KR20160122524A - 기판처리장치 - Google Patents

기판처리장치

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KR20160122524A
KR20160122524A KR1020150052534A KR20150052534A KR20160122524A KR 20160122524 A KR20160122524 A KR 20160122524A KR 1020150052534 A KR1020150052534 A KR 1020150052534A KR 20150052534 A KR20150052534 A KR 20150052534A KR 20160122524 A KR20160122524 A KR 20160122524A
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Abstract

본 발명은 내부공간을 형성하는 제1 튜브, 상기 제1 튜브의 내부공간에 복수의 기판을 상하방향으로 적재하고, 각 기판이 처리되는 복수의 처리공간을 개별적으로 형성하는 기판 홀더, 상기 제1 튜브의 내부로 가스를 공급하도록 상하방향으로 각각의 상기 처리공간에 대응하여 배치되는 복수의 메인 분사홀을 구비하는 가스공급유닛, 및 상기 제1 튜브 내부의 복수의 처리공간으로 공급된 가스를 외부로 배기하는 배기유닛을 포함하고, 상기 배기유닛은, 상기 메인 분사홀과 마주보고, 상하방향으로 각각의 처리공간에 대응하여 일렬로 배치되는 복수의 배기홀을 포함하여, 기판 상의 가스의 유동을 원활하게 할 수 있다.

Description

기판처리장치{Substrate Processing Apparatus}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 상의 가스의 유동을 원활하게 할 수 있는 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기판처리장치에는 하나의 기판에 대하여 기판처리공정을 수행할 수 있는 매엽식(Single Wafer Type)과 복수개의 기판에 대하여 기판처리공정을 동시에 수행할 수 있는 배치식(Batch Type)이 있다. 매엽식은 설비의 구성이 간단한 이점이 있으나, 생산성이 떨어지는 문제로 인해 대량 생산이 가능한 배치식이 많이 사용되고 있다.
배치식 기판처리장치는, 수평상태에서 다단으로 적층된 기판을 수납하여 처리하는 처리실과, 처리실 내에 처리가스를 공급하는 처리가스 공급노즐, 처리실 내를 배기하는 배기라인을 포함한다. 이러한 배치식 기판처리장치를 이용한 기판처리공정은 다음과 같이 수행된다. 우선, 복수의 기판을 처리실 내로 반입한다. 그 다음, 배기라인을 통해 처리실 내를 배기하면서 처리가스 공급노즐를 통해 처리실 내에 처리가스를 공급한다. 그 다음, 처리가스 공급노즐에서 분사된 처리가스가 각 기판의 사이를 통과하면서 배기구를 통해 배기라인으로 유입되고 기판 상에는 박막이 형성된다.
그러나 종래의 기판처리장치의 경우, 공급노즐에서 분사된 처리가스가 기판 상에 균일하게 분포되지 못하고 배기구로 유입되었다. 즉, 기판의 중심부를 통과하는 처리가스의 유동은 느리고, 기판의 외곽부를 통과하는 처리가스의 유동을 빠르게 형성되었다. 이에, 기판의 중심부와 외곽부의 박막두께에 차이가 발생하여 기판 또는 기판 상의 박막의 품질이 저하되는 문제가 발생하였다.
KR 10-1392378 B1
본 발명은 기판 상의 전체 영역에서 가스의 유동이 일정하도록 제어할 수 있는 기판처리장치를 제공한다.
본 발명은 기판 상의 전체 영역에 균일한 박막을 형성할 수 있는 기판처리장치를 제공한다.
본 발명은 내부공간을 형성하는 제1 튜브, 상기 제1 튜브의 내부공간에 복수의 기판을 상하방향으로 적재하고, 각 기판이 처리되는 복수의 처리공간을 개별적으로 형성하는 기판 홀더, 상기 제1 튜브의 내부로 가스를 공급하도록 상하방향으로 각각의 상기 처리공간에 대응하여 배치되는 복수의 메인 분사홀을 구비하는 가스공급유닛, 및 상기 제1 튜브 내부의 복수의 처리공간으로 공급된 가스를 외부로 배기하는 배기유닛을 포함하고, 상기 배기유닛은, 상기 메인 분사홀과 마주보고, 상하방향으로 각각의 처리공간에 대응하여 일렬로 배치되는 복수의 배기홀을 포함한다.
상기 배기홀은, 상기 기판의 적재방향과 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿형태, 상기 기판의 적재방향과 교차하는 방향으로 배치되는 복수의 구멍을 포함한다.
상기 배기홀의 상기 기판의 적재방향과 교차하는 방향의 폭이 상기 제1 튜브의 상하방향 중심축을 기준으로 35도 이내에서 형성되고, 상기 배기홀은 상기 중심축을 기준으로 상기 메인 분사홀과 대칭되도록 배치된다.
상기 배기유닛은 상기 제1 튜브의 외측에 설치되는 배기덕트를 더 포함하고, 상기 배기덕트는, 상하방향으로 연장형성되고 내부에 가스가 이동하는 통로를 형성하며 상기 배기홀과 대응하는 위치에 배치되는 바디부, 및 상기 바디부의 하부에 연결되어 상기 바디부와 연통되고 하부가 개방되는 연결부를 포함한다.
상기 배기유닛은, 가스를 흡입하도록 상기 배기덕트와 연결되는 배기라인을 더 포함하고, 상기 복수의 배기홀은, 상기 배기덕트와 배기라인이 연결되는 부분으로부터 원거리에 배치될수록 상기 기판의 적재방향과 교차하는 방향의 폭이 크게 형성된다.
상기 배기라인은, 상기 제1 튜브 및 상기 배기덕트의 하부에 연결되는 플랜지, 상기 플랜지에 설치되고 일측이 상기 배기덕트의 연결부와 연통되는 배기포트, 일단이 상기 배기포트의 타측에 연결되는 배기관, 상기 배기관 내부의 가스 유량을 제어하도록 상기 배기관에 설치되는 제어밸브, 및 가스를 흡입하도록 상기 배기관의 타단에 연결되는 배기펌프를 포함한다.
상기 배기라인은, 일단이 상기 제어밸브와 상기 배기펌프 사이의 배기관에 연결되고 타단이 상기 가스공급유닛과 연결되는 경로전환배관, 및 상기 경로전환배관과 상기 배기관 사이에 배치되어 가스의 이동경로를 변경하는 경로전환밸브를 더 포함한다.
상기 연결부의 하부면 및 상기 플랜지의 상부면에 형성된 위치결정유닛을 더 포함한다.
상기 가스공급유닛은, 상기 제1 튜브의 둘레를 따라 각각의 상기 처리공간에 대응하여 나선형으로 배치되는 복수의 보조 분사홀을 더 포함한다.
