KR101794155B1 - 가스 분배 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스 분배 장치에 관한 것으로, 상부판과, 상부판과 소정 간격 이격되며 복수의 제 1 분사홀이 형성된 하부판과, 상부판과 하부판의 측면에 마련된 측벽판을 포함하고, 측벽판에 국부적으로 복수의 제 2 분사홀이 형성되며, 제 2 분사홀을 통해 공정 가스를 분사함으로써 기판 모서리 부분의 플라즈마 밀도 저하를 공정 가스의 공급량을 증가시켜 보상할 수 있고, 그에 따라 기판 모서리 부분의 막질 저하를 방지할 수 있어 기판의 전체 영역에 균일한 막질의 박막을 형성할 수 있다.

Description

가스 분배 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치{Gas distribution apparatus and substrate processing apparatus having the same}
본 발명은 가스 분배 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 특히 대면적 기판의 일부 영역에서의 플라즈마 밀도 저하에 따른 막질 저하를 방지할 수 있는 가스 분배 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
태양 전지(solar cell)는 태양 에너지를 직접 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심 소자이다. 태양 전지는 결정질 실리콘 태양 전지와 박막 태양 전지로 나눌 수 있다. 그런데, 결정질 실리콘 태양 전지는 효율은 우수하지만, 고가의 실리콘 기판을 이용하기 때문에 생산 단가가 높은 문제가 있다. 반면, 박막 태양 전지는 실리콘 기판 대신에 유리, 금속, 플라스틱 등의 저가의 기판을 이용하기 때문에 생산 단가를 낮출 수 있다. 또한, 박막 태양 전지는 반도체나 디스플레이의 제조 기술을 이용하여 대면적, 대량 생산이 가능하므로 생산성 향상 및 생산 단가를 획기적으로 낮출 수 있는 장점이 있다.
이러한 박막 태양 전지의 제조를 위해 스퍼터링(sputtering) 등의 물리 기상 증착(physical vapor deposition; PVD)이나 플라즈마를 이용한 화학 기상 증착(chemical vapor deposition; CVD) 등 다양한 형태의 증착 장치가 사용될 수 있다.
플라즈마를 발생하기 위한 방식은 여러 가지가 있는데, 무선 주파수(radio frequency; RF)를 사용한 용량 결합 플라즈마(capacitive coupled plasma; CCP)와 유도 결합 플라즈마(inductive coupled plasma; ICP)가 그 대표적인 예이다. CCP 방식은 서로 대향하는 평행 평판 형태의 전극에 RF 전력을 인가하여 전극 사이의 전위차에 의해 형성된 수직 전기장을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 방식이고, ICP 방식은 코일 형태의 RF 안테나에 의해 유도되는 유도 자기장을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 방식이다.
CCP 방식은 저압 조건에서 플라즈마를 생성할 수 있으나, 챔버 내부의 높은 이온 에너지로 인한 이온 충격으로 인해 기판이나 챔버 내부가 손상되는 문제점이 있다. 반면, ICP 방식은 이온 충격에 의한 기판 및 챔버 손상을 방지할 수 있으나, 인접하게 배치된 코일형 안테나 사이에서 전기장이 상쇄되어 균일한 플라즈마를 발생시키기 어려울 뿐만 아니라 일정 이상의 고밀도 플라즈마를 발생시키기 어려운 문제점이 있다. 따라서, 안테나의 구조를 개선하여 균일한 고밀도의 플라즈마를 얻기 위해 노력하고 있다.
그러나, 대면적의 플라즈마를 생성 위하여 안테나의 구조를 넓게 하거나 안테나에 공급되는 전력을 높이는 것은 한계가 있다. 예를 들어, 정상파 효과(standing wave effect)에 의해 방사선상으로 비균일한 플라즈마가 발생되는 것으로 알려져 있다. 또한, 안테나에 높은 전력이 인가되는 경우 안테나의 용량성 결합(capacitive coupling)이 증가하게 되므로 유전체 윈도우를 두껍게 해야 하며, 이로 인하여 안테나와 플라즈마 사이의 거리가 증가함으로 전력 전달 효율이 낮아지는 문제점이 발생된다.
