본 발명은 수증기를 이용한 부식 방지 진공 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수증기를 이용하여 챔버 내부의 잔류 Cl계 가스를 제거할 수 있는 수증기를 이용한 부식 방지 진공 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a corrosion-preventing vacuum device using steam, and more specifically, to a corrosion-preventing vacuum device using steam capable of removing residual Cl-based gas inside a chamber using steam.
금속층(Metal Layer)을 식각하는 공정에서 사용되는 염소(Cl)계 가스로 인하여 공정 이후 남아있는 잔여 염소(Cl)계 가스가 염화 알루미늄(AlClx)을 형성하면서 공정 불량(부식 등)이 초래된다. 이러한 잔여 염소(Cl)계 가스를 제거하기 위한 목적으로 종래에는 메인 공정 이후 건식 식각(Dry Etch, Dry Ash) 설비를 통해 CF4와 O2 혼합 가스의 플라즈마를 이용한 애쉬 공정(Post Ash)을 진행하게 된다.In the process of etching a metal layer, the chlorine (Cl) gas used causes the remaining chlorine (Cl) gas to form aluminum chloride (AlClx ), which can cause process defects (corrosion, etc.). To remove this residual chlorine (Cl) gas, an ash process (Post Ash) using plasma of a mixed gas of CF4 and O2 is performed using dry etching (Dry Ash) equipment after the main process.
즉, 종래의 방식은 감광성 물질(Photoresist)과 알루미늄층(Al Layer)에 남아있는 염소(Cl)계 잔여 가스를 불소(F)계로 치환하는 등의 공정 반응을 통해 제거하는 방식을 이용하나, 이는 불소(F)계 플라즈마로 인하여 금속층(Metal_Layer)의 하부막층인 규소(Si)계 화합물(SiOx, SiNx 막) 또는 폴리머가 식각 될 수 있는 문제가 있다. 또한, 최근 TFT 고해상도 및 설비와 기판 대형화로 인하여 에천트(Cl계 가스) 유량이 증가되고 있는 실정에서 종래의 방식을 이용하면 제거 가능한 범위 이상의 잔여 염소(Cl)계 가스가 남아서 종래 기술이 사용하기 어려운 문제가 있다.That is, the conventional method uses a method of removing the residual chlorine (Cl) gas remaining in the photosensitive material (Photoresist) and the aluminum layer (Al Layer) through a process reaction such as replacing it with fluorine (F). However, this has a problem in that the silicon (Si) compound (SiOx, SiNx film) or polymer, which is the lower layer of the metal layer (Metal_Layer), may be etched due to the fluorine (F) plasma. In addition, in the current situation in which the flow rate of etchant (Cl gas) is increasing due to the recent TFT high-resolution and enlargement of facilities and substrates, there is a problem in that the residual chlorine (Cl) gas remaining exceeding the removable range when the conventional method is used, making it difficult to use the conventional technology.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 챔버 내에서 Cl계 가스에 의한 박막트랜지스터의 레이어 부식을 방지할 수 있는 수증기를 이용한 부식 방지 진공 장치를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a corrosion prevention vacuum device using water vapor capable of preventing layer corrosion of a thin film transistor caused by Cl-based gas within a chamber.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 수증기를 이용한 부식 방지 진공 장치는 챔버 몸체, 상기 챔버 몸체 내에 수증기를 공급하는 기화기, 상기 챔버 몸체 상부에 배치되고, 상기 기화기로부터 공급된 수증기를 기판 방향으로 분사하는 노즐 플레이트, 상기 노즐 플레이트에서 분사되는 수증기에 의한 상기 챔버 몸체 내부 압력을 제어하는 압력 제어부 및 상기 챔버 몸체 하부에 배치되어 상기 챔버 몸체 내부에 열을 공급하되, 상기 챔버 몸체와 이격되어 배치된 히팅부를 포함한다.In order to solve the above-described problem, the corrosion prevention vacuum device using steam of the present invention comprises a chamber body, a vaporizer which supplies steam into the chamber body, a nozzle plate which is arranged on the upper part of the chamber body and sprays the steam supplied from the vaporizer toward a substrate, a pressure control unit which controls the pressure inside the chamber body by the steam sprayed from the nozzle plate, and a heating unit which is arranged on the lower part of the chamber body and supplies heat to the inside of the chamber body, but is arranged spaced apart from the chamber body.
상기 히팅부는, 상기 히팅부 하부에 배치되고, 상기 챔버 몸체 내부로 열을 발산하는 고온 플레이트 및 상기 고온 플레이트 상부면 외곽에 배치되고, 상기 고온 플레이트에서 발산된 열이 상기 히팅부 내부에 고립되도록 하는 히팅 베리어를 포함할 수 있다.The above heating unit may include a high temperature plate disposed below the heating unit and radiating heat into the chamber body, and a heating barrier disposed on the outer periphery of the upper surface of the high temperature plate and allowing heat radiated from the high temperature plate to be isolated inside the heating unit.
상기 고온 플레이트에 형성된 다수의 관통홀에 배치되고, 상기 기판이 상기 고온 플레이트와 이격되도록 상기 기판을 지지하는 다수의 기판 지지대를 더 포함할 수 있다.The device may further include a plurality of substrate supports arranged in a plurality of through holes formed in the high-temperature plate and supporting the substrate so that the substrate is spaced apart from the high-temperature plate.
상기 기판 지지대는 길이 방향으로 일측이 상기 기판을 지지하고, 타측이 상기 챔버 몸체에 접촉될 수 있다.The substrate support may have one side supporting the substrate in the longitudinal direction and the other side in contact with the chamber body.
상기 관통홀의 지름은 상기 관통홀에 배치된 상기 기판 지지대가 상기 관통홀과 이격되도록 상기 기판 지지대의 지름보다 더 큰 크기의 지름을 가질 수 있다.The diameter of the above through hole may have a diameter larger than the diameter of the substrate support so that the substrate support placed in the through hole is spaced apart from the through hole.
상기 고온 플레이트는 상기 고온 플레이트 내에 매립되어 열을 발생시키는 히팅수단을 포함할 수 있다.The above high temperature plate may include a heating means embedded within the above high temperature plate to generate heat.
상기 히팅수단은 열선을 이용한 히터 또는 액체를 가열하는 칠러를 포함할 수 있다.The above heating means may include a heater using a heating wire or a chiller that heats a liquid.
상기 히팅부는 상기 고온 플레이트가 상기 챔버 몸체 하부에서 이격되도록 하는 이격부재를 더 포함할 수 있다.The above heating unit may further include a spacer member that allows the high-temperature plate to be spaced from the lower portion of the chamber body.
상기 이격부재는, 상기 고온 플레이트가 고정되도록 상기 고온 플레이트를 하부 방향으로 가압하되, 상기 고온 플레이트를 관통하여 삽입되는 플레이트 지지대, 상기 고온 플레이트 상부면과 상기 플레이트 지지대가 서로 마찰되는 것을 방지하기 위해 상기 고온 플레이트와 상기 플레이트 지지대 사이에 배치된 마찰방지 와셔 및 상기 플레이트 지지대 하부에 체결되고, 상기 고온 플레이트 하부에 배치되어 상기 고온 플레이트의 열변형을 방지하는 열변형 방지 간격재를 포함할 수 있다.The above-mentioned spacer may include a plate support member inserted through the high-temperature plate to press the high-temperature plate downward so that the high-temperature plate is fixed, an anti-friction washer arranged between the high-temperature plate and the plate support member to prevent the upper surface of the high-temperature plate and the plate support member from rubbing against each other, and a heat-deformation prevention spacer connected to the lower portion of the plate support member and arranged under the high-temperature plate to prevent heat deformation of the high-temperature plate.
상기 히팅 베리어 측면에는 상기 히팅부 내부 압력을 조절하여 상기 수증기 및 상기 피처리 기판에 의한 반응물의 배기 속도를 제어하는 배기 포트를 포함할 수 있다.The heating barrier side may include an exhaust port for controlling the exhaust speed of the water vapor and the reactants by the processing substrate by adjusting the internal pressure of the heating unit.
