KR20230037188A - 기판처리장치 - Google Patents

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KR20230037188A
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김준영
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차상윤
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주성엔지니어링(주)
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Abstract

본 발명은 챔버; 상기 챔버의 내부에서 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판지지부; 상기 기판지지부의 상측에 배치된 하부플레이트; 및 상기 하부플레이트의 상측에 배치된 상부플레이트를 포함하고, 상기 상부플레이트는 제1가스를 제공하는 제1분사홀, 및 제2가스를 제공하는 제2분사홀을 포함하며, 상기 하부플레이트는 상기 제1분사홀로부터 제공된 제1가스를 통과시키도록 상기 제1분사홀의 하측에 배치된 제1개구, 및 상기 제2분사홀로부터 제공된 제2가스를 통과시키도록 상기 제2분사홀의 하측에 배치된 제2개구를 포함하는 기판처리장치에 관한 것이다.

Description

기판처리장치{Apparatus for Processing Substrate}
본 발명은 기판에 대한 증착공정, 식각공정 등과 같은 처리공정을 수행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지(Solar Cell), 반도체 소자, 평판 디스플레이 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 식각공정 등과 같은 기판에 대한 처리공정이 이루어진다. 이러한 기판에 대한 처리공정은 기판처리장치에 의해 이루어진다.
종래 기술에 따른 기판처리장치는 기판을 지지하는 기판지지부, 및 상기 기판지지부를 향해 가스를 분사하는 가스분사부를 포함한다. 상기 가스분사부는 가스를 분사하기 위한 복수개의 개구를 포함한다. 가스는 상기 개구들을 통과하여 기판지지부의 서로 다른 부분을 향해 분사된다.
여기서, 종래 기술에 따른 기판처리장치는 제1가스와 제2가스가 상기 개구들 각각을 통과하여 상기 기판지지부로 분사되도록 구현된다. 즉, 상기 개구들 각각에서 상기 제1가스와 상기 제2가스가 혼합된다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 기판처리장치는 상기 개구들 각각에서 상기 제1가스가 상기 제2가스가 반응함에 따라 상기 가스분사부에 증착되는 등 파티클을 발생시키는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 제1가스와 제2가스가 기판지지부로 분사되는 과정에서 파티클의 발생량을 감소시킬 수 있는 기판처리장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 챔버; 상기 챔버의 내부에서 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판지지부; 상기 기판지지부의 상측에 배치된 하부플레이트; 및 상기 하부플레이트의 상측에 배치된 상부플레이트를 포함할 수 있다. 상기 상부플레이트는 제1가스를 제공하는 제1분사홀, 및 제2가스를 제공하는 제2분사홀을 포함할 수 있다. 상기 하부플레이트는 상기 제1분사홀로부터 제공된 제1가스를 통과시키도록 상기 제1분사홀의 하측에 배치된 제1개구, 및 상기 제2분사홀로부터 제공된 제2가스를 통과시키도록 상기 제2분사홀의 하측에 배치된 제2개구를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 제1분사홀과 제1개구를 통해 제1가스가 유동함과 아울러 제2분사홀과 제2개구를 통해 제2가스가 유동하도록 구현된다. 이에 따라, 본 발명은 제1가스와 제2가스가 기판지지부로 분사되기 이전에 제1가스와 제2가스가 서로 혼합되는 양을 감소시킴으로써, 제1가스와 제2가스가 기판지지부로 분사되기 이전에 제1가스와 제2가스가 반응함에 따라 발생되는 파티클을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 처리공정이 완료된 기판의 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 파티클을 제거하기 위해 수행하여야 하는 세정작업의 주기를 늘림으로써 공정비용을 낮추는데 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 개략적인 구성도
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서 하부플레이트와 상부플레이트의 개략적인 측단면도
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 확대도
도 4는 본 발명에 따른 기판처리장치에 있어서 하부플레이트의 개략적인 저면도
도 5 내지 도 7은 도 4의 B 부분을 확대하여 나타낸 확대도
이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 도 4의 I-I 선을 기준으로 하는 측단면도일 수 있다. 도 4에는 하부플레이트에 형성된 개구들이 생략되어 있다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 기판(S)에 대한 처리공정을 수행하는 것이다. 상기 기판(S)은 실리콘기판, 유리기판, 메탈기판 등일 수 있다. 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 기판(S)에 박막을 증착하는 증착공정, 상기 기판(S)에 증착된 박막의 일부를 제거하는 식각공정 등을 수행할 수 있다. 이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(1)가 상기 증착공정을 수행하는 실시예를 기준으로 설명하나, 이로부터 본 발명에 따른 기판처리장치(1)가 상기 식각공정 등과 같이 다른 처리공정을 수행하는 실시예를 도출하는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에 속하는 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 챔버(2), 기판지지부(3), 및 가스분사부(4)를 포함할 수 있다.
<챔버>
도 1을 참고하면, 상기 챔버(2)는 처리공간(100)을 제공하는 것이다. 상기 처리공간(100)에서는 상기 기판(S)에 대한 증착공정, 식각공정 등과 같은 처리공정이 이루어질 수 있다. 상기 처리공간(100)은 상기 챔버(2)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 챔버(2)에는 상기 처리공간(100)으로부터 가스를 배기시키는 배기구(미도시)가 결합될 수 있다. 상기 챔버(2)의 내부에는 상기 기판지지부(3)와 상기 가스분사부(4)가 배치될 수 있다.
