KR20140144030A - 파우더 방지 장치 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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    • H01L21/67167—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers surrounding a central transfer chamber

Abstract

본 발명은 기판 공정 처리 시에 발생되는 파우더의 생성을 억제하거나 방지하는 장치 및 이를 적용한 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 기판 공정 처리 시에 공정 챔버의 저온 영역에 발생할 수 있는 파우더의 발생을 억제하거나 방지하는 장치 및 이러한 파우더 방지 장치가 적용된 기판 처리 장치이다. 본 발명의 실시 형태는 내부에서 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 장착되어 파우더 발생을 방지하는 장치로서, 기판이 처리되는 용기와 배기관 사이에 설치되는 관통된 통형의 매니폴드; 가열되어 복사열을 방출하는 재질로서 상기 매니폴드의 내벽의 적어도 일부를 따라 설치된 매니폴드 가열체 하우징과, 상기 매니폴드 가열체 하우징의 벽체 내부에 위치하여 상기 매니폴드 가열체 하우징을 가열할 수 있는 매니폴드 가열선을 포함하는 매니폴드 가열체;를 포함한다.

Description

파우더 방지 장치 및 기판 처리 장치{Apparatus for preventing powder and processing substrate}
본 발명은 기판 공정 처리 시에 발생되는 파우더의 생성을 억제하거나 방지하는 장치 및 이를 적용한 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 기판 공정 처리 시에 공정 챔버의 저온 영역에 발생할 수 있는 파우더의 발생을 억제하거나 방지하는 장치 및 이러한 파우더 방지 장치가 적용된 기판 처리 장치이다.
도 1은 종형 퍼니스 형태의 기판 처리 장치를 도시한 단면도이다.
일반적으로 종형 퍼니스(vertical furnace) 형태의 기판 처리 장치는 내부 공간을 가지며 하측이 개방된 통 형상의 튜브(500), 튜브(500)의 하측에 연결된 실린더 형상의 매니폴드(100), 튜브(500) 내에 배치되며 상하 방향으로 이격 설치되어 기판이 각각 안착되는 복수의 안착 부재를 가지는 보트(300), 보트(300)의 연장 방향과 대응하는 방향으로 연장 형성되어 공정 원료를 분사하는 공정가스 분사 유닛(400), 공정 가스를 외부로 배출하는 공정가스 배기관(700)을 포함한다.
공정가스 분사부는 튜브(500) 내에서 보트(300)와 대응하도록 상하 방향으로 연장되며, 보트(300)를 향해 가스를 분사하는 복수의 분사홀(411)을 가지는 노즐 형태의 공정가스 분사 유닛(400), 튜브(500)의 폭 방향으로 연장 형성되어 일단이 공정가스 분사 유닛(400)의 하부에 연결되고 타단이 매니폴드(100)의 외측으로 돌출된 공정가스 공급포트(810), 매니폴드(100)의 외측에 설치되어 일단이 공정가스 공급포트(810)와 연결되고 타단이 공정 가스 저장부(미도시)와 연결되는 공정가스 공급관(800)을 포함한다. 또한 공정가스 배기부는 매니폴드(100)의 벽체에서 개구된 공정가스 배기포트(710)와, 이러한 공정가스 배기포트(710)에 유입되는 공정 가스를 배기하는 공정가스 배기관(700)을 포함한다.
한편, 튜브 가열체(미도시)가 튜브(500)의 외측 주변으로만 구비되어 있기 때문에, 튜브(500) 주변만 온도가 높을 뿐이지 매니폴드(100) 주변은 전체적으로 온도가 낮다. 이러한 이유 때문에 공정 진행시에 공정 온도보다 낮은 구간에서 공정 부산물인 파우더(powder,분말)가 점착된다. 이러한 파우더를 제거하기 위하여 공정 진행 후에 주기적으로 챔버 내부를 클리닝(in-situ cleaning)을 진행한다. 클리닝은 공정 챔버 내부에 삼불화 염소(ClF3) 가스를 분사한 후 열분해하여 불소(F)로 식각하여 내부 크리닝을 진행한다. 그런데 매니폴드(100)와 같은 낮은 온도 주변에 점착된 파우더는 완벽하게 제거되지 않고 열 분해된 삼불화 염소(ClF3) 가스의 염소(Cl) 성분이 점착된 파우더에 남게 되는 문제가 있다.
