KR101396601B1 - 배치식 기판처리 장치 - Google Patents

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KR101396601B1
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이병일
이태완
유한길
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Abstract

배치식 기판처리 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 배치식 기판처리 장치는, 기판적재부(500)에 적층된 복수개의 기판(40)을 수용하여 처리하는 기판처리부(100); 및 기판처리부(100)의 일측 외주면 상에 형성되고, 기판처리 가스가 흐르는 적어도 하나의 가스 공급 유로(250)를 수용하여 기판처리부(100)에 기판처리 가스를 공급하는 가스 공급부(200)를 포함하고, 기판(40)과 기판처리부(100)의 내주면 사이의 거리가 d1, 기판(40)과 가스 공급 유로(250) 사이의 거리가 d2일 때, d1≤d2인 것을 특징으로 한다.

Description

배치식 기판처리 장치 {BATCH TYPE APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 배치식 기판처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기판처리부의 일측 외주면 상에 돌출되도록 가스 공급 유로를 수용한 가스 공급부를 형성하여, 기판처리 공정이 수행되는 내부 공간의 크기를 감소시킬 수 있는 배치식 기판처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 필요한 박막을 증착시키는 공정이 필수적으로 진행된다. 박막 증착 공정에는 스퍼터링법(Sputtering), 화학기상 증착법(CVD: Chemical Vapor Deposition), 원자층 증착법(ALD: Atomic Layer Deposition) 등이 주로 사용된다.
스퍼터링법은 플라즈마 상태에서 생성된 아르곤 이온을 타겟의 표면에 충돌시키고, 타겟의 표면으로부터 이탈된 타겟 물질이 기판 상에 박막으로 증착되게 하는 기술이다. 스퍼터링법은 접착성이 우수한 고순도 박막을 형성할 수 있는 장점은 있으나, 고 종횡비(High Aspect Ratio)를 갖는 미세 패턴을 형성하기에는 한계가 있다.
화학기상 증착법은 다양한 가스들을 반응 챔버로 주입시키고, 열, 빛 또는 플라즈마와 같은 고 에너지에 의해 유도된 가스들을 반응가스와 화학 반응시킴으로써 기판 상에 박막을 증착시키는 기술이다. 화학기상 증착법은 신속하게 일어나는 화학 반응을 이용하기 때문에 원자들의 열역학적(Thermodynamic) 안정성을 제어하기 매우 어렵고, 박막의 물리적, 화학적 및 전기적 특성이 저하되는 문제점이 있다.
원자층 증착법은 반응가스인 소스가스와 퍼지가스를 교대로 공급하여 기판 상에 원자층 단위의 박막을 증착하는 기술이다. 원자층 증착법은 단차 피복성(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.
원자층 증착장치는 챔버 내에 기판을 하나씩 로딩하여 증착 공정을 진행하는 매엽식과 챔버 내에 복수개의 기판을 로딩하여 일괄적으로 증착 공정을 진행하는 배치(Batch)식으로 구별할 수 있다.
도 1은 종래의 배치식 원자층 증착장치를 나타내는 사시도이다.
종래의 배치식 원자층 증착장치는 기판(40)이 로딩되어 증착 공정이 진행되는 공간인 챔버(11)를 형성하는 공정튜브(10)를 포함한다. 그리고, 상기 공정튜브(10)의 내부에는 증착 공정에 필요한 가스 공급부(20), 가스 배출부(30) 등과 같은 부품들이 설치된다. 그리고, 공정튜브(10)와 밀폐 결합되는 받침부(51), 공정튜브(10)의 내부에 삽입되는 돌출부(53), 및 복수개의 기판(40)을 적층되도록 하는 지지바(55)를 포함하는 보트(50)를 포함한다.
상기와 같은 종래의 배치식 원자층 증착장치는 기판(40)과 공정튜브(10) 내주면 사이의 거리(d1')가 기판(40)과 가스 공급부(20) 사이의 거리(d2')보다 큰 값(d1'>d2')을 가진다. 즉, 종래의 배치식 원자층 증착장치는 공정튜브(10)의 내부[또는 챔버(11)]에 가스 공급부(20), 가스 배출부(30) 등의 부품이 설치되어 있으므로, 공정튜브(10)의 내부 챔버(11)의 부피가 불필요하게 커지는 문제점이 있었다.
이에 따라, 증착 공정을 수행하기 위해 챔버(11)를 채울 수 있도록 대량의 공정 가스를 공급해야 하므로 공정 가스 공급에 필요한 시간 소모 및 공정 가스의 낭비가 커지며, 증착 공정 후에 챔버(11) 내부에 존재하는 대량의 공정 가스를 배출하기 위한 시간 소모도 커지는 문제점이 있었다.