<기판지지부>
도 1을 참고하면, 상기 기판지지부(3)는 상기 기판(S)을 지지하는 것이다. 상기 기판지지부(3)는 하나의 기판(S)을 지지할 수도 있고, 복수개의 기판(S)을 지지할 수도 있다. 상기 기판지지부(3)에 복수개의 기판(S)이 지지된 경우, 한번에 복수개의 기판(S)에 대한 처리공정이 이루어질 수 있다. 상기 기판지지부(3)는 상기 챔버(2)에 결합될 수 있다. 상기 기판지지부(3)는 상기 챔버(2)의 내부에 배치될 수 있다.
<가스분사부>
도 1을 참고하면, 상기 가스분사부(4)는 상기 기판지지부(3)를 향해 가스를 분사하는 것이다. 상기 가스분사부(4)는 상기 챔버(2)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 가스분사부(4)는 상기 기판지지부(3)에 대향되게 배치될 수 있다. 상기 가스분사부(4)는 수직방향(Z축 방향)을 기준으로 하여 상기 기판지지부(3)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 수직방향(Z축 방향)은 상기 가스분사부(4)와 상기 기판지지부(3)가 서로 이격된 방향에 대해 평행한 축 방향이다. 상기 가스분사부(4)와 상기 기판지지부(3)의 사이에는 상기 처리공간(100)이 배치될 수 있다. 상기 가스분사부(4)는 리드(미도시)에 결합될 수 있다. 상기 리드는 상기 챔버(2)의 상부를 덮도록 상기 챔버(2)에 결합될 수 있다. 상기 가스분사부(4)는 가스저장부(40)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 가스분사부(4)는 상기 가스저장부(40)로부터 공급된 가스를 상기 기판지지부(3)를 향해 분사할 수 있다.
상기 가스분사부(4)는 제1가스유로(4a), 및 제2가스유로(4b)를 포함할 수 있다.
상기 제1가스유로(4a)는 제1가스를 분사하기 위한 것이다. 상기 제1가스유로(4a)는 일측이 배관, 호스 등을 통해 상기 가스저장부(40)에 연결될 수 있다. 상기 제1가스유로(4a)는 타측이 상기 처리공간(100)에 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스저장부(40)로부터 공급된 상기 제1가스는, 상기 제1가스유로(4a)를 따라 유동한 후에 상기 제1가스유로(4a)를 통해 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다. 상기 제1가스유로(4a)는 상기 제1가스가 유동하기 위한 유로로 기능함과 아울러 상기 처리공간(100)에 상기 제1가스를 분사하기 위한 분사구로 기능할 수 있다.
상기 제2가스유로(4b)는 제2가스를 분사하기 위한 것이다. 상기 제2가스와 상기 제1가스는 서로 다른 가스일 수 있다. 예컨대, 상기 제1가스와 상기 제2가스 중에서 어느 하나는 소스가스(Source Gas)이고, 상기 제1가스와 상기 제2가스 중에서 나머지 하나는 반응가스(Reactant Gas)일 수 있다. 상기 제2가스유로(4b)는 일측이 배관, 호스 등을 통해 상기 가스저장부(40)에 연결될 수 있다. 상기 제2가스유로(4b)는 타측이 상기 처리공간(100)에 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스저장부(40)로부터 공급된 상기 제2가스는, 상기 제2가스유로(4b)를 따라 유동한 후에 상기 제2가스유로(4b)를 통해 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다. 상기 제2가스유로(4b)는 상기 제2가스가 유동하기 위한 유로로 기능함과 아룰러 상기 처리공간(100)에 상기 제2가스를 분사하기 위한 분사구로 기능할 수 있다.
상기 제2가스유로(4b)와 상기 제1가스유로(4a)는 서로 공간적으로 분리되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스저장부(40)로부터 상기 제2가스유로(4b)로 공급된 상기 제2가스는, 상기 제1가스유로(4a)를 거치지 않고 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다. 상기 가스저장부(40)로부터 상기 제1가스유로(4a)로 공급된 상기 제1가스는, 상기 제2가스유로(4b)를 거치지 않고 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 가스분사부(4)는 상부플레이트(41), 및 하부플레이트(42)를 포함할 수 있다.
상기 상부플레이트(41)는 상기 하부플레이트(42)의 상측에 배치된 것이다. 상기 상부플레이트(41)와 상기 하부플레이트(42)는 상기 수직방향(Z축 방향)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 상부플레이트(41)와 상기 하부플레이트(42)의 사이에는 이격공간(43)이 위치될 수 있다. 상기 상부플레이트(41)와 상기 하부플레이트(42)는 상기 이격공간(43)을 통해 서로 전기적으로 연결되지 않도록 배치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 이격공간(43)에는 상기 상부플레이트(41)와 상기 하부플레이트(42)를 전기적으로 절연시키는 절연부재가 배치될 수도 있다. 상기 상부플레이트(41)의 하면(下面)(41a, 도 2에 도시됨)은 평평하게 형성될 수 있다.
