JP2024003741A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の基板に対する蒸着、エッチング、熱処理など基板処理が可能な基板処理装置を提供する。
【解決手段】複数の基板１が収容され、基板処理が行われる処理空間Ｓ１が形成される反応管１００と、前記反応管１００側面の一部から外側方向に突出して設けられ、前記反応管１００外面一部を形成するノズル設置部２００と、前記ノズル設置部２００に垂直方向に前記基板１の周りに沿って配置され、前記反応管１００内にプロセスガスを噴射する複数のガス噴射ノズル３００と、を含み、前記ノズル設置部２００は、前記ガス噴射ノズル３００のそれぞれが挿入されて設けられるように、前記ガス噴射ノズル３００に対応する複数の挿入部が形成される基板処理装置を開示する。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板処理装置に関し、より詳細には、複数の基板に対する蒸着、エッチング、熱処理など基板処理が可能な基板処理装置に関すものである。

素子を製造するためには、基板上に必要な薄膜を蒸着する工程や蒸着された薄膜を改質するために熱処理を行う工程が進行し、特に薄膜蒸着工程にはスパッタリング法、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、原子層蒸着法（ＡＬＤ）等が主に使用される。

スパッタリング法は、プラズマ状態で生成されたアルゴンイオンをターゲットの表面に衝突させ、ターゲットの表面から離脱したターゲット物質が基板上に薄膜に蒸着する技術であり、接着性に優れた高純度の薄膜を形成できる長所はあるが、高アスペクト比を有する微細パターンを形成するには限界があった。

化学気相蒸着法は、様々なガスを反応チャンバに注入し、熱、光又はプラズマなどの高エネルギーによって誘導されたガスを反応ガスと化学反応させることにより、基板上に薄膜を蒸着させる技術である。

化学気相蒸着法は、速かに起きる化学反応を利用するため、原子の熱力学的安定性を制御することは非常に困難であり、薄膜の物理的、化学的及び電気的特性が低下される問題があった。

原子層蒸着法は、反応ガスであるソースガスとパージガスを交互に供給して基板上に原子層単位の薄膜を蒸着する技術であり、工程カバレッジ（Step Coverage）の限界を克服するために表面反応を用いるため、高アスペクト比を有する微細パターン形成に適しており、薄膜の電気的及び物理的特性に優れた長所がある。

原子層蒸着法を行う装置には、チャンバ内の基板を一つずつロードしながら工程を進める枚葉式装置とチャンバ内に複数個の基板をロードして一括的に処理する配置（Batch）式装置がある。

このとき、一般に、バッチ式基板処理装置は、反応管の内部に外側方向に突出する噴射ノズル設置位置が形成され、噴射ノズルの設置位置に複数のガス噴射ノズルを設け、プロセスガスを噴射して基板処理を行う。

この場合、複数のガス噴射ノズルが設けられる噴射ノズルの設置位置にデッドボリュームが形成され、各種プロセスガス、特にソースガス及び反応ガスが残留して反応管内の各種副産物が生成され、パーティクル要因になる問題があった。

また、噴射ノズルの設置位置のデッドボリュームに各種プロセスガスが残留するにつれて、噴射されるプロセスガスの流量が充分でなく、処理空間側に噴射されるプロセスガスの位置による流量差が発生することにより、基板処理がスムーズに行われず、その均一度が低下する問題があった。

本発明の目的は、前記のような問題を解決するために、ノズル付近にガス残留を防止、及び最小化することができる基板処理装置を提供することにある。

本発明は、前記のような本発明の目的を達成するために創出されたものであり、本発明は、複数の基板が収容され、基板処理が行われる処理空間が形成される反応管と、前記反応管の側面の一部から外側方向に突出して設けられ、前記反応管の外面の一部を形成するノズル設置部と、前記ノズル設置部に垂直方向に前記基板の周りに沿って配置され、前記反応管内にプロセスガスを噴射する複数のガス噴射ノズルと、を含み、前記ノズル設置部は、 前記ガス噴射ノズルがそれぞれ挿入されて設けられるように、前記ガス噴射ノズルに対応する複数の挿入部が形成されることを特徴とする基板処理装置を開示する。

