KR20230163175A - 기판처리장치 - Google Patents

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KR20230163175A
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exhaust
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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 대한 증착, 식각 및 열처리 등의 기판처리가 수행되는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은, 내부에 기판(1)이 수용되어 기판처리가 수행되는 처리공간(S1)이 형성되며, 상기 처리공간(S1)에 대한 배기를 위한 이너배기구(110)가 형성되는 이너튜브(100)와; 상기 이너튜브(100)가 수용되어 내부 상기 이너튜브(100)와의 사이에 배기공간(S2)이 형성되며, 상기 처리공간(S1)으로 수용되어 상기 이너배기구(110)를 통해 전달된 배기가스를 외부로 배출하는 아우터배기구(210)가 형성되는 아우터튜브(200)와; 상기 처리공간(S1)에 설치되어 상기 처리공간(S1)으로 공정가스를 분사하는 이너분사노즐(300)과; 상기 배기공간(S2)에 설치되어 상기 배기공간(S2) 내에 아우터가스를 분사하는 아우터분사노즐(400)을 포함하는 기판처리장치를 개시한다.

Description

기판처리장치{Substrate processing apparatus}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판에 대한 증착, 식각 및 열처리 등의 기판처리가 수행되는 기판처리장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 필요한 박막을 증착시키는 공정이 필수적으로 진행되며, 이때의 박막증착공정에는 스퍼터링(Sputtering)법, 화학기상 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition)법, 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)법 등이 주로 사용된다.
스퍼터링법은, 플라즈마 상태에서 생성된 아르곤 이온을 타겟의 표면에 충돌시키면 타겟의 표면으로부터 이탈된 타겟 물질이 기판 상에 박막으로 증착되게 하는 기술로서, 접착성이 우수한 고순도 박막을 형성할 수 있는 장점은 있으나, 고 종횡비(High Aspect Ratio)를 갖는 미세 패턴을 형성하기에는 한계가 있다.
화학기상증착법은, 다양한 가스들을 반응 챔버로 주입시키고, 열 빛 또는 플라즈마와 같은 고 에너지에 의해 유도된 가스들을 반응가스와 화학 반응시킴으로써 기판 상에 박막을 증착시키는 기술이다.
화학기상증착법은, 신속하게 일어나는 화학반응을 이용하기 때문에 원자들의 열역학적 안정성을 제어하기 매우 어렵고, 박막의 물리적, 화학적 및 전기적 특성이 저하되는 문제점이 있다.
원자층증착법은, 반응가스인 처리가스와 퍼지가스를 교대로 공급하여 기판 상에 원자층 단위의 박막을 증착하는 기술로서, 단차피복성(Step Coverage)의 한계를 극복하기 위해 표면 반응을 이용하기 때문에 고 종횡비를 갖는 미세 패턴 형성에 적절하고, 박막의 전기적 및 물리적 특성이 우수한 장점이 있다.
원자층증착법을 수행하는 장치로는, 챔버 내 기판을 하나씩 로딩하면서 공정을 진행하는 매엽식장치와 챔버 내에 복수개의 기판을 로딩하여 일괄적으로 처리하는 배치(Batch)식 장치가 있다.
한편, 이와 같은 기판처리를 수행하는 종래 기판처리장치는, 기판처리가 수행되는 이너튜브 내에 복수의 분사노즐이 구비되어 가스가 분사될 수 있으며, 분사된 가스는 이너튜브에 구비되는 배기부를 통해 아우터튜브 공간을 거쳐 아우터튜브에 형성되는 배기구를 통해 배기된다.
이 경우, 이너튜브에 구비되는 배기부를 통해 아우터튜브 측 공간으로 이동 후 아우터튜브에 구비되는 배기구를 통해 배기되는 과정에서, 아우터튜브로 이동한 가스가 재차 이너튜브 측으로 역류하는 문제점이 있다.
특히, 이너튜브 측으로 재차 역류하는 경우, 이너튜브 내에 분사노즐을 통해 분사되는 가스 기류가 약해져 가스의 유동이 저하되고 기판 전체에 대한 가스 균일도가 저하되는 문제점이 있다.
