KR20190117230A - 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판처리를 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 상측이 개구된 챔버본체(110)와, 상기 챔버본체(110)에 결합되어 밀폐된 처리공간(S)을 형성하며 전기적으로 접지되는 상부리드(120)를 포함하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100)에 설치되어 하나 이상의 RF전원이 인가되며 하나 이상의 기판(10)이 안착된 트레이(20)를 지지하는 기판지지부(130)와; 상기 처리공간(S)의 상측에 설치되어 기판처리의 수행을 위한 가스를 분사하는 가스분사부(140)와; 상기 기판지지부(130)와 상기 가스분사부(140) 사이에서 상하 이동가능하게 설치되며 상기 가스분사부(140)에 의하여 분사되는 가스가 통과되는 다수의 개구부(152)들이 형성되는 승강플레이트부(150)와; 상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어 상기 승강플레이트부(150)를 상하로 이동시키는 상하이동부(200)와; 상기 승강플레이트부(150) 및 상기 상부리드(120)를 전기적으로 연결시키는 하나 이상의 통전부재(160)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.

Description

기판처리장치 {Substrate processing apparatus}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하여 기판처리를 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
기판처리장치란 밀폐된 내부공간을 형성하는 진공챔버와, 진공챔버 내에 설치되어 기판이 안착되는 기판지지대 및 가스를 분사하는 가스분사부를 포함하여 구성되며, 내부공간에 처리가스를 주입하면서 전원을 인가하여 기판의 표면을 식각하거나 증착하는 장치를 말한다.
상기 기판처리장치에 의하여 처리되는 기판은 반도체용 웨이퍼, LCD패널용 유리기판, 태양전지용 기판 등이 있다.
상기 기판처리장치의 일례로서, 기판지지대 상에 태양전지용 기판을 안착시킨 후 기판의 표면에 미세한 요철을 형성하도록 진공처리를 수행하는 기판처리장치가 있다.
그런데, 종래 기판처리장치의 경우, 기판 상에 가스를 균일하게 분사하기 위하여 중간에 가스분사부가 가스 확산공간을 형성해야 하므로 단일 플레이트 만으로 가스분사부를 구성하기 어렵고, 반드시 별도의 이너플레이트를 구비하는 이중플레이트 구조로 구성되어야 하는 문제점이 있다.
이때, 하부플레이트의 경우 균일한 가스분사를 위해 가스가 분사되는 홀이 매우 많은 수(만개 이상)로 형성되어야 하므로, 제작이 어렵고 제조비용이 큰 문제점이 있다.
또한, 종래의 기판처리장치는, 기판지지부에 RF전원을 인가하고 공정챔버 및 가스분사부를 접지시켜 공정을 수행하는 등 하나 이상의 RF 전원을 인가하여 플라즈마를 형성하여 공정을 수행함이 일반적이다.
그런데, 종래의 기판처리장치의 경우, 기판지지부와 가스분사부 사이 공간에 플라즈마가 형성되므로 가스분사부가 플라즈마에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해 가스분사부가 필수적으로 내식성이 있는 코팅이나 아노다이징 같은 산화피막을 형성해야 하는데, 이 또한 가스분사부의 제조비용을 증가시키는 요인이 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 다수의 개구부가 형성된 승강플레이트부를 접지한 상태로 상하 이동가능하게 공정챔버 내에 설치하고, 승강플레이트부 및 기판지지부 사이의 공간에서만 플라즈마를 형성하여 공정을 수행함으로써 가스분사부를 저비용의 간단한 구조로 구성할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 상측이 개구된 챔버본체(110)와, 상기 챔버본체(110)에 결합되어 밀폐된 처리공간(S)을 형성하며 전기적으로 접지되는 상부리드(120)를 포함하는 공정챔버(100)와; 상기 공정챔버(100)에 설치되어 하나 이상의 RF전원이 인가되며 하나 이상의 기판(10)이 안착된 트레이(20)를 지지하는 기판지지부(130)와; 상기 처리공간(S)의 상측에 설치되어 기판처리의 수행을 위한 가스를 분사하는 가스분사부(140)와; 상기 기판지지부(130)와 상기 가스분사부(140) 사이에서 상하 이동가능하게 설치되며 상기 가스분사부(140)에 의하여 분사되는 가스가 통과되는 다수의 개구부(152)들이 형성되는 승강플레이트부(150)와; 상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어 상기 승강플레이트부(150)를 상하로 이동시키는 상하이동부(200)와; 상기 승강플레이트부(150) 및 상기 상부리드(120)를 전기적으로 연결시키는 하나 이상의 통전부재(160)를 포함하는 기판처리장치를 개시한다.
상기 가스분사부(140)는, 가스 공급을 위한 외부의 가스공급장치와 연통되며 상기 상부리드(120)를 관통하는 하나 이상의 가스주입구(180)와, 상기 가스주입구(180)와 연통되며 수평방향을 따라 연장되는 가스유로(149)와, 상기 가스유로(149)와 연통되어 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 복수의 가스분사구(146)들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 가스분사구(146)들은, 기판(10)을 향하는 면에 복수의 열로 배치될 수 있다.
상기 가스분사부(140)는, 상기 복수의 가스분사구(146)들에 각각 결합되며 가스분사를 위한 하나 이상의 분사공(141)이 형성되는 복수의 노즐부(142)들을 포함할 수 있다.
상기 노즐부(142)는, 상기 가스분사구(146)에 하측으로 돌출되도록 결합되며, 측면 둘레를 따라 가스분사를 위한 복수의 분사공(141)들이 형성될 수 있다.
상기 가스분사부(140)는, 상기 상부리드(120)의 저면에 결합되어 상기 상부리드(120)의 저면과 함께 상기 가스유로(149)를 형성하는 유로형성플레이트(144)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 가스분사구(146)는, 상기 유로형성플레이트(144) 중 상기 가스유로(149)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
상기 유로형성플레이트(144)는, 상기 상부리드(120)와 결합되는 결합면에 상기 가스유로(149) 형성을 위한 홈부(143)를 구비할 수 있다.
상기 유로형성플레이트(144)는, 평면상 분할된 복수의 서브플레이트(144a, 144b, 144c)들을 포함할 수 있다.
상기 홈부(143)는, 각 서브플레이트(144a, 144b, 144c)들에 서로 독립적으로 형성되는 복수의 서브홈부(143a, 143b, 143c)들을 포함할 수 있다.
상기 각 서브플레이트(144a, 144b, 144c)에 형성되는 복수의 가스분사구(146)들은, 대응되는 서브홈부(143a, 143b, 143c)를 통해 서로 연통될 수 있다.
상기 상부리드(120)는, 상기 유로형성플레이트(144)와 결합되는 저면에 상기 가스유로(149) 형성을 위한 홈부(143)를 구비할 수 있다.
상기 가스분사부(140)는, 상기 유로형성플레이트(144)에 형성된 상기 복수의 가스분사구(146)들에 각각 결합되며 가스분사를 위한 하나 이상의 분사공(141)이 형성되는 복수의 노즐부(142)들을 포함할 수 있다.
상기 가스분사부(140)는, 내부에 상기 가스유로(149)가 형성되며 상기 가스주입구(180)와 연통되도록 상기 상부리드(120)의 저면에 결합되는 하나 이상의 유로형성바디(148)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 가스분사구(146)는, 상기 가스유로(149)에 대응되는 위치에서 상기 유로형성바디(148)에 형성될 수 있다.
상기 가스분사부(140)는, 상기 상부리드(120)의 저면에 설치되는 복수의 유로형성바디(128)들을 포함할 수 있다.
각 유로형성바디(148)에는 상기 복수의 가스분사구(146)들이 하나 이상의 열로 형성될 수 있다.
상기 상부리드(120)의 저면에는 상기 유로형성바디(148)가 끼워지기 위하여 상기 유로형성바디(148)와 대응되는 형상의 오목부(122)가 형성될 수 있다.
상기 챔버본체(110)의 일 측면에는 가스배기를 위한 배기포트(112)가 형성될 수 있다.
상기 가스분사부(140)는, 영역별로 단위시간 및 단위면적 당 서로 다른 유량의 가스를 분사하는 복수의 가스분사영역들로 구획될 수 있다.
상기 복수의 가스분사구(146)는, 상기 배기포트(112) 측 부근에서 다른 영역보다 더 작은 밀도로 분포될 수 있다.
상기 챔버본체(110) 중 상기 배기포트(112)와 대향하는 타 측면에서 상기 배기포트(112)를 향하는 방향을 제1방향이라 할 때, 상기 가스분사부(140)는 평면상 상기 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 상기 복수의 가스분사영역들로 구획될 수 있다.
각 가스분사영역별 대응되는 가스분사구(146)에서 단위시간당 분사되는 가스의 유량은, 상기 배기포트(112) 측으로 갈수록 더 적을 수 있다.
각 가스분사영역별 단위면적당 대응되는 가스분사구(146)의 개수는, 상기 배기포트(112) 측으로 갈수록 더 적을 수 있다.
상기 통전부재(160)는, 복수개로 구성되어 상기 승강플레이트부(150) 및 상기 상부리드(120) 사이에 상기 승강플레이트부(150)의 가장자리를 따라 설치될 수 있다.
상기 통전부재(160)는, 상기 승강플레이트부(150)와 상기 상부리드(120) 사이의 간격이 감소됨에 따라 굽힘 가능한 플렉서블한 스트랩일 수 있다.
