、繰り返し多数の基板1に対する基板処理が行われるところ、最初の1回の基板1が導入される場合に行うことができ、以降は後記する搬出ピンアップステップにより基板支持ピン810が上昇した状態で、基板処理が完了した基板1を搬出した後、直ちに導入ステップが続くことがあるので省略することができる。
【0321】
結果的に、前記導入ピンアップステップは、基板処理装置に対して最初の基板1を導入する状況で行われ、その後は省略することができる。
【0322】
前記導入ステップは、外部に備えられた搬送ロボットにより、基板1をゲート111を介して内部空間に導入し、基板支持ピン810を介して支持するステップであってもよい。
【0323】
より具体的に、前記導入ステップは、外部に備えられた搬送ロボットにより支持された基板1をゲート111を介して内部空間で導入した状態で、搬送ロボットが下降して基板1を基板支持ピン810に支持させ、外部ロボットを内部空間の外へ搬出することができる。
【0324】
一方、別の例として、外部に備えられた搬送ロボットにより支持された基板1をゲート111を介して内部空間で導入した状態で、基板支持ピン810を上昇させて基板支持ピン810に基板1を支持させ、外部ロボットを搬出することもできる。
【0325】
前記導入ピンダウンステップは、基板1を支持する基板支持ピン810を下降させて基板支持部200、より具体的には、基板支持プレート210の内部へ基板支持ピン810を挿入することにより、基板1が基板支持プレート210の上面に載置させることができる。
【0326】
前記処理空間形成ステップS200は、基板導入ステップS100を通じて基板1が基板支持部200に載置された状態で、インナーリード部300を下降させて一部をプロセスチャンバ100の底面120と密着させることにより、内部空間を密閉された処理空間S2とそれ以外の非処理空間S1に分割形成するステップであり、様々な方法によって行うことができる。
【0327】
例えば、前記処理空間形成ステップS200は、基板1が基板支持部200に載置された状態で、インナーリード部300を下降させ、プロセスチャンバ100の底面120と縁が密着することにより、密閉された処理空間S2を形成することができ、このとき、密閉された処理空間S2の形成のためにインナーリード部300のシール部320が底面120と密着することができる。
【0328】
これにより、前記処理空間形成ステップS200は、内部空間と分離される別途の密閉された処理空間S2を形成することができ、基板1が内部に配置された状態で、処理空間S2の容積を最小化して形成することができる。
【0329】
さらに、前記処理空間形成ステップS200は、内部空間を、インナーリード部300を下降して、プロセスチャンバ100底面120に一部を密着することにより、密閉された処理空間S2とそれ以外の非処理空間S1に分割することができる。
【0330】
これにより、従来、内部空間を高圧で形成して基板処理を行うことにより、ゲートバルブに損傷が生じる問題を改善し、処理空間S2とゲートバルブとの間に非処理空間S1の一種のバッファー空間を形成することにより、高圧基板処理においてもゲートバルブの損傷を防止できる利点がある。
【0331】
前記基板処理ステップS300は、処理空間S2内に配置された基板1に対する基板処理を行うステップであり、様々な方法によって行うことができる。
【0332】
このとき、前記基板処理ステップS300は、ガス供給部400を介して密閉された処理空間S2内にプロセスガスを供給することができ、これにより処理空間S2内の圧力を調節及び制御することができる。
【0333】
特に、前記基板処理ステップS300は、図17に示されるように、プロセスガスを通じて処理空間S2の圧力を上昇させる加圧ステップと、加圧ステップ後に、処理空間S2の圧力を下降させる減圧ステップを行うことができる。
【0334】
このとき、前記基板処理ステップS300は、常圧より高い圧力、例えば、5Barレベルの高圧に圧力を上昇させることができ、常圧より低い圧力、例えば、0.01Torrレベルの低圧に圧力を下降させることができる。
【0335】
この場合、前記基板処理ステップS300は、加圧ステップ及び減圧ステップを短時間で繰り返し行うことができる。
【0336】
