JP2012516564A - Batch type substrate processing equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】バッチ式基板処理装置であって、複数枚の基板を同時に処理することができ、基板処理時に、雰囲気を組成するためのガスの供給及び排出を行うためのガス供給管及びガス排気管が、チャンバの内部に互いに対向して配置され、チャンバ内に搬入された基板に対して基板処理ガスを均一に供給できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る複数枚の基板を同時に処理可能なバッチ式基板処理装置1は、複数枚の基板10に対して基板処理空間を提供するチャンバ20と、複数枚の基板10を搭載支持するボート30と、基板10の積載方向に沿って一定間隔で配置された複数のヒータ70と、チャンバ20内に配置されたガス管ベース300とを備え、該ガス管ベースに、ガス供給管100及びガス排気管200が連結されている。
【選択図】図1A batch type substrate processing apparatus capable of processing a plurality of substrates at the same time, and supplying and discharging a gas for composing an atmosphere during the substrate processing. However, the present invention provides a substrate processing apparatus that is disposed inside the chamber so as to face each other and can uniformly supply the substrate processing gas to the substrate carried into the chamber.
A batch type substrate processing apparatus capable of simultaneously processing a plurality of substrates according to the present invention includes a chamber for providing a substrate processing space for the plurality of substrates and a plurality of substrates. A boat 30 to be supported, a plurality of heaters 70 arranged at regular intervals along the stacking direction of the substrates 10, and a gas pipe base 300 arranged in the chamber 20. A gas supply pipe is provided on the gas pipe base. 100 and the gas exhaust pipe 200 are connected.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、バッチ式基板処理装置に関し、より詳細には、複数枚の基板を同時に処理することができ、基板処理時に雰囲気組成ガスの供給及び排出をそれぞれ行うためのガス供給管及びガス排気管がチャンバの内部に互いに対向して配置され、チャンバ内に搬入された基板に対して基板処理ガスを均一に供給することができる、バッチ式基板処理装置に関する。 The present invention relates to a batch-type substrate processing apparatus, and more specifically, a gas supply pipe and a gas exhaust pipe that can simultaneously process a plurality of substrates and supply and discharge atmospheric composition gas during substrate processing, respectively. The present invention relates to a batch-type substrate processing apparatus in which the substrate processing gas is arranged in the chamber so as to face each other and the substrate processing gas can be uniformly supplied to the substrate carried into the chamber.
近年、平板ディスプレイの需要が急増していることに加えて、大画面ディスプレイが好まれる傾向が次第に強くなっていることから、平板ディスプレイ製造用の大面積基板処理装置への関心が高まっている。 In recent years, in addition to the rapid increase in demand for flat panel displays, the tendency to favor large screen displays has become increasingly strong, which has increased interest in large area substrate processing equipment for flat panel display manufacturing.
平板ディスプレイを製造する際に使用される大面積基板処理装置は、蒸着装置と熱処理(またはアニール)装置とに大別することができる。蒸着装置は、平板ディスプレイの構成要素である透明導電層、絶縁層、金属層またはシリコン層を形成する工程で用いられる装置である。熱処理装置は、平板ディスプレイを構成する層を結晶化や相変化させるために熱処理するための装置である。 Large-area substrate processing apparatuses used when manufacturing a flat panel display can be broadly classified into vapor deposition apparatuses and heat treatment (or annealing) apparatuses. A vapor deposition apparatus is an apparatus used in the process of forming a transparent conductive layer, an insulating layer, a metal layer, or a silicon layer which is a component of a flat panel display. The heat treatment apparatus is an apparatus for heat treatment in order to crystallize or change the phase of the layer constituting the flat panel display.
代表的な熱処理装置としては、液晶ディスプレイ用薄膜トランジスタを製造する際に、ガラス基板上に蒸着された非晶質シリコンをポリシリコンに結晶化させるシリコン結晶化装置がある。最近、このシリコン結晶化装置は、薄膜型太陽電池を製造する際に、光吸収層に相当するポリシリコン層を形成する場合にも多く用いられている。 As a typical heat treatment apparatus, there is a silicon crystallization apparatus that crystallizes amorphous silicon deposited on a glass substrate into polysilicon when manufacturing a thin film transistor for a liquid crystal display. Recently, this silicon crystallization apparatus is often used for forming a polysilicon layer corresponding to a light absorption layer when manufacturing a thin film solar cell.
通常、基板処理装置には、1枚の基板に対して熱処理を行うことができる枚葉式と、複数枚の基板に対して処理を同時に行うことができるバッチ式とがある。最近では、複数枚の基板を同時に熱処理可能なバッチ式が脚光を浴びている。 In general, the substrate processing apparatus includes a single wafer type capable of performing heat treatment on one substrate and a batch type capable of simultaneously performing processing on a plurality of substrates. Recently, a batch type capable of simultaneously heat-treating a plurality of substrates has been spotlighted.
一方、最近、平板ディスプレイや太陽電池の大面積化及び生産性向上の面から、バッチ式基板処理装置は、複数の大面積基板(例えば、ガラス基板または石英基板)を収容できるほどに大面積化がなされている。 On the other hand, recently, from the viewpoint of increasing the area and productivity of flat panel displays and solar cells, the batch type substrate processing apparatus has become large enough to accommodate a plurality of large area substrates (for example, glass substrates or quartz substrates). Has been made.