前記挿入部は、 前記ガス噴射ノズルが挿入されて設けられるように、前記処理空間側の内壁面に前記ガス噴射ノズルの外面と対応する形状に形成される複数の挿入溝である。

前記挿入部は、垂直方向に貫通形成され、前記ガス噴射ノズルがそれぞれ設けられる貫通口である。

前記ノズル設置部は、前記処理空間と前記貫通口とが連通するように形成される噴射口を含む。

前記噴射口は、前記ガス噴射ノズルに形成されるガス噴射孔に対応する位置に形成される複数の噴射孔である。

前記噴射口は、前記ガス噴射ノズルに垂直方向に複数形成されるガス噴射孔に対応する位置に、前記ガス噴射ノズル直径より小さい幅の垂直方向に形成される噴射スリットである。

前記貫通口は、前記ガス噴射ノズルの外面と対応する形状に形成される。
前記ガス噴射ノズルは、対応するそれぞれの前記挿入部の内壁面から離隔して挿入して設けられる。

前記ノズル設置部は、内面が前記反応管の内面と延びて同じ曲率で形成される。

前記ノズル設置部の内面と前記反応管の中心との間の最短水平距離である第１距離が、前記反応管の内面のうち前記ノズル設置部を除いた位置で前記中心間の最短水平距離である第２距離と同じである。

前記ノズル設置部は、前記反応管の側面から外側に突出して設けられる一対の突出面と、前記突出面との間に形成される外面部を含む。

前記ノズル設置部は、前記一対の突出面と前記外面部で囲まれた領域に設けられ、前記処理空間側の内面に複数の前記挿入部が形成される設置部材を含む。

前記ノズル設置部は、外面に前記一対の突出面と前記外面部が形成され、前記処理空間側の内面に複数の前記挿入部が一体に形成される。

前記外面部は、前記反応管の外面と同じ曲率で形成される。

前記反応管は、前記ノズル設置部に対向する位置に形成される排気口を含む。
平面上、前記排気口の中心と前記ノズル設置部の中心とを結ぶ仮想の水平線に対して線対称に配置される。

前記ガス噴射ノズルは、垂直方向に形成される複数のガス噴射孔が互いに平行に前記プロセスガスを噴射するように配置される。

前記反応管が収容され、内部の前記反応管との間に排気空間を形成するアウターチューブをさらに含む。

前記アウターチューブの側面、前記ノズル設置部の内面及び前記反応管の側面は、互いに同じ曲率で形成される。

本発明による基板処理装置は、ガス噴射ノズル周辺のデッドボリュームを最小化して、ガス噴射ノズル付近でガス残留を防止、及び最小化することができる利点がある。

また、本発明による基板処理装置は、ガス噴射ノズル周辺のデッドボリュームを最小化して、ガス噴射ノズル付近に位置する残留ガスに対するパージを円滑に行うことができる利点がある。

さらに、本発明による基板処理装置は、反応管内残留ガスを最小化することにより、基板処理均一度及び工程カバレッジ（Step Coverage）などの品質を改善することができる利点がある

本発明による基板処理装置の様子を示す断面図である。 図１による基板処理装置の様子を示す斜視図である。 図１による基板処理装置の様子を示す断面図である。 図４による基板処理装置のうちノズル設置部の様子を示す拡大断面図である。 本発明による基板処理装置のうちノズル設置部の他の実施例を示す拡大断面図である。 図５による基板処理装置のうち噴射孔の様子を示す図である。 本発明による基板処理装置のうち噴射スリットの様子を示す図である。 本発明による基板処理装置のうちノズル設置部の他の実施例を示す拡大断面図である。 図１による基板処理装置の効果を示すグラフであり、９Ａは、基板中のガスノズル部に隣接する位置における時間による残留ガス濃度を示すグラフであり、９Ｂは、基板中の排気口に隣接する位置における時間による残留ガス濃度を示すグラフであり、９Ｃは、排気管部における時間による残留ガス濃度を示すグラフである。

