KR102389078B1 - 기판 처리장치에 구비되는 샤워헤드 - Google Patents

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Abstract

샤워헤드의 일 실시예는, 복수의 관통홀들을 포함하는 가스분배부; 상기 가스분배부의 측부로부터 수직방향으로 절곡형성되는 날개부; 및 상기 가스분배부의 측면과 상기 날개부의 내측면의 서로 대향되는 부위에 배치되어 상기 가스분배부 측면과 상기 날개부의 간격을 유지하는 변형방지부재를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리장치에 구비되는 샤워헤드{Showerhead included in substrate disposition apparatus}
실시예는, 열팽창에 의한 형상의 불균일한 변형, 크랙 또는 파손의 발생을 억제할 수 있는 구조를 가진 기판 처리장치에 구비되는 샤워헤드에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 반도체 메모리 소자, 액정표시장치, 유기발광장치 등은 기판상에 복수회의 반도체 공정을 실시하여 원하는 형상의 구조물을 적층하여 제조한다.
반도체 제조공정은 기판상에 소정의 박막을 증착하는 공정, 박막의 선택된 영역을 노출시키는 포토리소그래피(photolithography) 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하는 식각 공정 등을 포함한다. 이러한 반도체를 제조하는 기판 처리공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경이 조성된 공정챔버를 포함하는 기판 처리장치에서 진행된다.
공정챔버에는 기판 처리공정에 사용되는 공정가스를 기판에 균일하게 분사하기 위한 샤워헤드가 구비될 수 있다. 공정챔버가 고온의 조건에서 작동하는 경우 샤워헤드는 가열에 의해 열팽창할 수 있다.
샤워헤드가 열팽창할 경우, 샤워헤드는 불균일한 가열로 인해 그 형상이 불균일해 질 수 있다. 또한, 열팽창에 의해 샤워헤드를 구성하는 각 부품에 크랙이 발생하거나 파손이 발생할 수 있다.
이러한 샤워헤드의 열팽창에 의한 형상의 불균일한 변형, 크랙 또는 파손의 발생은 기판 처리공정에서 불량제품 발생을 증가시키고, 기판 처리장치 자체의 수명을 단축시킬 수 있으며, 수리작업 등으로 많은 시간, 비용, 노동력이 소비되는 문제점이 있다.
따라서, 실시예는, 열팽창에 의한 형상의 불균일한 변형, 크랙 또는 파손의 발생을 억제할 수 있는 구조를 가진 기판 처리장치에 구비되는 샤워헤드에 관한 것이다.
실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
샤워헤드의 일 실시예는, 복수의 관통홀들을 포함하는 가스분배부; 상기 가스분배부의 측부로부터 수직방향으로 절곡형성되는 날개부; 및 상기 가스분배부의 측면과 상기 날개부의 내측면의 서로 대향되는 부위에 배치되어 상기 가스분배부 측면과 상기 날개부의 간격을 유지하는 변형방지부재를 포함할 수 있다.
상기 변형방지부재는 상기 가스분배부의 측면과 상기 날개부의 내측면 사이에 삽입되는 것일 수 있다.
상기 변형방지부재는 상기 가스분배부의 각 코너부에 배치되는 것일 수 있다.
상기 변형방지부재는, 일측면이 상기 가스분배부의 모서리 부위와 대면하고, 타측면이 상기 날개부의 내측면과 대면하며, 상기 일측면과 타측면은 각각 상기 가스분배부의 모서리 부위 및 상기 날개부의 내측면과 형합되는 형상으로 구비되는 것일 수 있다.
상기 가스분배부의 모서리의 적어도 일부는 곡면으로 형성되고, 상기 변형방지부재의 상기 모서리와 대면하는 상기 일측면은 상기 모서리의 곡면과 형합되는 곡면 형상으로 구비되는 것일 수 있다.
상기 가스분배부의 측면, 상기 날개부의 하면 및 내측면이 형성하는 삽입공간에 상기 변형방지부재의 일부가 삽입되는 것일 수 있다.
상기 변형방지부재는, 알루미늄 재질로 형성되는 것일 수 있다.
샤워헤드의 다른 실시예는, 복수의 관통홀을 포함하는 가스분배부; 상기 가스분배부의 측면으로부터 절곡형성되는 날개부; 상기 가스분배부의 측면과 상기 날개부의 내측면이 서로 대향되는 부위에 배치되어 상기 가스분배부 측면과 상기 날개부의 변형을 방지하는 간격유지부재를 포함할 수 있다.
