KR101829665B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 공정 가스가 기판 지지대 하부로 흘러내려오지 않도록 하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 형태는 기판 처리가 이루어지는 공간부가 형성된 반응 챔버와, 기판이 안착되는 기판 지지대와, 상기 기판 지지대의 상부에 설치되어 상기 기판을 향해 공정 가스를 분사하는 공정 가스 분사체와, 상기 기판 지지대와 반응 챔버 사이 공간으로 상기 공정 가스가 침투하는 것을 방지하는 불활성 가스의 분사를 조절하는 백사이드 가스 조절체를 포함한다. 또한 상기 백사이드 가스 조절체는, 상기 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간 직하방에 설치되며 내부에 외부로부터 유입된 불활성 가스를 확산하는 공간부를 갖는 링과, 상기 공간부를 통해 확산된 불활성 가스를 상기 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간으로 분사하는 다수의 분사홀을 포함한다.

Description

기판 처리 장치{Apparatus for processing substrate}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 공정 가스가 기판 지지대 하부로 흘러내려오지 않도록 하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치 및 평판 표시 장치는 기판의 상면에 복수의 박막을 증착하고 식각하여 소정 패턴의 소자들을 형성함으로써 제조된다. 즉, 증착 장비를 이용하여 기판의 전면에 박막을 증착하고, 식각 장비를 이용하여 박막의 일부를 식각하여 박막이 소정의 패턴을 갖도록 하여 반도체 장치 또는 평판 표시 장치를 제조한다.

기판처리장치는 다양한 공정을 통해 박막을 형성할 수 있는데, 기판이 인입된 반응 챔버 내부에 기체 상태의 원료를 공급하여 박막을 형성하는 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition) 공정이 이용될 수 있다. 또한, 기판의 대형화, 소자의 초소형화 및 고집적화에 따라 플라즈마를 이용할 수 있고, 플라즈마에 의해 활성화된 가스를 이용하여 박막 증착 뿐만 아니라 식각 공정도 진행할 수 있다.

도 1은 복수의 기판을 처리하는 기판처리장치의 단면도를 도시한 그림이다.

복수의 기판(s)을 처리하는 기판 처리 장치(10)는 내부에 반응공간을 형성하는 반응 챔버(100)와, 가스를 공급하는 복수개의 가스분사체(200;예컨대, 샤워헤드), 복수의 기판 안착부를 가지며 회전운동과 상하운동 장치를 구비한 기판지지대(300) 등으로 구성된다.

기판은 반응 챔버(100) 내에서 회전되는 기판 지지대(300)에 안착된 상태로 각 가스분사체(200)로부터 공급되는 공정 가스를 공급받아 박막 증착이 이루어진다. 또한 가스 분사체(200)로부터 공급된 가스들은 반응 챔버(100)의 하부에 마련된 환형의 펌핑 유로(400)를 통해 반응 챔버(100)의 외부로 펌핑된다. 그러나 일부의 가스는 펌핑되지 않은 채 기판 지지대(300)의 하측으로 유입되어 기판 지지대(300)의 하면 등에 증착되어 챔버(100)의 내부면을 오염시킬 수 있다. 따라서 종래의 기판처리장치(10)에서는, 도 1에 가는 실선 화살표로 도시한 바와 같이, 반응 챔버(100)의 하부를 통해 아르곤(Ar), 질소(N)와 같은 비반응성 가스를 백사이드 가스(backside gas)로서 주입하여 공정 가스들이 기판 지지대(300)의 하측으로 유입되는 것을 방지하였다.

그런데, 대부분의 복수 기판 처리 장치의 경우, 기판 지지대(300) 양측에서 각각 펌핑을 하는 듀얼 펌핑 구조를 가진다. 펌핑 압력에 의하여 백사이드 가스는 유량이 균일하게 기판 지지대 둘레에 고르게 분포되지 못하고, 펌핑 압력이 좀더 낮은 펌핑 유로 부분에 집중적으로 모이는 문제가 있다.

