KR20170041592A - 샤워헤드 조립체 및 이를 구비한 기판처리장치 - Google Patents

샤워헤드 조립체 및 이를 구비한 기판처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 샤워헤드 조립체 및 이를 구비한 기판처리장치에 관한 것으로, 기판처리장치는 진공챔버와, 진공챔버의 내부에 제공되어 기판이 안착되는 서셉터와, 서셉터의 상부에 제공되며 진공챔버의 내부에 공정가스를 공급하는 샤워헤드와, 샤워헤드를 선택적으로 가열하는 가열 엘리먼트(heating element)와, 가열 엘리먼트와 샤워헤드의 사이에 제공되는 절연 인슐레이터를 포함하고, 진공챔버의 내부 온도는 가열 엘리먼트에 의해 가열되는 샤워헤드를 매개로 조절될 수 있게 함으로써, 챔버로 유입되는 공정가스를 가열하여 챔버 내의 온도 저하에 따른 파티클 생성을 저감시킬 수 있다.

Description

샤워헤드 조립체 및 이를 구비한 기판처리장치{SHOWER HEAD ASSEMBLY AND APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE HAVING THE SAME}
본 발명은 샤워헤드 조립체 및 이를 구비한 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 기판처리공정 중 챔버 내의 파티클(파우더) 생성을 저감시킬 수 있으며, 공정 효율을 향상시킬 수 있는 샤워헤드 조립체 및 이를 구비한 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD) 장비는, 디스플레이 제조 공정 또는 반도체 제조 공정 중에 진공 상태에서 가스의 화학적 반응을 이용하여 절연막, 보호막, 산화막, 금속막 등을 기판에 증착시키기 위해 사용된다.
도 1은 기존 기판처리장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기존 기판처리장치는 진공챔버(10), 상기 진공챔버(10)의 내부에 승강 가능하게 제공되며 기판(2)이 안착되는 서셉터(20)를 포함하며, 서셉터(20)의 상부에는 전극 및 공정가스가 분출되는 샤워헤드(30)가 구비된다.
상기 샤워헤드(30)를 통해 진공챔버(10)의 내부에 공정가스가 공급됨과 동시에 전극에 RF 전원이 인가됨에 따라, 진공챔버(10)의 내부에 공급된 공정가스는 플라즈마화 되어 서셉터(20)의 상면에 안착된 기판(2) 상에 증착될 수 있다.
한편, 상기 진공챔버의 내부에서 공정가스는 액체상태에서 기체로 기화된 상태로 공급되는데, 진공챔버의 내부 온도가 일정 미만으로 낮아질 경우에는, 공정가스의 분자 결합력이 높아져 공정가스가 다시 액화됨에 따라 파티클(파우더) 형태로 변환되는 문제점이 있다. 특히, 진공챔버 내부에서 플라즈마 발생이 중단됨에 따라 진공챔버의 온도가 낮아질수록 파티클의 발생량이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 상기 진공챔버의 내부에 파티클이 일정 이상 발생될 경우에는 기판 처리 공정을 수행할 수 없기 때문에, 진공챔버의 내부를 세정하는 세정 공정이 수행될 수 있어야 한다. 하지만, 진공챔버 내부의 파티클의 발생량이 증가할수록 세정 공정 주기가 짧아지기 때문에 공정 효율이 낮아지는 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 진공챔버 내의 파티클 발생을 저감시키고 공정 효율을 향상시키기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 챔버 내의 파티클 생성을 저감시킬 수 있으며, 공정 효율을 향상시킬 수 있는 샤워헤드 조립체 및 이를 구비한 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 샤워헤드를 매개로 챔버 내부의 온도를 조절하여 챔버 내부로 유입되는 공정가스의 액화를 방지하고, 챔버 내의 파티클 생성을 저감시킬 수 있는 샤워헤드 조립체 및 이를 구비한 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 박막 균일도를 향상시킬 수 있는 샤워헤드 조립체 및 이를 구비한 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 챔버의 세정 공정 주기를 연장할 수 있는 샤워헤드 조립체 및 이를 구비한 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기판처리장치는 진공챔버와, 진공챔버의 내부에 제공되어 기판이 안착되는 서셉터와, 서셉터의 상부에 제공되며 진공챔버의 내부에 공정가스를 공급하는 샤워헤드와, 샤워헤드를 선택적으로 가열하는 가열 엘리먼트(heating element)와, 가열 엘리먼트와 샤워헤드의 사이에 제공되는 절연 인슐레이터를 포함하고, 진공챔버의 내부 온도가 샤워헤드를 매개로 조절될 수 있게 함으로써, 챔버로 유입되는 공정가스를 가열하여 챔버 내의 온도 저하에 따른 파티클 생성을 저감시킬 수 있다.
