KR20210003620A - 기판처리장치 - Google Patents

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KR20210003620A
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김용현
김윤정
김윤회
박창균
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Abstract

본 발명은 열팽창율의 차이를 고려하여 제1 전극과 제2 전극의 위치를 미리 조정함으로써 공정이 진행되어 제1 전극 및 제2 전극의 열팽창이 발생하더라도 상기 제1 전극과 제2 전극이 접촉되어 쇼트가 일어나는 것을 방지할 수 있도록 한 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 의하면, 공정 진행중 온도 상승으로 인해 제1 전극 및 제2 전극이 열팽창이 일어나더라도 상기 제1 전극과 제2 전극간의 쇼트를 방지할 수 있고, 대면적 기판 처리 장치에서 박막의 균일도를 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

기판처리장치{APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열팽창율의 차이를 고려하여 전극 간에 쇼트가 일어나는 것을 방지할 수 있도록 한 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자, 평판 디스플레이, 태양전지(Solar Cell) 등을 제조하기 위해서는 기판 상에 소정의 박막층, 박막 회로 패턴, 또는 광학적 패턴을 형성하여야 한다. 이를 위해, 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 증착공정, 감광성 물질을 사용하여 박막을 선택적으로 노출시키는 포토공정, 선택적으로 노출된 부분의 박막을 제거하여 패턴을 형성하는 식각 공정 등과 같은 기판에 대한 처리공정이 이루어진다.
이러한 기판에 대한 처리공정은 기판처리장치에 의해 이루어진다. 종래 기술에 따른 기판처리장치는 기판을 처리하는 챔버와, 기판을 지지하는 기판지지부 및 상기 기판지지부의 상측에 배치된 전극부를 포함한다. 종래 기술에 따른 기판처리장치는 상기 전극부를 통해 기판으로 가스를 공급함으로써, 상기 기판에 대한 처리공정을 수행한다.
종래 기술에 따른 기판처리장치의 전극부는 기판측으로 돌출된 복수의 돌출전극을 포함하는 제1 전극과 상기 돌출전극이 관통되는 삽입홀이 형성된 제2 전극을 구비하며 상기 돌출전극은 상기 삽입홀의 중앙에 위치하도록 설계되었다.
기판처리장치에서 기판 처리 공정이 진행됨에 따라 챔버 내의 온도가 상승하게 되고 제1 전극과 제2 전극은 온도 상승에 따라 열팽창이 일어나게 된다. 일반적으로 히터에 의해 가열되는 기판지지부에 가까운 제2 전극이 제1 전극보다 온도가 높으며, 이러한 온도 차이로 인해 제1 전극과 제2 전극 사이에서 열팽창의 차이가 발생한다.
제1 전극과 제2 전극 사이에서의 열팽창율의 차이로 인해 공정 진행 중에 돌출전극의 중심과 삽입홀의 중심 사이의 센터링이 맞지 않게 된다. 한편, 중심 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 열팽창율의 차이가 더욱 커짐에 따라, 가장자리 영역으로 갈수록 돌출전극의 중심과 삽입홀의 중심 사이의 센터링의 불일치가 커지게 되고, 돌출전극과 삽입홀이 서로 접촉되어 쇼트가 발생하게 된다.