한국공개특허 2011-0041665

본 발명의 기술적 과제는 기판 지지대의 상부에서 유입된 공정 가스가 기판 지지대의 하부로 유입되지 않도록 하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 기판 지지대의 하부에서 유입되는 백사이드 가스가 기판 지지대 둘레에서 고르게 분포되도록 하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 기판 지지대의 하부에서 유입되는 백사이드 가스가 기판 지지대 둘레에서 오랜 시간 체류할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 실시 형태는 기판 처리가 이루어지는 공간부가 형성된 반응 챔버와, 기판이 안착되는 기판 지지대와, 상기 기판 지지대의 상부에 설치되어 상기 기판을 향해 공정 가스를 분사하는 공정 가스 분사체와, 상기 기판 지지대와 반응 챔버 사이 공간으로 상기 공정 가스가 침투하는 것을 방지하는 불활성 가스의 분사를 조절하는 백사이드 가스 조절체를 포함한다.

또한 상기 백사이드 가스 조절체는, 상기 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간 직하방에 설치되며 내부에 외부로부터 유입된 불활성 가스를 확산하는 공간부를 갖는 링과, 상기 공간부를 통해 확산된 불활성 가스를 상기 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간으로 분사하는 다수의 분사홀을 포함한다.

또한 상기 백사이드 가스 조절체는, 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간에 대응되는 챔버 내벽에 설치되며 외부로부터 유입된 불활성 가스를 확산하는 유로 공간과, 상기 유로 공간을 통해 확산된 불활성 가스를 상기 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간으로 분사하는 다수의 분사공을 포함한다.

상기 링은, 상기 공정 가스를 배출하는 펌핑 유로의 개수만큼 복수개로 분리되어 형성되며, 상기 유로 공간은, 상기 공정 가스를 배출하는 펌핑 유로의 개수만큼 복수개로 분리되어 형성된다.

상기 기판 지지대는, 기판 지지대의 상부 측벽 둘레보다 하부 측벽 둘레가 더 크게 형성한 단차턱이 마련된다. 또한 상기 단차턱에 대응되게 위치하며 상기 기판 지지대의 단차턱 방향으로 돌출되어 형성되는 배플 플레이트를 포함한다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 기판 지지대 둘레의 펌핑 유로의 존재 여부를 불문하고, 기판 지지대 둘레에서 백사이드 가스를 고르게 분포시킬 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 기판 지지대의 상부에서 유입된 공정 가스가 기판 지지대의 하부로 유입되는 것을 억제함으로써, 기판 지지대의 하부에 대한 오염을 방지할 수 있다. 이로 인하여 반응 챔버 내부의 클리닝 효율을 증대시킬 수 있다.

도 1은 복수의 기판을 처리하는 기판처리장치의 단면도를 도시한 그림이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 링을 구비한 기판처리장치의 개략적 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 링이 형성된 기판처리장치의 주요 부분에 대한 상부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 복수개의 분리된 링을 도시한 그림이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 반응 챔버의 벽체 내부에 유로 공간을 구비한 기판처리장치의 개략적 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 다라 벽체 내부에 유로 공간이 형성된 기판처리장치의 주요 부분에 대한 상부 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 기판 지지대가 단차턱 형상으로 된 모습을 도시한 그림이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 링을 구비한 기판처리장치의 개략적 구성도이며, 도 3은 도 2에 도시된 기판처리장치의 주요 부분에 대한 상부 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판처리장치(10)는 반응 챔버(100), 공정 가스 분사체(200), 기판 지지대(300), 백사이드 가스 조절체, 백사이드 가스 공급원(600)을 포함한다.

반응 챔버(100)는 증착공정 등 기판에 대한 일정한 처리가 행해지는 공간을 제공하는 것으로서, 공정 가스 분사체가 반응 챔버(100)의 상부에 결합되면 반응 챔버(100)의 내측에는 일정한 공간부가 형성된다. 반응 챔버(100) 내측의 공간부는 일반적으로 진공 분위기로 형성되어야 하므로 반응 챔버(100)의 외부에는 펌프(410)가 마련된다. 상기 펌프는 반응 챔버(100)의 바닥면 외측에 형성된 환형의 링 형태의 펌핑 유로(400)와 연결된다. 본 실시예에서는 두 개의 펌프(410)가 반응 챔버(10)의 직경방향 양측에 각각 배치되어, 반응 챔버(100)의 하부 양 사이드에서 펌핑이 이루어지는 트윈 펌핑(twin pumping)을 예로 설명한다. 하지만, 본 발명의 실시에는 이에 한정되지 않고 하나의 펌프를 갖거나 두 개 이상의 펌프를 가진 모든 기판처리장치에 적용될 수 있다. 반응 챔버(100)의 바닥면에는 기판 지지대(300)의 회전축(320)이 삽입되는 관통공이 형성된다. 기판(s)은 반응 챔버(100)의 측벽에 마련된 게이트밸브(미도시)를 통해 반응 챔버(100)의 내외부로 유입 및 유출된다.

