KR101905822B1 - 기판 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 하부에서 하부 기판의 표면으로 낙하하는 파티클을 차단할 수 있는 기판 처리장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치는 복수의 로드에 다단으로 결합되는 복수의 중공 플레이트를 포함하며, 복수의 기판이 상기 복수의 중공 플레이트 상에 각각 적재되는 기판 보트; 그 내부에 상기 기판 보트가 수용되는 수용 공간을 갖는 반응 튜브; 상기 반응 튜브의 일측에서 상기 반응 튜브 내로 공정 가스를 공급하는 가스공급부; 및 상기 반응 튜브의 타측에서 상기 반응 튜브 내의 공정 잔류물을 배기하는 배기부;를 포함하고, 상기 중공 플레이트는 상하로 관통된 중공부를 형성하는 테두리부를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리장치{Apparatus for processing substrate}
본 발명은 기판 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 하부에서 하부 기판의 표면으로 낙하하는 파티클을 차단할 수 있는 기판 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기판 처리장치에는 하나의 기판에 대하여 기판 처리공정을 수행할 수 있는 매엽식(Single wafer type)과 복수의 기판에 대하여 기판 처리공정을 동시에 수행할 수 있는 배치식(Batch type)이 있다. 매엽식은 설비의 구성이 간단한 이점이 있으나, 생산성이 떨어지는 문제로 인해 대량 생산이 가능한 배치식이 많이 사용되고 있다.
종래의 배치식 기판 처리장치는 복수의 기판을 수직으로 적층하여 공정을 진행하는데, 기판을 기판 보트에 적재(loading)하거나 기판 보트에서 반출(unloading)할 때에 기판의 하부에서 발생하는 파티클 또는 기판 처리공정 중 로드에서 발생하는 파티클이 하부 기판에 낙하하는 문제점이 있었다. 이를 해결하고자 공간 분할 플레이트를 통해 기판의 하부에서 발생되는 파티클을 차단하는 방법이 시도되고 있으나, 공간 분할 플레이트의 하부면에서 발생하는 파티클 또는 로드에서 발생하는 파티클이 기판 상에 낙하하는 문제가 여전히 남아있다.
특히, 반도체 기판의 소정 영역에 산화막, 질화막 등의 절연막을 형성하여 반도체 기판의 소정 영역을 노출시키고, 노출된 반도체 기판 상에만 그와 결정 구조가 같은 동종 또는 이종의 반도체막을 성장시키는 선택적 에피택셜 성장(Selective Epitaxial Growth; SEG) 공정에서는 증착과 식각을 반복하므로, 증착 공정 중에 공간 분할 플레이트의 하부면에 부착되었다가 식각 공정에서 공간 분할 플레이트의 하부면에서 식각되어 떨어지는 공정 잔류물에 의한 파티클이 더욱 문제가 된다.
한국공개특허공보 제10-2013-0069310호
본 발명은 기판의 하부에서 하부 기판의 표면으로 낙하하는 파티클을 차단하여 하부 기판의 오염을 방지할 수 있는 기판 처리장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치는 복수의 로드에 다단으로 결합되는 복수의 중공 플레이트를 포함하며, 복수의 기판이 상기 복수의 중공 플레이트 상에 각각 적재되는 기판 보트; 그 내부에 상기 기판 보트가 수용되는 수용 공간을 갖는 반응 튜브; 상기 반응 튜브의 일측에서 상기 반응 튜브 내로 공정 가스를 공급하는 가스공급부; 및 상기 반응 튜브의 타측에서 상기 반응 튜브 내의 공정 잔류물을 배기하는 배기부;를 포함하고, 상기 중공 플레이트는 상하로 관통된 중공부를 형성하는 테두리부를 포함할 수 있다.
상기 중공 플레이트는 상기 테두리부의 상부면에 형성되어 상기 기판이 지지되는 복수의 지지핀을 더 포함할 수 있다.
상기 중공 플레이트는 상기 복수의 지지핀에 각각 대응되어 상기 지지핀보다 상기 테두리부 상부면의 내측에 배치되는 복수의 차단벽을 더 포함할 수 있다.
상기 차단벽의 높이는 상기 지지핀의 높이보다 낮을 수 있다.
상기 중공 플레이트는 상기 테두리부의 적어도 일측이 개방된 절개부를 더 포함할 수 있다.
상기 테두리부는 상기 기판의 테두리를 따라 연장되어 형성될 수 있다.
상기 중공부의 면적은 상기 테두리부 중 적재된 상기 기판과 오버랩되는 부분의 면적보다 클 수 있다.
상기 공정 가스는 박막 증착 원료가스와 식각 가스를 포함할 수 있다.
상기 기판은 제1 원소의 단결정을 포함하고, 상기 박막 증착 원료가스는 상기 제1 원소를 포함할 수 있다.
상기 복수의 로드는 상기 복수의 중공 플레이트가 삽입되는 복수의 슬롯이 각각 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리장치는 중공 플레이트를 통해 기판의 적재 또는 반출시에 마찰 등의 접촉 흔적으로 기판의 하부에서 하부 기판의 표면으로 낙하하는 파티클을 차단할 수 있고, 이에 따라 하부 기판의 오염을 방지할 수 있다. 또한, 중공 플레이트가 하부 기판과 오버랩되는 면적을 최소화하여 중공 플레이트의 하부면으로부터 하부 기판의 표면에 떨어지는 파티클을 줄일 수도 있다.
그리고 중공 플레이트의 절개부를 통해 이송장비의 암(arm)이 상하로 움직일 수 있어 기판을 적재 또는 반출하는 데에 간섭이 발생하지 않을 수 있으며, 중공 플레이트의 상부면에 형성되는 복수의 지지핀을 통해 기판을 로드로부터 이격시켜 로드에서 발생하는 파티클이 기판의 표면에 낙하하는 것을 방지할 수 있고, 로드에 의해 기판의 영역별로 두께가 달라지는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치를 나타낸 그림.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 보트를 나타낸 그림.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중공 플레이트의 절개부를 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 중공 플레이트의 형상을 설명하기 위한 개념도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 중공 플레이트의 변형예를 나타낸 그림.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치를 나타낸 그림이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치(200)는 복수의 로드(110)에 다단으로 결합되는 복수의 중공 플레이트(120)를 포함하며, 복수의 기판(10)이 상기 복수의 중공 플레이트(120) 상에 각각 적재되는 기판 보트(100); 그 내부에 상기 기판 보트(100)가 수용되는 수용 공간을 갖는 반응 튜브(210); 상기 반응 튜브(210)의 일측에서 상기 반응 튜브(210) 내로 공정 가스를 공급하는 가스공급부(220); 및 상기 반응 튜브(210)의 타측에서 상기 반응 튜브(210) 내의 공정 잔류물을 배기하는 배기부(230);를 포함할 수 있다.
