KR20230038987A - Apparatus for injecting gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스 분사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 챔버의 내부 공간으로 반입되는 기판에 가스를 분사하기 위한 가스 분사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gas injection device, and more particularly, to a gas injection device for injecting a gas onto a substrate carried into an internal space of a chamber.
반도체 소자, 태양 전지 및 디스플레이 장치 등은 기판 상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하고, 패터닝하여 제조된다. 이를 위하여 증착 공정 및 식각 공정 등과 같은 여러 단계의 서로 다른 박막 처리 공정이 수행된다.Semiconductor devices, solar cells, and display devices are manufactured by depositing and patterning various materials in the form of thin films on a substrate. To this end, several different thin film processing processes such as a deposition process and an etching process are performed.
박막 처리 공정은 밀폐된 내부 공간을 가지는 챔버를 포함하는 기판 처리 장치에서 수행되고, 챔버의 리드(lid)에는 반입되는 기판에 가스를 분사하기 위한 가스 분사 장치가 설치된다. 최근에는, 고주파(RF; Radio Frequency) 전원으로 내부 공간에 플라즈마를 형성하여 증착 공정 등을 수행하는 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD; Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법이 폭넓게 사용되고 있다. 이러한 플라즈마 강화 화학 기상 증착 방법에서 가스 분사 장치는 기판에 가스를 분사하는 역할 외에도 전압 차를 발생시켜 플라즈마를 형성하기 위한 상부 전극의 역할을 수행한다.A thin film processing process is performed in a substrate processing apparatus including a chamber having a sealed inner space, and a gas spraying device for spraying gas to a loaded substrate is installed in a lid of the chamber. Recently, a Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) method in which a deposition process is performed by forming plasma in an internal space using a radio frequency (RF) power source has been widely used. In this plasma-enhanced chemical vapor deposition method, the gas injection device serves as an upper electrode for generating plasma by generating a voltage difference in addition to a role of injecting gas onto the substrate.
가스 분사 장치는 챔버의 내부 공간에 플라즈마를 형성하기 위하여 고주파 전원이 인가되는 디퓨저 커버(diffuser cover) 및 상기 디퓨저 커버의 하측에 설치되어 기판에 가스를 분사하기 위한 다수의 분사홀이 형성된 샤워헤드(showerhead)를 포함한다.The gas injection device includes a diffuser cover to which high-frequency power is applied to form plasma in the inner space of the chamber, and a shower head installed below the diffuser cover and having a plurality of injection holes for injecting gas to a substrate ( showerhead).
일반적으로, 박막 처리 공정에서 챔버의 내부 공간은 가스를 열 분해하기 위하여 높은 온도로 유지된다. 가스 분사 장치는 고주파 전원이 인가되는 디퓨저 커버(diffuser cover)에 샤워헤드(showerhead)가 결합되어 마련되는데, 디퓨저 커버와 샤워헤드는 그 구조 또는 재질 차이에 의하여 열 팽창 정도가 상이하게 나타난다. 이와 같은 열 팽창 정도의 차이에 의하여 디퓨저 커버와 샤워헤드 사이에서는 마찰로 인한 마이크로 아킹(micro arcing)이 발생하게 되고, 마이크로 아킹에 의하여 발생하는 파티클(particle)과 같은 이물질은 제조되는 박막의 품질 저하를 유발하는 문제점이 있었다.In general, in a thin film processing process, an internal space of a chamber is maintained at a high temperature to thermally decompose a gas. The gas injection device is provided by coupling a showerhead to a diffuser cover to which high-frequency power is applied. The diffuser cover and the showerhead have different degrees of thermal expansion due to differences in structure or material. Due to this difference in the degree of thermal expansion, micro arcing occurs between the diffuser cover and the showerhead due to friction, and foreign substances such as particles generated by the micro arcing deteriorate the quality of the thin film produced. There was a problem that caused
본 발명은 부품 상호 간의 마찰로 인한 이물질의 발생을 최소화할 수 있는 가스 분사 장치를 제공한다.The present invention provides a gas injection device capable of minimizing the generation of foreign substances due to friction between parts.
본 발명의 실시 예에 따른 가스 분사 장치는, 챔버에 가스를 공급하기 위한 가스 분사 장치로서, RF 전력이 공급되는 커버부; 상기 커버부의 하측에 배치되어 가스를 분사하는 분사부; 상기 커버부와 분사부가 이격되도록 상기 커버부와 분사부 사이에 배치되는 절연부; 상기 분사부로 RF 전력이 전달되도록 상기 커버부와 분사부를 연결하는 연결부; 및 상기 분사부 및 절연부를 순차적으로 관통하여 상기 커버부와 분사부를 연결하는 결합부;를 포함한다.A gas injection device according to an embodiment of the present invention is a gas injection device for supplying gas to a chamber, comprising: a cover portion to which RF power is supplied; a spraying unit disposed below the cover unit to spray gas; an insulating part disposed between the cover part and the spraying part so that the cover part and the spraying part are spaced apart from each other; a connection unit connecting the cover unit and the dispensing unit so that RF power is transmitted to the dispensing unit; and a coupling part connecting the cover part and the spraying part by sequentially penetrating the spraying part and the insulating part.
