WO2021002590A1 - 기판처리장치용 가스공급장치 및 기판처리장치 - Google Patents

기판처리장치용 가스공급장치 및 기판처리장치 Download PDF

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gas supply
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이재완
김용현
김윤정
김윤회
박창균
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    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus that performs a processing process such as a deposition process, an etching process, etc. on a substrate.
  • a predetermined thin film layer, a thin film circuit pattern, or an optical pattern must be formed on a substrate.
  • processing processes such as a deposition process of depositing a thin film of a specific material on a substrate, a photo process of selectively exposing the thin film using a photosensitive material, and an etching process of selectively removing the thin film of the exposed portion to form a pattern are performed. Done. This processing step is performed by a substrate processing apparatus.
  • a gas supply device for a substrate processing apparatus is used to perform this processing process.
  • the gas supply device for the substrate processing apparatus includes a plurality of gas supply units for injecting a predetermined process gas into the chamber.
  • Each of the gas supply units may perform a processing process such as depositing a predetermined thin film layer on the substrate by injecting any one selected from a source gas and a reaction gas.
  • the gas supply apparatus for a substrate processing apparatus has a problem in that the flow rate reaching the chamber is lowered due to a low vapor pressure of the process gas discharged from the gas supply unit. Accordingly, the gas supply device for a substrate processing apparatus according to the prior art has a problem of lowering the quality of the substrate that has undergone the processing step by reducing the amount of the processing gas involved in the processing step.
  • the present invention has been devised to solve the above-described problems, and is to provide a gas supply device and a substrate processing device for a substrate processing apparatus capable of increasing the flow rate of a process gas reaching a chamber.
  • the present invention may include the following configuration.
  • a substrate processing apparatus includes: a chamber providing a process space for a substrate; A first gas supply unit for supplying a first gas having a first vapor pressure to the chamber; A second gas supply unit for supplying a second gas having a second vapor pressure greater than the first vapor pressure to the chamber; And a third gas supply unit for supplying a third gas having a third vapor pressure greater than the second vapor pressure to the chamber.
  • a gas supply apparatus for a substrate processing apparatus includes: a first gas supply unit for supplying a first gas to a chamber providing a process space for a substrate; A second gas supply unit for supplying a second gas having a greater vapor pressure than the first gas to the chamber; A first carrier supply unit supplying a first carrier gas to the first gas supply unit such that the flow force of the first gas is increased; And a second carrier supply unit supplying a second carrier gas to the second gas supply unit such that the flow force of the second gas is increased.
  • the first carrier gas may supply the first carrier gas so that the first carrier gas is supplied to the first gas supply unit at a higher flow rate than that of the second carrier gas.
  • the first gas supply unit may be spaced apart from the chamber by a longer distance than the distance between the second gas supply unit and the chamber.
  • the gas supply apparatus for a substrate processing apparatus includes N (N is an integer of 3 or more) gas supply units for supplying process gases having different vapor pressures to a chamber providing a process space for a substrate; And N carrier supply units supplying carrier gas to each of the gas supply units to increase the flow force of the process gases.
  • a first gas supply unit supplies a first gas having a lower vapor pressure than a second gas supply unit among the gas supply units to the chamber, but at a longer distance than the second gas supply unit.
  • a first carrier supply unit may supply a first carrier gas having a higher flow rate than the second carrier supply unit among the carrier supply units to the first gas supply unit.
  • the present invention is implemented to increase the amount of the process gas involved in the treatment process, thereby improving the quality of the substrate after the treatment process.
  • the present invention is implemented to increase the mixing amount of process gases in the chamber, thereby increasing the mass productivity of the substrate that has undergone the treatment process.
  • the present invention can improve the uniformity of the process gases involved in the treatment process by reducing the flow deviation of the process gases reaching the chamber.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing an embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic side view showing an enlarged first gas supply unit, a second gas supply unit, a third gas supply unit, a first gas passage, a second gas passage, and a third gas passage in the substrate processing apparatus according to the present invention
  • FIG. 3 is a schematic enlarged view of part A of FIG. 2
  • FIG. 4 is a schematic side view of an embodiment in which a first carrier gas sequentially flows through a first common channel and a second common channel in the substrate processing apparatus according to the present invention
  • FIG. 5 is a schematic side view of a comparative example in which a first carrier gas does not sequentially flow through a first common channel and a second common channel
  • FIG. 6 is a schematic side view of an embodiment in which the substrate processing apparatus according to the present invention includes four gas supply units and four carrier supply units
  • the gas supply device for a substrate processing apparatus according to the present invention supplies a process gas used to perform a processing process on a substrate, and may be included in the substrate processing apparatus according to the present invention. Accordingly, the gas supply apparatus for a substrate processing apparatus according to the present invention will be described together while describing an embodiment of the substrate processing apparatus according to the present invention.
  • a substrate processing apparatus 1 performs a processing process on a substrate S.
  • the substrate S may be a glass substrate, a silicon substrate, a metal substrate, or the like.
  • the substrate processing apparatus 1 according to the present invention may perform a deposition process of depositing a thin film on the substrate S, an etching process of removing a part of the thin film deposited on the substrate S, and the like.
  • description will be made based on an embodiment in which the substrate processing apparatus 1 according to the present invention performs the deposition process, but from this, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention performs other processing processes such as the etching process. It will be apparent to one of ordinary skill in the art to derive the following examples.
  • a substrate processing apparatus 1 may include a chamber 100, a substrate support 200, and a gas injection unit (not shown).
  • the chamber 100 is to provide a process space for the substrate (S). As the process gas is supplied into the chamber 100, a predetermined deposition process using the process gas may be performed.
  • the chamber 100 may have a hollow cylindrical shape as a whole, but is not limited thereto, and may be formed in a hollow rectangular parallelepiped shape.
  • the substrate support part 200 supports the substrate S.
  • the substrate support part 200 may support the substrate S disposed in a process space inside the chamber 100.
  • the substrate support 200 may be installed in the chamber 100.
  • the substrate support 200 may be installed in the chamber 100 to be rotatable in a predetermined direction. While the substrate S is supported on the substrate support 200, a deposition process in which a predetermined thin film layer is deposited on the substrate S may be performed.
  • the hatching shown in FIG. 1 schematically shows a schematic cross-sectional line of the chamber 100 and the substrate support part 200.
  • the substrate processing apparatus 1 may include a gas supply system (1A).
  • the gas supply device for a substrate processing apparatus according to the present invention may be implemented to include the gas supply system 1A.
  • the gas supply system 1A is for supplying a first gas, a second gas, and a third gas to the chamber.
  • each of the first gas, the second gas, and the third gas may be a process gas used in the deposition process.
  • the gas supply system 1A may be disposed outside the chamber 100.
  • the gas supply system 1A is for mixing the first mixed gas and the second mixed gas and supplying the mixed gas to the chamber 100.
  • the first mixed gas may be a gas in which the first gas and the second gas are mixed
  • the second mixed gas may be a gas in which the first mixed gas and the third gas are mixed.
  • the gas supply system 1A may preferentially mix the first gas and the second gas, and sequentially mix the first mixed gas and the third gas.
  • the gas supply system 1A may include a plurality of gas supply units, a plurality of carrier supply units, and a plurality of gas passages through which the process gases flow.
  • the substrate processing apparatus 1 may include a first gas supply unit 2.
  • the first gas supply unit 2 is for supplying a first gas to the chamber 100.
  • the first gas supply unit 2 may supply the first gas having a first vapor pressure to the chamber 100.
  • a treatment process using the first gas may be performed in the chamber 100.
  • the first gas may be a process gas involved in the treatment process.
  • the first gas may be a precursor constituting a source material of a thin film deposited on the substrate S.
  • the first gas may be composed of indium.
  • the first gas may be a reaction gas that reacts with a source material.
  • the first gas supply unit 2 may be spaced apart from the chamber 100.
  • the first gas supply unit 2 may be disposed outside the chamber 100.
  • the first gas supply unit 2 may perform a function of storing the first gas and supplying the first gas to the chamber 100.
  • the first gas supply unit 2 may receive the first gas from the outside through a first gas supply unit.
  • the substrate processing apparatus 1 may include a second gas supply unit 3.
  • the second gas supply unit 3 is for supplying a second gas to the chamber 100.
  • the second gas supply unit 3 may supply the second gas having a second vapor pressure to the chamber 100.
  • a treatment process using the second gas may be performed in the chamber 100.
  • the second gas may be a process gas involved in the treatment process.
  • the second gas may be a precursor constituting a source material of a thin film deposited on the substrate S. That is, both the second gas and the first gas may be source gases.
  • the second gas and the first gas may be different gases.
  • the first gas is a source gas
  • the second gas may be a reaction gas.
  • the second gas supplied by the second gas supply unit 3 may have a greater vapor pressure than the first gas. That is, the second vapor pressure may be greater than the first vapor pressure.
  • the first gas when the first gas is composed of indium, the second gas may be composed of zinc.
  • the second gas when the second gas has a higher vapor pressure than the first gas, the second gas may have a greater flow force than the first gas. That is, the second gas may flow a longer flow distance than the first gas.
  • the second gas supply unit 3 may be spaced apart from the chamber 100.
  • the second gas supply unit 3 may be disposed outside the chamber 100.
  • the second gas supply unit 3 may perform a function of storing the second gas and supplying the second gas to the chamber 100.
  • the second gas supply unit 3 may receive the second gas from the outside through a second gas supply unit.
  • the second gas supply unit 3 may be disposed closer to the chamber 100 than the first gas supply unit 2.
  • the length of the gas flow path connected from the second gas supply part 3 to the chamber 100 may be shorter than the length of the gas flow path connected from the first gas supply part 2 to the chamber 100.
  • the first gas supply unit 2 may be disposed so that the second gas supply unit 3 is separated by a longer distance than the distance separated from the chamber 100.
  • the substrate processing apparatus 1 according to the present invention may be implemented such that a gas supply unit for supplying a process gas having a low vapor pressure is disposed further away from the chamber 100.
  • the substrate processing apparatus 1 may include a third gas supply unit 4.
  • the third gas supply unit 4 is for supplying a third gas to the chamber.
  • the third gas supply unit 4 may supply the third gas having a third vapor pressure to the chamber 100.
  • a treatment process using the third gas may be performed in the chamber 100.
  • the third gas may be a process gas involved in the treatment process.
  • the third gas may be a precursor constituting a source material of a thin film deposited on the substrate S. That is, the third gas, the second gas, and the first gas may all be source gases.