참고로, 본 발명에서 가열 엘리먼트라 함은, 샤워헤드의 온도를 조절하기 위해 열을 발생시키는 수단, 다시 말해서, 샤워헤드의 온도를 높이기 위한 열을 발생시키는 수단으로 이해될 수 있으며, 가열 엘리먼트의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 아울러, 가열 엘리먼트는 열선과 같은 열원 만으로 구성되거나, 열원의 주변에 열전도율이 높은 별도의 열전달 매개체가 조립된 구조로 제공될 수 있다.
가열 엘리먼트는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 샤워헤드의 온도를 조절 가능한 다양한 위치에 장착될 수 있다. 일 예로, 가열 엘리먼트는 샤워헤드의 상면에 장착될 수 있다. 경우에 따라서는 가열 엘리먼트가 샤워헤드의 저면 또는 측면에 장착되거나, 샤워헤드의 내부 공간에 배치되도록 구성하는 것도 가능하다.
가열 엘리먼트의 구조 및 형태는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 가열 엘리먼트는 샤워헤드의 원주 방향을 따라 형성될 수 있으며, 샤워헤드의 반경 방향을 따라 이격되게 복수개가 배치될 수 있다. 다른 일 예로, 가열 엘리먼트는 샤워헤드의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 배치될 수 있다.
가열 엘리먼트가 샤워헤드의 상면에 장착되는 조건에서는, 절연 인슐레이터가 샤워헤드의 상면에 제공될 수 있으며, 가열 엘리먼트는 절연 인슐레이터의 상면에 장착될 수 있다.
절연 인슐레이터는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 소재로 형성될 수 있다. 일 예로, 절연 인슐레이터는 열전도성을 갖는 통상의 금속 소재로 형성될 수 있다. 다른 일 예로, 절연 인슐레이터가 전기절연성 및 열전도성을 동시에 가질 수 있도록, 절연 인슐레이터는 표면이 아노다이징(anodising) 처리된 열전도성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 바람직하게 절연 인슐레이터(400)는 표면이 아노다이징(anodising) 처리된 알루미늄으로 형성될 수 있다. 또는 절연 인슐레이터(400)의 전기 절연 특성을 높이기 위하여 마이카를 포함하는 재질로 형성될 수도 있다.
또한, 가열 엘리먼트의 상면에는 단열 소재로 이루어진 단열 인슐레이터가 제공될 수 있다. 단열 인슐레이터는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 단열 특성을 갖는 다양한 소재로 형성될 수 있다. 바람직하게 단열 인슐레이터는 단열 특성이 우수한 마이카(mica, 운모)로 형성될 수 있다.
아울러, 가열 엘리먼트가 샤워헤드의 상면에 장착되는 조건에서는, 절연 인슐레이터가 샤워헤드의 상면에 제공될 수 있고, 가열 엘리먼트는 절연 인슐레이터의 상면에 장착될 수 있으며, 단열 일슐레이터는 가열 엘리먼트의 상면을 덮도록 형성될 수 있다. 또한, 단열 인슐레이터의 상면에는 커버부재가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 기판처리장치용 샤워헤드 조립체는, 기판처리용 공정가스를 분사하기 위한 샤워헤드와, 샤워헤드를 선택적으로 가열하는 가열 엘리먼트(heating element)와, 가열 엘리먼트와 샤워헤드의 사이에 제공되는 절연 인슐레이터를 포함하여, 샤워헤드를 통해 분사되는 공정가스를 가열할 수 있다. 특히, 샤워헤드가 장착되는 진공챔버의 내부 온도는 샤워헤드를 매개로 조절될 수 있기 때문에, 챔버 내의 온도 저하에 따른 파티클 생성을 저감시킬 수 있다.
