WO2024242537A1 - 고압 기판 처리 장치 - Google Patents

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WO2024242537A1
WO2024242537A1 PCT/KR2024/095822 KR2024095822W WO2024242537A1 WO 2024242537 A1 WO2024242537 A1 WO 2024242537A1 KR 2024095822 W KR2024095822 W KR 2024095822W WO 2024242537 A1 WO2024242537 A1 WO 2024242537A1
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WO
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housing
pressure
door
substrate processing
processing device
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PCT/KR2024/095822
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English (en)
French (fr)
Inventor
임근영
안재범
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HPSP Co Ltd
Original Assignee
HPSP Co Ltd
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    • 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 processes are performed on the semiconductor substrate during the manufacturing process of semiconductor devices.
  • the processes include oxidation, nitridation, silicide, ion implantation, and deposition processes.
  • a gap may be created between the housing and the door. This gap may become a passage for gas inside the chamber to escape to the outside.
  • 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 firmly maintaining a closed state between a housing and a door even under high pressure within a chamber.
  • Another object of the present invention is to provide a high-pressure substrate processing device capable of minimizing the power required for fastening between a housing and a door.
  • a high-pressure substrate processing device may include: an inner chamber formed to accommodate 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 an outer chamber formed to accommodate a protective gas supplied at a second pressure set in relation to the first pressure; and a fastening module having a support projection installed on the outer housing, a rotating member rotatably installed on the outer door, and a hooking projection protruding from the rotating member and arranged on the support projection as the rotating member rotates in the closed state.
  • the rotating member can be positioned within an area defined by the outer housing.
  • the rotating member may include a rotating ring having a ring shape.
  • a high-pressure substrate processing device comprises: an inner chamber formed to accommodate 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 accommodate a protective gas supplied at a second pressure set in relation to the first pressure; and a fastening module having a support protrusion installed on the outer housing and a catch protrusion arranged on the support protrusion in a state connected to the outer door as the outer door moves in the closed state, wherein the outer door includes an upper plate that contacts the outer housing in the closed state, and the catch protrusion can be arranged on a lower side of the upper plate.
  • the outer door further includes a lower plate arranged at a different level from the upper plate, and the catch can be arranged between the upper plate and the lower plate.
  • the catch projection may include one of an upper portion arranged to correspond to a side surface of the upper plate; and a lower portion arranged to correspond to a side surface of the lower plate.
  • the outer door further includes a sealing material that comes into contact with the outer housing in the closed state, and the engaging projection can be formed to rotate independently of the contact between the sealing material and the outer housing.
  • the fastening module may further include a driving unit formed to rotate the engaging projection.
  • the fastening module may further include a rotating member on which the engaging projection is formed, and the driving unit may be formed to rotate the rotating member around a rotating axis arranged along the opening/closing direction of the outer door.
  • the driving unit may include a driven gear formed on the rotating member; a driving gear meshed with the driven gear; and a motor that rotates the driving gear.
  • a high-pressure substrate processing device comprises: 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 move between a closed state that closes the housing and an open state that opens the housing; and a fastening module having a support protrusion installed in the housing and a catch protrusion arranged on the support protrusion in a state connected to the door as it moves in the closed state; wherein the door includes an upper plate that contacts the housing in the closed state, and the catch protrusion can be arranged on a lower side of the upper plate.
  • the door further includes a lower plate arranged at a different level from the upper plate, and the catch can be arranged between the upper plate and the lower plate.
  • the fastening module further includes a rotating member that is rotatably installed on the door and has the engaging projection formed in a protruding manner, and the engaging projection can be supported by the support projection as the rotating member rotates.
  • the door further includes a sealing material installed on the upper plate, and the catch projection can be formed to move independently of the contact between the housing and the sealing material in the closed state.
  • 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 which accommodates the inner housing and is coupled to the inner housing to form a closed space that accommodates the protective gas, and the door can be formed to close the inner housing.
  • the housing and the door for accommodating the substrate and the high-pressure gas are maintained in a fastened state by the fastening module, and the fastening module is configured such that the engaging protrusion is moved relative to the support protrusion installed in the housing and is positioned on the support protrusion, so that the closed state between the housing and the door can be firmly maintained even under high pressure within the chamber due to the fastening between the engaging protrusion and the support protrusion.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a high-pressure substrate processing device (100) according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing the open state of the high-pressure substrate processing device (100) of Figure 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the closed state of the high-pressure substrate processing device (100) of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cutaway perspective view for explaining the configuration for driving the rotating ring (157) of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the main part of a high-pressure substrate processing device (100') according to a modified example of the high-pressure substrate processing device (100) of FIG. 3.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the main part of a high-pressure substrate processing device (100”) according to another modified example of the high-pressure substrate processing device (100) of FIG. 3.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a closed state of a high-pressure substrate processing device (200) according to another embodiment of the present invention.
  • 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 an object to be processed.
  • 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.
  • a heater not shown
  • the temperature of the inner chamber (110) may reach several hundred to several thousand degrees Celsius.
  • the object 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 outer chamber (120) forms an internal space that accommodates the inner chamber (110).