상기 압력 제어부는, 상기 챔버 몸체 내부 압력을 제어하는 압력 제어 밸브, 상기 압력 제어 밸브를 통해 상기 챔버 몸체 내부를 펌핑하는 드라이 펌프, 상기 드라이 펌프를 통해 펌핑된 상기 수증기를 응축하는 응축기 및 상기 응축기에서 응축된 상기 수증기를 외부로 배출하는 배출기를 포함할 수 있다.The above pressure control unit may include a pressure control valve for controlling the pressure inside the chamber body, a dry pump for pumping the inside of the chamber body through the pressure control valve, a condenser for condensing the water vapor pumped through the dry pump, and an exhauster for discharging the water vapor condensed in the condenser to the outside.
상술한 본 발명에 따르면, 금속층(Metal Layer)을 식각하는 공정에서 사용된 잔여 염소(Cl)계 가스를 제거하기 위해 H20 수증기를 이용한 부식 방지 공정을 수행함으로써 수소의 단순 결합 반응을 통해 잔여 염소(Cl)계 가스를 빠르게 반응 및 제거할 수 있다.According to the present invention described above, by performing a corrosion prevention process usingH20 vapor to remove residual chlorine (Cl)-based gas used in a process of etching a metal layer, the residual chlorine (Cl)-based gas can be rapidly reacted and removed through a simple bonding reaction of hydrogen.
또한, 챔버 몸체 내에 히팅 베리어로 둘러싸인 히팅부를 마련하여 히팅부 내부만 가열되도록 할 수 있기 때문에 챔버 가열에 따른 에너지 낭비를 감소시킬 수 있다.In addition, since a heating unit surrounded by a heating barrier is provided within the chamber body so that only the inside of the heating unit is heated, energy waste due to chamber heating can be reduced.
더 나아가, 히팅 베리어와 이격 수단에 의해 히팅부를 챔버 몸체의 외벽 및 바닥으로부터 이격되도록 배치함으로써 챔버 몸체에 의해 열이 손실되는 것을 방지할 수 있다.Furthermore, heat loss through the chamber body can be prevented by arranging the heating element so as to be separated from the outer wall and bottom of the chamber body by the heating barrier and the separation means.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other technical effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 발명에 따른 부식 방지 진공 장치를 이용한 플라즈마 처리 시스템의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 부식 방지 챔버를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 히팅부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 부식 방지 진공 장치를 이용한 플라즈마 처리 시스템의 처리 순서를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 부식 방지 진공 장치를 이용한 플라즈마 처리 시스템의 처리 순서를 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 부식 방지 진공 장치를 이용한 플라즈마 처리 시스템의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a drawing showing one embodiment of a plasma treatment system using a corrosion-preventing vacuum device according to the present invention.
Figure 2 is a drawing showing a corrosion prevention chamber of the present invention.
Figure 3 is a drawing showing a heating unit of the present invention.
FIG. 4 is a drawing showing the processing sequence of a plasma processing system using a corrosion-preventing vacuum device according to the present invention.
Figure 5 is a flowchart showing the processing sequence of a plasma processing system using a corrosion-preventing vacuum device according to the present invention.
FIG. 6 is a drawing showing another embodiment of a plasma processing system using a corrosion-preventing vacuum device according to the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The present invention can be modified in various ways and has various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood that it includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a specific description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. When describing with reference to the attached drawings, identical or corresponding components are assigned the same drawing numbers and redundant descriptions thereof are omitted.
도 1은 본 발명에 따른 부식 방지 진공 장치를 이용한 플라즈마 처리 시스템의 일실시예를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a drawing showing one embodiment of a plasma treatment system using a corrosion-preventing vacuum device according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 부식 방지 진공 장치를 이용한 플라즈마 처리 시스템은 기판 공급부(10), 기판 반송부(20) 및 기판 처리부(30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a plasma processing system using a corrosion-preventing vacuum device according to the present invention includes a substrate supply unit (10), a substrate return unit (20), and a substrate processing unit (30).
기판 공급부(10)는 기판 반송부(20)의 일측에 배치될 수 있다. 또한, 기판 공급부(10)는 진공 또는 대기 상태를 갖고, 진공 상태에서 기판 반송부(20)로 기판을 공급한다. 일예로 기판 공급부(10)는 로드락 챔버(Load Lock chamber)일 수 있다. 기판 공급부(10)는 대기 상태에서 외부에 배치된 이송 로봇에 의해 기판을 공급받을 수 있다. 이때, 이송 로봇에 의해 기판 공급부(10)로 이송되는 기판은 기판 처리를 위한 미처리 공정 기판일 수 있다. 일예로, 기판 공급부(10)는 이송 로봇을 통해 기판이 기판 공급부(10)로 로딩되는 경우 대기 상태를 가질 수 있고, 기판 공급부(10)에서 기판 반송부(20)로 공급되거나, 기판 반송부(20)에서 기판 공급부(10)로 공급되는 경우 기판 공급부(10)는 진공 상태를 가질 수 있다.The substrate supply unit (10) may be arranged on one side of the substrate return unit (20). In addition, the substrate supply unit (10) has a vacuum or atmospheric state, and supplies a substrate to the substrate return unit (20) in a vacuum state. For example, the substrate supply unit (10) may be a load lock chamber. The substrate supply unit (10) may receive a substrate by a transfer robot arranged externally in a atmospheric state. At this time, the substrate transferred to the substrate supply unit (10) by the transfer robot may be an unprocessed substrate for substrate processing. For example, the substrate supply unit (10) may have a atmospheric state when a substrate is loaded into the substrate supply unit (10) by the transfer robot, and when the substrate is supplied from the substrate supply unit (10) to the substrate return unit (20) or supplied from the substrate return unit (20) to the substrate supply unit (10), the substrate supply unit (10) may have a vacuum state.
기판 반송부(20)는 진공 상태를 가지며, 기판 공급부(10)로부터 기판 처리를 위한 기판을 공급받을 수 있다. 일예로, 기판 반송부(20)는 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)일 수 있다. 기판 반송부(20) 내에는 기판 공급부(10)로부터 기판 반송부(20)로 기판을 이송하거나, 이송된 기판을 기판 처리부(30)로 공급하기 위한 반송 로봇이 배치될 수 있다.The substrate return unit (20) has a vacuum state and can receive a substrate for substrate processing from the substrate supply unit (10). For example, the substrate return unit (20) can be a transfer chamber. A transfer robot can be placed inside the substrate return unit (20) to transfer a substrate from the substrate supply unit (10) to the substrate return unit (20) or to supply the transferred substrate to the substrate processing unit (30).
기판 처리부(30)는 플라즈마를 이용하여 기판 처리가 수행될 수 있다. 또한, 기판 처리부(30)는 기판을 처리하기 위해 복수의 프로세스 챔버를 포함할 수 있다. 즉, 복수의 프로세스 챔버는 기판 반송부(20)의 일측에 각각 배치될 수 있다. 일예로, 기판 반송부(20)는 다각형 형태를 가질 수 있고, 다각형 형태의 일측에 각각 기판 공급부(10) 및 복수의 프로세스 챔버가 각각 배치될 수 있다. 또한, 기판 공급부(10)와 기판 반송부(20) 사이 및 기판 반송부(20)와 기판 처리부(30) 사이에는 게이트가 배치되어, 게이트의 오픈(open) 또는 클로즈(close)를 통해 챔버들 간을 서로 연통시키거나 또는 차단시킬 수 있다.The substrate processing unit (30) can perform substrate processing using plasma. In addition, the substrate processing unit (30) can include a plurality of process chambers to process the substrate. That is, the plurality of process chambers can be respectively arranged on one side of the substrate return unit (20). For example, the substrate return unit (20) can have a polygonal shape, and the substrate supply unit (10) and a plurality of process chambers can be respectively arranged on one side of the polygonal shape. In addition, a gate is arranged between the substrate supply unit (10) and the substrate return unit (20) and between the substrate return unit (20) and the substrate processing unit (30), so that the chambers can be connected to or blocked from each other by opening or closing the gate.
