KR102281687B1 - Bubbler and substrate processing apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 약액 용기 내에서 캐리어 가스를 가스 토출 헤드를 통해 나오는 캐리어 가스에 의해 형성되는 기포를 균일하게 형성시킴으로써, 약액 용기의 전체 영역에 고르게 공급하여 약액을 균일하게 기화시키는 효과가 있다. 약액을 균일하게 기화시킬 수 있다. According to one embodiment of the present invention, by uniformly forming bubbles formed by the carrier gas coming out through the gas discharge head in the chemical container in the chemical container, uniformly supplying the entire area of the chemical container to vaporize the chemical uniformly. It works. The chemical solution can be uniformly vaporized.

Description

버블러 및 기판 처리 장치 {BUBBLER AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}BUBBLER AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS

본 발명은 버블러 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a bubbler and a substrate processing apparatus.

일반적으로, 반도체 웨이퍼 또는 기판(이하 통칭하여 "기판"이라 함) 상에 반도체 소자를 제조하거나 또는 패턴을 형성하기 위해서는 포토레지스트 도포 공정을 포함한 다양한 반도체 제조 공정 또는 패턴 형성 공정을 거쳐야 한다. 이를 위해, 기판과 포토레지스트 간의 접착력을 향상시키기 위하여 기판 상에 에이치엠디에스(Hexa Methyl Di Silazane: 이하 "HMDS"라 함)를 도포한다. 그 후, HMDS가 도포된 기판 상에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상을 통하여 원하는 형태의 패턴을 형성한다. In general, in order to manufacture a semiconductor device or form a pattern on a semiconductor wafer or substrate (hereinafter collectively referred to as a “substrate”), various semiconductor manufacturing processes or pattern forming processes including a photoresist coating process must be performed. To this end, Hexa Methyl Di Silazane (hereinafter referred to as "HMDS") is applied on the substrate to improve adhesion between the substrate and the photoresist. After that, a photoresist is applied on the HMDS-coated substrate, and then a pattern of a desired shape is formed through exposure and development.

HMDS는 액상이므로 일반적으로 버블러(Bubbler)를 사용하여 도포 장치로 공급된다. 도 1은 HMDS 도포 공정에 사용되는 일반적인 버블러 구조를 설명하기 위한 도면이다. 버블러(10)는 하우징(11)과 캐리어 가스 유입관(12), 그리고 가스 공급관(13)을 포함하고, 버블러(10)의 내부에는 액상의 HMDS(14)가 저장된다. 일반적으로 캐리어 가스로는 질소 기체가 사용된다. HMDS(14)는 기판에 기체 형태로 공급되며, 이를 위해 캐리어 가스 유입관(12)으로부터 공급된 질소가스는 하우징(11) 내부의 HMDS(14)에 제공된다. 질소 가스는 가스 유입관(12)으로부터 HMDS(14)에 배출되어, 버블을 형성한다. Since HMDS is liquid, it is generally supplied to the applicator using a bubbler. 1 is a view for explaining the structure of a general bubbler used in the HMDS application process. The bubbler 10 includes a housing 11 , a carrier gas inlet pipe 12 , and a gas supply pipe 13 , and a liquid HMDS 14 is stored in the bubbler 10 . In general, nitrogen gas is used as the carrier gas. The HMDS 14 is supplied to the substrate in a gaseous form, and for this purpose, the nitrogen gas supplied from the carrier gas inlet pipe 12 is provided to the HMDS 14 inside the housing 11 . Nitrogen gas is discharged from the gas inlet pipe 12 to the HMDS 14 to form bubbles.

다만, 이러한 형태의 캐리어 가스 공급은 캐리어 가스가 공급된 주위에만 버블이 형성되어 액상의 HMDS(14) 전체 영역에서 버블이 고르게 형성되지 못한다. 이러한 이유로 가스 공급관(13)을 통해서 공급되는 HMDS 가스의 농도가 낮아져 전체 공정에 영향을 미치는 문제점이 있다.However, in this type of carrier gas supply, bubbles are formed only around the carrier gas supply, so that the bubbles are not evenly formed in the entire region of the liquid HMDS 14 . For this reason, there is a problem in that the concentration of the HMDS gas supplied through the gas supply pipe 13 is lowered, affecting the entire process.

한국공개특허 제2017-0061365호Korea Patent Publication No. 2017-0061365

본 발명의 목적은 액상의 약액을 효율적으로 기화시키기 위한 버블러 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.An object of the present invention relates to a bubbler and a substrate processing apparatus for efficiently vaporizing a liquid chemical solution.

