KR101212941B1 - Flexible shower head - Google Patents

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KR101212941B1 KR1020100118888A KR20100118888A KR101212941B1 KR 101212941 B1 KR101212941 B1 KR 101212941B1 KR 1020100118888 A KR1020100118888 A KR 1020100118888A KR 20100118888 A KR20100118888 A KR 20100118888A KR 101212941 B1 KR101212941 B1 KR 101212941B1
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최낙구
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles

Abstract

본 발명은 기판처리장치의 가변형 샤워헤드에 관한 것으로서, 가스관통홀을 가지는 가스박스에 고정연결되어 샤워헤드를 지지하는 샤워헤드 지지부와, 공정 가스가 통과하여 분사되는 분사공을 구비하며 외주면이 상기 샤워헤드 지지부의 하부에 결합하고 중앙부가 승강가능하도록 플렉서블한 재질로 형성되는 샤워헤드 플레이트와, 상기 샤워헤드플레이트의 중앙부에 연결되어 상기 샤워헤드 플레이트의 중앙부를 상방 또는 하방으로 승강시키는 승강부를 포함하며, 상기 샤워헤드 플레이트는 분사공을 구비한 플렉서블 상판과, 상기 플렉서블 상판의 하측에 위치하며 분사공을 구비한 플렉서블 하판을 포함하고, 상기 플렉서블 상판과 상기 플렉서블 하판 사이에 배치되어 공정가스를 확산 촉진시키는 볼을 더 포함한다. 이로써, 플렉서블한 샤워헤드 플레이트를 이용하고 승강부를 통해 샤워헤드 플레이트의 중앙부를 상방 또는 하방으로 오목하게 형성되도록 조절하여 샤워헤드 플레이트와 히터블럭과의 사이에 형성되는 플라즈마의 형성을 조절할 수 있고, 이로써 웨이퍼의 전면에서의 공정 균일도를 향상시킬 수 있고, 플렉서블 상판과 플렉서블 하판의 중앙부분이 처지는 것을 방지하고, 샤워헤드에 가해지는 하중을 분산시킬 수 있고, 볼을 구비하여 공정가스의 확산을 촉진시키며, 중공형 볼 또는 알루미늄 등의 재질을 사용하는 볼을 이용함으로써 플렉서블 하판에 가해지는 하중을 줄일 수 있다.The present invention relates to a variable showerhead of a substrate processing apparatus, comprising a showerhead support portion fixedly connected to a gas box having a gas through hole to support a showerhead, and injection holes through which process gas is injected, and an outer circumferential surface thereof. A shower head plate coupled to the lower part of the shower head support and formed of a flexible material such that the center part is movable up and down, and a lift part connected to the center part of the shower head plate to lift the center part of the shower head plate upward or downward; The showerhead plate includes a flexible upper plate having injection holes and a flexible lower plate positioned below the flexible upper plate and having a injection hole, and disposed between the flexible upper plate and the flexible lower plate to promote diffusion of process gas. The ball further includes. Thus, by using the flexible shower head plate and by adjusting the center portion of the shower head plate to be concave up or down through the lifting portion to control the formation of the plasma formed between the shower head plate and the heater block, thereby It is possible to improve the process uniformity on the front surface of the wafer, to prevent the central portion of the flexible upper plate and the flexible lower plate from sagging, to distribute the load applied to the showerhead, and to provide the ball to promote the diffusion of process gas. By using a hollow ball or a ball made of a material such as aluminum, the load on the flexible lower plate can be reduced.

Description

가변형 샤워 헤드{Flexible shower head}Flexible shower head {Flexible shower head}

본 발명은 기판처리장치의 가변형 샤워헤드에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 샤워헤드를 가변형으로 설치하여 샤워헤드와 히터블럭 사이에 생성되는 플라즈마를 조절할 수 있는 가변형 샤워헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a variable shower head of a substrate processing apparatus, and more particularly, to a variable shower head that can adjust the plasma generated between the shower head and the heater block by installing the variable shower head.