상기 통전부재(160)는, 상기 승강플레이트부(150)와 상기 상부리드(120) 사이의 간격이 감소됨에 따라 상기 승강플레이트부(150)의 상면 중앙을 향하여 휨이 가능한 재질을 가질 수 있다.
상기 통전부재(160)는, 상기 통전부재(160)가 굽어질 때 상기 복수의 가스분사구(146)들과 상하로 중첩되지 않도록 상기 복수의 가스분사구(146)들 사이에 배치될 수 있다.
상기 승강플레이트부(150)는, 평면형상이 직사각형으로 이루어질 수 있다.
상기 통전부재(160)는, 상기 통전부재(160)가 굽어질 때 인접한 통전부재(160)와 간섭되는 것을 방지하기 위하여 상기 승강플레이트부(150)의 꼭지점에 대응되는 영역에서 나머지 영역보다 큰 간격으로 배치될 수 있다.
상기 통전부재(160)는, 상기 통전부재(160)가 굽어질 때 인접한 통전부재(160)와 간섭되는 것을 방지하기 위하여 상기 승강플레이트부(150)의 직사각형 꼭지점에 가장 가깝게 배치된 상기 통전부재(160)는 상기 승강플레이트부(150)의 가장자리와 경사를 이루어 배치될 수 있다.
상기 기판처리장치는, 반응성이온에칭 공정을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 다수의 분사공이 형성된 승강플레이트부를 접지한 상태로 상하 이동가능하게 공정챔버 내에 설치하고, 승강플레이트부 및 기판지지부 사이의 공간에서만 플라즈마를 형성하여 공정을 수행함으로써 가스분사부를 저비용의 간단한 구조로 구성할 수 있는 이점이 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 승강플레이트부가 승하강 가능하게 설치되므로 승강플레이트부를 하강시킴으로써 가스분사부와 승강플레이트부 사이에 가스의 확산이 충분히 발생될 만큼의 간격을 확보할 수 있고, 그에 따라 가스분사부에 확산공간을 형성하기 위해 가스분사부를 많은 수의 홀이 형성되는 이중플레이트 구조로 구성할 필요가 없고, 가스분사부를 간단한 노즐 타입으로 구성하여 제조용이성을 확보하여 제조비용을 크게 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 승강플레이트부가 전기적으로 접지되므로, 승강플레이트부와 기판지지부 사이에서만 플라즈마가 형성됨으로써 가스분사부가 플라즈마의 영향을 받지 않으므로 가스분사부에 별도의 코팅이나 아노다이징 처리를 할 필요가 없는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 승강플레이트부를 전기적으로 접지시킴으로써, 승강플레이트부 및 기판지지부 사이의 공간에서만 플라즈마를 형성함에 따라서 상대적으로 작은 출력의 전원인가에도 안정적이고 균일한 기판처리의 수행이 가능하며 공정효율을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이때, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 플렉서블한 전도성 스트랩을 통해 승강플레이트부와 공정챔버(상부리드)를 전기적으로 연결함으로써, 공정챔버 내에서의 승강플레이트부의 상하방향 이동에도 불구하고 접지상태를 안정적으로 유지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 승강플레이트부를 상하로 이동가능하게 설치함으로써 공정조건에 따라 플라즈마의 높이이나 크기의 조정이 가능하여 최적의 공정분위기를 제공하여 양호한 기판처리가 가능한 이점이 있다.
도 1a 및 도 1b는, 본 발명일 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은, 도 1a 내지 도 2의 기판처리장치 중 상하이동부를 보여주는 사시도이다.
도 4는, 도 3의 Ⅰ-Ⅰ방향 단면도이다.
도 5는, 도 1a 내지 도 2의 기판처리장치 중 상하이동부의 변형례를 보여주는 사시도이다.
도 6은, 도 3의 상하이동부를 보여주는 평면도이다.
도 7은, 본 발명의 제1실시예에 따른 상하이동부의 구성 일부를 보여주는 사시도이다.
도 8a은, 도 3의 A부분을 확대하여 본 발명의 제2실시예에 따른 상하이동부를 보여주는 사시도이다.
도 8b는, 도 8a의 분해 사시도이다.
도 9는, 도 8a의 Ⅱ-Ⅱ방향 단면도이다.
도 10은, 도 8a의 Ⅲ-Ⅲ방향 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 제3실시예에 따른 상하이동부의 구성 일부를 확대하여 보여주는 확대 사시도이다.
도 12은, 도 11의 분해 사시도이다.
도 13은, 본 발명의 제3실시예에 따른 상하이동부의 구성 일부를 확대하여 보여주는 정면도이다.
도 14는, 도 4의 B부분을 확대하여 보여주는 확대도이다.
도 15는, 도 14의 구성 일부를 보여주는 평면도이다.
도 16은, 도 1a 내지 도 2의 기판처리장치 중 가스분사부를 보여주는 저면도이다.
도 17a는, 도 16의 Ⅳ-Ⅳ방향 단면도이고, 도 17b는 도 16의 Ⅴ-Ⅴ방향 단면도이다.
도 18은, 17a 내지 도17b의 가스분사부의 가스공급라인을 보여주는 평면도이다.
도 19는, 도 1a 내지 도 2의 기판처리장치 중 가스분사부를 보여주는 단면도이다
도 20은, 도 19의 Ⅵ-Ⅵ방향 단면도이다.
이하 본 발명에 따른 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 1a 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 상측이 개구된 챔버본체(110)와, 챔버본체(110)에 결합되어 밀폐된 처리공간(S)을 형성하며 전기적으로 접지되는 상부리드(120)를 포함하는 공정챔버(100)와; 공정챔버(100)에 설치되어 하나 이상의 RF전원이 인가되며 하나 이상의 기판(10)이 안착된 트레이(20)를 지지하는 기판지지부(130)와; 처리공간(S)의 상측에 설치되어 기판처리의 수행을 위한 가스를 분사하는 가스분사부(140)와; 기판지지부(130)와 가스분사부(140) 사이에서 상하 이동가능하게 설치되며 가스분사부(140)에 의하여 분사되는 가스가 통과되는 다수의 개구부(152)들이 형성되는 승강플레이트부(150)와; 공정챔버(100) 상측에 설치되어 승강플레이트부(150)를 상하로 이동시키는 상하이동부(200)와; 승강플레이트부(150) 및 상부리드(120)를 전기적으로 연결시키는 하나 이상의 통전부재(160)를 포함한다.
여기서 기판처리의 대상인 기판(10)은, 증착 및 식각 등 기판처리공정이 수행될 필요가 있는 기판이면 어떠한 기판도 가능하며, 예로서, 그 표면에 다수의 미세요철들을 형성하기 위한 공정이 수행될 필요가 있는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 등 태양전지용 기판도 가능하다.
상기 트레이(20)는, 하나 이상의 기판(10), 특히 다수개의 기판(10)들을 이송하는 구성으로서 기판(10)의 종류 및 진공처리공정에 따라서 그 재질 및 형상은 다양하게 구성될 수 있다. 여기서 트레이(20)는 붕규산유리(pyrex)와 같은 플라즈마에 강한 재질인 재질이 사용되며, 기판(10)들이 안착된 상태로 기판(10)들을 이송하기 위한 구성으로서 기판(10)이 후술하는 기판지지대(130)에 직접 안착되는 경우에는 필수적 구성이 아님은 물론이다.
상기 공정챔버(100)는, 기판처리를 하기 위한 밀폐된 내부공간을 형성하기 위한 구성으로서 기판처리공정에 따라 다양한 구성이 가능하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 상측이 개구되며 하나 이상의 게이트가 형성된 챔버본체(110) 및 챔버본체(110)와 서로 탈착가능하게 결합되어 처리공간(S)을 형성하는 상부리드(120)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 본 발명에 따른 기판처리장치에 의하여 수행되는 기판처리공정은 식각공정이 대표적이며, 특히 RIE(반응성 이온 에칭)공정이 있다.
이때, 상기 공정챔버(100)의 챔버본체(110) 및 상부리드(120)중 적어도 하나는, 전기적으로 접지되며, 바람직하게는 상부리드(120)가 접지되는 것이 바람직하다.
상기 챔버본체(110)에는 가스를 배출하기 위한 배기포트(112)가 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 배기포트(112)는, 챔버본체(110)의 하부, 특히 하부 일 측면 또는 하부면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 챔버본체(110)의 일측에는 기판(10)의 출입을 위한 하나 이상의 게이트(111)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 게이트(111) 및 배기포트(112)는 챔버본체(110)의 대향하는 양 측면에 형성될 수 있다.
그리고 상기 공정챔버(100)에는, 가스공급장치(미도시)로부터 공급받아 내부공간(S)으로 처리가스를 분사하는 가스분사부(140) 및 기판(10)이 트레이(20)를 통하여 안착되는 기판지지대(130), 내부공간(S) 내의 압력조절 및 배기를 위한 배기시스템 등 진공처리공정을 수행하기 위한 장치들이 설치된다.
상기 기판지지부(130)는, 하나 이상의 RF전원이 인가되며 하나 이상의 기판(10)이 안착된 트레이(20)를 지지하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
일 예로서, 상기 기판지지부(130)는, 도 1a 내지 도 1b에 도시된 바와 같이, 공정챔버(100)와 전기적으로 절연된 상태로 고정설치될 수 있다.
