KR102110232B1

KR102110232B1 - 가스공급유닛

Info

Publication number: KR102110232B1
Application number: KR1020180111176A
Authority: KR
Inventors: 이우진
Original assignee: 주식회사 테스
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2020-05-13
Also published as: KR20200032312A

Abstract

본 발명은 가스공급유닛에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 대면적 기판에 대한 각종 처리공정을 수행하는 기판처리장치에 있어서 처리모드에 따라 기판처리장치의 내부로 각종 가스를 공급하는 경우에 가스를 균일하게 기판처리장치의 내부에서 분산시킬 수 있는 가스공급유닛에 대한 것이다.

Description

가스공급유닛 {Gas supply unit}

일반적으로 기판처리장치의 경우 챔버 내측에 배치되어 기판을 지지하며 상하로 이동하는 서셉터와, 상기 기판을 향해 공정가스 등을 공급하는 가스공급부를 구비하게 된다.

이 경우, 상기 챔버에서 수행되는 처리모드에 따라 가스공급부를 통해 공급되는 가스의 종류가 달라지게 된다. 예를 들어 기판에 대한 증착공정을 수행하는 경우에 가스공급부를 통해 공정가스를 공급할 수 있으며, 챔버 내부의 세정을 수행하는 경우에 세정가스를 공급할 수 있다.

이때, 공정가스는 기판의 상면에 균일하게 분산되어 공급되는 것이 필요하며, 세정가스의 경우 챔버 내부를 세정하기 위하여 챔버의 내측의 가장자리까지 공급되는 것이 필요하다.

그런데, 최근 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등의 평면디스플레이는 점차로 대형화, 대면적화되고 있으며, 이에 따라 기판에 대해 가스를 공급하는 가스공급부와 챔버도 마찬가지로 대면적화 또는 대형화되고 있다.

이러한 경향을 볼 때, 각종 가스를 대형화된 챔버의 내측에서 균일하게 분산시키는 것이 어려워지고 있다.

특히, 공정가스와 세정가스를 비교해보면 일반적으로 세정가스의 라디칼(radical) 반응 메커니즘, 라이프-타임(lift-time) 등을 고려할 때 상기 세정가스의 느린 반응속도 및 시간지연으로 인해 상기 세정가스를 챔버의 중앙에서 공급하게 되면 대면적, 대형화된 기판처리장치의 챔버의 최외곽 가장자리까지 세정을 하는 경우에 어려움을 겪고 있다.

한편, 상기 세정가스를 상기 챔버의 최외곽까지 빠른 시간 내에 균일하게 공급하기 위하여 가스공급부의 배플에 복수개의 공급홀을 형성하는 경우에 상기 세정가스의 균일한 분산은 달성된다. 하지만, 공정가스를 공급하는 경우에 공정가스의 공급영역에 중첩되는 영역이 발생하여 기판에 증착되는 박막의 두께가 일정치 않은 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 대면적 기판에 대한 공정을 수행하는 대형 챔버의 내측에 각종 가스를 공급하는 경우에 가스를 균일하게 분산시킬 수 있는 가스공급유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 챔버의 처리모드에 따라 또는 공급되는 가스의 종류에 따라 샤워헤드에서 가스가 분사되는 영역을 달리할 수 있는 가스공급유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명은 증착모드의 경우 배플플레이트의 중앙부 영역을 통해서 증착가스를 공급하고, 세정모드의 경우 배플플레이트의 중앙부 및 주변 영역을 통해서 세정가스를 공급할 수 있는 가스공급유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 챔버 내부에 마련되는 백킹플레이트, 상기 백킹플레이트의 하부에 이격공간부를 형성하도록 이격되어 구비되어 공정가스 또는 세정가스를 공급하는 샤워헤드, 상기 이격공간부에 구비되어 복수의 가스공급홀이 형성된 배플플레이트, 상기 이격공간부를 향해 상기 공정가스 및 세정가스를 공급하며, 처리모드에 따라 상기 가스공급홀 중에 적어도 일부를 선택적으로 개폐하는 회전유닛 및 상기 회전유닛으로 공정가스 또는 세정가스를 공급하는 가스공급원을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛에 의해 달성된다.

여기서, 상기 회전유닛은 회전운동 및 상하로 승강운동하면서 상기 가스공급홀 중에 적어도 일부를 선택적으로 개폐할 수 있다.

이경우, 상기 회전유닛은 상기 백킹플레이트를 관통하여 구비되어, 회전운동 및 승강운동 가능하게 구비된 회전축과, 상기 회전축의 단부에 구비되어 상기 가스공급홀 중에 적어도 일부를 개폐하는 복수개의 블레이드를 구비할 수 있다.

또한, 상기 배플플레이트의 상면에 상기 가스공급홀이 형성되고 상기 블레이드에 의해 상기 가스공급홀이 폐쇄될 수 있다.

나아가, 상기 배플플레이트의 상면에는 상기 가스공급홀의 배열에 대응하여 오목부가 더 형성되고, 상기 오목부에 상기 블레이드가 삽입되는 경우에 상기 가스공급홀이 폐쇄될 수 있다.

