KR20210000568A - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛의 상부에서 상기 기판 지지 유닛에 마주하게 위치되며, 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 샤워 헤드 유닛을 포함하되, 상기 샤워 헤드 유닛은 토출홀이 형성되는 토출 플레이트, 상기 토출 플레이트에 적층되게 위치되는 분배 플레이트, 그리고 상기 토출 플레이트와 상기 분배 플레이트를 결합시키는 결합 부재를 포함하되, 상기 결합 부재는 상기 분배 플레이트에 삽입되는 제1슬리브, 상기 토출 플레이트에 삽입되는 제2슬리브, 그리고 상기 제1슬리브와 상기 제2슬리브 중 어느 하나에 힌지 결합되며, 다른 하나에 멀어지거나 가까워지는 방향으로 힌지축을 중심으로 회전되는 핀을 포함하는 기판 처리 장치.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}
본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하는 공정에 있어서 사진, 식각, 박막 증착, 이온주입, 그리고 세정 등 다양한 공정들이 수행된다. 이러한 공정들 중 식각, 박막 증착, 이온 주입, 그리고 세정 공정에는 가스를 이용한 기판 처리 장치가 사용된다.
일반적으로 가스 처리 공정은 챔버 내에 공정 가스를 공급하여 기판을 가스 처리하는 공정을 포함한다. 공정 가스는 기판의 전체 영역에 균일하게 공급되기 위해 기판과 유사 크기를 갖는 샤워 헤드를 통해 기판으로 공급되며, 샤워 헤드는 챔버의 천장벽에 고정 설치된다.
샤워 헤드는 일반적으로, 토출 플레이트와 분배 플레이트를 포함한다. 토출 플레이트와 분배 플레이트는 서로 적층되는 구조를 가진다. 토출 플레이트는 토출홀이 형성되며, 기판을 향해 공정 가스를 토출한다. 토출 플레이트는 분배 플레이트의 아래에 위치되며, 기판이 처리되는 공간에 노출되게 위치된다.
따라서 토출 플레이트에는 다량의 공정 부산물이 잔류되어 오염 빈도가 높으며, 공정 가스로 인해 형상이 변형되는 등의 손상 빈도가 높다. 이로 인해 토출 플레이트를 세정 및 교체하기 위한 분리 작업은 주기적으로 이루어진다.
그러나 토출 플레이트와 분배 플레이트는 볼트의 노출을 방지하기 위해, 도 1과 같이, 위에서 아래 방향으로 삽입되어 각 플레이트(2,4)를 체결한다. 이에 따라 토출 플레이트(2)를 분리하기 위해서는, 분배 플레이트(4)를 챔버로부터 분리시킨 후에, 볼트(6)를 해제함으로써 토출 플레이트(2)를 분배 플레이트(4)로부터 분리시켜야한다.
본 발명은 토출 플레이트를 신속하게 분리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한 본 발명은 토출 플레이트를 용이하게 분리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 기판을 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 그리고 상기 기판 지지 유닛의 상부에서 상기 기판 지지 유닛에 마주하게 위치되며, 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 샤워 헤드 유닛을 포함하되, 상기 샤워 헤드 유닛은 토출홀이 형성되는 토출 플레이트, 상기 토출 플레이트에 적층되게 위치되는 분배 플레이트, 그리고 상기 토출 플레이트와 상기 분배 플레이트를 결합시키는 결합 부재를 포함하되, 상기 결합 부재는 상기 분배 플레이트에 삽입되는 제1슬리브, 상기 토출 플레이트에 삽입되는 제2슬리브, 그리고 상기 제1슬리브와 상기 제2슬리브 중 어느 하나에 힌지 결합되며, 다른 하나에 멀어지거나 가까워지는 방향으로 힌지축을 중심으로 회전되는 핀을 포함하는 기판 처리 장치.
상기 핀은 상기 힌지축을 중심으로 회전되는 제1부분과 상기 제1부분으로부터 연장되며, 상기 제1부분의 회전에 의해 고정 위치와 분리 위치 간에 이동되는 제2부분을 가지며, 상기 고정 위치는 상기 분배 플레이트와 상기 토출 플레이트가 서로 결합되는 위치이고, 상기 분리 위치는 상기 분배 플레이트와 상기 토출 플레이트가 서로 분리되는 위치이며, 상기 고정 위치에는 상기 제2부분이 상기 다른 하나에 가까워지는 방향으로 상기 다른 하나를 가압할 수 있다.
