KR20110130631A - Thin film treatment apparatus and substrate heating method for thin film treatment processing thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A thin film treatment apparatus and a substrate heating method for a thin film treatment processing thereof are provided to heat a substrate mounting unit more evenly by arranging an indirect heating plate between a coil and a substrate mounting unit. CONSTITUTION: In a thin film treatment apparatus and a substrate heating method for a thin film treatment processing thereof, a chamber(100) defines a reaction zone. A substrate mounting unit(200) is installed inside a chamber. A gas distribution plate(130) ejects gas to the substrate. An indirect heating plate(210) transfers heat to the substrate mounting unit. A coil(150) is arranged in the lower part of the indirect heating plate.

Description

박막처리장치 및 이를 이용하는 박막처리공정의 기판가열방법{Thin film treatment apparatus and substrate heating method for thin film treatment processing thereof}Thin film treatment apparatus and substrate heating method for thin film treatment processing

본 발명은 반도체소자 또는 평판표시장치를 제조하기 위해 기판을 처리하는 박막처리장치에 관한 것으로, 구체적으로는 박막처리장치에서 기판을 균일하게 가열하기 위한 기판안치대의 온도분포 조절방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film processing apparatus for processing a substrate for manufacturing a semiconductor device or a flat panel display, and more particularly, to a temperature distribution adjusting method of a substrate stabilizer for uniformly heating a substrate in a thin film processing apparatus.

일반적으로 반도체소자 또는 평판표시장치의 제조를 위해서는 실리콘웨이퍼, 사파이어웨이퍼 또는 글래스(이하, 기판이라 함)를 대상으로 여러 가지 다양한 공정을 진행하는데, 이중 기판 표면에 회로패턴을 형성하기 위해서 소정물질의 박막을 형성하는 박막증착(deposition)공정, 박막의 선택된 일부를 노출시키는 포토리소그라피(photo-lithography)공정이 수 차례 반복되고, 그 외에 세정, 합착, 절단 등의 다양한 공정이 수반된다.In general, for the manufacture of semiconductor devices or flat panel display devices, various processes are performed on silicon wafers, sapphire wafers, or glass (hereinafter, referred to as substrates). A thin film deposition process of forming a thin film and a photo-lithography process of exposing selected portions of the thin film are repeated several times. In addition, various processes such as washing, bonding, and cutting are involved.

이 같은 박막증착 및 포토리소그라피(photo-lithography) 등의 박막처리공정은 통상 밀폐된 반응영역(E)을 정의하는 챔버형 박막처리장치에서 진행된다. Such thin film deposition processes such as thin film deposition and photo-lithography usually proceed in a chamber type thin film processing apparatus that defines a closed reaction region (E).

도 1은 일반적인 박막처리장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a general thin film processing apparatus.

보이는 바와 같이, 박막처리장치는 밀폐된 반응영역(E)을 정의하는 챔버(10)를 필수적인 구성요소로 하며, 이의 내부로는 다수의 포켓(21)이 구비된 서셉터(20)와, 서셉터(20)의 상부로 반응가스가 균일하게 분사되도록 다수의 분사홀(31)이 전면적에 걸쳐 상하로 투공된 가스분배판(30)이 위치한다. As can be seen, the thin film processing apparatus has a chamber 10 defining an enclosed reaction zone E as an essential component, the susceptor 20 having a plurality of pockets 21 therein; The gas distribution plate 30 in which the plurality of injection holes 31 are vertically perforated over the entire area is positioned so that the reaction gas is uniformly injected to the upper portion of the acceptor 20.

처리대상물인 다수의 기판(1)은 각각 서셉터(20)의 포켓(21)에 안착되며, 서셉터(20)는 엘리베이터 어셈블리(23)를 통해 승강운동하게 된다. The plurality of substrates 1 to be processed are respectively seated in the pockets 21 of the susceptor 20, and the susceptor 20 moves up and down through the elevator assembly 23.

더불어 챔버(10)의 상부에는 반응영역(E) 내부로 반응가스를 공급하는 반응가스공급로(32)가 구비되는데, 반응가스공급로(32)는 챔버(10)를 관통하여 설치된다. In addition, the upper portion of the chamber 10 is provided with a reaction gas supply path 32 for supplying the reaction gas into the reaction region (E), the reaction gas supply path 32 is installed through the chamber 10.

챔버(10)의 하부에는 배기포트(40)가 마련되어 외부의 흡기시스템(미도시)을 통해서 내부 반응영역(E)을 배기할 수 있도록 이루어진다.An exhaust port 40 is provided below the chamber 10 to exhaust the internal reaction region E through an external intake system (not shown).

따라서, 기판(1)이 실장된 챔버(10)의 반응영역(E) 내로 소정의 반응가스를 유입시킨 후 이를 활성화 시켜 목적하는 박막처리공정을 진행한다.Therefore, a predetermined reaction gas is introduced into the reaction region E of the chamber 10 on which the substrate 1 is mounted, and then activated, thereby proceeding the desired thin film processing process.

한편, 일반적으로 기판(1)의 표면에 박막을 형성하기 위해서는 사전에 기판(1)을 충분히 가열시키는 것이 효율적이다. 예를 들어 GaN계 박막을 증착하고자 할 경우, 기판(1)의 온도를 1000도 이상으로 가열시킨 후 GaN계 박막을 증착하면 증착시간 및 증착속도 등에서 증착효율이 더욱 향상된다. On the other hand, generally, in order to form a thin film on the surface of the board | substrate 1, it is efficient to fully heat the board | substrate 1 beforehand. For example, when the GaN-based thin film is to be deposited, if the GaN-based thin film is deposited after heating the temperature of the substrate 1 to 1000 degrees or more, the deposition efficiency in the deposition time and the deposition rate is further improved.

이를 위해 서셉터(20)의 하부에 유도가열 방식으로 작동되는 발열수단을 더욱 포함한다. 발열수단은 코일(50)을 이용할 수 있고, 코일(50)을 이용하여 서셉터(20)를 유도가열시킴으로써 서셉터(20) 상에 안착되는 기판(1)을 가열하게 된다. To this end, the lower part of the susceptor 20 further includes a heating means operated in an induction heating method. The heat generating means may use the coil 50, and induction heating of the susceptor 20 using the coil 50 heats the substrate 1 seated on the susceptor 20.

즉, 서셉터(20)는 코일(50)에서 발생되는 유도전류에 의한 복사(輻射)에 의해 유도가열된다. 이러한 서셉터(20)는 전 면적에 걸쳐 균일한 온도로 가열되어야 서셉터(20)에 의해 가열되는 기판(1)에 균일한 박막의 증착 및 식각공정을 진행할 수 있다. That is, the susceptor 20 is inductively heated by radiation caused by the induced current generated in the coil 50. The susceptor 20 may be heated to a uniform temperature over the entire area so that a uniform thin film may be deposited and etched on the substrate 1 heated by the susceptor 20.

기판(1)의 온도분포는 박막의 증착 및 식각공정에서 매우 중요한 변수로 작용하기 때문이다. This is because the temperature distribution of the substrate 1 is a very important variable in the deposition and etching process of the thin film.

그러나, 코일(50)의 유도전류에 의해 직접 유도가열되는 서셉터(20)의 두께 불균일이나, 포켓(21)의 형상에 따라 서셉터(20)의 발열량이 달라지게 되고, 이에 따라 서셉터(20) 내의 위치에 따라 온도 불균일이 발생하게 된다.However, the heat generation amount of the susceptor 20 varies according to the thickness non-uniformity of the susceptor 20 directly induced by the induction current of the coil 50 or the shape of the pocket 21, and thus the susceptor ( 20) Temperature non-uniformity will occur depending on the position within.

또한, 코일(50)의 경우, 코일(50)의 중심부에서 외곽으로 갈수록 전류밀도가 증가하여, 서셉터(20)의 외곽으로 전류가 가장 많이 흐르게 되므로, 서셉터(20)의 중심부와 외곽의 온도차를 발생시키게 된다. In addition, in the case of the coil 50, the current density increases from the center of the coil 50 to the outside, so that the most current flows to the outside of the susceptor 20, and thus, the center and the outside of the susceptor 20. It will cause a temperature difference.

또는 반응가스가 서셉터(20)의 가장자리로 배출되는 과정에서 반응가스에 의해 서셉터(20) 가장자리의 열을 빼앗김으로써, 이 또한 서셉터(20)의 중심부와 가장자리의 온도차를 발생시키게 된다. Alternatively, by removing the heat of the edge of the susceptor 20 by the reaction gas while the reaction gas is discharged to the edge of the susceptor 20, this also generates a temperature difference between the center and the edge of the susceptor 20.

