WO2024242536A1 - 고압 기판 처리 장치 - Google Patents

고압 기판 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2024242536A1
WO2024242536A1 PCT/KR2024/095820 KR2024095820W WO2024242536A1 WO 2024242536 A1 WO2024242536 A1 WO 2024242536A1 KR 2024095820 W KR2024095820 W KR 2024095820W WO 2024242536 A1 WO2024242536 A1 WO 2024242536A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
door
module
pressure
processing device
substrate processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2024/095820
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김연철
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HPSP Co Ltd
Original Assignee
HPSP Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=89385323&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2024242536(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by HPSP Co Ltd filed Critical HPSP Co Ltd
Priority to CN202480018709.6A priority Critical patent/CN120883346A/zh
Publication of WO2024242536A1 publication Critical patent/WO2024242536A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof

Definitions

  • the present invention relates to a processing device used for processing a substrate in a high pressure environment.
  • various processing is performed on the semiconductor substrate during the manufacturing process of the semiconductor device.
  • the processing include oxidation, nitriding, deposition, and ion implantation.
  • the gas used for processing the substrate is supplied to the chamber at high pressure and acts on the semiconductor substrate.
  • the chamber housing In order to maintain the chamber at high pressure, the chamber housing must be securely closed by a door.
  • a fastening structure is adopted in which parts of the housing and the door are oriented relative to each other, one of which supports the other. If the door is sagging to one side due to repeatedly applied high pressure, problems may occur in the fastening and releasing process between the one and the other. For example, particles may be generated due to friction between protrusions during the fastening and releasing process.
  • the background technology described above is technical information that the inventor possessed for deriving embodiments of the present invention or acquired in the process of deriving them, and cannot necessarily be said to be publicly known technology disclosed to the general public prior to the present application.
  • One object of the present invention is to provide a high-pressure substrate processing device capable of preventing particle generation during the process of fastening and releasing a door while reliably maintaining high pressure within a chamber.
  • a high-pressure substrate processing device comprises: an inner chamber formed to receive a substrate to be processed and a reaction gas supplied at a first pressure higher than atmospheric pressure; an outer housing accommodating the inner chamber, and an outer door formed to be movable between a closed state that closes the outer housing and an open state that opens the outer housing, and the outer chamber formed to receive a protective gas supplied at a second pressure set in relation to the first pressure; a fastening module having a support projection installed in the outer housing and a catch projection installed in the outer door and positioned corresponding to the support projection by relative rotation with respect to the support projection in the closed state; a door moving module formed to move the outer door between the closed state and the open state; And the door moving module may include a control module that calculates a clearance section, which is a section in which the engaging protrusion corresponding to the supporting protrusion can move between the outer housing and the supporting protrusion, and controls the door moving module to move the engaging protrusion to
  • the catch projection can be further rotated relative to the support projection after being moved to the selection position.
  • control module calculates at least one of the lowest point and the highest point of the free range, and the control module can set one of the lowest point, the highest point, and a position between the lowest point and the highest point as the selected position.
  • control module can calculate the clearance interval based on the operation information of the door movement module.
  • the door movement module includes a motor that generates power, and the operation information may include a torque value of the motor.
  • control module can set the point at which the fluctuation of the torque value exceeds the reference while lowering the outer door as the lowest point, and set the point at which the fluctuation of the torque value exceeds the reference while raising the outer door as the highest point, so that the section between the lowest point and the highest point can be set as the clearance section.
  • a high-pressure substrate processing device may include: a chamber having a housing formed to accommodate a substrate to be processed and a process gas supplied at a pressure higher than atmospheric pressure; and a door formed to be raised and lowered between a closed state that closes the housing and an open state that opens the housing; a fastening module having a support projection installed in the housing and a catch projection installed in the door and positioned corresponding to the support projection by relative rotation with respect to the support projection at an initial level in the closed state; a door elevating module formed to raise and lower the door between the closed state and the open state; and a control module that controls the door elevating module such that the catch projection corresponding to the support projection is raised and lowered to an adjusted level different from the initial level according to a processing step for the substrate to be processed.
  • control module may calculate at least one of the lowest and highest points that can be raised or lowered while the catch projection is positioned corresponding to the support projection, and the adjustment level may be set with respect to at least one of the lowest and highest points.
  • the adjustment level can be set to the lowest point before processing the substrate to be processed.
  • the adjustment level can be set to a position between the lowest point and the highest point during the transition process between the closed state and the open state.
  • control module can control the door lifting module to lower the door to the open state when the catch projection rotates relative to the support projection after moving the catch projection to the adjustment level.
  • control module can calculate at least one of the lowest point and the highest point based on the operation information of the door lifting module.
  • the process gas includes a reaction gas including an active gas and a protective gas which is an inert gas
  • the housing includes an inner housing formed to accommodate the substrate to be processed and the reaction gas; and an outer housing coupled to the inner housing to accommodate the inner housing and form a closed space that accommodates the protective gas together with the inner housing, and the door can be formed to close the inner housing.
  • the door movement module is controlled so that the engaging projection of the engaging module for engaging the external housing and the external door moves to a selected position within a clearance section between the external housing and the supporting projection of the engaging module, the high pressure within the external chamber is reliably maintained by the engaging module, while particle generation due to friction between the engaging projection and the supporting projection during the engaging and releasing process of the external door can be prevented.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a high-pressure substrate processing device (100) according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing an open state in which the external door (125) of the high-pressure substrate processing device (100) of FIG. 1 opens the external housing (121).
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a closed state in which the external door (125) closes the external housing (121) in the high-pressure substrate processing device (100) of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a block diagram for explaining the control configuration of the high-pressure substrate processing device (100) of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of a high-pressure substrate processing device (100) according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a flowchart specifically explaining step (S5) of Figure 5.
  • Figure 7 is a flowchart specifically explaining another step (S7) of Figure 5.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a high-pressure substrate processing device (100) according to one embodiment of the present invention.
  • the high pressure substrate processing device (100) may include an inner chamber (110), an outer chamber (120), a supply module (130), and an exhaust module (140).
  • the inner chamber (110) forms a processing space that accommodates a substrate for processing.
  • the inner chamber (110) may be made of a non-metallic material, for example, quartz, to reduce contamination in a high temperature and high pressure working environment. Depending on the operation of a heater (not shown) disposed outside the inner chamber (110), the temperature of the inner chamber (110) may reach several hundred to several thousand degrees Celsius.
  • the substrate may be, for example, a semiconductor substrate (W, see FIG. 2) mounted on a holder.
  • the holder may be a wafer boat (113, see FIG. 2) capable of stacking a plurality of substrates (W) to be processed.
  • the substrate is not limited to the wafer, and may be any other basic structure for making a circuit.
  • the substrate may also include glass for making a display.
  • the outer chamber (120) is arranged to accommodate the inner chamber (110). Unlike the inner chamber (110), the outer chamber (120) is free from concerns about contamination of the substrate, and thus may be made of a metal material.
  • the outer chamber (120) has a hollow shape having an inner space for accommodating the inner chamber (110).
  • the gas supply module (130) is configured to supply gas to the inner chamber (110) and the outer chamber (120).
  • the gas supply module (130) has a gas supplier (131) that serves as a source of gas.
  • the gas supplier (131) can selectively supply hydrogen gas (H 2 ), deuterium gas (D 2 ), fluorine gas (F 2 ), ammonia gas (NH 3 ), chlorine gas (Cl 2 ), nitrogen gas (N 2 ), etc. as a reaction gas for heat treatment to the inner chamber (110).
  • the gas supplier (131) can supply nitrogen or argon gas (Ar), which are inert gases, as a protective gas to the outer chamber (120).
  • the reaction gas and the protective gas may be simply referred to as process gases.
  • the above process gas is supplied to the inner chamber (110) or the outer chamber (120) through the reaction gas line (133) or the protective gas line (135), respectively.
  • the protective gas supplied to the outer chamber (120) is specifically supplied to the space (protection space) between the outer chamber (120) and the inner chamber (110).
  • the above process gas can be supplied so as to form a pressure higher than atmospheric pressure (high pressure), for example, a pressure ranging from several atmospheres to several tens of atmospheres.
  • high pressure atmospheric pressure
  • the pressure of the reaction gas is a first pressure
  • the pressure of the protection gas is a second pressure
  • they can be maintained in a set relationship.
  • the second pressure can be set to be slightly greater than the first pressure.
  • the protection space is specifically an area of the internal space excluding the space occupied by the internal chamber (110).
  • the exhaust module (140) is configured to exhaust the process gas.
  • an exhaust pipe (141) is connected to the upper portion of the inner chamber (110).
  • an exhaust pipe (145) connected to the outer chamber (120) may be similarly provided. Since these exhaust pipes (141 and 145) are integrated into one, the reaction gas is diluted in the protective gas during the exhaust process, thereby lowering its concentration.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing an open state in which the external door (125) of the high-pressure substrate processing device (100) of FIG. 1 opens the external housing (121), and FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a closed state in which the external door (125) of the high-pressure substrate processing device (100) of FIG. 2 closes the external housing (121).
  • the inner chamber (110) includes an inner housing (not shown) and an inner door (115).
  • the inner housing forms the processing space for accommodating a substrate to be processed (W), and its lower part may have an open shape.
  • the inner door (115) has a shape that closes the open lower part of the inner housing.
  • the inner door (115) may have a cylindrical shape that is generally open downward. As the inner door (115) descends, the processing space is opened (open state, see FIG. 2). As the inner door (115) rises, the processing space is closed (closed state, see FIG. 3).
  • the semiconductor substrate (W) may be loaded onto a wafer boat (113) in the open state and introduced into the inner chamber (110).
  • the outer chamber (120) also includes an outer housing (121) and an outer door (125).
  • the outer housing (121) has a size that accommodates the inner chamber (110).
  • An inner housing (not shown) is mounted on the outer housing (121).
  • the outer door (125) can also open and close the outer housing (121) by moving.