このようなバッチ式基板処理装置の大面積化に伴い、基板処理時に必要なソースガスまたは雰囲気ガスを基板処理装置内に円滑かつ均一に供給することが非常に重要である。すなわち、ソースガスまたは雰囲気ガスがバッチ式基板処理装置内に円滑かつ均一に供給されたときにのみ、複数の大面積基板全体にわたる基板処理膜の特性が均一に維持できるのである。 Accompanying the increase in the area of such a batch type substrate processing apparatus, it is very important to smoothly and uniformly supply the source gas or the atmospheric gas necessary for substrate processing into the substrate processing apparatus. That is, only when the source gas or the atmospheric gas is supplied smoothly and uniformly into the batch type substrate processing apparatus, the characteristics of the substrate processing film over the plurality of large area substrates can be maintained uniformly.
したがって、大面積基板の面積全体にわたって均一な基板処理が可能なバッチ式基板処理装置の開発が急務となっている。 Accordingly, there is an urgent need to develop a batch-type substrate processing apparatus that can perform uniform substrate processing over the entire area of a large-area substrate.
本発明は、上記の従来技術の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、チャンバ内に、基板処理時に必要なガスを均一に供給することにより、チャンバ内に搬入されたすべての基板に対して均一な基板処理を可能にするバッチ式基板処理装置を提供することである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and the object thereof is to carry into the chamber by uniformly supplying a gas necessary for substrate processing into the chamber. To provide a batch type substrate processing apparatus that enables uniform substrate processing for all substrates.
上記の目的を達成するために、本発明は、複数枚の基板を同時に処理可能なバッチ式基板処理装置であって、複数枚の基板に対して基板処理空間を提供するチャンバと、複数枚の基板を搭載支持するボートと、基板の積載方向に沿って一定間隔で配置された複数のヒータと、チャンバ内の片側に配置されたガス管ベースとを備え、該ガス管ベースにガス供給管及びガス排気管が連結されていることを特徴とする基板処理装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a batch type substrate processing apparatus capable of processing a plurality of substrates simultaneously, a chamber for providing a substrate processing space for the plurality of substrates, and a plurality of substrates. A boat for mounting and supporting a substrate, a plurality of heaters arranged at regular intervals along the substrate stacking direction, and a gas pipe base arranged on one side in the chamber, the gas pipe base including a gas supply pipe and Provided is a substrate processing apparatus having a gas exhaust pipe connected thereto.
本発明はまた、複数枚の基板を同時に基板処理可能なバッチ式基板処理装置であって、複数枚の基板に対して基板処理空間を提供するチャンバと、複数枚の基板を搭載支持するボートと、基板の積載方向に沿って一定間隔で配置された複数のヒータと、チャンバ内の両側にそれぞれ配置されたガス管ベースとを備え、各ガス管ベースにガス供給管またはガス排気管が連結されていることを特徴とする基板処理装置を提供する。 The present invention is also a batch type substrate processing apparatus capable of simultaneously processing a plurality of substrates, a chamber for providing a substrate processing space for the plurality of substrates, a boat for mounting and supporting the plurality of substrates, A plurality of heaters arranged at regular intervals along the substrate stacking direction, and gas pipe bases arranged on both sides of the chamber, and a gas supply pipe or a gas exhaust pipe is connected to each gas pipe base. Provided is a substrate processing apparatus.
ガス管ベースに複数のガス供給管及びガス排気管が連結される場合、ガス供給管及びガス排気管は交互に連結され得る。 When a plurality of gas supply pipes and gas exhaust pipes are connected to the gas pipe base, the gas supply pipes and gas exhaust pipes may be connected alternately.
ガス供給管及びガス排気管には、それぞれ複数のガス供給孔及びガス排気孔が形成され得る。 A plurality of gas supply holes and gas exhaust holes may be formed in the gas supply pipe and the gas exhaust pipe, respectively.
ガス供給孔及びガス排気孔は、チャンバの内側を向き、ボートに搭載された基板に対応するように形成され得る。 The gas supply hole and the gas exhaust hole may be formed to face the inside of the chamber and correspond to the substrate mounted on the boat.
ガス管ベースは、内部に空間が形成される本体と、本体に連結されたガスポートと、本体に形成され、ガス供給管またはガス排気管のうちの少なくとも一方が連結される連結孔とを備えることができる。 The gas pipe base includes a main body in which a space is formed, a gas port connected to the main body, and a connection hole formed in the main body and connected to at least one of a gas supply pipe or a gas exhaust pipe. be able to.
ガスポートは、ガス供給管に対応するガス供給ポートまたはガス排気管に対応するガス排気ポートのうちのいずれか一方であり得る。 The gas port may be either a gas supply port corresponding to the gas supply pipe or a gas exhaust port corresponding to the gas exhaust pipe.
ガス管ベースの本体の内部に、ガス拡散板をさらに設けることができる。 A gas diffusion plate can be further provided inside the main body of the gas pipe base.
ガス拡散板には、複数の拡散孔が形成され得る。 A plurality of diffusion holes can be formed in the gas diffusion plate.
ガス供給管は、表面に複数の噴射孔が形成された複数のガス噴射管を備え、複数のガス噴射管は、基板に平行に配置され得る。 The gas supply pipe includes a plurality of gas injection pipes having a plurality of injection holes formed on a surface thereof, and the plurality of gas injection pipes may be arranged in parallel to the substrate.
複数のガス噴射管は、第1ガス噴射管と、第2ガス噴射管と、第3ガス噴射管とからなり得る。 The plurality of gas injection pipes may include a first gas injection pipe, a second gas injection pipe, and a third gas injection pipe.