또한, 본 발명의 목적은 버블러 내의 액상 전체 영역에서 버블이 균일하게 형성될 수 있도록 하는 버블러 및 기판 처리 장치를 제공하고자 한다. Another object of the present invention is to provide a bubbler and a substrate processing apparatus capable of uniformly forming bubbles in the entire liquid phase in the bubbler.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The object of the present invention is not limited thereto, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 버블러는 내부에 약액이 저장되는 약액 용기; 상기 약액 용기에 저장된 상기 약액 내에 침지되며 상기 약액을 기화시키기 위한 캐리어 가스가 도입되는 도입구 및 상기 도입구로부터의 상기 캐리어 가스가 토출되는 복수의 토출구를 가진 가스 토출 헤드; 상기 도입구로 상기 캐리어 가스를 공급하는 가스 공급 라인; 및 복수의 상기 토출구로부터 토출된 상기 캐리어 가스에 의하여 기화된 상기 약액을 상기 약액 용기의 외부로 배출하는 가스 배출 라인을 포함하고,Bubbler according to an embodiment of the present invention is a chemical container in which the chemical is stored; a gas discharge head immersed in the chemical liquid stored in the chemical liquid container and having an inlet through which a carrier gas for vaporizing the chemical is introduced and a plurality of discharge ports through which the carrier gas is discharged from the inlet; a gas supply line for supplying the carrier gas to the inlet; and a gas discharge line for discharging the chemical liquid vaporized by the carrier gas discharged from the plurality of discharge ports to the outside of the chemical liquid container,

복수의 상기 토출구는 상기 도입구로부터 원거리에 위치된 것일수록 작은 면적의 토출 유로를 가지도록 형성된다. The plurality of discharge ports is formed to have a discharge flow path having a smaller area as it is located farther from the inlet port.

이때, 상기 가스 토출 헤드는 횡으로 배치되고 복수의 상기 토출구가 상측에 형성될 수 있다. In this case, the gas discharge head may be disposed horizontally and a plurality of the discharge holes may be formed on the upper side.

또한, 상기 가스 토출 헤드는 중앙 영역 및 상기 중앙 영역 주위의 주변 영역을 가지며, 상기 도입구는 상기 중앙 영역에 배치되고, 복수의 상기 토출구는 상기 주변 영역에 배치될 수 있다.In addition, the gas discharge head may have a central area and a peripheral area around the central area, the inlet may be disposed in the central area, and a plurality of the discharge ports may be disposed in the peripheral area.

또한, 복수의 상기 토출구는 상기 도입구를 중심으로 균등하게 배열될 수 있다. In addition, the plurality of discharge ports may be uniformly arranged around the inlet port.

더불어, 상기 가스 토출 헤드는 내부에 상기 도입구와 복수의 상기 토출구를 연결하는 분배 유로가 형성되고, 상기 분배 유로는 면적이 일정하도록 형성될 수 있다. In addition, the gas discharge head may have a distribution passage connecting the inlet and a plurality of the discharge ports therein, and the distribution passage may be formed to have a constant area.

또한, 상기 분배 유로는 상기 가스 토출 헤드의 내부에 상기 도입구 및 복수의 상기 토출구와 연통하도록 형성된 단일의 내부 공간으로 구성될 수 있다. In addition, the distribution passage may be configured as a single inner space formed to communicate with the inlet and the plurality of outlets in the gas discharge head.

또한, 상기 가스 토출 헤드는 한쪽에 상기 분배 유로의 일부분을 구성하는 유로 형성 홈부가 형성된 헤드 본체; 및 상기 유로 형성 홈부의 입구를 차폐하여 상기 분배 유로의 나머지를 구성하는 커버를 포함할 수 있다. In addition, the gas discharge head includes a head body having a flow path forming groove forming a part of the distribution flow path on one side; and a cover that shields the inlet of the flow path forming groove and configures the remainder of the distribution flow path.

더불어, 상기 가스 토출 헤드는 내부에 상기 도입구와 복수의 상기 토출구를 연결하는 분배 유로가 형성되고, 상기 분배 유로는 상기 도입구 측에서 복수의 상기 토출구 측으로 갈수록 면적이 축소되도록 형성될 수 있다.In addition, the gas discharge head may have a distribution passage connecting the inlet and the plurality of discharge ports therein, and the distribution passage may be formed such that the area of the distribution passage decreases from the inlet side toward the plurality of discharge ports.

더불어, 복수의 상기 토출구는 각각 유입구와 유출구 중 상기 유입구에 상기 토출 유로의 횡단면적을 확대시키는 가이드부가 형성되고, 상기 도입구로부터 원거리에 위치된 것일수록 상기 가이드부가 작은 면적을 가지도록 형성될 수 있다. In addition, in each of the plurality of outlets, a guide portion for expanding the cross-sectional area of the discharge passage is formed at the inlet among the inlet and the outlet, and the more distant from the inlet, the smaller the guide portion may be formed. there is.

또한, 상기 가이드부 각각 횡단면적이 상기 유출구 측 방향으로 갈수록 축소되도록 형성될 수 있다. In addition, the cross-sectional area of each of the guide portions may be formed to be reduced toward the side of the outlet.

더불어, 복수의 상기 토출구 중 상기 도입구로부터 최원거리에 위치된 것을 제외한 나머지는 각각 유입구와 유출구 중 상기 유입구에 상기 토출 유로의 횡단면적을 확대시키는 가이드부가 형성되고, 상기 도입구로부터 원거리에 위치된 것일수록 상기 가이드부가 작은 면적을 가지도록 형성될 수 있다. In addition, a guide portion for expanding the cross-sectional area of the discharge passage is formed at the inlet of the inlet and the outlet, respectively, except for those located at the farthest distance from the inlet among the plurality of outlets, and located at a distance from the inlet The larger the size, the smaller the guide portion may be formed.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판 처리 공간을 제공하는 처리 챔버; 상기 기판 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 기판 지지 유닛에 의하여 지지된 상기 기판에 처리 가스를 분사하는 가스 분사 유닛; 및 상기 가스 분사 유닛에 상기 처리 가스를 공급하는 버블러를 포함하며, In addition, a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention includes a processing chamber providing a substrate processing space; a substrate support unit for supporting a substrate in the substrate processing space; a gas ejection unit that ejects a processing gas to the substrate supported by the substrate support unit; and a bubbler for supplying the process gas to the gas injection unit,