한편, 종래의 원자층 증착장치는 챔버(11) 내부의 압력을 용이하게 견디기 위한 이상적인 형태로써 종형의 공정튜브(10)를 사용하는 것이 일반적이다. 하지만, 종형의 챔버(11)의 상부 공간(12)으로 인하여 공정 가스의 공급과 배출에 많은 시간이 소모되고 공정 가스의 낭비를 발생시키는 문제점이 있었다.
원자층을 증착하기 위한 배치식 장치와 관련한 선행기술은 한국공개특허공보 제10-2008-0028963호, 한국공개특허공보 제10-2011-0087580호 등에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기판처리 공정이 수행되는 내부 공간의 크기를 감소시킨 배치식 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판처리 공정이 수행되는 내부 공간의 크기를 감소시켜, 기판처리 공정에 사용되는 기판처리 가스의 사용량을 절감시킨 배치식 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판처리 공정이 수행되는 내부 공간의 크기를 감소시켜, 기판처리 공정에 사용되는 기판처리 가스의 공급 및 배출을 원활하게 하여 기판처리 공정 시간을 획기적으로 감소시킨 배치식 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 종형에서 상면이 평평하도록 기판처리부의 형태를 변형하여 내부 공간의 크기를 감소시킨 배치식 기판처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치는, 기판적재부에 적층된 복수개의 기판을 수용하여 처리하는 기판처리부; 및 상기 기판처리부의 일측 외주면 상에 형성되고, 기판처리 가스가 흐르는 적어도 하나의 가스 공급 유로를 수용하여 상기 기판처리부에 기판처리 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하고, 기판과 상기 기판처리부의 내주면 사이의 거리가 d1, 기판과 상기 가스 공급 유로 사이의 거리가 d2일 때, d1≤d2인 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 기판처리 공정이 수행되는 내부 공간의 크기를 감소시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기판처리 공정이 수행되는 내부 공간의 크기를 감소시켜, 기판처리 공정에 사용되는 기판처리 가스의 사용량이 절감되므로, 기판처리 공정 비용이 절감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기판처리 공정이 수행되는 내부 공간의 크기를 감소시켜, 기판처리 공정에 사용되는 기판처리 가스의 공급 및 배출을 원활하게 하여 기판처리 공정 시간이 획기적으로 감소되므로, 기판처리 공정의 생산성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종형에서 상면이 평평하도록 기판처리부의 형태를 변형하여 내부 공간의 크기를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 배치식 원자층 증착장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 일부 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치의 평단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급부 및 가스 배출부의 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부면에 보강리브를 결합한 배치식 기판처리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터가 외면에 설치된 배치식 기판처리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터의 확대 정면도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 하여 과장되어 표현될 수도 있다.
본 명세서에 있어서, 기판은 반도체 기판, LED, LCD 등의 표시장치에 사용하는 기판, 태양전지 기판 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 기판처리 공정이란 증착 공정, 바람직하게는 원자층 증착법을 사용한 증착 공정을 의미하나, 이에 한정되는 것은 아니며 화학 기상 증착법을 사용한 증착 공정, 열처리 공정 등을 포함하는 의미로 이해될 수 있다. 다만, 이하에서는 원자층 증착법을 사용한 증착 공정으로 상정하여 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 배치식 장치를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도2의 일부 분해 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치의 평단면도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 공급부(200) 및 가스 배출부(300)의 확대 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치는 기판처리부(100) 및 가스 공급부(200)를 포함한다.
기판처리부(100)의 기능은 공정튜브라고 할 수 있다. 기판처리부(100)는 복수개의 기판(40)이 적층된 기판적재부(500)가 수용되며, 증착막 형성 공정 등의 기판처리 공정을 수행할 수 있는 챔버 공간(110)을 제공한다.
기판처리부(100)의 재질은 석영(Quartz), 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄(Aluminium), 그라파이트(Graphite), 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 또는 산화 알루미늄(Aluminium oxide) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
가스 공급부(200)는 적어도 하나의 가스 공급 유로(250)가 수용되는 공간(210)을 제공하며, 기판처리부(100)의 일측 외주면 상에 돌출되도록 형성되어 기판처리부(100)의 내부 공간(110)에 기판처리 가스를 공급할 수 있다. 여기서, 가스 공급 유로(250)는 외부로부터 기판처리 가스를 공급받아 기판처리부(100)의 내부에 공급할 수 있는 통로로서, 관(管), 중공(中孔) 등의 형태를 가질 수 있으며, 특히 기판처리 가스의 공급량의 세밀한 제어를 위하여 관으로 구성되는 것이 바람직하다. 이하에서는, 3개의 가스 공급관(251)이 가스 공급 유로(250)를 구성하는 것을 상정하여 설명한다.