한편, ICP 방식의 플라즈마 처리 장치에서 플라즈마의 발생 밀도는 공정 가스의 분사량과 밀접한 관계가 있다. 특히, 가스 공급원에서 가까운 부분에서는 분사량이 많고 가스 공급원으로부터 거리가 멀어질수록 분사량이 감소하게 된다. 따라서 발생되는 플라즈마의 밀도 역시 가스 공급원과의 상대적인 거리 차에 따라 발생 밀도가 달라지게 된다.
플라즈마 처리 장치는 기판이 대형화 및 대면적화되어 갈수록 공정 챔버와 가스 분배 장치의 크기 역시 대형화된다. 이로 인해 가스 분배 장치의 크기가 대형화될수록 가스 분배 장치에 공급되는 공정 가스의 압력을 균일하게 유지시키는 것이 어렵게 된다. 또한, 기판이 대형화됨에 따라 가스 공급원으로부터 상대적인 거리 차에 따른 가스 분사량의 차이와 플라즈마 밀도의 불균일이 심화되며, 이로 인해 기판에 증착되는 박막의 막질이 저하된다. 예를 들어, 대면적 유리 기판의 경우 기판의 모서리 부분에 공급되는 공정 가스의 양이 적고 플라즈마 밀도가 저하되어 막질이 저하된다.
본 발명은 대면적 기판의 전 영역에서 균일한 막질의 박막을 형성할 수 있는 가스 분배 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명은 대면적 기판의 모서리 부분의 플라즈마 밀도 저하에 의한 박막의 막질 저하를 방지할 수 있는 가스 분배 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명은 대면적 기판의 모서리 부분에 대응되는 영역의 측벽판에 분사홀이 추가적으로 마련되어 대면적 기판의 모서리 부분에 더 많은 공정 가스를 공급함으로써 모서리 부분의 박막의 막질 저하를 방지할 수 있는 가스 분배 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 가스 분배 장치는 상부판; 상기 상부판과 소정 간격 이격되며 복수의 제 1 분사홀이 형성된 하부판; 상기 상부판과 하부판의 측면에 마련된 측벽판을 포함하고, 상기 측벽판에 국부적으로 복수의 제 2 분사홀이 형성된다.
상기 상부판 및 하부판은 직사각형 형상으로 마련되고, 상기 제 2 분사홀은 상기 측벽판의 모서리 부분에 국부적으로 형성된다.
상기 제 2 분사홀은 상부로부터 하부로 다른 크기로 형성되거나, 상부로부터 하부로 다른 밀도로 형성된다.
상기 측벽판의 상기 제 2 분사홀 사이에 마련된 적어도 하나의 제 3 분사홀을 더 포함한다.
상기 측벽판 내측에 마련된 격벽을 더 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내측에 서로 대향되게 마련된 기판 안치부 및 가스 분배 장치; 상기 공정 챔버 상부에 마련된 플라즈마 발생부; 및 상기 가스 분배 장치와 연결된 가스 공급부를 포함하고, 상기 가스 분배 장치는 상부판과, 상기 상부판과 소정 간격 이격되며 복수의 제 1 분사홀이 형성된 하부판과, 상기 상부판과 하부판 사이에 공간을 마련하도록 상기 상부판과 하부판의 측면에 마련된 측벽판을 포함하고, 상기 측벽판에 국부적으로 복수의 제 2 분사홀이 형성된다.
상기 가스 분배 장치는 기판의 형상에 대응되는 형상으로 마련되며, 직사각형 형상으로 마련된다.
상기 제 2 분사홀은 상기 측벽판의 모서리 부분에 국부적으로 형성된다.
상기 측벽판 내측에 마련된 격벽을 더 포함하고, 상기 가스 공급부는 상기 측벽판과 격벽 사이의 공간에 공정 가스를 공급한다.
