KR20230115424A - 기판처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 챔버; 상기 챔버의 내부에 배치된 기판지지부; 상기 기판지지부의 상측에 배치된 분사부; 제1소스가스를 공급하기 위한 제1소스공급부; 제2소스가스를 공급하기 위한 제2소스공급부; 상기 제1소스공급부와 상기 분사부를 연결하는 제1공급라인; 상기 제2소스공급부와 상기 분사부를 연결하는 제2공급라인; 상기 제1소스공급부와 상기 분사부 사이에 배치되도록 상기 제1공급라인에 설치된 혼합부; 상기 제2공급라인을 상기 제1공급라인과 상기 혼합부 중에서 적어도 하나에 연결하는 제1연결라인; 및 상기 제1연결라인이 상기 제2공급라인에 연결되는 제1연결지점에 설치된 제1경로변경부를 포함하고, 상기 제1경로변경부는 상기 제2소스공급부로부터 공급된 상기 제2소스가스가 상기 혼합부와 상기 분사부 중에서 선택된 어느 하나로 공급되도록 상기 제2소스가스의 유동경로를 변경하는 기판처리장치에 관한 것이다.

Description

기판처리장치{Apparatus for Processing Substrate}

본 발명은 기판에 대한 증착공정, 식각공정 등과 같은 처리공정을 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 등을 제조하기 위해서는 기판 상에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 한다. 이를 위해, 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 증착공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각공정 등과 같은 기판에 대한 처리공정이 이루어진다.

이러한 기판에 대한 처리공정은 기판처리장치에 의해 이루어진다. 상기 기판처리장치는 가스공급장치로부터 공급된 가스를 이용하여 상기 기판에 대한 처리공정을 수행한다.

도 1은 종래 기술에 따른 기판처리장치의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참고하면, 종래 기술에 따른 기판처리장치(10)는 기판을 향해 가스를 분사하는 분사부(11), 상기 분사부(11)에 제1가스를 공급하는 제1공급부(12), 및 상기 분사부(11)에 제2가스를 공급하는 제2공급부(13)를 포함한다. 상기 제1공급부(12)가 공급한 제1가스와 상기 제2공급부(13)가 공급하는 제2가스는 상기 분사부(11)의 내부에 배치된 혼합공간에서 혼합된 후에 상기 기판을 향해 분사된다.

여기서, 상기 분사부(11)에는 상기 제1가스와 상기 제2가스가 유동하기 위한 가스유로 등이 마련되어야 하므로, 상기 혼합공간이 협소하게 구현된다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 기판처리장치(10)는 상기 제1가스와 상기 제2가스 간의 혼합조성비를 제어하기 어렵고, 이로 인해 상기 제1가스와 상기 제2가스의 혼합조성비에 대한 편차가 증가되므로 상기 제1가스와 상기 제2가스를 이용하여 형성된 박막의 막질이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 제1가스와 제2가스를 이용하여 형성된 박막의 막질을 향상시킬 수 있는 기판처리장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 기판처리장치는 챔버; 상기 챔버의 내부에 배치된 기판지지부; 상기 기판지지부의 상측에 배치된 분사부; 제1소스가스를 공급하기 위한 제1소스공급부; 제2소스가스를 공급하기 위한 제2소스공급부; 상기 제1소스공급부와 상기 분사부를 연결하는 제1공급라인; 상기 제2소스공급부와 상기 분사부를 연결하는 제2공급라인; 상기 제1소스공급부와 상기 분사부 사이에 배치되도록 상기 제1공급라인에 설치된 혼합부; 상기 제2공급라인을 상기 제1공급라인과 상기 혼합부 중에서 적어도 하나에 연결하는 제1연결라인; 및 상기 제1연결라인이 상기 제2공급라인에 연결되는 제1연결지점에 설치된 제1경로변경부를 포함할 수 있다. 상기 제1경로변경부는 상기 제2소스공급부로부터 공급된 상기 제2소스가스가 상기 혼합부와 상기 분사부 중에서 선택된 어느 하나로 공급되도록 상기 제2소스가스의 유동경로를 변경할 수 있다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은 분사부의 내부보다 상대적으로 더 넓은 혼합공간에서 복수개의 소스가스를 혼합하여 혼합가스를 생성하도록 구현된다. 이에 따라, 본 발명은 복수개의 소스가스의 혼합조성비를 제어하는 작업의 용이성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 복수개의 소스가스의 혼합조성비에 대한 편차를 감소시킬 수 있으므로, 복수개의 소스가스를 이용하여 형성된 박막의 막질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 복수개의 소스가스가 혼합된 혼합가스를 기판에 분사하는 코플로우(Co-Flow) 방식의 처리공정 및 복수개의 소스가스를 순차적으로 기판에 분사하는 나노 라미네이션(Nano Lamination) 방식의 처리공정 모두를 수행할 수 있도록 구현된다. 따라서, 본 발명은 고객사에게 처리공정에 대한 선택권을 제공할 수 있으므로, 고객사가 수행 가능한 처리공정의 다양성을 확보하는데 기여할 수 있을 뿐만 아니라 고객사의 장비 구축비용을 절감하는데 기여할 수 있다.