일반적으로, 화학기상증착 방법은 박막을 형성시키기 위해서 화학 반응이 발생되는 조건 즉, 압력과 온도와 주입되는 에너지에 따라 크게 대기압에서 화학기상증착이 이루어지는 AP CVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)와 저압에서 화학기상증착이 이루어지는 LP CVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 및 저압상태에서 플라즈마에 의해 화학기상증착이 이루어지는 PE CVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등으로 나누어진다.In general, the chemical vapor deposition method is used at low pressure and atmospheric pressure chemical vapor deposition (AP CVD) where the chemical vapor deposition is largely performed at atmospheric pressure depending on the conditions under which chemical reactions occur to form a thin film, that is, pressure, temperature, and injected energy. LP CVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) in which chemical vapor deposition is performed, and PE CVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) in which chemical vapor deposition is performed by plasma at low pressure.

도 1은 종래의 PE-CVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정에 사용되는 기판처리장치(100)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 종래의 기판처리장치(100)는 반응 챔버(미도시)와, 반응 챔버 상부에 배치되어 고주파 전원으로부터 공급되는 고주파 전력(미도시)을 이용하여 반응 챔버 내에 고주파를 발생하는 플라즈마 전극(300)과, 플라즈마 전극(300)의 하부에 배치되어 반응 가스를 분사하는 샤워 헤드(200) 및 웨이퍼(미도시)가 안착하는 히터(400)를 포함한다.FIG. 1 schematically illustrates a substrate processing apparatus 100 used in a conventional plasma enhanced chemical vapor deposition (PE-CVD) process. Referring to FIG. 1, the conventional substrate processing apparatus 100 uses a reaction chamber (not shown) and a high frequency power (not shown) disposed above the reaction chamber to be supplied from a high frequency power source. The plasma electrode 300 is generated, a shower head 200 disposed below the plasma electrode 300 to inject a reaction gas, and a heater 400 to which a wafer (not shown) is seated.

도 1에 나타낸 바와 같은 종래의 기판처리장치에 있어서는, 샤워헤드를 경질의 알루미늄 등을 이용하여 구성하고 있고, 이 때문에 공정상 맵(map)을 변화하기 위해서는 샤워헤드를 조정하여야 할 경우에는 샤워헤드 자체를 다시 가공하여 설치하고 재가공한 샤워헤드를 기판처리장치에 장착하여야 한다고 하는 불편함이 있었다. 특히, 알루미늄 나이트라이드로 형성된 샤워헤드의 경우 매우 고가이기에 공정조건에 맞추어 샤워헤드를 다시 재작하거나 교체하는데 시간과 비용이 많이 소요되는 문제가 있다. In the conventional substrate processing apparatus as shown in Fig. 1, the shower head is made of hard aluminum or the like. Therefore, when the shower head must be adjusted in order to change the map in the process, the shower head is used. There was an inconvenience in that the showerhead, which had been reprocessed and installed itself, had to be mounted on the substrate processing apparatus. In particular, since the shower head formed of aluminum nitride is very expensive, there is a problem in that it takes a long time and a cost to rebuild or replace the shower head according to the process conditions.

즉, PE-CVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)의 특성상 공정중 히터(Heater)의 온도가 높은 상태를 유지하고 있기 때문에, 샤워헤드의 교체시 히터의 온도를 다운(Down)시킨 후 샤워헤드 및 히터를 교체하고 다시 공정을 진행시키기 위해 히터의 온도를 업(Up)하는데 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.That is, since the temperature of the heater remains high during the process due to the characteristics of the plasma enhanced chemical vapor deposition (PE-CVD), the showerhead and the heater after the temperature of the heater is lowered when the showerhead is replaced. There is a problem that takes a long time to up the temperature of the heater (Up) to replace the and proceed with the process again.

또한, 종래의 기판처리장치로서 일정한 두께의 판 부재에 동일 직경의 분사 홀들이 동일 간격을 유지하며 규칙적으로 배열된 배플 플레이트를 이용하여 증착 공정을 수행할 경우, 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 기판의 에지부와 비교하여 중심부에서 상대적으로 큰 증착율을 보이거나, 이와 반대로 기판의 중심부와 비교하여 에지부에서 상대적으로 큰 증착율을 보인다. 이와 같이 증착 공정이 기판의 영역별로 불균일하게 수행되면, 이어지는 후속 공정에서 증착율의 불균일 산포에 따른 여러 가지 공정 불량이 야기되는 문제점이 있다.In addition, as a conventional substrate processing apparatus, when the deposition process is performed using a baffle plate regularly arranged with the same diameter in the plate member having the same thickness on a plate member having a constant thickness, as shown in FIG. 2 or 3. Similarly, the deposition rate is relatively high at the center portion compared to the edge portion of the substrate, or on the contrary, the deposition rate is relatively large at the edge portion compared to the center portion of the substrate. As such, if the deposition process is performed non-uniformly for each region of the substrate, there is a problem that various process defects are caused due to the non-uniform distribution of the deposition rate in the subsequent process.

