KR101534517B1 - 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 상세하게는 기판의 표면을 증착, 식각하는 등 기판에 대한 처리공정을 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 기판을 지지하는 기판지지대가 설치되며 상측에 개구가 형성된 챔버본체와; 상기 챔버본체의 개구에 결합되어 상기 처리공간 내로 가스를 분사하는 샤워헤드조립체를 포함하는 기판처리장치로서, 상기 샤워헤드조립체는 상기 챔버본체의 개구에 결합되며 하나 이상의 가스주입구가 형성된 탑플레이트와; 다수개의 분사구들이 상하로 관통 형성되며 상기 탑플레이트의 저면에 간격을 두고 결합되는 제1플레이트와; 다수개의 분사구들이 상하로 관통 형성되며 상기 제1플레이트와 간격을 두고 설치되는 제2플레이트를 포함하며, 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트 중 적어도 어느 하나는 상기 탑플레이트에 복수개의 제1지지볼트들에 의하여 결합될 수 있도록 복수개의 고정결합공들이 형성되며, 상기 고정결합공들은 상기 제1지지볼트가 상기 제1플레이트 또는 상기 제2플레이트의 중심을 기준으로 상기 제1플레이트 또는 상기 제2플레이트에 대하여 상대이동이 가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.

Description

기판처리장치 {Substrate Processing Apparatus}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 상세하게는 기판의 표면을 증착, 식각하는 등 기판에 대한 처리공정을 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
기판처리장치는 밀폐된 처리공간에 전원을 인가하여 플라즈마를 형성함으로써 지지대 위에 안착된 기판의 표면을 증착, 식각하는 등 처리공정을 수행하는 장치를 말한다.
이때 상기 기판처리장치는 서로 결합되어 처리공간을 형성하는 탑리드 및 챔버본체와, 탑리드에 설치되어 기판처리를 위한 가스를 처리공간으로 분사하는 샤워헤드조립체와, 챔버본체에 설치되어 기판을 지지하는 기판지지대를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 기판처리장치는 처리공정의 수행을 위하여 기판을 가열하는 히터가 챔버본체 내부에서 기판지지대 및/또는 샤워헤드의 상측에 결합되어 설치될 수 있다.
한편 종래의 기판처리장치는 챔버본체 내부에 설치된 히터에 의한 가열과 함 께 공정을 수행하는 경우 샤워헤드조립체가 히터의 복사열에 의하여 온도가 상승되어 변형되는 문제점이 있다.
특히 종래의 기판처리장치의 샤워헤드조립체는 그 가장자리부분에서 탑리드에 고정 설치되는데 열팽창에 의하여 변형이 발생되는 경우 가장자리부분에서 고정되어 있으므로 이 부분이 파손되거나, 가장자리부분을 제외한 나머지 부분에서 뒤틀림이 발생하거나 중앙부분이 오목하거나 볼록하게 변형되어 기판지지대와의 거리에 변형이 발생하여 위치에 따라 가스분사가 균일하지 않아 원활한 기판처리의 수행을 저해할 수 있는 문제점이 있다.