본 발명은 복수개의 소스가스를 순차적으로 기판에 분사하는 나노 라미네이션(Nano Lamination) 방식에 따라 처리공정을 수행하는 경우, 소스가스의 일부가 혼합부를 경유하지 않고 분사부로 직접 전달되도록 구현된다. 따라서, 본 발명은 나노 라미네이션 방식에 따른 처리공정을 수행하는 경우, 퍼지가스를 이용하여 혼합부의 내부를 퍼지하는 퍼지공정을 생략할 수 있으므로, 처리공정에 걸리는 시간을 단축하여 처리공정이 수행된 기판의 생산성을 증대시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 기판처리장치의 개략적인 구성도
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 기판처리장치의 개략적인 구성도

이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 기판(S)에 대한 처리공정을 수행하는 것이다. 상기 기판(S)은 실리콘기판, 유리기판, 메탈기판 등일 수 있다. 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 기판(S)에 박막을 증착하는 증착공정, 상기 기판(S)에 증착된 박막의 일부를 제거하는 식각공정 등을 수행할 수 있다. 이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(1)가 상기 증착공정을 수행하는 실시예를 기준으로 설명하나, 이로부터 본 발명에 따른 기판처리장치(1)가 상기 식각공정 등과 같이 다른 처리공정을 수행하는 실시예를 도출하는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에 속하는 당업자에게 자명할 것이다.

본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 챔버(2), 기판지지부(3), 분사부(4), 소스공급부(5), 및 혼합부(6), 및 제1경로변경부(7)를 포함할 수 있다.

<챔버>

도 2를 참고하면, 상기 챔버(2)는 처리공간(100)을 제공하는 것이다. 상기 처리공간(100)에서는 상기 기판(S)에 대한 증착공정, 식각공정 등과 같은 처리공정이 이루어질 수 있다. 상기 처리공간(100)은 상기 챔버(2)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 챔버(2)에는 상기 처리공간(100)으로부터 가스를 배기시키는 배기구(미도시)가 결합될 수 있다. 상기 챔버(2)의 내부에는 상기 기판지지부(3)와 상기 분사부(4)가 배치될 수 있다.

<기판지지부>

도 2를 참고하면, 상기 기판지지부(3)는 상기 기판(S)을 지지하는 것이다. 상기 기판지지부(3)는 하나의 기판(S)을 지지할 수도 있고, 복수개의 기판(S)을 지지할 수도 있다. 상기 기판지지부(3)에 복수개의 기판(S)이 지지된 경우, 한번에 복수개의 기판(S)에 대한 처리공정이 이루어질 수 있다. 상기 기판지지부(3)는 상기 챔버(2)에 결합될 수 있다. 상기 기판지지부(3)는 상기 챔버(2)의 내부에 배치될 수 있다.

<분사부>

도 2를 참고하면, 상기 분사부(4)는 상기 기판지지부(3)를 향해 가스를 분사하는 것이다. 상기 분사부(4)는 상기 챔버(2)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 분사부(4)는 상기 기판지지부(3)에 대향되게 배치될 수 있다. 상기 분사부(4)는 수직방향을 기준으로 하여 상기 기판지지부(3)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 수직방향은 상기 분사부(4)와 상기 기판지지부(3)가 서로 이격된 방향에 대해 평행한 축 방향이다. 상기 분사부(4)와 상기 기판지지부(3)의 사이에는 상기 처리공간(100)이 배치될 수 있다. 상기 분사부(4)는 리드(미도시)에 결합될 수 있다. 상기 리드는 상기 챔버(2)의 상부를 덮도록 상기 챔버(2)에 결합될 수 있다.

상기 분사부(4)는 제1가스유로(4a), 및 제2가스유로(4b)를 포함할 수 있다.

상기 제1가스유로(4a)는 가스를 분사하기 위한 것이다. 상기 제1가스유로(4a)는 상기 처리공간(100)에 연통될 수 있다. 이에 따라, 가스는 상기 제1가스유로(4a)를 따라 유동한 후에 상기 제1가스유로(4a)를 통해 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다. 상기 제1가스유로(4a)는 가스가 유동하기 위한 유로로 기능함과 아울러 상기 처리공간(100)에 가스를 분사하기 위한 분사구로 기능할 수 있다.

상기 제2가스유로(4b)는 가스를 분사하기 위한 것이다. 상기 제2가스유로(4b)를 통해 분사되는 가스와 상기 제1가스유로(4a)를 통해 분사되는 가스는, 서로 다른 가스일 수 있다. 예컨대, 상기 제2가스유로(4b)를 통해 분사되는 가스와 상기 제1가스유로(4a)를 통해 분사되는 가스는, 서로 다른 소스가스(Source Gas)일 수 있다. 예컨대, 상기 제2가스유로(4b)를 통해 분사되는 가스가 반응가스(Reactant Gas)이고, 상기 제1가스유로(4a)를 통해 분사되는 가스가 소스가스일 수도 있다. 상기 제2가스유로(4b)는 상기 처리공간(100)에 연통될 수 있다. 이에 따라, 가스는 상기 제2가스유로(4b)를 따라 유동한 후에 상기 제2가스유로(4b)를 통해 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다. 상기 제2가스유로(4b)는 가스가 유동하기 위한 유로로 기능함과 아룰러 상기 처리공간(100)에 가스를 분사하기 위한 분사구로 기능할 수 있다.

상기 제2가스유로(4b)와 상기 제1가스유로(4a)는 서로 공간적으로 분리되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 분사부(4)는 상기 제2가스유로(4b)를 따라 유동하는 가스와 상기 제1가스유로(4a)를 따라 유동하는 가스가 상기 처리공간(100)으로 분사되기 이전까지 서로 혼합되지 않도록 구현될 수 있다. 상기 제2가스유로(4b)와 상기 제1가스유로(4a)는 상기 처리공간(100)에서 서로 다른 부분을 향해 가스를 분사할 수 있다.

