KR20230004370A - 기판 처리장치 - Google Patents

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Abstract

기판 처리장치의 일 실시예는, 제1챔버; 상기 제1챔버 내부에 배치되고, 내부에 기판이 배치되는 제2챔버; 및 상기 기판이 안착하고, 상측에 상기 제2챔버가 배치되는 안착부를 포함하고, 상기 제2챔버는, 회전가능 하도록 구비되고, 회전함에 따라 상기 제2챔버 내부를 개폐하는 상부판을 포함할 수 있다.

Description

기판 처리장치{Substrate disposition apparatus}
실시예는, 이물질을 신속하고 효과적으로 클리닝 할 수 있는 구조를 가진 기판 처리장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 반도체 메모리 소자, 액정표시장치, 유기발광장치 등은 기판상에 복수회의 반도체 공정을 실시하여 원하는 형상의 구조물을 적층하여 제조한다.
반도체 제조공정은 기판상에 소정의 박막을 증착하는 공정, 박막의 선택된 영역을 노출시키는 포토리소그래피(photolithography) 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하는 식각 공정 등을 포함한다.
이러한 반도체를 제조하는 기판 처리공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경이 조성된 공정챔버를 포함하는 기판 처리장치에서 진행된다.
높은 품질의 기판을 제조하기 위해서는, 기판이 배치되는 공간에 존재하여 기판의 품질을 저하시킬 수 있는 이물질을 신속하고 효과적으로 클리닝 할 필요가 있다.
따라서, 실시예는, 이물질을 신속하고 효과적으로 클리닝 할 수 있는 구조를 가진 기판 처리장치에 관한 것이다.
실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
기판 처리장치의 일 실시예는, 제1챔버; 상기 제1챔버 내부에 배치되고, 내부에 기판이 배치되는 제2챔버; 및 상기 기판이 안착하고, 상측에 상기 제2챔버가 배치되는 안착부를 포함하고, 상기 제2챔버는, 회전가능 하도록 구비되고, 회전함에 따라 상기 제2챔버 내부를 개폐하는 상부판을 포함할 수 있다.
기판 처리장치의 일 실시예는, 상기 제1챔버를 관통하도록 배치되고, 상기 제1챔버 내부에 클리닝 가스를 분사하는 제1분사관; 및 상기 제1챔버와 상기 제2챔버를 관통하도록 배치되고, 상기 제2챔버 내부에 소스가스를 분사하는 제2분사관을 더 포함하는 것일 수 있다.
기판 처리장치의 일 실시예는, 상기 제2챔버를 관통하도록 배치되고, 상기 제2챔버 내부에 존재하는 가스를 배기하는 제1배기관을 더 포함하는 것일 수 있다.
기판 처리장치의 일 실시예는, 상기 제1배기관에 배치되는 압력조절 밸브를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 압력조절 밸브는, 상기 제2챔버 내부압력이 상기 제1챔버 내부를 형성하고 상기 제2챔버 외부를 형성하는 제1공간의 압력보다 크도록, 상기 제2챔버 내부압력을 조절하는 것일 수 있다.
상기 제1챔버를 관통하도록 배치되고, 상기 제1배기관과 연통되도록 구비되며, 상기 제1챔버 및 제2챔버 내부에 존재하는 가스를 배기하는 제2배기관을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 제2챔버는, 상기 상부판; 상기 제1배기관이 관통하는 제1측판; 상기 제2분사관이 관통하는 제2측판; 상기 제1측판과 상기 제2측판에 각각 결합하는 제3측판; 및 상기 제1측판과 상기 제2측판에 각각 결합하는 제4측판을 포함하는 것일 수 있다.
상기 제2챔버는, 상기 제1측판 및 상기 제2측판은 서로 대향되도록 배치되고, 상기 제3측판 및 상기 제4측판은 서로 대향되도록 배치되는 것일 수 있다.
상기 상부판, 상기 제3측판 및 상기 제4측판은, 상기 제1측판 및 상기 제2측판에 대하여 회전하도록 구비되는 것일 수 있다.
상기 제3측판과 상기 제4측판은 회전하여 상기 제2챔버 내부를 개폐하는 것
기판 처리장치의 일 실시예는, 상기 안착부 하측에 배치되는 가열부를 더 포함하는 것일 수 있다.