상기 상부플레이트(41)는 제1분사홀(411), 및 제2분사홀(412)을 포함할 수 있다.
상기 제1분사홀(411)은 상기 제1가스를 제공하기 위한 것이다. 상기 제1분사홀(411)은 상기 하부플레이트(42)의 상측에서 상기 하부플레이트(42) 쪽을 향하는 하측방향으로 상기 제1가스를 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 제1분사홀(411)은 상기 하측방향으로 상기 제1가스를 분사함으로써, 상기 제1가스를 제공할 수도 있다. 상기 제1분사홀(411)은 상기 상부플레이트(41)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제1분사홀(411)은 버퍼공간(BS, 도 2에 도시됨)을 통해 상기 가스저장부(40)에 연결될 수 있다. 상기 버퍼공간(BS)은 상기 상부플레이트(41)의 상측에 배치된 공간일 수 있다. 상기 버퍼공간(BS)은 상기 수직방향(Z축 방향)을 기준으로 하여 상기 리드와 상기 상부플레이트(41)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1분사홀(411)과 상기 버퍼공간(BS)은 상기 제1가스유로(4a)에 속할 수 있다. 상기 제1분사홀(411)은 상기 챔버(2)의 외부에서 유입된 상기 제1가스를 상기 하부플레이트(42) 쪽으로 제공할 수도 있다. 상기 상부플레이트(41)는 상기 제1분사홀(411)을 복수개 포함할 수 있다. 상기 제1분사홀(411)들은 서로 이격되게 배치될 수 있다.
상기 제2분사홀(412)은 상기 제2가스를 제공하기 위한 것이다. 상기 제2분사홀(412)은 상기 하측방향으로 상기 제2가스를 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 제2분사홀(412)은 상기 하측방향으로 상기 제2가스를 분사함으로써, 상기 제2가스를 제공할 수도 있다. 상기 제2분사홀(412)은 공급홀(SH, 도 2에 도시됨)을 통해 상기 가스저장부(40)에 연결될 수 있다. 상기 공급홀(SH)은 상기 상부플레이트(41)의 내부에 형성될 수 있다. 상기 공급홀(SH)은 건드릴(Gun Drill)을 이용하여 상기 상부플레이트(41)의 내부를 가공함으로써 구현될 수 있다. 상기 제2분사홀(412)과 상기 공급홀(SH)은 상기 제2가스유로(4b)에 속할 수 있다. 상기 제2분사홀(412)은 상기 챔버(2)의 외부에서 유입된 상기 제2가스를 상기 하부플레이트(42) 쪽으로 제공할 수도 있다. 상기 상부플레이트(41)는 상기 제2분사홀(412)을 복수개 포함할 수 있다. 상기 제2분사홀(412)들은 서로 이격되게 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 공급홀(SH)에는 상기 제2분사홀(412)이 복수개 연결될 수 있다. 상기 제2분사홀(412)들은 서로 이격되어서 상기 공급홀(SH)의 서로 다른 부분에 연결될 수 있다. 상기 상부플레이트(41)에는 상기 공급홀(SH)이 복수개 형성될 수도 있다. 상기 공급홀(SH)들 각각에는 상기 제2분사홀(412)이 복수개 연결될 수 있다.
상기 하부플레이트(42)는 상기 기판지지부(3)의 상측에 배치된 것이다. 상기 하부플레이트(42)는 상기 수직방향(Z축 방향)을 기준으로 하여 상기 기판지지부(3)와 상기 상부플레이트(41)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 하부플레이트(42)는 상면(42a)이 상기 상부플레이트(41)의 하면(41a)을 향하도록 배치될 수 있다. 상기 하부플레이트(42)의 상면(42a)과 상기 상부플레이트(41)의 하면(41a) 사이에는 상기 이격공간(43)이 배치될 수 있다. 도 4에는 상기 하부플레이트(42)가 사각형태로 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 하부플레이트(42)는 원형태 등 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 하부플레이트(42)와 상기 상부플레이트(41)는 대략 일치하는 형태로 형성될 수 있다.
상기 하부플레이트(42)는 제1개구(421), 및 제2개구(422)를 포함할 수 있다.
상기 제1개구(421)는 상기 제1가스를 통과시키기 위한 것이다. 상기 제1개구(421)는 상기 하부플레이트(42)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제1개구(421)는 상기 제1분사홀(411)의 하측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1분사홀(411)로부터 제공된 제1가스는 상기 제1개구(421)를 통과하여 상기 기판지지부(3)를 향해 분사될 수 있다. 상기 제1개구(421)와 상기 제1분사홀(411)은 상기 제1가스유로(4a)에 속할 수 있다. 이 경우, 상기 제1분사홀(411)로부터 제공된 제1가스는 상기 이격공간(43)을 거쳐 상기 제1개구(421)로 유입되고, 상기 제1개구(421)를 통과하여 상기 기판지지부(3)를 향해 분사될 수도 있다.