ガス供給管に供給された基板処理ガスは、複数のガス噴射管のうち、最上部に配置されたガス噴射管から最も先に噴射され得る。 The substrate processing gas supplied to the gas supply pipe can be jetted first from the gas jet pipe arranged at the top of the plurality of gas jet pipes.
複数のガス噴射管のうち、任意のガス噴射管における複数の噴射孔の直径は、ガス供給管内における基板処理ガスの進行方向に沿って次第に増大するようにすることができる。 Of the plurality of gas injection pipes, the diameter of the plurality of injection holes in any gas injection pipe can be gradually increased along the direction of travel of the substrate processing gas in the gas supply pipe.
複数のガス噴射管のうち、任意のガス噴射管における複数の噴射孔の直径は、該任意のガス噴射管において互いに同一であるが、該任意のガス噴射管より上側に配置されたガス噴射管の噴射孔の直径よりも大きくなるようにすることができる。 Among the plurality of gas injection pipes, the diameters of the plurality of injection holes in the arbitrary gas injection pipe are the same as each other in the arbitrary gas injection pipe, but the gas injection pipe disposed above the arbitrary gas injection pipe It can be made larger than the diameter of the injection hole.
本発明によれば、チャンバ内に、基板処理時に必要なガスを均一に供給することにより、チャンバ内に搬入されたすべての基板に対して均一な基板処理が行われるという効果を奏する。 According to the present invention, by uniformly supplying a gas necessary for substrate processing into the chamber, there is an effect that uniform substrate processing is performed on all the substrates carried into the chamber.
また、本発明によれば、複数枚の基板に対して全体的に均一な基板処理を可能にすることにより、平板ディスプレイ及び太陽電池の生産性を向上させるという効果がある。 In addition, according to the present invention, it is possible to improve the productivity of a flat panel display and a solar cell by enabling uniform substrate processing on a plurality of substrates as a whole.
以下、添付図面を参照して本発明の構成を詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明に係るバッチ式基板処理装置は、内部に基板処理空間が提供されるチャンバと、基板を搭載支持するボートと、基板を加熱するためのヒータと、基板処理工程の雰囲気を調節するための雰囲気ガスの供給及び排気を行うためのガス供給管及びガス排気管とを備えて構成され得る。このようなバッチ式基板処理装置の一般的な構成及びこれを用いた基板処理工程は、この分野における公知技術であるため、これに関する詳細な説明は省略する。 A batch type substrate processing apparatus according to the present invention includes a chamber in which a substrate processing space is provided, a boat for mounting and supporting the substrate, a heater for heating the substrate, and an atmosphere for adjusting the substrate processing step. A gas supply pipe and a gas exhaust pipe for supplying and exhausting the atmospheric gas may be provided. A general configuration of such a batch type substrate processing apparatus and a substrate processing process using the same are well-known techniques in this field, and thus detailed description thereof will be omitted.
図1は、バッチ式基板処理装置1の構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a batch type
まず、バッチ式基板処理装置1内に搬入される基板10の材質には特に制限はなく、ガラス、プラスチック、ポリマー、シリコンウエハ、ステンレス鋼など、多様な材質の基板10が搬入され得る。以下では、LCDやOLEDのような平板ディスプレイと薄膜シリコン型太陽電池の分野において最も一般的に用いられる矩形ガラス基板を想定して説明する。
First, the material of the
バッチ式基板処理装置1は、基板10に対する基板処理空間を提供する直方体形状のチャンバ20と、チャンバ20を支持するフレーム(図示せず)とを備えて構成される。チャンバ20の材質はステンレス鋼であることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
チャンバ20の1つの側部には、第1開口22が形成されている。第1開口22を通して、トランスファアームのような基板搬入装置(図示せず)を用いて、基板10の搬入及び搬出を行うことができる。第1開口22には、例えば、上下方向に開閉可能なドア(図示せず)を設けることができる。