한편, 종형 퍼니스에서 공정 진행시에 공정 미반응 물질은 매니폴드(100)의 공정가스 배기포트(710)를 통해 공정가스 배기관(700)으로 이동되어 배기된다. 이때 매니폴드(100) 내부와 비교해서 배관포트의 열(온도)은 급격하게 떨어지게 된다. 즉, 종형 퍼니스 형태의 기판 처리 장치의 경우, 미반응 물질이 낮은 온도의 공정가스 배기관(700)을 지나갈 때 파우더(powder,분말) 형태로 적층되어 배관 내부가 막힘으로써 장비가 더 이상 구동하지 못하는 문제가 발생한다. 이러한 공정가스 배기관(700) 내부의 이물질이 분말 형태로 변환되는 것을 방지하고자 전도열이 높은 실리콘을 공정가스 배기관의 내부/외부의 표면에 피복하였으나, 공정가스 배기관 내부의 열효율을 크게 향상시키지 못하였다. 나아가 이러한 실리콘은 경화되어 새로운 오염원이 되는 문제가 있다.
한국공개특허 제10-2010-0073568호
본 발명의 기술적 과제는 공정 챔버 내부에 파우더가 달라붙는 것을 방지하는데 있다. 특히, 본 발명의 기술적 과제는 공정 챔버 내부의 온도가 취약한 부분에서 발생하는 파우더가 달라붙는 것을 방지하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 공정 챔버의 클리닝으로 인한 환경 오염을 방지하는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 내부에서 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 장착되어 파우더 발생을 방지하는 장치로서, 기판이 처리되는 용기와 배기관 사이에 설치되는 관통된 통형의 매니폴드; 가열되어 복사열을 방출하는 재질로서 상기 매니폴드의 내벽의 적어도 일부를 따라 설치된 매니폴드 가열체 하우징과, 상기 매니폴드 가열체 하우징의 벽체 내부에 위치하여 상기 매니폴드 가열체 하우징을 가열할 수 있는 매니폴드 가열선을 포함하는 매니폴드 가열체;를 포함한다.
상기 매니폴드의 일측벽에 공정가스 배기포트가 형성되며, 상기 공정가스 배기포트에 연결되는 공정가스 배기관의 벽체 내부에 공정가스 배기관 가열체가 마련됨을 특징으로 한다.
상기 매니폴드의 상단면과 튜브 사이에 실링 부재가 위치하며, 상기 실링 부재로 인한 이격틈 사이에 가열체인 실링 부재 가열체가 마련됨을 특징으로 한다.
상기 매니폴드 가열체는, 상기 매니폴드 가열체 하우징의 벽체 내부에 형성된 커튼가스 유로; 상기 매니폴드 가열체 하우징의 외측벽에 마련되며 상기 커튼가스 유로에 커튼가스를 공급하는 커튼가스 공급포트; 상기 매니폴드 가열체 하우징의 내측벽을 관통하여 상기 커튼가스 유로에 연결되는 다수의 커튼가스 분사홀;을 포함한다.
상기 매니폴드 가열체 하우징은, 쿼츠 재질임을 특징으로 하며, 상기 커튼가스 유로와 매니폴드 가열선은, 상기 매니폴드 가열체 하우징의 벽체 내부에서 나사선 형태로 마련된다.
상기 커튼가스 유로와 매니폴드 가열선은, 상기 매니폴드 가열체 하우징의 벽체 내부에서 교대로 번갈아가며 위치하도록 나사선이 형성된다.
상기 공정가스 배기관 가열체는 다수개 마련되며, 상기 공정가스 배기관의 길이 방향을 따라 서로 평행하게 이격되어 위치한다. 상기 공정가스 배기관 가열체 하우징은, 쿼츠 재질임을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시 형태는 관통된 통형의 매니폴드와, 상기 매니폴드의 관통된 하단면에 개폐되는 하부 덮개와, 상기 매니폴드의 상단면에 결합되는 튜브로 둘러쌓인 내부 공간을 가지는 공정 챔버; 복수의 기판을 적재하고 상기 내부 공간으로 승하강 이동 가능한 보트; 상기 매니폴드의 일측벽에 위치하여, 공정가스를 유입하는 공정가스 공급포트; 상기 튜브의 내측에 위치하여, 상기 공정가스 공급포트를 통해 유입되는 공정가스를 상기 내부 공간을 향해 분사하는 공정가스 분사 유닛; 상기 매니폴드의 타측벽에 위치하여 공정가스를 배기하는 공정가스 배기포트; 상기 매니폴드의 내벽의 적어도 일부를 따라 마련되는 매니폴드 가열체;를 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 매니폴드 및 공정가스 배기관에 가열체를 구비함으로써, 공정 챔버 내부에 파우더가 달라붙는 것을 방지할 수 있다. 본 발명의 기술적 과제는 파우더가 달라붙는 것을 방지함으로써, 공정 챔버의 클리닝 작업을 최소화할 수 있다. 따라서 주기적인 클리닝을 수행하지 않아도 되기 때문에 환경 오염을 최소화할 수 있다.