한편, 적어도 하나의 가스 배출 유로(350)가 수용되는 공간(310)을 제공하며, 기판처리부(100)의 타측 외주면 상[즉, 가스 공급부(200)의 반대편]에 돌출되도록 형성되어 기판처리부(100)의 내부 공간(110)에 유입된 기판처리 가스를 배출할 수 있다. 여기서, 가스 배출 유로(350)는 기판처리부(100) 내부의 기판처리 가스가 외부로 배출될 수 있는 통로로서, 관(管), 중공(中孔) 등의 형태를 가질 수 있으며, 특히 기판처리 가스의 원활한 배출을 위해 가스 공급관(251)보다 직경이 큰 관으로 구성되는 것이 바람직하다. 한편, 가스 배출관(351)을 구비함이 없이 중공 형태로 가스 배출 유로(350)를 구성하고, 펌프를 가스 배출 유로(350)에 연결하여 기판처리 가스를 펌핑하여 배출시킬 수도 있다. 이하에서는, 하나의 가스 배출관(351)이 가스 배출 유로(350)를 구성하는 것을 상정하여 설명한다.
기판처리부(100)의 외주면은 가스 공급부(200)의 외주면과 일체로 연결될 수 있다. 또한, 기판처리부(100)의 외주면은 가스 배출부(300)의 외주면과 일체로 연결될 수 있다. 이를 고려하여, 가스 공급부(200) 및 가스 배출부(300)의 재질은 기판처리부(100)와 동일한 것이 바람직하다. 기판처리부(100), 가스 공급부(200) 및 가스 배출부(300)의 외주면끼리의 연결은 기판처리부(100), 가스 공급부(200) 및 가스 배출부(300)를 각각 별도로 제조한 다음, 이들을 용접 방식 등을 이용하여 결합되게 하는 방법을 통해서 가능하다. 또한, 먼저 소정의 두께를 갖는 기판처리부(100)를 제조한 다음, 기판처리부(100)의 외주면 상의 일측 및 타측에 돌출되는 부분을 제외한 나머지 부위를 절삭 가공하여 기판처리부(100)에 가스 공급부(200) 및 가스 배출부(300)가 일체로 형성되게 하는 방법을 통해서도 가능하다.
본 실시예에 따른 배치식 기판처리 장치는 하우징(Housing)(400)과 기판적재부(500)를 더 포함할 수 있다. 하우징(400)은 하면이 개방되며, 기판처리부(100) 및 가스 공급부(200)를 감싸는 형태를 가질 있도록 일측이 돌출된 원통형으로 형성되며, 하우징(400)의 상면측은 크린룸 등과 같은 공정실(미도시)의 상면에 지지 설치될 수 있다. 도 4를 참조하면, 하우징(400)은 기판처리부(100) 및 가스 공급부(200)의 열적 환경을 조성하는 단열체의 역할을 하기 위해, 기판처리부(100) 및 가스 공급부(200)의 외주를 감싸도록 일측과 타측이 돌출된 벌크(bulk) 형태 또는 수직 방향으로 일측과 타측이 돌출된 원형고리 형태의 단위체(410)로 이루어질 수 있으며, 하우징(400)의 최외곽면(420)은 SUS, 알루미늄 등으로 마감할 수 있다. 또한, 하우징(400) 내측면에는 절곡부(일 예로, "∪" 또는 "∩" 형상)가 연속적으로 연결되어 형성된 히터(430)를 설치할 수 있다.
기판적재부(500)는 공지의 엘리베이터 시스템(미도시)에 의하여 승강가능하게 설치되며, 주받침부(510), 보조받침부(520) 및 기판지지부(530)를 포함한다.
주받침부(510)는 대략 원통형으로 형성되어 상기 공정실의 바닥 등에 안착될 수 있으며, 상면이 하우징(400)의 하단부측에 결합된 매니폴드(Manifold)(450)에 밀폐 결합된다.
보조받침부(520)는 대략 원통형으로 형성되어 주받침부(510)의 상면에 설치되며, 기판처리부(100)의 내경보다 작은 직경으로 형성되어 기판처리부(100)의 내부 공간(110)에 삽입된다. 보조받침부(520)는 반도체 제조공정의 균일성 확보를 위하여 기판처리 공정 중에 기판(40)이 회전할 수 있도록 모터(미도시)와 연동되어 회전가능하게 설치될 수 있다. 또한, 보조받침부(520) 내부에는 공정의 신뢰성 확보를 위하여 기판처리 공정 중에 기판(40)의 하측에서 열을 인가하기 위한 보조히터(미도시)가 설치될 수 있다. 보트(500)에 적재 보관된 기판(40)은 상기 보조히터에 의하여 기판처리 공정 전에 미리 예열될 수 있다.