복수의 프로세스 챔버는 메인 공정이 수행되는 메인 챔버(31) 및 염소(Cl)계 가스를 제거하기 위한 부식 방지 챔버(100)를 포함할 수 있다. 일예로, 플라즈마 처리 시스템에는 하나 또는 다수의 메인 챔버(31)와 하나의 부식 방지 챔버(100)로 구성될 수 있다.The plurality of process chambers may include a main chamber (31) in which the main process is performed and a corrosion prevention chamber (100) for removing chlorine (Cl)-based gas. For example, the plasma treatment system may be composed of one or more main chambers (31) and one corrosion prevention chamber (100).
메인 챔버(31)에서는 식각 공정이 수행될 수 있다. 일예로, 메인 챔버(31)는 플라즈마화 하는 방법에 따라 통상적으로 용량성 플라즈마(CCP: capacitive coupled plasma) 타입과, 유도성 플라즈마(inductive coupled plasma) 타입으로 나눌 수 있다. 즉, 메인 챔버(31)는 용량성 플라즈마 또는 유도성 플라즈마를 이용하여 박막을 식각하는 식각장치일 수 있다. 예컨대, 본 발명의 메인 챔버(31)에서 수행되는 식각 공정은 염소(Cl)계 가스를 이용하여 금속층(Metal Layer)을 식각하는 공정을 포함할 수 있다.An etching process can be performed in the main chamber (31). For example, the main chamber (31) can be typically divided into a capacitive plasma (CCP: capacitive coupled plasma) type and an inductive plasma type depending on a plasma generation method. That is, the main chamber (31) can be an etching device that etches a thin film using capacitive plasma or inductive plasma. For example, the etching process performed in the main chamber (31) of the present invention can include a process of etching a metal layer using chlorine (Cl)-based gas.
다수의 메인 챔버(31)에서 플라즈마를 이용한 메인 공정이 완료되면, 메인 공정이 완료된 기판은 부식 방지 챔버(100)로 이동되어 염소(Cl)계 가스 제거 공정이 수행될 수 있다. 즉, 메인 챔버(31)에서 부식 방지 챔버(100)로 이동된 기판은 부식 방지 챔버(100)에서 H20 수증기를 이용하여 염소(Cl)계 가스를 제거하는 부식 방지 공정이 수행될 수 있다. 염소(Cl)계 가스 제거 공정이 완료된 기판은 반송 로봇을 이용하여 부식 방지 챔버(100)에서 기판 반송부(20) 및 기판 공급부(10)로 순차적으로 이동되어 시스템 외부로 배출될 수 있다.When the main process using plasma is completed in a plurality of main chambers (31), the substrate on which the main process is completed can be moved to the corrosion prevention chamber (100) and a chlorine (Cl)-based gas removal process can be performed. That is, the substrate moved from the main chamber (31) to the corrosion prevention chamber (100) can be subjected to a corrosion prevention process of removing chlorine (Cl)-based gas usingH2O vapor in the corrosion prevention chamber (100). The substrate on which the chlorine (Cl)-based gas removal process is completed can be sequentially moved from the corrosion prevention chamber (100) to the substrate return unit (20) and the substrate supply unit (10) using a return robot and then discharged outside the system.
도 2는 본 발명의 부식 방지 챔버를 나타낸 도면이다.Figure 2 is a drawing showing a corrosion prevention chamber of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 부식 방지 챔버(100)는 챔버 몸체(110), 기화기(120), 노즐 플레이트(130), 압력 제어부(140) 및 히팅부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a corrosion prevention chamber (100) according to the present invention may include a chamber body (110), a vaporizer (120), a nozzle plate (130), a pressure control unit (140), and a heating unit (150).
챔버 몸체(100)는 기판(1)에 대해 부식 방지 공정을 수행하기 위한 환경을 조성하고, 챔버 몸체(100) 내부로 공급된 H20 수증기를 이용하여 기판(1)을 처리할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 챔버 몸체(100)는 사각의 판면 형상을 갖는 기판(1)에 적합하도록 전체적으로 사각 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명에서 챔버 몸체(100)의 형상은 기판(1)의 종류 및 형상에 따라 변경될 수 있다.The chamber body (100) can create an environment for performing a corrosion prevention process on the substrate (1) and provide a space for processing the substrate (1) using H2 0 vapor supplied into the chamber body (100). The chamber body (100) can have an overall square shape so as to be suitable for a substrate (1) having a square plate shape. However, in the present invention, the shape of the chamber body (100) can be changed according to the type and shape of the substrate (1).
또한, 챔버 몸체(100) 내부는 진공 환경을 가질 수 있다. 일예로, 대기(ATM)에서도 수증기를 이용한 본 공정이 가능하나 대기에서 본 공정이 수행될 경우, 수분과 염소 결합에 의해 생성된 염산 제거에 필요한 공정이 별도로 필요하기 때문에 대기가 아닌 진공 조건에서 공정을 진행하는 것이 바람직하다. 진공 조건에서 공정을 진행함으로써 염화수소를 액체가 아닌 기체 상태로 제거가 가능하며 염화수소가 남아서 부식될 우려가 없다.In addition, the inside of the chamber body (100) may have a vacuum environment. For example, the present process using water vapor is possible even in the atmosphere (ATM), but if the present process is performed in the atmosphere, a separate process is required to remove hydrochloric acid generated by the combination of moisture and chlorine, so it is preferable to perform the process under vacuum conditions rather than in the atmosphere. By performing the process under vacuum conditions, hydrogen chloride can be removed in a gaseous state rather than a liquid, and there is no concern that hydrogen chloride will remain and cause corrosion.
기화기(120)는 챔버 몸체(100) 외부 일측에 배치될 수 있고, H20 증기를 생성하여 챔버 몸체(100) 내부로 공급할 수 있다. 기화기(120)에는 H20 증기가 챔버 몸체(100)로 이송 중 액화되는 것을 방지하기 위한 온도 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 사용된 H20 증기 유량을 확인하거나 H20 증기 유량을 제어할 수 있는 제어기가 포함될 수 있다. 또한, 기화기(120)는 N2와 같은 비활성 기체를 통해 챔버 내에 잔존해 있는 수증기 및 부산물을 제거하는 기능을 포함할 수 있다.The vaporizer (120) may be arranged on one side of the outside of the chamber body (100) and may generate H20 vapor and supply it into the inside of the chamber body (100). The vaporizer (120) may include a temperature controller to prevent the H2 0 vapor from being liquefied during transport to the chamber body (100) and may include a controller to check the flow rate of the H 2 0 vapor used or to control the flow rate of the H2 0 vapor. In addition, the vaporizer (120) may include a function to remove water vapor and byproducts remaining in the chamber through an inert gas such as N2 .
일예로, H2O 수증기는 기판(1) 상에 남아있는 잔여 염소(Cl)계 가스를 제거하는 용도로 사용될 수 있다. 즉, 금속층(Metal Layer)을 식각하는 공정에서 사용되는 염소(Cl)계 가스로 인하여 공정 이후 남아있는 잔여 염소(Cl)계 가스가 염화 알루미늄(AlClx)을 형성하면서 부식 등의 공정 불량을 초래할 수 있다. 이러한 부식을 방지하기 위해 종래에는 알루미늄층(Al Layer)에 남아있는 염소(Cl)계 잔여 가스를 불소(F)계로 치환하는 등의 공정 반응을 통해 제거하는 방식이 이용됐으나, 이는 불소(F)계 플라즈마로 인하여 금속층의 하부막층인 규소(Si)계 화합물(SiOx, SiNx 막) 또는 폴리머가 식각 될 수 있는 문제가 있다.For example,H2O vapor can be used to remove residual chlorine (Cl) gas remaining on the substrate (1). That is, the chlorine (Cl) gas used in the process of etching the metal layer may cause process defects such as corrosion if the residual chlorine (Cl) gas remaining after the process forms aluminum chloride (AlClx). In order to prevent such corrosion, a method has been used in the past to remove the residual chlorine (Cl) gas remaining in the aluminum layer (Al Layer) through a process reaction such as replacing it with fluorine (F). However, this has a problem in that the silicon (Si) compound (SiOx, SiNx film) or polymer, which is a lower layer of the metal layer, may be etched due to the fluorine (F) plasma.