상기 분배 플레이트는 제1측면에 상기 제1슬리브가 삽입되는 제1홈이 형성되고, 상기 토출 플레이트는 제2측면에 상기 제2슬리브가 삽입되는 제2홈이 형성되되, 상기 제1홈과 상기 제2홈 각각은 상하 방향으로 서로 마주하게 위치될 수 있다. 상기 결합 부재는, 상기 어느 하나에 일단이 고정되고, 타단이 상기 핀에 고정되며, 상기 핀에 탄성력을 제공하는 판 스프링을 더 포함할 수 있다.
상기 다른 하나는 외측 방향으로 돌출되는 돌기를 가지며, 상기 핀은 상기 고정 위치에서 상기 돌기가 삽입되는 고정 홈이 형성될 수 있다. 상기 제2부분은 상기 제1부분으로부터 연장되는 오목부와 상기 오목부로부터 연장되며 상기 오목부에 비해 큰 폭으로 제공되는 볼록부를 가지고, 상기 고정 홈은 상기 제1부분과 상기 볼록부의 사이 공간으로 제공될 수 있다. 상기 다른 하나는 상기 분배 플레이트 또는 상기 토출 플레이트에 일부가 삽입되는 삽입부와 상기 삽입부로부터 어느 하나를 향하는 방향으로 연장되며, 상기 돌기를 지지하는 지지부를 가지며, 상기 고정 위치에서 상기 돌기는 상기 고정홈에 삽입되고, 상기 지지부는 상기 볼록부에 면접촉될 수 있다.
상기 어느 하나는 상기 제1슬리브를 포함하고, 상기 다른 하나는 상기 제2슬리브를 포함하되, 상기 제1슬리브는 상기 제1홈에 삽입되며, 상기 분배 플레이트와 고정 결합될 수 있다.
또한 기판 상에 공정 가스를 공급하는 유닛은 토출홀이 형성되는 토출 플레이트, 상기 토출 플레이트에 적층되게 위치되는 분배 플레이트, 그리고 상기 토출 플레이트와 상기 분배 플레이트를 결합시키는 결합 부재를 포함하되, 상기 결합 부재는 상기 분배 플레이트에 삽입되는 제1슬리브, 상기 토출 플레이트에 삽입되는 제2슬리브, 그리고 상기 제1슬리브와 상기 제2슬리브 중 어느 하나에 힌지 결합되며, 다른 하나에 멀어지거나 가까워지는 방향으로 힌지축을 중심으로 회전되는 핀을 포함한다.
상기 핀은 상기 힌지축을 중심으로 회전되는 제1부분과 상기 제1부분으로부터 연장되며, 상기 제1부분의 회전에 의해 고정 위치와 분리 위치 간에 이동되는 제2부분을 가지며, 상기 고정 위치는 상기 분배 플레이트와 상기 토출 플레이트가 서로 결합되는 위치이고, 상기 분리 위치는 상기 분배 플레이트와 상기 토출 플레이트가 서로 분리되는 위치이며, 상기 고정 위치에는 상기 제2부분이 상기 다른 하나에 가까워지는 방향으로 상기 다른 하나를 가압할 수 있다.
상기 제1슬리브와 상기 제2슬리브는 상하 방향으로 서로 마주하게 위치되고, 상기 결합 부재는, 상기 어느 하나에 일단이 고정되고, 타단이 상기 핀에 고정되며, 상기 핀에 탄성력을 제공하는 판 스프링을 더 포함할 수 있다.
상기 다른 하나는 외측 방향으로 돌출되는 돌기를 가지며, 상기 핀은 상기 고정 위치에서 상기 돌기가 삽입되는 고정 홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 토출 플레이트와 분배 플레이트는 볼트가 제공되지 않는 결합 구조를 가진다. 이로 인해 토출 플레이트 및 분배 플레이트를 용이히게 분리할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 토출 플레이트와 분배 플레이트는 힌지축을 중심으로 회전되는 핀에 의해 결합된다. 이로 인해 토출 플레이트 및 분배 플레이트를 용이히게 분리할 수 있다.
도 1은 일반적인 샤워 헤드를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 배플을 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 2의 샤워 헤드 유닛을 개략적으로 보여주는 절단 사시도이다.