샤워헤드 조립체의 가열 엘리먼트는 요구되는 조건 및 사양에 따라 다양한 구조 및 배치 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 샤워헤드 조립체의 가열 엘리먼트는 가열 엘리먼트는 샤워헤드의 원주 방향을 따라 형성될 수 있으며, 샤워헤드의 반경 방향을 따라 이격되게 복수개가 배치될 수 있다. 다른 일 예로, 가열 엘리먼트는 샤워헤드의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 배치될 수 있다.
아울러, 절연 인슐레이터는 샤워헤드의 상면에 제공될 수 있고, 가열 엘리먼트는 절연 인슐레이터의 상면에 장착될 수 있다. 바람직하게 절연 인슐레이터는 표면이 아노다이징(anodising) 처리된 소재(예를 들어, 알루미늄)으로 형성될 수 있다.
그리고, 가열 엘리먼트의 상면에는 단열 소재로 이루어진 단열 인슐레이터가 제공될 수 있다. 절연 인슐레이터는 샤워헤드의 상면에 제공될 수 있고, 가열 엘리먼트는 절연 인슐레이터의 상면에 장착될 수 있으며, 단열 인슐레이터는 가열 엘리먼트의 상면을 덮도록 형성될 수 있다. 바람직하게 단열 인슐레이터는 마이카(mica)로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 챔버 내의 파티클 생성을 저감시킬 수 있으며, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 가열 엘리먼트를 이용하여 샤워헤드를 선택적으로 가열하고, 샤워헤드를 매개로 챔버 내부의 온도를 조절하여, 샤워헤드를 통해 챔버 내부로 유입되는 공정가스가 가열될 수 있게 함으로써, 공정가스의 액화를 방지하고, 챔버 내의 파티클 생성을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 가열 엘리먼트를 통해 챔버 내부의 온도를 조절하여 공정가스가 챔버 내부에 기화된 상태로 공급될 수 있게 함으로써, 박막 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 절연 인슐레이터를 이용하여 가열 엘리먼트와 샤워헤드 간의 전기전인 연결은 차단하면서 샤워헤드 측으로의 방열 특성을 효과적으로 보장할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 단열 인슐레이터를 이용하여 가열 엘리먼트에 의한 외부로의 발열을 효과적으로 차단할 수 있음은 물론, 샤워헤드의 급격한 온도저하를 방지할 수 있게 함으로써 샤워헤드와 주변 구조물(예를 들어, 인슐레이터링)과의 온도차에 의한 파티클 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 챔버 내의 파티클 발생량을 저감시켜 챔버의 세정 공정 주기를 연장으며, 수율 및 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 기존 기판처리장치를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 기판처리장치로서, 샤워헤드 조립체를 설명하기 위한 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 기판처리장치로서, 샤워헤드 조립체의 변형예를 설명하기 위한 도면,
도 6 및 도 7은 챔버 내부의 온도 조절에 따른 파티클 생성량을 설명하기 위한 사진이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 기판처리장치로서, 샤워헤드 조립체를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 기판처리장치는 진공챔버(110), 서셉터(120), 샤워헤드(210), 가열 엘리먼트(300), 및 절연 인슐레이터(400)를 포함한다.
상기 진공챔버(110)는 내부에 소정 처리 공간을 갖도록 제공되며, 측벽 적어도 일측에는 기판(12) 및 이송유닛이 출입하기 위한 출입부가 제공된다.