より具体的に、前記基板処理ステップS300は、処理空間S2の圧力を常圧より高い第1圧力に上昇させる圧力上昇ステップS310と、処理空間S2の圧力を第1圧力から第2圧力に下降させる圧力下降ステップS320と、を含む。
【0337】
また、前記基板処理ステップS300は、圧力上昇ステップS310と圧力下降ステップS320を一単位サイクルとして複数回反繰り返すことにより、処理空間S2の繰り返し変圧を行うことができる。
【0338】
このとき、前記第2圧力は、常圧より低い圧力であってもよく、第1圧力は常圧より高い圧力であってもよい。
【0339】
前記圧力下降ステップS320は、処理空間S2の圧力を第1圧力から常圧に下降させる第1圧力下降ステップS321と、処理空間S2の圧力を常圧で常圧より低い第2圧力で下降させる第2圧力下降ステップS322と、を含むことができる。
【0340】
従って、前記圧力下降ステップS320は、処理空間S2の圧力を常圧より高い第1圧力から常圧に下降させる第1圧力下降ステップS321と、常圧から常圧より低い第2圧力に下降させる第2圧力下降ステップS322を経て段階的に圧力を下降することができる。
【0341】
また、前記基板処理ステップS300は、処理空間S2における圧力変化過程の間、非処理空間S1の圧力を常圧より低い真空圧に一定に維持することができる。
【0342】
前記処理空間解除ステップS400は、前記基板処理ステップS300を通した基板処理後に、前記インナーリード部300を上昇させて密閉された前記処理空間S2を解除するステップであり、様々な方法によって行うことができる。
【0343】
このとき、前記処理空間解除ステップS400は、前述したインナーリード駆動部600を介してインナーリード部300を上昇させることにより、プロセスチャンバ100の底面120との接触を解除して、内部空間と処理空間S2との間を連通し、これにより、密閉された処理空間S2を解除することができる。
【0344】
一方、この場合、処理空間S2と非処理空間S1との間の圧力差が大きい状態で、インナーリード部300を上昇させる場合、2つの空間の圧力差により基板1及び耐久性の損傷が発生する可能性があるため、2つの空間間の圧力差を最小化する必要がある。
【0345】
そのために、前記処理空間解除ステップS400は、非処理空間S1及び処理空間S2の少なくとも一つの圧力を調節して、非処理空間S1と処理空間S2の間の圧力差を予め設定されたレベル以下に調節する圧力調節ステップS410と、インナーリード部300を上昇させて処理空間S2を解除するインナーリード上昇ステップS420と、を含むことができる。
【0346】
このとき、前記圧力調節ステップS410は、ガス供給部400又は処理空間S2を排気するための排気部(未図示)を介して処理空間S2の圧力を調節して、非処理空間S1と圧力差を減らすことができ、別の方法で非処理空間S1にガスを注入することにより、処理空間S2と圧力差を一定レベル以下に減らすことができる。
【0347】
この場合、前記圧力調節ステップS410は、処理空間S2と非処理空間S1との間の圧力差が一定範囲内の値を保つように、処理空間S2と非処理空間S1の少なくとも一つの圧力調節を行うことができる。
【0348】
特に、高圧状態の処理空間S2と真空状態の非処理空間S1状態で、インナーリード部300が上昇する場合、急激な空間と間の圧力差により基板1がスリップするなどの問題があるため、これらの間の圧力が等しくなるように調節した状態でインナーリード部300を上昇させることができる。
【0349】
前記基板搬出ステップS500は、外部に備えられた搬送ロボットにより、基板処理が完了した前記基板1を前記ゲート111を介して内部空間から外部に搬出するステップであり、様々な方法によって行うことができる。
【0350】
即ち、前記基板搬出ステップS500は、処理が完了した基板1を外部の搬送ロボットを介して基板支持部200から伝達され、内部空間から搬出することができる。
【0351】
例えば、前記基板搬出ステップS500は、前記基板支持ピン810を上昇させて、前記基板支持部200に載置された前記基板1を前記基板支持部200から上側に離隔し、前記基板支持ピン810を介して支持する搬出ピンアップステップと、外部に備えられた搬送ロボットにより基板処理が完了した前記基板1を前記ゲート111を介して前記内部空間から外部に搬出する搬出ステップを含むことができる。