도 1은 종형 퍼니스 형태의 기판 처리 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 가열체의 벽체 내부에 형성된 커튼가스 유로를 도시한 투시 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 가열체의 내부 측벽에 형성된 커튼가스 분사홀을 도시한 그림이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 매니폴드 가열체에서 커튼가스가 분사되는 모습을 상부에서 바라본 그림이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 가열체의 내부에 형성된 매니폴드 가열선을 도시한 투시 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 가열체의 내부에 커튼가스 유로와 매니폴드 가열선을 함께 도시한 투시 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 튜브와 매니폴드의 결합 부분을 확대한 그림이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공정가스 배기관 내에 형성된 공정가스 배기관 가열체를 도시한 그림이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 내부 공간을 가지는 종형의 공정 챔버, 다수의 기판을 종형으로 안착하여 승하강하는 보트(300;boat), 보트(300)를 향해 공정 가스를 분사하는 공정가스 분사 유닛(400), 공정 챔버 내의 기판 처리되고 남은 미반응 공정가스를 외불 배출하는 공정가스 배기관(700), 공정 챔버를 이루는 매니폴드(100)의 내벽을 가열하는 매니폴드 가열체(900)를 포함한다. 이밖에 기판 처리 장치는 공정가스 배기관(700)의 내벽을 가열하는 공정가스 배기관 가열체(701)가 구비된다. 또한 기판 처리 장치는 튜브(500)의 외측에 마련되는 튜브 가열체(미도시)를 마련할 수 있다.
공정 챔버는 관통된 통형의 매니폴드(100)와, 매니폴드(100)의 관통된 하단면에 개폐되는 하부 덮개(600)와, 매니폴드(100)의 상단면에 결합되는 튜브(500)로 이루어진 종형의 내부 공간을 가진다. 따라서 수직으로 형성된 내부 공간을 따라서 다수의 기판을 종렬로 안착시킨 보트(300)가 승하강 이동할 수 있다.
매니폴드(100)는 내부에 튜브(500)와 연통되는 공간을 가지는 통 형상의 실린더관이며, 상부에 튜브(500)가 안착되는 프레임의 역할을 한다. 또한 일측벽에 공정가스 공급포트(810)와 타측벽에 공정가스 배기포트(710)가 형성된다. 공정가스 공급포트(810)의 일단은 외부의 공정가스 공급관(800)과 연결되며, 공정가스 공급포트(810)의 타단은 공정가스 분사 유닛(400)의 노즐에 연결된다. 따라서 공정가스 공급관(800)을 통해 공급되는 공정가스는 공정가스 공급포트(810)를 통하여 공정가스 분사 유닛(400)의 노즐에 공급될 수 있다. 또한 공정가스 배기포트(710)는 외부의 공정가스 배기관(700)과 연결되어, 공정 챔버 내의 미반응 가스를 공정가스 배기관(700)으로 배기한다. 따라서 매니폴드(100)의 일측벽에 형성된 공정가스 공급포트(810)를 통해 공정가스가 유입되며, 매니폴드(100)의 타측벽에 형성된 공정가스 배출포트를 통해 기판 처리 후 미반응된 공정가스가 외부로 배기될 수 있다.
하부 덮개(600)는 매니폴드(100)의 관통된 하단면에 개폐되는 덮개이다. 하부 덮개(600)는 튜브(500) 및 매니폴드(100)의 하측에 배치되어, 튜브(500) 및 매니폴드(100)를 지지하고, 각각의 하측 개구를 폐쇄하는 역할을 한다. 이를 위해 하부 덮개(600)는 튜브(500) 및 매니폴드(100)에 비해 큰 폭으로 제작되며, 그 상부에 튜브(500), 매니폴드(100) 및 회전 부재(200)가 배치된다. 이때, 튜브(500) 및 매니폴드(100)는 하부 덮개(600)와 탈착 가능하도록 설치되며, 회전 부재(200)는 하부 덮개(600)를 관통하여 엘리베이터(미도시)의 동작에 의해 회전 부재(200) 및 보트(300)가 함께 회전 및 승하강할 수 있다.