상기 제2개구(422)는 상기 제2가스를 통과시키기 위한 것이다. 상기 제2개구(422)는 상기 하부플레이트(42)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제2개구(422)는 상기 제1개구(421)로부터 이격되어 배치될 수있다. 상기 제2개구(422)는 상기 제2분사홀(412)의 하측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2분사홀(412)로부터 제공된 제2가스는 상기 제2개구(422)를 통과하여 상기 기판지지부(3)를 향해 분사될 수 있다. 상기 제2개구(422)와 상기 제2분사홀(412)은 상기 제2가스유로(4b)에 속할 수 있다. 이 경우, 상기 제2분사홀(412)로부터 제공된 제2가스는 상기 이격공간(43)을 거쳐 상기 제2개구(422)로 유입되고, 상기 제2개구(422)를 통과하여 상기 기판지지부(3)를 향해 분사될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1개구(421)와 상기 제1분사홀(411)을 이용하여 상기 제1가스를 상기 처리공간(100)으로 분사함과 아울러 상기 제2개구(422)와 상기 제2분사홀(412)을 이용하여 상기 제2가스를 상기 처리공간(100)으로 분사하도록 구현된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1가스와 상기 제2가스가 상기 처리공간(100)으로 분사되기 이전에, 상기 제1가스와 상기 제2가스가 서로 혼합되는 양을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1가스와 상기 제2가스가 상기 처리공간(100)으로 분사되기 이전에 상기 제1가스와 상기 제2가스가 반응함에 따라 발생되는 파티클을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 처리공정이 완료된 기판(S)의 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 파티클을 제거하기 위해 상기 가스분사부(4) 등에 수행하여야 하는 세정작업의 주기를 늘림으로써 공정비용을 낮추는데 기여할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 하부플레이트(42)는 상기 제1가스가 활성화되고 상기 제2가스가 활성화되도록 RF(Radio Frequency)전원에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 상부플레이트(41)가 접지(Ground)됨과 아울러 상기 하부플레이트(42)에 RF전력이 인가되면, 플라즈마가 발생될 수 있다. 이에 따라, 상기 하부플레이트(42)는 플라즈마를 이용하여 상기 제1가스를 활성화시키고 상기 제2가스를 활성화시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 활성화된 제1가스와 상기 활성화된 제2가스가 상기 처리공간(100)에서 혼합되어서 반응되도록 구현됨으로써, 상기 기판(S)에 증착되는 박막의 막질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 상부플레이트(41)의 하면(41a)이 평평하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 상부플레이트(41)의 하면(41a)으로부터 돌출된 돌출전극이 구비된 비교예와 대비할 때, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 비교예에 있어서 돌출전극에서의 집중적인 전력소모를 없앨 수 있으므로, 비교예보다 전력 소비량을 줄임으로써 공정비용을 낮추는데 기여할 수 있다.
상기 하부플레이트(42)는 상기 제1개구(421)와 상기 제2개구(422) 각각에서 플라즈마가 발생되도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1가스는 상기 제1개구(421)를 통과하는 과정에서 상기 제1개구(421)에서 발생된 플라즈마에 의해 활성된 후에 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다. 또한, 상기 제2가스는 상기 제2개구(422)를 통과하는 과정에서 상기 제2개구(422)에서 발생된 플라즈마에 의해 활성화된 후에 상기 처리공간(100)으로 분사될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)에 있어서, 상기 상부플레이트(41)와 상기 하부플레이트(42)가 서로 이격된 간격(43D, 도 3에 도시됨)(이하, '이격간격(43D)'이라 함)은, 상기 제1개구(421)의 직경(421D, 도 3에 도시됨)과 상기 제2개구(422)의 직경(422D, 도 3에 도시됨)보다 작게 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 상부플레이트(41)와 상기 하부플레이트(42)의 사이에서 플라즈마의 발생을 차단하도록 구현됨과 동시에 상기 제1개구(421)와 상기 제2개구(422) 각각에서 플라즈마의 발생을 허용하도록 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1가스가 상기 제1개구(421)에서 활성화됨과 아울러 상기 제2가스가 상기 제2개구(422)에서 활성화되도록 구현될 수 있다.