  • the outer door (125) is connected to the inner door (115) by a support member (127) and can support the inner door (115). In that case, the outer door (125) moves (raises and lowers) together with the inner door (115) to open and close the outer housing (121).
  • the high-pressure substrate processing device (100) may further include a fastening module (150) for fastening the outer housing (121) and the outer door (125) in the closed state. Since the inner door (115) is supported by the support member (127) to the outer door (125), the fastening module (150) also allows the inner door (115) to be in close contact with the inner housing.
  • the fastening module (150) allows the protective gas to be maintained at the second pressure within the outer chamber (120).
  • the fastening module (150) also exerts a fastening force so that the reaction gas is maintained at the first pressure within the inner chamber (110).
  • the fastening module (150) may specifically include a rotating ring (151), a support protrusion (153), and a catch protrusion (155).
  • the rotating ring (151) is a ring mounted on the outer housing (121) and is installed to rotate around the center of the outer housing (121). Specifically, a ring-shaped guide groove (123) is formed on the outer surface of the outer housing (121). The rotating ring (151) is inserted into the guide groove (123) and can rotate around the circumference of the outer housing (121) according to its guidance.
  • the power for rotating the rotating ring (151) can be provided from a driving wheel (not shown) that comes into contact with the rotating ring (151).
  • the support protrusion (153) is a protrusion installed in the outer housing (121).
  • the support protrusion (153) can be installed in the outer housing (121) through the rotating ring (151), as in the present embodiment.
  • the support protrusions (153) can be arranged in multiple numbers on the inner surface of the rotating ring (151).
  • a catch (155) is installed on the outer door (125).
  • the catch (155) has a size that allows it to pass between adjacent pairs of support protrusions (153) when the outer door (125) moves in the lifting direction (E).
  • the catch (155) may be provided in the same number as the support protrusions (153).
  • the engaging projection (155) rotates relative to the support projection (153) as the rotating ring (151) rotates. In that case, the engaging projection (155) is placed on the upper side of the support projection (153).
  • the catch projection (155) can also be moved slightly along the lifting direction (E) between the bottom surface (121') of the outer housing (121) and the top surface (153') of the support projection (153).
  • the range in which the catch projection (155) can move between the bottom surface (121') and the top surface (153') is called a clearance area.
  • the support protrusion (153) rotates relative to the catch protrusion (155) by the rotation of the rotating ring (151), but the support protrusion (153) may be fixed and the catch protrusion (155) may rotate.
  • the outer door (125) may be rotated in whole or in part.
  • Fig. 4 is a block diagram for explaining the control configuration of the high-pressure substrate processing device (100) of Fig. 1.
  • the high-pressure substrate processing device (100) may further include a heating module (160), a door movement module (170), a detection module (180), a control module (190), and a storage module (195), in addition to the supply module (130) and the exhaust module (140) described above.
  • the heating module (160) is a configuration including the heater mentioned above.
  • the heater may be classified as forming part of the second chamber (120), or may be classified as a separate configuration, the heating module (160).
  • the heater is arranged so as to be directed toward the first chamber (110) within the second chamber (120).
  • the door movement module (170) is configured to move the outer door (125) between the closed state and the open state.
  • the door movement module (170) may have an arm (not shown) that supports the outer door (125) and a driver (not shown) that drives the arm.
  • the driver may have a motor (not shown) that generates power to drive the arm along the lifting direction (E, see FIG. 2). Since the door movement module (170) lifts the outer door (125) along the lifting direction (E), it may also be called a door lifting module.
  • the detection module (180) is configured to detect the environment of the chamber (110, 120).
  • the detection module (180) may be equipped with a pressure gauge (181) and a temperature gauge (185).
  • the pressure gauge (181) and the temperature gauge (185) may be installed in each chamber (110, 120).
  • the control module (190) is configured to control the supply module (130) and the exhaust module (140), etc.
  • the control module (190) can control the supply module (130), etc. based on the detection result of the detection module (180).
  • the storage module (195) is a configuration that stores data, programs, etc. that the control module (190) can refer to for control.
  • control module (190) can control the operation of the supply module (130) based on the pressure of the chamber (110, 120) obtained through the pressure gauge (181). According to the operation of the supply module (130), the processing space is filled with the reaction gas at the first pressure. The protection space is filled with the protection gas at the second pressure.
  • the control module (190) can also control the operation of the exhaust module (140) based on the pressure of the chamber (110, 120) obtained through the pressure gauge (181). Depending on the operation of the exhaust module (140), the reaction gas can be exhausted from the processing space. The protective gas can be exhausted from the protection space.
  • the control module (190) can control the operation of the heating module (160) based on the temperature of the chamber (110, 120) obtained through the temperature gauge (185). Depending on the operation of the heating module (160), the reaction gas can reach the reaction temperature.
  • the control module (190) can also control the door movement module (170) to move the outer door (125) to a specific position within the clearance section. As the outer door (125) moves to a specific position within the clearance section, the gap between the support protrusion (153) and the catch protrusion (155) that may be caused by the sagging of the arm can be prevented.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of a high-pressure substrate processing device (100) according to another embodiment of the present invention.
  • the control module (190) controls the door movement module (170) to raise the outer door (125).
  • the outer door (125) specifically, the catch (155)
  • the control module (190) can slow down the speed of the door movement module (170) depending on the degree to which the outer door (125) approaches the outer housing (121).
  • the initial level may be a level set when the door movement module (170) is installed. By being positioned at the initial level, the outer door (125) is placed in the closed state (S1).
  • the control module (190) operates the rotating ring (151) to rotate the support protrusion (153).
  • the catch protrusion (155) is positioned to partially or completely correspond to the support protrusion (153) (S3).
  • the control module (190) calculates the clearance section (S5). To this end, the control module (190) can operate the door movement module (170) to raise and lower the outer door (125). This will be described with reference to FIG. 6.
  • the control module (190) moves the outer door (125) to a selected position (selected position) within the free space based on the calculated free space (S7).
  • the catch projection (155) can be moved relative to the support projection (153) from a position that partially corresponds to the support projection (153) to a position that completely corresponds to it.
  • the selected position may be a position selected to prevent sagging of the outer door (125) and, further, from being chafed by the support projection (153). This will be described with reference to FIG. 7.
  • Figure 6 is a flowchart specifically explaining step (S5) of Figure 5.
  • control module (190) can calculate the clearance range based on the operation information of the door movement module (170).
  • the operation information may be the torque value of the motor of the door movement module (170). This will be described in detail as follows.
  • control module (190) operates the door movement module (170) to descend (S11).
  • the control module (190) stops the lowering operation of the door movement module (170) (S15).
  • the control module (190) sets the level at which the operation of the door movement module (170) is stopped as the lowest point of the clearance section (S17).
  • the control module (190) then operates the door movement module (170) upward (S19).
  • the outer door (125) rises and then stops at the lower surface (121') of the outer housing (121). Accordingly, the torque value of the motor exceeds the reference value (S21).
  • the control module (190) stops the upward operation of the door movement module (170) (S23) and sets the level at which the door movement module (170) stops as the highest point of the clearance section (S25).
  • control module (190) may first calculate the highest point and then calculate the lowest point.
  • the control module (190) may also calculate only one of the lowest point and the highest point.
  • Figure 7 is a flowchart specifically explaining another step (S7) of Figure 5.
  • control module (190) can control the door movement module (170) so that the outer door (125) is adjusted to a level (adjustment level) different from the initial level according to the processing step for the processing substrate (W).
  • the adjustment level can be one of the selection positions described above.
  • the adjustment level can be the lowest point or the highest point, or a position (level) therebetween. This will be described in detail as follows.
  • the control module (190) determines the processing step for the substrate (W) to be processed. Before the processing (oxidation, deposition, heat treatment, etc.) for the substrate (W) is started (S31), the control module (190) moves the outer door (125) to the lowest point (first adjustment level) (S33). Specifically, the control module (190) operates the door moving module (170) to lower the locking projection (155) so that the locking projection (155) is supported on the upper surface (153') of the supporting projection (153). Even if the process gas acts at a pressure higher than the atmospheric pressure during the processing, the arm is not deformed. Accordingly, the outer door (125) supported on the arm can maintain a horizontal state without sagging to one side. This is because the outer door (125), specifically the locking projection (155), is supported by the supporting projection (153).
  • the control module (190) moves the outer door (125) to a point (second adjustment level) between the lowest point and the highest point.
  • the second adjustment level may be an intermediate level between the lowest point and the highest point. If the control module (190) calculates only the lowest point or the highest point, the second adjustment level may be a level that is a certain interval added to or subtracted from the level of the lowest point or the lowest point.
  • the control module (190) In order to move to the second adjustment level, the control module (190) must operate the door movement module (170) upward. In this state, the engaging projection (155) rotates relative to the supporting projection (153) and is misaligned with the supporting projection (153).
  • the catch projection (155) rotates relative to the support projection (153) while being spaced apart, so that particle generation due to the gap between the support projection (153) and the catch projection (155) during the relative rotation can also be prevented.
  • the control module (190) now operates the door movement module (170) downward so that the outer door (125) reaches the open state.
  • a dual-chamber processing device is described as an example of a high-pressure substrate processing device (100), but the present invention is not limited thereto.
  • a processing device having a single chamber is also within the scope of the present invention.
  • the single chamber is composed of one housing and one door.
  • a wafer substrate is placed in the chamber, and gas for processing the wafer substrate is supplied.
  • the fastening module (150) and the control module (190), etc. are also applied to such a single chamber.
  • the configuration of the fastening module (150), etc. can also be applied to a semi-dual chamber which is an intermediate form of the dual chamber and the single chamber.
  • the semi-dual chamber can have two housings ⁇ inner housing and outer housing ⁇ and one door.
  • the two housings can correspond to the inner housing (111) and the outer housing (121) of the previous embodiment.
  • the two housings can be combined by their own shapes or by interposing a separate member to form a closed space (corresponding to the protective space).
  • the substrate is placed in the processing space of the inner housing and the reaction gas is injected, and the protective gas can be injected into the closed space.
  • the door is not protected by the protective gas.
  • the above door may correspond to the outer door (125) in the previous embodiment.
  • the door can open and close the inner housing (and the outer housing).
  • the same fastening module (150) ⁇ and control module (190), etc. ⁇ as in the previous embodiment is applied to the operation between the outer housing and the door.
  • the present invention has industrial applicability in the field of manufacturing high-pressure substrate processing devices.