실시예에서, 변형방지부재는 가스분배부와 날개부의 이격거리를 유지함으로써, 가스분배부와 날개부가 불균일한 열팽창이 발생하더라도, 상기 가스분배부와 날개부의 불균일한 변형을 억제하여 가스분배부와 날개부의 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 가스분배부와 날개부의 불균일한 변형으로 인한 날개부의 크랙발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.
또한, 가스분배부와 날개부의 불균일한 변형으로 인한 틈새의 발생과 날개부의 파손 또는 크랙발생을 억제하여 이러한 틈새, 파손부위 또는 크랙을 통해 공정가스가 누출되어 기판이 위치한 직하방향이 아닌 다른 방향으로 분사되지 않도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 샤워헤드가 구비되는 기판 처리장치 및 공정챔버를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 샤워헤드를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 A부분을 나타낸 확대도이다.
도 4는 도 3에 해당하는 부분의 저면 사시도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 샤워헤드가 구비되는 기판 처리장치 및 공정챔버를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 샤워헤드(320)가 구비되는 기판 처리장치 및 공정챔버(100)를 나타낸 도면이다.
기판 처리장치는 반응 공간이 구비된 공정챔버(100), 상기 공정챔버(100) 내에 구비되어 적어도 하나의 기판(10)을 지지하는 기판 안착부(200), 상기 기판 안착부(200)와 대향되는 공정챔버(100) 내의 타측에 구비되어 공정가스를 분사하는 샤워헤드(320), 상기 공정챔버(100) 외측에 구비되어 공정챔버(100) 내부로 공정가스를 공급하는 가스 공급부(400)를 포함할 수 있다. 또한, 공정챔버(100) 내부를 배기하기 위한 배기부(500)를 더 포함할 수 있다.
공정챔버(100)는 내부에 기판(10)의 증착을 위한 공간이 구비되는 통 형상으로 구비될 수 있다. 이러한 공정챔버(100)는 기판(10)의 형상에 따라 다양한 형상으로 구비될 수 있다.
이러한 공정챔버(100)의 내부에는 기판 안착부(200)와 샤워헤드(320)이 서로 대향되도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 기판 안착부(200)가 공정챔버(100)의 하측에 구비되고, 샤워헤드(320)가 공정챔버(100)의 상측에 구비될 수 있다. 또한, 공정챔버(100)에는 기판(10)이 인입 및 인출되는 기판 출입구(110)가 구비될 수 있다. 그리고, 공정챔버(100)에는 공정챔버(100) 내부로 공정가스를 공급하는 가스 공급부(400)와 연결된 가스 유입구(120)가 구비될 수 있다.
또한, 공정챔버(100)에는 공정챔버(100)의 내부 압력을 조절하거나, 공정가스 기타 공정챔버(100) 내부의 이물질 등을 배기하기 위해, 배기구(130)가 구비되고 배기구(130)에 배기부(500)가 연결될 수 있다.
예를 들어, 기판 출입구(110)는 공정챔버(100)의 일 측면에 기판(10)이 출입할 수 있는 정도의 크기로 구비될 수 있고, 가스 유입구(120)는 공정챔버(100)의 상부벽을 관통하여 구비될 수 있으며, 배기구(130)는 기판 안착부(200)보다 낮은 위치의 공정챔버(100)의 측벽 또는 하부벽을 관통하여 구비될 수 있다.
기판 안착부(200)는 공정챔버(100)의 내부에 구비되어 공정챔버(100) 내부로 유입되는 적어도 하나의 기판(10)이 안착된다. 이러한 기판 안착부(200)는 샤워헤드(320)와 대향하는 위치에 구비될 수 있다. 예를 들어, 공정챔버(100) 내부의 하측에 기판 안착부(200)가 구비되고, 공정챔버(100) 내부의 상측에 샤워헤드(320)가 구비될 수 있다.
기판 안착부(200) 하부에는 기판 안착부(200)를 상하로 이동시키는 승강장치(210)가 구비될 수 있다. 승강장치(210)는 기판 안착부(200)의 적어도 일 영역, 예를 들어 중앙부를 지지하도록 구비되고, 기판 안착부(200) 상에 기판(10)이 안착되면 기판 안착부(200)를 샤워헤드(320)와 근접하도록 이동시킨다.