以下、本発明による基板処理装置及びそれを備える基板処理システムについて、添付図面を参照して説明する。

本発明による基板処理装置は、図１及び図２に示すように、複数の基板１が収容され、基板処理が行われる処理空間Ｓ１が形成される反応管１００と、前記反応管１００側面の一部から外側方向に突出して設けられ、前記反応管１００外面一部を形成するノズル設置部２００と、前記ノズル設置部２００に垂直方向に前記基板１の周りに沿って配置され、前記反応管１００内にプロセスガスを噴射する複数のガス噴射ノズル３００と、を含む。

また、本発明による基板処理装置は、反応管１００が収容され、内部の前記反応管１００との間に排気空間Ｓ２を形成するアウターチューブ４００をさらに含むことができる。

また、本発明による基板処理装置は、複数の基板１が積層され、複数の基板１に対する基板処理が行われるように、前記処理空間Ｓ１に収容される基板積載部１０をさらに含むことができる。

また、本発明による基板処理装置は、前記反応管１００の下側に結合され、後記するガス噴射ノズル３００に連結され、ガス噴射ノズル３００にプロセスガスを供給するインジェクターが設けられたマニホールド３０をさらに含むことができる。

ここで、基板処理対象となる基板１は、半導体基板、ＬＥＤ、ＬＣＤなどの表示装置に用いる基板、太陽電池基板、ガラス基板などを含み、従来開示されたいずれの形態の対象基板も適用可能である。

また、基板処理とは、蒸着工程、より好ましくは原子層蒸着法（ＡＬＤ）を使用した蒸着工程を意味するが、これに限定されるものではなく、化学気相蒸着法を使用した蒸着工程、熱処理工程なども含むことができる。

一方、前記プロセスガスは、処理空間Ｓ１で行われる基板処理のために供給及び噴射されるガスであり、後記する複数のガス噴射ノズル３００を介してそれぞれ噴射されるパージガス、ソースガス及び反応ガスを含むことができる。

前記基板積載部１０は、複数の基板１が積層される構成であり、様々な構成が可能である。

例えば、前記基板積載部１０は、垂直方向に設けられる複数の支持台と、支持台に複数の基板１が積層形態に載置されるようにする載置部とを含むことができる。

一方、前記基板積載部１０は、従来開示されたバッチ式、すなわち、縦型基板処理装置に使用される構成であれば、任意の構成を適用可能である。

前記マニホールド３０は、反応管１００の下側に結合配置され、外部に配置されるプロセスガス供給部５０と連結されるインジェクターが備えられ、後記するガス噴射ノズル３００を固定してインジェクターと連結することにより、プロセスガスをガス噴射ノズル３００に供給するように誘導することができる。

すなわち、前記マニホールド３０は、複数のガス噴射ノズル３００に対応するインジェクターが貫通して複数個備えられてもよく、ガス噴射ノズル３００の下端が各インジェクターに結合されることにより、プロセスガスをガス噴射ノズル３００に供給することができる。

前記反応管１００は、複数の基板１が収容され、基板処理が行われる処理空間Ｓ１が形成され、側壁の一部に開放部１０１が形成される構成であり、様々な構成が可能である。

例えば、前記反応管１００は、側壁の一側に開放部１０１が形成される本体部１１０と本体部１１０の側壁の他側に形成される排気口１２０とを含むことができる。

このとき、前記反応管１００は、石英材質であってもよく、上端がドーム状に形成されてもよく、他の例として平面に形成されてもよい。

前記排気口１２０は、処理空間Ｓ１に対する排気のための構成であり、後記するガス噴射ノズル３００を介して供給されたプロセスガス及びこれにより発生する各種副産物を含む排気ガスに対する排気を行うことができ、このときの排気は、処理空間Ｓ１において、後記するアウターチューブ４００を介して形成される排気空間Ｓ２への排気を意味する。

すなわち、前記排気口１２０は、処理空間Ｓ１から排気空間Ｓ２への排気を行うことができる。

一方、前記排気口１２０は、反応管１００側面のうち平面上のメイン排気口４１１に対応する位置であり、メイン排気口４１１に隣接する位置に形成することができる。

より具体的に、前記排気口１２０は、図３に示すように、反応管１００の側面のうち後記するガス噴射ノズル３００に対向する位置及びメイン排気口４１１に隣接する位置に形成することができる。