상기 기판지지부(130)는, 챔버본체(110)와 다양한 구조로 결합될 수 있으며, 일예로서, 챔버본체(110)의 하측에서 상측으로 공정챔버(100)와 결합될 수 있다.
이때 상기 기판지지부(130)는, 챔버본체(110)와 전기적으로 절연될 필요가 있는바, 챔버본체(110) 및 기판지지부(130)의 결합면 사이에 절연재질을 가지는 하나 이상의 절연부재(미도시)가 설치되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 챔버본체(110) 및 상기 기판지지부(130) 사이에서의 결합부위에는, 내부공간(S)을 외부와 격리된 밀폐상태를 유지하기 위하여 하나 이상의 밀봉부재가 설치될 수 있다.
다른 예로서, 상기 기판지지부(130)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 RF전원이 인가된 상태로 공정챔버(100)에 상하 이동가능하게 설치될 수 있다.
상기 기판지지부(130)는, 공정챔버(100)와 전기적으로 절연된 상태를 유지할 수 있다.
상기 기판지지부(130)는, 공정챔버(100) 내에서 상하이동가능하다면 챔버본체(110)와 다양한 방식 및 구조로 결합될 수 있다.
이때, 상기 기판처리장치는, 챔버본체(110)의 하부를 관통하여 기판지지부(130)와 결합된 승하강샤프트(132)를 상하이동시킴으로써 기판지지부(130)의 상하이동을 구동하는 기판상하구동부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 승하강샤프트(132)는, 기판지지부(130)를 지지함과 동시에 기판지지부(130)의 승하강을 위한 구성으로서, 기판지지부(130)의 안정적인 지지 및 수평유지를 위하여 대칭을 이루어 복수개로 구비됨이 바람직하다.
한편 상기 기판지지부(130)는, 반송로봇(미도시)에 의한 트레이(20)의 도입 또는 배출이 가능하도록 트레이(20)를 상하로 이동시키기 위한 하나 이상의 리프트핀이 상하로 이동가능하도록 설치될 수 있다.
상기 기판상하구동부(미도시)는, 유압, 공압 등을 구동력으로 하는 압력실린더를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 상기 기판지지부(130)는, 반송로봇(미도시)에 의한 트레이(20)의 도입 또는 배출이 가능하도록 트레이(20)를 상하로 이동시키기 위한 하나 이상의 리프트핀(미도시)이 상하로 이동가능하도록 설치될 수 있다.
상기 가스분사부(140)는, 처리공간(S)의 상측에 설치되며, 기판처리의 수행을 위한 가스를 분사하는 구성으로, 분사되는 가스의 종류, 숫자 등에 따라서 다양한 구조를 가질 수 있다.
상기 가스분사부(140)는, 상부리드(120)에 설치되어 상부리드(120)와 함께 전기적으로 접지됨이 바람직하다.
상기 승강플레이트부(150)는, 그 사용목적에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 도 1a 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 다수개의 개구부(152)들이 형성되어 가스가 통과되도록 하는 플레이트(151)로 구성될 수 있다.
상기 개구부(152)는, 가스분사부(140)로부터 분사되는 가스가 기판(10) 상면에서 기판처리가 수행되도록 다양한 패턴 및 크기로 형성될 수 있다.
한편 상기 승강플레이트부(150)는, 기판(10)이 안착된 트레이(20) 사이공간에서 형성되는 플라즈마에 의하여 기판(10) 표면이 식각된 잔사물질을 승강플레이트부(150)와 트레이(20)의 사이공간에 가두어 잔사물질이 기판(10)의 표면에 부착되어 미세한 요철을 형성하는 등 소정의 목적을 위해 사용된 경우를 예시한 것이다.
이때 상기 승강플레이트부(150)와 트레이(20) 사이의 거리는, 잔사를 가두는 효과 및 잔사에 의한 요철형성속도를 고려하여 5㎜-30㎜를 유지하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 승강플레이트부(150)는, 기판처리공정에 따라서 다양한 재질이 사용될 수 있으며, 플라즈마에 강한 재질이 사용되는 것이 바람직하며, 알루미늄 또는 그 합금의 재질을 가질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 도 1a 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 트레이(20)가 공정챔버(100)내로 도입 또는 배출시 처리공간(S)에 설치된 승강플레이트부(150)와의 간섭을 방지함과 아울러 플라즈마영역을 가변시키기 위하여 승강플레이트부(150)를 상하로 이동시키는 상하이동부(200)를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 도 1a 및 도 1b는, 설명의 편의를 위하여 승강플레이트부(150)의 상하이동을 과장하여 도시하였다.
상기 상하이동부(200)는, 승강플레이트부(150)를 공정챔버(100)에 대하여 상하로 이동시키는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 상하이동부(200)는, 승강플레이트부(150)의 상면에 결합되며 공정챔버(100)의 상부리드(120)를 관통하는 하나 이상의 승강샤프트(210)와; 상부리드(120)의 상측에 설치되며 승강샤프트(210)의 상하이동을 구동하는 상하구동부(230)를 포함할 수 있다.
상기 승강샤프트(210)는, 승강플레이트부(150)의 상면에 결합되어 상하이동됨으로써 승강플레이트부(150)가 상하이동되게 하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 상하구동부(230)는, 승강샤프트(210)의 상하이동을 구동하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 상하구동부(230)는, 상부리드(120)의 상측, 즉 처리공간(S)의 외부에서 승강샤프트(210)와 결합될 수 있다.
예로서, 상기 상하구동부(230)는, 샤프트연결부(220)를 상하방향 직선운동시킬 수 있다면 다양한 구동시스템이 적용될 수 있고, 예로서, 상기 상하구동부(230)는, 유압, 공압 등을 구동력으로 하는 압력실린더일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예로서, 상기 상하이동부(200)는, 복수개의 승강샤프트(210)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 상하이동부(200)는, 공정챔버(100)의 상측에서 복수의 승강샤프트(210)들과 결합되는 샤프트연결부(220)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 샤프트연결부(220)는, 하나 이상의 승강샤프트(210) 사이를 연결하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 사프트연결부(220)는, 상하구동부(230)와 결합되는 메인샤프트연결부(222)와; 상하구동부(230)와 복수의 승강샤프트(210)들 간 연결을 위하여 메인샤프트연결부(222)에서 분기되어 승강샤프트(210)와 결합되는 서브샤프트연결부(224)를 포함할 수 있다.
상기 메인샤프트연결부(222)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 상하구동부(230)에 복수개의 승강샤프트(210)들을 결합시키기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 메인샤프트연결부(222)는, 상하구동부(230)와 결합되며 상하방향(Z방향)에 수직한 X축방향을 길이방향으로 하는 로드(rod)일 수 있다.
상기 서브샤프트연결부(224)는, 상하구동부(230)와 승강샤프트(210) 간 연결을 위하여 메인샤프트연결부(222)에서 분기되어 승강샤프트(210)와 결합되는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 메인샤프트연결부(222)가 상하방향(Z방향)에 수직한 X축방향을 길이방향으로 하는 로드(rod)인 경우, 서브샤프트연결부(224)는, 승강샤프트(210)와 메인샤프트연결부(22) 사이를 연결하는 Y축방향을 길이방향으로 하는 로드(rod)일 수 있다.
이때, 상기 서브샤프트연결부(224)는, 메인샤프트연결부(222)를 중심으로 대칭으로 분기되어 분기된 양단에서 한 쌍의 승강샤프트(210)와 결합됨이 바람직하다.
상기 서브샤프트연결부(224)는, 승강샤프트(210)와 볼팅부재(300)를 통해 결합될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 샤프트연결부(220)는, 하나의 상하구동부(230) 및 복수의 승강샤프트(210)들과 각각 결합됨으로써 승강샤프트(210)의 상하방향이동을 동기화할 수 있다.
한편, 상기 상하이동부(200)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 상하구동부(230a, 230b)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 상하이동부(200)는, 승강플레이트부(150)의 상면 중앙부에 대응되는 승강샤프트(210)의 상하이동을 구동 중앙구동부(230a)와; 승강플레이트부(150)의 상면 외곽부에 대응되는 승강샤프트(210)의 상하이동을 구동하는 외곽구동부(230b)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 사프트연결부(220)는, 승강플레이트부(150)의 상면 중앙부에 대응되는 승강샤프트(210) 사이를 연결하는 중앙샤프트연결부(220a)와; 승강플레이트부(150)의 상면 외곽부에 대응되는 승강샤프트(210) 사이를 연결하는 외곽샤프트연결부(220b)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 중앙샤프트연결부(220a)는, 메인샤프트연결부(222a) 및 서브샤프트연결부(224a)로 구성될 수 있다.
마찬가지로, 상기 외곽샤프트연결부(220b)는, 메인샤프트연결부(222b) 및 서브샤프트연결부(224b)로 구성될 수 있음은 물론이다.
상기 중앙구동부(230a)는, 상기 중앙샤프트연결부(220a)를 통해 중앙부에 대응되는 승강샤프트(210)의 상하이동을 구동할 수 있다.
마찬가지로, 외곽구동부(230b)는, 상기 외곽샤프트연결부(220b)를 통해 외곽부에 대응되는 승강샤프트(210)의 상하이동을 구동할 수 있다.
본 발명은 복수의 상하구동부(230)를 포함함으로써, 승강플레이트부(150)의 중앙부와 외곽부의 승강정도에 차이를 둘 수 있어 승강플레이트부(150)의 중앙부에서 자중에 의해 발생되는 처짐현상을 방지할 수 있다.