회전 부재(200)는 보트(300)의 하부와 연결되어 상기 보트(300)를 지지하며, 회전 동력부(미도시)의 동작에 의해 회전함으로써, 보트(300)를 회전시킨다. 실시예에 따른 회전 부재(200)는 플레이트 형상의 턴 테이블(turn table)이나, 이에 한정되지 않고 보트(300)를 지지하여 회전시킬 수 있는 어떠한 수단이 사용되어도 무방하다.
튜브(500)는 하측이 개구된 원통 형상을 가지며, 매니폴드(100)의 상단면에 결합된다. 튜브(500)는 매니폴드(100)의 상부에 위치하여 매니폴드(100)와 탈착 가능하도록 설치된다. 실시예에 따른 튜브(500)는 상하 방향으로 연장되며 하측이 개구된 돔 형태의 원통형으로 제작되나, 이에 한정되지 않고, 그 내부에 보트(300) 및 공정가스 분사 유닛(400)이 설치될 수 있는 내부 공간을 가지는 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 또한, 실시예에 따른 튜브(500)는 쿼츠(quartz)를 이용하여 제작되나, 상기 쿼츠(quartz) 이외에 다양한 재료로 제작될 수 있음은 물론이다. 튜브(500)와 매니폴드(100)의 결합 부분은 실링 부재(A)에 의하여 밀폐된다.
튜브 가열체(미도시)는 튜브(500)의 외측 주변에서 열원을 발생하는 가열체로서, 기판 처리 공정이 진행될 때 튜브(500) 내부의 온도를 기판 처리 공정 온도로 유지하기 위한 열원을 제공한다. 이러한 튜브 가열체(미도시)는 히터 등 다양한 형태의 가열 수단으로 구현할 수 있다. 또한 튜브 가열체(미도시)는 튜브(500)의 외측벽에 이격되어 마련되거나, 튜브(500)의 측벽에 접하여 마련될 수 있다.
보트(300)는 복수의 기판을 적재하고 튜브(500) 내의 내부 공간으로 승하강 이동가능하다. 이를 위해 보트(300)는 회전 부재(200) 위에 설치되어 있으며, 상부 방향으로(즉, 종형 방향으로) 일정 길이 연장되어 있다. 보트(300)의 각 층에는 기판이 안착되며, 공정가스 분사 유닛(400)에서 횡방향으로 분사되는 공정가스에 의해 각 층에 안착된 기판에 대한 공정 처리가 이루어질 수 있다. 또한 이러한 보트(300)에는 다수의 기판이 안착되어 기판 처리 공정이 진행될 수 있도록 다수의 격벽이 형성될 수 있다.
공정가스 분사부는 튜브(500) 내에서 보트(300)와 대응하도록 상하 방향으로 연장되며, 보트(300)를 향해 가스를 분사하는 복수의 분사홀(411)을 가지는 노즐(410) 형태의 공정가스 분사 유닛(400), 튜브(500)의 폭 방향으로 연장 형성되어 일단이 공정가스 분사 유닛(400)의 하부에 연결되고 타단이 매니폴드(100)의 외측으로 돌출된 공정가스 공급포트(810), 매니폴드(100)의 외측에 설치되어 일단이 공정가스 공급포트(810)와 연결되고 타단이 공정 가스 저장부(미도시)와 연결되는 공정가스 공급관(800)을 포함한다. 또한 공정가스 배기부는 매니폴드(100)의 벽체에서 개구된 공정가스 배기포트(710)와, 이러한 공정가스 배기포트(710)에 유입되는 공정 가스를 배기하는 공정가스 배기관(700)을 포함한다.
