KR20160122043A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정 공간을 제공하는 챔버, 상기 챔버 일 측벽에 설치되어 내부로 기판이 출입하는 기판출입구, 상기 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 안치대, 상기 기판 안치대에 대향되고 RF파워가 연결된 샤워헤드, 상기 기판출입구가 설치된 일 측벽에만 설치되어 상기 샤워헤드와 상기 기판 안치대 사이에서 생성된 플라즈마 필드가 상기 기판출입구 부근에서의 이상 증착을 방지하는 플라즈마 차폐 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제시한다.

Description

기판 처리 장치{Substrate processing apparatus}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 특히 기판지지부재 하부로의 플라즈마 필드의 확산을 방지하고, 챔버 하부면에 불필요한 박막의 증착 감소와 이를 방지할 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
대표적인 평판 표시 장치인 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 화소 영역에 박막 트랜지스터와 화소 전극을 구비한 박막 트랜지스터 기판과, 컬러 필터와 공통 전극을 구비한 컬러 필터 기판과, 두 기판 사이에 개재되는 액정층으로 구성된다. 또한, LCD의 기판으로 유리 기판을 이용할 수 있는데, LCD의 대형화 추세에 맞춰 유리 기판의 크기가 증대되고 있고, 생산성을 향상시키기 위해 대량 생산화되고 있다. 예를 들어, 2200㎜×2500㎜ 정도 크기의 8세대 기판을 이용하여 LCD 제조 공정을 진행하고 있다.
이러한 LCD를 제조하기 위해 기판 상에 원료 물질을 증착하는 박막 증착 공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출시키는 포토리소그래피(photolithography) 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 목적하는 형상으로 패터닝(patterning)하는 식각 공정 등을 거치게 된다. 한편, LCD를 제조하기 위한 각 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 공정 챔버 내에서 진행된다. 예를 들어, 박막 증착 공정은 원료 물질을 플라즈마 상태로 변환시킨 후 이를 이용하여 박막을 증착하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치를 이용하여 실시한다. PECVD 장치는 소정의 반응 공간을 마련하는 챔버와, 챔버 내부에 마련되어 기판을 지지하는 기판 지지대와, 기판 지지대와 대향 마련되어 공정 가스를 분사하는 가스 분사부와, 공정 가스를 플라즈마 상태로 변환시키기 위해 소정의 전원을 인가하는 플라즈마 발생부를 포함할 수 있다. 또한, 대면적 유리 기판 등을 처리하기 위해 장치도 대형화되고 있다.
그런데, 기판 안치대의 후면으로 플라즈마가 누설되면 챔버 하면의 벽면과 기판 안치대 하면에 박막이 증착이 되고, 증착되었던 박막이 떨어져 나와 챔버 내부에서 파티클로 작용하게 된다. 이후 기판 증착시에 기판 상면에 정상적인 증착과 파티클이 동시에 증착이 되어 균일한 막 생성에 안 좋은 영향을 줄 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 기판 안치대 하부로의 플라즈마 필드의 확산을 방지하고, 챔버 하부면에 불필요한 박막의 증착 감소와 이를 방지할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 예들에 따른 기판 처리 장치는 공정 공간을 제공하는 챔버, 상기 챔버 일 측벽에 설치되어 내부로 기판이 출입하는 기판출입구, 상기 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 안치대, 상기 기판 안치대에 대향되고 RF파워와 연결된 RF전극, 상기 기판출입구가 설치된 일 측벽에만 설치되어 상기 샤워헤드와 상기 기판 안치대 사이에서 생성된 플라즈마 필드가 상기 기판출입구 부근에서의 이상 증착을 방지하는 플라즈마 차폐 부재를 포함할 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 예들에 따른 기판 처리 장치는 공정 공간을 제공하는 챔버, 상기 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 안치대, 상기 기판 안치대에 대향되고 RF파워와 연결된 샤워헤드, 상기 챔버의 벽면에 설치되어 상기 샤워헤드와 상기 기판 안치대 사이에서 생성된 플라즈마 필드가 상기 기판 안치대 하부로의 확산을 방지하는 플라즈마 차폐 부재를 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 차폐 부재와 상기 기판 안치대의 거리는 3mm이하로 유지될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 기판 처리 장치는 플라즈마 차폐부재를 기판 안치대와 챔버의 측벽 사이에 장착하여 챔버의 하부로 필드의 확산을 방지하여 챔버 하부에 박막 증착되는 현상을 방지 할 수 있다.
