KR101994700B1 - 샤워헤드 및 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판처리장치는, 기판에 대한 공정이 이루어지는 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판을 향해 반응가스를 분사하는 샤워헤드; 그리고 상기 샤워헤드의 하부에 설치되며, 상기 기판을 지지하는 서셉터를 포함하되, 상기 샤워헤드는, 외부로부터 반응가스가 공급되는 내부공간 및 상기 내부공간과 연통되어 상기 반응가스를 분사하는 복수의 분사홀들을 가지는 샤워헤드 본체; 상기 내부공간에 설치되어 상기 내부공간을 유입공간 및 버퍼공간으로 구획가능하며, 상기 유입공간과 상기 버퍼공간을 연통하는 복수의 유입구들을 가지는 유입판; 그리고 상기 유입구들 상에 각각 설치되어 이동가능하며, 이동에 따른 상기 유입판과의 이격거리에 따라 상기 유입공간으로부터 상기 버퍼공간으로 상기 반응가스가 이동하는 것을 제한가능한 복수의 조절판들을 포함한다.

Description

샤워헤드 및 기판처리장치{SHOWERHEAD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 샤워헤드 및 기판처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 조절판을 이동하여 반응가스의 이동을 제한할 수 있는 샤워헤드 및 기판처리장치에 관한 것이다.
반도체 장치는 실리콘 기판 상에 많은 층들(layers)을 가지고 있으며, 이와 같은 층들은 증착공정을 통하여 기판 상에 증착된다. 이와 같은 증착공정은 몇가지 중요한 이슈들을 가지고 있으며, 이와 같은 이슈들은 증착된 막들을 평가하고 증착방법을 선택하는 데 있어서 중요하다.
첫번째는 증착된 막의 '질'(qulity)이다. 이는 조성(composition), 오염도(contamination levels), 손실도(defect density), 그리고 기계적·전기적 특성(mechanical and electrical properties)을 의미한다. 막들의 조성은 증착조건에 따라 변할 수 있으며, 이는 특정한 조성(specific composition)을 얻기 위하여 매우 중요하다.
두번째는, 웨이퍼를 가로지르는 균일한 두께(uniform thickness)이다. 특히, 단차(step)가 형성된 비평면(nonplanar) 형상의 패턴 상부에 증착된 막의 두께가 매우 중요하다. 증착된 막의 두께가 균일한지 여부는 단차진 부분에 증착된 최소 두께를 패턴의 상부면에 증착된 두께로 나눈 값으로 정의되는 스텝 커버리지(step coverage)를 통하여 판단할 수 있다.
증착과 관련된 또 다른 이슈는 공간을 채우는 것(filling space)이다. 이는 금속라인들 사이를 산화막을 포함하는 절연막으로 채우는 갭 필링(gap filling)을 포함한다. 갭은 금속라인들을 물리적 및 전기적으로 절연시키기 위하여 제공된다.
이와 같은 이슈들 중 균일도는 증착공정과 관련된 중요한 이슈 중 하나이며, 불균일한 막은 금속배선(metal line) 상에서 높은 전기저항(electrical resistance)을 가져오며, 기계적인 파손의 가능성을 증가시킨다.
한국공개특허공보 2008-0015754(2008.2.20.)
본 발명의 목적은 조절판을 조작하여 기판의 부위에 따른 반응가스의 공급량을 조절할 수 있는 샤워헤드 및 기판처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 공정균일도를 용이하게 조절할 수 있는 샤워헤드 및 기판처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판처리장치는, 기판에 대한 공정이 이루어지는 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판을 향해 반응가스를 분사하는 샤워헤드; 그리고 상기 샤워헤드의 하부에 설치되며, 상기 기판을 지지하는 서셉터를 포함하되, 상기 샤워헤드는, 외부로부터 반응가스가 공급되는 내부공간 및 상기 내부공간과 연통되어 상기 반응가스를 분사하는 복수의 분사홀들을 가지는 샤워헤드 본체; 상기 내부공간에 설치되어 상기 내부공간을 유입공간 및 버퍼공간으로 구획가능하며, 상기 유입공간과 상기 버퍼공간을 연통하는 복수의 유입구들을 가지는 유입판; 그리고 상기 유입구들 상에 각각 설치되어 이동가능하며, 이동에 따른 상기 유입판과의 이격거리에 따라 상기 유입공간으로부터 상기 버퍼공간으로 상기 반응가스가 이동하는 것을 제한가능한 복수의 조절판들을 포함한다.