The batch type
A
チャンバ20の上部には、第2開口24を形成することができる。第2開口24を通して、チャンバ20の内部に設けられる部品、例えば、ボート、ガス供給管、及びガス排気管などのメンテナンス及び交替が行われる。第2開口24には、開閉可能なカバー(図示せず)を設けることができる。
A
チャンバ20の内部には、複数枚の基板10の各々に対して、基板10を直接加熱するための複数の管状ヒータ70を一定間隔で設置することが可能である。このとき、複数のヒータ70は、チャンバ20の外壁に沿って形成されている複数の孔26を通して挿入されかつ固定され得る。ヒータ70の構成については後述する。
Inside the
図2は、バッチ式熱処理装置1の基板10、主ヒータユニット40及び補助ヒータユニット50の配置状態を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an arrangement state of the
図2を参照すると、主ヒータユニット40は、基板10の短辺と平行に一定間隔で配置される複数の主ヒータ70を備える。主ヒータ70は、標準的な長寸の棒状をなすヒータであって、石英管内部に発熱体が挿入されたもので、その両端部に設けられた端子を介して外部から電力が供給されて熱を発熱するような、主ヒータユニット40を構成する個々の構成要素である。本実施形態において、主ヒータユニット40は14個の主ヒータ70で構成されているが、主ヒータユニット40を構成する主ヒータ70の数は、チャンバ20内に搬入される基板10の大きさによって多様に変更することができる。
Referring to FIG. 2, the
主ヒータユニット40は、基板10の積載方向に沿って一定間隔で複数個配置される。基板10は、複数の主ヒータユニット40の間に配置される。本実施形態においては、3枚の基板10が4個の主ヒータユニット40の間に配置される構成を示しているが、主ヒータユニット40の数は、チャンバ20内に搬入される基板10の枚数によって多様に変更することができる。
A plurality of
基板10は、主ヒータユニット40間の中央に配置することが好ましい。また、基板10と主ヒータユニット40との間は、チャンバ20内に基板10を搬入する際、基板搬送装置のトランスファアーム(図示せず)の挙動に干渉しない程度に離間していることが好ましい。
The
このように、バッチ式熱処理装置1において、基板10の上方及び下方に、基板10の面積全体を覆うことができる14本の主ヒータ70で構成される主ヒータユニット40がそれぞれ設けられる。従って、基板10は、28本の主ヒータ70によって基板面内の温度が均一になるように加熱され、均一に熱処理されることができる。
As described above, in the batch
補助ヒータユニット50は、基板10の短辺方向に沿って平行に配置される第1補助ヒータユニット50aと、基板10の長辺方向に沿って配置される第2補助ヒータユニット50bとを備える。
The auxiliary heater unit 50 includes a first
第1補助ヒータユニット50aは、主ヒータユニット40の両側に主ヒータ70に平行に配置される複数の第1補助ヒータ52aを備える。本実施形態において、第1補助ヒータユニット50aは、4個の主ヒータユニット40の両側にそれぞれ1本、合計8本の第1補助ヒータ52aで構成されているが、第1補助ヒータユニット50aを構成する第1補助ヒータ52aの数は、チャンバ20にに設けられる主ヒータユニット40の数によって多様に変更することができる。
The first
第2補助ヒータユニット50bは、主ヒータユニット40の両側において主ヒータ70に対して垂直に配置される複数の第2補助ヒータ52bからなる。本実施形態では、第2補助ヒータユニット50bは、4個の主ヒータユニット40の両側において各主ヒータユニット40の上下1本ずつ位置するように配置された合計10本の第2補助ヒータ52bで構成されているが、第2補助ヒータユニット50bを構成する第2補助ヒータ52bの数は、チャンバ20に設けられる主ヒータユニット40の数によって多様に変更することができる。主ヒータユニット40は、複数の第2補助ヒータユニット50b間の中央に位置することが好ましい。
The second
第1補助ヒータ52a及び第2補助ヒータ52bは、前述のような主ヒータ70と同様に、標準的な長寸の棒状をなすヒータを使用することが好ましい。
As the first
このように、バッチ式熱処理装置1には、主ヒータユニット40の4つの側辺部に、8本の第1補助ヒータ52aで構成される第1補助ヒータユニット50aと、10本の第2補助ヒータ52bで構成される第2補助ヒータユニット50bとが設けられるので、主ヒータユニット40の4つの側辺部は18本の補助ヒータ52a、52bから熱を受けることになり、主ヒータユニット40の4つの側辺部が外部環境に接することにより不可避的に発生するチャンバ20内の熱損失を防止することができる。
As described above, the batch type
図3は、バッチ式熱処理装置1のボート30の構成を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the
図3に示すように、チャンバ20の内部には、チャンバ内に搬入された基板10を支持するための複数のボート30が設けられる。ボート30は、基板10の長辺側を支持するように設けられることが好ましい。本実施形態において、ボート30は、基板10の2つの長辺側に3個ずつ、合計6個設けられているが、基板10を安定して支持するために、それ以上の数のボートを設けることもでき、基板10のサイズによって多様に変更することができる。ボート30の材質は、石英であることが好ましい。
As shown in FIG. 3, a plurality of
また、図3を参照すると、基板10は、ホルダ12上に載置された状態でボート30に搭載されることが好ましい。熱処理工程中に熱処理温度がガラス基板の軟化温度に達すると、基板の自重により基板が下方に湾曲する現象が発生する。このような湾曲現象は、特に、基板の大面積化によってより大きな問題になる。このような問題を解決するために、基板10をホルダ12に搭載した状態で基板処理を行う。
In addition, referring to FIG. 3, the
図4は、図1のA−A断面斜視図である。 4 is a cross-sectional perspective view taken along line AA of FIG.