상기 버블러는 내부에 약액이 저장되는 약액 용기; 상기 약액 용기에 저장된 상기 약액 내에 침지되며 상기 약액을 기화시키기 위한 캐리어 가스가 도입되는 도입구 및 상기 도입구로부터의 상기 캐리어 가스가 토출되는 복수의 토출구를 가진 가스 토출 헤드; 상기 도입구로 상기 캐리어 가스를 공급하는 가스 공급 라인; 복수의 상기 토출구로부터 토출된 상기 캐리어 가스에 의하여 기화된 상기 약액을 상기 약액 용기의 외부로 배출하는 가스 배출 라인을 포함하고, 복수의 상기 토출구는 상기 도입구로부터 원거리에 위치된 것일수록 작은 면적의 토출 유로를 가지도록 형성될 수 있다. The bubbler may include a chemical container in which the chemical is stored; a gas discharge head immersed in the chemical liquid stored in the chemical liquid container and having an inlet through which a carrier gas for vaporizing the chemical is introduced and a plurality of discharge ports through which the carrier gas is discharged from the inlet; a gas supply line for supplying the carrier gas to the inlet; and a gas discharge line for discharging the chemical liquid vaporized by the carrier gas discharged from the plurality of discharge ports to the outside of the chemical liquid container, wherein the plurality of discharge ports are located farther from the inlet, the smaller the area. It may be formed to have a discharge flow path.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 약액 용기 내에서 가스 토출 헤드를 통해 토출되는 캐리어 가스에 의해 형성되는 기포를 약액 전체 영역에서 균일하게 형성시킴으로써, 약액을 균일하게 기화시키는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, bubbles formed by the carrier gas discharged through the gas discharge head in the chemical solution container are uniformly formed in the entire area of the chemical solution, thereby uniformly vaporizing the chemical solution.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 일반적인 HMDS 공급 유닛이 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개념적으로 도시된 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 버블러를 나타내는 단면사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 버블러를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 가스 토출 헤드의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5의 A 부분을 나타내는 확대도이다.1 is a block diagram showing a general HMDS supply unit.
2 is a block diagram conceptually illustrating a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional perspective view showing the bubbler shown in FIG.
4 is a cross-sectional view showing the bubbler shown in FIG.
5 is a cross-sectional view showing a part of the gas discharge head shown in FIG.
6 is an enlarged view showing a portion A of FIG. 5 .

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar elements throughout the specification.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in various embodiments, components having the same configuration will be described using the same reference numerals only in the representative embodiment, and only configurations different from the representative embodiment will be described in other embodiments.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

일반적으로, 반도체 메모리 장치 또는 액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, OLED(Original Light Emitting Diode) 디스플레이 장치 등과 같은 평판 디스플레이 장치는 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 기판 또는 유리 기판 등에 대하여 다양한 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로써 제조될 수 있다.In general, a flat panel display device such as a semiconductor memory device, a liquid crystal display device, a plasma display device, or an original light emitting diode (OLED) display device is manufactured by repeatedly performing various unit processes on a semiconductor substrate such as a silicon wafer or a glass substrate. can be

예를 들면, 반도체 기판 또는 유리 기판과 같은 대상 기판에 대하여 막 형성 공정, 패터닝 공정, 세정 공정 등과 같은 단위 공정들이 수행됨으로써 기판 상에는 목적하는 전기적 또는 광학적 특성들을 갖는 회로 패턴들이 형성될 수 있으며, 이들 단위 공정들은 목적하는 장치를 위해 제공되는 특정 레시피에 따라 클린룸 내에 위치되는 다양한 공정 설비들에 의해 수행될 수 있다. For example, unit processes such as a film forming process, a patterning process, a cleaning process, etc. are performed on a target substrate such as a semiconductor substrate or a glass substrate to form circuit patterns having desired electrical or optical properties on the substrate, and these The unit processes may be performed by various process facilities located in a clean room according to a specific recipe provided for a desired device.

막 형성 공정은 대상 기판 상에 소스 물질을 제공하여 이들을 물리적 화학적으로 반응시킴으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 화학 기상 증착, 물리 기상 증착, 원자층 증착 등과 같은 다양한 방법들이 적용될 수 있다. 패터닝 공정은 막 형성 공정에 의해 형성된 막을 목적하는 패턴들로 형성하기 위하여 수행되며, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 세정 공정 등과 같은 단위 공정들을 포함할 수 있다. The film forming process may be formed by providing a source material on a target substrate and reacting them physically and chemically. For example, various methods such as chemical vapor deposition, physical vapor deposition, atomic layer deposition, etc. may be applied. The patterning process is performed to form the film formed by the film forming process into desired patterns, and may include unit processes such as a photolithography process, an etching process, and a cleaning process.