더 나아가 대형기판의 처리 또는 보다 많은 수의 기판들을 처리하기 위하여 기판처리장치가 대형화되는 경우 샤워헤드조립체도 대형화되므로 샤워헤드조립체가 과열되는 경우 상대적으로 큰 열변형이 발생하는데 가장자리부분에서의 고정에 의하여 샤워헤드조립체의 뒤틀림이나 중앙부분에서의 처짐이 발생하여 기판처리의 수행에 큰 영향을 주는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 샤워헤드조립체의 열변형에 의하여 뒤틀림 및/또는 중앙부분에서의 처짐을 방지하여 보다 원활한 기판처리를 수행할 수 있는 기판처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 샤워헤드조립체의 열변형에 능동적으로 대응할 수 있는 구조를 가지는 샤워헤드조립체를 구비함으로써 원활한 기판처리를 수행할 수 있는 기판처리장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 기판을 지지하는 기판지지대가 설치되며 상측에 개구가 형성된 챔버본체와; 상기 챔버본체의 개구에 결합되어 상기 처리공간 내로 가스를 분사하는 샤워헤드조립체를 포함하는 기판처리장치로서, 상기 샤워헤드조립체는 상기 챔버본체의 개구에 결합되며 하나 이상의 가스주입구가 형성된 탑플레이트와; 다수개의 분사구들이 상하로 관통 형성되며 상기 탑플레이트의 저면에 간격을 두고 결합되는 제1플레이트와; 다수개의 분사구들이 상하로 관통 형성되며 상기 제1플레이트와 간격을 두고 설치되는 제2플레이트를 포함하며, 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트 중 적어도 어느 하나는 상기 탑플레이트에 복수개의 제1지지볼트들에 의하여 결합될 수 있도록 복수개의 고정결합공들이 형성되며, 상기 고정결합공들은 상기 제1지지 볼트가 상기 제1플레이트 또는 상기 제2플레이트의 중심을 기준으로 상기 제1플레이트 또는 상기 제2플레이트에 대하여 상대이동이 가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.
상기 고정결합공은 상기 제1지지볼트의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
상기 고정결합공은 상온에서 상기 제1지지볼트의 외면에서 상기 제1플레이트 또는 상기 제2플레이트의 중심 쪽으로 1㎜ 이상 크게 형성될 수 있다.
상기 고정결합공은 다각형, 원형 및 타원형 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제2플레이트는 상기 제1플레이트에 복수개의 제2지지볼트들에 의하여 결합될 수 있도록 복수개의 결합공들이 형성되며, 상기 결합공들은 상기 제2지지볼트가 상기 제1플레이트의 중심을 기준으로 상기 제1플레이트에 대하여 상대이동이 가능하도록 형성될 수 있다.
상기 결합공은 상기 제1지지볼트의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
상기 결합공은 상온에서 상기 제1지지볼트의 외면에서 상기 제2플레이트의 중심 쪽으로 1㎜ 이상 크게 형성될 수 있다.
상기 결합공은 다각형, 원형 및 타원형 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 결합공은 열변형 전에 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트의 중심 쪽으로 상기 제2지지볼트의 외주면과 간격을 가지며 그 반대쪽은 제2지지볼트의 외주면과 접하도록 형성될 수 있다.
상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트는 중앙부분에서 상기 탑플레이트에 고정 결합될 수 있다.
상기 고정결합공은 열변형 전에 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트의 중심 쪽으로 상기 제1지지볼트의 외주면과 간격을 가지며 그 반대쪽은 제1지지볼트의 외주면과 접하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 샤워헤드조립체를 구성하는 제1플레이트 및 제2플레이트를 탑플레이트에 고정하는 볼트가 제1플레이트 및 제2플레이트의 표면에 대하여 상대이동이 가능하도록 볼트가 삽입되는 결합공을 충분히 크게 형성함으로써 제1플레이트 및 제2플레이트의 열변형을 흡수하여 열변형에도 불구하고 샤워헤드조립체의 뒤틀림 또는 중앙부분에서의 처짐을 최소화하여 원활한 기판처리를 수행할 수 있는 이점이 있다.