상기 진공챔버(110)의 사이즈 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있으며, 진공챔버(110)의 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
상기 서셉터(120)는 진공챔버(110)의 내부에 상하 방향을 따라 승강 가능하게 제공되며, 서셉터(120)의 상면에는 기판(12)이 안착될 수 있다. 상기 서셉터(120)는 모터와 같은 통상의 구동수단에 의해 상하 방향을 따라 이동될 수 있다.
상기 샤워헤드(210)는 서셉터(120)의 상부에 배치되며 진공챔버(110)의 내부에 공정가스 및 RF 에너지를 공급하도록 제공된다.
상기 샤워헤드(210)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있으며, 샤워헤드(210)의 구조 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 샤워헤드(210)는 상부에서 하부 방향으로 배치되는 탑 플레이트(212), 미드 플레이트(214), 및 엔드 플레이트(216)를 포함하여 구성될 수 있으며, 탑 플레이트(212)와 미드 플레이트(214)의 사이 공간으로 공급된 공정가스는 미드 플레이트(214)의 관통공(214a)을 거쳐 미드 플레이트(214)와 엔드 플레이트(216)의 사이 확산된 후, 엔드 플레이트(216)의 배출공(216a)을 통해 진공챔버(110)의 내부 공간으로 분사될 수 있다.
아울러, 상기 샤워헤드(210)와 진공챔버(110)의 사이에는 전기적 절연을 위한 인슐레이터링이 개재될 수 있으며, 상기 샤워헤드(210)로 공급되는 공정가스는 통상의 기화기에 의해 액체상태에서 기체로 기화된 상태로 샤워헤드(210)에 공급될 수 있다.
상기 가열 엘리먼트(heating element)(300)는 샤워헤드(210)를 가열하기 위해 제공된다.
참고로, 본 발명에서 가열 엘리먼트(300)라 함은, 샤워헤드(210)를 선택적으로 가열하기 위한 수단, 다시 말해서, 샤워헤드(210)의 온도를 높여 진공챔버(110)의 내부 온도를 조절하기 위한 수단으로 이해될 수 있으며, 가열 엘리먼트(300)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
아울러, 상기 가열 엘리먼트(300)는 열선과 같은 열원 만으로 구성되거나, 열원의 주변에 열전도율이 높은 별도의 열전달 매개체가 조립된 구조로 제공될 수 있다. 이하에서는 열전도율이 높은 가열블록 내부에 열원가 배치되어 가열 엘리먼트(300)를 구성하는 예를 들어 설명하기로 한다.
상기 가열 엘리먼트(300)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 샤워헤드(210)를 선택적으로 가열할 수 있는 다양한 위치에 장착될 수 있다. 일 예로, 상기 가열 엘리먼트(300)는 샤워헤드(210)의 상면에 장착될 수 있다. 경우에 따라서는 가열 엘리먼트가 샤워헤드의 저면 또는 측면에 장착되거나, 샤워헤드의 내부 공간에 배치되도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 가열 엘리먼트(300)의 구조 및 형태는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 가열 엘리먼트(300)는 샤워헤드(210)의 원주 방향을 따라 배치된 형태로 형성될 수 있다. 이하에서는 가열 엘리먼트(300)가 샤워헤드(210)의 원주 방향을 따라 배치된 "C" 형태로 형성된 예를 들어 설명하기로 한다. 참고로, 본 발명의 실시예에서는 가열 엘리먼트(300)가 오픈루프(open loop) 형태로 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 가열 엘리먼트가 폐루프(close loop) 형태로 형성되는 것도 가능하다.
상기 절연 인슐레이터(400)는 가열 엘리먼트(300)와 샤워헤드(210)의 사이에 제공되어, 가열 엘리먼트(300)와 샤워헤드(210) 간의 전기적 절연을 수행함과 동시에 가열 엘리먼트(300)로부터 발생된 열이 샤워헤드(210)로 효과적으로 전달될 수 있게 한다.