포토리소그래피 공정은 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 포토레지스트 코팅 공정, 포토레지스트 막을 경화시키기 위한 베이크 공정, 경화된 포토레지스트 막 상에 레티클 패턴들을 전사하기 위한 노광 공정, 전사된 레티클 패턴들을 형상화하기 위한 현상 공정, 형상화된 포토레지스트 패턴들을 세정하기 위한 세정 공정 등을 포함할 수 있다. 또한, 포토레지스트 막을 형성하기 전에 포토레지스트 막의 접착력을 향상시키기 위하여 HMDS 도포 공정이 수행될 수 있다. The photolithography process includes a photoresist coating process for forming a photoresist film on a substrate, a bake process for curing the photoresist film, an exposure process for transferring reticle patterns onto the cured photoresist film, and shaping the transferred reticle patterns. It may include a developing process for cleaning, a cleaning process for cleaning the shaped photoresist patterns, and the like. In addition, before forming the photoresist film, an HMDS application process may be performed to improve the adhesion of the photoresist film.

HMDS 도포 공정은 소스로서 사용되는 액상의 HMDS를 기화시켜 기판 상으로 제공하여 기판 상에 코팅 막을 형성하는 공정이다. 구체적으로, 액상의 소스를 버블러(bubbler)를 이용하여 기상의 소스로 형성하여, 기판이 위치된 챔버로 전달한다.The HMDS application process is a process in which liquid HMDS used as a source is vaporized and provided on a substrate to form a coating film on the substrate. Specifically, a liquid source is formed as a gaseous source using a bubbler, and transferred to a chamber in which the substrate is located.

버블러는 반도체 장치 또는 디스플레이 장치의 제조 공정에서 널리 사용되는 기화 장치이며, 다양한 액상 소스들에 적용될 수 있다. 즉, 위와 같은 HMDS 도포 공정뿐만 아니라 기판 상에 막을 형성하기 위한 화학 기상 증착, 원자 층 증착 등에도 사용될 수 있다. 이하에서는 본 발명에서는 HMDS 도포 공정을 중심으로 설명한다. 즉, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치는 반도체 기판 또는 유리 기판을 처리하기 위한 공정에 사용될 수 있다. 특히, 다수의 공정 챔버들을 갖는 기판 처리 장치에 사용될 수 있다. A bubbler is a vaporization device widely used in a manufacturing process of a semiconductor device or a display device, and can be applied to various liquid sources. That is, it can be used not only for the above HMDS application process, but also for chemical vapor deposition and atomic layer deposition for forming a film on a substrate. Hereinafter, the present invention will be mainly described with respect to the HMDS application process. That is, the substrate processing apparatus according to the present embodiment may be used in a process for processing a semiconductor substrate or a glass substrate. In particular, it can be used in a substrate processing apparatus having a plurality of process chambers.

도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 버블러를 설명하기에 앞서 버블러가 설치될 수 있는 기판 처리 장치를 설명하기로 한다. Before describing a bubbler according to an embodiment of the present invention with reference to FIG. 2, a substrate processing apparatus in which a bubbler may be installed will be described.

기판 처리 장치는 처리 챔버(500), 기판 지지 유닛(600), 가스 분사 유닛(700) 및 버블러(800)를 포함한다. The substrate processing apparatus includes a processing chamber 500 , a substrate support unit 600 , a gas injection unit 700 , and a bubbler 800 .

기판 처리 장치는 반도체 기판 또는 유리 기판과 같은 기판 처리 공정에서 사용될 수 있는 것으로, 처리 챔버(500), 기판 지지 유닛(600) 및 가스 분사 유닛(700)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. The substrate processing apparatus may be used in a substrate processing process such as a semiconductor substrate or a glass substrate, and detailed descriptions of the processing chamber 500 , the substrate support unit 600 , and the gas injection unit 700 will be omitted.

버블러(800)는 약액 용기(100), 가스 토출 헤드(200), 가스 공급 라인(300) 및 가스 배출 라인(400)을 포함한다. 버블러는 약액 용기 내부에 가스 토출 헤드(200)를 포함하고, 가스 토출 헤드(200)와 가스 공급 라인(300)이 연결되어 있다. 또한, 가스 배출 라인(400)은 약액 용기의 상벽에 결합될 수 있다. The bubbler 800 includes a chemical liquid container 100 , a gas discharge head 200 , a gas supply line 300 , and a gas discharge line 400 . The bubbler includes a gas discharge head 200 inside the chemical container, and the gas discharge head 200 and the gas supply line 300 are connected. In addition, the gas discharge line 400 may be coupled to the upper wall of the chemical container.

가스 공급 라인(300)은 도입구(210)로 캐리어 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(300)은 그 길이 방향으로 연결되어 제공될 수 있다. The gas supply line 300 supplies a carrier gas to the inlet 210 . The gas supply line 300 may be provided by being connected in the longitudinal direction thereof.

가스 배출 라인(400)은 기화된 약액이 기판의 상면에 공급되는 통로로 제공된다. 가스 배출 라인(400)에는 캐리어 가스 및 기화된 약액이 혼합된 혼합 가스가 흐른다. The gas discharge line 400 is provided as a passage through which the vaporized chemical is supplied to the upper surface of the substrate. A mixed gas in which a carrier gas and a vaporized chemical are mixed flows through the gas discharge line 400 .