이 경우, 상기 이격간격(43D)은 상기 상부플레이트(41)와 상기 하부플레이트(42)의 사이에서 플라즈마의 발생을 차단하는 길이로 형성될 수 있다. 또한, 상기 이격간격(43D)은 상기 상부플레이트(41)와 상기 하부플레이트(42)를 전기적으로 절연시킬 수 있는 길이로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 이격간격(43D)은 1.5 mm 이상 2 mm 미만으로 형성될 수 있다. 상기 이격간격(43D)이 1.5 mm 미만인 경우, 상기 상부플레이트(41)와 상기 하부플레이트(42)가 전기적으로 절연되지 않을 수 있다. 상기 이격간격(43D)이 2 mm 이상인 경우, 상기 상부플레이트(41)와 상기 하부플레이트(42)의 사이에서 플라즈마가 발생될 수 있다. 이를 고려하여, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 이격간격(43D)이 1.5 mm 이상 2 mm 미만으로 형성됨으로써 상기 상부플레이트(41)와 상기 하부플레이트(42)를 전기적으로 절연시키면서 상기 상부플레이트(41)와 상기 하부플레이트(42) 사이에서 플라즈마의 발생을 차단하도록 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 제1개구(421)는 상기 이격간격(43D)보다 더 큰 직경(421D)으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1개구(421)의 직경(421D)은 상기 제1개구(421)에서 플라즈마의 발생을 허용하는 길이로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1개구(421)의 직경(421D)은 2 mm 이상 5 mm 이하의 길이로 형성될 수 있다. 상기 제1개구(421)는 상기 제1분사홀(411)보다 더 큰 직경(421D)으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1분사홀(411)의 직경(411D, 도 3에 도시됨)은 상기 제1개구(421)의 직경(421D)보다 더 작게 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1개구(421)에서 플라즈마가 집중적으로 발생되도록 구현됨으로써, 상기 제1개구(421)에서 상기 제1가스가 집중적으로 활성화되어서 상기 처리공간(100)으로 분사되도록 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 제2개구(422)는 상기 이격간격(43D)보다 더 큰 직경(422D)으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2개구(422)의 직경(422D)은 상기 제2개구(422)에서 플라즈마의 발생을 허용하는 길이로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제2개구(422)의 직경(422D)은 2 mm 이상 5 mm 이하의 길이로 형성될 수 있다. 상기 제2개구(422)는 상기 제2분사홀(412)보다 더 큰 직경(422D)으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2분사홀(412)의 직경(412D, 도 3에 도시됨)은 상기 제2개구(422)의 직경(422D)보다 더 작게 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제2개구(422)에서 플라즈마가 집중적으로 발생되도록 구현됨으로써, 상기 제2개구(422)에서 상기 제2가스가 집중적으로 활성화되어서 상기 처리공간(100)으로 분사되도록 구현될 수 있다. 한편, 상기 제2개구(422)의 직경(422D)과 상기 제1개구(421)의 직경(421D)은 서로 동일하게 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 7을 참고하면, 상기 하부플레이트(42)는 상기 제1개구(421)와 상기 제2개구(422)를 각각 복수개씩 포함할 수 있다.
상기 제1개구(421)들은 서로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 하부플레이트(42)가 갖는 상기 제1개구(421)들의 개수 및 상기 상부플레이트(41)가 갖는 상기 제1분사홀(411)들의 개수는 서로 동일할 수 있다. 상기 제1개구(421)들은 상기 제1분사홀(411)들 각각의 하측에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1개구(421)들과 상기 제1분사홀(411)들은 일대일로 대응되게 배치될 수 있다.
상기 제2개구(422)들은 서로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 하부플레이트(42)가 갖는 상기 제2개구(422)들의 개수 및 상기 상부플레이트(41)가 갖는 상기 제2분사홀(412)들의 개수는 서로 동일할 수 있다. 상기 제2개구(422)들은 상기 제2분사홀(412)들 각각의 하측에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제2개구(422)들과 상기 제2분사홀(412)들은 일대일로 대응되게 배치될 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1개구(421)들과 상기 제2개구(422)들이 다음과 같은 배치형태로 배치되도록 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 제1분사홀(411)들과 상기 제2분사홀(412)들은 각각 상기 제1개구(421)와 상기 제2개구(422)의 상측에 배치되므로, 상기 제1개구(421)들과 상기 제2개구(422)들 간의 배치형태와 동일한 배치형태로 구현될 수 있다. 따라서, 상기 제1분사홀(411)들과 상기 제2분사홀(412)들 간의 배치형태에 대한 설명은, 상기 제1개구(421)들과 상기 제2개구(422)들 간의 배치형태에 대한 설명으로 갈음한다. 한편, 상기 제1개구(421)들 각각의 중심과 상기 제1분사홀(411)들 각각의 중심은, 상기 수직방향(Z축 방향)을 기준으로 하여 동일선 상에 배치될 수 있다. 상기 제2개구(422)들 각각의 중심과 상기 제2분사홀(412)들 각각의 중심은, 상기 수직방향(Z축 방향)을 기준으로 하여 동일선 상에 배치될 수 있다.
우선, 도 5 내지 도 6에서 상기 제1개구(421)들, 상기 제2개구(422)들, 및 상기 하부플레이트(42) 간의 구별을 위해 상기 하부플레이트(42)에는 해칭이 표시되어 있고, 상기 제1개구(421)들과 상기 제2개구(422)들에는 해칭이 표시되어 있지 않다. 또한, 상기 제1분사홀(411)들과 상기 제2분사홀(412)들 간의 구별을 위해 상기 제1분사홀(411)들과 상기 제2분사홀(412)등에는 서로 다른 모양의 해칭이 표시되어 있다.