특히 본 발명에 따른 기판처리장치는 제1플레이트 및 제2플레이트가 그 표면의 중심을 기준으로 골고루 변형됨을 고려하여 제1플레이트 및 제2플레이트의 중심을 기준으로 제1플레이트 및 제2플레이트를 고정하는 볼트가 제1플레이트 및 제2플레이트에 대하여 상대이동이 가능하도록 결합공을 형성함으로써 샤워헤드조립체의 열변형에 능동적으로 대응할 수 있어 열변형에 따른 샤워헤드조립체의 변형을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치는 제1플레이트 및 제2플레이트를 중앙부 분에서 탑플레이트에 결합시키는 하나 이상의 샤워헤드조립부를 추가로 포함함으로써 중앙부분에서의 열변형에 의한 처짐을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치는 탑플레이트 및 제1플레이트 사이에 제1스페이서를, 제1플레이트 및 제2플레이트 사이에 제2스페이서를 개재시키고 결합볼트에 의하여 제1플레이트 및 제2플레이트를 중앙부분에서 탑플레이트에 결합시킴으로써 샤워헤드조립체를 제1플레이트 및 제2플레이트의 간격을 설계에 따라서 정확하게 설치가 가능하여 구성하는 조립시 오차를 방지할 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명에 따른 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1에서 A부분을 확대한 확대단면도이고, 도 3은 도 1에서 B부분을 확대한 확대단면도이고, 도 4는 도 1에서 B부분과 관련하여 도 1의 기판처리장치 중 샤워헤드조립체의 저면 일부를 보여주는 저면도이고, 도 5 및 도 6는 각각 도 4에서 A-A방향의 단면도들로서 도 5는 열변형 전의 상태를 도 6은 열변형 후를 보여주는 일부단면도이다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(1)을 지지하는 기판지지대(300)가 설치되며 상측에 개구가 형성된 챔버본체(110)와; 챔버본체(110)의 개구에 탈착가능하게 결합되어 밀폐된 처리공간(S)을 형성하며 처리공 간(S) 내로 가스를 분사하는 샤워헤드조립체(200)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 기판(1)의 표면을 식각하거나, 증착하는 등 기판처리를 수행하기 위한 장치로서, 반도체소자를 제조하기 위한 웨이퍼, 사각형상 등 각형으로 형성되는 LCD 패널용 유리기판, 태양전지용 기판 등의 표면을 진공상태에서 플라즈마를 형성하여 기판처리를 수행하도록 구성될 수 있다.
이때 상기 기판처리장치는 기판(1)을 하나씩 기판처리를 수행하거나, 태양전지용 기판과 같이 복수 개의 기판(1)들에 대하여 한번에 기판처리를 수행할 수도 있으며, 특히 복수 개의 기판(1)들은 트레이(2)에 로딩된 상태로 이송될 수 있다.
상기 기판처리장치는 처리공간(S)으로 가스를 공급하기 위하여 가스공급장치와 연결되는 하나 이상의 가스공급관(130) 및 처리공간(S) 내의 배기 및 압력제어를 위하여 진공펌프와 연결되는 배기관(미도시)이 연결된다.
또한 상기 기판처리장치는 처리공간(S)에 플라즈마를 형성하도록 전원이 인가되는데 전원인가방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 샤워헤드조립체(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, RF전원이 인가되고, 기판지지대(300) 내에 전극부재(미도시)를 설치하고 전극부재가 접지될 수 있다.
또한 그 반대로 샤워헤드조립체(200)는 접지되고, 전극부재는 RF전원이 인가될 수 있다.
또한 샤워헤드조립체(200)는 물론 전극부재 각각에 서로 다른 주파수를 가지는 RF전원이 인가될 수 있다.
상기 챔버본체(110)는 샤워헤드조립체(200)가 결합될 수 있도록 상측이 개방되는 개구가 형성되며, 샤워헤드조립체(200)와 결합되어 처리공간(S)을 형성하도록 구성되며, 측면에는 기판(1)의 입출을 위한 게이트(140)가 형성된다. 이때 상기 게이트(140)는 게이트밸브(미도시)에 의하여 개폐될 수 있으며, 기판(1)의 입출방식에 따라서 일측에만 형성되거나, 서로 대향되는 위치에 한 쌍으로 형성될 수 있다.