더 나아가, 이너튜브 배기구 측에 기류 정체 및 난류가 발생함에 따라 해당 위치에서의 증착에 따른 파티클이 발생하고 이로써 기판 품질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이너튜브 내 기류를 원활히하여 가스의 전체 균일도를 개선할 수 있는 기판처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 내부에 기판(1)이 수용되어 기판처리가 수행되는 처리공간(S1)이 형성되며, 상기 처리공간(S1)에 대한 배기를 위한 이너배기구(110)가 형성되는 이너튜브(100)와; 상기 이너튜브(100)가 수용되어 내부 상기 이너튜브(100)와의 사이에 배기공간(S2)이 형성되며, 상기 처리공간(S1)으로 수용되어 상기 이너배기구(110)를 통해 전달된 배기가스를 외부로 배출하는 아우터배기구(210)가 형성되는 아우터튜브(200)와; 상기 처리공간(S1)에 설치되어 상기 처리공간(S1)으로 공정가스를 분사하는 이너분사노즐(300)과; 상기 배기공간(S2)에 설치되어 상기 배기공간(S2) 내에 아우터가스를 분사하는 아우터분사노즐(400)을 포함하는 기판처리장치를 개시한다.
상기 아우터분사노즐(400)은, 상기 배기공간(S2) 내에서 상기 이너배기구(110) 측으로 상기 아우터가스를 분사할 수 있다.
상기 아우터배기구(210)는, 상기 아우터튜브(200) 측면 하측에 형성될 수 있다.
상기 이너분사노즐(300)은, 상기 이너배기구(110)에 대향되는 상기 이너튜브(100) 내벽에 인접하여 배치될 수 있다.
상기 이너분사노즐(300)은, 복수개이며, 각각 소스가스, 반응가스 및 불활성가스를 분사할 수 있다.
복수의 상기 이너분사노즐(400)들은, 서로 평행하도록 동일 방향으로 상기 공정가스를 분사할 수 있다.
상기 이너분사노즐(300)은, 상기 이너튜브(100) 하부에서 일단이 상기 공정가스를 공급하는 인젝터와 연결되며 수직방향으로 다수의 이너노즐분사공(301)들이 형성되는 제1분사노즐(310)과, 상기 제1분사노즐(310)에 평행하게 배치되어 수직방향으로 다수의 이너노즐분사공(301)들이 형성되는 제2분사노즐(320)과, 상기 제1분사노즐(310) 타단과 상기 제2분사노즐(320)을 연결하는 연결부(330)를 포함할 수 있다.
상기 이너배기구(110)는, 상기 이너튜브(100) 측벽에 수직방향의 슬릿으로 형성될 수 있다.
상기 이너배기구(110)는, 상측으로 갈수록 점진적 또는 단계적으로 폭이 넓어질 수 있다.
상기 이너배기구(110)는, 상기 이너튜브(100) 측벽에 수직방향으로 서로 이격되어 형성되는 다수의 배기공들일 수 있다.
상기 이너배기구(110)는, 상기 이너튜브(100) 측면 중 평면 상 상기 아우터배기구(210)에 대응되어 인접한 위치에 형성될 수 있다.
상기 아우터분사노즐(400)은, 수직방향으로 길이를 가지며, 측면에 복수의 분사공(401)들이 형성될 수 있다.
상기 분사공(401)들은, 상측에 위치한 분사공(401)의 직경이 하측에 위치한 분사공(401)의 직경보다 클 수 있다.
상기 분사공(401)들은, 상측으로 갈수록 점진적 또는 단계적으로 직경이 커질 수 있다.
상기 아우터분사노즐(400)은, 상기 배기공간(S2) 중 상측에 상기 아우터가스를 분사하는 상부아우터분사노즐과, 상기 배기공간(S2) 중 하측에 상기 상부아우터분사노즐보다 작은 유량의 상기 아우터가스를 분사하는 하부아우터분사노즐을 포함할 수 있다.
상기 아우터분사노즐(400)은, 상기 이너분사노즐(300) 양측 인접한 위치에 각각 배치되어 한 쌍으로 구비될 수 있다.
상기 아우터분사노즐(400)은, 상기 이너배기구(110)를 기준으로 양측 인접한 위치에 각각 배치되어 한 쌍으로 구비될 수 있다.
상기 아우터가스 기류가 수평방향 흐름을 유지하도록, 상기 이너튜브(100) 외주면 및 상기 아우터튜브(200) 내주면 중 적어도 하나에 형성되는 가이드부(120)를 포함할 수 있다.