본 발명의 실시 예들은 기판의 모서리 부분에 대응되는 가스 분배 장치의 모서리 부분에 복수의 제 2 분사홀이 마련되고, 제 2 분사홀을 통해 공정 가스가 기판의 모서리 부분으로 분사됨으로써 기판의 중앙 부분보다 가스 분사량이 적은 기판의 모서리 부분에 종래보다 더 많은 공정 가스를 공급할 수 있다.
따라서, 기판 모서리 부분의 플라즈마 밀도 저하를 공정 가스의 공급량을 증가시켜 보상할 수 있고, 그에 따라 기판 모서리 부분의 막질 저하를 방지할 수 있어 기판의 전체 영역에 균일한 막질의 박막을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 단면도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 가스 분배 장치의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 가스 분배 장치의 사시도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 가스 분배 장치의 사시도 및 평면도.
도 7은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 가스 분배 장치의 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 분배부의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 분배부의 모서리 부분의 개략 사시도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 소정의 반응 공간을 마련하는 공정 챔버(100)와, 공정 챔버(100)의 내부의 하측에 위치하여 기판(10)을 안치하는 기판 안치부(200)와, 공정 챔버(100) 내에 기판 안치부(200)와 대향되어 상측에 마련되며 공정 가스를 기판(10) 상에 분사하는 가스 분배 장치판(300)와, 공정 챔버(100) 상에 마련되어 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생부(400)와, 공정 챔버(100) 내에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부(500)를 포함한다.
공정 챔버(100)는 내부 공간을 갖는 챔버 몸체(110)와, 챔버 몸체(110)에 착탈 가능하도록 결합되어 반응 공간을 밀봉시키는 챔버 리드(120)를 구비한다. 챔버 몸체(110)는 상부가 개방된 통 형상으로 제작되고, 챔버 리드(120)는 챔버 몸체(110)의 상부를 차폐하는 판 형상으로 제작된다. 챔버 리드(120)의 중앙부에는 가스 공급관(510)이 연결되는 연결 구멍(미도시)이 마련된다. 또한, 도시되지 않았지만, 챔버 몸체(110)와 챔버 리드(120)의 결합면에는 오링 또는 가스켓과 같은 별도의 밀봉 부재가 마련될 수 있고, 챔버 몸체(110)와 챔버 리드(120)를 결합 고정시키는 별도의 고정 부재가 더 구비될 수도 있다. 그리고, 챔버 몸체(110)의 일측에는 기판(10)이 출입하는 출입구가 마련되고, 내부 공간을 배기하는 배기 수단이 접속된다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 구조의 공정 챔버(100)가 이용될 수 있는데, 예를 들어 챔버 리드(120)와 챔버 몸체(110)가 단일화된 단일 공정 챔버와, 챔버 리드(120)가 챔버 몸체(110)의 하부에 마련된 공정 챔버 등이 이용될 수 있다.
