KR100400044B1 - 간격 조절 장치를 가지는 웨이퍼 처리 장치의 샤워 헤드 - Google Patents

간격 조절 장치를 가지는 웨이퍼 처리 장치의 샤워 헤드 Download PDF

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Abstract

반응 챔버 내의 프로세스 영역에서 반응 가스의 분포량을 조절할 수 있는 샤워 헤드에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 샤워 헤드에서, 상부 플레이트는 외부로부터 공급되는 상기 반응 가스를 상기 반응 챔버 내로 유입시키기 위한 가스 유입구가 형성되어 있다. 페이스 플레이트는 복수의 관통홀이 형성되어 있고 상기 프로세스 영역에 대면하고 있다. 제1 배플 플레이트는 상기 상부 플레이트와 상기 페이스 플레이트와의 사이에 상하 이동 가능하게 설치되고, 상기 반응 가스의 제1 횡방향 유동 통로를 형성하는 제1 갭을 한정하는 상면을 가지고, 복수의 관통홀이 형성되어 있다. 제2 배플 플레이트는 상기 제1 배플 플레이트와 상기 페이스 플레이트와의 사이에 상하 이동 가능하게 설치되고, 상기 제1 배플 플레이트와의 사이에서 상기 반응 가스의 제2 횡방향 유동 통로를 형성하는 제2 갭을 한정하는 상면을 가지고, 복수의 관통홀이 형성되어 있다. 간격 조절 장치는 상기 제1 갭 및 제2 갭의 폭을 결정하기 위하여 사용된다.

Description

간격 조절 장치를 가지는 웨이퍼 처리 장치의 샤워 헤드 {Shower head of wafer treatment apparatus having gap controller}
본 발명은 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것으로, 특히 플라즈마를 이용하는 웨이퍼 처리 장치에서 반응 챔버 내에 반응 가스를 공급하기 위하여 설치되는 샤워 헤드에 관한 것이다.
반도체 소자가 고집적화되어 감에 따라 디자인 룰은 점차 감소되어 미세화되어가고, 웨이퍼는 대구경화되어가고 있다. 이와 같이 대구경화된 웨이퍼는 반도체 소자 제조에 필요한 여러가지 공정을 거치게 된다. 예를 들면, 반응 챔버의 상부에서 증착 또는 식각을 위한 반응 가스를 공급하여 웨이퍼상에 물질막을 증착하거나 웨이퍼상에 있는 물질막을 소정 패턴에 따라 식각하는 공정을 거친다. 그 중에서 특히 식각 공정의 경우에는 웨이퍼가 대구경화됨에 따라 웨이퍼 전면에 걸쳐서 균일도를 최적화하는 것이 중요한 과제이다.
통상적인 식각 장치의 경우에는 반응 챔버 내의 상부 전극으로부터 가스가 공급되고 하부 전극의 주위쪽으로 펌핑 아웃(pumping out)이 이루어지는 다운 스트림(down stream) 방식으로 식각에 필요한 반응 가스가 반응 챔버 내에 유입된다. 상기 반응 챔버 내에서 반응 가스가 골고루 분포될 수 있도록 하기 위하여, 상기 반응 챔버의 상부에는 복수의 관통공이 형성되어 있는 배플들을 수 개 포함하는 샤워 헤드가 설치되어 있다. 종래 기술에 따른 샤워 헤드에서는 각 배플에 형성되어 있는 관통공의 위치와 각 배플들간의 간격이 고정된 상태로 설치되어 있다.
샤워 헤드에 설치되어 있는 배플의 기능은 식각 장치의 상부 전극 즉 GDP(gas distribution plate)의 설계시에 GDP 내부에 가스 흐름의 분포를 조절하기 위한 것이다. 일반적으로, 배플에 의한 가스 분포 기능은 각 배플간의 간격과 각 배플에 형성된 관통공의 개구율에 의해 결정된다. 그러나, 종래 기술에 따른 샤워 헤드에서는 각 배플에 형성되어 있는 관통공의 위치와 각 배플들간의 간격이 고정되어 있으므로 하나의 식각 장치 내에서 행하여야 할 공정이 변경될 때 마다 웨이퍼상에서 각 위치에 따라 식각율 분포가 달라지게 된다. 따라서, 종래 기술에 따른 샤워 헤드의 구성은 새로운 공정 개발시 하나의 제한 요소로 작용하게 되며, 새로운 식각 장치를 개발하는 데 있어서도 배플 제작을 위해 수 많은 시뮬레이션 작업이 필요할 뿐 만 아니라 과다한 개발비를 소모하게 되는 문제가 있다.
또한, 예를 들면 웨이퍼상에 게이트 전극을 형성하기 위한 식각 공정의 경우, 게이트 패터닝 전에 이루어지는 식각 마스크층 형성을 위한 식각 공정 단계에서는 경우에 따라 웨이퍼 전면에 걸쳐서 무조건 완전한 식각 균일도가 얻어지는 것이 바람직하지 않을 수도 있다. 또한, 멀티스텝(multi-step)으로 이루어지는 식각 공정을 행하는 경우, 각 스텝마다 웨이퍼상에서의 식각율 균일도가 다르다. 이들경우에 있어서, 종래 기술에서와 같이 각 배플에 형성되어 있는 관통공의 위치와 각 배플들간의 간격이 고정되어 있는 경우에는 샤워 헤드를 통한 가스 공급량을 웨이퍼상의 위치에 따라 임의로 변경시키는 것이 불가능하여 웨이퍼 전면에 걸쳐서 형성하고자 하는 패턴의 균일도를 최적화시키는 것이 매우 어렵다. 그에 따라, 반도체 소자 제조 공정중 식각 공정에서 발생하는 식각율 불균일에 따른 문제는 소자의 성능 저하 및 수율 저하의 주 원인으로 되고 있다.
본 발명의 목적은 반도체 소자의 제조 공정시 웨이퍼상의 전면에 걸쳐서 최적화된 식각율 균일도를 얻기 위하여 웨이퍼상의 위치에 따라 반응 가스 분포량을 조절할 수 있는 샤워 헤드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 식각 단계중 웨이퍼상의 위치에 따라 발생할 수 있는 식각율 균일도 저하를 미리 보상하여 최종적으로 얻어지는 식각율 균일도를 최적화시킬 수 있도록 웨이퍼상의 위치에 따라 원하는 대로 반응 가스 공급량을 조절할 수 있는 샤워 헤드를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워 헤드의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워 헤드에 구비된 페이스 플레이트의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워 헤드에 구비된 제1 배플 플레이트의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워 헤드에 구비된 제2 배플 플레이트의 평면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워 헤드에 구비된 가이드 배플 플레이트를 도시한 도면들이다.
도 6은 가이드 배플 플레이트, 제1 배플 플레이트 및 제2 배플 플레이트 각각에 형성된 관통홀의 상호 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워 헤드에 구비된 제3 배플 플레이트의 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 샤워 헤드에 채용되는 간격 조절 장치의 일 예인 환형 링의 사시도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 샤워 헤드에 채용되는 간격 조절 장치의 다른 예인 환형 링을 도시한 도면들이다.
도 10은 본 발명에 따른 샤워 헤드에 채용될 수 있는 변형된 제1 배플 플레이트의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 샤워 헤드에 채용될 수 있는 변형된 제2 배플 플레이트의 평면도이다.
도 12a 및 도 12b는 도 9a의 환형 링을 사용하여 제2 갭의 폭을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13a 및 도 13b는 도 11의 13A - 13A 단면에 대응되는 도면들이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명에 따른 샤워 헤드에 채용될 수 있는 변형된 제1 배플 플레이트의 다른 예를 보여주는 평면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤워 헤드의 요부 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 16a 내지 도 16c는 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샤워 헤드의 요부 구성을 개략적으로 도시한 것들이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샤워 헤드의 요부 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 18은 도 17의 샤워 헤드에 포함된 제1 배플 플레이트의 평면도이다.
도 19는 도 17의 샤워 헤드에 포함된 제2 배플 플레이트의 평면도이다.
도 20a 내지 도 20c는 각각 도 17의 샤워 헤드에 포함된 제1 배플 플레이트 및 제2 배플 플레이트가 서로 다른 회전 거리를 가지고 접하고 있을 때 상기 제2 배플 플레이트의 저면에서 본 평면도들이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샤워 헤드의 요부 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 22는 도 21의 샤워 헤드에 포함된 제1 배플 플레이트의 평면도이다.
도 23은 도 21의 샤워 헤드에 포함된 제2 배플 플레이트의 평면도이다.
도 24는 도 21의 "A"로 표시된 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 상부 플레이트, 12: 가스 유입구, 20: 페이스 플레이트, 22: 관통홀, 30: 제1 배플 플레이트, 31: 중심축, 32: 제1 관통홀, 34: 제2 관통홀, 40: 제2 배플 플레이트, 42: 관통홀, 50: 가이드 배플 플레이트, 50a: 상면, 50b: 저면, 51: 중심축, 52: 유입구, 53: 경로, 54: 유출구, 60: 제3 배플 플레이트, 62: 관통홀, 70: 제1 갭, 80: 제2 갭, 90: 환형 링, 92: 제1 스페이서 링, 94: 제2 스페이서 링, 130: 변형된 제1 배플 플레이트, 132: 스페이서 링 결합부, 140: 변형된 제2 배플 플레이트, 140a: 상면 중심부, 142: 스페이서 링 결합부, 190: 환형 링, 192: 톱니형 기어, 194: 환형 접촉부, 230: 변형된 제1 배플 플레이트, 231: 중심축, 232: 베이스 플레이트, 234: 인서트 플레이트, 235: 관통홀, 236: 그루브, 237: 제1 관통홀, 238: 제2 관통홀, 292: 제1 구동 샤프트, 294: 제2 구동 샤프트, 312: 제1 스테핑 모터, 314: 제2 스테핑 모터, 332: 중심홀, 334: 원형 공간, 350:중심홀, 352: 내접 스크류부, 354: 스토퍼, 372: 외접 스크류부, 382: 샤프트, 384: 외향 플랜지, 392: 승강 기구, 394: 회전 기구, 430: 제1 배플 플레이트, 440: 제2 배플 플레이트, 480: 구동 샤프트, 490: 회전 기구, 530: 제1 배플 플레이트, 540: 제2 배플 플레이트, 572: 압전층, 574: 제1 전극, 576: 제2 전극, 578: 절연층, 582, 584, 586: 압전 소자, 590: 파워 공급부.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 반응 챔버 내의 프로세스 영역에서 반응 가스의 분포량을 조절할 수 있는 샤워 헤드를 제공한다. 본 발명의 제1 양태에 따른 샤워 헤드에서, 상부 플레이트(top plate)는 외부로부터 공급되는 상기 반응 가스를 상기 반응 챔버 내로 유입시키기 위한 가스 유입구가 형성되어 있다. 페이스 플레이트(face plate)는 복수의 관통홀이 형성되어 있고 상기 프로세스 영역에 대면하고 있다. 제1 배플 플레이트는 상기 상부 플레이트와 상기 페이스 플레이트와의 사이에 상하 이동 가능하게 설치되고, 상기 반응 가스의 제1 횡방향 유동 통로를 형성하는 제1 갭(gap)을 한정하는 상면을 가지고, 복수의 관통홀이 형성되어 있다. 제2 배플 플레이트는 상기 제1 배플 플레이트와 상기 페이스 플레이트와의 사이에 상하 이동 가능하게 설치되고, 상기 제1 배플 플레이트와의 사이에서 상기 반응 가스의 제2 횡방향 유동 통로를 형성하는 제2 갭(gap)을 한정하는 상면을 가지고, 복수의 관통홀이 형성되어 있다. 간격 조절 장치는 상기 제1 갭 및 제2 갭의 폭을 결정하기 위하여 사용된다.
상기 제1 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은 상기 제1 배플 플레이트의 중심축에 근접하게 위치하고 상기 중심축으로부터 제1 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 제1 위치에 형성된 복수의 제1 관통홀과, 상기 제1 배플 플레이트의 에지에 근접하게 위치하고 상기 중심축으로부터 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 제2 위치에 형성된 복수의 제2 관통홀로 구성된다.
상기 간격 조절 장치는 상기 제1 관통홀을 통과하는 반응 가스의 양이 상기 제2 관통홀을 통과하는 반응 가스의 양보다 많아지도록 상기 제1 갭의 폭을 충분히 작게 하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트의 위치를 결정한다.
또한, 상기 간격 조절 장치는 상기 제2 관통홀을 통과하는 반응 가스의 양이 증가될 수 있도록 상기 제1 갭의 폭을 증가시키기 위하여 상기 제1 배플 플레이트의 위치를 결정한다.
또한, 상기 간격 조절 장치는 상기 제2 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀을 통과하는 반응 가스의 유량이 상기 프로세스 영역 내에서 전체적으로 일정하게 될 수 있도록 상기 제2 갭의 폭을 충분히 증가시키기 위하여 상기 제2 배플 플레이트의 위치를 결정한다.
또한, 상기 간격 조절 장치는 상기 제2 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀을 통과하는 반응 가스의 유량이 상기 프로세스 영역 내의 위치에 따라 선택적으로 불균일하게 되도록 상기 제2 갭의 폭을 감소시키기 위하여 상기 제2 배플 플레이트의 위치를 결정한다.
본 발명의 제1 양태에 따른 샤워 헤드에 있어서, 상기 간격 조절 장치는 상기 제1 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트의 상면에 설치되는 제1 스페이서 링과, 상기 제2 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트와 제2 배플 플레이트와의 사이에 설치되는 제2 스페이서 링으로 이루어진다. 상기 제1 스페이서 링은 상기 제1 배플 플레이트의 상면에서 그 에지 부분에 설치되고, 상기 제2 스페이서 링은 상기 제2 배플 플레이트의 상면에서 그 에지 부분에 설치된다. 상기 제1 스페이서 링 및 제2 스페이서 링은 각각 1개 또는 2개 이상의 환형 링으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 스페이서 링 및 제2 스페이서 링중 적어도 하나는 복수의 톱니형 기어가 형성된 환형 접촉부를 가질 수 있다. 상기 톱니형 기어는 중심각 90°에 대응되는 원호 길이와 동일한 피치를 가진다. 상기 제1 스페이서 링은 상기 제1 배플 플레이트와 대향되는 면에 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 환형 접촉부를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제1 배플 플레이트는 상기 제1 스페이서 링과 대향되는 면에 상기 환형 접촉부의 톱니형 기어와 치합 가능하도록 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 스페이서 링 결합부를 포함한다. 또는, 상기 제2 스페이서 링은 상기 제2 배플 플레이트와 대향되는 면에 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 환형 접촉부를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제2 배플 플레이트는 상기 제2 스페이서 링과 대향되는 면에 상기 환형 접촉부의 톱니형 기어와 치합 가능하도록 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 스페이서 링 결합부를 포함한다.