이에, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 샤워헤드의 형상을 변형하여 히터의 온도가 공정온도 상태에 있으면서도 플라즈마의 밀도와 균일도를 용이하게 조절할 수 있는 가변형 샤워헤드를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to modify the shape of the shower head to easily control the density and uniformity of the plasma while the temperature of the heater is in the process temperature state. The present invention provides a variable shower head.

상기 목적은 본 발명에 따라, 반응공간을 형성하는 챔버내에 설치되는 기판처리장치의 샤워헤드에 있어서, 가스관통홀을 가지는 가스박스에 고정연결되어 샤워헤드를 지지하는 샤워헤드 지지부와, 공정 가스가 통과하여 분사되는 분사공을 구비하며 외주면이 상기 샤워헤드 지지부의 하부에 결합하고 중앙부가 승강가능하도록 플렉서블한 재질로 형성되는 샤워헤드 플레이트와, 상기 샤워헤드플레이트의 중앙부에 연결되어 상기 샤워헤드 플레이트의 중앙부를 상방 또는 하방으로 승강시키는 승강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 샤워헤드에 의하여 달성된다.According to the present invention, in the shower head of the substrate processing apparatus installed in the chamber forming the reaction space, the shower head support and fixed to the gas box having a gas through hole to support the shower head, and the process gas A shower head plate having an injection hole sprayed through and having an outer circumferential surface coupled to a lower portion of the shower head support portion and formed of a flexible material such that a central portion thereof can be lifted and connected to a central portion of the shower head plate of the shower head plate. It is achieved by a variable showerhead, characterized in that it comprises an elevating portion for elevating the central portion upward or downward.

여기서, 상기 샤워헤드 플레이트는 분사공을 구비한 플렉서블 상판과, 상기 플렉서블 상판의 하측에 위치하며 분사공을 구비한 플렉서블 하판을 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the shower head plate is characterized in that it comprises a flexible upper plate having an injection hole, and a flexible lower plate positioned below the flexible upper plate and having an injection hole.

또한, 상기 플렉서블 상판과 상기 플렉서블 하판 사이에 배치되어 공정가스를 확산 촉진시키는 볼을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a ball disposed between the flexible upper plate and the flexible lower plate to promote diffusion of the process gas.

또한, 본 발명에 따른 상기 가변형 샤워헤드는 상기 승강부의 승강 변위를 측정하는 게이지를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the variable shower head according to the invention is characterized in that it further comprises a gauge for measuring the lifting displacement of the lifting unit.

또한, 상기 샤워헤드 지지부는 상기 플렉서블 상판이 상기 샤워헤드 지지부에 삽입된 상태에서 상기 플렉서블 상판이 상측으로 이동하는 것을 저지 및 지지하는 지지턱을 포함하며, 상기 플렉서블 하판은 상기 플렉서블 상판을 고정하는 고정돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The shower head support unit may include a support jaw that prevents and supports the movement of the flexible upper plate upward while the flexible upper plate is inserted into the shower head support, and the flexible lower plate is fixed to fix the flexible upper plate. It is characterized by including a projection.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 가변형 샤워헤드에 의하면, 플렉서블한 샤워헤드 플레이트를 이용하고 승강부를 통해 샤워헤드 플레이트의 중앙부를 상방 또는 하방으로 오목하게 형성되도록 조절하여 샤워헤드 플레이트와 히터블럭과의 사이에 형성되는 플라즈마의 형성을 조절할 수 있고, 이로써 웨이퍼의 전면에서의 공정 균일도를 향상시킬 수 있다. According to the variable showerhead of the present invention having the above-described configuration, the showerhead plate and the heater block may be adjusted by using a flexible showerhead plate and adjusting the center portion of the showerhead plate to be concave upward or downward through the elevation. Formation of the plasma formed in between can be controlled, thereby improving the process uniformity on the entire surface of the wafer.

또한, 본 발명에 따른 가변형 샤워헤드의 승강부는 플렉서블 상판과 플렉서블 하판과 결합함으로써, 플렉서블 상판과 플렉서블 하판의 중앙부분이 처지는 것을 방지하고, 샤워헤드에 가해지는 하중을 분산시킬 수 있다. In addition, the lifting part of the variable showerhead according to the present invention is coupled to the flexible upper plate and the flexible lower plate, thereby preventing the central portion of the flexible upper plate and the flexible lower plate from sagging and distributing the load applied to the shower head.