상기 아우터가스는, 불활성가스 또는 클리닝가스일 수 있다.
복수의 기판(1)이 적층되며 복수의 기판(1)에 대한 기판처리가 수행되도록 상기 처리공간(S1)으로 수용되는 기판적재부(10)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 아우터튜브 공간에서의 별도 기류 형성을 통해 이너튜브 역류를 방지하고 이너튜브 내 기류를 원활히하여 가스의 전체적인 균일도를 개선할 수 있는 이점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 이너튜브에 구비되는 배기부에서의 역류흐름을 방지하여 이너튜브 내 기류를 강화함으로써, 가스의 균일도를 개선하고 기판 품질을 개선할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 이너튜브에 구비되는 배기부에서의 역류흐름을 방지하여, 가스 정체 현상을 해소하고 이에 따라 해당 해당 위치에서의 불필요한 증착에 따른 파티클 이슈를 해소할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 아우터튜브 공간에서의 별도 기류 형성이 가능함으로써, 공정 과정 중, 즉 인시츄(in-situ) 상태에서 클리닝가스 등의 공급을 통해 클리닝이 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 아우터튜브에 구비되는 배기구의 위치에 따른 상하위치에 따른 배기량의 불균형 및 그에 따른 이너튜브 내 높이에 따른 기류 형성의 불균형을 아우터튜브 공간에서 형성되는 기류의 상하 높이에 따른 차이를 통해 개선할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 기판처리장치에 대한 개략적인 모습을 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1에 따른 기판처리장치 중 이너튜브와 아우터튜브의 모습을 보여주는 사시도이다.
도 3은, 도 1에 따른 기판처리장치의 모습을 보여주는 평면도이다.
도 4는, 도 1에 따른 기판처리장치 중 이너분사노즐의 모습을 보여주는 사시도이다.
도 5는, 도 2에 따른 기판처리장치 중 아우터튜브가 생략된 상태의 모습을 보여주는 사시도이다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 기판(1)이 수용되어 기판처리가 수행되는 처리공간(S1)이 형성되며, 상기 처리공간(S1)에 대한 배기를 위한 이너배기구(110)가 형성되는 이너튜브(100)와; 상기 이너튜브(100)가 수용되어 내부 상기 이너튜브(100)와의 사이에 배기공간(S2)이 형성되며, 상기 처리공간(S1)으로 수용되어 상기 이너배기구(110)를 통해 전달된 배기가스를 외부로 배출하는 아우터배기구(210)가 형성되는 아우터튜브(200)와; 상기 처리공간(S1)에 설치되어 상기 처리공간(S1)으로 공정가스를 분사하는 이너분사노즐(300)과; 상기 배기공간(S2)에 설치되어 상기 배기공간(S2) 내에 아우터가스를 분사하는 아우터분사노즐(400)을 포함하는 기판처리장치를 개시한다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 복수의 기판(1)이 적층되며 복수의 기판(1)에 대한 기판처리가 수행되도록 상기 처리공간(S1)으로 수용되는 기판적재부(10)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 상기 이너튜브(100) 하측에 결합되며, 후술하는 이너분사노즐(300)에 연결되어 이너분사노즐(300)에 공정가스를 공급하는 인젝터가 구비되는 매니폴드(30)를 추가로 포함할 수 있다.
여기서 기판처리 대상이 되는 기판(1)은, 반도체 기판, LED, LCD 등의 표시장치에 사용하는 기판, 태양전지 기판, 글라스 기판 등을 포함할 수 있으며, 종래 개시된 어떠한 형태의 대상 기판도 적용 가능하다.
또한, 기판처리란, 증착공정, 보다 바람직하게는 원자층증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)을 사용한 증착공정을 의미하나, 이에 한정되는 것은 아니며 화학기상증착법을 이용한 증착공정, 열처리공정 등도 포함할 수 있다.
한편, 상기 공정가스는, 처리공간(S1)에서 수행되는 기판처리를 위하여 공급 및 분사되는 가스로서, 후술하는 복수의 이너분사노즐(300)들을 통해 각각 퍼지가스, 소스가스 및 반응가스를 포함할 수 있다.