【0352】
また、前記基板搬出ステップS500は、後記する搬出ステップの後に、前記基板支持ピン810を前記基板支持部200の内部に下降させる搬出ピンダウンステップをさらに含むことができる。
【0353】
前記搬出ピンアップステップは、前述した処理空間解除ステップS400によりインナーリード部300が上昇された状態、即ち、処理空間S2が解除された状態で、基板支持ピン810を基板支持部200の上側に上昇させるステップであってもよい。
【0354】
これにより、前記搬出ピンアップステップは、基板支持部200の上面に載置された処理が完了した基板1を基板支持ピン810を基板支持プレート210から上側に移動及び露出させて、基板1を基板支持プレート210から上側に離隔して支持することができる。
【0355】
前記搬出ステップは、外部に備えられた搬送ロボットにより、基板処理が完了した前記基板1を前記ゲート111を介し得t前記内部空間から外部に搬出するステップであってもよい。
【0356】
より具体的に、前記搬出ステップは、基板支持ピン810に支持された基板1をゲート111を介して内部空間に入り込んだ搬送ロボットにより支持し、支持された基板1を外部に搬出することができる。
【0357】
そのために、前記搬出ステップは、処理が完了した基板1が基板支持ピン810に支持された状態で、搬送ロボットが基板1の下側に位置して、搬送ロボットを上昇させることにより、搬送ロボットが基板1を支持するようにすることができる。
【0358】
一方、別の例として、前記搬出ステップは、処理が完了した基板1が基板支持ピン810に支持された状態で、搬送ロボットが基板1の下側に位置して、基板支持ピン810を下降させることにより、搬送ロボットに基板1が位置するようにすることができる。
【0359】
前述したように、基板1が搬送ロボットに支持された状態で、搬送ロボットがゲート111を介して外部に移動することにより、基板処理が完了した基板1を搬出することができる。
【0360】
前記搬出ピンダウンステップは、基板1を支持する基板支持ピン810を下降させて基板支持部200、より具体的には、基板支持プレート210の内部に基板支持ピン810を挿入するステップであってもよい。
【0361】
このとき、前記搬出ピンダウンステップは、繰り返し多数の基板1に対する基板処理が行われるところ、最後に1回の基板1が搬出された後に行うことができ、以前には前述した導入ステップが行われるために、基板支持ピン810が上昇した状態を維持する必要があるところ、省略することができる。
【0362】
結果的に、前記搬出ピンダウンステップは、基板処理装置に対して最後の基板1を搬出する状況、又は途中に基板処理装置をメンテナンスする状況で行うことができる。
【0363】
一方、前述した前記基板導入ステップS100、前記処理空間形成ステップS200、前記基板処理ステップS300、前記処理空間解除ステップS400及び前記基板搬出ステップS500は、単位サイクルS10をなし、順次に複数回繰り返すことができ、一つの基板1に対して1サイクルを対応させて行うことができる。
【0364】
また、別の例として、本発明による基板処理方法は、前記処理空間形成ステップS200後に、ゲートバルブ150を介してゲート111を閉鎖し、前記内部空間を密閉するゲート閉鎖ステップをさらに含むことができる。
【0365】
また、本発明による基板処理方法は、前記基板導入ステップS100の前に、前記ゲートバルブ150を介して前記ゲート111を開放するゲート開放ステップをさらに含むことができる。
【0366】
また、本発明による基板処理方法は、前記処理空間解除ステップS400後に、前記ゲートバルブ150を介して前記ゲート111を開放するゲート開放ステップをさらに含むことができる。
【0367】
また、本発明による基板処理方法は、前記搬出ステップS500後に、前記ゲートバルブ150を介して前記ゲート111を閉鎖するゲート閉鎖ステップをさらに含むことができる。
【0368】
前記ゲート閉鎖ステップは、ゲートバルブ150を介してゲート111を閉鎖し、内部空間を密閉するステップであってもよい。
【0369】
このとき、前記ゲート閉鎖ステップは、処理空間形成ステップS200後に、内部空間に対する密閉を行うことができ、この場合、別の例として、処理空間形成ステップS200前、基板導入ステップS100後に、ゲート閉鎖ステップが行うこともできることは言うまでもない。