이와 같이 제1 전극과 제2 전극 사이에서 쇼트가 발생하는 경우, 기판처리장치 내에 RF 파워를 인가할 수 없으며, 기판 처리 공정 중에 균일한 박막을 생성할 수 없는 문제가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판측으로 돌출된 복수의 돌출전극을 갖는 제1 전극과 상기 돌출전극이 관통하는 복수의 삽입홀이 형성된 제2 전극을 구비한 기판처리장치에서 상기 돌출전극과 삽입홀의 위치를 조정함으로써 공정 진행 중 온도 상승으로 인해 제1 전극 및 제2 전극의 열팽창이 일어나더라도 상기 제1 전극과 제2 전극이 접촉되어 쇼트가 일어나는 것을 방지하고, 돌출전극의 중심과 삽입홀의 중심이 일치되도록 하여 제1 전극과 제2 전극에서 공정가스가 균일하게 분사될 수 있도록 한 기판처리장치를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 돌출전극을 포함하는 제1 전극; 및 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 돌출전극이 삽입되는 복수의 삽입홀이 형성된 제2 전극;을 포함하고, 상기 제2 전극은 중심 영역, 상기 중심 영역을 둘러싸는 주변 영역 및 상기 주변 영역을 둘러싸는 가장자리 영역을 가지며, 상기 중심 영역은 상기 돌출전극의 중심이 상기 삽입홀의 중심에 삽입되고, 상기 주변 영역은 상기 돌출전극의 중심이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제1 거리만큼 이격되어 삽입되고, 상기 가장자리 영역은 상기 돌출전극의 중심이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제2 거리만큼 이격되어 삽입되며, 상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 짧은 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 돌출전극을 포함하는 제1 전극; 및 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 돌출전극이 삽입되는 복수의 삽입홀이 형성된 제2 전극;을 포함하고, 상기 제2 전극은 중심 영역, 상기 중심 영역을 둘러싸는 주변 영역 및 상기 주변 영역을 둘러싸는 가장자리 영역을 가지며, 상기 돌출전극의 중심은 상기 중심 영역에서 상기 가장자리 영역으로 갈수록 상기 삽입홀의 중심에서 멀어지는 상태로 삽입되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 돌출전극을 포함하는 제1 전극; 및 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 돌출전극이 삽입되는 복수의 삽입홀이 형성된 제2 전극;을 포함하고, 상기 제2 전극은 중심 영역, 상기 중심 영역을 둘러싸는 주변 영역 및 상기 주변 영역을 둘러싸는 가장자리 영역을 가지며, 상기 돌출전극의 외주면과 상기 삽입홀의 내주면 사이의 간격 중 최단 거리를 갖는 간격은 상기 제2 전극의 중심 영역에서 상기 가장자리 영역으로 갈수록 짧아지는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는,
기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 돌출노즐을 포함하는 제1 분사 플레이트; 및 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 돌출노즐이 삽입되는 복수의 삽입홀이 형성된 제2 분사 플레이트;를 포함하고, 상기 제2 분사 플레이트는 중심 영역, 상기 중심 영역을 둘러싸는 주변 영역 및 상기 주변 영역을 둘러싸는 가장자리 영역을 가지며, 상기 중심 영역은 상기 돌출노즐이 상기 삽입홀의 중심에 삽입되고, 상기 주변 영역은 상기 돌출노즐이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제1 거리만큼 이격되어 삽입되고, 상기 가장자리 영역은 상기 돌출노즐이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제2 거리만큼 이격되어 삽입되며, 상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 짧은 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 돌출노즐을 포함하는 제1 분사 플레이트; 및 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 돌출노즐이 삽입되는 복수의 삽입홀이 형성된 제2 분사 플레이트;를 포함하고, 상기 제2 분사 플레이트는 중심 영역, 상기 중심 영역을 둘러싸는 주변 영역 및 상기 주변 영역을 둘러싸는 가장자리 영역을 가지며, 상기 돌출노즐은 상기 중심 영역에서 상기 가장자리 영역으로 갈수록 상기 삽입홀의 중심에서 멀어지는 상태로 삽입되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 돌출노즐을 포함하는 제1 분사 플레이트; 및 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 돌출노즐이 삽입되는 복수의 삽입홀이 형성된 제2 분사 플레이트;를 포함하고, 상기 제2 분사 플레이트는 중심 영역, 상기 중심 영역을 둘러싸는 주변 영역 및 상기 주변 영역을 둘러싸는 가장자리 영역을 가지며, 상기 돌출노즐의 외주면과 상기 삽입홀의 내주면 사이의 간격 중 최단 거리를 갖는 간격은 상기 제2 분사 플레이트의 상기 중심 영역에서 상기 가장자리 영역으로 갈수록 짧아지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 의하면, 제2 전극의 중심 영역에서는 상기 돌출전극의 중심을 상기 삽입홀의 중심에 위치시키고, 상기 제2 전극의 중심 영역 이외의 영역에서는 상기 돌출전극의 중심을 상기 제2 전극의 중심영역 으부터 가장자리 영역으로 갈수록 상기 삽입홀의 중심으로부터 벗어난 곳에 위치시킴으로써 공정 진행중 온도 상승으로 인해 제1 전극 및 제2 전극의 열팽창이 일어나더라도 상기 제1 전극과 제2 전극이 접촉되어 쇼트가 일어나는 것을 방지할 수 있고, 대면적 기판 처리 장치에서 박막의 균일도를 유지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 기판처리장치에 의하면, 공정 진행중 온도 상승으로 인해 제1 분사 플레이트 및 제2 분사 플레이트의 열팽창이 일어나더라도 돌출노즐의 중심과 삽입홀의 중심이 일치되도록 하여 제1 분사 플레이트와 제2 분사 플레이트에서 공정가스가 균일하게 분사되도록 함으로써 대면적 기판 처리 장치에서 박막의 균일도를 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 일실시예에 따른 기판처리장치의 A 부분의 확대도로 열팽창 전의 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 일실시예에 따른 기판처리장치의 A 부분의 확대도로 열팽창 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 일실시예에 따른 기판처리장치의 B-B선에 따른 평면도로 열팽창 전의 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 C 부분의 확대도이다.