  • the third gas may be a gas different from the second gas and the first gas.
  • the third gas may be a reaction gas.
  • the third gas supplied by the third gas supply unit 4 may have a greater vapor pressure than the second gas. That is, the third vapor pressure may be greater than the second vapor pressure.
  • the third gas when the first gas is composed of indium and the second gas is composed of zinc, the third gas may be composed of gallium.
  • the large and small relationship between the vapor pressures of the first gas, the second gas, and the third gas described as an example of the process gas in the present specification may be implemented as the first vapor pressure ⁇ the second vapor pressure ⁇ the third vapor pressure.
  • the third gas may have a higher vapor pressure than the second gas, the third gas may have a greater flow force than the second gas and the first gas. That is, the third gas may flow a longer flow distance than the second gas and the first gas.
  • the third gas supply unit 4 may be spaced apart from the chamber 100.
  • the third gas supply unit 4 may be disposed outside the chamber 100.
  • the third gas supply unit 4 may perform a function of storing the third gas and supplying the third gas to the chamber 100.
  • the third gas supply unit 4 may receive the third gas from the outside through a third gas supply unit.
  • the third gas supply unit 4 may be disposed closer to the chamber 100 than the second gas supply unit 3.
  • the length of the gas flow path connected from the third gas supply part 4 to the chamber 100 may be shorter than the length of the gas flow path connected from the second gas supply part 3 to the chamber 100.
  • the second gas supply unit 3 may be disposed to be spaced apart from the chamber 100 by a longer distance than the distance between the third gas supply unit 4 and the chamber 100.
  • the substrate processing apparatus 1 according to the present invention may be implemented such that a gas supply unit for supplying a process gas having a low vapor pressure is disposed further away from the chamber 100.
  • the substrate processing apparatus 1 may include a first carrier supply unit 5.
  • the first carrier supply unit 5 supplies a first carrier gas to the first gas supply unit 2.
  • the first carrier gas may be a gas for increasing the flow force of the first gas. As the first carrier gas pushes the first gas toward the chamber 100, the distance in which the first gas can flow can be increased.
  • the first carrier gas may be any one gas selected from N 2 , Ar, He, and Ne.
  • the first carrier supply unit 5 may be connected to the first gas supply unit 2.
  • the dotted arrows shown in FIG. 2 schematically show a schematic flow direction of the first carrier gas.
  • the first carrier supply unit 5 may be connected to the first gas supply unit 2 while being spaced apart from the chamber 100.
  • the first carrier supply unit 5 may perform a function of storing the first carrier gas and supplying the first carrier gas to the first gas supply unit 2.
  • the first carrier supply unit 5 may include a first control module 51.
  • the first control module 51 controls the flow rate of the first carrier gas.
  • the first control module 51 may be disposed at the outlet side of the first carrier supply unit 5.
  • the first control module 51 may adjust the flow force of the first gas by adjusting the flow rate of the first carrier gas.
  • the first control module 51 may be entirely implemented as a valve.
  • the substrate processing apparatus 1 may include a second carrier supply unit 6.
  • the second carrier supply unit 6 supplies a second carrier gas to the second gas supply unit 3.
  • the second carrier gas may be a gas for increasing the flow force of the second gas. As the second carrier gas pushes the second gas toward the chamber 100, the distance through which the second gas can flow may be increased.
  • the second carrier gas may be any one gas selected from N 2 , Ar, He, and Ne.
  • the second carrier gas may be the same gas as the first carrier gas.
  • the second carrier supply unit 6 may be connected to the second gas supply unit 3.
  • the arrows of the dashed-dotted line shown in FIG. 2 schematically show a schematic flow direction of the second carrier gas.
  • the second carrier supply unit 6 may be connected to the second gas supply unit 3 while being spaced apart from the chamber 100.
  • the second carrier supply unit 6 may perform a function of storing the second carrier gas and supplying the second carrier gas to the second gas supply unit 3.
  • the second carrier supply unit 6 may be spaced apart from the chamber 100 by a shorter separation distance than the first carrier supply unit 5.
  • the second carrier gas 6 may supply the second carrier gas so that the second carrier gas is supplied to the second gas supply 3 at a lower flow rate than the first carrier gas. That is, the first carrier gas may flow at a higher flow rate than that of the second carrier gas. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention can achieve the following operational effects.
  • the substrate processing apparatus 1 according to the present invention is implemented such that the flow rate of the first carrier gas is larger than the flow rate of the second carrier gas, thereby increasing the flowable distance of the first gas. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention can increase the amount of the first gas involved in the processing process by increasing the flow rate of the first gas reaching the chamber 100. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention can improve the quality of the substrate S that has undergone the processing process.
  • the substrate processing apparatus 1 allows the first carrier gas to increase the flow force of the first gas, and the second carrier gas to increase the flow force of the second gas. Is implemented. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention increases the amount of mixing of the process gases in the chamber 100 by increasing the flow rates of the first gas and the second gas reaching the chamber 100. It can be implemented to be able to. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention can increase the mass productivity of the substrate S that has undergone the processing process.
  • a process gas having a small vapor pressure reaches the chamber 100 by a high flow rate carrier gas, and a process gas having a high vapor pressure is a low flow rate carrier gas. It is implemented to reach the chamber 100 by. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention can reduce a flow rate deviation of the process gases reaching the chamber 100 by the carrier gases. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention can improve the uniformity of the process gases involved in the processing process.
  • the length of the dotted arrow and the length of the dashed-dotted arrow shown in FIG. 2 schematically show the magnitudes of the flow rates of the first carrier gas and the second carrier gas.
  • the second carrier supply unit 6 may include a second control module 61.
  • the second control module 61 controls the flow rate of the second carrier gas.
  • the second control module 61 may be disposed at the outlet side of the second carrier supply unit 6.
  • the second control module 61 may adjust the flow force of the second gas by adjusting the flow rate of the second carrier gas.
  • the second control module 61 may be entirely implemented as a valve.
  • the substrate processing apparatus 1 may include a third carrier supply unit 7.
  • the third carrier supply unit 7 supplies a third carrier gas to the third gas supply unit 4.
  • the third carrier gas may be a gas for increasing the flow force of the third gas. As the third carrier gas pushes the third gas toward the chamber 100, the distance through which the third gas can flow may be increased.
  • the third carrier gas may be any one gas selected from N 2 , Ar, He, and Ne.
  • the third carrier gas may be the same gas as the second carrier gas.
  • the third carrier supply unit 7 may be connected to the third gas supply unit 4.
  • the solid arrow shown in FIG. 2 schematically shows the flow direction of the third carrier gas.
  • the third carrier supply unit 7 may be connected to the third gas supply unit 4 while being spaced apart from the chamber 100.
  • the third carrier supply unit 7 may perform a function of storing the third carrier gas and supplying the third carrier gas to the third gas supply unit 4.
  • the third carrier supply unit 7 may be spaced apart from the chamber 100 by a shorter separation distance than the second carrier supply unit 6.
  • the third carrier supply unit 7 may supply the third carrier gas so that the third carrier gas is supplied to the third gas supply unit 4 at a lower flow rate than the second carrier gas. That is, the second carrier gas may flow at a higher flow rate than that of the third carrier gas.
  • the length of the solid arrow shown in FIG. 2 schematically shows the magnitude of the flow rate of the third carrier gas.
  • the third carrier supply unit 7 may include a third control module 71.
  • the third control module 71 controls the flow rate of the third carrier gas.
  • the third control module 71 may be disposed at the outlet side of the third carrier supply unit 7.
  • the third control module 71 may adjust the flow force of the third gas by adjusting the flow rate of the third carrier gas.
  • the third control module 71 may be entirely implemented as a valve.
  • the substrate processing apparatus 1 may include a first gas flow path 8 and a second gas flow path 9.
  • the first gas passage 8 is connected to the first gas supply unit 2.
  • the first gas flow path 8 may be implemented as a pipe through which the first gas and the first carrier gas flow.
  • the first gas passage 8 may be formed to have a circular cross-sectional area based on a direction perpendicular to a direction in which the first gas and the first carrier gas flow.
  • the second gas flow path 9 is connected to the second gas supply unit 3.
  • the second gas flow path 9 may be implemented as a pipe through which the second gas and the second carrier gas flow.
  • the second gas passage 9 may be formed to have a circular cross-sectional area based on a direction perpendicular to a direction in which the second gas and the second carrier gas flow.
  • the second gas flow passage 9 may be spaced apart from the first gas flow passage 8.
  • the second gas flow passage 9 may be disposed closer to the chamber 100 than the first gas flow passage 8. That is, the first gas passage 8 through which the first carrier gas flows may be spaced farther from the chamber 100 than the second gas passage 9 through which the second carrier gas flows.
  • the second gas flow passage 9 may be formed to have the same length as the first gas flow passage 8.
  • the second gas flow path 9 may be formed to have a smaller area than the first gas flow path 8. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention may be implemented such that the first carrier gas flows at a higher flow rate than that of the second carrier gas.
  • the substrate processing apparatus 1 may further include a third gas flow path 10.
  • the third gas flow path 10 is connected to the third gas supply unit 4.
  • the third gas passage 10 may be implemented as a pipe through which the third gas and the third carrier gas flow.
  • the third gas passage 10 may be formed to have a circular cross-sectional area based on a direction perpendicular to a direction in which the third gas and the third carrier gas flow.
  • the third gas passage 10 may be spaced apart from each of the second gas passage 9 and the first gas passage 8.
  • the third gas passage 10 may be disposed closer to the chamber 100 than the second gas passage 9. That is, the second gas passage 9 through which the second carrier gas flows may be spaced farther from the chamber 100 than the third gas passage 10 through which the third carrier gas flows.
  • the third gas flow path 10 may be formed to have the same length as the second gas flow path 9.
  • the third gas flow path 10 may be formed to have a smaller area than the second gas flow path 9. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention may be implemented so that the second carrier gas flows at a higher flow rate than that of the third carrier gas.
  • the substrate processing apparatus 1 includes the first carrier gas and the first gas (referred to as'first gases'), the second carrier gas and the second Gas (referred to as'second gases'), and flow rates of the third carrier gas and the third gas (referred to as'third gases') may be adjusted.
  • the first gas supply unit 2 and the second gas supply unit 3 may each include the following configurations.
  • the first gas supply unit 2 may include a first injection member 21 and a first injection hole 22.
  • the first injection member 21 is for injecting the first gases into the chamber 100.