또한, 가변형 샤워헤드의 플렉서블 상판과 플렉서블 하판 사이에 볼을 구비하여 공정가스의 확산을 촉진시키며, 중공형 볼 또는 알루미늄 등의 재질을 사용하는 볼을 이용함으로써 플렉서블 하판에 가해지는 하중을 줄일 수 있다.In addition, by providing a ball between the flexible upper plate and the flexible lower plate of the variable shower head to promote the diffusion of the process gas, it is possible to reduce the load applied to the flexible lower plate by using a ball made of a hollow ball or a material such as aluminum. .

도 1은 종래의 기판처리장치를 나타낸 단면도이고,
도 2 및 도 3은 종래의 기판상의 증착율을 보여주는 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 가변형 샤워헤드를 나타낸 단면도이고,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 가변형 샤워헤드의 동작을 나타낸 단면도이고,
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 가변형 샤워헤드의 게이지, 연결부 및 가스분배판의 모서리를 확대하여 나타낸 확대도이고,
도 10은 본 발명에 따른 가변형 샤워헤드의 플레서블 하판에 볼이 안착한 상태를 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional substrate processing apparatus,
2 and 3 is a view showing the deposition rate on a conventional substrate,
4 is a cross-sectional view showing a variable shower head according to the present invention,
5 and 6 are cross-sectional views showing the operation of the variable shower head according to the present invention,
7 to 9 are enlarged views showing the edges of the gauge, the connection portion and the gas distribution plate of the variable showerhead according to the present invention,
10 is a view showing a state in which the ball is seated on the flexible lower plate of the variable shower head according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가변형 샤워헤드를 실시예로써 상세하게 설명한다. 여기서, 본 발명에 따른 실시예들을 설명하는데 있어, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하며, 필요에 따라 그 설명은 생략할 수 있다.Hereinafter, a variable shower head according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, in describing the embodiments according to the present invention, the same reference numerals are used for the same components, and description thereof may be omitted as necessary.

도 1은 종래의 기판처리장치를 나타낸 단면도이고, 도 2 및 도 3은 종래의 기판상의 증착율을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 가변형 샤워헤드를 나타낸 단면도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 가변형 샤워헤드의 동작을 나타낸 단면도이고, 도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 가변형 샤워헤드의 게이지, 연결부 및 샤워헤드 플레이트의 모서리를 확대하여 나타낸 확대도이고, 도 10은 본 발명에 따른 가변형 샤워헤드의 플레서블 하판에 볼이 안착한 상태를 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional substrate processing apparatus, Figures 2 and 3 is a view showing a deposition rate on a conventional substrate, Figure 4 is a cross-sectional view showing a variable showerhead according to the present invention, Figures 5 and 6 Figure 7 is a cross-sectional view showing the operation of the variable showerhead according to the invention, Figures 7 to 9 are enlarged views showing the enlarged corners of the gauge, the connection portion and the showerhead plate of the variable showerhead according to the present invention, Figure 10 is the present invention Figure is a view showing a state seated on the flexible lower plate of the variable shower head according to.

도 4 내지 도 6을 참조하여 살펴보면, 본 발명에 따른 기판처리장치의 가변형 샤워헤드(1)는 샤워헤드 지지부(10), 샤워헤드 플레이트(20), 승강부(40)를 포함한다.4 to 6, the variable showerhead 1 of the substrate treating apparatus according to the present invention includes a showerhead support 10, a showerhead plate 20, and a lifter 40.

샤워헤드 지지부(10)는 원통형 형상으로 형성되어 있고, 일측에 개구를 형성하여 샤워헤드 플레이트(20)을 결합한다. 여기서, 샤워헤드 지지부(10)의 원통형의 형상은 일 예이며, 이외에도 기판처리장치의 공정에 따라 다양한 형상을 갖출 수 있다.The showerhead support 10 is formed in a cylindrical shape, and forms an opening on one side to couple the showerhead plate 20. Here, the cylindrical shape of the showerhead support 10 is an example, and may have various shapes in addition to the process of the substrate processing apparatus.