기판 보트(100)는 복수의 로드(110)에 다단으로 결합되는 복수의 중공 플레이트(120)를 포함할 수 있고, 복수의 기판(10)이 복수의 중공 플레이트(120) 상에 각각 적재될 수 있다. 즉, 복수의 중공 플레이트(120)는 기판 보트(100)에 적재되는 복수의 기판(10)의 하부에 각각 제공될 수 있다. 그리고 기판 보트(100)는 승강하여 반응 튜브(210)의 수용 공간에 수용될 수 있다.
여기서, 복수의 로드(110)는 서로 이격되어 수직으로 세워져 설치될 수 있다. 예를 들어, 로드(110)는 석영(quartz)으로 이루어질 수 있고, 로드(110)의 수평 단면은 원형일 수 있으며, 3개 이상의 로드(110)가 복수의 중공 플레이트(120)를 지지하기 위해 제공될 수 있다.
그리고 복수의 중공 플레이트(120)는 복수의 로드(110)에 다단으로 배치되어 각각 결합될 수 있고, 복수의 로드(110)에 지지될 수 있다. 여기서, 중공 플레이트(120)는 용접 가공되어 복수의 로드(110)에 고정될 수 있으며, 복수의 로드(110)와 중공 플레이트(120)를 용접 가공하는 경우에는 중공 플레이트(120)가 복수의 로드(110)에 안정적으로 고정되어 구조적인 안정성이 향상될 수 있다. 이때, 중공 플레이트(120)는 소정의 두께를 갖는 판(plate) 형상일 수 있으며, 로드(110)와 동일하게 석영으로 이루어질 수 있고, 이에 따라 용접 가공시에 복수의 로드(110)와 중공 플레이트(120)가 안정적으로 결합될 수 있다.
또한, 복수의 중공 플레이트(120)는 적재된 복수의 기판(10)의 하부에 각각 제공되도록 배치될 수 있고, 기판(10)의 하부에 제공되어 기판(10)의 적재(loading) 또는 반출(unloading)시에 마찰 등의 접촉 흔적으로 기판(10)의 하부에서 발생하는 파티클(particle)을 차단할 수 있으며, 하부 기판(10)의 표면으로 낙하하는 파티클을 차단하는 파티클 차단 플레이트일 수 있다.
반응 튜브(210)는 기판 보트(100)가 수용될 수 있으며, 그 내부에 기판 보트(100)가 수용될 수 있는 수용 공간이 형성될 수 있고, 기판 보트(100)에 적재된 기판(10)의 처리 공정이 수행될 수 있다. 여기서, 상기 처리 공정은 증착 공정과 식각 공정을 포함할 수 있다. 반응 튜브(210)는 원통 형태로 형성될 수 있고, 상부는 폐쇄된 상태에서 하부가 개방될 수 있는데, 기판 보트(100)가 반응 튜브(210)의 수용 공간에 위치하기 위해 상하로 승강하는 경우에 반응 튜브(210)의 개구부를 통해 기판 보트(100)가 반응 튜브(210)의 수용 공간에 인입되거나 인출될 수 있다. 그리고 반응 튜브(210)의 하부는 챔버(240)의 내벽과 연결되어 지지될 수 있도록 반응 튜브(210)의 둘레에서 외측으로 돌출되어 챔버(240)에 연결되는 돌출부가 구비될 수 있다. 한편, 반응 튜브(210)는 세라믹이나 석영 또는 메탈에 세라믹을 코팅한 재질일 수 있으며, 내부 반응튜브(211)와 외부 반응튜브(212)로 구성될 수도 있으나, 반응 튜브(210)의 구조 및 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
가스공급부(220)는 반응 튜브(210)의 일측에서 반응 튜브(210) 내로 공정 가스를 공급할 수 있으며, 분사 노즐(221)을 통해 반응 튜브(210)의 내부에 공정 가스를 공급할 수 있고, 기판(10)에 상기 공정 가스를 제공할 수 있다. 분사 노즐(221)은 반응 튜브(210)의 일측(또는 측면)에 제공될 수 있으며, 선형으로 형성된 하나의 분사 노즐일 수도 있고, 선형으로 배치된 복수의 분사 노즐일 수도 있다. 분사 노즐(221)이 선형으로 배치된 복수의 분사 노즐일 경우에는 각 기판(10)마다 분사 노즐(221)이 형성될 수 있다.
그리고 가스공급부(220)는 복수의 분사 노즐(221)을 통해 각 기판(10)마다 상기 공정 가스를 각각 공급할 수 있다. 이에 따라 각 기판(10)에 균일한 양(또는 농도)의 상기 공정 가스가 제공되어 기판(10)의 전면(전체면)에서 균일한 기판 처리를 할 수 있다. 여기서, 상기 기판 처리는 박막 증착과 식각을 포함할 수 있다. 이때, 복수의 분사 노즐(221)은 각 기판(10)에 대응되어 위치할 수 있으며, 각 기판(10)보다 높은 위치에 각각 위치할 수 있고, 기판(10)보다 높은 위치에서 상기 공정 가스를 분사할 수 있다.
분사 노즐(221)의 위치가 기판(10)보다 낮게 되면, 상기 공정 가스를 분사하는 경우에 기판(10)의 상부면에 박막이 증착되지 못하고 기판(10)의 하부면에 박막이 증착되거나 상기 공정 가스가 하부 기판(10)의 박막 증착에 영향을 미치게 된다. 또한, 분사 노즐(221)의 위치를 기판(10)과 동일하게 하여 상기 공정 가스를 분사하는 경우에는 기판(10)의 상부면에 박막이 증착될 수는 있지만, 기판(10)의 하부면에도 박막이 증착되게 되고, 중공 플레이트(120)의 절개부(123) 방향에서 상기 공정 가스가 공급되는 경우에는 상기 공정 가스의 상당량이 하부로 향하게 되어 하부 기판(10)의 박막 증착에도 영향을 미치게 된다. 이에 따라 기판(10)의 상부면에 박막을 효과적으로 증착하기 위해 분사 노즐(221)은 기판(10)보다 높은 위치에 위치할 수 있고, 이를 통해 기판(10)의 하부면에 증착되거나 하부 기판(10)의 박막 증착에 영향을 주는 공정 가스를 줄일 수 있다.
또한, 분사 노즐(221)이 기판(10)보다 높은 위치에 위치하는 경우에는 상기 공정 가스의 흐름이 기판(10) 및/또는 중공 플레이트(120)에 영향을 받지 않아 수평방향을 유지하는 평균화된 균일의 흐름을 형성하는 층류(laminar flow)를 기판(10) 상에 효과적으로 형성할 수 있다.