기판지지부(530)는 보조받침부(520)의 테두리부측을 따라 상호 간격을 가지면서 복수개 설치된다. 보조받침부(520)의 중심측을 향하는 기판지지부(530)의 내면에는 상호 대응되게 복수의 지지홈이 각각 형성된다. 지지홈에는 기판(40)의 테두리부측이 삽입 지지되며, 이로 인해 복수의 기판(40)이 상하로 적층된 형태로 보트(500)에 적재 보관된다.
기판적재부(500)는 승강하면서 기판처리부(100)의 하단면(下端面) 및 가스 공급부(200)의 하단면에 상단면이 결합된 매니폴드(450)의 하단면에 착탈가능하게 결합될 수 있다. 가스 공급부(200)의 가스 공급 유로(250)를 구성하는 가스 공급관(251)으로부터 연장된 가스 공급 연결관(253)은 매니폴드(450)의 가스 공급 연통공(451)에 삽입되어 연통되고, 가스 배출부(300)의 가스 배출 유로(350)를 구성하는 가스 배출관(351)으로부터 연장된 가스 배출 연결관(353)은 매니폴드(450)의 가스 배출 연통공(455)에 삽입되어 연통된다. 또한, 기판적재부(500)가 상승하여 매니폴드(450)에 하단면측에 기판적재부(500)의 주받침부(510)의 상면이 결합되면, 기판(40)이 기판처리부(100)의 내부 공간(110)에 로딩되며, 기판처리부(100)는 밀폐될 수 있다. 안정된 실링을 위하여 매니폴드(450)와 기판적재부(500)의 주받침부(510) 사이에는 실링부재(미도시)가 개재될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 기판처리부(100)는 하우징(400)과 동심을 이루며 하우징(400) 내부에 배치되고, 하우징(400)은 일체로 연결된 기판처리부(100), 가스 공급부(200) 및 가스 배출부(300)를 감싸는 형태로 설치될 수 있다.
가스 공급부(200)의 내부 공간(210)에는 가스 공급 유로(250)가 수용될 수 있다. 도 4 및 도 5의 (a)를 참조하면, 가스 공급 유로(250)는 가스 공급부(200)의 길이방향을 따라 형성된 복수의 가스 공급관(251) 및 기판처리부(100)를 향하여 가스 공급관(251)의 일측에 형성되는 복수의 토출공(252)을 포함한다. 토출공(252)은 각각의 가스 공급관(251)에 각각 복수개 형성된다. 그리고, 가스 공급관(251)로부터 연통된 가스 공급 연결관(253)은 매니폴드(450)에 형성된 가스 공급 연통공(451)에 삽입되어 연통된다.
가스 배출부(300)의 내부 공간(310)에는 가스 배출 유로(350)가 수용될 수 있다. 도 4 및 도 5의 (b)를 참조하면, 가스 배출 유로(350)는 가스 배출부(300)의 길이방향을 따라 형성된 가스 배출관(351) 및 기판처리부(100)를 향하여 가스 배출관(351)의 일측에 형성되는 복수의 배출공(352)을 포함한다. 배출공(352)은 가스 배출관(351)에 복수개 형성된다. 그리고, 가스 배출관(351)로부터 연통된 가스 배출 연결관(353)은 매니폴드(450)에 형성된 가스 배출 연통공(455)에 삽입되어 연통된다.
토출공(252) 및 배출공(352)은, 기판적재부(500)가 매니폴드(450)에 결합되어, 복수개의 기판(40)이 기판처리부(100)에 수용되었을 때, 기판처리 가스를 기판(40)으로 균일하게 공급하고, 기판처리 가스를 용이하게 흡입하여 외부로 배출할 수 있도록 기판지지부(530)에 지지된 상호 인접하는 기판(40)과 기판(40) 사이의 간격에 각각 위치되는 것이 바람직하다.