허나, 본 발명에 따른 H2O 수증기를 이용하는 방식은 H2O 수증기를 통해 염소나 염소계 화합물을 수소(H)와 반응시켜 HCl(염화수소)를 생성하여 금속층뿐만 아니라 감광성 물질(Photoresist)에 남아있는 염소나 염소계 화합물 제거가 가능하다.However, the method of utilizingH2O vapor according to the present invention reacts chlorine or chlorine-based compounds with hydrogen (H) throughH2O vapor to generate HCl (hydrogen chloride), thereby removing chlorine or chlorine-based compounds remaining in a photosensitive material (photoresist) as well as a metal layer.
다른 실시예로써, 기화기(120)는 라디칼수 수증기를 생성하여 공급할 수 있다. 라디칼수는 수소 이온(H+)과 질산염(NO3) 라디칼 및 질산염(NO3) 이온으로 구성되며, 일반 디아이 워터의 수소 몰농도보다 높은 수소 몰농도를 형성할 수 있다. 일예로, 기화기(120)에서 공급되는 라디칼수의 수소 몰농도는 디아이 워터의 수소 몰농도를 기준으로 104 내지 106배 더 높게 형성될 수 있다. 즉, 디아이 워터보다 수소 함량이 높기 때문에 적은 양으로 많은 반응을 일으킬 수 있다.As another example, the vaporizer (120) can generate and supply radical water vapor. The radical water is composed of hydrogen ions (H+ ), nitrate (NO3 ) radicals, and nitrate (NO3 ) ions, and can form a hydrogen molar concentration higher than the hydrogen molar concentration of general DI water. For example, the hydrogen molar concentration of the radical water supplied from the vaporizer (120) can be formed to be 104 to 106 times higher than the hydrogen molar concentration of DI water. That is, since it has a higher hydrogen content than DI water, it can cause a large number of reactions with a small amount.
노즐 플레이트(130)는 챔버 몸체(100) 내측 상부에 배치될 수 있다. 노즐 플레이트(130)는 기화기(120)와 연결되어 기화기(120)에서 생성된 H2O 증기를 공급받고, 공급된 H2O 증기를 노즐(131)을 통해 기판(1)이 안착되는 하부 방향으로 분사할 수 있다. 노즐(131)의 수량은 기판(1)의 크기에 따라 결정될 수 있으며, 노즐(131)의 홀 크기 및 수량을 통해 H2O 증기의 토출량을 제어할 수 있다. 따라서, 국부적으로 H2O 증기의 필요 유량이 다를 경우 유량 제어가 용이한 장점이 있다.The nozzle plate (130) may be placed on the upper inner side of the chamber body (100). The nozzle plate (130) is connected to the vaporizer (120) to receive H2 O vapor generated in the vaporizer (120) and may spray the supplied H2 O vapor in a downward direction through the nozzle (131) where the substrate (1) is placed. The number of nozzles (131) may be determined according to the size of the substrate (1), and the discharge amount of H2 O vapor may be controlled through the hole size and number of nozzles (131). Therefore, there is an advantage of easy flow rate control when the required flow rate of H2 O vapor is different locally.
또한, 노즐 플레이트(130)에는 기화기(120)에서 공급되는 H20 증기가 공급되기 때문에 노즐 플레이트(130) 내에서 증기가 액화되는 것을 방지하기 위한 고온 유지가 필수적이다. 이러한 고온 유지를 위해, 하부에 배치된 히터부(150)에서 방출되는 복사열을 흡수하여 온도를 유지하거나, 또는 별도의 히터 또는 칠러와 같은 온도 제어 장치가 구비될 수 있다. 여기서, 히터부(150)에서 방출되는 복사열을 흡수하여 온도를 유지하기 위해서는 복사열의 흡수율을 높이기 위해 노즐 플레이트(130) 표면에 아노다이징 처리가 수행될 수 있다.In addition, since the nozzle plate (130) is supplied withH20 vapor supplied from the vaporizer (120), it is essential to maintain a high temperature to prevent the vapor from liquefying within the nozzle plate (130). In order to maintain the high temperature, the temperature may be maintained by absorbing the radiant heat emitted from the heater unit (150) disposed below, or a temperature control device such as a separate heater or chiller may be provided. Here, in order to maintain the temperature by absorbing the radiant heat emitted from the heater unit (150), anodizing treatment may be performed on the surface of the nozzle plate (130) to increase the absorption rate of the radiant heat.
압력 제어부(140)는 챔버 몸체(100) 내부의 압력을 제어할 수 있다. 즉, 압력 제어부(140)에 의해 챔버 몸체(100) 내부는 진공을 유지할 수 있다. 일예로, 압력 제어부(140)는 부식 방지 공정을 위해 TMP와 같은 고진공 펌프를 사용하지 않고, 드라이 펌프(Dry Pump)(141)만으로 진공을 유지할 수 있다. 여기서, 드라이 펌프(141)를 이용한 압력 제어를 위해 압력 게이지(142) 및 압력 제어 밸브(143)가 포함될 수 있다. 또한, 챔버 몸체(100) 내부에는 부식 방지 공정에 이용되는 수증기가 분포되기 때문에 드라이 펌프(141) 후단에는 드라이 펌프(141)를 통해 펌핑된 수증기를 응축하는 응축기(144) 및 응축된 수증기를 배출하는 배출기(145)를 포함할 수 있다.The pressure control unit (140) can control the pressure inside the chamber body (100). That is, the inside of the chamber body (100) can be maintained at a vacuum by the pressure control unit (140). For example, the pressure control unit (140) can maintain a vacuum only with a dry pump (141) without using a high vacuum pump such as a TMP for the corrosion prevention process. Here, a pressure gauge (142) and a pressure control valve (143) may be included for pressure control using the dry pump (141). In addition, since water vapor used in the corrosion prevention process is distributed inside the chamber body (100), a condenser (144) for condensing water vapor pumped through the dry pump (141) and an exhauster (145) for exhausting the condensed water vapor may be included at the rear end of the dry pump (141).
히팅부(150)는 챔버 몸체(100) 하부에 배치되되, 챔버 몸체(100)와 이격되어 배치될 수 있다. 히팅부(150)는 기화기(120)에서 기화되어 공급된 수증기가 챔버 몸체(100) 내부에서 액화되는 것을 방지하기 위해 챔버 몸체(100) 내부에 열을 공급할 수 있다.The heating unit (150) is arranged at the bottom of the chamber body (100), but may be arranged spaced apart from the chamber body (100). The heating unit (150) may supply heat to the inside of the chamber body (100) to prevent steam supplied by vaporization in the vaporizer (120) from liquefying inside the chamber body (100).
도 3은 본 발명의 히팅부를 나타낸 도면이다.Figure 3 is a drawing showing a heating unit of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 히팅부(150)는 열이 발산하는 고온 플레이트(151) 및 고온 플레이트(151)에서 발산된 열이 히팅부(150)에 고립되도록 하는 히팅 베리어(152)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the heating unit (150) according to the present invention may include a high-temperature plate (151) that emits heat and a heating barrier (152) that allows heat emitted from the high-temperature plate (151) to be isolated in the heating unit (150).