이로 인하여 기판(1) 표면상에 증착되는 박막의 두께 또는 물성이 전체적으로 균일하지 않게 되는 문제점이 있다.
As a result, there is a problem that the thickness or physical properties of the thin film deposited on the surface of the substrate 1 are not uniform.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판을 균일하게 가열되도록 하는 것을 제 1 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems, the first object of the substrate to be uniformly heated.

이로 인하여, 균일한 박막층을 형성하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다. For this reason, it is a 2nd objective to form a uniform thin film layer.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 반응영역을 정의하는 챔버와; 상기 챔버 내부에 설치되어, 기판이 안착되는 기판안치대와; 상기 기판안치대 상부에 설치되어, 상기 기판을 향해 가스를 분사하는 가스분배판과; 상기 기판안치대 하부에 위치하여, 열을 상기 기판안치대로 전도(傳導)시키는 간접전열판과; 상기 간접전열판 하부에 위치하여, 상기 간접전열판을 유도가열시키는 코일을 포함하는 박막처리장치를 제공한다. In order to achieve the object as described above, the present invention comprises a chamber defining a reaction zone; A substrate support installed in the chamber and on which a substrate is mounted; A gas distribution plate disposed on the substrate support and injecting gas toward the substrate; An indirect heat transfer plate positioned below the substrate support and conducting heat to the substrate support; Located below the indirect heating plate, provides a thin film processing apparatus including a coil for induction heating the indirect heating plate.

이때, 상기 간접전열판과 상기 기판안치대 사이에 열확산판을 더욱 포함하며, 상기 간접전열판과 상기 열확산판은 흑연, 규소(Si), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 중 선택된 하나 또는 이들의 화합물로 이루어진다. In this case, the indirect heat transfer plate and the substrate support plate further includes a thermal diffusion plate, the indirect heat transfer plate and the thermal diffusion plate is graphite, silicon (Si), aluminum (Al), manganese (Mn), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), or a compound thereof.

그리고, 상기 간접전열판과 상기 열확산판은 상기 기판안치대와 평면형상이 동일하며, 상기 간접전열판은 상기 기판안치대의 중심부와 가장자리 그리고 상기 중심부와 상기 가장자리 사이의 영역에 대응하여 제 1 내지 제 3 영역으로 나뉘어 형성된다. In addition, the indirect heat transfer plate and the heat diffusion plate have the same planar shape as the substrate stabilizer, and the indirect heat transfer plate has first to third regions corresponding to a center and an edge of the substrate stabilizer and an area between the center and the edge. Formed by dividing.

또한, 상기 제 1 내지 제 3 영역은 각각 제 1 내지 제 3 높이조절수단이 구비되어, 각각 독립적으로 높낮이를 조절할 수 있다. In addition, the first to third regions are provided with first to third height adjustment means, respectively, it is possible to adjust the height independently of each other.

또한, 본 발명은 반응영역을 정의하는 챔버와; 상기 챔버 내부에 설치되어, 기판이 안착되는 기판안치대와; 상기 기판안치대 상부에 설치되어, 상기 기판을 향해 가스를 분사하는 가스분배판과; 상기 기판안치대 하부에 위치하여, 열을 상기 기판안치대로 전도(傳導)시키며, 상기 기판안치대의 중심부와 가장자리 그리고 상기 중심부와 상기 가장자리 사이의 영역에 대응하여 각각 제 1 내지 제 3 높이조절수단이 구비된 제 1 내지 제 3 영역으로 나뉘어 형성되는 간접전열판과; 상기 간접전열판 하부에 위치하여, 상기 간접전열판을 유도가열시키는 코일을 포함하는 박막처리장치를 이용하는 박막처리공정의 기판가열방법에 있어서, 상기 코일에 전류를 인가하여, 상기 간접가열판을 통해 박막처리공정의 온도로 상기 기판안치대를 가열시킨 후, 다수의 측정포인트에서 상기 기판안치대의 온도를 측정하고, 상기 박막처리공정의 온도보다 낮은 제 1 영역과 상기 박막처리공정의 온도보다 높은 제 2 영역을 구분하는 제 1 단계와; 상기 제 1 영역에 대응되는 상기 간접가열판의 상기 제 1 영역의 상기 제 1 높이조절수단을 조절하여 상기 기판안치대와 상기 간접가열판의 상기 제 1 영역 사이의 간격을 상기 제 2 영역에 비해 넓히고, 상기 제 2 영역에 대응되는 상기 간접가열판의 상기 제 2 영역의 상기 제 2 높이조절수단을 조절하여 상기 기판안치대와 상기 간접가열판의 상기 제 2 영역 사이의 간격을 상기 제 2 영역에 비해 좁히는 제 2 단계와; 상기 코일에 전류를 인가하여 상기 기판안치대를 상기 박막처리공정의 온도로 가열시키고, 상기 다수의 측정 포인트에서 상기 기판안치대의온도를 측정하여, 균일한 온도분포가 확보되면 상기 박막처리공정을 진행하고, 상기 박막처리공정의 온도보다 낮거나 높은 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역이 발생되면 상기 제 1및 제 2 단계를 반복하는 제 3 단계를 포함하는 박막처리공정의 기판가열방법을 제공한다.
In addition, the present invention includes a chamber defining a reaction zone; A substrate support installed in the chamber and on which a substrate is mounted; A gas distribution plate disposed on the substrate support and injecting gas toward the substrate; Located in the lower portion of the substrate support, conducts heat to the substrate settle, the first to third height adjusting means respectively corresponding to the center and the edge of the substrate stabilizer and the area between the center and the edge An indirect heating plate divided into first to third regions provided; A substrate heating method of a thin film processing apparatus using a thin film processing apparatus including a coil positioned below the indirect heating plate and inductively heating the indirect heating plate, wherein a current is applied to the coil and the thin film processing process is performed through the indirect heating plate. After heating the substrate stabilizer to a temperature of, the temperature of the substrate stabilizer is measured at a plurality of measuring points, and the first region lower than the temperature of the thin film processing process and the second region higher than the temperature of the thin film processing process are measured. A first step of dividing; Adjusting the first height adjusting means of the first region of the indirect heating plate corresponding to the first region to widen the interval between the substrate support and the first region of the indirect heating plate compared to the second region, Adjusting the second height adjusting means of the second area of the indirect heating plate corresponding to the second area to narrow the gap between the substrate support and the second area of the indirect heating plate compared to the second area; Two steps; A current is applied to the coil to heat the substrate stabilizer to the temperature of the thin film processing process, and the temperature of the substrate stabilizer is measured at the plurality of measuring points, and when the uniform temperature distribution is secured, the thin film processing process is performed. And a third step of repeating the first and second steps when the first region and the second region are lower or higher than the temperature of the thin film treatment process. .

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 코일과 기판안치대 사이에 간접전열판과 열확산판을 더욱 구비하여, 코일에 의해 발생되는 유도전류를 통해 간접전열판과 열확산판을 유도가열시킨 후, 가열된 간접전열판과 열확산판을 통해 기판안치대로 전열(傳熱)되도록 함으로써, 이를 통해, 기판안치대를 보다 균일하게 가열할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, further comprising an indirect heat transfer plate and a heat diffusion plate between the coil and the substrate stabilizer, and induction heating the indirect heat transfer plate and the heat diffusion plate through the induced current generated by the coil, the heated indirect By transferring the heat transfer plate and the heat spreader to the substrate settle through the heat diffusion plate, through this, there is an effect that the substrate stabilizer can be heated more uniformly.

또한, 간접전열판을 기판안치대의 가장자리와, 중심부 그리고 가장자리와 중심부의 사이영역에 대응하는 제 1 내지 제 3 영역으로 나누어 형성하고, 이들의 높이를 조절하는 높이조절수단을 구비함으로써, 기판안치대의 위치에 따라 온도분포의 불균일을 보상할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the indirect heat transfer plate is formed by dividing the edge of the substrate stabilizer, the center portion and the first to third regions corresponding to the region between the edge and the center portion, and having height adjusting means for adjusting the height thereof, thereby providing the position of the substrate stabilizer. As a result, it is possible to compensate for the nonuniformity of the temperature distribution.

도 1은 일반적인 박막처리장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막처리장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 도 2에 열확산판을 더욱 구비한 박막처리장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막처리장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 도 4의 기판안치대와 간접절연판의 구조를 개략적으로 도시한 평면도.
도 6a ~ 6b는 도 5의 단면도.
도 7은 본 발명의 도 4에 열확산판을 더욱 구비한 박막처리장치를 개략적으로 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing a general thin film processing apparatus.
2 is a cross-sectional view schematically showing a thin film processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view of a thin film processing apparatus further including a thermal diffusion plate in FIG. 2.
4 is a cross-sectional view schematically showing a thin film processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
5 is a plan view schematically showing the structure of the substrate support and the indirect insulating plate of FIG.
6A-6B are cross-sectional views of FIG. 5.
7 is a schematic cross-sectional view of a thin film processing apparatus further comprising a thermal diffusion plate in FIG. 4 of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

-제 1 실시예- - First Embodiment -

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막처리장치를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2에 열확산판을 더욱 구비한 박막처리장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view schematically showing a thin film processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a thin film processing apparatus further including a thermal diffusion plate in FIG. 2.