공정가스 분사 유닛(400)은 튜브(500)의 내측에서 종형으로 배치되어, 공정가스 공급포트(810)를 통해 유입되는 공정가스를 내부의 보트(300)를 향해 분사한다. 공정가스 분사 유닛(400)은 보트(300)로부터 소정 거리 이격되어 있으며, 보트(300)를 향하여 다수의 분사홀이 형성되어 있다. 이를 위해, 공정가스 분사 유닛(400)은 보트(300)의 연장 방향과 대응하는 종형 방향 즉, 길이 방향 또는 상하 방향으로 연장 형성된 노즐(410)을 구비한다. 노즐(410)은 공정 가스가 흐르는 공간(이하, '노즐 공간'이라 함)을 가지고, 측벽에 복수의 분사홀(411)을 형성한다. 노즐의 하부에 공정가스 공급포트(810)가 연결되어, 외부의 공정가스 공급관(800)을 통해 유입되는 공정가스가 노즐 공간을 따라 이동하여 복수의 분사홀을 통하여 보트(300)를 향하여 분사될 수 있다.
한편, 튜브 가열체(미도시)가 튜브(500) 외측 주변으로만 구비되어 있기 때문에, 튜브(500) 주변만 온도가 높을 뿐이지 매니폴드(100) 주변은 전체적으로 온도가 낮다. 이러한 이유 때문에 공정 진행시에 공정 온도보다 낮은 구간에서 공정 부산물인 파우더(powder,분말)가 점착된다. 이러한 파우더를 방지하기 위하여 본 발명의 실시예는 매니폴드(100)의 내벽의 적어도 일부를 따라서 가열체(이하, '매니폴드 가열체(900)'라 함)를 구비한다. 이하 도 3 내지 도 7과 함께 매니폴드 가열체(900)에 대하여 상술한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 가열체의 벽체 내부에 형성된 커튼가스 유로를 도시한 투시 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 가열체의 내부 측벽에 형성된 커튼가스 분사홀을 도시한 그림이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 매니폴드 가열체에서 커튼가스가 분사되는 모습을 상부에서 바라본 그림이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 가열체의 내부에 형성된 매니폴드 가열선을 도시한 투시 사시도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 매니폴드 가열체의 내부에 커튼가스 유로와 매니폴드 가열선을 함께 도시한 투시 사시도이다.
매니폴드 가열체(900)는 매니폴드(100)의 내벽에 파우더가 점착되는 것을 방지하는 가열체로서, 매니폴드(100)의 내벽을 보호하는 라이너(liner) 역할을 한다. 매니폴드 가열체(900)는 벽체 내부에 매니폴드 가열선(920)을 구비하여 매니폴드(100) 주변의 온도를 상승시켜, 파우더(powder,분말)가 매니폴드(100)에 달라붙지 않도록 한다. 이밖에 매니폴드 가열체(900)는 커튼가스를 공정 챔버 내측으로 분사하여 파우더가 매니폴드(100) 주변에 달라붙지 않도록 한다. 이를 위하여 매니폴드 가열체(900)는, 매니폴드 가열체 하우징(900a), 커튼가스 유로(910), 커튼가스 분사홀(911), 매니폴드 가열선(920)을 포함한다.
매니폴드 가열체 하우징(900a)은 내측벽과 외측벽을 가지는 통형의 관통체로서 매니폴드(100)의 내벽에 접하여 위치한다. 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 외측벽은 매니폴드(100) 내벽에 접하여 위치하며, 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 내측벽은 공정 챔버 내부에 위치한 회전 부재(200)를 마주보게 된다. 매니폴드 가열체 하우징(900a)은 쿼츠 재질로 구현되어, 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 내부에 매립된 매니폴드 가열선(920)의 발열 시에 복사열을 이용하여 매니폴드(100) 주변을 가열하여 파우더 발생을 억제한다.
커튼가스 공급포트(912)는 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 외측벽에 마련되며, 외부의 커튼가스 저장부(미도시)에 연결된 커튼가스 공급관(미도시)으로부터 커튼가스를 제공받아 커튼가스 유로(910)에 공급한다.
커튼가스 유로(910)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 벽체 내부에 형성된다. 커튼가스 공급포트(912)로부터 공급된 커튼가스는 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 벽체 내부에 형성된 커튼가스 유로(910)를 따라 흘러가게 된다. 커튼가스 유로(910)는 도 3에 도시한 바와 같이 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 벽체 내부에서 나사선 형태로 형성될 수 있다. 따라서 커튼가스 공급포트(912)로부터 공급된 커튼가스는 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 벽체 내부에 형성된 커튼가스 유로(910)를 따라 나사선 형태로 흘러갈 수 있다. 이러한 커튼가스 유로(910) 상에 도 4와 같이 다수의 커튼가스 분사홀(911)이 형성될 수 있다. 참고로, 도 3에 도시된 커튼가스 유로 중에서 실선(910a)은 정면의 벽체 내부에 형성된 유로를 도시한 것이며, 점선(910b)은 뒷면의 벽체 내부에 형성된 유로를 도시한 것이다.