한편, 상기 가스공급홀은 상기 배플플레이트의 중앙부에 형성된 중앙공급홀과 상기 중앙공급홀에서 이격되어 구비되는 주변공급홀을 구비하고, 증착모드의 경우 상기 회전유닛은 상기 중앙공급홀을 통해 공정가스를 공급하고 상기 주변공급홀을 폐쇄하며, 세정모드의 경우 상기 회전유닛은 상기 중앙공급홀과 주변공급홀을 통해 세정가스를 공급할 수 있다.

이 경우, 상기 회전유닛은 상기 증착모드 및 세정모드의 경우에 상기 중앙공급홀로 상기 공정가스 또는 세정가스를 각각 공급하도록 상기 중앙공급홀에 연결되는 연결부를 더 구비할 수 있다.

한편, 상기 회전유닛은 상기 세정모드의 경우 상기 이격공간부로 상기 세정가스를 공급하는 세정가스 분사홀을 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 회전유닛은 상기 백킹플레이트를 관통하여 구비되어, 회전운동 및 승강운동 가능하게 구비된 회전축과, 상기 회전축의 단부에 구비되어 상기 가스공급홀 중에 적어도 일부를 개폐하도록 개구부가 형성된 평면플레이트를 구비할 수 있다.

이 경우, 상기 가스공급홀은 상기 배플플레이트의 중앙부에 형성된 중앙공급홀과 상기 중앙공급홀에서 이격되어 구비되는 주변공급홀을 구비하고, 증착모드의 경우 상기 중앙공급홀로 공정가스를 공급하고 상기 평면플레이트를 회동시켜 상기 개구부를 상기 주변공급홀과 어긋나게 하여 상기 주변공급홀을 폐쇄하며, 세정모드의 경우 상기 중앙공급홀로 세정가스를 공급하고 상기 평면플레이트를 회동시켜 상기 개구부를 상기 주변공급홀과 일치시켜 상기 주변공급홀을 개방하여 상기 세정가스를 공급할 수 있다.

전술한 구성을 가지는 본 발명에 따르면, 대면적 기판에 대한 공정을 수행하는 대형 챔버의 내측에 각종 가스를 공급하는 경우에 균일하게 분산시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 챔버의 처리모드에 따라 또는 공급되는 가스의 종류에 따라 샤워헤드에서 가스가 분사되는 영역을 달리할 수 있다. 예를 들어, 증착모드의 경우 배플플레이트의 중앙부 영역을 통해서 증착가스를 공급하고, 세정모드의 경우 배플플레이트의 중앙부 및 주변 영역을 통해서 세정가스를 공급할 수 있게 된다.

따라서, 세정모드의 경우에도 세정가스가 챔버의 내측의 가장자리 영역까지 충분히 공급되도록 하여 챔버의 세정효율을 현저히 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스공급유닛을 구비한 기판처리장치의 단면도,
도 2는 배플플레이트와 회전유닛을 도시한 사시도,
도 3은 증착모드에서 회전유닛의 배치를 도시한 평면도,
도 4는 세정모드에서 회전유닛의 배치를 도시한 평면도,
도 5는 다른 실시예에 따른 회전유닛의 증착모드에서 배치를 도시한 평면도,
도 6은 다른 실시예에 따른 회전유닛의 세정모드에서 배치를 도시한 평면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가스공급유닛의 구조에 대해서 상세하게 살펴보도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 가스공급유닛(200)이 구비되는 기판처리장치(1000)의 측단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 기판처리장치(1000)는 기판(W)에 대한 처리공간(123)을 제공하는 챔버(100)와, 상기 챔버(100) 내측에 구비되어 상기 기판(W)을 지지하는 기판지지유닛(900)을 구비할 수 있다.

또한, 상기 기판처리장치(1000)는 공정가스 또는 세정가스를 공급하는 가스공급유닛(200)을 구비할 수 있다.

먼저, 상기 기판처리장치(1000)는 상기 기판(W)이 처리되는 처리공간(123)을 제공하는 챔버(100)를 구비할 수 있다.

상기 챔버(100)는 챔버몸체(120)와 상기 챔버몸체(120)의 개구된 상부를 밀폐하는 챔버리드(110)를 구비할 수 있다.

상기 챔버(100)의 내부의 처리공간(123)의 하부에는 상기 기판(W)을 지지하는 기판지지유닛(900)을 구비할 수 있다.

상기 기판지지유닛(900)은 상기 기판(W)이 안착되며, 하면 중앙부에 연결된 구동바(320)에 의해 상하로 이동하는 서셉터(310)와, 상기 서셉터(310)의 하면에서 상기 구동바(320)에서 소정거리 이격되어 상기 서셉터(310)를 지지하는 서셉터 지지부(460)를 구비할 수 있다.

상기 기판(W)에 대한 공정을 수행하는 중에 플라즈마를 사용하는 경우 상기 백킹플레이트(210)에 고주파 전원을 인가할 수 있으며, 이 경우 상기 기판지지유닛(900)을 접지시키는 접지부(미도시)를 구비할 수 있다.

