KR101329318B1 - Nozzle unit, apparatus and method for treating substrate with the same - Google Patents
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Abstract
기판처리장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 기판처리장치는 공정챔버; 상기 공정챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지유닛; 및 공정챔버 내에 배치되며 가스를 분사하는 노즐유닛;을 포함하되, 노즐유닛은, 공정가스를 분사하는 제1노즐; 및 공정가스가 공정챔버의 내벽 또는 지지유닛에 증착되는 것을 방지하기 위하여 공정챔버의 내벽 또는 지지유닛과 인접한 영역으로 차단가스를 분사하는 제2노즐을 포함한다.A substrate processing apparatus is disclosed. Substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention the process chamber; A support unit disposed in the process chamber and supporting a substrate; And a nozzle unit disposed in the process chamber and injecting gas, wherein the nozzle unit comprises: a first nozzle injecting the process gas; And a second nozzle for injecting the blocking gas into an area adjacent to the inner wall of the process chamber or the support unit to prevent the process gas from being deposited on the inner wall or the support unit of the process chamber.
Description
본 발명은 노즐유닛, 이를 포함하는 기판처리장치 및 이를 이용하는 기판처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판에 증착되어 박막을 형성하는 공정가스를 분사하는 노즐유닛, 이를 포함하는 기판처리장치 및 이를 이용하는 기판처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nozzle unit, a substrate processing apparatus including the same, and a substrate processing method using the same, and more particularly, a nozzle unit for injecting a process gas deposited on a substrate to form a thin film, and a substrate processing apparatus including the same. It relates to a substrate processing method to be used.
반도체소자는 실리콘웨이퍼 등의 기판 상에 금속산화막에 회로패턴을 형성하여 제조되는데, 기판 상에 금속산화막을 입히는 박막형성법으로는 금속유기물화학기상증착(MOCVD: metal-organic chemical vapor deposition)법이 널리 이용되고 있다.A semiconductor device is manufactured by forming a circuit pattern on a metal oxide film on a substrate such as a silicon wafer, and a metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) method is widely used as a thin film forming method for coating a metal oxide film on a substrate. It is used.
금속유기물화학기상증착법은, 액상의 금속유기화합물을 기화시켜 수소화합물과 혼합한 공정가스를 기판에 공급한 후 고온으로 가열하여 공정가스의 열분해반응을 유도하여 기판 상에 금속박막을 증착시켜 이루어진다. The metal organic chemical vapor deposition method vaporizes a liquid metal organic compound, supplies a process gas mixed with a hydrogen compound to a substrate, heats it to a high temperature, induces thermal decomposition of the process gas, and deposits a metal thin film on the substrate.
그런데, 공정가스를 분사하는 과정에서 챔버나 노즐이 고온에 노출되면 공정가스가 기판에 도달하기 전에 챔버의 벽면이나 노즐에 달라붙는 기생증착(parasitic deposition )현상이 발생하게 된다. 기생증착이 발생하면, 챔버 내에 불순물이 발생하고 공정가스가 불균일하게 분사되어 금속산화막의 품질이 악영향을 주고, 결과적으로 반도체소자의 수율 및 성능을 저하시키는 원인이 된다.However, when the chamber or the nozzle is exposed to high temperatures in the process of injecting the process gas, parasitic deposition that occurs on the wall or the nozzle of the chamber occurs before the process gas reaches the substrate. When parasitic deposition occurs, impurities are generated in the chamber and the process gas is unevenly injected, which adversely affects the quality of the metal oxide film, resulting in a decrease in yield and performance of the semiconductor device.
본 발명의 일 과제는, 기생증착현상을 방지할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법 그리고 이에 사용되는 노즐 유닛을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and substrate processing method capable of preventing parasitic deposition and a nozzle unit used therein.
본 발명의 다른 과제는, 기판 상에 균일한 금속산화막을 형성할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법 그리고 이에 사용되는 노즐 유닛을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and substrate processing method capable of forming a uniform metal oxide film on a substrate and a nozzle unit used therein.
본 발명의 일측면에 따르면, 공정챔버; 상기 공정챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지유닛; 및 상기 공정챔버 내에 배치되며 가스를 분사하는 노즐유닛을 포함하되, 상기 노즐유닛은, 공정가스를 분사하는 제1노즐; 및 상기 공정가스가 상기 공정챔버의 내벽 또는 상기 지지유닛에 증착되는 것을 방지하기 위하여 상기 공정챔버의 내벽 또는 상기 지지유닛의 인접영역으로 차단가스를 분사하는 제2노즐을 포함하는 기판처리장치가 제공될 수 있다. According to one aspect of the invention, the process chamber; A support unit disposed in the process chamber and supporting a substrate; And a nozzle unit disposed in the process chamber and injecting gas, wherein the nozzle unit comprises: a first nozzle injecting the process gas; And a second nozzle for injecting a blocking gas into an inner wall of the process chamber or an adjacent region of the support unit to prevent the process gas from being deposited on the inner wall of the process chamber or the support unit. Can be.
또한, 상기 제1노즐은, 수평방향으로 상기 공정가스를 분사하고, 상기 제2노즐은, 상기 제1노즐의 상부 및 하부 중 적어도 하나에 배치되고, 상기 공정가스에 나란한 방향으로 상기 차단가스를 분사할 수 있다.The first nozzle may inject the process gas in a horizontal direction, and the second nozzle may be disposed in at least one of an upper portion and a lower portion of the first nozzle, and the blocking gas may be disposed in a direction parallel to the process gas. Can spray
또한, 상기 노즐 유닛은 차단 가스가 유입되는 제1내관; 상기 제1내관을 둘러싸며, 공정 가스가 유입되는 제2내관; 상기 제2내관을 둘러싸며, 상기 제2내관 내의 공정 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외관을 포함하고; 상기 제1노즐은 상기 제2내관으로부터 상기 외관으로 연장되도록 형성되며, 상기 제2노즐은 상기 제1내관으로부터 상기 외관으로 연장되도록 형성될 수 있다.In addition, the nozzle unit may include a first inner tube into which the blocking gas is introduced; A second inner tube surrounding the first inner tube and into which a process gas is introduced; Surrounding the second inner tube, wherein the cooling fluid for cooling the process gas in the second inner tube flows; The first nozzle may be formed to extend from the second inner tube to the external appearance, and the second nozzle may be formed to extend from the first inner tube to the external appearance.
또한, 상기 노즐 유닛은 공정 가스가 유입되는 내관; 상기 내관을 둘러싸며, 상기 내관 내의 공정 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외관을 포함하고; 상기 제1노즐은 상기 내관으로부터 상기 외관으로 연장되도록 형성되며, 상기 제2노즐은 상기 외관의 상단 외측 및 상기 외관의 하단에 형성될 수 있다.In addition, the nozzle unit may include an inner tube into which a process gas is introduced; Surrounding the inner tube and including an exterior through which a cooling fluid for cooling the process gas in the inner tube flows; The first nozzle may be formed to extend from the inner tube to the exterior, and the second nozzle may be formed at an outer side of the upper end of the exterior and a lower end of the exterior.
또한, 상기 노즐 유닛은 공정 가스가 유입되는 내관; 상기 내관을 둘러싸며, 상기 내관 내의 공정 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외관을 포함하고; 상기 제1노즐은 상기 내관으로부터 상기 외관으로 연장되도록 형성되며, 상기 제2노즐은 상기 외관의 내측면에 원주 방향을 따라 형성되고, 차단 가스가 유입되는 환형관 및 상기 환형관과 연결되도록 상기 외관에 형성된 분사구들을 포함할 수 있다.In addition, the nozzle unit may include an inner tube into which a process gas is introduced; Surrounding the inner tube and including an exterior through which a cooling fluid for cooling the process gas in the inner tube flows; The first nozzle is formed to extend from the inner tube to the outer tube, and the second nozzle is formed along the circumferential direction on an inner surface of the outer tube and is connected to the annular tube into which the blocking gas is introduced and the annular tube. It may include the injection holes formed in.
또한, 상기 지지 유닛은 판 형상을 가지고, 기판 홀더를 수용하는 복수개의 홀더홈들이 상면의 가장자리 영역에 원주 방향을 따라가며 형성된 지지 플레이트; 및 상기 지지 플레이트를 회전시키는 회전 구동 부재를 포함할 수 있다.In addition, the support unit has a plate shape, a plurality of holder grooves for receiving the substrate holder is formed along the circumferential direction in the edge region of the upper surface; And a rotation driving member for rotating the support plate.