一例として、前記排気口１２０は、反応管１００の側壁に垂直方向のスリット状に形成することができ、より具体的には、反応管１００の側壁のうち垂直方向に積載された基板１中、最高高さと最低高さに対応する高さの垂直方向長さを有して形成することができる。

一方、排気口１２０を介して排気空間Ｓ２に排気されるプロセスガスは、後記するメイン排気口４１１を介して外部に排出され、このとき、メイン排気口４１１がアウターチューブ４００の側壁の下側に形成されるにつれ、排気口１２０を介して排気されるプロセスガスの下降流れを発生する可能性がある。

このような下降気流を補完するために、反応管１００の上側の時間当たりの排気量が下側の時間当たりの排気量より大きくなるように誘導することができる。

そのために、前記排気口１２０は、反応管１００の側壁に垂直方向のスリットで形成される場合、上側に行くほど徐々に又は段階的に幅が広くなるように形成することができる。

また、他の例として、前記排気口１２０は、反応管１００の側壁に垂直方向に互いに離隔して形成される複数の排気孔であってもよく、このとき、排気孔の面積が上側に行くほど徐々に又は段階的に大きくなってもよい。

一方、前記反応管１００は、側壁の一部が開放され、後記するノズル設置部２００が設けられるための開放部１０１を含み、開放部１０１をノズル設置部２００が覆うように結合することによって、外面を形成することができる。

このとき、前記開放部１０１は、排気口１２０に対向する位置に形成することができ、より具体的には、平面上、排気口１２０の中心と開放部１０１の中心を結ぶ仮想の水平線に対して線対称をなすように反応管１００の内部を配置することができる。

すなわち、開放部１０１と排気口１２０とが互いに対向する位置に形成することができ、これにより、ノズル設置部２００中心と開放部１０１の中心とを結ぶ仮想の水平線に対して線対称をなすことができる。

このとき、線対称の対象は、ノズル設置部２００、開放部１０１及び排気口１２０だけではなく、反応管本体１１０及び設けられるガス噴射ノズル３００及び挿入部を含むことができる。

前記ノズル設置部２００は、開放部１０１の外側方向に突出して設けられ、反応管１００の外面の一部を形成する構成であり、様々な構成が可能である。

特に、前記ノズル設置部２００は、ガス噴射ノズル３００がそれぞれ挿入されて設けられるように、ガス噴射ノズル３００に対応する複数の挿入部が形成される。

すなわち、前記ノズル設置部２００は、反応管１００の側面の一部に外側方向に突出するように設けられた状態で、挿入部にガス噴射ノズル３００が挿入されて設けられるように誘導することにより、ガス噴射ノズル３００設置のために発生するデッドボリュームを最小化する構成であってもよい。

そのために、前記ノズル設置部２００は、ガス噴射ノズル３００がそれぞれ挿入されて設けられるための挿入部が設けられ体積を占める構成であり、内部に後記する挿入部を除いた空いた空間が形成されない本体２０１として設けられてもよい。

このとき、前記ノズル設置部２００は、反応管１００に一体に形成される構成であってもよく、他の例として、開放部１０１の両端で溶接等を介した結合で設けられてもよい。

一方、前記ノズル設置部２００は、前述した反応管１００と同じ材質であってもよく、挿入部が内部に形成され、ガス噴射ノズル３００の設置空間の確保のために反応管１００の外部に突出して設けることができる。

このとき、前記ノズル設置部２００は、内面が反応管１００の内面と延びて同じ曲率で形成されてもよい。

すなわち、前記ノズル設置部２００は、内面が開放部１０１において、反応管１００の内面と延びて同じ曲率で形成されてもよく、他の例として、反応管１００の内面と同じ曲率をなしており、反応管１００の内面とは延びずに不連続になる可能性がある。

このとき、前記ノズル設置部２００は、挿入部が形成される位置を除いた内面と反応管１００の中心Ｃとの間の最短水平距離である第１距離Ｄ１と中心Ｃから反応管１００の内面までの最短水平距離である第２距離Ｄ２が互いに同じであってもよい。