또한, 챔버 하부면에 불필요한 박막의 증착을 감소 및 방지하여 챔버 내의 파티클 및 이물질을 감소하여 기판 증착 시에 박막의 이물질의 증착을 방지 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 기판출입구 부분을 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 플라즈마 차폐부재가 에지 프레임을 지지하는 것을 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 플라즈마 차폐부재가 복수개 설치된 것을 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 통과공을 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 통과공을 나타내는 개략 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 플라즈마 차폐부재를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도이다.
이하, 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 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 소정의 반응 공간이 마련된 반응 챔버(100)와, 반응 챔버(100) 내에 마련되어 기판(10)을 지지하는 기판 지지대(170)와, 기판 안치대(160) 주위의 소정 영역에 고정되어 마련된 플라즈마 차폐 부재(300)와, 기판 안치대(160)와 대향 마련되어 공정 가스를 분사하는 샤워 헤드(200)와, 반응 챔버(100) 내에 마련되어 플라즈마를 발생시키기 위한 전원을 공급하는 정합기(140), 고주파 전원(15)과 가스 분사부(210)에 공정 가스를 공급하는 가스공급관(130) 및 가스 공급부(미도시)를 포함한다.
반응 챔버(100)는 소정의 반응 공간을 마련하고, 이를 기밀하게 유지시킨다. 반응 챔버(100)는 대략 사각형의 평면 리드부(110b) 및 평면부로부터 상향 연장된 측벽 중 기판출입구(110)측이 있는 제1측벽부(100a)와 반대편으로 연장된 제2측벽부(110e)를 포함하고, 상기 기판출입구(110)하면으로 연장된 챔버 하부(110d)를 포함한다. 이러한 반응 챔버(100)는 기판의 형상에 대응하는 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 반응 챔버(100)의 하면의 소정 영역에는 배기구(120)가 마련된다. 배기구(120)은 배기 장치(미도시)가 연결된다. 배기 장치로는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프가 이용될 수 있다. 따라서, 배기 장치에 의해 반응 챔버(100) 내부를 소정의 감압 분위기, 예를 들어 0.1mTorr 이하의 소정의 압력까지 진공 흡입할 수 있다. 배기구(120)는 반응 챔버(100)의 하면 뿐만 아니라 기판 안치대(160) 하측의 반응 챔버(100) 측면에 설치될 수도 있다. 또한, 배기되는 시간을 줄이기 위해 다수개의 배기구(120) 및 그에 따른 배기 장치가 더 설치될 수도 있다.
기판 안치대(160)는 반응 챔버(100)의 내부에 마련되며, 가스 분사부(200)와 대향하는 위치에 설치된다. 예를 들어, 기판 안치대(160)는 반응 챔버(100) 내부의 하측에 마련되고, 가스 분사부(200)는 반응 챔버(100) 내부의 상측에 마련될 수 있다. 기판 안치대(160)는 반응 챔버(100)의 기판출입구(110)으로 유입된 기판(10)이 안착될 수 있다. 이때, 기판(10)은 LCD 제조용 유리 기판이 이용될 수 있고, 유리 기판은 예를 들어 2200㎜×2500㎜ 정도 및 이상의 크기를 가질 수 있다. 또한, 기판 안치대(160)는 기판(10)이 안착되어 지지될 수 있도록 예를 들어 정전척 등이 마련되어 기판(10)을 정전력에 의해 흡착 유지할 수도 있고, 진공 흡착이나 기계적 힘에 의해 기판(10)을 지지할 수도 있다.