한편, 상기 상하이동부(200)는, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 승강샤프트(210)의 상하방향이동을 가이드하는 가이드부(240)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 가이드부(240)는, 승강샤프트(210)의 양측에 상하방향을 길이방향으로 하여 설치되는 한 쌍의 가이드봉(242)과; 승강샤프트(210)와 결합되어 승강샤프트(210)와 함께 상하방향이동되며, 한 쌍의 가이드봉(242)이 상대이동가능하게 삽입되는 한 쌍의 관통공이 형성되는 가이드이동부재(244)를 포함할 수 있다.
상기 가이드부(240)는, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상부리드(200)의 상측의 하부구조물(252) 및 상부구조물(254)에 사이에 설치될 수 있다.
이때, 상기 가이드이동부재(244)는, 승강샤프트(210) 및 샤프트연결부(220) 사이에서 승강샤프트(210) 및 샤프트연결부(220) 각각과 볼팅부재(300)를 통해 결합될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 승강샤프트(210)는 처리공간(S) 내부에 위치된 승강플레이트부(150)의 상면과 고정결합되고, 샤프트연결부재(220) 및 상하구동부(230)는 처리공간(S)의 외부에 위치되므로, 자중, 열 등의 변화에 의한 상부리드(120)의 변형(수평방향 팽창/수축 또는 상하방향 휨 등)이 발생되는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부리드(120)의 중앙(M)을 중심으로 한 승강샤프트(210)의 수평방향 위치변화(화살표방향)가 발생될 수 있다.
상기 승강샤프트(210)의 수평방향 위치변화는, 승강샤프트(210), 가이드부(240) 및 샤프트연결부(220) 사이의 결합부위에 스트레스에 의한 마모나 마찰과 같은 손상을 야기할 수 있다.
이에, 상기 승강샤프트(210)는, 샤프트연결부(220)에 대해 상대수평이동 가능하게 샤프트연결부(220)와 결합됨이 바람직하다.
상기 승강샤프트(210)가 상대수평이동 가능하게 결합되기 위해서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1결합부위(C1) 및 제2결합부위(C2) 중 적어도 하나는, 결합된 부재들 간 수평방향으로 선형이동 가능하게 결합될 필요가 있다.
상기 제1결합부위(C1)은, 메인샤프트연결부(222)와 서브샤프트연결부(224) 사이의 결합부위를 의미하며, 제2결합부위(C2)는, 서브샤프트연결부(224)와 승강샤프트(210) 사이의 결합부위를 의미할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 상하이동부(200)를 자세히 설명한다.
여기서, 도 7은, 가이드부(240) 및 가이드부(240)가 설치되는 상부구조물(254) 및 하부구조물(252)는 도면상 생략되었다.
상기 제1실시예에서, 상기 서브샤프트연결부(224)와 승강샤프트(210)는, 제2결합부위(C2)에서 서로 직교하는 방향으로 이동을 가이드하는 두 개의 선형가이드부를 통해 수평방향 상대이동가능하게 결합될 수 있다.
구체적으로, 상기 상하이동부(200)는, 상기 승강샤프트(210)와 상기 샤프트연결부(220) 사이에 설치되며, 상기 승강샤프트(210)를 상기 샤프트연결부(220)에 대하여 평면상 제1방향으로 이동가능하게 하는 제1선형가이드부(252)와, 상기 제1선형가이드부(262)와 상기 승강샤프트(210) 사이에 설치되어 상기 승강샤프트(210)를 상기 제1선형가이드부(252)에 대하여 상기 평면상 상기 제1방향과 수직한 제2방향으로 이동가능하게 하는 하나 이상의 제2선형가이드부(264)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1선형가이드부(262) 및 제2선형가이드부(264)는, 선형이동을 위한 LM 가이드로 구성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1선형가이드부(262)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 승강샤프트(210)와 샤프트연결부(220)의 서브샤프트연결부(224) 사이에 설치되어, 승강샤프트(210)를 평면상 제1방향(Y축방향)으로 이동가능하게 하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
구체적으로, 상기 제1선형가이드부(262)는, 승강샤프트(210)와 고정결합되어 선형이동되는 이동부재(262a)와; 이동부재(262a)와 가이드홈(G)을 통해 상대이동가능하게 결합되어 서브샤프트연결부(224)에 고정결합되는 고정부재(262b)를 포함할 수 있다.
상기 가이드홈(G)는, 승강샤프트(210)를 제1방향(Y축방향)으로 이동가능하게 하기 위해 형성되는 이동부재(262a)를 위한 가이드로, 평면상 제1방향(Y축방향)으로 형성된다면 다양한 형상이 가능하다.
상기 제2선형가이드부(264)는, 제1선형가이드부(262)와 샤프트연결부(220) 사이에 설치되어 평면상 제1방향과 수직한 제2방향으로 제1선형가이드부(262)를 이동가능하게 하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
구체적으로, 상기 제2선형가이드부(264)는, 제1선형가이드부(262)와 고정결합되어 선형이동되는 이동부재(264a)와; 이동부재(262b)와 가이드홈(G)을 통해 상대이동가능하게 결합되어 샤프트연결부(220)의 서브샤프트연결부(224)에 고정결합되는 고정부재(262b)를 포함할 수 있다.
상기 가이드홈(G)는, 제1선형가이드부(262)를 제2방향(X축방향)으로 이동가능하게 하기 위해 형성되는 이동부재(264a)를 위한 가이드로, 평면상 제1방향(Y축방향)과 수직인 제2방향(X축방향)으로 형성된다면 다양한 형상이 가능하다.
제1실시예에따른 상하이동부(200)는, 샤프트연결부(220)의 서브샤프트연결부(224)와 승강샤프트(210) 사이에 서로 직교하는 방향으로 선형이동 가능한 2개의 선형가이드부(252, 254)를 상하적층방식으로 설치함으로써, 승강샤프트(210)를 서브샤프트연결부(224)에 대해 수평방향으로 상대이동 가능하게 설치할 수 있다.
한편, 상기 제1실시예에 따른 상하이동부(200)는, 서브샤프트연결부(224)와 승강샤프트(210) 사이에 가이드부(240)가 설치된 경우에도 동일하게 적용가능함은 물론이다.
일예로, 상기 제1선형가이드부(262) 및 제2선형가이드부(264)는, 서브샤프트연결부(224)와 가이드부(240) 사이에 또는 가이드부(240)와 승강샤프트(210) 사이에 설치될 수 있다.
다른 일예로, 상기 제1선형가이드부(262)는, 가이드부(240)와 승강샤프트(210) 사이에, 제2선형가이드부(264)는, 가이드부(240)와 서브샤프트연결부(224) 사이에 각각 설치될 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 10를 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 상하이동부(200)를 자세히 설명한다.
상기 제2실시예에서, 상기 서브샤프트연결부(224)와 승강샤프트(210)는, 제2결합부위(C2)에서 하나 이상의 볼팅부재(300)를 이용하여 수평방향 상대이동가능하게 결합될 수 있다.
즉, 제2실시예에 따른 상하이동부(200)는, 제1실시예와 달리, 선형이동을 위한 리니어모듈 대신 각 부재들을 결합시키는 볼팅부재(300)를 이용하여 승강샤프트(210)를 샤프트연결부(220)에 대해 상대수평이동 가능하게 샤프트연결부(220)와 결합시킬 수 있다.
구체적으로, 제2실시예에 따른 상하이동부(200)는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제1선형가이드부(262) 및 제2선형가이드부(264) 대신, 서브샤프트연결부(224)에 형성된 관통공을 통하여 승강샤프트(210)와 고정결합되며, 승강샤프트(210)와 샤프트연결부(220)를 결합시키는 하나 이상의 볼팅부재(300)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 관통공은, 직경(D)이 관통공에서 볼팅부재(300)의 외경(d) 보다 크게 형성됨이 바람직하다.
그에 따라, 상기 볼팅부재(300)는, 관통공의 직경(D) 내에서 수평방향 이동에 있어 자유도를 가지며 샤프트연결부(220)와의 마찰없이 승강샤프트(210)와 함께 이동될 수 있다.
상기 관통공의 형상은, 상부리드(120)의 변형방향 및 변형정도에 따라 원형, 타원형 또는 슬롯형 등 다양하게 형성될 수 있다.
한편, 상기 상하이동부(200)가 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 가이드부(240)를 추가로 포함하는 경우, 상기 상하이동부(200)는, 서브샤프트연결부(224)와 가이드이동부재(244)를 결합시키는 하나 이상의 제1볼팅부재(300a)와; 가이드이동부재(244)와 승강샤프트(210)를 결합시키는 하나 이상의 제2볼팅부재(300b)를 포함함이 바람직하다.
상기 제1볼팅부재(300a)는, 서브샤프트연결부(224)에 형성된 관통공을 통해 가이드이동부재(244)에 고정결합될 수 있다.
이때, 상기 관통공의 직경(D)은, 관통공에서 볼팅부재(300)의 외경(d) 보다 크게 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1볼팅부재(300a)는, 수평방향으로의 자유도를 가지며 가이드이동부재(244)와 함께 이동될 수 있다.
상기 제2볼팅부재(300b)는, 가이드이동부재(244)에 형성된 관통공을 통해 승강샤프트(210)에 고정결합될 수 있다.