この場合、前記第２距離Ｄ２は、反応管１００内面のうちノズル設置部２００が形成される領域を除いた位置で中心Ｃ間の最短水平距離を指すことができる。

すなわち、前記ノズル設置部２００は、内面が反応管１００の内面と延びて反応管１００の内面と平面上円形をなすことができる。

一方、前記ノズル設置部２００は、開放部１０１両端から外側方向に突出して一対の突出面２３０を形成することができ、突出面２３０間に外面部２４０が形成されて反応管１００の外面一部をなす。

このとき、一対の突出面２３０は、反応管１００の開放部１０１、すなわち、予め設定された位置で外側方向に突出して形成され、開放部１０１と溶接等を介して結合することができる。

前記一対の突出面２３０は、それぞれ反応管１００の半径方向、すなわち中心Ｃから円周上の位置を結ぶ方向に突出してもよく、他の例として、図３に示すように、後記するガス噴射ノズル３００の噴射方向と平行した方向に突出してもよい。

また、前記外面部２４０は、反応管１００の外面と同じ曲率で形成されてもよく、さらに、後記するアウターチューブ４００と同じ曲率で形成され、任意の位置でアウターチューブ４００との水平距離が等しく維持することができる。

この場合、前記ノズル設置部２００は、一例として、図８に示すように、一対の突出面２３０と外面部２４０で囲まれた領域に設けられ、処理空間Ｓ１側の内面に複数の挿入部が形成される設置部材２７０を含むことができる。

すなわち、前記ノズル設置部２００は、反応管１００から延びて外面側から突出する一対の突出面２３０と一対の突出面２３０との間に外面をなすように形成される外面部２４０が形成され、一対の突出面２３０と外面部２４０を介して囲まれた空いた空間を形成することができる。

前記設置部材２７０は、一対の突出面２３０と外面部２４０を描いて囲まれた空いた空間に一対の突出面２３０及び外面部２４０に結合するように設けられ、処理空間Ｓ１側に複数の挿入部が形成され、デッドボリュームを除去する構成であってもよい。

また、前記設置部材２７０は、比較的単純な結合構造を介して、ガス噴射ノズル３００の個数、サイズ及び位置変更時にこれに対応する挿入部が形成される構成に容易に変更して設けることにより、ガス噴射ノズル３００に対する各種仕様変更にもデッドボリュームを最適化して除去することができる。

また、他の例として、前記ノズル設置部２００は、図４に示すように、外面に一対の突出面２３０と外面部２４０が形成され、処理空間Ｓ１側の内面に複数の挿入部が一体に形成される構成であってもよい。

前記挿入部は、一例として図３及び図４に示すように、ガス噴射ノズル３００が挿入されて設けられるように、処理空間Ｓ１側の内壁面にガス噴射ノズル３００の外面と対応する形状に形成される複数の挿入溝２１０であってもよい。

前記挿入溝２１０は、本体２０１処理空間Ｓ１側の内壁面に複数のガス噴射ノズル３００のそれぞれに対応して形成することができ、垂直方向に互いに離隔していてもよい。

このとき、前記挿入溝２１０は、ガス噴射ノズル３００の外面に対応する形状に形成され、より具体的には、円柱状の垂直方向に長さを有するガス噴射ノズル３００に対応して、円形の凹む溝状に垂直方向に長く形成することができる。

一方、前記挿入溝２１０は、ガス噴射ノズル３００の外面に対応して形成され、ガス噴射ノズル３００が角張った多角形状の場合、それに対応する形状の溝で形成されてもよい。

また、前記挿入溝２１０は、ガス噴射ノズル３００が外側に突出しないように対応する大きさに形成することができ、処理空間Ｓ１側で挿入が可能なようにガス噴射ノズル３００の直径より大きく形成することができる。

さらに、ガス噴射ノズル３００が接触して設けられる場合、垂直方向に長さを有して下側でのみ結合されるガス噴射ノズル３００の特性上、各種振動が発生して挿入溝２１０に当たり損傷するおそれがあるので、挿入溝２１０とガス噴射ノズル３００との間が一定間隔で離隔して接触を防止することができ、それに対応する大きさを有することができる。