본 발명의 제1 양태에 따른 샤워 헤드에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트는 전면적으로 균일한 두께를 가지는 단일의 원판형 부재로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 양태에 따른 샤워 헤드에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트는 복수의 관통홀이 형성되어 있고, 상면의 중심부에 원형 공간을 제공하는 그루브(groove)가 형성되어 있는 원판형 베이스 플레이트와, 상기 그루브 내에서 상기 제1 배플 플레이트의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 삽입되고, 상기 베이스 플레이트에 형성된 복수의 관통홀중 일부와 연통 가능한 복수의 관통홀이 형성되어 있는 원판형 인서트 플레이트로 이루어질 수 있다. 상기 베이스 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은 상기 제1 배플 플레이트의 중심축에 근접하게 위치하고 상기 중심축으로부터 상기 인서트 플레이트의 반경 길이보다 작은 제1 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 제1 위치에 형성된 복수의 제1 관통홀과, 상기 베이스 플레이트의 에지에 근접하게 위치하고 상기 중심축으로부터 상기 인서트 플레이트의 반경 길이보다 큰 제2 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 제2 위치에 형성된 복수의 제2 관통홀로 구성된다. 상기 제1 관통홀과 상기 인서트 플레이트에 형성된 관통홀은 상기 인서트 플레이트의 회전 거리에 따라 연통(communication) 가능하다. 상기 인서트 플레이트의 회전 거리에 따라 상기 제1 관통홀의 개구율(opening ratio)을 변화시킬 수 있도록 하기 위하여, 상기 인서트 플레이트에 형성된 복수의 관통홀과 상기 베이스 플레이트에 형성된 복수의 제1 관통홀은 각각 상기 제1 배플 플레이트의 중심축을 기준으로 일부 각도 범위에만 선택적으로 형성되어 있다.
본 발명의 제1 양태에 따른 샤워 헤드에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트와 동축으로 상기 제1 배플 플레이트 위에 설치되고, 상기 상부 플레이트를 통하여 공급되는 반응 가스가 유입되는 유입구와, 상기 유입구를 통하여 유입된 반응 가스를 복수의 경로를 통하여 상기 제1 갭으로 유출시키기 위한 복수의 유출구가 형성되어 있는 가이드(guide) 배플 플레이트를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 갭의 폭은 상기 가이드 배플 플레이트의 저면과 상기 제1 배플 플레이트의 상면에 의하여 한정된다. 상기 가이드 배플 플레이트에 형성된 복수의 유출구는 각각 상기 가이드 배플 플레이트의 중심축으로부터 소정 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 위치에 형성되어 있다.
상기 가이드 배플 플레이트를 포함하는 샤워 헤드에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은 상기 제1 배플 플레이트의 중심축에 근접하게 위치하고 상기 중심축으로부터 제1 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 제1 위치에 형성된 복수의 제1 관통홀과, 상기 제1 배플 플레이트의 에지에 근접하게 위치하고 상기 중심축으로부터 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 제2 위치에 형성된 복수의 제2 관통홀로 구성된다. 상기 가이드 배플 플레이트에형성된 복수의 유출구는 각각 상기 가이드 배플 플레이트의 중심축으로부터 상기 제1 거리보다 크고 상기 제2 거리보다 작은 제3 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 위치에 형성되어 있다. 바람직하게는, 상기 유출구로부터 상기 제1 관통홀까지의 거리는 상기 유출구로부터 상기 제2 관통홀까지의 거리보다 더 작다.
또한, 상기 게이드 배플 플레이트를 포함하는 샤워 헤드에 있어서, 상기 간격 조절 장치는 상기 제1 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 가이드 배플 플레이트와 상기 제1 배플 플레이트와의 사이에 설치되는 제1 스페이서 링과, 상기 제2 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트와 상기 제2 배플 플레이트와의 사이에 설치되는 제2 스페이서 링으로 이루어진다.
본 발명의 제1 양태에 따른 샤워 헤드에 있어서, 상기 간격 조절 장치는 상기 제1 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 가이드 배플 플레이트를 선택적으로 상하 이동시키기 위한 제1 구동 샤프트와, 상기 제2 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트를 선택적으로 상하 이동시키기 위한 제2 구동 샤프트를 포함할 수 있다. 상기 제1 구동 샤프트와 상기 제2 구동 샤프트는 동축으로 설치되어 있다.
또한, 본 발명의 제1 양태에 따른 샤워 헤드에 있어서, 상기 간격 조절 장치는 상기 제2 갭의 폭을 결정하기 위하여 제1 스테핑 모터를 이용하여 상기 제1 배플 플레이트를 상하 이동시키기 위한 승강 기구와, 상기 제1 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 제2 스테핑 모터를 이용하여 상기 가이드 배플 플레이트를 기어 구동(gear drive)에 의하여 상하 이동시키기 위한 회전 기구를 포함할 수 있다. 상기 승강 기구와 회전 기구는 일체로 결합되어 있다.
상기 승강 기구는 상기 제1 스테핑 모터로부터 전달되는 동력에 의해 상하 이동 가능하고 상기 가이드 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트를 관통하여 연장되는 샤프트와, 상기 샤프트의 일단에 형성되어 있고 상기 샤프트의 상하 이동에 따라 상기 제1 배플 플레이트를 종동적으로 상하 이동시키기 위한 외향 플랜지(outward flange)로 이루어진다. 상기 회전 기구는 상기 제2 스테핑 모터로부터 전달되는 동력에 의해 회전 가능한 상기 샤프트와, 상기 샤프트의 회전에 따라 상기 가이드 배플 플레이트를 상승 또는 하강시키기 위하여 상기 샤프트의 외주에서 상기 가이드 배플 플레이트가 결합되는 위치에 형성되어 있는 외접 스크류부로 이루어진다. 상기 제1 배플 플레이트의 중심부에는 상기 샤프트의 일단에 형성되어 있는 외향 플랜지를 수용하기 위한 원형 공간이 형성되어 있다. 상기 원형 공간은 상기 가이드 배플 플레이트를 상하 이동시키기 위하여 상기 샤프트가 상기 회전 기구에 의하여 회전될 때 상기 제1 배플 플레이트가 상기 외향 플랜지의 회전력에 영향받지 않도록 상기 외향 플랜지를 마찰없이 수용한다. 상기 가이드 배플 플레이트의 중심부에는 상기 샤프트가 관통되는 중심홀이 형성되어 있고, 상기 중심홀의 내벽에는 상기 샤프트의 외접 스크류부와 치합(齒合)되는 내접 스크류부가 형성되어 있다. 상기 내접 스크류는 상기 제1 배플 플레이트를 상하 이동시키기 위하여 상기 샤프트가 상기 승강 기구에 의하여 상하 이동할 때 상기 가이드 배플 플레이트가 상기 샤프트의 이동에 종동하여 상하 이동되도록 상기 외접 스크류부와 치합된다. 상기 회전 기구에 의해 상기 샤프트가 회전될 때 상기 가이드 배플 플레이트의 회전을 방지하기 위한 스토퍼(stopper)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따른 샤워 헤드에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀중 일부와 상기 제2 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀중 일부가 연통되어 얼라인홀(align hole)이 형성되도록 상기 제1 배플 플레이트와 제2 배플 플레이트가 서로 접해 있는 구성이 가능하다. 이 구성에 있어서, 상기 제2 배플 플레이트에 대하여 상기 제1 배플 플레이트가 소정의 각도 범위에서 회전 가능하도록 상기 제1 배플 플레이트에 연결되어 있는 회전 기구를 더 포함한다. 상기 제1 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은 상기 제1 배플 플레이트의 중심축으로부터 반경 거리에 따라 서로 다른 개구율을 가지도록 분포되어 있다. 상기 제2 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은 상기 제2 배플 플레이트의 중심축을 기준으로 회전 거리에 따라 서로 다른 개구율을 가지도록 분포되어 있다. 상기 얼라인홀의 개구 위치를 변화시키기 위하여 상기 회전 기구는 상기 제1 배플 플레이트의 회전 거리를 변화시킨다. 상기 제1 배플 플레이트는 그 중심축을 기준으로 방사상으로 연장되는 복수의 부채꼴 영역으로 구분되고, 상기 제1 배플 플레이트의 각 부채꼴 영역에서는 상기 중심축으로부터 선택된 반경 거리만큼 이격되어 있는 소정 범위 내에만 상기 복수의 관통홀이 형성되어 있다. 상기 제2 배플 플레이트는 그 중심축을 기준으로 방사상으로 연장되는 복수의 부채꼴 영역으로 구분되고, 상기 제2 배플 플레이트의 복수의 부채꼴 영역중 상기 복수의 관통홀이 형성된 부채꼴 영역이 규칙적인 간격으로 위치하도록 배치되어 있다. 이 구성에 있어서, 상기 간격 조절 장치는 상기 제1 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트 및제2 배플 플레이트를 동시에 상하 이동시키기 위한 구동 샤프트를 포함한다.
본 발명의 제2 양태에 따른 샤워 헤드에 있어서, 상부 플레이트(top plate)는 외부로부터 공급되는 상기 반응 가스를 상기 반응 챔버 내로 유입시키기 위한 가스 유입구가 형성되어 있다. 페이스 플레이트(face plate)는 복수의 관통홀이 형성되어 있고 상기 프로세스 영역에 대면하고 있다. 제1 배플 플레이트는 상기 상부 플레이트와 상기 페이스 플레이트와의 사이에 설치되고, 복수의 관통홀이 형성되어 있다. 제2 배플 플레이트는 상기 제1 배플 플레이트와 상기 페이스 플레이트와의 사이에 설치되고, 상기 제1 배플 플레이트와의 사이에서 상기 반응 가스의 횡방향 유동 통로를 형성하는 갭(gap)을 한정하는 상면을 가지고, 복수의 관통홀이 형성되어 있다. 상기 갭을 통한 반응 가스의 유량을 제어하기 위하여 복수의 압전 소자(piezoelectric element)가 상기 제2 배플 플레이트의 상면에 설치되어 있다. 파워 공급부는 상기 압전 소자에 전압을 인가한다.
상기 복수의 압전 소자는 각각 2개의 주면을 포함하고 전압 인가에 따라 두께 팽창 진동 모드로 진동하는 압전층과, 상기 압전층의 2개의 주면상에 각각 형성된 제1 전극층 및 제2 전극층과, 상기 제1 배플 플레이트에 인접하게 위치된 상기 제1 전극층상에 형성된 절연층을 포함한다. 상기 제2 전극은 상기 제2 배플 플레이트에 의해 구성된다.
상기 복수의 압전 소자는 각각 상기 제2 배플 플레이트상에서 상기 제1 배플 플레이트의 관통홀이 형성된 위치에 대응하는 위치에 형성되어 있다.
상기 압전 소자는 상기 파워 공급부로부터 인가되는 전압의 크기에 따라 조절되는 상기 압전 소자의 두께 팽창율에 의해 상기 제1 배플 플레이트의 관통홀로부터 상기 갭으로 유출되는 상기 반응 가스의 유량을 조절한다. 또한, 상기 압전 소자는 상기 파워 공급부로부터 인가되는 전압의 크기에 따라 조절되는 상기 압전 소자의 두께 팽창율에 의해 상기 제1 배플 플레이트의 관통홀을 선택적으로 개방 또는 폐쇄시킨다.
상기 제1 배플 플레이트에서 상기 관통홀은 상기 제1 배플 플레이트의 중심축으로부터 소정의 반경 거리 만큼 이격된 제1 위치에 형성되고, 상기 압전 소자는 상기 제2 배플 플레이트상에서 상기 제1 위치에 대응하는 위치에 형성된 환형 소자로 이루어진다.
본 발명의 제2 양태에 따른 샤워 헤드에 있어서, 상기 제2 배플 플레이트와 상기 페이스 플레이트 사이에 설치되고, 복수의 관통홀이 형성되어 있는 제3 배플 플레이트를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 배플 플레이트는 상기 샤워 헤드를 전기적으로 안정화시키기에 충분한 저항율을 가지는 고저항 물질로 이루어진다.
본 발명의 제3 양태에 따른 샤워 헤드에 있어서, 제1 배플 플레이트는 외부로부터 공급되는 상기 반응 가스의 유량을 중심축으로부터 반경 거리에 따라 선택적으로 조절하기 위하여 상기 중심축으로부터 제1 반경 거리 범위에 있는 복수의 제1 관통홀과 상기 제1 반경 거리 범위보다 큰 제2 반경 거리 범위에 있는 복수의 제2 관통홀이 형성되어 있다. 제2 배플 플레이트는 상기 제1 배플 플레이트와의 사이에서 횡방향 유동 통로를 형성하는 갭(gap)이 형성되도록 상기 제1 배플 플레이트의 아래에 설치되어 있고, 복수의 관통홀이 형성되어 있다. 간격 조절 장치는 상기 갭의 폭을 조절하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트 및 제2 배플 플레이트중 적어도 하나를 이동시킨다.
상기 간격 조절 장치는 상기 갭의 폭을 결정하기 위하여 소정의 두께를 가지고 상기 제1 배플 플레이트와 제2 배플 플레이트와의 사이에 설치되는 스페이서 링을 포함한다. 상기 스페이서 링은 1개 또는 2개 이상의 환형 링으로 이루어진다.