한편 상기 챔버본체(110)는 샤워헤드조립체(200)와의 결합을 위한 탑리드(120)가 추가로 설치될 수 있으며, 챔버본체(110)와 탈착가능하게 결합되어 처리공간(S)을 형성하는 구성으로, 샤워헤드조립체(200)와는 열전달 및 통전이 가능하도록 결합되거나, 샤워헤드조립체(200)만의 전원인가를 위하여 하나 이상의 절연부재(121)가 개재되어 절연된 상태로 샤워헤드조립체(200)와 결합될 수 있다.
상기 기판지지대(300)는 기판처리의 대상인 기판(1)을 지지하기 위한 구성으로서, 챔버본체(110)에 설치되며 전원인가를 위한 전극부재, 기판(1)의 온도제어를 위한 전열부재 등 다양한 설치물들이 설치될 수 있으며, 하나 이상으로도 구성이 가능하다.
또한 상기 기판지지대(300)는 기판(1)이 직접 안착되거나, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)가 안착될 수 있다.
또한 상기 기판지지대(300) 내에는 기판처리를 위한 히터(미도시)가 내부에 설치될 수 있다.
상기 샤워헤드조립체(200)는 하나 이상의 가스공급관(130)을 통하여 공급되는 가스를 처리공간(S)으로 분사하는 구성으로서, 가스의 종류 및 수, 분사방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 샤워헤드조립체(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버본체(110)의 개구에 결합되며 하나 이상의 가스주입구(211)가 형성된 탑플레이트(210)와; 다수개의 분사구(221)들이 상하로 관통 형성되며 탑플레이트(210)의 저면에 간격을 두고 결합되는 제1플레이트(220)와; 다수개의 분사구(231)들이 상하로 관통형성되며 제1플레이트(220)와 간격을 두고 설치되는 제2플레이트(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 탑플레이트(210)는 챔버본체(110)와 직접 탈착가능하게 결합되거나 챔버본체(110)에 결합되는 탑리드(120)와 탈착가능하게 결합되어 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)를 지지하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 제1플레이트(220)는 탑플레이트(210)에 형성된 가스주입구(211)를 통하여 주입되는 가스를 분산시켜 분사구(221)들을 통하여 제2플레이트(230)로 전달하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 제1플레이트(220)는 가스의 분산 등을 고려하여 다양한 구조 및 형상을 가질 수 있으며, 그 분사구(221)는 제1플레이트(230)의 분사구(231)보다 내경이 크며 그 수는 작게 형성됨이 바람직하다.
그리고 상기 제1플레이트(220)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 가장자리부분에서 탑플레이트(210)와 간격을 가지고 설치될 수 있도록 하나 이상의 개재부재(219)가 개재되어 결합될 수 있다.
상기 개재부재(219)는 제1플레이트(220)가 탑플레이트(210)와의 간격을 유지 하기 위한 구성으로 제1플레이트(220)와는 별도의 부재로 구성되어 볼트(450) 등에 의하여 결합되거나 제1플레이트(220)와 일체로 구성될 수 있다.
상기 제1플레이트(220)는 가스의 분산 등을 고려하여 다양한 구조 및 형상을 가질 수 있으며, 그 분사구(221)는 제2플레이트(230)의 분사구(231)보다 내경이 크며 그 수는 작게 형성됨이 바람직하다.
상기 제2플레이트(230)는 제1플레이트(220)의 분사구(221)를 통하여 전달된 가스를 분사구(231)를 통하여 처리공간(S)으로 전달하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)는 기판처리를 위한 기판의 형상에 따라서 전체적인 형상이 결정되며, 태양전지용기판, LCD패널용 유리기판의 형상이 사각형이므로 전체적인 형상이 실질적으로 사각형의 형상을 가지도록 구성될 수 있다.
한편 상기 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)는 가장자리 부분에서 탑플레이트(210)에 탈착가능하게 결합되며, 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)가 결합된 후 탑플레이트(210)에 결합되거나, 제1플레이트(220)가 탑플레이트(210)에 결합된 후 제2플레이트(230)가 제1플레이트(220)에 결합되는 등 다양한 형태로 결합될 수 있다.