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

본 발명은, 피처리 기판과 대기압 보다 높은 제1 압력으로 공급되는 반응 가스를 수용하도록 형성되는 내부 챔버; 상기 내부 챔버를 수용하는 외부 하우징과, 상기 외부 하우징을 폐쇄하는 닫힘 상태와 상기 외부 하우징을 개방하는 열림 상태 간에 이동 가능하게 형성되는 외부 도어를 구비하고, 상기 제1 압력과 관련해 설정된 제2 압력으로 공급되는 보호 가스를 수용하도록 형성되는 외부 챔버; 상기 외부 하우징에 설치되는 받침 돌기와, 상기 외부 도어에 설치되고 상기 닫힘 상태에서 상기 받침 돌기에 대한 상대 회전에 의해 상기 받침 돌기에 대응하여 위치하는 걸림 돌기를 구비하는 체결 모듈; 상기 외부 도어를 상기 닫힘 상태와 상기 열림 상태 간에 이동시키도록 형성되는 도어이동 모듈; 및 상기 받침 돌기에 대응된 상기 걸림 돌기가 상기 외부 하우징과 상기 받침 돌기 사이에서 움직일 수 있는 구간인 유격 구간을 산출하고, 상기 걸림 돌기를 산출된 상기 유격 구간 내에서 선택된 선택 위치로 이동시키도록 상기 도어이동 모듈을 제어하는 제어 모듈을 포함하는, 고압 기판 처리 장치를 제공한다.