또한, 기판 안치대(160)는 기판(10) 형상과 대응되는 형상, 예를 들어 사각형으로 마련될 수 있으며, 기판(10)보다 크게 제작될 수 있다. 기판 안치대(160) 하부에는 기판 안치대(160)를 승하강 이동시키는 기판 승강기(170)가 마련될 수 있다. 기판 승강기(170)는 기판 안치대(160)의 적어도 일 영역, 예를 들어 중앙 영역을 지지하도록 마련되고, 기판 안치대(160) 상에 기판(10)이 안착되면 기판 안치대(160)를 가스 분사부(210)와 근접하도록 이동시킬 수 있다. 추가적으로, 기판 안치대(160) 위에는 에지 프레임(500)이 배치될 수 있다. 이 경우, 일 예에 따른 에지 프레임(500)은 기판 안치대(160)의 상면 가장자리 부분을 덮을 수 있다. 다른 예에 따른 에지 프레임(500)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판 안치대(160)의 상면 가장자리 부분과 플라즈마 차폐부재(300)를 동시에 덮을 수 있다.
가스공급관(130)을 통해 공정 가스가 공급이 되면 평면리드부(110b)와 샤워 헤드(200)사이의 공간에 가득차고, 공정 가스는 샤워헤드(200)의 가스 분사부(210)으로 공급되어 기판(10)으로 분사가 될 수 있다. 이때 플라즈마를 발생시키기 위해 전원을 공급하는 정합기(140)과 고주파 전원(150)을 이용하여 RF를 샤워헤드(200)에 공급하면 샤워헤드(200) 하부에서부터 기판안치대(160)까지 플라즈마 필드(미도시)가 발생이 될 수 있다.
샤워헤드(200) 하면과 기판안치대(160) 상면까지 공간에 플라즈마 필드(미도시)가 발생이 되고, 발생된 플라즈마 필드(미도시)는 기판안치대(160)의 상면에 있는 기판(10)에 공정가스와 반응하여 박막이 증착이 될 수 있다.
기판(10) 방향으로 필드가 확산되어 기판(10)에 박막이 증착되고, 확산된 필드는 챔버의 하부(110d) 방향으로도 확산될 수 있다. 따라서, 플라즈마 차폐부재(300)를 기판 안치대(160)과 챔버(100)의 측벽인 제1측벽부(100a)와 제2측벽부110e) 사이에 장착하여 챔버의 하부(110d)로 필드가 확산되지 않게 할 수 있다.
플라즈마 차폐 부재(300)는 챔버의 측벽에 설치 또는 배치가 될 수도 있고, 플라즈마 차폐 부재(300)는 기판안치대(160)과의 거리는 3mm이하로 설치가 될 수 있다. 3mm 이상이 될 경우에는 플라즈마 필드가 통과되어 플라즈마 필드 차폐의 역할과 기능을 하지 못하게 되므로 3mm 이하로 간격을 유지되어야 한다.
플라즈마 차폐 부재(300)에는 공정가스의 유동이 원활히 되기 위해 3mm이하의 공정홀(미도시)이 있어, 공정가스는 원활히 배기 되고, 플라즈마 필드는 통과가 되지 않게 할 수 있다.
플라즈마 발생부는 정합기(140)과 고주파 전원(150)으로 이루어져 있으며, 반응 챔버(100) 내에 공급된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시키기 위한 전원을 공급한다. 플라즈마 발생부는 반응 챔버(100)의 샤워헤드(200)와 연결되고, 가스 분사부(210)에 플라즈마를 발생시키기 위한 고주파 전원을 공급한다. 고주파 전원(150)은 예를 들어 13.56㎒ 등의 이상의 고주파 전원을 생성하고, 정합기(140)는 반응 챔버(100)의 임피던스를 검출하여 임피던스의 허수 성분과 반대 위상의 임피던스 허수 성분을 생성함으로써 임피던스가 실수 성분인 순수 저항과 동일하도록 반응 챔버(100) 내에 최대 전력을 공급하고, 그에 따라 최적의 플라즈마를 발생시키도록 한다. 