KR20140038107A

KR20140038107A - Cooling apparatus and source aupplying apparatus and substrate processing apparatus having the same

Info

Publication number: KR20140038107A
Application number: KR1020120104403A
Authority: KR
Inventors: 김경민
Original assignee: (주)티티에스
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-03-28
Also published as: KR101398050B1

Abstract

The present invention relates to a cooling apparatus, a source supplying apparatus, and a substrate processing apparatus having the same. Disclosed are a cooling apparatus which includes at least one cooling plate, a cooling line which is connected to the cooling plate and supplies coolant, and a heat exchange part which touches cooling line and controls the temperature of the coolant. [Reference numerals] (130) Coolant supply part; (160) Control part

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a cooling apparatus, a raw material supply apparatus having the same, and a substrate processing apparatus having the same.

본 발명은 냉각 장치에 관한 것으로, 특히 유량 제어기를 냉각시킬 수 있는 냉각 장치, 이를 구비하는 원료 공급 장치 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a cooling apparatus, and more particularly, to a cooling apparatus capable of cooling a flow controller, a raw material supply apparatus having the same, and a substrate processing apparatus.

반도체 공정을 이용하는 반도체 소자, 디스플레이, 발광 소자, 태양 전지 등은 기판 상에 소정의 박막을 증착한 후 사진 및 식각 공정으로 패터닝하고, 세정하는 공정을 반복하여 소정의 패턴의 박막을 형성하고, 복수 적층하여 해당 소자를 제조한다. 그런데, 소자가 고집적화되면서 소정의 박막을 형성하기 위한 원료 물질로 액체 상태의 원료를 이용하고 있다. 액체 원료는 기화되어 기체 상태로 공정 챔버에 공급되는데, 이를 위해 복수의 열원 장치가 이용될 수 있다. 예를 들어, 액체 원료를 기화시키기 위한 기화기와, 기체 원료가 공급되는 공급 라인을 기화 온도로 유지하기 위한 히팅 자켓 등이 이용될 수 있다. 따라서, 반도체 제조 장치는 대기 상태보다 높은 약 50∼60℃ 정도의 온도를 유지하게 된다.A predetermined thin film is deposited on a substrate by using a semiconductor process such as a semiconductor device, a display, a light emitting device, and a solar cell, and then patterned and cleaned by photolithography and etching processes are repeated to form a thin film of a predetermined pattern, And the device is laminated. However, a liquid material is used as a raw material for forming a predetermined thin film while a device is highly integrated. The liquid source is vaporized and fed to the process chamber in a gaseous state, in which a plurality of heat source devices can be used. For example, a vaporizer for vaporizing the liquid raw material, a heating jacket for maintaining the supply line at which the gaseous raw material is supplied at the vaporization temperature, etc. may be used. Therefore, the semiconductor manufacturing apparatus maintains a temperature of about 50 to 60 DEG C higher than the atmospheric state.

한편, 액체 원료는 예를 들어 박막의 증착 두께, 공정 시간 등에 따라 설정된 시간에 설정된 양이 공급되어야 한다. 이러한 공급량을 정밀하게 제어하기 위해 유량 제어기가 이용된다. 유량 제어기는 액체 원료의 양을 제어하기 위한 액체 원료 유량 제어기와 기체 원료의 양을 제어하기 위한 기체 원료 유량 제어기를 포함한다. 액체 원료는 액체 원료 유량 제어기를 통해 공급량이 정밀 제어된 후 기화기를 통해 기화되어 반응 챔버로 공급된다. 유량 제어기는 전자 장치 및 센서 등을 포함하여 구성되며, 통상 35℃ 이하의 온도에서 정상 동작을 한다. 그런데, 기화기의 열에 의해 주변 온도가 상승하게 되고, 그에 따라 유량 제어기의 온도 또한 상승하게 된다. 유량 제어기의 온도가 상승하면 유량 제어기 내의 전자 장치 및 센서 등이 온도의 영향을 받아 오동작하게 된다. 유량 제어기가 오동작하면 정밀한 유량 제어가 어렵고, 그에 따라 박막의 막질 특성 및 공정 재현성에 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, the liquid raw material should be supplied in a predetermined amount of time, for example, depending on the deposition thickness of the thin film, the process time, and the like. A flow controller is used to precisely control such feed rate. The flow controller includes a liquid source flow controller for controlling the amount of liquid source and a gaseous source flow controller for controlling the amount of gaseous source. The liquid raw material is precisely controlled through the liquid raw material flow rate controller and then vaporized through the vaporizer and supplied to the reaction chamber. The flow controller includes an electronic device and a sensor, and normally operates at a temperature of 35 ° C or lower. However, the ambient temperature is raised by the heat of the vaporizer, and accordingly, the temperature of the flow controller is also raised. When the temperature of the flow controller rises, electronic devices and sensors in the flow controller are affected by temperature and malfunction. If the flow controller malfunctions, it is difficult to precisely control the flow rate, which may cause problems in film quality and process reproducibility of the thin film.

한편, 한국등록특허 제10-1103297호에는 유량 제어기 전단의 원료 공급 라인의 온도를 조절하는 온도 조절 수단이 마련된 원료 공급 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치가 제시되어 있다.
Korean Patent Registration No. 10-1103297 discloses a raw material supply unit having a temperature control means for controlling the temperature of a raw material supply line in front of a flow controller and a substrate processing apparatus having the raw material supply unit.

본 발명은 유량 제어기의 온도 상승에 의한 오동작을 방지할 수 있는 냉각 장치, 이를 구비하는 원료 공급 장치 및 기판 처리 장치를 제공한다.The present invention provides a cooling device capable of preventing a malfunction caused by a temperature rise of a flow controller, a raw material supply device having the same, and a substrate processing device.

본 발명은 주변 온도에 영향을 받지 않도록 유량 제어기를 냉각시킬 수 있는 냉각 장치, 이를 구비하는 원료 공급 장치 및 기판 처리 장치를 제공한다.
The present invention provides a cooling apparatus capable of cooling a flow controller so as not to be affected by ambient temperature, a raw material supply apparatus having the same, and a substrate processing apparatus.

본 발명의 일 양태에 따른 냉각 장치는 적어도 하나의 냉각 플레이트; 상기 냉각 플레이트와 연결되어 냉매를 공급하는 냉각 라인; 및 상기 냉각 라인과 접촉되어 상기 냉매의 온도를 조절하는 열교환부를 포함한다.A cooling device according to one aspect of the present invention includes at least one cooling plate; A cooling line connected to the cooling plate to supply refrigerant; And a heat exchange unit contacting the cooling line to adjust the temperature of the refrigerant.

상기 냉각 플레이트는 상기 냉매가 유입되는 유입구와, 상기 냉매가 배출되는 배출구와, 상기 유입구와 배출구 사이에 마련되어 상기 냉매가 유동하는 유로를 포함한다.The cooling plate includes an inlet through which the refrigerant flows, an outlet through which the refrigerant is discharged, and a flow passage provided between the inlet and the outlet to allow the refrigerant to flow.

서로 대향 배치되며, 마주보는 면이 냉각 대상에 각각 접촉되어 마련된 제 1 및 제 2 냉각 플레이트를 포함하고, 상기 냉매가 상기 제 1 냉각 플레이트를 통해 상기 제 2 냉각 플레이트로 공급된다.And first and second cooling plates arranged opposite to each other and provided with facing surfaces respectively in contact with the object to be cooled, and the refrigerant is supplied to the second cooling plate through the first cooling plate.

상기 열교환부는 열전 소자와, 상기 열전 소자의 동작에 따라 각각 흡열 및 발열되는 흡열부 및 발열부를 포함한다.The heat exchanging part includes a thermoelectric element and a heat absorbing part and a heat generating part, respectively, which absorb heat and generate heat according to the operation of the thermoelectric element.

상기 제 1 냉각 플레이트와 연결된 상기 냉각 라인은 상기 흡열부와 접촉되고, 상기 제 2 냉각 플레이트와 연결된 상기 냉각 라인은 상기 발열부와 접촉된다.The cooling line connected to the first cooling plate is in contact with the heat absorbing portion, and the cooling line connected to the second cooling plate is in contact with the heat generating portion.