다음, 도 5에 도시된 바와 같이 서로 인접하게 배치된 상기 제1개구(421)와 상기 제2개구(422)가 서로 이격된 간격(D1)[이하, '혼합간격(D1)'이라 함]은, 상기 제1개구(421)들끼리 서로 이격된 간격(D2)[이하, '제1개구간격(D2)'이라 함]보다 더 짧고, 상기 제2개구(422)들끼리 서로 이격된 간격(D3)[이하, '제2개구간격(D3)'이라 함]보다 더 짧게 구현될 수 있다. 즉, 상기 혼합간격(D1)은 상기 제1개구간격(D2)과 상기 제2개구간격(D3) 각각보다 더 짧게 구현될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 하부플레이트(42)에서 상기 처리공간(100) 쪽으로 상기 제1가스의 분사위치와 상기 제2가스의 분사위치가 서로 이격된 거리를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 처리공간(100)에서 상기 제1가스와 상기 제2가스 간의 반응성을 향상시킬 수 있으므로, 상기 처리공정이 완료된 기판(S)의 품질을 더 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 혼합간격(D1)은 서로 인접하게 배치된 상기 제1개구(421)와 상기 제2개구(422)에 있어서, 상기 제1개구(421)의 중심과 상기 제2개구(422)의 중심을 최단으로 잇는 직선 거리를 의미할 수 있다. 상기 제1개구간격(D2)은 서로 인접하게 배치된 2개의 제1개구(421)에 있어서, 상기 제1개구(421)들 각각의 중심을 최단으로 잇는 직선 거리를 의미할 수 있다. 상기 제2개구간격(D3)은 서로 인접하게 배치된 2개의 제2개구(422)에 있어서, 상기 제2개구(422)들 각각의 중심을 최단으로 잇는 직선 거리를 의미할 수 있다.
다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 하부플레이트(42)에는 복수개의 제1가상라인(VL1)들 각각을 따라 상기 제1개구(421)와 상기 제2개구(422)가 교번하여 복수개 배치될 수 있다. 상기 제1가상라인(VL1)들은 제1축방향(AX1축 방향)에 대해 평행한 가상의 라인들이다. 상기 제1가상라인(VL1)들은 상기 제1축방향(AX1축 방향)에 대해 수직한 제2축방향(AX2축 방향)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
이와 같이, 상기 제1가상라인(VL1)들 각각을 따라 상기 제1개구(421), 상기 제2개구(422), 상기 제1개구(421), 상기 제2개구(422) 순서로 상기 제1개구(421)와 상기 제2개구(422)가 교대로 복수개씩 배치됨으로써, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1가상라인(VL1)들 각각을 따라 상기 제1가스의 분사위치와 상기 제2가스의 분사위치가 서로 이격된 거리를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1가상라인(VL1)들 각각을 기준으로 하여 상기 제1가스와 상기 제2가스 간의 반응성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1축방향(AX1축 방향)을 기준으로 하여 상기 기판(S)에 대한 처리공정의 균일도를 높일 수 있다.
다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 하부플레이트(42)에는 복수개의 제2가상라인(VL2)들 각각을 따라 상기 제1개구(421)와 상기 제2개구(422)가 교번하여 복수개 배치될 수 있다. 상기 제2가상라인(VL2)들은 상기 제2축방향(AX2축 방향)에 대해 평행한 가상의 라인들이다. 상기 제2가상라인(VL2)들은 상기 제1축방향(AX1축 방향)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
이와 같이, 상기 제2가상라인(VL2)들 각각을 따라 상기 제1개구(421), 상기 제2개구(422), 상기 제1개구(421), 상기 제2개구(422) 순서로 상기 제1개구(421)와 상기 제2개구(422)가 교대로 복수개씩 배치됨으로써, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제2가상라인(VL2)들 각각을 따라 상기 제1가스의 분사위치와 상기 제2가스의 분사위치가 서로 이격된 거리를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제2가상라인(VL2)들 각각을 기준으로 하여 상기 제1가스와 상기 제2가스 간의 반응성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제2축방향(AX2축 방향)을 기준으로 하여 상기 기판(S)에 대한 처리공정의 균일도를 높일 수 있다.
다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 하부플레이트(42)에는 복수개의 제3가상라인(VL3)들 중에서 홀수번째 제3가상라인(VL31)들 각각을 따라 상기 제1개구(421)가 복수개 배치될 수 있다. 상기 하부플레이트(42)에는 상기 제3가상라인(VL3)들 중에서 짝수번째 제3가상라인(VL32)들 각각을 따라 상기 제2개구(422)가 복수개 배치될 수 있다. 상기 제3가상라인(VL3)들은 제3축방향(AX3축 방향)에 대해 평행한 가상의 라인들이다. 상기 제3축방향(AX3축 방향)은 상기 제1축방방향(AX1축 방향)과 상기 제2축방향(AX2축 방향) 사이에 배치된 축 방향이다. 상기 제3축방향(AX3축 방향)은 상기 제1축방방향(AX1축 방향)과 상기 제2축방향(AX2축 방향) 각각과 45도의 각도로 이격된 축 방향일 수 있다. 상기 제3가상라인(VL3)들은 상기 제3축방향(AX3축 방향)에 대해 수직한 제4축방향(AX4축 방향)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
이와 같이, 상기 홀수번째 제3가상라인(VL31)들 각각을 따라 상기 제1개구(421)가 복수개 배치됨과 아울러 상기 짝수번째 제3가상라인(VL32)을 따라 상기 제2개구(422)가 복수개 배치됨으로써, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제4축방향(AX4축 방향)을 기준으로 하여 상기 제1개구(421)들로 이루어진 라인과 상기 제2개구(422)들로 이루어진 라인이 교대로 배치될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제4축방향(AX4축 방향)을 기준으로 하여 상기 제1가스와 상기 제2가스 간의 반응성을 향상시킴으로써, 상기 제4축방향(AX4축 방향)을 기준으로 하여 상기 기판(S)에 대한 처리공정의 균일도를 높일 수 있다.