도 6은 도 1의 일실시예에 따른 기판처리장치의 B-B선에 따른 평면도로 열팽창 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 B-B선에 따른 평면도로 열팽창 전의 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 B-B선에 따른 평면도로 열팽창 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 1의 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 B-B선에 따른 평면도로 열팽창 전의 상태를 나타내는 도면이다.
도 10 도 1의 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 B-B선에 따른 평면도로 열팽창 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 1의 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 A 부분의 확대도로 열팽창 전의 상태를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 1의 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 A 부분의 확대도로 열팽창 후의 상태를 나타내는 도면이다.
기판처리장치내에서 공정 진행중에는 하부 전극인 제2 전극의 온도가 상부 전극인 제1 전극의 온도보다 훨씬 높은 것이 일반적이고 이에 따라 제1 전극과 제2 전극 간에는 온도차에 의한 열팽창율의 차이가 발생하게 된다.
이러한 차이로 인해 공정 진행전에는 제1 전극의 돌출전극과 제2 전극의 삽입홀 간에 일정한 간격을 유지하고 있더라도 공정 진행 후에는 돌출전극과 삽입홀 간의 간격이 일정하지 않게 되고 열팽창의 차이가 심한 경우에는 돌출전극이 삽입홀에 달라붙어 쇼트가 발생하게 된다.
본 발명은 이러한 문제를 방지하기 위해 제1 전극의 돌출전극과 제2 전극의 삽입홀 간의 열팽창의 차이를 고려하여 공정 진행 전부터 돌출전극과 삽입홀의 간격을 조정하여 배치함으로써 열팽창후에 돌출전극과 삽입홀의 센터링이 일치할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
열팽창율은 온도와 길이에 비례하여 커지므로 제1 전극 및 제2 전극의 중심 영역에서는 열팽창이 크게 일어나지 않고 중심 영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 방사형으로 열팽창이 많이 일어나게 된다.
따라서, 제1 전극과 제2 전극의 중심 영역에서는 돌출전극의 중심이 삽입홀의 중심에 위치하도록 배치하고, 제1 전극과 제2 전극의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 갈수록 돌출전극의 중심이 삽입홀의 중심에서 더 많이 벗어나는 곳에 위치하도록 배치하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 기판처리장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 기판처리장치(100)는, 공정 챔버(110), 기판 지지부(120), 챔버 리드(130), 상기 기판지지부에 대향되는 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 포함하는 가스 분사 모듈(140)을 구비한다.
공정 챔버(110)는 기판 처리 공정을 위한 반응 공간(101)을 제공한다. 이때 공정 챔버(110)의 일측 바닥면은 반응 공간(101)을 배기시키기 위한 배기구(미도시)에 연통될 수 있다.
상기 기판 지지부(120)는 공정 챔버(110)의 내부에 설치되며, 복수의 기판(S) 또는 하나의 대면적 기판(S)을 지지한다. 상기 기판 지지부(120)는 공정 챔버(110)의 중앙 바닥면을 관통하는 지지축(미도시)에 의해 지지된다. 이때, 공정 챔버(110)의 하면 외부로 노출되는 상기의 지지축은 공정 챔버(110)의 하면에 설치되는 벨로우즈(미도시)에 의해 밀폐된다. 한편, 기판 지지부(120)는 구동장치(미도시)에 의해 승강 또는 하강될 수 있으며, 경우에 따라 구동장치의 구동에 의해 회전될 수도 있다.
상기 챔버 리드(130)는 공정 챔버(110)의 상부를 덮도록 설치되어 반응 공간(101)을 밀폐한다. 챔버 리드(130)는 상부 전극인 제1 전극(141)과 하부 전극인 제2 전극(142)을 포함하는 가스 분사 모듈(140)을 지지하며, 가스 분사 모듈(140)이 삽입되어 착탈 가능하게 결합된다.