여기서 상기 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)의 가장자리부분, 탑리드(120)의 일부 등에는 플라즈마로부터 보호하기 위하여 실드부재(131)가 결합된다.
한편 상기 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)는 중앙부분에서 열변형에 의한 처짐을 방지도록 탑플레이트(210)에 결합됨이 바람직하다.
따라서 상기 샤워헤드조립체(200)는 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)를 탑플레이트(210)에 결합시키는 하나 이상의 샤워헤드조립부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 샤워헤드조립부는 중앙부분에서 처짐이 집중적으로 발생될 수 있는 바 중앙부분에 보다 많은 수로 설치되며 외곽부분에서는 설계 및 디자인에 따라서 적절한 수로 설치될 수 있다.
상기 샤워헤드조립부는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 탑플레이트(210) 및 제1플레이트(220) 사이에 개재되는 제1스페이서(240)와; 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230) 사이에 개재되는 제2스페이서(250)와; 탑플레이트(210) 및 제1스페이서(220)를 관통하여 삽입되어 제2스페이서(230)와 결합되는 결합볼트(260)를 포함할 수 있다.
상기 제1스페이서(240)는 결합볼트(260)에 의하여 탑플레이트(210)에 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)가 결합될 때 탑플레이트(210) 및 제1플레이트(220) 사이의 간격을 유지하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 제1스페이서(240)는 탑플레이트(210) 및 제1플레이트(220) 중 어느 하나와 결합될 수 있으나, 제1플레이트(220)의 두께를 고려하여 탑플레이트(210)의 저면 및 제1플레이트(220)의 상면 사이에 개재되어 탑플레이트(210)의 저면에 고정 결합됨이 바람직하다. 또한 상기 제1스페이서(240)는 탑플레이트(210) 및 제1플레 이트(220) 중 어느 하나와 일체로 형성될 수 있다.
그리고 상기 제1스페이서(240)는 탑플레이트(210)와의 결합시에 나사(243)의 머리부분이 돌출되지 않도록 나사수용홈(241)이 형성됨이 바람직하다. 여기서 상기 나사수용홈(241)은 결합오차 등을 고려하여 나사(243)의 머리부분의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
한편 상기 탑플레이트(210)의 저면 및 제1플레이트(220)의 상면에는 제1스페이서(240)와 정확한 결합을 위하여 제1스페이서(240)의 일부가 삽입되는 삽입홈(215, 225)들이 형성될 수 있으며, 삽입홈(215, 225)들은 열변형 등에 따른 이동을 고려하여 제1스페이서(240)의 외주면보다 조금 크게 형성될 수 있다.
상기 제2스페이서(250)는 결합볼트(260)에 의하여 탑플레이트(210)에 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)가 결합될 때 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230) 사이의 간격을 유지하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다
상기 제2스페이서(250)는 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230) 중 어느 하나와 결합될 수 있으나, 제1플레이트(220)의 두께를 고려하여 제1플레이트(220)의 저면 및 제2플레이트(230)의 상면 사이에 개재되어 제2플레이트(230)의 상면에 고정결합됨이 바람직하다. 또한 상기 제2스페이서(250)는 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230) 중 어느 하나와 일체로 형성될 수 있다.
그리고 상기 제2스페이서(250)는 제2플레이트(230)와의 결합시에 나사(253)의 머리부분이 돌출되지 않도록 나사수용홈(251)이 형성됨이 바람직하다. 여기서 상기 나사수용홈(251)은 결합오차 등을 고려하여 나사(253)의 머리부분의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
한편 상기 제1플레이트(220)의 저면 및 제2플레이트(230)의 상면에는 제2스페이서(250)와 정확한 결합을 위하여 제2스페이서(250)의 일부가 삽입되는 삽입홈(226, 235)들이 형성될 수 있으며, 삽입홈(226, 235)들은 열변형 등에 따른 이동을 고려하여 제2스페이서(250)의 외주면보다 조금 크게 형성될 수 있다.