한편, 상기 홀수번째 제3가상라인(VL31)들 각각을 따라 배치된 제1개구(421)들 및 상기 짝수번째 제3가상라인(VL32)들 각각을 따라 배치된 제2개구(422)들은 상기 제3축방향(AX3축 방향)을 기준으로 하여 서로 어긋난 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1개구(421)와 상기 제2개구(422)가 서로 이격된 거리를 더 감소시킬 수 있다.
다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 하부플레이트(42)에는 복수개의 제4가상라인(VL4)들 중에서 홀수번째 제4가상라인(VL41)들 각각을 따라 상기 제1개구(421)가 복수개 배치될 수 있다. 상기 하부플레이트(42)에는 상기 제4가상라인(VL4)들 중에서 짝수번째 제4가상라인(VL42)들 각각을 따라 상기 제2개구(422)가 복수개 배치될 수 있다. 상기 제4가상라인(VL4)들은 상기 제4축방향(AX4축 방향)에 대해 평행한 가상의 라인들이다. 상기 제4가상라인(VL4)들은 상기 제3축방향(AX3축 방향)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
이와 같이, 상기 홀수번째 제4가상라인(VL41)들 각각을 따라 상기 제1개구(421)가 복수개 배치됨과 아울러 상기 짝수번째 제4가상라인(VL42)을 따라 상기 제2개구(422)가 복수개 배치됨으로써, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제3축방향(AX3축 방향)을 기준으로 하여 상기 제1개구(421)들로 이루어진 라인과 상기 제2개구(422)들로 이루어진 라인이 교대로 배치될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제3축방향(AX3축 방향)을 기준으로 하여 상기 제1가스와 상기 제2가스 간의 반응성을 향상시킴으로써, 상기 제3축방향(AX3축 방향)을 기준으로 하여 상기 기판(S)에 대한 처리공정의 균일도를 높일 수 있다.
한편, 상기 홀수번째 제4가상라인(VL41)들 각각을 따라 배치된 제1개구(421)들 및 상기 짝수번째 제4가상라인(VL42)들 각각을 따라 배치된 제2개구(422)들은 상기 제3축방향(AX4축 방향)을 기준으로 하여 서로 어긋난 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1개구(421)와 상기 제2개구(422)가 서로 이격된 거리를 더 감소시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)에 있어서 상기 하부플레이트(42)에 형성된 제1개구(421)들 중에서 어느 하나의 제1개구(421)를 기준으로 배치관계를 살펴보면, 상기 제1개구(421)는 상기 제1축방향(AX1축 방향)과 상기 제2축방향(AX2축 방향) 각각을 기준으로 하여 상기 제2개구(422)에 인접하게 배치되고, 상기 제3축방향(AX3축 방향)과 상기 제4축방향(AX4축 방향) 각각을 기준으로 하여 상기 제1개구(421)에 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 하부플레이트(42)에 형성된 제2개구(422)들 중에서 어느 하나의 제2개구(422)를 기준으로 배치관계를 살펴보면, 상기 제2개구(422)는 상기 제1축방향(AX1축 방향)과 상기 제2축방향(AX2축 방향) 각각을 기준으로 하여 상기 제1개구(421)에 인접하게 배치되고, 상기 제3축방향(AX3축 방향)과 상기 제4축방향(AX4축 방향) 각각을 기준으로 하여 상기 제2개구(422)에 인접하게 배치될 수 있다. 정리하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1축방향(AX1축 방향)과 상기 제2축방향(AX2축 방향) 각각을 기준으로 하여서는 상기 제1개구(421)와 상기 제2개구(422)가 혼합된 혼합배치를 이루고, 상기 제3축방향(AX3축 방향)과 상기 제4축방향(AX4축 방향) 각각을 기준으로 하여서는 상기 제1개구(421)만으로 또는 상기 제2개구(422)만으로 이루어진 동종배치를 이루도록 구현될 수 있다.