상기 제 1 냉각 플레이트로 공급되는 상기 냉매는 상기 흡열부를 통해 온도가 제어되고, 상기 제 2 냉각 플레이트로부터 배출되는 냉매는 상기 발열부의 온도를 흡수한다. The temperature of the refrigerant supplied to the first cooling plate is controlled through the heat absorbing portion, and the refrigerant discharged from the second cooling plate absorbs the temperature of the heat generating portion.

본 발명의 다른 양태에 따른 원료 공급 장치는 원료의 공급량을 제어하는 적어도 하나의 유량 제어기; 상기 적어도 하나의 유량 제어기를 냉각시키는 냉각기를 포함하고, 상기 냉각기는 상기 적어도 하나의 유량 제어기에 접촉되는 적어도 하나의 냉각 플레이트와, 상기 냉각 플레이트와 연결되어 냉매를 공급하는 냉각 라인과, 상기 냉각 라인과 접촉되어 상기 냉매의 온도를 조절하는 열교환부를 포함한다.A raw material supply apparatus according to another aspect of the present invention includes at least one flow controller for controlling a supply amount of raw material; And a cooler for cooling the at least one flow controller, the cooler comprising: at least one cooling plate in contact with the at least one flow controller; a cooling line connected to the cooling plate to supply a coolant; And a heat exchanger for controlling the temperature of the refrigerant.

상기 적어도 하나의 유량 제어기의 적어도 일측에 상기 유량 제어기와 이격되어 마련된 적어도 하나의 밸브를 더 포함한다.The at least one flow controller further includes at least one valve disposed on at least one side of the at least one flow controller, the valve being spaced apart from the flow controller.

상기 냉각 플레이트는 상기 적어도 하나의 유량 제어기와 밸브 사이에 마련된다.
The cooling plate is provided between the at least one flow controller and the valve.

본 발명의 또다른 양태에 따른 기판 처리 장치는 적어도 하나의 원료를 공급하는 원료 공급 수단; 상기 원료의 공급량을 제어하는 적어도 하나의 유량 제어기; 상기 유량 제어기를 통해 공급되는 원료를 공정 챔버의 기판 상에 분사하는 원료 분사부; 및 상기 적어도 하나의 유량 제어기를 냉각시키는 냉각기를 포함하고, 상기 냉각 장치는 상기 적어도 하나의 유량 제어기에 접촉되는 적어도 하나의 냉각 플레이트와, 상기 냉각 플레이트와 연결되어 냉매를 공급하는 냉각 라인과, 상기 냉각 라인과 접촉되어 상기 냉매의 온도를 조절하는 열교환부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus comprising: a raw material supply means for supplying at least one raw material; At least one flow controller for controlling a feed rate of the raw material; A raw material spraying part for spraying a raw material supplied through the flow controller onto a substrate of a process chamber; And a cooler for cooling the at least one flow controller, the cooling device comprising: at least one cooling plate in contact with the at least one flow controller; a cooling line connected to the cooling plate to supply a coolant; And a heat exchange unit contacting the cooling line to adjust the temperature of the refrigerant.

상기 유량 제어기는 액체 원료 유량 제어기 및 기체 원료 유량 제어기를 포함한다.The flow controller includes a liquid source flow controller and a gaseous source flow controller.

상기 액체 원료 유량 제어기와 상기 원료 분사부 사이에 마련된 기화기를 더 포함한다.
And a vaporizer provided between the liquid source flow rate controller and the raw material sprayer.

본 발명의 실시 예들에 따른 냉각 장치는 적어도 하나의 유량 제어기를 포함하는 냉각 대상에 접촉되도록 적어도 하나의 냉각 플레이트가 마련되고, 열교환부를 이용하여 냉각 플레이트에 공급되는 냉매의 온도를 조절한다. 따라서, 적어도 하나의 유량 제어기의 온도 상승을 억제하여 유량 제어기의 온도 상승에 의한 오동작을 방지할 수 있다.The cooling device according to the embodiments of the present invention is provided with at least one cooling plate to be in contact with a cooling object including at least one flow controller and regulates the temperature of the refrigerant supplied to the cooling plate by using the heat exchange portion. Therefore, it is possible to prevent the malfunction due to the temperature rise of the flow controller by suppressing the temperature rise of at least one flow controller.

또한, 열교환부는 흡열부 및 발열부를 포함하고, 흡열부를 이용하여 냉각 플레이트에 공급되는 냉매의 온도를 조절하며, 냉각 플레이트를 통과한 냉매가 발열부를 통과하도록 함으로써 발열부의 열을 흡수한다. 따라서, 발열부의 열에 의해 흡열부의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있어 냉매를 원하는 온도로 유지할 수 있다.
The heat exchanger includes a heat absorbing portion and a heat generating portion. The heat absorbing portion adjusts the temperature of the refrigerant supplied to the cooling plate, and absorbs the heat of the heat generating portion by allowing the refrigerant passing through the cooling plate to pass through the heat generating portion. Therefore, the temperature of the heat absorbing portion can be prevented from rising by the heat of the heat generating portion, and the refrigerant can be maintained at a desired temperature.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉각 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 냉각 장치가 적용되는 가스 캐비넷의 개략도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉각 장치의 구성도.
도 4는 본 발명의 냉각 장치에 이용되는 냉각 플레이트의 개략도.
도 5는 냉각 장치에 이용되는 열교환부의 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉각 장치를 포함하는 기판 처리 장치의 개략도.1 is a configuration diagram of a cooling apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic view of a gas cabinet to which the cooling device of the present invention is applied;
3 is a configuration diagram of a cooling apparatus according to another embodiment of the present invention;
4 is a schematic view of a cooling plate used in the cooling device of the present invention.
5 is a sectional view of a heat exchanger used in a cooling device;
6 is a schematic diagram of a substrate processing apparatus including a cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete and will fully convey the concept of invention to those skilled in the art. It is provided to let you know completely.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉각 장치의 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 냉각 장치가 적용되는 가스 캐비넷의 개략도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉각 장치의 블록도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 냉각 장치에 이용되는 냉각 플레이트의 개략도이며, 도 5는 냉각 장치에 이용되는 열교환부의 단면도이다.2 is a schematic view of a gas cabinet to which the cooling device of the present invention is applied, and Fig. 3 is a cross-sectional view of a cooling device according to another embodiment of the present invention. Fig. 1 is a block diagram of a cooling device according to an embodiment of the present invention. . 4 is a schematic view of a cooling plate used in the cooling device of the present invention, and Fig. 5 is a sectional view of a heat exchange part used in the cooling device.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉각 장치는 냉각 대상, 예를 들어 적어도 하나의 유량 제어기(10)에 주변에 마련된 적어도 하나의 냉각 플레이트(110, 120)와, 냉매를 공급하는 냉매 공급부(130)와, 냉매 공급부(130)와 적어도 하나의 냉각 플레이트(110, 120) 사이에 마련되어 냉매의 온도를 조절하는 열교환부(140)를 포함한다. 또한, 냉매 공급부(130), 열교환부(140), 그리고 적어도 하나의 냉각 플레이트(110, 120)를 연결하며 냉매가 유동하는 냉각 라인(150)을 더 포함한다. 그리고, 열교환부(140)의 전원 및 구동을 제어하는 제어부(160)와, 냉매 공급부(130)로부터 공급되는 냉매의 양 및 압력을 조절하기 위한 유량 조절기(미도시) 및 압력 조절기(미도시)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a cooling apparatus according to an embodiment of the present invention includes at least one cooling plate 110, 120 provided around a cooling object, for example, at least one flow controller 10, And a heat exchange unit 140 provided between the refrigerant supply unit 130 and the at least one cooling plate 110 and 120 to adjust the temperature of the refrigerant. The apparatus further includes a coolant line 150 connecting the coolant supply unit 130, the heat exchange unit 140, and the at least one coolant plate 110, 120 and through which the coolant flows. A controller 160 for controlling power and driving of the heat exchanger 140; a flow controller (not shown) and a pressure controller (not shown) for controlling the amount and pressure of the refrigerant supplied from the refrigerant supplier 130; As shown in FIG.