기판 처리장치의 일 실시예는, 상기 제2챔버가 폐쇄되는 경우, 상기 제2챔버 내부압력은 상기 제1챔버 내부를 형성하고 상기 제2챔버 외부를 형성하는 제1공간의 압력보다 크게 구비되는 것일 수 있다.
실시예에서, 제2챔버의 상부판, 제1측판 및 제2측판이 회전하는 구조로 구비됨으로써, 상부판, 제1측판 및 제2측판을 클리닝 하는 공정과 기판에 박막을 증착 또는 성장시키는 공정이 동시에 진행될 수 있다.
이로 인해, 높은 품질의 기판을 제작함과 동시에 기판 제조공정 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 실시예의 기판 처리장치를 나타낸 개략적인 측면 단면도이다.
도 2는 도 1에서 A-A방향으로 본 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에서 B-B방향으로 본 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에서 일부 구성을 제거한 모습을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 실시예의 제2챔버의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
도 1은 실시예의 기판 처리장치를 나타낸 개략적인 측면 단면도이다. 실시예의 기판 처리장치는 지지부, 제1챔버(100), 제2챔버(200), 제1분사관(300), 제2분사관(400), 제1배기관(500), 제2배기관(600) 및 가열부(700)를 포함할 수 있다.
제1챔버(100)는 반응공간이 구비될 수 있고 상기 반응공간 내부에 제2챔버(200)가 배치될 수 있다. 제1챔버(100)는 내부에 기판(10)의 증착을 위한 상기 반응공간이 구비되는 통 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1챔버(100)는 기판(10)의 형상에 따라 다양한 형상으로 구비될 수 있다. 즉, 상기 제1챔버(100)는 상측에서 보아 그 단면이 원형, 타원형, 다각형 기타 다양한 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 제1챔버(100)에는 기판(10)이 인입 및 인출되는 기판 출입구(미도시)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판 출입구는 제1챔버(100)의 측벽에 기판(10)이 출입할 수 있는 정도의 크기로 구비될 수 있다.
또한, 도시되지는 않았으나, 상기 기판(10)을 제1챔버(100)에 인입하거나 제1챔버(100)로부터 인출하는데 필요한 기판 로딩장치, 기판 이송장치 등이 상기 제1챔버(100) 내부 및/또는 외부에 설치될 수 있다.
기판 안착부(20)는 상기 제1챔버(100) 내부 하측에 배치되고 상면에 기판(10)이 안착할 수 있다. 상기 기판 안착부(20)는 상기 제1챔버(100) 내부로 유입되는 적어도 하나의 기판(10)이 안착할 수 있다. 또한, 상기 기판 안착부(20)의 상측에는 제2챔버(200)가 장착될 수 있다.
기판 안착부(20) 하부에는 기판 안착부(20)를 상하로 이동시키는 승강장치(21)가 구비될 수 있다. 승강장치(21)는 기판 안착부(20)의 적어도 일 영역, 예를 들어 중앙부를 지지하도록 구비되고, 기판 안착부(20) 상에 기판(10)이 안착되면 기판 안착부(20)를 제2챔버(200)와 근접하도록 이동시킬 수 있다.
따라서, 상기 승강장치(21)가 승강하여 상기 기판 안착부(20)가 제2챔버(200)와 접촉 또는 근접하게 되면, 상기 기판 안착부(20)는 상기 제2챔버(200)의 하부를 폐쇄하고, 상기 기판(10)은 상기 제2챔버(200)의 내부공간에 배치될 수 있다.
제2챔버(200)는 상기 제1챔버(100) 내부에 배치되고, 내부에 기판(10)이 배치될 수 있다. 즉, 상기한 바와 같이, 기판(10)이 안착된 상기 기판 안착부(20)가 상승하여 상기 제2챔버(200)의 하부를 폐쇄하면서, 상기 기판(10)은 제2챔버(200)의 내부에 배치될 수 있다.
