KR101224059B1 - Substrate processing apparatus and the method thereof - Google Patents

Substrate processing apparatus and the method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101224059B1
KR101224059B1 KR1020120020365A KR20120020365A KR101224059B1 KR 101224059 B1 KR101224059 B1 KR 101224059B1 KR 1020120020365 A KR1020120020365 A KR 1020120020365A KR 20120020365 A KR20120020365 A KR 20120020365A KR 101224059 B1 KR101224059 B1 KR 101224059B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
chamber
process chamber
susceptor
heat source
Prior art date
Application number
KR1020120020365A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
연강흠
송대석
Original Assignee
(주)앤피에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)앤피에스 filed Critical (주)앤피에스
Priority to KR1020120020365A priority Critical patent/KR101224059B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101224059B1 publication Critical patent/KR101224059B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26Deposition of carbon only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1887Stationary reactors having moving elements inside forming a thin film
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0004Apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of nanostructural devices or systems or methods for manufacturing the same
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0009Forming specific nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182Graphene
    • C01B32/184Preparation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PURPOSE: A substrate processing apparatus and method are provided to enable the mass production of grapheme by heating a substrate accommodated in a processing chamber through RTP(Rapid Thermal Processing). CONSTITUTION: A substrate processing apparatus comprises a processing chamber(100) in which a substrate is processed and auxiliary chambers(200a,200b) connected to both sides of the processing chamber. The processing chamber includes a pair of susceptors(110) installed in a line to mount the substrate and at least one heat source units(120) arranged in parallel to the susceptors to heat the susceptors. The processing chamber and the auxiliary chambers have gas injection ports(104,210a,210b) and gas exhaust ports(105,212a,212b) to draw in and discharge gases.

Description

기판 처리 장치 및 그 처리 방법{Substrate processing apparatus and the method thereof}Substrate processing apparatus and the method

본 발명은 기판 처리 장치 및 그 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 박막을 연속적으로 증착하여 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 그 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing apparatus and a processing method thereof, and more particularly, to a substrate processing apparatus and a processing method which can improve productivity by continuously depositing a thin film.

그래핀(graphene)은 탄소원자들이 2차원 상에서 벌집 모양의 배열을 이루면서 원자 한 층의 두께를 가지는 전도성 물질이다. 그리고 3차원으로 쌓이면 흑연, 1차원으로 말리면 탄소나노튜브, 공 모양이 되면 0차원 구조인 풀러렌(fullerene)을 이루는 물질로서 다양한 저차원 나노 현상을 연구하는데 중요한 모델이 되어 왔다. 그리고 그래핀은 구조적, 화학적으로도 매우 안정할 뿐 아니라 매우 뛰어난 전도체로서, 실리콘에 비해 대략 100배 가량 빠르게 전자를 이동시킬 수 있으며, 구리에 비해 대략 100배 가량 더 많은 전자를 흐르게 할 수 있는 것으로 예측되었다.Graphene is a conductive material in which carbon atoms form a honeycomb array in two dimensions and have a layer thickness of one atom. It is a material that forms graphite in three dimensions, carbon nanotubes in one dimension, and fullerene, which is a 0-dimensional structure in the form of a ball. Graphene is not only very structurally and chemically stable but also a very good conductor, capable of transporting electrons about 100 times faster than silicon and about 100 times more electrons than copper. It was predicted.

그래핀은 상대적으로 가벼운 원소인 탄소만으로 이루어져 1차원 혹은 2차원 나노패턴을 가공하기가 매우 용이하다는 장점이 있다. 특히 이러한 장점을 활용하면 반도체-도체 성질을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 탄소가 가지는 화학결함의 다양성을 이용해 센서, 메모리 등과 같은 광범위한 기능성 소자의 제작이 가능해 진다. Graphene has the advantage that it is very easy to process one-dimensional or two-dimensional nanopattern made of carbon, which is a relatively light element. In particular, by utilizing these advantages, it is possible not only to control semiconductor-conductor properties, but also to make a wide range of functional devices such as sensors and memories by using a variety of chemical defects of carbon.

다만, 상기에서 언급한 바와 같이 그래핀은 뛰어난 전기적/기계적/화학적 장점을 지니고 있음에도 불구하고, 아직까지도 실제 상용에 적용할 수 있는 현실적인 대량합성법이 소개되지 못하고 있다. 종래에는 주로 흑연을 기계적으로 분쇄하여 용액 상에 분산시킨 후 자기조립 현상을 이용해 박막으로 제조하는 방법이 알려져 있을 뿐, 이 경우 저 비용의 장점이 있으나 수많은 그래핀 조각들이 서로 겹치면서 연결된 구조로 이루어져 전기적, 기계적 성질은 기대에 미치지 못하였다. 또한, 최근 소개된 화학증기증착법에 의한 대면적 그래핀 합성 기술이 소개되면서 금속에 버금가는 전도성을 지닌 그래핀 박막을 제조하는 것이 가능하다고 알려진 바 있으나, 이 역시 고 비용이 요구되며, 상대적으로 높은 공정 온도가 요구되는 문제가 있었다.However, as mentioned above, although graphene has excellent electrical / mechanical / chemical advantages, a realistic mass synthesis method that is applicable to actual commercial use has not yet been introduced. Conventionally, a method of manufacturing a thin film mainly by mechanically pulverizing graphite and dispersing it in a solution and then using a self-assembly phenomenon is known. The mechanical properties did not meet expectations. In addition, the introduction of a large-area graphene synthesis technology by the chemical vapor deposition method has recently been known that it is possible to produce a graphene thin film having a conductivity similar to that of metal, but this also requires a high cost and relatively high There was a problem that a process temperature was required.

한편, 기판 등의 열처리를 위한 하나의 방식으로서 급속열처리(rapid thermal processing: RTP)가 소개되어 있다. 급속열처리는 텅스텐 램프 등의 열원에서 나오는 방사광(放射光)을 기판에 조사하여 기판을 급속 가열 및 냉각시키는 방법으로서, 퍼니스(furnace)를 이용한 기존의 기판 열처리 방식에 비해, 신속하게 기판을 설정된 온도까지 가열시키거나 냉각시켜 줄 수 있다. 그리고 공정에 필요한 압력 조건이나 온도 대역의 조절 제어가 용이한 장점이 있다. On the other hand, rapid thermal processing (RTP) has been introduced as one method for heat treatment of substrates and the like. Rapid heat treatment is a method of rapidly heating and cooling a substrate by radiating light emitted from a heat source, such as a tungsten lamp, to rapidly heat and cool the substrate. Can be heated or cooled to In addition, there is an advantage in that pressure control or temperature control required for the process can be easily controlled.

그러나 이와 같은 장치에서는 열처리가 완료된 기판은 고온을 유지하고 있어 처리공간에서 어느 정도 냉각시킨 후 장치 외부로 반출되기 때문에 기판 처리를 연속적으로 수행하기 어려운 점이 있다. 이에 따라 공정 효율이 저하되어 생산성(throughput)이 저하되는 문제점이 있다. However, in such an apparatus, the substrate after the heat treatment is maintained at a high temperature, and thus it is difficult to continuously perform the substrate treatment because the substrate is cooled to some extent in the processing space and then carried out to the outside of the apparatus. Accordingly, there is a problem in that the process efficiency is lowered and productivity is lowered.

또한, 기판 처리를 위해 기판을 공정 온도까지 다시 가열하는데 시간과 전력 등이 불필요하게 소요되어 생산비용을 증가시키는 문제점도 있다. In addition, there is a problem in that it takes unnecessary time and power to heat the substrate back to the process temperature for substrate processing, thereby increasing the production cost.

KRKR 2010-01114472010-0111447 A1A1 KRKR 2011-01004282011-0100428 A1A1

본 발명은 기판 처리를 연속적으로 수행하여 공정 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 그 처리 방법을 제공한다. The present invention provides a substrate treating apparatus and a method of treating the same, which can improve process efficiency by continuously performing substrate treating.

본 발명은 그래핀 박막의 상용화를 위하여 급속열처리 방식으로 그래핀을 대량 생성해 낼 수 있는 기판 처리 장치 및 그 처리 방법을 제공한다. The present invention provides a substrate processing apparatus and a processing method thereof capable of producing a large amount of graphene by a rapid heat treatment method for commercialization of a graphene thin film.

본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 처리되는 내부공간이 형성되고, 내부에는 기판을 장착하기 위한 적어도 하나의 서셉터가 구비되고, 내부의 적어도 일면에는 상기 서셉터와 평행하게 배치되어 상기 서셉터를 가열하는 적어도 하나의 열원 유닛을 포함하는 공정챔버와; 상기 공정챔버의 적어도 일측에 연결되는 보조챔버;를 포함한다.In the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention, an internal space in which a substrate is processed is formed, and at least one susceptor for mounting a substrate is provided therein, and at least one surface of the substrate is disposed in parallel with the susceptor. A process chamber which includes at least one heat source unit to heat the susceptor; And an auxiliary chamber connected to at least one side of the process chamber.

상기 공정챔버와 보조챔버는, 내부에 가스를 주입하는 가스주입구와, 내부의 가스를 배출하기 위한 가스배출구를 각각 구비하며, 상기 공정챔버에 구비되는 가스주입구 및 가스배출구는 상기 보조챔버에 구비되는 가스주입구 및 가스배출구와 독립적으로 형성될 수도 있다. The process chamber and the auxiliary chamber each include a gas inlet for injecting gas therein and a gas outlet for discharging the gas therein, and the gas inlet and the gas outlet provided in the process chamber are provided in the auxiliary chamber. It may be formed independently of the gas inlet and the gas outlet.