  • the first injection member 21 may be connected to each of the first gas supply unit 2 and the first gas passage 8.
  • the first gases stored in the first gas supply unit 2 may be injected into the first gas passage 8 through the first injection member 21.
  • the first injection hole 22 is formed in the first injection member 21.
  • the first injection hole 22 may be formed through the first injection member 21.
  • the first gases may pass through the first injection hole 22 and be injected into the first gas passage 8.
  • the first injection hole 22 may be formed in the first injection member 21 so that the area is adjustable.
  • the second gas supply unit 3 may include a second injection member 31 and a second injection hole 32.
  • the second injection member 31 is for injecting the second gases into the chamber 100.
  • the second injection member 31 may be connected to each of the second gas supply unit 3 and the second gas flow path 9.
  • the second gases stored in the second gas supply unit 3 may be injected into the second gas passage 9 through the second injection member 31.
  • the second injection member 31 may be disposed closer to the chamber 100 than the first injection member 21.
  • the second injection hole 32 is formed in the second injection member 31.
  • the second injection hole 32 may be formed through the second injection member 31.
  • the second gases may pass through the second injection hole 32 and be injected into the second gas flow path 9.
  • the second injection hole 32 may be formed in the second injection member 31 so that the area is adjustable.
  • the second injection hole 32 may be disposed closer to the chamber 100 than the first injection hole 22.
  • the second injection hole 32 may be formed to have a smaller size than the first injection hole 22. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention may be implemented such that the first gases flow at a higher flow rate than that of the second gases.
  • the third gas supply unit 4 may include a third injection member 41 and a third injection hole (not shown).
  • the third injection member 41 is for injecting the third gases into the chamber 100.
  • the third injection member 41 may be connected to each of the third gas supply unit 4 and the third gas flow path 10.
  • the third gases stored in the third gas supply unit 4 may be injected into the third gas passage 10 through the third injection member 41.
  • the third injection member 41 may be disposed closer to the chamber 100 than the second injection member.
  • the third injection hole is formed in the third injection member 41.
  • the third injection hole may be formed through the third injection member 41.
  • the third gases may be injected into the third gas flow path 10 through the third injection hole.
  • the third injection hole may be formed in the third injection member 41 so that the area is adjustable.
  • the third injection hole may be disposed closer to the chamber 100 than the second injection hole.
  • the third injection hole may have a smaller size than the second injection hole. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention may be implemented such that the second gases flow at a higher flow rate than that of the third gases.
  • the substrate processing apparatus 1 may include a common channel 11.
  • the common passage 11 is connected to the first gas passage 8, the second gas passage 9, and the chamber 100, respectively.
  • the common flow path 11 includes the first gas flow path 8, the second gas flow path 9, and It may be connected to each of the third gas flow path 10 and the chamber 100.
  • the common flow path 11 may be implemented as a pipe through which the first gas, the first carrier gas, the second gas, the second carrier gas, the third gas, and the third carrier gas flow. .
  • the common flow path 11 may include the first common flow path 111, the second common flow path 112, and a third common flow path 113.
  • the first common flow path 111 is connected to the first gas flow path 8.
  • the first common flow path 111 may be connected to each of the first gas flow path 8 and the second common flow path 112.
  • the first common passage 111 may be implemented as a pipe through which the first gas and the first carrier gas flow.
  • the first carrier gas supplied from the first carrier supply unit 5 is the first gas supply unit 2, the first gas channel 8, the first common channel 111, and the second common channel ( 112), the third common flow path 113 may be sequentially flowed to be supplied to the chamber 100.
  • the dotted arrows shown in FIG. 4 schematically show a schematic flow direction of the first carrier gas.
  • the first gas supplied from the first gas supply unit 2 is the first gas passage 8, the first common passage 111, the second common passage 112, and the third common passage 113. ) May be supplied to the chamber 100 by sequentially flowing.
  • a first connection point CP1 may be formed at a portion where the first common passage 111 and the first gas passage 8 are connected. As shown in FIG. 4, the first connection point CP1 may be a part of the common flow path 11 in which the flow directions of the first carrier gas and the first gas change.
  • the second common flow path 112 is connected to the second gas flow path 9.
  • the second common flow path 112 may be connected to each of the second gas flow path 9, the first common flow path 111, and the third common flow path 113.
  • the second common passage 112 may be implemented as a pipe through which the second gas and the second carrier gas flow.
  • the second carrier gas supplied from the second carrier supply unit 6 is the second gas supply unit 3, the second gas channel 9, the second common channel 112, and the third common channel ( 113) may be sequentially flowed and supplied to the chamber 100.
  • the arrows of the dashed-dotted line shown in FIG. 4 schematically show the flow direction of the second carrier gas.
  • the second gas supplied from the second gas supply unit 3 sequentially flows through the second gas passage 9, the second common passage 112, and the third common passage 113 to the chamber ( 100) can be supplied.
  • the substrate processing apparatus 1 according to the present invention is implemented so that the first carrier gas flows sequentially through the first common channel 111 and the second common channel 112. I can.
  • the first common flow path 111 may be spaced farther from the chamber 100 than the second common flow path 112. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention is compared with a comparative example in which the first carrier gas does not flow sequentially through the first common channel 111 and the second common channel 112 ,
  • the first carrier gas may be implemented to increase the flow force of the second gas.
  • FIG. 5 shows a comparative example in which the first carrier gas does not sequentially flow through the first common channel 111 and the second common channel 112.
  • the flow direction of the first carrier gas and the flow direction of the second carrier gas may be opposite to each other.
  • the second carrier gas may be pushed toward the second gas supply unit 3 as the first carrier gas having a relatively high flow rate flows back and penetrates into the second common channel 112.
  • the comparative example can reduce the degree to which the second carrier gas increases the distance through which the second gas can flow.
  • the first carrier gas is opposite to the flow direction of the second gas, the amount of the second gas reaching the chamber 100 by the first carrier gas can be reduced. .
  • the comparative example can reduce the amount of the second gas involved in the treatment process.
  • the length of the dotted arrow and the length of the dashed-dotted arrow shown in FIG. 5 schematically show the magnitudes of the flow rates of the first carrier gas and the second carrier gas.
  • FIG. 4 shows an embodiment in which the first carrier gas sequentially flows through the first common channel 111 and the second common channel 112.
  • the flow direction of the first carrier gas may be the same as the flow direction of the second carrier gas.
  • the first carrier gas having a relatively high flow rate may supplement the second carrier gas to push the second gas toward the chamber 100.
  • the comparative example is implemented so that the flow directions of the first carrier gas and the second gas are the same in the second common flow path 112.
  • the embodiment may be implemented so that the first carrier gas increases a flowable distance of the second gas as well as the first gas. Accordingly, the embodiment can increase the amount of process gases mixed in the chamber 100 by increasing the amount of the second gas involved in the processing process.
  • the length of the dotted arrow and the length of the dashed-dotted arrow shown in FIG. 4 schematically show the magnitudes of the flow rates of the first carrier gas and the second carrier gas.
  • the second common flow path 112 and the first common flow path 111 may be formed to extend in the same direction. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention can be implemented so that the flow path of the first carrier gas does not change within the common flow path 11. 4 schematically shows that the second common flow path 112 and the first common flow path 111 are connected to each other in a straight line.
  • the second common flow path 112 may be formed longer than the first common flow path 111. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention increases the flow time of the first carrier gas in the second common flow path 112, thereby increasing the flow force of the second gas by the first carrier gas. Can increase.
  • the second common flow path 112 may be formed to have the same length as the first common flow path 111.
  • a second connection point CP2 may be formed at a portion connected to the second common passage 112 and the second gas passage 9.
  • the second connection point CP2 corresponds to a point at which the flow direction of the second carrier gas and the second gas changes, as shown in FIG. 4, and the second carrier gas, the second gas, and the second gas It may be a part of the common passage 11 where the first carrier gas and the first gas merge.
  • the second carrier gas is the first connection point at the second connection point CP2. It is possible to implement a preventive force that prevents diffusion and penetration toward the point CP1.
  • the second connection point CP2 may be spaced apart from the first connection point CP1.
  • the second connection point CP2 may be disposed closer to the chamber 100 than the first connection point CP1.
  • the first carrier gas may sequentially flow through the first connection point CP1 and the second connection point CP2.
  • the third common flow path 113 is connected to the third gas flow path 10.
  • the third common flow path 113 may be connected to each of the second common flow path 112, the third gas flow path 10, and the chamber 100.
  • the third common passage 113 may be implemented as a pipe through which the third gas and the third carrier gas flow.
  • the third carrier gas supplied from the third carrier supply unit 7 sequentially flows through the third gas supply unit 4, the third gas passage 10, and the third common passage 113 to the chamber Can be supplied as 100.
  • the solid arrow shown in FIG. 2 schematically shows the flow direction of the third carrier gas.
  • the third gas supplied from the third gas supply unit 4 may be supplied to the chamber 100 by sequentially flowing through the third gas passage 10 and the third common passage 113.
  • the first carrier gas passes through the first common flow path 111, the second common flow path 112, and the third common flow path 113. It can be implemented to flow sequentially.
  • the first common flow path 111 is disposed to be spaced farther from the chamber 100 than the second common flow path 112, and the second common flow path 112 includes the third common flow path ( It may be arranged to be spaced farther from the chamber 100 than 113). Accordingly, in the substrate processing apparatus 1 according to the present invention, the first carrier gas sequentially flows through the first common channel 111, the second common channel 112, and the third common channel 113.
  • the first carrier gas may be implemented to increase the flow power of the second gas and the third gas. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention increases the amount of the process gas mixed in the chamber 100 by increasing the amount of the second gas and the third gas involved in the processing process. I can make it.
  • the third common flow path 113, the second common flow path 112, and the first common flow path 111 may be formed to extend in the same direction. Accordingly, the substrate processing apparatus 1 according to the present invention can be implemented so that the flow path of the first carrier gas does not change within the common flow path 11.
  • the third common flow path 113, the second common flow path 112, and the first common flow path 111 may be connected to each other in a straight line.
  • the third common flow path 113 may be formed longer than each of the second common flow path 112 and the first common flow path 111.
  • the third common flow path 113, the second common flow path 112, and the first common flow path 111 may all be formed to have the same length.
  • a third connection point CP3 may be formed at a portion where the third common flow path 113 and the third gas flow path 10 are connected.