상기 유입판은 상기 유입구의 양측 중 어느 하나 이상에 형성된 가이드홀을 가지며, 상기 조절판은 상기 유입판과 대향되는 일면으로부터 돌출되어 상기 가이드홀에 삽입되고, 상기 조절판의 이동시 상기 가이드홀을 따라 이동가능한 가이드바를 구비할 수 있다.
상기 기판처리장치는 상기 조절판에 각각 자력을 인가하여 상기 조절판을 이동가능한 복수의 전자석들을 더 포함할 수 있다.
상기 챔버는, 상부가 개방된 하부챔버; 그리고 상기 샤워헤드의 상부에 설치되어 상기 내부공간을 형성하고 상기 하부챔버의 상부를 개폐하며, 상기 하부챔버와 함께 상기 기판에 대한 공정이 이루어지는 공간을 형성하는 상부챔버를 구비하되, 상기 전자석들은 상기 상부챔버에 실장되어 상기 조절판들의 상부에 각각 위치할 수 있다.
상기 기판처리장치는, 상기 버퍼공간에 설치되어 상기 버퍼공간을 구획공간 및 확산공간으로 구획가능하며, 상기 구획공간과 상기 확산공간을 연통하는 복수의 확산홀들을 구비하는 확산판을 더 포함하며, 상기 확산판은 상부면으로부터 돌출되어 상기 구획공간을 복수개로 구획하는 격벽을 구비할 수 있다.
상기 유입구들은 복수개로 구획된 상기 구획공간의 각 영역과 일대일대응관계일 수 있다.
상기 유입판은 표면에 수지코팅될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 샤워헤드는, 외부로부터 반응가스가 공급되는 내부공간 및 상기 내부공간과 연통되어 상기 반응가스를 분사하는 복수의 분사홀들을 가지는 샤워헤드 본체; 상기 내부공간에 설치되어 상기 내부공간을 유입공간 및 버퍼공간으로 구획가능하며, 상기 유입공간과 상기 버퍼공간을 연통하는 복수의 유입구들을 가지는 유입판; 그리고 상기 유입구들 상에 각각 설치되어 이동가능하며, 이동에 따른 상기 유입판과의 이격거리에 따라 상기 유입공간으로부터 상기 버퍼공간으로 상기 반응가스가 이동하는 것을 제한가능한 복수의 조절판들을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 조절판을 이동하여 유입구를 통한 반응가스의 이동을 제한할 수 있으며, 이를 통해 기판의 부위에 따른 반응가스의 공급량을 조절할 수 있다.
또한, 챔버 외부에서 전자석을 통해 조절판을 원격으로 이동시킬 수 있으므로, 챔버를 개방하거나 챔버 내부의 진공을 해제하지 않고 공정균일도를 용이하게 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 상부챔버 및 샤워헤드를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 확산판을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 유입판을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 2에 도시한 조절판의 이동을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시한 조절판을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 2에 도시한 전자석들이 제어기에 각각 연결된 상태를 나타내는 블럭도이다.
도 8은 도 2에 도시한 샤워헤드의 작동상태를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 8을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
한편, 이하에서는 증착장치를 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 반응가스를 이용하여 기판을 처리하는 다양한 공정에 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 기판처리장치(10)는 하부챔버(12) 및 상부챔버(18)를 포함한다. 하부챔버(12)는 상부가 개방된 형상이며, 일측에 기판(W)이 출입가능한 통로(12a)를 가진다. 기판(W)은 통로(12a)를 통해 하부챔버(12)의 내부로 출입할 수 있으며, 게이트밸브(도시안함)가 통로(12a)의 외부에 설치되어 통로(12a)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.
상부챔버(18)는 하부챔버(12)의 개방된 상부를 개폐한다. 상부챔버(18)가 하부챔버(12)의 개방된 상부를 폐쇄하면, 하부챔버(12) 및 상부챔버(18)는 외부로부터 폐쇄된 내부공간을 형성한다. 상부챔버(18)는 후술하는 샤워헤드 본체(16)의 내부공간과 연통되는 가스공급구(18a)를 가지며, 반응가스는 가스공급구(18a)를 통해 내부공간으로 공급된다.