상기 보조 분사홀의 가스 분사량은 상기 메인 분사홀의 가스 분사량 대비 30%이하이다.
상기 배기유닛은, 상기 보조 분사홀에 대응하여 상기 배기홀의 측면에 배치되는 보조홀을 더 포함한다.
상기 제1 튜브를 수용하도록 내부공간을 가지는 제2 튜브를 포함하고, 상기 배기덕트는 상기 제1 튜브와 상기 제2 튜브 사이에 배치된다.
상기 배기덕트의 재질은 쿼츠(Quartz)를 포함하고, 상기 배기덕트는 상기 제1 튜브에 일체형으로 구비된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 기판이 처리되는 처리공간으로 유입되는 가스의 유동을 제어할 수 있다. 즉, 가스의 유동이 느린 기판 중심부 상측에서는 가스의 유동을 빠르게 하고, 가스의 유동이 빠른 기판 외곽부의 상측에서는 가스의 유동을 느리게 제어할 수 있다. 따라서, 기판 상의 전체영역에 가스의 유동이 균일해지기 때문에, 기판 상의 전체영역에 가스가 균일하게 분포된다. 이에, 가스를 이용하여 기판 상에 박막을 증착하는 경우, 기판의 전체영역에서 박막이 균일한 두께로 성장하여 생산되는 기판 또는 기판 상의 박막의 품질이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 배기덕트를 구비하여 가스에 의한 장비의 오염을 방지할 수 있다. 즉, 장비를 오염시킬 수 있는 가스의 이동경로를 배기덕트 내부로 한정시킴으로, 가스에 의해 장비의 다른 부분들이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 장비의 유지보수가 용이해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리설비를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리장치의 구조를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배기라인과 가스공급라인을 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배기홀의 구조를 나타내는 도면.
도 5은 본 발명의 실시 예에 따른 처리공간 내부의 가스의 유동을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 튜브와 배기덕트의 구조를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배기라인의 일부 구조를 나타내는 사시도.
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. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리설비를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리장치의 구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배기라인과 가스공급라인을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배기홀의 구조를 나타내는 도면이고, 도 5은 본 발명의 실시 예에 따른 처리공간 내부의 가스의 유동을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 튜브와 배기덕트의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배기라인의 일부 구조를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판처리장치는, 내부공간을 형성하는 제1 튜브(120), 상기 제1 튜브(120)의 내부공간에서 복수의 기판(S)을 상하방향으로 적재하고, 각 기판(S)이 처리되는 복수의 처리공간을 개별적으로 형성하는 기판 홀더(130), 상기 제1 튜브의 내부로 가스를 공급하도록 상하방향으로 각각의 상기 처리공간에 대응하여 배치되는 복수의 메인 분사홀(141)을 구비하는 가스공급유닛(140), 및 상기 제1 튜브(120) 내부의 복수의 처리공간으로 공급된 가스를 외부로 배기하는 배기유닛(150)을 포함한다.
우선, 본 발명을 이해하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리설비에 대해 예시적으로 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 기판처리설비(1000)는, 이송 장치(200), 로드록 장치(300), 세정 장치(500a, 500b), 버퍼 장치(400), 및 에피택셜 장치(100a, 100b, 100c)를 포함한다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리장치는 에피택셜 장치(100a,100b,100c)일 수 있다.
이송 장치(200)는 평면형상이 다각형으로 형성되고, 로드록 장치(300), 세정 장치(500a,500b), 버퍼 장치(400), 및 에피택셜 장치(100a,100b,100c)는 이송 장치(200)의 측면에 설치된다.
로드록 장치(300)는 이송 장치(200)의 측부에 위치한다. 기판은 로드록 장치(300) 내에 일시적으로 머무른 후 이송 장치(200)에 의해 세정 장치(500a,500b), 버퍼 장치(400), 및 에피택셜 장치(100a,100b,100c)에 로딩되어 공정이 이루어진다. 공정이 완료된 후 기판은 이송 장치(200)에 의해 언로딩되어 로드록 장치(300) 내에 일시적으로 머무른다.
이송 장치(200), 세정 장치(500a,500b), 버퍼 장치(400), 및 에피택셜 장치(100a,100b,100c)는 진공으로 유지되며, 로드록 장치(300)는 진공 및 대기압으로 전환된다. 로드록 장치(300)는 외부 오염물질이 이송 장치(200), 세정 장치(500a,500b), 버퍼 장치(400), 및 에피택셜 장치(100a,100b,100c)로 유입되는 것을 방지한다. 또한, 기판이 이송되는 동안, 기판이 대기에 노출되지 않으므로, 기판 상에 산화막이 성장하는 것을 방지할 수 있다.
로드록 장치(300)와 이송 장치(200) 사이에는 게이트 밸브(미도시)가 설치된다. 설비 전방 단부 모듈(50,60,70)과 로드록 장치(300) 간에 기판(S)이 이동하는 경우, 로드록 장치(300)와 이송 장치(200) 사이에 제공된 게이트 밸브가 닫힌다.
이송 장치(200)는 기판 핸들러(210)를 구비한다. 기판 핸들러(210)는 로드록 장치(300), 세정 장치(500a,500b), 버퍼 장치(400), 및 에피택셜 장치(100a,100b,100c) 사이에서 기판을 이송한다. 이송 장치(200)는 기판이 이동할 때 진공을 유지하도록 밀봉된다. 이에, 기판이 오염물에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
세정 장치(500a,500b)는 에피택셜 장치(100a,100b,100c) 내에서 기판에 대한 에피택셜 공정이 이루어지기 이전에 기판을 세정하는 역할을 한다. 에피택셜 공정이 성공적으로 이루어지기 위해서는 결정성 기판 상에 존재하는 산화물의 양이 최소화되어야 한다. 기판의 표면 산소 함유량이 너무 높은 경우, 산소 원자가 시드 기판 상의 증착재료의 결정학적 배치를 방해하기 때문에, 에피택셜 공정은 유해한 영향을 받는다. 따라서, 기판(S) 상에 형성된 자연 산화막(또는 표면 산화물)을 제거하는 세정 공정이 세정 장치(500a,500b) 내에서 이루어질 수 있다.