기판 안치부(200)는 기판(10)을 안치하는 기판 안치판(210)과, 기판 안치판(210)을 승강시키는 안치판 구동부(220)와, 안치판 구동부(220)와 기판 안치판(210)간을 연결하는 연결축(230)을 구비할 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 기판(10)의 로딩 및 언로딩을 위한 복수의 리프트 핀부를 더 구비할 수 있다. 먼저, 기판 안치판(210)은 판 형태로 제작되어 그 상부에 기판(10)이 안치된다. 기판(10)은 대략 직사각형의 판 형상으로 마련될 수 있으며, 바람직하게는 광 투과성을 가지고 비용이 저렴한 유리 기판을 이용할 수 있다. 유리 기판으로는 예를 들어 소다라임 유리(sodalime galss) 또는 고변형점 소다유리(high strained point soda glass)를 이용할 수 있다. 또한, 기판 안치판(210)은 기판(10)을 가열 및 냉각하는 온도 조절 수단을 구비할 수도 있다. 이에 따라 기판(10)을 공정 온도로 가열할 수 있다. 가열 수단은 기판 안치판(210) 내부 또는 표면에 위치할 수 있고, 별도의 가열 수단이 기판 안치판(210) 외측에 위치할 수도 있다. 한편, 기판 안치판(210)은 안치판 구동부(220)에 의해 상승 및 하강하고, 또는 회전할 수 있다. 이를 통해 기판(10)의 공정 위치를 설정할 수 있고, 기판(10)의 로딩 및 언로딩을 용이하게 수행할 수도 있다. 이때, 안치판 구동부(220)로 모터를 구비하는 스테이지를 사용할 수 있다. 그리고, 안치판 구동부(220)는 공정 챔버(100)의 외측에 마련되는 것이 효과적인데, 이를 통해 안치판 구동부(220)의 움직임에 의한 파티클 발생을 방지할 수 있다. 여기서, 연결축(230)에 의해 안치판 구동부(220)의 구동력(상승 및 하강력 그리고 회전력)이 기판 안치판(210)에 전달된다. 연결축(230)은 공정 챔버(100)의 바닥면을 관통하여 기판 안치판(210)에 접속된다. 이때, 연결축(230)이 관통하는 공정 챔버(100)의 관통홀 영역에는 공정 챔버(100)의 밀봉을 위한 밀봉 수단(예를 들어, 밸로우즈)(240)이 마련될 수 있다.
가스 분배 장치(300)는 공정 챔버(100) 내의 상부에 기판 안치판(210)과 대향하는 위치에 마련되며, 반응 가스를 공정 챔버(100)의 하측으로 분사한다. 가스 분배 장치(300)는 기판(10)의 형상에 따라 예를 들어 직사각형 형상으로 제작될 수 있으며, 내부에 소정의 공간이 마련되도록 직육면체 형상으로 제작된다. 즉, 가스 분배 장치(300)는 상부판(310) 및 하부판(320)이 소정의 간격으로 이격되고 이들 사이의 공간을 밀폐하도록 측벽판(330)이 형성된 구조로 제작된다. 이러한 가스 분배 장치(300)는 상부판(310)이 챔버 리드(120)와 접촉되어 결합되고, 상부판(310)의 예를 들어 중앙부는 연결 구멍(312)가 마련되어 가스 공급부(500)의 가스 공급관(510)과 연결된다. 여기서, 가스 공급관(510)은 챔버 리드(120)를 관통하여 가스 분배 장치(300)의 상부판(310)과 연결되고, 제 1 가스 공급관(512)과 제 2 가스 공급관(514)이 소정 간격 이격되어 연결될 수 있다. 그리고, 하부판(320)에는 기판(10)에 공정 가스를 분사하기 위한 복수의 제 1 분사홀(322)이 형성된다. 복수의 제 1 분사홀(322)은 다양한 패턴으로 형성될 수 있는데, 기판(10) 상에 공정 가스가 균일하게 분사될 수 있는 패턴으로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어 복수의 제 1 분사홀(322)은 다양한 크기로 형성될 수 있는데, 하부판(320)의 중앙부는 홀의 크기를 줄이고 외곽으로 갈수록 홀의 크기를 증가시킬 수 있다. 이는 가스 공급관(510)과 대응되는 하부판(320)의 중앙부가 더 많은 공정 가스를 분사할 수 있기 때문에 중앙부로부터 분사되는 공정 가스를 줄이고 외곽으로 갈수록 공정 가스의 분사량을 증가시켜 기판(10)의 전 영역에 균일한 양으로 공정 가스를 공급하기 위함이다. 뿐만 아니라, 복수의 제 1 분사홀(322)을 동일한 크기로 형성할 수 있는데, 이 경우 중앙부에는 제 1 분사홀(322)의 간격을 늘리고 외곽으로 갈수록 제 1 분사홀(322) 사이의 간격을 줄일 수 있다. 