커튼가스 분사홀(911)은 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 내측벽을 관통하여 커튼가스 유로(910)에 연결되어 형성된다. 커튼가스 분사홀(911)은 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 이격되어 다수개 형성된다. 커튼가스 유로(910)를 흐르는 커튼가스는 도 5에 도시한 바와 같이 공정 챔버의 내측, 즉, 회전 부재 방향으로 분사될 수 있다. 따라서 커튼가스 분사홀(911)에서 분사되는 커튼가스는 파우더를 매니폴드(100) 주변에 달라붙지 않도록 할 수 있다. 커튼가스 분사홀(911)은 방향성을 가지며 형성될 수 있다. 즉, 하부 덮개(600)의 플레이트 면을 0°라 할 때, +45°방향을 향하도록 형성되어 커튼가스가 상측으로 향하며 분사되도록 할 수 있다. 이는 공정가스를 상측으로 밀어내기 위함이다. 또는 커튼가스 분사홀(911)이 -45°방향을 향하도록 형성되어 커튼가스가 상측으로 향하며 분사되도록 할 수 있다. 또한 다수의 커튼가스 분사홀(911)을 그룹핑지어서, 각 그룹별로 방향성을 달리하며 형성되도록 할 수 있다. 예를 들어, 공정가스 공급포트(810)가 마련된 측벽에 형성되는 커튼가스 분사홀은 +45°방향을 향하도록 형성되며, 공정가스 배기포트(710)가 마련된 측벽에 형성되는 커튼가스 분사홀은 -45°방향을 향하도록 형성될 수 있다.
매니폴드 가열선(920)은 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 벽체 내부에 형성되는 히터로서, 코일 등과 같은 가열체로 구현될 수 있다. 매니폴드 가열선(920)의 재질은 칸탈 또는 니크롬선으로 구현함으로서 파장(원적외선)의 길이를 크게 하여 열이 전달되는 효과를 높일 수 있다.
매니폴드 가열선(920)에서 발생되는 열원은 쿼츠 재질로 된 매니폴드 가열체 하우징(900a)을 가열하게 되며, 이러한 가열된 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 복사열에 의하여 매니폴드(100) 주변의 온도를 상승시켜 파우더 발생을 억제할 수 있다. 매니폴드 가열선(920)은 도 6과 같이 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 벽체 내부에서 나사선 형태로 형성될 수 있다. 참고로, 도 6에 도시된 매니폴드 가열선(920) 중에서 실선은 그림 정면의 벽체 내부에 형성된 가열선을 도시한 것이며, 점선은 그림 뒷면의 벽체 내부에 형성된 가열선을 도시한 것이다.
커튼가스 유로(910)와 매니폴드 가열선(920)은 나사선 형태로 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 벽체 내부에 형성되는데, 서로 겹치지 않게 형성된다. 즉, 도 7에 도시한 바와 같이 커튼가스 유로(910)와 매니폴드 가열선(920)은, 매니폴드 가열체 하우징(900a)의 벽체 내부에서 교대로 번갈아가며 별개의 나사선을 따라서 형성된다.
한편, 튜브(500)와 매니폴드(100)의 결합 부분은 실링 부재(A)에 의하여 밀폐되는데, 이러한 실링 부재(A)의 이격틈 사이 역시 온도가 낮아 파우더가 점착되기 쉽다. 따라서 이러한 실링 부재(A)가 위치하는 튜브(500)와 매니폴드(100)의 결합 부분의 이격틈 사이에 가열체(이하, '실링 부재 가열체'라 함)를 구비하여, 이격틈 사이에 파우더가 점착되는 것을 방지한다. 이러한 실링 부재 가열체 역시, 매니폴드 가열체(900)와 동일한 구성부를 가진다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 튜브와 매니폴드의 결합 부분을 확대한 그림이다. 도 8을 참고하면, 실링부재 가열체(950)는, 실링부재 가열체 하우징(950a), 실링부재 커튼가스 유로(952), 실링부재 커튼가스 분사홀(951), 실링부재 가열선(953)을 포함한다. 실링부재 가열체 하우징(950a)은 쿼츠 재질로 되어 실링부재 가열선(953)에 의해 가열되어 복사열을 방사한다. 또한 실링부재 가열체(950)는 실링부재 커튼가스 유로를 거친 후 실링부재 커튼가스 분사홀(951)을 통하여 공정 챔버의 내측을 향하여 커튼가스를 분사할 수 있다.