<소스공급부>

도 2를 참고하면, 상기 소스공급부(5)는 소스가스를 공급하기 위한 것이다. 상기 소스공급부(5)는 상기 분사부(4)로 소스가스를 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 분사부(4)는 상기 소스공급부(5)로부터 공급된 소스가스를 상기 기판지지부(3)를 향해 분사할 수 있다. 상기 소스공급부(5)는 소스가스를 저장하기 위한 저장탱크(미도시), 상기 저장탱크로부터 배출되어서 상기 분사부(4)로 공급되는 소스가스의 공급량을 조절하기 위한 유량조절밸브(미도시) 등을 포함할 수 있다.

상기 소스공급부(5)는 제1소스공급부(51), 및 제2소스공급부(52)를 포함할 수 있다.

상기 제1소스공급부(51)는 제1소스가스를 공급하기 위한 것이다. 상기 제1소스공급부(51)는 제1공급라인(511)을 통해 상기 분사부(4)에 연결될 수 있다. 상기 분사부(4)가 상기 제1가스유로(4a)와 상기 제2가스유로(4b)를 포함하는 경우, 상기 제1공급라인(511)은 상기 제1소스공급부(51)와 상기 제1가스유로(4a) 각각에 연결될 수 있다. 상기 제1공급라인(511)은 호스, 배관, 튜브 등으로 구현될 수 있다. 상기 제1공급라인(511)은 소정의 구조물에 형성된 홀(Hole)로 구현될 수도 있다.

상기 제2소스공급부(52)는 제2소스가스를 공급하기 위한 것이다. 상기 제2소스공급부(52)는 제2공급라인(521)을 통해 상기 분사부(4)에 연결될 수 있다. 상기 분사부(4)가 상기 제1가스유로(4a)와 상기 제2가스유로(4b)를 포함하는 경우, 상기 제2공급라인(521)은 상기 제2소스공급부(52)와 상기 제2가스유로(4b) 각각에 연결될 수 있다. 상기 제2공급라인(521)은 호스, 배관, 튜브 등으로 구현될 수 있다. 상기 제2공급라인(521)은 소정의 구조물에 형성된 홀(Hole)로 구현될 수도 있다. 상기 제2소스가스와 상기 제1소스가스는 각각 인듐(Indium), 갈륨(Gallium), 아연(Zinc), 및 산소(Oxide) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2소스가스와 상기 제1소스가스는 서로 상이한 가스일 수 있다.

<혼합부>

도 2를 참고하면, 상기 혼합부(6)는 상기 제1공급라인(511)에 설치되는 것이다. 상기 혼합부(6)는 상기 제1소스공급부(51)와 상기 분사부(4) 사이에 배치될 수 있다. 상기 혼합부(6)는 복수개의 소스가스를 혼합하여 혼합가스를 생성할 수 있다. 본 발명에 따른 기판처리장치(1)가 복수개의 소스가스가 혼합된 혼합가스를 분사하는 코플로우(Co-Flow) 방식으로 처리공정을 수행하는 경우, 상기 혼합부(6)는 상기 제1소스공급부(51)로부터 공급된 제1소스가스와 상기 제2소스공급부(52)로부터 공급된 제2소스가스를 혼합하여 혼합가스를 생성한 후에, 상기 혼합가스를 상기 제1공급라인(511)을 통해 상기 분사부(4)로 전달할 수 있다. 이 경우, 상기 혼합가스는 상기 혼합부(6)로부터 상기 제1공급라인(511)을 통해 상기 제1가스유로(4a)로 공급되고, 상기 제1가스유로(4a)를 통해 상기 기판(S)으로 분사될 수 있다. 한편, 상기 제2가스유로(4b)에는 상기 제2소스가스가 공급되지 않는다.

이와 같이, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 분사부(4)와는 별개로 마련된 상기 혼합부(6)를 통해 복수개의 소스가스를 혼합하여 혼합가스를 생성하도록 구현된다. 이에 따라, 상기 분사부(4)의 내부에서 복수개의 소스가스를 혼합하여 혼합가스를 생성하는 비교예와 대비할 때, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 분사부(4)의 내부보다 더 넓은 혼합부(6)의 내부에서 복수개의 소스가스를 혼합하여 혼합가스를 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 복수개의 소스가스의 혼합조성비를 제어하는 작업의 용이성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 복수개의 소스가스의 혼합조성비에 대한 편차를 감소시킬 수 있으므로, 복수개의 소스가스를 이용하여 형성된 박막의 막질을 향상시킬 수 있다.

상기 혼합부(6)는 상기 챔버(2)의 외부에 배치될 수 있다. 상기 혼합부(6)는 상기 챔버(2)의 리드로부터 이격되어 배치될 수 있다. 상기 혼합부(6)는 상기 챔버(2)의 리드에 결합될 수도 있다. 상기 혼합부(6)는 내부에 혼합공간이 마련된 탱크(Tank)로 구현될 수 있다.

<제1경로변경부>

도 2 내지 도 4를 참고하면, 상기 제1경로변경부(7)는 상기 제2소스가스의 유동경로를 변경하는 것이다. 상기 제1경로변경부(7)는 상기 제2소스공급부(52)로부터 공급된 상기 제2소스가스가 상기 혼합부(6)와 상기 분사부(4) 중에서 선택된 어느 하나로 공급되도록 상기 제2소스가스의 유동경로를 변경할 수 있다.

상기 제2소스가스가 상기 혼합부(6)로 공급되도록 상기 제1경로변경부(7)가 상기 제2소스가스의 유동경로를 변경한 경우, 상기 제2소스가스는 상기 혼합부(6)를 경유하여 상기 분사부(4)로 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 분사부(4)는 상기 제1소스가스와 상기 제2소스가스가 혼합된 혼합가스를 상기 기판(S)에 분사할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 코플로우 방식으로 처리공정을 수행함으로써, 상기 혼합가스로 형성된 박막층을 상기 기판(S)에 증착할 수 있다.