상기 제2챔버(200)는 상부판(210), 제1측판(220) 내지 제4측판(250)을 구비하고, 상기 기판 안착부(20)를 포함하여 내부공간을 형성할 수 있다. 이때, 상기 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)은 회전하도록 구비될 수 있다. 이러한 제2챔버(200)의 회전하는 구조를 포함한 보다 자세한 구조는 하기에 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
제1분사관(300)은 상기 제1챔버(100)를 관통하도록 배치되고, 상기 제1챔버(100) 내부에 클리닝 가스를 분사하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 실시예로 상기 기판(10)은 그래핀(graphene)이 증착 및 형성되고, 이러한 그래핀 제조를 위한 기판 처리장치에서는 예를 들어, 산소(O2)를 클리닝 가스로 사용할 수 있다.
제1분사관(300)은 일단은 외부의 클리닝가스 공급부와 연결되고, 타단은 상기 제1챔버(100) 내부에 위치하여, 클리닝가스는 상기 제1분사관(300)을 통해 제1챔버(100) 내부로 공급될 수 있다.
제1챔버(100) 내부로 공급된 클리닝가스는 제1챔버(100) 내부에 존재하는 기판 처리공정 중 발생하는 부산물, 잔류 소스물질 기타 이물질 등을 제2배기관(600)을 통해 제1챔버(100) 외부로 내보내는 역할을 할 수 있다.
제2분사관(400)은 상기 제1챔버(100)와 상기 제2챔버(200)를 관통하도록 배치되고, 상기 제2챔버(200) 내부에 소스가스를 분사하는 역할을 할 수 있다. 상기 소스가스는 기판 처리공정에 필요한 기판(10)의 증착물질, 식각물질 등의 소스물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2분사관(400)은 제1챔버(100)의 측벽과 제2챔버(200)의 제2측판(230)을 관통하여 제1챔버(100)의 외부와 제2챔버(200) 내부를 서로 연통시키도록 구비될 수 있다.
이때, 예를 들어, 실시예로 그래핀 제조를 위한 기판 처리장치인 경우, 상기 소스가스는 메탄(CH4)를 포함할 수 있다. 제2분사관(400)은 일단은 외부의 소스가스 공급부와 연결되고, 타단은 상기 제2챔버(200) 내부에 위치하여, 소스가스는 제2분사관(400)을 통해 제2챔버(200) 내부로 공급될 수 있다.
제2챔버(200) 내부로 공급된 소스가스는 제2챔버(200) 내부에 배치되는 기판(10)에 분사되어 기판 처리공정이 진행될 수 있다. 실시예의 기판 처리장치가 그래핀을 제조하는 경우, 제2챔버(200) 내부로 공급된 메탄은 고열에 의해 분해되고, 메탄에 함유된 탄소(C)는 상기 기판(10)에 증착되어 그래핀이 되고, 상기 그래핀은 계속적으로 성장하여 그래핀 필름이 될 수 있다.
제1배기관(500)은 상기 제2챔버(200)를 관통하도록 배치되고, 상기 제2챔버(200) 내부에 존재하는 가스를 제2챔버(200) 외부로 배기하는 역할을 할 수 있다. 상기 제2챔버(200)를 통해 외부로 배기되는 가스는 예를 들어, 소스가스 중 기판 처리에 사용되지 않은 가스, 메탄으로부터 분해되었으나 기판 처리에 사용되지 않은 가스 등이 있다.
제1배기관(500)은 일단은 상기 제2챔버(200) 내부와 연통되고, 타단은 제2배기관(600)과 연통될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1배기관(500)의 일단은 제1측판(220)을 관통하여 상기 제2챔버(200)의 내부와 연통될 수 있다.
따라서, 상기 제2챔버(200)에 존재하는 가스는 상기 제1배기관(500)과 제2배기관(600)을 통해 제1챔버(100) 외부로 배기될 수 있다.
상기 제1배기관(500)에는 압력조절 밸브(510)가 구비될 수 있다. 상기 압력조절 밸브(510)는 상기 제1배기관(500)을 통해 제2챔버(200) 외부로 배기되는 가스의 배기량을 조절할 수 있고, 상기 제2챔버(200) 내부의 압력을 조절하는 역할을 할 수 있다.