에피택셜 장치(100a,100b,100c)(또는 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리장치)는 기판 상에 에피택셜 층을 형성하는 역할을 한다. 이때, 에피택셜 장치(100a,100b,100c)는 선택적 에피택셜 장치일 수 있다. 본 실시 예에서는 3개의 에피택셜 장치(100a,100b,100c)가 제공된다. 에피택셜 공정은 세정 공정에 비해 많은 시간이 소요되므로, 복수의 에피택셜 장치를 통해 제조수율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 구비되는 에피택셜 장치(100a,100b,100c)의 개수는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리장치(또는 에피택셜 장치)(100)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리장치(100)는, 제1 튜브(120), 기판 홀더(130), 가스공급유닛(140), 및 배기유닛(150)을 포함한다. 또한, 기판처리장치(100)는 내부공간을 가지는 챔버(110), 상기 챔버(110)의 내부공간에 배치되고 상기 제1 튜브(120)를 수용하도록 내부공간을 가지는 제2 튜브(160), 상기 제2 튜브(160)의 주변에 배치되는 가열유닛(170), 상기 기판 홀더(130)와 연결되는 지지유닛(180)을 포함한다.
챔버(110)는 사각통 또는 원통 형상으로 형성되고 내부공간을 가진다. 또한, 챔버(110)는 상부챔버(110a)와 하부챔버(110b)를 포함하며, 상부챔버(110a)와 하부챔버(110b)는 서로 연통된다. 하부챔버(110b)의 일측에는 이송챔버(110)와 연통되는 삽입구가 구비된다. 이에, 기판(S)이 이송챔버(110)에서 삽입구를 통해 챔버(110)로 로딩될 수 있다.
챔버(110)의 삽입구와 대응되는 이송챔버(110)의 일측에는 유입구(220)가 형성되고, 유입구(220)와 삽입구 사이에는 게이트 밸브(230)가 구비된다. 이에, 이송챔버(110)의 내부공간과 챔버(110)의 내부공간은 게이트 벨브(230)에 의해 격리될 수 있다. 또한, 유입구(220)와 삽입구는 게이트 밸브(230)에 의해 개폐된다. 이때, 삽입구는 하부챔버(110b)에 구비될 수 있다. 그러나, 챔버(110)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제2 튜브(160)는 상부가 개방된 하부챔버(110b)의 상측 또는 상부챔버(110a) 내부에 배치된다. 제2 튜브(160)는 에피택셜 공정 또는 선택적 에피택셜 공정이 수행되는 내부공간을 가지고, 하부가 개방된다. 또한, 제2 튜브(160)의 내부에는 제1 튜브(120)가 수용될 수 있다.
제1 튜브(120)는 원통 형태로 형성되고 하부가 개방될 수 있다. 또한, 제1 튜브(120)의 원주면 일측에는 가스공급유닛(140)의 분사홀(141)이 구비되고, 분사홀(141)과 마주보는 원주면 타측에는 배기유닛(150)의 배기홀(151)이 구비된다. 이에, 분사홀(141)을 통해 제1 튜브(120) 내부로 공급된 가스가 배기홀(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 제1 튜브(120)는 제2 튜브(160)의 내부공간에 배치되고, 하부가 후술될 플랜지(153a)에 연결되어 지지된다. 그러나, 제1 튜브(120)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
가열유닛(170)은 챔버(110) 내부에 구비되고, 제2 튜브(160) 또는 제1 튜브(120)의 측면 및 상부를 감싸도록 배치된다. 가열유닛(170)은 제2 튜브(160) 또는 제1 튜브(120)에 열에너지를 제공하여 제2 튜브(160) 또는 제1 튜브(120)의 내부공간을 가열하는 역할을 한다. 이에, 제2 튜브(160) 또는 제1 튜브(120)의 내부공간 온도를 에피택셜 공정이 가능한 온도로 조절할 수 있다.
기판 홀더(130)는, 복수의 기판(S)이 상하방향으로 적재되도록 형성되고, 복수의 기판이 각각 개별적으로 처리되는 처리공간을 복수개 형성한다. 즉, 기판 홀더(130)는 상하방향으로 복수의 층을 형성하고, 하나의 층(또는 처리공간)에 하나의 기판(S)이 적재된다.
예를 들어, 기판 홀더(130)는, 기판(S)이 안착되고 상하방향으로 복수개가 배치되는 돌기(미도시), 및 각 돌기의 상측 또는 하측에 배치되는 복수의 아이솔레이션 플레이트(Isolation Plate)(미도시)를 구비할 수 있다. 이에, 아이솔레이션 플레이트가 각각의 기판이 처리되는 처리공간을 구분한다. 따라서, 기판 홀더(130)의 각 층에 기판(S)의 처리공간이 개별적으로 형성되어 처리공간 사이에 간섭이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 기판 홀더(130)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
지지유닛(180)은, 샤프트(181), 상하구동부(182), 회전구동부(183), 및 지지판(184)을 포함한다. 샤프트(181)는 상하방향으로 연장형성되고, 상단이 기판 홀더(130)의 하부와 연결된다. 샤프트(181)는 기판 홀더(130)를 지지해주는 역할을 한다. 샤프트(181)의 하부는 하부챔버(110b)를 관통하여 하부챔버(110b) 외측의 상하구동부(182) 및 회전구동부(183)와 연결된다.
상하구동부(182)는 샤프트(181)의 하단과 연결되어 샤프트(181)를 상하로 이동시킨다. 이에, 샤프트(181)의 상단에 연결된 기판 홀더(130)도 샤프트(181)의 이동을 따라 상하로 이동한다. 예를 들어, 상하구동부(182)의 작동에 의해 기판 홀더(130)가 하측으로 이동하여 하부챔버(110b)의 내부(또는 적재위치)에 위치할 수 있다. 이에, 이송챔버(110)에서 하부챔버(110b)로 로딩된 기판(S)이 하부챔버(110b) 내부에 위치한 기판 홀더(130)에 적재될 수 있다.
복수의 기판(S)이 기판 홀더(130)에 모두 적재되면 기판 홀더(130)가 상하구동부(182)에 의해 상측으로 이동하여, 제2 튜브(160) 또는 제1 튜브(120)의 내부(또는 공정위치)로 이동한다. 이에, 제2 튜브(160) 또는 제1 튜브(120) 내에서 기판(S)에 대한 에피택셜 공정이 진행될 수 있다.
회전구동부(183)는 기판 홀더(130)를 회전시키도록 기판 홀더(130)와 연결된 샤프트(181)의 하단과 연결된다. 회전구동부(183)는 샤프트(181)의 상하방향 중심축을 기준으로 샤프트(181)를 회전시킨다. 이에, 샤프트(181)와 연결된 기판 홀더(130)도 상하방향 중심축을 기준으로 회전할 수 있다. 기판(S)의 처리공정이 진행될 때, 제1 튜브(120)의 일측으로 공급된 1 종 이상의 가스가 기판 홀더(130)에 적재된 기판(S)을 통과하여 제1 튜브(120)의 타측으로 배출된다. 이때, 회전구동부(183)의 작동에 의해 기판 홀더(130)가 회전하면 기판 홀더(130)를 통과하려는 가스가 믹싱되고 기판(S) 상의 면적에 균일하게 분포될 수 있다. 따라서, 기판(S) 상에 증착되는 막의 품질이 향상될 수 있다.