그러나, 이러한 제 1 분사홀(322)만으로는 기판(10)의 전 영역에 균일한 가스 공급에 한계가 있고, 특히 기판(10)의 모서리 부분에는 다른 영역보다 적은 양의 공정 가스가 공급된다. 따라서, 기판(10)의 모서리 부분에 공정 가스의 분사량을 증가시키기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 분배 장치(300)는 측벽판(330)의 소정 영역에 복수의 제 2 분사홀(332)이 마련된다. 예를 들어, 제 2 분사홀(332)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 사각 형상의 가스 분배 장치(300)의 모서리 부분에 인접한 두 측벽판(330)에 마련된다. 즉, 제 2 분사홀(332)은 네개의 모서리에 각각 인접한 측벽판(330)에 서로 대칭되는 영역에 마련된다. 이렇게 제 2 분사홀(332)이 마련됨으로써 제 1 분사홀(322)을 통해 분사되는 공정 가스가 기판(10)의 모서리 부분에 더 많이 분사되도록 한다. 이때, 제 2 분사홀(332)은 측벽판(330)의 상부로부터 하부로 복수 형성되는데, 복수의 제 2 분사홀(332)은 동일한 직경으로 형성될 수 있다. 따라서, 기판(10) 모서리 부분의 플라즈마 밀도 저하를 공정 가스의 공급량을 증가시켜 보상할 수 있고, 그에 따라 기판(10) 모서리 부분의 막질 저하를 방지할 수 있어 기판(10)의 전체 영역에 일정한 막질의 박막을 형성할 수 있다.
플라즈마 발생부(400)는 공정 챔버(100)의 상부, 즉 챔버 리드(120)의 상부에 마련되어 공정 챔버(100) 내부로 공급된 공정 가스를 이온화하여 플라즈마를 생성시키는 전기장을 유도한다. 플라즈마 발생부(400)는 공정 챔버(100)의 상부에 인접하여 설치되는 안테나(410)를 포함한다. 안테나(410)은 다수의 턴으로 감긴 나선형으로 마련되거나, 동심원 형태로 배치되어 서로 연결된 다수의 원형 코일을 포함할 수도 있다. 그러나, 안테나(410)은 나선형 코일 또는 동심원상의 원형 코일뿐만 아니라 여러 가지 다른 형태를 가진 코일로 이루어질 수도 있다. 또한, 안테나(410)는 상부 안테나 및 하부 안테나의 복층 구조로 이루어질 수 있다. 안테나(410)가 복층 구조로 이루어질 경우 상부 안테나는 하부 안테나에 의해 생성되는 플라즈마의 밀도가 낮은 부위, 예컨대 기판(10)의 가장자리 부위에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 상부 안테나에 의해 기판 가장자리 부위의 플라즈마 밀도가 높아지게 되어 기판(10)의 반경 방향 전체에 걸쳐 플라즈마 밀도 분포의 균일성을 확보할 수 있게 된다. 한편, 안테나(410)은 구리 등의 도전성 재료로 제작되며, 내부가 빈 관 형상으로 제작될 수 있다. 안테나(410)가 관 형상으로 제작되는 경우 냉각수 또는 냉매가 흐를 수 있기 때문에 안테나(410)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한, 안테나(410)는 일 단부가 RF 전원(420)과 연결되고, 타 단부는 접지 단자와 연결된다. 따라서, 안테나(410)은 RF 전원(420)으로부터 공급받은 RF 전원에 따라 공정 챔버(100) 내부에서 플라즈마를 발생시키게 된다. 한편, 안테나(410)가 하부 안테나와 상부 안테나의 복층 구조로 이루어질 경우 하부 안테나와 상부 안테나는 하나의 RF 전원(420)에 연결될 수 있고, 각각 다른 RF 전원(420)에 연결될 수도 있다. 특히, 하부 안테나와 상부 안테나를 하나의 RF 전원(420)에 함께 연결하는 경우 두 안테나는 RF 전원(420)에 병렬로 연결되는 것이 자체 인덕턴스가 감소하게 되므로 바람직하다. 즉, 두 안테나를 병렬로 연결하게 되면 인덕턴스가 낮아지게 되므로 플라즈마 방사 효율이 높아지게 되는 장점이 있다. 또한, RF 전원(420)과 안테나(410) 사이에 정합 회로(430)가 마련될 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생부(400)는 안테나(410)에 RF 전류가 흐르게 되어 자기장이 발생되고, 이 자기장 내의 자속의 시간에 따른 변화에 의해 공정 챔버(100) 내부에는 전기장이 유도된다. 유도 전기장은 가스 공급부(500)를 통해 공정 챔버(100) 내부로 유입된 공정 가스를 이온화시켜 플라즈마를 생성하게 된다.