또한, 상기 노즐 유닛은 상기 지지 플레이트의 중심 영역의 상부에 배치되고, 상기 제1노즐 및 상기 제2노즐은 상기 지지 플레이트의 중심 영역에서 가장자리 영역으로 향하는 방사형 가스 흐름을 형성하도록 복수개가 제공될 수 있다.In addition, the nozzle unit may be disposed above the center region of the support plate, and the plurality of first nozzles and the second nozzle may be provided to form a radial gas flow from the center region of the support plate to the edge region. have.
또한, 상기 지지 플레이트의 상면 중심 영역에는 제 2 홈이 형성되고, 상기 노즐 유닛의 하단이 상기 제 2 홈의 바닥면으로부터 이격 배치되도록 상기 노즐 유닛의 하단이 상기 제 2 홈에 삽입될 수 있다. In addition, a second groove may be formed in an upper center area of the support plate, and a lower end of the nozzle unit may be inserted into the second groove so that the lower end of the nozzle unit is spaced apart from the bottom surface of the second groove.
본 발명의 일측면에 따르면, 노즐들이 원주 방향을 따라 배치된 원통 형상의 노즐 보디를 갖되; 상기 노즐들은 공정 가스를 수평 방향으로 분사하는 제1노즐들; 및 상기 제1노즐들의 상단 또는 하단에 위치되고, 차단 가스를 공정 가스와 나란한 수평 방향으로 분사하는 제2노즐들을 포함하는 노즐 유닛이 제공될 수 있다.According to one aspect of the invention, the nozzles have a cylindrical nozzle body disposed along the circumferential direction; The nozzles may include first nozzles for spraying a process gas in a horizontal direction; And second nozzles positioned at upper or lower ends of the first nozzles and spraying the blocking gas in a horizontal direction parallel to the process gas.
또한, 상기 제2노즐들은 상기 제1노즐의 상단에 위치하는 제1그룹과 상기 제1노즐의 하단에 위치하는 제2그룹으로 나뉘고, 동일한 그룹에 속하는 상기 제2노즐들은 상기 노즐 보디의 동일한 높이에 원주 방향을 따라 제공될 수 있다.The second nozzles may be divided into a first group located at an upper end of the first nozzle and a second group located at a lower end of the first nozzle, and the second nozzles belonging to the same group may have the same height of the nozzle body. Can be provided along the circumferential direction.
또한, 상기 제1그룹에 속하는 상기 제2노즐들은 상기 노즐 유닛이 설치되는 처리실의 상부벽에 인접한 영역으로 차단 가스를 분사하도록 제공되고, 상기 제2그룹에 속하는 제2노즐들은 기판들이 놓여지는 지지 플레이트에 인접한 영역으로 차단 가스를 분사하도록 제공될 수 있다.In addition, the second nozzles belonging to the first group are provided to inject a blocking gas into an area adjacent to the upper wall of the processing chamber in which the nozzle unit is installed, and the second nozzles belonging to the second group support the substrates on which the substrates are placed. It may be provided to inject the blocking gas into an area adjacent the plate.
또한, 상기 노즐 보디는 차단 가스가 유입되는 제1내관; 상기 제1내관을 둘러싸며, 공정 가스가 유입되는 제2내관; 상기 제2내관을 둘러싸며, 상기 제2내관 내의 공정 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외관을 포함하고; 상기 제1노즐들은 상기 제2내관 내의 공정 가스를 상기 외관 외부로 분사하도록 제공되고, 상기 제2노즐들은 상기 제1내관 내의 차단 가스를 상기 외관 외부로 분사하도록 제공될 수 있다.In addition, the nozzle body may include a first inner tube into which the blocking gas is introduced; A second inner tube surrounding the first inner tube and into which a process gas is introduced; Surrounding the second inner tube, wherein the cooling fluid for cooling the process gas in the second inner tube flows; The first nozzles may be provided to spray the process gas in the second inner tube to the outside of the outer tube, and the second nozzles may be provided to spray the blocking gas in the first inner tube to the outside of the outer tube.
또한, 상기 노즐 보디는 공정 가스가 유입되는 내관; 상기 내관을 둘러싸며, 상기 내관 내의 공정 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외관을 포함하고; 상기 제1노즐들은 상기 내관 내의 공정 가스를 상기 외관 외부로 분사하도록 제공되고, 상기 제2노즐들은 상기 외관의 상단 외측 및 상기 외관의 하단에 제공될 수 있다.The nozzle body may further include an inner tube through which a process gas is introduced; Surrounding the inner tube and including an exterior through which a cooling fluid for cooling the process gas in the inner tube flows; The first nozzles may be provided to inject the process gas in the inner tube to the outside of the exterior, and the second nozzles may be provided to the outside of the top of the exterior and the bottom of the exterior.
또한, 상기 노즐 보디는 공정 가스가 유입되는 내관; 상기 내관을 둘러싸며, 상기 내관 내의 공정 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외관을 포함하고; 상기 제1노즐들은 상기 내관 내의 공정 가스를 상기 외관 외부로 분사하도록 제공되고, 상기 제2노즐들은 상기 외관의 내측면에 원주 방향을 따라 형성되고, 차단 가스가 유입되는 환형관 및 상기 환형관과 연결되도록 상기 외관에 형성된 분사구들을 포함할 수 있다.The nozzle body may further include an inner tube through which a process gas is introduced; Surrounding the inner tube and including an exterior through which a cooling fluid for cooling the process gas in the inner tube flows; The first nozzles are provided to inject the process gas in the inner tube to the outside of the outer tube, and the second nozzles are formed along the circumferential direction on the inner surface of the outer tube, and the annular tube and the annular tube into which the blocking gas is introduced. It may include a plurality of injection holes formed in the exterior to be connected.
본 발명의 일측면에 따르면, 처리실 내에 기판을 로딩하는 단계; 상기 기판을 가열하는 단계; 및 상기 기판에 공정 가스를 분사하는 단계를 포함하되; 상기 공정 가스가 상기 기판으로 분사되는 과정에서 상기 처리실의 내벽 또는 상기 기판이 안착되는 지지 플레이트에 상기 공정 가스가 증착되지 않도록 차단가스를 분사하는 단계를 포함하는 박막 증착 방법이 제공될 수 있다.According to one aspect of the invention, the step of loading a substrate in the processing chamber; Heating the substrate; And spraying a process gas onto the substrate; In the process of spraying the process gas to the substrate may be provided a thin film deposition method comprising the step of spraying the blocking gas so that the process gas is not deposited on the inner wall of the process chamber or the support plate on which the substrate is seated.
또한, 상기 차단 가스는 상기 공정 가스가 분사되기 전이나 후 또는 상기 공정 가스와 동시에 분사될 수 있다.In addition, the blocking gas may be injected before or after the process gas is injected or simultaneously with the process gas.
또한, 상기 기판은 상기 지지 플레이트의 가장자리 영역에 원주 방향을 따라 복수개가 안착되고, 상기 공정 가스는 상기 지지 플레이트의 중심과 대응하는 상기 처리실의 상부에 배치된 노즐 유닛의 제1노즐들을 통해 방사형으로 분사되며, 상기 차단 가스는 상기 제1노즐들과 상기 처리실의 상부벽 사이 또는 상기 제1노즐과 상기 지지 플레이트 사이에서 제2노즐들을 통해 수평방향으로 분사될 수 있다.In addition, a plurality of substrates may be seated along the circumferential direction of the edge region of the support plate, and the process gas may be radially formed through the first nozzles of the nozzle unit disposed above the processing chamber corresponding to the center of the support plate. The blocking gas may be injected in a horizontal direction through second nozzles between the first nozzles and an upper wall of the processing chamber or between the first nozzle and the support plate.
또한, 상기 공정 가스는 냉각 유체에 의해 냉각된 후 상기 제1노즐들을 통해 분사될 수 있다.In addition, the process gas may be injected through the first nozzles after being cooled by a cooling fluid.
또한, 상기 차단 가스는 냉각 유체에 의해 냉각된 후 상기 제2노즐들을 통해 분사될 수 있다. In addition, the blocking gas may be injected through the second nozzles after being cooled by a cooling fluid.