한편, 플라즈마 발생부가 반응 챔버(100) 상측에 마련되고 가스 분사부(400)에 고주파 전원이 인가되므로 반응 챔버(100)가 접지되어 반응 챔버(100) 내부에 공정 가스의 플라즈마가 생성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 기판출입구(110)의 영향으로 기판출입구(110)의 방향의 챔버 하부(100d) 측벽 및 기판출입구(110) 내부 및 주변에 이상 증착 및 아킹이 발생할 수 있기 때문에 플라즈마 차폐부재(300)는 챔버 측벽인 제1측벽부(100a) 방향에만 설치될 수 있다. 제1측벽부(100a)에는 기판출입구(110)가 설치가 되어 챔버의 측벽에 개구부가 생겨 플라즈마 필드의 흐름이 개구부가 없는 챔버의 측벽과 다를 수 있어, 기판출입구(110) 주변 및 챔버의 외부와 챔버의 내부를 연결해 주는 통로 부근에만 박막이 이상 증착이 될 수 있어 플라즈마 차폐부재(300)을 설치하여 이를 방지 할 수 있다. 또한, 플라즈마 차폐 부재(300)는 기판출입구(110) 상부 측벽에서 연장되며, 상부 측벽인 제1측벽부(100a)와 전기적으로 연결되어 이상 증착을 방지 할 수 있고, 플라즈마 차폐 부재(300)는 상부 측벽인 1측벽부(100a)와 동전위이며, 상부 측벽인 제1측벽부(100a)는 접지될 수 있다. 플라즈마 차폐 부재(300)는 공정 중에 상기 기판 안치대(160)의 옆에 위치하여 필드 챔버 하부(110d) 방향으로 확산하는 것을 차폐 할 수 있다. 또한, 플라즈마 차폐 부재(300)는 기판출입구(110)의 하부에도 설치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 플라즈마 차폐부재가 에지 프레임을 지지하는 것을 나타내는 개략 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 샤워헤드(200)와 상기 기판 안치대(160) 사이에서 생성된 플라즈마 필드가 상기 기판 안치대(160)에 증착되는 것을 방지하기 위한 에지 프레임(500)을 포함할 수 있다.
상기 에지 프레임(500)에는 내부에 기판(10)이 위치할 수 있는 공간이 마련된다. 예컨대, 상기 에지 프레임(500)은 전체적으로 내부가 비어있는 사각형 형태로 형성될 수 있다. 상기 에지 프레임(500)은 내부에 상기 기판(10)이 위치할 수 있도록 상기 기판(10)의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 상기 에지 프레임(500)은 상기 기판 안치대(160)의 상면 가장자리 부분을 덮을 수 있도록 상기 기판 안치대(160)의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 에지 프레임(500)은 상기 기판 안치대(160)의 상면 가장자리에 박막이 증착되는 것을 방지할 수 있다.
상기 에지 프레임(500)은 기판(10)에 박막을 증착시키는 공정(이하, '증착 공정'이라 함) 중에는 상기 기판 안치대(160)에 지지되고, 상기 증착 공정이 종료된 후에는 상기 플라즈마 차폐부재(300)에 지지될 수 있다.
예컨대, 상기 증착 공정이 수행되기 전에 상기 기판출입구(110)를 통해 상기 기판 안치대(160)에 상기 기판(10)이 안착되면, 상기 기판 안치대(160)는 상기 기판 승강기(170)에 의해 상승함에 따라 상기 플라즈마 차폐부재(300)에 지지된 상기 에지 프레임(500)을 지지할 수 있다. 이 과정에서, 상기 기판(10)은 상기 에지 프레임(500)에 마련된 내부 공간에 위치하게 되고, 상기 에지 프레임(500)은 상기 기판 안치대(160)의 상면 가장자리 부분을 덮게 된다. 상기 에지 프레임(500)은 상기 기판 안치대(160)에 지지된 상태에서 상기 기판 안치대(160)가 더 상승함에 따라 상기 플라즈마 차폐부재(300)로부터 이격될 수 있다. 이에 따라, 상기 에지 프레임(500)은 상기 증착 공정 중에 상기 기판 안치대(160)에 박막이 증착되는 것을 방지할 수 있다.