상기 챔버 리드(130)의 상면에는 공정 챔버(110) 내부의 가스 분사 모듈(140)에 제1 가스와 제2 가스를 공급하는 제1 가스 공급부(미도시)와 제2 가스 공급부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 가스 공급부(미도시)는 제1 가스 공급라인(151)을 통해 제1 가스인 반응 가스를 가스 분사 모듈(140)에 공급한다. 반응 가스는 플라즈마 형성을 위한 기체나 부수적 반응을 위한 가스를 말한다. 예를 들어, 상기 반응 가스는 수소(H2), 질소(N2), 산소(O2), 이산화질소(N2O), 암모니아(NH3), 물(H2O), 또는 오존(O3)등으로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 가스 공급부(미도시)는 제2 가스 공급라인(152)을 통해 제2 가스인 소스 가스를 가스 분사 모듈(140)에 공급한다. 소스 가스는 형성하고자 하는 박막의 주성분을 포함하는 가스를 말한다. 예를 들어, 상기 소스 가스는 실리콘(Si), 티탄족 원소(Ti, Zr, Hf 등), 또는 알루미늄(Al) 등의 가스로 이루어질 수 있다.
공정 챔버(110)의 외부에는 플라즈마 전원을 공급하기 위한 플라즈마 전원 공급부(미도시)가 설치될 수 있다.
가스 분사 모듈(140)을 구성하는 상기 제1 전극(141) 및 상기 제2 전극(142)은 상기 기판지지부(120)에 대향되도록 공정 챔버의 상부에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
상기 제1 전극(141)은 반응공간으로 제1 가스를 분사하는 제1 분사 플레이트로 동작하고, 상기 제2 전극(141)은 반응공간으로 제1가스를 분사하는 제1 분사플레이트로 동작할 수 있다.
상기 제1 전극(141)은 상기 공정 챔버 내에 설치되며 상기 기판(S) 측으로 돌출된 복수의 돌출전극(141a)을 포함한다.
상기 제1 전극(141)에는 상기 제1 가스 공급라인(151a)을 통해 제1 가스 공급부(151)로부터 공급된 제1 가스가 기판(S)으로 분사될 수 있도록 복수의 제1 가스분사홀(141b)이 형성될 수 있다.
도 1에서는 제1 가스분사홀(141b)이 돌출전극(141a)에 형성된 것으로 도시하였으나, 경우에 따라서는 돌출전극(141a)에는 제1 가스분사홀(141b)을 형성하지 않고 돌출전극(141a) 이외의 제1 전극(141) 부분에 제1 가스분사홀(141b)을 형성할 수도 있다.
이때 상기 제1가스는 상기 기판(S)에 분사될 수도 있으며, 상기 돌출전극(141a)의 길이에 따라 상기 돌출전극(141a)과 상기 삽입홀(142a)의 사이에서 분사될 수도 있다.
상기 제1 전극(141)은 다각의 평판형 또는 원형의 판형 등의 구조일 수 있다. 상기 돌출전극(141a)은 상기 제1 전극(141)과 일체형이거나 분리형일 수 있으며, 상기 제1 전극(141)과 연결되어 제1 전극(141)과 동일한 전압을 가질 수 있다.
상기 제2 전극(142)에는 상기 제2 가스 공급라인(152a)을 통해 공급된 제2 가스가 기판(S)으로 분사될 수 있도록 복수의 제2 가스분사홀(142b)이 형성될 수 있다.
상기 제2 전극(142)은 다각의 평판형 또는 원형의 판형 등의 구조일 수 있으며, 상기 공정 챔버 내에 설치되고 상기 돌출전극(141a)이 관통하는 복수의 삽입홀(142a)이 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3은 도 1의 일실시예에 따른 기판처리장치의 "A"부분의 확대도이며, 도 4 및 도 6은 도 1의 일실시예에 따른 기판처리장치의 B-B선에 따른 평면도이다.
도 2 내지 도 6은 제1 전극 및 제 2전극을 포함하는 전극에 관한 실시예로서 도면을 간소화하여 설명을 용이하게 하기 위해 제1 가스분사홀(141b) 및 제2 가스분사홀(142b)은 도시하지 아니하였다. 제1 가스분사홀(141b) 및 제2 가스분사홀(142b)을 포함하는 가스 분사 플레이트에 관한 실시예는 후술하기로 한다.