도 5는 도 4의 샤워 헤드 유닛를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5의 결합 부재를 확대해 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6의 결합 부재를 보여주는 분해 사시도이다.
도 8 내지 도 10은 토출 플레이트가 분배 플레이트에 결합되는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 11은 도 7의 결합 부재의 다른 실시예를 보여주는 분해 사시도이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
본 실시예에서는 챔버 내에서 플라즈마를 이용하여 기판을 식각 처리하는 기판 처리 장치를 일 예로 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 샤워 헤드 유닛으로부터 토출되는 가스를 이용하여 기판을 처리하는 장치라면 다양한 공정에 적용 가능하다.
이하, 도 2 내지 도 11을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치를 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 플라즈마 소스(400), 배플(500), 그리고 샤워 헤드 유닛(600)을 포함한다.
챔버(100)은 내부에 기판(W)이 처리되는 처리 공간을 제공한다. 챔버(100)는 원형의 통 형상으로 제공된다. 챔버(100)은 금속 재질로 제공된다. 예컨대, 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 챔버(100)의 일측벽에는 개구(130)가 형성된다. 개구(130)는 기판(W)이 반출입 가능한 출입구(130)로 제공된다. 출입구(130)는 도어(140)에 의해 개폐 가능하다. 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(150)이 형성된다. 배기홀(150)은 배기 라인을 통해 감압 부재(160)에 연결된다. 감압부재(160)는 배기 라인을 통해 배기홀(150)로 진공압을 제공한다. 공정 진행 중에 발생되는 부산물 및 챔버(100) 내에 머무르는 플라즈마는 진공압에 의해 챔버(100)의 외부로 배출된다.
기판 지지 유닛(200)은 처리 공간에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 정전척(200)으로 제공될 수 있다. 선택적으로 기판 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수 있다.
정전척(200)은 유전판(210), 포커스링(250), 그리고 베이스(230)를 포함한다. 유전판(210)의 상면에는 기판(W)이 직접 놓인다. 유전판(210)은 원판 형상으로 제공된다. 유전판(210)은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 유전판(210)의 내부에는 내부 전극(212)이 설치된다. 내부 전극(212)에는 전원(미도시)이 연결되고, 전원(미도시)으로부터 전력을 인가받는다. 내부 전극(212)은 인가된 전력(미도시)으로부터 기판(W)이 유전판(210)에 흡착되도록 정전기력을 제공한다. 유전판(210)의 내부에는 기판(W)을 가열하는 히터(214)가 설치된다. 히터(214)는 내부 전극(212)의 아래에 위치될 수 있다. 히터(214)는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다. 예컨대, 유전판(210)은 세라믹 재질로 제공될 수 있다.
베이스(230)는 유전판(210)을 지지한다. 베이스(230)는 유전판(210)의 아래에 위치되며, 유전판(210)과 고정결합된다. 베이스(230)의 상면은 그 중앙영역이 가장자리영역에 비해 높도록 단차진 형상을 가진다. 베이스(230)는 그 상면의 중앙영역이 유전판(210)의 저면에 대응하는 면적을 가진다. 베이스(230)의 내부에는 냉각유로(232)가 형성된다. 냉각유로(232)는 냉각유체가 순환하는 통로로 제공된다. 냉각유로(232)는 베이스(230)의 내부에서 나선 형상으로 제공될 수 있다. 베이스에는 외부에 위치된 고주파 전원(234)과 연결된다. 고주파 전원(234)은 베이스(230)에 전력을 인가한다. 베이스(230)에 인가된 전력은 챔버(100) 내에 발생된 플라즈마가 베이스(230)를 향해 이동되도록 안내한다. 베이스(230)는 금속 재질로 제공될 수 있다.
포커스링(250)은 플라즈마를 기판(W)으로 집중시킨다. 포커스링(250)은 내측링(252) 및 외측링(254)을 포함한다. 내측링(252)은 유전판(210)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내측링(252)을 베이스(230)의 가장자리영역에 위치된다. 내측링(252)의 상면은 유전판(210)의 상면과 동일한 높이를 가지도록 제공된다. 내측링(252)의 상면 내측부는 기판(W)의 저면 가장자리영역을 지지한다. 예컨대, 내측링(252)은 도전성 재질로 제공될 수 있다. 외측링(254)은 내측링(252)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 외측링(254)은 베이스(230)의 가장자리영역에서 내측링(252)과 인접하게 위치된다. 외측링(254)의 상면은 내측링(252)의 상면에 비해 그 높이가 높게 제공된다. 외측링(254)은 절연 물질로 제공될 수 있다.