또한, 상기 지지 플레이트는 자기 중심 축을 중심으로 회전하고, 상기 복수 개의 기판들 각각은 자기 중심축을 중심으로 회전할 수 있다.The support plate may rotate about a magnetic center axis, and each of the plurality of substrates may rotate about a magnetic center axis.
본 발명에 의하면, 박막증착 과정에서 기생증착현상이 방지될 수 있다.According to the present invention, parasitic deposition may be prevented in the thin film deposition process.
본 발명에 의하면, 기판 상에 균일한 금속산화막을 형성될 수 있다.According to the present invention, a uniform metal oxide film can be formed on the substrate.
본 발명에 의하면, 반도체소자의 수율 및 품질이 향상될 수 있다. According to the present invention, the yield and quality of the semiconductor device can be improved.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치를 일 실시예의 단면도이다.
도 2는 도 1의 지지유닛의 평면도이다.
도 3은 도 1의 노즐유닛의 단면도이다.
도 4는 도 1의 노즐유닛의 절개 사시도이다.
도 5는 노즐유닛의 평단면도이다.
도 6은 도 1의 노즐유닛에서 분사되는 가스의 흐름에 관한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 기판처리방법의 일 실시예의 순서도이다.
도 8은 노즐유닛의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10은 노즐유닛의 또 다른 실시예를 보여주는 도면들이다.
도 11은 지지 유닛과 노즐 유닛의 다른 배치 구조를 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 기판처리장치의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 기판처리장치의 또 다른 실시예를 보여주는 도면이다.1 is a cross-sectional view of an embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention.
2 is a plan view of the support unit of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view of the nozzle unit of FIG. 1.
4 is a cutaway perspective view of the nozzle unit of FIG. 1.
5 is a plan sectional view of the nozzle unit.
6 is a view of the flow of gas injected from the nozzle unit of FIG.
7 is a flow chart of one embodiment of a substrate processing method according to the present invention.
8 is a view showing another embodiment of a nozzle unit.
9 and 10 show still another embodiment of the nozzle unit.
11 is a view showing another arrangement structure of the support unit and the nozzle unit.
12 is a view showing another embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention.
13 is a view showing another embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 용어와 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The terms and accompanying drawings used herein are for the purpose of illustrating the present invention easily, and the present invention is not limited by the terms and drawings.
본 발명에 이용되는 기술 중 본 발명의 사상과 밀접한 관련이 없는 공지의 기술에 관한 자세한 설명은 생략한다. The detailed description of known techniques which are not closely related to the idea of the present invention among the techniques used in the present invention will be omitted.
본 명세서에 기재되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.Since the embodiments described herein are intended to clearly describe the present invention to those skilled in the art, the present invention is not limited to the embodiments described herein, but the scope of the present invention Should be construed as including modifications or variations without departing from the spirit of the invention.
이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(1000)에 관하여 설명한다.Hereinafter, a
기판처리장치(1000)는, 금속유기물화학기상증착법을 이용하여 기판(S) 상에 박막을 증착한다. 여기서, 기판(S)은 반도체소자나 액정표시장치(LCD: liquid crystal display)의 제조에 이용되는 기판을 모두 포함하는 포괄적인 개념으로, 예를 들어, 에피웨이퍼(epi wafer)의 제조에 사용되는 사파이어(Sapphire, Al2O3)기판, 실리콘카바이드(SiC)기판 또는 반도체집적회로의 제조에 사용되는 실리콘웨이퍼일 수 있다. The
이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(1000)의 일 실시예에 관하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치(1000)를 일 실시예의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an embodiment of a
기판처리장치(1000)는 공정챔버(1100), 지지유닛(1200), 가열유닛(1300), 노즐유닛(1400) 및 배기유닛(1500)을 포함한다. The
공정챔버(1100)는 금속유기물화학기상증착법에 따른 증착공정이 수행되는 공간을 제공한다. 지지유닛(1200)에는 기판(S)이 안착된다. 가열유닛(1300)은 기판(S)을 가열한다. 노즐유닛(1400)은 공정챔버(1100)의 내부로 가스를 분사하고, 배기유닛(1500)은 공정챔버(1100)에서 가스를 배기한다.The
공정챔버(1100)는 공정챔버(1100)의 내부를 외부와 격리시키는 벽(1110, 1120, 1130)을 포함한다. 벽은 상부벽(1110), 상부벽(1110)의 가장자리로부터 아래방향으로 연장되는 측벽(1120) 및 측벽(1120)의 하단에 결합되어 상부벽(1110)과 마주보는 하부벽(1130)을 포함한다. The
상부벽(1110)과 하부벽(1130)은 원판 형상으로 제공될 수 있다. The
측벽(1120)에는 기판(S)이 반입되거나 반출되는 통로(1140)가 형성된다. 통로(1140)에는 통로(1140)를 개폐하는 도어(1150)가 설치된다. 도어(1150)는 도어(1150)에 결합된 승강기(1160)의 작동에 의해 통로(1140)의 길이방향에 수직한 방향으로 이동하여 통로(1140)를 개폐할 수 있다.The
지지유닛(1200)은 공정챔버(1100)의 내부에 배치된다. 지지유닛(1200)은 지지플레이트(1210) 및 회전구동부재(1220)를 포함한다. 지지플레이트(1210)에는 기판(S)이 안착되며, 회전구동부재(1220)는 지지플레이트(1210)를 회전시킨다.The
도 2는 도 1의 지지유닛(1200)의 평면도이다.2 is a plan view of the
지지플레이트(1210)는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 지지플레이트(1210)는 전기전도율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 지지플레이트(1210)의 재질은 흑연일 수 있다.The
지지플레이트(1210)의 상면의 가장자리영역에는 원주를 따라 복수의 홀더홈(1211)이 형성된다. 각각의 홀더홈(1211)은 지지플레이트(1210)의 중심으로부터 동일 원주 상에 위치할 수 있다. A plurality of