기판 지지대(300)는 반응 챔버(100) 내에서 복수개의 기판(s)을 지지하기 위한 것으로서, 지지플레이트(310)와 회전축(320)을 구비한다. 지지플레이트(310)는 원판 형상으로 평평하게 형성되어 반응 챔버(100) 내에 수평하게 배치되며, 회전축(320)은 수직하게 배치되어 지지플레이트(310)의 하부에 마련된다. 회전축(320)은 반응 챔버(100)의 관통공을 통해 외부로 연장되어 모터(미도시) 등의 구동수단과 연결되어, 지지플레이트(310)를 회전 및 승강시킨다. 회전축(320)과 관통공 사이를 통해 반응 챔버(100) 내부의 진공이 해제되는 것을 방지하고자, 회전축(320)은 벨로우즈에 의하여 감싸져 있다.

지지플레이트(310)의 상부에는 원주방향을 따라 복수개의 기판안착부가 형성된다. 상기 기판안착부는 오목하게 형성되어 지지플레이트(310)가 회전되더라도 기판(s)이 이탈되지 않고 지지플레이트(310) 상부에 지지될 수 있게 하는 역할을 한다. 또한 지지플레이트(310)의 하측에는 히터(미도시)가 구비되어 기판(s)을 일정한 공정 온도로 가열한다. 본 발명의 실시예의 도면에서는 지지플레이트(310)에 위치하는 기판을 네 개로 도시하였으나 이에 한정되지 않고 네 개 이하 또는 이상이 될 수 있다.

공정 가스 분사체(200)는 기판지지대(300)의 기판안착부에 안착된 복수의 기판(s)에 원료가스, 반응가스, 퍼지가스 등의 공정 가스를 분사하기 위한 것으로서, 반응 챔버(100)의 상부에 설치되어 기판(s)을 향해 공정 가스를 분사한다. 본 발명의 실시예에서는 공정 가스 분사체(200)의 예로서 샤워헤드를 예로 들어 도시하였지만 이에 한정되지 않고 분사 노즐과 같이 다양한 형태의 공정 가스 분사체가 사용될 수 있다.

공정 가스 분사체(200)는 기판지지대(300)의 중심점을 기준으로 원주 방향을 따라 배치되는 된다. 각 공정 가스 분사체(200)들은 공정 가스 공급관을 통해 외부의 공정 가스 공급원(미도시)으로부터 가스를 공급받는다. 또한, 각 공정 가스 분사체(200)들은 기판(s)의 전체 영역에 걸쳐 고르게 가스가 분사될 수 있도록 그 내부에 가스확산공간이 형성되어 있으며, 공정 가스 공급관을 통해 유입된 공정 가스들은 가스확산공간에서 확산된 후 공정 가스 분사체(200)의 하면에 형성된 다수의 가스분사공을 통해 기판(s)으로 분사된다.

또한 원주방향을 따라 배치된 각 공정 가스분사체(200)들은 소스가스, 퍼지가스, 반응가스, 퍼지가스를 각각 기판(s)에 분사한다. 반응 챔버(100) 내에서 회전하는 기판지지대(300)에 안착된 기판(s)은 위 공정가스들에 순차적으로 노출되어 박막증착이 이루어진다.

또한, 도시하지는 않았지만, 공정 가스 분사체(200)들 사이에 중앙 분사체를 두어서, 중앙 분사체가 퍼지가스를 분사하여, 소스가스와 반응가스가 기판지지대(300)의 중앙을 통해 월류되거나 혼합되는 것을 방지한다. 즉, 소스가스를 분사하는 소스가스 분사체와 반응가스를 분사하는 반응가스 분사체는 기판지지대(300)의 직경방향 양측에 배치되는 것이 일반적인데, 그 사이에 퍼지 가스를 분사하는 중앙분사체를 설치하고 퍼지가스를 분사하면, 중앙부에 가스커튼이 형성됨으로써 소스가스와 반응가스는 기판 지지대(300)의 중앙에서 상호 혼합되는 것을 방지할 수 있다.