냉각 플레이트(110, 120)는 냉각 대상의 적어도 일측에 마련될 수 있는데, 바람직하게는 냉각 대상의 일측 및 타측에 각각 마련될 수 있다. 냉각 대상은 주변의 온도에 의해 온도가 상승할 수 있는 예를 들어 적어도 하나의 유량 제어기(10)를 포함할 수 있다. 유량 제어기(10)는 액체 원료의 양을 제어하기 위한 액체 원료 유량 제어기와 기체 원료의 양을 제어하기 위한 기체 원료 유량 제어기를 포함할 수 있다. 이러한 유량 제어기(10)는 하나의 원료 공급부와 연결된 하나의 유량 제어기일 수 있고, 복수의 원료 공급부와 각각 연결된 복수의 유량 제어기일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 유량 제어기(10)는 가스 캐비넷에 마련될 수 있는데, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 원료 공급 라인(20)이 마련되고, 다수의 원료 라인(20)에 각각 연결되는 복수의 밸브(30) 및 유량 제어기(10)가 일 패널(40)에 마련될 수도 있다. 복수의 유량 제어기(10)는 소정 간격 이격되어 배치되고, 복수의 유량 제어기(10)의 일측면 및 타측면과 이격되거나 접촉되도록 냉각 플레이트(110, 120)가 마련될 수 있다. 즉, 유량 제어기(10)의 상승 온도, 냉매의 온도 등을 고려하여 냉각 플레이트(110, 120)를 복수의 유량 제어기(10)와 이격되도록 마련하거나, 접촉하도록 마련할 수 있다. 예를 들어, 5개의 유량 제어기(10)가 일 방향으로 소정 간격 이격되어 마련되고, 냉각 플레이트(110, 120)는 복수의 유량 제어기(10)의 일측면 및 타측면에 각각 접촉되도록 일 방향으로 마련될 수 있다. 따라서, 냉각 플레이트(110, 120)는 복수의 유량 제어기(10)의 측면의 넓이 및 간격과 적어도 같은 면적을 갖도록 마련된다. 한편, 냉각 플레이트(110, 120)는 복수의 유량 제어기(10) 중에서 선택된 유량 제어기(10)에 마련될 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 5개의 유량 제어기(10) 중에서 3개의 유량 제어기(10)에만 냉각 플레이트(110a, 110b, 120a, 120b)가 마련될 수 있다. 물론, 복수의 유량 제어기(10) 각각에 냉각 플레이트(110, 120)가 마련될 수도 있다. 냉각 플레이트(110, 120)는 냉각 용량 등을 고려하여 다양한 크기 및 형태로 제작될 수 있는데, 예를 들어 직육면체 형상을 가질 수 있다. 즉, 서로 대향되는 직사각형의 두 평판과, 두 평판의 가장자리에 이들 사이의 영역을 밀폐하는 측면판을 포함하여 직육면체 형상을 가질 수 있다. 또한, 냉각 플레이트(110, 120)는 도 4에 도시된 바와 같이 일측에 유입구(111)가 마련되고 이와 대향되는 타측에 배출구(112)가 마련될 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 냉각 플레이트(110, 120)는 동일 형상을 가질 수 있으며, 그에 따라 제 1 냉각 플레이트(110)의 형상만을 설명하겠다. 유입구(111) 및 배출구(112)는 복수의 유량 제어기(10)가 배치된 일 방향과 동일 방향으로 서로 대향되는 두 측면판의 소정 영역에 형성될 수 있다. 이때, 유입구(111)와 배출구(112)는 동일 높이에 형성될 수도 있고, 서로 다른 높이로 형성될 수도 있는데, 예를 들어, 유입구(111)가 배출구(112)보다 낮은 위치에 형성될 수도 있다. 그러나, 제 2 냉각 플레이트(120)는 유입구가 배출구보다 높은 위치에 형성될 수 있다. 이는 제 2 냉각 플레이트(120)의 유입구가 제 1 냉각 플레이트(110)의 배출구(112)와 연결되어 제 1 냉각 플레이트(110)를 통해 냉매를 공급받기 때문이다. 또한, 냉각 플레이트(110, 120)는 내부에 유입구(111)과 배출구(112)를 연결하여 냉매가 유동하는 유로(113)가 형성될 수 있다. 유로(113)는 열교환 면적을 효율적으로 늘리기 위하여 다양한 형상을 가질 수 있다. 즉, 냉각 프레이트(110, 120)의 높이 등에 따라 직선 형상을 가질 수 있고, 미엔더(meander) 라인 또는 스파이럴(spiral) 라인 등의 형상을 가질 수 있다. 또한, 유입구(111)와 배출구(112) 내주면에는 냉각 라인(150)의 연결 작업을 용이하도록 하기 위해 나선부(미도시)가 각각 형성될 수도 있다. 한편, 냉각 플레이트(110, 120)는 외형을 이루는 본체가 열전도율이 높은 금속, 예를 들어 알루미늄으로 제작될 수 있다. 또한, 유로(113)는 냉각 플레이트(110, 120)를 가공하여 형성할 수 있다. 냉각 플레이트(110, 120)의 본체가 알루미늄 등의 열전도율이 높은 금속으로 제작되므로 열교환 효율이 높아질 수 있다.The cooling plates 110 and 120 may be provided on at least one side of the object to be cooled, preferably on one side and the other side of the object to be cooled. The object to be cooled may include, for example, at least one flow controller 10 whose temperature may rise due to the ambient temperature. The flow controller 10 may include a liquid source flow controller for controlling the amount of liquid source and a gaseous source flow controller for controlling the amount of gaseous source. The flow controller 10 may be a single flow controller connected to one raw material supply unit, and may be a plurality of flow controllers connected to a plurality of raw material supply units, respectively. Also, at least one flow controller 10 may be provided in the gas cabinet, for example, as shown in FIG. 2, in which a plurality of feed lines 20 are provided and a plurality of feed lines 20 A plurality of connected valves 30 and a flow controller 10 may be provided in one panel 40. [ The plurality of flow controllers 10 may be disposed at predetermined intervals, and the cooling plates 110 and 120 may be provided so as to be spaced apart from or contacted with one side surface and the other side surface of the plurality of flow controllers 10. That is, the cooling plates 110 and 120 may be provided so as to be spaced apart from or in contact with the plurality of flow controllers 10 in consideration of the rising temperature of the flow controller 10, the temperature of the refrigerant, and the like. For example, five flow controllers 10 are provided at predetermined intervals in one direction, and the cooling plates 110 and 120 are arranged in one direction so as to be in contact with one side surface and the other side surface of the plurality of flow controllers 10, respectively . Therefore, the cooling plates 110 and 120 are provided so as to have at least the same area as the widths and intervals of the side surfaces of the plurality of flow controllers 10. On the other hand, the cooling plates 110 and 120 may be provided in the flow controller 10 selected from among the plurality of flow controllers 10. For example, as shown in FIG. 3, only the three flow controllers 10 among the five flow controllers 10 may be provided with the cooling plates 110a, 110b, 120a, and 120b. Of course, the cooling plates 110 and 120 may be provided in each of the plurality of flow controllers 10. The cooling plates 110 and 120 may be manufactured in various sizes and shapes in consideration of the cooling capacity and the like, and may have, for example, a rectangular parallelepiped shape. That is, it can have a rectangular parallelepiped shape including two rectangular plates opposed to each other and a side plate that seals the area between the two plates. In addition, the cooling plates 110 and 120 may have an inlet 111 on one side and an outlet 112 on the opposite side, as shown in FIG. Here, the first and second cooling plates 110 and 120 may have the same shape, and only the shape of the first cooling plate 110 will be described. The inlet port 111 and the outlet port 112 may be formed in predetermined areas of two side plates facing each other in the same direction as one direction in which the plurality of flow controllers 10 are disposed. In this case, the inlet 111 and the outlet 112 may be formed at the same height or at different heights. For example, the inlet 111 may be formed at a position lower than the outlet 112 . However, the second cooling plate 120 may be formed at a position where the inlet port is higher than the outlet port. This is because the inlet of the second cooling plate 120 is connected to the outlet 112 of the first cooling plate 110 to receive the refrigerant through the first cooling plate 110. In addition, the cooling plates 110 and 120 may have a flow path 113 through which the inlet 111 and the outlet 112 are connected to each other to allow the refrigerant to flow. The flow path 113 may have various shapes in order to efficiently increase the heat exchange area. That is, it may have a straight shape depending on the height of the cooling plates 110 and 120, and may have a shape such as a meander line or a spiral line. Spiral portions (not shown) may be formed on the inner circumferential surfaces of the inlet 111 and the outlet 112 to facilitate connection of the cooling line 150. On the other hand, the cooling plates 110 and 120 may be made of a metal having a high thermal conductivity, for example, aluminum. In addition, the flow path 113 can be formed by processing the cooling plates 110 and 120. Since the body of the cooling plates 110 and 120 is made of a metal having a high thermal conductivity such as aluminum, the heat exchange efficiency can be increased.