  • the outer chamber (120) is arranged on the outside of the inner chamber (110). Unlike the inner chamber (110), the outer chamber (120) is free from concerns about causing contamination to the object, and thus can be made of a metal material.
  • 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 a heat treatment process to the inner chamber (110).
  • the gas supplier (131) can supply nitrogen gas or argon gas (Ar), which is an inert gas, as a protective gas to the outer chamber (120).
  • the reaction gas and the protective gas may be simply referred to as process gas.
  • 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 protective 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 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 the open state of the high-pressure substrate processing device (100) of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the closed state of the high-pressure substrate processing device (100) of FIG. 2.
  • 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 slit shape that is generally open downward.
  • the processing space As the inner door (115) descends, the processing space is opened (open state, see Fig. 2). In the open state, the substrate to be processed is unloaded from the boat (113), and a new substrate to be processed is loaded into the boat (113). As the inner door (115) rises, the processing space is closed (closed state, see Fig. 3). In the closed state, processing, such as heat treatment or deposition, is performed on the substrate to be processed (W).
  • the outer chamber (120) also includes an outer housing (121) and an outer door (125).
  • the outer housing (121) has a size to accommodate 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) can be connected to the inner door (115) by a support member (119).
  • the support member (119) can have a spring support structure that elastically expands along an opening and closing direction (E).
  • the opening and closing direction (E) is a direction in which the outer door (125) moves to switch between the closed state and the open state.
  • the opening and closing direction (E) can be substantially the same direction as a lifting or vertical direction.
  • the support member (119) allows the outer door (125) to move toward the inner door (115).
  • the support member (119) may be, for example, an O-ring.
  • the inner door (115) and the outer door (125) may be integrated with each other to form a single member.
  • the outer door (125) opens and closes the outer housing (121) while moving up and down together with the inner door (115). Unlike the above, the inner door (115) and the outer door (125) are not connected to each other and can be opened and closed independently.
  • 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 (119) to the outer door (125), the fastening module (150) also causes the inner door (115) to be in close contact with the inner housing. The fastening module (150) causes 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 support protrusion (151) and a catch protrusion (155).
  • the support protrusion (151) is a protrusion installed on the outer housing (121).
  • the support protrusion (151) may be installed on the inner surface of the outer housing (121), as in the present embodiment.
  • the support protrusions (151) may be arranged in multiple numbers along the circumferential direction of the inner surface.
  • the multiple support protrusions (151) may be arranged on the same level or plane along the lifting direction (E).
  • the catch projection (155) is sized to pass between adjacent pairs of support projections (151) when the outer door (125) moves in the lifting direction (E).
  • the catch projections (155) may be provided in multiple numbers, like the support projections (151).
  • the catch projections (155) are formed to move relative to the outer door (125) in the closed state and to be placed on the support projections (151).
  • the catch (155) can be moved while being connected to the outer door (125).
  • the catch (155) can be, for example, rotatably installed on the outer door (125).
  • the catch (155) may be movably installed in the outer housing (121).
  • the catch (155) moves from the outer housing (121) toward the outer door (125) and is coupled to the outer door (125).
  • the outer door (125) may have a groove-like configuration (not shown) that accommodates the catch (155).
  • the catch (155) can be supported by the support projection (151) when positioned on the support projection (151) according to movement (fastened state). As a result, the outer door (125) can be maintained in a state of being firmly fastened to the outer housing (121) even under the high pressure of the process gas.
  • the plurality of catch projections (155) can rotate individually.
  • the catch projections (155) may be integrated with the rotating member (157) and rotate together with the rotating member (157).
  • the rotating member (157) may have a ring shape as illustrated.
  • the rotating member (157) may be referred to as a rotating ring.
  • the catch projections (155) may be formed to protrude outward from the outer surface of the rotating ring (157).
  • the rotating ring (157) may be arranged to rotate along the rotation direction (R) (centered on the rotation axis along the lifting direction (E)).
  • the rotating ring (157) can be rotatably coupled to the outer door (125).
  • the outer door (125) has an upper plate (126), and the rotating ring (157) ⁇ and the catch (155) ⁇ can be located on the lower side of the upper plate (126). If the outer door (125) also has a lower plate (127), the rotating ring (157) can be located between the plates (126 and 127).
  • a bearing (159) can be located between each of the upper plate (126) and the lower plate (127) and the rotating ring (157).
  • a thrust bearing can be used as the bearing (159).
  • the rotating ring (157) can also be located within an area defined by the outer housing (121) ⁇ and the support projection (151) ⁇ .
  • the upper plate (126) is arranged to be in contact with the outer housing (121) in the closed state.
  • the upper plate (126) and the lower plate (127) can be connected by a spacer (128).
  • the lower plate (127) can be arranged at a different level from the upper plate (126).
  • the spacer (128) can have a smaller diameter or width than the upper plate (126) and/or the lower plate (127).
  • the spacer (128) can be formed as a separate member from the upper plate (126) and the lower plate (127), or can form a single member with one of them.
  • a rotating ring (157) and, further, a catch projection (155) are positioned in the space secured by the spacer (128).
  • the rotating ring (157) can be arranged substantially parallel to the outer door (125) with the spacer (128) inserted into its hollow portion.