상기 공정챔버와 보조챔버의 내벽에는 라이너가 형성될 수도 있다. A liner may be formed on inner walls of the process chamber and the auxiliary chamber.

상기 서셉터에는 적어도 하나의 온도 측정부가 구비될 수도 있으며, 상기 서셉터는 그라파이트(graphite) 또는 탄화규소(SiC)가 코팅된 그라파이트, 탄화규소(Silicon Carbide), 질화규소(Silicon nitride), 알루미나(Al2O3), 질화 알루미늄(Aluminum nitride) 및 석영(Quartz) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있다. The susceptor may be provided with at least one temperature measuring unit, and the susceptor may include graphite or silicon carbide (SiC) coated graphite, silicon carbide, silicon nitride, alumina (Al). 2 O 3 ), aluminum nitride, and quartz.

상기 보조챔버에는 개폐 가능한 게이트가 구비되고, 상기 공정챔버와 보조챔버의 연결부위에는 상기 공정챔버와 보조챔버를 분리하는 밸브가 구비될 수도 있다. The auxiliary chamber may be provided with an openable / closeable gate, and a valve for separating the process chamber and the auxiliary chamber may be provided at a connection portion between the process chamber and the auxiliary chamber.

본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 기판이 처리되는 내부공간이 형성되고, 내부에는 기판을 장착하기 위한 적어도 하나의 서셉터가 구비되며, 내부의 적어도 일면에는 상기 서셉터와 평행하게 배치되어 상기 서셉터를 가열하는 적어도 하나의 열원 유닛을 포함하는 공정챔버와, 상기 공정챔버에 연결되는 제1보조챔버 및 제2보조챔버를 포함하는 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법으로서, 상기 제1보조챔버 및 제2보조챔버는 기판을 상기 공정챔버에 교대로 로딩 또는 언로딩하고, 상기 공정챔버에서 기판이 처리되는 동안 상기 제1보조챔버 또는 상기 제2보조챔버는 언로딩된 기판을 냉각하며, 상기 공정챔버에서 기판이 처리되는 동안 상기 서셉터는 상기 열원 유닛에서 조사되는 방사광에 의해 가열되고, 상기 기판은 상기 가열된 서셉터에 의해 간접적으로 가열되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing method according to the embodiment of the present invention, an inner space in which the substrate is processed is formed, and at least one susceptor for mounting the substrate is provided therein, and at least one surface of the substrate is disposed in parallel with the susceptor. A method of processing a substrate using a substrate processing apparatus including a process chamber including at least one heat source unit to heat the susceptor, and a first auxiliary chamber and a second auxiliary chamber connected to the process chamber. The first auxiliary chamber and the second auxiliary chamber alternately load or unload a substrate into the process chamber, and the first auxiliary chamber or the second auxiliary chamber is unloaded while the substrate is processed in the process chamber. The susceptor is heated by the radiation emitted from the heat source unit while the substrate is processed in the process chamber, and the substrate is The stand is characterized in that the indirectly heated by the susceptor.

상기 제1보조챔버 및 제2보조챔버 중 어느 하나는 처리 전 기판을 상기 공정챔버에 로딩하고, 나머지 하나는 처리 후 기판을 상기 공정챔버로부터 언로딩할 수도 있다. One of the first subsidiary chamber and the second subsidiary chamber may load the substrate before the process into the process chamber, and the other may unload the substrate from the process chamber after the process.

또한, 상기 제1보조챔버 및 제2보조챔버 각각에서 기판의 로딩 및 언로딩이 수행될 수도 있다.In addition, loading and unloading of the substrate may be performed in each of the first and second auxiliary chambers.

상기 제1보조챔버 또는 제2보조챔버에 기판이 로딩되면, 상기 제1보조챔버 또는 제2보조챔버 내부를 퍼지하여 상기 공정챔버 내부와 동일한 압력을 형성하는 것이 좋다.When the substrate is loaded in the first subsidiary chamber or the second subsidiary chamber, the inside of the first subsidiary chamber or the second subsidiary chamber may be purged to form the same pressure as the inside of the process chamber.

상기 공정챔버와 상기 제1보조챔버 또는 제2보조챔버 사이에서 기판의 로딩 또는 언로딩은 상기 공정챔버와 상기 제1보조챔버 및 제2보조챔버 내부의 압력이 동일하게 조절된 후 수행되는 것이 바람직하다. Loading or unloading of the substrate between the process chamber and the first auxiliary chamber or the second auxiliary chamber is preferably performed after the pressures in the process chamber, the first auxiliary chamber and the second auxiliary chamber are equally adjusted. Do.

상기 공정챔버 내로 로딩되는 기판은 상기 공정챔버 내부에 구비되는 서셉터에 장착되고, 상기 기판이 장착된 이후에는 상기 공정챔버 내부에 탄소를 함유하는 공정 가스를 공급하여 상기 기판 상에 그래핀 박막을 증착할 수도 있다. The substrate loaded into the process chamber is mounted on a susceptor provided in the process chamber, and after the substrate is mounted, a graphene thin film is formed on the substrate by supplying a process gas containing carbon into the process chamber. It may be deposited.

상기 기판의 냉각은 상기 제1보조챔버 또는 제2보조챔버 내부에 냉각 가스를 주입하여 수행될 수도 있으며, 상기 냉각 가스는 질소(N) 가스, 아르곤(Ar) 가스 및 헬륨 가스 중 적어도 어느 한 가지가 사용될 수도 있다.The cooling of the substrate may be performed by injecting a cooling gas into the first auxiliary chamber or the second auxiliary chamber, and the cooling gas may include at least one of nitrogen (N) gas, argon (Ar) gas, and helium gas. May be used.

상기 공정 가스는 CH4, C2H6, C2H2 및 C6H6 중 적어도 어느 한 가지가 사용되고, 상기 기판에는 그래핀 박막이 증착되고, 상기 기판은 니켈(Ni), 구리(Cu), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg), 백금(Pt), 은(Ag), 크롬(Cr), 망간(Mn), 티타늄(Ti) 및 텅스텐(W) 중 적어도 어느 한 가지가 사용될 수도 있다. At least one of CH 4 , C 2 H 6 , C 2 H 2, and C 6 H 6 is used as the process gas, a thin film of graphene is deposited on the substrate, and the substrate is nickel (Ni) or copper (Cu). ), Cobalt (Co), molybdenum (Mo), magnesium (Mg), platinum (Pt), silver (Ag), chromium (Cr), manganese (Mn), titanium (Ti) and tungsten (W) Branches may be used.

본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 그 처리 방법에 의하면, 박막의 증착, 열처리 등이 수행되는 공정챔버에 적어도 하나의 보조챔버를 연결하여 기판의 처리와 냉각을 동시에 수행할 수 있어 박막의 증착, 열처리 등이 완료된 기판을 보조챔버에서 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 이와 같은 기판의 냉각은 공정챔버에서 다른 기판을 처리하는 동안 수행할 수 있으므로 기판 처리를 연속적으로 수행할 수 있다. 이에 기판 처리 공정을 연속적으로 수행할 수 있기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있다. According to the substrate processing apparatus and the processing method thereof according to the present invention, at least one auxiliary chamber may be connected to a process chamber in which deposition, heat treatment, etc. of the thin film are performed to simultaneously process and cool the substrate, thereby depositing and heat treating the thin film. The substrate on which the back is completed can be effectively cooled in the auxiliary chamber. Such cooling of the substrate can be performed while processing another substrate in the process chamber, so that the substrate processing can be performed continuously. As a result, since the substrate processing process can be continuously performed, productivity can be improved.

또한, 본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 그 처리 방법에 의하면, 기판의 냉각이 보조챔버에서 수행되기 때문에 공정챔버의 온도를 불필요하게 저하시킬 필요가 없어 공정챔버 내의 온도를 상승시키는데 사용되는 전력 소모를 감소시켜 생산비용을 절감할 수도 있다. In addition, according to the substrate processing apparatus and the processing method thereof according to the present invention, since the cooling of the substrate is performed in the auxiliary chamber, it is not necessary to lower the temperature of the process chamber unnecessarily, thereby reducing the power consumption used to raise the temperature in the process chamber. It can also reduce production costs.

또한, 본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 그 처리 방법에 의하면, 급속열처리(rapid thermal processing: RTP) 방식을 응용하여 공정 챔버 내에 수용된 기판을 가열하여 그래핀을 대량 생산해 낼 수 있다. 이로써, 전기적, 기계적, 화학적으로 많은 장점을 지니고 있는 그래핀의 상용화를 도모할 수 있다. In addition, according to the substrate processing apparatus and the processing method according to the present invention, by applying a rapid thermal processing (RTP) method it is possible to mass-produce the graphene by heating the substrate accommodated in the process chamber. As a result, it is possible to commercialize graphene having many advantages in electrical, mechanical, and chemical terms.