Description

고압 기판 처리 장치
본 발명은 고압 환경에서 기판을 처리하는데 사용되는 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 제조 공정이 진행되는 동안에 반도체 기판에는 다양한 처리(processing)가 수행된다. 상기 처리의 예로서는, 산화, 질화, 증착, 및 이온 주입 등이 있다. 반도체 소자의 계면 특성을 개선하기 위한 수소 또는 중수소 열처리(heat treatment) 공정도 있다.
기판에 대한 처리에 사용되는 가스는 챔버에 고압으로 공급되어, 반도체 기판에 작용하게 된다. 챔버를 고압으로 유지하기 위해서는, 챔버의 하우징은 도어에 의해 확실하게 닫혀야 한다.
이를 위해서는, 하우징과 도어의 일 부분들이 서로에 대응하여 그들 중 하나가 다른 하나를 지지하는 체결 구조가 채택되고 있다. 반복적으로 가해지는 고압에 의해 도어가 한 쪽으로 처진 경우에는, 상기 하나와 상기 다른 하나 간의 체결 및 해제 과정에서 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 체결 및 해제 과정에서 돌기들 간의 갈림에 의한 파티클이 발생할 수 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 일 목적은, 챔버 내의 고압을 확실하게 유지하면서도, 도어의 체결 및 해제 과정에서 파티클 발생을 예방할 수 있게 하는, 고압 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 고압 기판 처리 장치는, 피처리 기판과 대기압 보다 높은 제1 압력으로 공급되는 반응 가스를 수용하도록 형성되는 내부 챔버; 상기 내부 챔버를 수용하는 외부 하우징과, 상기 외부 하우징을 폐쇄하는 닫힘 상태와 상기 외부 하우징을 개방하는 열림 상태 간에 이동 가능하게 형성되는 외부 도어를 구비하고, 상기 제1 압력과 관련해 설정된 제2 압력으로 공급되는 보호 가스를 수용하도록 형성되는 외부 챔버; 상기 외부 하우징에 설치되는 받침 돌기와, 상기 외부 도어에 설치되고 상기 닫힘 상태에서 상기 받침 돌기에 대한 상대 회전에 의해 상기 받침 돌기에 대응하여 위치하는 걸림 돌기를 구비하는 체결 모듈; 상기 외부 도어를 상기 닫힘 상태와 상기 열림 상태 간에 이동시키도록 형성되는 도어이동 모듈; 및 상기 받침 돌기에 대응된 상기 걸림 돌기가 상기 외부 하우징과 상기 받침 돌기 사이에서 움직일 수 있는 구간인 유격 구간을 산출하고, 상기 걸림 돌기를 산출된 상기 유격 구간 내에서 선택된 선택 위치로 이동시키도록 상기 도어이동 모듈을 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 걸림 돌기는 상기 선택 위치로 이동된 후에 상기 받침 돌기에 대해 추가로 상대 회전될 수 있다.
여기서, 상기 제어 모듈은, 상기 유격 구간의 최저점과 최고점 중 적어도 하나를 산출하고, 상기 제어 모듈은, 상기 최저점과 상기 최고점, 그리고 상기 최저점과 상기 최고점 사이의 일 위치 중 하나를 상기 선택 위치로 설정할 수 있다.
여기서, 상기 제어 모듈은, 상기 도어이동 모듈의 작동 정보에 기초하여, 상기 유격 구간을 산출할 수 있다.
여기서, 상기 도어이동 모듈은, 동력을 발생시키는 모터를 포함하고, 상기 작동 정보는, 상기 모터의 토크값을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어 모듈은, 상기 외부 도어를 하강시키는 중에 상기 토크값의 변동이 기준을 초과하는 지점을 최저점으로 설정하고, 상기 외부 도어를 상승시키는 중에 상기 토크값의 변동이 기준을 초과하는 지점을 최고점으로 설정하여, 상기 최저점과 상기 최고점 사이 구간을 상기 유격 구간으로 설정할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 고압 기판 처리 장치는, 피처리 기판과 대기압 보다 높은 압력으로 공급되는 공정 가스를 수용하도록 형성되는 하우징과, 상기 하우징을 폐쇄하는 닫힘 상태와 상기 하우징을 개방하는 열림 상태 간에 승강하도록 형성되는 도어를 구비하는 챔버; 상기 하우징에 설치되는 받침 돌기와, 상기 도어에 설치되고 상기 닫힘 상태에서의 초기 레벨에서 상기 받침 돌기에 대한 상대 회전에 의해 상기 받침 돌기에 대응하여 위치하는 걸림 돌기를 구비하는 체결 모듈; 상기 도어를 상기 닫힘 상태와 상기 열림 상태 간에 승강시키도록 형성되는 도어승강 모듈; 및 상기 받침 돌기에 대응된 상기 걸림 돌기가 상기 피처리 기판에 대한 처리 단계에 따라 상기 초기 레벨과 다른 조정 레벨로 승강하도록 상기 도어승강 모듈을 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어 모듈은, 상기 걸림 돌기가 상기 받침 돌기에 대응하여 위치한 상태에서 승강 가능한 최저점과 최고점 중 적어도 하나를 산출하고, 상기 조정 레벨은, 상기 최저점과 상기 최고점 중 적어도 하나와 관련해 설정된 것일 수 있다.
여기서, 상기 조정 레벨은, 상기 피처리 기판에 대한 처리 전에 상기 최저점으로 설정될 수 있다.
여기서, 상기 조정 레벨은, 상기 닫힘 상태와 상기 열림 상태 간의 전환 과정에서, 상기 최저점과 상기 최고점 사이의 위치로 설정될 수 있다.
여기서, 상기 제어 모듈은, 상기 걸림 돌기를 상기 조정 레벨로 이동시킨 후에, 상기 걸림 돌기가 상기 받침 돌기에 대해 상대 회전하면 상기 도어를 상기 열림 상태로 하강시키도록 상기 도어승강 모듈을 제어할 수 있다.
여기서, 상기 제어 모듈은, 상기 도어승강 모듈의 작동 정보에 기초하여, 상기 최저점과 상기 최고점 중 적어도 하나를 산출할 수 있다.
여기서, 상기 공정 가스는, 활성 가스를 포함하는 반응 가스와 불활성 가스인 보호 가스를 포함하고, 상기 하우징은, 상기 피처리 기판과 상기 반응 가스를 수용하도록 형성되는 내부 하우징; 및 상기 내부 하우징을 수용하고, 상기 내부 하우징과 함께 상기 보호 가스를 수용하는 닫힌 공간을 형성하도록 상기 내부 하우징에 결합되는 외부 하우징을 포함하고, 상기 도어는, 상기 내부 하우징을 폐쇄하도록 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 고압 기판 처리 장치에 의하면, 외부 하우징과 외부 도어를 체결하는 체결 모듈의 걸림 돌기가 외부 하우징과 체결 모듈의 받침 돌기 사이의 유격 구간 내에서 선택된 선택 위치로 이동하도록 도어이동 모듈이 제어되기에, 체결 모듈에 의해 외부 챔버 내의 고압이 확실하게 유지되면서도, 외부 도어의 체결 및 해제 과정에서 걸림 돌기와 받침 돌기 간의 갈림으로 인한 파티클 발생이 예방될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 기판 처리 장치(100)에 대한 개념도이다.
도 2는 도 1의 고압 기판 처리 장치(100)에서 외부 도어(125)가 외부 하우징(121)을 개방하는 열림 상태를 보인 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 고압 기판 처리 장치(100)에서 외부 도어(125)가 외부 하우징(121)을 폐쇄하는 닫힘 상태를 보인 부분 단면도이다.
도 4는 도 1의 고압 기판 처리 장치(100)의 제어적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고압 기판 처리 장치(100)의 작동을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 도 5의 일 단계(S5)를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 도 5의 다른 일 단계(S7)를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 기판 처리 장치(100)에 대한 개념도이다.
본 도면을 참조하면, 고압 기판 처리 장치(100)는, 내부 챔버(110), 외부 챔버(120), 급기 모듈(130), 및 배기 모듈(140)을 포함할 수 있다.
내부 챔버(110)는 처리를 위한 기판(substrate)을 수용하는 처리 공간을 형성한다. 내부 챔버(110)는 고온과 고압의 작업 환경에서 오염을 감소시키기 위해 비금속재, 예를 들어 석영으로 제작될 수 있다. 내부 챔버(110)의 외측에 배치되는 히터(미도시)의 작동에 따라, 내부 챔버(110)의 온도는 수백 ~ 천 ℃에 이를 수 있다. 상기 기판은, 예를 들어 홀더에 장착된 반도체 기판(W, 도 2 참조)일 수 있다. 상기 홀더는 피처리 기판(W)을 복수 층으로 적층할 수 있는 웨이퍼 보트(wafer boat, 113, 도 2 참조)일 수 있다. 상기 기판은 상기 웨이퍼에 제한되지 않으며, 회로를 만들기 위한 기초 구조물이라면 다른 것도 가능하다. 예를 들어, 상기 기판은 디스플레이 제작을 위한 글라스(glass)도 포함할 수 있다.
외부 챔버(120)는 내부 챔버(110)를 수용하도록 배치된다. 외부 챔버(120)는 내부 챔버(110)와 달리 상기 기판에 대한 오염 유발 우려에서 자유롭기에, 금속재로 제작될 수 있다. 외부 챔버(120)는 내부 챔버(110)를 수용하는 내부 공간을 갖는 중공 형태를 가진다.