도 3 및 도 4를 참조하여 버블러(800)의 약액 용기(100) 및 가스 토출 헤드(200)를 설명한다.The chemical liquid container 100 and the gas discharge head 200 of the bubbler 800 will be described with reference to FIGS. 3 and 4 .

약액 용기(100)는 기판에 공급되는 약액을 보관한다. 약액 용기(100)는 원통형의 형상을 가질 수 있다. 약액의 일예로는 HMDS일 수 있다. The chemical solution container 100 stores the chemical solution supplied to the substrate. The chemical container 100 may have a cylindrical shape. An example of the chemical solution may be HMDS.

가스 토출 헤드(200)는 약액 용기에 저장된 약액 내에 침지되며 약액을 기화시키기 위한 캐리어 가스가 도입되는 도입구(210) 및 도입구(210)로부터 캐리어 가스가 토출되는 복수의 토출구(220)를 포함할 수 있다. The gas discharge head 200 is immersed in the chemical solution stored in the chemical liquid container and includes an inlet 210 through which a carrier gas for vaporizing the chemical is introduced, and a plurality of discharge ports 220 through which the carrier gas is discharged from the inlet 210 . can do.

가스 토출 헤드(200)는 횡으로 배치되고 복수의 토출구(220)가 상측에 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 도입구(210)는 가스 토출 헤드(200)의 중앙 영역(231)에 배치하고, 복수의 토출구(220)는 가스 토출 헤드(200)의 주변 영역(232)에 배치할 수 있다. 이때, 복수의 토출구(220)는 도입구(210)를 중심으로 균등하게 배열할 수 있다. 예를 들어, 도입구(210)를 중심으로 대칭되는 형상으로 배치할 수 있고, 또는 도입구(210)가 위치하는 중앙 영역(231)을 기준으로 하여, 일정 거리 비율이 동등하도록 복수의 토출구(220)를 주변 영역에 배치할 수 있다.The gas discharge head 200 may be horizontally disposed and a plurality of discharge ports 220 may be formed on the upper side. In this case, the inlet 210 may be disposed in the central area 231 of the gas discharge head 200 , and the plurality of discharge ports 220 may be disposed in the peripheral area 232 of the gas discharge head 200 . . In this case, the plurality of discharge ports 220 may be uniformly arranged around the inlet port 210 . For example, the inlet 210 may be arranged in a symmetrical shape, or a plurality of outlets ( 220) can be placed in the peripheral area.

또한, 가스 토출 헤드(200)는 도입구(210)와 복수의 토출구(220)를 포함하며, 내부에 도입구(210)와 복수의 토출구(220)를 연결하는 분배 유로(230)가 형성될 수 있다. In addition, the gas discharge head 200 includes an inlet 210 and a plurality of outlets 220 , and a distribution flow path 230 connecting the inlet 210 and the plurality of outlets 220 is formed therein. can

분배 유로(230)는 도입구(210)로부터 캐리어 가스가 도입되어 캐리어 가스가 유동하는 곳으로써, 도입구(210)에 도입된 캐리어 가스는 도입구(210)가 위치하는 중앙 영역(231)에서 캐리어 가스의 압력은 상대적으로 높고, 복수의 토출구가 위치하는 주변 영역(232)에서는 캐리어 가스의 압력은 상대적으로 낮다. The distribution passage 230 is a place where the carrier gas is introduced from the inlet 210 and the carrier gas flows. The carrier gas introduced into the inlet 210 is in the central region 231 where the inlet 210 is located. The pressure of the carrier gas is relatively high, and the pressure of the carrier gas is relatively low in the peripheral region 232 in which the plurality of discharge ports are located.

이와 같은 차이로 인해, 중앙 영역(231)에서 토출되는 캐리어 가스의 양은 많고 주변 영역(232)에서 토출되는 캐리어 가스의 양은 적다.Due to this difference, the amount of the carrier gas discharged from the central region 231 is large and the amount of the carrier gas discharged from the peripheral region 232 is small.

이에, 본 발명에서는 복수의 토출구(220)는 도입구(210)로부터 원거리에 위치된 것일수록 작은 면적의 토출 유로(223)를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다. 복수의 토출구(220)는 캐리어 가스가 약액으로 토출될 수 있는 토출 유로(223)을 가지고 있다. 토출 유로(223)은 캐리어 가스가 도입되는 유입구(221)와 캐리어 가스가 약액으로 토출되는 유출구(222)로 이루어져 있다.Accordingly, in the present invention, it is preferable to form the plurality of discharge ports 220 to have a discharge flow path 223 having a smaller area as the plurality of discharge ports 220 are located further away from the inlet port 210 . The plurality of discharge ports 220 have discharge passages 223 through which the carrier gas can be discharged as a chemical solution. The discharge passage 223 includes an inlet 221 through which the carrier gas is introduced and an outlet 222 through which the carrier gas is discharged as a chemical solution.

복수의 토출구(220)는 각각 유입구(221)와 유출구(222) 중 유입구(221)에 토출 유로(223)의 횡단면적을 확대시키는 가이드부(224)가 형성되는 것이 바람직하다. In each of the plurality of outlets 220 , a guide portion 224 for enlarging the cross-sectional area of the discharge passage 223 is preferably formed at the inlet 221 of the inlet 221 and the outlet 222 .