한편, 기판 처리공정 중에는 상기 제2챔버(200)가 폐쇄될 수 있다. 상기 제2챔버(200)가 폐쇄되는 경우, 상기 제2챔버(200) 내부압력은 상기 제1챔버(100) 내부를 형성하고 상기 제2챔버(200) 외부를 형성하는 제1공간(S)의 압력보다 크게 구비될 수 있다.
즉, 상기 제2챔버(200) 내부압력이 제1공간(S)의 압력보다 크도록 하여 제1공간(S)에 존재하는 클리닝 가스, 기타 이물질이 제2챔버(200) 내부로 유입되는 것을 억제하는 것이 적절하다.
기판 제조공정이 진행되는 동안 상기 제2챔버(200)의 내부는 폐쇄되지만 완전히 밀폐되지는 않으므로, 상기 제2챔버(200)에 발생하는 틈새를 통해 제1공간(S)에 존재하는 물질이 제2챔버(200) 내부로 유입될 수 있다. 이러한 경우, 제1공간(S)에 존재하는 클리닝 가스, 기타 이물질은 제조되는 기판(10)의 품질을 저하시킬 우려가 있기 때문이다.
이러한 압력조절은 압력조절 밸브(510)가 담당할 수 있다. 즉, 상기 압력조절 밸브(510)는 상기 제1배기관(500)을 통해 배기되는 제2챔버(200) 내부에 존재하는 가스의 배기량, 압력을 조절하여, 제2챔버(200) 내부압력이 제1공간(S)의 압력보다 크게 유지되도록 할 수 있다.
다른 실시예로, 클리닝 가스의 제1공간(S) 유입량보다 소스가스의 제2챔버(200) 유입량을 크게 하여 제2챔버(200) 내부압력이 제1공간(S)의 압력보다 크게 유지되도록 할 수 있다.
또 다른 실시예로, 제1분사관(300)과 제2분사관(400)의 단위면적당 유량이 동일한 경우, 제2분사관(400)의 직경을 제1분사관(300)의 직경보다 크게 형성하여, 제2챔버(200) 내부압력이 제1공간(S)의 압력보다 크게 유지되도록 할 수 있다.
제2배기관(600)은 상기 제1챔버(100)를 관통하도록 배치되고, 상기 제1배기관(500)과 연통되도록 구비되며, 상기 제1챔버(100) 및 제2챔버(200) 내부에 존재하는 가스를 배기하는 역할을 할 수 있다.
이때, 제2배기관(600)을 통해 제1챔버(100) 외부로 배기되는 가스는 제2챔버(200)로부터 배기되는 가스, 제1챔버(100)로부터 배기되는 클리닝 가스와 기타 이물질 등을 포함하는 가스일 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2배기관(600)은 제1챔버(100)의 측벽을 관통하여 배치되고, 일단은 상기 제1공간(S)에 배치되고, 타단은 제1챔버(100) 외부에 배치될 수 있고, 제1배관은 상기 제2배관과 연통될 수 있다. 따라서, 제1챔버(100) 및 제2챔버(200) 내부에 존재하는 가스는 제2배관을 통해 제1챔버(100) 외부로 배기될 수 있다.
가열부(700)는 상기 기판 안착부(20)의 하측에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 가열부(700)는 상기 기판 안착부(20)의 내부 또는 하측 표면에 배치될 수도 있다.
가열부(700)는 특히, 상기 기판(10)과 상기 제2챔버(200)의 내부를 가열하여 기판 처리공정이 진행될 수 있는 높은 온도를 제공할 수 있다. 상기 가열부(700)는 전기저항식, 유도가열식 기타 다양한 방식의 가열장치로 구비될 수 있다.
한편, 상기 제2챔버(200)의 내부에서 발생하는 반응 부산물, 이물질 등은 상기 제2챔버(200)의 내측 표면 즉, 상부판(210) 각 측판들에 부착될 수 있다. 이러한 부착물들은 일부가 상기 기판(10)에 내려앉아 제조되는 기판(10)에 함유되고, 이는 제품의 품질을 저하시키거나 품질불량을 초래할 수 있다.
따라서, 상기 제2챔버(200) 내측 표면에 부착되는 부착물들은 제거될 필요가 있다. 만약, 제2챔버(200)의 각 측판과 상부판(210)이 개별적으로 개폐되는 구조가 아닌 경우, 부착물 제거공정은 다음과 같은 절차에 따라 제거될 수 있다.