가스 공급부(200) 및 가스 배출부(300)는 기판처리부(100)의 외주면으로부터 돌출되게 형성되었으므로, 기판(40)과 기판처리부(100)의 내주면 사이의 거리(d1)에 비해서 기판(40)과 가스 공급 유로(250) 사이의 거리(d2)가 동등하거나 더 클 수 있다. 즉, 도 1에 도시된, 기판처리 공정이 수행되는 기판처리부(10)의 내부 공간(11)에 가스 공급부(20) 또는 가스 배출부(30)를 배치하여 기판(40)과 공정튜브(10) 내주면 사이의 거리(d1')가 기판(40)과 가스 공급부(20) 사이의 거리(d2')보다 큰 값(d1'>d2')을 가지는 종래의 기술과는 달리, 본 발명은d1≤d2의 조건을 만족시켜, 기판처리부(100)의 외부에 가스 공급부(200) 또는 가스 배출부(300)를 배치하므로, 기판처리부(100)의 내부 공간(110)의 크기를 기판적재부(500)가 수용될 수 있는 최소 크기[또는 기판(40)이 수용될 수 있는 최소 크기]로 줄일 수 있다. 따라서, 기판처리 공정이 수행되는 기판처리부(100) 내부 공간(110)의 크기 감소로 인한 기판처리 가스의 사용량 절감 및 이에 따른 기판처리 공정비용 절감의 이점이 있을 뿐만 아니라, 기판처리 가스의 공급 시간 및 배출 시간 감소 및 이에 따른 기판처리 공정의 생산성이 향상되는 이점이 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부면에 보강리브(120, 130)를 결합한 배치식 기판처리 장치를 나타내는 사시도이다.
종래의 배치식 기판처리 장치의 공정튜브(10)가 종형인 것과 다르게, 본 발명의 기판처리부(100)는 원기둥 형상을 가지며, 상면이 평평할 수 있다. 기판처리부(100)의 상면을 평평하게 구성하여 기판(40)이 수용될 수 없는 종형 챔버(11)의 상부 공간(12)(도 1 참조)을 배제함으로써 기판처리부(100)의 내부 공간(110)의 크기를 더욱 감소시키는 이점이 있다. 다만, 종래의 종형 챔버(11)에 비해서 내부의 압력을 균등하게 분산시킬 수 없어 발생할 수 있는 내구성의 문제를 해소하기 위해, 본 발명의 배치식 기판처리 장치는 기판처리부(100)의 상면 상에 복수개의 보강리브(120, 130)를 결합한 것을 특징으로 한다.
보강리브(120, 130)의 재질은 기판처리부(100)의 재질과 동일하게 채용할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 기판처리부(100)의 상면을 지지할 수 있는 목적의 범위 내에서 다양한 재질을 채용할 수 있을 것이다.
보강리브(120, 130)는 도 6의 (a)와 같이 복수의 보강리브(121, 122)를 교차하도록 배치하여 기판처리부(100)의 상면에 결합할 수도 있고, 도 6의 (b)와 같이 복수의 보강리브(131, 132)를 평행하게 배치하여 기판처리부(100)의 상면에 결합할 수도 있다. 보강리브(120, 130)는 용접 방식 등을 이용하여 기판처리부(100)의 상면에 결합할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터(150, 160)가 외면에 설치된 배치식 기판처리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(400) 내측면에 히터(430)가 설치되면서, 또는 하우징(400)의 내측면에 히터(430)가 설치됨이 없이, 기판처리부(100)의 상면 및 외주면에 기판(40)을 가열하기 위한 히터(150, 160)가 설치될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 필요에 의해 가스 공급부(200) 및 가스 배출부(300)의 상면 및 외주면에도 히터를 설치할 수 있을 것이다.
히터(150, 160)는 판형상으로 형성되어 기판처리부(100)의 내부 공간(110)에 열 전달을 효율적으로 할 수 있으며, 그라파이트(Graphite) 또는 카본(Carbon) 복합체 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 또는, 히터(150, 160)는 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 또는 몰리브덴 중에서 선택된 어느 하나로 형성되거나, 칸탈(Kanthal)로 형성될 수 있다.
히터(150)는 기판처리부(100)의 상면에 설치되며, "┓"형상과 "┏"형상이 순차적으로 연속되어 반복되는 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 히터(150)는 기판처리부(100)의 상면에 형성된 보강리브(120, 130)에 의하여 구획된 기판처리부(100)의 상면에 각각 설치된다.
히터(160)는 기판처리부(100)의 외주면에 설치되며, 하측 및 상측에 각각 배치되어 대향하면서 쌍을 이루는 제 1 히터(161)와 제 2 히터(165)를 포함한다. 그리고, 쌍을 이루는 제 1 히터(161)와 제 2 히터(165)는 기판처리부(100)의 원주방향을 따라 소정간격으로 복수개 설치된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터(160)의 확대 정면도이다.