一方、前記挿入部は、他の例として、図５に示すように、垂直方向に貫通形成されてガス噴射ノズル３００がそれぞれ設けられる貫通口２２０であってもよい。

すなわち、前記挿入部は、本体２０１を垂直方向に貫通するように形成される貫通口２２０であり、ガス噴射ノズル３００が上側又は下側から本体２０１垂直方向に挿入されて設けられるように貫通口２２０で形成することができる。

この場合、前記貫通口２２０は、ガス噴射ノズル３００の外面に対応する形状に形成され、ガス噴射ノズル３００より小さい直径の噴射口を介してプロセスガスを噴射しながらも処理空間Ｓ１からプロセスガスの浸透を防止することができ、これにより貫通口２２０内の残留ガス発生を最小化することができる。

このとき、前記貫通口２２０に設けられるガス噴射ノズル３００を介してプロセスガス噴射が可能となるように、ノズル設置部２００は、処理空間Ｓ１と貫通口２２０とが連通するように形成される噴射口を含むことができる。

例えば、前記噴射口は、図５及び図６に示すように、ガス噴射ノズル３００に形成されるガス噴射孔３０１に対応する位置に形成される孔状の複数の噴射孔２９０であってもよい。

また、他の例として、前記噴射口は、図７に示すように、ガス噴射ノズル３００に垂直方向に複数形成されるガス噴射孔３０１に対応する位置にガス噴射ノズル３００の直径より小さい幅の垂直方向に形成される噴射スリット２８０であってもよい。

すなわち、ガス噴射孔３０１を介して噴射されるプロセスガスが、処理空間Ｓ１に適切に噴射されるように、貫通口２２０と処理空間Ｓ１とを連通する構成であり、噴射孔２９０と噴射スリット２８０を形成することができる。

前記ガス噴射ノズル３００は、ノズル設置部２００に垂直方向に前記基板１の周りに沿って配置され、反応管１００内にプロセスガスを噴射する構成であり、様々な構成が可能である。

このとき、前記ガス噴射ノズル３００は、ノズル設置部２００の挿入部に挿入されて設けられることにより、ノズル設置部２００の内面に隣接して配置されてもよく、これにより、前記ガス噴射ノズル３００から噴射されるプロセスガスが対向する位置に形成される排気口１２０に向かって直進性の気流を形成して噴射することができる。

一方、前記ガス噴射ノズル３００は、前述したプロセスガスとして、それぞれソースガス、反応ガス及び不活性ガスを噴射するように複数個設けられてもよく、複数個のガス噴射ノズル３００のそれぞれは、所定のガスを噴射することができる。

この場合、前記ガス噴射ノズル３００は、中心側にソースガス及び反応ガスを噴射するガス噴射ノズル３００が配置され、これらの外郭に不活性ガスが噴射されるガス噴射ノズル３００が配置されることにより、不活性ガスのガイド役割を通じてソースガス及び反応ガスは直進性が強化されて噴射することができる。

また、複数のガス噴射ノズル３００は、図３に示すように、ソースガス、反応ガス及びパージガスのプロセスガスを互いに同一方向に噴射して平行な気流が形成されるように誘導することができ、これにより、処理空間Ｓ１内にプロセスガスが同一方向に流れるようにすることができる。

より具体的に、前記複数のガス噴射ノズル３００は、垂直方向に形成される複数のガス噴射孔３０１が、それぞれのガス噴射ノズル３００に対して互いに同一方向に形成され、複数のガス噴射ノズル３００をガス噴射孔３０１が互いに平行するように配置して、基板１上のプロセスガスが同一方向、すなわちノズル設置部２００から排気口１２０側に互いに平行に流れるように誘導することができる。

一方、前記ガス噴射ノズル３００は、単に垂直方向に長さを有して形成され、外周面に複数のガス噴射孔３０１が形成される構成であってもよい。

また、他の例として、前記ガス噴射ノズル３００は、全体的に逆Ｕ字状であり、反応管１００の下部から一端がプロセスガスを供給するインジェクターと連結され、垂直方向に複数のガス噴射孔３０１が形成される第１噴射ノズルと、第１噴射ノズルに平行に配置されて垂直方向に複数のガス噴射孔３０１が形成される第２噴射ノズルと、第１噴射ノズルの他端と第２噴射ノズルとを連結する連結部を含むことができる。