특히, 공정 챔버와, 방사광을 조사하는 열원을 구비하고, 열원의 가열 작용에 의해 서셉터를 1차적으로 가열한 다음, 가열된 서셉터의 열전달(즉, 복사 또는 전도)에 의해 2차적으로 기판이 균일하게 가열됨에 따라 그래핀 박막을 용이하게 제조할 수 있다. In particular, it comprises a process chamber and a heat source for irradiating radiant light, and heats the susceptor primarily by the heating action of the heat source, and then the substrate secondarily by heat transfer (ie radiation or conduction) of the heated susceptor. As it is uniformly heated, the graphene thin film can be easily manufactured.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 기판 처리 장치의 단면도 및 평면도.
도 2는 공정챔버의 단면도.
도 3은 열원 유닛의 일 실시 예를 보여주는 도면.
도 4는 열원 유닛의 다른 실시 예를 보여주는 도면.
도 5는 열원 유닛을 구성하는 열원의 배치 형태를 보여주는 개념도.
도 6은 기판 이송장치의 개략도.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 기판 처리 장치의 단면도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법으로 그래핀을 제조할 때 기판이 가열되는 원리를 설명하기 위한 개념도.
도 9는 본 발명의 제1실시 예에 따른 기판 처리과정을 순차적으로 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 기판 처리과정을 순차적으로 보여주는 도면.
1 is a cross-sectional view and a plan view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the process chamber.
3 shows an embodiment of a heat source unit.
4 shows another embodiment of a heat source unit.
5 is a conceptual view showing an arrangement of heat sources constituting the heat source unit.
6 is a schematic view of a substrate transfer device.
7 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram for explaining a principle that the substrate is heated when manufacturing the graphene by the substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
9 is a view sequentially showing a substrate processing process according to a first embodiment of the present invention.
10 is a view sequentially showing a substrate processing process according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 기판 처리 장치의 단면도 및 평면도이고, 도 2는 공정챔버의 단면도이다. 도 3은 열원 유닛의 일 실시 예를 보여주는 도면이고, 도 4는 열원 유닛의 다른 실시 예를 보여주는 도면이며, 도 5는 열원 유닛을 구성하는 열원의 배치 형태를 보여주는 개념도이다. 도 6은 기판 이송장치의 개략도이다.1 is a cross-sectional view and a plan view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a process chamber. 3 is a view showing an embodiment of a heat source unit, FIG. 4 is a view showing another embodiment of a heat source unit, and FIG. 5 is a conceptual diagram showing an arrangement of heat sources constituting the heat source unit. 6 is a schematic view of a substrate transfer device.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판(S)이 처리되는 내부 공간을 제공하는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100)의 양측에 각각 연결되는 제1보조챔버(200a) 및 제2보조챔버(200b)를 포함한다. 여기에서는 공정챔버(100)에 2개의 보조챔버(200a, 200b)가 연결되는 것으로 설명하고 있으나, 필요에 따라서는 2개 이상의 보조챔버가 연결될 수도 있다. Referring to FIG. 1, a substrate processing apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure may include a process chamber 100 that provides an internal space in which a substrate S is processed, and a first chamber that is connected to both sides of the process chamber 100, respectively. The auxiliary chamber 200a and the second auxiliary chamber 200b are included. Here, although it is described that the two auxiliary chambers 200a and 200b are connected to the process chamber 100, two or more auxiliary chambers may be connected as necessary.

공정챔버(100)는 내부에 기판(S)을 수용하여 가열해주기 위한 공간, 즉 진공의 가열공간이 마련된 구성으로서, 대략적인 형상은 도시된 바와 같이 중공의 박스 형상 또는 블록 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고 공정챔버(100)는 하나의 몸체로 일체 제작될 수도 있으나, 여러 부품이 연결 또는 결합된 조립 몸체를 지닐 수도 있는데, 이 경우 각 부품 간의 연결 부위에는 밀폐(sealing) 수단(미도시)이 부가적으로 구비될 수 있다. 이에 따라 기판(S)의 가열 또는 냉각 시 장치 내에 투입되는 에너지를 절감해 줄 수 있다. The process chamber 100 is a structure in which a space for accommodating and heating the substrate S is provided therein, that is, a vacuum heating space is provided. The coarse shape may be formed in a hollow box shape or a block shape as shown. In addition, the process chamber 100 may be integrally manufactured with one body, but may have an assembly body in which several components are connected or combined. In this case, a sealing means (not shown) is added to the connection portion between the components. It may be provided as an enemy. Accordingly, energy to be supplied into the apparatus when the substrate S is heated or cooled can be reduced.

또한, 공정챔버(100)에는 내부에 기판(S)이 장착되는 서셉터(110)와, 서셉터(110)와 평행하게 배치되고 방사광을 방출하여 서셉터(110)를 가열하는 적어도 하나의 열원 유닛(120)이 포함된다. 본 실시 예에서는 열원 유닛(120)이 공정챔버(100)의 상부 및 하부에 배치된 예에 대해서 설명하지만, 열원 유닛(120)은 공정챔버(100)의 상부 또는 하부에만 구비될 수도 있다. 열원 유닛(120)이 구비되는 위치에 따라 공정챔버(100)의 형태와 열원 유닛(120)의 연결 형태 및 서셉터(110)의 개수에 차이가 있을 수 있으나, 각 실시 예에 대한 구성 및 작용 효과는 동일하다. 따라서 이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 설명한다. In addition, the process chamber 100 includes a susceptor 110 having a substrate S mounted therein, and at least one heat source disposed in parallel with the susceptor 110 and emitting radiation to heat the susceptor 110. Unit 120 is included. In the present embodiment, the heat source unit 120 will be described as an example disposed on the upper and lower portions of the process chamber 100, the heat source unit 120 may be provided only on the upper or lower portion of the process chamber 100. The shape of the process chamber 100, the connection form of the heat source unit 120, and the number of susceptors 110 may vary depending on the location where the heat source unit 120 is provided. The effect is the same. Therefore, hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

도 2에 도시된 공정챔버(100)는 상부가 개방된 중공의 몸체(102)와, 몸체(102) 상부에 결합되는 리드(101)(lid)를 포함한다. 여기에서 리드(101)는 히터 블록으로 사용되며, 열원 유닛(120)을 장착하기 위한 고정홈(107)이 형성된다. 또한, 몸체(102) 하부에도 열원 유닛(120)을 장착하기 위한 고정홈(107)이 형성된다. 고정홈(107)은 열원 유닛(120)으로부터 방출되는 방사광이 서셉터(110) 측으로 집광되어 조사될 수 있도록 아치(arch)형으로 형성되는 것이 좋다. 또한, 고정홈(107)은 열원 유닛(120)보다 크게 형성하여 고정홈(107)의 표면과 열원 유닛(120)의 표면이 이격되어 형성될 수 있도록 함으로써 방사광이 효과적으로 집광될 수 있도록 하는 것이 좋다.The process chamber 100 shown in FIG. 2 includes a hollow body 102 having an open top, and a lid 101 coupled to an upper portion of the body 102. Here, the lid 101 is used as a heater block, and a fixing groove 107 for mounting the heat source unit 120 is formed. In addition, a fixing groove 107 for mounting the heat source unit 120 is formed in the lower body 102. The fixing groove 107 may be formed in an arch shape so that the radiation emitted from the heat source unit 120 may be focused and irradiated to the susceptor 110. In addition, the fixing groove 107 may be formed larger than the heat source unit 120 so that the surface of the fixing groove 107 and the surface of the heat source unit 120 may be formed to be spaced apart so that the radiation light can be effectively collected. .

또한, 공정챔버(100)의 몸체(102) 양측벽에는 제1보조챔버(200a) 및 제2보조챔버(200b)와 공간을 분리하기 위한 제1밸브(420a) 및 제2밸브(420b)가 각각 구비될 수 있다. 제1밸브(420a) 및 제2밸브(420b)는 개폐 가능하도록 형성되어 기판(S)의 로딩 또는 언로딩을 위한 기판(S)의 이송경로로 사용되는 동시에, 공정 수행 시 공정챔버(100) 내부를 밀폐한다. In addition, a first valve 420a and a second valve 420b for separating a space from the first subsidiary chamber 200a and the second subsidiary chamber 200b are formed on both side walls of the body 102 of the process chamber 100. Each may be provided. The first valve 420a and the second valve 420b are formed to be opened and closed to be used as a transfer path of the substrate S for loading or unloading the substrate S, and at the same time, the process chamber 100 when performing the process. Seal the inside.

공정챔버(100)의 외부에는 공정챔버(100)의 내부공간으로 공정가스를 공급하는 가스공급부(미도시)가 구비되고, 공정챔버(100)의 일측면에는 가스공급부로부터 공급되는 공정가스를 공정챔버(100) 내부로 주입하기 위한 제1가스주입구(104)가 형성되며 제1가스주입구(104)와 대향하는 공정챔버(100)의 타측면에는 공정챔버(100) 내부의 가스를 배출하기 위한 제1가스배출구(105)가 형성된다. 도 1의 (b)에는 제1가스주입구(104)와 제1가스배출구(105)가 제1보조챔버(200a)와 제2보조챔버(200b)가 연결되지 않은 방향에 형성된 것으로 나타나 있으나, 기판(S)의 이송에 방해되지 않는다면 제1보조챔버(200a)와 제2보조챔버(200b)가 연결되는 몸체(102) 양측벽에 형성되어도 무방하다. The outside of the process chamber 100 is provided with a gas supply unit (not shown) for supplying a process gas into the interior space of the process chamber 100, the process gas supplied from the gas supply unit on one side of the process chamber 100 A first gas inlet 104 for injecting into the chamber 100 is formed, and on the other side of the process chamber 100 facing the first gas inlet 104 for discharging the gas inside the process chamber 100. The first gas outlet 105 is formed. Although FIG. 1B shows that the first gas inlet 104 and the first gas outlet 105 are formed in a direction in which the first auxiliary chamber 200a and the second auxiliary chamber 200b are not connected, the substrate If the transfer of the (S) is not hindered, the first auxiliary chamber 200a and the second auxiliary chamber 200b may be formed on both side walls of the body 102 to be connected.