본 실시예에서는 지지 플레이트(1210)가 60도 간격으로 6개의 홀더홈(1211)을 갖는 것으로 도시하였으나, 홀더홈(1211)의 개수는 지지 플레이트(1210)의 크기, 기판의 크기 그리고 홀더홈(1211)의 배치 구조에 따라 달라질 수 있다. 또한, 홀더홈(1211)의 배치나 형상은 상술한 예와 상이할 수 있다. In this embodiment, the
홀더홈(1211)에는 홀더(1212)가 삽입된다. 홀더(1212)에는 기판(S)이 안착된다. 하나의 홀더에 기판은 하나 또는 복수 개가 안착될 수 있다. 홀더(1212)는 외경이 홀더홈(1211)의 직경보다 작고, 내경이 기판(S)의 직경보다 크게 제공될 수 있다. 홀더(1212)는 상부가 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 홀더(1212)는 전기전도율이 높은 재질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 홀더(1212)의 재질은 흑연일 수 있다.The
홀더(1212)는 가스베어링의 원리에 의해 자기중심축을 중심으로 회전한다. 홀더홈(1211)의 하면에는 나선 형상의 회전홈(1213)이 제공된다. 회전홈(1213)에는 가스공급부재(미도시)로부터 회전가스가 공급된다. 공급된 회전가스는 회전홈(1213)을 따라 흐르며 홀드의 하면에 회전력을 전달하여 홀더(1212)를 회전시킨다. 기판(S)은 홀더(1212)의 회전에 따라 회전한다. 회전가스는 홀더(1212)와 홀더홈(1211) 사이의 공간을 통해 배기된다.The
회전구동부재(1220)는 지지플레이트(1210)를 회전시킨다. 회전구동부재(1220)는 회전축 및 모터(1222)를 포함한다. 구동축(1221)은 공정챔버(1100)의 하부벽(1130)을 관통하도록 삽입될 수 있다. 구동축(1221)은 상단이 지지플레이트(1210)의 하면에 결합되고, 하단이 모터(1222)에 결합된다. 모터(1222)에 의해 구동축(1221)을 회전 또는 승강시킬 수 있다. 모터(1222)에 의해 구동축(1221)이 회전 또는 승강하면, 지지플레이트(1210)가 구동축(1221)에 의해 회전 또는 승강한다. The
가열유닛(1300)은 지지플레이트(1210)에 안착된 기판(S)을 가열한다. 가열유닛(1300)은 지지플레이트(1210)의 하부 또는 지지플레이트(1210)의 내부에 배치될 수 있다. 가열유닛(1300)으로는 예를 들어, 무선주파수(RF: radio frequency)코일과 같은 고주파가열수단이 사용될 수 있다. 무선주파수코일은 구동축(1221)을 감싸도록 배치되어 외부로부터 전원을 받아 지지플레이트(1210)를 유도 가열시키고, 지지플레이트(1210)의 홀더(1212)를 통해 기판(S)을 공정온도로 가열할 수 있다. The
노즐유닛(1400)은 지지플레이트(1210)의 중심영역의 상부에 이격되어 배치되고, 공정챔버(1100)의 내부로 가스를 분사한다. 노즐유닛(1400)은 노즐보디(1410), 제1노즐(1450) 및 제2노즐(1460)을 포함한다. 제1노즐(1450)은 공정가스를 분사하고, 제2노즐(1460)은 차단가스를 분사한다.The
여기서, 공정가스로는 금속유기화합물과 수소화합물이 혼합된 가스가 이용될 수 있다. 금속유기화합물의 성분은 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등일 수 있으며, 수소화합물의 성분은 아르센(arsene), 포스핀(phosphine), 암모니아(ammonia) 등일 수 있다. 제1노즐(1450)은 공정가스의 분사를 돕기 위하여 공정가스를 캐리어가스와 함께 분사할 수도 있다. 캐리어가스의 성분은 수소(H2), 질소(N2) 등일 수 있다. 차단가스로는 불활성가스, 예를 들어, 헬륨(He), 아르곤(Ne)이나 캐리어가스와 유사한 성분의 가스가 이용될 수 있다.In this case, a gas in which a metal organic compound and a hydrogen compound are mixed may be used as the process gas. The component of the metal organic compound may be aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and the like, and the component of the hydrogen compound may be arsene, phosphine, ammonia, or the like. The
배기유닛(1500)은 배기라인(1510), 배기펌프(1520) 및 배기밸브(1530)를 포함할 수 있다. 배기라인(1510)은 일단이 공정챔버(1100)에 형성된 배기홀(1170)에 연결되고, 타단이 배기펌프(1520)에 연결된다.The
배기펌프(1520)는 배기라인(1510)을 통해 공정챔버(1100)의 내부에 음압을 가하고, 이에 따라 공정챔버(1100)의 내부로부터 반응가스, 캐리어가스, 차단가스 및 증착과정에서 발생하는 생성물 등이 배기된다. 배기펌프(1520)는 이러한 배기과정을 통해 공정챔버(1100)의 내부 압력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 공정챔버(1100)의 내부압력은 수 진공상태로부터 대기압 또는 그 이상의 고압에 이르기까지 다양한 범위로 조절될 수 있다. 배기밸브(1530)는 배기라인(1510) 상에 설치되어 배기라인(1510)의 유량을 제어한다.The
도 3은 도 1의 노즐유닛(1400)의 단면도이고, 도 4는 도 1의 노즐유닛(1400)의 절개 사시도이다. 도 5는 노즐유닛의 평단면도이다. 3 is a cross-sectional view of the
도 3 내지 도 5를 참조하면, 노즐보디(1410)는 외관(1411), 제2내관(1412) 및 제1내관(1413)을 포함한다. 관들(1411, 1412, 1413)은 측면이 그 길이방향이 상하방향으로 설치되고, 상면이 측면의 상단에 결합되고, 하면이 측면의 하단에 결합된다. 외관(1411)은 제2내관(1412)을 감싸고, 제2내관(1412)은 제1내관(1413)을 감싸도록 제공된다. 관들(1411, 1412, 1413)의 상면과 하면은 서로 공유될 수 있다. 관들(1411, 1412, 1413)은 원통 형상으로 제공될 수 있다.3 to 5, the
관들(1411, 1412, 1413)에 의해 노즐보디(1410)의 내부에는 외관(1411)과 제2내관(1412) 사이의 외부공간(1420), 제2내관(1412)과 제1내관(1413) 사이의 제2내부공간(1430) 및 제1내관(1413) 내부의 제1내부공간(1440)이 제공된다. 외부공간(1420)으로는 냉각유체가 흐르고, 제2내부공간(1430)으로는 반응가스가 유입되고, 제1내부공간(1440)으로는 차단가스가 유입된다.Inside the
제2내관(1412)의 상부에는 제1공정가스유입홀(1431) 및 제2공정가스유입홀(1434)이 형성된다. 제1공정가스유입홀(1431)은 제1공정가스라인(1432)에 연결되고, 제1공정가스라인(1432)은 금속유기화합물이 저장된 제1공정가스공급원(1433)에 연결된다. 제2공정가스유입홀(1434)은 제2공정가스라인(1435)에 연결되고, 제2공정가스라인(1435)은 수소화합물이 저장된 제2공정가스공급원(1436)에 연결된다. 제2내부공간(1430)에는 제1공정가스유입홀(1431) 및 제2공정가스유입홀(1434)을 통해 금속유기화합물 및 수소화합물의 가스가 유입된다. 제2내부공간(1430)에서는 금속유기화합물 및 수소화합물이 혼합되어 공정가스가 생성된다. 한편, 제2내관(1412)의 상부에는 캐리어 가스가 유입되는 캐리어 가스유입홀이 더 형성될 수 있다. A first process
제1내관(1413)의 상부에는 차단가스 유입홀(1441)이 형성된다. 차단가스 유입홀(1441)은 차단가스라인(1442)에 연결되고, 차단가스라인(1442)은 차단가스공급원(1443)에 연결된다. 차단가스는 차단가스 공급원(1443)으로부터 차단가스라인(1442), 차단가스유입홀(1441)을 통해 제1내부공간(1440)으로 유입된다. A blocking gas inlet hole (1441) is formed on the upper portion of the first inner tube (1413). The blocking
외관(1411)의 상부에는, 일측에 냉각유체 유입홀(1421)이 형성되고, 타측에 냉각유체 회수홀(1422)이 형성된다. 냉각유체 유입홀(1421)은 냉각유체 유입라인(1423)에 연결되고, 냉각유체 유입라인(1423)은 냉각유체 공급원(1425)에 연결된다. 냉각유체 회수홀(1422)은 냉각유체 회수라인(1424)에 연결되고, 냉각유체 회수라인(1424)은 냉각유체 공급원(1425)에 연결된다. 냉각유체는 냉각유체 공급원(1425)으로부터 냉각유체 유입라인(1423), 냉각유체 유입홀(1421)을 통해 외부공간(1420)으로 유입되고, 외부공간(1420)으로부터 냉각유체 회수홀(1422), 냉각유체 회수라인(1424)을 통해 냉각유체 공급원(1425)으로 회수되며 순환한다. 냉각유체 유입라인(1423)에는 온도조절부재(1426)가 설치된다. 온도조절부재(1426)는 냉각유체유입라인(1423)을 흐르는 냉각유체의 온도를 조절하여 외부공간(1420)으로 유입되는 냉각유체의 온도를 조절한다. 냉각유체로는 물(H2O) 또는 질소가스 등의 불활성가스가 사용될 수 있다. In the upper portion of the