냉매 공급부(130)는 냉각 라인(150)을 통해 냉매를 공급한다. 냉매로는 에어 등의 기체를 이용할 수 있으나, 냉각수 등의 액체를 이용할 수도 있다. 이러한 냉매 공급부(130)로부터 공급되는 냉매는 순환 또는 배기될 수 있다. 또한, 냉매 공급부(130)로부터 공급되는 냉매의 양 및 압력을 조절하기 위해 냉매 공급부(130)와 열교환부(140) 사이의 냉각 라인(150)에 유량 조절기(미도시) 및 압력 조절기(미도시)가 더 마련될 수 있다.The coolant supply unit 130 supplies the coolant through the coolant line 150. As the refrigerant, a gas such as air may be used, but liquid such as cooling water may also be used. The refrigerant supplied from the refrigerant supply unit 130 may be circulated or exhausted. A flow rate controller (not shown) and a pressure controller (not shown) are connected to the cooling line 150 between the refrigerant supply portion 130 and the heat exchange portion 140 to regulate the amount and pressure of the refrigerant supplied from the refrigerant supply portion 130. [ ) Can be provided.

열교환부(140)는 냉매 공급부(130)로부터 공급되는 냉매의 온도를 조절하기 위해 마련된다. 열교환부(140)는 전기 저항의 온도 변화를 이용한 서미스터(Thermistor), 전류에 의해 흡열 및 발열이 발생되는 현상인 펠티에 효과(Peltier Effect)를 이용한 열전 소자 등이 있다. 본 발명은 열교환부(140)로서 펠티에 효과를 이용한 열전 소자(142)를 이용하며, 이러한 열전 소자는 2종류의 금속 끝을 접속시키고 여기에 전류를 흘려보내면 전류 방향에 따라 일 단자는 흡열하고, 타 단자는 발열을 일으키는 현상을 이용한다. 이때, 2종류의 금속 대신 전기 전도 방식이 다른 비스무트(Bi), 텔루르(Te) 등 반도체를 사용하면, 효율성 높은 흡열, 발열 작용을 하는 펠티에 소자를 얻을 수 있다. 열교환부(140)는 2종류의 금속이 각각 흡열부(144)와 발열부(146)의 기능을 수행하며, 열전 소자(142)에 전원이 공급되면 흡열부(144)로부터 발열부(146)로 열에너지의 유동이 일어나고, 흡열부(144)는 일정 온도 이하로 냉각된다. 그러나, 본 발명은 발열부(146)의 온도에 의해 흡열부(144)의 온도가 상승할 수 있고, 이를 방지하기 위해 냉각 라인(150)이 발열부(146)를 통과함으로써 발열부(146)의 열을 흡수할 수 있다. 즉, 열교환부(140)는 냉매 공급부(130)로부터 냉매가 공급되는 냉각 라인(150)과 접촉되어 흡열부(144)가 마련되어 냉매의 온도를 더 낮게 조절할 수 있고, 냉매 공급부(130)로 냉매가 유입되는 냉각 라인(150)과 접촉되어 발열부(146)가 마련되어 냉매가 발열부(146)의 온도를 흡수할 수 있다. 이러한 열전 소자는 도 5에 도시된 바와 같이 상하 방향으로 이격 배치된 흡열부(144) 및 발열부(146)와, 이들 사이에 마련된 열전 소자(142)를 포함할 수 있다. 열전 소자(142)는 흡열부(144)의 하부에 형성된 상부 절연체(142a-1)와, 발열부(146) 상부에 형성된 하부 절연체(142a-2)와, 상부 절연체(142a-1)의 하부에서 일정 거리 이격되도록 형성된 복수의 상부 도전체(142b-1)와, 하부 절연체(142a-2)의 상부에서 일정 거리 이격되도록 형성된 복수의 하부 도전체(142b-2)와, 상부 도전체(142b-1)와 하부 도전체(142b-2) 사이에서 교대로 직렬 연결된 n형 반도체(142c-1) 및 p형 반도체(142c-2)를 포함한다. 또한, n형 반도체(142c-1)와 접속된 하부 도전체(142b-2)의 일단과 연결된 제 1 단자(142d-1)와, p형 반도체(142c-2)와 접속된 하부 도전체(142b-2)의 일단과 연결된 제 2 단자(142d-2), 제 1 단자(142d-1)와 제 2 단자(142d-2) 각각에 전원을 공급하는 전원 공급부(142e)를 포함한다. 여기서, 전원 공급부(142e)는 제어부(160)에 포함될 수 있다. 이러한 열전 소자(142)의 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 단자(142d-1)가 양극에 연결되고, 제 2 단자(142d-2)가 음극에 연결되어 있을 때 전원 공급부(142e)를 통해 제 1 단자(142d-1) 및 제 2 단자(142d-2)에 전원을 인가하면, 전류는 시계 방향으로 흐르고 전자는 반시계 방향으로 흐른다. 이때, n형 반도체(142c-1)의 운반자인 전자는 전류의 반대 방향으로 흐르게 되고, 이에 흡열부(144)에서 발열부(146) 쪽으로 열을 전달하게 된다. 따라서, 흡열부(144) 주위에서 열을 흡수하는 흡열 현상이 발생되고 반대로 발열부(146) 주의에서는 발열 현상이 발생된다. 물론, 전원의 극성을 반대로 연결하면 이와 반대의 경우도 가능하다.The heat exchange unit 140 is provided to regulate the temperature of the refrigerant supplied from the refrigerant supply unit 130. The heat exchanger 140 may include a thermistor using a temperature change of electrical resistance, and a thermoelectric element using a Peltier effect, which is a phenomenon in which heat is generated by heat and heat is generated. In the present invention, a thermoelectric element 142 using a Peltier effect is used as the heat exchanging part 140. When two kinds of metal ends are connected to the thermoelectric element and a current is passed through the thermoelectric element, one terminal absorbs heat according to the current direction, Other terminals use a phenomenon that causes heat generation. At this time, if a semiconductor such as bismuth (Bi), tellurium (Te) or the like having different electric conduction methods is used in place of the two kinds of metals, a Peltier element having a high heat absorbing and heat generating effect can be obtained. The heat exchanging part 140 functions as a heat absorbing part 144 and a heat generating part 146. When power is supplied to the thermoelectric element 142, the heat generating part 144 generates heat from the heat generating part 144, And the heat absorbing portion 144 is cooled to a certain temperature or lower. However, in the present invention, the temperature of the heat absorbing portion 144 may rise due to the temperature of the heat generating portion 146. To prevent this, the cooling line 150 passes through the heat generating portion 146, It is possible to absorb the heat of. That is, the heat exchanging part 140 is provided with the heat absorbing part 144 in contact with the cooling line 150 to which the refrigerant is supplied from the refrigerant supplying part 130 to lower the temperature of the refrigerant, The refrigerant may contact the cooling line 150 through which the refrigerant flows to absorb the temperature of the heat generating portion 146. [ As shown in FIG. 5, the thermoelectric elements may include a heat absorbing portion 144 and a heat generating portion 146, which are vertically spaced apart from each other, and a thermoelectric element 142 provided therebetween. The thermoelectric element 142 includes an upper insulator 142a-1 formed on the lower portion of the heat absorbing portion 144, a lower insulator 142a-2 formed on the upper portion of the heat generating portion 146, A plurality of lower conductors 142b-2 formed to be spaced apart from the upper portion of the lower insulator 142a-2 by a predetermined distance, and a plurality of lower conductors 142b- Type semiconductor 142c-1 and p-type semiconductor 142c-2 alternately connected in series between the lower conductor 142b-1 and the lower conductor 142b-2. The first terminal 142d-1 connected to one end of the lower conductor 142b-2 connected to the n-type semiconductor 142c-1 and the lower terminal 142d-1 connected to the p-type semiconductor 142c- A second terminal 142d-2 connected to one end of the second terminal 142b-2, and a power supply 142e supplying power to the first terminal 142d-1 and the second terminal 142d-2, respectively. Here, the power supply unit 142e may be included in the controller 160. FIG. The operation of the thermoelectric element 142 will be briefly described below. For example, as shown in FIG. 3, when the first terminal 142d-1 is connected to the anode and the second terminal 142d-2 is connected to the cathode, When power is applied to the first terminal 142d-1 and the second terminal 142d-2, the current flows clockwise and the electrons flow counterclockwise. At this time, electrons, which are carriers of the n-type semiconductor 142c-1, flow in the direction opposite to the current, and heat is transferred from the heat absorbing portion 144 to the heat generating portion 146. [ Therefore, a heat absorption phenomenon to absorb heat is generated around the heat absorbing portion 144, and a heat generation phenomenon occurs in the heat generating portion 146. Of course, if the polarity of the power supply is reversed, the opposite is possible.