샤워헤드 플레이트(20)는 상기 기판처리장치의 상부에 형성되는 가스박스의 하부측에 설치되며, 상기 샤워헤드 플레이트의 외주면은 상기 샤워헤드 지지부(10)의 하부에 결합된다. The shower head plate 20 is installed at the lower side of the gas box formed on the upper portion of the substrate processing apparatus, and the outer circumferential surface of the shower head plate is coupled to the lower portion of the shower head support 10.

도 4 내지 도 6 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 샤워헤드 플레이트(20)는 샤워헤드 지지부(10)가 원통형 형상으로 형성됨에 따라 샤워헤드 지지부(10)의 하부에 결합하기 위하여 샤워헤드 플레이트(20)도 원판의 형상으로 형성된다. 또한, 상기 샤워헤드 플레이트(20)는 공정 가스가 통과하여 분사되도록 복수의 분사공(23)을 구비한다. As shown in FIGS. 4 to 6 and 8, the showerhead plate 20 has a showerhead plate 20 for coupling to the lower portion of the showerhead support 10 as the showerhead support 10 is formed in a cylindrical shape. ) Is also formed in the shape of a disc. In addition, the shower head plate 20 is provided with a plurality of injection holes 23 so that the process gas is injected through.

상기 샤워헤드 플레이트(20)은 금속재질의 얇은 판 형상으로 형성되어, 일정한 힘을 가할 경우 플렉서블(flexible)하게 변형이 가능하도록 구성된다. 여기서, 플렉서블한 샤워헤드 플레이트(20)의 경우 기판처리장치의 공정 조건에 따라 철이나 합금, 알루미늄 등 다양한 재료로 형성할 수 있다. The showerhead plate 20 is formed in a thin plate shape made of a metal material, and is configured to be deformable flexibly when a predetermined force is applied. In this case, the flexible shower head plate 20 may be formed of various materials such as iron, an alloy, and aluminum depending on the processing conditions of the substrate treating apparatus.

상기 샤워헤드 플레이트(20)는 서로 대향하여 배치되는 한 쌍의 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22)을 포함한다. 상기 플렉서블 하판(22)은 플렉서블 상판(21)의 하측에 위치하며, 플렉서블 상판(21) 및 플렉서블 하판(22)은 각각 복수의 분사공(23)을 구비한다. 상기 샤워헤드 플레이트(20)는 각각 복수의 분사공(23)을 구비한 플렉서블 상판(21) 및 플렉서블 하판(22)으로 구성되기 때문에, 플렉서블 상판(21)의 분사공(23)을 통과한 공정 가스는 다시 플렉서블 하판(22)의 분사공(23)을 통해 분사되며, 이로 인하여 공정 가스를 확산을 촉진시키게 된다.The showerhead plate 20 includes a pair of flexible upper plates 21 and flexible lower plates 22 disposed to face each other. The flexible lower plate 22 is positioned below the flexible upper plate 21, and the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22 each include a plurality of injection holes 23. Since the shower head plate 20 is composed of a flexible upper plate 21 and a flexible lower plate 22 each having a plurality of injection holes 23, a process of passing through the injection holes 23 of the flexible upper plate 21 is performed. Gas is again injected through the injection hole 23 of the flexible lower plate 22, thereby promoting the diffusion of the process gas.

또한, 플렉서블 상판(21)을 샤워헤드 지지부(10)에 용이하게 결합하기 위하여 샤워헤드 지지부(10)의 하부에 지지턱(11)을 구비할 수 있다. 지지턱(11)은 플렉서블 상판(21)이 샤워헤드 지지부(10)에 삽입된 상태에서 상측으로 이동하는 것을 저지 및 지지하게 된다. 그리고, 플렉서블 상판(21)의 하부에 결합하는 플렉서블 하판(22)의 테두리에 수직으로 돌출된 고정돌기(24)를 형성함으로써, 도 9에 도시된 바와 같이 플렉서블 상판(21)을 고정하게 된다.
In addition, in order to easily couple the flexible upper plate 21 to the showerhead support 10, a support jaw 11 may be provided under the showerhead support 10. The support jaw 11 prevents and supports the upward movement in the state where the flexible upper plate 21 is inserted into the showerhead support 10. In addition, by forming a fixing protrusion 24 vertically protruding from the edge of the flexible lower plate 22 coupled to the lower portion of the flexible upper plate 21, the flexible upper plate 21 is fixed as shown in FIG.