한편, 공정 진행시에 공정 미반응 물질은 매니폴드(100)의 공정가스 배기포트(710)를 통해 공정가스 배기관(700)으로 이동되어 배기된다. 이때 매니폴드(100) 내부와 비교해서 배관포트의 열(온도)은 급격하게 떨어지게 된다. 미반응 물질이 낮은 온도의 공정가스 배기관(700)을 지나갈 때 파우더(분말) 형태로 적층되어 배관 내부가 막히게 된다. 이러한 파우더를 방지하기 위하여 본 발명의 다른 실시예는 도 2에 도시한 바와 같이 공정가스 배기관(700)의 내벽을 둘러싸는 가열체(이하, '공정가스 배기관 가열체(701)'라 함)를 구비한다. 이하 도 9와 함께 공정가스 배기관 가열체(701)에 대하여 상술한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공정가스 배기관 내에 형성된 공정가스 배기관 가열체를 도시한 그림이다.
공정가스 배기관(700)의 벽체 내부에 적어도 하나 이상의 공정가스 배기관 가열체(701)가 마련된다. 공정가스 배기관 가열체(701)는 칸탈 또는 니크롬선을 적용하여 파장(원적외선)의 길이를 길게 하여 진공에서 열이 전달되는 효과를 높일 수 있다. 공정가스 배기관 가열체(701)는 공정가스 배기관(700)의 길이 방향을 따라 공정가스 배기관(700)의 벽체 내부에 적어도 하나 이상 마련된다. 공정가스 배기관 가열체(701)가 다수개 마련되는 경우, 도 9에 도시한 바와 같이 공정가스 배기관 가열체(701)는 공정가스 배기관(700)의 벽체 내부에서 공정가스 배기관(700)의 길이 방향을 따라 서로 평행하게 이격되어 위치한다.
공정가스 배기관(700)은 쿼츠 재질로 구현하여, 공정가스 배기관(700)의 벽체 내부에 마련된 공정가스 배기관 가열체(701)의 발열 시에 복사열을 이용하여 공정가스 배기관(700) 주변을 가열할 수 있다. 이러한 복사열로 인하여 공정가스 배기관(700) 내부에 파우더 발생을 억제할 수 있다.
한편, 상기의 설명에서 튜브 가열체(미도시)가 구비된 상태에서 매니폴드 가열체(900), 공정가스 배기관 가열체(701), 실링 부재 가열체(950)를 설명하였다. 그러나, 튜브 가열체(미도시)가 구비되지 않은 기판 처리장치에서도 매니폴드(100), 공정가스 배기관(700) 및 실링 부재 주변의 파우더 증착을 방지하기 위하여 매니폴드 가열체(900), 공정가스 배기관 가열체(701), 실링 부재 가열체(950)를 구비될 수 있음은 자명할 것이다.