플라즈마 소스(400)는 챔버(100) 내에 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 일 예에 의하면, 플라즈마 소스(400)로는 용량 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively coupled plasma)가 사용될 수 있다. 플라즈마 소스(400)는 챔버(100) 내부에서 상부 전극 및 하부 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 상부 전극(420) 및 하부 전극은 챔버(100)의 내부에서 서로 평행하게 상하로 배치될 수 있다. 양 전극 중 어느 하나의 전극은 고주파 전력을 인가하고, 다른 전극은 접지될 수 있다. 양 전극 간의 공간에는 전자기장이 형성되고, 이 공간에 공급되는 공정 가스는 플라즈마 상태로 여기될 수 있다. 일 예에 의하면, 상부 전극(420)은 샤워 헤드(650)에 제공되고, 하부 전극은 베이스의 내부에 제공될 수 있다. 하부 전극에는 고주파 전력이 인가되고, 상부 전극(420)은 접지될 수 있다. 이와 달리, 상부 전극과 하부 전극에 모두 고주파 전력이 인가될 수 있다. 이로 인해 상부 전극(420)과 하부 전극 사이에 전자기장이 발생된다. 발생된 전자기장은 챔버(100) 내부로 제공된 공정 가스를 플라즈마 상태로 여기 시킨다.
배플(500)은 처리 공간에서 플라즈마를 영역 별로 균일하게 배기시킨다. 도 3은 도 2의 배플을 보여주는 평면도이다. 도 3을 참조하면, 배플(500)은 처리공간에서 챔버(100)의 내측벽과 기판 지지 유닛(400)의 사이에 위치된다. 배플(500)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배플(500)에는 복수의 관통홀들(502)이 형성된다. 관통홀들(502)은 상하방향을 향하도록 제공된다. 관통홀들(502)은 배플(500)의 원주방향을 따라 배열된다. 관통홀들(502)은 슬릿 형상을 가지며, 배플(500)의 반경방향을 향하는 길이 방향을 가진다.
샤워 헤드 유닛(600)은 처리 공간에 공정 가스를 공급한다. 샤워 헤드 유닛(600)은 가스 공급 라인(630) 및 샤워 헤드(650)를 포함한다. 샤워 헤드(650)는 챔버(100)의 상부벽에 설치된다. 일 예에 의하면, 샤워 헤드(650)는 중심축이 챔버(100)의 중심축과 일치하도록 챔버(100)의 상부벽에 설치될 수 있다. 가스 공급 라인은 샤워 헤드(650)에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(630)에는 밸브가 설치되어 그 내부 통로를 개폐하거나, 내부 통로에 흐르는 가스의 유량을 조절할 수 있다. 예컨대, 공정 가스는 식각 가스일 수 있다.
샤워 헤드(650)는 가스 유입 포트(610)에 유입된 공정 가스를 처리 공간으로 토출한다. 샤워 헤드(650)는 기판 지지 유닛(200)에 지지된 기판 위에서 기판과 마주하게 위치된다. 도 4는 도 2의 샤워 헤드 유닛을 개략적으로 보여주는 절단 사시도이고, 도 5는 도 4의 샤워 헤드 유닛를 보여주는 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 샤워 헤드(650)는 토출 플레이트(710), 분배 플레이트(730), 도입 플레이트(770), 그리고 결합 부재를 포함한다. 토출 플레이트(710), 분배 플레이트(730), 도입 플레이트(770)는 아래에서 위 방향을 향해 순차적으로 위치된다. 토출 플레이트(710), 분배 플레이트(730), 도입 플레이트(770) 각각은 적층되게 위치된다.
토출 플레이트(710)는 판 형상을 가진다. 예컨대, 토출 플레이트(710)는 원판 형상을 가질 수 있다. 토출 플레이트(710)는 그 저면이 처리 공간에 노출된다. 토출 플레이트(710)에는 복수의 토출홀들(712)이 형성된다. 각각의 토출홀(712)은 상하 방향을 향하도록 형성된다. 공정 가스는 토출홀들(712)을 통해 처리 공간으로 공급된다.