  • the third connection point CP3 corresponds to a point where the flow direction of the third carrier gas and the third gas changes, as shown in FIG. 2, and the third carrier gas, the third gas, and the third gas It may be a part of the common passage 11 where the second carrier gas and the second gas, and the first carrier gas and the first gas merge.
  • the third carrier gas is the third connection point ( It is possible to implement a preventive force that prevents diffusion and penetration from CP3) to the second connection point CP2.
  • the third connection point CP3 may be disposed to be spaced apart from each of the second connection point CP2 and the first connection point CP1.
  • the third connection point CP3 may be disposed closer to the chamber 100 than the second connection point CP2.
  • the first carrier gas may sequentially flow through the first connection point CP1, the second connection point CP2, and the third connection point CP3.
  • the substrate processing apparatus 1 according to the present invention has been described on the basis of including three gas supply units and three carrier supply units, but this is exemplary, and the substrate processing apparatus 1 according to the present invention is It may include a supply unit and four or more carrier supply units.
  • the substrate processing apparatus 1 provides N (N is an integer of 3 or more) gas supply units for supplying process gases having different vapor pressures to the chamber 100, and the flow force of the process gases. It may include N carrier supply units for supplying a carrier gas to each of the gas supply units so as to increase.
  • the first gas supply unit 20 supplies a first gas having a lower vapor pressure than the second gas supply unit 20 ′ among the gas supply units to the chamber 100, and the second gas supply unit 20 It may be spaced apart from the chamber 100 by a longer distance than the gas supply unit 3.
  • the first carrier supply unit 30 may supply a first carrier gas having a higher flow rate to the first gas supply unit 20 than the second carrier supply unit 30 ′ among the carrier supply units. .
  • the substrate processing apparatus 1 includes four gas channels 40, 40', 40'' connected to each of the gas supply units 20, 20', 20 ⁇ , 20''', 40'') and one common flow path 50 connected to the gas flow paths 40, 40', 40'', 40'''.

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Abstract

본 발명은 기판에 대한 공정공간을 제공하는 챔버에 제1가스를 공급하기 위한 제1가스공급부; 상기 제1가스에 비해 더 큰 증기압(Vapor Pressure)을 갖는 제2가스를 상기 챔버에 공급하기 위한 제2가스공급부; 상기 제1가스의 유동력이 증가되도록 상기 제1가스공급부에 제1캐리어가스를 공급하는 제1캐리어공급부; 및 상기 제2가스의 유동력이 증가되도록 상기 제2가스공급부에 제2캐리어가스를 공급하는 제2캐리어공급부를 포함하는 기판처리장치용 가스공급장치 및 기판처리장치에 관한 것이다.

Description

기판처리장치용 가스공급장치 및 기판처리장치
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 처리공정이 이루어진다. 이러한 처리공정은 기판처리장치에 의해 이루어진다.
이러한 처리공정을 수행하기 위해 기판처리장치용 가스공급장치가 이용된다. 상기 기판처리장치용 가스공급장치는 챔버 내에 소정의 공정가스를 분사하는 복수개의 가스공급부를 포함한다. 상기 가스공급부들 각각은 소스가스, 반응가스 중에서 선택된 어느 하나를 분사함으로써, 상기 기판 상에 소정의 박막층을 증착시키는 등의 처리공정을 수행할 수 있다.
여기서, 종래 기술에 따른 기판처리장치용 가스공급장치는 상기 가스공급부로부터 배출된 공정가스가 낮은 증기압(Vapor Pressure)으로 인하여 상기 챔버에 도달되는 유량이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 종래 기술에 따른 기판처리장치용 가스공급장치는 상기 처리공정에 관여하는 공정가스의 양을 감소시킴으로써, 상기 처리공정을 거친 기판의 품질을 저하시키는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 챔버에 도달하는 공정가스의 유량을 증대시킬 수 있는 기판처리장치용 가스공급장치 및 기판처리장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 기판에 대한 공정공간을 제공하는 챔버; 제1증기압(Vapor Pressure)을 갖는 제1가스를 상기 챔버에 공급하기 위한 제1가스공급부; 상기 제1증기압에 비해 더 큰 제2증기압을 갖는 제2가스를 상기 챔버에 공급하기 위한 제2가스공급부; 및 상기 제2증기압에 비해 더 큰 제3증기압을 갖는 제3가스를 상기 챔버에 공급하기 위한 제3가스공급부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치용 가스공급장치는 기판에 대한 공정공간을 제공하는 챔버에 제1가스를 공급하기 위한 제1가스공급부; 상기 제1가스에 비해 더 큰 증기압(Vapor Pressure)을 갖는 제2가스를 상기 챔버에 공급하기 위한 제2가스공급부; 상기 제1가스의 유동력이 증가되도록 상기 제1가스공급부에 제1캐리어가스를 공급하는 제1캐리어공급부; 및 상기 제2가스의 유동력이 증가되도록 상기 제2가스공급부에 제2캐리어가스를 공급하는 제2캐리어공급부를 포함할 수 있다. 상기 제1캐리어공급부는 상기 제1캐리어가스가 상기 제2캐리어가스에 비해 더 큰 유량으로 상기 제1가스공급부에 공급되도록 상기 제1캐리어가스를 공급할 수 있다. 상기 제1가스공급부는 상기 제2가스공급부가 상기 챔버로부터 이격된 거리에 비해 더 긴 거리로 상기 챔버로부터 이격될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치용 가스공급장치는 기판에 대한 공정공간을 제공하는 챔버에 서로 다른 증기압(Vapor Pressure)을 갖는 공정가스들을 공급하는 N(N은 3이상의 정수)개의 가스공급부; 및 상기 공정가스들의 유동력이 증가되도록 상기 가스공급부들 각각에 캐리어가스를 공급하는 N개의 캐리어공급부를 포함할 수 있다. 상기 가스공급부들 중에서 제1가스공급부는, 상기 가스공급부들 중에서 제2가스공급부에 비해 더 작은 증기압을 갖는 제1가스를 상기 챔버에 공급하되, 상기 제2가스공급부에 비해 더 긴 거리로 상기 챔버로부터 이격될 수 있다. 상기 캐리어공급부들 중에서 제1캐리어공급부는 상기 캐리어공급부들 중에서 제2캐리어공급부에 비해 더 큰 유량을 갖는 제1캐리어가스를 상기 제1가스공급부에 공급할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 처리공정에 관여하는 공정가스의 양을 증대시키도록 구현됨으로써, 처리공정을 거친 기판의 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 챔버 내에서 공정가스들의 혼합량을 증대시키도록 구현됨으로써, 처리공정을 거친 기판의 양산성을 증대시킬 수 있다.
본 발명은 챔버에 도달하는 공정가스들의 유량편차를 감소시키도록 구현됨으로써, 처리공정에 관여하는 공정가스들의 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 일 실시예를 도시한 개략적인 측면도
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서 제1가스공급부, 제2가스공급부, 제3가스공급부, 제1가스유로, 제2가스유로, 및 제3가스유로를 확대하여 나타낸 개략적인 측면도
도 3은 도 2의 A 부분에 대한 개략적인 확대도
도 4는 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서 제1캐리어가스가 제1공통유로와 제2공통유로를 순차적으로 유동하는 실시예에 대한 개략적인 측면도
도 5는 제1캐리어가스가 제1공통유로와 제2공통유로를 순차적으로 유동하지 않는 비교예에 대한 개략적인 측면도
도 6은 본 발명에 따른 기판처리장치가 4개의 가스공급장치와 4개의 캐리어공급부를 포함한 실시예에 대한 개략적인 측면도
이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 기판처리장치용 가스공급장치는 기판에 대한 처리공정을 수행하는데 이용되는 공정가스를 공급하는 것으로, 본 발명에 따른 기판처리장치에 포함될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치용 가스공급장치는 본 발명에 따른 기판처리장치의 실시예를 설명하면서 함께 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 기판(S)에 대한 처리공정을 수행하는 것이다. 상기 기판(S)은 유리기판, 실리콘기판, 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.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 챔버(100), 기판지지부(200), 및 가스분사부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 챔버(100)는 상기 기판(S)에 대한 공정공간을 제공하는 것이다. 상기 챔버(100) 내로 상기 공정가스가 공급됨에 따라 상기 공정가스를 이용한 소정의 증착공정이 수행될 수 있다. 상기 챔버(100)는 전체적으로 속이 빈 원통형으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 속이 빈 직방체형으로 형성될 수도 있다.
상기 기판지지부(200)는 상기 기판(S)을 지지하는 것이다. 상기 기판지지부(200)는 상기 챔버(100) 내부의 공정공간에 배치된 상기 기판(S)을 지지할 수 있다. 상기 기판지지부(200)는 상기 챔버(100) 내에 설치될 수 있다. 상기 기판지지부(200)는 소정의 방향으로 회전 가능하게 상기 챔버(100) 내에 설치될 수 있다. 상기 기판(S)이 상기 기판지지부(200)에 지지된 상태에서, 상기 기판(S)에 소정의 박막층이 증착되는 증착공정이 수행될 수 있다. 도 1에 도시된 해칭은 상기 챔버(100), 및 상기 기판지지부(200)에 대한 개략적인 단면선을 모식적으로 도시한 것이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 가스공급시스템(1A)을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 기판처리장치용 가스공급장치는 상기 가스공급시스템(1A)을 포함하도록 구현될 수 있다.
상기 가스공급시스템(1A)은 제1가스, 제2가스, 및 제3가스를 상기 챔버에 공급하기 위한 것이다. 여기서, 상기 제1가스, 상기 제2가스, 상기 제3가스 각각은 상기 증착공정에 이용되는 공정가스일 수 있다. 상기 가스공급시스템(1A)은 상기 챔버(100)의 외부에 배치될 수 있다.
상기 가스공급시스템(1A)은 제1혼합가스, 및 제2혼합가스를 혼합시켜 상기 챔버(100)로 공급하기 위한 것이다. 여기서, 상기 제1혼합가스는 상기 제1가스와 상기 제2가스가 혼합된 가스임과 아울러 상기 제2혼합가스는 상기 제1혼합가스와 상기 제3가스가 혼합된 가스일 수 있다. 상기 가스공급시스템(1A)은 상기 제1가스와 상기 제2가스를 우선하여 혼합시키고, 순차적으로 상기 제1혼합가스와 상기 제3가스를 혼합시킬 수 있다. 상기 가스공급시스템(1A)은 복수의 가스공급부, 복수의 캐리어공급부, 및 상기 공정가스들이 유동하는 복수의 가스유로를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 제1가스공급부(2)를 포함할 수 있다.