제1가스배출구(105)를 통해 공정챔버(100) 내부의 가스를 보다 효과적으로 배출시키기 위해서는 제1가스배출구(105)와 연결되는 배기라인(미도시) 상에 펌프(미도시)를 장착할 수도 있다. 이와 같은 구성을 통해 공정챔버(100) 내부에 진공 형성과 같은 압력 제어도 수행할 수 있다. In order to more effectively discharge the gas inside the process chamber 100 through the first gas outlet 105, a pump (not shown) may be mounted on an exhaust line (not shown) connected to the first gas outlet 105. have. Through such a configuration, pressure control such as vacuum formation in the process chamber 100 may be performed.

공정챔버(100)의 내벽에는 라이너(미도시)가 형성될 수도 있다. 라이너는 공정챔버(100) 내부에서 공정 가스가 도달할 수 있는 모든 곳에 형성되어 공정 중 발생하는 오염물을 흡착시킨다. 이와 같이 라이너를 공정챔버(100) 내벽에 적용함으로써 장비 전체를 세정하지 않고 라이너만 교체하여 장비의 유지 보수 주기를 연장할 수 있다. 이때, 라이너는 그라파이트(graphite) 또는 탄화규소(SiC)가 코팅된 그라파이트, 탄화규소(Silicon Carbide), 질화규소(Silicon nitride), 알루미나(Al2O3), 질화 알루미늄(Aluminum nitride) 및 석영(Quartz) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. A liner (not shown) may be formed on the inner wall of the process chamber 100. The liner is formed anywhere within the process chamber 100 where the process gas can reach to adsorb contaminants generated during the process. In this way, by applying the liner to the inner wall of the process chamber 100, it is possible to extend the maintenance cycle of the equipment by replacing only the liner without cleaning the entire equipment. In this case, the liner is graphite or silicon carbide (SiC) coated graphite, silicon carbide, silicon nitride, alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride and quartz (Quartz) It may be formed of at least one of).

서셉터(110)는 공정챔버(100) 내부에 열원 유닛(120)의 배열 방향과 평행하게 설치된다. 서셉터(110)는 기판(S)을 지지하는 동시에, 기판(S)이 열원 유닛(120)에서 조사되는 방사광이 직접적으로 노출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 즉, 본 실시 예에서는 그래핀을 증착하기 위한 기판으로서 니켈(Ni), 구리(Cu), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg), 백금(Pt), 은(Ag), 크롬(Cr), 망간(Mn), 티타늄(Ti) 및 텅스텐(W) 등의 금속 박판을 이용하는데, 종래의 급속열처리 장치에서와 같이 방사광을 기판(S)에 직접 조사하게 되면 방사광이 기판(S)에 의해 반사되어 기판(S)을 공정 온도까지 가열하는데 많은 시간과 전력이 소모되는 문제점이 있다. 따라서 방사광을 흡수하고 열전도도가 우수한 재질로 형성되는 서셉터(110)에 기판(S)을 장착한 후 공정을 수행함으로써 기판(S)이 방사광에 의해 가열된 서셉터(110)에 의해 간접적으로 가열되도록 하였다. 이와 같은 서셉터(110)는 그라파이트(graphite) 또는 탄화규소(SiC)가 코팅된 그라파이트, 탄화규소(Silicon Carbide), 질화규소(Silicon nitride), 알루미나(Al2O3), 질화 알루미늄(Aluminum nitride) 및 석영(Quartz) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 열원 유닛(120)이 공정챔버(100)의 하부와 상부 중 어느 한쪽에만 형성되는 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이 한 쌍의 서셉터(110)를 사용할 수도 있지만, 하나의 서셉터만 사용할 수도 있다. 이 경우, 기판(S)과 열원 유닛(120) 사이에 서셉터(110)가 배치될 수 있도록 하는 것이 중요하다.The susceptor 110 is installed in the process chamber 100 in parallel with the arrangement direction of the heat source unit 120. The susceptor 110 supports the substrate S and prevents the substrate S from being directly exposed to the radiation emitted from the heat source unit 120. In other words, in the present embodiment, as a substrate for depositing graphene, nickel (Ni), copper (Cu), cobalt (Co), molybdenum (Mo), magnesium (Mg), platinum (Pt), silver (Ag), and chromium are used. (Cr), manganese (Mn), titanium (Ti) and tungsten (W), such as a thin metal plate is used, as in the conventional rapid heat treatment apparatus when radiated light is directly irradiated onto the substrate (S), the radiation (S) Reflected by) may cause a lot of time and power consumption to heat the substrate (S) to the process temperature. Therefore, the substrate S is indirectly formed by the susceptor 110 heated by the radiation by mounting the substrate S on the susceptor 110 formed of a material having good thermal conductivity and absorbing the radiation. It was allowed to heat up. The susceptor 110 is graphite (graphite) or silicon carbide (SiC) coated graphite, silicon carbide, silicon nitride, alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (Aluminum nitride) And quartz (Quartz). When the heat source unit 120 is formed only on one of the lower part and the upper part of the process chamber 100, a pair of susceptors 110 may be used as shown in FIG. 2, but only one susceptor may be used. have. In this case, it is important to allow the susceptor 110 to be disposed between the substrate S and the heat source unit 120.

또한, 한 쌍의 서셉터(110)를 사용하는 경우 그래핀을 증착하는 동안 기판(S)을 일정한 온도로 유지하여 그래핀의 증착을 용이하게 할 수도 있다. 또한, 한 쌍의 서셉터(110) 각각에 기판(S)을 장착할 수도 있다. In addition, when a pair of susceptors 110 are used, the deposition of graphene may be facilitated by maintaining the substrate S at a constant temperature during the deposition of graphene. In addition, the substrate S may be mounted on each of the pair of susceptors 110.

이와 같은 서셉터(110)는 적어도 하나 이상의 지지대(미도시)를 이용하여 공정챔버(100)의 벽체에 고정시킴으로써 설치될 수 있다. 이때, 지지대는 공정가스의 유입이나 열원 유닛(120)으로부터 조사되는 방사광의 진행을 방해하지 않도록 설치되는 것이 바람직하다. Such susceptor 110 may be installed by fixing to the wall of the process chamber 100 using at least one support (not shown). At this time, the support is preferably installed so as not to interfere with the inflow of the process gas or the progress of the radiation emitted from the heat source unit 120.

상기 서셉터(110)에는 서셉터(110)의 온도를 측정하기 위한 온도 측정부(미도시)가 형성될 수 있다. 온도 측정부는 한 쌍의 서셉터(110) 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있으며, 플레이트 형상의 서셉터(110) 상에 일정한 간격마다 형성될 수도 있고, 중심부와 각 가장자리부에 형성될 수도 있으며, 그 형성 위치는 이에 한정되지 않는다. The susceptor 110 may be formed with a temperature measuring unit (not shown) for measuring the temperature of the susceptor 110. The temperature measuring unit may be formed on at least one of the pair of susceptors 110, may be formed on the plate-shaped susceptor 110 at regular intervals, or may be formed at the center and each edge thereof. The formation position is not limited to this.

열원 유닛(120)은 공정챔버(100)에 형성된 고정홈(107)에 설치되어 공정챔버(100) 내부에 설치된 서셉터(110)를 가열한다. 열원 유닛(120)은 방사광을 발생시키는 열원(122)과, 열원(122)을 감싸 보호하고 열원(122)에서 발생되는 방사광을 외부로 투과시키는 윈도우(124)를 포함한다. 열원(122)은 텅스텐 할로겐 램프, 카본 램프 및 루비 램프 중 적어도 어느 한 가지가 사용될 수 있으며, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같은 선형의 열원(122)이 사용될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같은 벌브(bulb) 형태의 열원(122a)이 사용될 수 있다. The heat source unit 120 is installed in the fixing groove 107 formed in the process chamber 100 to heat the susceptor 110 installed in the process chamber 100. The heat source unit 120 includes a heat source 122 generating radiation light, and a window 124 surrounding and protecting the heat source 122 and transmitting the radiation light generated from the heat source 122 to the outside. As the heat source 122, at least one of a tungsten halogen lamp, a carbon lamp, and a ruby lamp may be used, and a linear heat source 122 may be used as shown in FIG. A bulb type heat source 122a may be used as shown.

선형의 열원(122)을 사용하는 경우, 도 5의 (a)에 도시된 것처럼 복수 개의 열원 유닛(120)을 일정한 간격으로 나란하게 배열하여 사용할 수도 있고, 도 5의 (b)에 도시된 것처럼 복수 개의 열원 유닛(120)을 격자 형태로 배열하여 사용할 수도 있다. 이 경우, 도 3의 (a)에 도시된 것처럼 열원 유닛(120)과 리드(101)의 연결부위에는 오링 등의 밀폐부재(130)를 삽입하여 공정챔버(100) 내부를 밀폐시킴으로써 공정 중 공정챔버(100) 내의 공정가스가 외부로 유출되는 것을 방지하는 것이 좋다. 또한, 열원 유닛(120)을 고정홈(107)에 장착한 이후 열원 유닛(120)이 공정챔버(100) 내부공간에 노출되는 것을 방지하기 위하여 열원 유닛(120) 전면에 투과창(미도시)을 설치할 수도 있다. 이와 같은 구성을 통해 박막을 증착하는 과정에서 열원 유닛(120)에 박막 물질이 증착되는 것을 억제하여 열원 유닛(120)의 수명을 연장시킬 수 있다. In the case of using the linear heat source 122, as shown in FIG. 5 (a), the plurality of heat source units 120 may be arranged side by side at regular intervals, or as shown in FIG. 5 (b). The plurality of heat source units 120 may be arranged in a grid form. In this case, as shown in (a) of Figure 3 by inserting a sealing member 130, such as an O-ring in the connection portion of the heat source unit 120 and the lead 101 to seal the inside of the process chamber 100 during the process It is preferable to prevent the process gas in the chamber 100 from flowing out. In addition, in order to prevent the heat source unit 120 from being exposed to the internal space of the process chamber 100 after the heat source unit 120 is mounted in the fixing groove 107, a transmission window (not shown) in front of the heat source unit 120. You can also install Through such a configuration, the thin film material may be suppressed from being deposited on the heat source unit 120 in the process of depositing the thin film, thereby extending the life of the heat source unit 120.