상기 제2소스가스가 상기 분사부(4)로 공급되도록 상기 제1경로변경부(7)가 상기 제2소스가스의 유동경로를 변경한 경우, 상기 제2소스가스는 상기 혼합부(6)에 대한 경유 없이 상기 분사부(4)로 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 분사부(4)는 상기 제1소스가스와 상기 제2소스가스를 서로 혼합되지 않은 상태로 개별적으로 상기 기판(S)에 분사할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 나노 라미네이션(Nano Lamination) 방식으로 처리공정을 수행함으로써, 상기 제1소스가스로 형성된 박막층과 상기 제2소스가스가 형성된 박막층을 순차적으로 상기 기판(S)에 증착할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1경로변경부(7)를 이용하여 상기 코플로우 방식에 따른 처리공정과 상기 나노 라미네이션 방식에 따른 처리공정 모두를 수행할 수 있도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 고객사에게 처리공정에 대한 선택권을 제공할 수 있으므로, 고객사가 수행 가능한 처리공정의 다양성을 확보하는데 기여할 수 있을 뿐만 아니라 고객사의 장비 구축비용을 절감하는데 기여할 수 있다. 이 경우, 상기 제2소스가스가 상기 혼합부(6)와 상기 분사부(4) 중에서 어느 것으로 공급되는지에 대한 선택은 작업자에 이루어질 수 있다. 상기 제2소스가스가 상기 혼합부(6)와 상기 분사부(4) 중에서 어느 것으로 공급되는지에 대한 선택은 미리 설정된 공정순서에 따라 이루어질 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 나노 라미네이션 방식에 따른 처리공정을 수행하는 경우, 상기 제2소스가스가 상기 혼합부(6)를 경유하지 않고 상기 분사부(4)로 전달되도록 구현되므로, 상기 혼합부(6)에 상기 제2소스가스가 공급되지 않도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 나노 라미네이션 방식에 따른 처리공정을 수행하는 경우, 퍼지가스를 이용하여 상기 혼합부(6)의 내부를 퍼지(Purge)하는 퍼지공정을 생략할 수 있으므로, 처리공정에 걸리는 시간을 단축하여 처리공정이 수행된 기판(S)의 생산성을 증대시킬 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

우선, 상기 나노 라미네이션 방식에 따른 처리공정을 수행함에 있어서 상기 제1소스가스와 상기 제2소스가스 모두가 상기 혼합부(6)를 경유하는 비교예의 경우, 상기 제1소스가스가 상기 혼합부(6)를 경유하여 상기 분사부(4)로 전달되면 상기 혼합부(6)의 내부에 잔존하는 제1소스가스가 발생된다. 이에 따라, 비교예는 상기 제1소스가스와 상기 제2소스가스가 서로 혼합되는 것을 방지하기 위해, 상기 혼합부(6)에 대한 퍼지공정을 수행한 후에 상기 혼합부(6)에 상기 제2소스가스를 공급하여야만 한다. 따라서, 비교예는 상기 혼합부(6)에 대한 퍼지공정에 걸리는 시간만큼 상기 제1소스가스와 상기 제2소스가스를 이용하여 처리공정을 수행하는 시간이 지연될 수밖에 없다.

이와 달리, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 나노 라미네이션 방식에 따른 처리공정을 수행하는 경우, 상기 제2소스가스가 상기 혼합부(6)를 경유하지 않고 상기 분사부(4)로 전달되므로, 상기 혼합부(6)에 대한 퍼지공정이 요구되지 않도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 비교예와 대비할 때 상기 혼합부(6)에 대한 퍼지공정에 걸리는 시간만큼 처리공정에 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 혼합부(6)에 대한 퍼지공정을 수행하기 위한 설비를 생략하는 것이 가능하므로, 구축비용과 공정비용을 절감하는데 기여할 수 있다.

상기 제1경로변경부(7)는 제1연결라인(71)이 상기 제2공급라인(521)에 연결되는 제1연결지점(71a)에 설치될 수 있다. 상기 제1연결라인(71)은 상기 제2공급라인(521)을 상기 제1공급라인(511)과 상기 혼합부(6) 중에서 적어도 하나에 연결하는 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1연결라인(71)의 일측은 상기 제1연결지점(71a)에서 상기 제2공급라인(521)에 연결되고, 상기 제1연결라인(71)의 타측은 상기 제1소스공급부(51)와 상기 혼합부(6)의 사이에서 상기 제1공급라인(511)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 코플로우 방식으로 처리공정을 수행하는 경우, 상기 제2소스가스는 상기 제1경로변경부(7)에 의해 유동경로가 변경됨으로써 상기 제2공급라인(521), 상기 제1연결라인(71), 및 상기 제1공급라인(511)을 따라 유동하여 상기 혼합부(6)로 공급될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1연결라인(71)의 일측은 상기 제1연결지점(71a)에서 상기 제2공급라인(521)에 연결되고, 상기 제1연결라인(71)의 타측은 상기 혼합부(6)에 직접 연결될 수도 있다. 이 경우, 상기 코플로우 방식으로 처리공정을 수행하는 경우, 상기 제2소스가스는 상기 제1경로변경부(7)에 의해 유동경로가 변경됨으로써 상기 제2공급라인(521)과 상기 제1연결라인(71)을 따라 유동하여 상기 혼합부(6)로 직접 공급될 수 있다.