제1노즐(1450)은 길이방향이 수평방향을 향하도록 제2내관(1412)으로부터 외관(1411)으로 연장되도록 설치된다. 제1노즐(1450)은 제2내관(1412)의 원주방향에 따라 복수로 제공될 수 있다. 또 제1노즐(1450)은 제2내관(1412)에 상하방향으로 이격되어 복수로 제공될 수 있다. 또 제1노즐(1450)은 상술한 배치를 조합하여 원주방향에 따라 복수 개 제공되는 제1노즐(1450)의 세트가 상하방향(종,행)으로 이격되어 복수로 제공될 수 있다. 이에 따라 공정가스는 제1노즐(1450)들을 통해 제2내부공간(1430)으로부터 공정챔버(1100)의 내부로 분사된다. The
제2노즐(1460)은 제1노즐(1450)에서 분사된 공정가스가 공정챔버(1100)의 내벽 또는 지지유닛(1200)을 비롯한 공정챔버(1100)의 내부에 설치된 구성요소에 증착하는 것을 방지하기 위하여 공정챔버(1100)의 내벽이나 지지유닛(1200)의 인접영역으로 차단가스를 분사한다. The
예를 들어, 제2노즐(1460)은 제1노즐(1450)들 상부에 위치하는 제1그룹과 제1노즐(1450)의 하단에 위치하는 제2그룹으로 나뉘어진다. 제1노즐(1450)들 상부에 위치하는 제1그룹에 속하는 제2노즐(1460)들은 제1노즐(1450)과 공정챔버(1100)의 상부벽(1110)의 사이로 차단가스를 분사할 수 있다. 그리고, 제1노즐(1450)들 하부에 위치하는 제2그룹에 속하는 제2노즐(1460)들은 제1노즐(1450)과 지지유닛(1200)의 사이로 차단가스를 분사할 수 있다. For example, the
제2노즐(1460)은 길이방향이 제1노즐(1450)과 나란하게 수평방향을 향하도록 제1내관(1413)으로부터 제2내관(1412)을 관통하여 외벽(1411)으로 연장되도록 설치되며, 제2노즐(1460)은 제1내관(1413)의 원주방향에 따라 복수로 제공될 수 있다. 제2노즐(1460)은 제1노즐(1450)의 상부, 하부 또는 상하부의 양쪽에 설치된다. 즉, 외관(1411)에 연결된 제2노즐(1460)의 일단이 외관(1411)에 연결된 제1노즐(1450)의 일단의 상부, 하부 또는 상하부 양쪽에 배치된다. The
도 5는 도 1의 노즐유닛(1400)에서 분사되는 가스의 흐름에 관한 도면이다.5 is a view of the flow of gas injected from the
제1노즐(1450)은 공정챔버(1100)의 내부로 공정가스를 분사한다. 공정가스는 제1노즐(1450)들을 통해 제2내부공간(1430)으로부터 공정챔버(1100)의 내부로 분사된다. The
이때, 공정가스는 제1노즐(1450)을 통해 냉각유체가 흐르는 외관(1420)을 통과하면서 냉각되므로, 제1노즐(1450)은 냉각된 공정가스를 분사한다. 냉각된 공정가스는 반응성이 낮아 기판(S)에 도달하기 전에 공정챔버(1100), 지지 플레이트, 노즐의 단부 등에 증착하지 않으므로, 기생증착 현상이 1차적으로 방지된다.At this time, since the process gas is cooled while passing through the exterior 1420 through which the cooling fluid flows through the
제2노즐(1460)은 제1노즐(1450)에서 분사된 공정가스가 공정챔버(1100)의 내벽 또는 지지유닛(1200)을 비롯한 공정챔버(1100)의 내부에 설치된 구성요소에 증착하는 것을 방지하기 위하여 공정챔버(1100)의 내벽이나 지지유닛(1200)의 인접영역으로 차단가스를 분사한다. 이에 따라 차단가스는 제2노즐(1460)들을 통해 공정가스가 배출되는 상부와 하부로 배출된다. 공정가스의 상부로 배출되는 차단가스는 공정챔버(1100)의 상부벽(1110)에 공정가스가 도달하는 것을 방지하고, 공정가스의 하부로 배출되는 차단가스는 지지유닛(1200)에 공정가스가 도달하는 것을 방지하므로 기생증착현상이 방지된다. The
이하에서는 본 발명에 따른 기판처리방법에 관하여 본 발명에 따른 기판처리장치(1000)를 이용하여 설명한다. 그러나, 이는 설명의 용이를 위한 것에 불과하므로, 본 발명에 따른 기판처리방법은 본 발명에 따른 기판처리장치(1000)와 유사한 다른 장치를 이용하여 수행될 있다.Hereinafter, a substrate processing method according to the present invention will be described using a
이하에서는 본 발명에 따른 기판처리방법의 일 실시예에 관하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a substrate processing method according to the present invention will be described.
도 7은 본 발명에 따른 기판처리방법의 일 실시예의 순서도이다. 7 is a flow chart of one embodiment of a substrate processing method according to the present invention.
기판처리방법의 일 실시예는, 기판(S)이 안착되는 단계(S110), 기판(S)을 가열하는 단계(S120), 차단가스가 분사되는 단계(S130), 공정가스가 분사되는 단계(S140), 박막이 증착되는 단계(S150), 공정챔버(1100)가 배기되는 단계(S160) 및 기판(S)이 반출되는 단계(S170)를 포함할 수 있다.In one embodiment of the substrate processing method, the step of mounting the substrate (S110), the step of heating the substrate (S120), the step of spraying the blocking gas (S130), the step of spraying the process gas ( S140, a step of depositing a thin film (S150), a step of removing the process chamber 1100 (S160), and a step of removing the substrate S (S170).
기판(S)은 지지유닛(1200)에 안착된다(S110). 기판(S)은 공정챔버(1100)의 측벽(1120)에 형성된 통로(1140)를 통해 공정챔버(1100) 내부로 반출되고, 반출된 기판(S)은 지지플레이트(1210)의 홀더(1212)에 놓인다.The substrate S is seated on the support unit 1200 (S110). The substrate S is carried out into the
가열유닛(1300)은 기판(S)을 가열한다(S120). 기판(S)이 지지유닛(1200)에 놓이면, 가열유닛(1300)이 지지플레이트(1210)를 가열하고, 이에 따라 기판(S)이 가열된다.The
기판(S)이 증착공정에 적합한 온도로 가열되면, 제2노즐(1460)이 차단가스를 분사하고(S130), 제1노즐(1450)은 공정가스를 분사한다(S140). 여기서, 차단가스가 먼저 분사된 후 공정가스가 분사되거나 또는 차단가스와 공정가스가 동시에 분사될 수 있다. 분사되는 가스는 냉각유체에 의해 냉각된 상태로 분사되므로 공정챔버(1100)의 내벽 또는 노즐유닛(1400), 지지유닛(1200) 등의 공정챔버(1100)의 내부에 설치된 구성요소에 증착되지 않는다. 또한, 차단가스가 공정가스가 공정챔버(1100)의 내벽 또는 공정챔버(1100) 내부에 설치된 구성요소로 이동하는 것을 방지하므로, 기생증착현상이 더욱 효과적으로 방지된다. When the substrate S is heated to a temperature suitable for the deposition process, the
분사된 공정가스는 기판(S) 상으로 제공되며 기판(S) 상에 박막을 증착한다(S150). 공정가스가 기판(S)에 제공되면, 가열된 기판(S)의 온도에 의해 기판(S) 상에 접착되어 금속산화막의 박막을 형성한다. 이때, 기판(S)은 홀더(1212)에 의해 회전하므로, 공정가스가 기판(S)에 골고루 퍼지고, 박막이 균일하게 형성될 수 있다. 이러한 과정에 따라 금속유기화합물기상증착법이 수행된다.The injected process gas is provided on the substrate S and a thin film is deposited on the substrate S (S150). When the process gas is provided to the substrate S, it is adhered to the substrate S by the temperature of the heated substrate S to form a thin film of a metal oxide film. In this case, since the substrate S is rotated by the
기판(S) 상에 금속산화막이 형성되면, 배기유닛(1500)이 공정유닛을 배기시키고(S160), 배기가 종료되면 공정챔버(1100)의 측벽(1120)에 형성된 통로(1140)를 통해 기판(S)이 외부로 반출되어(S170), 증착공정이 종료된다.When the metal oxide film is formed on the substrate S, the
도 8은 노즐유닛의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.8 is a view showing another embodiment of a nozzle unit.