서셉터(14)는 하부챔버(12)의 내부에 설치되며, 기판(W)이 서셉터(14)의 상부에 놓여진다. 서셉터(14)는 히터(도시안함)를 구비하며, 히터는 외부전원으로부터 인가된 전류를 통해 기판(W)을 공정온도로 가열할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시한 상부챔버 및 샤워헤드를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 샤워헤드는 샤워헤드 본체(16)와 확산판(22) 및 유입판(24)을 포함한다. 샤워헤드 본체(16)는 상부챔버(18)의 하부에 연결되며, 평판 형상의 분사부 및 분사부의 외측에 설치되어 상부챔버(18)에 고정되는 플랜지부를 구비한다. 분사부는 상부챔버(18)로부터 이격배치되며, 내부공간이 상부챔버(18)와 플랜지부 사이에 형성된다. 분사부는 복수의 분사홀들(16a)을 가지며, 내부공간에 공급된 반응가스는 분사홀들(16a)을 통해 기판(W)으로 분사된다. 반응가스는 수소(H2) 또는 질소(N2) 또는 소정의 다른 불활성 가스를 포함할 수 있으며, 실란(SiH4) 또는 디클로로실란(SiH2Cl2)과 같은 프리커서 가스들을 포함할 수 있다. 또한, 디보란(B2H6) 또는 포스핀(PH3)과 같은 도펀트 소스 가스들을 포함할 수 있다.
반응가스는 기판(W)과 반응하여 공정을 수행하며, 이후 배기링(17)을 통해 외부로 배출된다. 배기링(17)은 복수의 배출홀들(17a)을 가지며, 반응가스는 배출홀들(17a)을 통해 배기링(17)의 내측으로 이동한 후 외부로 배출된다. 배기펌프(도시안함)는 반응가스들을 강제 배출하기 위해 제공될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시한 확산판을 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 확산판(22)은 평판 형상의 확산부 및 확산부의 외측에 설치되어 후술하는 유입판(24)에 고정되는 플랜지부를 구비한다. 확산부는 유입판(24)으로부터 이격배치되며, 구획공간(23)이 유입판(24)과 확산부 사이에 형성된다. 확산부는 복수의 확산홀들(22a)을 가지며, 구획공간(23)에 공급된 반응가스는 확산홀들(22a)을 통해 하부에 위치하는 확산공간(16a)으로 분사된다.
이때, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 격벽(22p1, 22p2)에 의해 구획공간(23)은 복수개로 구획된다. 원형격벽(22p1)은 확산판(22)의 중심을 기준으로 하는 동심원 형상이며, 구획공간(23)을 반경방향을 따라 구획한다. 방사격벽(22p2)은 확산판(22)의 중심을 기준으로 방사상으로 배치되며, 구획공간(23)을 원주방향을 따라 구획한다. 본 실시예와 달리, 구획공간(23)은 더 세분화되거나 덜 세분화될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시한 유입판을 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 유입판(24)은 평판 형상의 유입부 및 유입부의 외측에 설치되어 후술하는 상부챔버(18)에 고정되는 플랜지부를 구비한다. 유입부는 상부챔버(18)로부터 이격배치되며, 유입공간(25)이 상부챔버(18)와 유입부 사이에 형성된다. 유입부는 복수의 유입구들(25a)을 가지며, 유입공간(25)에 공급된 반응가스는 유입구들(25a)을 통해 하부에 위치하는 구획공간(23)으로 이동할 수 있다.
이때, 도 2에 도시한 바와 같이, 조절판(30)이 유입홀들(25a) 상에 설치되어 반응가스의 이동을 제한할 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 유입부는 유입구(25a)의 양측에 형성된 가이드홀을 가지며, 조절판(30)은 하부면으로부터 돌출된 한 쌍의 가이드바를 가진다. 가이드바는 가이드홀에 삽입되며, 조절판(30)의 이동시 가이드바는 가이드홀을 따라 이동한다.