상기 접지부는 상기 서셉터(310)와 챔버(100)를 연결시키는 스트랩 등으로 구성될 수 있다. 상기 챔버(100)는 접지된 상태를 유지하므로 상기 스트랩을 이용하여 서셉터(310)와 챔버(100)를 전기적으로 연결시켜 서셉터(310)를 접지시키게 된다.

한편, 상기 기판(W)은 상기 서셉터(310)의 상면에 안착될 수 있다. 이 경우, 상기 서셉터(310)의 하면 중앙부에는 상기 서셉터(310)를 상하로 미리 결정된 거리만큼 이동시키는 구동바(320)가 연결된다.

상기 구동바(320)는 상기 챔버(100)의 베이스(121)를 관통하여 연장되며, 상기 챔버(100)의 외측에서 제1 벨로우즈(330)에 의해 둘러싸이게 배치된다. 예를 들어, 상기 구동바(320)의 하단부와 제1 벨로우즈(330)의 하단부는 구동플레이트(340)와 연결될 수 있으며, 이에 의해 상기 챔버(100) 내부의 진공 상태를 유지할 수 있다.

상기 구동바(320)는 하단부의 상기 구동플레이트(340)가 모터 등과 같은 구동원(미도시)에 연결되어 상하로 이동하게 되며, 이에 따라 상기 서셉터(310)도 상하로 이동하게 된다.

증착공정 등과 같이 상기 기판(W)에 대한 처리공정을 수행하는 경우에 상기 서셉터(310)는 전술한 샤워헤드(220)를 향해 상승하게 되며, 이때 상기 서셉터(310)와 전술한 샤워헤드(220) 사이의 거리는 미리 정해질 수 있으며, 이에 따라 상기 서셉터(310)의 상승높이가 결정된다.

그런데, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등의 평면디스플레이는 점차로 대형화, 대면적화되고 있으며, 이에 따라 챔버(100)에 위치한 백킹플레이트(210), 샤워헤드(220) 및 서셉터(310)가 대면적화되고 있다.

이와 같이 평면디스플레이의 대형화, 대면적화에 따라 상기 서셉터(310)의 크기도 대형화, 대면적화 되는 경우에 상기 서셉터(310)의 하중도 증가하게 된다.

따라서, 상기 서셉터(310)의 중앙부 하면에 위치한 구동바(320)에 의해 전술한 바와 같이 대면적화된 서셉터를 지지하게 되면, 상기 서셉터(310)의 가장자리 영역이 아래를 향해 처지게 될 수 있다. 이 경우, 상기 서셉터(310)에 안착된 상기 기판(W)와 상기 샤워헤드(220) 사이의 거리가 변화하게 되어 상기 기판(W)에 증착되는 박막의 품질이 저하될 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 서셉터(310)의 하면을 지지하는 서셉터 지지부(460)를 구비하게 된다.

상기 서셉터 지지부(460)는 상기 서셉터(310)의 하면을 지지하는 복수개의 지지바(400A, 400B)와, 상기 지지바(400A, 400B)의 하단부에 연결되어 상하로 이동하는 지지플레이트(440)를 구비할 수 있다.

상기 복수개의 지지바(400A, 400B)의 상단부가 상기 서셉터(310)의 하면을 지지하게 되며, 이때 상기 구동바(320)에서 미리 결정된 거리만큼 이격되어 상기 서셉터(310)의 하면을 지지하게 된다.

또한, 상기 서셉터(310)가 어느 한쪽 방향으로 기울어지는 것을 방지하기 위하여 상기 복수개의 지지바(400A, 400B)는 상기 구동바(320)를 중심으로 대칭적으로 배치되어 상기 서셉터(310)를 지지하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 상기 복수개의 지지바(400A, 400B)의 하단부는 상기 챔버(100)의 베이스(121)를 관통하여 연장되며, 상기 챔버(100)의 외측에서 제2 벨로우즈(420A, 420B)에 의해 둘러싸이게 배치된다. 예를 들어, 상기 지지바(400A, 400B)의 하단부와 상기 제2 벨로우즈(420A, 420B)의 하단부는 지지플레이트(440)와 연결될 수 있으며, 이에 의해 상기 챔버(100) 내부의 진공 상태를 유지할 수 있다.

상기 지지플레이트(440)가 모터 등과 같은 구동원(미도시)에 연결되어 상하로 이동하게 되며, 이에 따라 상기 지지바(400A, 400B)도 상하로 이동하게 된다.

이 경우, 상기 지지플레이트(440)는 상기 챔버(100)의 외부에 배치되어 상하로 이동할 수 있다.

한편, 상기 챔버(100)의 내부에는 증착모드 또는 세정모드와 같은 처리모드에 따라 공정가스 또는 세정가스를 공급하는 가스공급유닛(200)를 구비할 수 있다.