상기 절연부는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene)을 포함하는 합성수지 재질로 형성될 수 있다.The insulating part may be formed of a synthetic resin material including polytetrafluoroethylene (PTFE).
상기 절연부는 상기 커버부의 가장자리 영역을 따라 연장될 수 있다.The insulating part may extend along an edge area of the cover part.
상기 연결부는 일측 단부가 상기 커버부의 가장자리 영역과 절연부 사이에 배치되고, 타측 단부가 상기 분사부의 하측으로 연장될 수 있다.One end of the connection part may be disposed between the edge region of the cover part and the insulating part, and the other end may extend downward of the injection part.
상기 결합부는 상기 연결부의 일측 단부와 타측 단부를 관통하여 상기 커버부에 결합될 수 있다.The coupling part may be coupled to the cover part by penetrating one end and the other end of the connection part.
상기 커버부는 가장자리 영역의 내측에서 하향 돌출되도록 형성되는 돌출부를 포함할 수 있다.The cover part may include a protrusion formed to protrude downward from an inside of the edge area.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 분사 장치는, 챔버에 가스를 공급하기 위한 가스 분사 장치로서, 가스를 유입하기 위한 가스 유입구가 마련된 커버부; 상기 커버부의 하측으로 이격 배치되고, 상기 가스 유입구를 통해 유입되는 가스를 분사하는 분사부; 및 상기 커버부와 분사부 사이에서 상기 커버부의 가장자리 영역을 따라 연장되고, 복수의 절연부재를 구비하는 절연부;를 포함할 수 있다.Further, a gas injection device according to an embodiment of the present invention is a gas injection device for supplying gas to a chamber, comprising: a cover portion provided with a gas inlet for introducing gas; an injection unit spaced apart from the lower side of the cover unit and injecting gas introduced through the gas inlet; and an insulating part extending along an edge region of the cover part between the cover part and the spraying part and having a plurality of insulating members.
상기 복수의 절연부재는 서로 접촉되어 연장 방향으로 배열될 수 있다.The plurality of insulating members may contact each other and be arranged in an extension direction.
상기 복수의 절연부재는 연장 방향에 교차하는 방향으로 서로 일부 중첩되도록 배열될 수 있다.The plurality of insulating members may be arranged to partially overlap each other in a direction crossing the extending direction.
상기 복수의 절연부재는 서로 접촉되는 접촉면의 적어도 일부가 상기 커버부와 분사부 사이의 이격 공간을 마주보도록 마련될 수 있다.At least some of the contact surfaces of the plurality of insulating members may be provided to face a separation space between the cover part and the injection part.
본 발명의 실시 예에 따르면, 마찰 계수가 낮은 절연부를 커버부와 분사부 사이에 배치하여 커버부와 분사부 간의 마찰로 인한 이물질의 발생을 억제할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by disposing an insulating part having a low friction coefficient between the cover part and the spraying part, it is possible to suppress the occurrence of foreign substances due to friction between the cover part and the spraying part.