열원(122)의 표면 일부에는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같은 반사막(126)이 형성될 수도 있다. 선형 열원(122)의 경우 방사광이 방사상으로 방출되는데, 가열 대상인 서셉터(110)는 열원(122)과 마주보도록 배치되기 때문에 열원(122)으로부터 방출되는 방사광의 진행 방향을 제어하여 서셉터(110)의 가열 효율을 높일 필요가 있다. 따라서 열원(122)의 표면 일부에 방사광을 서셉터(110) 측으로 반사시키기 위한 반사막(126)을 형성할 수 있다. 반사막(126)은 열원(122)의 중심부로부터 20° 내지 300°범위의 외주면에 형성되는 것이 좋다. 반사막(126)이 제시된 범위보다 넓은 범위에 형성되는 경우 방사광이 투과되는 영역이 매우 좁아져 서셉터(110)를 균일하게 가열하기 어렵고, 제시된 범위보다 좁은 범위에 형성되는 경우에는 반사막(126)을 통해 방사광의 반사되는 정도가 감소하여 서셉터(110)를 효과적으로 가열하기 어려운 문제가 있다. 이와 같은 반사막(126)은 반사율이 우수한 재질로 형성될 수 있으며, 세라믹이나 Ni 또는 Ni/Au 합금 등의 금속재질로 형성될 수 있다.A reflective film 126 as shown in FIG. 3B may be formed on a portion of the surface of the heat source 122. In the case of the linear heat source 122, radiation is radiated radially, and since the susceptor 110 that is a heating target is disposed to face the heat source 122, the susceptor 110 is controlled by controlling the traveling direction of the radiation emitted from the heat source 122. It is necessary to increase the heating efficiency of). Therefore, the reflective film 126 for reflecting the radiation light toward the susceptor 110 may be formed on a portion of the surface of the heat source 122. The reflective film 126 may be formed on an outer circumferential surface of 20 ° to 300 ° from the center of the heat source 122. When the reflective film 126 is formed in a wider range than the range shown, the area through which radiated light is transmitted becomes very narrow, making it difficult to uniformly heat the susceptor 110. There is a problem that it is difficult to effectively heat the susceptor 110 by reducing the degree of reflection of the emitted light through. The reflective film 126 may be formed of a material having excellent reflectance, and may be formed of a metal material such as ceramic, Ni, or Ni / Au alloy.

한편, 반사막은 열원 유닛(120)이 설치되는 고정홈(107)의 표면에 형성될 수도 있다. 고정홈(107)은 열원(122)에서 방출되는 방사광을 집광할 수 있도록 아치형으로 형성되기 때문에 고정홈(107)의 표면에 반사막을 형성하면 방사광이 고정홈(107)의 표면에서 반사되어 서셉터(110) 측으로 조사될 수 있다. 이를 통해 방사광의 집광 효율을 더욱 향상시킬 수 있어 보다 적은 전력을 이용해서 서셉터(110)를 효과적으로 가열할 수 있게 된다. The reflective film may be formed on the surface of the fixing groove 107 in which the heat source unit 120 is installed. Since the fixing groove 107 is formed in an arc shape to collect the radiation light emitted from the heat source 122, when a reflective film is formed on the surface of the fixing groove 107, the radiation light is reflected from the surface of the fixing groove 107 to susceptor. It can be irradiated to the (110) side. Through this, the light collecting efficiency of the radiation can be further improved, and thus the susceptor 110 can be efficiently heated using less power.

도 4에 도시된 것처럼 벌브 형태의 열원(122a)을 사용하는 경우에는 도 5의 (c)와 같이 복수 개의 열원 유닛(120a)을 서로 인접하도록 일정한 간격으로 배열하거나 방사형으로 배열하여 사용할 수도 있다. 이때, 리드(101)에 형성된 고정홈(107)에는 실린더 형태의 윈도우(124a)를 삽입하여 열원(122a)이 공정챔버(100) 내부공간에 직접 노출되는 것을 방지할 수도 있다. In the case of using the bulb-shaped heat source 122a as shown in FIG. 4, the plurality of heat source units 120a may be arranged at regular intervals to be adjacent to each other or radially arranged as shown in FIG. 5C. In this case, the cylindrical groove 107 may be inserted into the fixing groove 107 formed in the lid 101 to prevent the heat source 122a from being directly exposed to the inner space of the process chamber 100.

제1 및 제2보조챔버(200a, 200b)에는 기판(S)을 수용하기 위한 내부공간이 형성되어 있고, 그 내부에는 기판(S)을 지지하고 이송하기 위한 기판 이송장치(300a, 300b)가 각각 구비된다. 기판 이송장치(300a, 300b)는 하나의 기판을 이송할 수 있도록 형성될 수도 있고, 복수 개의 기판을 이송할 수 있도록 형성될 수도 있다. 예컨대 기판 이송장치(300a, 300b)는 도 6에 도시된 바와 같이 일정 지점에 위치 고정되어 수평 방향으로 회전 구동하는 컬럼(column)부(310)와, 상기 컬럼부(310)의 상부에 연결되어 다축 링크에 의해 신축 구동하는 암(arm)부(312)로 구성될 수 있다. 그리고 암부(312)의 끝 단에는 기판을 파지하기 위한 엔드 이펙터(end effector, 314))가 구비될 수 있다. 그리고 이러한 엔드 이펙터(314)에 의해 파지된 기판(S)은 공정챔버(100) 내의 서셉터(110)까지 운반된 후 로딩될 수 있다. 이때, 엔드 이펙터(314)가 서셉터(110) 상에 로딩된 기판을 용이하게 언로딩할 수 있도록, 서셉터(110)에는 기판과 서셉터(110) 사이에 공간을 형성할 수 있는 리프트 핀(미도시) 등이 형성될 수도 있다. 리프트 핀에는 기판(S)을 충분히 지지할 수 있도록 지지플레이트(미도시)가 형성될 수도 있으며, 지지플레이트는 기판(S)을 진공 흡착하도록 형성될 수도 있다. 그리고 리프트 핀 및 지지플레이트는 서셉터(110)와 동일한 물질로 형성될 수도 있으며, 서셉터(110)와 열전도율이 거의 비슷한 물질을 이용하여 형성될 수도 있다. 이는 서셉터(110), 리프트 핀 및 지지플레이트가 균일한 온도로 가열되도록 하기 위함이다. 리프트 핀은 열원 유닛(120)에 의해 서셉터(110)가 가열되는 것을 방해하지 않도록 공정챔버(100)를 관통하며 열원 유닛(120) 사이마다 형성될 수 있으며, 공정챔버(100) 외부에 설치되는 구동수단(미도시)를 통해 구동될 수 있다. Internal spaces for accommodating the substrate S are formed in the first and second auxiliary chambers 200a and 200b, and substrate transport apparatuses 300a and 300b for supporting and transporting the substrate S are formed therein. Each is provided. The substrate transfer apparatuses 300a and 300b may be formed to transfer one substrate, or may be formed to transfer a plurality of substrates. For example, the substrate transfer devices 300a and 300b are connected to a column part 310 and a column part 310 which are fixed at a predetermined point and rotated in a horizontal direction, as shown in FIG. 6. The arm unit 312 may be configured to be stretched and driven by the multi-axial link. An end effector 314 may be provided at an end of the arm 312 to hold the substrate. The substrate S held by the end effector 314 may be transported to the susceptor 110 in the process chamber 100 and then loaded. At this time, the susceptor 110 has a lift pin that can form a space between the substrate and the susceptor 110 so that the end effector 314 can easily unload the substrate loaded on the susceptor 110. (Not shown) or the like may be formed. A support plate (not shown) may be formed on the lift pin to sufficiently support the substrate S, and the support plate may be formed to suck the substrate S in a vacuum. In addition, the lift pin and the support plate may be formed of the same material as the susceptor 110, or may be formed using a material having substantially similar thermal conductivity to the susceptor 110. This is to allow the susceptor 110, the lift pins and the support plate to be heated to a uniform temperature. The lift pins may be formed between the heat source units 120 and pass through the process chamber 100 so as not to prevent the susceptor 110 from being heated by the heat source unit 120, and may be installed outside the process chamber 100. It can be driven through the driving means (not shown).

한편, 제1 및 제2보조챔버(200a, 200b) 내에 두 개의 기판을 도입하는 경우에는 기판 이송장치(300a, 300b)를 구성하는 컬럼부에 한 쌍의 암부가 연결될 수도 있고, 그 이상의 기판을 도입하는 경우에는 제1 및 제2보조챔버(200a, 200b) 내에 복수 개의 기판을 장착할 수 있는 카세트(미도시)를 구비하고, 카세트에 기판을 도입시킨 후 기판 이송장치를 이용하여 카세트에 장착된 기판을 한 개씩 보조챔버(200a, 200b)에 로딩할 수도 있다. 이외에도 복수 개의 기판이 장착된 카세트를 제1 및 제2보조챔버(200a, 200b) 내에 도입시킨 후 위에서 설명한 기판 이송장치(300a, 300b)를 이용하여 기판(S)을 공정챔버(100) 내에 로딩할 수도 있다. On the other hand, when two substrates are introduced into the first and second subsidiary chambers 200a and 200b, a pair of arm portions may be connected to the column portions constituting the substrate transfer apparatuses 300a and 300b. In the case of introduction, a cassette (not shown) for mounting a plurality of substrates in the first and second subsidiary chambers 200a and 200b is provided, and the substrate is introduced into the cassette and then mounted in the cassette using a substrate transfer device. The substrates may be loaded into the auxiliary chambers 200a and 200b one by one. In addition, after the cassettes having a plurality of substrates are introduced into the first and second auxiliary chambers 200a and 200b, the substrate S is loaded into the process chamber 100 using the substrate transfer apparatuses 300a and 300b described above. You may.