도시한 바와 같이, 박막처리장치는 밀폐된 반응영역(E)을 정의하는 공정챔버(100)를 필수적인 구성요소로 한다. As shown, the thin film processing apparatus has a process chamber 100 defining an enclosed reaction region E as an essential component.

이를 보다 세부적으로 살펴보면, 먼저 공정챔버(100)는 내부로 기판(102) 상에 박막을 증착하기 위한 밀폐된 반응영역(E)을 제공하는데, 이를 위하여 공정챔버(100)는 밑면(111)과 밑면(111)에 수직한 측벽(113a, 113b)으로 이루어진 챔버본체(110)와, 챔버본체(110)를 덮는 챔버리드(120)로 이루어진다.In more detail, first, the process chamber 100 provides an enclosed reaction region E for depositing a thin film on the substrate 102 therein. For this purpose, the process chamber 100 has a bottom surface 111. The chamber body 110 is formed of sidewalls 113a and 113b perpendicular to the bottom surface 111, and the chamber lead 120 covers the chamber body 110.

이때 도면상에 도시하지는 않았지만, 챔버본체(110)의 측벽(113a, 113b) 일측에는 기판(102) 출입을 위한 개구(開口)가 형성된다. Although not shown in the drawings, openings for entering and exiting the substrate 102 are formed at one side of the side walls 113a and 113b of the chamber body 110.

밑면(111)에는 배기포트(140)가 마련되어 외부의 흡기시스템(미도시)을 통해서 내부 반응영역(E)의 잔류가스를 배출하고 진공압력을 유지할 수 있도록 이루어진다.An exhaust port 140 is provided on the bottom surface 111 to discharge residual gas in the internal reaction zone E and maintain a vacuum pressure through an external intake system (not shown).

이러한 공정챔버(100) 내부로는 처리대상물인 기판(102)이 실장되며, 기판(102)이 실장된 공정챔버(100)의 반응영역(E) 내로 소정의 반응가스를 유입시킨 후 이를 활성화 시켜 목적하는 박막처리공정을 진행한다. In the process chamber 100, a substrate 102, which is an object to be processed, is mounted, and a predetermined reaction gas is introduced into the reaction region E of the process chamber 100 on which the substrate 102 is mounted, and then activated. Proceed with the desired thin film treatment process.

여기서, 박막처리공정은 생산성을 높이기 위해 통상 4 ~ 5매의 기판(102)을 한꺼번에 처리하는 세미배치(semi batch) 타입으로 진행한다. In this case, the thin film processing process usually proceeds in a semi batch type in which four or five substrates 102 are processed at once in order to increase productivity.

이에, 본 발명의 실시예에 따른 박막처리장치의 공정챔버(100) 내부에는 기판(102) 상의 박막에 대한 증착 및 식각을 위한 밀폐된 반응공간(E)을 제공하며, 특히 이의 내부로는 처리대상물인 기판(102)이 안착되는 기판안치대(200) 상에 다수의 포켓(201)이 구비된다. Thus, inside the process chamber 100 of the thin film processing apparatus according to the embodiment of the present invention, a closed reaction space E for depositing and etching the thin film on the substrate 102 is provided. A plurality of pockets 201 are provided on the substrate support 200 on which the substrate 102 as an object is mounted.

처리대상물인 다수의 기판(102)은 각각 기판안치대(200)의 포켓(201)에 안착되며, 기판안치대(200)는 엘리베이터 어셈블리(123)를 통해 승강운동하게 된다. The plurality of substrates 102 to be processed are respectively seated in the pockets 201 of the substrate stabilizer 200, and the substrate stabilizer 200 moves up and down through the elevator assembly 123.

그리고, 기판(102)과 반응영역(E)을 사이에 두고 이와 대면되어 기판(102) 상부로 가스를 분사하는 가스분배판(130)이 구비되는데, 가스분배판(130)은 외부로부터 공급되는 반응가스를 반응영역(E) 내의 전면적으로 확산시킬 수 있도록 다수의 분사홀(131)이 전 면적에 걸쳐 상하로 투공되어 구비된다. In addition, a gas distribution plate 130 which faces the substrate 102 and the reaction region E therebetween and injects gas onto the substrate 102 is provided, and the gas distribution plate 130 is supplied from the outside. A plurality of injection holes 131 are perforated up and down over the entire area so as to diffuse the reaction gas all over the reaction region E. FIG.

그리고, 공정챔버(100)의 챔버리드(120)에는 반응영역(E) 내부로 반응가스를 공급하는 반응가스공급로(132)가 구비된다.In addition, the chamber lead 120 of the process chamber 100 includes a reaction gas supply path 132 for supplying a reaction gas into the reaction region E.

이때, 박막을 형성할 경우 반응가스공급로(132)를 통해서 소스가스들이 유입되고, 세정공정을 진행할 경우에는 세정가스가 유입된다. At this time, when the thin film is formed, the source gases are introduced through the reaction gas supply passage 132, and when the cleaning process is performed, the cleaning gas is introduced.

여기서, 알루미늄(Al)을 함유한 티타늄질화막을 형성하고자 할 경우 티타늄(Ti) 소스가스 및 알루미늄(Al) 소스가스 그리고 퍼지가스로 질소 소스가스가 공정챔버(100) 내부로 유입될 수 있다. Here, in the case of forming a titanium nitride film containing aluminum (Al), nitrogen source gas may be introduced into the process chamber 100 as a titanium (Ti) source gas, an aluminum (Al) source gas, and a purge gas.

그리고, 알루미늄(Al)을 함유한 티타늄질화막을 기판(102) 상에 형성한 후, 공정챔버(100) 내부를 세정하기 위하여 세정가스로 Cl2를 포함하는 제 1 크리닝가스와 ClF3를 포함하는 제 2 크리닝가스가 공정챔버(100) 내부로 유입될 수 있다. Then, after forming a titanium nitride film containing aluminum (Al) on the substrate 102, to clean the inside of the process chamber 100, a first cleaning gas containing Cl2 and a second containing ClF3 as a cleaning gas The cleaning gas may flow into the process chamber 100.

그리고, 기판안치대(200)의 하부에는 유도가열 방식으로 작동되는 발열수단(160)이 구비된다. 발열수단(160)은 코일(150)을 이용할 수 있다. 이때, 도면상에 도시하지는 않았지만 코일(150)에 교류전류를 인가하는 전원을 포함한다. And, the lower portion of the substrate support 200 is provided with a heat generating means 160 that is operated in an induction heating method. The heat generating means 160 may use a coil 150. At this time, although not shown in the figure includes a power source for applying an alternating current to the coil 150.

여기서, 코일(150)은 중심부의 유도전류를 강하게 하기 위하여 나선형태로 이루어진다. Here, the coil 150 is formed in a spiral shape to strengthen the induced current in the center portion.

그리고, 본 발명의 박막처리장치에 있어, 발열수단(160)은 간접전열판(210)을 더욱 포함하는데, 간접전열판(210)은 코일(150)과 기판안치대(200) 사이에 위치하는데, 간접전열판(210)은 코일(150)에서 발생되는 유도전류에 의해 유도가열된 후, 가열된 열을 통해 기판안치대(200)을 균일한 온도로 가열하는 역할을 한다.And, in the thin film processing apparatus of the present invention, the heat generating means 160 further includes an indirect heat transfer plate 210, the indirect heat transfer plate 210 is located between the coil 150 and the substrate stabilizer 200, indirect The heat transfer plate 210 serves to heat the substrate stabilizer 200 to a uniform temperature through the heated heat after induction heating by the induction current generated from the coil 150.

즉, 본 발명의 박막처리장치는 코일(150)에 전류를 인가했을 때, 발생하는 유도전류에 의해 간접전열판(210)을 유도가열하게 되고, 간접전열판(210)은 기판안치대(200)를 가열하게 되고, 최종적으로 기판안치대(200)를 매개로 기판(102)을 가열하게 된다. That is, in the thin film processing apparatus of the present invention, when the current is applied to the coil 150, the indirect heating plate 210 is inductively heated by the induced current generated, and the indirect heating plate 210 moves the substrate stabilizer 200. The substrate 102 is finally heated through the substrate stabilizer 200.