냉각 라인(150)은 냉매 공급부(130), 열교환부(140), 그리고 제 1 및 제 2 냉각 플레이트(110, 120)를 연결하며 냉매가 유동된다. 즉, 냉각 라인(150)은 냉매 공급부(130)로부터 열교환부(140)의 흡열부(142)를 통해 제 1 냉각 플레이트(110)에 연결된다. 또한, 냉각 라인(150)은 제 1 냉각 플레이트(110)의 배출구(112)와 제 2 냉각 플레이트(120)의 유입구에 연결된다. 그리고, 제 2 냉각 플레이트(120)의 배출구로부터 열교환부(140)의 발열부(144)를 통해 냉매 공급부(130)에 연결된다. 따라서, 냉매 공급부(130)로부터 공급된 냉매는 열교환부(140)의 흡열부(142)를 통해 냉매의 온도가 낮아져 제 1 및 제 2 냉각 플레이트(110, 120)로 공급되고, 제 2 냉각 플레이트(120)를 지난 냉매는 열교환부(140)의 발열부(144)를 지나면서 발열부(144)의 열을 흡수하여 냉매 공급부(130)로 저장된다. 한편, 냉매는 냉매 공급부(130)를 거치지 않고 순환할 수도 있다. 즉, 냉매 공급부(130)와 흡열부(144) 사이 및 발열부(146)와 냉매 공급부(130) 사이의 냉각 라인(150)의 일 부분을 서로 연결하도록 냉각 라인(150)이 마련됨으로써 냉매가 열교환부(140)를 순환할 수 있다. 이때, 냉매 공급부(130)와 흡열부(144), 그리고 냉매 공급부(130)와 발열부(146)에 밸브(미도시)를 마련하여 냉매 공급부(130)로 통하는 냉각 라인(150)을 차단할 수 있다.
The cooling line 150 connects the refrigerant supply unit 130, the heat exchange unit 140, and the first and second cooling plates 110 and 120, and the refrigerant flows. That is, the cooling line 150 is connected to the first cooling plate 110 from the refrigerant supply unit 130 through the heat absorbing unit 142 of the heat exchanging unit 140. The cooling line 150 is also connected to the outlet 112 of the first cooling plate 110 and the inlet of the second cooling plate 120. The refrigerant is supplied from the outlet of the second cooling plate 120 to the refrigerant supply unit 130 through the heat generating unit 144 of the heat exchanging unit 140. The refrigerant supplied from the refrigerant supply unit 130 is supplied to the first and second cooling plates 110 and 120 through the heat absorbing unit 142 of the heat exchanging unit 140 so that the temperature of the refrigerant is lowered, The refrigerant passing through the heat exchanging unit 120 absorbs the heat of the heat generating unit 144 while passing through the heat generating unit 144 of the heat exchanging unit 140 and is stored in the refrigerant supplying unit 130. On the other hand, the refrigerant may circulate without passing through the refrigerant supply unit 130. That is, the cooling line 150 is provided to connect a part of the cooling line 150 between the coolant supply unit 130 and the heat absorbing unit 144 and between the heat generating unit 146 and the coolant supply unit 130, The heat exchanging unit 140 can be circulated. At this time, a valve (not shown) may be provided in the refrigerant supply unit 130 and the heat absorbing unit 144, and the refrigerant supply unit 130 and the heat generating unit 146 may be provided to block the cooling line 150 communicated to the refrigerant supply unit 130 have.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예들에 따른 냉각 장치는 적어도 하나의 유량 제어기(10)에 접촉되도록 적어도 하나의 냉각 플레이트(110, 120)가 마련되고, 열교환부(140)를 이용하여 냉각 플레이트(110, 120)에 공급되는 냉매의 온도를 조절한다. 따라서, 적어도 하나의 유량 제어기(10)의 온도를 낮춰 유량 제어기(10)의 온도 상승에 의한 오동작을 방지할 수 있다. 또한, 열교환부(140)는 흡열부(144)와 발열부(146)를 포함하고, 흡열부(144)를 이용하여 냉각 플레이트(110, 120)에 공급되는 냉매의 온도를 조절하며, 냉매가 발열부(146)를 통과하도록 함으로써 발열부(146)의 열을 흡수한다. 따라서, 발열부(146)의 열에 의해 흡열부(144)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있어 냉매를 원하는 온도로 유지할 수 있다.
As described above, the cooling apparatus according to the embodiments of the present invention is provided with at least one cooling plate (110, 120) to be contacted with at least one flow controller (10) 110, and 120, respectively. Therefore, the temperature of the at least one flow controller 10 can be lowered to prevent the malfunction due to the temperature rise of the flow controller 10. The heat exchanging unit 140 includes a heat absorbing unit 144 and a heat generating unit 146. The heat exchanging unit 140 regulates the temperature of the refrigerant supplied to the cooling plates 110 and 120 using the heat absorbing unit 144, And the heat of the heat generating portion 146 is absorbed by passing through the heat generating portion 146. Therefore, the temperature of the heat absorbing portion 144 can be prevented from rising by the heat of the heat generating portion 146, and the refrigerant can be maintained at a desired temperature.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉각 장치를 포함하는 기판 처리 장치의 개략도이다.6 is a schematic view of a substrate processing apparatus including a cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 내부 공간을 가지는 공정 챔버(200)와, 공정 챔버(200) 내의 하측에 마련되어 기판(S)이 안치되는 기판 지지부(300)와, 공정 챔버(200) 내의 상측에 기판 지지부(300)와 대향되어 마련되는 원료 분사부(400)와, 공정 챔버(200) 내로 기화된 원료를 공급하는 원료 공급부(500)와, 공정 챔버(100) 내로 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급부(600)와, 공정 챔버(100) 내로 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급부(700)를 포함한다. 또한, 원료 공급부(500)의 예를 들어 유량 제어기(520)를 냉각시키기 위한 냉각 장치(100)를 포함한다.Referring to FIG. 6, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a process chamber 200 having an internal space, a substrate support 300 provided below the process chamber 200 and on which a substrate S is placed, A raw material spraying part 400 provided on the upper side of the process chamber 200 so as to be opposed to the substrate supporting part 300, a raw material supply part 500 for supplying raw materials vaporized into the process chamber 200, A reactive gas supply unit 600 for supplying a reactive gas into the process chamber 100, and a purge gas supply unit 700 for supplying a purge gas into the process chamber 100. And also includes a cooling device 100 for cooling the flow controller 520 of the raw material supply part 500, for example.