상기 가스공급유닛(200)은 상기 챔버(100) 내부에 마련되는 백킹플레이트(210)와, 상기 백킹플레이트(210)의 하부에 이격공간부(230)를 형성하도록 미리 결정된 거리만큼 이격되어 구비되어 공정가스 또는 세정가스를 공급하는 샤워헤드(220)와, 상기 이격공간부(230)에 구비되며 복수의 가스공급홀(810, 812)(도 2 참조)이 형성된 배플플레이트(800)와, 상기 이격공간부(230)를 향해 상기 공정가스 및 세정가스를 공급하며, 처리모드에 따라 상기 가스공급홀(810, 812) 중에 적어도 일부를 선택적으로 개폐하는 회전유닛(700) 및 상기 회전유닛(700)을 향해 공정가스 또는 세정가스를 공급하는 가스공급원(500)을 구비할 수 있다.

상기 샤워헤드(220)는 상기 백킹플레이트(210)의 하부에 상기 백킹플레이트(210)와 미리 결정된 거리만큼 이격되어 배치된다. 따라서, 상기 샤워헤드(220)와 상기 백킹플레이트(210) 사이에 이격공간부(230)가 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 가스공급원(500)에서 공급되는 공정가스 및 세정가스는 상기 회전유닛(700) 및 상기 이격공간부(230)를 거쳐 상기 샤워헤드(210)를 통해 상기 기판(W)을 향해 공급된다.

한편, 상기 샤워헤드(220)에는 미세한 크기의 복수개의 관통공(222)이 형성될 수 있다. 상기 이격공간부(230)로 공급된 공정가스는 상기 관통공(222)을 통해 상기 기판(W)을 향해 공급된다.

한편, 상기 샤워헤드(220)는 기판(W) 상에 증착되는 증착막의 균일도 유지를 위해 상기 기판(W)이 로딩된 서셉터(310)와 실질적으로 나란하게 평행하게 배치되며, 상기 기판(W)과의 간격 역시 적절하게 조절될 수 있다.

본 발명에 따른 기판처리장치(1000)에서 상기 기판(W)에 대한 각종 공정, 예를 들어 증착공정 등을 수행하는 경우에 외부의 고주파 인가부(600)에 의해 고주파 전원을 인가하여 플라즈마화 되어 높은 에너지를 갖는 증착물질인 공정가스를 기판상으로 증착시킬 수 있다.

이 경우, 전술한 백킹플레이트(210)에 상기 고주파 인가부(600)가 연결되어 상부 전극의 역할을 할 수 있으며, 기판지지유닛(900)의 서셉터(310)가 접지되어 하부 전극의 역할을 할 수 있다.

그런데, 전술한 바와 같이 평면디스플레이가 대형화 및 대면적화됨에 따라, 대면적화된 백킹플레이트(210)와 샤워헤드(220)를 안정적으로 지지하는 것이 필요하다. 이를 위하여, 상기 백킹플레이트(210)는 상기 챔버몸체(120)의 내벽에 연결되어 지지될 수 있다.

예를 들어, 상기 챔버몸체(120)의 내벽에서 돌출 형성된 돌출부(122)에 의해 상기 백킹플레이트(210)의 가장자리가 지지되고, 상기 백킹플레이트(210)의 하면에 상기 샤워헤드(220)가 미리 결정된 거리만큼 이격되어 연결될 수 있다.

한편, 평면디스플레이가 대형화 및 대면적화됨에 따라, 상기 백킹플레이트(210)와 샤워헤드(220)도 마찬가지로 대면적화되고 있다. 이 경우, 상기 기판처리장치(1000)를 이용한 처리모드에 따라 상기 챔버(100)의 내부로 각종 가스를 공급하는 경우에 균일하게 공급하는 것이 필요하다.

예를 들어, 상기 챔버(100) 내측에 기판(W)을 배치하고 상기 기판(W)에 대한 증착공정을 수행하는 증착모드의 경우 상기 기판(W)을 향해 공정가스를 균일하게 공급하는 것이 필요하다.

또한, 상기 챔버(100) 내벽의 파티클 등을 제거하기 위하여 세정모드를 수행하는 경우에 상기 챔버(100)의 내측으로 세정가스를 공급하게 되며, 이때 상기 세정가스가 상기 챔버(100)의 내측에서 가장자리까지 단시간에 균일하게 분산되어 공급되는 것이 필요하다.

그런데, 상기 공정가스와 세정가스를 비교해보면 일반적으로 세정가스의 라디칼(radical) 반응 메커니즘, 라이프-타임(lift-time) 등을 고려할 때 상기 세정가스의 느린 반응속도 및 시간지연으로 인해 상기 세정가스를 챔버의 중앙에서 공급하게 되면 대면적, 대형화된 기판처리장치의 챔버의 최외곽 가장자리까지 세정을 하는 경우에 어려움을 겪고 있다.

따라서, 상기 공정가스의 경우 상기 샤워헤드(220)의 중앙부를 통해 공급하여도 상기 기판(W)의 전면적으로 균일하게 공급될 수 있는 반면에 상기 세정가스의 경우 상기 샤워헤드(220)의 중앙부를 통해서만 공급하게 되면 상기 챔버(100)의 내측의 외곽 또는 가장자리까지 공급되지 않거나 상대적으로 많은 시간이 걸릴 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 가스공급유닛(200)의 경우 이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 챔버(100)의 처리모드에 따라, 또는 상기 가스공급유닛(200)을 통해 공급하려는 가스의 종류에 따라 상기 배플플레이트(800)에서 가스를 공급하는 영역을 달리할 수 있다.