고온 플레이트(151)는 챔버 몸체(100) 하부에 배치되되, 챔버 몸체(100) 하부면과 소정거리 이격되도록 배치될 수 있다. 이는, 고온 플레이트(151)에서 발생된 열이 챔버 몸체(100)에 접촉되어 챔버 몸체(100)를 통해 열이 손실되는 것을 방지함으로써 열효율을 향상시키기 위함이다.The high temperature plate (151) may be placed at the bottom of the chamber body (100), but may be placed so as to be spaced apart from the bottom surface of the chamber body (100) by a predetermined distance. This is to improve thermal efficiency by preventing heat generated from the high temperature plate (151) from coming into contact with the chamber body (100) and being lost through the chamber body (100).
고온 플레이트(151)는 내에는 열을 발생시키는 히팅수단(153)이 포함될 수 있다. 일예로, 히팅수단(101)은 열선을 이용한 히터 또는 액체를 가열하여 열을 발생시키는 칠러가 포함될 수 있다. 히터 또는 칠러의 수로는 고온 플레이트(151) 내에 매립되는 형태로 배치될 수 있다. 따라서, 고온 플레이트(151)는 열을 발생시키는 히터 또는 칠러에 의해 열을 전달받고, 열이 챔버 몸체(100) 내부로 방사되도록 할 수 있다.The high temperature plate (151) may include a heating means (153) that generates heat inside. For example, the heating means (101) may include a heater using a heating wire or a chiller that generates heat by heating a liquid. The water channels of the heater or chiller may be arranged in a form that is embedded in the high temperature plate (151). Accordingly, the high temperature plate (151) may receive heat by the heater or chiller that generates heat, and may allow the heat to be radiated into the chamber body (100).
일예로, 고온 플레이트(151)에서 방사되는 열은 히팅부(150) 내에 배치되는 기판(1)의 온도 제어뿐만 아니라 복사열을 통해 노즐 플레이트(130)의 온도를 제어하는 기능도 가질 수 있다. 또한, 저온 상태의 기판(1)이 챔버 몸체(100) 내부로 이송되면, 기판(1)은 고온 플레이트(151)에서 발생되는 복사열을 통해 가열되어 공정에 적합한 온도 상태를 유지하도록 할 수 있다. 기판(1)이 고온 상태를 유지함으로써 기판(1) 표면에서 발생되는 물 얼룩을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 부식도 방지될 수 있다.For example, the heat radiated from the high temperature plate (151) can have the function of controlling the temperature of the substrate (1) placed within the heating unit (150) as well as the temperature of the nozzle plate (130) through the radiant heat. In addition, when the substrate (1) in a low temperature state is transferred into the chamber body (100), the substrate (1) can be heated through the radiant heat generated from the high temperature plate (151) to maintain a temperature state suitable for the process. By maintaining the substrate (1) in a high temperature state, water stains occurring on the surface of the substrate (1) can be prevented, and corrosion can also be prevented.
여기서, 기판(1)은 고온 플레이트(151)에 배치된 기판 지지대(160)에 의해 지지될 수 있다. 기판 지지대(160)는 고온 플레이트(151)에 형성된 다수의 관통홀(154) 내에 배치될 수 있다. 일예로, 기판 지지대(160)는 고온 플레이트(151)의 관통홀(102)에 삽입되어 고온 플레이트(151) 상부면으로부터 돌출된 형태를 가질 수 있다. 따라서, 기판(1)은 챔버 몸체(100) 내부로 반입되면, 고온 플레이트(151)와 소정거리 이격되도록 기판 지지대(160)에 상에 안착될 수 있다. 이때, 기판 지지대(160)는 기판(1)의 온도 균일도를 향상시키기 위해 기판(1)을 점접촉하여 지지하도록 형성될 수 있다.Here, the substrate (1) may be supported by a substrate support (160) placed on a high-temperature plate (151). The substrate support (160) may be placed within a plurality of through holes (154) formed in the high-temperature plate (151). For example, the substrate support (160) may be inserted into the through holes (102) of the high-temperature plate (151) and may have a shape protruding from the upper surface of the high-temperature plate (151). Accordingly, when the substrate (1) is brought into the chamber body (100), it may be placed on the substrate support (160) so as to be spaced apart from the high-temperature plate (151) by a predetermined distance. At this time, the substrate support (160) may be formed to support the substrate (1) by making point contact with it in order to improve the temperature uniformity of the substrate (1).
기판 지지대(160)는 길이 방향으로 일측이 기판(1)을 지지하되, 타측은 고온 플레이트(151)의 관통홀(102)과 이격된 상태로 챔버 몸체(100)에 접촉되도록 배치될 수 있다. 즉, 고온 플레이트(151)의 관통홀(102) 지름은 기판 지지대(160)가 관통홀(102)에 삽입된 상태에서 관통홀(102)과 이격되도록 기판 지지대(160)의 지름보다 더 큰 크기의 지름을 가질 수 있다. 일예로, 기판 지지대(160)와 기판(1)의 점접촉만으로도 기판 지지대(160)에 의해 기판(1)으로 온도가 전달될 수 있다. 따라서, 기판(1)의 온도 균일도를 위해 기판 지지대(160)는 고온 플레이트(151)와는 이격되도록 하고, 상대적으로 온도가 낮은 챔버 몸체(100) 하부에 체결되도록 하는 것이 바람직하며, 열 전도율이 낮은 소재가 사용될 수 있다. 일예로, 피크(PEEK) 또는 베스펠(vesple) 재질로 형성된 기판 지지대(160)가 사용될 수 있다.The substrate support (160) may be arranged such that one side thereof supports the substrate (1) in the longitudinal direction, while the other side thereof is in contact with the chamber body (100) while being spaced apart from the through hole (102) of the high-temperature plate (151). That is, the diameter of the through hole (102) of the high-temperature plate (151) may have a diameter larger than that of the substrate support (160) so that the substrate support (160) is spaced apart from the through hole (102) while being inserted into the through hole (102). For example, temperature may be transferred to the substrate (1) by the substrate support (160) only by point contact between the substrate support (160) and the substrate (1). Therefore, in order to ensure temperature uniformity of the substrate (1), it is preferable that the substrate support (160) be spaced apart from the high-temperature plate (151) and be fastened to the lower part of the chamber body (100) where the temperature is relatively low, and a material having low thermal conductivity may be used. For example, a substrate support (160) formed of PEEK or vesple material can be used.
또한, 고온 플레이트(151)는 이격부재(170)에 의해 챔버 몸체(100) 하부면과 이격되도록 배치될 수 있다. 즉, 고온 플레이트(151)는 이격부재(170)에 의해 챔버 몸체(100) 하부면과 이격됨으로써 고온 플레이트(151)에서 발생된 열이 챔버 몸체(100)로 손실되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the high temperature plate (151) may be positioned so as to be spaced apart from the lower surface of the chamber body (100) by the spacer (170). That is, the high temperature plate (151) may be spaced apart from the lower surface of the chamber body (100) by the spacer (170), thereby preventing heat generated from the high temperature plate (151) from being lost to the chamber body (100).
또한, 이격부재(170)는 플레이트 지지대(171), 마찰방지 와셔(172) 및 열변형 방지 간격재(173)를 포함할 수 있다.Additionally, the spacing member (170) may include a plate support (171), an anti-friction washer (172), and a heat-deformation prevention spacer (173).
플레이트 지지대(171)는 고온 플레이트(151)의 상부에서 하부 방향으로 삽입될 수 있다. 일예로, 플레이트 지지대(171)는 ‘T’형태를 가지며, 고온 플레이트(151)에 다수 삽입되어 고온 플레이트(151)를 상부에서 하부 방향으로 가압할 수 있다. 따라서, 고온 플레이트(151)는 플레이트 지지대(171)에 의해 고정될 수 있다.The plate support (171) can be inserted from the top to the bottom of the high temperature plate (151). For example, the plate support (171) has a ‘T’ shape and can be inserted into the high temperature plate (151) in multiple numbers to pressurize the high temperature plate (151) from the top to the bottom. Accordingly, the high temperature plate (151) can be fixed by the plate support (171).