  • the outer door (125) may not be linked to the rotation of the rotary ring (157).
  • the rotary ring (157) may rotate independently of the contact state.
  • the sealant (129) may be an O-ring installed on the upper surface of the upper plate (126).
  • Fig. 4 is a cutaway perspective view for explaining the configuration for driving the rotating ring (157) of Fig. 3.
  • the rotating ring (157) can be driven to rotate by a driving unit (161).
  • the drive unit (161) may have a driven gear (163), a driving gear (164), and a motor (165).
  • the driven gear (163) may be formed on the inner surface of the rotating ring (157).
  • the driving gear (164) may be a gear that meshes with the driven gear (163).
  • the driving gear (164) may be located between the rotating ring (157) and the spacer (128).
  • the rotational power of the motor (165) is transmitted to the driving gear (164).
  • the transmission shaft connecting the output shaft of the motor (165) and the driving gear (164) can be arranged to penetrate the lower plate (127).
  • the driven gear (163) that is meshed with the driving gear (164) also rotates.
  • the rotating ring (157) rotates, and the engaging projection (155) also rotates along the rotational direction (R, see FIG. 2).
  • the engaging projection (155) can move on the supporting projection (151) or move to a misaligned position from the supporting projection (151) depending on its rotation.
  • the outer door (125) In the process of rotating the catch (155), the outer door (125) does not rotate together with the catch (155).
  • the power to be output from the motor (165) is sufficient to rotate the catch (155) excluding the outer door (125).
  • the drive unit (161) has been described as consisting of gears (163 and 164) and a motor (165), but the present invention is not limited thereto.
  • the drive unit may be configured using other actuators such as cylinders.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part of a high-pressure substrate processing device (100') according to a modified example of the high-pressure substrate processing device (100) of FIG. 3
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main part of a high-pressure substrate processing device (100”) according to another modified example of the high-pressure substrate processing device (100) of FIG. 3.
  • the same components as those of FIG. 3 are given the same reference numerals, and the bearing (159) is omitted for the simplification of the drawing.
  • the catch projection (155') has, unlike the previous catch projection (155), an upper portion (155a).
  • the upper portion (155a) may be a portion positioned to correspond to the side of the upper plate (126').
  • the upper surface of the upper portion (155a) may have approximately the same level as the upper surface of the upper plate (126'). Accordingly, the upper surface of the catch projection (155') may be in contact with the outer housing (121'), and the lower surface of the catch projection (155') may be in contact with the support projection (151).
  • the catch projection (155”) unlike the previous catch projection (155), has an upper portion (155a) and a lower portion (155b).
  • the upper portion (155a) may be a portion arranged to correspond to the side surface of the upper plate (126').
  • the lower portion (155b) may be a portion arranged to correspond to the side surface of the lower plate (127').
  • the upper surface of the upper portion (155a) may have approximately the same level as the upper surface of the upper plate (126').
  • the lower surface of the lower portion (155b) may have approximately the same level as the lower surface of the lower plate (127'). Accordingly, the upper surface of the catch projection (155") may be in contact with the outer housing (121"), and the lower surface of the catch projection (155") may be in contact with the support projection (151).
  • the driving unit (161) described above with reference to FIG. 4 can also be applied to the present modified examples.
  • a rotating disk (not shown) may be adopted instead of the rotating ring (157, 157', 157") as the rotating member.
  • the rotating disk is a solid disk and can be rotatably connected to the upper plate (126, 126', 126") and the bottom surface.
  • a concave portion may be formed in one of the rotating disk and the upper plate (126, 126', 126") for receiving a protrusion of the other.
  • a bearing may be arranged between the protrusion and the concave portion.
  • a ring gear is installed on the bottom surface of the rotating disk and can be rotationally driven by a motor and a pinion gear.
  • the above fastening modules (150, 150', 150") can also be applied to a semi-dual chamber having a slightly different form from the above-described dual chamber.
  • FIG. 7 illustrates an example in which the fastening module is applied to the above-described semi-dual chamber.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a closed state of a high-pressure substrate processing device (200) according to another embodiment of the present invention. Similar reference numerals are given to the same configurations as in the above-described embodiments, and a detailed description thereof is omitted.
  • 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; 및 상기 외부 하우징에 설치되는 받침 돌기와, 상기 외부 도어에 회전 가능하게 설치되는 회전 부재와, 상기 회전 부재에서 돌출 형성되고 상기 닫힘 상태에서 상기 회전 부재가 회전함에 따라 상기 받침 돌기 상에 배치되는 걸림 돌기를 구비하는 체결 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 처리가 수행된다. 상기 처리의 예로서는, 산화, 질화, 실리사이드, 이온 주입, 및 증착 공정 등이 있다. 반도체 소자의 계면 특성을 개선하기 위한 수소 또는 중수소 열처리 공정도 있다.
기판에 대한 처리에 사용되는 가스는 챔버에 고압으로 공급되어, 반도체 기판에 작용하게 된다. 챔버를 고압으로 유지하기 위해서는, 챔버의 하우징에 대해 도어가 확실하게 닫혀야 한다.