예컨대, 상기 증착 공정이 수행된 후에 상기 기판 안치대(160)가 상기 기판 승강기(170)에 의해 하강하면, 상기 플라즈마 차폐부재(300)는 상기 에지 프레임(500)을 지지할 수 있다. 이 과정에서, 상기 에지 프레임(500)은 상기 기판 안치대(160)로부터 이격될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 증착 공정이 수행되는 과정에서 상기 플라즈마 차폐부재(300)를 이용하여 상기 에지 프레임(500)을 상기 기판 안치대(160)에 지지시킬 수 있고, 상기 에지 프레임(500)을 상기 기판 안치대(160)로부터 이격시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 에지 프레임(500)을 이용하여 상기 기판 안치대(160)의 가장자리에 박막이 증착되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 기판(10)이 상기 기판출입구(110)를 통해 출입하는 과정에서 상기 기판(10) 및 상기 에지 프레임(500) 간에 간섭이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 플라즈마 차폐부재가 복수개 설치된 것을 나타내는 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 플라즈마 차폐부재(300)는 상기 기판출입구(110)의 상부 측벽에 복수개가 설치될 수 있다. 상기 플라즈마 차폐부재(300)들은 상기 기판(10)이 출입하기 위해 이동하는 이동방향에 대해 수직한 방향으로 서로 이격되게 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 플라즈마 차폐부재(300)들은 접착, 용접 등의 방법으로 상기 기판출입구(110) 상부 측벽에 결합될 수 있다. 상기 플라즈마 차폐부재(300)들은 일측이 상기 기판출입구(110)의 상부 측벽에 결합되고, 타측이 상기 기판 안치대(160)와 이격되게 설치될 수 있다.
상기 플라즈마 차폐부재(300)가 복수개 설치되는 것을 설명하기에 앞서, 상기 플라즈마 차폐부재(300)가 상기 기판출입구(110)에 대응되는 크기로 한 개만 설치된 경우(도 3에 도시됨)를 먼저 설명하면, 상기 플라즈마 차폐부재(300)는 상기 기판출입구(110)에서 상기 기판 안치대(160)를 향하는 방향으로 돌출되게 상기 기판출입구(110) 상부 측벽에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 플라즈마 차폐부재(300)는 상기 기판 안치대(160) 상부에서 하부로 배출되는 공정 가스가 상기 기판출입구(110)로부터 이격된 위치에서 배출되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 플라즈마 차폐부재(300)는 상기 기판출입구(110)로 이동하는 공정 가스의 유량을 감소시켜 상기 기판출입구(110)에 와류가 발생하는 것을 감소시킴으로써, 상기 기판출입구(110)에 이물질이 증착되는 것을 방지할 수 있다. 이 경우, 상기 기판 안치대(160) 상부의 공정 가스는 상기 플라즈마 차폐부재(300)와 상기 기판 안치대(160) 사이를 통해 상기 기판 안치대(160) 하부로 배출될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판 안치대(160) 상부의 압력은 감소될 수 있다.
상기 플라즈마 차폐부재(300)들이 상기 기판출입구(110) 상부 측벽에 서로 이격되게 설치되면(도 5에 도시됨), 상기 플라즈마 차폐부재(300)가 상기 기판출입구(110)에 대응되는 크기로 한 개만 설치된 경우와 동일한 기능과 효과를 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 추가적인 효과를 나타낼 수 있다. 예컨대, 상기 기판출입구(110)로 이동하는 공정 가스의 유량을 감소시켜 상기 기판출입구(110)에 와류가 발생하는 것을 감소시킴으로써 상기 기판출입구(110)에 이물질이 증착되는 것을 방지하는 효과, 및 상기 플라즈마 차폐부재(300)들과 상기 기판 안치대(160) 사이를 통해 상기 기판 안치대(160) 상부의 공정 가스를 상기 기판 안치대(160) 하부로 배출시키는 기능은 동일하다. 추가로 상기 플라즈마 차폐부재(300)들이 상기 기판출입구(110) 상부 측벽에 서로 이격되게 설치되면, 상기 플라즈마 차폐부재(300)들은 상기 기판 안치대(160) 상부의 공정 가스를 상기 플라즈마 차폐부재(300)들과 상기 기판 안치대(160) 사이 뿐만 아니라, 상기 플라즈마 차폐부재(300)들 간에 이격된 사이를 통해서도 상기 기판 안치대(160) 하부로 배출시킬 수 있다. 예컨대, 상기 플라즈마 차폐부재(300)들이 서로 이격된 거리는 3㎜ 이하일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 기판 안치대(160) 상부에서 하부로 배출되는 공정 가스의 배출량을 증대시킴으로써, 상기 기판 안치대(160) 상부의 압력을 더 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 기판출입구(110)로 이동하는 공정 가스의 유량을 감소시켜 상기 기판출입구(110)에 발생되는 와류를 감소시킴으로써, 상기 기판출입구(110)에 이물질이 증착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 기판 안치대(160) 상부의 압력을 감소시킬 수 있도록 구현됨으로써, 높은 압력으로 인해 상기 기판(10)이 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 통과공을 나타내는 평면도, 도 7은 도 6에 도시된 통과공을 나타내는 개략 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 플라즈마 차폐부재(300)를 관통하여 형성되는 통과공(310)을 포함할 수 있다.