가이드부(224)는 중앙 영역(231)에서의 캐리어 가스의 압력을 낮추고, 주변 영역(232)에서의 캐리어 가스의 압력을 증가시킨다. 즉, 가이드부(224)는 복수의 토출구(220)에 도달한 캐리어 가스의 압력차이를 제거하는 역할을 한다. 또한, 가이드부(224)는 복수의 토출구(220)로 캐리어 가스의 토출이 원활하도록 인도해 준다. The guide portion 224 lowers the pressure of the carrier gas in the central region 231 and increases the pressure of the carrier gas in the peripheral region 232 . That is, the guide part 224 serves to remove the pressure difference of the carrier gas reaching the plurality of discharge ports 220 . In addition, the guide unit 224 guides the discharge of the carrier gas to the plurality of discharge ports 220 smoothly.

도 5에 나타난 바와 같이, 도입구(210)에서 도입된 캐리어 가스는 유입구(221)에 존재하는 가이드부(224)를 통해 캐리어 가스의 유량 조절이 가능하게 됨에 따라, 유출구에서 캐리어 가스의 압력이 일정한 상태로 캐리어 가스를 약액에 토출 시키는 것이 가능하다. 즉, 토출되는 캐리어 가스의 양의 불균등을 해소하고 균일하게 캐리어 가스를 토출시킴으로써, 약액을 균일하게 기화시킬 수 있다.As shown in FIG. 5 , the carrier gas introduced from the inlet 210 can control the flow rate of the carrier gas through the guide 224 present at the inlet 221 , so that the pressure of the carrier gas at the outlet It is possible to discharge the carrier gas to the chemical solution in a constant state. That is, the chemical liquid can be uniformly vaporized by eliminating the unevenness of the amount of the discharged carrier gas and uniformly discharging the carrier gas.

또한, 도 6에 나타난 바와 같이 가이드부(224)는 깔때기 형상일 수 있다. 그러나, 위와 같은 역할을 수행할 수 있는 형상이면 족하고 도 6에 나타난 형상에 한정되지 않는다. Also, as shown in FIG. 6 , the guide part 224 may have a funnel shape. However, a shape capable of performing the above role is sufficient and is not limited to the shape shown in FIG. 6 .

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 분배 유로(230)는 면적이 일정하도록 형성될 수 있다. 또한, 가스 토출 헤드(200)의 내부에 도입구(210) 및 복수의 토출구(220)와 연통하도록 형성된 단일의 내부 공간으로 구성될 수 있다. 더불어, 한쪽에 분배 유로(230)의 일부분을 구성하는 유로 형성 홈부가 형성된 헤드 본체(240)와 유로 형성 홈부의 입구를 차폐하여 분배 유로(230)의 나머지를 구성하는 커버(250)로 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the distribution passage 230 may be formed to have a constant area. In addition, the gas discharge head 200 may be configured as a single internal space formed to communicate with the inlet 210 and the plurality of outlets 220 . In addition, the head body 240 with the flow path forming groove formed on one side constituting a part of the distribution flow path 230 and the cover 250 constituting the remainder of the distribution flow path 230 by shielding the entrance of the flow path forming groove portion. can

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 복수의 토출구(220) 중에서 도입구(210)로부터 가장 먼 거리에 위치된 토출구를 제외한 나머지 토출구의 유입구(221)의 횡단면적을 제어할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, it is possible to control the cross-sectional area of the inlet 221 of the remaining outlets except for the outlet located at the furthest distance from the inlet 210 among the plurality of outlets 220 .

복수의 토출구 중에서 도입구(210)로부터 최원거리에 위치된 토출구의 경우 도달되는 캐리어 가스의 유량이 적기 때문에, 유입구와 유출구의 횡단면적을 제어하지 않아도 나머지 토출구와의 캐리어 가스의 압력을 일정하게 유지시킬 수 있기 때문이다. Among the plurality of outlets, since the flow rate of the carrier gas reaching the outlet located farthest from the inlet 210 is small, the pressure of the carrier gas with the remaining outlets is maintained constant even without controlling the cross-sectional area of the inlet and outlet. because it can be done

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 분배 유로(230)는 도입구(210) 측에서 복수의 토출구(220) 측으로 갈수록 면적이 축소되도록 형성될 수 있다. 분배 유로(230)의 단면적을 토출구(220) 측으로 갈수록 축소하기 위하여, 소정의 경사면을 가지도록 함으로서, 분배 유로(230)의 단면적을 점진적으로 줄일 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the distribution flow path 230 may be formed such that the area decreases from the inlet 210 side toward the plurality of discharge ports 220 . In order to reduce the cross-sectional area of the distribution passage 230 toward the discharge port 220 , by having a predetermined inclined surface, the cross-sectional area of the distribution passage 230 may be gradually reduced.

분배 유로(230)의 단면적이 점진적으로 감소되어 복수의 토출구(220)에서의 캐리어 가스의 압력을 일정하게 유지시켜 토출되는 캐리어 가스의 유량을 균일하게 할 수 있다. The cross-sectional area of the distribution flow path 230 may be gradually reduced to maintain a constant pressure of the carrier gas at the plurality of discharge ports 220 to make the flow rate of the discharged carrier gas uniform.