또는, 회전구동부가 기판 홀더(130)의 하부에 연결될 수 있다. 이에, 상하구동부(182)의 작동에 의해 회전구동부가 기판 홀더(130)와 함께 상하로 이동하면서 기판 홀더(130)를 회전시킬 수 있다. 그러나, 회전구동부(182)와 상하구동부(183) 및 기판 홀더(130)의 연결구조는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
지지판(184)은 샤프트(181)에 설치되고, 기판 홀더(130)와 함께 상승하여 제2 튜브(160) 또는 제1 튜브(120) 내부의 공정공간을 외부로부터 밀폐시키는 역할을 한다. 지지판(184)은 기판 홀더(130)의 하측에 이격되어 배치된다. 또한, 지지판(184)과 제2 튜브(160) 사이 또는, 지지판(184)과 제1 튜브(120) 사이에는 O링 형태의 실링부재(184a)가 구비되어 공정공간을 밀폐시킨다. 지지판(184)과 샤프트(181) 사이에는 베어링부재(184b)가 구비되며, 샤프트(181)는 베어링부재(184b)에 의해 지지된 상태에서 회전할 수 있다.
도 3을 참조하면, 가스공급유닛(140)은, 제1 튜브(120)에 연결되어 제1 튜브(120) 내부로 처리가스를 공급하는 역할을 한다. 가스공급유닛(140)은, 상하방향으로 각각의 상기 처리공간에 대응하여 상기 제1 튜브(120)에 배치되는 메인 분사홀(141)을 포함한다. 또한, 가스공급유닛(140)은 상기 제1 튜브(120)의 둘레를 따라 각각의 상기 처리공간에 대응하여 나선형으로 배치되는 복수의 보조 분사홀(142)을 더 구비할 수 있다. 또한, 가스공급유닛(140)은, 메인가스 공급라인(143), 메인가스 공급원(145), 보조가스 공급라인(144), 보조가스 공급원(146)을 포함할 수 있다.
메인가스 공급라인(143)은 일단이 메인 분사홀(141)과 연결되고, 타단이 메인가스 공급원(145)과 연결된다. 이에, 메인가스 공급원(146)에서 공급되는 메인가스가 메인가스 공급라인(143)을 통해 메인 분사홀(141)로 공급되어 제1 튜브(120) 내의 기판(S)으로 분사된다.
메인가스는 1종 이상의 가스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메인가스는, 실리콘 원료 가스, 식각가스, 및 캐리어 가스 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 실리콘 원료 가스는 SiH4, DCS 등 실리콘 박막을 주로 형성하는 가스를 사용할 수 있고, 식각가스로는 HCl 등을 사용할 수 있고, 캐리어 가스로는 H2 등을 사용할 수 있다. 이때, 캐리어 가스는 실리콘 원료 가스 및 식각가스의 농도를 희석시키는 역할을 할 수 있다. 이러한, 실리콘 원료가스, 식각가스, 및 캐리어 가스는 분자량이 서로 달라 함께 공급되는 경우 용이하게 믹싱될 수 있다.
메인가스 공급원(145)은, 메인가스가 포함하는 가스의 종류만큼 구비된다. 예를 들어, 본 실시 예에서는, 실리콘 원료 가스 공급원(145a), 메인 식각가스 공급원(145b), 및 메인 캐리어 가스 공급원(145c)을 포함한다. 각 공급원(145a, 145b, 145c)들에는 가스의 유량을 제어할 수 있는 메인가스 제어밸브(147a, 147b, 147c)들이 각각 구비된다. 또한, 메인가스 공급라인(143)은 타단이 복수개로 분할되어 각각의 공급원(145a, 145b, 145c)들에 연결된다. 즉, 별도로 형성된 실리콘 원료 가스, 식각가스, 및 캐리어 가스의 이동경로가 하나로 합쳐져 메인 분사홀(141)과 연결된다.
보조가스 공급라인(144)은 일단이 분할되어 복수의 보조 분사홀(142) 각각과 개별적으로 연결되고, 타단이 보조가스 공급원(146)과 연결된다. 이에, 보조가스 공급원(146)에서 공급되는 보조가스가 보조가스 공급라인(144)을 통해 보조 분사홀(142)로 공급되어 제1 튜브(120) 내의 기판(S)으로 분사된다.
보조가스는 1종 이상의 가스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보조가스는, 도판트 가스, 식각가스, 및 캐리어 가스 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이때, 캐리어 가스는 도판트 가스 및 식각가스의 농도를 희석시키는 역할을 할 수 있다. 이러한, 도판트 가스, 식각가스, 및 캐리어 가스는 분자량이 서로 달라 함께 공급되는 경우 용이하게 믹싱될 수 있다. 또한, 보조가스는 메인가스의 농도를 제어하는 역할을 한다. 이에, 보조가스를 통해 처리공간 내부의 가스 성분을 조절하여 기판(S)에 따라 알맞은 처리환경을 조성할 수 있다.
보조가스 공급원(146)은, 보조가스가 포함하는 가스의 종류만큼 구비된다. 예를 들어, 본 실시 예에서는, 도판트 가스 공급원(146a), 보조 식각가스 공급원(146b), 및 보조 캐리어 가스 공급원(146c)을 포함한다. 각 공급원(146a, 146b, 146c)들에는 가스의 유량을 제어할 수 있는 보조가스 제어밸브(148a, 148b, 148c)들이 각각 구비된다. 이에, 보조가스 제어밸브(148a, 148b, 148c)를 통해 처리공간으로 공급될 가스를 선택할 수 있다.
예를 들어, 도판트 가스만 처리공간으로 공급하려고 하는 경우, 도판트 가스 공급원(146a)의 제어밸브(148a)만 개방하고, 보조 식각가스 공급원(146b)의 제어밸브(148b)와 보조 캐리어 가스(146c)의 제어밸브(148c)는 잠글 수 있다. 한편, 식각가스와 캐리어 가스를 처리공간으로 공급하는 경우, 보조 식각가스 공급원(146b)의 제어밸브(148b)와 보조 캐리어 가스 공급원(146c)의 제어밸브(148c)는 개방하고, 도판트 가스 공급원(146a)의 제어밸브(148a)는 잠글 수 있다. 이에, 보조가스 제어밸브(148a, 148b, 148c)를 통해 하나 이상의 가스를 선택하여 제2 가스로 사용할 수 있다.