図4に示すように、チャンバ20内の一側には、複数のガス供給管100及び複数のガス排気管200が連結されたガス管ベース300が設置されている。図4において、説明の便宜上、ガス供給管100、ガス排気管200及びガス管ベース300以外の構成の図示は省略している。これは、後述する図においても同様である。
As shown in FIG. 4, a
ガス供給管100は、基板10に対する処理が行われるとき、基板処理における雰囲気組成ガスをチャンバ20の内部に供給する。ガス排気管200は、基板処理に用いた後の排ガスをチャンバ20の外部に排出する。
The
ガス供給管100及びガス排気管200の断面形状には特に制限がないが、製造の便宜上、円形にすることが好ましい。チャンバ20の内部に拡散しているガスの排気を容易にするために、ガス排気管200の直径はガス供給管100の直径よりも大きくすることが好ましい。ガス供給管100及びガス排気管200の材質は、石英を含むことができる。
Although there are no particular limitations on the cross-sectional shapes of the
一方、ガス管ベース300上において、ガス供給管100及びガス排気管200を交互に配置することは、チャンバ20内のガスの拡散及びチャンバ20からのガスの排気過程を円滑にするのに好適である。
On the other hand, alternately arranging the
ガス管ベース300は、ガス供給管100及びガス排気管200を支持しながら、ガス供給管100及びガス排気管200をチャンバ20の外部に設けられたガス供給部(図示せず)及びガス排気部(図示せず)とそれぞれ連結させる役割を果たす。
The
図5は、チャンバ20内にガス供給管100及びガス排気管200が配置された状態を示している。
FIG. 5 shows a state where the
図5に示すように、本発明の第1実施形態によれば、チャンバ20内の両側にガス管ベース300が設置されており、各ガス管ベース300には、ガス供給管100及びガス排気管200が連結されている。
As shown in FIG. 5, according to the first embodiment of the present invention,
図5を参照すると、ガス管ベース300は、チャンバ20内の各側に2つ、両側合わせて4つが配置されているが、ガス管ベース300の数は、チャンバ20の大きさ、ガス管ベース300の設置の容易性などを総合的に考慮して多様に変更することができる。必要に応じて、チャンバ20内の各側に1つ、両側合わせて2つのガス管ベース300を配置してもよい。
Referring to FIG. 5, two
ガス管ベース300には、ガス供給管100及びガス排気管200が交互に連結されている。このように交互に配列されるガス供給管100及びガス排気管200の状態は、互いに対向しているガス管ベース300に連結されているガス供給管100及びガス排気管200の配列状態にも適用することが好ましい。すなわち、図5のように、任意のガス供給管100が基板(図示せず)を挟んでガス排気管200と互いに対向し、任意のガス排気管200が基板(図示せず)を挟んでガス供給管200と互いに対向するように、ガス供給管100及びガス排気管200の配列を設定することができる。
A
また、図5を参照すると、チャンバ20内の一方の側に配置されたガス管ベース300には、3本のガス供給管100及び2本のガス排気管200が連結され、チャンバ20内の他方の側に配置されたガス管ベース300には、2本のガス供給管100及び3本のガス排気管200が連結されているが、各ガス管ベース300に連結されるガス供給管100及びガス排気管200の本数は、チャンバ20の大きさ、ガス供給管100及びガス排気管200の設置の容易性などを総合的に考慮して、多様に変更することができる。ただし、ガスの拡散及び排気過程が円滑になるように、チャンバ20の内部に設置されるガス供給管100及びガス排気管200の総数が同じになるようにすることが好ましい。
Referring to FIG. 5, three
図4及び図5を参照すると、ガス供給管100には、ガスが流出する複数のガス供給孔110が形成されており、ガス排気管200には、ガスが流入する複数のガス排気孔210が形成されている。ガス供給孔110及びガス排気孔210は、それぞれガス供給管100及びガス排気管200の長手方向に沿って形成されるとともに、チャンバ20の内側方向、すなわち、基板10に向かって形成されることが好ましい。ガス供給孔110及びガス排気孔210の数は、チャンバ20内に搬入される基板の枚数と同じになるようにすることが好ましいが、ガスの円滑な供給及び排気を考慮して、多様に変更することができる。
4 and 5, the
図6は、ガス供給管100及びガス排気管200がガス管ベース300に連結された状態を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the
図6を参照すると、ガス管ベース300は、本体310と、連結孔320と、ガスポート330とを備えて構成され得る。
Referring to FIG. 6, the
本体310は、所定の大きさに形成されており、内部には空間が形成され、外部から供給されるガスの拡散空間として使用可能である。図6において本体310は直方体に形成されているが、必ずしもこれに限定されるものではない。
The
隔壁312は、本体310の内部を複数に区切ることができる。このとき、隔壁312は、後述する連結孔320と、ガス供給ポート330a及びガス排気ポート330bとの間に形成され、ガス供給ポート330aを介して供給されるガスが、これに対応するガス供給管100に流入できるようにし、ガス排気管200に流入したガスは、これに対応するガス排気ポート330bに排気できるようにする。図6において、本体310の内部は4つの隔壁312により5つに区切られているが、隔壁312の数は、ガス供給管100及びガス排気管200の数に応じて増減可能である。この隔壁312の形成により、本体310、ひいては、ガス管ベース300の耐久性の強化といった効果を付随的に得ることができる。
The
連結孔320は、本体310の上部に複数個形成され、各連結孔320には、ガス供給管100またはガス排気管200の少なくともいずれか1つが連結される。ガス供給管100またはガス排気管200の連結を容易にするために、各連結孔320の直径は互いに異なるように形成され得る。連結孔320に連結されるガス供給管100またはガス排気管200の連結を強固にするために、連結孔320にはフランジ322が追加的に連結され得る。
A plurality of connection holes 320 are formed in the upper part of the
ガスポート330は、外部からガスが供給されるガス供給ポート330aと、排ガスを外部に排気するガス排気ポート330bとで構成され得る。
The gas port 330 may include a
ガス供給ポート330aは、本体310の下部に少なくとも1つ以上連結され得る。ガス供給ポート330aは、外部から供給されるガスを、ガス管ベース300の内部に流入させる。
At least one
ガス排気ポート330bは、ガス管ベース300の下部に少なくとも1つ以上連結され得る。ガス排気ポート330bは、ガス排気管200を介して流入した排ガスを、チャンバ20の外部に排気する。
At least one
一方、本体310の内部には、ガス拡散板340をさらに設けることができる。図7は、ガス管ベース300の内部にガス拡散板340が設けられた状態を示している。