본 발명에 따른 가변형 샤워헤드(1)는 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22) 사이에 공정가스를 확산촉진시키는 볼(30)을 더 포함할 수 있다. 상기 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22) 사이에 배치되는 복수의 볼(30)은 인접한 볼과 점접촉을 할 뿐만 아니라, 상기 플렉서블 상판 및 상기 플렉서블 하판과도 점접촉을 하게 되므로, 플렉서블 상판(21)의 분사공(23)을 통과한 공정 가스는 상기 복수의 볼에 맞닿아 확산이 용이하고, 또한, 상기 복수의 볼(30)과 볼(30)의 간극을 통해 흘러갈 수 있으므로 보다 원활한 공정가스의 유동경로를 형성할 수 있다. The variable shower head 1 according to the present invention may further include a ball 30 for diffusing and promoting the process gas between the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22. The plurality of balls 30 disposed between the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22 not only make point contact with adjacent balls, but also make point contact with the flexible upper plate and the flexible lower plate, and thus, the flexible upper plate The process gas which has passed through the injection hole 23 of 21 contacts the plurality of balls and is easily diffused, and can flow through the gap between the plurality of balls 30 and 30. It is possible to form a smooth flow path of the process gas.

본 발명에 따른 가변형 샤워헤드(1)에서 볼(30)을 더 포함하는 경우 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22)의 휨 변형을 용이하게 하기 위하여 볼(30) 형상을 선택하였다. 그러나 반드시 볼(30) 형상을 취해야 하는 것은 아니며, 볼(30)은 다각형의 형상으로 형성될 수 있다. 또한 상기 볼(30)은 중공형 볼(30) 또는 알루미늄 등의 재질을 사용하는 볼을 이용함으로써, 플렉서블 하판(22)에 가해지는 하중을 줄일 수 있다.In the variable shower head 1 according to the present invention, when the ball 30 is further included, the shape of the ball 30 is selected to facilitate the bending deformation of the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22. However, it is not necessary to take the shape of the ball 30, the ball 30 may be formed in the shape of a polygon. In addition, the ball 30 may reduce the load applied to the flexible lower plate 22 by using a ball made of a hollow ball 30 or a material such as aluminum.

도 10에 도시된 바와 같이, 볼(30)과 볼(30)사이를 통과한 공정가스는 플렉서블 하판(22)의 분사공(23)을 통하여 분사된다.
As shown in FIG. 10, the process gas passed between the ball 30 and the ball 30 is injected through the injection hole 23 of the flexible lower plate 22.

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 승강부(40)의 승강에 의하여 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22)의 중앙부를 상부측 또는 하부측으로 끌어당기거나 밀어내려 상기 샤워헤드 플레이트의 중앙부의 높이를 조절하여 히터블럭과 상기 샤워헤드 플레이트 사이에 생성되는 플라즈마를 조절할 수 있다. As shown in FIGS. 5 and 6, the center portions of the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22 are pulled up or pushed down to the upper side or the lower side by elevating the elevating unit 40 to raise or lower the center portion of the shower head plate. The height may be adjusted to control the plasma generated between the heater block and the shower head plate.

도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 승강부(40)의 일측은 플렉서블 상판(21)을 관통하여 결합되며, 플렉서블 상판(21)을 관통하여 결합한 승강부(40)의 일측은 플렉서블 하판(22)과 결합된다. 그리고, 도 8에서 도시된 바와 같이, 승강부(40)는 브라켓 등의 연결부(70)를 이용하여 플렉서블 상판(21) 및 플렉서블 하판(22)에 체결될 수 있다. 5 to 6, one side of the lifting unit 40 is coupled through the flexible upper plate 21, one side of the lifting unit 40 coupled through the flexible upper plate 21 is a flexible lower plate ( 22). As shown in FIG. 8, the lifting unit 40 may be fastened to the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22 by using a connection unit 70 such as a bracket.

상기 승강부(40)의 승강에 따라, 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22) 각각은 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22)의 연결부(70)를 중심으로 상방 또는 하방으로 오목하게 형성된다. 이러한 형상의 변형을 통하여 본 발명에 따른 가변형 샤워헤드(1)는 상기 샤워헤드 플레이트의 중앙부의 높이를 조절하여 히터블럭과의 간격을 조정함으로써 상기 샤워헤드 플레이트 사이에 생성되는 플라즈마를 조절하게 된다.As the lifting unit 40 moves up and down, each of the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22 is formed to be concave upward or downward with respect to the connection part 70 of the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22. do. Through the deformation of the shape, the variable showerhead 1 according to the present invention controls the plasma generated between the showerhead plates by adjusting the distance from the heater block by adjusting the height of the central portion of the showerhead plate.