배기부(230)는 반응 튜브(210)의 타측에서 반응 튜브(210) 내의 공정 잔류물을 배기할 수 있으며, 반응 튜브(210)에 제공된 흡입구(231)를 통해 반응 튜브(210) 내의 공정 잔류물을 배기시킬 수 있고, 상기 공정 잔류물은 미반응 가스 및 반응 부산물을 포함할 수 있다. 이때, 배기부(230)는 반응 튜브(210) 내의 공정 잔류물을 배기할 수도 있고, 반응 튜브(210) 내에 진공을 형성할 수도 있다. 배기부(230)는 분사 노즐(221)과 대칭적으로 반응 튜브(210)에 제공될 수 있으며, 흡입구(231)가 복수의 분사 노즐(221)에 대응되도록 제공될 수 있다. 이때, 흡입구(231)는 분사 노즐(221)에 대칭적으로 배치될 수 있고, 흡입구(221)의 개수 또는 형태가 분사 노즐(221)과 동일할 수 있다.
그리고 분사 노즐(221)이 복수일 경우에 흡입구(231)도 복수일 수 있으며, 복수의 흡입구(231)가 복수의 분사 노즐(221)에 대칭되어 위치하면, 미반응 가스 및 반응 부산물을 포함하는 공정 잔류물을 효과적으로 배기시킬 수 있고, 상기 공정 가스의 흐름을 효과적으로 제어할 수도 있다. 즉, 서로 대칭되는 가스공급부(220)의 분사 노즐(221)과 배기부(230)의 흡입구(231)에 의해 층류를 형성할 수 있고, 수평방향을 유지하는 평균화된 균일의 흐름을 형성하는 층류에 의해 기판(10)의 전면에 균일한 공정 가스를 제공할 수 있으며, 기판(10)의 전면에서 균일한 기판 처리를 할 수 있다.
상기 공정 가스는 박막 증착 원료가스와 식각 가스를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 기판 처리장치(200)는 선택적 에피택셜 성장(Selective Epitaxial Growth; SEG) 장치일 수 있다. 이러한 선택적 에피택셜 성장(SEG) 장치는 박막 증착 원료가스에 소량의 식각 가스를 혼합하여 공급함으로써 기판(10) 상에서 증착 반응과 함께 식각 반응도 수반된다. 이러한 증착 및 식각 반응은 다결정층 및 에피택셜층에 대해 비교적 상이한 반응 속도로 동시에 발생한다. 증착 프로세스 중 적어도 하나의 제2층 상에 기존의 다결정층 또는 비결정층이 증착되는 동안, 에피택셜층은 단결정 표면상에 형성되지만, 증착된 다결정층은 일반적으로 에피택셜층보다 빠른 속도로 식각된다. 따라서, 식각 가스의 농도를 변화시킴으로써 네트 선택적 프로세스(Net selective process)가 에피택시(epitaxy) 재료의 증착 및 제한되거나 제한되지 않은 다결정 재료의 증착을 가져온다. 예를 들어, 선택적 에피택셜 성장(SEG) 장치는 증착물이 스페이서(spacer) 상에 남아있지 않으면서 단결정 실리콘 표면 상에 실리콘 함유 재료의 에피층(epilayer)을 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 보트를 나타낸 그림이다.
도 2를 참조하면, 중공 플레이트(120)는 상하로 관통된 중공부(121a)를 형성하는 테두리부(121)를 포함할 수 있다. 테두리부(121)는 기판(10)의 테두리를 따라 소정의 폭을 갖고 형성될 수 있으며, 기판(10)의 형상에 따라 그 형상이 변화될 수 있다. 여기서, 테두리부(121)는 중공부(121a)의 테두리에 제공되는 테(frame)일 수 있으며, 중공부(121a)를 완전히 두르는 테두리(rim)일 수도 있고, 중공부(121a)의 적어도 일부를 두르는 챙(brim)일 수도 있다. 예를 들어, 기판(10)이 원형의 웨이퍼인 경우에는 원형의 고리(ring) 형상일 수 있으며, 고리 형상에서 일측이 절개된 형상일 수도 있다.
그리고 테두리부(121)는 기판(10)의 테두리를 따라 연장되어 형성될 수 있다. 이때, 중공부(121a)의 형상은 기판(10)의 형상과 적어도 일부가 동일할 수 있다. 테두리부(121)가 기판(10)의 테두리를 따라 연장되어 형성되면, 기판(10) 가장자리의 하부에 테두리부(121)가 제공될 수 있고, 기판(10)의 중앙부에서의 파티클 발생을 줄이기 위해 기판(10)의 가장자리를 지지하는 경우에는 기판(10)의 지지시에 마찰 등의 접촉 흔적으로 기판(10) 가장자리의 하부에서 발생하는 파티클을 하부 기판(10)으로 낙하하지 못하도록 차단할 수 있다.
한편, 테두리부(121)가 기판(10)을 지지하는 경우에는 기판(10)의 중앙부에서 마찰 등의 접촉 흔적으로 인한 파티클이 발생하지 않도록 테두리부(121)가 기판(10) 가장자리의 하부에 제공되어 기판(10)의 가장자리를 안정적으로 지지할 수도 있다. 그리고 기판(10)의 모든 영역을 활용하는 경우에는 중공부(121a)의 형상을 기판(10)의 형상(또는 형상의 일부)과 동일하게 하여 기판(10)을 안정적으로 지지하고 기판(10) 가장자리의 하부에서 발생하는 파티클을 효과적으로 차단하면서도 테두리부(121)의 하부에서 발생하는 파티클이 영향을 미치는 하부 기판(10)의 면적을 최소화할(또는 감소시킬) 수 있다.
또한, 테두리부(121)는 대칭적으로 형성될 수 있다. 여기서, 테두리부(121)는 기판(10)의 수평 중심축(또는 상기 기판의 중심을 지나는 수평선)을 중심으로 대칭적일 수 있다. 이러한 경우, 기판(10)의 수평 중심축을 기준으로 양측에 상기 공정 가스가 균일하게 공급되어 기판(10) 상에 층류를 형성할 수 있으며, 이에 따라 기판(10)의 영역별로 박막(또는 성장막)의 두께가 달라지는 현상을 방지할 수 있고, 기판(10)의 전면에 균일한 박막을 얻을 수 있다. 반면에, 테두리부(121)가 비대칭적으로 형성되는 경우에는 기판(10)의 수평 중심축을 기준으로 양측에 상기 공정 가스가 불균일하게 공급되게 되고, 기판(10) 상에 층류가 형성되지 않게 된다. 한편, 테두리부(121)가 기판(10)을 지지하는 경우에는 기판(10)의 수평 중심축의 양측에서 기판(10)을 안정적으로 지지할 수도 있다.