상기 제1가스공급부(2)는 상기 챔버(100)에 제1가스를 공급하기 위한 것이다. 상기 제1가스공급부(2)는 제1증기압을 갖는 상기 제1가스를 상기 챔버(100)에 공급할 수 있다. 상기 제1가스공급부(2)가 상기 제1가스를 상기 챔버(100)에 공급함에 따라 상기 챔버(100) 내에서는 상기 제1가스를 이용한 처리공정이 이루어질 수 있다. 상기 제1가스는 상기 처리공정에 관여하는 공정가스일 수 있다. 상기 제1가스는 상기 기판(S) 상에 증착되는 박막의 소스물질을 구성하는 전구체(Precursor)일 수 있다. 예컨대, 상기 제1가스는 인듐(Indium)으로 구성될 수 있다. 상기 제1가스는 소스물질과 반응하는 반응가스일 수도 있다.
상기 제1가스공급부(2)는 상기 챔버(100)로부터 이격될 수 있다. 상기 제1가스공급부(2)는 상기 챔버(100)의 외부에 배치될 수 있다. 상기 제1가스공급부(2)는 상기 제1가스를 저장하고 상기 제1가스를 상기 챔버(100)에 공급하는 기능을 수행할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제1가스공급부(2)는 제1가스공급유닛을 통해 외부로부터 상기 제1가스를 공급받을 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 제2가스공급부(3)를 포함할 수 있다.
상기 제2가스공급부(3)는 상기 챔버(100)에 제2가스를 공급하기 위한 것이다. 상기 제2가스공급부(3)는 제2증기압을 갖는 상기 제2가스를 상기 챔버(100)에 공급할 수 있다. 상기 제2가스공급부(3)가 상기 제2가스를 상기 챔버(100)에 공급함에 따라 상기 챔버(100)내에서는 상기 제2가스를 이용한 처리공정이 이루어질 수 있다. 상기 제2가스는 상기 처리공정에 관여하는 공정가스일 수 있다. 상기 제2가스는 상기 기판(S) 상에 증착되는 박막의 소스물질을 구성하는 전구체일 수 있다. 즉, 상기 제2가스와 상기 제1가스는 모두 소스가스일 수 있다. 이와 달리, 상기 제2가스와 상기 제1가스는 서로 다른 가스일 수도 있다. 예컨대, 상기 제1가스가 소스가스일 경우, 상기 제2가스는 반응가스일 수 있다.
상기 제2가스공급부(3)가 공급하는 상기 제2가스는 상기 제1가스에 비해 더 큰 증기압(Vapor Pressure)을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2증기압은 상기 제1증기압에 비해 더 클 수 있다. 예컨대, 상기 제1가스가 인듐(Indium)으로 구성될 경우, 상기 제2가스는 아연(Zinc)으로 구성될 수 있다. 상기 제2가스가 상기 제1가스에 비해 더 높은 증기압을 가질 경우, 상기 제2가스는 상기 제1가스에 비해 더 큰 유동력을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2가스는 상기 제1가스에 비해 더 긴 유동거리를 유동할 수 있다.
상기 제2가스공급부(3)는 상기 챔버(100)로부터 이격될 수 있다. 상기 제2가스공급부(3)는 상기 챔버(100)의 외부에 배치될 수 있다. 상기 제2가스공급부(3)는 상기 제2가스를 저장하고 상기 제2가스를 상기 챔버(100)에 공급하는 기능을 수행할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제2가스공급부(3)는 제2가스공급유닛을 통해 외부로부터 상기 제2가스를 공급받을 수 있다.
상기 제2가스공급부(3)는 상기 제1가스공급부(2)에 비해 상기 챔버(100)로부터 가깝게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 제2가스공급부(3)에서 상기 챔버(100)까지 연결된 가스유로의 길이는 상기 제1가스공급부(2)에서 상기 챔버(100)까지 연결된 가스유로의 길이보다 더 짧게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1가스공급부(2)는 상기 제2가스공급부(3)가 상기 챔버(100)로부터 이격된 거리에 비해 더 긴 거리로 이격되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 낮은 증기압을 가진 공정가스를 공급하는 가스공급부가 상기 챔버(100)로부터 더 멀리 배치되도록 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 제3가스공급부(4)를 포함할 수 있다.
상기 제3가스공급부(4)는 상기 챔버에 제3가스를 공급하기 위한 것이다. 상기 제3가스공급부(4)는 제3증기압을 갖는 상기 제3가스를 상기 챔버(100)에 공급할 수 있다. 상기 제3가스공급부(4)가 상기 제3가스를 상기 챔버(100)에 공금함에 따라 상기 챔버(100) 내에서는 상기 제3가스를 이용한 처리공정이 이루어질 수 있다. 상기 제3가스는 상기 처리공정에 관여하는 공정가스일 수 있다. 상기 제3가스는 상기 기판(S) 상에 증착되는 박막의 소스물질을 구성하는 전구체일 수 있다. 즉, 상기 제3가스, 상기 제2가스, 및 상기 제1가스는 모두 소스가스일 수 있다. 이와 달리, 상기 제3가스는 상기 제2가스, 상기 제1가스와 서로 다른 가스일 수도 있다. 예컨대, 상기 제1가스와 제2가스가 모두 소스가스일 경우, 상기 제3가스는 반응가스일 수 있다.
상기 제3가스공급부(4)가 공급하는 상기 제3가스는 상기 제2가스에 비해 더 큰 증기압을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3증기압은 상기 제2증기압에 비해 더 클 수 있다. 예컨대, 상기 제1가스가 인듐(Indium)으로 구성되고, 상기 제2가스가 아연(Zinc)으로 구성될 경우, 상기 제3가스는 갈륨(Gallium)으로 구성될 수 있다. 본 명세서에서 공정가스의 예시로 기재된 상기 제1가스, 상기 제2가스, 및 상기 제3가스이 갖는 증기압의 대소관계는 제1증기압 < 제2증기압 < 제3증기압으로 구현될 수 있다. 상기 제3가스가 상기 제2가스에 비해 더 높은 증기압을 가질 경우, 상기 제3가스는 상기 제2가스 및 상기 제1가스에 비해 더 큰 유동력을 가질 수 있다. 즉, 상기 제3가스는 상기 제2가스 및 상기 제1가스에 비해 더 긴 유동거리를 유동할 수 있다.
상기 제3가스공급부(4)는 상기 챔버(100)로부터 이격될 수 있다. 상기 제3가스공급부(4)는 상기 챔버(100)의 외부에 배치될 수 있다. 상기 제3가스공급부(4)는 상기 제3가스를 저장하고 상기 제3가스를 상기 챔버(100)에 공급하는 기능을 수행할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제3가스공급부(4)는 제3가스공급유닛을 통해 외부로부터 상기 제3가스를 공급받을 수 있다.
상기 제3가스공급부(4)는 상기 제2가스공급부(3)에 비해 상기 챔버(100)로부터 가깝게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 제3가스공급부(4)에서 상기 챔버(100)까지 연결된 가스유로의 길이는 상기 제2가스공급부(3)에서 상기 챔버(100)까지 연결된 가스유로의 길이보다 더 짧게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2가스공급부(3)는 상기 제3가스공급부(4)가 상기 챔버(100)로부터 이격된 거리에 비해 더 긴 거리로 상기 챔버(100)로부터 이격되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 낮은 증기압을 가진 공정가스를 공급하는 가스공급부가 상기 챔버(100)로부터 더 멀리 배치되도록 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 제1캐리어공급부(5)를 포함할 수 있다.
상기 제1캐리어공급부(5)는 상기 제1가스공급부(2)에 제1캐리어가스를 공급하는 것이다. 상기 제1캐리어가스는 상기 제1가스의 유동력을 증가시키기 위한 가스일 수 있다. 상기 제1캐리어가스는 상기 제1가스를 상기 챔버(100) 쪽으로 밀어냄에 따라 상기 제1가스의 유동 가능한 거리를 증대시킬 수 있다. 상기 제1캐리어가스는 N2, Ar, He, Ne 중에서 선택된 어느 하나의 가스일 수 있다. 상기 제1캐리어공급부(5)는 상기 제1가스공급부(2)에 연결될 수 있다. 도 2에 도시된 점선의 화살표는 상기 제1캐리어가스의 개략적인 유동방향을 모식적으로 도시한 것이다.
상기 제1캐리어공급부(5)는 상기 챔버(100)로부터 이격된 채로, 상기 제1가스공급부(2)에 연결될 수 있다. 상기 제1캐리어공급부(5)는 상기 제1캐리어가스를 저장하고, 상기 제1캐리어가스를 상기 제1가스공급부(2)에 공급하는 기능을 수행할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 제1캐리어공급부(5)는 제1제어모듈(51)을 포함할 수 있다.
상기 제1제어모듈(51)은 상기 제1캐리어가스의 유량을 조절하는 것이다. 상기 제1제어모듈(51)은 상기 제1캐리어공급부(5)의 출구 쪽에 배치될 수 있다. 상기 제1제어모듈(51)은 상기 제1캐리어가스의 유량을 조절함으로써, 상기 제1가스의 유동력을 조절할 수 있다. 상기 제1제어모듈(51)은 전체적으로 밸브(Valve)로 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 제2캐리어공급부(6)를 포함할 수 있다.
상기 제2캐리어공급부(6)는 상기 제2가스공급부(3)에 제2캐리어가스를 공급하는 것이다. 상기 제2캐리어가스는 상기 제2가스의 유동력을 증가시키기 위한 가스일 수 있다. 상기 제2캐리어가스는 상기 제2가스를 상기 챔버(100) 쪽으로 밀어냄에 따라 상기 제2가스의 유동 가능한 거리를 증대시킬 수 있다. 상기 제2캐리어가스는 N2, Ar, He, Ne 중에서 선택된 어느 하나의 가스일 수 있다. 상기 제2캐리어가스는 상기 제1캐리어가스와 동일한 가스일 수 있다. 상기 제2캐리어공급부(6)는 상기 제2가스공급부(3)에 연결될 수 있다. 도 2에 도시된 일점쇄선의 화살표는 상기 제2캐리어가스의 개략적인 유동방향을 모식적으로 도시한 것이다.
상기 제2캐리어공급부(6)는 상기 챔버(100)로부터 이격된 채로, 상기 제2가스공급부(3)에 연결될 수 있다. 상기 제2캐리어공급부(6)는 상기 제2캐리어가스를 저장하고, 상기 제2캐리어가스를 상기 제2가스공급부(3)에 공급하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 제2캐리어공급부(6)는 상기 제1캐리어공급부(5)에 비해 상기 챔버(100)로부터 더 짧은 이격거리로 이격될 수 있다.
