KR101347227B1 - 기판처리장치, 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛 및 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 방법 - Google Patents

기판처리장치, 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛 및 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면은 간단한 구조로 챔버리드의 상부에 배치되는 가스 도입관의 온도를 조절하여 비용을 절감할 수 있는 기판처리장치와 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛 및 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 방법을 제공하는 것에 있으며, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는 챔버리드와 챔버몸체의 결합에 의해 반응공간이 제공되는 공정챔버;와, 상기 반응공간에 설치되어 기판이 안치되는 기판안치수단;과, 상기 기판에 공정가스를 공급하는 가스분배수단;과, 상기 가스분배수단에 공정가스를 인입하기 위하여 상기 챔버리드의 상부에 위치하고 상기 챔버리드를 관통하여 형성되는 가스 도입관;과, 상기 챔버리드의 상부에서 상기 가스 도입관을 수용하기 위한 케이스;와, 상기 케이스 내부에 구비되어 상기 가스 도입관에 고온의 건조공기를 공급하는 분사라인;과, 상기 케이스 내부에 구비되어 상기 분사라인에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상온의 건조공기를 일정온도로 가열하는 히터;와, 상기 히터로 공급되는 상온의 건조공기의 압력을 조절하는 압력조절기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판처리장치, 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛 및 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 방법{Substrate Processing Apparatus, Gas Introduction Tube's Temperature Control Unit thereof and Gas Introduction Tube's Temperature Control Method thereof}
본 발명은 가스 도입관의 온도 조절 유닛을 포함하는 기판처리장치 및 그 가스 도입관의 온도 조절 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구조로 챔버리드의 상부에 배치되는 가스 도입관의 온도를 조절하여 비용을 절감할 수 있는 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자, 표시장치 및 박막 태양전지를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 된다. 이들 공정 중 박막증착공정 및 식각공정 등은 진공상태로 최적화된 기판처리장치에서 진행한다.
일반적으로, 박막증착공정 또는 식각공정은 가스분배수단에 의해서 기판 상에 활성화 또는 이온화된 공정가스를 챔버리드의 상부에 배치되는 가스 도입관을 통하여 공급하여, 기판 상에 박막을 증착시키거나 식각한다.
이러한 종래의 기판처리장치 내의 가스 도입관은 개별적으로 자켓(jacket)을 이용하여 가열 또는 온도를 유지하여 일정한 공정 가스를 배분하는 방식이다.
하지만, 이렇게 챔버리드의 상부에 밀집되어 있는 가스 도입관에 자켓을 이용하면 구성방식이 복잡하며, 셋업(set-up) 기간이 길며 및 비용이 비싸지게 되는 단점이 있다.
본 발명의 일 측면은 간단한 구조로 챔버리드의 상부에 배치되는 가스 도입관의 온도를 조절하여 비용을 절감할 수 있는 기판처리장치와 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛 및 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 측면은 복수의 가스 도입관의 온도를 동시에 조절할 수 있어 기판처리장치의 셋업 시간을 단축할 수 있는 기판처리장치와 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛 및 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는 챔버리드와 챔버몸체의 결합에 의해 반응공간이 제공되는 공정챔버;와, 상기 반응공간에 설치되어 기판이 안치되는 기판안치수단;과, 상기 기판에 공정가스를 공급하는 가스분배수단;과, 상기 가스분배수단에 공정가스를 인입하기 위하여 상기 챔버리드의 상부에 위치하고 상기 챔버리드를 관통하여 형성되는 가스 도입관;과, 상기 챔버리드의 상부에서 상기 가스 도입관을 수용하기 위한 케이스;와, 상기 케이스 내부에 구비되어 상기 가스 도입관에 고온의 건조공기를 공급하는 분사라인;과, 상기 케이스 내부에 구비되어 상기 분사라인에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상온의 건조공기를 일정온도로 가열하는 히터;와, 상기 히터로 공급되는 상온의 건조공기의 압력을 조절하는 압력조절기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 압력조절기는, 외부에서 유입되는 상온의 건조공기를 일차적으로 조절하기 위한 제1압력조절기와, 상기 제1압력조절기를 거친 상온의 건조공기를 이차적으로 조절하기 위한 제2압력조절기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 분사라인은, 상기 가스 도입관 측을 향하여 고온의 건조공기를 분사하는 복수의 분사구 가지되 상기 가스 도입관의 상부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 압력조절기와 히터 및 분사라인을 순차적으로 연결하는 공급관을 더 포함하며, 상기 히터는, 상기 공급관에 설치되어 상기 공급관을 흐르는 상온의 건조공기를 가열하는 인라인 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 압력조절기는 상기 케이스의 외부에 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 케이스는 