상기 통과공(310)은 상기 플라즈마 차폐부재(300)를 관통하여 형성된다. 예컨대, 상기 통과공(310)은 상기 플라즈마 차폐부재(300)의 상부와 하부가 연통되도록 상기 플라즈마 차폐부재(300)를 관통하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 통과공(310)은 상기 기판 안치대(160) 상부의 공정 가스를 상기 기판 안치대(160) 하부로 배출시킬 수 있다.
상기 통과공(310)은 상기 플라즈마 차폐부재(300)의 일측(300a) 및 타측(300b) 사이에 형성된다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 공정 가스가 상기 플라즈마 차폐부재(300)를 통과하기 위한 면적을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 공정 가스가 상기 통과공(310)을 통과하는 과정에서 배출속도를 증가시킴으로써, 상기 통과공(310)을 통과한 공정 가스가 상기 기판출입구(110) 쪽으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 기판출입구(110)에 와류가 발생하는 것을 감소시킴으로써, 상기 기판출입구(110)에 플라즈마 필드의 밀도가 집중되어 이물질이 증착되는 것을 방지할 수 있다.
상기 통과공(310)은 상기 플라즈마 차폐부재(300)에 복수개가 서로 이격되어 형성될 수 있다. 상기 통과공(310)들은 상기 기판(10)이 출입하기 위해 이동하는 이동방향에 대해 수직한 방향으로 상기 플라즈마 차폐부재(300)에 서로 이격되게 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 통과공(310)들은 상기 플라즈마 차폐부재(300)를 관통하여 서로 이격되게 형성된 후에 상기 플라즈마 차폐부재(300)가 상기 기판출입구(110) 상부 측벽에 결합됨으로써, 상기 챔버(100) 내부에 설치될 수 있다. 따라서, 상기 통과공(310)들은 상기 플라즈마 차폐부재(300)에 형성됨으로써, 상기 챔버(100) 내부에 용이하게 설치될 수 있다.
상기 플라즈마 차폐부재(300)에 복수개 형성된 상기 통과공(310)들은 하나만 형성된 경우에 비해 상기 기판 안치대(160) 상부의 공정 가스를 상기 기판 안치대(160) 하부로 원활하게 배출시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 기판 안치대(160) 상부에서 상기 기판 안치대(160) 하부로 배출되는 상기 공정 가스의 배출량을 증대시킴으로써, 상기 기판출입구(110)에 와류가 발생하는 것을 더 감소시킬 수 있으므로 상기 기판출입구(110)에 이물질이 증착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 기판(10) 출입시 상기 이물질이 파티클로 작용하여 스크래치 등 상기 기판(10)이 손상 내지 파손되는 것을 방지함으로써, 상기 기판(10)의 품질이 저하되는 것을 방지하여 제품 경쟁력을 강화시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 플라즈마 차폐부재(300)에 형성되는 상기 통과공(310)의 직경 크기를 조절하거나 상기 플라즈마 차폐부재(300)에 형성되는 상기 통과공(310)의 개수를 조절함으로써, 상기 기판 안치대(160) 상부에서 하부로 배출되는 공정 가스의 배출량을 조절할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도, 도 9는 도 8에 도시된 플라즈마 차폐부재를 나타내는 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 플라즈마 차폐부재(300)는 일측(300a)이 상기 챔버(100)의 벽면에 접하고 타측(300b)이 상기 챔버(100)의 벽면으로부터 돌출되어 형성된다. 상기 플라즈마 차폐부재(300)는 상기 일측(300a)에서 상기 타측(300b)을 향하는 돌출방향(D1화살표 방향)을 향할수록 크기가 감소되게 형성된다. 즉, 상기 플라즈마 차폐부재(300)는 상기 돌출방향(D1화살표 방향)에 반대되는 방향을 향할수록 크기가 증가되게 형성된다. 이에 따라, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 플라즈마 차폐부재(300)의 타측(300b)이 상기 챔버(100)의 벽면에 결합되기 위한 결합면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 플라즈마 차폐부재(300)가 상기 챔버(100)의 벽면에 지지되는 지지력을 강화시킬 수 있다.