상기 가열 엘리먼트(300)가 샤워헤드(210)의 상면에 장착되는 조건에서는, 상기 절연 인슐레이터(400)가 샤워헤드(210)의 상면에 제공될 수 있으며, 상기 가열 엘리먼트(300)는 절연 인슐레이터(400)의 상면에 장착될 수 있다.
상기 절연 인슐레이터(400)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 소재로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 절연 인슐레이터(400)는 열전도성을 갖는 통상의 금속 소재로 형성될 수 있다. 다른 일 예로, 상기 절연 인슐레이터(400)가 전기절연성 및 열전도성을 동시에 가질 수 있도록, 절연 인슐레이터(400)는 표면이 아노다이징(anodising) 처리된 열전도성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 이하에서는 상기 절연 인슐레이터(400)가 표면이 아노다이징(anodising) 처리된 알루미늄으로 형성된 예를 들어 설명하기로 한다.
상기 절연 인슐레이터(400)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 형태 및 사이즈로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 절연 인슐레이터(400)는 가열 엘리먼트(300)에 대응되는 형태 및 사이즈로 제공될 수 있다. 경우에 따라서는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 절연 인슐레이터가 가열 엘리먼트와 다른 형태 및 다른 사이즈(예를 들어, 큰 사이즈 또는 작은 사이즈)로 제공되는 것이 가능하다.
또한, 상기 가열 엘리먼트(300)의 상면에는 단열 소재로 이루어진 단열 인슐레이터(500)가 제공될 수 있다. 상기 단열 인슐레이터(500)는 가열 엘리먼트(300)에 의한 외부로의 발열을 차단함과 동시에, 가열 엘리먼트(300)에 의한 발열이 중단될 시 샤워헤드(210)의 급격한 온도저하를 방지하기 위해 제공될 수 있다.
특히, 상기 진공챔버(110) 내부에서의 플라즈마 발생이 중단되면 비교적 열전도성이 높은 샤워헤드(210)의 온도가 주변 구조물에 비해 급격히 저하되는 현상이 발생할 수 있으며, 샤워헤드(210)와 주변 구조물(예를 들어, 인슐레이터링)의 온도차가 클수록 파티클의 발생량이 증가할 수 있다. 이에 본 발명은 단열 인슐레이터(500)를 이용함으로써 샤워헤드(210)의 온도 변화가 보다 서서히 이루어질 수 있게 함으로써 샤워헤드(210)의 급격한 온도저하에 의한 파티클 발생을 저감시킬 수 있다.
상기 단열 인슐레이터(500)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 단열 특성을 갖는 다양한 소재로 형성될 수 있다. 바람직하게 상기 단열 인슐레이터(500)는 단열 특성이 우수한 마이카(mica)로 형성될 수 있다.
상기 가열 엘리먼트(300)가 샤워헤드(210)의 상면에 장착되는 조건에서는, 상기 절연 인슐레이터(400)가 샤워헤드(210)의 상면에 제공될 수 있고, 상기 가열 엘리먼트(300)는 절연 인슐레이터(400)의 상면에 장착될 수 있으며, 상기 단열 일슐레이터는 가열 엘리먼트(300)의 상면을 덮도록 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 단열 인슐레이터가 가열 엘리먼트의 상면과 측면을 함께 덮도록 형성되는 것도 가능하다.
상기 단열 인슐레이터(500)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 형태 및 사이즈로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 단열 인슐레이터(500)는 가열 엘리먼트(300)에 대응되는 형태 및 사이즈로 제공될 수 있다. 경우에 따라서는 절연 인슐레이터가 가열 엘리먼트의 상면을 부분적으로 덮도록 형성되는 것이 가능하며, 단열 인슐레이터의 형태 및 사이즈에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 단열 인슐레이터(500)의 상면에는 커버부재(600)가 제공될 수 있다.
상기 커버부재(600)는 단열 인슐레이터(500)를 보호하고 외관을 형성하기 위해 제공될 수 있으며, 상기 커버부재(600)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 소재로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 커버부재(600)는 통상의 스테인레스강(SUS:steel use stainless)으로 형성될 수 있다.