분배 플레이트(730)는 공정 가스를 가열한다. 분배 플레이트(730)는 토출 플레이트(710)의 위에 위치되는 상부 플레이트(730)로 제공된다. 분배 플레이트(730)는 상판(740) 및 히터(750)를 포함한다. 상판(740)는 일부가 토출 플레이트(710)와 유사한 원판 형상으로 제공된다. 상판(740)은 영역 별 높이가 서로 다르게 제공된다. 상판(740)의 저면은 가장자리 영역이 중앙 영역에 비해 높이가 다르게 제공된다. 상판(740)의 저면은 가장자리 영역이 중앙 영역에 비해 높게 위치될 수 있다. 이에 따라 상판(740)은 저면 가장자리 영역이 단차진 형상을 가지도록 제공될 수 있다. 상판(740)의 저면 중앙 영역은 토출 플레이트(710)와 마주하게 위치되며, 토출 플레이트(710)에 대응되는 크기를 가진다. 상판(740)의 중앙 영역에는 복수의 연장홀들(744)이 형성된다. 상판(740)은 토출 플레이트(710)의 상면에 접촉되게 위치된다. 연장홀들(744)은 토출홀들(712)과 일대일 대응되는 개수로 제공된다. 상판(740)은 연장홀들(744)과 토출홀들(712)이 상하 방향으로 일치하도록 위치된다. 연장홀들(744)은 아래로 갈수록 폭이 작아지도록 단차지게 제공된다. 따라서 측부에서 바라볼 때 연장홀(744) 및 토출홀(712)은 상판(740)의 상단에서 토출 플레이트(710)의 하단까지 연장된 홀로 제공된다.
히터(750)는 상판(740)의 내부에 위치된다. 예컨대, 히터(750)는 열선일 수 있다. 히터(750)는 나선 형상의 코일로 제공될 수 있다.
도입 플레이트(770)는 가스 공급 라인으로부터 공급된 공정 가스를 분배 플레이트(730)의 각 영역으로 공급한다. 도입 플레이트(770)는 상판(740)의 위에 적층되게 위치된다. 도입 플레이트(770)는 상판(740)의 상면에 대응되는 크기의 원판 형상으로 제공된다. 도입 플레이트(770)와 상판(740)은 서로 밀착된 위치에서 볼트에 의해 서로 체결될 수 있다. 도입 플레이트(770)의 위에는 상부 전극(420)이 적층되게 위치된다.
도입 플레이트(770) 내에는 냉각 부재(790)가 제공된다. 냉각 부재(790)는 도입 플레이트(770)의 내부에 형성된 냉각 유로(790)로 제공된다. 냉각 유로(790)는 냉각수 또는 냉각 유체가 흐르는 통로로 제공된다. 냉각수 또는 냉각 유체는 분배 플레이트(730) 및 토출 플레이트(710)가 한계 온도 이상으로 가열되는 것을 방지한다.
결합 부재(800)는 토출 플레이트(710)와 분배 플레이트(730)를 결합시킨다. 결합 부재(800)는 나사 체결 구조가 아닌 다른 구조 방식으로 이들을 서로 결합시킨다. 일 예에 의하면, 결합 부재(800)는 작업자가 토출 플레이트(710)를 마주하는 방향에서 분배 플레이트(730)로부터 분리하거나 결합이 가능하도록 제공될 수 있다. 결합 부재(800)는 토출 플레이트(710)와 분배 플레이트(730)의 측부가 서로 걸리는 걸쇠 구조 방식으로 체결할 수 있다. 결합 부재(800)는 복수 개로 제공되며, 토출 플레이트(710)의 원주 방향을 따라 이격되게 위치된다. 다음은 결합 부재(800)의 설명의 편의성을 위해, 결합 부재(800)가 제공되는 토출 플레이트(710) 및 분배 플레이트(730)의 일부분을 함께 설명한다.