또한, 제1 및 제2보조챔버(200a, 200b) 각각에는 내부에 냉각 가스를 공급하기 위한 제2가스주입구(210a, 210b)와 내부 가스를 배출하기 위한 제2가스배출구(212a, 212b)가 형성된다. 제2가스주입구(210a, 210b)와 제2가스배출구(212a, 212b)는 공정챔버(100)에 형성되는 제1가스주입구(104) 및 제1가스배출구(105)와 독립적으로 형성되기 때문에 공정챔버(100), 제1 및 제2보조챔버(200a, 200b) 내부의 분위기 및 압력 등을 개별적으로 조절할 수 있다. In addition, each of the first and second auxiliary chambers 200a and 200b includes second gas inlets 210a and 210b for supplying cooling gas therein and second gas outlets 212a and 212b for discharging the internal gas. Is formed. Since the second gas inlets 210a and 210b and the second gas outlets 212a and 212b are formed independently of the first gas inlet 104 and the first gas outlet 105 formed in the process chamber 100, the process is performed. The atmosphere and the pressure inside the chamber 100 and the first and second auxiliary chambers 200a and 200b may be individually adjusted.

또한, 제2가스배출구(212a, 212b)를 통해 제1 및 제2보조챔버(200a, 200b) 내부의 가스를 보다 효과적으로 배출, 즉 퍼지시키기 위해서는 제2가스배출구(212a, 212b)와 연결되는 배기라인(미도시) 상에 펌프(미도시)를 장착할 수도 있다. 이와 같은 구성을 통해 제1 및 제2보조챔버(200a, 200b) 내부에 진공 형성과 같은 압력 제어도 수행할 수 있다. In addition, the exhaust gas connected to the second gas outlets 212a and 212b to more effectively discharge, that is, purge the gas in the first and second auxiliary chambers 200a and 200b through the second gas outlets 212a and 212b. It is also possible to mount a pump (not shown) on a line (not shown). Through such a configuration, pressure control such as vacuum formation may be performed in the first and second auxiliary chambers 200a and 200b.

제1 및 제2보조챔버(200a, 200b)의 일측에는 개폐 가능하도록 형성된 제1 및 제2게이트(410a, 410b)가 각각 구비된다. 제1 및 제2게이트(410a, 410b)는 개방시에는 기판(S)의 이송 통로로 사용되며, 폐쇄시에는 제1 및 제2보조챔버(200a, 200b) 내부를 밀폐한다. One side of the first and second auxiliary chambers 200a and 200b is provided with first and second gates 410a and 410b which are formed to be opened and closed. The first and second gates 410a and 410b are used as transfer paths of the substrate S when opened, and seal the inside of the first and second auxiliary chambers 200a and 200b when closed.

이와 같이 형성되는 제1 및 제2보조챔버(200a, 200b)는 기판(S)의 로딩과 언로딩을 함께 수행할 수도 있고, 제1보조챔버(200a)와 제2보조챔버(200b) 중 어느 하나는 기판(S)의 로딩만 수행하고 나머지 하나는 기판(S)의 언로딩만 수행하도록 사용될 수도 있다. 이에 대해서는 후술하는 기판 처리 방법에서 다시 설명하기로 한다.
The first and second subsidiary chambers 200a and 200b formed as described above may be loaded and unloaded together with the substrate S, and any one of the first subsidiary chamber 200a and the second subsidiary chamber 200b may be used. One may be used to perform only loading of the substrate S and the other to perform only unloading of the substrate S. FIG. This will be described later in the substrate processing method described later.

도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 기판 처리 장치는 공정챔버(100a)와, 공정챔버(100a)의 일측에 연결되는 보조챔버(200c)를 포함한다. 전술한 제1실시 예에서는 공정챔버(100)의 양측에 제1보조챔버(200a) 및 제2보조챔버(200b)가 연결된 것으로 설명하였으나, 본 실시 예에서는 공정챔버(100a)에 하나의 보조챔버(200c)만 연결하고 있다. Referring to FIG. 7, the substrate processing apparatus includes a process chamber 100a and an auxiliary chamber 200c connected to one side of the process chamber 100a. In the above-described first embodiment, the first subsidiary chamber 200a and the second subsidiary chamber 200b are connected to both sides of the process chamber 100. However, in the present embodiment, one subsidiary chamber is connected to the process chamber 100a. Only 200c is connected.

따라서 공정챔버(100a)에 하나의 보조챔버(200c)를 연결하기 때문에, 기판(S)의 이송 통로인 밸브는 공정챔버(100a)와 보조챔버(200c)의 연결부위에만 형성된다. Therefore, since one auxiliary chamber 200c is connected to the process chamber 100a, a valve, which is a transfer passage of the substrate S, is formed only at the connection portion between the process chamber 100a and the auxiliary chamber 200c.

이와 같은 기판 처리 장치를 이용하여 공정을 연속적으로 수행하기 위해서는 보조챔버(200c)에는 적어도 두 개 이상의 기판(S)이 도입되어야 하며, 보조챔버(200c) 내에 도입된 모든 기판(S)에 박막이 증착되면 이들을 외부로 반출한 후, 새로운 기판(S)들을 보조챔버(200c) 내에 도입하는 것이 좋다.
In order to continuously perform the process using the substrate processing apparatus as described above, at least two substrates S must be introduced into the auxiliary chamber 200c, and a thin film is formed on all the substrates S introduced in the auxiliary chamber 200c. Once deposited, it is preferable to carry them out, and then introduce new substrates S into the auxiliary chamber 200c.

이와 같은 구성을 갖는 기판 처리 장치를 이용하여 기판 상에 박막을 증착하는 방법에 대해서 설명한다. The method of depositing a thin film on a board | substrate using the substrate processing apparatus which has such a structure is demonstrated.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법으로 그래핀을 제조할 때 기판이 가열되는 원리를 설명하기 위한 개념도이고, 도 9는 본 발명의 제1실시 예에 따른 기판 처리과정을 순차적으로 보여주는 도면이다. 8 is a conceptual diagram illustrating a principle in which a substrate is heated when manufacturing graphene by the substrate treating method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 sequentially processes the substrate treating process according to the first embodiment of the present invention. Figure showing.

먼저, 제1게이트(410a) 및 제2게이트(410b)를 개방하고 기판(S1, S2)을 제1보조챔버(200a)와 제2보조챔버(200b) 내에 각각 도입한다(도 9의 (a)). 기판(S1, S2)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg), 백금(Pt), 은(Ag), 크롬(Cr), 망간(Mn), 티타늄(Ti) 및 텅스텐(W) 중 적어도 어느 한 가지가 사용될 수 있다. First, the first gate 410a and the second gate 410b are opened and the substrates S1 and S2 are introduced into the first auxiliary chamber 200a and the second auxiliary chamber 200b, respectively (FIG. 9 (a). )). The substrates S1 and S2 are nickel (Ni), copper (Cu), cobalt (Co), molybdenum (Mo), magnesium (Mg), platinum (Pt), silver (Ag), chromium (Cr), and manganese (Mn). ), At least one of titanium (Ti) and tungsten (W) may be used.

기판(S1, S2)이 제1보조챔버(200a)와 제2보조챔버(200b)에 각각 도입되면, 제1게이트(410a) 및 제2게이트(410b)를 폐쇄하고 제1보조챔버(200a), 제2보조챔버(200b) 및 공정챔버(100) 내부를 퍼지(purge)한다. 이때, 제1보조챔버(200a)와 제2보조챔버(200b)는 공정이 수행되는 공정챔버(100) 내부의 압력과 동일하게 조절되는 것이 바람직하며 이때 공정챔버(100), 제1 및 제2보조챔버(200a, 200b) 내부는 0.01 내지 50torr 범위의 진공 상태로 조절될 수 있다. When the substrates S1 and S2 are introduced into the first auxiliary chamber 200a and the second auxiliary chamber 200b, the first gate 410a and the second gate 410b are closed and the first auxiliary chamber 200a is closed. The second auxiliary chamber 200b and the process chamber 100 are purged. In this case, the first subsidiary chamber 200a and the second subsidiary chamber 200b may be controlled to be the same as the pressure in the process chamber 100 in which the process is performed, and at this time, the process chamber 100, the first and second The interior of the auxiliary chambers 200a and 200b may be adjusted to a vacuum in the range of 0.01 to 50 torr.