상기 간격 조절 장치를 구성하는 상기 스페이서 링은 복수의 톱니형 기어가 형성된 환형 접촉부를 가지는 구성을 채용할 수 있다. 상기 톱니형 기어는 중심각 90°에 대응되는 원호 길이와 동일한 피치를 가진다. 상기 스페이서 링의 환형 접촉부는 상기 제1 배플 플레이트의 저면과 접할 수 있다. 이 때, 상기 제1 배플 플레이트의 저면에는 그 에지부에 상기 환형 접촉부의 톱니형 기어와 치합 가능하도록 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 스페이서 링 결합부가 형성되어 있다. 바람직하게는, 상기 제1 배플 플레이트의 스페이서 링 결합부는 상기 제1 배플 플레이트의 저면 중심부의 두께보다 더 작은 두께를 가지는 부분을 포함한다. 또는, 상기 스페이서 링의 환형 접촉부는 상기 제2 배플 플레이트의 상면과 접할 수 있다. 상기 제2 배플 플레이트의 상면에는 상기 환형 접촉부의 톱니형 기어와 치합 가능하도록 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 스페이서 링 결합부가 형성된다. 바람직하게는, 상기 제2 배플 플레이트의 스페이서 링 결합부는 상기 제2 배플 플레이트의 상면 중심부의 두께보다 더 작은 두께를 가지는 부분을 포함한다.
본 발명의 제4 양태에 따른 샤워 헤드에 있어서, 원형의 제1 배플 플레이트는 복수의 관통홀이 형성되어 있다. 원형의 제2 배플 플레이트는 소정의 폭을 가지는 갭을 사이에 두고 상기 제1 배플 플레이트의 아래에 설치되고 복수의 관통홀이 형성되어 있다. 압전 소자는 상기 제1 배플 플레이트에 형성된 관통홀을 통한 반응 가스의 유량을 제어하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트와 제2 배플 플레이트 사이에 설치되어 있다.
상기 제1 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은 상기 제1 배플 플레이트의 중심축으로부터 제1 반경 거리 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제1 관통홀과, 상기 제1 배플 플레이트의 중심축으로부터 상기 제1 반경 거리보다 큰 제2 반경 거리 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제2 관통홀과, 상기 제1 배플 플레이트의 중심축으로부터 상기 제2 반경 거리보다 큰 제3 반경 거리 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제3 관통홀로 이루어진다.
상기 제2 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은 상기 제2 배플 플레이트의 중심축 위치에 형성된 제4 관통홀과, 상기 제2 배플 플레이트의 중심축으로부터 제4 반경 거리 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제5 관통홀과, 상기 제2 배플 플레이트의 중심축으로부터 상기 제4 반경 거리보다 큰 제5 반경 거리 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제6 관통홀과, 상기 제2 배플 플레이트의 중심축으로부터 상기 제5 반경 거리보다 큰 제6 반경 거리 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제7 관통홀로 이루어진다.
상기 압전 소자는 상기 제2 배플 플레이트 위에 형성된 복수의 환형 소자로 이루어진다. 바람직하게는, 상기 압전 소자는 상기 제2 배플 플레이트의 위에 접합되어 있다.
상기 압전 소자는 상기 제2 배플 플레이트상에서 상기 제1 배플 플레이트의 제1 관통홀이 형성된 위치에 대응되는 위치에 설치되는 제1 압전 소자와, 상기 제2 배플 플레이트상에서 상기 제1 배플 플레이트의 제2 관통홀이 형성된 위치에 대응되는 위치에 설치되는 제2 압전 소자와, 상기 제2 배플 플레이트상에서 상기 제1 배플 플레이트의 제3 관통홀이 형성된 위치에 대응되는 위치에 설치되는 제3 압전 소자로 이루어진다.
본 발명의 제4 양태에 따른 샤워 헤드는 상기 압전 소자에 전압을 인가하기 위한 파워 공급부를 더 포함할 수 있다. 상기 압전 소자는 상기 파워 공급부로부터 인가되는 전압의 크기에 따라 조절 가능한 두께 팽창율을 가진다.
본 발명에 의하면, 간격 조절 장치에 의하여 각 배플 플레이트 사이에 형성되는 갭의 폭을 선택적으로 감소 또는 증가시킴으로써, 반응 챔버의 프로세스 영역에서 웨이퍼상의 위치에 따라 공급되는 반응 가스의 양을 조절할 수 있을 뿐 만 아니라 웨이퍼상의 위치에 따른 반응 가스의 유량을 필요에 따라 균일 또는 불균일하게 되도록 조절할 수 있다. 따라서, 반도체 소자의 제조 공정시 웨이퍼상의 전면에 걸쳐서 최적화된 식각율 균일도를 얻기 위하여 웨이퍼상의 위치에 따라 반응 가스 분포량을 용이하게 조절할 수 있다. 또한, 웨이퍼상의 위치에 따라 원하는 대로 반응 가스 공급량을 조절함으로써 식각 단계중 웨이퍼상에서 부분적으로 발생할 수 있는 식각율 균일도 저하를 미리 보상할 수 있다.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 웨이퍼에 대하여 플라즈마 방식에 의하여 식각 처리하기 위하여 반응 챔버 내의 프로세스 영역에 반응 가스를 공급하는 데 사용하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워 헤드의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 샤워 헤드는 외부로부터 공급되는 반응 가스를 상기 반응 챔버 내로 유입시키기 위한 가스 유입구(12)가 형성되어 있는 상부 플레이트(top plate)(10)와, 상기 반응 챔버 내의 프로세스 영역에 대면하고 있는 페이스 플레이트(face plate)(20)를 포함하고 있다. 상기 상부 플레이트(10)는 상기 반응 챔버의 상부 벽을 구성한다.
도 2는 상기 페이스 플레이트(20)의 저면을 상기 반응 챔버의 프로세스 영역측에서 보았을 때의 평면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 페이스 플레이트(20)에는 복수의 관통홀(22)이 균일하게 형성되어 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 상부 플레이트(10)와 상기 페이스 플레이트(20)와의 사이에는 제1 배플 플레이트(30) 및 제2 배플 플레이트(40)가 상기 페이스 플레이트(20)와 동축으로 설치되어 있다. 상기 제1 배플 플레이트(30) 및 제2 배플 플레이트(40)는 상기 상부 플레이트(10)와 상기 페이스 플레이트(20)와의 사이에 설치된다. 상기 제1 배플 플레이트(30)의 상면에는 제1 스페이서 링(92)으로 이루어지는 간격 조절 장치가 설치되어 있으며, 상기 제1 배플 플레이트(30)와 제2 배플 플레이트(40) 사이는 제2 스페이서 링(94)으로 이루어지는 간격 조절 장치가 설치되어 있다. 상기 제1 배플 플레이트(30) 및 제2 배플 플레이트(40)는 상기 제1 스페이서 링(92) 및 제2 스페이서 링(94)의 두께를 조절함으로써 상대적으로 상하이동되어 그 상대적인 위치가 결정될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
상기 제1 배플 플레이트(30)는 전면적으로 균일한 두께를 가지는 단일의 원판형 부재로 이루어진다. 상기 제1 배플 플레이트(30)에는 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 관통홀(32, 34)이 형성되어 있다. 상기 복수의 관통홀(32, 34)은 상기 제1 배플 플레이트(30)의 중심축(31)에 근접하게 위치하고 상기 중심축(31)으로부터 제1 거리(d1) 만큼 방사 방향으로 이격된 제1 위치에 형성된 복수의 제1 관통홀(32)과, 상기 제1 배플 플레이트(30)의 에지에 근접하게 위치하고 상기 중심축(31)으로부터 상기 제1 거리(d1)보다 큰 제2 거리(d2) 만큼 방사 방향으로 이격된 제2 위치에 형성된 복수의 제2 관통홀(34)로 구성된다. 상기 제2 배플 플레이트(40)에는 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 관통홀(42)이 전면에 걸쳐 균일한 밀도로 형성되어 있다. 상기 제1 배플 플레이트(30) 및 제2 배플 플레이트(40)는 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 배플 플레이트(30) 위에는 상기 제1 배플 플레이트(30)와 동축으로 가이드(guide) 배플 플레이트(50)가 설치되어 있다. 상기 가이드 배플 플레이트(50)의 구성을 도 5a 내지 도 5c에 개략적으로 도시하였다. 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 배플(50)의 상면(50a)에는 상기 상부 플레이트(10)를 통하여 공급되는 반응 가스가 유입되는 유입구(52)가 1개 형성되어 있다. 상기 유입구(52)를 통하여 상기 가이드 배플 플레이트(50) 내로 유입된 반응 가스는 복수의 경로(53)를 통과하여 저면(50b)에 형성되어 있는 복수의 유출구(54)로 유출된다.
상기와 같이 구성된 샤워 헤드에 있어서, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 제1 배플 플레이트(30)와 상기 가이드 배플 플레이트(50) 사이에는 상기 반응 챔버 내로 유입되는 반응 가스의 제1 횡방향 유동 통로를 형성하는 제1 갭(gap)(70)이 형성된다. 상기 제1 갭(70)의 폭은 상기 가이드 배플 플레이트(50)의 저면(50b)과 상기 제1 배플 플레이트(30)의 상면에 의하여 한정된다. 또한, 상기 제1 배플 플레이트(30)와 상기 제2 배플 플레이트(40) 사이에는 상기 반응 가스의 제2 횡방향 유동 통로를 형성하는 제2 갭(80)이 형성된다. 상기 제2 갭(80)의 폭은 상기 제1 배플 플레이트(30)의 저면과 상기 제2 배플 플레이트(40)의 상면에 의하여 한정된다.
도 6은 상기 가이드 배플 플레이트(50), 제1 배플 플레이트(30) 및 제2 배플 플레이트(40)에 있어서, 각각의 플레이트에 형성된 관통홀의 상호 위치 관계를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 가이드 배플 플레이트(50)에 형성된 복수의 유출구(54)는 각각 상기 가이드 배플 플레이트(50)의 중심축(51)으로부터 상기 제1 관통홀(32)이 형성되어 있는 상기 제1 거리(d1)보다 크고 상기 제2 관통홀(34)이 형성되어 있는 제2 거리(d2)보다 작은 제3 거리(d3) 만큼 방사 방향으로 이격된 위치에 형성되어 있다. 상기 가이드 배플 플레이트(50)의 유출구(54)로부터 상기 제1 배플 플레이트(30)의 제1 관통홀(32)까지의 거리는 상기 유출구(54)로부터 상기 제1 배플 플레이트(30)의 제2 관통홀(34)까지의 거리보다 더 작도록 형성하는 것이바람직하다. 그 이유는, 상기 가이드 배플 플레이트(50)와 제1 배플 플레이트(30) 사이에 형성되는 제1 갭(70)의 폭을 조절함으로써 선택적으로 상기 제1 배플 플레이트(30)의 제2 관통홀(34)로의 유량보다 제1 관통홀(32)로의 유량을 더 크게 조절하거나, 또는 상기 제1 관통홀(32) 및 제2 관통홀(34)에서의 유량을 일정하게 조절하는 것이 가능하도록 하기 위함이다. 즉, 상기 유출구(54)는 상기 제1 관통홀(32)과 더 가깝게 위치되어 있으므로, 상기 제1 갭(70)의 폭이 작아질수록 상기 유출구(54)로부터 나오는 반응 가스를 상기 제1 관통홀(32)로 유도하기가 더욱 용이하여 상기 제1 관통홀(32)을 통과하는 유량이 상기 제2 관통홀(34)을 통과하는 유량보다 커질 수 있다. 따라서, 상기 반응 챔버의 프로세스 영역에서는 웨이퍼의 에지 부분보다는 센터 부분에 더 많은 양의 반응 가스를 공급할 수 있다. 반대로, 상기 제1 갭(70)의 폭이 커지면, 상기 유출구(54)로부터 나오는 반응 가스가 상기 제2 관통홀(34)까지 확산되는 양이 증가하여 상기 제2 관통홀(34)을 통과하는 반응 가스의 유량이 증가된다.
상기 샤워 헤드를 전기적으로 안정화시키기 위하여, 상기 제2 배플 플레이트(40)와 상기 페이스 플레이트(20) 사이에 제3 배플 플레이트(60)가 설치된다. 상기 제3 배플 플레이트(60)는 상기 샤워 헤드를 전기적으로 안정화시키기에 충분한 저항율을 가지는 고저항 물질, 예를 들면 SiC(silicon carbide)로 이루어질 수 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 제3 배플 플레이트(60)에는 복수의 관통홀(62)이 전면에 걸쳐 균일한 밀도로 형성되어 있다.
상기 제1 갭(70)의 폭은 상기 가이드 배플 플레이트(50)와 제1 배플 플레이트(30) 사이에서 상기 제1 배플 플레이트(30)의 에지 부분에 설치되는 간격 조절 장치인 제1 스페이서 링(92)에 의하여 결정된다. 또한, 상기 제2 갭(80)의 폭은 상기 제1 배플 플레이트(30)와 제2 배플 사이에서 그 에지 부분에 설치되는 간격 조절 장치인 제2 스페이서 링(94)에 의하여 결정된다.
도 8은 상기 제1 스페이서 링(92) 및 제2 스페이서 링(94)을 구현하기 위하여 채용 가능한 일 예로서 환형 링(90)을 도시한 사시도이다. 상기 제1 스페이서 링(92) 및 제2 스페이서 링(94)의 두께는 각각 이들을 구성하는 상기 환형 링(90)의 두께(t)에 의하여 결정된다. 상기 제1 갭(70) 및 제2 갭(80)의 폭을 원하는 정도로 조절하기 위하여, 상기 제1 스페이서 링(92) 및 제2 스페이서 링(94)은 각각 원하는 두께를 가지는 1개의 환형 링(90) 만을 사용하여 구성될 수도 있고, 일정한 두께를 가지는 2개 이상의 환형 링(90)을 중첩시켜 원하는 두께가 얻어지도록 할 수도 있다.
상기 제1 스페이서 링(92)의 두께에 따라 상기 제1 배플 플레이트(30)의 위치가 결정될 수 있으며, 그에 따라 상기 제1 갭(70)의 폭도 결정된다. 상기 제1 갭(70)의 폭이 작아질수록 상기 제1 배플 플레이트(30)에서 상기 제1 관통홀(32)을 통과하는 반응 가스의 양이 상기 제2 관통홀(34)을 통과하는 반응 가스의 양보다 많아진다. 또한, 상기 제1 갭(70)의 폭이 커질수록 상기 제1 배플 플레이트(30)에서 상기 제2 관통홀(34)을 통과하는 반응 가스의 양이 증가될 수 있다.