Meanwhile, a
図7を参照すると、ガス拡散板340は、板状に形成され、本体310の内部に水平に設けられている。ガス拡散板340には、全体にわたって一定間隔で複数の拡散孔342が形成されている。拡散孔342の直径は、ガス供給ポート330aの直径に比べて十分に小さく形成されていることが好ましい。外部から供給されたガスは、ガス拡散板340の領域全体にわたって形成された拡散孔342を通過して拡散する。
Referring to FIG. 7, the
一方、チャンバ20からガスを排気する過程を考慮すると、ガス排気ポート330bとガス排気管200との間にガス拡散板340を設けないことが好ましい。
On the other hand, considering the process of exhausting gas from the
一方、ガス供給管100及びガス排気管200の配列は、図8及び図9に示すように変更することもできる。図8は、チャンバ20内にガス供給管100が配置された状態を示す斜視図である。図9は、図8のガス供給管100がガス管ベース300に連結された状態を示す断面斜視図である。
On the other hand, the arrangement of the
図8及び図9に示すような本発明の別の実施形態によれば、チャンバ20内の両側にガス管ベース300が配置されており、チャンバ20内の一方の側に配置されたガス管ベース300にはガス供給管100が連結されており、チャンバ20内の他方の側に配置されたガス管ベース300にはガス排気管200が連結されている。参考として、図8及び図9では、説明の便宜上、チャンバ20内の一方の側のガス供給管100が連結されているガス管ベース300のみを示している。
According to another embodiment of the present invention as shown in FIGS. 8 and 9, the
上記のように構成された本発明の第1実施形態に係るバッチ式基板処理装置1は、下記のように動作することができる。
The batch type
まず、チャンバ20内に設けられたボート30に基板10が搭載された後にヒータ70を作動させ、基板10に対する基板処理工程を行う。
First, after the
このとき、ヒータ70を作動させる前に、チャンバ20の内部を基板処理雰囲気を組成するために、ガス供給ポート330aを介して、例えば、窒素またはアルゴンのような雰囲気ガスを供給する。ガス供給ポート330aに供給されたガスは、ガス供給管100及びガス供給孔110を通ってチャンバ20の内部に供給される。
At this time, before the
図10は、ガス供給ポート330aを介して供給されたガスが本体310の内部に拡散する状態を示している。
FIG. 10 shows a state in which the gas supplied through the
図10に示すように、外部からガス供給ポート330aを介して供給されたガスは、本体310の内部に均一に拡散し、かつガス供給管100を通ってチャンバ20の内部に供給される。
As shown in FIG. 10, the gas supplied from the outside via the
図11は、ガス供給ポート330aを介して供給されたガスが、本体310の内部に設置されたガス拡散板340を介して拡散する状態を示している。
FIG. 11 shows a state in which the gas supplied through the
図11に示すように、外部からガス供給ポート330aを介して供給されたガスは、本体310の内部空間(ガス拡散板340の下側の空間)に均一に拡散し、かつガス拡散板340の拡散孔342を通過して本体310の内部空間(ガス拡散板340の上側の空間)に移動した後、再びガス拡散板340の上側の空間内に均一に拡散し、かつガス供給管100を通ってチャンバ20の内部に供給される。
As shown in FIG. 11, the gas supplied from the outside through the
最後に、ガス雰囲気下で基板処理を行った後、排ガスは、ガス供給管100と交互にまたは対向して配列されているガス排気管200及びガス排気孔210に流入し、ガス排気ポート330bを介してチャンバ20の外部に排気される。
Finally, after the substrate processing is performed in a gas atmosphere, the exhaust gas flows into the
上記のように、本発明では、基板処理用ガスを、ガス管ベース300の本体310の内部空間で十分に拡散させた後(場合によっては、本体310の内部にガス拡散板340を設けることにより作り出される2つの空間内でより十分に拡散させた後)、ガス供給管100を通ってチャンバ20の内部に供給するので、基板処理用ガスをチャンバ20内に均一に供給することができ、チャンバ20内に搬入されたすべての基板10に対して均一な基板処理が可能になるという利点がある。
As described above, in the present invention, the substrate processing gas is sufficiently diffused in the internal space of the
また、本発明では、ガス供給管100及びガス排気管200を交互に及び/または対向するように配列した状態で基板処理用ガスの給排気を行い、基板処理過程中に基板処理用ガスの圧力をチャンバ20全体にわたって均一に維持させることにより、チャンバ20内に搬入されたすべての基板10に対して均一な基板処理を行うことが可能になるという利点がある。
In the present invention, the substrate processing gas is supplied and exhausted in a state where the
図12は、バッチ式基板処理装置1のガス供給管400の構成を示す正面図である。図13は、バッチ式基板処理装置1のガス供給管400の構成を示す斜視図である。
FIG. 12 is a front view showing the configuration of the
図12及び図13を参照すると、ガス供給管400は、単位供給管410、第1噴射管420a、第2噴射管420b、第3噴射管420c、第1噴射孔430a、第2噴射孔430b、第3噴射孔430c、第1連結管440a及び第2連結管440bを備えて構成され得る。
12 and 13, the
単位供給管410を通って外部から基板処理ガスが供給される。単位供給管410は、所定の長さに形成されており、チャンバの内部に垂直に設置され、単位供給管410の一端は、外部のガス供給装置(図示せず)に連結されている。単位供給管410は、基板処理ガスを供給できるように一端が開放されて形成されており、他端には、後述する第1噴射管420aが直交して連結されている。
A substrate processing gas is supplied from the outside through the
単位供給管410を通って供給された基板処理ガスは、第1噴射管420a、第2噴射管420b及び第3噴射管420cから、複数の搬入された基板10に対して供給される。第1噴射管420a、第2噴射管420b、第3噴射管420cの順で、チャンバ内の上から下に向かって配置されている。第1噴射管420a、第2噴射管420b及び第3噴射管420cは、基板10の長辺方向と平行になるように配置されている。ガス供給管400は、本実施形態においては3本の噴射管420a、420b、420cを備えるものとして構成されているが、噴射管の本数は、多様に変更することができる。