도시되지 않았지만, 상기 제1연결라인(71)의 일측은 상기 제1연결지점(71a)에서 상기 제2공급라인(521)에 연결되고, 상기 제1연결라인(71)의 타측은 분기되어서 상기 제1공급라인(511)과 상기 혼합부(6) 모두에 연결될 수도 있다. 상기 제1연결라인(71)은 호스, 배관, 튜브 등으로 구현될 수 있다. 상기 제1연결라인(71)은 소정의 구조물에 형성된 홀(Hole)로 구현될 수도 있다.

상기 제1경로변경부(7)는 제1연결밸브(72), 및 제1공급밸브(73)를 포함할 수 있다.

상기 제1연결밸브(72)는 상기 제1연결라인(71)을 선택적으로 개폐시키는 것이다. 상기 제1연결밸브(72)는 상기 제1연결라인(71)의 일측과 상기 제1연결라인(71)의 타측 사이에서 상기 제1연결라인(71)에 설치될 수 있다.

상기 제1공급밸브(73)는 상기 제2공급라인(521)을 선택적으로 개폐시키는 것이다. 상기 제1공급밸브(73)는 상기 제1연결지점(71a)과 상기 분사부(4)의 사이에서 상기 제2공급라인(521)에 설치될 수 있다.

상기 제1경로변경부(7)는 상기 제1연결밸브(72)와 상기 제1공급밸브(73)를 이용하여 상기 제2소스가스의 유동경로를 변경할 수 있다.

예컨대, 상기 분사부(4)가 복수개의 소스가스가 혼합된 혼합가스를 상기 기판(S)에 분사하여 처리공정을 수행하는 경우, 상기 제1경로변경부(7)는 상기 제1공급밸브(73)를 제어하여 상기 제2공급라인(521)을 폐쇄시킴과 아울러 상기 제1연결밸브(72)를 제어하여 상기 제1연결라인(71)을 개방시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1경로변경부(7)는 상기 제2소스가스가 상기 혼합부(6)로 공급되도록 상기 제2소스가스의 유동경로를 변경할 수 있다.

예컨대, 상기 분사부(4)가 복수개의 소스가스를 순차적으로 상기 기판(S)에 분사하여 처리공정을 수행하는 경우, 상기 제1경로변경부(7)는 상기 제1연결밸브(72)를 제어하여 상기 제1연결라인(71)을 폐쇄시킴과 아울러 상기 제1공급밸브(73)를 제어하여 상기 제2공급라인(521)을 개방시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1경로변경부(7)는 상기 제2소스가스가 상기 분사부(4)로 공급되도록 상기 제2소스가스의 유동경로를 변경할 수 있다. 이 경우, 상기 제1경로변경부(7)는 상기 제1연결밸브(72)를 제어하여 상기 제1연결라인(71)을 폐쇄시킨 상태로 유지하면서 처리공정의 공정순서에 따라 상기 제1공급밸브(73)를 제어하여 상기 제2공급라인(521)을 개폐시킬 수 있다. 예컨대, 상기 공정순서에 있어서 상기 기판(S)에 상기 제2소스가스가 분사되는 구간에서만, 상기 제1경로변경부(7)는 상기 제2공급라인(521)이 개방되도록 상기 제1공급밸브(73)를 제어할 수 있다. 상기 공정순서에 있어서 상기 기판(S)에 상기 제2소스가스가 분사되는 구간을 제외한 나머지 구간에서, 상기 제1경로변경부(7)는 상기 제2공급라인(521)이 폐쇄되도록 상기 제1공급밸브(73)를 제어할 수 있다.

여기서, 상기 제1공급라인(511)에는 제1혼합밸브(61)와 제2혼합밸브(62)가 설치될 수 있다.

상기 제1혼합밸브(61)는 상기 제1소스공급부(51)와 상기 혼합부(6)의 사이에 배치된 것이다. 즉, 상기 제1혼합밸브(61)는 상기 혼합부(6)의 입구측에 배치될 수 있다. 상기 제1혼합밸브(61)는 상기 혼합부(6)의 입구측에서 상기 제1공급라인(511)을 개폐시킴으로써, 상기 혼합부(6)에 대한 상기 제1소스가스의 공급 여부를 변경할 수 있다.

상기 제2혼합밸브(62)는 상기 혼합부(6)와 상기 분사부(4)의 사이에 배치된 것이다. 즉, 상기 제2혼합밸브(62)는 상기 혼합부(6)의 출구측에 배치될 수 있다. 상기 제2혼합밸브(62)는 상기 혼합부(6)의 출구측에서 상기 제1공급라인(511)을 개폐시킴으로써, 상기 분사부(4)에 대한 상기 제1소스가스 또는 상기 제1소스가스와 상기 제2소스가스가 혼합된 혼합가스의 공급 여부를 변경할 수 있다.

본 발명에 따른 기판처리장치(1)가 상기 코플로우 방식으로 처리공정을 수행하는 경우, 상기 제1혼합밸브(61)와 상기 제2혼합밸브(62)는 다음과 같이 동작할 수 있다.

우선, 상기 혼합부(6)에 대한 상기 제1소스가스와 상기 제2소스가스의 공급이 완료될 때까지 상기 제1혼합밸브(61)는 상기 제1공급라인(511)을 개방시키고, 상기 제2혼합밸브(62)는 상기 제1공급라인(511)을 폐쇄시킨다. 이 경우, 상기 제1공급밸브(73)는 상기 제2공급라인(521)을 폐쇄시키고, 상기 제1연결밸브(72)는 상기 제1연결라인(71)을 개방시킨다. 이에 따라, 상기 혼합부(6)에 상기 제1소스가스와 상기 제2소스가스가 공급될 수 있다.