이때, 상기 관통공의 직경(D)은, 관통공에서 볼팅부재(300)의 외경(d) 보다 크게 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2볼팅부재(300b)는, 수평방향으로의 자유도를 가지며 승강샤프트(210)와 함께 이동될 수 있다.
이하, 도 11 내지 도 13를 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 상하구동부(200)를 자세히 설명한다.
상기 제3실시예에서, 상기 서브샤프트연결부(224)와 승강샤프트(210)는, 제1결합부위(C1) 및 제2결합부위(C2)에서 각각 수평방향 상대이동가능하게 결합될 수 있다.
구체적으로, 상기 상하이동부(200)는, 상기 메인샤프트연결부(222)와 상기 서브샤프트연결부(224) 사이에 설치되며, 상기 서브샤프트연결부(224)를 상기 메인샤프트연결부(222)에 대하여 평면상 제1방향으로 이동가능하게 하는 하나 이상의 제3선형가이드부(266)와, 상기 서브샤프트연결부(224)와 상기 승강샤프트(210) 사이에 설치되어 상기 승걍샤프트(210)를 상기 서브샤프트연결부(224)에 대하여 상기 평면상 상기 제1방향과 수직한 제2방향으로 이동가능하게 하는 하나 이상의 제4선형가이드부(268)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제3선형가이드부(266) 및 제2선형가이드부(268)는, 선형이동을 위한 LM 가이드로 구성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 제3선형가이드부(266)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 서브샤프트연결부(224)와 고정결합되어 선형이동되는 이동부재(266a)와; 이동부재(266a)와 가이드홈(G)을 통해 상대이동가능하게 결합되어 메인샤프트연결부(222)에 고정결합되는 고정부재(266b)를 포함할 수 있다.
상기 가이드홈(G)는, 서프샤프트연결부(224)를 제1방향(X축방향)으로 이동가능하게 하기 위해 형성되는 이동부재(266a)를 위한 가이드로, 평면상 제1방향으로 형성된다면 다양한 형상이 가능하다.
이때, 상기 가이드홈(G)은, 제1방향이 메인샤프트연결부(222)의 길이방향(X축방향)과 평행하도록 형성됨이 바람직하다.
마찬가지로, 상기 제4선형가이드부(268)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 승강샤프트(210)와 고정결합되어 선형이동되는 이동부재(268a)와; 이동부재(268a)와 가이드홈(G)을 통해 상대이동가능하게 결합되어 서브샤프트연결부(224)에 고정결합되는 고정부재(268b)를 포함할 수 있다.
상기 가이드홈(G)는, 승강샤프트(210)를 제1방향(X축방향)에 수직한 제2방향(Y축방향)으로 이동시키기 위해 형성되는 이동부재(268a)를 위한 가이드로, 평면상 제2방향(Y축방향)으로 형성된다면 다양한 형상이 가능하다.
한편, 본 발명은, 상술한 선형가이드부와 볼팅부재(300)의 조합을 통해 승강샤프트(210)를 샤프트연결부(220)에 대해 상대수평이동 가능하게 샤프트연결부(220)와 결합시킬 수 있음은 물론이다.
다시 말해, 상술한 제3실시예에서, 상기 상하이동부(200)는, 제4선형가이드부(268) 대신, 서브샤프트연결부(224)에 형성된 관통공을 통하여 승강샤프트(210)와 고정결합되며, 승강샤프트(210)와 서브샤프트연결부(224)를 결합시키는 하나 이상의 볼팅부재(300)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 볼팅부재(300)는, 상술한 실시예들과 마찬가지로, 이때, 관통공의 직경(D)은, 관통공에서 볼팅부재(300)의 외경(d) 보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 상하이동부(200)가 가이드부(240)를 추가로 포함하는 경우, 제2실시예와 같이, 상하이동부(200)는, 2개의 볼팅부재(300a, 300b)를 포함할 수 있다.
상기 통전부재(160)는, 전도성재질로 이루어져 승강플레이트부(150)가 접지되도록 승강플레이트부(150) 및 상부리드(120)를 전기적으로 연결시키는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 통전부재(160)는, 복수개로 구성되어 승강플레이트부(150) 및 상부리드(120) 사이에 측면부를 따라 설치될 수 있다.
또한, 상기 통전부재(160)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 승강플레이트부(150)의 상방이동에 의하여 승강플레이트부(150)와 상부리드(120) 사이의 간격이 감소됨에 따라 승강플레이트부(150)의 상면 중앙을 향하여 휨이 가능한 재질을 가지는 플렉서블한 스트랩으로 구성될 수 있다.
상기 통전부재(160)가 플렉서블한 스트랩으로 구성됨으로써, 승강플레이트부(150)가 상하로 이동함에도 불구하고, 승강플레이트부(150)와 상부리드(120) 사이의 전기적 연결이 유지될 수 있는 이점이 있다.
이때, 상기 통전부재(160)는, 도 15에 도시된 바와 같이, 승강플레이트부(150)의 상면 중앙을 향하여 휘는 경우 이웃하는 통전부재(160)와 간섭되지 않도록 배치됨이 바람직하다.
예로서, 상기 통전부재(160)는, 복수개로 구성되며, 통전부재(160)가 굽어질 때 인접한 통전부재(160)와 간섭되는 것을 방지하기 위하여 승강플레이트부(150)의 꼭지점에 대응되는 영역에서의 간격(K2)이 나머지 영역에서의 간격(K1)보다 크게 배치될 수 있다.
다른 예로서, 상기 통전부재(160)는, 복수개로 구성되며, 통전부재(160)가 굽어질 때 인접한 통전부재(160)와 간섭되는 것을 방지하기 위하여 승강플레이트부(150)의 직사각형 꼭지점에 가장 가깝게 배치된 통전부재(160)는 승강플레이트부(150)의 가장자리와 경사(θ)를 이루어 배치될 수 있다.
그리고, 상기 통전부재(160)는, 통전부재(160)가 굽어질 때 후술하는 복수의 가스분사구(146)들 또는 노즐부(142)들과 중첩되지 않도록 복수의 가스분사구(146)들 또는 노즐부(142)들 사이에 배치됨이 바람직하다.
한편, 상기 통전부재(160)의 일단은, 통전부재결합부(154)에 의하여 승강플레이트부(150)의 상면 가장자리에 결합될 수 있다.
상기 통전부재결합부(154)는, 복수의 통전부재(160)들을 한번에 승강플레이트부(150)에 결합시키기 위하여, 승강플레이트부(150)에 형성된 개구부(152)에 대응되는 영역이 개방되며 승강플레이트부(150)의 상면 가장자리에 설치되는 직사각형 프레임부재로 구성될 수 있다.
상기 통전부재결합부(154)는, 이때, 프레임부재는, 일체로 형성되거나 또는 복수의 부재의 결합에 의하여 형성될 수 있다.
상기 프레임부재는, 프레임부재와 승강플레이트부(150)의 상면 사이에 통전부재(160)가 개재된 상태로 볼트 등과 같은 체결부재(155)에 의해 통전부재(160)를 승강플레이트부(150)의 가장자리에 설치할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는, 승강플레이트부(150)를 상부리드(120)를 통해 접지함으로써 트레이(20) 및 승강플레이트부(150) 사이의 공간에서만 플라즈마가 형성되도록 유도할 수 있고, 상대적으로 작은 출력의 전원인가에 의하여도 기판처리의 수행이 가능한 이점이 있다.
또한 인가전압의 출력이 감소됨에 따라서 아킹발생의 가능성이 낮아 기판처리의 불량가능성도 현저히 낮출 수 있는 이점이 있다.
즉, 상기 승강플레이트부(150)가 전기적으로 접지되면 실질적으로 승강플레이트부(150) 및 기판지지부(130) 사이에서만 플라즈마가 형성됨으로써 기판처리시 요구되는 전력소유의 감소로 기판처리효과를 극대화할 수 있는 것으로 추측된다.
또한, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 승강플레이트부(150)의 상하높이를 조절함으로써 승강플레이트부(150)와 기판지지부(130) 사이에 형성되는 플라즈마영역의 크기 및 높이 중 적어도 하나를 가변할 수 있는 이점이 있다.
여기서, 승강플레이트부(150)와 기판지지부(130) 사이 영역이 플라즈마가 형성되는 플라즈마영역으로 정의될 수 있다. 이때, 승강플레이트부(150)의 저면은 플라즈마영역의 상부경계를 이루고 기판지지부(130)의 상면은 플라즈마영역의 하부경계를 이룰 수 있다.
이때, 승강플레이트부(150)의 저면(상부경계)와 기판지지부(130)의 상면(하부경계) 사이의 간격은 플라즈마영역의 크기로 정의되고, 챔버본체(110) 하부면에서 '마스크(150)의 저면(상부경계)와 기판지지부(130)의 상면(하부경계) 중심선'까지의 높이는 플라즈마영역의 높이로 정의될 수 있다.
즉, 본 발명은, 기판처리장치에서 수행되는 공정의 종류 또는 공정분위기에 따라 최적화된 플라즈마영역을 형성할 수 있어 보다 양호한 기판처리가 가능한 이점이 있다. 이는, 기판처리장치가 두 개 이상의 공정을 순차적으로 수행하는 경우 각 공정에 최적화되도록 플라즈마영역을 가변할 수 있으므로 보다 유용할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판처리장치의 경우, 승강플레이트부(150)가 상하이동 가능하게 설치되므로, 공정 수행 시 승강플레이트부(150)를 하강시킴으로써 가스분사부(140)와 승강플레이트부(150) 사이에 확산공간을 형성할 수 있으므로, 가스분사부(140)가 확산공간 형성을 위하여 이너플레이트와 아우터플레이트의 이중구조로 이루어질 필요가 없다.