즉, 상기 챔버(100)의 내측에 배치된 기판(W)에 증착공정을 수행하는 증착모드의 경우 상기 배플플레이트(800)의 중앙부 영역을 통해서 상기 샤워헤드(220)를 향해 상기 공정가스를 공급하게 된다.

반면에 상기 챔버(100)를 세정하기 위한 세정모드를 수행하는 경우에 상기 배플플레이트(800)의 중앙부 영역과 주변 영역을 통해 상기 세정가스를 상기 샤워헤드(220)를 향해 공급하게 된다. 상기 세정가스를 공급하는 경우에는 상기 배플플레이트(800)의 중앙부 영역뿐만 아니라 상기 중앙부 영역에서 소정거리 이격된 주변 영역을 통해서도 상기 세정가스를 공급하여 상기 세정가스가 상기 샤워헤드(220)를 통해 상기 챔버(100)의 내측에서 가장자리까지 균일하게 분산되도록 한다.

도 2는 상기 가스공급유닛(200)에서 배플플레이트(800)의 상부에 배치되는 회전유닛(700)을 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 가스공급유닛(200)은 전술한 샤워헤드(220)와 백킹플레이트(210) 사이의 이격공간부(230)에 복수의 가스공급홀(810, 812)이 형성된 배플플레이트(800)와, 상기 이격공간부(230)를 향해 상기 공정가스 및 세정가스를 공급하며 처리모드에 따라 상기 복수의 가스공급홀(810, 812) 중에 적어도 일부를 선택적으로 개폐하는 회전유닛(700)을 구비할 수 있다.

상기 배플플레이트(800)는 상기 이격공간부(230)에 수평방향으로 연장 형성되어 상기 이격공간부(230)를 상부공간(230A) 및 하부공간(230B)으로 구획할 수 있다.

이 경우, 공정가스는 상기 회전유닛(700)을 통해 상기 하부공간(230B)으로 공급된 후 상기 샤워헤드(220)를 통해 상기 챔버(100)의 내측으로 공급될 수 있다.

또한, 세정가스는 상기 회전유닛(700)을 통해 상기 상부공간(230A)으로 먼저 공급되고 상기 가스공급홀(810, 812)을 통해 상기 하부공간(230B)으로 분산되어 상기 샤워헤드(220)를 통해 상기 챔버(100)의 내측으로 공급될 수 있다.

상기 배플플레이트(800)에 형성된 상기 가스공급홀(810, 812)은 상기 배플플레이트(800)의 중앙부에 형성된 중앙공급홀(810)과 상기 중앙공급홀(810)에서 이격되어 구비되는 복수개의 주변공급홀(812)로 구성될 수 있다.

상기 중앙공급홀(810)은 상기 배플플레이트(800)의 중앙부에 형성되며, 상기 주변공급홀(812)은 상기 중앙공급홀(810)에서 미리 정해진 간격 또는 미리 정해지지 않은 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 주변공급홀(812)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 배플플레이트(800)에서 상기 중앙공급홀(810)을 중심으로 방사상으로 연장된 가상의 선을 따라 형성될 수 있다. 이러한 주변공급홀(812)의 배치는 일예를 들어 설명한 것에 불과하여 다양한 형태로 변형되어 형성될 수 있다.

한편, 상기 배플플레이트(800)의 상면에는 오목부(802A, 802B, 802C, 802D)가 형성되고, 상기 오목부(802A, 802B, 802C, 802D)의 내측에 전술한 중앙공급홀(810)과 주변공급홀(812)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 오목부(802A, 802B, 802C, 802D)는 상기 중앙공급홀(810)과 주변공급홀(812)의 배열에 대응하여 형성될 수 있다.

상기 오목부(802A, 802B, 802C, 802D)가 형성되는 경우에 전술한 회전유닛(700)의 블레이드(720A, 720B, 720C, 720D)가 상기 오목부(802A, 802B, 802C, 802D)에 삽입되어 상기 주변공급홀(812)을 폐쇄할 수 있게 된다.

상기 오목부(802A, 802B, 802C, 802D)는 상기 배플플레이트(800)에서 중앙부를 중심으로 대각선 방향으로 연장된 4개로 구성될 수 있으며, 상기 오목부(802A, 802B, 802C, 802D)의 내측에 상기 중앙공급홀(810)과 주변공급홀(812)이 형성된다. 이때, 상기 중앙공급홀(810)은 상기 오목부(802A, 802B, 802C, 802D)가 교차하는 중앙부에 형성된다.