먼저, 제2챔버(200)의 상기 부착물 제거를 위해, 기판 제조공정을 중단하고, 각 챔버에 클리닝 가스와 소스가스의 공급을 중단한다. 다음으로, 기판 안착부(20)를 하강시켜 제2챔버(200)를 개방하고, 상기 제2챔버(200)의 부착물을 제거한다.
부착물의 제거가 완료되면, 다음으로, 상기한 각 공정들을 역으로 진행하여 다시 기판 제조공정을 진행한다.
즉, 제2챔버(200)의 부착물 제거를 위해 적어도 기판(10)에 예를 들어 그래핀을 생성 또는 성장시키는 공정이 중단될 수밖에 없다. 이러한 제2챔버(200)의 부착물 제거공정은 많은 시간과 비용의 낭비를 초래할 수 있다.
따라서, 기판 처리공정의 시간과 비용을 절약하기 위해 기판 제조공정과 제2챔버(200)의 부착물 제거공정을 동시에 수행할 수 있는 본 실시예에 따른 구조를 이하에서 상세히 설명한다.
도 2는 도 1에서 A-A방향으로 본 모습을 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2에서 B-B방향으로 본 모습을 나타낸 도면이다. 도 4는 도 3에서 일부 구성을 제거한 모습을 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 실시예에서 제2챔버(200)는 상부판(210), 제1측판(220), 제2측판(230), 제3측판(240) 및 제4측판(250)을 포함할 수 있다.
상부판(210)은 기판(10) 및 기판 안착부(20)와 상하방향으로 대향되도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 상부판(210)은 양측에 돌출형성되는 제1회전축(211)이 상기 제1측판(220)과 제2측판(230)에 형성되는 관통구에 삽입되고, 따라서 상기 상부판(210)은 제1측판(220)과 제2측판(230)에 결합할 수 있다.
제1측판(220)에는 상기 제1배기관(500)이 관통하여 배치될 수 있다. 제2측판(230)에는 제2분사관(400)이 관통하여 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1측판(220)과 제2측판(230)은 서로 대향하여 배치될 수 있다.
제3측판(240)은 상기 제1측판(220)과 상기 제2측판(230)에 각각 결합할 수 있다. 결합을 위해, 상기 제3측판(240)은 양측에 돌출형성되는 제2회전축(241)이 상기 제1측판(220)과 제2측판(230)에 형성되는 관통구에 삽입될 수 있다.
제4측판(250)은 상기 제1측판(220)과 상기 제2측판(230)에 각각 결합할 수 있다. 결합을 위해, 상기 제4측판(250)은 양측에 돌출형성되는 제3회전축(251)이 상기 제1측판(220)과 제2측판(230)에 형성되는 관통구에 삽입될 수 있다.
상기 제1측판(220) 및 상기 제2측판(230)은 서로 대향되도록 배치되고, 또한 상기 제3측판(240) 및 상기 제4측판(250)은 서로 대향되도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1측판(220) 및 상기 제2측판(230)과, 상기 제3측판(240) 및 상기 제4측판(250)은 서로 대략 수직이 되도록 배치될 수 있다.
상기 상부판(210)은 회전가능 하도록 구비되고, 회전함에 따라 상기 제2챔버(200) 내부를 개폐할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부판(210)은 상기 제1회전축(211)을 중심으로 상기 제1측판(220) 및 상기 제2측판(230)에 대하여 회전하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 제3측판(240) 및 상기 제4측판(250)은 상기 제2챔버(200)에 대하여 회전가능 하도록 구비되고, 상기 제2챔버(200) 내부를 개폐할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제3측판(240)은 상기 제2회전축(241)을 중심으로, 제4측판(250)은 상기 제3회전축(251)을 중심으로, 각각 상기 제1측판(220) 및 상기 제2측판(230)에 대하여 회전하도록 구비될 수 있다.
즉, 상기 상부판(210), 제3측판(240) 및 상기 제4측판(250)은 회전하여 사기 제2챔버(200) 내부를 개폐할 수 있다. 한편, 도시하지 않았으나, 상기 상부판(210), 제3측판(240) 및 상기 제4측판(250)의 회전을 위한 구동장치, 상기 구동장치의 제어장치 등이 상기 제1챔버(100) 내부 및/또는 외부에 구비될 수 있다.