상기 제2캐리어공급부(6)는 상기 제2캐리어가스가 상기 제1캐리어가스에 비해 더 작은 유량으로 상기 제2가스공급부(3)에 공급되도록 상기 제2캐리어가스를 공급할 수 있다. 즉, 상기 제1캐리어가스는 상기 제2캐리어가스에 비해 더 큰 유량으로 유동할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1캐리어가스의 유량이 상기 제2캐리어가스의 유량에 비해 크도록 구현됨으로써, 상기 제1가스의 유동 가능한 거리를 증대시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 챔버(100)에 도달하는 상기 제1가스의 유량을 증대시킴으로써, 상기 처리공정에 관여하는 상기 제1가스의 양을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 처리공정을 거친 상기 기판(S)의 품질을 향상시킬 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1캐리어가스가 상기 제1가스의 유동력을 증가시킴과 아울러, 상기 제2캐리어가스가 상기 제2가스의 유동력을 증가시킬 수 있도록 구현된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 챔버(100)에 도달하는 상기 제1가스와 상기 제2가스의 유량을 증대시킴으로써, 상기 챔버(100) 내에서 공정가스들의 혼합량을 증대시킬 수 있도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 처리공정을 거친 상기 기판(S)의 양산성을 증대시킬 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 작은 증기압을 갖는 공정가스가 높은 유량의 캐리어가스에 의해 상기 챔버(100)에 도달함과 아울러, 높은 증기압을 갖는 공정가스가 낮은 유량의 캐리어가스에 의해 상기 챔버(100)에 도달하도록 구현된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 캐리어가스들에 의해 상기 챔버(100)에 도달하는 공정가스들의 유량편차를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 처리공정에 관여하는 공정가스들의 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 2에 도시된 점선의 화살표의 길이와 일점쇄선의 화살표의 길이는, 상기 제1캐리어가스와 상기 제2캐리어가스 각각의 개략적인 유량의 크기를 모식적으로 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 제2캐리어공급부(6)는 제2제어모듈(61)을 포함할 수 있다. 상기 제2제어모듈(61)은 상기 제2캐리어가스의 유량을 조절하는 것이다. 상기 제2제어모듈(61)은 상기 제2캐리어공급부(6)의 출구 쪽에 배치될 수 있다. 상기 제2제어모듈(61)은 상기 제2캐리어가스의 유량을 조절함으로써, 상기 제2가스의 유동력을 조절할 수 있다. 상기 제2제어모듈(61)은 전체적으로 밸브로 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 제3캐리어공급부(7)를 포함할 수 있다.
상기 제3캐리어공급부(7)는 상기 제3가스공급부(4)에 제3캐리어가스를 공급하는 것이다. 상기 제3캐리어가스는 상기 제3가스의 유동력을 증가시키기 위한 가스일 수 있다. 상기 제3캐리어가스는 상기 제3가스를 상기 챔버(100) 쪽으로 밀어냄에 따라 상기 제3가스의 유동 가능한 거리를 증대시킬 수 있다. 상기 제3캐리어가스는 N2, Ar, He, Ne 중에서 선택된 어느 하나의 가스일 수 있다. 상기 제3캐리어가스는 상기 제2캐리어가스와 동일한 가스일 수 있다. 상기 제3캐리어공급부(7)는 상기 제3가스공급부(4)에 연결될 수 있다. 도 2에 도시된 실선의 화살표는 상기 제3캐리어가스의 개략적인 유동방향을 모식적으로 도시한 것이다.
상기 제3캐리어공급부(7)는 상기 챔버(100)로부터 이격된 채로, 상기 제3가스공급부(4)에 연결될 수 있다. 상기 제3캐리어공급부(7)는 상기 제3캐리어가스를 저장하고, 상기 제3캐리어가스를 상기 제3가스공급부(4)에 공급하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 제3캐리어공급부(7)는 상기 제2캐리어공급부(6)에 비해 상기 챔버(100)로부터 더 짧은 이격거리로 이격될 수 있다.
상기 제3캐리어공급부(7)는 상기 제3캐리어가스가 상기 제2캐리어가스에 비해 더 작은 유량으로 상기 제3가스공급부(4)에 공급되도록 상기 제3캐리어가스를 공급할 수 있다. 즉, 상기 제2캐리어가스는 상기 제3캐리어가스에 비해 더 큰 유량으로 유동할 수 있다. 도 2에 도시된 실선의 화살표의 길이는 상기 제3캐리어가스의 개략적인 유량의 크기를 모식적으로 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 제3캐리어공급부(7)는 제3제어모듈(71)을 포함할 수 있다. 상기 제3제어모듈(71)은 상기 제3캐리어가스의 유량을 조절하는 것이다. 상기 제3제어모듈(71)은 상기 제3캐리어공급부(7)의 출구 쪽에 배치될 수 있다. 상기 제3제어모듈(71)은 상기 제3캐리어가스의 유량을 조절함으로써, 상기 제3가스의 유동력을 조절할 수 있다. 상기 제3제어모듈(71)은 전체적으로 밸브로 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 제1가스유로(8), 및 제2가스유로(9)를 포함할 수 있다.
상기 제1가스유로(8)는 상기 제1가스공급부(2)에 연결된 것이다. 상기 제1가스유로(8)는 상기 제1가스와 상기 제1캐리어가스가 유동하기 위한 배관으로 구현될 수 있다. 상기 제1가스유로(8)는 상기 제1가스와 상기 제1캐리어가스가 유동하는 방향에 대해 수직한 방향을 기준으로 하는 단면적이 원형을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제2가스유로(9)는 상기 제2가스공급부(3)에 연결된 것이다. 상기 제2가스유로(9)는 상기 제2가스와 상기 제2캐리어가스가 유동하기 위한 배관으로 구현될 수 있다. 상기 제2가스유로(9)는 상기 제2가스와 상기 제2캐리어가스가 유동하는 방향에 대해 수직한 방향을 기준으로 하는 단면적이 원형을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제2가스유로(9)는 상기 제1가스유로(8)로부터 이격될 수 있다. 상기 제2가스유로(9)는 상기 제1가스유로(8)에 비해 상기 챔버(100)로부터 더 가깝게 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1캐리어가스가 유동하는 상기 제1가스유로(8)는 상기 제2캐리어가스가 유동하는 상기 제2가스유로(9)에 비해 상기 챔버(100)로부터 더 멀리 이격될 수 있다. 상기 제2가스유로(9)는 상기 제1가스유로(8)와 동일한 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제2가스유로(9)는 상기 제1가스유로(8)에 비해 더 작은 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1캐리어가스가 상기 제2캐리어가스에 비해 더 큰 유량으로 유동하도록 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 제3가스유로(10)를 더 포함할 수 있다.
상기 제3가스유로(10)는 상기 제3가스공급부(4)에 연결된 것이다. 상기 제3가스유로(10)는 상기 제3가스와 상기 제3캐리어가스가 유동하기 위한 배관으로 구현될 수 있다. 상기 제3가스유로(10)는 상기 제3가스와 상기 제3캐리어가스가 유동하는 방향에 대해 수직한 방향을 기준으로 하는 단면적이 원형을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제3가스유로(10)는 상기 제2가스유로(9), 및 상기 제1가스유로(8) 각각으로부터 이격될 수 있다. 상기 제3가스유로(10)는 상기 제2가스유로(9)에 비해 상기 챔버(100)로부터 더 가깝게 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2캐리어가스가 유동하는 상기 제2가스유로(9)는 상기 제3캐리어가스가 유동하는 상기 제3가스유로(10)에 비해 상기 챔버(100)로부터 더 멀리 이격될 수 있다. 상기 제3가스유로(10)는 상기 제2가스유로(9)와 동일한 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제3가스유로(10)는 상기 제2가스유로(9)에 비해 더 작은 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제2캐리어가스가 상기 제3캐리어가스에 비해 더 큰 유량으로 유동하도록 구현될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1캐리어가스와 상기 제1가스('제1가스들'이라 함), 상기 제2캐리어가스와 상기 제2가스('제2가스들'이라 함), 및 상기 제3캐리어가스와 상기 제3가스('제3가스들'이라 함) 각각의 유량을 조절하도록 구현될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1가스공급부(2)와 상기 제2가스공급부(3)는 각각 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.
상기 제1가스공급부(2)는 제1주입부재(21), 및 제1주입공(22)을 포함할 수 있다.
상기 제1주입부재(21)는 상기 제1가스들을 상기 챔버(100)에 주입시키기 위한 것이다. 상기 제1주입부재(21)는 상기 제1가스공급부(2), 및 상기 제1가스유로(8) 각각에 연결될 수 있다. 상기 제1가스공급부(2)에 저장된 상기 제1가스들은, 상기 제1주입부재(21)를 통해 상기 제1가스유로(8)에 주입될 수 있다.
상기 제1주입공(22)은 상기 제1주입부재(21)에 형성된 것이다. 상기 제1주입공(22)은 상기 제1주입부재(21)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제1가스들은 상기 제1주입공(22)을 통과하여 상기 제1가스유로(8)에 주입될 수 있다. 상기 제1주입공(22)은 면적이 조절 가능하도록 상기 제1주입부재(21)에 형성될 수 있다.
상기 제2가스공급부(3)는 제2주입부재(31), 및 제2주입공(32)을 포함할 수 있다.
상기 제2주입부재(31)는 상기 제2가스들을 상기 챔버(100)에 주입시키기 위한 것이다. 상기 제2주입부재(31)는 상기 제2가스공급부(3), 및 상기 제2가스유로(9) 각각에 연결될 수 있다. 상기 제2가스공급부(3)에 저장된 상기 제2가스들은, 상기 제2주입부재(31)를 통해 상기 제2가스유로(9)에 주입될 수 있다. 상기 제2주입부재(31)는 상기 제1주입부재(21)에 비해 상기 챔버(100)에 가깝게 배치될 수 있다.
상기 제2주입공(32)은 상기 제2주입부재(31)에 형성된 것이다. 상기 제2주입공(32)은 상기 제2주입부재(31)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제2가스들은 상기 제2주입공(32)을 통과하여 상기 제2가스유로(9)에 주입될 수 있다. 상기 제2주입공(32)은 면적이 조절 가능하도록 상기 제2주입부재(31)에 형성될 수 있다. 상기 제2주입공(32)은 상기 제1주입공(22)에 비해 상기 챔버(100)에 가깝게 배치될 수 있다.