The substrate processing gas supplied through the
第1噴射管420aは、単位供給管410の端部に連結されており、第2噴射管420b及び第3噴射管420cは、それぞれ第1連結管440a及び第2連結管440bを介して第1噴射管420aに連通するように連続して連結されている。具体的に説明すると、第1噴射管420aの一端が単位供給管410の一端に連結されており、第1噴射管420aの他端は第1連結管440aを介して第2噴射管420bの一端に連結されており、第2噴射管420bの他端は第2連結管440bを介して第3噴射管420cの一端に連結されている。このとき、第1噴射管420a、第2噴射管420b及び第3噴射管420cと、第1連結管440a及び第2連結管440bとを、互いに直交して連結することにより、図のように、全体として「5」の字形状を有することができる。
The
一方、ガス供給管400におけるガスの流れを考慮すると、第1噴射管420a及び第2噴射管420bの両端は開放されていることが好ましい。また、第3噴射管420cに関しては、第2連結管440bに連結される一端が開放され、他端が閉鎖されていることが好ましい。このとき、図12に示すように、カバー460を用いて第3噴射管420cの一端を閉鎖することができる。第1連結管440aの一端を閉鎖する場合にも、カバー460を用いることができる。
On the other hand, considering the gas flow in the
第1噴射管420a、第2噴射管420b及び第3噴射管420cの各表面には、基板100に向けられた第1噴射孔430a、第2噴射孔430b及び第3噴射孔430cをそれぞれ複数形成することができる。このとき、第1噴射孔430a、第2噴射孔430b及び第3噴射孔430cは、噴射管420a、420b、420cの長手方向に一直線に並ぶように形成され得る。
A plurality of
一方、第1噴射孔430a、第2噴射孔430b及び第3噴射孔430cの直径を、ガスの進行方向に沿って次第に増大させることができる。具体的に説明すると、第1噴射管420aにおいて、単位供給管410との連結部側に形成された第1噴射孔430aの直径よりも、第1連結管440aとの連結部側に形成された第1噴射孔430aの直径を大きくすることができる。第2噴射孔430b及び第3噴射孔430cの直径も、これと同じように、ガスの進行方向に沿って次第に増大させることができる。
Meanwhile, the diameters of the
あるいは、第1噴射孔430a、第2噴射孔430b及び第3噴射孔430cの直径を、ガスの進行方向に沿って段階的に増大させることができる。具体的に説明すると、同一噴射管420aにおける複数の噴射孔430aの直径は互いに同一であり、噴射管420bにおける噴射孔430b、噴射管420cにおける噴射孔430cに関しても同様であるが、第2噴射管420bの第2噴射孔430bの直径は、第1噴射管420aの第1噴射孔430aよりも大きく形成され、第3噴射管420cの第3噴射孔430cの直径は、第2噴射管420bの第2噴射孔430bよりも大きく形成されるようにすることができる。
Or the diameter of the
このように、ガス供給管400においてガスの流れ方向に噴射孔430a、430b、430cの直径を次第にまたは段階的に増大させるのは、単位供給管410を通って供給されたガスが、単位供給管410から遠ざかるほどガス圧が低下し、噴射孔から噴射されるガス量が減少することを防止するためである。
As described above, in the
一方、ガス供給管400は、支持台450を設置して支持させることが好ましい。支持台450は、単位供給管410に平行に、かつ第1連結管440aに連結されるように設置され得る。具体的に説明すると、支持台450の上端が、第1噴射管420aと第2噴射管420bとを連結する第1連結管440aと接するようにし、支持台450の下端がガス管ベース300と接するように設置される。また、ガス供給管400の構造的な安定性を確保するために、支持台450の一方の側に第3噴射管420cの一端が接するようにすることができる。
On the other hand, the
以下では、上述したように構成されたガス供給管400の使用例を、図14〜図17を参照して説明する。
Below, the usage example of the gas supply pipe |
第1使用例First use case
図14は、バッチ式基板処理装置1のガス供給管400の使用状態を示している。
FIG. 14 shows a usage state of the
図14に示すように、チャンバ20の内部には、基板10の長辺側に3つのガス供給管400を設置することが可能である。これは、ガス供給管400全体の大きさを小さくした後、基板10の大きさに対応できるようにガス供給管400を複数配置した場合である。本使用例では、ガス供給管400が3つ示されているが、ガス供給管400の本数は、基板10及びガス供給管400の大きさによって多様に変更することができる。
As shown in FIG. 14, three
チャンバ20の外部からガス供給管400に供給されるガスは、単位供給管410内に流入し、単位供給管410に連結された第1噴射管420aに流入し、第1噴射管420aの第1噴射孔430aを通って基板10に供給される。第1噴射管420aから噴射されなかったガスは、第1連結管440aを通って第2噴射管420bに流入し、第2噴射管420bに形成された第2噴射孔430bを通って基板10に供給される。第2噴射管420bから噴射されなかったガスは、第2連結管440bを通って第3噴射管420cに流入し、第3噴射管420cに形成された第3噴射孔430cを通って基板10に供給される。
The gas supplied from the outside of the
このとき、上述のように、第1噴射孔430a、第2噴射孔430b及び第3噴射孔430cの直径は、ガス供給管400内においてガスの進行方向に沿って次第にまたは段階的に増大していてもよい。これのようにして、チャンバ20内に基板処理ガスを均一に供給することにより、チャンバ20内に搬入されたすべての基板10に対して均一な基板処理が可能になる。
At this time, as described above, the diameters of the
第2使用例Second use case
図15は、バッチ式基板処理装置1のガス供給管400aの使用状態を示している。
FIG. 15 shows a usage state of the
図15に示すように、チャンバ20の内部には、基板10の長辺側に1つのガス供給管400aを設置することが可能である。これは、ガス供給管400全体の大きさを基板10の大きさに対応できるようにした後、ガス供給管400を1つのみ配置した場合である。すなわち、本使用例では、ガス供給管400aの第1噴射管420a、第2噴射管420b及び第3噴射管420cのそれぞれの長さが、基板10の長辺の長さと実質的に同一であり得る。その他のガス供給管400aの構成については、第1使用例のガス供給管400と同じであるため、詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 15, one
第3使用例Third use case
図16は、バッチ式基板処理装置1のガス供給管400の使用状態を示している。本使用例によれば、第1使用例に示したガス供給管400は、上述のガス管ベース300に連結され得る。ガス管ベース300の構成、並びにガス供給管400とガス管ベース300との連結方式については、上述したものと同じであるため、詳細な説明は省略する。