즉, 본 발명에 따른 가스분사부(140)는, 확산공간을 생략하고 단순한 가스유로(149) 및 가스분사구(146) 만으로 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 가스분사부(140)는, 가스 공급을 위한 외부의 가스공급장치와 연통되며 상부리드(120)를 관통하는 하나 이상의 가스주입구(180)와, 가스주입구(180)와 연통되며 수평방향을 따라 연장되는 가스유로(149)와, 가스유로(149)와 연통되어 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 복수의 가스분사구(146)들을 포함할 수 있다.
상기 가스공급장치(미도시)는, 가스분사부(140)에 연통되어 가스를 공급하기 위한 장치로 다양한 구성이 가능하다.
상기 가스주입구(180)는, 가스공급라인(190)을 통해 가스공급장치와 연통되며 처리공간(S)으로 가스를 공급하기 위하여 상부리드(120)를 관통형성될 수 있다.
이때, 상기 가스분사부(140)는, 가스공급효율을 위하여 다양하게 배치되는 복수의 가스주입구(180)들을 포함할 수 있으며, 복수의 가스주입구(180)들은 하나 이상의 가스공급라인(190)과 연결될 수 있다.
상기 가스공급라인(190)은, 공정챔버(100) 외부의 가스공급장치(미도시)로부터 가스를 공급받으며, MFC(Mass Flow Controller)에 의해 유량이 제어될 수 있다.
기판처리장치가 복수의 가스공급라인(192, 194)들을 포함하는 경우, 각 가스공급라인(192, 194)들은 유량이 서로 독립적으로 제어될 수 있다.
상기 가스공급라인(190)은, 다수의 가스주입구(180)와 연통되기 위하여 적어도 1회 이상 다수의 분기라인들로 분기될 수 있다. 상기 분기라인의 종단에 가스주입구(180)가 결합될 수 있다.
예로서, 본 발명에 따른 기판처리장치는, 상부리드(120)를 관통하는 6개의 가스주입구(180a~180f)와 가스공급장치를 연통시키는 제1가스공급라인(192)과 제2가스공급라인(194)를 포함할 수 있다.
상기 제1가스공급라인(192)은, 2개의 분기라인으로 1회 분기되어 두 개의 가스주입구(180a, 180b)에 결합되고, 상기 제2가스공급라인(194)는 4개의 분기라인은 2회 분기되어 네 개의 가스주입구(180c, 180d, 180e, 180f)에 결합될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 단일한 가스공급라인(190)이 8개의 분기라인으로 분기되어 각 가스주입구(180a~180f)와 결합되는 것도 가능함은 물론이다.
상기 가스유로(149)는, 가스주입구(180)와 연통되며 수평방향을 따라 연장되어 공급된 가스를 후술하는 가스분사구(146)로 가이드하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 가스유로(149)는, 도 18에 도시된 바와 같이, 가스주입구(180)를 통해 공급된 가스가 후술하는 가스분사구(146)까지 이동하는 경로를 형성할 수 있다면 1회이상 분기되거나 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있다.
도 18의 경우, 상기 가스유로(149)가 평면 상 그물망 또는 격자패턴으로 형성된 예를 도시하였으나 이는 하나의 실시예일뿐, 가스유로(149)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 가스분사구(146)는, 가스유로(149)와 연통되어 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 관통구로서, 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있다.
상기 가스분사구(146)는, 가스분사부(140) 중 가스유로(149)에 대응되는 위치에 형성되는 관통구일 수 있으며, 평면 상 균일하게 등간격으로 배치되거나 영역별 다른 간격으로 배치될 수 있고, 폐루프를 따라 배치되거나 선형라인을 따라 배치되는 등 다양한 형태로 배치될 수 있다.
예로서, 상기 가스분사구(146)는, 가스분사부(140) 저면에 복수의 열로 배치될 수 있다.
구체적으로, 상기 복수의 노즐부(142)들은, 도 16에 도시된 바와 같이, 열방향(Y축방향)에 수직한 행방향(X축방향)을 따라 6개의 열로 배치될 수 있다.
이때, 상기 가스분사부(140)는, 복수의 가스분사구(146)들에 각각 결합되며 가스분사를 위한 하나 이상의 분사공(141)이 형성되는 복수의 노즐부(142)들을 포함할 수 있다.
상기 노즐부(142)는, 가스분사구(146)에 결합되어 가스분사구(146)를 통해 분사되는 가스흐름의 세기, 분사방향을 바꾸거나 또는 가스분사구(146)를 통과하는 가스를 다수의 가는 줄기로 분사하기 위한 구성으로 다양한 형상이 가능하다.
예로서, 상기 노즐부(142)는, 가스분사구(146)에 하측으로 돌출되도록 결합되며, 측면 둘레를 따라 가스분사를 위한 복수의 분사공(141)들이 형성될 수 있다.
상기 노즐부(142)의 측면 둘레를 따라 분사공(141)이 형성됨으로써, 가스가 측방으로 분사될 수 있고, 그에 따라 가스가 기판(10) 상부 특정영역에 편중되지 않고 고르게 분포될 수 있어 보다 균일한 기판처리가 가능한 이점이 있다.
상기 복수의 분사공(141)들은, 상기 노즐부(142)의 측면 둘레를 따라, 바람직하게는 등간격으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 분사공(141)은, 가스를 수평면에 평행하게 분사하거나 수평면과 경사를 이루어 분사하기 위해 수평면과 평행하거나 경사를 이루도록 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 노즐부(142)는, 상기 노즐부(142)에 형성되는 분사공(141)의 개수에 대응되는 형상의 각기둥 형태로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 가스분사부(140)의 일 실시예로서, 상기 가스분사부(140)는, 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 상부리드(120)의 저면에 결합되어 상부리드(120)의 저면과 함께 가스유로(149)를 형성하는 유로형성플레이트(144)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 가스분사구(146)는, 유로형성플레이트(144) 중 가스유로(149)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
예로서, 상기 유로형성플레이트(144)는, 상부리드(120)와 결합되는 결합면에 가스유로(149) 형성을 위한 홈부(143)를 구비할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 다른 예로서, 상기 상부리드(120)는, 유로형성플레이트(144)와 결합되는 저면에 가스유로(149) 형성을 위한 홈부(143)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 유로형성플레이트(144)는 결합면에 홈이 형성되지 않은 평판으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 복수의 노즐부(142)들은, 유로형성플레이트(144)에 형성된 가스분사구(146)를 통해 에서 유로형성플레이트(144)와 결합될 수 있다.
상기 홈부((143)는, 기판처리장치의 다른 구조물(예로서, 상부리드(120)를 관통하는 승강샤트프(210) 등)과 간섭되지 않는다면 다양한 크기, 형상 및 패턴으로 형성될 수 있다.
상기 홈부(143)는, "유로형성플레이트(144) 중 상부리드(120)와 결합되는 결합면" 및 "상부리드(120)의 저면" 중 적어도 하나에 미리 설정된 깊이로 형성되는 홈으로써, 상부리드(120)와 유로형성플레이트(144)의 결합에 의해 가스가 흐르는 가스유로(149)를 형성할 수 있다.
상기 유로형성플레이트(144) 중 노즐부(142)가 결합되는 면(상부리드(120)와의 결합면의 반대면)에는, 각 열에 배치되는 노즐부(142)들 가장자리를 따라 하향돌출된 단차부(147)가 형성될 수 있다.
상기 단차부(147)에 의해 유로형성플레이트(144)의 전체적인 자중을 최소화 하면서도 가스분사구(146)에 노즐부(142)의 결합단부가 결합될 수 있는 두께를 확보함으로써 노즐부(142)가 가스분사구(146)에 안정적으로 결합될 수 있다.
한편, 상기 유로형성플레이트(144)는, 평면상 분할된 복수의 서브플레이트(144a, 144b, 144c)들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 서브플레이트(144a, 144b, 144c)들은, 설치편의 및 제조비용을 고려하여 다양한 형태 및 크기로 분할 될 수 있음은 물론이다.
예로서, 상기 유로형성플레이트(144)는, 열방향(Y축방향)으로 분할된 복수의 서브플레이트(144a, 144b, 144c)들을 포함할 수 있다.
예로서, 상기 복수의 서브플레이트(144a, 144b, 144c)들은, 도 16에 도시된 바와 같이, 열방향(Y방향)으로 균등하게 분할된 3개의 서브플레이트(144a, 144b, 144c)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 서브플레이트(144a, 144b, 144c)들은, 도 17b 에 도시된 바와 같이, 실링을 위하여 상호 결합되는 경계에서 단차가 형성될 수 있고, 볼트 등 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
상기 홈부(143)는, 각 서브플레이트(144a, 144b, 144c)들에 서로 독립적으로 형성되는 복수의 서브홈부(143a, 143b, 143c)들을 포함할 수 있다.
상기 홈부(143)가 유로형성플레이트(144)에 형성되는 경우, 각 서브플레이트(144a, 144b, 144c)들은, 서로 독립적인 서브홈부(143a, 143b, 143c)를 각각 구비할 수 있다.