한편, 상기 회전유닛(700)의 블레이드(720A, 720B, 720C, 720D)의 개수는 상기 주변공급홀(812)이 형성된 열의 수에 대응하여 형성될 수 있다. 또는 상기 회전유닛(700)의 블레이드(720A, 720B, 720C, 720D)의 개수는 상기 오목부(802A, 802B, 802C, 802D)의 개수에 대응하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 회전유닛(700)의 블레이드(720A, 720B, 720C, 720D) 사이의 각도는 상기 주변공급홀(812)이 형성된 열 사이의 각도에 대응하여 형성될 수 있다. 또는 상기 회전유닛(700)의 블레이드(720A, 720B, 720C, 720D) 사이의 각도는 상기 오목부(802A, 802B, 802C, 802D) 사이의 각도에 대응하여 형성될 수 있다.

한편, 상기 회전유닛(700)은 상기 배플플레이트(800)의 가스공급홀(810, 812) 중에 적어도 일부를 선택적으로 개폐하도록 구성된다. 이를 위하여 상기 회전유닛(700)은 회전운동 및 승강운동이 가능하도록 구비될 수 있다.

상기 회전유닛(700)이 승강운동 및 회전운동을 하여 상기 가스공급홀(810, 812)을 폐쇄하거나, 또는 개방하게 된다.

구체적으로 상기 회전유닛(700)은 상기 백킹플레이트(210)를 관통하여 구비되어, 회전운동 및 승강운동 가능하게 구비된 회전축(710)과, 상기 회전축(710)의 단부에 구비되어 상기 주변공급홀(812)을 개폐하는 복수개의 블레이드(720A, 720B, 720C, 720D)를 구비할 수 있다.

상기 회전축(710)은 하단부가 상기 백킹플레이트(210)를 관통하여 상기 이격공간부(230)에 위치하며, 구체적으로 상기 이격공간부(230)의 상부공간(230A)에 위치하게 된다.

이 경우, 상기 회전축(710)을 회전운동 및 승강운동 시키는 구동원(790)을 더 구비할 수 있다. 상기 구동원(790)은 예를 들어 스테핑 모터(stepping motor) 등으로 구성되어 상기 회전축(710)을 회전운동 및 승강운동 시킬 수 있다. 이때, 상기 구동원(790)은 단일 모터로 구성되거나 또는 복수개의 모터로 구성될 수도 있다.

한편, 상기 회전축(710)의 상단부는 상기 가스공급원(500)과 연결될 수 있다. 이때, 상기 가스공급원(500)에는 상기 공정가스가 공급되는 공정가스 공급유로(510) 및 상기 세정가스가 공급되는 세정가스 공급유로(520)가 각각 연결될 수 있다.

따라서, 증착모드의 경우 상기 회전유닛(700)은 상기 중앙공급홀(810)을 통해 공정가스를 공급하고 상기 주변공급홀(812)을 폐쇄하게 된다.

이때, 증착모드 중에 상기 챔버(100) 내부의 처리공간(123)은 진공 상태를 유지하기 때문에 상기 블레이드(720A, 720B, 720C, 720D)에 의해 폐쇄된 상기 주변공급홀(812)에는 흡입력이 생성되고, 이러한 흡입력을 통해 상기 블레이드(720A, 720B, 720C, 720D)가 상기 주변공급홀(812)에 보다 견고히 흡착되어 상기 주변공급홀(812)의 안정적인 밀폐성능이 확보된다

이 경우, 상기 공정가스는 상기 중앙공급홀(810)을 통해 상기 하부공간(230B)으로 공급되고, 이어서 상기 샤워헤드(220)를 통해 공급된다.

이 경우, 상기 공정가스는 상기 샤워헤드(220)를 통해 공급하는 경우에 상기 기판(W)의 전면적으로 균일하게 분산되어 공급될 수 있다.

한편, 세정모드의 경우 상기 회전유닛(700)은 상기 중앙공급홀(810)과 주변공급홀(812)을 통해 세정가스를 공급하게 된다. 즉, 세정모드의 경우 세정가스가 중앙공급홀(810)과 주변공급홀(812)을 통해 모두 공급되며, 이에 따라 상기 샤워헤드(220)의 중앙부 영역 및 주변 영역을 통해 모두 공급된다. 이 경우, 세정가스가 상기 챔버(100)의 내측에서 가장자리까지 균일하게 분산되어 공급될 수 있다.

한편, 상기 회전유닛(700)은 상기 증착모드 또는 세정모드의 경우에 상기 중앙공급홀(810)로 상기 공정가스 또는 세정가스를 각각 공급하도록 연결되는 연결부(712)를 구비할 수 있다.

상기 연결부(712)는 상기 회전축(710)의 하단부에서 아래를 향해 연장 형성된 파이프 형태로 구성될 수 있으며, 전술한 배플플레이트(800)의 중앙공급홀(810)에 연결될 수 있다.

따라서, 증착모드에서 상기 가스공급원(500)에서 공급된 공정가스는 회전축(710) 및 연결부(712)를 통해 상기 중앙공급홀(810)로 공급될 수 있다.

또한, 세정모드에서 상기 가스공급원(500)에서 상기 회전축(710)으로 공급된 세정가스 중에 적어도 일부는 연결부(712)를 통해 상기 중앙공급홀(810)로 공급될 수 있다. 한편, 상기 세정가스 중에 나머지는 상기 이격공간부(230)의 상부공간(230A)으로 공급된다.