또한, 복수의 절연부재를 배열하여 절연부를 형성함으로써 제조를 용이하게 하고 비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기판의 대면적화에 따라 가스 분사 장치가 대형화되는 경우에도 효과적으로 이에 대응할 수 있다.In addition, by arranging a plurality of insulating members to form the insulating part, manufacturing can be facilitated and costs can be reduced, and even when the size of the gas injection device increases according to the large area of the substrate, it can effectively cope with this.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 분사 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 절연부를 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 연결부의 연결 위치에 따라 플라즈마가 형성되는 모습을 개략적으로 나타내는 도면.1 is a view schematically showing a substrate processing apparatus including a gas injection apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of part A of FIG. 1;
3 is a schematic view of an insulating unit according to an embodiment of the present invention;
4 is a view schematically showing how plasma is formed according to the connection position of the connection part according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장되어 도시될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention will not be limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only the embodiments of the present invention will make the disclosure of the present invention complete, and will make the scope of the invention clear to those skilled in the art. It is provided to fully inform you. In order to explain the invention in detail, the drawings may be exaggerated, and like reference numerals refer to like elements in the drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 분사 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 절연부를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a substrate processing apparatus including a gas injection apparatus according to an embodiment of the present invention. In addition, FIG. 2 is an enlarged view of portion A of FIG. 1 , and FIG. 3 is a schematic view of an insulation unit according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 박막을 증착하고, 패터닝하는 등의 다양한 박막 처리 공정을 수행하기 위한 장치로서, 챔버(10), 상기 챔버(10) 내에 마련되며, 상기 챔버(10) 내에 제공되는 기판을 지지하기 위한 기판 지지 장치(20), 상기 기판 지지 장치(20)에 대향 배치되도록 상기 챔버(10) 내에 마련되며, 상기 기판 지지 장치(20)를 향하여 가스를 분사하기 위한 가스 분사 장치(30) 및 상기 가스 분사 장치(30)에 가스를 제공하기 위한 가스 공급관(40)을 포함한다. 또한, 상기 기판 처리 장치는 상기 챔버(10) 내에 플라즈마를 발생시키도록 전원을 인가하는 RF 전원(미도시) 및 상기 RF 전원을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.1 to 3, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention is an apparatus for performing various thin film processing processes such as depositing and patterning a thin film, and includes a chamber 10, the chamber 10 A substrate support device 20 for supporting a substrate provided in the chamber 10, provided in the chamber 10 so as to face the substrate support device 20, and the substrate support device 20 ) and a
챔버(10)는 소정의 반응 공간을 마련하고, 이를 기밀하게 유지시킨다. 챔버(10)는 대략 원형 또는 사각형의 평면부 및 평면부로부터 상향 연장된 측벽부를 포함하여 소정의 반응 공간을 가지는 몸체(120)와, 대략 원형 또는 사각형으로 몸체(120) 상에 위치하여 반응 공간을 기밀하게 유지하는 덮개(110)를 포함할 수 있다. 그러나, 챔버(10)는 이에 한정되지 않고 기판의 형상에 대응하는 다양한 형상으로 제작될 수 있다.The chamber 10 provides a predetermined reaction space and keeps it airtight. The chamber 10 includes a
챔버(10)의 하면의 소정 영역에는 배기구(미도시)가 형성되고, 챔버(10)의 외측에는 배기구와 연결되는 배기관(미도시)이 마련될 수 있다. 또한, 배기관은 배기 장치(미도시)와 연결될 수 있다. 배기 장치로는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프가 이용될 수 있다. 따라서, 배기 장치에 의해 챔버(10) 내부를 소정의 감압 분위기, 예를 들어 0.1mTorr 이하의 소정의 압력까지 진공 흡입할 수 있다. 배기관은 챔버(10)의 하면 뿐만 아니라 후술하는 기판 지지 장치(20) 하측의 챔버(10) 측면에 설치될 수도 있다. 또한, 배기되는 시간을 줄이기 위해 다수 개의 배기관 및 그에 따른 배기 장치가 더 설치될 수도 있음은 물론이다.An exhaust port (not shown) may be formed in a predetermined area of the lower surface of the chamber 10 , and an exhaust pipe (not shown) connected to the exhaust port may be provided outside the chamber 10 . Also, the exhaust pipe may be connected to an exhaust device (not shown). As an exhaust device, a vacuum pump such as a turbo molecular pump may be used. Therefore, the inside of the chamber 10 can be vacuumed up to a predetermined reduced pressure atmosphere, for example, a predetermined pressure of 0.1 mTorr or less by the exhaust device. The exhaust pipe may be installed not only on the lower surface of the chamber 10 but also on the side surface of the chamber 10 below the substrate support device 20 to be described later. In addition, it goes without saying that a plurality of exhaust pipes and corresponding exhaust devices may be further installed to reduce the exhausting time.
한편, 기판 지지 장치(20)에는 박막 형성 공정을 위하여 챔버(10) 내로 제공된 기판이 안착될 수 있다. 여기서 기판은, 예를 들어 실리콘 기판, 글래스 기판 또는 플렉서블(flexible) 디스플레이를 구현하는 경우에는 플라스틱 기판(PE, PES, PET, PEN 등)이 사용될 수 있다. 또한, 기판(100)은 반사형 기판이 이용될 수도 있으며, 이 경우 메탈 기판을 사용할 수 있다. 기판 지지 장치(20)는 이와 같은 기판이 안착되어 지지될 수 있도록, 예를 들어 정전척 등이 마련되어 기판을 정전력에 의해 흡착 유지할 수도 있고, 진공 흡착이나 기계적 힘에 의해 기판을 지지할 수도 있다.Meanwhile, a substrate provided into the chamber 10 may be placed on the substrate support device 20 for a thin film forming process. Here, the substrate may be, for example, a silicon substrate, a glass substrate, or a plastic substrate (PE, PES, PET, PEN, etc.) in the case of implementing a flexible display. In addition, a reflective substrate may be used as the substrate 100, and in this case, a metal substrate may be used. The substrate support device 20 may be provided with, for example, an electrostatic chuck so that such a substrate may be seated and supported, and may adsorb and hold the substrate by electrostatic force, or may support the substrate by vacuum adsorption or mechanical force. .