상기 플라즈마 차폐부재(300)는 상기 돌출방향(D1화살표 방향)을 향할수록 크기가 감소되게 형성된다. 이에 따라, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 돌출방향(D1화살표 방향)을 향할수록 상기 플라즈마 차폐부재(300)의 무게를 경량화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 플라즈마 차폐부재(300)의 타측(300b)이 하부로 처지는 것을 방지할 수 있다.
상기 플라즈마 차폐부재(300)는 상기 기판 안치대(160)의 상부에서 하부를 향하는 하측방향(D2화살표 방향)을 기준으로 크기가 감소되는 삼각기둥 형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 플라즈마 차폐부재(300)는 직각 삼각기둥일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치는 상기 플라즈마 차폐부재(300)의 상부가 상기 공정 가스를 차단하기 위한 차단면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치는 상기 기판출입구(110)로 이동하는 공정 가스의 유량을 감소시켜 상기 기판출입구(110)에 와류가 발생하는 것을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치는 상기 하측방향(D2화살표 방향)을 향할수록 크기가 감소되므로, 상기 플라즈마 차폐부재(300)의 무게를 경량화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치는 상기 챔버(100)의 벽면에 결합되는 상기 플라즈마 차폐부재(300)의 결합력을 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도이다.
도 10을 참조하면, 상기 플라즈마 차폐부재(300)는 결합부재(301) 및 차단부재(302)를 포함할 수 있다.
상기 결합부재(301)는 상기 챔버(100)의 벽면에 접하도록 결합된다. 예컨대, 상기 결합부재(301)는 접착, 용접 등의 방법으로 상기 기판출입구(110) 상부 측벽에 결합될 수 있다. 상기 결합부재(301)의 일측은 상기 기판출입구(110) 상부 측벽에 결합되고, 타측에는 상기 차단부재(302)가 상기 돌출방향(D1화살표 방향)으로 돌출되게 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 플라즈마 차폐부재(300)는 상기 하측방향(D2화살표 방향)을 기준으로 니은자 형태의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 결합부재(301)는 상기 하측방향(D2화살표 방향)을 기준으로 상기 차단부재(302)에 비해 긴 길이로 형성된다. 이에 따라, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 결합부재(301)가 상기 챔버(100)의 벽면에 결합되기 위한 결합면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 플라즈마 차폐부재(300)가 상기 챔버(100)의 벽면에 지지되는 지지력을 강화시킬 수 있다.
상기 차단부재(302)는 상기 결합부재(301)로부터 상기 돌출방향(D1화살표 방향)으로 돌출되게 형성된다. 이에 따라, 상기 차단부재(302)는 상기 기판 안치대(160) 상부에서 하부로 배출되는 공정 가스가 상기 기판출입구(110)로부터 이격된 위치에서 배출되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 차단부재(302)는 상기 기판출입구(110)로 이동하는 공정 가스의 유량을 감소시켜 상기 기판출입구(110)에 와류가 발생하는 것을 감소시킴으로써, 상기 기판출입구(110)에 이물질이 증착되는 것을 방지할 수 있다.
상기 차단부재(302)는 상기 하측방향(D2화살표 방향)을 기준으로 상기 결합부재(301)에 비해 짧은 길이로 형성된다. 이에 따라, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 플라즈마 차폐부재(300)의 타측(300b)을 일측(300a)에 비해 경량화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 상기 플라즈마 차폐부재(300)의 타측(300b)이 하부로 처지는 것을 방지할 수 있다.