챔버의 닫힘 상태가 고압 가스에 의해 느슨하게 되면, 하우징과 도어 간에 틈이 생길 수 있다. 이러한 틈은 챔버 내의 가스가 외부로 유출되는 통로가 될 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 높은 압력에도 하우징과 도어 간의 닫힘 상태를 견고하게 유지할 수 있게 하는, 고압 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 하우징과 도어 간의 체결을 위해 필요한 동력을 최소화할 수 있는, 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; 및 상기 외부 하우징에 설치되는 받침 돌기와, 상기 외부 도어에 회전 가능하게 설치되는 회전 부재와, 상기 회전 부재에서 돌출 형성되고 상기 닫힘 상태에서 상기 회전 부재가 회전함에 따라 상기 받침 돌기 상에 배치되는 걸림 돌기를 구비하는 체결 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 회전 부재는, 상기 외부 하우징이 한정하는 영역 내에 위치할 수 있다.
여기서, 상기 회전 부재는, 링 형상을 갖는 회전 링을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 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; 및 상기 외부 하우징에 설치되는 받침 돌기와, 상기 닫힘 상태에서 이동됨에 따라 상기 외부 도어에 연결된 상태로 상기 받침 돌기 상에 배치되는 걸림 돌기를 구비하는 체결 모듈을 포함하고, 상기 외부 도어는, 상기 닫힘 상태에서 상기 외부 하우징과 접촉되는 상부 플레이트를 포함하고, 상기 걸림 돌기는 상기 상부 플레이트의 하측에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 외부 도어는, 상기 상부 플레이트와 다른 레벨에 배치되는 하부 플레이트를 더 포함하고, 상기 걸림 돌기는, 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 사이에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 걸림 돌기는, 상기 상부 플레이트의 측면에 대응하도록 배치되는 상측부; 및 상기 하부 플레이트의 측면에 대응하도록 배치되는 하측부 중 하나를 포함될 수 있다.
여기서, 상기 외부 도어는, 상기 닫힘 상태에서 상기 외부 하우징과 접촉되는 실링재를 더 포함하고, 상기 걸림 돌기는, 상기 실링재 및 상기 외부 하우징 간의 접촉과 독립적으로 회전되도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 체결 모듈은, 상기 걸림 돌기를 회전 구동하도록 형성되는 구동 유닛을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 체결 모듈은, 상기 걸림 돌기가 형성된 회전 부재를 더 포함하고, 상기 구동 유닛은, 상기 외부 도어의 개폐 방향을 따라 배치되는 회전축을 중심으로 상기 회전 부재를 회전시키도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 구동 유닛은, 상기 회전 부재에 형성되는 피동 기어; 상기 피동 기어에 맞물리는 구동 기어; 및 상기 구동 기어를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 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 이동하도록 형성되는 도어를 구비하는 챔버; 및 상기 하우징에 설치되는 받침 돌기와, 상기 닫힘 상태에서 이동됨에 따라 상기 도어에 연결된 상태로 상기 받침 돌기 상에 배치되는 걸림 돌기를 구비하는 체결 모듈을 포함하고, 상기 도어는, 상기 닫힘 상태에서 상기 하우징과 접촉되는 상부 플레이트를 포함하고, 상기 걸림 돌기는, 상기 상부 플레이트의 하측에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 도어는, 상기 상부 플레이트와 다른 레벨에 배치되는 하부 플레이트를 더 포함하고, 상기 걸림 돌기는, 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 사이에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 체결 모듈은, 상기 도어에 회전 가능하게 설치되며, 상기 걸림 돌기가 돌출 형성되는 회전 부재를 더 포함하고, 상기 걸림 돌기는, 상기 회전 부재가 회전됨에 따라 상기 받침 돌기에 의해 지지될 수 있다.
여기서, 상기 도어는, 상기 상부 플레이트에 설치되는 실링재를 더 포함하고, 상기 걸림 돌기는, 상기 닫힘 상태에서, 상기 하우징과 상기 실링재 간의 접촉과 독립적으로 이동되도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 공정 가스는, 활성 가스를 포함하는 반응 가스와 비활성 가스인 보호 가스를 포함하고, 상기 하우징은, 상기 피처리 기판과 상기 반응 가스를 수용하도록 형성되는 내부 하우징; 및 상기 내부 하우징을 수용하고, 상기 내부 하우징과는 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, 기판과 고압 가스를 수용하는 하우징 및 도어는 체결 모듈에 의해 체결된 상태를 유지하고 체결 모듈은 하우징에 설치되는 받침 돌기에 대해 걸림 돌기가 외부 도어에 대해 이동하여 받침 돌기 상에 배치되도록 구성됨에 따라, 걸림 돌기와 받침 돌기 간의 체결로 인해 챔버 내의 높은 압력에도 하우징과 도어 간의 닫힘 상태를 견고하게 유지할 수 있게 한다.
또한, 걸림 돌기는 도어와 독립적으로 이동하기에, 하우징과 도어 간의 체결을 위해서는 도어를 제외한 걸림 돌기만 이동하면 된다. 그에 의해, 하우징과 도어 간의 체결에 요구되는 동력을 최소화할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 기판 처리 장치(100)에 대한 개념도이다.