이를 위하여, 세정모드의 경우에 상기 이격공간부(230)로 상기 세정가스를 공급하는 세정가스 분사홀(714)을 상기 회전축(710)의 하단부에 구비할 수 있다.

결국, 세정모드에서 상기 가스공급원(500)에서 상기 회전축(710)으로 공급된 세정가스 중에 일부는 상기 세정가스 분사홀(714)을 통해 이격공간부(230)의 상부공간(230A)으로 공급되고, 상기 주변공급홀(812)을 통해 상기 이격공간부(230)의 하부공간(230B)으로 공급된다. 또한, 상기 세정가스 중에 일부는 상기 연결부(712)를 통해 상기 중앙공급홀(810)로 공급되어 상기 이격공간부(230)의 하부공간(230B)으로 공급된다.

도 3은 증착모드에서 회전유닛(700)의 배치를 도시한 평면도이고, 도 4는 세정모드에서 회전유닛(700)의 배치를 도시한 평면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 전술한 증착모드 또는 세정모드에 따라 상기 회전유닛(700)의 구동동작을 살펴보면 다음과 같다.

상기 회전유닛(700)은 상기 증착모드의 경우 도 3에 도시된 바와 같이 상기 연결부(712)를 통해 상기 중앙공급홀(810)로 공정가스를 공급하고 상기 블레이드(720A, 720B, 720C, 720D)를 회동 및 하강시켜 상기 주변공급홀(812)을 폐쇄하게 된다.

또한, 상기 세정모드의 경우 도 4와 같이 상기 연결부(712)를 통해 상기 중앙공급홀(810)로 세정가스를 공급하고 상기 블레이드(720A, 720B, 720C, 720D)를 상승 및 회동시켜 상기 주변공급홀(812)을 개방하여 상기 세정가스를 공급하게 된다.

도 2 및 도 3을 살펴보면, 증착모드의 경우 상기 회전유닛(700)은 회동 및 하강하여 상기 블레이드(720A, 720B, 720C, 720D)가 상기 배플플레이트(800)의 오목부(802A, 802B, 802C, 802D)에 삽입되도록 한다. 이 경우, 상기 오목부(802A, 802B, 802C, 802D)의 상기 주변공급홀(812)은 상기 블레이드(720A, 720B, 720C, 720D)에 의해 폐쇄되며 상기 중앙공급홀(810)만 상기 연결부(712)를 통해 상기 회전유닛(700)과 연결된다.

따라서, 증착모드의 경우 상기 가스공급원(500)에서 공급된 공정가스는 상기 회전축(710), 연결부(712)를 통해 상기 중앙공급홀(810)로 공급된다.

한편, 도 2 및 도 4를 살펴보면, 세정모드의 경우 상기 회전유닛(700)은 상승 및 회동하여 상기 블레이드(720A, 720B, 720C, 720D)가 상기 배플플레이트(800)의 오목부(802A, 802B, 802C, 802D)에서 이격되도록 한다. 이 경우, 상기 오목부(802A, 802B, 802C, 802D)의 상기 주변공급홀(812)은 개방된 상태를 유지하게 되며, 상기 중앙공급홀(810)은 상기 연결부(712)를 통해 상기 회전유닛(700)과 연결된 상태를 유지한다.

따라서, 세정모드의 경우 상기 가스공급원(500)에서 상기 회전축(710)으로 공급된 세정가스 중에 일부는 상기 세정가스 분사홀(714)을 통해 이격공간부(230)의 상부공간(230A)으로 공급되고, 상기 주변공급홀(812)을 통해 상기 이격공간부(230)의 하부공간(230B)으로 공급된다. 또한, 상기 세정가스 중에 일부는 상기 연결부(712)를 통해 상기 중앙공급홀(810)로 공급되어 상기 이격공간부(230)의 하부공간(230B)으로 공급된다.

한편, 도 5 및 도 6은 다른 실시예에 따른 회전유닛(700)을 도시한 도면이다. 도 5는 증착모드에서 상기 회전유닛(700)의 배치를 도시한 평면도이고, 도 6은 세정모드에서 상기 회전유닛(700)의 배치를 도시한 평면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 회전유닛(700)은 전술한 실시예와 달리 복수개의 개구부(1710A, 1710B, 1710C, 1710D)가 형성된 평면플레이트(1700)로 구성될 수 있다. 상기 평면플레이트(1700)에 연결되는 회전축(710) 및 연결부(712)의 구성은 전술한 실시예와 유사하므로 반복적인 설명은 생략한다.

이 경우, 상기 개구부(1710A, 1710B, 1710C, 1710D)는 상기 배플플레이트(800)의 주변공급홀(812)이 형성된 경로를 따라 형성될 수 있다.

즉, 도 5와 같이 상기 평면플레이트(1700)가 회전하여 상기 개구부와 상기 주변공급홀(812)이 일치하지 않아 어긋나는 경우에 상기 주변공급홀(812)은 상기 평면플레이트(1700)에 의해 폐쇄된다.