기판 지지 장치(20)는 기판 형상과 대응되는 형상, 예를 들어 원형 또는 사각형으로 마련될 수 있다. 기판 지지 장치(20)는 기판이 안착되는 기판 지지부(210) 및 상기 기판 지지부(210) 하부에 배치되어 기판 지지부(210)를 승하강 이동시키는 승강부(220)를 포함할 수 있다. 여기서, 기판 지지부(210)는 기판보다 크게 제작될 수 있으며, 승강부(220)는 기판 지지부(210)의 적어도 일 영역, 예를 들어 중심부를 지지하도록 마련되고, 기판 지지부(210) 상에 기판이 안착되면 기판 지지부(210)를 가스 분사 장치(30)에 근접하도록 이동시킬 수 있다. 또한, 기판 지지부(210) 내부에는 히터(미도시)가 설치될 수 있다. 히터는 소정 온도로 발열하여 기판 지지부(210) 및 상기 기판 지지부(210)에 안착된 기판을 가열하여, 기판에 균일하게 박막이 증착되도록 한다.The substrate support device 20 may be provided in a shape corresponding to the shape of the substrate, for example, a circular shape or a rectangular shape. The substrate support device 20 may include a
가스 공급관(40)은 챔버(10)의 덮개(110)를 관통하도록 설치되어 챔버(10) 내에 설치된 가스 분사 장치(30)에 가스를 공급한다. 가스 공급관(40)에는 RF 전원이 연결될 수 있으며, RF 전원으로부터 인가되는 RF 전력은 가스 공급관(40)과 연결된 커버부(310) 및 분사부(320)로 제공될 수 있다. 이때, 기판 지지 장치(20)는 접지될 수 있으며, 이에 의하여 기판 지지 장치(20)와 가스 분사 장치(30) 사이의 공정 공간에는 플라즈마가 형성될 수 있다. 커버부(310) 및 분사부(320)를 포함하는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 분사 장치(30)의 세부 구성과 관련하여는 이하에서 상세하게 설명한다.The
본 발명의 실시 예에 따른 가스 분사 장치(30)는 챔버(10)에 가스를 공급하기 위한 가스 분사 장치(30)로서, RF 전력이 공급되는 커버부(310), 상기 커버부(310)의 하측에 배치되어 가스를 분사하는 분사부(320), 상기 커버부(310)와 분사부(320)가 이격되도록 상기 커버부(310)와 분사부(320) 사이에 배치되는 절연부(330), 상기 분사부(330)로 RF 전력이 전달되도록 상기 커버부(310)와 분사부(320)를 연결하는 연결부(340) 및 상기 분사부(320) 및 절연부(330)를 순차적으로 관통하여 상기 커버부(310)와 분사부(320)를 연결하는 결합부(360)를 포함한다.Gas injection device 30 according to an embodiment of the present invention is a gas injection device 30 for supplying gas to the chamber 10, the
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 분사 장치(30)는 챔버(10)에 가스를 공급하기 위한 가스 분사 장치(30)로서, 가스를 유입하기 위한 가스 유입구가 마련된 커버부(310), 상기 커버부(310)의 하측으로 이격 배치되고, 상기 가스 유입구를 통해 유입되는 가스를 분사하는 분사부(320) 및 상기 커버부(310)와 분사부(320) 사이에서 상기 커버부(310)의 가장자리 영역을 따라 연장되고, 복수의 절연부재(332)를 구비하는 절연부(330)를 포함하여 구성될 수도 있다. 이하에서, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 분사 장치(30)의 각 구성에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.On the other hand, the gas injection device 30 according to an embodiment of the present invention is a gas injection device 30 for supplying gas to the chamber 10, the
챔버(10)의 공정 공간은 덮개(110)에 의하여 외부와 격리되는데, 덮개(110)의 내측으로는 가스를 유입하기 위한 가스 유입구가 마련된 커버부(310)가 배치된다. 여기서, 커버부(310)는 디퓨저 커버(diffuser cover) 또는 백킹 플레이트(backing plate)를 지칭할 수 있으며, 커버부(310)에는 전술한 RF 전원으로부터 RF 전력이 공급될 수 있다.The process space of the chamber 10 is isolated from the outside by the
커버부(310)는 공정 공간을 횡 방향, 즉 X-Y 평면을 따라 횡단하는 소정 두께의 판 형상으로 마련될 수 있으며, 커버부(310)의 최외측은 챔버(10)의 덮개(110)에 의하여 지지되는 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 커버부(310)는 일반적으로 알루미늄(Al)을 포함하는 금속 재질로 형성된다.The