도 2를 참고하면 본 발명에 따른 기판처리장치는 제2전극(142)의 중심 영역에서는 돌출전극(141a)이 관통홀(142a)의 중심에 위치하고 있으나 중심영역에서 가장자리 영역으로 갈수록 돌출전극(141a)이 관통홀(142a)의 중심에서 벗어나 관통홀(142a)의 바깥쪽 내주면 쪽으로 치우쳐서 형성되어 있음을 알 수 있다.
이와 같이 돌출전극(141a)의 위치를 제2전극(142)의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 갈수록 관통홀(142a)의 중심에서 벗어나게 형성함으로써 공정이 진행되어 열팽창이 완료된 후에는 도 3에 도시된 바와 같이 돌출전극(141a)이 관통홀(142a)의 중심에 위치하여 돌출전극(141a)과 관통홀(142a) 간에 쇼트가 일어나는 것을 방지할 수 있다.
도 4 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치의 제2전극(142)은 중심 영역(CA), 상기 중심 영역(CA)을 둘러싸는 주변 영역(PA) 및 상기 주변 영역(PA)을 둘러싸는 가장자리 영역(EA)을 포함한다.
상기 중심 영역(CA)에서는 상기 돌출전극(141a)의 중심이 상기 삽입홀(142a)의 중심에 삽입된다.
상기 주변 영역(PA)에서는 상기 돌출전극(141a)의 중심이 상기 삽입홀(142a)의 중심에서 상기 중심 영역(CA)의 반대 방향으로 제1 거리(d1)만큼 이격되어 삽입된다.
상기 가장자리 영역(EA)에서는 상기 돌출전극(141a)의 중심이 상기 삽입홀(142a)의 중심에서 상기 중심 영역(CA)의 반대 방향으로 제2 거리(d2)만큼 이격되어 삽입된다.
이때 온도 및 길이에 따른 열팽창율의 차이를 고려하여 상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 짧게 되도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 기판처리장치에서는 상기 돌출전극(141a)의 중심이 상기 중심 영역(CA)에서 상기 가장자리 영역(EA)으로 갈수록 상기 삽입홀(142a)의 중심으로부터 멀어지는 상태로 삽입된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 기판처리장치에서는 상기 중심 영역(CA)에서 상기 가장자리 영역(EA)으로 갈수록 상기 삽입홀(142a)의 내주면 중 상기 중심 영역(CA)과 반대 방향에 위치한 내주면과 상기 돌출전극(141a)의 외주면 사이의 거리가 짧아지는 상태로 삽입된다
한편, 상기 주변 영역(PA)은 제1 주변 영역(PA1) 및 제2 주변 영역(PA2)을 포함한다.
상기 제1 주변 영역(PA1)에서는 상기 돌출전극(141a)의 중심이 상기 삽입홀(142a)의 중심에서 상기 중심영역(CA)의 반대 방향으로 제1 거리(d1)만큼 이격된 상태로 상기 돌출전극(141a)이 상기 삽입홀(142a)에 삽입된다.
상기 제2 주변 영역(PA2)에서는 상기 돌출전극(141a)의 중심이 상기 삽입홀(142a)의 중심에서 상기 중심영역(CA)의 반대 방향으로 제3 거리(d3)만큼 이격된 상태로 상기 돌출전극(141a)이 상기 삽입홀(142a)에 삽입된다.
이때 온도 및 길이에 따른 열팽창율의 차이를 고려하여 상기 제1 거리(d1)는 상기 제3 거리(d3)보다 짧거나 같게 되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 가장자리 영역(EA)은 제1 가장자리 영역(EA1) 및 제2 가장자리 영역(EA2)을 포함한다.
상기 제1 가장자리 영역(EA1)에서는 상기 돌출전극(141a)의 중심이 상기 삽입홀(142a)의 중심에서 상기 중심영역(CA)의 반대 방향으로 제2 거리(d1)만큼 이격된 상태로 상기 돌출전극(141a)이 상기 삽입홀(142a)에 삽입된다.
상기 제2 가장자리 영역(EA2)에서는 상기 돌출전극(141a)의 중심이 상기 삽입홀(142a)의 중심에서 상기 중심영역(CA)의 반대 방향으로 제4 거리(d1)만큼 이격된 상태로 상기 돌출전극(141a)이 상기 삽입홀(142a)에 삽입된다.