상기 제2주입공(32)은 상기 제1주입공(22)에 비해 더 작은 크기로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1가스들이 상기 제2가스들에 비해 더 큰 유량으로 유동하도록 구현될 수 있다.
상기 제3가스공급부(4)는 제3주입부재(41), 및 제3주입공(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 제3주입부재(41)는 상기 제3가스들을 상기 챔버(100)에 주입시키기 위한 것이다. 상기 제3주입부재(41)는 상기 제3가스공급부(4), 및 상기 제3가스유로(10) 각각에 연결될 수 있다. 상기 제3가스공급부(4)에 저장된 상기 제3가스들은, 상기 제3주입부재(41)를 통해 상기 제3가스유로(10)에 주입될 수 있다. 상기 제3주입부재(41)는 상기 제2주입부재에 비해 상기 챔버(100)에 가깝게 배치될 수 있다.
상기 제3주입공은 상기 제3주입부재(41)에 형성된 것이다. 상기 제3주입공은 상기 제3주입부재(41)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제3가스들은 상기 제3주입공을 통과하여 상기 제3가스유로(10)에 주입될 수 있다. 상기 제3주입공은 면적이 조절 가능하도록 상기 제3주입부재(41)에 형성될 수 있다. 상기 제3주입공은 상기 제2주입공에 비해 상기 챔버(100)에 가깝게 배치될 수 있다.
상기 제3주입공은 상기 제2주입공에 비해 더 작은 크기로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제2가스들이 상기 제3가스들에 비해 더 큰 유량으로 유동하도록 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 공통유로(11)를 포함할 수 있다.
상기 공통유로(11)는 상기 제1가스유로(8), 상기 제2가스유로(9), 및 상기 챔버(100) 각각에 연결된 것이다. 본 발명에 따른 기판처리장치(1)가 상기 제3가스유로(10)를 더 포함할 경우, 상기 공통유로(11)는 상기 제1가스유로(8), 상기 제2가스유로(9), 상기 제3가스유로(10), 및 상기 챔버(100) 각각에 연결될 수 있다. 상기 공통유로(11)는 상기 제1가스, 상기 제1캐리어가스, 상기 제2가스, 상기 제2캐리어가스, 상기 제3가스, 및 상기 제3캐리어가스가 유동하기 위한 배관으로 구현될 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참고하면, 상기 공통유로(11)는 상기 제1공통유로(111), 상기 제2공통유로(112), 및 제3공통유로(113)를 포함할 수 있다.
상기 제1공통유로(111)는 상기 제1가스유로(8)에 연결된 것이다. 상기 제1공통유로(111)는 상기 제1가스유로(8), 및 상기 제2공통유로(112) 각각에 연결될 수 있다. 상기 제1공통유로(111)는 상기 제1가스와 상기 제1캐리어가스가 유동하기 위한 배관으로 구현될 수 있다. 상기 제1캐리어공급부(5)에서 공급된 상기 제1캐리어가스는 상기 제1가스공급부(2), 상기 제1가스유로(8), 상기 제1공통유로(111), 상기 제2공통유로(112), 상기 제3공통유로(113)를 순차적으로 유동하여 상기 챔버(100)로 공급될 수 있다. 도 4에 도시된 점선의 화살표는 상기 제1캐리어가스의 개략적인 유동방향을 모식적으로 도시한 것이다. 상기 제1가스공급부(2)에서 공급된 상기 제1가스는 상기 제1가스유로(8), 상기 제1공통유로(111), 상기 제2공통유로(112), 상기 제3공통유로(113)를 순차적으로 유동하여 상기 챔버(100)로 공급될 수 있다.
상기 제1공통유로(111)와 상기 제1가스유로(8)가 연결되는 부분에는 제1연결지점(CP1)이 형성될 수 있다. 상기 제1연결지점(CP1)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1캐리어가스와 상기 제1가스의 유동방향이 변하는 상기 공통유로(11)의 일 부분일 수 있다.
상기 제2공통유로(112)는 상기 제2가스유로(9)에 연결된 것이다. 상기 제2공통유로(112)는 상기 제2가스유로(9), 상기 제1공통유로(111), 및 상기 제3공통유로(113) 각각에 연결될 수 있다. 상기 제2공통유로(112)는 상기 제2가스와 상기 제2캐리어가스가 유동하기 위한 배관으로 구현될 수 있다. 상기 제2캐리어공급부(6)에서 공급된 상기 제2캐리어가스는 상기 제2가스공급부(3), 상기 제2가스유로(9), 상기 제2공통유로(112), 상기 제3공통유로(113)를 순차적으로 유동하여 상기 챔버(100)로 공급될 수 있다. 도 4에 도시된 일점쇄선의 화살표는 상기 제2캐리어가스의 개략적인 유동방향을 모식적으로 도시한 것이다. 상기 제2가스공급부(3)에서 공급된 상기 제2가스는 상기 제2가스유로(9), 상기 제2공통유로(112), 상기 제3공통유로(113)를 순차적으로 유동하여 상기 챔버(100)에 공급될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1캐리어가스가 상기 제1공통유로(111)와 상기 제2공통유로(112)를 순차적으로 유동하도록 구현될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1공통유로(111)는 상기 제2공통유로(112)에 비해 상기 챔버(100)로부터 더 멀리 이격될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1캐리어가스가 상기 제1공통유로(111)와 상기 제2공통유로(112)를 순차적으로 유동하지 않는 비교예와 대비하여 볼 때, 상기 제1캐리어가스가 상기 제2가스의 유동력을 증대시키도록 구현될 수 있다. 이를 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.
우선, 도 5는 상기 제1캐리어가스가 상기 제1공통유로(111)와 상기 제2공통유로(112)를 순차적으로 유동하지 않는 비교예를 도시한 것이다. 비교예는 상기 제1캐리어가스의 유동방향과 상기 제2캐리어가스의 유동방향이 서로 대향될 수 있다. 이에 따라, 비교예는 상대적으로 높은 유량의 상기 제1캐리어가스가 상기 제2공통유로(112)로 역류, 침투함에 따라 상기 제2캐리어가스를 상기 제2가스공급부(3) 쪽으로 밀어낼 수 있다. 따라서, 비교예는 상기 제2캐리어가스가 상기 제2가스의 유동 가능한 거리를 증대시키는 정도를 감소시킬 수 있다. 이에 더불어, 비교예는 상기 제1캐리어가스가 상기 제2가스의 유동방향과 반대가 되므로, 상기 제1캐리어가스에 의해 상기 챔버(100)에 도달하는 상기 제2가스의 양을 감소시킬 수 있다. 따라서, 비교예는 상기 처리공정에 관여하는 상기 제2가스의 양을 감소시킬 수 있다. 도 5에 도시된 점선의 화살표의 길이와 일점쇄선의 화살표의 길이는, 상기 제1캐리어가스와 상기 제2캐리어가스 각각의 유량의 크기를 모식적으로 도시한 것이다.
다음, 도 4는 상기 제1캐리어가스가 상기 제1공통유로(111)와 상기 제2공통유로(112)를 순차적으로 유동하는 실시예를 도시한 것이다. 실시예는 상기 제1캐리어가스의 유동방향이 상기 제2캐리어가스의 유동방향과 동일할 수 있다. 이에 따라, 실시예는 상대적으로 높은 유량의 상기 제1캐리어가스가 상기 제2캐리어가스를 보충하여 상기 제2가스를 상기 챔버(100) 쪽으로 밀어낼 수 있다. 또한, 비교예는 상기 제2공통유로(112) 내에서 상기 제1캐리어가스와 상기 제2가스의 유동방향이 동일하도록 구현된다. 따라서, 실시예는 상기 제1캐리어가스가 상기 제1가스 뿐만 아니라 상기 제2가스의 유동 가능한 거리를 증대시키도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 실시예는 상기 처리공정에 관여하는 상기 제2가스의 양을 증대시킴으로써, 상기 챔버(100) 내에서 혼합되는 공정가스들의 양을 증대시킬 수 있다. 도 4에 도시된 점선의 화살표의 길이와 일점쇄선의 화살표의 길이는, 상기 제1캐리어가스와 상기 제2캐리어가스 각각의 유량의 크기를 모식적으로 도시한 것이다.
상기 제2공통유로(112)와 상기 제1공통유로(111)는 서로 동일한 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 공통유로(11) 내에서 상기 제1캐리어가스의 유동경로가 변하지 않도록 구현될 수 있다. 도 4는 상기 제2공통유로(112)와 상기 제1공통유로(111)가 서로 직선으로 연결된 것을 모식적으로 도시한 것이다.
상기 제2공통유로(112)는 상기 제1공통유로(111)에 비해 더 길게 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제2공통유로(112) 내에서 상기 제1캐리어가스의 유동시간을 증대시킴으로써, 상기 제1캐리어가스에 의한 상기 제2가스의 유동력을 증대시킬 수 있다. 상기 제2공통유로(112)는 상기 제1공통유로(111)와 동일한 길이로 형성될 수도 있다.
상기 제2공통유로(112)와 상기 제2가스유로(9)가 연결된 부분에는 제2연결지점(CP2)이 형성될 수 있다. 상기 제2연결지점(CP2)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제2캐리어가스와 상기 제2가스의 유동방향이 변하는 지점에 해당함과 아울러, 상기 제2캐리어가스와 상기 제2가스 및 상기 제1캐리어가스와 상기 제1가스가 합류하는 상기 공통유로(11)의 일 부분일 수 있다. 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1캐리어가스가 상기 제2캐리어가스에 비해 더 큰 유량을 가지므로, 상기 제2캐리어가스가 상기 제2연결지점(CP2)에서 상기 제1연결지점(CP1) 쪽으로 확산, 침투하는 것을 방지하는 방지력을 구현할 수 있다.
상기 제2연결지점(CP2)은 상기 제1연결지점(CP1)으로부터 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2연결지점(CP2)은 상기 제1연결지점(CP1)에 비해 상기 챔버(100) 쪽으로 가깝게 배치될 수 있다. 상기 제1캐리어가스는 상기 제1연결지점(CP1)과 상기 제2연결지점(CP2)을 순차적으로 유동할 수 있다.