그리고 중공 플레이트(120)는 테두리부(121)의 상부면에 형성되어 기판(10)이 지지되는 복수의 지지핀(122)을 더 포함할 수 있다. 복수의 지지핀(122)은 테두리부(121)의 상부면에 형성될 수 있고, 복수의 지지핀(122)에는 기판(10)이 지지될 수 있다. 이때, 복수의 지지핀(122)은 3개 이상일 수 있으며, 기판(10)의 무게 중심에 따라 알맞게(또는 일정 간격으로) 배치되어 기판(10)을 안정적으로 지지할 수 있다. 예를 들어, 지지핀(122)은 반구형으로 형성될 수 있고, 기판(10)가 점 접촉할 수 있으며, 이러한 경우에는 기판(10)과의 접촉 면적을 최소화할 수 있어 기판(10)의 하부에서 발생하는 접촉 흔적(또는 마찰)으로 인한 파티클의 발생을 최소화할 수 있다.
한편, 지지핀(122)은 기판(10)을 안정적으로 지지하면서 기판(10)의 하부면과 테두리부(121)의 상부면 사이로 상기 공정 가스가 통과하지 않는 높이(예를 들어, 약 1 ㎜)로 낮게 형성할 수 있다. 지지핀(122)의 높이를 낮게 형성하는 경우에는 기판(10) 하부로의 상기 공정 가스의 흐름을 차단(또는 억제)하여 기판(10)의 상부에 층류를 효과적으로 형성할 수 있고, 상기 공정 가스가 하부 기판(10)의 박막 증착에 영향을 미치는 것도 방지(또는 억제)할 수 있으며, 기판(10)이 지지되는 기판(10)의 하부면과 테두리부(121)의 상부면 사이에 상기 공정 가스에 의한 공정 잔류물의 부착이 잘 되지 않게 하여 파티클의 발생량을 줄일 수도 있다. 또한, 지지핀(122)의 면적을 넓게 하는 경우에는 기판(10)이 안정적으로 지지될 수 있고, 기판(10)의 미끄러짐(slip)이 방지될 수 있다.
그리고 지지핀(122)은 기판(10)의 외측 둘레에서 내측으로 소정 간격 들어간 곳에 접촉되어 기판(10)을 지지할 수 있고, 이에 따라 안정적으로 기판(10)을 지지할 수 있다. 또한, 지지핀(122)을 테두리부(121)의 내측으로부터 소정 간격 이격시켜 배치함으로써, 테두리부(121)를 통해 지지핀(122)과의 접촉 흔적 등으로 기판(10)의 하부에서 발생하여 하부 기판(10)으로 떨어지는 파티클을 효과적으로 차단할 수 있다. 여기서, 테두리부(121)의 내측은 중공부(121a)에 가까운 쪽이고, 테두리부(121)의 외측은 중공부(121a)에서 먼 쪽일 수 있다. 반면에, 지지핀(122)이 너무 테두리부(121)의 내측에 인접한 경우에는 테두리부(121)를 통해 지지핀(122)과의 접촉 흔적 등으로 기판(10)의 하부에서 발생하여 하부 기판(10)으로 떨어지는 파티클을 차단할 수 없다.
이러한 중공 플레이트(120)를 통해 기판(10)의 적재 또는 반출시에 지지핀(122)과의 접촉 흔적 등으로 기판(10)의 하부에서 하부 기판(10)의 표면으로 낙하하는 파티클을 차단할 수 있고, 이에 따라 파티클로 인한 하부 기판(10)의 오염을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중공 플레이트의 절개부를 설명하기 위한 개념도로, 도 3(a)는 이송장비의 암에 기판이 올려진 상태이고, 도 3(b)는 이송장비의 암이 이동하여 중공 플레이트에 기판을 제공한 상태이며, 도 3(c)는 이송장치의 암이 중공 플레이트에 기판을 지지시킨 후 빠져나온 상태이다.
도 3을 참조하면, 중공 플레이트(120)는 테두리부(121)의 적어도 일측이 개방된 절개부(123)를 더 포함할 수 있다. 절개부(123)는 테두리부(121)의 적어도 일측이 개방되어 형성될 수 있으며, 테두리부(121)에서 기판(10)이 적재(또는 반입)되는 방향이 개방될 수 있다. 이러한 절개부(123)를 통해 이송장비의 암(arm, 11)이 상하로 움직일 수 있는 공간을 확보할 수 있고, 이송장비의 암(11)이 기판(10)을 적재 또는 반출하는 데에 중공 플레이트(120)와 간섭이 발생하지 않을 수 있으며, 이에 따라 기판(10)을 중공 플레이트(120) 상에 최대한 낮게 배치(또는 적재)할 수도 있다. 여기서, 중공 플레이트(120)는 말발굽 플레이트(또는 말발굽 형상의 플레이트)일 수 있고, 절개부(123)를 통해 원형(또는 타원형)의 중공 플레이트(120)의 일측이 개방되어 말발굽 형상이 될 수 있다. 또한, 절개부(123)를 통해 중공 플레이트(120)에서 하부 기판(10)과 오버랩(overlap)되는(또는 상기 하부 기판을 침범하는) 면적을 줄여 중공 플레이트(120)의 하부면으로부터 하부 기판(10)의 표면에 떨어지는 파티클의 낙하 범위를 줄일 수도 있다. 여기서, 상기 오버랩은 두 물체 간의 거리에 관계없이 위아래로 겹쳐지는(또는 포개어지는) 것을 의미한다.
그리고 절개부(123) 방향에서 공정 가스를 공급하는 경우에는 상기 공정 가스의 분사에 있어서 중공 플레이트(120)가 간섭되지 않을 수 있어 기판(10) 상에 상기 공정 가스의 층류를 효과적으로 형성할 수 있다. 한편, 절개부(123)를 복수로 구성하여 중공 플레이트(120)에서 하부 기판(10)과 오버랩되는 면적을 최소화할 수도 있으나, 기판(10)의 안정적인 지지를 위해 하나의 절개부(123)를 갖는 것이 바람직할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 중공 플레이트의 형상을 설명하기 위한 개념도로, 도 4(a)는 중공부의 폭과 기판의 폭을 나타내고, 도 2(b)는 중공부의 면적과 테두리부 중 기판과 오버랩되는 부분의 면적을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 중공부(121a)의 면적(A)은 테두리부(121) 중 적재된 기판(10)과 오버랩되는 부분의 면적(B)보다 클 수 있다. 즉, 중공부(121a)의 면적(A)은 테두리부(121)가 하부 기판(10)과 오버랩되는 면적(또는 상기 테두리부와 상기 기판이 겹치는 면적)보다 클 수 있다.
기판 보트에 복수의 기판을 적재하여 반도체 공정을 진행하는 경우에는 기판의 하부뿐만 아니라 공정 공간의 분할 또는 기판의 지지에 사용되는 플레이트 등의 하부면에서도 파티클이 발생하고, 이러한 파티클들이 하부 기판의 표면을 오염시키게 된다. 특히, 선택적 에피택셜 성장(SEG) 공정에서는 증착과 식각을 반복하기 때문에 증착 공정 중에 플레이트의 하부면에 부착되고 식각 공정에서 플레이트의 하부면에 부착되었던 공정 잔류물이 식각되면서 파티클이 보다 잘 발생하게 되므로 더욱 문제가 된다.
이에 중공부(121a)의 면적(A)은 테두리부(121) 중 적재된 기판(10)과 오버랩되는 부분의 면적(B)보다 클 수 있으며, 이를 통해 테두리부(121)가 하부 기판(10)과 오버랩되는 면적을 줄일 수 있고, 중공 플레이트(120)의 하부면에서 발생되어 하부 기판(10)으로 낙하하는 파티클을 줄여 파티클로 인한 하부 기판(10)의 오염을 억제할 수 있다. 즉, 테두리부(121)가 기판(10)과 오버랩되는 면적을 줄여 기판(10)의 상부에 파티클이 떨어질 수 있는 요인을 감소시킴(또는 제거함)으로써, 기판(10) 표면의 오염을 억제 또는 방지할 수 있다.
그리고 중공부(121a)의 폭(w1)은 기판(10)의 폭(w2)의 75 내지 97 %일 수 있다. 즉, 테두리부(121)가 하부 기판(10)을 침범하는 폭이 중공부(121a)의 폭(w1)보다 작을 수 있다. 중공부(121a)의 폭(w1)이 기판(10)의 폭(w2)의 75 %보다 작게 되면, 테두리부(121)가 기판(10)과 오버랩되는 면적이 너무 넓어져 파티클로 인한 기판(10) 표면의 오염이 심화되고, 공정 불량률이 증가하게 된다. 반면에, 중공부(121a)의 폭(w1)이 기판(10)의 폭(w2)의 97 %보다 크게 되면, 기판(10)이 지지핀(122)에 안정적으로 지지되지 못할 뿐만 아니라 테두리부(121)의 내측과 지지핀(122)의 거리가 가까워질 수 밖에 없어 지지핀(122)과의 접촉 흔적 등으로 기판(10)의 하부에서 하부 기판(10)의 표면으로 낙하하는 파티클을 효과적으로 차단할 수 없게 된다.
예를 들어, 기판(10)의 폭(w2)이 약 300 ㎜인 경우에 중공부(121a)의 폭(w1)은 약 260 ㎜일 수 있고, 테두리부(121)가 양측으로 약 20 ㎜씩 기판(10)의 내부로 침범할 수 있다. 이러한 경우, 효과적으로 기판(10)을 지지할 수 있을 뿐만 아니라 지지핀(122)과의 접촉 흔적 등으로 기판(10)의 하부에서 하부 기판(10)의 표면으로 낙하하는 파티클을 효과적으로 차단할 수 있고, 테두리부(121)의 하부면에서 발생하여 하부 기판(10)의 표면으로 떨어지는 파티클을 허용 범위로 줄일 수 있다.
한편, 기판(10)을 중앙의 활용 영역(또는 성장 영역)과 테두리의 비활용 영역(또는 비성장 영역)으로 나누어 기판(10)의 비활용 영역만 테두리부(121)가 침범하도록 하여 테두리부(121)의 하부면에서 발생하는 파티클이 기판(10)의 활용 영역에는 영향을 미치지 않도록 할 수도 있다. 여기서, 중공부(121a)의 형상은 테두리부(121)의 외측 형상과 상이할 수 있다. 예를 들어, 테두리부(121)의 외측 형상은 원형 웨이퍼의 형상을 따라 원형일 수 있고, 중공부(121a)의 형상은 상기 원형 웨이퍼(즉, 상기 원형 웨이퍼가 이루는 원)에 내접하는 사각형일 수 있다. 일반적으로 원형 웨이퍼는 사각형의 단위 칩으로 분리하는 경우에 사각 형상으로 만들 수 없는 테두리 부분은 버리게 되는데, 이러한 상기 테두리 부분만 테두리부(121)가 침범하도록(또는 덮도록) 할 수 있다.
그리고 기판(10)은 제1 원소를 포함하는 단결정(single crystal)일 수 있고, 상기 박막 증착 원료가스는 상기 제1 원소를 포함할 수 있다. 이때, 중공 플레이트(120)는 기판(10)과 상이한 소재로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 상이한 소재는 상이한 원소일 수도 있고, 비정질 또는 다결정으로 결정질 구조가 다른 동종의 원소일 수도 있으며, 동일한 원소를 포함하는 산화물, 질화물 등의 복합 원소일 수도 있다. 예를 들어, 상기 제1 원소는 실리콘(Si)을 포함할 수 있고, 중공 플레이트(120)는 석영(예를 들어, SiO2)으로 이루어질 수 있다.
이러한 경우, 기판(10) 상에 상기 제1 원소가 박막으로 잘 증착될 수 있고, 상기 제1 원소가 기판(10) 상에 에피택셜 성장될 수 있으며, 기판(10)의 하부면에도 상기 제1 원소가 박막으로 잘 증착될 수 있다. 이에 따라 기판(10)의 하부면에 증착된 상기 제1 원소의 박막(또는 증착물)이 기판(10)의 하부면에서 떨어져 파티클을 발생시키는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 즉, 기판(10) 상(또는 상기 기판의 하부면)에 격자를 구성하는 단결정의 핵생성 위치가 제공되어 상기 핵생성 위치에 상기 제1 원소가 박막으로 증착되고 동일한 격자 구조(또는 격자 상수)로 상기 제1 원소가 성장됨으로써, 증착된 상기 제1 원소의 박막(또는 성장막)이 안정적으로 기판(10) 상에 유지될 수 있다. 반면에, 다른 소재인 경우에는 상기 제1 원소의 박막 증착을 위한 상기 핵생성 위치를 제공하지 못하여 상기 제1 원소가 덩어리 또는 파티클 형태로 표면에 부착되게 되고, 부착이 안정적으로 유지될 수 없다.
한편, 기판(10)의 하부면에는 네이티브 옥사이드(native oxide) 등이 형성될 수 있으며, 상기 네이티브 옥사이드는 약 수 Å으로 아주 얇아서 상기 네이티브 옥사이드의 표면에 상기 핵생성 위치가 제공될 수도 있고, 선택적 에피택셜 성장(SEG) 공정에서는 식각에 의해 식각될 수도 있다. 상기 네이티브 옥사이드의 표면에 상기 핵생성 위치가 제공되는 경우에는 기판(10) 하부면의 상기 네이티브 옥사이드의 표면에 제공된 상기 핵생성 위치에 상기 제1 원소가 박막으로 증착될 수 있고, 선택적 에피택셜 성장(SEG) 공정의 식각에 의해 상기 네이티브 옥사이드가 식각되는 경우에는 상기 네이티브 옥사이드가 식각되어 노출된 기판(10)의 하부면에 상기 제1 원소가 박막으로 증착될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 웨이퍼의 하부면에 네이티브 옥사이드가 형성될 수 있으며, 상기 핵생성 위치가 제공된 상기 네이티브 옥사이드의 표면에 실리콘이 증착(또는 성장)될 수도 있고, 선택적 에피택셜 성장(SEG) 공정의 식각에 의해 식각되어 노출된 실리콘 웨이퍼 하부면의 베어(bare) 실리콘 상에 실리콘이 증착될 수도 있다.
그리고 중공 플레이트(120)가 기판(10)과 상이한 소재로 이루어지는 경우에는 중공 플레이트(120)가 다른 원소로 이루어지거나 비정질 또는 다결정이어서, 중공 플레이트(120) 상(또는 상기 중공 플레이트의 하부면)에 상기 제1 원소가 박막으로 증착되지 못하고 덩어리(또는 파티클) 형태의 공정 잔류물로 부착되게 되며, 부착된 상기 공정 잔류물이 안정적으로 중공 플레이트(120) 상에 유지될 수 없다. 특히, 중공 플레이트(120)의 하부면에 부착된 공정 잔류물은 기판 처리공정 중에 중공 플레이트(120)의 표면에서 떨어지거나 선택적 에피택셜 성장(SEG) 공정 중에 식각되어 파티클로 작용하게 되고, 상기 파티클이 하부 기판(10)으로 낙하하여 하부 기판(10)의 박막 품질에 영향을 주게 된다. 즉, 중공 플레이트(120)는 상기 제1 원소가 성장될 수 있는 격자를 구성하지 못하고 상기 핵생성 위치를 제공할 수 없으므로, 중공 플레이트(120) 상에 상기 제1 원소가 박막으로 증착되지 못하고 상기 공정 잔류물로 부착되게 되며, 상기 제1 원소가 공정 잔류물로 중공 플레이트(120) 상에 부착된 상태이므로, 선택적 에피택셜 성장(SEG) 공정의 식각으로도 쉽게 식각되어 파티클로 작용하게 된다. 또한, 중공 플레이트(120)의 하부면에 부착된 공정 잔류물은 기판 처리공정 중에 중공 플레이트(120)의 표면에서 떨어져 파티클로 작용할 수 있다.
즉, 기판(10)과 중공 플레이트(120)의 소재에 따른 증착 특성(예를 들어, 증착률) 및/또는 식각 특성(예를 들어, 식각률)의 차이로 인해 선택적 에피택셜 성장(SEG) 공정에서 증착과 식각이 반복되더라도 기판(10)과 중공 플레이트(120) 중 기판(10)에서는 파티클이 발생하지 않고, 중공 플레이트(120)에서만 파티클이 발생된다. 특히, 중공 플레이트(120)의 하부면에서 파티클이 발생하게 된다.
이와 같이, 기판(10)에서는 상기 제1 원소의 박막 증착으로 인한 파티클의 발생이 없고, 중공 플레이트(120)에서만 상기 제1 원소에 의해 발생되는 공정 잔류물로 인한 파티클이 발생할 수 있으므로, 하부 기판(10)과 오버랩되는 기판(10)의 면적을 넓히고, 하부 기판(10)과 오버랩되는 중공 플레이트(120)의 면적을 줄일 수 있다. 즉, 테두리부(121)가 하부 기판(10)과 오버랩되는 면적을 줄임으로써, 파티클이 발생하지 않는 기판(10)을 하부 기판(10)과 보다 많이 오버랩되게(또는 겹치게) 하고, 파티클이 발생하는 중공 플레이트(120)를 하부 기판(10)과 보다 적게 오버랩되도록 하여 하부 기판(10)으로 낙하하는 파티클로 인한 하부 기판(10)의 오염을 억제할 수 있다.
일반적으로 선택적 에피택셜 성장(SEG) 공정에서는 구성 원소의 단결정으로 이루어진 기판(10) 상에 기판(10)의 구성 원소와 동일한 원소를 포함하는 박막 증착 원료가스를 이용하여 박막을 증착(또는 성장)하게 되는데, 본 발명에서와 같이 중공 플레이트(120)가 기판(10)과 상이한 소재로 이루어지는 경우에 단결정의 동일한 원소로 이루어진 기판(10)에는 상기 박막 증착 원료가스(또는 증착 물질)가 박막으로 잘 증착(또는 흡착)되고, 다른 원소로 이루어지거나 비정질 또는 다결정인 중공 플레이트(120)에는 상기 박막 증착 원료가스가 박막으로 증착되지 못하게 됨으로써, 하부 기판(10)과 보다 적게 오버랩되는 중공 플레이트(120)에서만 파티클이 발생하게 되고, 중공 플레이트(120)의 하부면에서 많은 파티클이 발생하게 된다.
예를 들어, 기판(10)은 단결정의 실리콘 웨이퍼일 수 있고, 상기 박막 증착 원료가스는 실리콘 가스를 포함할 수 있으며, 단결정의 실리콘 웨이퍼(즉, 상기 기판) 상에 실리콘이 에피택셜 성장될 수 있다. 이때, 중공 플레이트(120)은 석영으로 이루어질 수 있으며, 중공 플레이트(120)에는 비정질 실리콘(amorphous silicon)으로 공정 잔류물이 부착될 수 있고, 중공 플레이트(120)에 부착된 비정질 실리콘은 쉽게 떨어질 수 있다.
그리고 복수의 로드(110)는 복수의 중공 플레이트(120)가 삽입되는 복수의 슬롯(111)이 각각 형성될 수 있다. 복수의 슬롯(111)에 복수의 중공 플레이트(120)를 삽입하여 결합하는 경우에는 간편하면서도 안정적으로 복수의 로드(110)에 복수의 중공 플레이트(120)를 결합할 수 있다. 또한, 복수의 중공 플레이트(120)를 복수의 로드(110)에서 탈착할 수 있도록 할 수도 있으며, 이러한 경우에는 세정 등의 중공 플레이트(120)의 유지 보수가 용이할 수 있다.
또한, 복수의 기판(10)에서 균일한 박막을 얻기 위해서는 복수의 중공 플레이트(120)의 정렬(align)이 중요한데, 복수의 슬롯(111)을 통해 복수의 중공 플레이트(120)를 정렬시킬 수도 있다. 예를 들어, 슬롯(111)에 삽입되는 중공 플레이트(120)의 부분에 돌출부 또는 오목부(또는 홈)를 형성하고 슬롯(111)에 이와 대응되도록 오목부 또는 돌출부를 형성함으로써 서로 맞물리도록 하여 복수의 중공 플레이트(120)가 정렬되도록 할 수 있다. 또한, 중공 플레이트(120)에 얼라인 마커(align marker)를 형성하여 상기 얼라인 마커에 맞춰 중공 플레이트(120)를 슬롯(111)에 삽입함으로써 복수의 중공 플레이트(120)가 정렬되도록 할 수도 있다.
한편, 중공 플레이트(120)에서 복수의 로드(110)와 결합될 부분에 오목부를 형성하고, 복수의 중공 플레이트(120)에 각각 형성된 상기 오목부에 복수의 로드(110)가 끼워지도록 복수의 로드(110)에 복수의 중공 플레이트(120)를 결합함으로써, 복수의 중공 플레이트(120)가 정렬되도록 할 수도 있다.
그리고 로드(110)는 테두리부(121)의 외측에 위치할 수 있고, 복수의 지지핀(122)은 테두리부(121)의 외측과 내측의 중앙에 배치되거나 테두리부(121)의 외측보다 내측에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 기판(10)은 그 가장자리(edge)가 로드(110)에서 충분히 멀어지도록 로드(110)로부터 이격되어 지지될 수 있다. 이러한 경우, 기판(10)이 로드(110)로부터 이격되어 로드(110)에서 발생하는 파티클이 기판(10)의 표면에 낙하하는 것을 방지할 수 있고, 로드(110)에 의해 기판(10)의 영역별로 두께가 달라지는 현상을 방지할 수 있다.
다시 말하면, 슬롯(111) 등의 로드(110)에서 발생되는 파티클이 기판(10)의 표면에 낙하하게 되는데, 로드(110)는 박막 증착 원료가스 등의 공정 가스의 분사 방향과 대향하여 배치될 뿐만 아니라 길이(또는 높이)를 가지므로, 보다 많은 공정 잔류물이 부착되어 다른 구성(또는 부분)보다 많은 파티클이 발생된다. 일반적으로 로드(110)는 박막 증착 원료가스와 이종의 소재(예를 들어, 석영)로 이루어지는데, 특히 선택적 에피택셜 성장(SEG) 공정에서는 증착과 식각이 반복됨에 따라 로드(110)에서 더욱 많은 파티클이 발생하게 된다. 이에 따라 기판(10)을 로드(110)로부터 이격시켜 이러한 파티클이 기판(10)의 표면에 낙하하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 로드(110)는 공정 가스의 흐름을 방해할 수 있으며, 기판(10)이 로드(110)에 근접해 있는 경우에는 로드(110)가 공정 가스의 흐름에 영향을 주어 기판(10)의 영역별로 공정 가스의 흐름이 불균일해지고, 기판(10)의 영역별로 두께가 달라지게 된다. 기판(10)을 로드(110)로부터 이격시키는 경우에는 이러한 문제도 해결할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 중공 플레이트의 변형예를 나타낸 그림으로, 도 5(a)는 중공 플레이트의 평면도이고, 도 5(b)는 C-C′의 절단면도이다.
도 5를 참조하면, 중공 플레이트(120)는 복수의 지지핀(122)에 각각 대응되어 지지핀(122)보다 테두리부(121) 상부면의 내측에 배치되는 복수의 차단벽(124)을 더 포함할 수 있다. 복수의 차단벽(124)은 복수의 지지핀(122)에 각각 대응되어 형성될 수 있고, 지지핀(122)보다 테두리부(121) 상부면의 내측에 배치될 수 있다. 그리고 차단벽(124)은 지지핀(122)과의 마찰 등의 접촉 흔적으로 기판(10)의 하부에서 발생하는 파티클이 테두리부(121)의 내측으로 이동하는 것을 막아 테두리부(121) 내측의 중공부(121a)를 통한 하부 기판(10)으로의 파티클의 낙하를 방지할 수 있다. 한편, 차단벽(124)은 지지핀(122)의 주위(또는 주변) 중 테두리부(121)의 내측편에만 형성될 수 있으며, 이러한 경우에는 테두리부(121)의 외측편으로는 배기부(230)를 통해 파티클이 배출될 수도 있다.
그리고 차단벽(124)의 높이는 지지핀(122)의 높이보다 낮을 수 있다. 차단벽(124)이 지지핀(122)보다 높은 경우에는 기판(10)이 지지핀(122)에 지지되지 못하게 되며, 차단벽(124)의 높이가 지지핀(122)의 높이와 같은 경우에는 기판(10)이 차단벽(124)에도 지지되어 차단벽(124)과의 접촉 흔적으로 인한 파티클도 발생하게 되고, 보다 많은 양의 파티클이 발생할 뿐만 아니라 차단벽(124)은 지지핀(122)보다 테두리부(121)의 내측에 인접하여 파티클이 테두리부(121) 내측의 중공부(121a)를 통해 하부 기판(10)의 표면에 낙하하게 된다. 이를 방지하기 위해 차단벽(124)의 높이는 지지핀(122)의 높이보다 낮을 수 있다.
또한, 차단벽(124)의 높이가 지지핀(122)의 높이보다 낮은 경우에는 수평방향의 상기 공정 가스의 흐름(또는 유로)을 완전히 막지 않을 수 있어 각 기판(10)마다 제공되는 공정 가스가 하부 기판(10)에 영향을 미치지 않을 수 있다. 만약 차단벽(124)에 의해 수평방향의 상기 공정 가스의 흐름이 완전히 막혀 버리면, 상부는 기판(10)의 하부면으로 막혀 있으므로, 상기 공정 가스의 흐름이 하부로 향하게 된다. 그리고 수평방향의 상기 공정 가스의 흐름이 유지되는 경우에는 파티클이 테두리부(121)의 외측으로 배기부(230)를 통해 배출될 수도 있다.
본 발명의 기판 처리장치(200)는 반응 튜브(210)가 수용되는 챔버(240)를 더 포함할 수 있다. 챔버(240)는 사각통 또는 원통 형상으로 형성될 수 있고, 내부 공간을 가질 수 있다. 또한, 챔버(240)는 상부 챔버와 하부 챔버를 포함할 수 있고, 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버는 서로 연통될 수 있다. 챔버(240) 하부의 일측에는 이송 챔버(300)와 연통되는 삽입구(241)가 구비될 수 있으며, 이를 통해 기판(10)이 이송 챔버(300)에서 챔버(240)로 로딩될 수 있다. 챔버(240)의 삽입구(241)와 대응되는 이송 챔버(300)의 일측에는 유입구(310)가 형성될 수 있고, 유입구(310)와 삽입구(241) 사이에는 게이트 밸브(320)가 구비될 수 있다. 이에 이송 챔버(300)의 내부 공간과 챔버(240)의 내부 공간은 게이트 벨브(320)에 의해 격리될 수 있다. 또한, 유입구(310)와 삽입구(241)는 게이트 밸브(320)에 의해 개폐될 수 있으며, 이때 삽입구(241)는 챔버(240)의 하부에 구비될 수 있다.