제1 히터(161)는 한 쌍의 제1 좌측수직판(161a), 한 쌍의 제1 우측수직판(161b), 한 쌍의 제1 중앙수직판(161c), 한 쌍의 제1 상측연결판(161d), 한 쌍의 제1 하측연결판(161e) 및 제1 중앙연결판(161f)을 가진다.
제1 좌측수직판(161a)은 제1 히터(161)의 좌측에서 상호 소정거리 이격되어 대향하는 한 쌍으로, 기판처리부(100)의 상하방향을 향한다. 제1 우측수직판(161b)은 제1 히터(161)의 우측에서 상호 소정거리 이격되어 대향하는 한 쌍으로, 기판처리부(100)의 상하방향을 향하며, 제1 좌측수직판(161a)과 동일한 길이를 가진다. 제1 중앙수직판(161c)은 제1 히터(161)의 중앙에서 상호 소정거리 이격되어 대향하는 한 쌍으로, 기판처리부(100)의 상하방향을 향하며, 제1 좌측수직판(161a) 및 제1 우측수직판(161b) 보다 짧게 형성되어 제1 좌측수직판(161a) 및 제1 우측수직판(161b) 사이에 배치된다.
제1 상측연결판(161d)은 한 쌍의 제1 좌측수직판(161a)의 상측 부분 및 한 쌍의 제1 우측수직판(161b)의 상측 부분을 각각 연결한다. 제1 하측연결판(161e)은 한 쌍의 제1 중앙수직판(161c)과 상호 인접하는 제1 좌측수직판(161a) 및 제1 우측수직판(161b)의 하측 부분을 각각 연결한다. 제1 중앙연결판(161f)은 한 쌍의 제1 중앙수직판(161c)의 상측 부분을 연결한다.
제2 히터(165)는 한 쌍의 제2 좌측수직판(165a), 한 쌍의 제2 우측수직판(165b), 한 쌍의 제2 중앙수직판(165c), 한 쌍의 제2 중앙연결판(165d), 한 쌍의 제2 상측연결판(165e) 및 제2 하측연결판(165f)을 가진다.
제2 좌측수직판(165a)은 제2 히터(165)의 좌측에서 상호 소정거리 이격되어 대향하는 한 쌍으로, 기판처리부(100)의 상하방향을 향한다. 제2 우측수직판(165b)은 제2 히터(165)의 우측에서 상호 소정거리 이격되어 대향하는 한 쌍으로, 기판처리부(100)의 상하방향을 향하며, 제2 좌측수직판(165a)과 동일한 길이를 가진다. 제2 중앙수직판(165c)은 제2히터(165)의 중앙에서 상호 소정거리 이격되어 대향하는 한 쌍으로, 기판처리부(100)의 상하방향을 향하며, 제2 좌측수직판(165a) 및 제2 우측수직판(165b) 보다 길게 형성되어 제2 좌측수직판(165a) 및 제2 우측수직판(165b) 사이에 배치된다.
제2 중앙연결판(165d)은 한 쌍의 제2 좌측수직판(165a)의 하측 부분 및 한 쌍의 제2 우측수직판(165b)의 하측 부분을 각각 연결한다. 제2 상측연결판(165e)은 한 쌍의 제2 중앙수직판(165c)과 상호 인접하는 제2 좌측수직판(165a) 및 제2 우측수직판(165b)의 상측 부분을 각각 연결한다. 제2 하측연결판(165f)은 한 쌍의 제2 중앙수직판(165c)의 하측 부분을 연결한다.
이때, 제 1 상측연결판(161d)의 상면과 제2 중앙연결판(165d)의 하면은 상호 대향하고, 제2 하측연결판(165f)의 하면은 제1 중앙연결판(161f)의 상면과 상호 대향하면서 제2 하측연결판(165f)은 제1 좌측수직판(161a)과 제1 우측수직판(161b) 사이에 위치된다.
상기와 같은 히터(160)는 히터 단자가 제1 좌측수직판(161a)의 하단부, 제1 우측수직판(161b)의 하단부, 제2 좌측수직판(165a)의 상단부 및 제2 우측수직판(165b)의 상단부에 구비[즉, 히터(160)의 네 모서리측에 히터 단자를 구비]되어 있으므로, 외부 전원과 히터 단자를 연결하기 용이한 이점이 있다.
또한, 기판처리부(100)의 내부가 가열되면, 대류 현상의 의하여 기판처리부(100)의 내부 공간(110)의 상측 부위가 하측 부위보다 고온이 된다. 그런데, 히터(160)가 상호 구획된 제 1 히터(161)와 제 2 히터(165)로 마련되어 상하로 배치되므로, 제 1 히터(161)와 제 2 히터(165)를 적절하게 제어하면, 기판처리부(100)의 내부 공간(110)의 상하측 온도가 균일하도록 제어할 수 있다.