상술한 실시예에서는 HMDS 공정에 사용되는 액을 캐리어 가스를 이용해 기화하여 공급하는 열처리 챔버를 예를 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며, 캐리어 가스를 공급하여 액을 기화해 공급하는 장치에 모두 적용 가능하다.In the above-described embodiment, a heat treatment chamber in which a liquid used in the HMDS process is vaporized and supplied using a carrier gas has been described as an example. However, the present invention is not limited to the above-described example, and can be applied to any apparatus for supplying a carrier gas to vaporize and supply a liquid.

즉, 본 발명은 가스 토출 헤드에서 토출되는 캐리어 가스의 유량을 일정하게 하여 약액을 균일하게 기화시킬 수 있는 버블러를 제공하고자 한다. 이는 도입되는 캐리어 가스가 분배 유로 내에서의 압력 차이로 인해 토출되는 캐리어 가스의 유량이 균일하게 토출되지 못하게 되는 문제에 따라 복수의 토출구의 유입구의 면적을 조절하여 단면적 차이에 따른 압력의 변화를 이용하여 약액에 토출되는 캐리어 가스의 양을 균일하게 토출시키고자 하는 것이다.That is, an object of the present invention is to provide a bubbler capable of uniformly vaporizing a chemical solution by making a constant flow rate of a carrier gas discharged from a gas discharge head. This uses the change in pressure according to the cross-sectional area difference by adjusting the area of the inlet of the plurality of outlets according to the problem that the flow rate of the carrier gas discharged is not uniformly discharged due to the pressure difference in the distribution passage of the introduced carrier gas. This is to uniformly discharge the amount of carrier gas discharged to the chemical solution.

이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although various embodiments of the present invention have been described above, the drawings and the detailed description of the described invention referenced so far are merely exemplary of the present invention, which are only used for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit meaning or claim claims. It is not intended to limit the scope of the invention described in the scope. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100: 약액 용기 200: 가스 토출 헤드
210: 도입구 220: 토출구
221: 유입구 222: 유출구
223: 토출 유로 224: 가이드부
230: 분배 유로 231: 중앙 영역
232: 주변 영역 240: 헤드 본체
250: 커버 300: 가스 공급 라인
400: 가스 배출 라인 500: 처리 챔버
600: 기판 지지 유닛 700: 가스 분사 유닛
800: 버블러100: chemical container 200: gas discharge head
210: inlet 220: outlet
221: inlet 222: outlet
223: discharge flow path 224: guide part
230: distribution flow path 231: central area
232: peripheral area 240: head body
250: cover 300: gas supply line
400: gas discharge line 500: processing chamber
600: substrate support unit 700: gas injection unit
800: bubbler

Claims (12)