상기 결합볼트(260)는 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)를 탑플레이트(210)에 결합시키기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하며, 탑플레이트(210) 쪽에서 탑플레이트(210)에 형성된 제1관통공(212) 및 제1스페이서(240)에 형성된 제2관통공(242) 및 제1플레이트(220)를 관통하여 삽입되어 제2스페이서(250)에 형성된 결합공(252)와 결합되어 고정될 수 있다. 여기서 상기 결합볼트(260)는 탑플레이트(210) 쪽이 아닌 제2플레이트(230) 쪽에서 삽입되어 탑플레이트(210)에 결합될 수 있음은 물론이다.
상기 결합볼트(260)는 도 2에 도시된 바와 같이, 탑플레이트(210)에 형성된 제1관통공(212)보다 큰 나사머리를 가지는 볼트로서, 끝단부분에는 제2스페이서(250)의 결합공(252)와 나사결합을 위한 수나사부(261)가 형성된다.
상기 결합볼트(260)는 삽입이 용이하도록 수나사부(261)이 나머지 부분보다 외주방향으로 더 돌출되도록 형성될 수 있다.
그리고 상기 결합볼트(260)는 그 무게를 줄이면서 탑플레이트(210), 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)가 기밀하게 결합됨을 고려하여 조립시 내부 공기가 배출될 수 있도록 상하로 관통 형성된 벤트홀(267)이 형성될 수 있다.
한편 상기 결합볼트(260)의 결합과 관련하여, 탑플레이트(210)에 형성된 제1관통공(212)은 결합볼트(260)의 머리부분이 충분히 삽입되면서 머리부분이 걸리도록 단차를 가지며 형성되고, 제1관통공(212)은 결합볼트(260)가 삽입된 후에 캡부재(216)에 의하여 밀폐 결합될 수 있다.
그리고 상기 탑플레이트(210)에 형성된 제1관통공(212) 및 제1스페이서(240)에 형성된 제2관통공(242)의 내경은 결합오차 등을 고려하여 결합볼트(260)의 외경보다 크게 형성됨이 바람직하다.
한편 상기 탑플레이트(210) 및 결합볼트(260) 사이에는 밀봉결합을 위하여 와셔(218)가 개재될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의하여 샤워헤드조립체(200)를 구성하는 탑플레이트(210), 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)는 열팽창 및 수축에도 불구하고 중앙부분에서 샤워헤드조립부에 의하여 탑플레이트(210)에 보다 견고하게 고정 결합됨과 아울러 탑플레이트(210), 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)가 이루는 간격이 조립과정 및 기판처리 공정 중에서 일정하게 유지되어 보다 원활한 기판처리의 수행이 가능하다.
한편 상기와 같은 구성을 가지는 샤워헤드조립체(200)의 샤워헤드조립부는 본 실시예에만 한정되지 않고 샤워헤드조립체(200)를 포함하는 모든 기판처리장치에 적용될 수 있음은 물론이다.
한편 상기 샤워헤드조립체(200)는 가장자리부분에서 탑리드(120)에 고정 설치되는데 열변형이 발생되는 경우 뒤틀림이 발생하거나 중앙부분이 오목하거나 볼 록하게 변형된다.
따라서 상기 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)를 탑플레이트(210)에 고정하는 볼트가 삽입되는 결합공은 도 4에 도시된 바와 같이, 볼트가 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)의 표면에 대하여 상대이동이 가능하도록 형성된다.