마찰방지 와셔(172)는 고온 플레이트(151) 상부면과 플레이트 지지대(171) 사이에 배치될 수 있다. 마찰방지 와셔(172)는 고온 플레이트(151)의 열팽창에 의해 고온 플레이트(151)의 상부면과 플레이트 지지대(171)가 서로 마찰되는 것을 방지할 수 있다. 일예로, 마찰방지 와셔(172)는 테프론 재질의 와셔가 사용될 수 있다.An anti-friction washer (172) may be placed between the upper surface of the high-temperature plate (151) and the plate support (171). The anti-friction washer (172) may prevent the upper surface of the high-temperature plate (151) and the plate support (171) from rubbing against each other due to thermal expansion of the high-temperature plate (151). For example, a washer made of Teflon may be used as the anti-friction washer (172).
열변형 방지 간격재(173)는 고온 플레이트(151)에 체결된 플레이트 지지대(171) 하부에 배치될 수 있다. 따라서, 고온 플레이트(151)는 열변형 방지 간격재(173)에 의해 지지될 수 있고, 열변형 방지 간격재(173)의 두께만큼 챔버 몸체(100)와 이격될 수 있다.The heat deformation prevention spacer (173) can be placed under the plate support (171) that is fastened to the high temperature plate (151). Accordingly, the high temperature plate (151) can be supported by the heat deformation prevention spacer (173) and can be spaced apart from the chamber body (100) by the thickness of the heat deformation prevention spacer (173).
일예로, 고온 플레이트(151)는 히팅수단(101)에서 발생되는 열에 의해 열팽창될 수 있다. 이러한 열팽창에 의해 고온 플레이트(151)에는 뒤틀림이 발생될 수 있다. 열변형 방지 간격재(173)는 이러한 열팽창에 의한 고온 플레이트(151)의 뒤틀림과 고온 플레이트(151)의 하중에 의한 변형을 방지할 수 있다.For example, the high temperature plate (151) may be thermally expanded by heat generated from the heating means (101). Such thermal expansion may cause distortion in the high temperature plate (151). The thermal deformation prevention spacer (173) can prevent distortion of the high temperature plate (151) due to such thermal expansion and deformation due to the load of the high temperature plate (151).
열변형 방지 간격재(173)는 고온 플레이트(151)와의 마찰을 최소화하기 위해 마찰 계수가 작은 재질로 형성됨이 바람직하다. 일예로, 고온 플레이트(151)가 열에 의해 열팽창이 발생될 경우, 열변형 방지 간격재(173)와 접촉되어 마찰이 발생될 수 있고, 그로 인해 변형 및 파손 등이 발생될 수 있다. 따라서, 이러한 문제를 최소화하기 위해 열변형 방지 간격재(173)를 마찰 계수가 작은 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 열변형 방지 간격재(173)는 고온 플레이트(151)의 하중과 고정에 의해 발생되는 누르는 힘을 버틸 수 있도록 내구성이 높은 재질로 형성될 수 있고, 고온 플레이트(151)에서 발생되는 열이 챔버 몸체(100)로 전달되지 않도록 열 전달율이 작은 재질로 형성될 수 있다.It is preferable that the heat deformation prevention spacer (173) be formed of a material having a low coefficient of friction in order to minimize friction with the high-temperature plate (151). For example, when the high-temperature plate (151) undergoes thermal expansion due to heat, it may come into contact with the heat deformation prevention spacer (173) and friction may occur, which may result in deformation and breakage. Therefore, it is preferable that the heat deformation prevention spacer (173) be formed of a material having a low coefficient of friction in order to minimize such problems. In addition, the heat deformation prevention spacer (173) may be formed of a material having high durability in order to withstand the load and pressing force generated by fixing of the high-temperature plate (151), and may be formed of a material having a low heat transfer rate in order to prevent heat generated from the high-temperature plate (151) from being transferred to the chamber body (100).
이러한 열변형 방지 간격재(173)로는 열가소성 플라스틱이 사용될 수 있고, 일예로, 피크(PEEK) 재질로 형성된 열변형 방지 간격재(173)가 사용될 수 있다.A thermoplastic plastic may be used as the heat deformation prevention spacer (173), and for example, a heat deformation prevention spacer (173) formed of PEEK material may be used.
즉, 고온 플레이트(151)는 플레이트 지지대(171)의 가압에 의해 고정될 수 있다. 또한, 고온 플레이트(151)의 상부면과 하부면에 배치된 마찰방지 와셔(172) 및 열변형 방지 간격재(173)에 의해 열팽창에 따른 고온 플레이트(151)의 변형을 방지할 수 있고, 마찰에 의한 고온 플레이트(151)의 변형 및 파손을 방지할 수 있다.That is, the high temperature plate (151) can be fixed by the pressure of the plate support (171). In addition, the deformation of the high temperature plate (151) due to thermal expansion can be prevented by the anti-friction washer (172) and the anti-thermal deformation spacer (173) arranged on the upper and lower surfaces of the high temperature plate (151), and the deformation and damage of the high temperature plate (151) due to friction can be prevented.
계속해서, 도 3을 참조하면, 히팅 베리어(152)는 고온 플레이트(151) 상부면 외곽에 배치될 수 있다. 또한, 히팅 베리어(152)는 얇은 막 형태를 가질 수 있다.Continuing with reference to FIG. 3, the heating barrier (152) may be placed on the outer surface of the upper surface of the high temperature plate (151). In addition, the heating barrier (152) may have a thin film form.
일예로, 히팅 베리어(152)는 고온 플레이트(151) 상부에서 고온 플레이트(151)를 감싸도록 외곽에 배치됨으로써 고온 플레이트(151)에서 발산되는 열이 히팅부(150) 내부에 고립되도록 할 수 있다.For example, a heating barrier (152) may be arranged on the outside of the high-temperature plate (151) to surround the high-temperature plate (151) so that heat emitted from the high-temperature plate (151) is isolated inside the heating unit (150).
예컨대, 챔버 몸체(100)는 액화 방지를 위해 고온 유지가 필요하나, 강성을 유지하기 위해서 큰 부피의 챔버 몸체(100)를 가질 수밖에 없다. 따라서, 큰 부피의 챔버 몸체(100)를 고온으로 유지하기 위해서는 많은 에너지가 요구되기 때문에 에너지 낭비가 클 수밖에 없다. 또한, 공정을 위해 100도 이상의 온도를 유지하기 위해서는 챔버 몸체(100)의 열변형을 고려한 복잡한 설계 반영이 필요하기 때문에 작업 용이성이 떨어진다.For example, the chamber body (100) needs to be maintained at a high temperature to prevent liquefaction, but in order to maintain rigidity, it must have a large volume of the chamber body (100). Therefore, in order to maintain a high temperature of the chamber body (100) of a large volume, a lot of energy is required, so energy waste is bound to be large. In addition, in order to maintain a temperature of 100 degrees or higher for the process, a complex design that takes into account thermal deformation of the chamber body (100) is required, which reduces the ease of operation.
이러한 불합리한 사항을 개선하기 위해 챔버 몸체(100) 내에 히팅 베리어(152)를 배치함으로써 히팅되는 공간이 챔버 몸체(100) 외벽과 분리되도록 할 수 있고, 고온 플레이트(151)에서 발산된 열을 기판(1)이 배치된 부위로 집중되도록 할 수 있다. 더욱이, 히팅 베리어(152)는 얇은 막 형태로 구조물 부피가 작기 때문에 적은 열 에너지로도 고온을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 챔버 몸체(100)의 열변형도 개선할 수 있다.In order to improve these unreasonable matters, by arranging a heating barrier (152) within the chamber body (100), the space to be heated can be separated from the outer wall of the chamber body (100), and the heat emitted from the high temperature plate (151) can be concentrated on the area where the substrate (1) is placed. Furthermore, since the heating barrier (152) is in the form of a thin film and has a small structural volume, it can maintain a high temperature with little heat energy, and can also improve thermal deformation of the chamber body (100).