또한, 기판 안착부(200) 내부에는 히터(미도시)가 장착될 수 있다. 히터는 정해진 온도로 발열하여 기판(10)을 가열함으로써 박막 증착 공정, 식각 공정 등이 기판(10) 상에서 용이하게 실시되도록 할 수 있다.
샤워헤드(320)는 공정챔버(100) 내부의 상측에 구비되어 기판 안착부(200) 상에 안치된 기판(10)을 향해 공정가스를 분사한다. 이러한 샤워헤드(320)는 기판 안착부(200)와 마찬가지로 기판(10) 형상에 대응되는 형상으로 제작될 수 있는데, 대략 원형 또는 사각형으로 제작될 수 있다.
샤워헤드(320)는 기판안착부(200)와 상하방향으로 이격되어 구비되고, 복수의 관통홀(3211, 도 2 참조)이 형성될 수 있다.
한편, 실시예의 공정챔버에는 샤워헤드(320)를 지지하기 위한 프레임(140)이 구비될 수 있다. 상기 프레임(140)은 일측이 상기 공정챔버(100)의 측벽에 고정되고, 타측은 상기 샤워헤드(320)를 지지할 수 있다.
가스 공급부(400)는 복수의 공정가스를 각각 공급하는 가스 공급원(410), 가스 공급원(410)으로부터 공정가스를 공정챔버(100) 내부로 공급하는 가스 공급관(420)을 포함할 수 있다. 공정가스는 박막증착 가스, 식각 가스 등을 포함할 수 있다.
배기부(500)는 배기장치(510)와 공정챔버(100)의 배기구(130)와 연결된 배기관(520)을 포함할 수 있다. 배기장치(510)는 진공 펌프 등이 사용될 수 있으며, 이에 따라 공정챔버(100) 내부를 진공에 가까운 압력, 예를 들어 0.1mTorr 이하의 압력까지 진공 흡입할 수 있도록 구성될 수 있다.
한편, 기판 처리장치에는 RF전원(620), 임피던스 매칭박스(I.M.B (Impedance Matching Box), 610)를 구비하는 RF 전력공급부(600)가 더 포함될 수 있다. RF 전력공급부(600)는 상기 샤워헤드(320)를 플라즈마 전극으로 사용하여 공정가스에 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
이를 위해 공정챔버(100)에는 RF전력을 공급하는 RF전원(620)이 연결되고, 상기 RF전원(620)은 상기 샤워헤드(32)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 공정챔버(100) RF전원(620)의 사이에는 최대 전력이 인가될 수 있도록 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭박스(610)가 위치할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 샤워헤드(320)를나타낸 개략적인 단면도이다. 샤워헤드(320)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 가스분배부(3210), 날개부(3220) 및 변형방지부재(3230)를 포함할 수 있다.
가스분배부(3210)는 상기 가스 유입구(120)를 통해 가스 분배장치(300)로 유입되는 공정가스가 하측의 기판 안착부(200)에 안착된 기판(10)에 균일하게 분사되도록 하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해 상기 가스분배부(3210)는 관통홀(3211)이 형성될 수 있다.
관통홀(3211)은 상기 가스분배부(3210)를 관통하여 형성되고, 복수로 형성되며, 각각의 상기 관통홀(3211)들은 상기 가스분배부(3210)의 가로방향 및 세로방향으로 정렬되도록 형성될 수 있다.
날개부(3220)는 적어도 일부가 상기 가스분배부(3210)의 측부로부터 수직방향으로 절곡형성되어 구비될 수 있다. 또한, 상기 날개부(3220)는 공정챔버(100) 내부가 가열되는 경우, 열팽창하여 상기 프레임의 상면에 대해 슬라이딩하여 움직일 수 있다.
상기 날개부(3220)는 수직방향으로 절곡형성된 구조로 인해 상기 가스분배부(3210)의 관통홀(3211)로부터 분사되는 공정가스가 확산되는 공간이 되고, 또한, 공정가스가 상기 기판 안착부(200)에 안착되는 기판(10)에 집중되도록 하는 역할을 할 수 있다.