또한, 기판처리부(100)의 높이방향에 따른 3개의 영역[제2 히터(165) 상단에서부터 제2 중앙연결판(165d)까지의 영역, 제 1 상측연결판(161d)에서부터 제2 하측연결판(165f)까지의 영역, 제1 중앙연결판(161f)에서부터 제1 히터(161) 하단까지의 영역]을 상호 구획된 2개의 히터(161, 165)를 통해서 히팅이 가능하므로 2개의 영역을 2개의 히터로 제어하는 방식에 비해서 온도 제어의 효율성과 균일성 면에서 유리하다.
이처럼, 본 발명은 가스 공급 유로(250) 및 가스 배출 유로(350)를 수용하는 가스 공급부(200) 및 가스 배출부(300)를 기판처리 공정이 수행되는 기판처리부(100)와 분리하여 배치함으로써, 기판처리부(100)의 내부 공간(110)의 크기를 최소화할 수 있으므로, 기판처리 가스의 사용량을 절감하여 공정비용을 절약하고, 기판처리 가스의 공급 및 배출 시간을 단축시켜 기판처리 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 기판처리부(100)의 상부를 평평하게 형성함으로써 기판처리부(100)의 내부 공간(110)의 크기를 더욱 줄여 상기 효과를 극대화 할 수 있으며, 보강리브(120, 130)를 기판처리부(100)의 상면에 결합하여 내구성을 강화시킬 수 있다.
그리고, 히터(150, 160)가 판형상으로 형성되어 기판처리부(100)의 외면에 설치하므로, 기판처리부(100)의 내부 공간(110)에 열 전달을 효율적으로 할 수 있고, 히터(160)의 단자를 모서리 측에 구비하여 외부 전원과 연결을 용이하게 할 수 있으며, 2개의 히터(161, 162)로 3개의 영역을 균일하게 온도 제어할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
40: 기판
100: 기판처리부
110: 기판처리부 내부 공간
120, 130: 보강리브
150, 160: 히터
200: 가스 공급부
250: 가스 공급 유로
251: 가스 공급관
252: 토출공
300: 가스 배출부
350: 가스 배출 유로
351: 가스 배출관
352: 배출공
400: 하우징
450: 매니폴드
500: 기판적재부
d1: 기판과 기판처리부의 내주면 사이의 거리
d2: 기판과 가스 공급 유로 사이의 거리

Claims (19)

  1. 기판적재부에 적층된 복수개의 기판을 수용하여 처리하는 기판처리부; 및
    상기 기판처리부의 일측 외주면 상에 형성되고, 기판처리 가스가 흐르는 적어도 하나의 가스 공급 유로를 수용하여 상기 기판처리부에 기판처리 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하고,
    기판과 상기 기판처리부의 내주면 사이의 거리가 d1, 기판과 상기 가스 공급 유로 사이의 거리가 d2일 때, d1≤d2이고,
    상기 가스 공급 유로는 상기 가스 공급부의 길이방향을 따라 형성된 복수의 가스 공급관 및 상기 기판처리부를 향하여 상기 가스 공급관의 일측에 형성되는 복수의 토출공을 포함하는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판처리부의 타측 외주면 상에 형성되고, 기판처리 가스가 흐르는 적어도 하나의 가스 배출 유로를 수용하여 상기 기판처리부에 공급된 기판처리 가스를 배출하는 가스 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판처리부의 상기 외주면은 상기 가스 공급부의 외주면과 일체로 연결되고,
    상기 기판처리부의 상기 외주면은 상기 가스 배출부의 외주면과 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가스 배출 유로는 상기 가스 배출부의 길이방향을 따라 형성된 가스 배출관 및 상기 기판처리부를 향하여 상기 가스 배출관의 일측에 형성되는 복수의 배출공을 포함하는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  6. 제1항에 있어서
    상기 기판처리부는 원기둥 형상을 가지며, 상면이 평평한 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판처리부의 상면 상에 복수개의 보강리브를 결합한 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 보강리브를 교차하도록 배치하여 상기 기판처리부의 상면 상에 결합한 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 보강리브를 평행하게 배치하여 상기 기판처리부의 상면 상에 결합한 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판처리부의 외주면 및 상면에 히터가 설치된 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 히터는 판형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판처리부의 상면에 설치된 상기 히터는 "┓"형상과 "┏"형상이 순차적으로 연속되어 반복되는 형상인 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기판처리부의 외주면에 설치된 상기 히터는 하측 및 상측에 각각 배치되어 대향하면서 쌍을 이루는 제 1 히터와 제 2 히터를 가지고,