도 2는 도 1의 고압 기판 처리 장치(100)의 열림 상태를 보인 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 고압 기판 처리 장치(100)의 닫힘 상태를 보인 단면도이다.
도 4는 도 3의 회전 링(157)을 구동하는 구성을 설명하기 위한 절단 사시도이다.
도 5는 도 3의 고압 기판 처리 장치(100)의 일 변형예에 따른 고압 기판 처리 장치(100')의 요부를 보인 단면도이다.
도 6은 도 3의 고압 기판 처리 장치(100)의 다른 일 변형예에 따른 고압 기판 처리 장치(100”)의 요부를 보인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고압 기판 처리 장치(200)의 닫힘 상태를 보인 단면도이다.
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 대상물을 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 대상물은, 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.
외부 챔버(120)는 내부 챔버(110)를 수용하는 내부 공간을 형성한다. 외부 챔버(120)는 내부 챔버(110)의 외측에 배치된다. 외부 챔버(120)는 내부 챔버(110)와 달리 상기 대상물에 대한 오염 유발 우려에서 자유롭기에, 금속재로 제작될 수 있다.
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 열처리 공정용 반응 가스로서, 수소 가스(H2), 중수소 가스(D2), 플루오린 가스(F2), 암모니아 가스(NH3), 염소 가스(Cl2), 질소 가스(N2) 등이 선택적으로 제공할 수 있다. 가스 공급기(131)는 외부 챔버(120)에 대해서는 보호 가스로서, 예를 들어 불활성 가스인 질소 가스 또는 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.
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)의 열림 상태를 보인 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 고압 기판 처리 장치(100)의 닫힘 상태를 보인 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). 상기 열림 상태에서 상기 피처리 기판은 보트(113)로부터 언로딩되고, 새로운 피처리 기판이 보트(113)에 로딩된다. 내부 도어(115)가 상승함에 따라서는 상기 처리 공간이 폐쇄된다(닫힘 상태, 도 3 참조). 상기 닫힘 상태에서 피처리 기판(W)에 대한 처리, 예를 들어 열처리, 증착 등이 이루어진다.
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(119)에 의해 내부 도어(115)에 연결될 수 있다. 지지 부재(119)는 개폐 방향(E)을 따라 탄성적으로 신축되는 스프링 지지 구조를 가질 수 있다. 개폐 방향(E)은 외부 도어(125)가 상기 닫힘 상태와 상기 열림 상태 간의 전환을 위해 이동하는 방향이다. 외부 하우징(121)이 세워진 경우에, 개폐 방향(E)은 승강 또는 수직 방향과 대체로 동일한 방향일 수 있다. 상기 열림 상태에서 상기 닫힘 상태로 전환되는 과정에서, 지지 부재(119)는 외부 도어(125)가 내부 도어(115)를 향해 이동되는 것을 허용한다. 대안적 실시예에서, 지지 부재(119)는 예를 들어 오링일 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 내부 도어(115)와 외부 도어(125)는 서로 통합되어 단일 부재를 형성할 수도 있다.
외부 도어(125)는 내부 도어(115)와 함께 승강 이동하면서 외부 하우징(121)을 개폐한다. 이상과 달리, 내부 도어(115)와 외부 도어(125)는 서로 연결되지 않고, 각자 독립적으로 개폐될 수도 있다.
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(119)에 의해 외부 도어(125)에 지지되기에, 체결 모듈(150)은 또한 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, 받침 돌기(151)와 걸림 돌기(155)를 포함할 수 있다.
받침 돌기(151)는 외부 하우징(121)에 설치되는 돌기이다. 받침 돌기(151)는, 본 실시예와 같이, 외부 하우징(121)의 내주면에 설치될 수 있다. 받침 돌기(151)는 상기 내주면의 둘레 방향을 따라 복수 개로 배치될 수 있다. 복수 개의 받침 돌기(151)는 승강 방향(E)을 따라 동일한 레벨 또는 평면에 배치될 수 있다.
걸림 돌기(155)는 외부 도어(125)가 승강 방향(E)으로 이동하는 경우에, 인접한 한 쌍의 받침 돌기(151) 사이를 통과하는 사이즈를 갖는다. 걸림 돌기(155)는 받침 돌기(151)와 같이 복수 개수로 구비될 수 있다. 걸림 돌기(155)는 상기 닫힘 상태에서 외부 도어(125)에 대해 이동하여 받침 돌기(151) 상에 배치되도록 형성된다.
본 실시예에 따르면, 걸림 돌기(155)는 외부 도어(125)에 연결된 채로 이동할 수 있다. 걸림 돌기(155)는, 예를 들어, 외부 도어(125)에 회전 가능하게 설치될 수 있다.
이상과 달리, 걸림 돌기(155)는 외부 하우징(121)에 이동 가능하게 설치될 수도 있다. 걸림 돌기(155)는 외부 하우징(121)에서 외부 도어(125)를 향해 이동하여 외부 도어(125)에 결합되는 것이다. 이를 위해, 외부 도어(125)는 걸림 돌기(155)를 수용하는 홈과 같은 구성(미도시)을 가질 수 있다.