특히 상기 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)가 가열될 때 그 중심을 기준으로 골고루 열팽창이 이루진다는 점을 고려하여, 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230) 중 적어도 어느 하나는 탑플레이트(210)에 복수개의 제1지지볼트(430)들에 의하여 결합될 수 있도록 복수개의 고정결합공(410)들이 형성되며, 고정결합공(410)들은 제1지지볼트(430)가 제1플레이트(220) 또는 제2플레이트(230)의 중심(O)을 기준으로 제1플레이트(220) 또는 제2플레이트(230)에 대하여 상대이동이 가능하도록 형성될 수 있다.
이때 상기 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)는 중앙부분에서 탑플레이트(210)에 고정 결합될 수 있다.
상기 고정결합공(410)은 제1지지볼트(430)가 제1플레이트(220) 또는 제2플레이트(230)에 대하여 상대이동이 가능하게 할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하며, 일예로서, 제1지지볼트(430)의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
또한 상기 고정결합공(410)은 상기 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)의 변형이 일반적으로 1㎜ 이상이 됨을 고려하여 상온에서 제1지지볼트(430)의 외면에서 제1플레이트(220) 또는 제2플레이트(230)의 중심(O) 쪽으로 1㎜ 이상 크게 형성될 수 있다.
특히 상기 고정결합공(410)는 열변형을 흡수하는 동시에 조립오차를 방지하기 위하여 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 열변형 전에 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)의 중심 쪽으로 제1지지볼트(430)의 외주면과 간격을 가지며 그 반대쪽은 제1지지볼트(430)의 외주면과 접하도록 형성됨이 바람직하다.
그리고 상기 고정결합공(410)의 형상은 다각형, 원형, 슬롯 및 타원형 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한 상기 고정결합공(410)은 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1지지볼트(430)의 머리부분이 돌출되지 않도록 나사수용홈이 형성됨이 바람직하다. 여기서 상기 나사수용홈은 결합오차 등을 고려하여 제1지지볼트(430)의 머리부분의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 샤워헤드조립체(200)는 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)가 조립상태에서 탑플레이트(210)와 도 5와 같은 결합상태를 유지하다가, 공정을 수행하면서 히터에서 발생되는 열에 의하여 열팽창이 이루어지는 경우 도 6에 도시된 바와 같이, 상대이동이 가능하게 결합된 제1지지볼트(430) 및 고정결합공(410)과의 결합에 의하여 제1플레이트(220) 또는 제2플레이트(230)가 그 중심(O)을 기준으로 상대이동됨으로써 제1플레이트(220) 또는 제2플레이트(230)의 열변형이 흡수된다.
따라서 상기 제1플레이트(220) 또는 제2플레이트(230)는 열변형에도 불구하고 뒤틀림이나 중앙부분에서의 처짐이 발생되지 않게 된다.
한편 상기 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)는 탑플레이트(210)와 다양 한 형태로 결합될 수 있다.
즉, 상기 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)는 1) 서로 결합된 후 탑플레이트(210)에 결합되거나, 2) 제1플레이트(220)가 탑플레이트(210)에 결합된 후에 제2플레이트(230)가 탑플레이트(210)에 결합되거나, 3) 제1플레이트(220)가 탑플레이트(210)에 결합된 후에 제2플레이트(230)가 제1플레이트(220)에 결합될 수 있다.
여기서 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230) 및 탑플레이트(210)의 열팽창이 모두 달라질 수 있는 바 열팽창의 차이를 흡수할 수 있도록 앞서 설명한 바와 같이, 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230) 및 탑플레이트(210) 모두 상대이동이 가능하도록 결합될 수 있다.
여기서 상기 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)의 재질 및 두께 등이 유사하여 열팽창의 차이가 무시할 정도인 경우에는 상대이동이 가능하지 않도록 서로 고정 결합될 수 있다.
그러나 상기 제1플레이트(220) 및 제2플레이트(230)에서 열팽창이 있는 경우, 제2플레이트(230)는 제1플레이트(220)에 복수개의 제2지지볼트(440)들에 의하여 결합될 수 있도록 복수개의 결합공(420)들이 형성되며, 결합공(420)들은 앞서 설명한 고정결합공(410)과 같이 제2플레이트(230)의 중심(O)을 기준으로 제1플레이트(230)에 대하여 상대이동이 가능하도록 형성될 수 있다.