상기한 구성의 기판처리장치(10)에서 공정 가스 분사체(200)로부터 분사된 공정가스들은 반응 챔버(100)의 하측부에 마련된 펌프(410)에 의하여, 도 2에 굵은 실선 화살표로 도시한 바와 같이, 기판지지대(300)의 외측을 향해 흐른 후 펌핑 유로(400)로 배출되는데, 일부의 공정가스는 배기되지 않은 채, 기판지지대(300)의 하측에 증착되어 반응 챔버(100) 내부를 오염시키고, 파티클을 발생시킨다.

이에 기판지지대(300) 하부 공간을 질소(N₂)나 아르곤(Ar)과 같은 비반응성 가스를 주입함으로써, 공정가스들이 기판지지대(300)의 하부로 유입되는 것을 방해한다. 그러나, 종래기술에서 설명한 바와 같이, 이러한 비반응성 가스는 펌프의 압력에 의해 유량이 균일하게 기판 지지대 둘레에 흐르지 못하고, 압력이 좀더 낮은 펌프 연결 부분의 펌핑 유로에 집중적으로 모여 고르게 분포되지 않는 문제가 있다.

본 발명에서는 상기한 문제점을 해결하고자, 비반응성 가스인 불활성 가스가 기판 지지대(300)의 둘레 하부에서 고르게 분포하도록 하는 백사이드 가스 조절체를 마련한다. 이하에서는 공정 가스로부터 반응 챔버 내부의 오염을 방지하는 역할의 불활성 가스(비반응성 가스)를 백사이드 가스(backside gas)라 부르기로 한다. 또한, 이하에서 백사이드 가스는 아르곤(Ar), 질소(N₂), 이들의 화합물 중 적어도 하나인 비반응성 가스를 말한다.

백사이드 가스 조절체는, 공정 가스가 기판 지지대와 반응 챔버 사이 공간을 통해 반응 챔버(100)의 하측으로 침투되는 것을 막기 위하여 백사이드 가스를 반응 챔버의 상측으로 고르게 분사시키는 역할을 한다.

백사이드 가스 조절체는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 따라서 백사이드 가스 조절체는, 상기 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간 직하방에 설치되며 내부에 외부로부터 유입된 불활성 가스를 확산하는 공간부를 갖는 링과, 상기 공간부를 통해 확산된 불활성 가스를 상기 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간으로 분사하는 다수의 분사홀을 포함한다.

즉, 기판 지지대(300)와 반응 챔버(100)의 벽체 내벽간의 이격틈을 따라 기판 지지대의 하부에 마련된 속이 빈 링(500)으로 구현하는데, 기판 지지대의 둘레 하부에 위치하도록 하여, 기판 지지대와 반응 챔버 내벽 사이를 둘러싸는 속이 빈 링으로 구현한다. 이로써 기판 지지대(300)와 반응 챔버(100) 내벽 사이에서의 공정 가스의 하측으로의 흐름을 저해한다. 참고로, 이하에서는, 챔버 내벽이라 함은 기판 지지대를 감싸며 챔버 안쪽벽을 따라 환형으로 형성된 펌핑 유로(400)의 측벽도 포함하는 개념으로서, 기판 지지대에 가장 인접한 챔버 내측벽을 챔버 내벽이라 한다.

한편, 상기 링의 형상은 반응 챔버 형상에 따라 그 형상이 달라질 수 있는데, 예컨대, 사각 기둥 형태의 반응 챔버의 경우에는 사각형태의 링으로 구현되며, 원통형의 반응 챔버의 경우에는 환형 링 형태로 구현된다.

링(500)의 상부에는 복수개의 분사홀(510)이 마련된다. 상기 링(510)의 내부는 백사이드 가스 공급원(600)으로부터 백사이드 가스를 공급받으며, 이렇게 공급된 백사이드 가스는 링(510)의 내부를 따라서 퍼진 후 복수개의 분사홀(510)을 통해 상부로 분사된다. 따라서 다수의 펌핑 유로의 압력 차이에도 불구하고, 링(500)의 내부를 따라 퍼진 백사이드 가스가 복수개의 가스 분사홀(510)을 통해 도 2 및 도 3에 도시한 가는 실선 화살표 방향과 같이 기판 지지대와 반응 챔버 벽체 사이의 상부측으로 고르게 분사됨으로써, 굵은 실선으로 표시된 공정 가스가 기판 지지대(300)의 둘레 하부로 침투해서 흘러내려오는 것을 효율적으로 막을 수 있다.