도 6은 도 5의 결합 부재를 확대해 보여주는 단면도이고, 도 7은 도 6의 결합 부재를 보여주는 분해 사시도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 결합 부재(800)는 제1슬리브(820), 제2슬리브(840), 핀(860), 그리고 탄성 부재(880)를 포함한다. 제1슬리브(820)는 분배 플레이트(730)의 제1홈(735)에 삽입되어 고정되고, 제2슬리브(840)는 토출 플레이트(710)의 제2홈(715)에 삽입되어 고정된다. 예컨대, 제1슬리브(820)와 제2슬리브(840)는 각각의 플레이트에 결합되어 위치가 고정될 수 있다. 제1슬리브(820)와 제2슬리브(840)는 결합된 플레이트와 함께 이동될 수 있다. 제1홈(735)은 분배 플레이트(730)의 측면에 형성된다. 분배 플레이트(730)는 저면 중앙 영역과 저면 가장자리 영역이 단차진 형상을 가지며, 제1홈(735)은 분배 플레이트(730)의 단차 영역을 포함하는 측면에 형성된다. 제1홈(735)은 분배 플레이트(730)의 측면으로부터 내측 방향으로 연장되게 제공된다. 제2홈(715)은 토출 플레이트(710)의 측면에 형성된다. 상부에서 바라볼 때 제2홈(715)은 제1홈(735)과 중첩되게 위치된다.
제1슬리브(820)는 결합부(822) 및 힌지부(826)를 가진다. 결합부(822)는 일부(824)가 제1홈(735)에 삽입되고, 나머지(825)가 제1홈(735)으로부터 외측 방향으로 돌출되게 위치된다. 즉 결합부(822)의 일부(824)는 분배 플레이트(730)의 저면 중앙 영역과 마주하고, 나머지(825)는 분배 플레이트(730)의 저면 가장자리 영역에 마주하게 위치된다. 결합부(822)의 일부(824)는 나사(810)에 의해 분배 플레이트(730)와 체결된다. 힌지부(826)는 핀(860)이 힌지 결합되도록 제공된다. 힌지부(826)는 결합부(822)의 나머지로부터 아래 방향으로 연장되며, 분배 플레이트(730)의 반경 방향과 직교하는 방향의 힌지축을 가지도록 제공된다.
제2슬리브(840)는 삽입부(842), 지지부(846), 그리고 돌기(848)를 가진다. 삽입부(842)는 일부(844)가 제2홈(715)에 삽입되고, 나머지(845)가 제2홈(715)으로부터 외측 방향으로 돌출되게 위치된다. 삽입부(842)는 제2홈(715)에 비해 낮은 높이를 가질 수 있다. 이에 따라 제2슬리브(840)는 제2홈(715)에 삽입된 채로 탄성 변형될 수 있다. 지지부(846)는 삽입부(842)로부터 돌기(848)까지 연장되게 제공된다. 지지부(846)는 삽입부(842)의 돌출 영역으로부터 제1슬리브(820)를 향하는 방향으로 연장되게 제공된다. 일 예에 의하면, 지지부(846)는 삽입부(842)로부터 위로 연장되게 제공될 수 있다. 돌기(848)는 지지부(846)의 상단에서 외측 방향으로 연장되게 제공된다. 돌기(848)는 핀(860)에 걸리는 걸림부 기능을 수행한다.
핀(860)은 힌지부(826)에 힌지 결합되어 힌지축을 중심으로 회전 가능하게 제공된다. 핀(860)은 힌지축을 중심으로 제2슬리브(840)에 멀어지거나, 가까워지는 방향으로 회전된다. 힌지축 중심의 회전에 의해 핀(860)은 고정 위치와 분리 위치로 이동된다. 예컨대, 공정 위치는 핀(860)에 제2슬리브(840)의 돌기(848)가 걸려 접촉되는 위치이고, 분리 위치는 핀(860)과 제2슬리브(840)가 서로 이격되는 위치이다. 핀(860)은 제1부분(862)과 제2부분(866)을 가진다. 제1부분(862)은 제1슬리브(820)에 힌지 결합되는 부분이고, 제2부분(866)은 제1부분(862)으로부터 연장되는 부분으로 제공된다. 제2부분(866)은 오목부(864)와 볼록부(865)를 가진다. 오목부(864)는 제1부분(862)으로부터 아래로 연장되고, 볼록부(865)는 오목부(864)로부터 아래로 연장된다. 오목부(864)는 볼록부(865)와 제1부분(862)에 비해 작은 둘레를 가진다. 이에 따라 제1부분(862), 오목부(864), 그리고 볼록부(865)의 조합에 의해 고정 홈이 형성된다. 고정 홈은 제2슬리브(840)의 돌기(848)가 삽입 가능한 공간으로 제공된다. 일 예에 의하면, 고정 위치에는 돌기(848)가 고정 홈에 삽입되며, 지지부(846)가 볼록부(865)에 면접촉되어 토출 플레이트(710)와 분배 플레이트(730)를 안정적으로 고정시킬 수 있다.