상기 승강부(40)는 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22)의 중앙부에 결합되어 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22)의 센터가 처지는 것을 방지한다. 그리고, 승강부(40)는 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22)과 결합함으로써, 샤워헤드에 가해지는 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22)의 하중을 분산시킬 수 있다. The lifting unit 40 is coupled to the center of the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22 to prevent the center of the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22 from sagging. In addition, the lifting unit 40 may be coupled to the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22 to distribute the loads of the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22 applied to the shower head.

상기 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22)의 두께는 반드시 동일할 필요는 없으며, 두께를 달리 구성하여 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22)의 휨 정도가 달라지도록 구성할 수 있고 다양한 두께의 플렉서블 상판(21)과 플렉서블 하판(22)의 조합에 따라 다양하게 플라즈마를 조절할 수 있다.The thickness of the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22 need not necessarily be the same, and may be configured to vary the thickness so that the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22 may have different bending degrees, and various thicknesses. The plasma may be adjusted in various ways according to the combination of the flexible upper plate 21 and the flexible lower plate 22.

도 4 및 도 7을 참조하여 살펴보면, 승강부(40)의 타측은 가스박스의 상부를 관통하여 가스박스의 상부면에 결합하며, 승강부(40)의 승강 변위가 1mm 내외인 경우 승강부(40) 및 가스박스에 나사산을 형성하여 렌치로 조절하거나 승강부(40)의 타측 끝단에 볼트 머리의 홈(미도시)을 형성하여 드라이버로 미세하게 조절할 수 있고, 승강부(40)의 승강 변위를 조절하기 위하여 모터 등을 포함하는 제어부(50)를 이용하여 승강부(40)의 승강 및 승강 변위를 제어할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 7, the other side of the elevating portion 40 penetrates the upper portion of the gas box to be coupled to the upper surface of the gas box, and the elevating portion 40 when the elevating displacement of the elevating portion 40 is about 1 mm. 40) and the thread formed in the gas box can be adjusted by a wrench or by forming a groove (not shown) of the bolt head at the other end of the elevating portion 40 can be finely adjusted by a driver, elevating displacement of the elevating portion 40 In order to control the lifting and lowering displacement of the lifting unit 40 can be controlled using the control unit 50 including a motor.

상기 승강부(40)는 봉 형상으로 형성되는 것을 예로 하였으나, 기판처리장치의 공정조건에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다. Although the lifting portion 40 has an example of being formed in a rod shape, it may be formed in various shapes according to the process conditions of the substrate processing apparatus.

또한, 상기 승강부(40)와 상기 가스박스의 상부면과의 사이에는 벨로우즈(80)를 설치하여 진공(vacuum) 상태의 공간을 형성할 수 있다.In addition, a bellows 80 may be provided between the lifting unit 40 and the upper surface of the gas box to form a space in a vacuum state.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 승강부(40)의 승강 변위를 측정하는 게이지(60)를 더 포함할 수 있다. 상기 승강부의 조정에 따른 상기 샤워헤드 플레이트의 높이조정은 미세하게 이루어지는데, 상기 승강부(40)의 승강 변위가 미세한 경우 승강부(40)의 미세한 승강 변위를 파악하는데 어려움이 있으므로 게이지(60)를 장착하여 승강부(40)의 미세한 승강 변위를 용이하게 감지하고 렌치, 드라이버 및 제어부(50) 등을 통하여 승강 변위를 미세하게 조절할 수 있다.
In addition, as shown in FIG. 7, the gauge 60 may further include a lifting displacement of the lifting unit 40. The height adjustment of the shower head plate according to the adjustment of the elevating portion is made fine, when the elevating displacement of the elevating portion 40 is fine, because it is difficult to grasp the fine elevating displacement of the elevating portion 40 gauge 60 Easily detect the fine lifting displacement of the lifting unit 40, and can finely adjust the lifting displacement through the wrench, the driver and the controller 50, and the like.