커버부(310)는 중심부가 관통되어 가스 유입구가 형성되고, 가스 유입구에는 가스 공급관(40)이 연결될 수 있다. 커버부(310)의 하측에는 소정 간격 이격되어 분사부(320)가 배치되는데, 가스 공급관(40)으로부터 공급되는 가스는 커버부(310)의 하측으로 유입되어, 커버부(310)와 분사부(320) 사이의 이격 공간(D)에서 확산될 수 있다.The
분사부(320)는 커버부(310)와의 사이에서 이격 공간(D)을 형성하도록 커버부(310)의 하측으로 소정 간격 이격되어 배치된다. 이와 같은 분사부(320)는 커버부(310)의 중심 영역의 하측에 배치되며, 커버부(310)에 마련된 가스 유입구로부터 유입되어 이격 공간(D)에서 확산된 가스를 기판에 분사하기 위한 복수의 분사홀(H)이 형성된 본체(322) 및 상기 본체(322)의 외주면으로부터 외측으로 연장되어 커버부(310)의 가장자리 영역에 결합되기 위한 지지체(324)를 포함할 수 있다. 본체(322)와 지지체(324)는 일체로 형성되거나, 별개로 마련되어 상호 결합될 수 있으며, 일반적으로 알루미늄(Al)을 포함하는 금속 재질로 형성될 수 있다.The injection unit 320 is spaced apart from the
한편, 지지체(324)의 적어도 일부 영역은, 전술한 커버부(310)의 가장자리 영역, 즉 커버부(310)의 외주면으로부터 내측으로 소정 간격 연장된 영역과 상하 방향, 즉 Z축 방향으로 중첩되도록 마련된다. 이때, 커버부(310)의 가장자리 영역은 커버부(310)의 최외측이 챔버(10)의 덮개(110)에 의하여 지지되는 구조를 가지는 경우, 커버부(310)의 외주면으로부터 내측으로 소정 간격 연장된 영역 중 덮개(110)에 의하여 지지되는 커버부(310)의 최외측을 제외한 영역일 수 있다.On the other hand, at least a portion of the
종래에는, 전술한 커버부(310)의 가장자리 영역과 분사부(320)의 지지체(324)가 볼트(bolt) 등과 같은 결합부(360)를 통하여 직접 결합되었다. 그러나, 이와 같이 커버부(310)의 가장자리 영역과 분사부(320)의 지지체(324)를 결합부(360)를 통하여 직접 결합하는 경우, 커버부(310)와 분사부(320) 간의 열 팽창 정도 차이에 의하여 커버부(310)와 분사부(320) 사이에 마찰이 발생하게 되고, 마찰에 발생한 갈림성 이물질이 커버부(310)와 분사부(320) 사이의 이격 공간(D)으로 유입되어 제조되는 박막의 품질을 저하시키는 문제가 있었다.Conventionally, the above-described edge area of the
이에, 본 발명의 실시 예에서는 커버부(310)의 하측, 즉 커버부(310)와 분사부(320) 사이에 커버부(310)의 가장자리 영역을 따라 연장되는 절연부(330)를 배치하여, 커버부(310)와 분사부(320)가 직접 접촉하는 것을 방지하고, 이물질의 발생을 최소화할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the insulating
절연부(330)는 챔버(10) 내의 높은 온도에 견딜 수 있으며, 낮은 마찰 계수를 가지는 내열성 합성수지 재질로 형성될 수 있다. 이와 같은 내열성 합성수지는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene), 즉 테프론(TeflonTM)을 포함할 수 있다.The
여기서, 절연부(330)는 일체로 형성될 수 있으나, 연장 방향을 따라 배열되는 복수의 절연부재(332)를 포함하여 형성될 수도 있다.Here, the insulating
커버부(310)와 분사부(320) 사이에 절연부(330)를 배치하는 경우, 절연부(330)는 커버부(310)의 가장자리 영역을 따라 연장되는 형상을 가지게 된다. 그러나, 기판의 대면적화에 따라 가스 분사 장치가 대형화되는 경우, 절연부(330) 또한 이에 따라 그 크기가 증대되어야 한다. 증대된 크기를 가지며, 커버부(310)의 가장자리 영역을 따라 연장되는 형상으로 절연부(330)를 정교하게 제작하기 위하여는 많은 시간과 비용이 소모되는 바, 본 발명의 실시 예에서는 복수의 절연부재(332)로 절연부(330)를 형성하여 제조를 용이하게 하고 비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기판의 대면적화에 따라 가스 분사 장치가 대형화되는 경우에도 효과적으로 이에 대응할 수 있게 된다.When the insulating
이를 보다 상세히 설명하면, 본 발명의 실시 예에 따른 절연부재(332)는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene)을 포함하는 합성수지 재질로 형성되며, 커버부(310)의 가장자리 영역을 따라 연장되는 절연부(330)를 연장 방향에 교차하는 단면으로 절단한 형상을 가진다. 예를 들어, 절연부재(332)는 일 방향으로 연장되는 바(bar) 형상을 가지거나, 90°의 각도로 절곡된 바 형상을 가질 수 있다. 그러나, 절연부재(332)의 형상은 이에 제한되지 않고 다양하게 구성될 수도 있음은 물론이다.In more detail, the insulating
이와 같은, 절연부재(332)는 커버부(310)의 가장자리 영역을 따라 배열될 수 있으며, 절연부재(332) 사이의 틈으로 인하여 이격 공간(D)에서 확산된 가스가 가스 분사 장치(30)의 외부로 누설되는 것을 방지하기 위하여 복수의 절연부재(332)는 서로 접촉되어 배열될 수 있다.As such, the insulating