상기 날개부(3220)는 하향절곡되는 부분 즉, 하기에 설명하는 제1절곡부(3223)의 길이가 길수록 공정가스를 더욱더 기판(10)에 집중시킬 수 있다. 그러한, 날개부(3220)의 제작비용, 공정챔버(100)의 크기, 날개부(3220)의 중량 등을 고려하여 상기 제1절곡부(3223)의 길이를 적절하게 설계하는 것이 바람직하다.
상기 변형방지부재(3230)는 상기 가스분배부(3210)와 상기 날개부(3220)를 서로 이격시켜 상기 가스분배부(3210) 측면과 상기 날개부(3220)의 간격을 유지하는 간격유지부재(3230)의 역할을 할 수도 있다.
상기 간격유지부재(3230)는 상기 날개부(3220)의 내측면(3221)과 상기 가스분배부(3210)의 일측면(3231)의 사이의 간격을 유지해 줄 수 있다.
상기 간격유지부재(3230)는 가스분배부(3210)의 각각의 모서리, 즉 코너부에 설치되어, 상기 날개부(3220)의 내측면(3221)의 가로부위 및 세로부위와 맞닿는 상기 가스분배부(3210)의 팽창과 수축으로 인한 변형으로부터 상기 간격을 유지할 수 있다.
상기 간격유지부재(3230)는 가스분배부(3210)의 각각의 모서리, 즉 코너부를 제외한 평면과 평면이 만나는 모서리에 설치되어, 상기 날개부(3220)의 내측면(3221)과 상기 가스분배부(3210)의 팽창과 수축으로 인한 변형으로부터 상기 간격을 유지할 수 있다.
아울러, 상기 간격유지부재(3230)는 상기 가스분배부(3210)의 외측의 수직한 측면과 상기 날개부(3220)의 상기 내측면(3221)의 사이에 삽입 될 수도 있다.
또한, 변형방지부재(3230)는 상기 가스분배부(3210)의 측면과 상기 날개부(3220)의 변형을 방지하거나 변형의 정도를 현저히 줄일 수 있는 역할을 할 수 있다.
상기 변형방지부재(3230)가 구비되지 않는 경우, 공정챔버(100) 내부가 고온인 상태에서 기판 처리공정이 진행되는 경우 가스분배부(3210)가 열팽창하여 상기 날개부(3220)와 접촉할 수 있다. 이러한 경우, 가스분배부(3210)의 측면과 접촉하는 날개부(3220)는 가스분배부(3210)에 의해 가압되어 상기 날개부(3220)에는 파손 또는 크랙이 발생할 수 있다.
상기 변형방지부재(3230)가 구비됨으로 인해 가스분배부(3210)의 측면과 날개부(3220)의 직접 접촉이 차단되므로, 특히 날개부(3220)의 코너 즉, 모서리 부위가 열팽창으로 인한 파손 또는 크랙 발생이 방지되거나, 그 발생이 현저히 줄어들 수 있다.
또한, 변형방지부재(3230)로 인해 날개부(3220)의 파손 또는 크랙 발생이 현저히 줄어들게 되므로, 날개부(3220)의 파손된 부위 또는 크랙 사이로 공정가스가 샤워헤드(320) 외부의 의도하지 않은 공간으로 유출되는 것을 현저히 줄일 수도 있다.
또한, 가스분배부(3210) 및 날개부(3220)는 가열이 균일하게 이루어지지 않는 경우 불균일한 열팽창이 발생하여 그 형상이 불균일해 질 수 있다. 이러한 경우, 상기 변형방지부재(3230)는 가스분배부(3210)와 날개부(3220)의 이격거리를 유지함으로써, 가스분배부(3210)와 날개부(3220)가 불균일한 열팽창이 발생하더라도, 상기 가스분배부(3210)와 날개부(3220)의 불균일한 변형을 억제할 수도 있다.
또한, 상기 변형방지부재(3230)에 의해 가스분배부(3210)와 날개부(3220) 사이에 이격거리가 형성되고, 상기 이격거리를 형성하는 공간에서 전하의 이동이 증가될 수 있다. 따라서, 전하의 이동 증가로 인해 가스분배부(3210) 또는 날개부(3220)의 모서리 또는 코너 부위에서 아크(arc)방전의 발생이 현저히 줄어드는 효과도 있다.