상기 아우터가스는, 배기공간(S2) 내에서 이너배기구(110) 측을 향해 분사됨으로써, 이너배기구(110)를 통해 처리공간(S1)으로부터 배기되는 공정가스의 기류 및 방향성을 강화하고, 이너배기구(110) 측으로의 역류를 방지하는 구성일 수 있다.
이때, 상기 아우터가스는, 공정에의 영향을 방지하기 위하여 불활성가스, 예를 들면, N2가스가 사용될 수 있으며, 다른 예로서 배기공간(S2)에 대한 클리닝을 수행하도록 종래 개시된 클리닝가스가 적용될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 상기 아우터가스는, 배기공간(S2) 내에서 이너배기구(110) 측을 향해 분사될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 배기공간(S2) 내에 분사되어 배기공간(S2)을 채워 처리공간(S1)으로부터 배기되는 공정가스의 기류 및 방향성을 강화하고 역류를 방지할 수 있다.
상기 기판적재부(10)는, 복수의 기판(1)이 적층되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 기판적재부(10)는, 수직방향으로 구비되는 복수의 지지대와, 지지대에 복수의 기판(1)이 적층형태로 안착되도록 하는 안착부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 기판적재부(10)는, 종래 개시된 배치(batch)식, 즉 종형 기판처리장치에 사용되는 구성이면 어떠한 구성도 적용 가능하다.
상기 매니폴드(30)는, 이너튜브(100) 하측에 결합 배치되며, 외부에 배치되는 공정가스공급부(50)와 연결되는 인젝터가 구비되며, 후술하는 이너분사노즐(300)을 고정하고 인젝터와 연결함으로써, 공정가스를 이너분사노즐(300)에 공급하도록 유도할 수 있다.
즉, 상기 매니폴드(30)는, 복수의 이너분사노즐(300)에 대응되는 인젝터들이 관통하여 복수개 구비될 수 있으며, 이너분사노즐(300)의 하단이 각 인젝터들에 결합됨으로써, 공정가스를 이너분사노즐(300)에 공급하도록 할 수 있다.
상기 이너튜브(100)는, 내부에 기판(1)이 수용되어 기판처리가 수행되는 처리공간(S1)을 형성하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 이너튜브(100)는, 석영재질로 구비될 수 있으며, 상단이 돔형으로 형성되거나, 다른 예로서 평면으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 이너튜브(100)는, 평면 상 원형을 가지는 구성일 수 있으며, 외주면 중 일부에 처리공간(S1)에 대한 배기를 위한 이너배기구(110)가 형성될 수 있다.
이때, 이너배기구(110)는, 처리공간(S1)에 대한 배기를 위한 구성으로서, 후술하는 이너분사노즐(300)을 통해 공급된 공정가스 및 이로 인해 발생하는 각종 부산물을 포함하는 배기가스에 대한 배기를 수행할 수 있으며, 이때의 배기는 처리공간(S1)에서 후술하는 아우터튜브(200)를 통해 형성되는 배기공간(S2)으로의 배기를 의미할 수 있다.
즉, 상기 이너배기구(110)는, 처리공간(S1)으로부터 배기공간(S2)으로의 배기를 수행할 수 있다.
한편, 상기 이너배기구(110)는, 이너튜브(100) 측면 중 평면 상 아우터배기구(210)에 대응되는 위치로서, 아우터배기구(210)에 인접한 위치에 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 이너배기구(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이너튜브(100) 측면 중 후술하는 이너분사노즐(300)에 대향되는 위치 및 아우터배기구(210)에 인접한 위치에 형성될 수 있다.
일예로, 상기 이너배기구(110)는, 이너튜브(100) 측벽에 수직방향의 슬릿형상으로 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 이너튜브(100) 측벽 중 수직방향으로 적재된 기판(1)들 중 최고높이와 최저높이에 대응되는 높이의 수직방향 길이를 가지고 형성될 수 있다.
한편, 이너배기구(110)를 통해 배기공간(S2)으로 배기되는 공정가스는 후술하는 아우터배기구(210)를 통해 외부로 배출될 수 있는데, 이때 아우터배기구(210)가 아우터튜브(200) 측벽 하측에 형성됨에 따라, 이너배기구(110)를 통해 배기되는 공정가스의 하강흐름을 발생할 수 있다.