또한 상기 분사홀(510)은 동일한 간격으로 배치됨으로써, 백사이드 가스가 고르게 분사되도록 한다. 또한 상기 분사홀(510)은, 원형, 다각형 등의 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한 상기 링(500)은 공정 진행을 위해 승하강하는 기판 지지대(300)와 닿지 않도록 해야 한다. 따라서 가장 낮은 위치로 기판 지지대가 하강하더라도 기판지지대의 바닥면과 링의 상부면이 서로 닿지 않는 높이의 위치에 링(500)이 설치되도록 한다.

백사이드 가스 공급원(600)은, 백사이드 가스 공급관(610)을 통해 상기 링(500)의 내부로 백사이드 가스를 공급하는 저장탱크이다. 상기 백사이드 가스 공급원(600)은 반응 챔버(100) 외부에 설치된다.

한편, 도 3의 그림에서 링(500)은 단수개로 형성함을 설명하였는데, 도 4에 도시한 바와 같이 복수개의 분리된 링(500a,500b)으로 구현할 수 있다. 공정 가스를 챔버 밖으로 배출하는 펌핑 유로의 개수만큼 복수개로 분리되어 형성된다. 개별 펌프에 연결된 분리된 복수개의 펌핑 유로(400a,400b)가 구비될 경우, 이러한 각 펌핑 유로에 대응하는 복수개의 분리된 링(500a,500b)를 두는 것이다.

공정 조건에 따라서 각 펌핑 유로의 펌핑 압력이 달라질 수 있기 때문에, 이에 대응하여 각 펌핑 유로별(400a,400b)로 인접하는 링(500a,500b)을 각각 두는 것이다. 따라서 각 펌핑 유로(400a,400b)의 압력에 따라서 이에 대응되는 각 링(500a,500b)에서 분사되는 백사이드 가스의 양을 각각 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1펌핑 유로(400a)의 압력이 제2펌핑 유로(400b)의 압력보다 클 경우에는, 제1펌핑 유로(400a)에 대응된 제1링(500a)에서 분사되는 백사이드 가스의 양을 제2링의 백사이드 가스의 양(500b)보다 더 많이 분사되도록 구현한다. 이를 위하여 도 4와 같이 복수개의 분리된 링(500a,500b)을 가지는 경우, 각 링에 백사이드 가스를 공급하는 백사이드 가스 공급원을 각각 구비해야 한다.

한편, 상기 백사이드 가스 조절체는 기판 지지대의 둘레 하부에 위치하는 링으로 구현할 수 있지만, 본 발명의 다른 실시예로서 반응 챔버의 벽체 내부에 백사이드 가스 조절체를 구현할 수 있다. 이하 도 5 및 도 6과 함께 상술한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 반응 챔버의 벽체 내부에 유로 공간을 구비한 기판처리장치의 개략적 구성도이며, 도 6은 도 5에 도시된 기판처리장치의 주요 부분에 대한 상부 사시도이다.

백사이드 가스 조절체는, 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간에 대응되는 챔버 내벽에 설치되며 외부로부터 유입된 불활성 가스를 확산하는 유로 공간(700)과, 상기 유로 공간을 통해 확산된 불활성 가스를 상기 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간으로 분사하는 다수의 분사공(710)을 포함한다.

따라서 반응 챔버의 벽체 내부의 유로 공간(700)으로 구현되는 백사이드 가스 조절체는, 기판 지지대의 둘레 하부에 대향하는 반응 챔버의 벽체 내부를 따라 띠 형태의 속이 빈 유로 공간을 가진다. 복수개의 분사공(710)이 상기 유로 공간(700)을 따라 반응 챔버의 벽체 내벽에 형성된다. 상기 유로 공간의 형태는 반응 챔버의 형태에 따라 달라져서, 사각 링, 환형 링 등으로 구현될 수 있다.