이때 온도 및 길이에 따른 열팽창율의 차이를 고려하여 상기 제2 거리(d2)는 상기 제4 거리(d4)보다 짧거나 같게 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제1 거리(d1)는 제1 주변 영역(PA1)에서 상기 돌출전극(141a)의 중심과 상기 삽입홀(142a)의 중심 사이의 거리이고, 제2 거리(d2)는 제1 가장자리 영역(EA1)에서 상기 돌출전극(141a)의 중심과 상기 삽입홀(142a)의 중심 사이의 거리이고, 제3 거리(d3)는 제2 주변 영역(PA2)에서 상기 돌출전극(141a)의 중심과 상기 삽입홀(142a)의 중심 사이의 거리이며, 제4 거리(d4)는 제2 가장자리 영역(EA2)에서 상기 돌출전극(141a)의 중심과 상기 삽입홀(142a)의 중심 사이의 거리로 정의할 수 있다.
이때 온도 및 길이에 따른 열팽창율의 차이를 고려하여 상기 제3 거리(d3)는 상기 제2 거리(d2)보다 짧거나 같고, 상기 제4 거리(d4)보다 짧게 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 기판처리장치에 의하면 제2 전극의 위치를 중심 영역(CA)으로부터 제1 주변 영역(PA1)과 제2 주변 영역(PA1) 및 제1 가장자리 영역(EA1)과 제2 가장자리 영역(EA2)으로 구분하고, 돌출전극(141a)의 위치를 중심 영역(CA)으로부터 제1 주변 영역(PA1)과 제2 주변 영역(PA1) 및 제1 가장자리 영역(EA1)과 제2 가장자리 영역(EA2)으로 갈수록 관통홀(142a)의 중심에서 벗어나게 형성함으로써 공정이 진행되어 열팽창이 완료된 후에는 도 6에 도시된 바와 같이 돌출전극(141a)이 관통홀(142a)의 중심에 위치하여 돌출전극(141a)과 관통홀(142a)간에 쇼트가 일어나는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 제1 전극(141) 및 상기 제2 전극(142)이 직사각의 판형인 것을 나타내는 것으로 열팽창 전의 도면이고 도 8은 열팽창이 완료된 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 제1 전극(141) 및 상기 제2 전극(142)이 원형의 판형인 것을 나타내는 것으로 열팽창 전의 도면이고 도 10은 열팽창이 완료된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4 및 내지 도 10에서는 상기 돌출전극(141a) 및 상기 삽입홀(142a)의 단면이 원형인 것으로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 사각형 등으로 다양하게 구현될 수 있다.
도 11은 도 1의 다른 실시예에 따른 기판처리장치의 A 부분의 확대도로 열팽창 전의 상태를 나타내는 도면이고, 도 12는 열팽창 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3이 제1 전극 및 제 2전극을 포함하는 전극에 관한 실시예에 관한 것이라면 도 11 및 도 12는 제1 가스분사홀(141b) 및 제2 가스분사홀(142b)을 포함하여 반응공간을 가스를 분사하는 가스 분사 플레이트에 관한 실시예를 나타낸다.
도 11은 도 2와 비교하여 제1 전극이 제1 가스 분사홀(141b)과 돌출노즐(141a)을 구비한 제1 분사 플레이트(141)로 동작하고, 제2 전극이 삽입홀(142a)과 제2 가스 분사홀(미도시)을 구비한 제2 분사 플레이트(142)로 동작하는 점을 제외하고 다른 구성은 동일하다.
이하에서는 도 11과 도 12 및 도 4 내지 도 6을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판처리장치는, 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정 챔버(110)와, 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판(S) 측으로 돌출된 복수의 돌출노즐(141a)을 포함하는 제1 분사 플레이트(141) 및 상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 돌출노즐(141a)이 삽입되는 복수의 삽입홀(142a)이 형성된 제2 분사 플레이트(142)를 포함한다.
상기 제2 분사 플레이트(142)는 중심 영역(CA), 상기 중심 영역(CA)을 둘러싸는 주변 영역(PA) 및 상기 주변 영역(PA)을 둘러싸는 가장자리 영역(EA)을 포함한다.
상기 중심 영역(CA)에서는 상기 돌출노즐(141a)이 상기 삽입홀(142a)의 중심에 삽입된다.
상기 주변 영역(PA)에서는 상기 돌출노즐(141a)이 상기 삽입홀(142a)의 중심에서 상기 중심영역(CA)의 반대 방향으로 제1 거리(d1)만큼 이격되어 삽입된다.