이와 같은 하강기류를 보완하기 위하여, 이너튜브(100) 상측의 시간 당 배기량이 하측의 시간 당 배기량보다 크도록 유도할 수 있다.
이를 위하여, 상기 이너배기구(110)는, 이너튜브(100) 측벽에 수직방향의 슬릿으로 형성되는 경우, 상측으로 갈수록 점진적 또는 단계적으로 폭이 넓어지도록 형성될 수 있다.
또한, 다른 예로서, 상기 이너배기구(110)는, 이너튜브(100) 측벽에 수직방향으로 서로 이격되어 형성되는 다수의 배기공일 수 있으며, 이때, 배기공들의 면적이 상측으로 갈수록 점진적 또는 단계적으로 커질 수 있다.
상기 이너튜브(100)는, 아우터가스 기류가 수평방향 흐름을 유지하도록, 이너튜브(100) 외주면에 형성되는 가이드부(120)를 추가로 포함할 수 있다.
즉, 상기 이너튜브(100)는, 배기공간(S2) 내에 후술하는 아우터분사노즐(400)을 통해 분사되는 아우터가스가 하강하는 것을 방지하여 수평방향 흐름을 유지하도록 외주면에 가이드부(120)가 돌출되어 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 가이드부(120)는, 아우터분사노즐(400)의 분사공(401)들 높이에 대응되어 서로 평행하게 상하방향으로 복수개 구비될 수 있으며, 이너튜브(100) 외주면으로부터 돌출되어 아우터튜브(200) 내주면에 인접하거나 결합하도록 설치될 수 있다.
한편, 이때 상기 가이드부(120)는, 아우터배기구(210) 측으로의 배기 흐름을 방해하지 않도록, 도 5에 도시된 바와 같이, 이너배기구(110)에 인접한 위치에서는 생략될 수 있고, 이로써 이너배기구(110)를 통과한 배기되는 공정가스가 하측 아우터배기구(210) 측으로 하강할 수 있으며, 더 나아가 분사되는 아우터가스 또한 하측으로 하강할 수 있다.
따라서, 상기 가이드부(120)는, 후술하는 아우터분사노즐(400)이 한 쌍으로 구비되는 경우, 아우터분사노즐(400)로부터 이너배기구(110)에 인접한 위치까지 이너튜브(100)의 원주를 따라서 설치될 수 있다.
한편, 상기 가이드부(120)는, 다른 실시예로서, 아우터튜브(200) 내벽면에 설치될 수 있으며, 이때 설치 및 배치에 대하여는 전술한 바와 같은 바 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 가이드부(120)는, 이너튜브(100) 또는 아우터튜브(200) 중 어느 하나에 구비될 수 있을 뿐만 아니라, 이들 모두에 구비될 수 있으며, 전술한 바와 같이 돌출된 플레이트 형상의 부재로 형성될 수 있으며, 다른 예로서 이너튜브(100) 및 아우터튜브(200) 중 적어도 하나에 홈 형상으로 형성될 수 있음은 또한 물론이다.
상기 아우터튜브(200)는, 이너튜브(100)가 수용되어 내부 이너튜브(100)와의 사이에 배기공간(S2)이 형성되며, 처리공간(S1)으로부터 이너배기구(110)를 통해 전달된 배기가스를 외부로 배출하는 아우터배기구(210)가 형성되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 아우터튜브(200)는, 석영재질로 구비될 수 있으며, 상단이 돔형으로 형성되거나, 다른 예로서 평면으로 형성될 수 있고, 평면 상 원형을 가지는 구성일 수 있다.
한편, 상기 아우터튜브(200)는, 하측에 아우터배기구(210)가 형성됨에 따라 공정가스의 수평방향 기류가 유지되지 못하고, 아우터배기구(210)가 형성된 하측으로 기류가 형성됨에 따라 원활한 기판처리가 수행되지 못하는 문제점을 개선하고자, 이중튜브를 구조를 적용하기 위해 도입된 구성일 수 있다.
따라서, 상기 아우터튜브(200)는, 내부에 이너튜브(100)가 수용되며 이너튜브(100)와의 사이에 배기공간(S2)을 형성할 수 있다.