또한, 보조가스 공급라인(144)은 타단이 복수개로 분할되어 각각의 공급원(146a, 146b, 146c)들에 연결된다. 즉, 별도로 형성된 실리콘 원료 가스, 식각가스, 및 캐리어 가스의 이동경로가 하나로 합쳐지고, 다시 분할되어 복수의 보조 분사홀(142) 각각에 개별적으로 연결된다. 분할되어 복수의 분사홀(141)에 개별적으로 연결될 상기 이동경로(보조가스 공급라인)들에는 개별적으로 각각 유량밸브(144a)가 구비된다. 이에, 각각의 처리공간으로 공급되는 제2 가스의 양을 유량밸브(144a)를 통해 독립적으로 제어할 수 있다.
이때, 보조 분사홀(142)의 가스 분사량은 상기 메인 분사홀(141)의 가스 분사량 대비 30%이하이다. 배기유닛(150)의 배기홀(151)은 나선형으로 배치되는 보조 분사홀(142)이 아니라 메인 분사홀(141)에 대응하여 메인 분사홀(141)을 마주보며 구비된다. 따라서, 배기홀(151)과 제1 튜브(120)의 상하방향 중심축을 기준으로 대칭을 이루지 못하는 보조 분사홀(142)에서 분사된 가스는, 처리공간 내 기판(S) 상에 균일하게 분포되지 못하고 배기홀(151)로 유입된다. 이에, 보조 분사홀(141)에서 메인 분사홀(141)의 가스 분사량 대비 30%를 초과하여 가스가 분사되면, 기판(S) 상의 전체 영역에 가스가 고르게 분포되지 못하기 때문에, 기판(S) 상에 형성되는 박막의 품질이 저하된다.
또한, 보조 분사홀(142)에서 분사되는 가스가 메인 분사홀(141)에서 분사되는 가스의 흐름을 교란시켜 기판(S) 상에 가스가 균일하게 분포되는 것을 방해할 수 있다. 따라서, 보조 분사홀(142)에서 분사되는 가스의 양이 메인 분사홀(141)에서 분사되는 가스의 양 대비 30%를 초과하여 분사되면, 처리공간 내부의 가스 흐름이 균일해지지 못해 기판(S) 상에 균일한 두께의 박막이 형성되지 못할 수 있다.
이에, 처리공간 내 가스의 유동을 안정적으로 유지하면서 기판(S) 상에 가스가 균일하게 분포하려면 보조 분사홀(142)에서 분사되는 가스의 양이 메인 분사홀(141)에서 분사되는 가스의 양보다 적어야 한다. 그러나, 가스공급유닛(140)의 구조 및 가스공급유닛(140)이 공급하는 가스의 종류는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있고, 보조 분사홀(142) 및 보조가스 공급라인(144)은 구비되지 않을 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면 배기유닛(150)은 가스공급유닛(140)이 제1 튜브(120) 내 처리공간으로 분사한 가스 등을 외부로 배출하는 역할을 한다. 배기유닛(150)은, 상기 메인 분사홀(141)과 마주보고 상하방향으로 각각의 처리공간에 대응하여 일렬로 배치되는 복수의 배기홀(151)을 포함한다. 또한, 배기유닛(150)은, 내부에 가스가 이동하는 경로를 형성하고 상기 제1 튜브(120)의 외측에 설치되는 배기덕트(152), 및 가스를 흡입하도록 상기 배기덕트(152)와 연결되는 배기라인(153)을 포함할 수 있다.
배기홀(151)은 제1 튜브(120)에 구비되어 상기 제1 튜브(120) 내 각각의 처리공간과 상기 배기덕트의 내부를 연통시켜주는 역할을 한다. 또한, 배기홀(151)은 메인 분사홀(141)에 대응하여 메인 분사홀(141)을 마주보도록 복수개가 상하방향으로 일렬로 배치된다. 예를 들어, 배기홀(151)은 제1 튜브(120)의 상하방향 중심축을 기준으로 메인 분사홀(141)과 대칭되도록 배치된다. 배기홀(151)은, 상기 기판(S)의 적재방향과 교차하는 방향으로 연장형성될 수 있다. 예를 들어, 배기홀(151)은 도 4의 (a)와 같이, 슬릿형태로 형성될 수 있다. 또는, 배기홀(151)이 상기 기판(S)의 적재방향과 교차하는 방향으로 일렬로 배치되는 복수의 구멍(미도시)으로 형성될 수도 있다.
배기홀(151)이 각각의 처리공간에 대응하여 구비되기 때문에, 각각의 처리공간이 서로 구분되고, 독립적으로 각 기판(S)의 처리환경을 조성할 수 있다. 이에, 기판(S)의 박막 상태에 따라 처리공간 내부의 환경을 개별적으로 조절할 수 있기 때문에, 박막의 품질이 향상될 수 있다.
또한, 복수의 배기홀(151)이 일렬로 배치되기 때문에, 복수의 배기홀(151)을 커버할 수 있는 배기덕트(152)를 용이하게 구비할 수 있다. 즉, 복수의 배기홀(151)이 일렬로 배치되지 않으면 배기덕트(152)가 굴곡지게 배치된 배기홀(151)의 배치형태를 따라 형성되기 때문에, 배기덕트(152)의 구조가 복잡해진다. 따라서, 배기홀(151)이 일렬로 배치되므로, 배기덕트(152)의 구조가 간단해지고 설치가 용이해진다.
한편, 복수의 배기홀(151)은 복수의 처리공간 각각을 구분시켜주는 역할을 하지만 하나의 배기덕트(152)와 연통되기 때문에, 복수의 배기홀(151) 별로 복수의 배기흡입라인을 구비할 때보다 장비의 구조가 단순해질 수 있다. 이에, 장비의 공간효율성이 향상되고 유지보수하기가 용이해질 수 있다.
이때, 배기홀(151)의 기판(S)의 적재방향과 교차하는 방향으로 연장형성되는 폭이 상기 제1 튜브(120)의 상하방향 중심축을 기준으로 10도 내지 35도 사이에서 형성될 수 있다. 또는, 10도 내지 35도 사이에서 배기홀(151)이 구비하는 복수의 구멍이 기판(S)의 적재방향과 교차하는 방향으로 배치될 수 있다.