따라서, 본 발명의 박막처리장치의 기판안치대(200)는 코일(150)에서 발생되는 유도전류에 의한 복사에 의해서 직접 유도가열되지 않고 일차적으로 간접전열판(210)을 유도가열한 후, 간접전열판(210)을 통해 전도(傳導)와 대류(對流)에 의하여 간접적으로 가열된다. Therefore, the substrate stabilizer 200 of the thin film processing apparatus of the present invention does not directly induce heating by radiation caused by the induced current generated in the coil 150, but indirectly heats the indirect heat transfer plate 210 first, and then the indirect heat transfer plate. It is indirectly heated by conduction and convection through 210.

따라서, 기판안치대(200)가 국부적으로 과열되거나 적정온도에 미달되는 일이 없이 전체적으로 균일하게 가열되어, 기판안치대(200) 상에 안착된 다수의 기판(102)이 전반적으로 균일하게 가열되도록 할 수 있어, 다수의 기판(102)에 균일한 막질과 두께의 박막이 증착되도록 할 수 있다. Accordingly, the substrate stabilizer 200 is uniformly heated as a whole without locally overheating or under the proper temperature, so that the plurality of substrates 102 seated on the substrate stabilizer 200 are uniformly heated overall. The thin film having a uniform film quality and thickness may be deposited on the plurality of substrates 102.

이를 통해, 다수의 기판(102) 표면상에 증착되는 박막의 두께 또는 물성이 전체적으로 균일하지 않게 되는 문제점을 방지할 수 있다.Through this, it is possible to prevent the problem that the thickness or physical properties of the thin films deposited on the surfaces of the plurality of substrates 102 are not uniform.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 기존의 박막처리장치는 코일(도 1의 50)에서 발생되는 유도전류가 직접 복사에 의해 서셉터(도 1의 20)를 유도가열함으로써, 서셉터(도 1의 20)의 두께 불균일이나, 포켓(도 1의 21)의 형상에 따라 서셉터(도 1의 20)의 발열량이 달라지게 됨에 따라, 서셉터(도 1의 20)의 온도차가 발생되었다. Looking at this in more detail, the conventional thin film processing apparatus induction current generated in the coil (50 of FIG. 1) induction heating the susceptor (20 of FIG. 1) by direct radiation, susceptor (20 of FIG. 1) As the heat generation amount of the susceptor (20 in FIG. 1) varies depending on the thickness nonuniformity and the shape of the pocket (21 in FIG. 1), a temperature difference of the susceptor (20 in FIG. 1) is generated.

이를 통해, 기판(도 1의 1) 표면상에 증착되는 박막의 두께 또는 물성이 전체적으로 균일하지 않게 되는 것이다. Through this, the thickness or physical properties of the thin film deposited on the surface of the substrate (1 of FIG. 1) are not uniform.

그러나, 이에 반해 본 발명의 박막처리장치는 코일(150)에 의해 발생되는 유도전류를 통해 간접전열판(210)을 유도가열한 후, 가열된 간접전열판(210)을 통해 기판안치대(200)가 가열되도록 함으로써, 기판안치대(200)의 두께 불균일이나, 포켓(201)의 형상에 따라 기판안치대(200)의 발열량이 달라지더라도, 코일(150)에 의해 직접 유도가열되지 않고, 간접전열판(210)을 통한 전도(傳導)와 대류(對流)에 의해 간접적으로 전열(傳熱)되도록 할 수 있다. However, in contrast, in the thin film processing apparatus of the present invention, after induction heating the indirect heating plate 210 through the induction current generated by the coil 150, the substrate stabilizer 200 is heated through the heated indirect heating plate 210. By being heated, even if the heat generation amount of the substrate stabilizer 200 varies depending on the thickness nonuniformity of the substrate stabilizer 200 or the shape of the pocket 201, the indirect heat transfer plate is not directly induced by the coil 150. It is possible to indirectly conduct heat by conduction and convection through 210.

따라서, 기판안치대(200)를 보다 균일하게 가열할 수 있으며, 또한, 기판안치대(200) 상에 안착되는 다수의 기판(102) 또한 균일하게 가열할 수 있어, 기판(102) 상에 증착되는 박막의 막질과 두께 또는 물성이 전체적으로 균일하게 형성할 수 있다. Therefore, the substrate stabilizer 200 can be heated more uniformly, and a plurality of substrates 102 seated on the substrate stabilizer 200 can also be uniformly heated to deposit on the substrate 102. The film quality and thickness or physical properties of the thin film may be uniformly formed.

여기서, 간접전열판(210)은 코일(150)로부터 발생된 유도전류에 의해 빠르게 유도가열되며, 가열된 열을 기판안치대(200)로 빠르게 전열할 수 있도록 열전도가 우수한 흑연, 규소(Si), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 또는 이들의 화합물 계열로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. Here, the indirect heating plate 210 is induction heated quickly by the induction current generated from the coil 150, graphite, silicon (Si), excellent in thermal conductivity so that the heat can be quickly transferred to the substrate support 200 It is preferable to be made of aluminum (Al), manganese (Mn), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W) or a compound series thereof.

그리고, 기판안치대(200) 또한 간접전열판(210)으로부터 쉽게 전열될 수 있도록, 열전도율이 좋아 기판안치대(200) 전체의 온도 균일도가 향상될 수 있는 흑연소재로 이루어지는 것이 바람직하다. In addition, the substrate stabilizer 200 may also be made of a graphite material, which may have good thermal conductivity, so that the temperature uniformity of the entire substrate stabilizer 200 may be improved so that the substrate stabilizer 200 may be easily transferred from the indirect heat transfer plate 210.

이때, 간접전열판(210)은 기판안치대(200)를 균일하게 가열하기 위하여, 평면형상이 기판안치대(200)와 동일한 것이 바람직하다. 일반적으로 박막처리장치에서는 기판안치대(200)가 원형의 평면을 가지므로 간접전열판(210) 또한 원형으로 제조하는 것이 바람직하며, 그 직경은 기판안치대(200) 보다 작거나 같은 것이 바람직하다. In this case, the indirect heat transfer plate 210 is preferably the same as the substrate support 200, in order to uniformly heat the substrate support 200. In general, in the thin film processing apparatus, since the substrate stabilizer 200 has a circular plane, the indirect heat exchanger 210 may also be manufactured in a circular shape, and the diameter of the substrate stabilizer 200 may be smaller than or equal to that of the substrate stabilizer 200.

이상에서 살펴본 본 발명에 따른 박막처리장치를 통한 증착 메커니즘을 살펴보면, 먼저 공정시간을 단축시키기 위하여 다수의 기판(102)을 공정챔버(100) 내부로 반입하기 전에, 기판안치대(200) 하부의 코일(150)에 전원을 가한다. Looking at the deposition mechanism through the thin film processing apparatus according to the present invention described above, first, before bringing the plurality of substrates 102 into the process chamber 100 in order to shorten the process time, Apply power to the coil 150.

이에, 코일(150)에 의한 발생하는 유도전류에 의해 간접가열판(210)은 유도가열되고, 가열된 간접전열판(210)은 전도와 대류에 의해 간접적으로 기판안치대(200)를 균일하게 가열하게 된다. Accordingly, the indirect heating plate 210 is induction heated by the induced current generated by the coil 150, and the heated indirect heating plate 210 indirectly heats the substrate stabilizer 200 indirectly by conduction and convection. do.

이어서, 공정챔버(100)의 기판안치대(200)의 포켓(201) 상에 다수의 기판(102)이 안착된 후, 다수의 기판(102)을 가스분배판(130)과 소정간격으로 대면시키고, 이어서 외부로부터 유입되는 반응가스를 가스분배판(130)의 다수의 분사홀(131)을 통해 공정챔버(100) 내부로 분사한다. Subsequently, after the plurality of substrates 102 are seated on the pockets 201 of the substrate stabilizer 200 of the process chamber 100, the plurality of substrates 102 are faced with the gas distribution plate 130 at predetermined intervals. Then, the reaction gas introduced from the outside is injected into the process chamber 100 through the plurality of injection holes 131 of the gas distribution plate 130.

그 결과, 반응영역(E)으로 유입된 반응가스의 결과물이 다수의 기판(102) 상에 박막으로 증착되며, 박막증착이 완료되면 배기포트(140)를 이용해서 반응영역(E)을 배기하여 기판(102)의 교체에 이은 새로운 박막증착공정을 준비한다. As a result, the product of the reaction gas introduced into the reaction region E is deposited as a thin film on the plurality of substrates 102. When the thin film deposition is completed, the reaction region E is exhausted by using the exhaust port 140. Subsequent replacement of the substrate 102 prepares a new thin film deposition process.

한편, 이 과정 중에서 기판안치대(200)는 코일(150)에서 발생되는 유도전류를 통해 복사에 의하여 직접 유도가열되지 않고, 일차적으로 간접전열판(210)을 유도가열한 후, 전도와 대류에 의하여 간접적으로 가열하게 됨으로써, 보다 균일하게 가열된다.Meanwhile, in this process, the substrate stabilizer 200 is not directly induction heated by radiation through induction current generated in the coil 150, but primarily after induction heating of the indirect heat exchanger plate 210 by conduction and convection. By heating indirectly, it heats more uniformly.

또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막처리장비는 도 3에 도시한 바와 같이, 기판안치대(200)와 간접전열판(210) 사이에 열확산판(220)을 더욱 구비할 수 있다.In addition, the thin film processing apparatus according to the first embodiment of the present invention may further include a thermal diffusion plate 220 between the substrate stabilizer 200 and the indirect heat transfer plate 210 as shown in FIG.

열확산판(220)은 간접전열판(210)으로부터 열을 빠르게 흡수하여, 기판안치대(200)를 향하여 고르게 발산하므로, 간접전열판(210)의 열을 기판안치대(200)에 보다 더욱 빠르고 균일하게 전달하는 역할을 한다. The thermal diffusion plate 220 quickly absorbs heat from the indirect heat transfer plate 210 and evenly dissipates toward the substrate stabilizer 200, so that the heat of the indirect heat transfer plate 210 is faster and more uniformly to the substrate stabilizer 200. It serves to convey.

열확산판(220)은 또한 간접전열판(210)으로부터 열을 빠른 속도로 기판안치대(200)로 전도될 수 있도록 열전도가 우수한 흑연, 규소(Si), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W)또는 이들의 화합물 계열로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. The thermal diffusion plate 220 also has excellent thermal conductivity, such as graphite, silicon (Si), aluminum (Al), manganese (Mn), and copper, so that the heat may be transferred from the indirect heat transfer plate 210 to the substrate support 200 at a high speed. (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), or a compound series thereof.

또는 알루미늄 또는 스테인레스 스틸 등과 같은 금속소재의 금속판 표면을 아크(arc) 방식을 이용하여 산화시킨 산화절연판을 사용하는 것이 바람직하다. Alternatively, it is preferable to use an oxide insulating plate obtained by oxidizing a metal plate surface of a metal material such as aluminum or stainless steel by using an arc method.

여기서, 산화절연판은 알루미나(Al2O3), 산화실리콘(SiO2), 알루미늄 나이트라이드(AlN) 등이 사용되며, 이러한 산화절연판은 금속판 위에 플라즈마 스프레이 코팅(plasma spray coating) 방식 등으로 형성할 수도 있다. The oxide insulating plate may be formed of alumina (Al 2 O 3), silicon oxide (SiO 2), aluminum nitride (AlN), or the like, and the oxide insulating plate may be formed on a metal plate by a plasma spray coating method.

그리고, 열확산판(220) 또한 평면형상이 간접전열판(210)과 기판안치대(200) 와 동일한 것이 바람직하며, 그 직경은 간접전열판(210)과 기판안치대(200) 보다 작거나 같은 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the thermal diffusion plate 220 also has the same planar shape as the indirect heat transfer plate 210 and the substrate stabilizer 200, and the diameter thereof is smaller than or equal to that of the indirect heat transfer plate 210 and the substrate stabilizer 200. Do.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막처리장치는 코일(150)과 기판안치대(200) 사이에 간접전열판(210)과 열확산판(220)을 더욱 구비함으로써, 코일(150)에 의해 발생되는 유도전류를 통해 일차적으로 간접전열판(210)을 유도가열한 후, 가열된 열을 열확산판(220)을 통해 기판안치대(200)로 전열(傳熱)되도록 할 수 있다. As described above, the thin film processing apparatus according to the first embodiment of the present invention further includes an indirect heat transfer plate 210 and a thermal diffusion plate 220 between the coil 150 and the substrate stabilizer 200, thereby providing a coil 150. After induction heating of the indirect heating plate 210 primarily through the induction current generated by), the heated heat may be transferred to the substrate support 200 through the heat diffusion plate 220.

따라서, 기판안치대(200)의 두께 불균일이나, 포켓(201)의 형상 그리고 코일(150)의 전류밀도 차에 따라 기판안치대(200)의 발열량이 달라지더라도, 코일(150)의 열이 직접 기판안치대(200)로 복사에 의해 전달되지 않고, 간접전열판(210)과 열확산판(220)을 통해 전도(傳導)와 대류(對流)에 의해 간접적으로 전열되도록 함으로써, 기판안치대(200)를 보다 균일하게 가열할 수 있게 된다.
Therefore, even if the heat generation amount of the substrate stabilizer 200 varies depending on the thickness nonuniformity of the substrate stabilizer 200, the shape of the pocket 201, and the current density difference of the coil 150, the heat of the coil 150 may vary. Instead of being directly transmitted to the substrate stabilizer 200 by radiation, the substrate stabilizer 200 is indirectly heated by conduction and convection through the indirect heat transfer plate 210 and the heat diffusion plate 220. ) Can be heated more uniformly.

-제 2 실시예-- Second Embodiment -

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막처리장치를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 5는 도 4의 기판안치대와 간접절연판의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 6a ~ 6b는 도 5의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a thin film processing apparatus according to a second exemplary embodiment of the present invention. FIG. 5 is a plan view schematically illustrating the structure of the substrate stabilizer and the indirect insulating plate of FIG. 4, and FIGS. 6A to 6B 5 is a cross-sectional view.

여기서 앞서 전술한 제 1 실시예와 중복된 설명을 피하기 위해 앞서의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 특징적인 내용만을 살펴보도록 하겠다. Here, in order to avoid duplicate description with the above-described first embodiment, the same reference numerals are given to the same parts, which play the same role as the above description, and only the characteristic contents will be described.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막처리장치는 밑면(111)과 측벽(113a, 113b)으로 이루어지는 챔버본체(110)와 챔버리드(120)로 이루어져 밀폐된 반응영역(E)을 정의하는 챔버(100)와, 이의 내부로는 다수의 포켓(201)이 구비된 기판안치대(200)와, 기판안치대(200)의 상부로 반응가스가 균일하게 분사되도록 다수의 분사홀(131)이 전면적에 걸쳐 상하로 투공된 가스분배판(130)을 포함한다.As shown in the drawing, the thin film processing apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a chamber body 110 and a chamber lead 120 formed of a bottom surface 111 and sidewalls 113a and 113b and a closed reaction region E. The chamber 100 and a plurality of pockets 201 inside the substrate stabilizer 200, and a plurality of injections so that the reaction gas is uniformly sprayed to the upper portion of the substrate stabilizer 200 The hole 131 includes a gas distribution plate 130 which is vertically perforated over the entire area.

이에, 처리대상물인 다수의 기판(102)은 각각 기판안치대(200)의 포켓(201)에 안착되며, 기판안치대(200)는 엘리베이터 어셈블리(123)를 통해 승강운동하게 된다. Accordingly, the plurality of substrates 102 to be processed are respectively seated in the pockets 201 of the substrate stabilizer 200, and the substrate stabilizer 200 moves up and down through the elevator assembly 123.

더불어 공정챔버(100)의 상부에는 반응영역(E) 내부로 반응가스를 공급하는 반응가스공급로(132)가 구비되며, 챔버(100)의 하부에는 배기포트(140)가 마련되어 외부의 흡기시스템(미도시)을 통해서 내부 반응영역(E)을 배기할 수 있도록 이루어진다.In addition, a reaction gas supply path 132 for supplying a reaction gas into the reaction region E is provided at an upper portion of the process chamber 100, and an exhaust port 140 is provided at a lower portion of the chamber 100 to provide an external intake system. It is made to exhaust the internal reaction region (E) through (not shown).

그리고, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막처리장치는 기판안치대(200) 하부에 발열수단(160)으로써 간접전열판(210)과 코일(150)이 구비되어, 코일(150)에서 발생하는 유도전류에 의해 간접전열판(210)을 유도가열하게 되고, 간접전열판(210)은 다시 기판안치대(200)를 가열하게 되고, 최종적으로 기판안치대(200)를 매개로 기판(102)을 가열하게 된다. In addition, the thin film processing apparatus according to the second exemplary embodiment of the present invention is provided with an indirect heating plate 210 and a coil 150 as the heat generating means 160 under the substrate stabilizer 200, which is generated from the coil 150. The indirect heating plate 210 is inductively heated by the induction current, and the indirect heating plate 210 heats the substrate support 200 again, and finally heats the substrate 102 via the substrate support 200. Done.

특히, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막처리장치는 간접전열판(210)이 기판안치대(200)의 중심부와 가장자리 그리고 중심부와 가장자리 사이의 영역에 대응하여 적어도 3 영역으로 나뉘어 정의되는 것을 특징으로 한다.In particular, the thin film processing apparatus according to the second embodiment of the present invention is characterized in that the indirect heating plate 210 is divided into at least three areas corresponding to the center and the edge of the substrate support 200 and the area between the center and the edge. It is done.

그리고, 간접전열판(210)은 기판안치대(200)의 균일한 온도분포를 확보하기 위하여, 간접전열판(210)의 각 영역의 높낮이를 국부적으로 조절할 수 있는 제 1 내지 제 3 높이조절수단(230a, 230b, 230c)이 구비된다. In addition, the indirect heat transfer plate 210 may include first to third height adjustment means 230a that can locally adjust the height of each area of the indirect heat transfer plate 210 to secure a uniform temperature distribution of the substrate stabilizer 200. , 230b, 230c are provided.

즉, 도 5에 도시한 바와 같이 기판안치대(200)는 원형의 평면으로 이루어지며, 기판안치대(200)를 균일하게 가열하기 위하여 간접전열판(210) 또한 원형의 평면으로 이루어진다. That is, as shown in FIG. 5, the substrate stabilizer 200 is formed in a circular plane, and the indirect heat transfer plate 210 is also formed in a circular plane in order to uniformly heat the substrate stabilizer 200.

이때, 간접전열판(210)은 최외각 가장자리의 제 1 영역(210a)과 간접전열판(210)의 중심부를 향해 제 1 영역(210a)의 내측으로 위치하는 제 2 영역(210b) 그리고 제 2 영역(210b)의 내측으로 위치하여 간접전열판(210)의 중심부를 이루는 제 3 영역(210c)으로 구분되며, 제 1 내지 제 3 영역(210a, 210b, 210c)은 서로 각각 독립적으로 이루어진다. In this case, the indirect heat exchanger plate 210 includes a second area 210b and a second area (ie, located inward of the first area 210a toward the center of the first area 210a of the outermost edge and the indirect heat transfer plate 210). It is divided into a third region 210c positioned inside the 210b and forming a central portion of the indirect heat transfer plate 210, and the first to third regions 210a, 210b, and 210c are formed independently of each other.

이때, 간접전열판(210)의 중심부를 이루는 제 3 영역(210c)의 중심에는 기판안치대(200)를 지지하는 엘리베이터 어셈블리(도 4의 123)가 관통되도록 홀(211)이 형성되어 있다. At this time, a hole 211 is formed at the center of the third region 210c constituting the center of the indirect heat transfer plate 210 so that the elevator assembly 123 of FIG. 4 passes through the substrate stabilizer 200.

간접전열판(210)의 제 1 영역(210a)은 기판안치대(200)의 외측 가장자리 영역에 대응되며, 간접전열판(210)의 제 2 영역(210b)은 기판안치대(200)의 외측 가장자리로부터 중심부를 향하는 내측으로 외측 가장자리에 이웃하는 영역에 대응되며, 간접전열판(210)의 제 3 영역(210c)은 엘리베이터 어셈블리(도 4의 123)가 형성되는 기판안치대(200)의 중심부에 대응된다. The first area 210a of the indirect heat transfer plate 210 corresponds to the outer edge area of the substrate stabilizer 200, and the second area 210b of the indirect heat transfer plate 210 is formed from the outer edge of the substrate stabilizer 200. It corresponds to an area adjacent to the outer edge toward the center, and the third area 210c of the indirect heat transfer plate 210 corresponds to the center of the substrate stabilizer 200 in which the elevator assembly 123 of FIG. 4 is formed. .

이러한 간접전열판의 제 1 내지 제 3 영역(210a, 210b, 210c)은 서로 독립적으로 이루어지며, 각각의 영역을 국부적으로 조절할 수 있도록 각각 제 1 내지 제 3 높이조절수단(230a, 230b, 230c)이 구비된다. The first to third regions 210a, 210b, and 210c of the indirect heat exchanger plate are formed independently of each other, and the first to third height adjusting means 230a, 230b, and 230c are respectively provided to locally control the respective regions. It is provided.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막처리장치는 코일(150)의 전류밀도 차 또는 기판안치대(200)의 가장자리로 배출되는 반응가스에 의해 기판안치대(200)의 온도차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Therefore, in the thin film processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, the temperature difference of the substrate stabilizer 200 is generated by the difference in current density of the coil 150 or the reaction gas discharged to the edge of the substrate stabilizer 200. Can be prevented.

이를 통해, 다수의 기판(102) 표면상에 증착되는 박막의 두께 또는 물성이 전체적으로 균일하지 않게 되는 문제점을 방지할 수 있다.Through this, it is possible to prevent the problem that the thickness or physical properties of the thin films deposited on the surfaces of the plurality of substrates 102 are not uniform.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 기존의 박막처리장치는 코일(도 1의 50)에서 발생되는 유도전류를 통해 직접 복사에 의해 서셉터(도 1의 20)를 유도가열함으로써, 서셉터(도 1의 20)의 두께 불균일이나, 포켓(도 1의 21)의 형상에 따라 서셉터(도 1의 20)의 발열량이 달라지게 됨에 따라, 서셉터(도 1의 20)의 온도차가 발생되었다. Looking at this in more detail, the conventional thin film processing apparatus induction heating the susceptor (20 in FIG. 1) by direct radiation through the induction current generated in the coil (50 in FIG. 1), the susceptor (20 in FIG. 1) ), And the heat generation amount of the susceptor (20 in FIG. 1) varies depending on the thickness non-uniformity and the shape of the pocket (21 in FIG. 1), resulting in a temperature difference of the susceptor (20 in FIG. 1).

또한, 발열수단(160)인 코일(150)은 코일(150)의 중심부에서 외곽으로 갈수록 전류밀도가 증가하게 되고, 이를 통해 기판안치대(200)의 가장자리에 대응하는 코일(150)에 전류가 가장 많이 흐르게 되므로, 기판안치대(200)의 가장자리의 온도가 중심부의 온도에 비해 높아져, 기판안치대(200)의 위치에 따른 온도차를 발생시키게 된다.In addition, the coil 150 that is the heat generating means 160 increases in the current density toward the outside from the center of the coil 150, through which current is applied to the coil 150 corresponding to the edge of the substrate stabilizer 200. Since the most flow, the temperature of the edge of the substrate stabilizer 200 is higher than the temperature of the center portion, thereby generating a temperature difference depending on the position of the substrate stabilizer 200.

또한, 반응가스가 기판안치대(200)의 가장자리로 배출되는 과정에서 반응가스에 의해 기판안치대(200)의 가장자리의 열을 빼앗김으로써, 이 또한 기판안치대(200)의 중심부와 가장자리의 온도차를 발생시키게 된다. In addition, by removing the heat of the edge of the substrate stabilizer 200 by the reaction gas in the process of the reaction gas is discharged to the edge of the substrate stabilizer 200, the temperature difference between the center and the edge of the substrate stabilizer 200 Will be generated.

따라서, 기판안치대(200)에 의해 가열되는 기판(102)의 온도 불균일을 가져옴에 따라, 기판(102) 표면상에 증착되는 박막의 두께 또는 물성이 전체적으로 균일하지 않게 되는 문제점을 가져오게 된다. Therefore, as the temperature nonuniformity of the substrate 102 heated by the substrate stabilizer 200 brings about a problem that the thickness or physical properties of the thin film deposited on the surface of the substrate 102 are not uniform.

그러나, 이에 반해 본 발명의 실시예에 따른 박막처리장치는 코일(150)에 의해 발생되는 유도전류를 통해 간접전열판(210)을 유도가열한 후, 가열된 간접전열판(210)을 통해 기판안치대(200)을 가열되도록 함으로써, 기판안치대(200)의 두께 불균일이나, 포켓(201)의 형상 그리고 코일(150)의 전류밀도 차에 따라 기판안치대(200)의 발열량이 달라지더라도, 코일(150)에 의해 기판안치대(200)가 직접 가열되지 않고, 간접전열판(210)을 통해 전도(傳導)와 대류(對流)에 의한 간접적으로 전열되도록 할 수 있다. However, in contrast, the thin film processing apparatus according to the embodiment of the present invention induction heating the indirect heating plate 210 through the induction current generated by the coil 150, the substrate stabilizer through the heated indirect heating plate 210 By heating the 200, even if the heat generation amount of the substrate stabilizer 200 varies depending on the thickness irregularity of the substrate stabilizer 200, the shape of the pocket 201, and the current density difference of the coil 150, the coil The substrate support 200 may not be directly heated by the 150, but may be indirectly heated by conduction and convection through the indirect heat transfer plate 210.

이에, 기판안치대(200)를 보다 균일하게 가열할 수 있으며, 따라서, 기판안치대(200) 상에 안착되는 다수의 기판(102) 또한 균일하게 가열할 수 있어, 기판(102) 상에 증착되는 박막의 막질과 두께 또는 물성이 전체적으로 균일하게 형성할 수 있다.Accordingly, the substrate stabilizer 200 may be heated more uniformly, and thus, a plurality of substrates 102 seated on the substrate stabilizer 200 may also be uniformly heated, thereby depositing on the substrate 102. The film quality and thickness or physical properties of the thin film may be uniformly formed.

특히, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막처리장치는 코일(150)의 전류밀도 차에 의해 기판안치대(200)의 가장자리의 온도가 중심부의 온도에 비해 높아지거나, 또는 반응가스에 의해 기판안치대(200)의 가장자리의 온도가 중심부에 비해 낮아지는 온도분포의 불균일을 보상할 수 있다.In particular, in the thin film processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, the temperature of the edge of the substrate stabilizer 200 becomes higher than the temperature of the center portion due to the current density difference of the coil 150, or the substrate is formed by the reaction gas. It is possible to compensate for the non-uniformity of the temperature distribution in which the temperature of the edge of the base 200 is lower than the center.

즉, 기판안치대(200)의 임의로 설정되는 다수의 측정포인트(미도시)에서 온도를 측정한 결과, 코일(150)의 전류밀도가 코일(150)의 중심부에서 외곽으로 갈수록 증가하여, 코일(150)로부터 전열되는 간접전열판(210)의 가장자리의 온도가 중심부에 비해 높아질 경우, 도 6a에 도시한 바와 같이 간접전열판(210)의 제 1 영역(210a)을 간접전열판(210)의 제 2 및 제 3 영역(210b, 210c)에 비해 기판안치대(200)로부터 멀리 위치하도록 한다. That is, as a result of measuring the temperature at a plurality of measurement points (not shown) that are arbitrarily set in the substrate stabilizer 200, the current density of the coil 150 increases from the center of the coil 150 to the outside, thereby increasing the coil ( When the temperature of the edge of the indirect heat transfer plate 210 that is transferred from 150 becomes higher than the center portion, as shown in FIG. 6A, the first region 210a of the indirect heat transfer plate 210 is moved to the second and second surfaces of the indirect heat transfer plate 210. It is located farther from the substrate support 200 than the third regions 210b and 210c.

그리고, 간접전열판(210)의 제 2 영역(210b)을 제 1 영역(210a)에 비해 기판안치대(200)와 가깝게 위치하도록 하며, 간접전열판(210)의 제 3 영역(210c)을 제 2 영역(210b)에 비해 기판안치대(200)와 가깝게 위치하도록 한다. In addition, the second area 210b of the indirect heat transfer plate 210 is positioned closer to the substrate support 200 than the first area 210a, and the third area 210c of the indirect heat transfer plate 210 is positioned as the second area. It is positioned closer to the substrate support 200 than the region 210b.

이를 통해, 간접전열판(210)을 통해 가열되는 기판안치대(200)는, 코일(150)의 전류밀도 차가 발생하여도 전면적에 걸쳐 균일한 온도로 가열할 수 있다. As a result, the substrate stabilizer 200 heated through the indirect heat transfer plate 210 may be heated to a uniform temperature over the entire surface even if a difference in current density of the coil 150 occurs.

또한, 반응가스가 기판안치대(200)의 가장자리로 배출되는 과정에서, 반응가스에 의해 기판안치대(200)의 가장자리의 열을 빼앗길 경우에는 도 6b에 도시한 바와 같이, 간접전열판(210)의 제 1 영역(210a)을 간접전열판(210)의 제 2 및 제 3 영역(210b, 210c)에 비해 기판안치대(200)로부터 가깝게 위치하도록 한다. In addition, in the process of discharging the reaction gas to the edge of the substrate support 200, when the heat of the edge of the substrate support 200 by the reaction gas, as shown in Figure 6b, the indirect heat transfer plate 210 The first region 210a of the substrate 210 is positioned closer to the substrate support 200 than the second and third regions 210b and 210c of the indirect heat transfer plate 210.

그리고, 간접전열판(210)의 제 2 영역(210b)을 제 1 영역(210a)에 비해 기판안치대(200)와 멀리 위치하도록 하며, 간접전열판(210)의 제 3 영역(210c)을 제 2 영역(210b)에 비해 기판안치대(200)와 멀리 위치하도록 한다. In addition, the second area 210b of the indirect heat transfer plate 210 is positioned farther from the substrate support 200 than the first area 210a, and the third area 210c of the indirect heat transfer plate 210 is positioned as the second area. It is located far from the substrate support 200 compared to the region 210b.

이를 통해, 기판안치대(200)의 온도균일도를 조절하여, 최종적으로 균일한 온도로 가열할 수 있다. Through this, by adjusting the temperature uniformity of the substrate stabilizer 200, it can be finally heated to a uniform temperature.

도 7은 본 발명의 도 4에 열확산판을 더욱 구비한 박막처리장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.7 is a schematic cross-sectional view of a thin film processing apparatus further including a thermal diffusion plate in FIG. 4 of the present invention.

도시한 바와 같이, 기판안치대(200)와 3개의 영역으로 각각 독립적으로 이루어지는 간접전열판(210) 사이에 열확산판(220)을 더욱 구비할 수 있다.As shown, the thermal diffusion plate 220 may be further provided between the substrate stabilizer 200 and the indirect heat transfer plate 210 independently formed of three regions.

열확산판(220)은 간접전열판(210)으로부터 열을 빠르게 흡수하여, 기판안치대(200)를 향하여 고르게 발산하므로, 간접전열판(210)의 열을 기판안치대(200)에 보다 더욱 빠르고 균일하게 전달하는 역할을 한다. The thermal diffusion plate 220 quickly absorbs heat from the indirect heat transfer plate 210 and evenly dissipates toward the substrate stabilizer 200, so that the heat of the indirect heat transfer plate 210 is faster and more uniformly to the substrate stabilizer 200. It serves to convey.

열확산판(220)은 또한 간접전열판(210)으로부터 열을 빠른 속도로 기판안치대(200)로 전도될 수 있도록 열전도가 우수한 흑연, 규소(Si), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W)또는 이들의 화합물 계열로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. The thermal diffusion plate 220 also has excellent thermal conductivity, such as graphite, silicon (Si), aluminum (Al), manganese (Mn), and copper, so that the heat may be transferred from the indirect heat transfer plate 210 to the substrate support 200 at a high speed. (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), or a compound series thereof.

또는 알루미늄 또는 스테인레스 스틸 등과 같은 금속소재의 금속판 표면을 아크(arc) 방식을 이용하여 산화시킨 산화절연판을 사용하는 것이 바람직하다. Alternatively, it is preferable to use an oxide insulating plate obtained by oxidizing a metal plate surface of a metal material such as aluminum or stainless steel by using an arc method.

여기서, 산화절연판은 알루미나(Al2O3), 산화실리콘(SiO2), 알루미늄 나이트라이드(AlN) 등이 사용되며, 이러한 산화절연판은 금속판 위에 플라즈마 스프레이 코팅(plasma spray coating) 방식 등으로 형성할 수도 있다. The oxide insulating plate may be formed of alumina (Al 2 O 3), silicon oxide (SiO 2), aluminum nitride (AlN), or the like, and the oxide insulating plate may be formed on a metal plate by a plasma spray coating method.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막처리장치는 코일(150)과 기판안치대(200) 사이에 간접전열판(210)과 열확산판(220)을 더욱 구비함으로써, 간접전열판(210)과 열확산판(220)을 통해 기판안치대(200)로 전열(傳熱)되도록 할 수 있다. As described above, the thin film processing apparatus according to the second embodiment of the present invention further includes an indirect heat transfer plate 210 and a thermal diffusion plate 220 between the coil 150 and the substrate stabilizer 200, thereby providing an indirect heat transfer plate ( Through the 210 and the thermal diffusion plate 220 may be transferred to the substrate support 200.

따라서, 기판안치대(200)의 두께 불균일이나, 포켓(201)의 형상 그리고 코일(150)의 전류밀도 차에 따라 기판안치대(200)의 발열량이 달라지더라도, 코일(150)에 의해 기판안치대(200)가 직접 유도가열되지 않고, 간접전열판(210)과 열확산판(220)을 통해 전도(傳導)와 대류(對流)에 의한 간접적으로 전열되도록 함으로써, 기판안치대(200)를 보다 균일하게 가열할 수 있게 된다.Therefore, even if the heat generation amount of the substrate stabilizer 200 varies depending on the thickness nonuniformity of the substrate stabilizer 200, the shape of the pocket 201, and the current density difference of the coil 150, the substrate 150 is controlled by the coil 150. The inlet 200 is not directly inductively heated, but is indirectly heated by conduction and convection through the indirect heat transfer plate 210 and the heat diffusion plate 220, thereby making the substrate stabilizer 200 more attractive. It becomes possible to heat uniformly.