상기 아우터배기구(210)는, 이너배기구(110)를 통해 배기공간(S2)으로 전달된 배기가스를 외부로 배출하기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 아우터배기구(210)는, 아우터튜브(200) 측면 하측에 형성되어, 외부에 배치되는 펌프(40)를 통해 배기를 수행할 수 있다.
이때, 상기 아우터배기구(210)는, 아우터튜브(200) 측면 중 적절한 위치에 배치될 수 있으나, 아우터튜브(200) 외부에 구비되는 히터부(20)를 고려하여 측면 중 하측에 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 아우터배기구(210)는, 아우터튜브(200)를 관통하여 형성될 수 있으며, 후술하는 배기관부(220)에 대응되어 원형으로 형성될 수 있다.
상기 아우터튜브(200)는, 아우터배기구(210)에 대응되는 위치에서 설치되어 구비되는 배기관부(220)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 배기관부(220)는, 아우터튜브(200)에 설치되어 아우터배기구(210)를 통해 배기되는 배기가스를 외부로 배출하는 구성일 수 있으며, 이를 위해 외부에 구비되는 펌프(40)와 연결될 수 있다.
예를 들면, 상기 배기관부(220)는, 아우터튜브(200)의 하측 외주면을 둘러싸고 설치되는 결합부(221)와, 결합부(221)로부터 아우터배기구(210)에 대응되는 위치에서 형성되는 배기관(222)을 포함할 수 있다.
상기 이너분사노즐(300)은, 처리공간(S1)에 설치되어 처리공간(S1)으로 공정가스를 분사하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 이너분사노즐(300)은, 이너배기구(110)에 대향되는 이너튜브(100) 내벽에 인접하여 배치될 수 있으며, 이를 위하여 이너튜브(100)는, 평면 상 완전한 형태의 원형이 아닌 이너분사노즐(300)이 배치되기 위하여 원주 적어도 일부가 반경방향으로 확장되는 확장부가 형성될 수 있다.
이로써, 상기 이너분사노즐(300)로부터 분사되는 공정가스가 대향되는 위치에 형성되는 이너배기구(110)를 향해 직진성의 기류를 형성하며 분사될 수 있다.
한편, 상기 이너분사노즐(300)은, 전술한 공정가스로서, 각각 소스가스, 반응가스 및 불활성가스를 분사하도록 복수개로 구비될 수 있으며, 복수개의 이너분사노즐(300) 각각은 정해진 가스를 분사할 수 있다.
이 경우, 상기 이너분사노즐(300)은, 중심 측에 소스가스 및 반응가스를 분사하는 이너분사노즐(300)이 배치되고, 이들 외곽에 불활성가스가 분사되는 이너분사노즐(300)이 배치됨으로써, 불활성가스의 가이드 역할을 통해 소스가스 및 반응가스가 직진성이 강화되어 분사될 수 있다.
또한, 복수의 이너분사노즐(300)들은, 도 3에 도시된 바와 같이, 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스의 공정가스를 서로 동일방향으로 분사하여 서로 평행한 기류가 형성되도록 유도할 수 있으며, 이를 통해, 처리공간(S1) 내에 공정가스가 동일 방향으로 흐르도록 할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 복수의 이너분사노즐(300)들은, 수직방향으로 형성되는 다수의 이너노즐분사공(301)들이 각각의 이너분사노즐(300)에 대하여 서로 동일 방향으로 형성되며, 이로써, 기판(1) 상 공정가스가 동일 방향으로 흐르도록 유도할 수 있다.
한편, 상기 이너분사노즐(300)은, 단순히 수직방향으로 길이를 가지고 형성되며 외주면에 다수의 이너노즐분사공(301)들이 형성되는 구성일 수 있다.
또한, 다른 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이너분사노즐(300)은, 전체적으로 역 "U"자 형상으로서, 이너튜브(100) 하부에서 일단이 공정가스를 공급하는 인젝터와 연결되며 수직방향으로 다수의 이너노즐분사공(301)들이 형성되는 제1분사노즐(310)과, 제1분사노즐(310)에 평행하게 배치되어 수직방향으로 다수의 이너노즐분사공(301)들이 형성되는 제2분사노즐(320)과, 제1분사노즐(310) 타단과 제2분사노즐(320)을 연결하는 연결부(330)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2분사노즐(320)은, 제1분사노즐(310)과 인접한 위치에서 평행하게 배치될 수 있으며, 보트(20)에 적재되는 기판(10)들의 적재범위에 대응되는 높이로 형성될 수 있다.