상기 가장자리 영역(EA)에서는 상기 돌출노즐(141a)이 상기 삽입홀(142a)의 중심에서 상기 중심영역(CA)의 반대 방향으로 제2 거리(d2)만큼 이격되어 삽입된다.
이때 온도 및 길이에 따른 열팽창율의 차이를 고려하여 상기 제1 거리(d1)는 상기 제2 거리(d2)보다 짧게 되도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 기판처리장치에서는 상기 돌출노즐(141a)의 중심이 상기 중심 영역(CA)에서 상기 가장자리 영역(EA)으로 갈수록 상기 삽입홀(142a)의 중심으로부터 멀어지는 상태로 삽입된다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 기판처리장치에서는 상기 중심 영역(CA)에서 상기 가장자리 영역(EA)으로 갈수록 상기 삽입홀(142a)의 내주면 중 상기 중심 영역(CA)과 반대 방향에 위치한 내주면과 상기 돌출노즐(141a)의 외주면 사이의 거리가 짧아지는 상태로 삽입된다.
한편, 도 2에 도시된 돌출전극(141a) 및 도 11에 도시된 돌출노즐(141a)은 삽입홀(142a)에 삽입된 형태로 형성되는 것이 일반적이지만 공정 조건에 따라 삽입홀(142a)에 삽입되지 아니한 형태로 형성될 수도 있다.
돌출노즐(141a)이 삽입홀(142a)에 삽입되지 아니한 경우에도 열팽창으로 인해 돌출노즐의 위치가 삽입홀(142a)의 중심으로부터 벗어나게 되면 균일한 품질의 박막을 형성할 수 없게 되므로, 본 발명에서와 같이 공정전에 돌출노즐의 위치를 조정하는 과정이 필요하게 된다.
살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 기판처리장치는 전극들 간의 온도 및 제2 전극의 중심부로부터의 거리에 따른 열팽창의 차이를 고려하여 중심 영역에서는 돌출전극이 제2 전극의 삽입홀의 중심에 위치하지만, 가장자리 영역으로 갈수록 중심에서 어긋나는 위치에 배치한 것을 특징으로 한다.
이를 통해 본 발명에서는 열팽창이 완료된 후에 돌출전극의 중심과 삽입홀의 중심 사이의 센터링이 일치되어 돌출전극과 삽입홀 사이에서 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있고 이로 인해 기판 처리 장치에서 박막의 균일도를 유지할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (15)

  1. 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 돌출전극을 포함하는 제1 전극; 및
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 돌출전극이 삽입되는 복수의 삽입홀이 형성된 제2 전극;을 포함하고,
    상기 제2 전극은 중심 영역, 상기 중심 영역을 둘러싸는 주변 영역 및 상기 주변 영역을 둘러싸는 가장자리 영역을 가지며,
    상기 중심 영역은 상기 돌출전극의 중심이 상기 삽입홀의 중심에 삽입되고,
    상기 주변 영역은 상기 돌출전극의 중심이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제1 거리만큼 이격되어 삽입되고,
    상기 가장자리 영역은 상기 돌출전극의 중심이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제2 거리만큼 이격되어 삽입되며,
    상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 돌출전극을 포함하는 제1 전극; 및
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 돌출전극이 삽입되는 복수의 삽입홀이 형성된 제2 전극;을 포함하고,
    상기 제2 전극은 중심 영역, 상기 중심 영역을 둘러싸는 주변 영역 및 상기 주변 영역을 둘러싸는 가장자리 영역을 가지며,
    상기 돌출전극의 중심은 상기 중심 영역에서 상기 가장자리 영역으로 갈수록 상기 삽입홀의 중심에서 멀어지는 상태로 삽입되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 돌출전극을 포함하는 제1 전극; 및
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 돌출전극이 삽입되는 복수의 삽입홀이 형성된 제2 전극;을 포함하고,
    상기 제2 전극은 중심 영역, 상기 중심 영역을 둘러싸는 주변 영역 및 상기 주변 영역을 둘러싸는 가장자리 영역을 가지며,
    상기 돌출전극의 외주면과 상기 삽입홀의 내주면 사이의 간격 중 최단 거리를 갖는 간격은 상기 제2 전극의 중심 영역에서 상기 가장자리 영역으로 갈수록 짧아지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 돌출노즐을 포함하는 제1 분사 플레이트; 및
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 돌출노즐이 삽입되는 복수의 삽입홀이 형성된 제2 분사 플레이트;를 포함하고,
    상기 제2 분사 플레이트는 중심 영역, 상기 중심 영역을 둘러싸는 주변 영역 및 상기 주변 영역을 둘러싸는 가장자리 영역을 가지며,
    상기 중심 영역은 상기 돌출노즐이 상기 삽입홀의 중심에 삽입되고,
    상기 주변 영역은 상기 돌출노즐이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제1 거리만큼 이격되어 삽입되고,