상기 제3공통유로(113)는 상기 제3가스유로(10)에 연결된 것이다. 상기 제3공통유로(113)는 상기 제2공통유로(112), 상기 제3가스유로(10), 및 상기 챔버(100) 각각에 연결될 수 있다. 상기 제3공통유로(113)는 상기 제3가스와 상기 제3캐리어가스가 유동하기 위한 배관으로 구현될 수 있다. 상기 제3캐리어공급부(7)에서 공급된 상기 제3캐리어가스는 상기 제3가스공급부(4), 상기 제3가스유로(10), 상기 제3공통유로(113)를 순차적으로 유동하여 상기 챔버(100)로 공급될 수 있다. 도 2에 도시된 실선의 화살표는 상기 제3캐리어가스의 개략적인 유동방향을 모식적으로 도시한 것이다. 상기 제3가스공급부(4)에서 공급된 상기 제3가스는 상기 제3가스유로(10), 상기 제3공통유로(113)를 순차적으로 유동하여 상기 챔버(100)에 공급될 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1캐리어가스가 상기 제1공통유로(111), 상기 제2공통유로(112), 상기 제3공통유로(113)를 순차적으로 유동하도록 구현될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1공통유로(111)는 상기 제2공통유로(112)에 비해 상기 챔버(100)로부터 더 멀리 이격되도록 배치됨과 아울러 상기 제2공통유로(112)는 상기 제3공통유로(113)에 비해 상기 챔버(100)로부터 더 멀리 이격되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1캐리어가스가 상기 제1공통유로(111), 상기 제2공통유로(112), 상기 제3공통유로(113)를 순차적으로 유동하지 않는 비교예와 대비하여 볼 때, 상기 제1캐리어가스가 상기 제2가스 및 상기 제3가스의 유동력을 증대시키도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 처리공정에 관여하는 상기 제2가스와 및 상기 제3가스의 양을 증대시킴으로써, 상기 챔버(100) 내에서 혼합되는 공정가스의 양을 증대시킬 수 있다.
상기 제3공통유로(113), 상기 제2공통유로(112), 및 상기 제1공통유로(111)는 서로 동일한 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 공통유로(11) 내에서 상기 제1캐리어가스의 유동경로가 변하지 않도록 구현될 수 있다. 상기 제3공통유로(113), 상기 제2공통유로(112), 및 상기 제1공통유로(111)는 서로 직선으로 연결될 수 있다.
상기 제3공통유로(113)는 상기 제2공통유로(112) 및 상기 제1공통유로(111) 각각에 비해 더 길게 형성될 수 있다. 상기 제3공통유로(113), 상기 제2공통유로(112), 및 상기 제1공통유로(111)는 모두 동일한 길이를 갖도록 형성될 수도 있다.
상기 제3공통유로(113)와 상기 제3가스유로(10)가 연결된 부분에는 제3연결지점(CP3)이 형성될 수 있다. 상기 제3연결지점(CP3)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제3캐리어가스와 상기 제3가스의 유동방향이 변하는 지점에 해당함과 아울러, 상기 제3캐리어가스와 상기 제3가스, 상기 제2캐리어가스와 상기 제2가스, 및 상기 제1캐리어가스와 상기 제1가스가 합류하는 상기 공통유로(11)의 일 부분일 수 있다. 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1캐리어가스와 상기 제2캐리가스 각각이 상기 제3캐리어가스에 비해 더 큰 유량을 가지므로, 상기 제3캐리어가스가 상기 제3연결지점(CP3)에서 상기 제2연결지점(CP2)으로 확산, 침투하는 것을 방지하는 방지력을 구현할 수 있다.
상기 제3연결지점(CP3)은 상기 제2연결지점(CP2) 및 상기 제1연결지점(CP1) 각각으로부터 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제3연결지점(CP3)은 상기 제2연결지점(CP2)에 비해 상기 챔버(100) 쪽으로 가깝게 배치될 수 있다. 상기 제1캐리어가스는 상기 제1연결지점(CP1), 상기 제2연결지점(CP2), 상기 제3연결지점(CP3)을 순차적으로 유동할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(1)가 3개의 가스공급부와 3개의 캐리어공급부를 포함하는 것을 기준으로 설명하였으나 이는 예시적인 것이며, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 4개 이상의 가스공급부와 4개 이상의 캐리어공급부를 포함할 수 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 챔버(100)에 서로 다른 증기압을 갖는 공정가스들을 공급하는 N(N은 3이상의 정수)개의 가스공급부, 및 상기 공정가스들의 유동력이 증가되도록 상기 가스공급부들 각각에 캐리어가스를 공급하는 N개의 캐리어공급부를 포함할 수 있다. 상기 가스공급부들 중에서 제1가스공급부(20)는, 상기 가스공급부들 중에서 제2가스공급부(20')에 비해 더 작은 증기압을 갖는 제1가스를 상기 챔버(100)에 공급하되, 상기 제2가스공급부(3)에 비해 더 긴 거리로 상기 챔버(100)로부터 이격될 수 있다. 상기 캐리어공급부들 중에서 제1캐리어공급부(30)는 상기 캐리어공급부들 중에서 제2캐리어공급부(30')에 비해 더 큰 유량을 갖는 제1캐리어가스를 상기 제1가스공급부(20)에 공급할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 기판처리장치(1)가 4개의 가스공급부(20, 20', 20'', 20''')와 4개의 캐리어공급부(30, 30', 30'', 30''')를 포함한 실시예를 도시한 것이다. 이 경우, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 가스공급부(20, 20', 20'', 20''')들 각각에 연결된 4개의 가스유로(40, 40', 40'', 40''')와 상기 가스유로(40, 40', 40'', 40''')들에 연결된 하나의 공통유로(50)를 포함할 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.

Claims (11)

  1. 기판에 대한 공정공간을 제공하는 챔버;
    제1증기압(Vapor Pressure)을 갖는 제1가스를 상기 챔버에 공급하기 위한 제1가스공급부;
    상기 제1증기압에 비해 더 큰 제2증기압을 갖는 제2가스를 상기 챔버에 공급하기 위한 제2가스공급부; 및
    상기 제2증기압에 비해 더 큰 제3증기압을 갖는 제3가스를 상기 챔버에 공급하기 위한 제3가스공급부를 포함하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1가스공급부에서 상기 챔버까지 연결된 가스유로의 길이는 상기 제2가스공급부에서 상기 챔버까지 연결된 가스유로의 길이보다 더 길게 형성되고,
    상기 제2가스공급부에서 상기 챔버까지 연결된 가스유로의 길이는 상기 제3가스공급부에서 상기 챔버까지 연결된 가스유로의 길이보다 더 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 내부의 공정공간에 설치되어 기판을 지지하는 기판지지부; 및
    상기 공정공간의 상부에서 상기 기판지지부를 향해 공정가스를 분사하는 가스분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1가스는 인듐(Indium)으로 구성되고,
    상기 제2가스는 아연(Zinc)으로 구성되며,
    상기 제3가스는 갈륨(Gallium)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 기판에 대한 공정공간을 제공하는 챔버에 제1가스를 공급하기 위한 제1가스공급부;
    상기 제1가스에 비해 더 큰 증기압(Vapor Pressure)을 갖는 제2가스를 상기 챔버에 공급하기 위한 제2가스공급부;
    상기 제1가스의 유동력이 증가되도록 상기 제1가스공급부에 제1캐리어가스를 공급하는 제1캐리어공급부; 및
    상기 제2가스의 유동력이 증가되도록 상기 제2가스공급부에 제2캐리어가스를 공급하는 제2캐리어공급부를 포함하고,
    상기 제1캐리어공급부는 상기 제1캐리어가스가 상기 제2캐리어가스에 비해 더 큰 유량으로 상기 제1가스공급부에 공급되도록 상기 제1캐리어가스를 공급하며,
    상기 제1가스공급부는 상기 제2가스공급부가 상기 챔버로부터 이격된 거리에 비해 더 긴 거리로 상기 챔버로부터 이격된 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 가스공급장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1가스공급부에 연결된 제1가스유로; 및
    상기 제2가스공급부에 연결된 제2가스유로를 더 포함하고,
    상기 제1가스유로는 상기 제1캐리어가스가 상기 제2캐리어가스 보다 더 큰 유량으로 유동하기 위해 상기 제2가스유로에 비해 더 큰 면적을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 가스공급장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1가스공급부는 상기 제1가스와 상기 제1캐리어가스를 상기 챔버에 주입시키기 위한 제1주입부재, 및 상기 제1주입부재에 형성된 제1주입공을 포함하고,
    상기 제2가스공급부는 상기 제2가스와 상기 제2캐리어가스가 상기 챔버에 주입시키기 위한 제2주입부재, 및 상기 제2주입부재에 형성된 제2주입공을 포함하며,
    상기 제1주입공은 상기 제2주입공에 비해 더 큰 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 가스공급장치.
  8. 기판에 대한 공정공간을 제공하는 챔버에 서로 다른 증기압(Vapor Pressure)을 갖는 공정가스들을 공급하는 N(N은 3이상의 정수)개의 가스공급부; 및
    상기 공정가스들의 유동력이 증가되도록 상기 가스공급부들 각각에 캐리어가스를 공급하는 N개의 캐리어공급부를 포함하고,
    상기 가스공급부들 중에서 제1가스공급부는, 상기 가스공급부들 중에서 제2가스공급부에 비해 더 작은 증기압을 갖는 제1가스를 상기 챔버에 공급하되, 상기 제2가스공급부에 비해 더 긴 거리로 상기 챔버로부터 이격되며,
    상기 캐리어공급부들 중에서 제1캐리어공급부는 상기 캐리어공급부들 중에서 제2캐리어공급부에 비해 더 큰 유량을 갖는 제1캐리어가스를 상기 제1가스공급부에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 가스공급장치.
  9. 제5항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1가스공급부에 연결된 제1가스유로; 및
    상기 제2가스공급부에 연결된 제2가스유로를 더 포함하고,
    상기 제1가스유로는 상기 제2가스유로에 비해 상기 챔버로부터 더 멀리 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 가스공급장치.
  10. 제5항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1캐리어공급부는 상기 제1캐리어가스의 유량을 조절하는 제1제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 가스공급장치.
  11. 제5항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1가스공급부에 연결된 제1가스유로;
    상기 제2가스공급부에 연결된 제2가스유로; 및
    상기 제1가스유로, 상기 제2가스유로, 및 상기 챔버 각각에 연결된 공통유로를 더 포함하고,
    상기 공통유로는 상기 제1가스유로에 연결된 제1공통유로, 및 상기 제2가스유로에 연결된 제2공통유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 가스공급장치.
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