가스 공급부(500)는 증착 가스 등의 공정 가스를 가스 분배 장치(300)에 공급하는 가스 공급관(510)과, 각각의 공정 가스를 저장하는 복수의 가스 공급원(520)과, 가스 공급관(510)과 가스 공급원(520) 사이에 마련된 유량 제어기(530)를 포함한다. 가스 공급부(500)는 예를 들어 태양 전지를 형성하기 위한 가스를 공급한다. 태양 전지는 예를 들어 기판(10) 상에 제 1 전극, 광 변환층 및 제 2 전극이 적층되어 형성될 수 있다. 여기서, 제 1 전극은 ITO, IZO 등의 투명 도전성 물질을 이용하여 형성하고, 광 변환층은 p형 비정질 실리콘층, i형 비정질 실리콘층 및 n형 비정질 실리콘층으로 형성될 수 있으며, 제 2 전극은 금속 물질로 형성될 수 있다. 가스 공급부(500)는 예를 들어 광 변환층을 형성하기 위한 공정 가스를 공급하는데, p형 비정질 실리콘층을 형성하기 위해 B2H6 가스와 SiH4 가스를 공급하고, i형 비정질 실리콘층을 형성하기 위해 H2 가스와 SiH4 가스를 공급하며, n형 비정질 실리콘층을 형성하기 위해 PH3 가스와 SiH4 가스를 공급할 수 있다. 따라서, 가스 공급원(520)은 B2H6 가스, SiH4 가스, H2 가스 및 PH3 가스를 각각 공급하기 위해 복수로 마련될 수 있다. 이와 동시에 가스 공급관(510)도 가스 공급원(520)의 수에 대응되도록 마련될 수 있다. 한편, 유량 제어기(530)는 가스 공급원(520)으로부터 공급되는 공정 가스의 유량을 제어하며, 밸브 및 질량 흐름 제어기 등을 포함할 수 있다. 또한, 공정 가스로는 증착 가스 뿐만 아니라 식각 가스, 세정 가스를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 기판(10)의 모서리 부분에 대응되는 가스 분배 장치(300)의 모서리 부분에 복수의 제 2 분사홀(332)이 마련되고, 제 2 분사홀(332)을 통해 공정 가스가 기판(10) 상으로 분사됨으로써 기판(10)의 중앙 부분보다 가스 분사량이 적은 기판(10)의 모서리 부분에 공정 가스를 종래보다 더 많이 공급할 수 있다. 따라서, 기판(10) 모서리 부분의 플라즈마 밀도 저하를 공정 가스의 공급량을 증가시켜 보상할 수 있고, 그에 따라 기판(10) 모서리 부분의 막질 저하를 방지할 수 있어 기판(10)의 전체 영역에 균일한 막질의 박막을 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예들에 따른 가스 분배 장치(300)는 모서리 부분에 복수의 제 2 분사홀(332)이 형성된 기본 구조를 바탕으로 다양한 형태로 변형 가능하다. 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 측벽판(330)의 상부에 형성된 제 2 분사홀(332)과 하부에 형성된 제 2 분사홀(332)이 다른 크기로 형성될 수 있다. 이때, 상부의 제 2 분사홀(332)의 크기가 작고, 하부로 갈수록 제 2 분사홀(332)의 크기가 크게 형성될 수 있다. 또한, 제 2 분사홀(332)의 크기는 동일하게 유지하고 상부로부터 하부로 제 2 분사홀(332)의 밀도를 다르게 할 수도 있다.