    상기 가장자리 영역은 상기 돌출노즐이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제2 거리만큼 이격되어 삽입되며,
    상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 돌출노즐을 포함하는 제1 분사 플레이트; 및
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 돌출노즐이 삽입되는 복수의 삽입홀이 형성된 제2 분사 플레이트;를 포함하고,
    상기 제2 분사 플레이트는 중심 영역, 상기 중심 영역을 둘러싸는 주변 영역 및 상기 주변 영역을 둘러싸는 가장자리 영역을 가지며,
    상기 돌출노즐은 상기 중심 영역에서 상기 가장자리 영역으로 갈수록 상기 삽입홀의 중심에서 멀어지는 상태로 삽입되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 기판을 처리하기 위한 반응공간을 제공하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 기판에 대향하며 상기 기판측으로 돌출된 복수의 돌출노즐을 포함하는 제1 분사 플레이트; 및
    상기 공정 챔버의 내부에 설치되어 상기 돌출노즐이 삽입되는 복수의 삽입홀이 형성된 제2 분사 플레이트;를 포함하고,
    상기 제2 분사 플레이트는 중심 영역, 상기 중심 영역을 둘러싸는 주변 영역 및 상기 주변 영역을 둘러싸는 가장자리 영역을 가지며,
    상기 돌출노즐의 외주면과 상기 삽입홀의 내주면 사이의 간격 중 최단 거리를 갖는 간격은 상기 제2 분사 플레이트의 상기 중심 영역에서 상기 가장자리 영역으로 갈수록 짧아지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 공정 챔버는 상온인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 주변 영역은 제1 주변 영역 및 제2 주변 영역을 포함하고,
    상기 제1 주변 영역은 상기 돌출전극의 중심이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제1 거리만큼 이격되어 삽입되고,
    상기 제2 주변 영역은 상기 돌출전극의 중심이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제3 거리만큼 이격되어 삽입되며,
    상기 제1 거리는 상기 제3 거리보다 짧거나 같은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 가장자리 영역은 제1 가장자리 영역 및 제2 가장자리 영역을 포함하고.
    상기 제1 가장자리 영역은 상기 돌출전극의 중심이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제2 거리만큼 이격되어 삽입되고,
    상기 제2 가장자리 영역은 상기 돌출전극의 중심이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제4 거리만큼 이격되어 삽입되며,
    상기 제2 거리는 상기 제4 거리보다 짧거나 같은 것을 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제3 거리는 상기 제2 거리보다 짧거나 같고, 제4 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 주변 영역은 제1 주변 영역 및 제2 주변 영역을 포함하고,
    상기 제1 주변 영역은 상기 돌출노즐이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제1 거리만큼 이격되어 삽입되고,
    상기 제2 주변 영역은 상기 돌출노즐이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제3 거리만큼 이격되어 삽입되며,
    상기 제1 거리는 상기 제3 거리보다 짧거나 같은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 가장자리 영역은 제1 가장자리 영역 및 제2 가장자리 영역을 포함하고,
    상기 제1 가장자리 영역은 상기 돌출노즐이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제2 거리만큼 이격되어 삽입되고,
    상기 제2 가장자리 영역은 상기 돌출노즐이 상기 삽입홀의 중심에서 상기 중심영역의 반대 방향으로 제4 거리만큼 이격되어 삽입되며,
    상기 제2 거리는 상기 제4 거리보다 짧거나 같은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제3 거리는 상기 제2 거리보다 짧거나 같고, 제4 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제 3항에 있어서,
    상기 돌출전극의 외주면과 상기 삽입홀의 내주면 사이의 간격 중 최단 거리는 상기 삽입홀의 내주면 중 상기 중심 영역과 반대방향에 위치한 내주면과 상기 돌출전극의 외주면 사이의 거리인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 제 6항에 있어서,
    상기 돌출노즐의 외주면과 상기 삽입홀의 내주면 사이의 간격 중 최단 거리는 상기 삽입홀의 내주면 중 상기 중심 영역과 반대방향에 위치한 내주면과 상기 돌출노즐의 외주면 사이의 거리인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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