특히, 대량 또는 대형의 기판을 처리하기 위해 공정챔버(100) 및 샤워헤드(320)의 사이즈가 커지는 경우, 상기한 열팽창에 의한 날개부(3220)의 파손 또는 크랙발생 또는, 상기 가스분배부(3210) 및 날개부(3220)의 열팽창에 의한 형상 불균일이 심각해 질 수 있다.
따라서, 대형 사이즈의 공정챔버(100) 및 샤워헤드(320)를 구비하는 기판 처리장치에서 상기 샤워헤드(320)에 변형방지부재(3230)를 구비하는 실시예의 구조는 더욱 효과적일 수 있다.
도 3은 도 2의 A부분을 나타낸 확대도이다. 도 4는 도 3에 해당하는 부분의 저면 사시도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예로, 상기 가스분배부(3210)는 상기 날개부(3220)와 대향되는 부위가 사각형으로 형성되고, 상기 날개부(3220)는 상기 가스분배부(3210)와 대향되는 부위가 상기 가스분배부(3210)와 대응하는 형상으로 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 가스분배부(3210)는 사각판형으로 형성될 수 있고, 상기 날개부(3220)도 상기 가스분배부(3210)의 형상에 대응하여 전체적으로 내측면(3221)이 사각형을 형성할 수 있다.
또한, 상기 변형방지부재(3230)는 상기 가스분배부(3210)의 각 모서리(3212)에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 변형방지부재(3230)는 상기 가스분배부(3210)의 각 모서리(3212)별로 총 4개가 배치될 수 있다.
한편, 상기 변형방지부재(3230)는 적어도 일부분이 상기 가스분배부(3210)의 측면과 상기 날개부(3220)의 내측면(3221)의 서로 대향되는 부위에 배치되어 상기 가스분배부(3210) 측면의 일부와 상기 날개부(3220)의 일부를 서로 이격시킬 수 있다.
따라서, 변형방지부재(3230)는 가스분배부(3210)와 날개부(3220)가 열팽창을 하는 경우에도, 상기 가스분배부(3210)와 상기 날개부(3220) 사이의 이격거리를 유지할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 상기 변형방지부재(3230)는 일측면(3231)이 상기 가스분배부(3210)의 모서리(3212) 부위와 대면하고, 타측면(3232)이 상기 날개부(3220)의 내측면(3221)과 대면하도록 구비될 수 있다.
이때, 상기 변형방지부재(3230)의 일측면(3231)과 타측면(3232)은 각각 상기 가스분배부(3210)의 모서리(3212) 부위 및 상기 날개부(3220)의 내측면(3221)과 형합되는 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 변형방지부재(3230)는 상기 가스분배부(3210) 또는 날개부(3220)와 견고하게 결합될 수도 있다. 즉, 상기 변형방지부재(3230)는 상기 가스분배부(3210) 또는 날개부(3220)와 내열성 접착제, 볼트 등의 결합기구, 용접 또는 솔더링(soldering) 등에 의해 결합하여, 상기 샤워헤드(320)로부터 쉽게 이탈되지 않도록 구비될 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가스분배부(3210)의 모서리(3212)는 곡면으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 변형방지부재(3230)의 상기 가스분배부(3210)의 모서리(3212)와 대면하는 일측면(3231)은 상기 모서리(3212)의 곡면과 형합되는 곡면 형상으로 구비될 수 있다.
상기한 구조로 인해 가스분배부(3210)와 날개부(3220)는 가열에 의한 열팽창이 발생하더라도 변형방지부재(3230)의 두께(T)에 해당하는 이격거리를 유지할 수 있다.
한편, 가스분배부(3210)의 모서리(3212)가 곡면으로 형성되는 경우, 가스분배부(3210)의 모서리(3212) 부위의 상기 이격거리는 상기 변형방지부재(3230)의 일측면(3231)의 곡면을 따라 변할 수 있다. 다만, 열팽창시 가스분배부(3210)와 날개부(3220) 각 변 부위에서의 이격거리는 변형방지부재(3230)의 단부의 두께(T)에 해당하는 거리로 유지될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 날개부(3220)는 상기 가스분배부(3210)의 각변에 대응하는 복수로 구비되고, 각각의 상기 날개부(3220)는 상기 가스분배부(3210)의 모서리(3212) 부위에서 서로 결합하도록 구비될 수 있다. 따라서, 실시예에서 상기 날개부(3220)는 총 4개의 파트로 구비되고, 상기 4개의 파트가 결합하여 전체 날개부(3220)를 형성할 수 있다.