このとき、前記第２噴射ノズルは、第１噴射ノズルと隣接する位置で平行に配置され、基板積載部１０に積載される基板１０の積載範囲に対応する高さに形成することができる。

一方、複数のガス噴射孔３０１は、垂直方向に互いに離隔して複数個形成されてもよく、互いに一定間隔で配置されてよく、基板１の積載位置に対応して形成されてもよい。

前記反応管１００が収容され、内部の前記反応管１００との間に排気空間Ｓ２が形成されるアウターチューブ４００をさらに含む。

前記アウターチューブ４００は、反応管１００が収容され、内部の反応管１００との間に排気空間Ｓ２が形成され、処理空間Ｓ１から排気口１２０をから伝達された排気ガスを外部に排出するメイン排気口４１１が形成される構成であり、様々な構成が可能である。

前記アウターチューブ４００は、石英材質であってもよく、上端がドーム状に形成されるか、他の例として、平面に形成されてもよく、平面上円形を有する構成であってもよい。

一方、前記アウターチューブ４００は、下側にメイン排気口４１１が形成されるにつれて、プロセスガスの水平方向の気流が維持されず、メイン排気口４１１が形成された下側に気流が形成されるにつれて円滑な基板処理を行うことができない問題を改善するために、二重チューブの構造を適用するために導入された構成であってもよい。

したがって、前記アウターチューブ４００は、内部に反応管１００が収容され、反応管１００との間に排気空間Ｓ２を形成することができる。

このとき、前記アウターチューブ本体４１０の下側に形成されるメイン排気口４１１は、排気口１２０を介して排気空間Ｓ２に伝達された排気ガスを外部に排出するための構成であり、様々な構成が可能である。

例えば、前記メイン排気口４１１は、アウターチューブ本体４１０の側面下側に形成され、外部に配置されるポンプ４０を介して排気を行うことができる。

このとき、前記メイン排気口４１１は、アウターチューブ本体４１０の側面のうち適切な位置に配置されてもよいが、アウターチューブ本体４１０の外部に設けられるヒータ部２０を考慮して、側面のうち下側に形成することができる。

この場合、前記メイン排気口４１１は、アウターチューブ４００を貫通して形成されてもよく、後記する排気管部４２０に対応して円形に形成されてもよい。

前記アウターチューブ４００は、メイン排気口４１１に対応する位置に設けられる排気管部４２０をさらに含むことができる。

前記排気管部４２０は、アウターチューブ４００に設けられ、メイン排気口４１１を介して排気される排気ガスを外部に排出する構成であってもよく、そのために外部に設けられるポンプ４０と連結することができる。

例えば、前記排気管部４２０は、アウターチューブ４００の下側の外周面を囲んで設けられる結合部４２１と、結合部４２１からメイン排気口４１１に対応する位置に形成される排気管４２２とを含むことができる。

一方、この場合、前記アウターチューブ４００の側面、ノズル設置部２００の内面及び反応管１００の側面は、平面上互いに円形として互いに同じ曲率で形成されてもよく、他の例として、任意の位置で最短距への水平距離が互いに同一に維持されるように対応する形状に形成されてもよい。

以下、本発明による基板処理装置の効果について、図９Ａ～９Ｃを参照して説明する。

本発明による基板処理装置は、ガス噴射ノズル３００が設けられる位置に別途の空間を最小化することにより、残留ガスを低減して基板処理品質を向上させることができる利点がある。

特に、図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃは、それぞれ基板１中ガス噴射ノズル３００に最接近した位置、基板１中排気口１２０に最接近した位置及びメイン排気口４１１における本発明による一つの実施例であるＡＬＤを用いた基板処理過程上、ソースガスの残留ガス濃度を示すグラフである。

各グラフにおいて、Ｇ１は、従来の基板処理装置によるソースガスの残留ガス濃度を示すグラフであり、Ｇ２は、本発明による基板処理装置のソースガスの残留ガス濃度を示すグラフである。

このとき、各グラフのＸ軸は時間を意味し、Ｙ軸は残留するガス量を意味する。Ｐ１は、ソースガスが投入される期間、Ｐ２は、パージ期間、Ｐ３は、反応ガスが投入される期間、Ｐ４は、パージ期間を意味する。