고온의 건조공기의 열손실을 방지하기 위한 단열재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 고온의 건조공기는 65~80℃의 온도를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 히터 또는 압력조절기의 동작을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 압력조절기는, 외부에서 유입되는 상온의 건조공기를 매크로 컨트롤 하기 위한 레귤레이터와, 상기 레귤레이터를 거친 상온의 건조공기를 마이크로 컨트롤 하기 위한 마이크로 미터링 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 외부에서 제공되는 상온의 건조공기를 허용 또는 차단하기 위한 밸브와, 상기 밸브와 압력조절기의 사이에 설치되어 이물질을 제거하기 위한 에어필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛은 챔버리드의 상부에 배치된 가스 도입관을 커버하는 케이스와, 상기 가스 도입관의 상측에서 상기 가스 도입관에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상기 케이스의 내부에 구비되는 분사라인과, 상기 분사라인에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상온의 건조공기를 일정온도로 가열하도록 상기 케이스의 내부에 구비되는 인라인 히터와, 상기 인라인 히터로 공급되는 상온의 건조공기의 압력을 조절하기 위하여 상기 케이스의 외부에 구비되는 압력조절기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 압력조절기는, 외부에서 유입되는 상온의 건조공기를 일차적으로 조절하기 위한 제1압력조절기와, 상기 제1압력조절기를 거친 상온의 건조공기를 이차적으로 조절하기 위한 제2압력조절기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 방법은 외부에서 건조공기를 압력조절기를 통하여 제공받아 히터를 통과시킨 다음 고온의 건조공기를 가스 도입관으로 분사하여 상기 가스 도입관의 온도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치와 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛 및 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 방법은 간단한 구조로 챔버리드의 상부에 배치되는 가스 도입관의 온도를 조절하여 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치와 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛 및 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 방법은 복수의 가스 도입관의 온도를 동시에 조절할 수 있어 기판처리장치의 셋업 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 도입관의 온도 조절 유닛을 개념적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛에서 케이스의 내부를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛에서 케이스의 내부를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛을 나타낸 블록도이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 나타낸 단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 도입관의 온도 조절 유닛을 개념적으로 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛을 나타낸 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛에서 케이스의 내부를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치(10)는, 챔버리드(120)와 챔버몸체(110)의 결합에 의해 반응공간이 제공되는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100) 내부에 설치되고 기판(210)이 안치되는 기판안치수단(200)과, 기판(210) 상에 공정가스를 공급하는 가스분배수단(300)과, 가스분배수단(300)에 공정가스를 인입하기 위하여 챔버리드(120)를 관통하여 형성된 가스 도입관(400)과, 챔버리드(120)의 상부에 배치되어 가스 도입관(400)의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 유닛(500)을 포함하여 구성된다.
공정챔버(100)는 챔버리드(120)와, 챔버리드(120)와 결합하는 챔버몸체(110)를 포함하여 구성된다.
챔버리드(120)는 공정챔버(100)의 반응공간을 밀폐시키기 위하여 챔버몸체(110)의 상부에 설치된다. 여기서, 챔버몸체(110)와 챔버리드(120)가 결합되는 챔버몸체(110)와 챔버리드(120) 사이에는 밀봉부재(130)가 설치될 수 있다. 이러한 챔버(110)의 일측에는 배기 가스를 배기하는 배기구(미도시)가 설치될 수 있다.
기판안치수단(200)은 공정챔버(100)의 내부 바닥면에 설치되어 외부로부터 제공되는 기판을 지지한다. 이러한, 기판안치수단(200)은 기판(112)의 온도를 조절하기 위한 기판가열부재(미도시)를 포함할 수 있다.
가스분배수단(300)은 복수의 가스 분사관(310)과, 분사관 지지부재(320)와, 복수의 가스 분사홀(330)을 포함하여 구성된다.
가스 도입관(400)은 복수의 가스분배수단(300)에 제1공정가스를 공급하는 제1가스 도입관(410)과, 복수의 가스분배수단(300)에 제2공정가스를 공급하는 제2가스 도입관(420)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1공정가스와 제2공정가스는 서로 동일한 종류의 가스이거나 다른 종류의 가스일 수 있다. 예를 들어, 기판(210)에 ZnO 재질의 박막을 형성할 경우에, 제1공정가스는 H2O가 될 수 있으며, 제2공정가스는 DEZ(Diethyl Zinc, DEZ)가 될 수 있다.