다음, 상기 혼합부(6)에 대한 상기 제1소스가스와 상기 제2소스가스의 공급이 완료되면, 상기 제1혼합밸브(61)는 상기 제1공급라인(511)을 폐쇄시키고, 상기 제1연결밸브(72)는 상기 제1연결라인(71)을 폐쇄시킨다. 이 경우, 상기 제2혼합밸브(62)는 상기 제1공급라인(511)을 폐쇄시킨 상태로 유지하고, 상기 제1공급밸브(73)는 상기 제2공급라인(521)을 폐쇄시킨 상태로 유지한다. 이 상태에서 상기 혼합부(6)의 내부에서는 상기 제1소스가스와 상기 제2소스가스가 서로 혼합되어서 상기 혼합가스로 되는 공정이 이루어질 수 있다.

다음, 상기 제1소스가스와 상기 제2소스가스가 혼합되어서 상기 혼합가스로 되면, 상기 제2혼합밸브(62)는 상기 제1공급라인(511)을 개방시킨다. 이 경우, 상기 제1혼합밸브(61)는 상기 제1공급라인(511)을 폐쇄시킨 상태로 유지하고, 상기 제1연결밸브(72)는 상기 제1연결라인(71)을 폐쇄시킨 상태로 유지하면, 상기 제1공급밸브(73)는 상기 제2공급라인(521)을 폐쇄시킨 상태로 유지한다. 이에 따라, 상기 혼합가스는 상기 제1공급라인(511)을 따라 유동하여 상기 분사부(4)로 공급될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1혼합밸브(61)와 상기 제2혼합밸브(62)를 이용하여 복수개의 소스가스의 혼합률을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 복수개의 소스가스의 혼합조성비를 제어하는 작업의 용이성을 더 향상시킬 수 있고, 복수개의 소스가스의 혼합조성비에 대한 편차를 더 감소시켜서 복수개의 소스가스를 이용하여 형성된 박막의 막질을 더 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1혼합밸브(61)와 상기 제2혼합밸브(62)를 이용하여 상기 혼합부(6) 내부의 혼합가스의 압력을 높일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 혼합가스가 상기 분사부(4)를 통해 더 강한 분사압력으로 상기 기판(S)을 향해 분사될 수 있으므로, 처리공정이 수행된 기판의 품질을 더 향상시킬 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 고객사의 선택에 따라 상기 코플로우 방식에 따른 처리공정만을 수행하거나, 상기 나노 라미네이션 방식에 따른 처리공정만을 수행하도록 동작할 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 고객사의 선택에 따라 상기 코플로우 방식에 따른 처리공정과 상기 나노 라미네이션 방식에 따른 처리공정을 순차적으로 수행하도록 동작할 수도 있다. 이 경우, 상기 분사부(4)는 복수개의 소스가스가 혼합된 혼합가스를 상기 기판(S)에 분사하여 제1처리공정을 수행한 후에 복수개의 소스가스를 순차적으로 상기 기판(S)에 분사하여 제2처리공정을 수행할 수 있다. 즉, 상기 분사부(4)는 상기 혼합가스, 상기 제1소스가스, 및 상기 제2소스가스를 순차적으로 상기 기판(S)에 분사할 수 있다. 이와 같이 상기 제1처리공정과 상기 제2처리공정이 모두 수행되는 경우, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 인터퍼지부(63)를 추가로 포함할 수 있다.

상기 인터퍼지부(63)는 상기 혼합부(6)에 연결된 것이다. 상기 제1처리공정이 수행된 이후에 상기 제2처리공정을 수행하기 위해 상기 혼합부(6)로 상기 제1소스가스만 공급하기 이전에, 상기 혼합부(6)의 내부를 퍼지(Purge)시키는 퍼지가스를 상기 혼합부(6)에 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 인터퍼지부(63)는 상기 혼합부(6)에 남아있는 혼합가스를 상기 혼합부(6)로부터 제거할 수 있다. 그 후, 상기 혼합부(6)에 상기 제1소스가스가 공급될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1처리공정이 수행된 후에 상기 제2처리공정을 수행할 때, 상기 제1소스가스에 상기 혼합가스가 혼합된 상태로 분사되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 코플로우 방식에 따른 처리공정과 상기 나노 라미네이션 방식에 따른 처리공정을 순차적으로 수행하더라도, 상기 기판(S)에 형성된 박막의 품질을 향상시킬 수 있도록 구현된다.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 반응공급부(8)를 포함할 수 있다.

상기 반응공급부(8)는 상기 분사부(4)에 반응가스를 공급하기 위한 것이다. 상기 반응공급부(8)는 상기 소스공급부(5)가 공급하는 소스가스들 중에서 적어도 하나와 반응할 수 있는 반응가스를 공급할 수 있다. 상기 분사부(4)는 상기 반응공급부(8)로부터 공급된 반응가스를 상기 기판지지부(3)를 향해 분사할 수 있다. 상기 반응공급부(8)는 반응가스를 저장하기 위한 저장탱크(미도시), 상기 저장탱크로부터 배출되어서 상기 분사부(4)로 공급되는 반응가스의 공급량을 조절하기 위한 유량조절밸브(미도시) 등을 포함할 수 있다. 상기 반응공급부(8)는 상기 제1가스유로(4a)와 상기 제2가스유로(4b) 중에서 적어도 하나에 연결될 수 있다. 상기 반응공급부(8)는 상기 분사부(4)가 갖는 제3가스유로(미도시)에 연결될 수도 있다. 상기 반응공급부(8)는 공급라인(81)을 통해 상기 분사부(4)에 연결될 수 있다. 상기 공급라인(81)은 호스, 배관, 튜브 등으로 구현될 수 있다. 상기 공급라인(81)은 소정의 구조물에 형성된 홀(Hole)로 구현될 수도 있다.