도 5는 도 2에 도시한 조절판의 이동을 나타내는 단면도이며, 도 6은 도 2에 도시한 조절판을 나타내는 단면도이다. 조절판(30)은 유입구(25a) 상에 설치되어 상하로 이동가능하며, 조절판(30)이 상승하여 유입구(25a) 또는 유입판(24)으로부터 이격되면 반응가스는 유입구(25a)를 통해 구획공간(23)으로 이동할 수 있다. 반면에, 조절판(30)이 하강하여 유입구(25a) 또는 유입판(24)과 인접하면 반응가스는 유입구(25a)를 통해 구획공간(23)으로 이동할 수 없다, 이때, 가이드바는 가이드홀을 따라 이동하며, 조절판(30)이 정해진 경로를 따라 상승 또는 하강하도록 안내한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 조절판(30)은 자력에 반응하는 물질로 된 본체(32)와 본체(32)를 덮고 있는 코팅층(31)을 구비한다. 후술하는 바와 같이, 조절판(30)은 전자석을 통해 자력을 인가함으로써 상승 또는 하강할 수 있으며, 본체(32)는 금속과 같이 자력에 반응할 수 있어야 한다. 또한, 코팅층(31)은 본체(32)의 오염 또는 산화를 방지하기 위해 본체(32)를 덮고 있을 뿐만 아니라, 유입구(25a) 또는 유입판(24)과 인접한 상태에서 유입구(25a)의 기밀을 유지하기 위해 필요하다.
도 7은 도 2에 도시한 전자석들이 제어기에 각각 연결된 상태를 나타내는 블럭도이며, 도 8은 도 2에 도시한 샤워헤드의 작동상태를 나타내는 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 각각의 조절판(30)은 전자석(42)과 일대일대응간계에 있으며, 전자석(42)을 통해 상승할 수 있다. 다만, 본 실시예와 달리, 조절판(30)은 다른 수단을 통해 상승하거나 하강할 수 있다.
구체적으로, 각각의 전자석(42)은 복수개(1,2,3,...,n-1,n, n=정수)일 수 있으며, 조절판(30)의 상부에 위치한 상태로 상부챔버(18)에 실장된다. 제어기(40)는 각각의 전자석(42)에 연결되며, 각각의 전자석(42)에 전원을 인가하거나 인가된 전원을 차단할 수 있다. 따라서, 도 8에 도시한 바와 같이, 전원이 인가될 경우 전자석(42)에 의해 조절판(30)이 상승하여 유입구(25a) 또는 유입판(24)으로부터 이격되고 반응가스는 유입구(25a)를 통해 구획공간(23)으로 이동할 수 있는 반면, 전원이 차단되면 조절판(30)이 하강하여 유입구(25a) 또는 유입판(24)과 인접하고 반응가스는 유입구(25a)를 통해 구획공간(23)으로 이동할 수 없다.
이하, 도 7 및 도 8을 참고하여 반응가스의 유동을 설명하면 아래와 같다.
먼저, 분사된 반응가스는 기판(W)의 상부에 공급되며, 기판(W)이 서셉터(14)에 의해 가열된 상태에서 반응가스는 기판(W)의 표면과 반응하여 박막을 형성한다. 이때, 박막의 두께는 분사홀들(16a)을 통해 상부로부터 분사되는 반응가스의 공급량에 비례하며, 기판(W)의 표면 중 적은 양의 반응가스가 공급된 부분은 박막의 두께가 작고, 많은 양의 반응가스가 공급된 부분은 박막의 두께가 크다. 따라서, 반응가스가 기판(W)의 전체 표면에 대하여 균일하게 공급될 경우 박막은 균일한 두께를 가질 수 있다.
그러나, 박막의 두께는 반응가스의 공급량 외에 서셉터(14)의 가열온도에도 비례하며, 기판(W)의 표면 중 가열온도가 낮은 부분은 박막의 두께가 작고, 가열온도가 높은 부분은 박막의 두께가 크다. 따라서, 서셉터(14)의 가열온도가 균일한 경우 박막은 균일한 두께를 가질 수 있으며, 전체적으로 균일한 가열온도를 가지는 서셉터(14)가 이상적이다.
그러나, 현실적으로 완벽하게 균일한 가열온도를 가지는 서셉터(14)를 가공하는 것은 불가능하다. 특히, 최근 기판(W)의 사이즈가 대형화됨에 따라, 서셉터(14)의 사이즈 또한 함께 증가하는 추세며, 이로 인해, 기판(W) 상의 균일한 온도분포를 형성하는데 어려움이 발생한다. 즉, 기판(W)을 공정온도로 가열하는 과정에서, 히터의 고장 또는 성능저하, 그리고, 히터의 복사열이 국부적으로 불균형해질 수 있다. 이밖에도 박막의 두께에 영향을 미치는 인자(factor)는 다양하며, 균일한 두께를 가진 박막을 형성하기 위해서는 앞서 설명한 인자들 중 일부를 인위적으로 조정할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 반응가스의 공급량을 인위적으로 불균일하게 조정하여 균일한 두께를 가진 박막을 형성하고자 한다.