【0370】
即ち、本発明による基板処理方法は、処理空間S2を内部空間内に別途必要に応じて選択的に形成することができるので、ゲートバルブ150を介したゲート111の閉鎖が処理空間S2の形成とは別々に行うことができる。
【0371】
即ち、インナーリード部300の処理空間S2形成によりゲートバルブ150を介したゲート111の閉鎖を必要に応じて行うことができる。
【0372】
一方、内部空間に対する別途の圧力制御のために、ゲートバルブ150を介してゲート111を閉鎖するゲート閉鎖ステップを行うことができ、処理空間形成ステップS200後に行うことができる。
【0373】
また、前記ゲート閉鎖ステップは、搬出ステップS500後に、ゲート111を閉鎖するように行うことができ、この場合、多数の基板1に対して繰り返し基板処理が行われる過程では省略され、最後の基板1に対する基板処理が完了する場合、又は基板処理装置に対するメンテナンスなどが必要な場合にのみ行うことができる。
【0374】
前記ゲート開放ステップは、ゲートバルブ150を介してゲート111を開放するステップであってもよい。
【0375】
このとき、前記ゲート開放ステップは、処理空間解除ステップS400後に、内部空間に対する開放をおこなうことができ、この場合、別の例として、処理空間解除ステップS400前、基板処理ステップS300後に、ゲート閉鎖ステップが行うこともできることは言うまでもない。
【0376】
これにより、前記ゲート開放ステップは、基板搬出ステップS500前に行われ、基板処理が完了した基板1が外部に搬出するようにすることができる。
【0377】
また、前記ゲート開放ステップは、基板導入ステップS100前に、ゲート111を開放するように行うことができ、この場合、多数の基板1に対して繰り返し基板処理が行われる過程では省略され、最初の基板1に対する導入が行われる場合、又は基板処理装置に対するメンテナンスなどが必要な場合にのみ選択的に行うことができる。
【0378】
前記洗浄ステップは、基板導入ステップS100を通じて内部空間への基板1の導入前、インナーリード部300が上昇された状態で、処理空間S2側を介してガスを供給し、非処理空間S1側を介してガスを排気するステップであってもよい。
【0379】
より具体的に、基板導入ステップS100を通した内部空間への基板1の導入前、また、基板排出ステップS500を通した内部空間における基板1の排出後、基板処理が行われた処理空間S2を含む内部空間を洗浄するためのステップであってもよい。
【0380】
このとき、前記洗浄ステップは、前述した非処理空間S1側のガス排気孔(未図示)を介して排気を行うことができ、処理空間側のガス供給部400を介して洗浄ガスを噴射することにより、処理空間S2を経て非処理空間S1のガス排気孔を介してパージガスが排出されるようにすることができる。
【0381】
即ち、このとき、前記ガスは、基板処理のためのプロセスガス、装置内部を洗浄するための洗浄ガス及び内部空間に対するパージ実行のためのパージガスなど様々な種類のガスを意味する。処理空間側のガス供給部400を介して洗浄ガスを噴射し、非処理空間S1のガス排気孔を介してパージガスを排出することができる。
【0382】
これにより、前記洗浄ステップは、処理空間S2から非処理空間S1へ洗浄ガスの流れを誘導して、内部空間、特に処理空間S2に対応する領域に対する洗浄をより完全に行うことができる。
【0383】
以上、本発明によって具現することができる好ましい実施例の一部について説明したもの過ぎず、周知のように本発明の範囲は前記実施例に限定されて解釈されるべきではなく、前述した本発明の技術的思想とその根本を合わせた技術的思想は、すべて本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0384】
100 プロセスチャンバ
200 基板支持部
300 インナーリード部
400 処理空間圧力調節部
500 非処理空間圧力調節部
600 インナーリード駆動部
700 充填部材
800 基板支持ピン部
900 シール部
1000 マニホールド部
1100 温度調節部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12