걸림 돌기(155)는 이동에 따라 받침 돌기(151) 상에 배치된 경우에 받침 돌기(151)에 의해 지지될 수 있다(체결 상태). 그에 의해, 상기 공정 가스의 고압에도 외부 도어(125)는 외부 하우징(121)에 견고하게 체결된 상태를 유지할 수 있다.
걸림 돌기(155)가 복수 개로 구비되는 경우, 복수 개의 걸림 돌기(155)는 개별적으로 회전할 수 있다. 이와 달리, 걸림 돌기(155)는 회전 부재(157)에 일체화된 채로, 회전 부재(157)와 함께 회전될 수도 있다. 회전 부재(157)는, 예시된 바와 같이 링 형상을 가질 수 있다. 이런 실시 형태에서 회전 부재(157)는 회전 링이라 칭해질 수 있다. 걸림 돌기(155)는 회전 링(157)의 외주면에서 외측 방향을 따라 돌출 형성된 것일 수 있다. 회전 링(157)은 회전 방향(R)을 따라{승강 방향(E)을 따르는 회전축을 중심으로} 회전하도록 배치될 수 있다.
회전 링(157)은 외부 도어(125)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 외부 도어(125)는 상부 플레이트(126)를 갖고, 회전 링(157){및 걸림 돌기(155)}은 상부 플레이트(126)의 하측에 위치할 수 있다. 외부 도어(125)가 하부 플레이트(127)도 갖는다면, 회전 링(157)은 플레이트들(126 및 127) 사이에 배치될 수 있다. 상부 플레이트(126) 및 하부 플레이트(127) 각각과 회전 링(157) 사이에는 베어링(159)이 배치될 수 있다. 베어링(159)으로는 스러스트 베어링(thrust bearing)이 사용될 수 있다. 회전 링(157)은 또한 외부 하우징(121){및 받침 돌기(151)}이 한정하는 영역 내에 위치할 수 있다.
상부 플레이트(126)는 상기 닫힘 상태에서 외부 하우징(121)과 접촉되게 배치된다. 상부 플레이트(126)와 하부 플레이트(127)는 스페이서(128)에 의해 연결될 수 있다. 그에 의해, 하부 플레이트(127)는 상부 플레이트(126)와 다른 레벨에 배치될 수 있다. 스페이서(128)는 상부 플레이트(126) 및/또는 하부 플레이트(127) 보다 작은 직경 또는 폭을 가질 수 있다. 스페이서(128)는 상부 플레이트(126) 및 하부 플레이트(127)와 별도 부재로 형성되거나, 그들 중 하나와 단일 부재를 이룰 수도 있다. 스페이서(128)에 의해 확보된 공간에 회전 링(157), 나아가 걸림 돌기(155)가 위치하게 된다. 회전 링(157)은, 그의 중공부에 스페이서(128)가 삽입된 상태로, 외부 도어(125)에 대체로 평행하게 배치될 수 있다.
상기 닫힘 상태에서 회전 링(157)이 회전하는 중에, 외부 도어(125)는 회전 링(157)의 회전에 연동되지 않을 수 있다. 다시 말해, 상부 플레이트(126)는 실링재(129)를 매개로 외부 하우징(121)에 접촉 상태를 유지한 상태에서, 회전 링(157)은 상기 접촉 상태와 독립적으로 회전할 수 있다. 실링재(129)는 상부 플레이트(126)의 상면에 설치되는 오링(o-ring)일 수 있다.
회전 링(157)을 회전 구동하는 구성에 대해서는 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 도 3의 회전 링(157)을 구동하는 구성을 설명하기 위한 절단 사시도이다.
본 도면을 추가로 참조하면, 회전 링(157)은 구동 유닛(161)에 의해 회전 구동될 수 있다.
구동 유닛(161)은, 피동 기어(163), 구동 기어(164), 그리고 모터(165)를 가질 수 있다. 피동 기어(163)는 회전 링(157)의 내주면에 형성될 수 있다. 구동 기어(164)는 피동 기어(163)에 치합되는 기어일 수 있다. 구동 기어(164)는 회전 링(157)과 스페이서(128) 사이에 위치할 수 있다.
이러한 구성에 따라, 모터(165)의 회전력은 구동 기어(164)에 전달된다. 모터(165)의 출력축과 구동 기어(164)를 연결하는 전달축은 하부 플레이트(127)를 관통하도록 배치될 수 있다. 구동 기어(164)의 회전에 의해, 구동 기어(164)에 치합되는 피동 기어(163) 역시 회전하게 된다. 피동 기어(163)의 회전에 따라 회전 링(157)이 회전되어, 걸림 돌기(155) 역시 회전 방향(R, 도 2 참조)을 따라 회전하게 된다. 걸림 돌기(155)는 그의 회전에 따라 받침 돌기(151) 상으로 이동하거나, 받침 돌기(151)에서 어긋난 위치로 이동할 수 있다.
걸림 돌기(155)를 회전시키는 과정에서, 외부 도어(125)는 걸림 돌기(155)와 함께 회전되지 않는다. 모터(165)에서 출력되어야 하는 동력은, 외부 도어(125)를 제외하고 걸림 돌기(155)를 회전시키는 수준이라면 충분하다.