급기 모듈(130)은 내부 챔버(110)와 외부 챔버(120)에 대해 가스를 공급하는 구성이다. 급기 모듈(130)은 가스의 소스가 되는 가스 공급기(131)를 가진다. 가스 공급기(131)는 내부 챔버(110)에 대해, 예를 들어 열처리를 위한 반응 가스로서, 수소 가스(H2), 중수소 가스(D2), 플루오린 가스(F2), 암모니아 가스(NH3), 염소 가스(Cl2), 질소 가스(N2) 등을 선택적으로 제공할 수 있다. 가스 공급기(131)는 외부 챔버(120)에 대해서는 보호 가스로서, 예를 들어 불활성 가스인 질소 혹은 아르곤 가스(Ar)를 제공할 수 있다. 상기 반응 가스 및 상기 보호 가스는 간단하게 공정 가스로 칭해질 수 있다. 상기 공정 가스는 각각 반응가스 라인(133) 또는 보호가스 라인(135)를 통해 내부 챔버(110) 또는 외부 챔버(120)에 공급된다. 외부 챔버(120)에 공급된 보호 가스는, 구체적으로 외부 챔버(120)와 내부 챔버(110) 사이의 공간(보호 공간)에 공급된다.
상기 공정 가스는, 대기압보다 높은 압력(고압), 예를 들어 수 기압 내지 수십 기압에 이르는 압력을 형성하도록 공급될 수 있다. 상기 반응 가스의 압력이 제1 압력이고 상기 보호 가스의 압력이 제2 압력일 때, 이들은 설정된 관계로 유지될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 압력이 상기 제1 압력보다 다소 크게 설정될 수 있다. 그런 압력차는 내부 챔버(110)로부터 상기 반응 가스가 누설되지 않게 되는 이점을 제공한다. 상기 보호 공간은, 구체적으로 상기 내부 공간 중 내부 챔버(110)가 차지하는 공간을 제외한 영역이다.
배기 모듈(140)은 상기 공정 가스를 배기하기 위한 구성이다. 내부 챔버(110)로부터 상기 반응 가스를 배기하기 위하여, 내부 챔버(110)의 상부에는 배기관(141)이 연결된다. 외부 챔버(120)로부터 상기 보호 가스를 배기하기 위해서도, 유사하게 외부 챔버(120)에 연통되는 배기관(145)이 구비될 수 있다. 이들 배기관(141 및 145)은 하나로 통합되기에, 상기 반응 가스는 배기되는 과정에서 상기 보호 가스에 희석되어 그 농도가 낮아지게 된다.
외부 챔버(120)의 체결 구조에 대해서는 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는 도 1의 고압 기판 처리 장치(100)에서 외부 도어(125)가 외부 하우징(121)을 개방하는 열림 상태를 보인 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 고압 기판 처리 장치(100)에서 외부 도어(125)가 외부 하우징(121)을 폐쇄하는 닫힘 상태를 보인 부분 단면도이다.
본 도면들을 참조하면, 내부 챔버(110)는 내부 하우징(미도시)과 내부 도어(115)를 포함한다. 상기 내부 하우징은 피처리 기판(W)을 수용하는 상기 처리 공간을 형성하며, 그의 하부는 개방된 형태를 가질 수 있다. 내부 도어(115)는 상기 내부 하우징의 개방된 하부를 폐쇄하는 형태를 가진다. 내부 도어(115)는, 전체적으로 하방으로 개방된 구유 형태를 가질 수 있다. 내부 도어(115)가 하강함에 따라서는 상기 처리 공간이 개방된다(열림 상태, 도 2 참조). 내부 도어(115)가 상승함에 따라서는 상기 처리 공간이 폐쇄된다(닫힘 상태, 도 3 참조). 반도체 기판(W)은 상기 열림 상태에서 웨이퍼 보트(113)에 로딩되어 내부 챔버(110)에 투입될 수 있다.
외부 챔버(120) 역시 외부 하우징(121)과 외부 도어(125)를 포함한다. 외부 하우징(121)은 내부 챔버(110)를 수용하는 사이즈를 가진다. 외부 하우징(121)에는 내부 하우징(미도시)이 거치된다. 외부 도어(125) 역시 이동됨에 따라 외부 하우징(121)을 개폐할 수 있다. 외부 도어(125)는 지지 부재(127)에 의해 내부 도어(115)에 연결되며 내부 도어(115)를 지지할 수 있다. 그 경우, 외부 도어(125)는 내부 도어(115)와 함께 이동(승강)하면서 외부 하우징(121)을 개폐하게 된다.
고압 기판 처리 장치(100)는 상기 닫힘 상태에서 외부 하우징(121)과 외부 도어(125)를 체결하기 위한 체결 모듈(150)을 더 포함할 수 있다. 내부 도어(115)는 지지 부재(127)에 의해 외부 도어(125)에 지지되기에, 체결 모듈(150)은 내부 도어(115)가 상기 내부 하우징에 대해 밀착되게 하기도 한다. 체결 모듈(150)은 외부 챔버(120) 내에서 상기 보호 가스가 상기 제2 압력으로 유지되게 한다. 체결 모듈(150)은 또한 내부 챔버(110) 내에서 상기 반응 가스가 상기 제1 압력으로 유지되도록 체결력을 발휘한다.
체결 모듈(150)은, 구체적으로, 회전 링(151), 받침 돌기(153), 그리고 걸림 돌기(155)를 포함할 수 있다.
회전 링(151)은 외부 하우징(121)에 장착되는 링으로서, 외부 하우징(121)의 중앙을 중심으로 회전하도록 설치된다. 구체적으로, 외부 하우징(121)의 외면에는 링 형상의 가이드 홈(123)이 형성된다. 회전 링(151)은 가이드 홈(123)에 삽입되어 그의 안내에 따라 외부 하우징(121)의 둘레를 따라 회전할 수 있다. 회전 링(151)의 회전을 위한 힘은 회전 링(151)과 접촉되는 구동 휠(미도시)로부터 제공될 수 있다.
받침 돌기(153)는 외부 하우징(121)에 설치되는 돌기이다. 받침 돌기(153)는, 본 실시예와 같이, 회전 링(151)을 통해 외부 하우징(121)에 설치될 수 있다. 받침 돌기(153)는 회전 링(151)의 내주면에 복수 개로 배치될 수 있다.
걸림 돌기(155)는 외부 도어(125)에 설치된다. 걸림 돌기(155)는, 외부 도어(125)가 승강 방향(E)으로 이동하는 경우에, 인접한 한 쌍의 받침 돌기(153) 사이를 통과하는 사이즈를 갖는다. 걸림 돌기(155)는 받침 돌기(153)와 동일한 개수로 구비될 수 있다.
외부 도어(125)가 상승하여 상기 닫힘 상태가 된 경우에, 회전 링(151)이 회전함에 따라 걸림 돌기(155)는 받침 돌기(153)에 대해 상대 회전하게 된다. 그 경우, 걸림 돌기(155)는 받침 돌기(153)의 상측에 배치된다.
걸림 돌기(155)는 또한 외부 하우징(121)의 저면(121')와 받침 돌기(153)의 상면(153') 사이에서 승강 방향(E)을 따라 미세하게 이동될 수 있다. 저면(121')과 상면(153') 사이에서 걸림 돌기(155)가 움직일 수 있는 범위는 유격 구간(裕隔 區間)이라 칭해진다.
이상에서는 회전링(151)의 회전에 의해 걸림 돌기(155)에 대해 받침 돌기(153)가 회전하는 것으로 설명하였으나, 받침 돌기(153)는 고정되고 걸림 돌기(155)가 회전될 수도 있다. 이를 위해서는 외부 도어(125)가 전체적으로, 혹은 부분적으로 회전될 수 있다.
고압 기판 처리 장치(100)의 제어적 구성은 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 도 1의 고압 기판 처리 장치(100)의 제어적 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
본 도면(및 도 1 내지 도 3)을 참조하면, 고압 기판 처리 장치(100)는, 앞서 설명한 급기 모듈(130) 및 배기 모듈(140)에 더하여, 히팅 모듈(160), 도어이동 모듈(170), 감지 모듈(180), 제어 모듈(190), 그리고 저장 모듈(195)을 더 포함할 수 있다.
히팅 모듈(160)은 앞서 언급한 상기 히터를 포함하는 구성이다. 상기 히터는 제2 챔버(120)의 일부를 이루는 것으로 분류되거나, 별도의 구성인 히팅 모듈(160)로 분류될 수도 있다. 상기 히터는 제2 챔버(120) 내에 제1 챔버(110)를 지향하도록 배치된다.
도어이동 모듈(170)은 외부 도어(125)를 상기 닫힘 상태와 상기 열림 상태 간에 이동시키는 구성이다. 이를 위해, 도어이동 모듈(170)은 외부 도어(125)를 지지하는 암(arm, 미도시)과, 상기 암을 구동하는 구동기(미도시)를 가질 수 있다. 상기 구동기는 상기 암을 승강 방향(E, 도 2 참조)을 따라 구동하기 위한 동력을 발생시키는 모터(미도시)를 가질 수 있다. 도어이동 모듈(170)은 외부 도어(125)를 승강 방향(E)을 따라 승강시키는 것이기에, 도어승강 모듈이라 칭해질 수도 있다.
감지 모듈(180)은 챔버(110,120)의 환경을 감지하기 위한 구성이다. 감지 모듈(180)은 압력 게이지(181)와 온도 게이지(185)를 구비할 수 있다. 압력 게이지(181) 및 온도 게이지(185)는 챔버(110,120) 마다 설치될 수 있다.
제어 모듈(190)은 급기 모듈(130) 및 배기 모듈(140) 등을 제어하는 구성이다. 제어 모듈(190)은 감지 모듈(180)의 감지 결과에 기초하여, 급기 모듈(130) 등을 제어할 수 있다.
저장 모듈(195)은 제어 모듈(190)이 제어를 위해 참조할 수 있는 데이터, 프로그램 등을 저장하는 구성이다.
이러한 구성에 의하면, 제어 모듈(190)은 압력 게이지(181)를 통해 얻은 챔버(110,120)의 압력에 근거하여, 급기 모듈(130)의 작동을 제어할 수 있다. 급기 모듈(130)의 작동에 따라, 상기 처리 공간에는 상기 반응 가스가 상기 제1 압력으로 채워진다. 상기 보호 공간에는 상기 보호 가스가 상기 제2 압력으로 채워진다.