상기 서브홈부(143a, 143b, 143c)들은, 다른 서브홈부(143a, 143b, 143c)와 연통되지 않도록 형성될 수 있다.
각 서브플레이트(144a, 144b, 144c)들에는, 각각 하나 이상의 열로 다수의 노즐부(142)들이 설치될 수 있다. 예로서, 각 서브플레이트(144a, 144b, 144c)들에는, 도 16에 도시된 바와 같이, 다수의 노즐부(142)들이 각각 2열로 배치될 수 있다.
이때, 각 서브플레이트(144a, 144b, 144c)에 형성되는 복수의 가스분사구(146)들(또는 결합된 복수의 노즐부(142)들)은, 대응되는 서브홈부(143a, 143b, 143c)를 통해 서로 연통될 수 있다.
구체적으로, 도 18에 도시된 바와 같이, 제1서브플레이트부(144a)에 형성된 2열의 가스분사구(146)들(또는 결합된 2열의 노즐부(142)들)은 각 열을 가로지르는 패턴으로 형성되는 제1서브홈부(143a)를 통해 상호 연통될 수 있다.
상기 가스분사부(140)의 다른 실시예로서, 상기 가스분사부(140)는, 도 19 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 내부에 상기 가스유로(149)가 형성되며 상기 가스주입구(180)와 연통되도록 상기 상부리드(120)의 저면에 결합되는 하나 이상의 유로형성바디(148)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 가스분사구(146)는, 가스유로(149)에 대응되는 위치에서 상기 유로형성바디(148)에 형성될 수 있다.
상기 유로형성바디(148)는, 도 19에 도시된 바와 같이, 상부리드(120)의 저면에 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
예로서, 상기 유로형성바디(148)는, 매립형구조로서 상부리드(120)의 저면에 형성되는 오목부(122)에 끼워져 결합될 수 있다.
상기 오목부(122)는, 상부리드(120)의 저면에 유로형성바디(148)가 끼워지기 위하여 유로형성바디(148)와 대응되는 형상으로 이루어질 수 있다.
예로서, 상기 가스분사부(140)는, 상부리드(120)의 저면에 설치되는 복수의 유로형성바디(148)들을 포함할 수 있다.
이때, 각 유로형성바디(148)에는 복수의 가스분사구(146)들이 하나 이상의 열로 형성될 수 있다.
상기 복수의 유로형성바디(148)들은, 복수의 가스분사구(146)들이 하나 이상의 열로 형성될 수 있도록 미리 설정된 길이를 가지며 내부에 가스유로(149)가 형성되는 파이프부재일 수 있다.
복수의 가스분사구(146)들이 기판(10)을 향하는 면에 복수의 열로 배치되도록, 상기 복수의 유로형성바디(148)들은, 열방향(Y축방향)에 수직한 행방향(X축방향)을 따라 설치될 수 있다.
그리고, 상기 유로형성플레이트(144), 유로형성바디(148), 노즐부(142) 등을 포함하는 가스분사부(140)는, 는 다양한 재질로 구성될 수 있고 예로서 세라믹재질로 이루어질 수 있으나, 승강플레이트부(150)가 하강하는 경우 가스분사부(140)가 설치되는 영역에는 공정 시 플라즈마가 형성되지 않으므로, 가스분사부(140)의 구성요소들에 대한 아노다이징이나 코팅은 필수적이지 않다.
한편, 기판처리장치의 배기포트(112)가 챔버본체(110)의 일측면에 형성되는 경우, 분사되는 가스가 최종적으로 배기포트(112)를 향해 이동하여 배출되므로, 배기포트(112)의 위치 편중에 의해 처리공간(S) 내의 가스분포가 불균일해 질 수 있다.
예로서, 도 18을 참조하면, 도 18에서 제1서브플레이트부(144a)는 게이트(111)에 근접한 측이고 제3서브플레이트부(144c)는 배기포트(112)에 근접한 측이라 가정하면, 배기포트(112)를 통해 가스가 배기되므로, 모든 가스분사구(146)를 통해 동일한 유량의 가스가 분사되는 경우를 가정했을 때 게이트(111)에 근접한 영역에 있는 가스분사구(146)에서 나온 가스도 결국 배기포트(112) 부근으로 몰리게 되므로 결과적으로 배기포트(112)에 근접한 영역에 가스가 더 몰려 가스가 불균일하게 분포되는 문제점이 있다.(배기포트(112) 측의 가스밀도가 더 커짐)
이에, 본 발명에 따른 기판처리장치에 따른 가스분사부(140)는, 영역별로 단위시간 및 단위면적 당 서로 다른 유량의 가스를 분사하는 복수의 가스분사영역들로 구획될 수 있다.
상기 가스분사부(140)를 복수의 가스분사영역들로 구획하고 각 영역별로 단위시간 및 단위면적 당 서로 다른 유량의 가스가 분사되도록 함으로써, 배기포트(112)의 위치편중에 따른 가스분포의 불균일을 보상하여 최종적으로 공정 진행 시 기판(10) 상측의 가스분포가 균일해지도록 할 수 있다.
상기 가스분사부(140)는, 배기포트(112)의 위치에 따라 평면 상 다양한 형태의 가스분사영역들로 구획될 수 있다.
이때, 각 가스분사영역의 크기, 각 가스분사영역에 포함되는 가스분사구(146)의 수는 다양하게 설정될 수 있다. 즉, 균등하게 분할되는 것뿐만 아니라 불균등하게 분할되는 것도 가능함은 물론이다.
예로서, 상기 챔버본체(110) 중 배기포트(112)와 대향하는 타 측면에서 배기포트(112)를 향하는 방향을 제1방향이라 할 때, 상기 가스분사부(140)는 평면상 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 복수의 가스분사영역들로 구획될 수 있다. 이때, 상기 챔버본체(110) 중 배기포트(112)와 대향하는 타 측면에는 기판(10) 출입을 위한 게이트(111)가 형성될 수 있다.
도 18을 참조하면, 상기 가스분사부(140)는, 제1방향(X축방향)에 수직한 제2방향(Y축방향)을 따라 2개의 가스분사영역(A, B)으로 구획될 수 있다.
구체적으로, 제1서브플레이트부(144a)는 제1가스분사영역(A), 제2서브플레이트부(144b) 및 제3서브플레이트부(144c)는 제2가스분사영역(B)에 대응될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 도 18과 같이, 서로 독립적인 복수의 가스유로(149)들이 형성될 수 있다면, 단일한 유로형성플레이트부(144) 또는 유로형성바디(148)에서도 복수의 가스분사영역이 구획될 수 있음은 물론이다. 즉, 각 가스분사영역들 사이에 가스가 연통되지 않도록 구성된다면 충분하다.
이때, 각 가스분사영역에서 단위시간 및 단위면적 당 분사되는 가스의 유량은, "각 가스분사영역의 단위면적당 포함되는 가스분사구(146)의 개수" 및 "각 가스분사영역별 대응되는 가스분사구(146)에서 단위시간당 분사되는 가스의 유량"에 의해 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 각 가스분사영역별 대응되는 가스분사구(146)에서 단위시간당 분사되는 가스의 유량은, 배기포트(112) 측으로 갈수록 더 적게 구성될 수 있다. 이러한 경우, 각 가스분사영역의 단위면적당 포함되는 가스분사구(146)의 개수가 동일하다고 하더라도 배기포트(112) 측에 근접한 가스분사영역의 가스분사구(146)에서 단위시간당 분사되는 가스의 유량이 다른 가스분사영역 보다 상대적으로 더 적으므로, 배기포트(112)에 근접한 가스분사영역과 배기포트(112)에서 먼 가스분사영역에서 단위시간 및 단위면적 당 분사되는 가스의 유량에 편차를 둘 수 있다.
도 18을 참조하면, 제1가스분사영역(A)는 22개(2열)의 가스분사구(146)가 형성되며 제1가스분사영역(A)의 2배 면적을 가지는 제2가스분사영역(B)는 44개(4열)의 가스분사구(146)가 형성되므로, 각 가스분사영역의 단위면적 당 가스분사구(146)의 개수는 동일하다. 그러나 단위시간당 서로 동일한 유량을 가스를 공급하는 두 개의 가스공급라인(192, 194)에 의해 제1가스분사영역(A)에서 단위시간 당 분사되는 가스의 유량은 제2가스분사영역(B)에서 단위시간당 분사되는 가스의 유량의 2배가 될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 단일한 가스공급라인(190)에 의해서도 가스공급라인 분기구조를 달리함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.
다른 실시예에서, 각 가스분사영역별 단위면적당 대응되는 가스분사구(146)의 개수는, 배기포트(112) 측으로 갈수록 더 적게 구성될 수 있다. 이때, 각 가스분사구(146)에서 단위시간당 분사되는 가스의 유량은 서로 동일하게 구성됨이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 각 가스분사구(146)에서 단위시간당 분사되는 가스의 유량이 서로 동일한 경우를 가정하더라도, 전체로 보아 가스분사구(146)의 분포가 불균일하여 가스분사영역별로 단위면적 당 가스분사구(146)의 개수에 편차가 있는 경우, 배기포트(112) 측에 근접한 가스분사영역의 단위면적 당 가스분사구(146)의 개수가 다른 가스분사영역 보다 상대적으로 더 적으므로, 배기포트(112)에 근접한 가스분사영역과 배기포트(112)에서 먼 가스분사영역에서 단위시간 및 단위면적 당 분사되는 가스의 유량에 편차를 둘 수 있다.