챔버리드(120)의 상부에는 제1 및 제2가스 도입관(410,420)의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 유닛(500)이 구비된다.
이러한 본 실시예에 따른 기판 처리 장치의 가스 도입관 온도 조절 유닛(500)는, 기존의 히팅 자켓을 사용하여 가스 도입관(400)의 온도를 맞추는 기존방식과는 달리 외부에서 건조공기를 제공받아 히터를 통과시킨 다음 고온의 건조공기를 가스 도입관(400)으로 분사하여 가스 도입관(400)의 온도를 원하는 온도로 조절할 수 있다.
즉, 외부에서 상온의 건조공기 제공수단(미도시)을 통하여 건조공기를 제공받아 히터를 통과시켜 얻어진 고온의 건조공기가 챔버리드(120)의 상부에 배치된 가스 도입관(400)을 가열시킨 후 저온의 건조공기로 되어 외부로 배기되는 것이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 도입관의 온도 조절 유닛(500)은, 챔버리드(120)의 상부에서 가스 도입관(400)을 수용하기 위한 케이스(510)와, 케이스(510) 내부에 구비되어 가스 도입관(400)에 고온의 건조공기를 공급하는 분사라인(520)과, 케이스(510) 내부에 구비되어 분사라인(520)에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상온의 건조공기를 일정온도로 가열하는 히터(530)와, 히터(530)로 공급되는 상온의 건조공기의 압력을 조절하는 압력조절기(540)를 포함하여 구성된다.
케이스(510)는 챔버리드(120)의 상부에 위치하여 가스 도입관(400)을 밀폐시키기 위한 밀폐 공간을 형성하는 사각 박스형의 케이스(510)를 포함한다.
이러한 사각 박스형의 케이스(510)는 밀폐 공간에서 고온의 건조공기의 열손실을 방지하기 위하여 단열재로 이루어진다.
분사라인(520)은 가스 도입관(400)에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 케이스(510)의 밀폐 공간에서 가스 도입관(400)의 적어도 어느 일부분과 평행하도록 가스 도입관(400)의 상부에 배치될 수 있다. 즉, 분사라인(520)은 챔버리드(120)의 상부에서 복수로 절곡된 상태로 밀집되어 있는 다수의 가스 도입관(400) 중 어느 일부분과 평행하도록 배치되어 열전달이 효율적으로 이루어지도록 한다.
이러한 분사라인(520)은 가스 도입관(400) 측을 향하여 고온의 건조공기를 분사하는 복수의 분사공(521)을 가진다.
이러한 복수의 분사공(521)은 분사라인의 길이방향으로 이격되어 배치되는 원형 타입의 분사공(521)을 포함할 수 있다. 다만, 복수의 분사공(521)은 분사라인의 길이방향으로 길게 형성된 슬릿 타입, 삼각 타입 등 다양한 타입의 분사공(521)을 포함할 수 있음은 물론이다.
히터(530)는 상온의 건조공기를 일정온도로 가열하여 공급관(550)을 통하여 분사라인(520)에 고온의 건조공기를 공급한다. 이러한 히터(530)는 공급관(550)으로 흐르는 건조공기를 가열하는 인라인 히터(530)를 포함한다.
인라인 히터(530)는 분사라인(520)에서 분사되는 고온의 건조공기의 온도가 65~80℃의 온도범위를 가지도록 조절될 수 있다.
압력조절기(540)는 외부에서 유입되는 상온의 건조공기를 일차적으로 조절하기 위한 제1압력조절기(541)와, 제1압력조절기(541)를 거친 상온의 건조공기를 이차적으로 조절하기 위한 제2압력조절기(542)를 포함할 수 있다.
제1압력조절기(541)는 외부에서 유입되는 상온의 건조공기의 압력을 필요한 압력범위에 맞도록 일차적으로 조정하기 위한 레귤레이터(541)를 포함할 수 있다.
일반적으로 레귤레이터(541)는 기체압을 설정 및 조절하는 장치로서, 예를 들면 외부의 건조공기 제공수단의 압력이 A kg중/㎠이고, 분사라인(520)에서 필요로 하는 압력이 B kg중/㎠라고 한다면, 건조공기가 분사라인(520)으로 유입되는 부분에 레귤레이터를 설치하고 설정압을 B kg중/㎠으로 설정하여 분사라인(520)에 공급되는 기체압이 B kg중/㎠되도록 하는 것이다.
제2압력조절기(542)는 레귤레이터(541)에서 유입되는 상온의 건조공기의 압력을 필요한 압력범위에 맞도록 이차적으로 조정하기 위한 마이크로 미터링 밸브(542)를 포함할 수 있다.
이러한 마이크로 미터링 밸브(542)를 통하여 레귤레이터(541)를 거친 상온의 건조공기의 압력을 마이크로 컨트롤하여 인라인 히터(530)로 공급할 수 있게 된다.
한편, 레귤레이터(541)와 마이크로 미터링 밸브(542)는 케이스(510)의 외부에 배치되어 공급관(550)을 통하여 인라인 히터(530) 및 분사라인(520)으로 순차적으로 공급되는 외부 건조공기의 온도를 손쉽게 조절할 수 있도록 한다.
따라서, 레귤레이터(541)와 마이크로 미터링 밸브(542)에 의해 필요한 압력으로 맞춰진 상온의 건조공기는 인라인 히터(530)에서 필요한 온도로 적절하게 조정할 수 있게 된다.
그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛(500)에서 고온의 건조공기의 열은 가스 도입관(400)의 외부를 골고루 가열시켜 주어 단시간 내에 충분히 가스 도입관(400)의 온도를 상승시켜주는 기능을 수행할 수 있도록 한다.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛(500)은 간단한 구조로 챔버리드(120)의 상부에 배치되는 가스 도입관(400)의 온도를 조절하여 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 챔버리드(120)의 상부에서 복수로 밀집되어 있는 가스 도입관(400)의 온도를 동시에 조절할 수 있어 기판처리장치(10)의 셋업 시간을 단축할 수 있도록 한다.
다음, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 도입관의 온도 조절 유닛에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛을 나타낸 사시도이며, 도 6은 도 5에 도시된 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛에서 케이스의 내부를 나타낸 사시도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 도입관의 온도 조절 유닛(500A)은, 챔버리드(120) 상부의 제1영역(111)에 배치된 가스 도입관(400)을 수용하기 위한 제1케이스(511)와, 챔버리드(120) 상부의 제2영역(112)에 배치된 가스 도입관(400)을 수용하기 위한 제2케이스(512)와, 제1영역(111)과 제2영역(112)의 사이의 빈 공간에 배치되어 배기구(513A)와 접속되는 제3케이스(513)와, 제1케이스(511) 내부에 구비되어 가스 도입관(400)에 고온의 건조공기를 공급하는 제1분사라인(521)과, 제2케이스(512) 내부에 구비되어 가스 도입관(400)에 고온의 건조공기를 공급하는 제2분사라인(522)과, 제1케이스(511) 내부에 구비되어 제1분사라인(521)에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상온의 건조공기를 일정온도로 가열하는 제1히터(531)와, 제2케이스(512) 내부에 구비되어 제2분사라인(522)에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상온의 건조공기를 일정온도로 가열하는 제2히터(532)와, 제1히터(531)로 공급되는 상온의 건조공기의 압력을 조절하는 제1압력조절기(561)와, 제2히터(532)로 공급되는 상온의 건조공기의 압력을 조절하는 제2압력조절기(562)를 포함하여 구성된다.
제1케이스(511)는 챔버리드(120)의 상부 일측으로 정의되는 제1영역(111)에 배치된 가스 도입관(400)을 수용하게 되는데, 이러한 제1영역(111)은 챔버리드(120)의 상부 일측 선단으로 정의되는 제1A영역(111A)과, 챔버리드(120)의 상부 일측 후단으로 정의되는 제1B영역(111B)을 포함한다. 제1케이스(511)는 제1A영역(111A)과 제1B영역(111B)에 걸쳐 밀집 배치되는 복수의 가스 도입관(400)을 내부에 수용하게 된다.
제2케이스(512)는 챔버리드(120)의 상부 타측으로 정의되는 제2영역(112)에 배치된 가스 도입관(400)을 수용하게 되는데, 이러한 제2영역(112)은 챔버리드(120)의 상부 타측 선단으로 정의되는 제2A영역(112A)과, 챔버리드(120)의 상부 타측 후단으로 정의되는 제2B영역(112B)을 포함한다. 제2케이스(512)는 제2A영역(112A)과 제2B영역(112B)에 걸쳐 밀집 배치되는 복수의 가스 도입관(400)을 내부에 수용하게 된다.
제3케이스(513)는 제1영역(111)과 제2영역(112)의 사이의 빈 공간에 배치되어 배기구(513A)와 접속되어 있다. 이러한 제3케이스(513)의 배기구(513A)는 가스 도입관(400)의 온도 조절 기능을 수행한 고온의 건조공기가 외부로 배출될 수 있도록 하며, 제3케이스(513)는 배기구(513A)에 접속되어 밀폐공간을 형성하도록 한다.
제1분사라인(521)은 제1케이스(511) 내부에서 제1A영역(111A)과 제1B영역(111B)에 걸쳐 배치되어 밀집된 가스 도입관(400)에 고온의 건조공기를 공급한다.
제2분사라인(522)은 제2케이스(512) 내부에서 제2A영역(112A)과 제2B영역(112B)에 걸쳐 배치되어 밀집된 가스 도입관(400)에 고온의 건조공기를 공급한다.
제1히터(531)는 제1케이스(511) 내부에서 제1A영역(111A)과 제1B영역(111B)에 각각 구비되는 제1A히터(531A)와 제1B히터(531B)를 포함한다. 이러한 제1A히터(531A)와 제1B히터(531B)는 제1분사라인(521)에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상온의 건조공기를 일정온도로 가열한다.
제2히터(532)는 제2케이스(512) 내부에서 제2A영역(112A)과 제2B영역(112B)에 각각 구비되는 제2A히터(532A)와 제2B히터(532B)를 포함한다. 이러한 제2A히터(532A)와 제2B히터(532B)는 제2분사라인(522)에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상온의 건조공기를 일정온도로 가열한다.
제1압력조절기(561)는 제1히터(531)로 공급되는 상온의 건조공기의 압력을 조절하게 되는데, 이러한 제1압력조절기(561)는 제1A히터(531A)로 공급되는 외부 건조공기의 압력을 조절하기 위한 제1A압력조절기(561A)와, 제1B히터(531B)로 공급되는 외부 건조공기의 압력을 조절하기 위한 제1B압력조절기(561B)를 포함할 수 있다.
제1A압력조절기(561A)는 제1A히터(531A)로 공급되는 압력을 매크로 컨트롤 하기 위한 레귤레이터와, 제1A히터(531A)로 공급되는 압력을 마이크로 컨트롤 하기 위한 마이크로 미터링 밸브를 포함할 수 있다.
제1B압력조절기(561B)는 제1B히터(531B)로 공급되는 압력을 마이크로 컨트롤 하기 위한 마이크로 미터링 밸브를 포함할 수 있다.
제2압력조절기(562)는 제2히터(532)로 공급되는 상온의 건조공기의 압력을 조절하게 되는데, 이러한 제2압력조절기(562)는 제2A히터(532A)로 공급되는 외부 건조공기의 압력을 조절하기 위한 제2A압력조절기(562A)와, 제2B히터(532B)로 공급되는 외부 건조공기의 압력을 조절하기 위한 제2B압력조절기(562B)를 포함할 수 있다.
제2A압력조절기(562A)는 제2A히터(532A)로 공급되는 압력을 매크로 컨트롤 하기 위한 압력조절기(540)와, 제2A히터(532A)로 공급되는 압력을 마이크로 컨트롤 하기 위한 마이크로 미터링 밸브를 포함할 수 있다.
제2B압력조절기(562B)는 제2B히터(532B)로 공급되는 압력을 마이크로 컨트롤 하기 위한 마이크로 미터링 밸브를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 도입관의 온도 조절 유닛(500A)은 제1압력조절기(561)와 제2압력조절기(562)에 의해 필요한 압력으로 맞춰진 상온의 건조공기를 제1히터(531)와 제2히터(532)에서 필요한 온도로 적절하게 조정할 수 있게 된다.
다음, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 도입관의 온도 조절 유닛에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛을 나타낸 사시도이며, 도 8은 도 7에 도시된 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛을 나타낸 블록도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 도입관의 온도 조절 유닛(500B)은 챔버리드(120)의 상부에서 가스 도입관(400)을 수용하기 위한 케이스(510)와, 케이스(510) 내부에 구비되어 가스 도입관(400)에 고온의 건조공기를 공급하는 분사라인(520)과, 케이스(510) 내부에 구비되어 분사라인(520)에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상온의 건조공기를 일정온도로 가열하는 히터(530)와, 히터(530)로 공급되는 상온의 건조공기의 압력을 조절하는 압력조절기(540)와, 외부에서 제공되는 상온의 건조공기를 허용 또는 차단하기 위한 밸브(570)와, 밸브(570)와 압력조절기(540)의 사이에 설치되어 이물질을 제거하기 위한 에어필터(580)와, 가스 도입관(400)의 온도를 조절하기 위하여 히터(530)와 압력조절기(540) 및 밸브(570) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부(590)를 포함하여 구성된다.
밸브(570)는 외부의 건조공기 제공수단과 연결되어, 건조공기를 허용 또는 차단하기 위해서 제어부(590)에 의해서 개폐 동작되는 부분이다.
밸브(570)는 온도 조절 유닛(500B)을 가동 시에는 개방되어 건조공기가 온도 조절 유닛(500B)의 내부로 유입되도록 하고, 온도 조절 유닛(500B)이 가동되지 않을 때에는 폐쇄되어 건조공기가 온도 조절 유닛(500B)으로 유입되는 것을 차단한다. 즉, 온도 조절 유닛(500B)의 가동 시에만 개방시켜서 건조공기가 내부로 유입되도록 한다.
압력조절기(540)는 밸브(570)를 통해 유입되는 건조공기의 압력을 온도 조절 유닛(500B)에 필요한 압력범위에 맞도록 조정하는 부분이다.
한편, 히터는 압력조절기(540)를 통과한 상온의 건조공기를 가열하여 고온의 건조공기로 가열하는 부분이다.
온도센서(520A)는 온도 조절 유닛(500B)의 분사라인(520)에 마련된 입력단을 통과하는 기체의 온도를 감지하는 부분이다.
제어부(590)는 온도센서(520A)에서 감지된 온도값이 설정된 기준온도보다 낮을 시 인라인 히터로 유입되는 건조공기의 압력이 높아지도록 압력조절기(540)를 제어하여 입력단으로 공급되는 건조공기의 압력을 제어하거나, 또는 히터(530)의 온도를 높게 제어하는 위한 부분이다.
에어필터(580)는 밸브(570)를 통과한 건조공기에 포함되는 수분, 분진, 먼지 등의 이물질을 걸러내기 위하여 구비된다. 이와 같이 압력조절기(540)로 유입되는 건조공기에 포함된 이물질을 걸러냄으로써 압력조절기(540)의 고장을 방지하도록 한다.
그리고, 압력조절기(540)로 유입되는 건조공기의 압력을 감지하는 제1압력센서(540A)와, 압력조절기(540)로부터 유출되는 건조공기의 압력을 감지하는 제2압력센서(540B)가 더 설치되는 것이 바람직하다.
제1압력센서(540A)는 압력조절기(540)로 유입되는 건조공기의 압력을 감지하여 온도 조절 유닛에 사용될 건조공기의 압력이 원하는 압력범위를 벗어났을 경우에 알람을 발생시키는데 사용된다.
즉, 제어부(590)가 제1압력센서(540A)에서 감지된 압력을 설정된 기준압력범위와 비교하여 소정 범위 이하로 벗어났을 경우에 알람을 발생시켜서 이를 작업자가 알 수 있도록 한다.
제2압력센서(540B)는 압력조절기(540)로부터 유출되는 건조공기의 압력을 감지하는 부분으로서, 제어부(590)는 제2압력센서(540B)로부터 감지된 건조공기의 압력과 제어부(590)의 목표 압력을 비교하여 압력조절기(540)로부터 유출되는 건조공기의 압력이 목표 압력과 동일해지도록 제어하는 것이다.
공급관(560)의 적절한 위치에는 인라인 히터(530)가 구비되어 이를 흐르는 건조공기를 가열할 수 있다.
따라서, 분사라인(520)으로 공급되는 건조공기를 고온으로 가열하여 분사함으로써, 가스 도입관(400)에 대한 온도 조절 능력을 보다 향상시킬 수 있다.
다음, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치의 가스공급라인 온도 조절장치의 작동원리를 설명한다.
먼저, 외부로부터 상온의 건조공기를 제공받으면, 밸브(570)의 개폐동작에 의해서 온도 조절 유닛(500B)으로 건조공기의 유입이 결정된다.
밸브(570)를 통해 유입되는 건조공기는 에어필터(580)를 거쳐서 건조공기에 포함된 수분, 분진, 먼지 등의 이물질이 걸러지게 된다.
이렇게 이물질이 걸러져 깨끗해진 건조공기가 압력조절기(540)로 유입되는데, 이때, 제1압력센서(540A)에 의해서 온도 조절 유닛(500B)에 사용될 건조공기의 압력이 원하는 압력범위를 벗어났을 경우에 제어부(590)가 알람을 발생시키게 된다.
또한, 제2압력센서(540B)에 의해서 압력조절기(540)로 부터 유출되는 건조공기의 압력을 감지하며, 제어부(590)는 이렇게 감지된 건조공기의 압력이 제어부(590)의 목표압력과 동일하게 되도록 압력조절기(540)를 제어하게 된다.
압력조절기(540)를 통과한 건조공기는 인라인 히터(530)로 유입되어 인라인 히터는 상온의 건조공기를 일정온도로 가열하여 분사라인(520)의 입력단으로 공급한다.
분사라인(520)의 입력단으로 공급된 고온의 건조공기는 분사공을 케이스(510)의 밀폐공간으로 분사되어 밀집되어 있는 가스 도입관(400)의 온도를 조절하고, 최종적으로 배기구로 배기된다.
이때, 제어부(590)는 온도센서(520A)에 의해서 감지된 온도가 기준온도보다 낮을 때에는 히터(530)의 온도가 높아지도록 제어하고, 감지된 온도가 기준온도보다 높을 시에는 히터(530)의 온도가 낮아지도록 제어하여 가스 도입관(400)의 온도를 효율적으로 조절할 수 있도록 한다.
한편, 제어부(590)는 온도센서(520A)에 의해서 감지된 온도가 기준온도보다 낮을 때에는 히터(530)로 유입되는 건조공기의 압력이 높아지도록 압력조절기(540)를 제어하고, 감지된 온도가 기준온도보다 높을 때에는 히터(530)로 유입되는 건조공기를 차단하여 압력이 낮아지도록 압력조절기(540)를 제어하여 가스 도입관(400)의 온도를 효율적으로 조절할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 도입관의 온도 조절 유닛(500B)은 압력조절기(540)에 의해 필요한 압력으로 맞춰진 상온의 건조공기를 히터(530)에서 필요한 온도로 적절하게 조정하여 가스 도입관의 온도를 조절할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치와 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛 및 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 방법은 간단한 구조로 챔버리드의 상부에 배치되는 가스 도입관의 온도를 조절하여 비용을 절감할 수 있도록 하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.
10…기판처리장치 100…공정챔버
110…챔버몸체 120…챔버리드
200…기판안치수단 300…가스분배수단
400…가스 도입관 500…온도 조절 유닛
510…케이스 520…분사라인
530…히터 540…압력조절기

Claims (13)

  1. 챔버리드와 챔버몸체의 결합에 의해 반응공간이 제공되는 공정챔버;와,
    상기 반응공간에 설치되어 기판이 안치되는 기판안치수단;과,
    상기 기판에 공정가스를 공급하는 가스분배수단;과,
    상기 가스분배수단에 공정가스를 인입하기 위하여 상기 챔버리드의 상부에 위치하고 상기 챔버리드를 관통하여 형성되는 가스 도입관;과,
    상기 챔버리드의 상부에서 상기 가스 도입관을 수용하기 위한 케이스;와,
    상기 케이스 내부에 구비되어 상기 가스 도입관의 온도를 조절하기 위하여 상기 가스 도입관의 외부에 고온의 건조공기를 공급하는 분사라인;과,
    상기 케이스 내부에 구비되어 상기 분사라인에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상온의 건조공기를 일정온도로 가열하는 히터;와,
    상기 히터로 공급되는 상온의 건조공기의 압력을 조절하는 압력조절기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력조절기는,
    외부에서 유입되는 상온의 건조공기를 일차적으로 조절하기 위한 제1압력조절기와,
    상기 제1압력조절기를 거친 상온의 건조공기를 이차적으로 조절하기 위한 제2압력조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분사라인은,
    상기 가스 도입관 측을 향하여 고온의 건조공기를 분사하는 복수의 분사구 가지되 상기 가스 도입관의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압력조절기와 히터 및 분사라인을 순차적으로 연결하는 공급관을 더 포함하며,
    상기 히터는, 상기 공급관에 설치되어 상기 공급관을 흐르는 상온의 건조공기를 가열하는 인라인 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압력조절기는 상기 케이스의 외부에 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는 고온의 건조공기의 열손실을 방지하기 위한 단열재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고온의 건조공기는 65~80℃의 온도를 가지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 히터 또는 압력조절기의 동작을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 압력조절기는,
    외부에서 유입되는 상온의 건조공기를 매크로 컨트롤 하기 위한 레귤레이터와, 상기 레귤레이터를 거친 상온의 건조공기를 마이크로 컨트롤 하기 위한 마이크로 미터링 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제1항에 있어서,
    외부에서 제공되는 상온의 건조공기를 허용 또는 차단하기 위한 밸브와,
    상기 밸브와 압력조절기의 사이에 설치되어 이물질을 제거하기 위한 에어필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 챔버리드의 상부에 배치된 가스 도입관을 커버하는 케이스와,
    상기 가스 도입관의 온도를 조절하기 위하여 상기 가스 도입관의 상측에서 상기 가스 도입관의 외부에 고온의 건조공기를 공급하도록 상기 케이스의 내부에 구비되는 분사라인과,
    상기 분사라인에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상온의 건조공기를 일정온도로 가열하도록 상기 케이스의 내부에 구비되는 인라인 히터와,
    상기 인라인 히터로 공급되는 상온의 건조공기의 압력을 조절하기 위하여 상기 케이스의 외부에 구비되는 압력조절기와,
    상기 분사라인의 입력단에 구비되어 상기 분사라인의 입력단을 통과하는 건조공기의 온도를 감지하는 온도센서와,
    상기 압력조절기의 입력단에 구비되어 상기 압력조절기로 유입되는 건조공기의 압력을 감지하는 제1압력센서와,
    상기 히터 또는 상기 압력조절기의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 온도센서에서 감지된 온도값이 설정된 기준온도보다 낮을 시 상기 인라인 히터로 유입되는 건조공기의 압력이 높아지도록 상기 압력조절기를 제어하거나 또는 상기 인라인 히터의 온도를 높게 제어하며,
    상기 제어부는 상기 압력조절기의 입력단에서 상기 제1압력센서로부터 감지된 건조공기의 압력에 기초하여 상기 입력단의 건조공기의 압력이 설정된 기준압력범위에서 소정 범위 벗어났을 경우 알람을 발생시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 압력조절기는,
    외부에서 유입되는 상온의 건조공기를 일차적으로 조절하기 위한 제1압력조절기와,
    상기 제1압력조절기를 거친 상온의 건조공기를 이차적으로 조절하기 위한 제2압력조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛.
  13. 챔버리드의 상부에 배치된 가스 도입관을 커버하는 케이스와, 상기 가스 도입관의 온도를 조절하기 위하여 상기 가스 도입관의 상측에서 상기 가스 도입관의 외부에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상기 케이스의 내부에 구비되는 분사라인과, 상기 분사라인에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 상온의 건조공기를 일정온도로 가열하도록 상기 케이스의 내부에 구비되는 인라인 히터와, 상기 인라인 히터로 공급되는 상온의 건조공기의 압력을 조절하기 위하여 상기 케이스의 외부에 구비되는 압력조절기와, 상기 분사라인의 입력단에 구비되는 온도센서와, 상기 압력조절기의 입력단에 구비되는 제1압력센서를 포함하는 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 유닛을 이용하여 상기 기판처리장치 가스 도입관의 온도를 조절하는 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 방법으로서,
    상기 온도센서를 이용하여 상기 분사라인의 입력단을 통과하는 건조공기의 온도를 감지하는 단계;
    상기 제1압력센서를 이용하여 상기 압력조절기로 유입되는 건조공기의 압력을 감지하는 단계;
    외부에서 건조공기를 압력조절기를 통하여 제공받아 히터를 통과시킨 다음 고온의 건조공기를 가스 도입관으로 분사하여 상기 가스 도입관의 온도를 조절하는 단계;
    상기 온도센서에서 감지된 온도값이 설정된 기준온도보다 낮을 시 상기 압력조절기를 이용하여 상기 인라인 히터로 유입되는 건조공기의 압력을 증가시키거나 또는 상기 인라인 히터의 온도를 증가시키는 단계;
    상기 압력조절기의 입력단에서 상기 제1압력센서로부터 감지된 건조공기의 압력에 기초하여 상기 입력단의 건조공기의 압력이 설정된 기준압력범위에서 소정 범위 벗어났을 경우 알람을 발생시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치 가스 도입관의 온도 조절 방법.
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