또한, 상기 제2 스페이서 링(94)의 두께에 따라 상기 제1 배플 플레이트(30)와 상기 제2 배플 플레이트(40) 사이에 형성되는 제2 갭(80)의 폭이 결정된다. 상기 제2 갭(80)의 폭이 작아질수록 상기 제2 배플 플레이트(40)에 형성된 복수의 관통홀(42)중에서 상기 제1 배플 플레이트(30)의 제1 관통홀(32) 또는 제2 관통홀(34)의 근방에 있는 관통홀(42)을 통과하는 반응 가스의 유량이 상대적으로 커지게 되어, 상기 복수의 관통홀(42)을 통과하는 반응 가스의 유량이 상기 프로세스 영역 내의 위치에 따라 선택적으로 불균일하게 된다. 반대로, 상기 제2 갭(80)의 폭이 충분히 커지면 상기 복수의 관통홀(42)을 통과하는 반응 가스의 유량이 상기 프로세스 영역 내에서 전체적으로 일정하게 될 수 있다.
도 9a는 상기 제1 스페이서 링(92) 및 제2 스페이서 링(94)을 구현하기 위하여 사용 가능한 다른 예로서 복수의 톱니형 기어(192)가 형성된 환형 접촉부(194)를 가지는 환형 링(190)을 도시한 사시도이다. 도 9b는 도 9a의 9B - 9B간 길이에 해당하는 상기 환형 링(190)을 평면적으로 펼쳐서 도시한 도면이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 상기 톱니형 기어(192)는 중심각(θ) 90°에 대응되는 원호 길이(l)와 동일한 피치를 가지도록 형성되어 있다. 상기 환형 접촉부(194)에 형성된 톱니형 기어(192)의 높이(h)는 약 0.01 ∼ 0.5mm이다.
상기 제1 갭(70) 내에 설치되는 상기 제1 스페이서 링(92)을 상기 환형 링(190)으로 구성하는 경우, 상기 톱니형 기어(192)가 형성된 환형 접촉부(194)가 상기 제1 배플 플레이트(30)와 대향하도록 설치될 수도 있고, 상기 가이드 배플 플레이트(50)와 대향하도록 설치될 수도 있다. 상기 제1 갭(70) 내에서 상기 환형 접촉부(194)가 상기 제1 배플 플레이트(30)와 대향하도록 설치되는 경우에는, 상기 제1 배플 플레이트(30)는 상기 환형 링(190)으로 이루어지는 제1 스페이서 링(92)과 대향되는 면에 상기 환형 접촉부(194)의 톱니형 기어(192)와 치합 가능한 스페이서 링 결합부가 형성되어야 한다. 도 10은 상기 환형 접촉부(194)와의 결합면을 구성하는 스페이서 링 결합부(132)가 형성되어 있는 변형된 제1 배플 플레이트(130)를 도시한 것이다. 상기 스페이서 링 결합부(132)에는 상기 환형 접촉부(194)의 톱니형 기어(192)와 치합 가능한 복수의 톱니형 기어(도시 생략)가 형성되어 있다. 상기 환형 링(190)에서와 마찬가지로, 상기 스페이서 링 결합부(132)에 형성된 톱니형 기어는 중심각 90°에 대응되는 원호 길이와 동일한 피치를 가진다. 또한, 상기 스페이서 링 결합부(132)에 형성된 톱니형 기어의 높이는 0.01 ∼ 0.5mm이다.
또한, 상기 제2 갭(80) 내에 설치되는 상기 제2 스페이서 링(94)을 상기 환형 링(190)으로 구성하는 경우, 상기 톱니형 기어(192)가 형성된 환형 접촉부(194)가 상기 제1 배플 플레이트(30)와 대향하도록 설치될 수도 있고, 상기 제2 배플 플레이트(40)와 대향하도록 설치될 수도 있다. 상기 제2 갭(80) 내에서 상기 환형 접촉부(194)가 상기 제2 배플 플레이트(40)와 대향하도록 설치되는 경우에는, 상기 제2 배플 플레이트(40)는 상기 환형 링(190)으로 이루어지는 제2 스페이서 링(94)과 대향되는 면에 상기 환형 접촉부(194)의 톱니형 기어(192)와 치합 가능한 스페이서 링 결합부가 형성되어야 한다. 도 11은 상기 환형 접촉부(194)와의 결합면을 구성하는 스페이서 링 결합부(142)가 형성되어 있는 변형된 제2 배플 플레이트(140)를 도시한 것이다. 상기 스페이서 링 결합부(142)에는 상기 환형 접촉부(194)의 톱니형 기어(192)와 치합 가능한 복수의 톱니형 기어(도시 생략)가 형성되어 있다. 상기 환형 링(190)에서와 마찬가지로, 상기 스페이서 링 결합부(142)에 형성된 톱니형 기어는 중심각 90°에 대응되는 원호 길이와 동일한 피치를 가진다. 또한, 상기 스페이서 링 결합부(142)에 형성된 톱니형 기어의 높이는 0.01 ∼ 0.5mm이다.
도 12a 및 도 12b는 상기 제1 배플 플레이트(30)와 상기 변형된 제2 배플 플레이트(140) 사이에 설치되는 상기 제2 스페이서 링(94)이 상기 환형 링(190)으로 구성된 경우, 상기 환형 링(190)을 이용하여 상기 제2 갭(80)의 폭을 조절하는 방법에 대하여 설명하기 위하여 요부만을 도시한 도면들이다. 도 12a는 상기 제2 갭(80)의 폭이 가장 작아지도록 설치된 경우를 도시한 것이다. 도 12a에서, 상기 환형 링(190)이 화살표 a 방향으로 회전되거나, 상기 변형된 제2 배플 플레이트(140)가 화살표 b 방향으로 회전되면 그 회전 거리에 따라 도 12b에 도시한 바와 같이 상기 제2 갭(80)의 폭이 Δw 만큼 증가될 수 있다. 따라서, 상기 환형 링(190) 또는 상기 변형된 제2 배플 플레이트(140)의 회전 거리를 조절함으로써 상기 제2 갭(80)의 폭을 원하는 정도로 맞출 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 상기 변형된 제2 배플 플레이트(140)의 스페이서 링 결합부(142)를 설명하기 위한 단면도들로서, 각각 도 11의 13A - 13A 단면에 대응되는 도면들이다.
도 13a에 도시한 바와 같이, 상기 변형된 제2 배플 플레이트(140)의 스페이서 링 결합부(142)중에서 인접한 2개의 톱니형 기어가 서로 만나는 낮은 단차 부분(142a)은 상기 변형된 제2 배플 플레이트(140)의 상면 중심부(140a)의 두께보다 더 작은 두께를 가진다. 또한, 도 13b에 도시한 바와 같이, 상기 변형된 제2 배플 플레이트(140)의 스페이서 링 결합부(142)중에서 각 톱니형 기어의 가장 높은 부분(142b)은 상기 변형된 제2 배플 플레이트(140)의 상면 중심부(140a)의 두께보다 더 큰 두께를 가진다.
상기 환형 링(190)에 의하여 상기 제2 갭(80)의 폭을 결정하기 위하여 상기 환형 링(190)의 환형 접촉부(194)가 상기 제1 배플 플레이트(30)와 대향하도록 배치되는 경우에는 상기 제1 배플 플레이트(30)의 저면 에지부에는 상기 변형된 제2 배플 플레이트(140)의 상면 에지부에 형성되어 있는 상기 스페이서 링 결합부(142)와 같은 구성을 가지는 스페이서 링 결합부가 형성되어야 하며, 이에 대한 구체적인 구성은 상기 변형된 제2 배플 플레이트(140)에 대하여 설명한 바와 마찬가지로 적용될 수 있으므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 단, 상기 환형 링(190)의 환형 접촉부(194)가 상기 제1 배플 플레이트(30)와 대향하도록 배치되는 경우에는 상기 환형 링(190)의 환형 접촉부(194)는 상기 제1 배플 플레이트(30)의 저면과 접하고, 상기 제1 배플 플레이트(30)의 스페이서 링 결합부는 상기 제1 배플 플레이트(30)의 저면 중심부의 두께보다 더 작은 두께를 가지는 부분을 포함한다.
여기서는 상기 환형 링(190)이 상기 제2 갭(80)의 폭을 조절하는 경우에 대하여만 설명하였으나, 상기 환형 링(190)을 이용하여 상기 제1 갭(70)의 폭을 조절하는 경우에도 상기 설명한 바와 같은 구성들이 동일하게 적용될 수 있음을 당 업자이면 잘 알 수 있을 것이다.
상기 실시예에서는 상기 제1 배플 플레이트(30)가 전면적으로 균일한 두께를가지는 단일의 원판형 부재로 이루어지는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 상기 제1 배플 플레이트(30)는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 변형된 제1 배플 플레이트(230)의 구성을 설명하기 위한 도면들로서, 도 14a는 상기 변형된 제1 배플 플레이트(230)의 중심축(231)을 지나는 부분의 단면도이고, 도 14b는 상기 변형된 제1 배플 플레이트(230)를 분해하여 도시한 사시도이다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 상기 변형된 제1 배플 플레이트(230)는 상면의 중심부에 원형 공간을 제공하는 그루브(groove)(236)가 형성되어 있는 원판형 베이스 플레이트(232)와, 상기 그루브(236) 내에서 상기 변형된 제1 배플 플레이트(230)의 중심축(231)을 중심으로 회전 가능하게 삽입되는 원판형 인서트 플레이트(insert plate)(234)로 이루어진다. 상기 인서트 플레이트(234)에는 상기 인서트 플레이트(234)를 소정 각도로 회전시키기 위한 구동 장치(도시 생략)가 연결되어 있다. 상기 베이스 플레이트(232)에는 상기 변형된 제1 배플 플레이트(230)의 중심축(231)에 근접하게 위치하고 상기 중심축(231)으로부터 상기 인서트 플레이트(234)의 반경 길이보다 작은 제1 거리(d1) 만큼 방사 방향으로 이격된 제1 위치에 형성된 복수의 제1 관통홀(237)과, 상기 베이스 플레이트(232)의 에지에 근접하게 위치하고 상기 중심축(231)으로부터 상기 인서트 플레이트의 반경 길이보다 큰 제2 거리(d2) 만큼 방사 방향으로 이격된 제2 위치에 형성된 복수의 제2 관통홀(238)로 구성된다. 상기 인서트 플레이트(234)에는 상기 베이스플레이트(232)에 형성된 복수의 제1 관통홀(237)과 연통(communication) 가능한 복수의 관통홀(235)이 형성되어 있다. 상기 인서트 플레이트(234)의 회전 거리에 따라 상기 제1 관통홀(237)의 개구율(opening ratio)을 변화시킬 수 있도록 하기 위하여, 상기 인서트 플레이트(234)에 형성된 복수의 관통홀(235)과 상기 베이스 플레이트(232)에 형성된 복수의 제1 관통홀(237)은 각각 상기 변형된 제1 배플 플레이트(230)의 중심축(231)을 기준으로 일부 각도 범위에만 선택적으로 형성되어 있다. 즉, 상기 인서트 플레이트(234)의 회전 거리에 따라 상기 베이스 플레이트(232)에 형성된 제1 관통홀(237)과 상기 인서트 플레이트(234)에 형성된 관통홀(235)의 일부 또는 전부가 연통 가능하게 된다.
상기와 같은 구성을 가지는 상기 변형된 제1 배플 플레이트(230)를 채용함으로써, 상기 인서트 플레이트(234)의 회전 거리에 따라 상기 베이스 플레이트(232)에 형성된 제1 관통홀(237)의 개구율을 변화시킴으로써 상기 반응 챔버의 프로세스 영역에서 웨이퍼상의 센터 부분으로 공급되는 반응 가스의 양을 필요에 따라 조절할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤워 헤드의 요부 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 도 15에 도시한 실시예에 있어서, 상기 제1 갭(70) 및 제2 갭(80)의 폭을 결정하기 위한 간격 조절 장치로서 각각 제1 구동 샤프트(292) 및 제2 구동 샤프트(294)를 사용한 것을 제외하고, 다른 구성들은 전술한 바와 같다. 즉, 도 15에 도시한 실시예에 있어서, 상기 간격 조절 장치는 제1 구동 샤프트(292) 및 제2 구동 샤프트(294)로 이루어진다. 상기 제1 구동 샤프트(292)는 상기 제1갭(70)의 폭을 결정하기 위하여 상기 가이드 배플 플레이트(50)를 선택적으로 상하 이동시킨다. 상기 제2 구동 샤프트(294)는 상기 제2 갭(80)의 폭을 결정하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트(30)를 선택적으로 상하 이동시킨다. 상기 제1 구동 샤프트(292)와 상기 제2 구동 샤프트(294)는 동축으로 설치되어 있으며, 각각의 상하 이동량을 상대적으로 제어함으로써 상기 제1 갭(70) 및 제2 갭(80)의 폭을 결정하게 된다. 상기 제1 갭(70) 및 제2 갭(80)의 폭은 각각 상기 반응 챔버의 프로세스 영역에서 웨이퍼상의 센터 부분 및 에지 부분에 각각 공급되어야 할 반응 가스의 유량을 고려하여 결정한다. 상기 제1 구동 샤프트(292) 및 제2 구동 샤프트(294)를 이용하여 상기 제1 갭(70) 및 제2 갭(80)의 폭을 결정함으로써 상기 프로세스 영역에서 웨이퍼상의 센터 부분 또는 에지 부분 각각에서의 반응 가스 공급량을 원하는대로 조절할 수 있으며, 필요에 따라 반응 가스 공급량이 웨이퍼상의 전면에 걸쳐서 균일 또는 불균일하게 되도록 조절할 수 있다.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샤워 헤드의 요부 구성을 개략적으로 도시한 도면들이다. 도 16a에 있어서, 상기 제1 갭(70) 및 제2 갭(80)의 폭을 결정하기 위한 간격 조절 장치로서 각각 승강 기구(392) 및 회전 기구(394)를 이용한다. 상기 승강 기구(392) 및 회전 기구(394)로 이루어지는 간격 조절 장치를 제외한 다른 부분들은 위에서 설명한 바와 같은 구성을 갖는다. 상기 승강 기구(392)는 상기 제2 갭(80)의 폭을 결정하기 위하여 제1 스테핑 모터(312)를 이용하여 상기 제1 배플 플레이트(30)를 상하 이동시킨다. 상기 회전 기구(394)는 상기 제1 갭(70)의 폭을 결정하기 위하여 상기 제2 스테핑 모터(314)를 이용하여 상기 가이드 배플 플레이트(50)를 기어 구동(gear drive)에 의하여 상하 이동시킨다.