구동 유닛(161)은 기어(163 및 164) 및 모터(165)로 이루어진 구성을 설명하였으나, 본 발명은 그에 제한되지 않는다. 실린더 등 다른 액츄에이터를 이용하여 구동 유닛을 구성할 수도 있을 것이다.
고압 기판 처리 장치(100)의 다른 형태에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 도 5는 도 3의 고압 기판 처리 장치(100)의 일 변형예에 따른 고압 기판 처리 장치(100')의 요부를 보인 단면도이고, 도 6은 도 3의 고압 기판 처리 장치(100)의 다른 일 변형예에 따른 고압 기판 처리 장치(100”)의 요부를 보인 단면도이다. 이들 도면에서 도 3과 동일한 구성은 동일한 참조 번호를 부여하며, 베어링(159)은 도면의 간략화를 위해 생략한다.
도 5를 참조하면, 걸림 돌기(155')는, 앞선 걸림 돌기(155)와 달리, 상측부(155a)를 더 갖는 것이다. 상측부(155a)는 상부 플레이트(126')의 측면에 대응하도록 배치되는 부분일 수 있다.
상측부(155a)의 상면은 상부 플레이트(126')의 상면과 대략 동일한 레벨을 가질 수 있다. 그에 의해, 걸림 돌기(155')의 상면은 외부 하우징(121')에 접촉되고, 걸림 돌기(155')의 하면은 받침 돌기(151)에 접촉되는 것일 수 있다.
도 6을 참조하면, 걸림 돌기(155”)는, 앞선 걸림 돌기(155)와 달리, 상측부(155a) 및 하측부(155b)를 더 갖는 것이다. 상측부(155a)는 상부 플레이트(126')의 측면에 대응하도록 배치되는 부분일 수 있다. 하측부(155b)는 하부 플레이트(127')의 측면에 대응하도록 배치되는 부분일 수 있다.
상측부(155a)의 상면은 상부 플레이트(126')의 상면과 대략 동일한 레벨을 가질 수 있다. 하측부(155b)의 하면은 하부 플레이트(127')의 하면과 대략 동일한 레벨을 가질 수 있다. 그에 의해, 걸림 돌기(155”)의 상면은 외부 하우징(121”)에 접촉되고, 걸림 돌기(155”)의 하면은 받침 돌기(151)에 접촉되는 것일 수 있다.
이상에서 회전 링(157',157”)의 회전 구동을 위해서는, 앞서 도 4를 참조하여 설명한 구동 유닛(161)이 본 변형예들에 또한 적용될 수 있다.
대안적 일 실시예에서, 상기 회전 부재로서는 회전 링(157, 157',157”) 대신에 회전 디스크(미도시)가 채택될 수도 있다. 상기 회전 디스크는 속이 찬 원판으로서, 상부 플레이트(126,126',126”)와 저면과 회전 가능하게 연결될 수 있다. 그 연결을 위해, 상기 회전 디스크와 상부 플레이트(126,126',126”) 중 어느 하나에는 다른 하나의 돌출부를 수용하는 오목부가 형성될 수 있다. 상기 돌출부와 상기 오목부 간에는 베어링이 배치될 수 있다. 상기 회전 디스크의 저면에는 링 기어가 설치되어, 모터 및 피니언 기어에 의해 회전 구동될 수 있다.
이상의 체결 모듈(150,150',150”)은 앞서의 이중 챔버와 다소 다른 형태인 세미-이중 챔버에도 적용될 수 있다. 그에 관해서는 상기 세미-이중 챔버에 상기 체결 모듈이 적용된 일 예를 도시하는 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고압 기판 처리 장치(200)의 닫힘 상태를 보인 단면도이다. 앞선 실시에예에 동일한 구성에 대해서는 유사한 참조번호를 부여하고, 그에 관한 구체적 설명은 생략한다.
본 도면을 참조하면, 상기 세미-이중 챔버는 두 개의 하우징{내부 하우징(211) 및 외부 하우징(221)}과 하나의 도어(225)를 가질 수 있다. 두 개의 하우징(211,221)은 앞선 실시예의 내부 하우징 및 외부 하우징(121)에 대응할 수 있다. 두 개의 하우징(211,221)은 그들 자신의 형상에 의해, 혹은 별도 부재를 개입시킨 채로 결합되어 닫힌 공간(CS, 상기 보호 공간에 대응)을 형성할 수 있다. 앞선 실시예와 동일하게, 내부 하우징(211)에는 상기 기판과 상기 반응 가스가 투입될 수 있다. 내부 하우징(211)은 또한 닫힌 공간(CS)에 주입되는 상기 보호 가스에 의해 보호될 수 있다. 앞선 실시예와 달리, 도어(225)는 상기 보호 가스에 의해 보호되지는 못한다.
도어(225)는 앞선 실시예에서의 외부 도어(125)에 대응하는 것일 수 있다. 도어(225)는 내부 하우징(211)을 개폐할 수 있다. 외부 하우징(221) 및 도어(225)에는 체결 모듈(250)이 적용된다. 체결 모듈(250)의 구체적 구성은 앞선 체결 모듈(150,150',150”)과 대체로 동일할 수 있다.