배기포트(112)에 의한 가스분포 불균일을 보상하기 위한 다른 방법으로서, 복수의 가스분사구(146)을 배기포트(112) 측 부근에서 다른 영역보다 더 작은 밀도로 분포시킬 수 있다. 이러한 경우, 가스분사부(140)를 복수의 가스분사영역으로 구획하지 않더라도, 단지 가스분사구(146)가 배기포트(112) 부근에 더 작은 밀도로 분포시킴으로써 배기포트(112) 부근에서 가스밀도가 높아지는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
이때, 상기 가스분사구(146) 분포의 편차는 공정종류 또는 공정분위기에 따라 적절히 선택될 수 있다.
이러한 방법을 통해, 공정챔버(100) 전체에서의 가스 균일도를 향상시킬 수 있다
한편, 가스분사부(140)가 복수의 가스분사영역으로 구획되는 것과 관련하여, 가스분사부(140)가 유로형성플레이트(144)를 포함하는 도 18의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 매립형구조를 가지는 도 19의 실시예에도 동일하게 적용가능함은 물론이다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10: 기판 20: 트레이
100 : 공정챔버 150: 승강플레이트부
160: 통전부재 200: 상하이동부

Claims (25)

  1. 상측이 개구된 챔버본체(110)와, 상기 챔버본체(110)에 결합되어 밀폐된 처리공간(S)을 형성하며 전기적으로 접지되는 상부리드(120)를 포함하는 공정챔버(100)와;
    상기 공정챔버(100)에 설치되어 하나 이상의 RF전원이 인가되며 하나 이상의 기판(10)이 안착된 트레이(20)를 지지하는 기판지지부(130)와;
    상기 처리공간(S)의 상측에 설치되어 기판처리의 수행을 위한 가스를 분사하는 가스분사부(140)와;
    상기 기판지지부(130)와 상기 가스분사부(140) 사이에서 상하 이동가능하게 설치되며 상기 가스분사부(140)에 의하여 분사되는 가스가 통과되는 다수의 개구부(152)들이 형성되는 승강플레이트부(150)와;
    상기 공정챔버(100) 상측에 설치되어 상기 승강플레이트부(150)를 상하로 이동시키는 상하이동부(200)와;
    상기 승강플레이트부(150) 및 상기 상부리드(120)를 전기적으로 연결시키는 하나 이상의 통전부재(160)를 포함하며,
    상기 가스분사부(140)는, 가스 공급을 위한 외부의 가스공급장치와 연통되며 상기 상부리드(120)를 관통하는 하나 이상의 가스주입구(180)와, 상기 가스주입구(180)와 연통되며 수평방향을 따라 연장되는 가스유로(149)와, 상기 가스유로(149)와 연통되어 상기 처리공간(S)으로 가스를 분사하는 복수의 가스분사구(146)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 가스분사구(146)들은, 기판(10)을 향하는 면에 복수의 열로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스분사부(140)는, 상기 복수의 가스분사구(146)들에 각각 결합되며 가스분사를 위한 하나 이상의 분사공(141)이 형성되는 복수의 노즐부(142)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 노즐부(142)는, 상기 가스분사구(146)에 하측으로 돌출되도록 결합되며, 측면 둘레를 따라 가스분사를 위한 복수의 분사공(141)들이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스분사부(140)는,
    상기 상부리드(120)의 저면에 결합되어 상기 상부리드(120)의 저면과 함께 상기 가스유로(149)를 형성하는 유로형성플레이트(144)를 추가로 포함하며,
    상기 가스분사구(146)는, 상기 유로형성플레이트(144) 중 상기 가스유로(149)에 대응되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 유로형성플레이트(144)는, 상기 상부리드(120)와 결합되는 결합면에 상기 가스유로(149) 형성을 위한 홈부(143)를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 유로형성플레이트(144)는, 평면상 분할된 복수의 서브플레이트(144a, 144b, 144c)들을 포함하며,
    상기 홈부(143)는, 각 서브플레이트(144a, 144b, 144c)들에 서로 독립적으로 형성되는 복수의 서브홈부(143a, 143b, 143c)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치,
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 각 서브플레이트(144a, 144b, 144c)에 형성되는 복수의 가스분사구(146)들은, 대응되는 서브홈부(143a, 143b, 143c)를 통해 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 상부리드(120)는, 상기 유로형성플레이트(144)와 결합되는 저면에 상기 가스유로(149) 형성을 위한 홈부(143)를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 청구항 6 및 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 가스분사부(140)는, 상기 유로형성플레이트(144)에 형성된 상기 복수의 가스분사구(146)들에 각각 결합되며 가스분사를 위한 하나 이상의 분사공(141)이 형성되는 복수의 노즐부(142)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스분사부(140)는,
    내부에 상기 가스유로(149)가 형성되며 상기 가스주입구(180)와 연통되도록 상기 상부리드(120)의 저면에 결합되는 하나 이상의 유로형성바디(148)를 추가로 포함하며,
    상기 가스분사구(146)는, 상기 가스유로(149)에 대응되는 위치에서 상기 유로형성바디(148)에 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 가스분사부(140)는, 상기 상부리드(120)의 저면에 설치되는 복수의 유로형성바디(128)들을 포함하며,
    각 유로형성바디(148)에는 상기 복수의 가스분사구(146)들이 하나 이상의 열로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 상부리드(120)의 저면에는 상기 유로형성바디(148)가 끼워지기 위하여 상기 유로형성바디(148)와 대응되는 형상의 오목부(122)가 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 챔버본체(110)의 일 측면에는 가스배기를 위한 배기포트(112)가 형성되며,
    상기 가스분사부(140)는, 영역별로 단위시간 및 단위면적 당 서로 다른 유량의 가스를 분사하는 복수의 가스분사영역들로 구획되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 챔버본체(110)의 일 측면에는 가스배기를 위한 배기포트(112)가 형성되며,
    상기 복수의 가스분사구(146)는, 상기 배기포트(112) 측 부근에서 다른 영역보다 더 작은 밀도로 분포되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 챔버본체(110) 중 상기 배기포트(112)와 대향하는 타 측면에서 상기 배기포트(112)를 향하는 방향을 제1방향이라 할 때, 상기 가스분사부(140)는 평면상 상기 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 상기 복수의 가스분사영역들로 구획되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    각 가스분사영역별 대응되는 가스분사구(146)에서 단위시간당 분사되는 가스의 유량은, 상기 배기포트(112) 측으로 갈수록 더 적은 것을 특징으로 하는 기판처리장치
  18. 청구항 14에 있어서,
    각 가스분사영역별 단위면적당 대응되는 가스분사구(146)의 개수는, 상기 배기포트(112) 측으로 갈수록 더 적은 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 통전부재(160)는,
    복수개로 구성되어 상기 승강플레이트부(150) 및 상기 상부리드(120) 사이에 상기 승강플레이트부(150)의 가장자리를 따라 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 통전부재(160)는,
    상기 승강플레이트부(150)와 상기 상부리드(120) 사이의 간격이 감소됨에 따라 굽힘 가능한 플렉서블한 스트랩인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 통전부재(160)는,
    상기 승강플레이트부(150)와 상기 상부리드(120) 사이의 간격이 감소됨에 따라 상기 승강플레이트부(150)의 상면 중앙을 향하여 휨이 가능한 재질을 가지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 통전부재(160)는,
    상기 통전부재(160)가 굽어질 때 상기 복수의 가스분사구(146)들과 상하로 중첩되지 않도록 상기 복수의 가스분사구(146)들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  23. 청구항 19에 있어서,
    상기 승강플레이트부(150)는, 평면형상이 직사각형으로 이루어지며,
    상기 통전부재(160)는,
    상기 통전부재(160)가 굽어질 때 인접한 통전부재(160)와 간섭되는 것을 방지하기 위하여 상기 승강플레이트부(150)의 꼭지점에 대응되는 영역에서 나머지 영역보다 큰 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  24. 청구항 19에 있어서,
    상기 승강플레이트부(150)는, 평면형상이 직사각형으로 이루어지며,
    상기 통전부재(160)는,
    상기 통전부재(160)가 굽어질 때 인접한 통전부재(160)와 간섭되는 것을 방지하기 위하여 상기 승강플레이트부(150)의 직사각형 꼭지점에 가장 가깝게 배치된 상기 통전부재(160)는 상기 승강플레이트부(150)의 가장자리와 경사를 이루어 배치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  25. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판처리장치는, 반응성이온에칭 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120023863A (ko) * 2010-09-02 2012-03-14 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치
KR101351399B1 (ko) * 2012-06-19 2014-01-15 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20160057718A (ko) * 2014-11-14 2016-05-24 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치
KR20160098538A (ko) * 2015-02-02 2016-08-19 (주) 일하하이텍 샤워 헤드 및 이를 구비하는 기판 처리 장치
KR20170041409A (ko) * 2015-10-07 2017-04-17 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120023863A (ko) * 2010-09-02 2012-03-14 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치
KR101351399B1 (ko) * 2012-06-19 2014-01-15 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20160057718A (ko) * 2014-11-14 2016-05-24 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치
KR20160098538A (ko) * 2015-02-02 2016-08-19 (주) 일하하이텍 샤워 헤드 및 이를 구비하는 기판 처리 장치
KR20170041409A (ko) * 2015-10-07 2017-04-17 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치

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