제어 모듈(190)은 또한 압력 게이지(181)를 통해 얻은 챔버(110,120)의 압력에 근거하여, 배기 모듈(140)의 작동을 제어할 수 있다. 배기 모듈(140)의 작동에 따라, 상기 처리 공간으로부터 상기 반응 가스가 배기될 수 있다. 상기 보호 공간으로부터는 상기 보호 가스가 배기될 수 있다.
제어 모듈(190)은 온도 게이지(185)를 통해 얻은 챔버(110,120)의 온도에 근거하여, 히팅 모듈(160)의 작동을 제어할 수 있다. 히팅 모듈(160)의 작동에 따라 상기 반응 가스는 반응 온도에 이를 수 있다.
제어 모듈(190)은 또한 도어이동 모듈(170)을 제어하여, 외부 도어(125)를 상기 유격 구간 내에서 특정한 위치로 이동시킬 수 있다. 외부 도어(125)가 상기 유격 구간 내에서 특정한 위치로 이동됨에 따라, 상기 암의 처짐에 따라 유발될 수 있는 받침 돌기(153)와 걸림 돌기(155) 간의 갈림이 예방될 수 있다.
받침 돌기(153)와 걸림 돌기(155) 간의 갈림 예방을 위한 구체적 제어 방법에 대해서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고압 기판 처리 장치(100)의 작동을 설명하기 위한 순서도이다.
본 도면(및 도 1 내지 도 4)을 참조하면, 제어 모듈(190)은 도어이동 모듈(170)을 제어하여 외부 도어(125)를 상승시킨다. 그에 의해, 외부 도어(125), 구체적으로 걸림 돌기(155)는 상면(153')에 대응하는 레벨과 하면(121')에 대응하는 레벨 사이(초기 레벨)에서 정지된다. 제어 모듈(190)은 외부 도어(125)가 외부 하우징(121)에 대해 근접하는 정도에 따라 도어이동 모듈(170)의 속도를 늦출 수 있다. 상기 초기 레벨은 도어이동 모듈(170)의 설치 시에 셋팅된 레벨일 수 있다. 상기 초기 레벨에 위치하게 됨에 따라, 외부 도어(125)는 상기 닫힘 상태에 놓이게 된다(S1).
제어 모듈(190)은 회전링(151)을 작동시켜 받침 돌기(153)가 회전하게 한다. 그에 의해, 걸림 돌기(155)는 받침 돌기(153)에 부분적으로, 혹은 온전히 대응하여 위치하게 된다(S3).
걸림 돌기(155)가 받침 돌기(153)의 상측에 위치한 상태에서, 제어 모듈(190)은 상기 유격 구간을 산출한다(S5). 이를 위해, 제어 모듈(190)은 도어이동 모듈(170)을 작동시켜 외부 도어(125)를 승강시킬 수 있다. 이에 대해서는 도 6을 참조하여 설명한다.
다시 도 5를 참조하면, 제어 모듈(190)은 산출된 상기 유격 구간을 기초로, 외부 도어(125)를 상기 유격 구간 내에서 선택된 위치(선택 위치)로 이동시킨다(S7). 상기 선택 위치에서 회전링(151)이 추가로 회전됨에 의해, 걸림 돌기(155)는 받침 돌기(153)에 부분적으로 대응하던 위치에서 온전히 대응하는 위치로 상대 이동될 수 있다. 상기 선택 위치는 외부 도어(125)의 처짐, 나아가 받침 돌기(153)와의 갈림을 방지하기 위해 선택된 위치일 수 있다. 이에 대해서는 도 7을 참조하여 설명한다.
도 6은 도 5의 일 단계(S5)를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
본 도면을 추가로 참조하면, 제어 모듈(190)은 도어이동 모듈(170)의 작동 정보에 기초하여 상기 유격 구간을 산출할 수 있다. 상기 작동 정보는 도어이동 모듈(170)의 모터의 토크값일 수 있다. 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어 모듈(190)은 도어이동 모듈(170)을 하강 작동시킨다(S11).
도어이동 모듈(170)의 하강 작동에 따라 외부 도어(125)는 하강하다가, 받침 돌기(153)의 상면(153')에 의해 멈춘다. 도어이동 모듈(170)의 모터에는, 외부 도어(125)의 이동시 보다 높은 부하가 걸리게 된다. 그에 따라, 상기 모터의 토크값은 기준값을 초과하게 된다(S13).
제어 모듈(190)은 도어이동 모듈(170)의 하강 작동을 정지시킨다(S15). 제어 모듈(190)은 도어이동 모듈(170)의 작동이 정지된 레벨을 상기 유격 구간의 최저점으로 설정한다(S17).
제어 모듈(190)은 이번에는 도어이동 모듈(170)을 상승 작동시킨다(S19).
외부 도어(125)는 상승하다가 외부 하우징(121)의 하면(121')에 의해 멈춘다. 그에 따라 상기 모터의 토크값은 기준값을 초과하게 된다(S21).
제어 모듈(190)은 도어이동 모듈(170)의 상승 작동을 정지시키고(S23), 도어이동 모듈(170)이 정지된 레벨을 상기 유격 구간의 최고점으로 설정한다(S25).
이상과 달리, 제어 모듈(190)은 상기 최고점을 먼저 산출하고 다음으로 상기 최저점을 산출할 수도 있다. 제어 모듈(190)은 또한 상기 최저점과 상기 최고점 중 하나만을 산출할 수도 있다.
도 7은 도 5의 다른 일 단계(S7)를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
본 도면을 추가로 참조하면, 제어 모듈(190)은 피처리 기판(W)에 대한 처리 단계에 따라 외부 도어(125)가 상기 초기 레벨과 다른 레벨(조정 레벨)로 조정되도록 도어이동 모듈(170)을 제어할 수 있다. 상기 조정 레벨은 앞서 설명된 상기 선택 위치 중 하나일 수 있다. 상기 조정 레벨은 상기 최저점 또는 상기 최고점이거나, 그들 사이의 일 위치(레벨)일 수 있다. 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어 모듈(190)은 피처리 기판(W)에 대한 처리 단계를 파악한다. 기판(W)에 대한 처리(산화, 증착, 열처리 등)가 개시되기 전에(S31), 제어 모듈(190)은 외부 도어(125)를 상기 최저점(제1 조정 레벨)으로 이동시킨다(S33). 구체적으로, 제어 모듈(190)은 도어이동 모듈(170)을 하강 작동시켜, 걸림 돌기(155)가 받침 돌기(153)의 상면(153')에 지지되게 한다. 상기 처리 중에 상기 공정 가스가 대기압 보다 높은 압력으로 작용하더라도, 상기 암은 변형되지 않는다. 그에 따라, 상기 암에 지지된 외부 도어(125)는 한 쪽으로 처지지 않고 수평 상태를 유지할 수 있다. 외부 도어(125), 구체적으로는 걸림 돌기(155)가 받침 돌기(153)에 의해 지지되기 때문이다.
외부 도어(125)가 상기 닫힘 상태에서 상기 열림 상태로의 전환되는 경우에(S35), 제어 모듈(190)은 외부 도어(125)를 상기 최저점과 상기 최고점 사이의 일 지점(제2 조정 레벨)으로 이동시킨다. 상기 제2 조정 레벨은 상기 최저점과 상기 최고점의 중간 레벨일 수 있다. 제어 모듈(190)이 상기 최저점 또는 상기 최고점만을 산출한 경우라면, 상기 제2 조정 레벨은 상기 최저점 또는 상기 최저점의 레벨에 일정 간격이 더해지거나 빼진 레벨일 수 있다. 상기 제2 조정 레벨로의 이동을 위하여, 제어 모듈(190)은 도어이동 모듈(170)을 상승 작동시켜야 한다. 이 상태에서 걸림 돌기(155)는 받침 돌기(153)에 대해 상대 회전하여 받침 돌기(153)와 어긋나게 배치된다. 외부 도어(125)의 처짐이 없거나 상기 처짐이 있더라도 걸림 돌기(155)가 받침 돌기(153)에 대해 이격된 채로 상대 회전하기에, 상대 회전 시에 받침 돌기(153)와 걸림 돌기(155) 간의 갈림으로 인한 파티클 발생도 예방될 수 있다. 제어 모듈(190)은 이제는 도어이동 모듈(170)을 하강 작동시켜, 외부 도어(125)가 상기 열림 상태에 이르도록 한다.
본 명세서에서는 고압 기판 처리 장치(100)로서 이중 챔버를 가진 처리 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 그에 제한되지 않는다. 단일 챔버를 가진 처리 장치 역시 본 발명의 범위 내에 속한다. 상기 단일 챔버는 하나의 하우징과 하나의 도어로 이루어진 것이다. 상기 챔버 내에는 웨이퍼 기판이 배치되고, 또한 상기 웨이퍼 기판에 대한 처리를 위한 가스가 공급되게 된다. 체결 모듈(150) 및 제어 모듈(190) 등은 이러한 단일 챔버에 대해서도 그대로 적용된다.
체결 모듈(150) 등의 구성은 상기 이중 챔버와 상기 단일 챔버의 중간 형태인 세미-이중 챔버에도 적용될 수 있다. 상기 세미-이중 챔버는 두 개의 하우징{내부 하우징 및 외부 하우징}과 하나의 도어를 가질 수 있다. 상기 두 개의 하우징은 앞선 실시예의 내부 하우징(111) 및 외부 하우징(121)에 대응할 수 있다. 상기 두 개의 하우징은 그들 자신의 형상에 의해, 혹은 별도 부재를 개입시킨 채로 결합되어 닫힌 공간(상기 보호 공간에 대응)을 형성할 수 있다. 앞선 실시예와 동일하게, 상기 내부 하우징의 처리 공간에는 상기 기판이 배치되고 상기 반응 가스가 주입되며, 상기 닫힌 공간에는 상기 보호 가스가 주입될 수 있다. 앞선 실시예들과 달리, 상기 도어는 상기 보호 가스에 의해 보호되지는 못한다.
상기 도어는 앞선 실시예에서의 외부 도어(125)에 대응하는 것일 수 있다. 상기 도어는 상기 내부 하우징(및 상기 외부 하우징)을 개폐할 수 있다. 상기 외부 하우징 및 상기 도어 간의 작동에는 앞선 실시예에서와 같은 체결 모듈(150){및 제어 모듈(190) 등}이 적용된다.
본 명세서에서는 배치식(batch type) 처리 장치를 예시하나, 본 발명은 그에 제한되지 않는다. 본 발명은 매엽식(single wafer type) 처리 장치에도 그대로 적용될 수 있다.
본 발명은 고압 기판 처리 장치 제조 분야에 산업상 이용 가능성이 있다.