공정 챔버(200)는 내부 공간을 갖는 챔버 몸체(미도시)와, 챔버 몸체에 착탈 가능하도록 결합되어 반응 공간을 밀봉시키는 챔버 리드(미도시)를 구비할 수 있다. 챔버 몸체는 상부가 개방된 통 형상으로 제작되고, 챔버 리드는 챔버 몸체의 상부를 차폐하는 판 형상으로 제작된다. 이러한 공정 챔버(200)는 사각의 통 형상으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 기판(S)의 형상에 대응되도록 제작할 수도 있다. 챔버 리드의 중앙부에는 연결 구멍(미도시)이 형성되어 가스 공급관이 연결될 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 챔버 몸체와 챔버 리드의 결합면에는 오링 또는 가스켓과 같은 별도의 밀봉 부재가 마련될 수 있고, 챔버 몸체와 챔버 리드를 결합 고정시키는 별도의 고정 부재가 더 구비될 수도 있다. 그리고, 챔버 몸체의 일측에는 기판(S)이 출입하는 출입구가 마련되고, 내부 공간을 배기하는 배기 수단이 접속된다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 구조의 공정 챔버(200)가 이용될 수 있는데, 예를 들어, 챔버 리드와 챔버 몸체가 단일화된 단일 공정 챔버가 이용될 수 있고, 챔버 리드가 챔버 몸체의 하부에 마련된 공정 챔버 등이 이용될 수도 있다.The process chamber 200 may include a chamber body (not shown) having an internal space and a chamber lead (not shown) detachably coupled to the chamber body to seal the reaction space. The chamber body is formed in a cylindrical shape with an open top, and the chamber lid is formed into a plate shape that shields the upper portion of the chamber body. The process chamber 200 may be formed in a rectangular tube shape, but is not limited thereto and may be manufactured to correspond to the shape of the substrate S. A connecting hole (not shown) is formed at the center of the chamber lead to connect the gas supply pipe. Further, although not shown, a separate sealing member such as an O-ring or a gasket may be provided on the coupling surface of the chamber body and the chamber lid, and a separate fixing member for coupling and fixing the chamber body and the chamber lid may be further provided. An inlet and an outlet through which the substrate S enters and exits are provided at one side of the chamber body, and an exhaust means for exhausting the internal space is connected. Of course, the process chambers 200 of various structures may be used, for example, but not limited to, for example, a single process chamber in which the chamber lid and the chamber body are unified can be used and the chamber lid is provided at the bottom of the chamber body A process chamber or the like may be used.

기판 지지부(300)는 기판(S)을 지지하는 기판 지지대(미도시)와, 기판 지지대를 승강시키는 구동부(미도시)와, 구동부와 기판 지지대 사이를 연결하는 연결축(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 기판(S)의 로딩 및 언로딩을 위한 복수의 리프트 핀부를 더 포함할 수 있다. 기판 지지대 상에는 적어도 하나의 기판(S)이 마련된다. 기판(S)은 대략 직사각형의 판 형상으로 마련될 수 있고, 원형으로 마련될 수도 있다. 즉, 직사각형의 판 형상의 기판(S)은 LCD 등의 평판 표시 장치, 태양 전지 등의 제조에 이용되는 유리 기판을 포함할 수 있고, 원형의 기판(S)은 반도체 메모리 또는 발광 소자의 제조에 이용되는 실리콘 웨이퍼 또는 사파이어 웨이퍼 등을 포함할 수 있다. 한편, 기판 지지대는 기판(S)의 형상으로 제작될 수 있는데, 기판(S)의 형상에 따라 원형 또는 대략 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 물론, 기판 지지대는 기판(S)의 형상과 일치하지 않는 형상을 가질 수도 있다. 기판 지지대는 그 내부에 기판(S)을 가열 및 냉각하는 온도 조절 수단(미도시)을 구비할 수 있다. 이에 따라 기판(S)을 공정 온도로 가열할 수 있다. 즉, 온도 조절 수단을 이용하여 기판 지지대를 가열함으로써 기판(S)을 소정 온도로 가열하고, 가열된 기판(S) 상에 소정 박막을 형성할 수 있다. 한편, 기판 지지대는 구동부에 의해 상승 및 하강하고, 회전할 수 있다. 이를 통해 기판(S)의 공정 위치를 설정할 수 있고, 기판(S)의 로딩 및 언로딩을 용이하게 수행할 수도 있다. 이때, 구동부로 모터를 구비하는 스테이지를 사용할 수 있다. 그리고, 구동부는 공정 챔버(100)의 외측에 마련되는 것이 효과적인데, 이를 통해 구동부의 움직임에 의한 파티클 발생을 방지할 수 있다. 여기서, 연결축에 의해 구동부의 구동력(상승 및 하강력 그리고 회전력)이 기판 지지대에 전달된다. 연결축은 공정 챔버(200)의 바닥면을 관통하여 기판 지지대에 접속된다. 이때, 연결축이 관통하는 공정 챔버(200)의 관통홀 영역에는 공정 챔버(200)의 밀봉을 위한 밀봉 수단이 마련될 수 있다.The substrate support unit 300 includes a substrate support (not shown) for supporting the substrate S, a driving unit (not shown) for moving the substrate support table up and down, and a connection axis . Further, although not shown, it may further include a plurality of lift pin portions for loading and unloading the substrate S. At least one substrate S is provided on the substrate support. The substrate S may be provided in a substantially rectangular plate shape, or may be provided in a circular shape. That is, the rectangular plate-like substrate S may include a flat panel display device such as an LCD and a glass substrate used for manufacturing a solar cell, and the circular substrate S may be used for manufacturing a semiconductor memory or a light- A silicon wafer or a sapphire wafer to be used, and the like. Meanwhile, the substrate support may be formed in the shape of a substrate S, and may have a circular or substantially rectangular shape depending on the shape of the substrate S. Of course, the substrate support may have a shape that does not match the shape of the substrate S. The substrate support may include temperature control means (not shown) for heating and cooling the substrate S therein. Thus, the substrate S can be heated to the process temperature. That is, the substrate S can be heated to a predetermined temperature by heating the substrate support using the temperature control means, and a predetermined thin film can be formed on the heated substrate S. On the other hand, the substrate support can be raised and lowered by the driving unit and rotated. The process position of the substrate S can be set, and the loading and unloading of the substrate S can be easily performed. At this time, a stage having a motor as a driving unit can be used. In addition, it is effective that the driving unit is provided outside the process chamber 100, and the generation of particles due to the movement of the driving unit can be prevented. Here, the driving force (rising and falling force and rotational force) of the driving portion is transmitted to the substrate support by the connection shaft. The connection axis passes through the bottom surface of the process chamber 200 and is connected to the substrate support. At this time, a sealing means for sealing the process chamber 200 may be provided in the through-hole region of the process chamber 200 through which the connection shaft passes.