상기 승강 기구(392)와 회전 기구(394)는 도 16a에 도시한 바와 같이 일체로 결합되어 있다. 상기 승강 기구(392)는 상기 제1 스테핑 모터(312)로부터 전달되는 동력에 의해 상하 이동 가능하다. 상기 승강 기구(392)는 상기 가이드 배플 플레이트(50) 및 상기 제1 배플 플레이트(30)를 관통하여 연장되는 샤프트(382)와, 상기 샤프트(382)의 일단에 형성되어 있고 상기 샤프트(382)의 상하 이동에 따라 상기 제1 배플 플레이트(30)를 종동적으로 상하 이동시키기 위한 외향 플랜지(outward flange)(384)를 포함한다.
또한, 상기 회전 기구(394)는 상기 제2 스테핑 모터(314)로부터 전달되는 동력에 의해 회전 가능한 상기 샤프트(382)와, 상기 샤프트(382)의 회전에 따라 상기 가이드 배플 플레이트(50)를 상승 또는 하강시키기 위하여 상기 샤프트(382)의 외주에서 상기 가이드 배플 플레이트(50)가 결합되는 위치에 형성되어 있는 외접 스크류부(372)를 포함한다.
도 16b에 도시한 바와 같이, 상기 가이드 배플 플레이트(50)의 중심부에는 상기 샤프트(382)가 관통되는 중심홀(350)이 형성되어 있고, 상기 중심홀(350)의 내벽에는 상기 샤프트(382)의 외접 스크류부(372)와 치합(齒合)되는 내접 스크류부(352)가 형성되어 있다.
도 16c에 도시한 바와 같이, 상기 제1 배플 플레이트(30)의 중심부에는 상기 샤프트(382)가 관통되는 중심홀(332)과, 상기 샤프트(382)의 일단에 형성되어 있는외향 플랜지(384)를 수용하기 위한 원형 공간(334)이 연통된 상태로 형성되어 있다.
상기 제2 갭(80)의 폭은 상기 승강 기구(392)를 이용하여 조절한다. 이 때, 상기 제1 배플 플레이트(30)를 상하 이동시키기 위하여 상기 승강 기구(392)를 이용하여 상기 샤프트(382)를 상하 이동시키면, 상기 가이드 배플 플레이트(50)에는 상기 외접 스크류부(372)와 치합되는 내접 스크류부(352)가 형성되어 있으므로, 상기 샤프트(382)의 상하 이동에 종동하여 상기 가이드 배플 플레이트(50)가 상하 이동된다. 따라서, 상기 샤프트(392)의 상하 이동시에는 상기 제1 배플 플레이트(30) 및 상기 가이드 배플 플레이트(50)가 동시에 상하 이동하게 된다.
상기 제1 갭(70)의 폭은 상기 회전 기구(394)를 이용하여 조절한다. 상기 회전 기구(394)를 이용하여 상기 샤프트(382)를 회전시키면 상기 샤프트(382)의 상기 외접 스크류부(372)와 상기 가이드 배플 플레이트(50)의 중심홀(350)에 형성되어 있는 내접 스크류부(352)와의 상호 작용에 의하여 상기 가이드 배플 플레이트(50)가 상승 또는 하강 이동하게 된다. 이 때, 상기 제1 배플 플레이트(30)에는 상기 외향 플랜지(384)의 회전 운동이 영향을 받지 않도록 상기 외향 플랜지(384)를 수용하기 위한 원형 공간(334)이 형성되어 있으므로, 상기 샤프트(382)가 상기 회전 기구(394)에 의하여 회전될 때 상기 제1 배플 플레이트(30)는 회전되지 않고 정지 상태로 있게 된다. 여기서, 상기 회전 기구(394)에 의해 상기 샤프트(382)가 회전될 때 상기 가이드 배플 플레이트(50)가 회전되지 않고 상승 또는 하강 이동만 할수 있도록 하기 위하여 상기 가이드 배플 플레이트(50)에는 상기 가이드 배플 플레이트(50)의 회전을 방지하기 위한 스토퍼(stopper)(354)가 연결되어 있다.
상기와 같은 구성에 있어서, 상기 승강 기구(392) 및 회전 기구(394)를 이용하여 각각 상기 제2 갭(80) 및 제1 갭(70)의 폭을 결정함으로써, 상기 프로세스 영역에서 웨이퍼상의 센터 부분 또는 에지 부분 각각에서의 반응 가스 공급량을 원하는대로 조절할 수 있으며, 필요에 따라 반응 가스 공급량이 웨이퍼상의 전면에 걸쳐서 균일 또는 불균일하게 되도록 조절할 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샤워 헤드의 요부 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 도 17에 있어서, 전술한 구성과 동일한 구성을 가지는 구성 요소에 대하여는 동일한 참조 부호로 표시하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 17에 도시한 실시예에 있어서, 제1 배플 플레이트(430) 및 제2 배플 플레이트(440)는 서로 접해 있다. 따라서, 상기 제1 배플 플레이트(430)와 제2 배플 플레이트(440) 사이에 형성되는 제2 갭(80)의 폭은 실질적으로 0이다. 상기 가이드 배플 플레이트(50)와 상기 제1 배플 플레이트(430)와의 사이에 형성되는 제1 갭(70)의 폭을 결정하기 위하여, 상기 제1 배플 플레이트(430) 및 제2 배플 플레이트(440)를 동시에 상하 이동시키기 위한 구동 샤프트(480)가 설치되어 있다. 상기 구동 샤프트(480)에 의하여 상기 제2 배플 플레이트(440)가 상하 이동할 때 상기 제1 배플 플레이트(430)가 상기 제2 배플 플레이트(440)에 종동하여 상하 이동되며, 그에 따라 상기 가이드 배플 플레이트(50)의 저면과 상기 제1 배플 플레이트(430)의 상면에 의하여 상기 제1 갭(70)의 폭이 한정된다. 상기 가이드 배플 플레이트(50)에 대한 상세한 구성은 전술한 바와 같다.
상기 제1 배플 플레이트(430)에는 회전 기구(490)가 연결되어 있다. 상기 회전 기구(490)에 의하여 상기 제1 배플 플레이트(430)는 상기 제2 배플 플레이트(440)에 대하여 소정의 각도 범위에서 회전 가능하다. 즉, 상기 회전 기구(490)는 상기 제1 배플 플레이트(430)의 회전 각도를 변화시킴으로써 상기 제1 배플 플레이트(430)와 제2 배플 플레이트(440)가 서로 다양한 회전 각도를 가지고 서로 접할 수 있게 된다.
도 18은 상기 제1 배플 플레이트(430)의 평면도이다. 상기 제1 배플 플레이트(430)에는 복수의 관통홀(432)이 형성되어 있다. 상기 복수의 관통홀(432)은 상기 제1 배플 플레이트(430)의 중심축(431)으로부터 반경 거리에 따라 서로 다른 개구율을 가지도록 분포되어 있다.
상기 제1 배플 플레이트(430)는 그 중심축(431)을 기준으로 방사상으로 연장되는 복수의 부채꼴 영역(435a, 435b, 435c)으로 구분되어 있다. 상기 각 부채꼴 영역(435a, 435b, 435c)에서는 상기 중심축(431)으로부터 선택된 반경 거리 만큼 이격되어 있는 소정의 범위 내에만 상기 복수의 관통홀(432)이 형성되어 있다. 즉, 상기 부채꼴 영역(435a)에서는 상기 중심축(431)으로부터 제1 반경 거리(r1) 만큼 이격되어 있는 제1 범위(436a) 내에만 상기 복수의 관통홀(432)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 부채꼴 영역(435b)에서는 상기 중심축(431)으로부터 제2 반경 거리(r2) 만큼 이격되어 있는 제2 범위(436b) 내에만 상기 복수의 관통홀(432)이 형성되어 있다. 또한, 상기 부채꼴 영역(435c)에서는 상기 중심축(431)으로부터 제3 반경 거리(r3) 만큼 이격되어 있는 제3 범위(436c) 내에만 상기 복수의 관통홀(432)이 형성되어 있다.
도 19는 제2 배플 플레이트(440)의 평면도이다. 상기 제2 배플 플레이트(440)에는 복수의 관통홀(442)이 형성되어 있다. 상기 복수의 관통홀(442)은 상기 제2 배플 플레이트(440)의 중심축(441)을 기준으로 회전 거리에 따라 서로 다른 개구율을 가지도록 분포되어 있다.
상기 제2 배플 플레이트(440)는 그 중심축(441)을 기준으로 방사상으로 연장되는 복수의 부채꼴 영역(445a, 445b, 445c)으로 구분되어 있다. 상기 제2 배플 플레이트(440)에 형성된 복수의 부채꼴 영역(445a, 445b, 445c)은 각각 상기 제1 배플 플레이트(430)에 형성된 복수의 부채꼴 영역(435a, 435b, 435c)의 크기와 대응되는 크기를 갖는다. 상기 각 부채꼴 영역(445a, 445b, 445c)중 일부의 부채꼴 영역(445b, 445c)에서는 개구율이 0이 된다. 즉, 상기 제2 배플 플레이트(440)의 복수의 부채꼴 영역(445a, 445b, 445c)중 상기 복수의 관통홀(442)이 형성되어 있는 부채꼴 영역(445a)은 규칙적인 간격으로 위치하도록 배치되어 있다.
상기 제1 배플 플레이트(430)와 상기 제2 배플 플레이트(440)가 도 17에 도시한 바와 같이 서로 접해 있음으로써 상기 제1 배플 플레이트(430)에 형성된 상기 복수의 관통홀(432)중 일부와 상기 제2 배플 플레이트(440)에 형성된 복수의 관통홀(442)중 일부가 연통되어 얼라인홀(align hole)이 형성된다. 상기 얼라인홀의 개구 위치는 상기 회전 기구(490)에 의한 상기 제1 배플 플레이트(430)의 회전 거리에 따라 변화된다.
도 20a 내지 도 20c는 각각 제1 배플 플레이트(430)와 제2 배플 플레이트(440)가 각각 서로 다른 회전 거리를 가지고 접하고 있을 때 상기 제2 배플 플레이트(440)의 저면에서 본 평면도들이다. 도 20a 내지 도 20c에는 각각 상기 회전 기구(490)에 의하여 상기 제1 배플 플레이트(430)가 다양한 각도로 회전될 때 상기 제1 배플 플레이트(430)와 상기 제2 배플 플레이트(440)가 서로 접하게 됨으로써 형성되는 얼라인홀의 위치 변화가 잘 나타나 있다.
구체적으로 설명하면, 도 20a는 상기 제1 배플 플레이트(430)의 부채꼴 영역(435a)과 상기 제2 배플 플레이트(440)의 부채꼴 영역(445a)이 서로 중첩되도록 상기 제1 배플 플레이트(430)가 상기 회전 기구(490)에 의해 소정의 각도 거리 만큼 회전된 경우이다. 이 경우에는, 상기 제1 배플 플레이트(430)의 부채꼴 영역(435a)중 상기 제1 범위(436a) 내에 형성된 복수의 관통홀(432) 만이 상기 제2 배플 플레이트(440)의 부채꼴 영역(445a) 내에 형성된 복수의 관통홀(442)과 연통되어 상기 제1 범위(436a)에 해당하는 부분에서만 얼라인홀(452)이 형성되고, 상기 제2 배플 플레이트(440)에 형성된 다른 나머지 관통홀(442)들은 상기 제1 배플 플레이트(430)에 의하여 막혀 있게 된다. 따라서, 상기 제1 배플 플레이트(430)와 제2 배플 플레이트(440)가 도 20a에서와 같이 서로 접해 있는 경우에는 상기 반응 챔버 내에서는 상기 프로세스 영역에서 웨이퍼상의 에지 부분에 해당하는 영역으로 보다 많은 양의 반응 가스가 공급된다.
도 20b는 상기 제1 배플 플레이트(430)의 부채꼴 영역(435b)과 상기 제2 배플 플레이트(440)의 부채꼴 영역(445a)이 서로 중첩되도록 상기 제1 배플 플레이트(430)가 상기 회전 기구(490)에 의해 소정의 각도 거리 만큼 회전된 경우이다. 이 경우에는, 상기 제1 배플 플레이트(430)의 부채꼴 영역(435b)중 상기 제2 범위(436b) 내에 형성된 복수의 관통홀(432) 만이 상기 제2 배플 플레이트(440)의 부채꼴 영역(445a) 내에 형성된 복수의 관통홀(442)과 연통되어 상기 제2 범위(436b)에 해당하는 부분에서만 얼라인홀(452)이 형성되고, 상기 제2 배플 플레이트(440)에 형성된 다른 나머지 관통홀(442)들은 상기 제1 배플 플레이트(430)에 의하여 막혀 있게 된다. 따라서, 상기 제1 배플 플레이트(430)와 제2 배플 플레이트(440)가 도 20b에서와 같이 서로 접해 있는 경우에는 상기 반응 챔버 내에서는 상기 프로세스 영역에서 웨이퍼상에서 센터 부분과 에지 부분 사이의 중간 부분에 해당하는 영역으로 보다 많은 양의 반응 가스가 공급된다.
도 20c는 상기 제1 배플 플레이트(430)의 부채꼴 영역(435c)과 상기 제2 배플 플레이트(440)의 부채꼴 영역(445a)이 서로 중첩되도록 상기 제1 배플 플레이트(430)가 상기 회전 기구(490)에 의해 소정의 각도 만큼 회전된 경우이다. 이 경우에는, 상기 제1 배플 플레이트(430)의 부채꼴 영역(435c)중 상기 제3 범위(436c) 내에 형성된 복수의 관통홀(432) 만이 상기 제2 배플 플레이트(440)의 부채꼴 영역(445a) 내에 형성된 복수의 관통홀(442)과 연통되어 상기 제3 범위(436c)에 해당하는 부분에서만 얼라인홀(452)이 형성되고, 상기 제2 배플 플레이트(440)에 형성된 다른 나머지 관통홀(442)들은 상기 제1 배플 플레이트(430)에 의하여 막혀 있게 된다. 따라서, 상기 제1 배플 플레이트(430)와 제2 배플 플레이트(440)가 도 20c에서와 같이 서로 접해 있는 경우에는 상기 반응 챔버 내에서는 상기 프로세스 영역에서 웨이퍼상에서 센터 부분에 가까운 영역으로 보다 많은 양의 반응 가스가 공급된다.