따라서, 증착모드의 경우 상기 가스공급원(500)에서 공급된 공정가스는 상기 중앙공급홀(810)로 공급된다.

한편, 도 6과 같이 상기 개구부(1710A, 1710B, 1710C, 1710D)가 상기 주변공급홀(812)과 일치하는 경우에 상기 주변공급홀(812)은 개방된다.

따라서, 세정모드의 경우 상기 회전축(710)으로 공급된 세정가스는 상기 중앙공급홀(810)과 주변공급홀(812)을 통해 공급될 수 있다.

본 실시예의 경우 평면플레이트(1700)를 구비하고 상기 평면플레이트(1700)에 복수개의 개구부(1710A, 1710B, 1710C, 1710D)를 형성함으로써 전술한 실시예의 블레이드 구조와 비교하여 상대적으로 상기 회전유닛(700)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.

따라서, 상기 회전유닛(700)의 동작 시에 상기 평면플레이트(1700)가 파손되는 것을 최대한 줄여 유지보수에 걸리는 시간 및 비용을 줄일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

100 : 챔버
200 : 가스공급유닛
210 : 백킹플레이트
220 : 샤워헤드
310 : 서셉터
500 : 가스공급원
700 : 회전유닛
710 : 회전축
712 : 연결부
720A, 720B, 720C, 720D : 블레이트
800 : 배플플레이트
802A, 802B, 802C, 802D : 오목부
810 : 중앙공급홀
812 : 주변공급홀

Claims

챔버 내부에 마련되는 백킹플레이트;
상기 백킹플레이트의 하부에 이격공간부를 형성하도록 이격되어 구비되어 공정가스 또는 세정가스를 공급하는 샤워헤드;
상기 이격공간부에 구비되어 복수의 가스공급홀이 형성된 배플플레이트;
상기 이격공간부를 향해 상기 공정가스 및 세정가스를 공급하며, 처리모드에 따라 상기 가스공급홀 중에 적어도 일부를 선택적으로 개폐하는 회전유닛; 및
상기 회전유닛으로 공정가스 또는 세정가스를 공급하는 가스공급원;을 구비하고,
상기 회전유닛은 회전운동 및 상하로 승강운동하면서 상기 가스공급홀 중에 적어도 일부를 선택적으로 개폐하는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
삭제
제1항에 있어서,
상기 회전유닛은
상기 백킹플레이트를 관통하여 구비되어, 회전운동 및 승강운동 가능하게 구비된 회전축과,
상기 회전축의 단부에 구비되어 상기 가스공급홀 중에 적어도 일부를 개폐하는 복수개의 블레이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
제3항에 있어서,
상기 배플플레이트의 상면에 상기 가스공급홀이 형성되고 상기 블레이드에 의해 상기 가스공급홀이 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
제4항에 있어서,
상기 배플플레이트의 상면에는 상기 가스공급홀의 배열에 대응하여 오목부가 더 형성되고, 상기 오목부에 상기 블레이드가 삽입되는 경우에 상기 가스공급홀이 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
제3항에 있어서,
상기 가스공급홀은 상기 배플플레이트의 중앙부에 형성된 중앙공급홀과 상기 중앙공급홀에서 이격되어 구비되는 주변공급홀을 구비하고,
증착모드의 경우 상기 회전유닛은 상기 중앙공급홀을 통해 공정가스를 공급하고 상기 주변공급홀을 폐쇄하며,
세정모드의 경우 상기 회전유닛은 상기 중앙공급홀과 주변공급홀을 통해 세정가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
제6항에 있어서,
상기 회전유닛은
상기 증착모드 및 세정모드의 경우에 상기 중앙공급홀로 상기 공정가스 또는 세정가스를 각각 공급하도록 상기 중앙공급홀에 연결되는 연결부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
제7항에 있어서,
상기 회전유닛은
상기 세정모드의 경우 상기 이격공간부로 상기 세정가스를 공급하는 세정가스 분사홀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
제1항에 있어서,
상기 회전유닛은
상기 백킹플레이트를 관통하여 구비되어, 회전운동 및 승강운동 가능하게 구비된 회전축과,
상기 회전축의 단부에 구비되어 상기 가스공급홀 중에 적어도 일부를 개폐하도록 개구부가 형성된 평면플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.
제9항에 있어서,
상기 가스공급홀은 상기 배플플레이트의 중앙부에 형성된 중앙공급홀과 상기 중앙공급홀에서 이격되어 구비되는 주변공급홀을 구비하고,
증착모드의 경우 상기 중앙공급홀로 공정가스를 공급하고 상기 평면플레이트를 회동시켜 상기 개구부를 상기 주변공급홀과 어긋나게 하여 상기 주변공급홀을 폐쇄하며,
세정모드의 경우 상기 중앙공급홀로 세정가스를 공급하고 상기 평면플레이트를 회동시켜 상기 개구부를 상기 주변공급홀과 일치시켜 상기 주변공급홀을 개방하여 상기 세정가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 가스공급유닛.