또한, 상기 날개부(3220)는 상기 가스분배부(3210)의 측면에 결합할 수 있다. 이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 가스분배부(3210)의 측면에는 삽입홈(3213)이 형성될 수 있다. 상기 삽입홈(3213)에는 상기 날개부(3220)의 결합부(3222)가 삽입될 수 있다.
한편, 상기 날개부(3220)의 각 파트는 가스분배부(3210)의 모서리(3212) 부위에서 서로 탈착가능하게 구비될 수 있다. 또한, 상기 변형방지부재(3230)가 날개부(3220)에 결합하는 경우, 변형방지부재(3230)는 날개부(3220)와 탈착가능하도록 볼트 등의 결합기구를 사용하여 결합시키는 것이 적절할 수 있다.
한편, 상기 날개부(3220)는 결합부(3222), 제1절곡부(3223) 및 제2절곡부(3224)를 포함할 수 있다. 상기 결합부(3222)는 일측이 상기 가스분배부(3210)의 측면에 형성되는 상기 결합홈에 삽입될 수 있다.
상기 제1절곡부(3223)는 상기 결합부(3222)의 타측과 일체로 결합할 수 있고, 상기 결합부(3222)의 타측으로부터 하측으로 절곡되는 부위이다. 상기한 바와 같이, 상기 제1절곡부(3223)의 내측공간은 상기 가스분배부(3210)의 관통홀(3211)로부터 분사되는 공정가스의 확산공간의 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 제1절곡부(3223)의 상하방향 길이가 길어질 수록, 상기 가스분배부(3210)의 관통홀(3211)로부터 분사되는 공정가스는 직하하여 하측의 기판 안착부(200)에 안착되는 기판(10)에 더욱더 집중될 수 있다.
상기 제2절곡부(3224)는 상기 제1절곡부(3223)와 일체로 결합할 수 있고, 상기 제1절곡부(3223)로부터 측방향으로 절곡되며, 상기 가스분배부(3210)의 반대방향으로 연장될 수 있다.
상기 제2절곡부(3224)는 상기 제1절곡부(3223)의 내측공간 즉, 공정가스의 확산공간으로부터 분출되는 공정가스를 더욱 확산시켜 공정가스가 하측에 배치되는 기판(10)에 균일하게 분사되도록 하는 역할을 할 수 있다.
한편, 상기 변형방지부재(3230)는 상기 가스분배부(3210)의 측면과 상기 날개부(3220)의 내측면 사이에 삽입되어 구비될 수 있다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가스분배부(3210)의 측면, 상기 결합부(3222)의 하면 및 상기 제1절곡부(3223)의 내측면(3221)은 공간을 형성할 수 있다. 따라서, 이러한 공간은 변형방지부재(3230)의 삽입공간(S)이 될 수 있다.
따라서, 상기 삽입공간(S)에 상기 변형방지부재(3230)의 일부 즉 상부가 삽입될 수 있고, 상기 삽입공간(S)의 폭은 상기 변형방지부재(3230)의 두께(T)와 동일하거나 그보다 크게 형성될 수 있다.
상기 변형방지부재(3230)가 상기 삽입공간(S)에 삽입됨으로 인해, 가스분배부(3210)와 날개부(3220)가 열팽창하는 경우, 상기 삽입공간(S)의 폭은 상기 변형방지부재(3230)의 두께(T)보다 줄어들지 않으며, 이때에는 상기 삽입공간(S)의 폭은 가스분배부(3210)와 날개부(3220)의 제1절곡부(3223) 사이의 이격거리가 된다.
한편, 상기 변형방지부재(3230)는 고온의 공정챔버(100) 내부에 배치되므로, 공정챔버(100) 내부의 온도조건, 화학적 조건을 고려하여 적절한 재질의 것을 선정하는 것이 바람직하다.
따라서, 이러한 조건을 만족하는 재질은 상기 가스분배부(3210) 또는 날개부(3220)에도 사용될 수 있으므로, 변형방지부재(3230)는 상기 가스분배부(3210) 또는 날개부(3220) 기타 상기 공정챔버(100) 내부의 장치의 재질과 동일한 재질의 것을 사용할 수도 있다.