상기한 바와 같이, 상기 제1 배플 플레이트(430)와 상기 제2 배플 플레이트(440)의 중첩에 의하여 형성되는 상기 얼라인홀(452)의 개구 위치는 상기 회전 기구(490)에 의하여 변화되는 상기 제1 배플 플레이트(430)의 회전 거리에 따라 달라진다. 따라서, 상기 프로세스 영역상의 웨이퍼상에서 그 위치에 따라 반응 가스 공급량을 조절하기 위하여 상기 회전 기구(49)를 이용하여 상기 제1 배플 플레이트(430)의 회전 각도를 조절하여 상기 얼라인홀(452)의 개구 위치를 선택할 수 있다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샤워 헤드의 요부 구성을 설명하기 위한 단면도이다. 도 21에 있어서, 전술한 구성과 동일한 구성을 가지는 구성 요소에 대하여는 동일한 참조 부호로 표시하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 21에 도시한 실시예에 따른 샤워 헤드는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 상부 플레이트(10)와 페이스 플레이트(20) 사이에 설치되는 제1 배플 플레이트(530)를 포함한다. 또한, 상기 제1 배플 플레이트(530)와 상기 페이스 플레이트(20)와의 사이에 설치되고, 상기 제1 배플 플레이트(530)와의 사이에서 상기 반응 가스의 유동 통로를 형성하는 제2 갭(80)을 한정하는 상면을 가지는 제1 배플 플레이트(540)를 포함한다.
상기 제1 배플 플레이트(530)와 상기 제2 배플 플레이트(540) 사이에 형성되는 제2 갭(80)을 통한 반응 가스의 유량을 제어하기 위하여 상기 제2 배플 플레이트(540)의 상면에는 복수의 환형 압전 소자(piezoelectric element)(582, 584, 586)가 설치되어 있다.
도 22는 상기 제1 배플 플레이트(530)의 평면도이다. 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 제1 배플 플레이트(530)에는 복수의 관통홀(532, 534, 536)이 형성되어 있다. 상기 복수의 관통홀(532, 534, 536)은 상기 제1 배플 플레이트(530)의 중심축(531)으로부터 제1 반경 거리(R1) 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제1 관통홀(532)과, 상기 중심축(531)으로부터 상기 제1 반경 거리(R1) 보다 큰 제2 반경 거리(R2) 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제2 관통홀(534)과, 상기 중심축(532)으로부터 상기 제2 반경 거리(R2) 보다 큰 제3 반경 거리(R3) 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제3 관통홀(536)로 이루어진다.
도 23은 상기 제2 배플 플레이트(540)의 평면도이다. 도 23에 도시된 바와 같이, 상기 제2 배플 플레이트(540)에는 복수의 관통홀(542, 544, 546, 548)이 형성되어 있다. 상기 복수의 관통홀(542, 544, 546, 548)은 상기 제1 배플 플레이트(540)의 중심축(541) 위치에 형성된 제4 관통홀(542)과, 상기 중심축(541)으로부터 제4 반경 거리(R4) 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제5 관통홀(544)과, 상기 중심축(541)으로부터 상기 제4 반경 거리(R4) 보다 큰 제5 반경 거리(R5) 만큼이격된 위치에 형성된 복수의 제6 관통홀(546)과, 상기 중심축(541)으로부터 상기 제5 반경 거리(R5) 보다 큰 제6 반경 거리(R6) 만큼 이격된 위치에 형성된 제7 관통홀(548)로 이루어진다.
상기 복수의 압전 소자(582, 584, 586)는 상기 제2 배플 플레이트(540)상에서 상기 제4 관통홀(542)과 제5 관통홀(544)과의 사이에 설치되는 환형의 제1 압전 소자(582)와, 상기 제5 관통홀(544)과 제6 관통홀(546)과의 사이에 설치되는 환형의 제2 압전 소자(584)와, 상기 제6 관통홀(546)과 제7 관통홀(548)과의 사이에 설치되는 제3 압전 소자(586)를 포함한다. 상기 제1, 제2 및 제3 압전 소자(582, 584, 586)는 각각 상기 제2 배플 플레이트(540) 위에 접합되어 있다. 상기 제2 배플 플레이트(540)상에서 상기 제1 압전 소자(582)가 설치되는 위치는 상기 제1 배플 플레이트(530)의 제1 관통홀(532)이 형성된 위치에 대응된다. 상기 제2 배플 플레이트(540)상에서 상기 제2 압전 소자(584)가 설치되는 위치는 상기 제1 배플 플레이트(530)의 제2 관통홀(534)이 형성된 위치에 대응된다. 상기 제2 배플 플레이트(540)상에서 상기 제3 압전 소자(586)가 설치되는 위치는 상기 제1 배플 플레이트(530)의 제3 관통홀(536)이 형성된 위치에 대응된다.
도 24는 도 21의 "A"로 표시된 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 21 내지 도 24를 참조하면, 상기 압전 소자(582, 584, 586)는 각각 전압 인가에 따라 두께 팽창 모드로 진동하는 압전층(572)을 포함한다. 상기 압전층(572)은 PZT(lead zirconate titanate), PbTiO3, BaTiO3또는 PVDF폴리머(poly vinylidene fluoride)로 이루어질 수 있다. 상기 압전층(572)은 그 양측에 제1 전극(574) 및 제2 전극(576)이 각각 형성되는 2개의 주면을 포함하고 있다. 상기 제1 전극(574) 및 제2 전극(576)중 상기 제1 배플 플레이트(530)에 인접하게 위치된 상기 제1 전극(574)상에는 절연층(578)이 형성되어 있다. 상기 제2 전극(576)은 상기 제2 배플 플레이트(540)에 의해 구성된다. 즉, 상기 제2 배플 플레이트(540)가 상기 제2 전극(576)의 역할을 하는 것이다. 따라서, 상기 압전 소자(582)는 상기 압전층(572)과 상기 제2 배플 플레이트(540)와의 접합면을 포함한다. 이 때, 상기 제2 배플 플레이트(540)는 알루미늄으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 압전 소자(582, 584, 586)는 파워 공급부(590)로부터 전압을 인가받는다. 상기 압전 소자(582, 584, 586)의 압전층(572)은 각각 상기 파워 공급부(590)로부터 인가되는 전압의 크기에 따라 그 두께 팽창율이 조절될 수 있다. 따라서, 상기 압전층(572)의 두께 팽창율에 따라 상기 제1 압전 소자(582)와 상기 제1 관통홀(532)과의 사이의 거리가 조절되어 상기 제1 배플 플레이트(530)의 제1 관통홀(532)로부터 상기 제2 갭(80)으로 유출되는 상기 반응 가스(510)의 유량을 조절하는 것이 가능하다. 또한, 상기 파워 공급부(590)로부터 인가되는 전압의 크기를 조절함으로써 상기 압전층(572)의 두께 팽창율을 조절하여 상기 제1 배플 플레이트(530)의 제1 관통홀(532)을 선택적으로 개방 또는 폐쇄시킬 수도 있다. 상기 제1 압전 소자(582)에 대하여 설명한 상기와 같은 구성은 상기 제2 압전 소자(584) 및 제3 압전 소자(586)에 대하여도 마찬가지로 적용된다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 상기 제1 배플 플레이트(530)에 형성된 복수의 제1, 제2 및 제3 관통홀(532, 534, 536)중에서 그 중심축(531)으로부터 원하는 반경 거리에 형성되어 있는 관통홀을 선택적으로 개방 또는 폐쇄시킬 수 있을 뿐 만 아니라 그 관통홀을 통한 반응 가스의 유량을 조절할 수 있다. 따라서, 인가되는 전압의 크기에 따라 다른 두께 팽창율을 나타내는 상기 압전 소자(582, 584, 586)를 이용하여, 상기 반응 챔버의 프로세스 영역 내에서 웨이퍼상의 특정 위치에서 필요한 반응 가스의 유량에 따라 상기 제1 배플 플레이트(530)에 형성된 복수의 제1, 제2 및 제3 관통홀(532, 534, 536)을 통한 반응 가스의 유량을 선택적으로 제어할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 도 21을 참조하여 설명한 바와 같은 구성을 가지는 샤워 헤드에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트(530) 위에는 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명한 바와 같은 가이드 배플 플레이트(50)가 설치될 수 있다. 이 때에는, 상기 가이드 배플 플레이트(50)와 상기 제1 배플 플레이트(530) 사이에 상기 제1 갭(70)에 대응되는 갭이 형성되어 상기 반응 가스의 횡방향 유동 통로를 제공한다.
또한, 도 21을 참조하여 설명한 바와 같은 구성을 가지는 샤워 헤드에 있어서, 상기 제2 배플 플레이트(540)와 상기 페이스 플레이트(20) 사이에는 도 7을 참조하여 설명한 바와 같은 제3 배플 플레이트(60)를 더 포함할 수 있다.
도 21 내지 도 24를 참조하여 설명한 바와 같이, 압전 소자를 이용하여 상기 제1 배플 플레이트(530)와 제2 배플 플레이트(540) 사이에서 반응 가스의 공급량을 조절하는 경우, 외부에서 공급되는 전압의 크기에 따라 샤워 헤드의 중심으로부터 반경 방향으로 반응 가스의 공급량을 조절할 수 있다. 따라서, 샤워 헤드 내부에서기계적인 이동이 거의 없고 반응 가스 공급량을 조절하기 위한 제어 성능이 향상되는 이점이 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 샤워 헤드는 인접한 2개의 배플 플레이트 사이에서 반응 가스의 유동 통로를 형성하는 갭의 폭을 결정하기 위한 간격 조절 장치를 포함한다. 상기 간격 조절 장치에 의하여 상기 갭의 폭을 선택적으로 감소 또는 증가시킴으로써, 반응 챔버의 프로세스 영역에서 웨이퍼상의 위치에 따라 공급되는 반응 가스의 양을 조절할 수 있을 뿐 만 아니라 웨이퍼상의 위치에 따른 반응 가스의 유량을 필요에 따라 균일 또는 불균일하게 되도록 조절할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 반도체 소자의 제조 공정시 웨이퍼상의 전면에 걸쳐서 최적화된 식각율 균일도를 얻기 위하여 웨이퍼상의 위치에 따라 반응 가스 분포량을 용이하게 조절할 수 있다. 또한, 웨이퍼상의 위치에 따라 원하는 대로 반응 가스 공급량을 조절함으로써 식각 단계중 웨이퍼상에서 부분적으로 발생할 수 있는 식각율 균일도 저하를 미리 보상하여 최종적으로 얻어지는 식각율 균일도를 최적화시킬 수 있다. 따라서, 반도체 소자 제조 공정에서 웨이퍼상의 위치에 따라 패턴 균일도를 원하는대로 최적화시킬 수 있을 뿐 만 아니라 반도체 제조 장치를 개발하는 단계에서 웨이퍼상의 균일도 문제를 과도하게 고려하지 않아도 무방하므로 반도체 제조 장치를 개발하는 데 소요되는 시간 및 경비를 줄일 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.