이후, 제1밸브(420a)를 개방하고, 기판 이송장치(300a)를 이용하여 공정챔버(100) 내부에 설치된 서셉터(110) 사이에 기판(S1)을 로딩한다. 기판(S1)이 로딩되면 제1밸브(420a)를 폐쇄하고 열원 유닛(120)을 작동시켜 서셉터(110)를 가열하면서 제1가스주입구(104)를 통해 공정가스를 공급하여 기판(S1) 상에 그래핀을 증착한다(도 9의 (b)). 이때, 서셉터(110)는 800 내지 1050℃ 정도까지 가열될 수 있으며, 공정가스로는 CH4, C2H6, C2H2, C6H6 등과 같이 탄소를 함유하는 가스가 사용될 수 있다. 기판(S1) 상에 그래핀이 증착되는 동안 제1가스주입구(104)를 통해 공정가스가 공급되는 동시에 미반응 가스 및 잔류물 등이 제1가스배출구(105)를 통해 배출된다. Thereafter, the first valve 420a is opened and the substrate S1 is loaded between the susceptors 110 installed in the process chamber 100 using the substrate transfer device 300a. When the substrate S1 is loaded, the first valve 420a is closed and the heat source unit 120 is operated to heat the susceptor 110 while supplying a process gas through the first gas inlet 104 to supply the process gas. Graphene is deposited on (FIG. 9B). At this time, the susceptor 110 may be heated up to about 800 to 1050 ℃, a gas containing carbon, such as CH 4 , C 2 H 6 , C 2 H 2 , C 6 H 6 may be used as the process gas. . While graphene is deposited on the substrate S1, process gas is supplied through the first gas inlet 104, and unreacted gas and residues are discharged through the first gas outlet 105.

기판(S1) 상에 원하는 두께의 그래핀 박막이 증착되면, 제1밸브(420a)를 개방하고 기판 이송장치(300a)를 이용하여 기판(S1)을 제1보조챔버(200a)로 언로딩한 다음, 제1밸브(420a)를 폐쇄한다. 그리고 제2밸브(420b)를 개방한 다음 기판 이송장치(300b)를 이용하여 공정챔버(100) 내의 서셉터(110) 사이에 기판(S2)을 로딩하고, 제2밸브(420b)를 폐쇄한다. 이때 제1밸브(420a) 및 제2밸브(420b)의 개방은 순차적으로 이루어질 수도 있고 동시에 이루어질 수도 있다. When the graphene thin film having a desired thickness is deposited on the substrate S1, the first valve 420a is opened and the substrate S1 is unloaded into the first auxiliary chamber 200a by using the substrate transfer device 300a. Next, the first valve 420a is closed. Then, the second valve 420b is opened, and then the substrate S2 is loaded between the susceptors 110 in the process chamber 100 using the substrate transfer device 300b, and the second valve 420b is closed. . In this case, the opening of the first valve 420a and the second valve 420b may be sequentially or simultaneously.

그 다음, 제1보조챔버(200a)로 언로딩된 기판(S1)을 냉각시키고, 공정챔버(100) 내의 기판(S2)에는 그래핀 박막을 증착한다(도 9의 (c)). 이때, 제1보조챔버(200a) 내부에는 제2가스주입구(210a)를 통해 질소(N), 아르곤(Ar) 및 헬륨(He) 중 적어도 어느 한 가지의 냉각 가스가 공급될 수 있다. 냉각 가스는 제1보조챔버(200a)의 상부, 하부 및 측면 중 적어도 어느 한 쪽 방향을 통해 공급될 수 있으며, 기판(S1)의 신속한 냉각을 위해서는 냉각 가스가 기판(S1)의 상부면과 하부면으로 분사되는 것이 좋다. 기판(S1)이 어느 정도 냉각되면 제1게이트(410a)를 개방하고 기판(S1)을 외부로 반출시킨 다음, 그래핀 박막을 증착하기 위한 기판(S3)을 제1보조챔버(200a) 내부로 도입시킨다(도 9의 (d)). 그리고 제1게이트(410a)를 폐쇄한 다음, 제1보조챔버(200a) 내부를 퍼지한다. Subsequently, the substrate S1 unloaded into the first auxiliary chamber 200a is cooled, and a graphene thin film is deposited on the substrate S2 in the process chamber 100 (FIG. 9C). In this case, at least one cooling gas of nitrogen (N), argon (Ar), and helium (He) may be supplied into the first auxiliary chamber 200a through the second gas inlet 210a. The cooling gas may be supplied through at least one of the top, bottom, and side surfaces of the first auxiliary chamber 200a, and for the rapid cooling of the substrate S1, the cooling gas may be supplied to the upper and lower surfaces of the substrate S1. Sprayed on cotton is good. When the substrate S1 is cooled to some extent, the first gate 410a is opened and the substrate S1 is taken out to the outside. Then, the substrate S3 for depositing the graphene thin film is transferred into the first auxiliary chamber 200a. It introduces (FIG. 9 (d)). After the first gate 410a is closed, the inside of the first auxiliary chamber 200a is purged.

다음, 기판(S2) 상에 원하는 두께의 그래핀 박막이 증착되면, 제2밸브(420b)를 개방하고 기판 이송장치(300b)를 이용하여 기판(S2)을 제2보조챔버(300b)로 언로딩한 다음, 제2밸브(420b)를 폐쇄한다. 제2보조챔버(200b)로 기판(S2)이 언로딩되면, 제1밸브(420a)를 개방하고 제1보조챔버(200a) 내의 기판(S3)을 기판 이송장치(300a)를 이용하여 공정챔버(100) 내의 서셉터(110) 사이에 로딩한 다음, 제1밸브(420a)를 폐쇄하고 기판(S3)에 그래핀 박막을 증착한다(도 9의 (e)). Next, when a graphene thin film having a desired thickness is deposited on the substrate S2, the second valve 420b is opened and the substrate S2 is frozen into the second auxiliary chamber 300b by using the substrate transfer device 300b. After loading, the second valve 420b is closed. When the substrate S2 is unloaded into the second auxiliary chamber 200b, the first valve 420a is opened and the substrate S3 in the first auxiliary chamber 200a is transferred to the process chamber using the substrate transfer device 300a. After loading between the susceptors 110 in the 100, the first valve 420a is closed and a graphene thin film is deposited on the substrate S3 (FIG. 9E).

제2보조챔버(200b)로 언로딩된 기판(S2)은 기판(S1)을 냉각시킬 때와 동일한 방법으로 되고, 기판(S2)이 냉각되면 제2게이트(410b)를 개방한 다음 외부로 반출시킨 후 기판(S4)을 제2보조챔버(200b)로 도입한다(도 9의 (f)). 그 후 제2게이트(410b)를 폐쇄하고 제2보조챔버(200b) 내부를 퍼지한다. The substrate S2 unloaded into the second auxiliary chamber 200b has the same method as when the substrate S1 is cooled, and when the substrate S2 is cooled, the second gate 410b is opened and then taken out. After that, the substrate S4 is introduced into the second auxiliary chamber 200b (FIG. 9F). Thereafter, the second gate 410b is closed and the inside of the second auxiliary chamber 200b is purged.

이와 같은 과정을 반복하여 수행함으로써 공정챔버(100) 내에 기판을 연속적으로 로딩하여 그래핀 박막을 증착할 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있다. 그리고 기판의 냉각이 보조챔버 내에서 이루어지기 때문에 기판 냉각을 위해 공정챔버(100) 내부 온도를 낮출 필요가 없어 박막 증착을 위해 공정챔버 내부, 즉 서셉터(110) 및 기판을 공정온도까지 다시 가열하지 않아도 되므로 온도를 높이는데 소요되는 시간이나 전력 등을 효과적으로 절감할 수 있다.
By repeating the above process, the graphene thin film may be deposited by continuously loading the substrate in the process chamber 100, thereby improving productivity. And since the cooling of the substrate is performed in the auxiliary chamber, it is not necessary to lower the temperature inside the process chamber 100 to cool the substrate, so that the inside of the process chamber, that is, the susceptor 110 and the substrate are heated again to the process temperature for thin film deposition. Because it does not have to do so, it can effectively reduce the time or power required to increase the temperature.

이상에서는 제1보조챔버와 제2보조챔버에서 기판의 로딩 및 언로딩이 함께 수행되는 예에 대해서 설명하였으나, 제1보조챔버와 제2보조챔버 중 어느 하나는 기판의 로딩만 수행하고, 나머지 하나는 기판의 언로딩만 수행할 수도 있다. In the above, an example in which the loading and unloading of the substrate are performed together in the first auxiliary chamber and the second auxiliary chamber has been described, but any one of the first auxiliary chamber and the second auxiliary chamber performs only the loading of the substrate, May only perform unloading of the substrate.

도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 기판 처리과정을 순차적으로 보여주는 도면이다.10 is a view sequentially showing a substrate processing process according to a second embodiment of the present invention.

도 10에 따르면, 제1보조챔버(200a)에서는 외부에서 도입되는 기판을 공정챔버로 로딩하고, 제2보조챔버(200b)에서는 공정챔버(100a)에서 박막이 증착된 기판을 언로딩하여 냉각시킨 후 외부로 반출한다. 이 경우 도 10에 도시된 것처럼 기판을 제1보조챔버(200a)에 한 개씩 도입시킬 수도 있으나, 공정 효율을 감안한다면 한 번에 복수 개의 기판을 도입시키는 것이 좋다. 본 실시 예에서 기판의 로딩 및 언로딩이 일 방향으로 수행되는 것 이외에 그 작용 효과는 동일하다.
According to FIG. 10, the first auxiliary chamber 200a loads a substrate introduced from the outside into the process chamber, and the second auxiliary chamber 200b unloads and cools the substrate on which the thin film is deposited in the process chamber 100a. Then take it outside. In this case, as shown in FIG. 10, the substrates may be introduced one by one into the first auxiliary chamber 200a. However, in consideration of process efficiency, a plurality of substrates may be introduced at a time. In this embodiment, the effect of the loading and unloading of the substrate is performed in one direction except for the same.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예들에 따르면, 박막의 증착과 기판의 냉각을 서로 분리된 공간에서 수행함으로써 공정챔버 내에서 박막 증착을 연속적으로 수행할 수 있다. 이를 통해 공정 효율을 향상시킬 수 있음은 물론, 생산성도 향상시킬 수 있다. As described above, according to the exemplary embodiments of the present invention, the thin film deposition may be continuously performed in the process chamber by performing the deposition of the thin film and the cooling of the substrate in separate spaces. This can not only improve process efficiency, but also improve productivity.