배기홀(151)의 폭이 10도보다 작은 범위에서 형성되면, 배기홀(151)의 폭이 좁기 때문에, 기판(S) 상 기판(S)의 중심부에서는 가스의 유동이 너무 빨라지고, 기판(S)의 외곽부에서 가스의 유동이 느려질 수 있다. 이에, 가스가 기판(S)의 중심부에는 원활하게 공급되고 외곽부에는 원활하게 공급되지 않아, 기판(S) 상의 중심부와 외곽부에 균일한 박막이 형성되지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 박막의 품질이 저하될 수 있다.
한편, 배기홀(151)의 기판(S)의 적재방향과 교차하는 방향의 폭이 35도를 초과하면, 메인가스와 보조가스가 처리공간 내 기판(S) 상에 충분히 분포되지 못하고 폭이 넓어진 배기홀(151)을 통해 곧바로 배기될 수 있다. 이에, 가스가 기판(S)의 외곽부에는 원활하게 공급되고 기판(S)의 중심부까지는 원활하게 공급되지 않아, 기판(S)의 중심부의 박막두께가 외곽부의 박막두께보다 얇아지는 문제가 발생한다. 따라서, 기판(S)의 중심부에 형성된 박막과 외곽부에 형성된 박막의 두께가 달라 품질이 저하되는 문제가 발생한다.
따라서, 도 5와 같이, 배기홀(151)의 폭을 10~35도로 형성시키면, 기판(S) 상 기판(S)의 중심부를 이동하는 가스의 유속과, 기판(S)의 외곽부를 이동하는 가스의 유속이 균일해진다. 즉, 기판(S) 상 전체 영역에서 가스의 유속이 일정하게 유지될 수 있다. 이에, 기판(S) 상에 가스가 고르게 분포하여 기판(S) 전체영역에서 증착되는 박막의 두께가 일정하게 형성될 수 있고, 박막의 품질이 향상될 수 있다.
또한, 배기홀(151)의 높이는 배기홀(151)의 폭이 증가할수록 감소하고, 폭이 감소할수록 증가할 수 있다. 즉, 배기홀(151)의 높이와 폭은 서로 반비례 관계에 있을 수 있다. 배기홀(151)의 폭이 너무 감소하면, 배기홀(151)의 면적이 감소하여 배기홀(151)을 통해 흡입될 수 있는 가스의 유량이 감소할 수 있다. 이에, 제1 튜브(120) 내부의 가스가 원활하게 외부로 배출되지 못할 수 있다. 따라서, 배기홀(151)의 폭이 감소시켜 구비하는 경우, 배기홀(151)의 높이를 증가시켜 배기홀(151)의 면적이 감소하는 것을 최소화할 수 있다.
반대로, 배기홀(151)의 폭이 너무 증가되는 경우, 제1 튜브(120) 내부의 가스가 기판(S) 상에 균일하게 분포되지 못하고 배기홀(151)로 유입되어 기판처리공정이 원활하게 수행되지 못할 수 있다. 따라서, 배기홀(151)의 높이를 감소시켜 배기홀(151)을 통해 유입될 수 있는 가스의 유량을 감소시킬 수 있다. 이에, 제1 튜브() 내부의 부피 및 가스의 유량을 고려하여 배기홀(151)의 폭 및 높이를 결정할 수 있다. 그러나, 배기홀(151)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
한편, 배기홀은 다양한 구조를 가질 수 있다. 즉, 도 4의 (b)와 같이, 복수의 배기홀(151')은, 상기 배기덕트(152)와 상기 배기라인(153)이 연결되는 부분으로부터 원거리에 배치될수록 기판(S)의 적재방향과 교차하는 방향의 폭이 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 배기라인(153)이 배기덕트(152)의 하부(152a)와 연결되어 배기덕트(152) 내 가스를 상부에서 하부로 흡입하는 경우, 상측에 위치한 배기홀의 크기가 하측에 위치한 배기홀의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
즉, 배기라인(153)과 근접한 배기홀의 경우 배기라인(153)과 가깝기 때문에, 큰 흡입력이 발생할 수 있다. 반면, 배기라인(153)과 원거리에 배치된 배기홀의 경우 배기라인(153)과 거리가 너무 멀기 때문에, 흡입력이 약해질 수 있다. 따라서, 배기홀들의 크기를 조절하여 높이변화에 따라 처리실 내 가스의 흡입력에 차이가 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 도 4의 (c)와 같이, 배기유닛(150)은, 상기 보조 분사홀(142)에 대응하여 상기 배기홀(151)의 측면에 배치되는 하나 이상의 보조홀(155)을 더 포함할 수 있다. 즉, 보조 분사홀(142)에서 분사되는 가스의 양이 메인 보조홀(141)에서 분사되는 가스의 양 대비 30%를 초과하는 경우, 보조 분사홀(142)에 대응하여 배치되는 보조홀(155)을 구비하여 가스가 기판(S) 상에 고르게 분포하도록 할 수 있다. 보조홀(155)은 처리공간과 배기덕트(152) 내부를 연통시켜주는 역할을 한다. 즉, 보조 분사홀(142)을 통해 공급되는 보조 가스의 유동을 개선하기 위해 보조홀(155)을 구비하여 보조가스가 기판(S) 상에 균일하게 분포되도록 할 수 있다.
도 6을 참조하면, 배기덕트(152)는 제1 튜브(120)의 외벽에 설치되고, 상기 제1 튜브(120)와 상기 제2 튜브(160) 사이에 배치된다. 배기덕트(152)는 상하방향으로 연장형성되고 내부에 가스가 이동하는 통로를 형성하며 상기 배기홀(151)과 대응하는 위치에 배치되는 바디부(152a), 및 상기 바디부(152a)의 하부에 연결되어 상기 바디부와 연통되고 하부가 개방되는 연결부(152b)를 포함한다.
바디부(152a)는 내부공간을 가지는 사각통 형상으로 형성될 수 있고, 상기 배기홀(151) 또는, 상기 배기홀(151)과 상기 보조홀(155)을 감싸도록 배치된다. 또한, 바디부(152a)는 하부(152a)가 개방된다. 이에, 처리공간 내에서 배기홀(151)을 통해 유입된 가스가 배기덕트(152)의 바디부(152a)를 따라 하측으로 이동한다.
연결부(152b)는, 기판(S)의 적재방향과 교차하는 방향으로 바디부(152a)보다 더 큰 폭을 가지도록 형성된다. 또한, 연결부(152b)의 개방된 하부는 후술될 배기라인(153)의 배기포트(153b)의 상부와 연통되고, 연결부(152b)의 형상이 상기 배기포트(153b) 상부의 형상에 대응하여 형성된다. 즉, 배기라인(153)이 배기덕트(152) 내부에 용이하게 흡입력을 제공할 수 있는 형상으로 형성된다. 따라서, 배기덕트(152)의 바디부(152a) 내부로 유입된 가스가 연결부(152b)를 지나 배기포트(153b)에 흡입된다. 이때, 배기덕트(152)의 연결부(152b)가 바디부(152a)의 폭보다 크게 형성되어 배기라인(153)이 배기포트(153b) 내 가스를 더욱 용이하게 흡입할 수 있다.
또한, 배기덕트(152)의 재질은 쿼츠(Quartz)를 포함하고, 제1 튜브(120)와 일체형으로 제작될 수 있다. 배기덕트(152)로 유입되는 가스는 기판처리장치(100) 내부를 오염시킬 수 있기 때문에, 배기덕트(152)가 제1 튜브(120)와 제2 튜브(160) 사이의 공간으로 가스가 확산되는 것을 방지하고, 가스가 배기라인(153)으로 흡입될 수 있도록 안내한다.
종래에는 가스가 제1 튜브(120)와 제2 튜브(160)의 사이의 공간 전체를 지나 배기라인(153)에 흡입되었다. 이에, 제1 튜브(120)와 제2 튜브(160) 사이의 공간이 통과하는 가스에 의해 쉽게 오염되었다. 특히, 선택적 에피택셜 공정을 수행하는 경우, 가스에 식각가스가 포함되어 있기 때문에, 식각가스에 의해 장비의 오염뿐만 아니라 장비가 파손되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 배기덕트(152)가 제1 튜브(120)와 제2 튜브(160) 사이의 공간에서 배기라인(153)으로 흡입되는 가스의 이동면적을 감소시켜 가스에 의해 오염되는 면적을 감소시켰다. 즉, 제1 튜브(120)와 제2 튜브(160) 사이의 전체 공간이 아니라 배기덕트(153)의 내부공간만 가스에 의해 오염될 수 있다. 이에, 가스에 의해 장비가 오염되거나 파손되는 경우, 배기덕트(152)만 수리해주면 되기 때문에, 장비의 유지보수가 용이해질 수 있다.
한편, 배기덕트(152) 내부가 쉽게 오염될 수 있기 때문에, 쿼츠 재질로 배기덕트(152)를 제작하여 배기덕트(152)가 오염되는 것을 최소화할 수 있다. 한편, 배기덕트(152)는 제1 튜브(120)와 분리형으로 형성될 수도 있다. 이에, 배기덕트(152)가 오염되거나 파손되는 경우, 제1 튜브(120)에서 배기덕트(152)만 분리하여 교체할 수도 있다. 그러나, 배기덕트(152)의 구조와 형상 및 재질은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
도 3 및 도 7을 참조하면, 배기라인(153)은, 상기 제1 튜브(120) 및 상기 배기덕트(152)의 하부에 연결되는 플랜지(153a), 상기 플랜지(153a)에 설치되고 일측이 상기 배기덕트(152)의 연결부(152b)와 연통되는 배기포트(153b), 일단이 상기 배기포트(153b)의 타측에 연결되는 배기관(153c), 상기 배기관(153c) 내부의 가스 유량을 제어하도록 상기 배기관(153c)에 설치되는 제어밸브(153d), 및 가스를 흡입하도록 상기 배기관(153c)의 타단에 연결되는 배기펌프(153e)를 포함한다. 또한, 배기라인(153)은, 일단이 상기 제어밸브(153d)와 상기 배기펌프(153e) 사이의 배기관(153c)에 연결되고 타단이 상기 가스공급유닛(140)과 연결되는 경로전환배관(153f), 및 상기 경로전환배관(153f)과 상기 배기관(153c) 사이에 배치되어 가스의 이동경로를 변경하는 경로전환밸브(153g)를 포함한다.
플랜지(153a)는 제1 튜브(120)의 하부형상을 따라 형성된다. 예를 들어, 플랜지(153a)는 도넛 형태로 형성되어 제1 튜브(120)의 하부에 연결된다. 이에, 플랜지(153a)는 제1 튜브(120)를 지지하는 역할을 한다.
배기포트(153b)는 플랜지(153a)에 설치되어 배기덕트(152)의 하부와 연통된다. 예를 들어, 배기포트(153b)는 'ㄴ'자 형태로 플랜지(153a)의 측면과 상부를 관통할 수 있고, 상부와 측면이 개방된다. 이에, 배기덕트(152)와 연통된 배기포트(153b)의 상부로 유입된 가스는 배기포트(153b)를 따라 측면방향으로 이동할 수 있다.
배기관(153c)은 가스가 이동하는 경로를 형성하고 일단이 배기포트(153b)의 개방된 측면과 연결된다. 이에, 배기포트(153b)를 통해 이동하는 가스가 배기관(153c)으로 유입될 수 있다.
배기펌프(153e)는 배기관(153c)의 타단에 연결되고 가스의 흡입력을 제공하는 역할을 한다. 이에, 제1 튜브(120) 내부의 가스가 배기덕트(152), 배기포트(153b), 배기관(153c)을 거쳐 배기펌프(153e)에 의해 배기될 수 있다.
제어밸브(153d)는 배기관(153c)에 구비되어 배기펌프(153e)로 이동하는 가스의 유동을 제어하는 역할을 한다. 이에 제어밸브(153d)를 개방하면 배기유닛(150)이 제1 튜브(120) 내부의 가스를 배기할 수 있고, 제어밸브(153d)를 잠그면 배기유닛(150)이 제1 튜브(120) 내부의 가스를 배기하는 것을 중단할 수 있다. 또한, 제어밸브(153d)의 개방되는 정도를 조절하면, 제1 튜브(120) 내에서 흡입되는 가스의 양을 제어할 수 있다.
경로전환배관(153f)은 가스가 이동하는 경로를 형성하며, 일단이 상기 제어밸브(153d)와 배기펌프(153e) 사이의 배기관(153c)과 연결되고 타단이 메인가스 공급라인(143)의 타단 및 보조가스 공급라인(144)의 타단에 연결된다. 이에, 배기관(153c)을 이동하는 가스가 경로전환배관(153f)을 통해 가스공급유닛(140) 측으로 공급되어 제1 튜브(120) 내로 재분사될 수 있다.
한편, 경로전환배관(153f)과 메인가스 공급라인(143)의 연결부 및 경로전환배관(153f)과 보조가스 공급라인(144)의 연결부에는 공급밸브(153h)가 구비되어 경로전환배관(153f)을 통해 메인가스 공급라인(143) 및 보조가스 공급라인(144)으로 공급되는 가스의 유량을 개별적으로 제어할 수 있다.