상기 커버부재(600)는 단열 인슐레이터(500)의 상면을 전체적으로 덮거나 부분적으로 덮도록 형성될 수 있으며, 커버부재(600)의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 기판처리장치로서, 샤워헤드 조립체의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 단 하나의 가열 엘리먼트가 구비된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 복수개의 가열 엘리먼트가 사용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 샤워헤드(210)의 상면에는 샤워헤드(210)의 원주 방향을 따라 형성된 2개의 가열 엘리먼트(300,300')가 샤워헤드(210)의 반경 방향을 따라 이격되게 배치될 수 있으며, 각 가열 엘리먼트(300,300')와 샤워헤드(210)의 사이에는 각각 절연 인슐레이터(400,400')가 제공될 수 있고, 각 가열 엘리먼트(300,300')의 상면에는 단열 인슐레이터(500,500')가 제공될 수 있다. 또한, 단열 인슐레이터(500,500')의 상면에는 각각 커버부재(600,600')가 제공될 수 있다.
참고로, 도 4에서는 서로 유사한 형태를 갖는 2개의 가열 엘리먼트(300,300')가 사용된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 서로 다른 형태 및 구조를 갖는 복수개의 가열 엘리먼트를 사용하는 것이 가능하다. 가령, 복수개의 가열 엘리먼트 중, 특정 가열 엘리먼트는 샤워헤드의 원주 방향을 따라 연속적으로 연결될 형태로 형성될 수 있고, 나머지 다른 가열 엘리먼트는 샤워헤드의 원주 방향을 따라 비연속적으로 분리된 형태로 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 가열 엘리먼트(300")는 상기 샤워헤드(210)의 원주 방향을 따라 이격된(분리된) 형태로 형성될 수 있다. 일 예로, 샤워헤드(210)의 상면에는 샤워헤드(210)의 원주 방향을 따라 이격되게 4개의 가열 엘리먼트(300")가 제공될 수 있으며, 각 가열 엘리먼트(300")와 샤워헤드(210)의 사이에는 각각 절연 인슐레이터(400")가 제공될 수 있고, 각 가열 엘리먼트(300")의 상면에는 단열 인슐레이터(500")가 제공될 수 있다. 또한, 각 단열 인슐레이터(500")의 상면에는 커버부재(600")가 제공될 수 있다. 경우에 따라서는 복수개의 가열 엘리먼트가 격자 형태로 배열되거나 여타 다른 배열 구조로 배열될 수 있으며, 가열 엘리먼트의 배열 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 6 및 도 7은 챔버 내부의 온도 조절에 따른 파티클 생성량을 설명하기 위한 사진이다.
도 6을 참조하면, 진공챔버(도 2의 110 참조)의 내부 온도가 낮은 조건(예를 들어, 진공챔버의 내부 온도가 85도인 조건)에서는 샤워헤드(210)의 저면에 비교적 많은 파티클이 발생된 것을 확인할 수 있다. 특히, 온도 차이가 발생할 수 있는 샤워헤드(210)와 인슐레이터링의 사이에 비교적 많은 파티클이 발생되는 것을 확인할 수 있다.