탄성 부재(880)는 핀(860)의 제2부분(866)이 제2슬리브(840)를 향하도록 탄성력을 제공한다. 탄성 부재(880)는 핀(860)의 외측에 위치되며, 상단이 제1슬리브(820)에 고정되고, 하단이 핀(860)의 제2부분(866)에 고정된다. 탄성 부재(880)는 핀(860)의 제2부분(866)을 내측 방향으로 가압한다. 예컨대, 탄성 부재(880)는 판 스프링일 수 있다.
다음은 토출 플레이트가 분배 플레이트에 결합되는 과정을 설명한다. 도 8 내지 도 10은 토출 플레이트가 분배 플레이트에 결합되는 과정을 보여주는 도면들이다. 도 8 내지 도 10을 참조하면, 토출 플레이트(710)는 토출홀과 연장홀이 서로 일치되도록 분배 플레이트(730)의 아래에 위치된다. 토출 플레이트(710)는 분배 플레이트(730)와 밀착되도록 위로 이동된다. 토출 플레이트(710)가 분배 플레이트(730)를 향해 밀착되는 과정에서 제2슬리브(840)와 핀(860)은 서로 반대 방향으로 밀어내는 힘이 작용된다. 이에 따라 핀(860)의 제2부분(866)은 외측 방향으로 밀리고, 제2슬리브(840)의 돌기(848)는 내측 방향으로 밀린다. 토출 플레이트(710)를 계속적으로 이동시키고, 토출 플레이트(710)가 분배 플레이트(730)에 밀착되면, 제2슬리브(840)의 돌기(848)는 핀(860)의 고정 홈에 삽입되어 핀(860)에 걸리도록 제공된다. 탄성 부재(880)는 핀(860)의 제2부분(866)을 내측 방향으로 가압함으로써, 토출 플레이트(710)와 분배 플레이트(730)가 분리되는 것을 방지한다.
이와 달리, 토출 플레이트(710)를 분배 플레이트(730)로부터 분리하고자 하는 경우에는 작업자가 핀(860)의 제2부분(866)을 외측 방향으로 강제 밀어낸 후에 토출 플레이트(710)를 분배 플레이트(730)로부터 아래로 이동시킨다.
상술한 결합 부재(800)는 토출 플레이트(710)와 분배 플레이트(730)를 직접 결합시킨다. 이에 따라 토출 플레이트(710)를 분배 플레이트(730)에 장착시키거나 탈착시키기 위해 분배 플레이트(730)를 챔버로부터 분리하는 과정을 생략할 수 있으며, 토출 플레이트(710)의 장착 및 분리를 신속하게 수행할 수 있다.
상술한 실시예에는 제1슬리브(820), 제2슬리브(840), 그리고 핀(860)이 서로 동일 개수로 제공되는 것으로 설명하였다. 그러나 도 11과 같이, 제1슬리브(820)는 원주 방향을 향하는 양단 각각에 핀(860)이 힌지 결합 가능한 구조가 제공된다. 이에 따라 단일의 제1슬리브(820)에 복수의 핀(860)과 제2슬리브(840)가 연결될 수 있다.