Claims (108)

  1. 반응 챔버 내의 프로세스 영역에 반응 가스를 공급하기 위한 샤워 헤드에 있어서,
    외부로부터 공급되는 상기 반응 가스를 상기 반응 챔버 내로 유입시키기 위한 가스 유입구가 형성되어 있는 상부 플레이트(top plate)와,
    복수의 관통홀이 형성되어 있고 상기 프로세스 영역에 대면하고 있는 페이스 플레이트(face plate)와,
    상기 상부 플레이트와 상기 페이스 플레이트와의 사이에 상하 이동 가능하게 설치되고, 상기 반응 가스의 제1 횡방향 유동 통로를 형성하는 제1 갭(gap)을 한정하는 상면을 가지고, 복수의 관통홀이 형성되어 있는 제1 배플 플레이트와,
    상기 제1 배플 플레이트와 상기 페이스 플레이트와의 사이에 상하 이동 가능하게 설치되고, 상기 제1 배플 플레이트와의 사이에서 상기 반응 가스의 제2 횡방향 유동 통로를 형성하는 제2 갭(gap)을 한정하는 상면을 가지고, 복수의 관통홀이 형성되어 있는 제2 배플 플레이트와,
    상기 제1 갭 및 제2 갭의 폭을 결정하기 위한 간격 조절 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은
    상기 제1 배플 플레이트의 중심축에 근접하게 위치하고 상기 중심축으로부터 제1 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 제1 위치에 형성된 복수의 제1 관통홀과,
    상기 제1 배플 플레이트의 에지에 근접하게 위치하고 상기 중심축으로부터 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 제2 위치에 형성된 복수의 제2 관통홀로 구성되는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  3. 제2항에 있어서, 상기 간격 조절 장치는 상기 제1 관통홀을 통과하는 반응 가스의 양이 상기 제2 관통홀을 통과하는 반응 가스의 양보다 많아지도록 상기 제1 갭의 폭을 충분히 작게 하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  4. 제2항에 있어서, 상기 간격 조절 장치는 상기 제2 관통홀을 통과하는 반응 가스의 양이 증가될 수 있도록 상기 제1 갭의 폭을 증가시키기 위하여 상기 제1 배플 플레이트의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 간격 조절 장치는 상기 제2 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀을 통과하는 반응 가스의 유량이 상기 프로세스 영역 내에서 전체적으로 일정하게 될 수 있도록 상기 제2 갭의 폭을 충분히 증가시키기 위하여 상기 제2 배플 플레이트의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 간격 조절 장치는 상기 제2 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀을 통과하는 반응 가스의 유량이 상기 프로세스 영역 내의 위치에 따라 선택적으로 불균일하게 되도록 상기 제2 갭의 폭을 감소시키기 위하여 상기 제2 배플 플레이트의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 간격 조절 장치는
    상기 제1 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트의 상면에 설치되는 제1 스페이서 링과,
    상기 제2 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트와 제2 배플 플레이트와의 사이에 설치되는 제2 스페이서 링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 스페이서 링은 상기 제1 배플 플레이트의 상면에서 그 에지 부분에 설치되고, 상기 제2 스페이서 링은 상기 제2 배플 플레이트의 상면에서 그 에지 부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 스페이서 링은 1개 또는 2개 이상의 환형 링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제2 스페이서 링은 1개 또는 2개 이상의 환형 링으로이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제1 스페이서 링 및 제2 스페이서 링중 적어도 하나는 복수의 톱니형 기어가 형성된 환형 접촉부를 가지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  12. 제11항에 있어서, 상기 톱니형 기어는 중심각 90°에 대응되는 원호 길이와 동일한 피치를 가지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  13. 제7항에 있어서, 상기 환형 접촉부의 톱니형 기어의 높이는 0.01 ∼ 0.5mm인 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 제1 스페이서 링은 상기 제1 배플 플레이트와 대향되는 면에 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 환형 접촉부를 가지고,
    상기 제1 배플 플레이트는 상기 제1 스페이서 링과 대향되는 면에 상기 환형 접촉부의 톱니형 기어와 치합 가능하도록 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 스페이서 링 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  15. 제14항에 있어서, 상기 스페이서 링 결합부의 톱니형 기어는 중심각 90°에대응되는 원호 길이와 동일한 피치를 가지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  16. 제14항에 있어서, 상기 스페이서 링 결합부의 톱니형 기어의 높이는 0.01 ∼ 0.5mm인 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  17. 제7항에 있어서,
    상기 제2 스페이서 링은 상기 제2 배플 플레이트와 대향되는 면에 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 환형 접촉부를 가지고,
    상기 제2 배플 플레이트는 상기 제2 스페이서 링과 대향되는 면에 상기 환형 접촉부의 톱니형 기어와 치합 가능하도록 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 스페이서 링 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  18. 제17항에 있어서, 상기 스페이서 링 결합부의 톱니형 기어는 중심각 90°에 대응되는 원호 길이와 동일한 피치를 가지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  19. 제17항에 있어서, 상기 스페이서 링 결합부의 톱니형 기어의 높이는 0.01 ∼ 0.5mm인 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  20. 제1항에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트는 전면적으로 균일한 두께를 가지는 단일의 원판형 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  21. 제1항에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트는
    복수의 관통홀이 형성되어 있고, 상면의 중심부에 원형 공간을 제공하는 그루브(groove)가 형성되어 있는 원판형 베이스 플레이트와,
    상기 그루브 내에서 상기 제1 배플 플레이트의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 삽입되고, 상기 베이스 플레이트에 형성된 복수의 관통홀중 일부와 연통 가능한 복수의 관통홀이 형성되어 있는 원판형 인서트 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은
    상기 제1 배플 플레이트의 중심축에 근접하게 위치하고 상기 중심축으로부터 상기 인서트 플레이트의 반경 길이보다 작은 제1 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 제1 위치에 형성된 복수의 제1 관통홀과,
    상기 베이스 플레이트의 에지에 근접하게 위치하고 상기 중심축으로부터 상기 인서트 플레이트의 반경 길이보다 큰 제2 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 제2 위치에 형성된 복수의 제2 관통홀로 구성되고,
    상기 제1 관통홀과 상기 인서트 플레이트에 형성된 관통홀은 상기 인서트 플레이트의 회전 거리에 따라 연통(communication) 가능한 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 인서트 플레이트의 회전 거리에 따라 상기 제1 관통홀의 개구율(opening ratio)을 변화시킬 수 있도록 하기 위하여, 상기 인서트 플레이트에 형성된 복수의 관통홀과 상기 베이스 플레이트에 형성된 복수의 제1 관통홀은 각각 상기 제1 배플 플레이트의 중심축을 기준으로 일부 각도 범위에만 선택적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배플 플레이트와 동축으로 상기 제1 배플 플레이트 위에 설치되고, 상기 상부 플레이트를 통하여 공급되는 반응 가스가 유입되는 유입구와, 상기 유입구를 통하여 유입된 반응 가스를 복수의 경로를 통하여 상기 제1 갭으로 유출시키기 위한 복수의 유출구가 형성되어 있는 가이드(guide) 배플 플레이트를 더 포함하고,
    상기 제1 갭의 폭은 상기 가이드 배플 플레이트의 저면과 상기 제1 배플 플레이트의 상면에 의하여 한정되는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  25. 제24항에 있어서, 상기 가이드 배플 플레이트에 형성된 복수의 유출구는 각각 상기 가이드 배플 플레이트의 중심축으로부터 소정 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제1 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은
    상기 제1 배플 플레이트의 중심축에 근접하게 위치하고 상기 중심축으로부터 제1 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 제1 위치에 형성된 복수의 제1 관통홀과,
    상기 제1 배플 플레이트의 에지에 근접하게 위치하고 상기 중심축으로부터 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 제2 위치에 형성된 복수의 제2 관통홀로 구성되고,
    상기 가이드 배플 플레이트에 형성된 복수의 유출구는 각각 상기 가이드 배플 플레이트의 중심축으로부터 상기 제1 거리보다 크고 상기 제2 거리보다 작은 제3 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  27. 제26항에 있어서, 상기 유출구로부터 상기 제1 관통홀까지의 거리는 상기 유출구로부터 상기 제2 관통홀까지의 거리보다 더 작은 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  28. 제24항에 있어서, 상기 간격 조절 장치는
    상기 제1 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 가이드 배플 플레이트와 상기 제1 배플 플레이트와의 사이에 설치되는 제1 스페이서 링과,
    상기 제2 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트와 상기 제2 배플 플레이트와의 사이에 설치되는 제2 스페이서 링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제1 및 제2 스페이서 링은 각각 1개 또는 2개 이상의 환형 링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  30. 제28항에 있어서, 상기 제1 스페이서 링 및 제2 스페이서 링중 적어도 하나는 복수의 톱니형 기어가 형성된 환형 접촉부를 가지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  31. 제30항에 있어서, 상기 톱니형 기어는 중심각 90°에 대응되는 원호 길이와 동일한 피치를 가지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  32. 제30항에 있어서, 상기 환형 접촉부의 톱니형 기어의 높이는 0.01 ∼ 0.5mm인 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  33. 제28항에 있어서,
    상기 제1 스페이서 링은 상기 제1 배플 플레이트와 대향되는 면에 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 환형 접촉부를 가지고,
    상기 제1 배플 플레이트는 상기 제1 스페이서 링과 대향되는 면에 상기 환형 접촉부의 톱니형 기어와 치합 가능하도록 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 스페이서 링 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  34. 제33항에 있어서, 상기 스페이서 링 결합부의 톱니형 기어는 중심각 90°에 대응되는 원호 길이와 동일한 피치를 가지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  35. 제33항에 있어서, 상기 스페이서 링 결합부의 톱니형 기어의 높이는 0.01 ∼ 0.5mm인 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  36. 제28항에 있어서,
    상기 제2 스페이서 링은 상기 제2 배플 플레이트와 대향되는 면에 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 환형 접촉부를 가지고,
    상기 제2 배플 플레이트는 상기 제2 스페이서 링과 대향되는 면에 상기 환형 접촉부의 톱니형 기어와 치합 가능하도록 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 스페이서 링 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  37. 제36항에 있어서, 상기 스페이서 링 결합부의 톱니형 기어는 중심각 90°에 대응되는 원호 길이와 동일한 피치를 가지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  38. 제36항에 있어서, 상기 스페이서 링 결합부의 톱니형 기어의 높이는 0.01 ∼ 0.5mm인 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  39. 제24항에 있어서, 상기 간격 조절 장치는
    상기 제1 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 가이드 배플 플레이트를 선택적으로 상하 이동시키기 위한 제1 구동 샤프트와,
    상기 제2 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트를 선택적으로 상하 이동시키기 위한 제2 구동 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  40. 제39항에 있어서, 상기 제1 구동 샤프트와 상기 제2 구동 샤프트는 동축으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  41. 제24항에 있어서, 상기 간격 조절 장치는
    상기 제2 갭의 폭을 결정하기 위하여 제1 스테핑 모터를 이용하여 상기 제1 배플 플레이트를 상하 이동시키기 위한 승강 기구와,
    상기 제1 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 제2 스테핑 모터를 이용하여 상기 가이드 배플 플레이트를 기어 구동(gear drive)에 의하여 상하 이동시키기 위한 회전 기구를 포함하고,
    상기 승강 기구와 회전 기구는 일체로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 승강 기구는 상기 제1 스테핑 모터로부터 전달되는 동력에 의해 상하 이동 가능하고 상기 가이드 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트를 관통하여 연장되는 샤프트와, 상기 샤프트의 일단에 형성되어 있고 상기 샤프트의 상하 이동에 따라 상기 제1 배플 플레이트를 종동적으로 상하 이동시키기 위한 외향 플랜지(outward flange)로 이루어지고,
    상기 회전 기구는 상기 제2 스테핑 모터로부터 전달되는 동력에 의해 회전 가능한 상기 샤프트와, 상기 샤프트의 회전에 따라 상기 가이드 배플 플레이트를 상승 또는 하강시키기 위하여 상기 샤프트의 외주에서 상기 가이드 배플 플레이트가 결합되는 위치에 형성되어 있는 외접 스크류부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  43. 제42항에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트의 중심부에는 상기 샤프트의 일단에 형성되어 있는 외향 플랜지를 수용하기 위한 원형 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  44. 제42항에 있어서, 상기 가이드 배플 플레이트의 중심부에는 상기 샤프트가 관통되는 중심홀이 형성되어 있고, 상기 중심홀의 내벽에는 상기 샤프트의 외접 스크류부와 치합(齒合)되는 내접 스크류부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워헤드.
  45. 제42항에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트를 상하 이동시키기 위하여 상기 샤프트가 상기 승강 기구에 의하여 상하 이동할 때 상기 가이드 배플 플레이트가 상기 샤프트의 이동에 종동하여 상하 이동되도록 상기 가이드 배플 플레이트에는 상기 외접 스크류부와 치합되는 내접 스크류부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  46. 제42항에 있어서, 상기 가이드 배플 플레이트를 상하 이동시키기 위하여 상기 샤프트가 상기 회전 기구에 의하여 회전될 때 상기 제1 배플 플레이트가 상기 외향 플랜지의 회전력에 영향받지 않도록 상기 제1 배플 플레이트에는 상기 외향 플랜지를 마찰없이 수용하기 위한 원형 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  47. 제42항에 있어서,
    상기 회전 기구에 의해 상기 샤프트가 회전될 때 상기 가이드 배플 플레이트의 회전을 방지하기 위한 스토퍼(stopper)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  48. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀중 일부와 상기 제2 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀중 일부가 연통되어 얼라인홀(align hole)이 형성되도록 상기 제1 배플 플레이트와 제2 배플 플레이트가 서로 접해 있고,
    상기 제2 배플 플레이트에 대하여 상기 제1 배플 플레이트가 소정의 각도 범위에서 회전 가능하도록 상기 제1 배플 플레이트에 연결되어 있는 회전 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  49. 제48항에 있어서, 상기 제2 갭의 폭은 실질적으로 0인 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  50. 제48항에 있어서,
    상기 제1 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은 상기 제1 배플 플레이트의 중심축으로부터 반경 거리에 따라 서로 다른 개구율을 가지도록 분포되어 있고,
    상기 제2 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은 상기 제2 배플 플레이트의 중심축을 기준으로 회전 거리에 따라 서로 다른 개구율을 가지도록 분포되어 있고,
    상기 얼라인홀의 개구 위치를 변화시키기 위하여 상기 회전 기구는 상기 제1 배플 플레이트의 회전 거리를 변화시키는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  51. 제50항에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트는 그 중심축을 기준으로 방사상으로 연장되는 복수의 부채꼴 영역으로 구분되고, 상기 제1 배플 플레이트의 각 부채꼴 영역에서는 상기 중심축으로부터 선택된 반경 거리만큼 이격되어 있는 소정 범위 내에만 상기 복수의 관통홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  52. 제50항에 있어서, 상기 제2 배플 플레이트는 그 중심축을 기준으로 방사상으로 연장되는 복수의 부채꼴 영역으로 구분되고, 상기 제2 배플 플레이트의 복수의 부채꼴 영역중 상기 복수의 관통홀이 형성된 부채꼴 영역이 규칙적인 간격으로 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  53. 제48항에 있어서, 상기 간격 조절 장치는
    상기 제1 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트 및 제2 배플 플레이트를 동시에 상하 이동시키기 위한 구동 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  54. 제53항에 있어서,