원료 분사부(400)는 공정 챔버(200) 내의 상부에 기판 지지부(300)와 대향하는 위치에 마련되며, 원료 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스 등의 공정 가스를 공정 챔버(200)의 하측으로 분사한다. 원료 분사부(400)는 기판(S)의 형상에 따라 예를 들어 원형으로 제작될 수 있으며, 내부에 소정의 공간이 마련되도록 제작된다. 이러한 원료 분사부(400)는 상부가 챔버 리드의 적어도 일부와 접촉되어 결합되고, 상부의 예를 들어 중앙부는 연결 구멍(미도시)아 마련되어 가스 공급관과 연결된다. 그리고, 원료 분사부(400)는 하부에 기판(S)에 공정 가스를 분사하기 위한 복수의 분사홀이 형성된다. 복수의 분사홀은 다양한 패턴으로 형성될 수 있는데, 기판(S) 상에 공정 가스가 균일하게 분사될 수 있는 패턴으로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 복수의 분사홀은 다양한 크기로 형성될 수 있는데, 원료 분사부(400)의 하부 중앙부는 홀의 크기를 줄이고 외곽으로 갈수록 홀의 크기를 증가시킬 수 있다. 이는 가스 공급관과 대응되는 중앙부가 더 많은 공정 가스를 분사할 수 있기 때문에 중앙부로부터 분사되는 공정 가스를 줄이고 외곽으로 갈수록 공정 가스의 분사량을 증가시켜 기판(S)의 전 영역에 균일한 양으로 공정 가스를 공급하기 위함이다. 뿐만 아니라, 복수의 분사홀을 동일한 크기로 형성할 수 있는데, 이 경우 중앙부에는 분사홀의 간격을 늘리고 외곽으로 갈수록 분사홀(310) 사이의 간격을 줄일 수 있다. 원료 분사부(400)를 통해 분사되는 공정 가스에 따라 공정 챔버(200) 내에서는 원자층 증착(ALD), 화학 기상 증착(CVD) 등의 공정이 실행될 수 있다. 즉, 원자층 증착의 경우 원료 분사부(400)를 통해 원료 가스, 퍼지 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스가 순차적으로 공급되고, 화학 기상 증착의 경우 원료 가스와 반응 가스가 동시에 공급된 후 퍼지 가스가 공급될 수 있다.The raw material spraying unit 400 is provided at an upper portion in the process chamber 200 and at a position opposite to the substrate supporting unit 300 and injects process gas such as a raw material gas, a reactive gas, and a purge gas into a lower portion of the process chamber 200 do. The raw material spraying unit 400 may be formed in a circular shape, for example, according to the shape of the substrate S, and is formed to have a predetermined space therein. The upper part of the raw material spray part 400 is coupled to at least a part of the chamber lid and the upper part, for example, the center part is provided with a connection hole (not shown) and connected to the gas supply pipe. The raw material spray part 400 has a plurality of spray holes for spraying the process gas onto the substrate S in a lower part thereof. The plurality of injection holes may be formed in various patterns, and it is preferable that the process gas is formed on the substrate S in a pattern capable of uniformly injecting the process gas. For example, the plurality of injection holes may be formed in various sizes, and the lower central portion of the raw material spray portion 400 may reduce the size of the hole and increase the size of the hole toward the outer portion. Since the central portion corresponding to the gas supply pipe can inject more process gas, the process gas injected from the central portion is reduced, and the amount of process gas injected is increased as it goes to the outer periphery, so that the process gas . In addition, the plurality of injection holes may be formed to have the same size. In this case, the interval between the injection holes may be increased in the central portion and the interval between the injection holes 310 may be decreased toward the outer portion. In the process chamber 200, atomic layer deposition (ALD), chemical vapor deposition (CVD), or the like may be performed according to the process gas injected through the raw material sprayer 400. That is, in the case of atomic layer deposition, the raw material gas, the purge gas, the reactive gas, and the purge gas are sequentially supplied through the raw material spraying part 400. In the case of chemical vapor deposition, the raw material gas and the reactive gas are simultaneously supplied, Can be supplied.

원료 공급부(500)은 공정 챔버(200)로 박막 증착 원료 등의 원료 물질을 공급한다. 이러한 원료 공급부(500)은 적어도 하나의 액체 원료를 저장하는 원료 저장부(510a, 510b)를 포함하는 원료 공급 수단(510), 원료 공급 수단(510)과 이격 배치되어 액체 원료의 유량을 조절하는 유량 조절기(LMFC: Liquid Mass Flow Controller)(520), 유량 조절기(520)와 이격 배치되어 원료를 기화시키는 기화기(530), 일단이 원료 공급 수단(510)에 연결되고 타단이 유량 조절기(520)에 연결된 제 1 원료 공급 라인(541), 일단이 유량 조절기(520)에 연결되고 타단이 기화기(530)에 연결된 제 2 원료 공급 라인(542), 일단이 기화기(530)에 연결되고 타단이 공정 챔버(200)의 원료 분사부(400)와 연결된 제 3 원료 공급 라인(543)을 포함한다. 여기서, 원료 공급 수단(510)은 제 1 액체 원료가 저장된 제 1 원료 저장부(510a), 일단이 제 1 원료 저장부(510a)와 연결되고 타단이 제 1 원료 공급 라인(541)에 연결된 제 1 원료 공급관(510c), 제 2 액체 원료가 저장된 제 2 원료 저장부(510b), 일단이 제 2 원료 저장부(510b)와 연결되고 타단이 제 1 원료 공급 라인(541)에 연결된 제 2 원료 공급관(510d)을 포함한다. 또한, 제 1 내지 제 3 원료 공급 라인(541 내지 513)은 내부 공간이 마련된 파이프 형상으로 제작될 수 있고, 스테인레스 재질로 제작될 수 있다. 물론, 이에 한정되지 않고 열 전도율이 우수한 다양한 재료를 이용하여 제 1 내지 제 3 원료 공급 라인(541 내지 543)을 제작할 수 있다. 그리고, 제 1 원료 저장부(510a)에는 다양한 원료 물질이 저장될 수 있는데, 예를 들어 원자층 증착 공정을 이용하여 기판(S) 상에 ZrO₂ 박막을 형성하기 위한 TEMAZ(tetrakis methylethylamino zirconium)가 저장될 수 있고, 제 2 원료 저장부(510b)에는 기판(S) 처리 공정이 종료된 후 제 1 내지 제 3 원료 공급 라인(541 내지 543) 내부를 세정하기 위한 원료, 예를 들어 핵산 또는 에탄올과 같은 물질을 저장할 수 있다. 그러나, 원료 저장부(510a, 510b)은 적어도 둘 이상이 마련될 수 있으며, 일 공정 챔버(200)에서 복수의 박막을 증착하는 경우 복수의 원료가 각각 저장될 수 있다. 또한, 원료 공급관(510c)에는 제 1 밸브(V1)가 설치되어 제 1 원료 저장부(510a)와 제 1 원료 공급 라인(541) 간의 연통을 제어하고, 제 2 원료 공급관(510b)에는 제 2 밸브(V2)가 설치되어 제 2 원료 저장부(510b)와 제 2 원료 공급 라인(542) 간의 연통을 제어한다. 그리고, 제 2 원료 공급 라인(542)에는 제 3 밸브(V3)가 설치되어 유량 제어기(520)와 기화기(530) 간의 연통을 제어하고, 제 3 원료 공급 라인(543)에는 제 4 밸브(V4)가 설치되어 기화기(530)와 가스 분사기(400) 간의 연통을 제어한다. 유량 제어기(420)는 원료 공급 수단(510)과 이격되어 원료 공급 수단(510)으로부터 공급되는 원료의 유량을 제어한다. 유량 제어기(420)는 액체 원료의 양을 제어하기 위한 액체 원료 유량 제어기와 기체 원료의 양을 제어하기 위한 기체 원료 유량 제어기를 포함할 수 있는데, 본 실시 예는 액체 원료 유량 제어기를 설명한다. 또한, 기화기(430)의 열에 의해 유량 제어기(420)의 온도가 상승할 수 있고, 이를 방지하기 위해 냉각 장치를 마련한다. 냉각 장치는 적어도 하나의 유량 제어기(420)에 접촉되어 마련된 제 1 및 제 2 냉각 플레이트(110, 120)와, 냉매를 공급하는 냉매 공급부(130)와, 냉매 공급부(130)와 제 1 및 제 2 냉각 플레이트(110, 120) 사이에 마련되어 냉매의 온도를 조절하는 열교환부(140)를 포함한다. 또한, 냉매 공급부(130), 열교환부(140), 그리고 제 1 및 제 2 냉각 플레이트(110, 120)를 연결하며 냉매가 유동하는 냉각 라인(150)과, 열교환부(140)의 전원 및 구동을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.The raw material supplier 500 supplies raw materials such as thin film deposition raw materials to the process chamber 200. The raw material supply unit 500 is disposed apart from the raw material supply unit 510 and the raw material supply unit 510 including the raw material storage units 510a and 510b for storing at least one liquid raw material, A liquid mass flow controller (LMFC) 520, a vaporizer 530 disposed to be spaced apart from the flow controller 520 to vaporize the raw material, one end connected to the raw material supply means 510 and the other end connected to the flow regulator 520, A second raw material supply line 542 whose one end is connected to the flow regulator 520 and the other end is connected to the carburetor 530 is connected to the vaporizer 530 and the other end is connected to the vaporizer 530, And a third raw material supply line 543 connected to the raw material spraying part 400 of the chamber 200. Here, the raw material supply means 510 is a first raw material storage unit 510a in which the first liquid raw material is stored, one end of which is connected to the first raw material storage unit 510a and the other end is connected to the first raw material supply line 541. The first raw material supply pipe 510c, the second raw material storage unit 510b in which the second liquid raw material is stored, and the second raw material connected at one end to the second raw material storage unit 510b and connected at the other end to the first raw material supply line 541. Supply pipe 510d is included. In addition, the first to third raw material supply lines 541 to 513 may be manufactured in the shape of a pipe having an internal space, and may be made of stainless material. Of course, the first to third raw material supply lines 541 to 543 can be manufactured using various materials having excellent thermal conductivity, without being limited thereto. In addition, various raw materials may be stored in the first raw material storage unit 510a. For example, tetrakis methylethylamino zirconium (TEMAZ) for forming a ZrO ₂ thin film on the substrate S by using an atomic layer deposition process is provided. The second raw material storage unit 510b may include a raw material, for example, nucleic acid or ethanol, for cleaning the inside of the first to third raw material supply lines 541 to 543 after the substrate S processing process is completed. Can store substances such as However, at least two raw material storage units 510a and 510b may be provided, and when a plurality of thin films are deposited in one process chamber 200, a plurality of raw materials may be stored. In addition, a first valve V1 is provided in the raw material supply pipe 510c to control communication between the first raw material storage unit 510a and the first raw material supply line 541, and the second raw material supply pipe 510b includes a second valve. A valve V2 is provided to control communication between the second raw material storage 510b and the second raw material supply line 542. A third valve V3 is installed in the second raw material supply line 542 to control communication between the flow controller 520 and the vaporizer 530, and a fourth valve V4 is provided in the third raw material supply line 543. ) Is installed to control communication between the vaporizer 530 and the gas injector 400. The flow controller 420 is spaced apart from the raw material supply means 510 to control the flow rate of the raw material supplied from the raw material supply means 510. The flow controller 420 may include a liquid raw material flow controller for controlling the amount of the liquid raw material and a gas raw material flow controller for controlling the amount of the gas raw material. The present embodiment describes a liquid raw material flow rate controller. In addition, the temperature of the flow rate controller 420 may increase due to the heat of the vaporizer 430, to provide a cooling device to prevent this. The cooling apparatus includes first and second cooling plates 110 and 120 provided in contact with at least one flow controller 420, a refrigerant supply unit 130 supplying a refrigerant, a refrigerant supply unit 130, and first and first And a heat exchanger 140 provided between the two cooling plates 110 and 120 to adjust the temperature of the refrigerant. A cooling line 150 connecting the refrigerant supply unit 130, the heat exchange unit 140 and the first and second cooling plates 110 and 120 and flowing the refrigerant; (Not shown) for controlling the display device.