이하에서는 상기 상부판(210), 제3측판(240) 및 상기 제4측판(250)의 작동에 의한 제2챔버(200) 내벽에 부착된 부착물을 클리닝하는 과정을 구체적으로 설명한다. 간명한 설명을 위해 그래핀을 제조하는 기판 처리장치를 예를 들어 설명한다.
다시 도 1을 참조하면, 그래핀을 제조하기 위한 소스물질인 메탄을 포함하는 소스가스는 제2분사관(400)을 통해 제2챔버(200)로 유입될 수 있다. 제2챔버(200)로 유입된 메탄은 분해되고, 메탄에 분해되어 나온 탄소는 상기 기판(10)에 증착되어 그래핀을 형성할 수 있다.
그러나, 상기 탄소 중 일부는 제2챔버(200) 내벽에 흡착될 수 있고, 상기한 바와 같이, 이러한 탄소 흡착물, 예를 들어 검댕(soot), 은 기판(10)에 내려앉아 그래핀의 품질을 저하시키거나, 제품불량을 초래할 수 있다.
도 1을 참조하면, 제2분사관(400)의 출구는 제2측판(230)과 반대방향으로 향하고, 따라서 소스가스는 직접 제2측판(230)을 향하여 분출되지 않는다. 또한, 제2분사관(400)의 출구를 제2측판(230)으로부터 적절히 돌출시켜 소스가스가 분해되어 탄소가 발생하는 영역을 제2측판(230)의 내벽으로부터 이격시킬 수도 있다.
이러한 구조로 인해, 상기 탄소 흡착물은, 상기 제2측판(230)에 흡착되지 않거나, 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)에 비해 제2측판(230)에서 비교적 작은 양이 발생할 수 있다.
또한, 탄소는 제2측판(230)에서 제1측판(220) 방향으로 유동하면서 대부분이 기판(10)에 증착되거나, 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)에 흡착될 수 있다. 따라서, 상기 탄소 흡착물은, 상기 제1측판(220)에 흡착되지 않거나, 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)에 비해 제1측판(220)에서 비교적 작은 양이 발생할 수 있다.
따라서, 탄소 흡착물은 실시예의 제2챔버(200) 내부에서 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)에 주로 흡착될 수 있다. 따라서, 실시예에서는 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)에 흡착되는 탄소 흡착물을 제거함으로써, 상기 제2챔버(200) 내벽을 효과적으로 클리닝할 수 있다.
도 5 및 도 6은 실시예의 제2챔버(200)의 작동을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 그래핀 제조공정이 계속적으로 진행되는 경우, 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)에 탄소 흡착물이 흡착될 수 있다.
도 5의 경우, 그래핀 제조공정이 진행되는 상태이고, 이때, 제2챔버(200) 내부압력이 제1공간(S)의 압력보다 높게 유지될 수 있다.
제2챔버(200)에서 탄소 흡착물을 클리닝 하기 위해, 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)을 제1측판(220) 및 제2측판(230)에 대하여 회전시켜, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)의 내벽을 제1공간(S)으로 노출시킬 수 있다.
이때, 제2챔버(200) 내부압력이 제1공간(S)의 압력보다 높은 상태가 유지되거나, 이러한 압력상태가 해제되는 시간을 최소화하도록, 상기 상부판(210), 제1측판(220) 및 제2측판(230)을 순간적으로 회전시키는 것이 적절할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같은 상태에서, 제1공간(S)으로 유입되는 클리닝 가스는 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)에 부착된 탄소 부착물을 제거할 수 있다. 이러한 클리닝 공정이 진행되는 경우에도 기판(10)에 그래핀이 증착 및 성장하는 공정은 계속 진행될 수 있다.
상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)에 부착된 탄소 부착물 제거가 완료된 후, 다시 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)을 제1측판(220) 및 제2측판(230)에 대하여 회전시켜 원래의 상태로 되돌아갈 수 있다.