반면, 도 7을 참조하면, 가열 엘리먼트(300)에 의해 가열되는 샤워헤드(210)를 매개로 진공챔버(도 2의 110 참조)의 내부 온도를 조절한 조건(예를 들어, 진공챔버의 내부 온도가 180~200도인 조건)에서는 샤워헤드(210)의 저면에서의 파티클 발생량이 현저하게 작은 것을 확인 수 있으며, 특히, 온도 차이가 발생할 수 있는 샤워헤드(210)와 인슐레이터링의 사이에서의 파티클 발생량이 저감되는 것을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 진공챔버 120 : 서셉터
200 : 샤워헤드 조립체 210 : 샤워헤드
212 : 탑 플레이트 214 : 미드 플레이트
216 : 엔드 플레이트 300 : 가열 엘리먼트
400 : 절연 인슐레이터 500 : 단열 인슐레이터
600 : 커버부재

Claims (22)

  1. 기판처리장치용 샤워헤드 조립체에 있어서,
    기판처리용 공정가스를 분사하기 위한 샤워헤드와;
    상기 샤워헤드를 선택적으로 가열하는 가열 엘리먼트(heating element)와;
    상기 가열 엘리먼트와 상기 샤워헤드의 사이에 제공되는 절연 인슐레이터를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 샤워헤드 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연 인슐레이터는 상기 샤워헤드의 상면에 제공되며, 상기 가열 엘리먼트는 상기 절연 인슐레이터의 상면에 장착된 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 샤워헤드 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연 인슐레이터는 열전도성을 갖는 금속 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 샤워헤드 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연 인슐레이터는 표면이 아노다이징(anodising) 처리된 열전도성을 갖는 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 샤워헤드 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절연 인슐레이터는 표면이 아노다이징(anodising) 처리된 알루미늄으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 샤워헤드 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    단열 소재로 형성되며, 상기 가열 엘리먼트의 상면을 덮도록 제공되는 단열 인슐레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 샤워헤드 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 절연 인슐레이터는 상기 샤워헤드의 상면에 제공되고, 상기 가열 엘리먼트는 상기 절연 인슐레이터의 상면에 장착되되,
    상기 단열 인슐레이터는 상기 가열 엘리먼트의 상면을 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 샤워헤드 조립체.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단열 인슐레이터는 마이카(mica)로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 샤워헤드 조립체.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 단열 인슐레이터의 상면을 덮도록 제공되는 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 샤워헤드 조립체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 엘리먼트는 상기 샤워헤드의 원주 방향을 따라 형성되며, 상기 샤워헤드의 반경 방향을 따라 이격되게 복수개가 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 샤워헤드 조립체.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 엘리먼트는 상기 샤워헤드의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치용 샤워헤드 조립체.
  12. 기판처리장치에 있어서,
    진공챔버와;
    상기 진공챔버의 내부에 제공되어 기판이 안착되는 서셉터와;
    상기 서셉터의 상부에 제공되며, 상기 진공챔버의 내부에 공정가스를 공급하는 샤워헤드와;
    상기 샤워헤드를 선택적으로 가열하는 가열 엘리먼트(heating element)와;
    상기 가열 엘리먼트와 상기 샤워헤드의 사이에 제공되는 절연 인슐레이터를; 포함하고,
    상기 진공챔버의 내부 온도는 상기 가열 엘리먼트에 의해 가열되는 샤워헤드를 매개로 조절 가능한 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 절연 인슐레이터는 상기 샤워헤드의 상면에 제공되며, 상기 가열 엘리먼트는 상기 절연 인슐레이터의 상면에 장착된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 제12항에 있어서,
    제1항에 있어서,
    상기 절연 인슐레이터는 열전도성을 갖는 금속 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 절연 인슐레이터는 표면이 아노다이징(anodising) 처리된 열전도성을 갖는 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 절연 인슐레이터는 표면이 아노다이징(anodising) 처리된 알루미늄으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  17. 제12항에 있어서,
    단열 소재로 형성되며, 상기 가열 엘리먼트의 상면을 덮도록 제공되는 단열 인슐레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 절연 인슐레이터는 상기 샤워헤드의 상면에 제공되고, 상기 가열 엘리먼트는 상기 절연 인슐레이터의 상면에 장착되되,
    상기 단열 인슐레이터는 상기 가열 엘리먼트의 상면을 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 단열 인슐레이터는 마이카(mica)로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 단열 인슐레이터의 상면을 덮도록 제공되는 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  21. 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 엘리먼트는 상기 샤워헤드의 원주 방향을 따라 형성되며, 상기 샤워헤드의 반경 방향을 따라 이격되게 복수개가 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  22. 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 엘리먼트는 상기 샤워헤드의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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