상기 결합공(420) 및 제2지지볼트(440)의 구성은 앞서 설명한 고정결합공(410) 및 제1지지볼트(430)과 유사하게 구성될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1에서 A부분을 확대한 확대단면도이다.
도 3은 도 1에서 B부분을 확대한 확대단면도이다.
도 4는 도 1에서 B부분과 관련하여 도 1의 기판처리장치 중 샤워헤드조립체의 저면 일부를 보여주는 저면도이다.
도 5 및 도 6는 각각 도 4에서 A-A방향의 단면도들로서 도 5는 열변형 전의 상태를 도 6은 열변형 후를 보여주는 일부단면도이다.
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****
110 : 챔버본체 120 : 탑리드
210 : 탑플레이트 220 : 제1플레이트
230 : 제2플레이트
410 : 고정결합공 420 : 결합공
430 : 제1지지볼트 440 : 제2지지볼트

Claims (11)

  1. 기판을 지지하는 기판지지대가 설치되며 상측에 개구가 형성된 챔버본체와; 상기 챔버본체의 개구에 결합되어 처리공간을 형성하며 상기 처리공간 내로 가스를 분사하는 샤워헤드조립체를 포함하는 기판처리장치로서,
    상기 샤워헤드조립체는 상기 챔버본체의 개구에 결합되며 하나 이상의 가스주입구가 형성된 탑플레이트와; 다수개의 분사구들이 상하로 관통 형성되며 상기 탑플레이트의 저면에 간격을 두고 결합되는 제1플레이트와; 다수개의 분사구들이 상하로 관통 형성되며 상기 제1플레이트와 간격을 두고 설치되는 제2플레이트를 포함하며,
    상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트 중 적어도 어느 하나는 상기 탑플레이트에 복수개의 제1지지볼트들에 의하여 결합될 수 있도록 복수개의 고정결합공들이 형성되며, 상기 고정결합공들은 상기 제1지지볼트가 상기 제1플레이트 또는 상기 제2플레이트의 중심을 기준으로 상기 제1플레이트 또는 상기 제2플레이트에 대하여 상대이동이 가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정결합공은 상기 제1지지볼트의 외경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정결합공은 상온에서 상기 제1지지볼트의 외면에서 상기 제1플레이트 또는 상기 제2플레이트의 중심 쪽으로 1㎜ 이상 크게 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정결합공은 다각형, 원형 및 타원형 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2플레이트는 상기 제1플레이트에 복수개의 제2지지볼트들에 의하여 결합될 수 있도록 복수개의 결합공들이 형성되며,
    상기 결합공들은 상기 제2지지볼트가 상기 제1플레이트의 중심을 기준으로 상기 제1플레이트에 대하여 상대이동이 가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 결합공은 상기 제2지지볼트의 외경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 결합공은 상온에서 상기 제2지지볼트의 외면에서 상기 제2플레이트의 중심 쪽으로 1㎜ 이상 크게 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 결합공은 다각형, 원형 및 타원형 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 결합공은 열변형 전에 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트의 중심 쪽으로 상기 제2지지볼트의 외주면과 간격을 가지며, 열변형 전에 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트의 중심의 반대쪽에서 상기 결합공은 제2지지볼트의 외주면과 접하도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트는 중앙부분에서 상기 탑플레이트에 고정 결합된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정결합공은 열변형 전에 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트의 중심 쪽으로 상기 제1지지볼트의 외주면과 간격을 가지며, 열변형 전에 상기 제1플레이트 및 상기 제2플레이트의 중심의 반대쪽에서 상기 고정결합공은 제1지지볼트의 외주면과 접하도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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