도 3은 복수의 절연부재(332)가 서로 접촉되어 배열되는 일 실시 예를 도시한 도면이다. 도 3에서는 분사부(320) 상에 복수의 절연부재(332)가 마련되는 모습을 도시하였으며, 본체(322)에 형성된 분사홀(H)의 도시는 생략하였다.3 is a view showing an embodiment in which a plurality of insulating
도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 절연부재(332)는 서로 접촉되어 커버부(310)의 가장자리 영역을 따라 빈틈없이 배치될 수 있다. 이때, 복수의 절연부재(332)는 연장 방향에 교차하는 방향, 즉 커버부(310)의 외측을 향하는 방향으로 서로 일부 중첩되도록 배열될 수 있다. 이는, 서로 이웃하는 절연부재(332)는 서로 접촉하여 배치되는 경우에도 상호 간의 소정의 틈이 발생할 수 있는데, 이와 같은 틈으로 누설되는 가스의 누설 경로를 절곡시킴으로써 절연부재(332) 사이의 틈으로 가스가 누설되는 것을 최대한으로 방지하기 위함이다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 절연부재(332)는 서로 접촉되는 접촉면의 적어도 일부(332a)가 커버부(310)와 분사부(320) 사이의 이격 공간(D)을 마주보도록 마련될 수도 있다. 이 역시, 이웃하는 절연부재(332) 사이의 틈으로 가스가 누설되는 것을 방지하기 위함인데, 이와 같이 서로 접촉되는 접촉면의 적어도 일부(332a)가 커버부(310)와 분사부(320) 사이의 이격 공간(D)을 마주보도록 복수의 절연부재(332)를 배치하는 경우, 이웃하는 절연부재(332)가 접촉면을 통하여 상호 체결될 수 있어 고정력을 향상시킬 수 있다.As shown in FIG. 3 , the plurality of insulating
전술한 바와 같이 절연부(330)는 낮은 마찰 계수를 가지는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene)을 포함하는 합성수지 재질로 형성된다. 이 경우, 절연부(330)는 전기 절연성을 가지게 되므로, RF 전원으로부터 커버부(310)에 공급되는 RF 전력이 분사부(320)로 전달될 수 없는 문제가 발생한다.As described above, the
이에, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 분사 장치(30)는 분사부(320)로 RF 전력이 전달되도록 커버부(310)와 분사부(320)를 전기적으로 연결하는 연결부(340)를 포함할 수 있다. 연결부(340)는 전도성을 가지는 금속 재질로 형성될 수 있으며, 일측 단부로부터 타측 단부로 연장되는 띠 형상을 가져 커버부(310)에 공급되는 RF 전력을 분사부(320)에 전달할 수 있는 RF 스트랩(strap)을 포함할 수 있다.Accordingly, the gas injection device 30 according to an embodiment of the present invention may include a
여기서, 연결부(340)는 커버부(310)와 분사부(320)를 연결하는 다양한 위치에 마련될 수 있다. 즉, 연결부(340)는 일측 단부가 커버부(310)의 일면, 예를 들어 도 2에서 커버부(310)의 좌측면에 연결되고, 타측 단부가 분사부(320)의 일면, 예를 들어 도 2에서 분사부(320)의 좌측면 또는 하면에 연결되도록 마련될 수 있다.Here, the
한편, 본 발명의 실시 예에서는 연결부(340)의 일측 단부가 커버부(310)의 가장자리 영역과 절연부(330) 사이에 배치되고, 연결부(340)의 타측 단부가 분사부(320)의 하측으로 연장되도록 마련될 수도 있다. 이와 같이, 연결부(340)의 일측 단부를 커버부(310)의 가장자리 영역과 절연부(330) 사이에 배치하고, 연결부(340)의 타측 단부를 분사부(320)의 하측으로 연장되도록 배치하는 경우, 커버부(310)와 분사부(320)를 결합시키기 위한 결합부(360)가 연결부(340)의 일측 단부와 타측 단부를 관통하도록 분사부(320)의 하측에서 결합될 수 있어, 연결부(340)를 보다 견고하게 설치할 수 있다. 이때, 결합부(360)의 결합력을 향상시키기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이 분사부(320)의 하측에는 별도의 클램핑부(350)가 마련되고, 결합부(360)가 클램핑부(350), 연결부(340)의 타측 단부, 분사부(320)의 지지체(324), 절연부(330) 및 연결부(340)의 일측 단부를 순차적으로 관통하여 커버부(310)에 결합될 수 있음은 물론이다.On the other hand, in the embodiment of the present invention, one end of the