도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 퍼지공급부를 포함할 수도 있다. 상기 퍼지공급부는 상기 분사부(4)에 퍼지가스를 공급하기 위한 것이다. 상기 분사부(4)는 상기 퍼지공급부로부터 공급된 퍼지가스를 상기 기판지지부(3)를 향해 분사할 수 있다. 상기 퍼지공급부는 상기 제1가스유로(4a)와 상기 제2가스유로(4b) 중에서 적어도 하나에 연결될 수 있다. 상기 퍼지공급부는 상기 분사부(4)가 갖는 퍼지가스유로(미도시)에 연결될 수도 있다. 상기 퍼지공급부는 상기 제1공급라인(511)과 상기 제2공급라인(521) 중에서 적어도 하나에 연결될 수 있다. 상기 퍼지공급부는 별도의 공급라인을 통해 상기 분사부(4)에 연결될 수도 있다.

도 2 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 3개 이상의 소스가스를 이용하여 처리공정을 수행하도록 구현될 수도 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)가 3개의 소스가스를 이용하여 처리공정을 수행하는 경우, 상기 소스공급부(5)는 제3소스공급부(53, 도 5에 도시됨)를 추가로 포함할 수 있다.

상기 제3소스공급부(53)는 제3소스가스를 공급하기 위한 것이다. 상기 제3소스공급부(53)는 제3공급라인(531)을 통해 상기 분사부(4)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 분사부(4)는 상기 제3소스가스를 분사하기 위한 제3가스유로(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제3소스공급부(53)는 제3공급라인(531)을 통해 상기 제1가스유로(4a)와 상기 제2가스유로(4b) 중에서 적어도 하나에 연결될 수도 있다. 상기 제3공급라인(531)은 호스, 배관, 튜브 등으로 구현될 수 있다. 상기 제3공급라인(531)은 소정의 구조물에 형성된 홀(Hole)로 구현될 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 제2경로변경부(9, 도 5에 도시됨)를 추가로 포함할 수 있다.

상기 제2경로변경부(9)는 상기 제3소스가스의 유동경로를 변경하는 것이다. 상기 제2경로변경부(9)는 상기 제3소스공급부(53)로부터 공급된 상기 제3소스가스가 상기 혼합부(6)와 상기 분사부(4) 중에서 선택된 어느 하나로 공급되도록 상기 제3소스가스의 유동경로를 변경할 수 있다.

상기 제3소스가스가 상기 혼합부(6)로 공급되도록 상기 제2경로변경부(9)가 상기 제3소스가스의 유동경로를 변경한 경우, 상기 제3소스가스는 상기 혼합부(6)를 경유하여 상기 분사부(4)로 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 분사부(4)는 상기 제1소스가스와 상기 제2소스가스 중에서 적어도 하나에 상기 제3소스가스가 추가로 혼합된 혼합가스를 상기 기판(S)에 분사할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 코플로우 방식으로 처리공정을 수행함으로써, 상기 혼합가스로 형성된 박막층을 상기 기판(S)에 증착할 수 있다.

상기 제3소스가스가 상기 분사부(4)로 공급되도록 상기 제2경로변경부(9)가 상기 제3소스가스의 유동경로를 변경한 경우, 상기 제3소스가스는 상기 혼합부(6)에 대한 경유 없이 상기 분사부(4)로 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 분사부(4)는 상기 제1소스가스, 상기 제2소스가스, 및 상기 제3소스가스를 서로 혼합되지 않은 상태로 개별적으로 상기 기판(S)에 분사할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 나노 라미네이션 방식으로 처리공정을 수행함으로써, 상기 제1소스가스로 형성된 박막층, 상기 제2소스가스로 형성된 박막층, 및 상기 제3소스가스가 형성된 박막층을 순차적으로 상기 기판(S)에 증착할 수 있다.

상기 제2경로변경부(9)는 제2연결라인(91)이 상기 제3공급라인(531)에 연결되는 제2연결지점(91a)에 설치될 수 있다. 상기 제2연결라인(91)은 상기 제3공급라인(531)을 상기 제1공급라인(511)과 상기 혼합부(6) 중에서 적어도 하나에 연결하는 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2연결라인(91)의 일측은 상기 제2연결지점(91a)에서 상기 제3공급라인(531)에 연결되고, 상기 제2연결라인(91)의 타측은 상기 제1소스공급부(51)와 상기 혼합부(6)의 사이에서 상기 제1공급라인(511)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 코플로우 방식으로 처리공정을 수행하는 경우, 상기 제3소스가스는 상기 제2경로변경부(9)에 의해 유동경로가 변경됨으로써 상기 제3공급라인(531), 상기 제2연결라인(91), 및 상기 제1공급라인(511)을 따라 유동하여 상기 혼합부(6)로 공급될 수 있다.

도시되지 않았지만, 상기 제2연결라인(91)의 일측은 상기 제2연결지점(91a)에서 상기 제3공급라인(531)에 연결되고, 상기 제2연결라인(91)의 타측은 상기 혼합부(6)에 직접 연결될 수도 있다. 이 경우, 상기 코플로우 방식으로 처리공정을 수행하는 경우, 상기 제3소스가스는 상기 제2경로변경부(9)에 의해 유동경로가 변경됨으로써 상기 제3공급라인(531)과 상기 제2연결라인(91)을 따라 유동하여 상기 혼합부(6)로 직접 공급될 수 있다.