    상기 제1 배플 플레이트와 동축으로 상기 제1 배플 플레이트 위에 설치되고, 상기 상부 플레이트를 통하여 공급되는 반응 가스가 유입되는 유입구와, 상기 유입구를 통하여 유입된 반응 가스를 상기 복수의 경로를 통하여 상기 제1 갭으로 유출시키기 위한 복수의 유출구가 형성되어 있는 가이드 배플 플레이트를 더 포함하고,
    상기 제1 갭의 폭은 상기 가이드 배플 플레이트의 저면과 상기 제1 배플 플레이트의 상면에 의하여 한정되는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  55. 제54항에 있어서, 상기 가이드 배플 플레이트에 형성된 복수의 유출구는 각각 상기 가이드 배플 플레이트의 중심축으로부터 소정 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  56. 반응 챔버 내의 프로세스 영역에 반응 가스를 공급하기 위한 샤워 헤드에 있어서,
    외부로부터 공급되는 상기 반응 가스를 상기 반응 챔버 내로 유입시키기 위한 가스 유입구가 형성되어 있는 상부 플레이트(top plate)와,
    복수의 관통홀이 형성되어 있고 상기 프로세스 영역에 대면하고 있는 페이스 플레이트(face plate)와,
    상기 상부 플레이트와 상기 페이스 플레이트와의 사이에 설치되고, 복수의 관통홀이 형성되어 있는 제1 배플 플레이트와,
    상기 제1 배플 플레이트와 상기 페이스 플레이트와의 사이에 설치되고, 상기 제1 배플 플레이트와의 사이에서 상기 반응 가스의 횡방향 유동 통로를 형성하는 갭(gap)을 한정하는 상면을 가지고, 복수의 관통홀이 형성되어 있는 제2 배플 플레이트와,
    상기 갭을 통한 반응 가스의 유량을 제어하기 위하여 상기 제2 배플 플레이트의 상면에 설치된 복수의 압전 소자(piezoelectric element)와,
    상기 압전 소자에 전압을 인가하기 위한 파워 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  57. 제56항에 있어서, 상기 복수의 압전 소자는 각각
    2개의 주면을 포함하고 전압 인가에 따라 두께 팽창 진동 모드로 진동하는 압전층과,
    상기 압전층의 2개의 주면상에 각각 형성된 제1 전극층 및 제2 전극층과,
    상기 제1 배플 플레이트에 인접하게 위치된 상기 제1 전극층상에 형성된 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  58. 제57항에 있어서, 상기 압전층은 PZT(lead zirconate titanate), PbTiO3, BaTiO3또는 PVDF 폴리머(poly vinylidene fluoride)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  59. 제57항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 제2 배플 플레이트에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  60. 제56항에 있어서, 상기 복수의 압전 소자는 각각 상기 제2 배플 플레이트상에서 상기 제1 배플 플레이트의 관통홀이 형성된 위치에 대응하는 위치에 형성되어있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  61. 제56항에 있어서,
    상기 압전 소자는 상기 파워 공급부로부터 인가되는 전압의 크기에 따라 조절되는 상기 압전 소자의 두께 팽창율에 의해 상기 제1 배플 플레이트의 관통홀로부터 상기 갭으로 유출되는 상기 반응 가스의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  62. 제56항에 있어서,
    상기 압전 소자는 상기 파워 공급부로부터 인가되는 전압의 크기에 따라 조절되는 상기 압전 소자의 두께 팽창율에 의해 상기 제1 배플 플레이트의 관통홀을 선택적으로 개방 또는 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  63. 제56항에 있어서,
    상기 제1 배플 플레이트에서 상기 관통홀은 상기 제1 배플 플레이트의 중심축으로부터 소정의 반경 거리 만큼 이격된 제1 위치에 형성되고,
    상기 압전 소자는 상기 제2 배플 플레이트상에서 상기 제1 위치에 대응하는 위치에 형성된 환형 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  64. 제56항에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트 및 제2 배플 플레이트는 각각 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  65. 제56항에 있어서,
    상기 제1 배플 플레이트와 동축으로 상기 제1 배플 플레이트 위에 설치되고 상기 제1 배플 플레이트에 대향하는 저면을 가지는 가이드 배플 플레이트를 더 포함하고,
    상기 가이드 배플 플레이트는 상기 가이드 배플 플레이트와 상기 제1 배플 플레이트와의 사이에 상기 반응 가스의 횡방향 유동 통로를 제공하는 상부갭(upper gap)이 형성되도록 배치되고,
    상기 가이드 배플 플레이트에는 상기 상부 플레이트를 통하여 공급되는 반응 가스가 유입되는 유입구와, 상기 유입구를 통하여 유입되는 반응 가스를 복수의 경로를 통하여 상기 상부갭으로 유출시키기 위한 복수의 유출구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  66. 제65항에 있어서, 상기 가이드 배플 플레이트에 형성된 복수의 유출구는 각각 상기 가이드 배플 플레이트의 중심축으로부터 소정 거리 만큼 방사 방향으로 이격된 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  67. 제56항에 있어서,
    상기 제2 배플 플레이트와 상기 페이스 플레이트 사이에 설치되고, 복수의관통홀이 형성되어 있는 제3 배플 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  68. 제67항에 있어서, 상기 제3 배플 플레이트는 상기 샤워 헤드를 전기적으로 안정화시키기에 충분한 저항율을 가지는 고저항 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  69. 제68항에 있어서, 상기 제3 배플 플레이트는 SiC(silicon carbide)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  70. 반응 챔버 내의 프로세스 영역에 반응 가스를 공급하기 위한 샤워 헤드에 있어서,
    외부로부터 공급되는 상기 반응 가스의 유량을 중심축으로부터 반경 거리에 따라 선택적으로 조절하기 위하여 상기 중심축으로부터 제1 반경 거리 범위에 있는 복수의 제1 관통홀과 상기 제1 반경 거리 범위보다 큰 제2 반경 거리 범위에 있는 복수의 제2 관통홀이 형성되어 있는 제1 배플 플레이트와,
    상기 제1 배플 플레이트와의 사이에서 횡방향 유동 통로를 형성하는 갭(gap)이 형성되도록 상기 제1 배플 플레이트의 아래에 설치되어 있고, 복수의 관통홀이 형성되어 있는 제2 배플 플레이트와,
    상기 갭의 폭을 조절하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트 및 제2 배플 플레이트중 적어도 하나를 이동시키기 위한 간격 조절 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  71. 제70항에 있어서, 상기 간격 조절 장치는
    상기 갭의 폭을 결정하기 위하여 소정의 두께를 가지고 상기 제1 배플 플레이트와 제2 배플 플레이트와의 사이에 설치되는 스페이서 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  72. 제71항에 있어서, 상기 스페이서 링은 상기 제2 배플 플레이트의 상면중 에지 부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  73. 제71항에 있어서, 상기 스페이서 링은 1개 또는 2개 이상의 환형 링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  74. 제71항에 있어서, 상기 스페이서 링은 복수의 톱니형 기어가 형성된 환형 접촉부를 가지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  75. 제74항에 있어서, 상기 톱니형 기어는 중심각 90°에 대응되는 원호 길이와 동일한 피치를 가지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  76. 제74항에 있어서, 상기 환형 접촉부의 톱니형 기어의 높이는 0.01 ∼ 0.5mm인 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  77. 제74항에 있어서,
    상기 스페이서 링의 환형 접촉부는 상기 제1 배플 플레이트의 저면과 접하고,
    상기 제1 배플 플레이트의 저면에는 그 에지부에 상기 환형 접촉부의 톱니형 기어와 치합 가능하도록 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 스페이서 링 결합부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  78. 제77항에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트의 스페이서 링 결합부는 상기 제1 배플 플레이트의 저면 중심부의 두께보다 더 작은 두께를 가지는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  79. 제74항에 있어서,
    상기 스페이서 링의 환형 접촉부는 상기 제2 배플 플레이트의 상면과 접하고,
    상기 제2 배플 플레이트의 상면에는 상기 환형 접촉부의 톱니형 기어와 치합 가능하도록 형성된 복수의 톱니형 기어로 이루어지는 스페이서 링 결합부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  80. 제79항에 있어서, 상기 제2 배플 플레이트의 스페이서 링 결합부는 상기 제2 배플 플레이트의 상면 중심부의 두께보다 더 작은 두께를 가지는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  81. 제70항에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트는 전면적으로 균일한 두께를 가지는 단일의 원판형 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  82. 제70항에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트는
    원형 공간을 제공하는 그루브(groove)가 형성된 중심부를 가지고, 상기 중심부에 제1 관통홀을 일부 구성하는 복수의 관통홀이 형성되어 있는 원판형 베이스 플레이트와,
    상기 그루브 내에서 상기 제1 배플 플레이트의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 삽입되고, 상기 제1 관통홀이 형성되도록 상기 베이스 플레이트의 중심부에 형성된 관통홀과 연통 가능한 복수의 관통홀이 형성되어 있는 원판형 인서트 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  83. 제82항에 있어서,
    상기 인서트 플레이트의 회전 거리에 따라 상기 제1 관통홀의 개구율을 변화시킬 수 있도록 하기 위하여 상기 인서트 플레이트에 형성된 복수의 관통홀과, 상기 베이스 플레이트의 중심부에 형성된 복수의 관통홀은 각각 상기 제1 배플 플레이트의 중심축을 기준으로 일부 각도 범위에만 선택적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  84. 제70항에 있어서, 상기 간격 조절 장치는
    상기 갭의 폭을 결정하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트를 선택적으로 상하 이동시키기 위한 구동 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  85. 제70항에 있어서,
    상기 제1 배플 플레이트에 형성된 복수의 제1 관통홀 및 제2 관통홀중에서 선택된 일부의 관통홀과 상기 제2 배플 플레이트에 형성되어 있는 복수의 관통홀중 일부가 연통되어 얼라인홀(align hole)이 형성되도록 상기 제1 배플 플레이트와 제2 배플 플레이트가 서로 접해 있고,
    상기 갭의 폭은 실질적으로 0인 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  86. 제85항에 있어서,
    상기 제2 배플 플레이트에 대하여 상기 제1 배플 플레이트가 소정의 각도 범위에서 회전 가능하도록 상기 제1 배플 플레이트에 연결되어 있는 회전 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  87. 제86항에 있어서,
    상기 제2 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은 상기 제2 배플 플레이트의 중심축을 기준으로 회전 거리에 따라 서로 다른 개구율을 가지도록 분포되어 있고,
    상기 얼라인 홀의 개구 위치를 변화시키기 위하여 상기 회전 기구는 상기 제1 배플 플레이트의 회전 각도를 변화시키는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  88. 제86항에 있어서,
    상기 제1 배플 플레이트에는 상기 제2 반경 거리 범위보다 큰 제3 반경 거리 범위에 있는 복수의 제3 관통홀이 더 형성되어 있고,
    상기 제1 배플 플레이트는 그 중심축을 기준으로 방사상으로 연장되는 복수의 부채꼴 영역으로 구분되고,
    상기 제1 관통홀, 제2 관통홀 및 제3 관통홀은 각각 서로 다른 부채꼴 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  89. 제88항에 있어서, 상기 제2 배플 플레이트는 그 중심축을 기준으로 방사상으로 연장되는 복수의 부채꼴 영역으로 구분되고, 상기 제2 배플 플레이트의 복수의 부채꼴 영역중 상기 복수의 관통홀이 형성된 부채꼴 영역이 규칙적인 간격으로 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  90. 제70항에 있어서,
    복수의 관통홀이 형성되어 있고, 상기 프로세스 영역에 대면하고 있는 페이스 플레이트(face plate)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  91. 제90항에 있어서,
    상기 제2 배플 플레이트와 상기 페이스 플레이트 사이에 설치되고, 복수의 관통홀이 형성되어 있는 제3 배플 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  92. 제91항에 있어서, 상기 제3 배플 플레이트는 SiC(silicon carbide)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  93. 복수의 관통홀이 형성되어 있는 원형의 제1 배플 플레이트와,
    소정의 폭을 가지는 갭을 사이에 두고 상기 제1 배플 플레이트의 아래에 설치되고 복수의 관통홀이 형성되어 있는 원형의 제2 배플 플레이트와,
    상기 제1 배플 플레이트에 형성된 관통홀을 통한 반응 가스의 유량을 제어하기 위하여 상기 제1 배플 플레이트와 제2 배플 플레이트 사이에 설치된 압전 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  94. 제93항에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은
    상기 제1 배플 플레이트의 중심축으로부터 제1 반경 거리 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제1 관통홀과,
    상기 제1 배플 플레이트의 중심축으로부터 상기 제1 반경 거리보다 큰 제2 반경 거리 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제2 관통홀과,
    상기 제1 배플 플레이트의 중심축으로부터 상기 제2 반경 거리보다 큰 제3 반경 거리 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제3 관통홀로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  95. 제94항에 있어서, 상기 제2 배플 플레이트에 형성된 복수의 관통홀은
    상기 제2 배플 플레이트의 중심축 위치에 형성된 제4 관통홀과,
    상기 제2 배플 플레이트의 중심축으로부터 제4 반경 거리 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제5 관통홀과,
    상기 제2 배플 플레이트의 중심축으로부터 상기 제4 반경 거리보다 큰 제5 반경 거리 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제6 관통홀과,
    상기 제2 배플 플레이트의 중심축으로부터 상기 제5 반경 거리보다 큰 제6 반경 거리 만큼 이격된 위치에 형성된 복수의 제7 관통홀로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  96. 제93항에 있어서, 상기 압전 소자는 상기 제2 배플 플레이트 위에 형성된 복수의 환형 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  97. 제93항에 있어서, 상기 압전 소자는 상기 제2 배플 플레이트의 위에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  98. 제94항에 있어서, 상기 압전 소자는
    상기 제2 배플 플레이트상에서 상기 제1 배플 플레이트의 제1 관통홀이 형성된 위치에 대응되는 위치에 설치되는 제1 압전 소자와,
    상기 제2 배플 플레이트상에서 상기 제1 배플 플레이트의 제2 관통홀이 형성된 위치에 대응되는 위치에 설치되는 제2 압전 소자와,
    상기 제2 배플 플레이트상에서 상기 제1 배플 플레이트의 제3 관통홀이 형성된 위치에 대응되는 위치에 설치되는 제3 압전 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  99. 제93항에 있어서,
    상기 압전 소자에 전압을 인가하기 위한 파워 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  100. 제98항에 있어서,
    상기 제1 압전 소자, 제2 압전 소자 및 제3 압전 소자에 각각 전압을 인가하기 위한 파워 공급부를 더 포함하고,
    상기 파워 공급부는 상기 제1 압전 소자, 제2 압전 소자 및 제3 압전 소자에 각각 서로 다른 크기의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  101. 제98항에 있어서,
    상기 제1 압전 소자에 전압을 인가하기 위한 파워 공급부를 더 포함하고,
    상기 제1 관통홀과 상기 제1 압전 소자와의 사이의 거리를 조절할 수 있도록 상기 제1 압전 소자는 상기 파워 공급부로부터 인가되는 전압의 크기에 따라 조절 가능한 두께 팽창율을 가지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  102. 제98항에 있어서,
    상기 제2 압전 소자에 전압을 인가하기 위한 파워 공급부를 더 포함하고,
    상기 제2 관통홀과 상기 제2 압전 소자와의 사이의 거리를 조절할 수 있도록 상기 제2 압전 소자는 상기 파워 공급부로부터 인가되는 전압의 크기에 따라 조절 가능한 두께 팽창율을 가지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  103. 제98항에 있어서,
    상기 제3 압전 소자에 전압을 인가하기 위한 파워 공급부를 더 포함하고,
    상기 제3 관통홀과 상기 제3 압전 소자와의 사이의 거리를 조절할 수 있도록 상기 제3 압전 소자는 상기 파워 공급부로부터 인가되는 전압의 크기에 따라 조절 가능한 두께 팽창율을 가지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  104. 제93항에 있어서, 상기 제1 배플 플레이트 및 제2 배플 플레이트는 각각 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  105. 제93항에 있어서, 상기 압전 소자는
    2개의 주면을 포함하고 전압 인가에 따라 두께 팽창 모드로 진동하는 압전층과,
    상기 2개의 주면상에 각각 형성된 제1 전극층 및 제2 전극층과,
    상기 제1 배플 플레이트에 인접하게 위치된 상기 제1 전극층상에 형성된 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  106. 제105항에 있어서, 상기 압전층은 PZT(lead zirconate titanate), PbTiO3, BaTiO3또는 PVDF 폴리머(poly vinylidene fluoride)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  107. 제105항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 제2 배플 플레이트에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  108. 제107항에 있어서, 상기 압전 소자는
    상기 압전층과 상기 제2 배플 플레이트와의 접합면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
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