예를 들어, 더미(dummy) 기판(W)을 이용하여 박막을 형성한 후, 박막의 두께를 측정한다. 이때, 각 기판(W)의 부위에 공급되는 반응가스의 공급량을 조정하여 기판(W) 표면의 각 영역에는 면적 대비 동일한 양의 반응가스가 분사될 수 있다. 이후, 측정된 박막의 두께에 비례하여 각 부위에 공급되는 반응가스의 공급량이 조정될 수 있다. 즉, 기판(W) 표면의 특정 영역에서 박막의 두께가 기준치보다 두꺼울 경우, 해당 영역의 상부에 위치하는 조절판(30)을 하강시켜 유입구(25a)를 통한 반응가스의 이동을 제한하므로써 반응가스의 공급량을 감소시킬 수 있다. 또한, 반대로 기판(W) 표면의 특정 영역에서 박막의 두께가 기준치보다 얇을 경우, 해당 영역의 상부에 위치하는 조절판(30)을 상승시켜 유입구(25a)를 통한 반응가스의 이동을 허용하므로써 반응가스의 공급량을 증가시킬 수 있다. 앞서 설명한 제어기(40)는 측정된 박막의 두께에 따라 전자석(42)을 제어하여 각 부위에 공급되는 반응가스의 양을 증감할 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명한 기준치는 측정된 박막의 두께에 대한 평균값일 수 있으며, 제어기(40)는 측정된 박막의 두께로부터 평균값을 산출할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해 몇 회의 조정과정을 거치면 균일한 두께를 가진 박막을 형성할 수 있으며, 이후 실제 공정에 적용할 수 있다.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.
10 : 기판처리장치 12 : 하부챔버
14 : 서셉터 16 : 샤워헤드 본체
17 : 배기링 18 : 상부챔버
22 : 확산판 24 : 유입판
30 : 조절판 42 : 전자석

Claims (9)

  1. 기판에 대한 공정이 이루어지는 챔버;
    상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판을 향해 반응가스를 분사하는 샤워헤드; 및
    상기 샤워헤드의 하부에 설치되며, 상기 기판을 지지하는 서셉터를 포함하되,
    상기 샤워헤드는,
    외부로부터 반응가스가 공급되는 내부공간 및 상기 내부공간과 연통되어 상기 반응가스를 분사하는 복수의 분사홀들을 가지는 샤워헤드 본체;
    상기 내부공간에 설치되어 상기 내부공간을 유입공간 및 버퍼공간으로 구획가능하며, 상기 유입공간과 상기 버퍼공간을 연통하는 복수의 유입구들을 가지는 유입판; 및
    상기 유입구들 상에 각각 설치되어 이동가능하며, 이동에 따른 상기 유입판과의 이격거리에 따라 상기 유입구들을 통해 상기 유입공간으로부터 상기 버퍼공간으로 이동하는 상기 반응가스의 공급량을 조절가능한 복수의 조절판들을 포함하는, 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유입판은 상기 유입구의 양측 중 어느 하나 이상에 형성된 가이드홀을 가지며,
    상기 조절판은 상기 유입판과 대향되는 일면으로부터 돌출되어 상기 가이드홀에 삽입되고, 상기 조절판의 이동시 상기 가이드홀을 따라 이동가능한 가이드바를 구비하는, 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판처리장치는 상기 조절판에 각각 자력을 인가하여 상기 조절판을 이동가능한 복수의 전자석들을 더 포함하는, 기판처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상부가 개방된 하부챔버;
    상기 샤워헤드의 상부에 설치되어 상기 내부공간을 형성하고 상기 하부챔버의 상부를 개폐하며, 상기 하부챔버와 함께 상기 기판에 대한 공정이 이루어지는 공간을 형성하는 상부챔버를 구비하되,
    상기 전자석들은 상기 상부챔버에 실장되어 상기 조절판들의 상부에 각각 위치하는, 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판처리장치는,
    상기 버퍼공간에 설치되어 상기 버퍼공간을 구획공간 및 확산공간으로 구획가능하며, 상기 구획공간과 상기 확산공간을 연통하는 복수의 확산홀들을 구비하는 확산판을 더 포함하며,
    상기 확산판은 상부면으로부터 돌출되어 상기 구획공간을 복수개로 구획하는 격벽을 구비하는, 기판처리장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유입구들은 복수개로 구획된 상기 구획공간의 각 영역과 일대일대응관계인, 기판처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유입판은 표면에 수지코팅된, 기판처리장치.