이때에도, 제2챔버(200) 내부압력이 제1공간(S)의 압력보다 높은 상태가 유지되거나, 이러한 압력상태가 해제되는 시간을 최소화하도록, 상기 상부판(210), 제1측판(220) 및 제2측판(230)을 순간적으로 회전시키는 것이 적절할 수 있다.
한편, 도 6의 상태에서, 상부판(210), 제1측판(220) 및 제2측판(230) 중 제2챔버(200)의 내벽이 되는 부위는 깨끗한 상태이다. 따라서, 이러한 부위들에 다시 탄소 흡착물이 과도하게 흡착되어 다시 클리닝을 진행할 필요가 있을 경우, 상부판(210), 제1측판(220) 및 제2측판(230)을 다시 회전시키는 것이 적절하다.
따라서, 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)에 부착된 탄소 부착물 제거가 완료된 후, 곧바로 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)을 제1측판(220)을 다시 회전시켜 원래의 상태로 되돌아갈 필요는 없다.
실시예에서, 상기한 방식으로, 상부판(210), 제3측판(240) 및 제4측판(250)의 양면을 모두 제2챔버(200)의 내측부위로 사용하여 제2챔버(200)의 클리닝 횟수, 시간을 줄여 더욱 효과적으로 그래핀 제조공정을 진행할 수 있다.
실시예에서, 제2챔버(200)의 상부판(210), 제1측판(220) 및 제2측판(230)이 회전하는 구조로 구비됨으로써, 상부판(210), 제1측판(220) 및 제2측판(230)을 클리닝 하는 공정과 기판(10)에 박막을 증착 또는 성장시키는 공정이 동시에 진행될 수 있다.
이로 인해, 높은 품질의 기판(10)을 제작함과 동시에 기판 제조공정 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
실시예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.
100: 제1챔버
200: 제2챔버
210: 상부판
220: 제1측판
230: 제2측판
240: 제3측판
250: 제4측판
300: 제1분사관
400: 제2분사관
500: 제1배기관
510: 압력조절 밸브
600: 제2배기관
700: 가열부

Claims (8)

  1. 제1챔버;
    상기 제1챔버 내부의 제1공간에 배치되는 제2챔버;
    기판이 안착하고, 상측에 상기 제2챔버가 배치되는 안착부;
    상기 제1챔버 내부로 제1가스를 공급하는 제1분사관; 및
    상기 제2챔버 내부에 제2가스를 공급하는 제2분사관을 포함하고
    상기 제1챔버로 공급된 상기 제1가스를 이용하여 상기 제1챔버 내부에서 제1공정을 진행하고,
    상기 제1공정이 진행될 때, 동시에 상기 제2챔버로 공급된 상기 제2가스를 이용하여 상기 제2챔버 내부에서 제2공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1분사관은 상기 제1챔버를 관통하도록 배치되어 클리닝 가스를 상기 제1챔버로 공급하고,
    상기 제2분사관은 상기 제2챔버로 소스가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2챔버는,
    상기 기판 및 상기 안착부와 상하방향으로 대향되도록 배치되는 상부판과 복수의 측판을 구비하고,
    상기 상부판과 상기 복수의 측판과 상기 안착부를 포함하여 내부공간을 형성하며, 상기 상부판은 회전가능 하도록 구비되고, 회전함에 따라 상기 제2챔버 내부를 개폐하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2챔버의 내벽에 흡착된 흡착물을 클리닝하기 위해 상기 상부판을 회전시켜 상기 상부판의 내벽을 상기 제1공간으로 노출시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 측판은 제1측판과 제2측판과 제3측판과 제4측판을 포함하고,
    상기 상부판, 상기 제3측판 및 상기 제4측판은,
    상기 제1측판 및 상기 제2측판에 대하여 회전하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2챔버가 폐쇄되는 경우, 상기 제2챔버 내부압력은 상기 제1공간의 압력보다 크게 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2챔버 내부에 존재하는 가스를 배기하는 제1배기관; 및
    상기 제1챔버 내부의 상기 제1공간을 배기하는 제2배기관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1배기관에 배치되어 상기 제2챔버 내부 압력이 상기 제1공간의 압력보다 크도록 상기 제2챔버의 내부 압력을 조절하는 압력조절 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
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