FIG. 16 shows a usage state of the
第4使用例Fourth use example
図17は、バッチ式基板処理装置1のガス供給管400aの使用状態を示している。本使用例によれば、第2使用例のガス供給管400aは、上述のガス管ベース300に連結され得る。ガス管ベース300の構成、並びにガス供給管400とガス管ベース300との連結方式については、上述したものと同じであるため、詳細な説明は省略する。
FIG. 17 shows a usage state of the
本発明は、上述したように好適な実施例を挙げて説明したが、上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で当業者によって多様な変形形態及び変更形態が可能である。そのような変形形態及び変更形態は、本発明に添付された特許請求の範囲の範囲内に属する。 Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments as described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It is. Such variations and modifications are within the scope of the claims appended hereto.
1 バッチ式基板処理装置
10 基板
12 基板ホルダ
20 チャンバ
22 第1開口
24 第2開口
30 ボート
70 ヒータ(主ヒータユニットを構成する個々のヒータ)
100 ガス供給管
110 ガス供給孔
200 ガス排気管
210 ガス排気孔
300 ガス管ベース
310 本体
312 隔壁
320 連結孔
322 フランジ
330 ガスポート
330a ガス供給ポート
330b ガス排気ポート
340 ガス拡散板
342 拡散孔
400、400a ガス供給管
410 供給管
420a、420b、420c 第1噴射管、第2噴射管、第3噴射管
430a、430b、430c 第1噴射孔、第2噴射孔、第3噴射孔
440a、440b 第1連結管、第2連結管
450 支持台
460 カバー
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記複数枚の基板に対して基板処理空間を提供するチャンバと、
前記複数枚の基板を搭載支持するボートと、
前記基板の積載方向に沿って一定間隔で配置された複数のヒータと、
前記チャンバ内の片側に配置されたガス管ベースとを備え、該ガス管ベースにガス供給管及びガス排気管が連結されていることを特徴とするバッチ式基板処理装置。 A batch type substrate processing apparatus capable of simultaneously processing a plurality of substrates,
A chamber for providing a substrate processing space for the plurality of substrates;
A boat for mounting and supporting the plurality of substrates;
A plurality of heaters arranged at regular intervals along the stacking direction of the substrates;
A batch type substrate processing apparatus comprising: a gas pipe base disposed on one side of the chamber, wherein a gas supply pipe and a gas exhaust pipe are connected to the gas pipe base.
前記複数枚の基板に対して基板処理空間を提供するチャンバと、
前記複数枚の基板を搭載支持するボートと、
前記基板の積載方向に沿って一定間隔で配置された複数のヒータと、
前記チャンバ内の両側にそれぞれ配置されたガス管ベースとを備え、前記各ガス管ベースにガス供給管またはガス排気管が連結されていることを特徴とするバッチ式基板処理装置。 A batch type substrate processing apparatus capable of simultaneously processing a plurality of substrates,
A chamber for providing a substrate processing space for the plurality of substrates;
A boat for mounting and supporting the plurality of substrates;
A plurality of heaters arranged at regular intervals along the stacking direction of the substrates;
A batch type substrate processing apparatus comprising: a gas pipe base disposed on each side of the chamber; and a gas supply pipe or a gas exhaust pipe connected to each gas pipe base.
内部に空間が形成された本体と、
前記本体に連結されたガスポートと、
前記本体に形成され、前記ガス供給管または前記ガス排気管のうちの少なくとも一方が連結された連結孔とを備えることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載のバッチ式基板処理装置。 The gas pipe base is
A body with a space inside,
A gas port coupled to the body;
The batch according to claim 1, further comprising a connection hole formed in the main body and connected to at least one of the gas supply pipe or the gas exhaust pipe. Type substrate processing apparatus.
前記複数のガス噴射管がそれぞれ、前記基板に平行に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載のバッチ式基板処理装置。 The gas supply pipe includes a plurality of gas injection pipes having a plurality of injection holes formed on the surface,
3. The batch type substrate processing apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of gas injection tubes is arranged in parallel to the substrate.
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