도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 상기 플라즈마 차폐부재(300)가 직각 삼각기둥 형태, 니은자 형태의 단면을 갖는 경우에도 상기 플라즈마 차폐부재(300)에 상기 통과공(310)을 한 개 이상 형성시킴으로써, 상기 기판 안치대(160) 상부에서 하부로 공정 가스를 배출시켜 상기 기판 안치대(160) 상부의 압력을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 높은 압력으로 인해 상기 기판(10)이 손상 내지 파손되는 것을 방지함으로써, 상기 기판(10)의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
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: 반응 챔버 100a: 제1측벽부
110e: 제2측벽부 110d: 챔버 하부
110: 기판출입구 120: 배기구
160: 기판 안치대 200: 샤워 헤드
210: 가스 분사부 300: 플라즈마 차폐부재
310: 통과공 500: 에지 프레임

Claims (17)

  1. 공정 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 일 측벽에 설치되어 내부로 기판이 출입하는 기판출입구;
    상기 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 안치대;
    상기 기판 안치대에 대향되고 RF파워와 연결된 RF전극; 및
    상기 기판출입구가 설치된 챔버의 측벽에 설치된 플라즈마 차폐 부재를 포함하고,
    상기 플라즈마 차폐 부재는 상기 기판출입구 상부 측벽에서 연장되며, 상기 상부 측벽과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라즈마 차폐 부재는 상기 상부 측벽과 동전위이며, 상기 측벽은 접지되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라즈마 차폐 부재는 공정 중에는 상기 기판 안치대의 옆에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서
    상기 플라즈마 차폐 부재는 필드가 상기 기판 안치대 하부로의 확산을 방지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 청구항 1에 있어서
    상기 플라즈마 차폐 부재와 상기 기판 안치대의 거리는 3mm이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 공정 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 내부에 설치되어 기판을 지지하는 기판 안치대;
    상기 기판 안치대에 대향되고 RF파워와 연결된 샤워헤드; 및
    상기 챔버의 벽면에 설치되어 상기 샤워헤드와 상기 기판 안치대 사이에서 생성된 플라즈마 필드가 상기 기판 안치대 하부로의 확산을 방지하는 플라즈마 차폐 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 차폐 부재와 상기 기판 안치대의 거리는 3mm이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 차폐 부재는 상기 상부 측벽과 동전위이며, 상기 측벽은 접지되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 차폐 부재는 공정 중에는 상기 기판 안치대의 옆에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 필드가 상기 기판 안치대에 증착되는 것을 방지하기 위해 상기 기판 안치대에 지지되는 에지 프레임을 포함하고,
    상기 플라즈마 차폐부재는 상기 기판 안치대가 하강함에 따라 상기 에지 프레임이 상기 기판 안치대로부터 이격되도록 상기 에지 프레임을 지지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 챔버의 벽면에 설치되어 내부로 기판이 출입하는 기판출입구를 포함하고,
    상기 플라즈마 차폐부재는 상기 기판출입구의 상부 측벽에 복수개가 설치되되, 상기 기판이 출입하기 위해 이동하는 이동방향에 대해 수직한 방향으로 서로 이격되게 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 차폐부재를 관통하여 형성되는 통과공을 포함하고,
    상기 플라즈마 차폐부재는 일측이 상기 챔버의 벽면에 접하고, 타측이 상기 챔버의 벽면으로부터 돌출되게 형성되며,
    상기 통과공은 상기 플라즈마 차폐부재의 일측과 타측 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 차폐부재를 관통하여 형성된 복수개의 통과공을 포함하고,
    상기 통과공들은 서로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 차폐부재는 일측이 상기 챔버의 벽면에 접하고 타측이 상기 챔버의 벽면으로부터 돌출되어 형성되되, 상기 일측에서 상기 타측을 향할수록 크기가 감소되게 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 차폐부재는 상기 기판 안치대의 상부에서 하부를 향하는 하측방향을 기준으로 크기가 감소되는 직각 삼각기둥 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  16. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 차폐부재는 상기 챔버의 벽면에 접하도록 결합되는 결합부재, 및 상기 결합부재로부터 돌출되게 형성되는 차단부재를 포함하고,
    상기 결합부재는 상기 기판 안치대의 상부에서 하부를 향하는 하측방향을 기준으로 상기 차단부재에 비해 긴 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  17. 청구항 6에 있어서,
    상기 플라즈마 차폐부재는 상기 기판 안치대의 상부에서 하부를 향하는 하측방향을 기준으로 니은자 형태의 단면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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