또한 본 발명의 매니폴드 가열체(900), 공정가스 배기관 가열체(701), 실링 부재 가열체(950)는 종형 퍼니스 외에 다양한 장치에 적용될 수 있을 것이다. 예를 들면 횡형 퍼니스, 박막 제조 장치, 식각 장치 등에 적용할 수 있을 것이다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
100:매니폴드 200:회전 부재
300:보트 400:공정가스 분사유닛
500:튜브 600:회전 부재
700:공정가스 배기관 701:공정가스 배기관 가열체
800:공정가스 공급관 900:매니폴드 가열체
910:커튼가스 유로 911:커튼가스 분사홀
920:매니폴드 가열선

Claims (14)

  1. 내부에서 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 장착되어 파우더 발생을 방지하는 장치로서,
    기판이 처리되는 용기와 배기관 사이에 설치되는 관통된 통형의 매니폴드;
    가열되어 복사열을 방출하는 재질로서 상기 매니폴드의 내벽의 적어도 일부를 따라 설치된 매니폴드 가열체 하우징과, 상기 매니폴드 가열체 하우징의 벽체 내부에 위치하여 상기 매니폴드 가열체 하우징을 가열할 수 있는 매니폴드 가열선을 포함하는 매니폴드 가열체;
    를 포함하는 파우더 방지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 매니폴드의 일측벽에 공정가스 배기포트가 형성되며, 상기 공정가스 배기포트에 연결되는 공정가스 배기관의 벽체 내부에 공정가스 배기관 가열체가 마련됨을 특징으로 하는 파우더 방지 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 매니폴드의 상단면과 튜브 사이에 실링 부재가 위치하며, 상기 실링 부재로 인한 이격틈 사이에 가열체인 실링 부재 가열체가 마련됨을 특징으로 하는 파우더 방지 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 매니폴드 가열체는,
    상기 매니폴드 가열체 하우징의 벽체 내부에 형성된 커튼가스 유로;
    상기 매니폴드 가열체 하우징의 외측벽에 마련되며, 상기 커튼가스 유로에 커튼가스를 공급하는 커튼가스 공급포트;
    상기 매니폴드 가열체 하우징의 내측벽을 관통하여 상기 커튼가스 유로에 연결되는 다수의 커튼가스 분사홀;
    을 포함하는 파우더 방지 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 매니폴드 가열체 하우징은, 쿼츠 재질임을 특징으로 하는 파우더 방지 장치.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 커튼가스 유로와 매니폴드 가열선은, 상기 매니폴드 가열체 하우징의 벽체 내부에서 나사선 형태로 마련되는 파우더 방지 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 커튼가스 유로와 매니폴드 가열선은, 상기 매니폴드 가열체 하우징의 벽체 내부에서 교대로 번갈아가며 위치하도록 나사선이 형성되는 파우더 방지 장치.
  8. 청구항 4에 있어서, 상기 커튼가스 분사홀은 방향성을 가지며 형성됨을 특징으로 하는 파우더 방지 장치.
  9. 청구항 2에 있어서, 상기 공정가스 배기관 가열체는, 상기 공정가스 배기관의 길이 방향을 따라 공정가스 배기관의 벽체 내부에 적어도 하나 이상 마련된 파우더 방지 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 공정가스 배기관 가열체는 다수개 마련되며, 상기 공정가스 배기관의 길이 방향을 따라 서로 평행하게 이격되어 위치하는 파우더 방지 장치.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 공정가스 배기관 가열체 하우징은, 쿼츠 재질임을 특징으로 하는 파우더 방지 장치.
  12. 관통된 통형의 매니폴드와, 상기 매니폴드의 관통된 하단면에 개폐되는 하부 덮개와, 상기 매니폴드의 상단면에 결합되는 튜브로 둘러쌓인 내부 공간을 가지는 공정 챔버;
    복수의 기판을 적재하고 상기 내부 공간으로 승하강 이동 가능한 보트;
    상기 매니폴드의 일측벽에 위치하여, 공정가스를 유입하는 공정가스 공급포트;
    상기 튜브의 내측에 위치하여, 상기 공정가스 공급포트를 통해 유입되는 공정가스를 상기 내부 공간을 향해 분사하는 공정가스 분사 유닛;
    상기 매니폴드의 타측벽에 위치하여 공정가스를 배기하는 공정가스 배기포트;
    상기 매니폴드의 내벽의 적어도 일부를 따라 마련되는 매니폴드 가열체;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 공정가스 배기포트에 공정가스 배기관이 연결되며, 상기 공정가스 배기관을 쿼츠 재질로 구현하며, 상기 공정가스 배기관의 벽체 내부에 적어도 하나 이상의 공정가스 배기관 가열체가 마련됨을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서, 상기 매니폴드 가열체는,
    내측벽과 외측벽을 가지는 통형의 관통체로서, 상기 매니폴드의 내벽에 접하여 위치하는 매니폴드 가열체 하우징;
    상기 매니폴드 가열체 하우징의 벽체 내부에 형성된 커튼가스 유로;
    상기 매니폴드 가열체 하우징의 외측벽에 마련되며, 상기 커튼가스 유로에 커튼가스를 공급하는 커튼가스 공급포트;
    상기 매니폴드 가열체 하우징의 내측벽을 관통하여 상기 커튼가스 유로에 연결되는 다수의 커튼가스 분사홀;
    상기 매니폴드 가열체 하우징의 벽체 내부에 형성된 매니폴드 가열선;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
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