이와 같이, 연결부(340)의 일측 단부가 커버부(310)의 가장자리 영역과 절연부(330) 사이에 배치되는 경우, 전술한 바와 같이 커버부(310)는 알루미늄(Al)을 포함하는 재질로 형성되고, 연결부(340)는 금속 재질로 형성되기 때문에 커버부(310)와 연결부(340) 사이의 계면(I)으로부터 갈림성 이물질이 발생할 수 있다. 이에, 본 발명의 실시 예에서는 커버부(310)의 가장자리 영역과 연결부(340)의 일측 단부 사이의 계면이 이격 공간(D)으로 노출되지 않도록, 커버부(310)에 돌출부(312)를 형성할 수 있다. 여기서, 돌출부(312)는 커버부(310)의 가장자리 영역의 내측에서 커버부(310)의 가장자리 영역과 연결부(340)의 일측 단부 사이의 계면보다 낮은 높이까지 하측으로 돌출되도록 형성될 수 있으며, 이에 의하여 커버부(310)와 연결부(340) 사이의 계면(I)으로부터 갈림성 이물질이 발생하는 경우에도, 발생된 이물질이 이격 공간(D)으로 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.In this way, when one end of the
한편, 연결부(340)는 탈착 가능하게 설치될 수 있으며, 이때 연결부(340)는 커버부(310)의 가장자리 영역을 따른 복수의 위치에서 커버부(310)와 분사부(320)를 각각 전기적으로 연결하도록 복수로 마련될 수 있다. 전술한 바와 같이, 연결부(340)는 커버부(310)로 공급되는 RF 전력을 분사부(320)로 전달하는 역할을 수행하는데, 연결부(340)가 연결되는 위치에 따라 분사부(320)와 기판 지지부(210) 사이에서 발생되는 플라즈마의 형상이 제어될 수 있다.Meanwhile, the
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 연결부의 연결 위치에 따라 플라즈마가 형성되는 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4에서는 분사부(320) 상에 복수의 연결부(340)가 마련되는 모습을 도시하였으며, 본체(322)에 형성된 분사홀(H)의 도시는 생략하였다.4 is a diagram schematically showing how plasma is formed depending on the connection position of the connection part according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4 , a plurality of connecting
예를 들어, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 연결부(340)가 커버부(310)의 가장자리 영역 중 장변과 단변을 따라서만 형성되는 경우, 분사부(320)와 기판 지지부(210) 사이에서 발생되는 플라즈마(P1)는 상측에서 보았을 때 모서리가 둥근 대략 직사각형의 형태로 형성될 수 있다. 반면, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 연결부(340)가 커버부(310)의 가장자리 영역 중 코너(corner)에만 형성되는 경우, 분사부(320)와 기판 지지부(210) 사이에서 발생되는 플라즈마(P2)는 상측에서 보았을 때 타원형의 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 원하는 플라즈마의 형상에 따라 복수의 연결부(340)가 커버부(310)와 분사부(320)를 연결하는 위치를 제어함으로써 플라즈마의 밀도를 조절하고, 이에 따라 박막의 특성 및 균일도를 용이하게 조정할 수 있다.For example, as shown in FIG. 4(a) , when the
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면 마찰 계수가 낮은 절연부(330)를 커버부(310)와 분사부(320) 사이에 배치하여 커버부(310)와 분사부(320) 간의 마찰로 인한 이물질의 발생을 억제할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, the insulating
또한, 복수의 절연부재(332)를 배열하여 절연부(330)를 형성함으로써 제조를 용이하게 하고 비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기판의 대면적화에 따라 가스 분사 장치(30)가 대형화되는 경우에도 효과적으로 이에 대응할 수 있다.In addition, by arranging a plurality of insulating
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.In the above, although preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated using specific terms, such terms are only intended to clearly explain the present invention, and the embodiments and described terms of the present invention are the technical spirit of the following claims. And it is obvious that various changes and changes can be made without departing from the scope. Such modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, and should be said to fall within the scope of the claims of the present invention.