따라서, 상기 변형방지부재(3230)는 공정챔버(100) 내부의 장치에 사용될 수 있는 재질, 예를 들어 알루미늄 재질을 사용하여 형성할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 샤워헤드(320)가 구비되는 기판 처리장치 및 공정챔버(100)를 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 샤워헤드(320)는 도 1에 도시된 샤워헤드(320)와 비교하여 상하가 뒤집힌 형태로 공정챔버(100) 내부에 배치될 수 있다.
도 5에 개시되는 실시예는, 도 1에 개시되는 실시예와 비교하여, 샤워헤드(320)의 상하가 뒤집힌 형태인 점 이외의 구체적인 구조는 도 1에 개시되는 실시예와 유사하다.
따라서, 샤워헤드(320)를 구성하는 가스분배부(3210), 날개부(3220) 및 변형방지부재(3230)의 배치, 구조 및 기능은 도 1에 개시되는 실시예와 동일 또는 유사하므로, 이들에 대한 구체적인 설명은 상기에 기술된 설명으로 대신하며, 별도의 설명은 생략한다.
실시예에서, 변형방지부재(3230)는 가스분배부(3210)와 날개부(3220)의 이격거리를 유지함으로써, 가스분배부(3210)와 날개부(3220)가 불균일한 열팽창이 발생하더라도, 상기 가스분배부(3210)와 날개부(3220)의 불균일한 변형을 억제하여 가스분배부(3210)와 날개부(3220)의 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 가스분배부(3210)와 날개부(3220)의 불균일한 변형으로 인한 날개부(3220)의 파손 또는 크랙발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.
또한, 가스분배부(3210)와 날개부(3220)의 불균일한 변형으로 인한 틈새의 발생과 날개부(3220)의 파손 또는 크랙발생을 억제하여 이러한 틈새, 파손부위 또는 크랙을 통해 공정가스가 누출되어 기판(10)이 위치한 직하방향이 아닌 다른 방향으로 분사되지 않도록 할 수 있는 효과가 있다.
실시예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.
10: 기판
100: 공정챔버
140: 프레임
200: 기판 안착부
320: 샤워헤드
3210: 가스분배부
3211: 관통홀
3212: 가스분배부의 모서리
3213: 가스분배부의 삽입홈
3220: 날개부
3221: 날개부의 내측면
3222: 결합부
3223: 제1절곡부
3224: 제2절곡부
3230: 변형방지부재, 간격유지부재
3231: 변형방지부재의 일측면
3232: 변형방지부재의 타측면
S: 삽입공간
T: 변형방지부재의 두께

Claims (8)

  1. 복수의 관통홀들을 포함하는 가스분배부;
    상기 가스분배부의 측부로부터 수직방향으로 절곡형성되는 날개부; 및
    상기 가스분배부의 측면과 상기 날개부의 내측면의 서로 대향되는 부위에 배치되어 상기 가스분배부 측면과 상기 날개부의 직접 접촉을 방지하는 변형방지부재
    를 포함하는 샤워헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변형방지부재는 상기 가스분배부의 측면과 상기 날개부의 내측면 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 샤워헤드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변형방지부재는 상기 가스분배부의 각 코너부에 배치되는 것을 특징으로 하는 샤워헤드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변형방지부재는,
    일측면이 상기 가스분배부의 모서리 부위와 대면하고, 타측면이 상기 날개부의 내측면과 대면하며,
    상기 일측면과 타측면은 각각 상기 가스분배부의 모서리 부위 및 상기 날개부의 내측면과 형합되는 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 샤워헤드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가스분배부의 모서리의 적어도 일부는 곡면으로 형성되고, 상기 변형방지부재의 상기 모서리와 대면하는 상기 일측면은 상기 모서리의 곡면과 형합되는 곡면 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 샤워헤드.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 가스분배부의 측면, 상기 날개부의 하면 및 내측면이 형성하는 삽입공간에 상기 변형방지부재의 일부가 삽입되는 것을 특징으로 하는 샤워헤드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 변형방지부재는,
    알루미늄 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 샤워헤드.
  8. 복수의 관통홀을 포함하는 가스분배부;
    상기 가스분배부의 측면으로부터 절곡형성되는 날개부;
    상기 가스분배부의 측면과 상기 날개부의 내측면이 서로 대향되는 부위에 배치되어 상기 가스분배부 측면과 상기 날개부의 변형을 방지하는 간격유지부재
    를 포함하는 샤워헤드.
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