그리고 기판 보트(100)의 하부에는 샤프트(251)가 연결될 수 있다. 샤프트(251)는 상하방향으로 연장 형성될 수 있고, 상단이 기판 보트(100)의 하부와 연결될 수 있다. 샤프트(251)는 기판 보트(100)를 지지해주는 역할을 할 수 있고, 샤프트(251)의 하부는 챔버(240) 하부를 관통하여 챔버(240) 외측의 승강 구동부(미도시) 또는 회전 구동부(미도시)와 연결될 수 있다.
본 발명의 기판 처리장치(200)는 샤프트(251)에 설치되는 지지판(260)을 더 포함할 수 있다. 지지판(260)은 샤프트(251)에 설치될 수 있고, 기판 보트(100)와 함께 상승하여 내부 반응튜브(211) 또는 외부 반응튜브(212) 내부의 공정 공간을 외부로부터 밀폐시키는 역할을 할 수 있다. 지지판(260)은 기판 보트(100)의 하측에 이격되어 배치될 수 있으며, 지지판(260)과 내부 반응튜브(211) 사이 또는 지지판(260)과 외부 반응튜브(212) 사이에는 오링 형태의 실링부재(261)가 구비되어 공정공간을 밀폐시킬 수 있다. 또한, 지지판(260)과 샤프트(251) 사이에는 베어링부재(262)가 구비될 수 있으며, 샤프트(251)는 베어링부재(262)에 의해 지지된 상태에서 회전할 수도 있다.
본 발명의 기판 처리장치(200)는 챔버(240) 내부에 구비되는 히터(270)를 더 포함할 수 있다. 히터(270)는 챔버(240) 내부에 구비될 수 있고, 내부 반응튜브(211) 또는 외부 반응튜브(212)의 측면 둘레 및 상부를 감싸도록 배치될 수 있다. 히터(270)는 내부 반응튜브(211) 또는 외부 반응튜브(212)에 열에너지를 제공하여 내부 반응튜브(211) 또는 외부 반응튜브(212)의 내부 공간을 가열하는 역할을 할 수 있고, 내부 반응튜브(211) 또는 외부 반응튜브(212)의 내부 공간의 온도를 에피택셜 공정이 가능한 온도로 조절할 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는 중공 플레이트를 통해 기판의 적재 또는 반출시에 마찰 등의 접촉 흔적으로 기판의 하부에서 하부 기판의 표면으로 낙하하는 파티클을 차단할 수 있고, 이에 따라 하부 기판의 오염을 방지할 수 있다. 또한, 중공 플레이트가 하부 기판과 오버랩되는 면적을 최소화하여 중공 플레이트의 하부면으로부터 하부 기판의 표면에 떨어지는 파티클을 줄일 수도 있다. 그리고 중공 플레이트의 절개부를 통해 이송장비의 암이 상하로 움직일 수 있어 기판을 적재 또는 반출하는 데에 간섭이 발생하지 않을 수 있으며, 중공 플레이트의 상부면에 형성되는 복수의 지지핀을 통해 기판을 로드로부터 이격시켜 로드에서 발생하는 파티클이 기판의 표면에 낙하하는 것을 방지할 수 있고, 로드에 의해 기판의 영역별로 두께가 달라지는 현상을 방지할 수 있다. 한편, 지지핀의 면적을 넓게 하는 경우에는 기판이 안정적으로 지지될 수 있고, 기판의 미끄러짐(slip)이 방지될 수 있다. 또한, 지지핀의 높이를 낮게 하여 기판이 지지되는 기판의 하부면과 테두리부의 상부면 사이에 공정 잔류물의 부착이 잘 되지 않게 함으로써, 파티클의 발생량을 줄일 수도 있다. 그리고 로드와 중공 플레이트를 용접 가공하는 경우에는 구조적인 안정성이 향상될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 기판 11 : 이송장비의 암(arm)
100 : 기판 보트 110 : 로드
111 : 슬롯 120 : 중공 플레이트
121 : 테두리부 121a: 오픈부
122 : 지지핀 123 : 절개부
124 : 차단벽 200 : 기판 처리장치
210 : 반응 튜브 211 : 내부 반응튜브
212 : 외부 반응튜브 220 : 가스공급부
221 : 분사 노즐 230 : 배기부
231 : 흡입구 240 : 챔버
241 : 삽입구 251 : 샤프트
260 : 지지판 261 : 실링부재
262 : 베어링부재 270 : 히터
300 : 이송 챔버 310 : 유입구
320 : 게이트 밸브

Claims (10)

  1. 복수의 로드에 다단으로 결합되는 복수의 중공 플레이트를 포함하며, 복수의 기판이 상기 복수의 중공 플레이트 상에 각각 적재되는 기판 보트;
    그 내부에 상기 기판 보트가 수용되는 수용 공간을 갖는 반응 튜브;
    상기 반응 튜브의 일측에서 상기 반응 튜브 내로 공정 가스를 공급하는 가스공급부; 및
    상기 반응 튜브의 타측에서 상기 반응 튜브 내의 공정 잔류물을 배기하는 배기부;를 포함하고,
    상기 중공 플레이트는,
    상하로 관통된 중공부를 형성하는 테두리부;
    상기 테두리부의 상부면에 형성되어 상기 기판의 가장자리가 지지되는 복수의 지지핀; 및
    상기 복수의 지지핀에 각각 대응되어 상기 테두리부의 상부면에 제공되며, 상기 테두리부의 상부면 중 상기 지지핀보다 상기 중공부에 가까운 상기 테두리부의 내측에 배치되는 복수의 차단벽을 포함하고,
    상기 기판은 제1 원소를 포함하는 단결정이며,
    상기 중공 플레이트는 상기 기판과 상이한 소재로 이루어지고,
    상기 공정 가스는 상기 제1 원소를 포함하는 박막 증착 원료가스 및 식각 가스를 포함하며,
    상기 중공부의 면적은 상기 테두리부 중 적재된 상기 기판과 오버랩되는 부분의 면적보다 크고,
    상기 차단벽은 상기 지지핀의 주위 중 상기 테두리부의 내측편에만 형성되며, 상기 기판이 상기 지지핀에 지지되도록 상기 지지핀보다 낮은 높이를 갖는 기판 처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 중공 플레이트는 상기 테두리부의 적어도 일측이 개방된 절개부를 더 포함하는 기판 처리장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 테두리부는 상기 기판의 테두리를 따라 연장되어 형성되는 기판 처리장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 로드는 상기 복수의 중공 플레이트가 삽입되는 복수의 슬롯이 각각 형성된 기판 처리장치.
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