한편, 다수의 이너노즐분사공(301)들은, 수직방향으로 서로 이격되어 다수개 형성될 수 있으며, 서로 일정간격으로 배치되거나, 기판(10)들의 적재 위치에 대응되어 형성될 수 있다.
상기 아우터분사노즐(400)은, 배기공간(S2)에 설치되어 배기공간(S2) 내에서 이너배기구(110) 측으로 아우터가스를 분사하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
즉, 상기 아우터분사노즐(400)은, 배기공간(S2) 내에서 이너배기구(110) 측을 향하도록 아우터가스를 분사하여 배기공간(S2) 내 이너배기구(110) 측으로 향하는 기류를 형성하고, 이를 통해 이너배기구(110)를 통과하여 배출되는 배기가스의 처리공간(S1)으로의 역류를 방지하고 이너배기구(110)를 통과하는 기류를 가이드하여 강화할 수 있다.
이때, 전술한 바와 같이, 아우터배기구(210)가 하측에 배치되는 바 아우터분사노즐(400)들 통해 분사되는 아우터가스의 하강기류가 강하게 발생할 여지가 있으므로, 아우터분사노즐(400)을 기준으로 상측에서는 하측보다 강한 아우터가스 기류 및 유량을 형성할 필요가 있다.
이를 위하여, 상기 아우터분사노즐(400)은, 배기공간(S2) 중 상측에 아우터가스를 분사하는 상부아우터분사노즐과, 배기공간(S2) 중 하측에 상부아우터분사노즐보다 작은 단위 시간 당 유량의 아우터가스를 분사하는 하부아우터분사노즐을 포함할 수 있다.
즉, 상기 아우터분사노즐(400)은, 상측에서 아우터가스를 분사하는 상부아우터분사노즐과 하측에서 아우터가스를 분사하는 하부아우터분사노즐을 각각 구비하고, 이들의 단위 시간 당 분사 유량을 달리함으로써, 발생하는 하강기류에 대응할 수 있다.
이때, 상부아우터분사노즐을 통해 분사되는 단위 시간 당 아우터가스 유량이 하부아우터분사노즐을 통해 분사되는 단위 시간 당 아우터가스 유량보다 크도록 제어될 수 있다.
이를 위하여, 각각에 공급되는 아우터가스 유량을 제어할 수 있으며, 다른 예로서, 상부아우터분사노즐에 형성되는 분사공의 면적이 하부아우터분사노즐에 형성되는 분사공 면적보다 크게 형성될 수 있다.
한편, 다른 예로서, 분사되는 아우터가스의 유속을 적절히 제어하기 위하여, 상부아우터분사노즐에 형성되는 분사공 면적이 하부아우터분사노즐에 형성되는 분사공 면적 보다 작게 형성될 수 있음은 또한 물론이다.
상기 아우터분사노즐(400)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 이너분사노즐(300) 양측 인접한 위치에 각각 배치되어 한 쌍으로 구비될 수 있다.
이를 통해, 이너튜브(100)의 외주면을 따라서 수평방향 기류를 형성하여 적절한 압력으로 이너배기구(110) 인근에서 배기가스의 흐름을 유도할 수 있다.
한편, 다른 예로서, 아우터분사노즐(400)은, 이너배기구(110)를 기준으로 양측 인접한 위치에 각각 배치되어 한 쌍으로 구비될 수 있다.
이를 통해, 이너배기구(110)를 향해 아우터가스를 근접거리에서 분사함으로써, 아우터배기구(210)가 하측에 형성됨에 따른 아우터가스의 하강기류의 형성에 따른 영향을 최소화하고, 배출되는 배기가스에 직접적인 가이드를 수행할 수 있다.
상기 아우터분사노즐(400)은, 수직방향으로 길이를 가지며, 측면에 복수의 분사공(401)들이 형성될 수 있으며, 전술한 하강기류에 대응하기 위하여, 다양한 실시예가 적용될 수 있다.