반응 가스 공급부(600)는 반응 가스가 저장된 반응 가스 저장부(610), 일단이 반응 가스 저장부(610)에 연결되고 타단이 공정 챔버(200)의 원료 분사부(400)에 연결된 반응 가스 공급관(620)을 포함한다. 또한, 반응 가스 공급관(620)에 제 5 밸브(V5)가 설치되어 반응 가스 저장부(610)와 원료 분사부(400) 간의 연통을 제어한다. 반응 가스는 형성하고자 하는 박막의 막질에 따라 다양한 물질이 이용될 수 있는데, 예를 들어 기판(S) 상에 ZrO2 박막을 형성하기 위해 반응 가스로 산소가 함유된 가스, 예를 들어 오존(O3)를 이용할 수 있다. The reaction gas supply unit 600 includes a reaction gas storage unit 610 in which a reaction gas is stored, a reaction gas supply unit 610 having one end connected to the reaction gas storage unit 610 and the other end connected to the raw material spraying unit 400 of the process chamber 200, (620). A fifth valve (V5) is provided in the reaction gas supply pipe (620) to control the communication between the reaction gas storage part (610) and the raw material spray part (400). For example, a gas containing oxygen as a reaction gas such as ozone (O3) may be used to form a ZrO2 thin film on the substrate S, Can be used.

퍼지 가스 공급부(700)는 퍼지 가스가 저장된 퍼지 가스 저장부(710), 일단이 퍼지 가스 저장부(710)에 연결되고 타단이 공정 챔버(200)의 원료 분사부(400)에 연결된 퍼지 가스 공급관(720)을 포함한다. 또한, 퍼지 가스 공급관(720)에 제 6 밸브(V6)가 설치되어 퍼지 가스 저장부(710)와 원료 분사부(400) 간의 연통을 제어한다. 퍼지 가스로는 예를 들어 Ar 가스 등의 불활성 가스를 이용할 수 있다.
The purge gas supply unit 700 includes a purge gas storage unit 710 in which a purge gas is stored, a purge gas supply unit 710 having one end connected to the purge gas storage unit 710 and the other end connected to the raw material spray unit 400 in the process chamber 200, (720). A sixth valve V6 is provided in the purge gas supply pipe 720 to control the communication between the purge gas storage part 710 and the raw material spray part 400. [ As the purge gas, for example, an inert gas such as Ar gas may be used.

본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical idea of the present invention has been specifically described according to the above embodiments, it should be noted that the above embodiments are for explanation purposes only and not for the purpose of limitation. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

110, 120 : 냉각 플레이트 130 : 냉매 공급부
140 : 열교환부 142 : 열전 소자
144 : 흡열부 146 : 발열부
150 : 냉각 라인 160 : 제어부110, 120: cooling plate 130: refrigerant supply unit
140: heat exchanger 142: thermoelectric element
144: heat absorbing portion 146:
150: Cooling line 160:

Claims

At least one cooling plate;
A cooling line connected to the cooling plate to supply a refrigerant; And
And a heat exchanger in contact with the cooling line to adjust the temperature of the refrigerant.

The cooling apparatus of claim 1, wherein the cooling plate includes an inlet port through which the refrigerant flows in, a discharge port through which the refrigerant flows out, and a flow path provided between the inlet port and the discharge port through which the refrigerant flows.

3. The apparatus of claim 2, further comprising: first and second cooling plates disposed to face each other and facing each other to be in contact with a cooling target, wherein the refrigerant is supplied to the second cooling plate through the first cooling plate. Cooling system.

4. The cooling apparatus of claim 3, wherein the heat exchange part comprises a thermoelectric element, and an endothermic part and a heat generating part respectively endothermic and generate heat according to the operation of the thermoelectric element.

The cooling apparatus of claim 4, wherein the cooling line connected to the first cooling plate is in contact with the heat absorbing portion, and the cooling line connected to the second cooling plate is in contact with the heat generating portion.

The cooling apparatus of claim 5, wherein the coolant supplied to the first cooling plate has a temperature controlled through the heat absorbing portion, and the coolant discharged from the second cooling plate absorbs a temperature of the heat generating portion.

At least one flow controller for controlling the feed rate of the raw material;
And a cooler for cooling the at least one flow controller,
The cooler comprises at least one cooling plate in contact with the at least one flow controller;
A cooling line connected to the cooling plate and supplying a refrigerant;
And a heat exchanger in contact with the cooling line to adjust the temperature of the refrigerant.

The raw material supply apparatus of claim 1, further comprising at least one valve spaced apart from the flow controller on at least one side of the at least one flow controller.

The apparatus of claim 8, wherein the cooling plate is provided between the at least one flow controller and a valve.

A raw material supply means for supplying at least one raw material;
At least one flow controller for controlling a feed rate of the raw material;
A raw material spraying part for spraying a raw material supplied through the flow controller onto a substrate of a process chamber; And
And a cooler for cooling the at least one flow controller,
The cooling device comprises at least one cooling plate in contact with the at least one flow controller,
A cooling line connected to the cooling plate and supplying a refrigerant;
And a heat exchanger in contact with the cooling line to adjust the temperature of the refrigerant.

11. The apparatus of claim 10, wherein the flow controller comprises a liquid source flow controller and a gaseous source flow controller.

The substrate processing apparatus according to claim 11, further comprising a vaporizer provided between the liquid source flow rate controller and the raw material spraying section.