히팅 베리어(152)는 고온 플레이트(151)와의 직접적인 접촉을 통해 고온 유지가 가능하며, 히팅 베리어(152)의 열과 고온 플레이트(151)의 복사열을 통해 기판(1)의 온도 균일도를 향상시킬 수 있다. 즉, 기판(1)이 상부와 하부에서 방사되는 복사열을 통해 승온되는 방식보다 상부, 하부 및 측면에서 방사되는 복사열을 통해 기판(1)이 승온될 수 있기 때문에 기판(1)의 온도 균일도를 향상시킬 수 있다.The heating barrier (152) can maintain a high temperature through direct contact with the high temperature plate (151), and the temperature uniformity of the substrate (1) can be improved through the heat of the heating barrier (152) and the radiant heat of the high temperature plate (151). That is, since the substrate (1) can be heated through radiant heat radiated from the top, bottom, and side, rather than through the method in which the substrate (1) is heated through radiant heat radiated from the top and bottom, the temperature uniformity of the substrate (1) can be improved.
또한, 히팅 베리어(152)는 온도 균일도 향상뿐만 아니라 기판(1)의 상부, 하부 및 측면에서 방사되는 복사열을 통해 기판(1)의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있기 때문에 공정 성능 개선 및 공정 시간도 단축시킬 수 있다.In addition, the heating barrier (152) can rapidly increase the temperature of the substrate (1) through radiant heat radiated from the top, bottom, and sides of the substrate (1) as well as improve temperature uniformity, thereby improving process performance and shortening the process time.
이러한 히팅 베리어(152) 측면에는 측면을 관통한 형태의 배기 포트(155)가 형성될 수 있다. 즉, 히팅 베리어(152)에 형성된 배기 포트(103)를 통해 H20 수증기와 반응물이 배기되도록 할 수 있다. 일예로, 노즐 플레이트(130)에서 분사되는 H20 수증기와 기판(1)에서 발생되는 반응물은 히팅 베리어(152)의 측면에 형성된 배기 포트(103)를 통해 히팅 베리어(152) 외부로 이동될 수 있고, 이동된 H20 수증기와 반응물은 압력 제어부(140)를 통해 펌핑되어 챔버 몸체(100) 외부로 배출될 수 있다.An exhaust port (155) penetrating the side of the heating barrier (152) may be formed. That is, H2 0 vapor and the reactant may be exhausted through the exhaust port (103) formed in the heating barrier (152). For example, H2 0 vapor sprayed from the nozzle plate (130) and the reactant generated from the substrate (1) may be moved to the outside of the heating barrier (152) through the exhaust port (103) formed in the side of the heating barrier (152), and the moved H2 0 vapor and the reactant may be pumped through the pressure control unit (140) and discharged to the outside of the chamber body (100).
따라서, 배기 포트(103)는 압력 제어부(140)에 의해 히팅 베리어(152) 내부와 외부의 압력차를 적절히 유지하며 배기되는 속도를 제어할 수 있으며, 히팅 베리어(152)에 의해 와류와 같은 이상 기류 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 액화된 H20 또는 오염물이 기판(1) 방향으로 이동되는 것을 차단하여 H20 또는 오염물에 의해 기판(1)이 오염되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the exhaust port (103) can control the exhaust speed by appropriately maintaining the pressure difference between the inside and outside of the heating barrier (152) by the pressure control unit (140), and can prevent abnormal airflow phenomena such as eddies from occurring by the heating barrier (152). In addition, it is possible to prevent the substrate (1) from being contaminated by H2 0 or contaminants by blocking the movement of liquefied H2 0 or contaminants toward the substrate (1).
도 4는 본 발명에 따른 부식 방지 진공 장치를 이용한 플라즈마 처리 시스템의 처리 순서를 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a drawing showing the processing sequence of a plasma processing system using a corrosion-preventing vacuum device according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 부식 방지 진공 장치를 이용한 플라즈마 처리 시스템의 처리 순서를 나타낸 순서도이다.Figure 5 is a flowchart showing the processing sequence of a plasma processing system using a corrosion-preventing vacuum device according to the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 부식 방지 진공 장치를 이용한 플라즈마 처리 시스템의 처리 순서는 기판 공급부(10)에서 기판 반송부(20)로 이송된 기판(1)을 반송 로봇을 이용하여 기판 처리부(30)의 메인 챔버(31)로 이송하는 단계(S510), 메인 챔버(31)로 이송된 기판(1)을 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정을 수행하는 단계(S520), 기판 처리 공정이 완료된 기판(1)을 반송 로봇을 이용하여 기판 처리부(30)의 부식 방지 챔버(100)로 이송하는 단계(S530), 부식 방지 챔버(100)로 이송된 기판(1)을 H20 수증기를 이용하여 부식 방지 공정을 수행하는 단계(S540) 및 부식 방지 공정이 완료된 기판(1)을 반송 로봇을 이용하여 기판 공급부(10)로 이송하는 단계(S550)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, the processing sequence of the plasma processing system using a corrosion-prevention vacuum device may include a step (S510) of transporting a substrate (1) transported from a substrate supply unit (10) to a substrate return unit (20) to a main chamber (31) of a substrate processing unit (30) using a return robot, a step (S520) of performing a substrate processing process on the substrate (1) transported to the main chamber (31) using plasma, a step (S530) of transporting the substrate (1) on which the substrate processing process has been completed to a corrosion prevention chamber (100) of the substrate processing unit (30) using a return robot, a step (S540) of performing a corrosion prevention process on the substrate (1) transported to the corrosion prevention chamber (100) usingH2O vapor, and a step (S550) of transporting the substrate (1) on which the corrosion prevention process has been completed to the substrate supply unit (10) using a return robot.
우선, 외부에서 기판 공급부(10)로 기판(1)이 반입되면, 반송 로봇은 기판 공급부(10)에 반입된 기판(1)을 기판 반송부(20)로 이송한다. 기판 반송부(20)로 기판(1)이 이송되면 반송 로봇은 기판 처리부(30)의 메인 챔버(31)로 기판(1)을 공급할 수 있다. 이때, 기판 처리부(30)가 다수의 메인 챔버(31)를 가질 경우, 기판 공급부(10)에 반입된 기판(1)은 기판(1) 순서에 맞게 다수의 메인 챔버(31)에 순차적으로 공급될 수 있다.(S510)First, when a substrate (1) is brought into the substrate supply unit (10) from the outside, the transfer robot transfers the substrate (1) brought into the substrate supply unit (10) to the substrate return unit (20). When the substrate (1) is transferred to the substrate return unit (20), the transfer robot can supply the substrate (1) to the main chamber (31) of the substrate processing unit (30). At this time, when the substrate processing unit (30) has a plurality of main chambers (31), the substrate (1) brought into the substrate supply unit (10) can be sequentially supplied to the plurality of main chambers (31) according to the order of the substrates (1). (S510)
기판(1)이 공급된 메인 챔버(31)는 플라즈마를 이용하여 기판 처리 공정을 수행할 수 있다.(S520) 이때, 메인 챔버(31)에서 수행되는 기판 처리 공정은 염소(Cl)계 가스를 이용하여 금속층(Metal Layer)을 식각하는 공정이 포함될 수 있다.The main chamber (31) supplied with the substrate (1) can perform a substrate processing process using plasma. (S520) At this time, the substrate processing process performed in the main chamber (31) can include a process of etching a metal layer using chlorine (Cl)-based gas.