한편, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 가변형 샤워헤드를 보수하거나 변경하고자 할 때에는, 상기 샤워헤드 지지부와 상기 샤워헤드플레이트를 기판처리장치의 챔버로부터 분리한 후, 상기 샤워헤드 지지부와 상기 샤워헤드 플레이트가 결합된 채로 뒤집은 후에, 상기 플렉시블 하판, 상기 볼, 상기 플렉시블 상판, 상기 샤워헤드 지지부의 순서대로 분리하면서 상기 가변형 샤워헤드를 유지 보수할 수 있다. On the other hand, to repair or change the variable showerhead of the present invention having the above-described configuration, after separating the showerhead support and the showerhead plate from the chamber of the substrate processing apparatus, the showerhead support and the shower After the head plate is inverted while being coupled, the variable shower head may be maintained while separating the flexible lower plate, the ball, the flexible upper plate, and the shower head support.

이로써, 상기 가변형 샤워헤드의 상기 볼의 크기를 조정하거나, 상기 플렉시블 상판 및 하판의 두께를 조정하여야 하는 경우, 상술한 바와 같이 용이하게 분리 및 조정할 수 있다.
Thus, when it is necessary to adjust the size of the ball of the variable shower head or the thickness of the flexible upper plate and the lower plate, it can be easily separated and adjusted as described above.

이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope of the appended claims, The genius will be so self-evident. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

1 : 가변형 샤워헤드 10 : 샤워헤드 지지부
11 : 지지턱 20 : 샤워헤드 플레이트
21 : 플렉서블 상판 22 : 플렉서블 하판
23 : 분사공 24 : 고정돌기
30 : 볼 40 : 승강부
50 : 제어부 60 : 게이지
70 : 연결부 80 : 벨로우즈1: Variable Shower Head 10: Shower Head Support
11 support jaw 20 showerhead plate
21: flexible upper plate 22: flexible lower plate
23: injection hole 24: fixing protrusion
30: ball 40: lift
50: control unit 60: gauge
70: connection portion 80: bellows

Claims (5)

삭제delete 반응공간을 형성하는 챔버내에 설치되는 기판처리장치의 샤워헤드에 있어서,
가스관통홀을 가지는 가스박스에 고정연결되어 샤워헤드를 지지하는 샤워헤드 지지부와,
공정 가스가 통과하여 분사되는 분사공을 구비하며 외주면이 상기 샤워헤드 지지부의 하부에 결합하고 중앙부가 승강가능하도록 플렉서블한 재질로 형성되는 샤워헤드 플레이트와,
상기 샤워헤드플레이트의 중앙부에 연결되어 상기 샤워헤드 플레이트의 중앙부를 상방 또는 하방으로 승강시키는 승강부를 구비하며,
상기 샤워헤드 플레이트는
복수의 분사공을 구비한 플렉서블 상판과,
상기 플렉서블 상판의 하측에 위치하며 복수의 분사공을 구비한 플렉서블 하판을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 샤워헤드.In the shower head of the substrate processing apparatus provided in the chamber forming the reaction space,
A shower head support part fixedly connected to a gas box having a gas through hole to support the shower head;
A shower head plate having a spray hole through which process gas is injected and having an outer circumferential surface coupled to a lower portion of the shower head support portion, and formed of a flexible material such that a central portion thereof is liftable;
It is connected to the central portion of the shower head plate and has a lifting portion for lifting up and down the central portion of the shower head plate,
The showerhead plate
A flexible top plate having a plurality of injection holes,
A variable shower head, characterized in that it comprises a flexible lower plate which is located below the flexible upper plate and having a plurality of injection holes. 제2항에 있어서,
상기 플렉서블 상판과 상기 플렉서블 하판 사이에 배치되어 공정가스를 확산 촉진시키는 볼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 샤워헤드.The method of claim 2,
And a ball disposed between the flexible upper plate and the flexible lower plate to promote diffusion of process gas. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 승강부의 승강 변위를 측정하는 게이지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 샤워헤드.The method according to claim 2 or 3,
The shower head further comprises a gauge for measuring the lifting displacement of the lifting unit. 제4항에 있어서,
상기 샤워헤드 지지부는 상기 플렉서블 상판이 상기 샤워헤드 지지부에 삽입된 상태에서 상기 플렉서블 상판이 상측으로 이동하는 것을 저지 및 지지하는 지지턱을 구비하며,
상기 플렉서블 하판은 상기 플렉서블 상판을 고정하는 고정돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 가변형 샤워헤드.5. The method of claim 4,
The shower head support portion includes a support jaw for preventing and supporting the movement of the flexible upper plate upward while the flexible upper plate is inserted into the shower head support.
The flexible lower plate is a variable shower head, characterized in that it comprises a fixing protrusion for fixing the flexible upper plate.
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