또한, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 가스 분배 장치(300)의 내부에 측벽판(330)과 소정 간격 이격되어 격벽(340)이 마련될 수 있다. 즉, 격벽(340)은 가스 분배 장치(300)의 상부판(310) 및 하부판(320) 사이에 마련되어 가스 분배 장치(300)의 내부 공간을 분할한다. 이때, 격벽(340)은 하부판(320)의 제 1 분사홀(322)이 형성되지 않은 가장자리에 마련될 수 있다. 격벽(340)과 측벽판(330) 사이의 공간에는 SiH4 가스와 H2 가스를 이용하여 i형 비정질 실리콘층을 형성하는 경우 H2 가스가 공급되어 기판(10)의 모서리 부분에 H2 가스의 공급량을 증가시키게 된다. 이는 플라즈마 파워를 유지하고 H2 가스의 공급량을 증가할수록 플라즈마 밀도가 증가하는 원리를 이용한다. 이때, 가스 공급관(510)의 하나, 즉 H2 가스를 공급하는 가스 공급관(510)은 분기되어 측벽판(330)과 격벽(340) 사이의 공간에 H2 가스를 공급하도록 한다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 가스 분배 장치(300)는 도 7에 도시된 바와 같이 모서리 부분에 복수의 제 2 분사홀(332)이 형성되고, 측벽판(330)의 제 2 분사홀(332) 사이에 적어도 하나의 제 3 분사홀(334)이 형성될 수 있다. 제 3 분사홀(334)이 형성됨으로써 기판(10)의 가장자리 부분에 공정 가스의 공급량을 증가시킬 수 있다. 물론, 이 경우에도 가스 분배 장치(300)의 내부에 격벽이 마련되어 공정 가스의 일부를 공급할 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 공정 챔버 200 : 기판 안치부
300 : 가스 분배 장치 400 : 플라즈마 발생부
500 : 가스 공급부 310 : 상부판
320 : 하부판 330 : 측벽판
340 : 격벽 322 : 제 1 분사홀
332 : 제 2 분사홀 334 : 제 3 분사홀

Claims (13)

  1. 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 내부의 하측에 위치하여 기판을 안치하는 기판 안치부;
    상기 공정 챔버 내부 상측에서 상기 기판 안치부와 대향되게 위치하며, 내부 공간이 마련된 가스 분배 장치;
    상기 공정 챔버 상부에 마련된 플라즈마 발생부; 및
    상기 가스 분배 장치와 연결된 가스 공급부;
    를 포함하고,
    상기 가스 분배 장치는,
    상부판과,
    상기 상부판과 소정 간격 이격되며, 상기 기판으로 공정가스를 분사하는 복수의 제 1 분사홀이 형성된 하부판과,
    상기 상부판과 하부판 사이에 공간을 마련하도록 상기 상부판과 하부판의 측면에 마련되어, 상기 상부판과 하부판 사이의 공간을 밀폐하는 측벽판을 포함하고,
    상기 가스 공급부는 상기 가스 분배 장치의 상부판과 연결된 가스 공급관을 포함하며,
    상기 측벽판에 국부적으로 형성되어 공정 가스를 분사하는 복수의 제 2 분사홀이 형성되고,
    상기 제 2 분사홀은 인접한 두 상기 측벽판 사이의 모서리에 인접하도록 형성된 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 분사홀은 상기 측벽판의 상부로부터 하부로 복수 형성되는 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제 2 분사홀은 상부로부터 하부로 다른 크기로 형성되는 기판 처리 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 제 2 분사홀은 상부로부터 하부로 다른 밀도로 형성되는 기판 처리 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 측벽판의 상기 제 2 분사홀 사이에 마련된 적어도 하나의 제 3 분사홀을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 인접한 두 상기 측벽판 사이의 모서리에 인접하도록 형성된 상기 제 2 분사홀은 서로 대칭되게 마련된 기판 처리 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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