이와 마찬가지로, 상기 상부플레이트(41)에 형성된 제1분사홀(411)들 중에서 어느 하나의 제1분사홀(411)을 기준으로 배치관계를 살펴보면, 상기 제1분사홀(411)은 상기 제1축방향(AX1축 방향)과 상기 제2축방향(AX2축 방향) 각각을 기준으로 하여 상기 제2분사홀(412)에 인접하게 배치되고, 상기 제3축방향(AX3축 방향)과 상기 제4축방향(AX4축 방향) 각각을 기준으로 하여 상기 제1분사홀(411)에 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 상부플레이트(41)에 형성된 제2분사홀(412)들 중에서 어느 하나의 제2분사홀(412)을 기준으로 배치관계를 살펴보면, 상기 제2분사홀(412)은 상기 제1축방향(AX1축 방향)과 상기 제2축방향(AX2축 방향) 각각을 기준으로 하여 상기 제1분사홀(411)에 인접하게 배치되고, 상기 제3축방향(AX3축 방향)과 상기 제4축방향(AX4축 방향) 각각을 기준으로 하여 상기 제2분사홀(412)에 인접하게 배치될 수 있다. 정리하면, 본 발명에 따른 기판처리장치(1)는 상기 제1축방향(AX1축 방향)과 상기 제2축방향(AX2축 방향) 각각을 기준으로 하여서는 상기 제1분사홀(411)과 상기 제2분사홀(412)이 혼합된 혼합배치를 이루고, 상기 제3축방향(AX3축 방향)과 상기 제4축방향(AX4축 방향) 각각을 기준으로 하여서는 상기 제1분사홀(411)만으로 또는 상기 제2분사홀(412)만으로 이루어진 동종배치를 이루도록 구현될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1 : 기판처리장치 2 : 챔버
3 : 기판지지부 4 : 가스분사부
40 : 가스저장부 4a : 제1가스유로
4b : 제2가스유로 41 : 상부플레이트
411 : 제1분사홀 412 : 제2분사홀
42 : 하부플레이트 421 : 제1개구
422 : 제2개구 43 : 이격공간
BS : 버퍼공간 SH : 공급홀
VL1 : 제1가상라인 VL2 : 제2가상라인
VL3 : 제3가상라인 VL31 : 홀수번째 제3가상라인
VL32 : 짝수번째 제3가상라인 VL4 : 제4가상라인
VL41 : 홀수번째 제4가상라인 VL42 : 짝수번째 제4가상라인

Claims (12)

  1. 챔버;
    상기 챔버의 내부에서 적어도 하나의 기판을 지지하는 기판지지부;
    상기 기판지지부의 상측에 배치된 하부플레이트; 및
    상기 하부플레이트의 상측에 배치된 상부플레이트를 포함하고,
    상기 상부플레이트는 제1가스를 제공하는 제1분사홀, 및 제2가스를 제공하는 제2분사홀을 포함하며,
    상기 하부플레이트는 상기 제1분사홀로부터 제공된 제1가스를 통과시키도록 상기 제1분사홀의 하측에 배치된 제1개구, 및 상기 제2분사홀로부터 제공된 제2가스를 통과시키도록 상기 제2분사홀의 하측에 배치된 제2개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부플레이트는 접지(Ground)되고,
    상기 하부플레이트는 상기 제1가스가 활성화되고 상기 제2가스가 활성화되도록 RF전원에 연결된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트가 서로 이격된 간격은, 상기 제1개구의 직경 및 상기 제2개구의 직경 각각보다 작은 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1개구의 직경은 상기 제1개구에서 플라즈마의 발생을 허용하는 길이로 형성되고,
    상기 제2개구의 직경은 상기 제2개구에서 플라즈마의 발생을 허용하는 길이로 형성되며,
    상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트가 서로 이격된 간격은 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트의 사이에서 플라즈마의 발생을 차단하는 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1개구는 상기 제1분사홀보다 더 큰 직경으로 형성되고,
    상기 제2개구는 상기 제2분사홀보다 더 큰 직경으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부플레이트에는 제1축방향에 평행한 복수개의 제1가상라인들 각각을 따라 상기 제1개구와 상기 제2개구가 교번하여 복수개 배치되고,
    상기 제1가상라인들은 상기 제1축방향에 수직한 제2축방향을 따라 서로 이격된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부플레이트에는 상기 제2축방향에 평행한 복수개의 제2가상라인들 각각을 따라 상기 제1개구와 상기 제2개구가 교번하여 복수개 배치되고,
    상기 제2가상라인들은 상기 제1축방향을 따라 서로 이격된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 하부플레이트에는 상기 제1축방향과 상기 제2축방향 사이의 제3축방향에 평행한 복수개의 제3가상라인들 중에서 홀수번째 제3가상라인들 각각을 따라 상기 제1개구가 복수개 배치되고, 짝수번째 제3가상라인들 각각을 따라 상기 제2개구가 복수개 배치되며,
    상기 제3가상라인들은 상기 제3축방향에 수직한 제4축방향을 따라 서로 이격된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 홀수번째 제3가상라인들 각각을 따라 배치된 제1개구들 및 상기 짝수번째 제3가상라인들 각각을 따라 배치된 제2개구들은 상기 제3축방향을 기준으로 하여 서로 어긋난 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 하부플레이트에는 상기 제4축방향에 평행한 복수개의 제4가상라인들 중에서 홀수번째 제4가상라인들 각각을 따라 상기 제1개구가 복수개 배치되고, 짝수번째 제4가상라인들 각각을 따라 상기 제2개구가 복수개 배치되며,
    상기 제4가상라인들은 상기 제3축방향을 따라 서로 이격된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하부플레이트는 상기 제1개구와 상기 제2개구를 각각 복수개씩 포함하고,
    서로 인접하게 배치된 상기 제1개구와 상기 제2개구가 서로 이격된 간격은, 상기 제1개구들끼리 서로 이격된 간격보다 더 짧고, 상기 제2개구들끼리 서로 이격된 간격보다 더 짧은 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1가스와 상기 제2가스 중에서 어느 하나는 소스가스이고,
    상기 제1가스와 상기 제2가스 중에서 나머지 하나는 반응가스인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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