  8. 외부로부터 반응가스가 공급되는 내부공간 및 상기 내부공간과 연통되어 상기 반응가스를 분사하는 복수의 분사홀들을 가지는 샤워헤드 본체;
    상기 내부공간에 설치되어 상기 내부공간을 유입공간 및 버퍼공간으로 구획가능하며, 상기 유입공간과 상기 버퍼공간을 연통하는 복수의 유입구들을 가지는 유입판; 및
    상기 유입구들 상에 각각 설치되어 이동가능하며, 이동에 따른 상기 유입판과의 이격거리에 따라 상기 유입구들을 통해 상기 유입공간으로부터 상기 버퍼공간으로 이동하는 상기 반응가스의 공급량을 조절가능한 복수의 조절판들을 포함하는, 샤워헤드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유입판은 상기 유입구의 양측 중 어느 하나 이상에 형성된 가이드홀을 가지며,
    상기 조절판은 상기 유입판과 대향되는 일면으로부터 돌출되어 상기 가이드홀에 삽입되고, 상기 조절판의 이동시 상기 가이드홀을 따라 이동가능한 가이드바를 구비하는, 샤워헤드.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102170568B1 (ko) * 2020-05-12 2020-10-27 주식회사 인터코리아산업 분사헤드를 이용한 친환경 보습보도블록의 제조 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112071735B (zh) * 2019-06-10 2023-09-29 中微半导体设备(上海)股份有限公司 气体调节装置及应用该装置的等离子体刻蚀设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101560623B1 (ko) * 2014-01-03 2015-10-15 주식회사 유진테크 기판처리장치 및 기판처리방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3182475B2 (ja) * 1993-06-30 2001-07-03 菱電セミコンダクタシステムエンジニアリング株式会社 化学気相成長装置
JPH0729830A (ja) * 1993-07-09 1995-01-31 Hitachi Ltd 成膜装置
US7737035B1 (en) * 2006-03-31 2010-06-15 Novellus Systems, Inc. Dual seal deposition process chamber and process
US20080015754A1 (en) 2006-07-14 2008-01-17 Hac Aleksander B System for estimating and compensating for lateral disturbances using controlled steering and braking
KR101217522B1 (ko) * 2006-09-07 2013-01-02 주식회사 원익아이피에스 유량조절블럭을 구비한 샤워헤드
US20090277587A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Applied Materials, Inc. Flowable dielectric equipment and processes
WO2010065473A2 (en) * 2008-12-01 2010-06-10 Applied Materials, Inc. Gas distribution blocker apparatus
KR101027952B1 (ko) 2008-12-22 2011-04-12 주식회사 케이씨텍 샤워헤드 및 이를 구비하는 원자층 증착장치
KR101028407B1 (ko) 2008-12-29 2011-04-13 주식회사 케이씨텍 원자층 증착장치
JP2010212335A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
KR101110080B1 (ko) * 2009-07-08 2012-03-13 주식회사 유진테크 확산판을 선택적으로 삽입설치하는 기판처리방법
JP2012126968A (ja) * 2010-12-16 2012-07-05 Sharp Corp 気相成長装置および気相成長方法
US9490149B2 (en) 2013-07-03 2016-11-08 Lam Research Corporation Chemical deposition apparatus having conductance control
KR20150101236A (ko) * 2014-02-26 2015-09-03 전북대학교산학협력단 가스 공급의 개별 제어가 가능한 모듈형 화학기상 증착장치
JP6422827B2 (ja) * 2015-06-15 2018-11-14 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101560623B1 (ko) * 2014-01-03 2015-10-15 주식회사 유진테크 기판처리장치 및 기판처리방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102170568B1 (ko) * 2020-05-12 2020-10-27 주식회사 인터코리아산업 분사헤드를 이용한 친환경 보습보도블록의 제조 방법

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Publication number Publication date
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