내부에 약액이 저장되는 약액 용기;
상기 약액 용기에 저장된 상기 약액 내에 침지되며 상기 약액을 기화시키기 위한 캐리어 가스가 도입되는 도입구 및 상기 도입구로부터 도입된 상기 캐리어 가스가 토출되는 복수의 토출구를 가진 가스 토출 헤드;
상기 도입구로 상기 캐리어 가스를 공급하는 가스 공급 라인; 및
복수의 상기 토출구로부터 토출된 상기 캐리어 가스에 의하여 기화된 상기 약액을 상기 약액 용기의 외부로 배출하는 가스 배출 라인을 포함하고,
복수의 상기 토출구는,
상기 캐리어 가스가 유입되는 유입구와 상기 약액으로 토출되는 유출구로 구성되어 있으며,
각각 유입구와 유출구 중 상기 유입구에 토출 유로의 횡단면적을 확대시키는 가이드부가 형성되고,
상기 가이드부는 상기 도입구로부터 원거리에 위치된 것일수록 작은 면적을 가지도록 형성된 버블러.a chemical container in which the chemical is stored;
a gas discharge head immersed in the chemical liquid stored in the chemical liquid container and having an inlet through which a carrier gas for vaporizing the chemical is introduced and a plurality of discharge ports through which the carrier gas introduced from the inlet is discharged;
a gas supply line for supplying the carrier gas to the inlet; and
and a gas discharge line for discharging the chemical liquid vaporized by the carrier gas discharged from the plurality of discharge ports to the outside of the chemical liquid container,
A plurality of the outlets,
Consists of an inlet through which the carrier gas flows and an outlet through which the chemical is discharged,
A guide portion for expanding the cross-sectional area of the discharge passage is formed at the inlet of the inlet and the outlet, respectively,
The bubbler is formed to have a smaller area as the guide portion is located further away from the inlet. 제1 항에 있어서,
상기 가스 토출 헤드는 횡으로 배치되고 복수의 상기 토출구가 상측에 형성된 것을 특징으로 하는 버블러.According to claim 1,
The gas discharge head is arranged horizontally and a plurality of the discharge holes are formed in the upper side of the bubbler. 제2 항에 있어서,
상기 가스 토출 헤드는 중앙 영역 및 상기 중앙 영역 주위의 주변 영역을 가지며,
상기 도입구는 상기 중앙 영역에 배치되고, 복수의 상기 토출구는 상기 주변 영역에 배치된 것을 특징으로 하는 버블러. 3. The method of claim 2,
the gas discharge head has a central region and a peripheral region around the central region;
The bubbler, characterized in that the inlet is disposed in the central region, and a plurality of the outlets are arranged in the peripheral region. 제3 항에 있어서,
복수의 상기 토출구는 상기 도입구를 중심으로 균등하게 배열된 것을 특징으로 하는 버블러.4. The method of claim 3,
A bubbler, characterized in that the plurality of discharge ports are evenly arranged around the inlet port. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 토출 헤드는 내부에 상기 도입구와 복수의 상기 토출구를 연결하는 분배 유로가 형성되고, 상기 분배 유로는 면적이 일정하도록 형성된 버블러.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The gas discharge head is formed with a distribution passage connecting the inlet and the plurality of discharge ports therein, and the distribution passage is formed to have a constant area. 제 5항에 있어서,
상기 분배 유로는 상기 가스 토출 헤드의 내부에 상기 도입구 및 복수의 상기 토출구와 연통하도록 형성된 단일의 내부 공간으로 구성된 것을 특징으로 하는 버블러.6. The method of claim 5,
The distribution passage is a bubbler, characterized in that the gas discharge head is composed of a single inner space formed to communicate with the inlet and the plurality of outlets in the gas discharge head. 제5 항에 있어서,
상기 가스 토출 헤드는
한쪽에 상기 분배 유로의 일부분을 구성하는 유로 형성 홈부가 형성된 헤드 본체; 및
상기 유로 형성 홈부의 입구를 차폐하여 상기 분배 유로의 나머지를 구성하는 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 버블러.6. The method of claim 5,
The gas discharge head is
a head body in which a flow path forming groove constituting a portion of the distribution flow path is formed on one side; and
and a cover that shields the inlet of the flow path forming groove and configures the remainder of the distribution flow path. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 토출 헤드는 내부에 상기 도입구와 복수의 상기 토출구를 연결하는 분배 유로가 형성되고,
상기 분배 유로는 상기 도입구 측에서 복수의 상기 토출구 측으로 갈수록 면적이 축소되도록 형성된 것을 특징으로 하는 버블러.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The gas discharge head has a distribution passage connecting the inlet and a plurality of the discharge ports therein,
The distribution passage is bubbler, characterized in that formed so that the area is reduced from the inlet side toward the plurality of discharge ports. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 가이드부 각각 횡단면적이 상기 유출구 측 방향으로 갈수록 축소되도록 형성된 것을 특징으로 하는 버블러.According to claim 1,
Bubbler, characterized in that the cross-sectional area of each of the guide parts is formed to be reduced toward the side of the outlet. 제1 항에 있어서,
복수의 상기 토출구 중 상기 도입구로부터 최원거리에 위치된 토출구는 상기 가이드부가 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 버블러.According to claim 1,
The bubbler, characterized in that the guide part is not formed in the discharge port located furthest from the inlet among the plurality of discharge ports. 기판 처리 공간을 제공하는 처리 챔버;
상기 기판 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
상기 기판 지지 유닛에 의하여 지지된 상기 기판에 처리 가스를 분사하는 가스 분사 유닛; 및
상기 가스 분사 유닛에 상기 처리 가스를 공급하는 버블러를 포함하며,
상기 버블러는
내부에 약액이 저장되는 약액 용기;
상기 약액 용기에 저장된 상기 약액 내에 침지되며 상기 약액을 기화시키기 위한 캐리어 가스가 도입되는 도입구 및 상기 도입구로부터의 상기 캐리어 가스가 토출되는 복수의 토출구를 가진 가스 토출 헤드;
상기 도입구로 상기 캐리어 가스를 공급하는 가스 공급 라인;
복수의 상기 토출구로부터 토출된 상기 캐리어 가스에 의하여 기화된 상기 약액을 상기 약액 용기의 외부로 배출하는 가스 배출 라인을 포함하고,
복수의 상기 토출구는 상기 캐리어 가스가 유입되는 유입구와 상기 약액으로 토출되는 유출구로 구성되어 있으며, 각각 유입구와 유출구 중 상기 유입구에 토출 유로의 횡단면적을 확대시키는 가이드부가 형성되고,
상기 가이드부는 상기 도입구로부터 원거리에 위치된 것일수록 작은 면적을가지도록 형성된 기판 처리 장치.a processing chamber providing a substrate processing space;
a substrate support unit for supporting a substrate in the substrate processing space;
a gas ejection unit that ejects a processing gas to the substrate supported by the substrate support unit; and
a bubbler for supplying the processing gas to the gas injection unit;
The bubbler
a chemical container in which the chemical is stored;
a gas discharge head immersed in the chemical liquid stored in the chemical liquid container and having an inlet through which a carrier gas for vaporizing the chemical is introduced and a plurality of discharge ports through which the carrier gas is discharged from the inlet;
a gas supply line for supplying the carrier gas to the inlet;
and a gas discharge line for discharging the chemical liquid vaporized by the carrier gas discharged from the plurality of discharge ports to the outside of the chemical liquid container,
A plurality of the discharge ports are composed of an inlet through which the carrier gas flows and an outlet through which the chemical is discharged, and a guide portion for expanding the cross-sectional area of the discharge passage is formed at the inlet among the inlet and the outlet, respectively,
The substrate processing apparatus is formed to have a smaller area as the guide part is located further away from the inlet.
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