800: 결합 부재 820: 제1슬리브
840: 제2슬리브 860: 핀
880: 탄성 부재

Claims (12)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 처리 공간을 가지는 공정 챔버와;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛의 상부에서 상기 기판 지지 유닛에 마주하게 위치되며, 상기 처리 공간으로 공정 가스를 공급하는 샤워 헤드 유닛을 포함하되,
    상기 샤워 헤드 유닛은,
    토출홀이 형성되는 토출 플레이트와;
    상기 토출 플레이트에 적층되게 위치되는 분배 플레이트와;
    상기 토출 플레이트와 상기 분배 플레이트를 결합시키는 결합 부재를 포함하되,
    상기 결합 부재는,
    상기 분배 플레이트에 삽입되는 제1슬리브와
    상기 토출 플레이트에 삽입되는 제2슬리브와;
    상기 제1슬리브와 상기 제2슬리브 중 어느 하나에 힌지 결합되며, 다른 하나에 멀어지거나 가까워지는 방향으로 힌지축을 중심으로 회전되는 핀을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핀은
    상기 힌지축을 중심으로 회전되는 제1부분과;
    상기 제1부분으로부터 연장되며, 상기 제1부분의 회전에 의해 고정 위치와 분리 위치 간에 이동되는 제2부분을 가지며,
    상기 고정 위치는 상기 분배 플레이트와 상기 토출 플레이트가 서로 결합되는 위치이고,
    상기 분리 위치는 상기 분배 플레이트와 상기 토출 플레이트가 서로 분리되는 위치이며,
    상기 고정 위치에는 상기 제2부분이 상기 다른 하나에 가까워지는 방향으로 상기 다른 하나를 가압하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분배 플레이트는 제1측면에 상기 제1슬리브가 삽입되는 제1홈이 형성되고,
    상기 토출 플레이트는 제2측면에 상기 제2슬리브가 삽입되는 제2홈이 형성되되,
    상기 제1홈과 상기 제2홈 각각은 상하 방향으로 서로 마주하게 위치되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결합 부재는,
    상기 어느 하나에 일단이 고정되고, 타단이 상기 핀에 고정되며, 상기 핀에 탄성력을 제공하는 판 스프링을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다른 하나는 외측 방향으로 돌출되는 돌기를 가지며,
    상기 핀은 상기 고정 위치에서 상기 돌기가 삽입되는 고정 홈이 형성되는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2부분은 상기 제1부분으로부터 연장되는 오목부와 상기 오목부로부터 연장되며 상기 오목부에 비해 큰 폭으로 제공되는 볼록부를 가지고,
    상기 고정 홈은 상기 제1부분과 상기 볼록부의 사이 공간으로 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다른 하나는,
    상기 분배 플레이트 또는 상기 토출 플레이트에 일부가 삽입되는 삽입부와;
    상기 삽입부로부터 어느 하나를 향하는 방향으로 연장되며, 상기 돌기를 지지하는 지지부를 가지며,
    상기 고정 위치에서 상기 돌기는 상기 고정홈에 삽입되고, 상기 지지부는 상기 볼록부에 면접촉되는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 어느 하나는 상기 제1슬리브를 포함하고,
    상기 다른 하나는 상기 제2슬리브를 포함하되,
    상기 제1슬리브는 상기 제1홈에 삽입되며, 상기 분배 플레이트와 고정 결합되는 기판 처리 장치.
  9. 기판 상에 공정 가스를 공급하는 유닛에 있어서,
    토출홀이 형성되는 토출 플레이트와;
    상기 토출 플레이트에 적층되게 위치되는 분배 플레이트와;
    상기 토출 플레이트와 상기 분배 플레이트를 결합시키는 결합 부재를 포함하되,
    상기 결합 부재는,
    상기 분배 플레이트에 삽입되는 제1슬리브와
    상기 토출 플레이트에 삽입되는 제2슬리브와;
    상기 제1슬리브와 상기 제2슬리브 중 어느 하나에 힌지 결합되며, 다른 하나에 멀어지거나 가까워지는 방향으로 힌지축을 중심으로 회전되는 핀을 포함하는 샤워 헤드 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 핀은
    상기 힌지축을 중심으로 회전되는 제1부분과;
    상기 제1부분으로부터 연장되며, 상기 제1부분의 회전에 의해 고정 위치와 분리 위치 간에 이동되는 제2부분을 가지며,
    상기 고정 위치는 상기 분배 플레이트와 상기 토출 플레이트가 서로 결합되는 위치이고,
    상기 분리 위치는 상기 분배 플레이트와 상기 토출 플레이트가 서로 분리되는 위치이며,
    상기 고정 위치에는 상기 제2부분이 상기 다른 하나에 가까워지는 방향으로 상기 다른 하나를 가압하는 샤워 헤드 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1슬리브와 상기 제2슬리브는 상하 방향으로 서로 마주하게 위치되고,
    상기 결합 부재는,
    상기 어느 하나에 일단이 고정되고, 타단이 상기 핀에 고정되며, 상기 핀에 탄성력을 제공하는 판 스프링을 더 포함하는 샤워 헤드 유닛.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 다른 하나는 외측 방향으로 돌출되는 돌기를 가지며,
    상기 핀은 상기 고정 위치에서 상기 돌기가 삽입되는 고정 홈이 형성되는 샤워 헤드 유닛.



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