    쌍을 이루는 상기 제 1 히터와 상기 제 2 히터는 상기 기판처리부의 원주방향을 따라 복수개 설치된 것을 특징으로 하는 배치식 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제 1 히터는, 상기 제1 히터의 좌측에서 상호 대향하면서 상하방향을 향하는 한 쌍의 제 1 좌측수직판; 상기 제1 히터의 우측에서 상호 대향하면서 상하방향을 향하고, 상기 제1 좌측수직판과 동일한 길이를 가지는 한 쌍의 제1 우측수직판; 상기 제1 히터의 중앙에서 상호 대향하면서 상하방향을 향하고 상기 제1 좌측수직판 및 상기 제1 우측수직판 보다 짧게 형성되어 상기 제1 좌측수직판 및 상기 제1 우측수직판 사이에 배치된 한 쌍의 제1 중앙수직판; 상기 한 쌍의 제1 좌측수직판의 상측 부분 및 상기 한 쌍의 제1 우측수직판의 상측 부분을 각각 연결하는 한 쌍의 제1 상측연결판; 상기 한 쌍의 제1 중앙수직판과 상호 인접하는 상기 제1 좌측수직판 및 상기 제1 우측수직판의 하측 부분을 각각 연결하는 제1 하측연결판; 및 상기 한 쌍의 제1 중앙수직판의 상측 부분을 연결하는 제1 중앙연결판을 가지고,
    상기 제 2 히터는, 상기 제2 히터의 좌측에서 상호 대향하면서 상하방향을 향하는 한 쌍의 제 2 좌측수직판; 상기 제2 히터의 우측에서 상호 대향하면서 상하방향을 향하고, 상기 제2 좌측수직판과 동일한 길이를 가지는 한 쌍의 제2 우측수직판; 상기 제2 히터의 중앙에서 상호 대향하면서 상하방향을 향하고 상기 제2 좌측수직판 및 상기 제2 우측수직판 보다 길게 형성되어 상기 제2 좌측수직판 및 상기 제2 우측수직판 사이에 배치된 한 쌍의 제2 중앙수직판; 상기 한 쌍의 제2 좌측수직판의 하측 부분 및 상기 한 쌍의 제2 우측수직판의 하측 부분을 각각 연결하는 한 쌍의 제2 중앙연결판; 상기 한 쌍의 제2 중앙수직판과 상호 인접하는 상기 제2 좌측수직판 및 상기 제2 우측수직판의 상측 부분을 각각 연결하는 제2 상측연결판; 및 상기 한 쌍의 제2 중앙수직판의 하측 부분을 연결하는 제2 하측연결판을 가지고,
    상기 제1 상측연결판의 상면과 상기 제2 중앙연결판의 하면은 상호 대향하고, 상기 제2 하측연결판의 하면은 상기 제1 중앙연결판의 상면과 상호 대향하면서 상기 제2 하측연결판은 상기 제1 좌측수직판과 상기 제1 우측수직판 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 기판처리부의 하면은 개방되고,
    상기 기판처리부 및 가스 공급부를 감싸는 형태로 하면이 개방된 하우징이 설치되며,
    상기 복수개의 기판을 상기 기판처리부에 로딩시키며 승강가능하게 설치된 상기 기판적재부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기판적재부는 승강하면서 상기 기판처리부의 하단면(下端面) 및 상기 가스 공급부의 하단면에 상단면(上端面)이 결합된 매니폴드의 하단면에 착탈가능하게 결합되고,
    상기 기판적재부가 상기 매니폴드의 하단면에 결합되면 상기 기판이 상기 기판처리부에 로딩되는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  17. 제5항에 있어서,
    상기 토출공 및 상기 배출공은, 상기 복수개의 기판이 적층된 상기 기판적재부가 상기 기판처리부에 수용되었을 때, 상기 기판적재부에 지지된 상호 인접하는 상기 기판과 기판 사이의 간격에 각각 위치되는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 기판처리부는 석영(Quartz), 스테인리스 스틸(SUS), 알루미늄(Aluminium), 그라파이트(Graphite), 실리콘 카바이드(Silicon carbide) 또는 산화 알루미늄(Aluminium oxide) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 히터는 그라파이트(Graphite), 카본(Carbon) 복합체, 실리콘 카바이드(Silicon carbide), 몰리브덴 또는 칸탈(Kanthal) 중 적어도 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 배치식 기판처리 장치.
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