본 명세서에서는 고압 기판 처리 장치(100,100',100”,200)로서 이중 챔버 및 세미-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 공정 가스, 구체적으로 반응 가스가 공급되게 된다. 체결 모듈(150,150',150”,250)은 이러한 단일 챔버에 대해서도 그대로 적용될 수 있다. 체결 모듈(150,150',150”,250)은, 가스의 압력에도 불구하고, 상기 도어가 상기 하우징에 대해 견고하게 체결되게 한다.
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 (15)

  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; 및
    상기 외부 하우징에 설치되는 받침 돌기와, 상기 외부 도어에 회전 가능하게 설치되는 회전 부재와, 상기 회전 부재에서 돌출 형성되고 상기 닫힘 상태에서 상기 회전 부재가 회전함에 따라 상기 받침 돌기 상에 배치되는 걸림 돌기를 구비하는 체결 모듈을 포함하는, 고압 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전 부재는,
    상기 외부 하우징이 한정하는 영역 내에 위치하는, 고압 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전 부재는,
    링 형상을 갖는 회전 링을 포함하는, 고압 기판 처리 장치.
  4. 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; 및
    상기 외부 하우징에 설치되는 받침 돌기와, 상기 닫힘 상태에서 이동됨에 따라 상기 외부 도어에 연결된 상태로 상기 받침 돌기 상에 배치되는 걸림 돌기를 구비하는 체결 모듈을 포함하고,
    상기 외부 도어는,
    상기 닫힘 상태에서 상기 외부 하우징과 접촉되는 상부 플레이트를 포함하고,
    상기 걸림 돌기는,
    상기 상부 플레이트의 하측에 배치되는, 고압 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 외부 도어는,
    상기 상부 플레이트와 다른 레벨에 배치되는 하부 플레이트를 더 포함하고,
    상기 걸림 돌기는,
    상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 사이에 배치되는, 고압 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 걸림 돌기는,
    상기 상부 플레이트의 측면에 대응하도록 배치되는 상측부; 및
    상기 하부 플레이트의 측면에 대응하도록 배치되는 하측부 중 하나를 포함하는, 고압 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외부 도어는,
    상기 닫힘 상태에서 상기 외부 하우징과 접촉되는 실링재를 더 포함하고,
    상기 걸림 돌기는,
    상기 실링재 및 상기 외부 하우징 간의 접촉과 독립적으로 회전되도록 형성되는, 고압 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 체결 모듈은,
    상기 걸림 돌기를 회전 구동하도록 형성되는 구동 유닛을 더 포함하는, 고압 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 체결 모듈은,
    상기 걸림 돌기가 형성된 회전 부재를 더 포함하고,
    상기 구동 유닛은,
    상기 외부 도어의 개폐 방향을 따라 배치되는 회전축을 중심으로 상기 회전 부재를 회전시키도록 형성되는, 고압 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동 유닛은,
    상기 회전 부재에 형성되는 피동 기어;
    상기 피동 기어에 맞물리는 구동 기어; 및
    상기 구동 기어를 회전시키는 모터를 포함하는, 고압 기판 처리 장치.
  11. 피처리 기판과 대기압 보다 높은 압력으로 공급되는 공정 가스를 수용하도록 형성되는 하우징과, 상기 하우징을 폐쇄하는 닫힘 상태와 상기 하우징을 개방하는 열림 상태 간에 이동하도록 형성되는 도어를 구비하는 챔버; 및
    상기 하우징에 설치되는 받침 돌기와, 상기 닫힘 상태에서 이동됨에 따라 상기 도어에 연결된 상태로 상기 받침 돌기 상에 배치되는 걸림 돌기를 구비하는 체결 모듈을 포함하고,
    상기 도어는,
    상기 닫힘 상태에서 상기 하우징과 접촉되는 상부 플레이트를 포함하고,
    상기 걸림 돌기는,
    상기 상부 플레이트의 하측에 배치되는, 고압 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도어는,
    상기 상부 플레이트와 다른 레벨에 배치되는 하부 플레이트를 더 포함하고,
    상기 걸림 돌기는,
    상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 사이에 배치되는, 고압 기판 처리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 체결 모듈은,
    상기 도어에 회전 가능하게 설치되며, 상기 걸림 돌기가 돌출 형성되는 회전 부재를 더 포함하고,
    상기 걸림 돌기는,
    상기 회전 부재가 회전됨에 따라 상기 받침 돌기에 의해 지지되는, 고압 기판 처리 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 도어는,
    상기 상부 플레이트에 설치되는 실링재를 더 포함하고,
    상기 걸림 돌기는,
    상기 닫힘 상태에서, 상기 하우징과 상기 실링재 간의 접촉과 독립적으로 이동되도록 형성되는, 고압 기판 처리 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 공정 가스는,
    활성 가스를 포함하는 반응 가스와 비활성 가스인 보호 가스를 포함하고,
    상기 하우징은,
    상기 피처리 기판과 상기 반응 가스를 수용하도록 형성되는 내부 하우징; 및
    상기 내부 하우징을 수용하고, 상기 내부 하우징과는 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.
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