특히, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막처리장치는 간접전열판(210)을 기판안치대(200)의 가장자리와, 중심부 그리고 가장자리와 중심부의 사이영역에 대응하는 제 1 내지 제 3 영역(210a, 210b, 210c)으로 나누어 형성하고, 이들의 높이를 조절하는 높이조절수단(230a, 230b, 230c)을 구비함으로써, 기판안치대(200)의 위치에 따라 온도분포의 불균일을 보상할 수 있다. Particularly, in the thin film processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, the indirect heat transfer plate 210 may include the first to third regions 210a corresponding to the edge of the substrate support 200 and the center and the region between the edge and the center. , 210b and 210c, respectively, and having height adjusting means 230a, 230b, and 230c for adjusting their heights, the nonuniformity of the temperature distribution can be compensated for according to the position of the substrate stabilizer 200.

발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
The invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

100 : 공정챔버, 102 : 기판, 110 : 챔버본체, 111 : 밑면, 113a, 113b : 측벽
120 : 챔버리드, 123 : 엘리베이터 어셈블리
130 : 가스분배판, 131 : 다수의 분사홀, 132 : 반응가스공급로
140 : 배기포트, 150 : 코일, 160 : 발열수단, 200 : 기판안치대
201 : 포켓, 210 : 간접전열판, E : 반응영역100: process chamber, 102: substrate, 110: chamber body, 111: bottom, 113a, 113b: side wall
120: chamber lid, 123: elevator assembly
130: gas distribution plate, 131: a plurality of injection holes, 132: reaction gas supply passage
140: exhaust port, 150: coil, 160: heat generating means, 200: substrate support
201: pocket, 210: indirect heating plate, E: reaction zone

Claims (7)

반응영역을 정의하는 챔버와;
상기 챔버 내부에 설치되어, 기판이 안착되는 기판안치대와;
상기 기판안치대 상부에 설치되어, 상기 기판을 향해 가스를 분사하는 가스분배판과;
상기 기판안치대 하부에 위치하여, 열을 상기 기판안치대로 전도(傳導)시키는 간접전열판과;
상기 간접전열판 하부에 위치하여, 상기 간접전열판을 유도가열시키는 코일
을 포함하는 박막처리장치.
A chamber defining a reaction zone;
A substrate support installed in the chamber and on which a substrate is mounted;
A gas distribution plate disposed on the substrate support and injecting gas toward the substrate;
An indirect heat transfer plate positioned below the substrate support and conducting heat to the substrate support;
Located in the lower portion of the indirect heating plate, the coil for induction heating the indirect heating plate
Thin film processing apparatus comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 간접전열판과 상기 기판안치대 사이에 열확산판을 더욱 포함하는 박막처리장치.
The method of claim 1,
And a thermal diffusion plate between the indirect heat transfer plate and the substrate stabilizer.
제 1 항 및 제 2 항 중 선택된 한 항에 있어서,
상기 간접전열판과 상기 열확산판은 흑연, 규소(Si), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 중 선택된 하나 또는 이들의 화합물로 이루어지는 박막처리장치.
The method according to any one of claims 1 and 2,
The indirect heat transfer plate and the thermal diffusion plate are one selected from graphite, silicon (Si), aluminum (Al), manganese (Mn), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), and tungsten (W). Thin film processing apparatus which consists of a compound.
제 1 항 및 제 2 항 중 선택된 한 항에 있어서,
상기 간접전열판과 상기 열확산판은 상기 기판안치대와 평면형상이 동일한 박막처리장치.
The method according to any one of claims 1 and 2,
And the indirect heat transfer plate and the thermal diffusion plate have the same planar shape as the substrate support.
제 1 항에 있어서,
상기 간접전열판은 상기 기판안치대의 중심부와 가장자리 그리고 상기 중심부와 상기 가장자리 사이의 영역에 대응하여 제 1 내지 제 3 영역으로 나뉘어 형성되는 박막처리장치.
The method of claim 1,
The indirect heat transfer plate is thin film processing apparatus formed by dividing the first and third regions corresponding to the center and the edge of the substrate rest and the area between the center and the edge.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 내지 제 3 영역은 각각 제 1 내지 제 3 높이조절수단이 구비되어, 각각 독립적으로 높낮이를 조절할 수 있는 박막처리장치.
The method of claim 5, wherein
Each of the first to third regions is provided with first to third height adjusting means, each of which can independently adjust the height.
반응영역을 정의하는 챔버와; 상기 챔버 내부에 설치되어, 기판이 안착되는 기판안치대와; 상기 기판안치대 상부에 설치되어, 상기 기판을 향해 가스를 분사하는 가스분배판과; 상기 기판안치대 하부에 위치하여, 열을 상기 기판안치대로 전도(傳導)시키며, 상기 기판안치대의 중심부와 가장자리 그리고 상기 중심부와 상기 가장자리 사이의 영역에 대응하여 각각 제 1 내지 제 3 높이조절수단이 구비된 제 1 내지 제 3 영역으로 나뉘어 형성되는 간접전열판과; 상기 간접전열판 하부에 위치하여, 상기 간접전열판을 유도가열시키는 코일을 포함하는 박막처리장치를 이용하는 박막처리공정의 기판가열방법에 있어서,
상기 코일에 전류를 인가하여, 상기 간접가열판을 통해 박막처리공정의 온도로 상기 기판안치대를 가열시킨 후, 다수의 측정포인트에서 상기 기판안치대의 온도를 측정하고, 상기 박막처리공정의 온도보다 낮은 제 1 영역과 상기 박막처리공정의 온도보다 높은 제 2 영역을 구분하는 제 1 단계와;
상기 제 1 영역에 대응되는 상기 간접가열판의 상기 제 1 영역의 상기 제 1 높이조절수단을 조절하여 상기 기판안치대와 상기 간접가열판의 상기 제 1 영역 사이의 간격을 상기 제 2 영역에 비해 넓히고, 상기 제 2 영역에 대응되는 상기 간접가열판의 상기 제 2 영역의 상기 제 2 높이조절수단을 조절하여 상기 기판안치대와 상기 간접가열판의 상기 제 2 영역 사이의 간격을 상기 제 2 영역에 비해 좁히는 제 2 단계와;
상기 코일에 전류를 인가하여 상기 기판안치대를 상기 박막처리공정의 온도로 가열시키고, 상기 다수의 측정 포인트에서 상기 기판안치대의온도를 측정하여, 균일한 온도분포가 확보되면 상기 박막처리공정을 진행하고, 상기 박막처리공정의 온도보다 낮거나 높은 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역이 발생되면 상기 제 1및 제 2 단계를 반복하는 제 3 단계
를 포함하는 박막처리공정의 기판가열방법. A chamber defining a reaction zone; A substrate support installed in the chamber and on which a substrate is mounted; A gas distribution plate disposed on the substrate support and injecting gas toward the substrate; Located in the lower portion of the substrate support, conducts heat to the substrate settle, the first to third height adjusting means respectively corresponding to the center and the edge of the substrate stabilizer and the area between the center and the edge An indirect heating plate divided into first to third regions provided; In the substrate heating method of the thin film processing process using a thin film processing apparatus including a coil located under the indirect heating plate, the induction heating plate,
After the current is applied to the coil, the substrate stabilizer is heated to the temperature of the thin film processing process through the indirect heating plate, and then the temperature of the substrate stabilizer is measured at a plurality of measuring points, which is lower than the temperature of the thin film processing process. A first step of dividing a first region from a second region higher than a temperature of the thin film processing process;
Adjusting the first height adjusting means of the first region of the indirect heating plate corresponding to the first region to widen the interval between the substrate support and the first region of the indirect heating plate compared to the second region, Adjusting the second height adjusting means of the second area of the indirect heating plate corresponding to the second area to narrow the gap between the substrate support and the second area of the indirect heating plate compared to the second area; Two steps;
A current is applied to the coil to heat the substrate stabilizer to the temperature of the thin film processing process, and the temperature of the substrate stabilizer is measured at the plurality of measuring points, and when the uniform temperature distribution is secured, the thin film processing process is performed. And a third step of repeating the first and second steps when the first area and the second area are generated at or below the temperature of the thin film processing process.
Substrate heating method of a thin film processing process comprising a.
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