메인 챔버(31)에서 기판 처리 공정이 완료되면, 반송 로봇은 공정이 완료된 메인 챔버(31)로부터 기판(1)을 반출하고, 반출된 기판(1)을 기판 처리부(30)의 부식 방지 챔버(100)로 공급할 수 있다.(S530)When the substrate processing process is completed in the main chamber (31), the return robot can remove the substrate (1) from the main chamber (31) where the process is completed and supply the removed substrate (1) to the corrosion prevention chamber (100) of the substrate processing unit (30). (S530)
부식 방지 챔버(100)에 공급된 기판(1)은 기화기(120)에서 공급된 H20 수증기를 이용하여 부식 방지 공정이 수행될 수 있다.(S540) 즉, 부식 방지 챔버(100)로 공급된 기판(1)은 기판 지지대(160)에 안착되고, 기화기(120)에서 공급된 H20 수증기가 노즐 플레이트(130)를 통해 기판(1)으로 분사될 수 있다. 분사된 H20 수증기에 의해 염소나 염소계 화합물을 수소(H)와 반응시켜 HCl(염화수소)를 생성하여 금속층뿐만 아니라 감광성 물질에 남아있는 염소나 염소계 화합물을 제거할 수 있다. 이때, 기판(1)은 히팅부(150)의 고온 플레이트(151)와 히팅 베리어(152)에 의해 온도 균일도가 향상될 수 있으며, 기판(1)의 상부, 하부, 측면에서 방사되는 복사열을 통해 기판(1)의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있어 공정 성능 개선 및 공정 시간를 단축시킬 수 있다.A substrate (1) supplied to a corrosion prevention chamber (100) can undergo a corrosion prevention process using H2 0 vapor supplied from a vaporizer (120). (S540) That is, the substrate (1) supplied to the corrosion prevention chamber (100) is placed on a substrate support (160), and H2 0 vapor supplied from the vaporizer (120) can be sprayed onto the substrate (1) through a nozzle plate (130). The sprayed H2 0 vapor causes chlorine or a chlorine-based compound to react with hydrogen (H) to generate HCl (hydrogen chloride), thereby removing chlorine or a chlorine-based compound remaining in the photosensitive material as well as the metal layer. At this time, the temperature uniformity of the substrate (1) can be improved by the high temperature plate (151) and heating barrier (152) of the heating unit (150), and the temperature of the substrate (1) can be quickly increased through radiant heat radiated from the upper, lower, and side surfaces of the substrate (1), thereby improving process performance and shortening the process time.
부식 방지 공정이 완료되면, 반송 로봇은 공정이 완료된 기판(1)을 기판 반송부(20)로 반출하고, 메인 공정이 완료되어 기판 반송부(20)에서 대기하고 있는 다음 기판(1)을 부식 방지 챔버(100)로 공급할 수 있다. 부식 방지 챔버(100)에서 기판 반송부(20)로 반출된 기판(1)은 반송 로봇에 의해 기판 공급부(10)로 이송되어 외부로 반출될 수 있다.(S550)When the corrosion prevention process is completed, the return robot transfers the substrate (1) whose process has been completed to the substrate return unit (20), and the next substrate (1) whose main process has been completed and is waiting in the substrate return unit (20) can be supplied to the corrosion prevention chamber (100). The substrate (1) transferred from the corrosion prevention chamber (100) to the substrate return unit (20) can be transferred to the substrate supply unit (10) by the return robot and transferred to the outside. (S550)
도 6은 본 발명에 따른 부식 방지 진공 장치를 이용한 플라즈마 처리 시스템의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a drawing showing another embodiment of a plasma processing system using a corrosion-preventing vacuum device according to the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 시스템의 다른 실시예로는 기판 반송부(20)가 육각 형태를 가질 수 있다. 일예로, 육각 형태의 기판 반송부(20)는 육각의 일면에 각각 기판 공급부(10), 다수의 메인 챔버(31) 및 부식 방지 챔버(100)가 배치될 수 있다. 이때, 부식 방지 챔버(100)는 상부 부식 방지 챔버(100) 및 하부 부식 방지 챔버(100)를 포함할 수 있다. 또한, 상부와 하부 부식 방지 챔버(100) 사이에 부식 방지 챔버(100) 추가가 가능하다. 즉, 부식 방지 챔버(100)는 상부 방향으로 적층된 2단 이상의 챔버 형태를 가질 수 있다. 이러한, 다수의 메인 챔버와 2단 이상의 다수의 부식 방지 챔버(100) 구성에 의해 다수의 메인 챔버(31)에서 공급되는 다수의 기판(1)이 빠르게 처리되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 6, in another embodiment of the plasma processing system according to the present invention, the substrate return unit (20) may have a hexagonal shape. For example, the hexagonal substrate return unit (20) may have a substrate supply unit (10), a plurality of main chambers (31), and a corrosion prevention chamber (100) arranged on each side of the hexagon. At this time, the corrosion prevention chamber (100) may include an upper corrosion prevention chamber (100) and a lower corrosion prevention chamber (100). In addition, a corrosion prevention chamber (100) may be added between the upper and lower corrosion prevention chambers (100). That is, the corrosion prevention chamber (100) may have a chamber shape of two or more stages stacked in an upward direction. By this configuration of a plurality of main chambers and a plurality of corrosion prevention chambers (100) of two or more stages, a plurality of substrates (1) supplied from a plurality of main chambers (31) can be processed quickly.
상술한 바와 같이, 금속층(Metal Layer)을 식각하는 공정에서 사용된 잔여 염소(Cl)계 가스를 제거하기 위해 H20 수증기를 이용한 부식 방지 공정을 수행함으로써 수소의 단순 결합 반응을 통해 잔여 염소(Cl)계 가스를 빠르게 반응 및 제거할 수 있다. 또한, 챔버 몸체(100) 내에 히팅 베리어(152)로 둘러싸인 히팅부(150)를 마련하여 히팅부(150) 내부만 가열되도록 할 수 있기 때문에 챔버 가열에 따른 에너지 낭비를 감소시킬 수 있으며, 히팅 베리어(152)와 이격수단에 의해 히팅부(150)를 챔버 몸체(100)의 외벽 및 바닥으로부터 이격되도록 배치함으로써 챔버 몸체(100)에 의해 열이 손실되는 것을 방지할 수 있다.As described above, by performing a corrosion prevention process usingH20 vapor to remove residual chlorine (Cl)-based gas used in the process of etching the metal layer, the residual chlorine (Cl)-based gas can be quickly reacted and removed through a simple bonding reaction of hydrogen. In addition, since a heating unit (150) surrounded by a heating barrier (152) is provided within the chamber body (100) so that only the inside of the heating unit (150) is heated, energy waste due to chamber heating can be reduced, and by arranging the heating unit (150) to be separated from the outer wall and bottom of the chamber body (100) by the heating barrier (152) and the separation means, heat loss by the chamber body (100) can be prevented.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.Meanwhile, the embodiments of the present invention disclosed in this specification and drawings are merely specific examples presented to help understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains that other modified examples based on the technical idea of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.
100 : 부식 방지 챔버110 : 챔버 몸체
120 : 기화기130 : 노즐 플레이트
131 : 노즐140 : 압력 제어부
141 : 드라이 펌프142 : 압력 게이지
143 : 압력 제어 밸브144 : 응축기
145 : 배출기150 : 히팅부
151 : 고온 플레이트152 : 히팅 베리어
153 : 히팅수단154 : 관통홀
155 : 배기 포트160 : 기판 지지대
170 : 이격부재171 : 플레이트 지지대
172 : 마찰방지 와셔173 : 열변형 방지 간격재100: Corrosion-resistant chamber 110: Chamber body
120 : Carburetor 130 : Nozzle Plate
131: Nozzle 140: Pressure control unit
141 : Dry pump 142 : Pressure gauge
143 : Pressure control valve 144 : Condenser
145 : Exhaust 150 : Heating part
151: High temperature plate 152: Heating barrier
153: Heating means 154: Through hole
155: Exhaust port 160: Substrate support
170: Spacing member 171: Plate support
172: Anti-friction washer 173: Anti-heat deformation spacer
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