또한, 급속 열처리(rapid thermal processing: RTP) 방식을 응용하여 공정 챔버 내에 수용된 기판을 가열하여 그래핀을 대량 생성해 낼 수 있다. 이로써, 전기적, 기계적, 화학적으로 많은 장점을 지니고 있는 그래핀의 상용화를 도모할 수 있다. In addition, the rapid thermal processing (RTP) method can be applied to heat the substrate contained in the process chamber to generate a large amount of graphene. As a result, it is possible to commercialize graphene having many advantages in electrical, mechanical, and chemical terms.

특히, 공정 챔버와, 방사광을 조사하는 열원을 구비하고, 열원의 가열 작용에 의해 1차적으로 서셉터를 가열한 다음, 가열된 서셉터의 열전달(즉, 복사 또는 전도)에 의해 2차적으로 기판이 가열됨에 따라 그래핀 박막을 용이하게 증착할 수 있다.
In particular, it comprises a process chamber and a heat source for irradiating radiant light, heats the susceptor primarily by the heating action of the heat source, and then secondarily the substrate by heat transfer (ie, radiation or conduction) of the heated susceptor. As it is heated, the graphene thin film can be easily deposited.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.

S: 기판
100, 100a : 공정챔버 101 : 리드
102 : 몸체 104 : 제1가스주입구
105 : 제1가스배출구 107 : 고정홈
110 : 서셉터 120 : 열원 유닛
122 : 열원 124 : 윈도우
126 : 반사막 130 : 밀폐부재
200a, 200b, 200c : 보조챔버 210a, 210b : 제2가스주입구
212a, 212b : 제2가스배출구 300a, 300b : 기판 이송장치
410a, 410b : 게이트 420a, 420b : 밸브
S: substrate
100, 100a: process chamber 101: lead
102: body 104: first gas inlet
105: first gas outlet 107: fixed groove
110: susceptor 120: heat source unit
122: heat source 124: window
126: reflecting film 130: sealing member
200a, 200b, 200c: auxiliary chamber 210a, 210b: second gas inlet
212a, 212b: second gas outlet 300a, 300b: substrate transfer device
410a, 410b: gate 420a, 420b: valve

Claims (16)

기판이 처리되는 내부공간이 형성되고, 내부에는 기판을 장착하기 위한 한 쌍의 서셉터가 나란하게 구비되고, 내부의 적어도 일면에는 상기 서셉터와 평행하게 배치되어 상기 서셉터를 가열하는 적어도 하나의 열원 유닛을 포함하는 공정챔버와;
상기 공정챔버의 양쪽에 각각 연결되는 보조챔버;를 포함하고,
상기 공정챔버와 보조챔버는
내부에 가스를 주입하는 가스주입구와,
내부의 가스를 배출하기 위한 가스배출구를 각각 구비하는 기판 처리 장치.
An internal space in which the substrate is processed is formed, and a pair of susceptors for mounting the substrate are provided in parallel with each other, and at least one surface of the substrate is disposed in parallel with the susceptor to heat the susceptor. A process chamber comprising a heat source unit;
And an auxiliary chamber connected to both sides of the process chamber,
The process chamber and the auxiliary chamber
A gas inlet for injecting gas into the inside,
A substrate processing apparatus each having a gas discharge port for discharging the gas inside.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 공정챔버와 보조챔버의 내벽에는 라이너가 형성되는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
And a liner formed on inner walls of the process chamber and the auxiliary chamber.
청구항 1에 있어서,
상기 서셉터에는 적어도 하나의 온도 측정부가 구비되는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
The susceptor is provided with at least one temperature measuring unit.
청구항 1에 있어서,
상기 서셉터는 그라파이트(graphite) 또는 탄화규소(SiC)가 코팅된 그라파이트, 탄화규소(Silicon Carbide), 질화규소(Silicon nitride), 알루미나(Al2O3), 질화 알루미늄(Aluminum nitride) 및 석영(Quartz) 중 적어도 어느 하나로 형성되는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
The susceptor is graphite or silicon carbide (SiC) coated graphite, silicon carbide, silicon nitride, alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride and quartz (Quartz) A substrate processing apparatus formed with at least one of).
청구항 1에 있어서,
상기 보조챔버에는 개폐 가능한 게이트가 구비되고, 상기 공정챔버와 보조챔버의 연결부위에는 상기 공정챔버와 보조챔버를 분리하는 밸브가 구비되는 기판 처리 장치.
The method according to claim 1,
The auxiliary chamber is provided with a gate that can be opened and closed, the substrate processing apparatus is provided with a valve separating the process chamber and the auxiliary chamber at the connection portion of the process chamber and the auxiliary chamber.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020120020365A 2012-02-28 2012-02-28 Substrate processing apparatus and the method thereof KR101224059B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120020365A KR101224059B1 (en) 2012-02-28 2012-02-28 Substrate processing apparatus and the method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120020365A KR101224059B1 (en) 2012-02-28 2012-02-28 Substrate processing apparatus and the method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101224059B1 true KR101224059B1 (en) 2013-01-21

Family

ID=47842200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120020365A KR101224059B1 (en) 2012-02-28 2012-02-28 Substrate processing apparatus and the method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101224059B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101975454B1 (en) 2018-03-21 2019-05-09 (주)앤피에스 Apparatus for processing substrate and method for processing substrate using the same
KR20210119264A (en) * 2020-03-23 2021-10-05 국일그래핀 주식회사 Graphene layer deposition apparatus
KR20220136563A (en) * 2021-03-31 2022-10-11 주식회사 에프엑스티 An apparatus for manufacturing SiC member, a method for manufacturing SiC member, and a method for manufacturing a focus ring
WO2023182001A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-28 ローム株式会社 Method for producing graphene

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4857139A (en) * 1984-11-26 1989-08-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method and apparatus for forming a layer
JP2000243719A (en) * 1999-02-19 2000-09-08 Nec Corp Lamp annealing method and apparatus thereof
KR100607895B1 (en) * 1999-04-26 2006-08-03 조인트 인더스트리얼 프로세서스 포 일렉트로닉스 Process and device for processing a material by electromagnetic radiation in a controlled atmosphere
KR20070021724A (en) * 2005-08-19 2007-02-23 주식회사 아이피에스 Inside Structure of Vacuum Chamber

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4857139A (en) * 1984-11-26 1989-08-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method and apparatus for forming a layer
JP2000243719A (en) * 1999-02-19 2000-09-08 Nec Corp Lamp annealing method and apparatus thereof
KR100607895B1 (en) * 1999-04-26 2006-08-03 조인트 인더스트리얼 프로세서스 포 일렉트로닉스 Process and device for processing a material by electromagnetic radiation in a controlled atmosphere
KR20070021724A (en) * 2005-08-19 2007-02-23 주식회사 아이피에스 Inside Structure of Vacuum Chamber

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101975454B1 (en) 2018-03-21 2019-05-09 (주)앤피에스 Apparatus for processing substrate and method for processing substrate using the same
KR20210119264A (en) * 2020-03-23 2021-10-05 국일그래핀 주식회사 Graphene layer deposition apparatus
KR102438664B1 (en) 2020-03-23 2022-09-02 국일그래핀 주식회사 Graphene layer deposition apparatus
KR20220136563A (en) * 2021-03-31 2022-10-11 주식회사 에프엑스티 An apparatus for manufacturing SiC member, a method for manufacturing SiC member, and a method for manufacturing a focus ring
KR102567296B1 (en) * 2021-03-31 2023-08-18 주식회사 에프엑스티 An apparatus for manufacturing SiC member, a method for manufacturing SiC member, and a method for manufacturing a focus ring
WO2023182001A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-28 ローム株式会社 Method for producing graphene

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8196619B2 (en) Load lock apparatus, processing system and substrate processing method
JP6359567B2 (en) Equipment and process confinement for spatially separated atomic layer deposition
JP5380525B2 (en) Vacuum heating and cooling device
JP3246708B2 (en) Trap device and unreacted process gas exhaust mechanism using the same
US8183502B2 (en) Mounting table structure and heat treatment apparatus
KR101224059B1 (en) Substrate processing apparatus and the method thereof
KR20140023289A (en) Apparatus and process for atomic layer deposition
WO2007099957A1 (en) Plasma treatment apparatus, and substrate heating mechanism to be used in the apparatus
KR101355644B1 (en) Substrate processing apparatus
JP2012004381A (en) Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
TW201404925A (en) Atomic layer deposition with rapid thermal treatment
KR20130098663A (en) Apparatus for manumacturing film and the method thereof
KR101190603B1 (en) Substrate processing apparatus
JP4260404B2 (en) Deposition equipment
KR101431606B1 (en) Substrate processing apparatus
KR101182638B1 (en) Apparatus for processing substrate
JP2007266595A (en) Plasma treatment apparatus and substrate heating mechanism used therefor
KR101842027B1 (en) Graphene Synthesis Apparatus And Method for Synthesizing Graphene Using The Same
WO2005083760A1 (en) Substrate processing equipment and semiconductor device manufacturing method
WO2013145932A1 (en) Heating mechanism, film-forming device, and film-forming method
KR101217638B1 (en) Substrate supporting apparatus and substrate processing apparatus having the same
KR101866512B1 (en) Apparatus for processing substrate and method for processing substrate using the same
CN111549332A (en) Atomic layer deposition apparatus
KR101942511B1 (en) Apparatus for processing substrate and method for processing substrate using the same
JP2016145391A (en) Vaporization apparatus, and film deposition apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160111

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170113

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190114

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200114

Year of fee payment: 8