상기 유로 공간(700)의 내부는 백사이드 가스 공급원으로부터 백사이드 가스를 공급받으며, 이렇게 공급된 백사이드 가스는 반응 챔버 벽체 내부의 유로 공간(700)의 내부를 따라서 퍼진 후 복수개의 분사공(710)을 통해 기판지지대의 둘레를 향해 분사된다. 따라서 다수의 펌핑 유로의 압력 차이에도 불구하고, 링 내부를 따라 퍼진 백사이드 가스가 복수개의 분사공(710)을 통해 도 5 및 도 6에 도시한 가는 실선 화살표 방향과 같이 기판 지지대(300)와 반응 챔버(100) 벽체 사이에 고르게 분사됨으로써, 굵은 실선으로 표시된 공정 가스가 기판 지지대 둘레의 하부로 침투해서 흘러내려오는 것을 효율적으로 막을 수 있다. 이때, 분사공은 백사이드 가스가 상측으로 분사되도록, 분사공의 단면을 상측으로 경사지게 구현한다. 즉, 반응 챔버의 벽체에 형성되는 분사공의 단면을 상측으로 경사지게 함으로써, 분사공의 단면이 상향 경사지게 방향성을 가지며 형성되도록 한다.

또한 상기 분사공은 동일한 간격으로 배치됨으로써, 백사이드 가스가 고르게 분사되도록 한다. 또한 상기 분사공은, 원형, 다각형 등의 다양한 형태를 가질 수 있다. 백사이드 가스 공급원은, 공급관을 통해 상기 유로 공간의 내부로 백사이드 가스를 공급한다.

한편, 상기 유로 공간(700)은 상기와 같이 단수개로 형성하였는데, 상기 설명한 바와 같이 분리된 복수개의 유로 공간으로 구현할 수 있다. 공정 조건에 따라서 각 펌핑 유로의 펌핑 압력이 달라질 수 있기 때문에, 이에 대응하여 펌핑 유로별로 인접하는 유로 공간을 각각 두는 것이다. 따라서 각 펌핑 유로의 압력에 따라서 이에 대응되는 각 유로 공간에서 분사되는 백사이드 가스의 양을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1펌핑 유로의 압력이 제2펌핑 유로의 압력보다 클 경우에는, 제1펌핑 유로에 대응된 제1유로 공간에서 분사되는 백사이드 가스의 양을 제2유로 공간보다 더 많이 분사되도록 구현할 수 있다.

한편, 도 2,3,4에 도시된 링 또는 도 5,6에 도시한 유로 공간을 통해 백사이드 가스를 분사할 경우, 공정 가스 분사체에 의해 분사되는 공정 가스가 기판 지지대 하부로 침투하지 못하도록, 도 7에 도시한 바와 같이 기판 지지대의 둘레벽을 단차턱 구조로 구현할 수 있다. 즉, 기판 지지대의 상부 측벽 둘레보다 하부 측벽 둘레가 더 크게 단차지도록 한 단차턱을 형성하는 것이다. 따라서 이러한 단차턱을 둠으로써, 공정 가스 분사체에서 분사되어 기판 지지대 둘레를 따라 하측으로 내려오는 공정 가스의 진행을 일차적으로 막을 수 있다.

도 7(a)는 백사이드 가스 조절체가 링(500)으로 형성되어 있는 구조에서 단차턱이 형성된 기판 지지대(300)를 도시한 그림으로서, 실선으로 표시된 공정 가스가 단차턱(300a)에 의해 방해되어서 기판 지지대 하부로 적게 흘러감을 알 수 있다. 펌핑 유로가 배플 플레이트로 구현될 경우에는, 배플 플레이트(100b)는 단차턱에 대응되어 마주보며 상부에 이격 마련되도록 한다. 즉, 배플 플레이트(100b)는 단차턱에 대응되게 위치하며 상기 기판 지지대의 단차턱 방향으로 돌출되어 형성된다. 배플 플레이트(100b)는 기판 지지대의 상부 측벽 둘레에 이격된 상태로 상기 단차턱의 상부에 위치하여, 기판 지지대 하부로 공정 가스가 흘러가지 않도록 한다. 만약, 단차턱 상부로 돌출된 배플 플레이트가 없다면, 기판 지지대의 측벽과 반응 챔버의 측벽 틈 사이로 공정 가스가 쉽게 흘러갈 수 있다. 이를 방지하기 위하여 기판 지지대의 단차턱 상부에 돌출된 배플 플레이트를 두어서, 공정 가스의 하부 침투를 막는 것이다. 참고로, 도 7(b)는 백사이드 가스 조절체가 유로 공간(700)으로 형성되어 있는 구조에서 단차턱이 형성된 기판 지지대를 도시한 그림이다.