10: 챔버
20: 기판 지지 장치
30: 가스 분사 장치
40: 가스 공급관
310: 커버부
320: 분사부
330: 절연부
340: 연결부
350: 클램핑부
360: 결합부10: chamber 20: substrate support device
30: gas injection device 40: gas supply pipe
310: cover part 320: injection part
330: insulation part 340: connection part
350: clamping part 360: coupling part
Claims (10)
RF 전력이 공급되는 커버부;
상기 커버부의 하측에 배치되어 가스를 분사하는 분사부;
상기 커버부와 분사부가 이격되도록 상기 커버부와 분사부 사이에 배치되는 절연부;
상기 분사부로 RF 전력이 전달되도록 상기 커버부와 분사부를 연결하는 연결부; 및
상기 분사부 및 절연부를 순차적으로 관통하여 상기 커버부와 분사부를 연결하는 결합부;를 포함하는 가스 분사 장치.A gas injection device for supplying gas to the chamber,
a cover portion to which RF power is supplied;
a spraying unit disposed below the cover unit to spray gas;
an insulating part disposed between the cover part and the spraying part so that the cover part and the spraying part are spaced apart from each other;
a connection unit connecting the cover unit and the dispensing unit so that RF power is transmitted to the dispensing unit; and
and a coupling part connecting the cover part and the spraying part by sequentially penetrating the spraying part and the insulating part.
상기 절연부는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene)을 포함하는 합성수지 재질로 형성되는 가스 분사 장치.The method of claim 1,
The gas injection device of claim 1, wherein the insulating portion is formed of a synthetic resin material including polytetrafluoroethylene (PTFE).
상기 절연부는 상기 커버부의 가장자리 영역을 따라 연장되는 가스 분사 장치.The method of claim 1,
The gas injection device of claim 1, wherein the insulating portion extends along an edge region of the cover portion.
상기 연결부는 일측 단부가 상기 커버부의 가장자리 영역과 절연부 사이에 배치되고, 타측 단부가 상기 분사부의 하측으로 연장되는 가스 분사 장치.The method of claim 3,
The gas injection device of claim 1 , wherein one end of the connection part is disposed between the edge region of the cover part and the insulating part, and the other end part extends below the injection part.
상기 결합부는 상기 연결부의 일측 단부와 타측 단부를 관통하여 상기 커버부에 결합되는 가스 분사 장치.The method of claim 4,
The coupling part passes through one end and the other end of the connection part and is coupled to the cover part.
상기 커버부는 가장자리 영역의 내측에서 하향 돌출되도록 형성되는 돌출부를 포함하는 가스 분사 장치.The method of claim 4,
The gas injection device of claim 1, wherein the cover part includes a protrusion formed to protrude downward from an inside of an edge region.
가스를 유입하기 위한 가스 유입구가 마련된 커버부;
상기 커버부의 하측으로 이격 배치되고, 상기 가스 유입구를 통해 유입되는 가스를 분사하는 분사부; 및
상기 커버부와 분사부 사이에서 상기 커버부의 가장자리 영역을 따라 연장되고, 복수의 절연부재를 구비하는 절연부;를 포함하는 가스 분사 장치.A gas injection device for supplying gas to the chamber,
a cover portion provided with a gas inlet for introducing gas;
an injection unit spaced apart from the lower side of the cover unit and injecting gas introduced through the gas inlet; and
and an insulating part extending along an edge region of the cover part between the cover part and the spraying part and having a plurality of insulating members.
상기 복수의 절연부재는 서로 접촉되어 연장 방향으로 배열되는 가스 분사 장치.The method of claim 7,
The plurality of insulating members are in contact with each other and arranged in an extension direction.
상기 복수의 절연부재는 연장 방향에 교차하는 방향으로 서로 일부 중첩되도록 배열되는 가스 분사 장치.The method of claim 7,
The plurality of insulating members are arranged to partially overlap each other in a direction crossing the extending direction.
상기 복수의 절연부재는 서로 접촉되는 접촉면의 적어도 일부가 상기 커버부와 분사부 사이의 이격 공간을 마주보도록 마련되는 가스 분사 장치.The method of claim 8,
The gas injection device of claim 1, wherein at least a portion of contact surfaces of the plurality of insulating members are in contact with each other to face a separation space between the cover part and the spray part.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20030066118A (en) | 2002-02-04 | 2003-08-09 | 주성엔지니어링(주) | Showerhead type gas supplier which minimizes thermal expansion-induced deformation |
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