예를 들면, 상기 분사공(401)들은, 상측에 위치한 분사공(401)의 제1직경(d1)이 하측에 위치한 분사공(401)의 제2직경(d2) 보다 크게 형성됨으로써, 상측으로 갈수록 점진적 또는 단계적으로 직경이 커져, 상측에서의 단위 시간 당 아우터가스 분사유량이 하측에서의 단위 시간 당 아우터가스 분사유량보다 크도록 유도할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100: 이너튜브 200: 아우터튜브
300: 이너분사노즐 400: 아우터분사노즐

Claims (20)

  1. 내부에 기판(1)이 수용되어 기판처리가 수행되는 처리공간(S1)이 형성되며, 상기 처리공간(S1)에 대한 배기를 위한 이너배기구(110)가 형성되는 이너튜브(100)와;
    상기 이너튜브(100)가 수용되어 내부 상기 이너튜브(100)와의 사이에 배기공간(S2)이 형성되며, 상기 처리공간(S1)으로 수용되어 상기 이너배기구(110)를 통해 전달된 배기가스를 외부로 배출하는 아우터배기구(210)가 형성되는 아우터튜브(200)와;
    상기 처리공간(S1)에 설치되어 상기 처리공간(S1)으로 공정가스를 분사하는 이너분사노즐(300)과;
    상기 배기공간(S2)에 설치되어 상기 배기공간(S2) 내에 아우터가스를 분사하는 아우터분사노즐(400)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터분사노즐(400)은,
    상기 배기공간(S2) 내에서 상기 이너배기구(110) 측으로 상기 아우터가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터배기구(210)는,
    상기 아우터튜브(200) 측면 하측에 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 이너분사노즐(300)은,
    상기 이너배기구(110)에 대향되는 상기 이너튜브(100) 내벽에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 이너분사노즐(300)은, 복수개이며,
    각각 소스가스, 반응가스 및 불활성가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    복수의 상기 이너분사노즐(400)들은,
    서로 평행하도록 동일 방향으로 상기 공정가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 이너분사노즐(300)은,
    상기 이너튜브(100) 하부에서 일단이 상기 공정가스를 공급하는 인젝터와 연결되며 수직방향으로 다수의 이너노즐분사공(301)들이 형성되는 제1분사노즐(310)과, 상기 제1분사노즐(310)에 평행하게 배치되어 수직방향으로 다수의 이너노즐분사공(301)들이 형성되는 제2분사노즐(320)과, 상기 제1분사노즐(310) 타단과 상기 제2분사노즐(320)을 연결하는 연결부(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 이너배기구(110)는,
    상기 이너튜브(100) 측벽에 수직방향의 슬릿으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 이너배기구(110)는,
    상측으로 갈수록 점진적 또는 단계적으로 폭이 넓어지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 이너배기구(110)는,
    상기 이너튜브(100) 측벽에 수직방향으로 서로 이격되어 형성되는 다수의 배기공들인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 이너배기구(110)는,
    상기 이너튜브(100) 측면 중 평면 상 상기 아우터배기구(210)에 대응되어 인접한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터분사노즐(400)은,
    수직방향으로 길이를 가지며, 측면에 복수의 분사공(401)들이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 분사공(401)들은,
    상측에 위치한 분사공(401)의 직경이 하측에 위치한 분사공(401)의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 분사공(401)들은,
    상측으로 갈수록 점진적 또는 단계적으로 직경이 커지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터분사노즐(400)은,
    상기 배기공간(S2) 중 상측에 상기 아우터가스를 분사하는 상부아우터분사노즐과, 상기 배기공간(S2) 중 하측에 상기 상부아우터분사노즐보다 작은 유량의 상기 아우터가스를 분사하는 하부아우터분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터분사노즐(400)은,
    상기 이너분사노즐(300) 양측 인접한 위치에 각각 배치되어 한 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터분사노즐(400)은,
    상기 이너배기구(110)를 기준으로 양측 인접한 위치에 각각 배치되어 한 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터가스 기류가 수평방향 흐름을 유지하도록, 상기 이너튜브(100) 외주면 및 상기 아우터튜브(200) 내주면 중 적어도 하나에 형성되는 가이드부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 아우터가스는,
    불활성가스 또는 클리닝가스인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  20. 청구항 1에 있어서,
    복수의 기판(1)이 적층되며 복수의 기판(1)에 대한 기판처리가 수행되도록 상기 처리공간(S1)으로 수용되는 기판적재부(10)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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