한편, 백사이드 가스 조절체를 통해 분사되는 백사이드 가스의 공급량은 공정 가스 분사체를 통해 공급되는 공정 가스의 공급량에 비례하여 결정된다. 공정 가스의 공급량이 많을수록 백사이드 가스의 공급량을 증가시키며, 반대로 공정 가스의 공급량이 적어질수록 백사이드 가스의 공급량을 감소시킨다.

또한 공정 가스와 백사이드 가스의 공급량 1:1의 비율을 유지할 필요는 없다. 공정 가스와 동일하거나 더 많은 양의 백사이드 가스를 분사시킬 경우에는 필요 이상의 백사이드 가스를 분사하는 셈이 되고, 반대로, 공정 가스보다 훨씬 적은 양의 백사이드 가스를 분사시킬 경우에는 공정 가스 차단이라는 본 발명의 목적을 이루기 어렵다. 따라서 상기 공정 가스 : 백사이드 가스의 공급량 비율은, 100% : (20%~50%)를 가지도록 함이 바람직하다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100: 반응 챔버 200: 가스 분사체
300: 기판 지지대 400: 펌핑 유로
500: 링 600: 백사이드 가스 공급원
700: 유로 공간

Claims (8)

1. 삭제
2. 기판 처리가 이루어지는 공간부가 형성된 반응 챔버;
   기판이 안착되는 기판 지지대;
   상기 기판 지지대의 상부에 설치되어 상기 기판을 향해 공정 가스를 분사하는 공정 가스 분사체;
   상기 기판 지지대와 반응 챔버 사이 공간을 통해 상기 반응 챔버의 하측으로 상기 공정 가스가 침투하는 것을 방지하기 위해 상기 기판 지지대의 둘레 하부에서 상측으로 불활성 가스를 분사할 할 수 있는 백사이드 가스 조절체;를 포함하고,
   상기 백사이드 가스 조절체는,
   상기 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간 직하방에 설치되며 내부에 외부로부터 유입된 불활성 가스를 확산하는 공간부를 갖는 링과, 상기 공간부를 통해 확산된 불활성 가스를 상기 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간으로 분사하는 다수의 분사홀을 포함하는 기판처리장치.
3. 기판 처리가 이루어지는 공간부가 형성된 반응 챔버;
   기판이 안착되는 기판 지지대;
   상기 기판 지지대의 상부에 설치되어 상기 기판을 향해 공정 가스를 분사하는 공정 가스 분사체;
   상기 기판 지지대와 반응 챔버 사이 공간을 통해 상기 반응 챔버의 하측으로 상기 공정 가스가 침투하는 것을 방지하기 위해 상기 기판 지지대의 둘레 하부에서 상측으로 불활성 가스를 분사할 할 수 있는 백사이드 가스 조절체;를 포함하고,
   상기 백사이드 가스 조절체는,
   기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간에 대응되는 챔버 내벽에 설치되며 외부로부터 유입된 불활성 가스를 확산하는 유로 공간과, 상기 유로 공간을 통해 확산된 불활성 가스를 상기 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간으로 분사하는 다수의 분사공을 포함하는 기판처리장치.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 링은, 상기 공정 가스를 배출하는 펌핑 유로의 개수만큼 복수개로 분리되어 형성된 기판처리장치.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 유로 공간은, 상기 공정 가스를 배출하는 펌핑 유로의 개수만큼 복수개로 분리되어 형성된 기판처리장치.
6. 청구항 3에 있어서, 상기 분사공은 상기 기판 지지대와 챔버 내벽 사이 공간으로 상향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
7. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 기판 지지대는, 기판 지지대의 상부 측벽 둘레보다 하부 측벽 둘레가 더 크게 형성한 단차턱이 마련된 기판처리장치.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 단차턱에 대응되게 위치하며 상기 기판 지지대의 단차턱 방향으로 돌출되어 형성되는 배플 플레이트를 포함하는 기판처리장치.

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