도시되지 않았지만, 상기 제2연결라인(91)의 일측은 상기 제2연결지점(91a)에서 상기 제3공급라인(531)에 연결되고, 상기 제2연결라인(91)의 타측은 분기되어서 상기 제1공급라인(511)과 상기 혼합부(6) 모두에 연결될 수도 있다. 상기 제2연결라인(91)은 호스, 배관, 튜브 등으로 구현될 수 있다. 상기 제2연결라인(91)은 소정의 구조물에 형성된 홀(Hole)로 구현될 수도 있다.

도시되지 않았지만, 상기 제2경로변경부(9)는 상기 제2연결라인(91)을 선택적으로 개폐시키는 제2연결밸브, 및 상기 제3공급라인(531)을 선택적으로 개폐시키는 제2공급밸브를 포함할 수 있다. 상기 제2연결밸브와 상기 제2공급밸브는 상술한 상기 제1연결밸브(72)와 상기 제1공급밸브(73) 각각과 대비하여 배치에만 차이가 있을 뿐이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)가 N개(N은 3보다 큰 정수)의 소스가스를 이용하여 처리공정을 수행하는 경우, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 N개의 소스공급부, N개의 공급라인, N개의 경로변경부, 및 N개의 연결라인을 포함하여 구현될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1 : 기판처리장치 2 : 챔버
3 : 기판지지부 4 : 분사부
4a : 제1가스유로 4b : 제2가스유로
5 : 소스공급부 51 : 제1소스공급부
511 : 제1공급라인 52 : 제2소스공급부
521 : 제2공급라인 53 : 제3소스공급부
531 : 제3공급라인 6 : 혼합부
61 : 제1혼합밸브 62 : 제2혼합밸브
63 : 인터퍼지부 7 : 제1경로변경부
71 : 제1연결라인 71a : 제1연결지점
72 : 제1연결밸브 73 : 제1공급밸브
8 : 반응공급부 81 : 공급라인
9 : 제2경로변경부 91 : 제2연결라인
91a : 제2연결지점 100 : 처리공간

Claims (8)

1. 챔버;
   상기 챔버의 내부에 배치된 기판지지부;
   상기 기판지지부의 상측에 배치된 분사부;
   제1소스가스를 공급하기 위한 제1소스공급부;
   제2소스가스를 공급하기 위한 제2소스공급부;
   상기 제1소스공급부와 상기 분사부를 연결하는 제1공급라인;
   상기 제2소스공급부와 상기 분사부를 연결하는 제2공급라인;
   상기 제1소스공급부와 상기 분사부 사이에 배치되도록 상기 제1공급라인에 설치된 혼합부;
   상기 제2공급라인을 상기 제1공급라인과 상기 혼합부 중에서 적어도 하나에 연결하는 제1연결라인; 및
   상기 제1연결라인이 상기 제2공급라인에 연결되는 제1연결지점에 설치된 제1경로변경부를 포함하고,
   상기 제1경로변경부는 상기 제2소스공급부로부터 공급된 상기 제2소스가스가 상기 혼합부와 상기 분사부 중에서 선택된 어느 하나로 공급되도록 상기 제2소스가스의 유동경로를 변경하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 분사부가 복수개의 소스가스가 혼합된 혼합가스를 상기 기판에 분사하여 처리공정을 수행하는 경우, 상기 제1경로변경부는 상기 제2소스가스가 상기 혼합부로 공급되도록 상기 제2소스가스의 유동경로를 변경하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 분사부가 복수개의 소스가스를 순차적으로 상기 기판에 분사하여 처리공정을 수행하는 경우, 상기 제1경로변경부는 상기 제2소스가스가 상기 분사부로 공급되도록 상기 제2소스가스의 유동경로를 변경하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1경로변경부는,
   상기 제1연결라인을 선택적으로 개폐시키는 제1연결밸브; 및
   상기 제2공급라인을 선택적으로 개폐시키는 제1공급밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1소스공급부와 상기 혼합부의 사이에 배치되도록 상기 제1공급라인에 설치된 제1혼합밸브; 및
   상기 혼합부와 상기 분사부의 사이에 배치되도록 상기 제1공급라인에 설치된 제2혼합밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 혼합부에 연결된 인터퍼지부를 포함하고,
   상기 분사부는 복수개의 소스가스가 혼합된 혼합가스를 상기 기판에 분사하여 제1처리공정을 수행한 후에 복수개의 소스가스를 순차적으로 상기 기판에 분사하여 제2처리공정을 수행하며,
   상기 인터퍼지부는 상기 제1처리공정이 수행된 이후에 상기 제2처리공정을 수행하기 위해 상기 혼합부로 상기 제1소스가스만 공급하기 이전에, 상기 혼합부의 내부를 퍼지(Purge)시키는 퍼지가스를 상기 혼합부에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
7. 제1항에 있어서,
   제3소스가스를 공급하기 위한 제3소스공급부;
   상기 제3소스공급부와 상기 분사부를 연결하는 제3공급라인;
   상기 제3공급라인을 상기 제1공급라인과 상기 혼합부 중에서 적어도 하나에 연결하는 제2연결라인; 및
   상기 제2연결라인이 상기 제3공급라인에 연결되는 제2연결지점에 설치된 제2경로변경부를 포함하고,
   상기 제2경로변경부는 상기 제3소스공급부로부터 공급된 상기 제3소스가스가 상기 혼합부와 상기 분사부 중에서 선택된 어느 하나로 공급되도록 상기 제3소스가스의 유동경로를 변경하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 분사부에 반응가스를 공급하기 위한 반응공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.

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