それぞれの図面をみると、主な位置で見られるそれぞれの位置ですべてソースガスの残留ガスが従来の基板処理装置に比べて減少したことが確認でき、これにより、残留ガス量が著しく減少し、残留ガスが各種副産物として作用して基板処理品質を低下することを防止し、噴射均一性を確保し、均一な基板処理を誘導することができる利点がある。

以上は、本発明によって実現することができる好ましい実施例の一部について説明したものに過ぎず、周知のように本発明の範囲は、前記実施例に限定されて解釈されるべきではなく、前述した発明の技術的思想とその思想を合わせた技術的思想は、すべて本発明の範囲に含まれる。

１００ 反応管
２００ ノズル設置部
３００ ガス噴射ノズル

Claims (19)

1. 複数の基板が収容され、基板処理が行われる処理空間が形成される反応管と、
   前記反応管の側面の一部から外側方向に突出して設けられ、前記反応管の外面の一部を形成するノズル設置部と、
   前記ノズル設置部に垂直方向に前記基板の周りに沿って配置され、前記反応管内にプロセスガスを噴射する複数のガス噴射ノズルと、
   を含み、
   前記ノズル設置部は、
   前記ガス噴射ノズルがそれぞれ挿入されて設けられるように、前記ガス噴射ノズルに対応する複数の挿入部が形成されることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記挿入部は、
   前記ガス噴射ノズルが挿入されて設けられるように、前記処理空間側の内壁面に前記ガス噴射ノズルの外面と対応する形状に形成される複数の挿入溝であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記挿入部は、
   垂直方向に貫通形成され、前記ガス噴射ノズルがそれぞれ設けられる貫通口であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記ノズル設置部は、
   前記処理空間と前記貫通口とが連通するように形成される噴射口を含むことを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記噴射口は、
   前記ガス噴射ノズルに形成されるガス噴射孔に対応する位置に形成される複数の噴射孔であることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
6. 前記噴射口は、
   前記ガス噴射ノズルに垂直方向に複数形成されるガス噴射孔に対応する位置に、前記ガス噴射ノズルの直径より小さい幅の垂直方向に形成される噴射スリットであることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
7. 前記貫通口は、
   前記ガス噴射ノズルの外面と対応する形状に形成されることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
8. 前記ガス噴射ノズルは、
   対応するそれぞれの前記挿入部の内壁面から離隔して挿入して設けられることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
9. 前記ノズル設置部は、
   内面が前記反応管の内面と延びて同じ曲率で形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
10. 前記ノズル設置部の内面と前記反応管の中心との間の最短水平距離である第１距離が、前記反応管の内面のうち前記ノズル設置部を除いた位置で前記中心間の最短水平距離である第２距離と同じであることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
11. 前記ノズル設置部は、
    前記反応管の側面から外側に突出して設けられる一対の突出面と、前記突出面との間に形成される外面部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
12. 前記ノズル設置部は、
    前記一対の突出面と前記外面部で囲まれた領域に設けられ、前記処理空間側の内面に複数の前記挿入部が形成される設置部材を含むことを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
13. 前記ノズル設置部は、
    外面に前記一対の突出面と前記外面部が形成され、前記処理空間側の内面に複数の前記挿入部が一体に形成されることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
14. 前記外面部は、
    前記反応管の外面と同じ曲率で形成されることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
15. 前記反応管は、
    前記ノズル設置部に対向する位置に形成される排気口を含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
16. 平面上、前記排気口の中心と前記ノズル設置部の中心とを結ぶ仮想の水平線に対して線対称に配置されることを特徴とする請求項１５に記載の基板処理装置。
17. 前記ガス噴射ノズルは、
    垂直方向に形成される複数のガス噴射孔が互いに平行に前記プロセスガスを噴射するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
18. 前記反応管が収容され、内部の前記反応管との間に排気空間を形成するアウターチューブをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
19. 前記アウターチューブの側面、前記ノズル設置部の内面及び前記反応管の側面は、互いに同じ曲率で形成されることを特徴とする請求項１８に記載の基板処理装置。