Claims (13)

  1. 피처리 기판과 대기압 보다 높은 제1 압력으로 공급되는 반응 가스를 수용하도록 형성되는 내부 챔버;
    상기 내부 챔버를 수용하는 외부 하우징과, 상기 외부 하우징을 폐쇄하는 닫힘 상태와 상기 외부 하우징을 개방하는 열림 상태 간에 이동 가능하게 형성되는 외부 도어를 구비하고, 상기 제1 압력과 관련해 설정된 제2 압력으로 공급되는 보호 가스를 수용하도록 형성되는 외부 챔버;
    상기 외부 하우징에 설치되는 받침 돌기와, 상기 외부 도어에 설치되고 상기 닫힘 상태에서 상기 받침 돌기에 대한 상대 회전에 의해 상기 받침 돌기에 대응하여 위치하는 걸림 돌기를 구비하는 체결 모듈;
    상기 외부 도어를 상기 닫힘 상태와 상기 열림 상태 간에 이동시키도록 형성되는 도어이동 모듈; 및
    상기 받침 돌기에 대응된 상기 걸림 돌기가 상기 외부 하우징과 상기 받침 돌기 사이에서 움직일 수 있는 구간인 유격 구간을 산출하고, 상기 걸림 돌기를 산출된 상기 유격 구간 내에서 선택된 선택 위치로 이동시키도록 상기 도어이동 모듈을 제어하는 제어 모듈을 포함하는, 고압 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 걸림 돌기는 상기 선택 위치로 이동된 후에 상기 받침 돌기에 대해 추가로 상대 회전되는, 고압 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 유격 구간의 최저점과 최고점 중 적어도 하나를 산출하고,
    상기 제어 모듈은,
    상기 최저점과 상기 최고점, 그리고 상기 최저점과 상기 최고점 사이의 일 위치 중 하나를 상기 선택 위치로 설정하는, 고압 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 도어이동 모듈의 작동 정보에 기초하여, 상기 유격 구간을 산출하는, 고압 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 도어이동 모듈은,
    동력을 발생시키는 모터를 포함하고,
    상기 작동 정보는,
    상기 모터의 토크값을 포함하는, 고압 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 외부 도어를 하강시키는 중에 상기 토크값의 변동이 기준을 초과하는 지점을 최저점으로 설정하고, 상기 외부 도어를 상승시키는 중에 상기 토크값의 변동이 기준을 초과하는 지점을 최고점으로 설정하여, 상기 최저점과 상기 최고점 사이 구간을 상기 유격 구간으로 설정하는, 고압 기판 처리 장치.
  7. 피처리 기판과 대기압 보다 높은 압력으로 공급되는 공정 가스를 수용하도록 형성되는 하우징과, 상기 하우징을 폐쇄하는 닫힘 상태와 상기 하우징을 개방하는 열림 상태 간에 승강하도록 형성되는 도어를 구비하는 챔버;
    상기 하우징에 설치되는 받침 돌기와, 상기 도어에 설치되고 상기 닫힘 상태에서의 초기 레벨에서 상기 받침 돌기에 대한 상대 회전에 의해 상기 받침 돌기에 대응하여 위치하는 걸림 돌기를 구비하는 체결 모듈;
    상기 도어를 상기 닫힘 상태와 상기 열림 상태 간에 승강시키도록 형성되는 도어승강 모듈; 및
    상기 받침 돌기에 대응된 상기 걸림 돌기가 상기 피처리 기판에 대한 처리 단계에 따라 상기 초기 레벨과 다른 조정 레벨로 승강하도록 상기 도어승강 모듈을 제어하는 제어 모듈을 포함하는, 고압 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 걸림 돌기가 상기 받침 돌기에 대응하여 위치한 상태에서 승강 가능한 최저점과 최고점 중 적어도 하나를 산출하고,
    상기 조정 레벨은,
    상기 최저점과 상기 최고점 중 적어도 하나와 관련해 설정된 것인, 고압 기판 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 조정 레벨은,
    상기 피처리 기판에 대한 처리 전에 상기 최저점으로 설정되는, 고압 기판 처리 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 조정 레벨은,
    상기 닫힘 상태와 상기 열림 상태 간의 전환 과정에서, 상기 최저점과 상기 최고점 사이의 위치로 설정되는, 고압 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 걸림 돌기를 상기 조정 레벨로 이동시킨 후에, 상기 걸림 돌기가 상기 받침 돌기에 대해 상대 회전하면 상기 도어를 상기 열림 상태로 하강시키도록 상기 도어승강 모듈을 제어하는, 고압 기판 처리 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제어 모듈은,
    상기 도어승강 모듈의 작동 정보에 기초하여, 상기 최저점과 상기 최고점 중 적어도 하나를 산출하는, 고압 기판 처리 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 공정 가스는,
    활성 가스를 포함하는 반응 가스와 불활성 가스인 보호 가스를 포함하고,
    상기 하우징은,
    상기 피처리 기판과 상기 반응 가스를 수용하도록 형성되는 내부 하우징; 및
    상기 내부 하우징을 수용하고, 상기 내부 하우징과 함께 상기 보호 가스를 수용하는 닫힌 공간을 형성하도록 상기 내부 하우징에 결합되는 외부 하우징을 포함하고,
    상기 도어는,
    상기 내부 하우징을 폐쇄하도록 형성되는, 고압 기판 처리 장치.
PCT/KR2024/095820 2023-05-22 2024-05-17 고압 기판 처리 장치 Ceased WO2024242536A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202480018709.6A CN120883346A (zh) 2023-05-22 2024-05-17 高压基板处理装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230065805A KR102614456B1 (ko) 2023-05-22 2023-05-22 고압 기판 처리 장치
KR10-2023-0065805 2023-05-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024242536A1 true WO2024242536A1 (ko) 2024-11-28