도 8에 도시된 노즐 유닛(1400a)은 노즐보디(1410a) 외측에 별개 구성들로 제공되는 제2노즐(1470)들을 포함할 수 있다. 노즐보디(1410a)는 외관(1411), 내관(1412)으로 이루어지는 2 중관 구조를 갖는다. 외관(1411)은 내관(1412)을 감싸도록 제공되며, 외관과 내관(1411, 1412)의 상면과 하면은 서로 공유될 수 있다. 외관과 내관(1411, 1412)은 원통 형상으로 제공될 수 있다.The
관들(1411, 1412)에 의해 노즐보디(1410)의 내부에는 외관(1411)과 내관(1412) 사이의 외부공간(1420), 내관(1412) 내부의 내부공간(1430)이 제공된다. 외부공간(1420)으로는 냉각유체가 흐르고, 제2내부공간(1430)으로는 반응가스가 유입된다. The
제1노즐(1450)은 길이방향이 수평방향을 향하도록 내관(1412)으로부터 외관(1411)으로 연장되도록 설치된다. 공정가스는 제1노즐(1450)들을 통해 내부공간(1430)으로부터 공정챔버(1100)의 내부로 분사된다. The
제2노즐(1470)들은 공정가스가 공정챔버(1100)의 상부벽(1110)이나 지지유닛(1200)에 도달하는 것을 방지하기 위하여 차단가스를 분사할 수 있다. 제2노즐(1470)들 중 일부는 제1노즐(1450)과 공정챔버(1100)의 상부벽(1110)의 사이로 차단 가스를 분사할 수 있도록 상부벽(1110)에 설치된다. 나머지 제2노즐(1470)들은 노즐보디(1410a)의 하단에 설치된다. 제2노즐(1470)들은 차단가스의 분사방향이 공정가스의 분사방향과 나란하게 수평방향을 향하도록 설치된다. 제2노즐(1470)들은 노즐보디(1410a)의 원주방향에 따라 복수로 제공될 수 있다. The
도 9 및 도 10은 노즐유닛의 또 다른 실시예를 보여주는 도면이다.9 and 10 are views showing another embodiment of the nozzle unit.
도 9 및 도 10에 도시된 노즐 유닛(1400b)은 차단 가스를 분사하는 제2노즐(1480)들이 외관(1411) 내측면에 제공된다. In the
노즐보디(1410b)는 외관(1411), 내관(1412)으로 이루어지는 2 중관 구조를 갖는다. 외관(1411)은 내관(1412)을 감싸도록 제공되며, 외관과 내관(1411, 1412)의 상면과 하면은 서로 공유될 수 있다. 외관과 내관(1411, 1412)은 원통 형상으로 제공될 수 있다.The
관들(1411, 1412)에 의해 노즐보디(1410b)의 내부에는 외관(1411)과 내관(1412) 사이의 외부공간(1420), 내관(1412) 내부의 내부공간(1430)이 제공된다. 외부공간(1420)으로는 냉각유체가 흐르고, 제2내부공간(1430)으로는 반응가스가 유입된다. The
제2노즐(1480)은 환형관(1482)과 분사구(1484)들을 포함한다. 환형관(1482)은 외관(1411)의 내측면에 원주 방향을 따라 설치된다. 환형관(1482)에는 차단 가스가 유입된다. 분사구(1484)들은 환형관(1482)과 연결되도록 외관(1411)에 형성된다. The
제2노즐(1480)은 제1노즐(1450)의 상단과 제1노즐(1450)의 하단에 각각 위치되도록 외관(1411)에 설치된다. 제1노즐(1450) 상단에 위치하는 제2노즐(1480)은 처리실의 상부벽에 인접한 영역으로 차단 가스를 분사한다. 제1노즐(1450) 하단에 위치하는 제2노즐(1480)은 기판들이 놓여지는 지지 플레이트에 인접한 영역으로 차단 가스를 분사한다. The
도 11은 지지 유닛과 노즐 유닛의 다른 배치 구조를 보여주는 도면이다.11 is a view showing another arrangement structure of the support unit and the nozzle unit.
도 11을 참조하면, 지지 플레이트(1210a)의 상면 중심 영역에는 제2홈(1218)이 형성되고, 노즐 유닛(1400)의 노즐보디(1410)는 제2홈(1218)의 바닥면으로부터 이격 배치되도록 제2홈(1218)에 삽입된다. 이러한 구성에 의해 제2노즐(1460)과 지지 플레이트(1210a)간의 상하 거리가 단축되므로, 지지 플레이트(1210a)에 공정가스가 증착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. Referring to FIG. 11, a
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 기판처리장치의 다른 실시예들을 보여주는 도면들이다.12 and 13 are views showing other embodiments of a substrate processing apparatus according to the present invention.
도 12에 도시된 기판처리장치(1000c)는 노즐 유닛(1400c)의 제1노즐(1450c)과 제2노즐(1460c)이 공정챔버(1100)의 측벽(1120)에 설치된 예를 보여준다.The substrate treating apparatus 1000c illustrated in FIG. 12 shows an example in which the
도 13에 도시된 기판처리장치(1000c)는 노즐 유닛(1400c)의 제1노즐(1450c)과 제2노즐(1460c)이 공정챔버(1100)의 측벽(1120)에 설치되고, 지지유닛(1200c)의 지지플레이트(1210)에 하나의 기판이 안착된 상태에서 공정을 수행하는 예를 보여준다. In the substrate processing apparatus 1000c illustrated in FIG. 13, the
을 참된다. 는 공정챔버(1100)의 내부를 외부와 격리시키는 벽(1110, 1120, 1130)을 포함한다. 벽은 상부벽(1110), 상부벽(1110)의 가장자리로부터 아래방향으로 연장되는 측벽(1120) 및 측벽(1120)의 하단에 결합되어 상부벽(1110)과 마주보는 하부벽(1130)을 포함한다. Is true. Includes
본 발명의 실시예에서는 금속유기물화학기상증착에 의해 기판 상에 박막을 증착하는 장치를 예를 들어 설명하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다양한 종류의 증착 장치에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 기판 처리 장치가 기판 상에 박막을 증착하는 장치인 것으로 예를 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 식각, 애싱 등과 같이 기판이 제공된 챔버 내로 가스 또는 플라즈마를 공급하여 공정을 수행하는 다양한 장치에 적용될 수 있다. In the embodiment of the present invention, an apparatus for depositing a thin film on a substrate by metal organic chemical vapor deposition has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto and may be applied to various kinds of deposition apparatuses. In addition, in the embodiment of the present invention, the substrate processing apparatus has been described as an example for depositing a thin film on the substrate. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention may be applied to various apparatuses for performing a process by supplying gas or plasma into a chamber provided with a substrate such as etching or ashing.
또한, 본 발명의 실시예에서는 노즐 유닛 내에 냉각 가스가 흐르는 통로가 형성된 것을 예로 들어 설명하였으나, 노즐 유닛에는 냉각 가스가 흐르는 통로가 제공되지 않을 수도 있다. In addition, in the exemplary embodiment of the present invention, the cooling gas flow path is formed in the nozzle unit as an example, but the cooling gas flow path may not be provided in the nozzle unit.
또한, 본 발명의 실시예에서는 제2노즐이 제1노즐의 상부와 하부에 모두 제공된 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 제2노즐은 제1노즐의 상부에만 제공되거나, 선택적으로 제1노즐의 하부에만 제공될 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention has been described that the second nozzle is provided on both the top and bottom of the first nozzle. Alternatively, however, the second nozzle may be provided only at the top of the first nozzle, or alternatively, only at the bottom of the first nozzle.
본 명세서에서 설명한 실시예에서 그 구성요소나 구성단계가 모두 필수적인 것은 아니므로, 본 발명은 그 구성요소나 구성단계의 일부를 선택적으로 포함할 수 있다. 또한, 구성단계들은 반드시 설명된 순서로 수행되어야만 하는 것은 아니므로, 나중에 설명된 단계가 먼저 설명된 단계에 앞서 수행되는 것도 가능하다.In the embodiments described herein, not all components or components are essential, and thus, the present invention may optionally include a part of the components or components. In addition, since the configuration steps are not necessarily to be performed in the order described, it is also possible that the steps described later are performed before the steps described first.
나아가, 상술한 실시예들은 반드시 독립적으로만 수행되어야 하는 것은 아니며, 개별적으로 또는 서로 조합되어 이용될 수 있다.Furthermore, the above-described embodiments are not necessarily to be performed independently, but may be used individually or in combination with each other.
1000: 기판처리장치
1100: 공정챔버 1110: 상부벽 1120: 측벽
1130: 하부벽 1140: 통로 1150: 도어
1160: 승강기 1170: 배기홀
1200: 지지유닛 1210: 지지플레이트 1211: 홀더홈
1212: 홀더 1213: 회전홈
1220: 회전구동부재 1221: 구동축 1222: 모터
1300: 가열유닛
1400: 노즐유닛 1410: 노즐보디 1411: 외관
1412: 제2내관 1413: 제2내관
1420: 외부공간 1421: 냉각유체유입홀 1422: 냉각유체회수홀
1423: 냉각유체유입라인 1424: 냉각유체회수라인 1425: 냉각유체공급원
1426: 온도조절부재
1430: 제2내부공간 1431: 제1공정가스유입홀 1432: 제1공정가스라인
1433: 제1공정가스공급원 1434: 제2공정가스유입홀 1435: 제2공정가스라인
1436: 제2공정가스공급원
1440: 제1내부공간 1441: 차단가스유입홀 1442: 차단가스라인
1443: 차단가스공급원
1450: 제1노즐 1460: 제2노즐
1500: 배기유닛 1510: 배기라인 1520: 배기펌프
1530: 배기밸브
S: 기판
1000: substrate processing apparatus
1100: process chamber 1110: top wall 1120: side wall
1130: lower wall 1140: passage 1150: door
1160: elevator 1170: exhaust hole
1200: support unit 1210: support plate 1211: holder groove
1212: holder 1213: rotating groove
1220: rotary drive member 1221: drive shaft 1222: motor
1300: heating unit
1400: nozzle unit 1410: nozzle body 1411: appearance
1412: second inner tube 1413: second inner tube
1420: external space 1421: cooling fluid inlet hole 1422: cooling fluid recovery hole
1423: cooling fluid inlet line 1424: cooling fluid recovery line 1425: cooling fluid supply source
1426: temperature control member
1430: second internal space 1431: first process gas inlet hole 1432: first process gas line
1433: first process gas supply source 1434: second process gas inlet hole 1435: second process gas line
1436: second process gas supply source
1440: first internal space 1441: blocking gas inlet hole 1442: blocking gas line
1443: blocking gas supply source
1450: first nozzle 1460: second nozzle
1500: exhaust unit 1510: exhaust line 1520: exhaust pump
1530: exhaust valve
S: substrate
Claims (22)
상기 공정챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지유닛; 및
상기 공정챔버 내에 배치되며 가스를 분사하는 노즐유닛을 포함하되,
상기 노즐유닛은,
차단가스가 유입되는 제1내관;
상기 제1내관을 둘러싸며,공정가스가 유입되는 제2내관;
상기 제2내관을 둘러싸며, 상기 제2내관 내의 공정가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외관;
상기 제2내관으로부터 상기 외관으로 연장되도록 형성되고, 공정가스를 분사하는 제1노즐;
상기 제1내관으로부터 상기 외관으로 연장되도록 형성되고, 상기 공정챔버의 내벽과 상기 지지유닛의 인접영역으로 차단가스를 분사하도록 상기 제1노즐의 상부와 하부에 각각 제공되는 제2노즐을 포함하는 기판처리장치.A process chamber;
A support unit disposed in the process chamber and supporting a substrate; And
Is disposed in the process chamber and includes a nozzle unit for injecting gas,
Wherein the nozzle unit comprises:
A first inner tube into which the blocking gas is introduced;
A second inner tube surrounding the first inner tube and into which a process gas is introduced;
An appearance through which a cooling fluid surrounding the second inner tube flows to cool the process gas in the second inner tube;
A first nozzle formed to extend from the second inner tube to the outer surface and injecting a process gas;
A substrate including a second nozzle formed to extend from the first inner tube to the outer surface and respectively provided at an upper portion and a lower portion of the first nozzle to inject a blocking gas into an inner wall of the process chamber and an adjacent region of the support unit; Processing unit.
상기 제1노즐은, 수평방향으로 상기 공정가스를 분사하고,
상기 제2노즐은, 상기 공정가스에 나란한 방향으로 상기 차단가스를 분사하는 기판처리장치.The method of claim 1,
The first nozzle injects the process gas in a horizontal direction,
And the second nozzle sprays the blocking gas in a direction parallel to the process gas.
상기 공정챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지유닛; 및
상기 공정챔버 내에 배치되며 가스를 분사하는 노즐유닛을 포함하되,
상기 노즐유닛은
공정가스를 분사하는 제1노즐;
상기 공정가스가 상기 공정챔버의 내벽 또는 상기 지지유닛에 증착되는 것을 방지하기 위하여 상기 공정챔버의 내벽 또는 상기 지지유닛의 인접영역으로 차단가스를 분사하는 제2노즐;
상기 노즐 유닛은
공정 가스가 유입되는 내관;
상기 내관을 둘러싸며, 상기 내관 내의 공정 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외관을 포함하고;
상기 제1노즐은 상기 내관으로부터 상기 외관으로 연장되도록 형성되며,
상기 제2노즐은 상기 외관의 내측면에 원주 방향을 따라 형성되고, 차단 가스가 유입되는 환형관 및 상기 환형관과 연결되도록 상기 외관에 형성된 분사구들을 포함하는 기판처리장치.A process chamber;
A support unit disposed in the process chamber and supporting a substrate; And
Is disposed in the process chamber and includes a nozzle unit for injecting gas,
The nozzle unit
A first nozzle for injecting a process gas;
A second nozzle for injecting a blocking gas into an inner wall of the process chamber or an adjacent region of the support unit to prevent the process gas from being deposited on the inner wall of the process chamber or the support unit;
The nozzle unit
An inner tube into which a process gas is introduced;
Surrounding the inner tube and including an exterior through which a cooling fluid for cooling the process gas in the inner tube flows;
The first nozzle is formed to extend from the inner tube to the exterior,
The second nozzle is formed on the inner surface of the outer surface in the circumferential direction, the substrate processing apparatus including an annular tube through which the blocking gas flows and the injection holes formed in the outer surface to be connected to the annular tube.
상기 지지 유닛은
판 형상을 가지고, 기판 홀더를 수용하는 복수개의 홀더홈들이 상면의 가장자리 영역에 원주 방향을 따라가며 형성된 지지 플레이트; 및
상기 지지 플레이트를 회전시키는 회전 구동 부재를 포함하는 기판처리장치.6. The method according to claim 1 or 5,
The support unit
A support plate having a plate shape and formed with a plurality of holder grooves accommodating the substrate holder along a circumferential direction in an edge region of the upper surface; And
And a rotation driving member for rotating the support plate.
상기 노즐 유닛은
상기 지지 플레이트의 중심 영역의 상부에 배치되고,
상기 제1노즐 및 상기 제2노즐은 상기 지지 플레이트의 중심 영역에서 가장자리 영역으로 향하는 방사형 가스 흐름을 형성하도록 복수개가 제공되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The method according to claim 6,
The nozzle unit
Disposed on top of the central region of the support plate,
And a plurality of the first nozzle and the second nozzle are provided to form a radial gas flow from the center region of the support plate to the edge region.
상기 공정챔버 내에 배치되며 기판을 지지하는 지지유닛; 및
상기 공정챔버 내에 배치되며 가스를 분사하는 노즐유닛을 포함하되,
상기 지지 유닛은
판 형상을 가지고, 기판 홀더를 수용하는 복수개의 홀더홈들이 상면의 가장자리 영역에 원주 방향을 따라가며 형성된 지지 플레이트; 및
상기 지지 플레이트를 회전시키는 회전 구동 부재를 포함하고,
상기 노즐유닛은
공정가스를 분사하는 제1노즐;
상기 공정가스가 상기 공정챔버의 내벽 또는 상기 지지유닛에 증착되는 것을 방지하기 위하여 상기 공정챔버의 내벽 또는 상기 지지유닛의 인접영역으로 차단가스를 분사하는 제2노즐을 포함하며,
상기 지지 플레이트의 상면 중심 영역에는 제 2 홈이 형성되고,
상기 노즐 유닛의 하단이 상기 제 2 홈의 바닥면으로부터 이격 배치되도록 상기 노즐 유닛의 하단이 상기 제 2 홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.A process chamber;
A support unit disposed in the process chamber and supporting a substrate; And
Is disposed in the process chamber and includes a nozzle unit for injecting gas,
The support unit
A support plate having a plate shape and formed with a plurality of holder grooves accommodating the substrate holder along a circumferential direction in an edge region of the upper surface; And
A rotation drive member for rotating the support plate,
The nozzle unit
A first nozzle for injecting a process gas;
In order to prevent the process gas is deposited on the inner wall of the process chamber or the support unit includes a second nozzle for injecting the blocking gas to the inner wall of the process chamber or the adjacent region of the support unit,
A second groove is formed in the upper center region of the support plate,
And a lower end of the nozzle unit is inserted into the second groove so that the lower end of the nozzle unit is spaced apart from the bottom surface of the second groove.
상기 제 1 노즐은 상하 방향으로 복수 개가 제공되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The method of claim 1,
Substrate processing apparatus, characterized in that a plurality of the first nozzle is provided in the vertical direction.
노즐들이 원주 방향을 따라 배치된 원통 형상의 노즐 보디를 갖되;
상기 노즐들은
공정 가스를 수평 방향으로 분사하는 제1노즐들; 및
상기 제1노즐들의 상단 또는 하단에 위치되고, 차단 가스를 공정 가스와 나란한 수평 방향으로 분사하는 제2노즐들을 포함하되
상기 제2노즐들은 상기 제1노즐의 상단에 위치하는 제1그룹과 상기 제1노즐의 하단에 위치하는 제2그룹으로 나뉘고,
동일한 그룹에 속하는 상기 제2노즐들은 상기 노즐 보디의 동일한 높이에 원주 방향을 따라 제공되며,
상기 제1그룹에 속하는 상기 제2노즐들은 상기 노즐 유닛이 설치되는 처리실의 상부벽에 인접한 영역으로 차단 가스를 분사하도록 제공되고,
상기 제2그룹에 속하는 제2노즐들은 기판들이 놓여지는 지지 플레이트에 인접한 영역으로 차단 가스를 분사하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 노즐 유닛.In the nozzle unit:
The nozzles have a cylindrical nozzle body disposed along the circumferential direction;
The nozzles
First nozzles for spraying a process gas in a horizontal direction; And
Second nozzles positioned at the top or bottom of the first nozzles and spraying the blocking gas in a horizontal direction parallel to the process gas;
The second nozzles are divided into a first group located at an upper end of the first nozzle and a second group located at a lower end of the first nozzle,
The second nozzles belonging to the same group are provided along the circumferential direction at the same height of the nozzle body,
The second nozzles belonging to the first group are provided to inject a blocking gas into an area adjacent to an upper wall of a processing chamber in which the nozzle unit is installed.
And the second nozzles belonging to the second group are provided to spray the blocking gas into an area adjacent to the support plate on which the substrates are placed.
상기 노즐 보디는
차단 가스가 유입되는 제1내관;
상기 제1내관을 둘러싸며, 공정 가스가 유입되는 제2내관;
상기 제2내관을 둘러싸며, 상기 제2내관 내의 공정 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외관을 포함하고;
상기 제1노즐들은 상기 제2내관 내의 공정 가스를 상기 외관 외부로 분사하도록 제공되고,
상기 제2노즐들은 상기 제1내관 내의 차단 가스를 상기 외관 외부로 분사하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 노즐 유닛.11. The method of claim 10,
The nozzle body is
A first inner tube into which the blocking gas is introduced;
A second inner tube surrounding the first inner tube and into which a process gas is introduced;
Surrounding the second inner tube, wherein the cooling fluid for cooling the process gas in the second inner tube flows;
The first nozzles are provided to inject the process gas in the second inner tube to the outside of the outer tube,
And the second nozzles are provided so as to spray the blocking gas in the first inner tube to the outside of the outer tube.
상기 노즐 보디는
공정 가스가 유입되는 내관;
상기 내관을 둘러싸며, 상기 내관 내의 공정 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외관을 포함하고;
상기 제1노즐들은 상기 내관 내의 공정 가스를 상기 외관 외부로 분사하도록 제공되고,
상기 제2노즐들은 상기 외관의 상단 외측 및 상기 외관의 하단에 제공되는 것을 특징으로 하는 노즐 유닛.11. The method of claim 10,
The nozzle body is
An inner tube into which a process gas is introduced;
Surrounding the inner tube and including an exterior through which a cooling fluid for cooling the process gas in the inner tube flows;
The first nozzles are provided to inject the process gas in the inner tube to the outside of the outer tube,
And the second nozzles are provided at an outer side of an upper end of the outer side and a lower end of the outer side.
노즐들이 원주 방향을 따라 배치된 원통 형상의 노즐 보디를 갖되;
상기 노즐들은
공정 가스를 수평 방향으로 분사하는 제1노즐들; 및
상기 제1노즐들의 상단 또는 하단에 위치되고, 차단 가스를 공정 가스와 나란한 수평 방향으로 분사하는 제2노즐들을 포함하되;
상기 노즐 보디는
공정 가스가 유입되는 내관;
상기 내관을 둘러싸며, 상기 내관 내의 공정 가스를 냉각하는 냉각 유체가 흐르는 외관을 포함하고;
상기 제1노즐들은 상기 내관 내의 공정 가스를 상기 외관 외부로 분사하도록 제공되고,
상기 제2노즐들은 상기 외관의 내측면에 원주 방향을 따라 형성되고, 차단 가스가 유입되는 환형관 및 상기 환형관과 연결되도록 상기 외관에 형성된 분사구들을 포함하는 노즐 유닛.In the nozzle unit:
The nozzles have a cylindrical nozzle body disposed along the circumferential direction;
The nozzles
First nozzles for spraying a process gas in a horizontal direction; And
A second nozzle positioned at an upper end or a lower end of the first nozzles and spraying a blocking gas in a horizontal direction parallel to the process gas;
The nozzle body is
An inner tube into which a process gas is introduced;
Surrounding the inner tube and including an exterior through which a cooling fluid for cooling the process gas in the inner tube flows;
The first nozzles are provided to inject the process gas in the inner tube to the outside of the outer tube,
The second nozzles are formed in the circumferential direction on the inner side of the outer surface, the nozzle unit including an annular tube through which the blocking gas flows and injection holes formed in the outer surface to be connected to the annular tube.
상기 제 1 노즐은 상하 방향으로 복수 개가 제공되는 것을 특징으로 하는 노즐 유닛. 11. The method of claim 10,
The nozzle unit, characterized in that a plurality of the first nozzle is provided in the vertical direction.
처리실 내에 기판을 로딩하는 단계;
상기 기판을 가열하는 단계; 및
상기 기판에 공정 가스를 분사하는 단계를 포함하되;
상기 공정 가스가 상기 기판으로 분사되는 과정에서 상기 처리실의 내벽 또는 상기 기판이 안착되는 지지 플레이트에 상기 공정 가스가 증착되지 않도록 차단가스를 분사하는 단계를 포함하는 기판처리방법.In the substrate processing method using the apparatus of claim 1:
Loading a substrate into a process chamber;
Heating the substrate; And
Injecting a process gas onto the substrate;
And spraying a blocking gas such that the process gas is not deposited on an inner wall of the process chamber or a support plate on which the substrate is seated in the process gas is injected into the substrate.
상기 차단 가스는
상기 공정 가스가 분사되기 전이나 후 또는 상기 공정 가스와 동시에 분사되는 기판처리방법.18. The method of claim 17,
The blocking gas is
A substrate processing method which is sprayed before or after the process gas is injected or simultaneously with the process gas.
상기 기판은 상기 지지 플레이트의 가장자리 영역에 원주 방향을 따라 복수개가 안착되고,
상기 공정 가스는
상기 지지 플레이트의 중심과 대응하는 상기 처리실의 상부에 배치된 노즐 유닛의 제1노즐들을 통해 방사형으로 분사되며,
상기 차단 가스는
상기 제1노즐들과 상기 처리실의 상부벽 사이 또는 상기 제1노즐과 상기 지지 플레이트 사이에서 제2노즐들을 통해 수평방향으로 분사되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.18. The method of claim 17,
The substrate is mounted in a plurality in the circumferential direction in the edge region of the support plate,
The process gas
Radially sprayed through the first nozzles of the nozzle unit disposed above the processing chamber corresponding to the center of the support plate;
The blocking gas is
And spraying in a horizontal direction between the first nozzles and an upper wall of the processing chamber or between the first nozzle and the support plate through second nozzles.
상기 공정 가스는 냉각 유체에 의해 냉각된 후 상기 제1노즐들을 통해 분사되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.20. The method of claim 19,
And the process gas is sprayed through the first nozzles after being cooled by a cooling fluid.
상기 차단 가스는 냉각 유체에 의해 냉각된 후 상기 제2노즐들을 통해 분사되는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.20. The method of claim 19,
And the blocking gas is injected through the second nozzles after being cooled by a cooling fluid.
상기 지지 플레이트는 자기 중심 축을 중심으로 회전하고,
상기 복수 개의 기판들 각각은 자기 중심축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.The method of claim 19,
The support plate rotates about its own center axis,
And each of the plurality of substrates rotates around a magnetic center axis.
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