경로전환밸브(153g)는, 배기관(153c)과 경로전환배관(153f)의 연결부에 구비되어 가스의 이동을 배기펌프(153e) 또는 가스공급유닛(140) 측으로 변경할 수 있다. 이에, 기판처리공정 초기에는 경로전환밸브(153g)가 배기덕트로 유입된 가스를 가스공급유닛(140) 측으로 보낼 수 있고, 공정이 안정화되면 경로전환밸브(153g)가 배기덕트로 유입된 가스를 배기펌프(153e) 측으로 보내 작업을 배기작업을 수행할 수 있다. 그러나, 배기라인(153)의 구조는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
위치결정유닛(미도시)은 상기 배기덕트(152)의 연결부(152b)의 하부면 및 상기 플랜지(153a)의 상부면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 플랜지(153a)의 상부면에 상측으로 돌출형성되는 돌기가 구비되고, 연결부(152b)의 하부면에 상기 돌기가 삽입될 수 있는 홈이 형성될 수 있다. 또는, 연결부(152b)의 하부면에 하측으로 돌출형성되는 돌기가 구비되고, 플랜지(153a)의 상부면에 상기 돌기가 삽입될 수 있는 홈이 형성될 수 있다. 이에, 돌기와 홈에 의해 배기덕트(152)와 플랜지(153a)가 결합되어 고정될 수 있다.
이처럼 기판(S)이 처리되는 처리공간으로 유입되는 가스의 유동을 제어하여, 가스의 유동이 느린 기판(S) 중심부 상측에서는 가스의 유동을 빠르게 하고, 가스의 유동이 빠른 기판(S) 외곽부의 상측에서는 가스의 유동을 느리게 제어할 수 있다. 따라서, 기판(S) 상의 전체영역에 가스의 유동이 균일해지기 때문에, 기판(S) 상의 전체영역에 가스가 균일하게 분포된다. 이에, 가스를 이용하여 기판(S) 상에 박막을 증착하는 경우, 기판(S)의 전체영역에서 박막이 균일한 두께로 성장하여 생산되는 기판(S) 또는 기판(S) 상의 박막의 품질이 향상될 수 있다.
또한, 배기덕트(152)를 구비하여 가스에 의한 장비의 오염을 방지할 수 있다. 즉, 장비를 오염시킬 수 있는 가스의 이동경로를 배기덕트(152) 내부로 한정시킴으로, 가스에 의해 장비의 다른 부분들이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 장비의 유지보수가 용이해질 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 기판처리장치 110: 챔버
120: 제1 튜브 130: 기판 홀더
140: 가스공급유닛 150: 배기유닛
160: 제2 튜브 170: 가열유닛
180: 지지유닛

Claims (13)

  1. 내부공간을 형성하는 제1 튜브;
    상기 제1 튜브의 내부공간에 복수의 기판을 상하방향으로 적재하고, 각 기판이 처리되는 복수의 처리공간을 개별적으로 형성하는 기판 홀더;
    상기 제1 튜브의 내부로 가스를 공급하도록 상하방향으로 각각의 상기 처리공간에 대응하여 배치되는 복수의 메인 분사홀을 구비하는 가스공급유닛; 및
    상기 제1 튜브 내부의 복수의 처리공간으로 공급된 가스를 외부로 배기하는 배기유닛을 포함하고,
    상기 배기유닛은, 상기 메인 분사홀과 마주보고, 상하방향으로 각각의 처리공간에 대응하여 일렬로 배치되는 복수의 배기홀을 포함하는 기판처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배기홀은, 상기 기판의 적재방향과 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿형태, 상기 기판의 적재방향과 교차하는 방향으로 배치되는 복수의 구멍을 포함하는 기판처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배기홀의 상기 기판의 적재방향과 교차하는 방향의 폭이 상기 제1 튜브의 상하방향 중심축을 기준으로 35도 이내에서 형성되고,
    상기 배기홀은 상기 중심축을 기준으로 상기 메인 분사홀과 대칭되도록 배치되는 기판처리장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배기유닛은 상기 제1 튜브의 외측에 설치되는 배기덕트를 더 포함하고,
    상기 배기덕트는,
    상하방향으로 연장형성되고 내부에 가스가 이동하는 통로를 형성하며 상기 배기홀과 대응하는 위치에 배치되는 바디부; 및
    상기 바디부의 하부에 연결되어 상기 바디부와 연통되고 하부가 개방되는 연결부를 포함하는 기판처리장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 배기유닛은, 가스를 흡입하도록 상기 배기덕트와 연결되는 배기라인을 더 포함하고,
    상기 복수의 배기홀은, 상기 배기덕트와 배기라인이 연결되는 부분으로부터 원거리에 배치될수록 상기 기판의 적재방향과 교차하는 방향의 폭이 크게 형성되는 기판처리장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 배기라인은,
    상기 제1 튜브 및 상기 배기덕트의 하부에 연결되는 플랜지;
    상기 플랜지에 설치되고 일측이 상기 배기덕트의 연결부와 연통되는 배기포트;
    일단이 상기 배기포트의 타측에 연결되는 배기관;
    상기 배기관 내부의 가스 유량을 제어하도록 상기 배기관에 설치되는 제어밸브; 및
    가스를 흡입하도록 상기 배기관의 타단에 연결되는 배기펌프를 포함하는 기판처리장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 배기라인은,
    일단이 상기 제어밸브와 상기 배기펌프 사이의 배기관에 연결되고 타단이 상기 가스공급유닛과 연결되는 경로전환배관; 및
    상기 경로전환배관과 상기 배기관 사이에 배치되어 가스의 이동경로를 변경하는 경로전환밸브를 더 포함하는 기판처리장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 연결부의 하부면 및 상기 플랜지의 상부면에 형성된 위치결정유닛을 더 포함하는 기판처리장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스공급유닛은, 상기 제1 튜브의 둘레를 따라 각각의 상기 처리공간에 대응하여 나선형으로 배치되는 복수의 보조 분사홀을 더 포함하는 기판처리장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 보조 분사홀의 가스 분사량은 상기 메인 분사홀의 가스 분사량 대비 30%이하인 기판처리장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 배기유닛은, 상기 보조 분사홀에 대응하여 상기 배기홀의 측면에 배치되는 보조홀을 더 포함하는 기판처리장치.
  12. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 튜브를 수용하도록 내부공간을 가지는 제2 튜브를 포함하고,
    상기 배기덕트는 상기 제1 튜브와 상기 제2 튜브 사이에 배치되는 기판처리장치.
  13. 청구항 4에 있어서,
    상기 배기덕트의 재질은 쿼츠(Quartz)를 포함하고,
    상기 배기덕트는 상기 제1 튜브에 일체형으로 구비되는 기판처리장치.
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