Family

ID=89385323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2024/095820 Ceased WO2024242536A1 (ko) 2023-05-22 2024-05-17 고압 기판 처리 장치

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR102614456B1 (ko)
CN (1) CN120883346A (ko)
TW (1) TWI911739B (ko)
WO (1) WO2024242536A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102614456B1 (ko) * 2023-05-22 2023-12-19 주식회사 에이치피에스피 고압 기판 처리 장치
KR102737706B1 (ko) * 2024-06-18 2024-12-04 (주) 예스티 기판 처리 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150086831A (ko) * 2014-01-20 2015-07-29 주식회사 풍산 반도체 기판 처리용 챔버 개폐장치
KR20150097862A (ko) * 2014-02-17 2015-08-27 (주) 예스티 반도체 부품 공정처리 챔버장치
KR20200092757A (ko) * 2019-01-25 2020-08-04 주식회사 케이씨텍 개폐 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR20200109711A (ko) * 2019-03-14 2020-09-23 주식회사 케이씨텍 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20220065077A (ko) * 2017-11-11 2022-05-19 마이크로머티어리얼즈 엘엘씨 고압 프로세싱 챔버를 위한 가스 전달 시스템
KR102614456B1 (ko) * 2023-05-22 2023-12-19 주식회사 에이치피에스피 고압 기판 처리 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3468577B2 (ja) * 1994-04-14 2003-11-17 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
JP3578983B2 (ja) * 2000-12-06 2004-10-20 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置、および被処理体移載方法
KR102349037B1 (ko) * 2018-09-17 2022-01-10 주식회사 원익아이피에스 웨이퍼 공정용 리액터의 가스 제어 장치
KR102783207B1 (ko) * 2020-04-14 2025-03-19 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150086831A (ko) * 2014-01-20 2015-07-29 주식회사 풍산 반도체 기판 처리용 챔버 개폐장치
KR20150097862A (ko) * 2014-02-17 2015-08-27 (주) 예스티 반도체 부품 공정처리 챔버장치
KR20220065077A (ko) * 2017-11-11 2022-05-19 마이크로머티어리얼즈 엘엘씨 고압 프로세싱 챔버를 위한 가스 전달 시스템
KR20200092757A (ko) * 2019-01-25 2020-08-04 주식회사 케이씨텍 개폐 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR20200109711A (ko) * 2019-03-14 2020-09-23 주식회사 케이씨텍 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102614456B1 (ko) * 2023-05-22 2023-12-19 주식회사 에이치피에스피 고압 기판 처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN120883346A (zh) 2025-10-31
TWI911739B (zh) 2026-01-11
KR102614456B1 (ko) 2023-12-19
KR102614456B9 (ko) 2026-04-01
TW202449222A (zh) 2024-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2024242537A1 (ko) 고압 기판 처리 장치
WO2015057023A1 (ko) 기판 처리장치
WO2014168331A1 (ko) 기판처리장치
WO2010011013A1 (en) Multi-workpiece processing chamber and workpiece processing system including the same
WO2024096663A1 (ko) 고압 기판 처리 장치
WO2021256772A1 (ko) 회전축 밀폐장치 및 이를 이용하는 반도체 기판처리장치
WO2021096326A1 (ko) 표면 보호 물질을 이용한 박막 형성 방법
WO2014123310A1 (en) Substrate support and substrate treating apparatus having the same
WO2013122311A1 (ko) 기판 처리 모듈 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
WO2014193138A1 (ko) 기판 지지 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
WO2024225680A1 (ko) 고압 기판 처리 장치
WO2024225679A1 (ko) 고압 기판 처리 장치
TWI911739B (zh) 高壓基板處理裝置
WO2021162447A2 (ko) 기판 처리 장치
WO2015005607A1 (ko) 기판 처리장치
WO2024096660A1 (ko) 고압 기판 처리 장치 및 그에 사용되는 처리가스 라인
WO2024232565A1 (ko) 고압 기판 처리 장치
WO2025216520A1 (ko) 기판 처리 장치
WO2013191414A1 (ko) 기판처리장치
WO2020149721A1 (ko) 기판 처리 장치
WO2011136604A2 (ko) 기판 처리 장치
WO2022080629A1 (ko) 직선운동 밀폐장치 및 이를 이용하는 반도체 기판처리장치
WO2025244346A1 (ko) 로드락 챔버 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
WO2025023569A1 (ko) 고압 기판 처리 장치 및 방법
WO2025033736A1 (ko) 고압 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24811471

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202480018709.6

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 202480018709.6

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2025566092

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2025566092

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE