KR102558925B1 - 플라즈마 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 일 실시 예는, 챔버, 챔버로 가스를 공급하는 가스 공급부,및 챔버의 내부에 배치되며, 가스 공급부에 연결된 샤워 헤드를 포함한다. 여기서, 가스 공급부는, 가스가 유입되는 유입관, 유입관에 연결된 적어도 2 이상의 유출관을 포함한다. 또한, 샤워 헤드는 유출관에 연결된 다수의 주입구를 갖는 상부 플레이트, 및 상기 상부 플레이트와 이격되며, 분사구를 갖는 하부 플레이트를 포함한다.

Description

플라즈마 증착 장치{THE PLASMA DEPOSITION DEVICE}
본 발명은 플라즈마 증착 장치에 관한 것으로서, 샤워 헤드에 클리닝 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하는 플라즈마 증착 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 발광 방식에 따라 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등으로 분류된다.
이러한, 표시 장치는 기판 상에 적층된 게이트 전극, 데이터 전극, 화소 전극 및 트랜지스터를 포함할 수 있다. 여기서, 게이트 전극, 데이터 전극 및 화소 전극은 서로 적층되는 층이 상이하다. 이를 위해, 게이트 전극과 데이터 전극의 사이에 절연층이 적층될 수 있다. 또한, 데이터 전극과 화소 전극의 사이에 절연층이 적층될 수 있다. 절연층은 플라즈마 증착 장치를 이용하여 기판상 전면에 도포된다. 절연층을 형성하기 위해, 질화규소나 산화규소 등의 성막 물질이 이용될 수 있다.
한편, 절연층을 형성하기 위한 성막 공정 후, 플라즈마 증착 장치의 내부에 존재하는 성막 물질은 제거되어야 한다. 성막 물질은 화학반응을 이용하여 제거된다. 즉, 성막 물질은 활성화된 클리닝 가스에 의해 분해되어 제거된다. 따라서, 성막 물질의 제거를 위해서는, 활성화된 클리닝 가스를 손실 없이 플라즈마 증착 장치의 내부로 공급하는 구조가 중요하다.
본 발명의 일 실시 예는, 챔버의 내부의 성막 물질을 제거하기 위한 활성화된 클리닝 가스의 손실을 최소화할 수 있는 플라즈마 증착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 증착 장치의 일 실시 예는, 챔버, 상기 챔버로 가스를 공급하는 가스 공급부, 및 상기 챔버의 내부에 배치되며, 상기 가스 공급부에 연결된 샤워 헤드를 포함하며, 상기 가스 공급부는, 상기 가스가 유입되는 유입관, 상기 유입관에 연결된 적어도 2 이상의 유출관을 포함하며, 상기 샤워 헤드는, 상기 유출관에 연결된 다수의 주입구를 갖는 상부 플레이트, 및 상기 상부 플레이트와 이격되며, 분사구를 갖는 하부 플레이트를 포함하고, 상기 주입구 중 어느 하나는 실질적으로 상기 상부 플레이트의 중심에 배치되고, 상기 주입구 중 나머지는 상기 상부 플레이트의 중심을 기준으로 대칭되게 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트의 사이에 배치되어 가스를 확산시키는 가스 확산부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유출관의 연장선의 교점은 상기 주입구의 평면상 좌우 또는 상하 대칭축 상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스 확산부는 원뿔 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스 확산부 중 적어도 하나는 빗원뿔 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스 확산부는 상기 주입구의 하부에 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유출관의 내경은 27 mm 이상 33 mm 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유출관은 제 1 유출관, 제 2 유출관 및 제 3 유출관을 포함하고, 상기 제 1 내지 제 3 유출관 중 적어도 어느 하나는, 일 방향으로 배치된 제 1 브랜치관, 상기 제 1 브랜치관과 일정 각도를 갖게 배치된 제 2 브랜치관, 및 상기 샤워 헤드의 가장자리와 실질적으로 평행하게 배치되며, 상기 주입구 중 적어도 2개를 연결하는 제 3 브랜치관을 포함하며, 상기 제 2 브랜치관의 일단은 상기 제 3 브랜치관의 양 단부 사이의 중심에 연결된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 플레이트의 중심을 지나는 제 1 대칭축과 상기 제 1 대칭축과 직교하는 제 2 대칭축에 의해 분할되는 상기 상부 플레이트의 분할 영역에서, 상기 주입구 중 적어도 하나는 상기 분할 영역의 중심과 상기 샤워 헤드의 가장자리 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 샤워 헤드와 상기 챔버의 사이에 배치되어, 상기 샤워 헤드를 절연시키는 절연부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 클리닝 가스가 주입되는 주입구를 샤워 헤드 상에 대칭되게 배치하여, 샤워 헤드의 내부 충진 공간에서 발생되는 활성화된 클리닝 가스의 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 주입구를 통과하는 클리닝 가스의 경로 상에 배치된 가스 확산부는 샤워 헤드의 내부 충진 공간에 가스를 확산시켜 활성화된 클리닝 가스의 손실을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 증착 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 샤워 헤드에 연결된 가스 공급부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 가스 공급부의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 분배관을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 유출관의 내경을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 도 2에 도시된 샤워 헤드 상에 배치된 주입구에 대한 배치도이다.
도 7은 도 6에 도시된 주입구의 배치를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 도 6의 I-I'에 대한 샤워 헤드의 단면도이다.
도 9 및 도 10은 도 8에 도시된 가스 확산부를 도시한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 가스 확산부의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 1에 도시된 챔버에 클리닝 가스를 주입하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 13은 도 3의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
이하, 실시 예들을 중심으로 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 도면이나 실시 예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 첨부된 도면들은 다양한 실시 예들 중 본 발명을 구체적으로 설명하기 위하여 예시적으로 선택된 것일 뿐이다.
발명의 이해를 돕기 위해, 도면에서 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석해야 한다. 한편, 도면에서 동일한 역할을 하는 요소들은 동일한 부호로 표시된다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
또한, 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 또는 구성요소의 "상"에 있다라고 기재되는 경우에는, 상기 어떤 층이나 구성요소가 상기 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일 실시 예인 플라즈마 증착 장치(10)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 증착 장치(10)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 샤워 헤드(300)에 연결된 가스 공급부(200)를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 가스 공급부(200)의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 증착 장치(10)는 챔버(100), 챔버(100)로 가스를 공급하는 가스 공급부(200), 챔버(100)의 내부에 배치된 샤워 헤드(300)를 포함할 수 있다.
챔버(100)는 상부 챔버(110)와 하부 챔버(130)를 포함할 수 있다. 상부 챔버(110)와 하부 챔버(130)가 상하로 배치되어 내부 공간을 형성할 수 있다. 챔버(100)의 내부에는 진공이 형성될 수도 있다. 챔버(100)의 내부에는 지지부(500)가 배치된다. 기판(500a)은 지지부(500) 상에 배치된다. 한편, 챔버(100)와 후술할 샤워 헤드(300)의 사이에 절연부(111)가 배치될 수 있다. 절연부(111)는 챔버(100)에 고정되어 샤워 헤드(300)를 지지할 수 있다. 또한, 절연부(111)는 샤워 헤드(300)를 챔버(100)로부터 절연시킨다.
챔버(100)의 내부 공간에서, 성막 물질이 기판(500a) 상에 증착된다. 즉, 챔버(100)의 내부에서 절연층이 기판(500a) 상에 증착된다. 챔버(100)는 그 일측에 개구부(150)를 가질 수 있다. 챔버(100)의 내부 공간에 존재하는 성막 물질이나 클리닝 가스 및 이들에 의한 반응 물질이 개구부(150)를 통해 유출될 수 있다.
가스 공급부(200)는 챔버(100)의 외부에 배치될 수 있다. 다른 실시 예로, 가스 공급부(200)의 적어도 일부는 챔버(100)의 내부에 배치될 수 있다. 가스 공급부(200)는 챔버(100)에 가스를 공급하기 위하여, 저장 용기(250), 분배관(210)을 포함할 수 있다. 또한, 가스 공급부(200)는 챔버(100)로 공급되는 가스를 활성화시키는 플라즈마 발생기(230), 활성화된 가스로 인한 전계 또는 자계의 발생을 방지하는 필드 제거부(600)를 더 포함할 수 있다.
저장 용기(250)는 탱크(tank) 형상으로서, 가스를 저장할 수 있다. 여기서, 가스는 챔버(100)의 내부를 클리닝 하기 위한 클리닝 가스일 수 있다. 챔버(100)의 내부에 배치된 기판(500a)에 박막 트랜지스터를 형성하기 위해서는 성막 물질의 증착이 필수적이다. 성막 물질의 증착과정에서, 전원 공급부(700)는 후술하는 샤워 헤드(300)에 전원을 인가하여, 챔버(100)의 내부에 플라즈마를 형성한다. 성막 물질은 질화 규소(SiNx), 산화 규소(SiOx) 등을 포함할 수 있다. 기판(500a) 상에 성막 물질을 증착하는 과정에서, 성막 물질은 기판(500a) 외에도 샤워 헤드(300) 및 챔버(100)의 내부에 도포된다. 챔버(100)의 내부에 도포된 성막 물질은 클리닝 가스를 이용하여 제거될 수 있다. 클리닝 가스는 삼불화 질소(NF3)일 수 있다. 이 삼불화 질소(NF3)는 활성화 되어 래디컬화(radical) 될 수 있다. 활성화된 삼불화 질소(NF3)는 성막 물질과 반응한다. 즉, 챔버(100)의 내부에 도포된 성막 물질은 활성화된 삼불화 질소(NF3)와 반응하여 제거될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 분배관(210)을 도시한 사시도이다.
도 1 내지 4를 참조하면, 분배관(210)은 챔버(100)의 일측에 배치될 수 있다. 분배관(210)은 유입관(211)과 유출관(213)을 가진다. 여기서, 유입관(211)과 유출관(213)은 서로 연통된다. 유입관(211)은 저장 용기(250)에 연결된다. 저장 용기(250)로부터 공급된 클리닝 가스는 유입관(211)으로 유입된다. 분배관(210)은 적어도 2개의 유출관(213)을 가질 수 있다. 일 실시 예로, 분배관(210)은 제 1 유출관(214), 제 2 유출관(216) 및 제 3 유출관(218)을 가질 수 있다. 제 1 유출관(214)은 유입관(211)과 실질적으로 나란한 제 1 방향으로 배치될 수 있다. 제 2 유출관(216)은 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 배치될 수 있다. 제 3 유출관(218)은 제 1 방향과 수직하고, 제 2 방향과 나란한 제 3 방향으로 배치될 수 있다. 제 1 유출관(214)은 후술하는 상부 플레이트(310)의 중심에 배치된 주입구(311)에 연결된다. 또한, 제 2 및 제 3 유출관(216, 218)은 상부 플레이트(310)의 중심과 상부 플레이트(310)의 가장자리의 사이에 배치된 주입구(311)에 연결된다.
도 2를 참조하면, 제 2 유출관(216)은 제 1 브랜치관(216a), 제 2 브랜치관(216b), 제 3 브랜치관(216c)을 포함할 수 있다. 제 1 브랜치관(216a)은 유입관(211)과 수직한 제 2 방향을 향하여 배치될 수 있다. 제 2 브랜치관(216b)은 제 1 브랜치관(216a)을 기준으로 일정 각도를 갖게 배치될 수 있다. 제 3 브랜치관(216c)은 후술하는 상부 플레이트(310)의 가장자리와 평행하게 배치된다. 또한, 제 3 브랜치관(216c)은 제 2 브랜치관(216b)과 후술하는 2개의 주입구(311)을 연결한다.
여기서, 제 1 브랜치관(216a), 제 2 브랜치관(216b) 및 제 3 브랜치관(216c)은 서로 연통된다. 특히, 제 2 브랜치관(216b)의 일단은 제 3 브랜치관(216c)의 양 단부 사이의 중심에 연결될 수 있다. 이로써, 제 3 브랜치관(216c)의 양 단부에 각각 배치된 2개의 주입구(311)로 이송되는 가스의 유량이 균일하게 된다.
제 3 유출관(218)은 제 4 브랜치관(218a), 제 5 브랜치관(218b), 제 6 브랜치관(218c)을 포함할 수 있다. 제 4 브랜치관(218a)은 유입관(211)과 수직한 제 3 방향을 향하여 배치될 수 있다. 제 5 브랜치관(218b)은 제 4 브랜치관(218a)을 기준으로 일정 각도를 갖게 배치될 수 있다. 제 6 브랜치관(218c)은 후술하는 상부 플레이트(310)의 가장자리와 평행하게 배치된다. 제 6 브랜치관(218c)은 제 5 브랜치관(218b)과 후술하는 2개의 주입구(311)을 연결한다.
여기서, 제 4 브랜치관(218a), 제 5 브랜치관(218b) 및 제 6 브랜치관(218c)은 서로 연통된다. 특히, 제 5 브랜치관(218b)의 일단은 제 6 브랜치관(218c)의 양 단부 사이의 중심에 연결될 수 있다. 이로써, 제 6 브랜치관(218c)의 양 단부에 각각 배치된 2개의 주입구(311)로 이송되는 가스의 유량이 균일하게 된다. 한편, 제 6 브랜치관(218c)은 제 3 브랜치관(216c)과 실질적으로 평행하게 배치된다.
도 2 내지 4를 참조하면, 제 1 내지 제 3 유출관(214, 216, 218)의 연장선의 교점은 주입구(311)의 평면상 좌우 또는 상하 대칭축 선 상에 배치된다. 즉, 가스가 각 유출관(213)으로 분배되기 시작하는 시작점이 주입구(311)의 평면상 좌우 또는 상하 대칭축 선 상에 배치된다. 이로써, 후술하는 상부 플레이트(310)의 중심과 그 가장자리의 사이에 배치된 주입구(311) 각각에 유입되는 가스의 유량이 균일하게 된다.
도 5는 도 4에 도시된 유출관(213)의 내경을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2 및 5를 참조하면, 유출관(213)은 모두 동일한 내경을 가질 수 있다. 즉, 제 1 유출관(214), 제 2 유출관(216), 제 3 유출관(218)은 모두 동일한 내경을 가질 수 있다. 따라서, 제 1 브랜치관(216a) 내지 제 6 브랜치관(218c)은 모두 동일한 내경을 가질 수 있다. 도 5는 유출관(213)의 내경에 따른 유량 변화를 보여준다. 여기서, 가스 유량의 단위는 slm(standard liter per minute)이다.
도 5를 참조하면, b1 그래프는 제 1 유출관(214)의 내경에 따른 유량 변화를 나타낸다. 또한, b2 그래프는 제 2 또는 제 3 유출관(216, 218)의 내경에 따른 유량 변화를 나타낸다. 예컨대, 제 1 유출관(214) 및 제 2 유출관(216)의 내경이 20 mm인 경우, 제 1 유출관(214)에서의 가스 유량이 제 2 유출관(216)에서의 가스 유량 보다 매우 크다. 이와 달리, 제 1 유출관(214) 및 제 2 유출관(216)의 내경이 40 mm인 경우, 제 2 유출관(216)에서의 가스 유량이 제 1 유출관(214)에서의 가스 유량 보다 매우 크다. 한편, 제 1 유출관(214) 및 제 2 유출관(216)의 내경이 27 mm 이상 33 mm 이하인 경우, 제 1 유출관(214) 및 제 2 유출관(216)을 흐르는 가스 유량의 차이가작다. 바람직하게는, 제 1 유출관(214) 및 제 2 유출관(216)의 내경이 30 mm인 경우, 제 1 유출관(214)의 가스 유량과 제 2 유출관(216)의 가스 유량의 차이를 최소화 할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 샤워 헤드(300) 상에 배치된 주입구(311)에 대한 배치도이고, 도 7은 도 6에 도시된 주입구(311)의 배치를 설명하기 위한 그래프이며, 도 8은 도 6의 I-I'에 대한 샤워 헤드(300)의 단면도이다.
도 1 및 8을 참조하면, 샤워 헤드(300)는 챔버(100)의 내부에 배치된다. 특히, 샤워 헤드(300)는 지지부(500)와 마주보게 배치된다. 즉, 샤워 헤드(300)는 챔버(100)의 내부 공간 중 상부에 배치될 수 있다. 샤워 헤드(300)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 샤워 헤드(300)는 원판 형상이나, 다각형의 판 형상을 가질 수 있다. 샤워 헤드(300)는 상부 플레이트(310)와 하부 플레이트(330) 및 측벽(350)을 포함할 수 있다. 여기서, 상부 플레이트(310)와 하부 플레이트(330) 및 측벽(350)은 일체로 제작되거나, 독립적으로 제작될 수 있다. 또한, 상부 플레이트(310)와 측벽(350)은 챔버(100)의 일부일 수 있다. 즉, 하부 플레이트(330)는 챔버(100)의 내부에 배치되어 가스의 충진 공간을 형성할 수 있다.
일 실시 예로, 상부 플레이트(310)는 주입구(311)를 가진다. 또한, 하부 플레이트(330)는 분사구(331)를 가진다. 분사구(331)는 하부 플레이트(330)에 불규칙하게 배열될 수 있다. 또한, 분사구(331)는 하부 플레이트(330)에 일정한 패턴을 갖게 배열될 수도 있다. 상부 플레이트(310)와 하부 플레이트(330)는 이격되어 배치된다. 이로써, 샤워 헤드(300)는 클리닝 가스가 충진되는 충진 공간을 가질 수 있다. 유출관(213)은 주입구(311)에 연결된다. 주입구(311)를 통과해 샤워 헤드(300)의 내부로 유입된 가스는 분사구(331)를 통해 챔버(100)의 내부로 확산된다.
도 2 및 6을 참조하면, 주입구(311)는 상부 플레이트(310)에 복수 개로 배치된다. 클리닝 가스는 주입구(311)을 통해 샤워 헤드(300)의 내부로 주입된다. 다수의 주입구(311) 중 어느 하나는 상부 플레이트(310)의 중심(C1)에 배치된다. 또한, 나머지 주입구(311)는 상부 플레이트(310)의 중심(C1)과 상부 플레이트(310)의 가장자리의 사이에 배치된다.
일 실시 예로, 상부 플레이트(310)의 중심(C1)에 배치된 주입구(311)를 제외한 나머지 주입구(311)는 상부 플레이트(310)에 대칭되게 배치될 수 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 주입구(311)들은 상부 플레이트(310)의 중심(C1)을 기준으로 대칭된다. 즉, 주입구(311)들은 점 대칭되게 배치될 수 있다. 따라서, 주입구(311)들은 상부 플레이트(310)의 중심(C1)을 지나는 제 1 대칭축(x)을 기준으로 대칭되게 배치될 수 있다. 또한, 주입구(311)들은 상부 플레이트(310)의 중심(C1)을 지나는 제 2 대칭축(y)을 기준으로 대칭되게 배치될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상부 플레이트(310)에 배치되는 주입구(311)의 위치에 따른 가스 속도차를 보여준다. 여기서, 가스 속도차는 주입구(311)을 통과하는 가스의 속도 중 최고 속도와 최저 속도의 차이를 말한다. 따라서, 가스 속도차가 작을수록, 각 주입구(311)을 통과하는 가스의 유량이 균일한 것을 의미한다.
한편, 도 6을 참조하면, 상부 플레이트(310)는 그 중심(C1)을 지나는 제 1 대칭축(x)과 제 2 대칭축(y)에 의해 4개의 영역으로 분할 될 수 있다. 제 1 대칭축(x)과 제 2 대칭축(y)에 의해 분할된 영역을 분할 영역(P1, P2, P3, P4)이라 할 수 있다. 상부 플레이트(310)의 중심(C1)에 배치된 주입구(311)를 제외한 다른 주입구(311)는 분할영역(P1, P2, P3, P4)에 서로 이격되어 배치될 수 있다.
도 7을 참조하면, 분할영역(P1, P2, P3, P4)에 배치된 주입구(311)의 위치에 따라 가스 속도차가 달라진다. 각 주입구(311)를 통과하는 가스의 유량을 균일하게 하기 위해서는, 주입구(311)는 가스 속도차의 최소 지점(e)에 배치되어야 한다. 한편, 상부 플레이트(310)의 가장자리에 더 많은 또는 더 빠른 가스를 공급하기 위해서, 주입구(310)는 분할영역(P1)의 중심(C2)과 상부 플레이트(310)의 가장자리 사이의 지점(d)에 배치되어야 한다. 따라서, 분할영역(P1)에서의 주입구(311)는 공급되어야 할 가스 유량에 따라 각 분할영역(P1, P2, P3, P4) 상의 위치를 달리할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 증착 장치(10)는 상부 플레이트(310)와 하부 플레이트(330)의 사이에 배치되는 가스 확산부(400)를 더 포함할 수 있다.
챔버(100)의 내부를 청소하기 위한 활성화된 클리닝 가스는 가스 공급부(200) 및 샤워 헤드(300)의 충진 공간을 지나는 과정에서 다시 비활성화될 수 있다. 특히, 활성화된 클리닝 가스는 샤워 헤드(300)의 충진 공간에 잔류하는 동안 쉽게 비활성화될 수 있다. 가스 확산부(400)는 클리닝 가스를 확산시켜 샤워 헤드(300)의 충진 공간에 잔류하는 시간을 최소화시킨다.
도 9 및 도 10은 도 8에 도시된 가스 확산부(400)를 도시한 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 가스 확산부(400)의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 11을 참조하면, 가스 확산부(400)는 주입구(311)를 통과하는 가스의 진행 경로 상에 배치될 수 있다. 일 실시 예로, 가스 확산부(400)는 주입구(311)의 하부에 배치될 수 있다. 가스 확산부(400)는 샤워 헤드(300)의 내부 일측에 고정될 수 있다. 가스 확산부(400)는 원뿔 형상을 가질 수 있다. 특히, 상부 플레이트(310)의 중심(C1)을 기준으로 대칭되게 배치된 가스 확산부(400)는 빗원뿔 형상을 가질 수 있다.
도 10 및 11을 참조하면, 상부 플레이트(310)의 중심(C1)을 기준으로 대칭되게 배치된 가스 확산부(400)는 빗원뿔 형상을 가질 수 있다. 이때, 빗원뿔의 꼭짓점(a)은 빗원뿔 밑면의 중심(C3)을 사이에 두고 샤워 헤드(300)의 평면상 중심(C1)과 이격되어 위치한다. 이로써, 상부 플레이트(310)의 가장자리에 인접한 주입구(311)를 통과한 가스는 상부 플레이트(310)의 중심(C1)을 향하는 방향으로 더 많이 확산될 수 있다.
도 12는 도 1에 도시된 챔버(100)에 클리닝 가스를 주입하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 3 및 12를 참조하면, 저장 용기(250)에 저장된 클리닝 가스는 공급관(251)을 통해 플라즈마 발생기(230)로 유입될 수 있다. 플라즈마 발생기(230)는 플라즈마를 발생시켜 클리닝 가스를 활성화 시킨다. 클리닝 가스는 플라즈마에 의해 래디컬(radical)화 된다. 활성화된 클리닝 가스는 분배관(210)으로 유입된다. 즉, 클리닝 가스는 유입관(211)을 통해 각 유출관(213)으로 이송된다.
주입구(311)에 인접한 유출관(213)의 단부에 필드(field) 제거부(600)가 배치될 수 있다. 활성화된 클리닝 가스는 분배관(210)을 따라 이동되는 동안, 전계 또는 자계를 발생시킨다. 따라서, 클리닝 가스가 샤워 헤드(300)에 주입되기 전에 활성화된 클리닝 가스에 의한 전계 또는 자계는 제거되어야 한다. 필드 제거부(600)는 유출관(213)의 단부에 배치되어 클리닝 가스에 의한 전계 또는 자계의 발생을 방지한다. 즉, 필드 제거부(600)는 활성화된 클리닝 가스에 의한 전기적 또는 자기적 영향을 차단한다.
필드 제거부(600)를 통과한 클리닝 가스는 주입구(311)를 통해 샤워 헤드(300)에 주입된다. 샤워 헤드(300)는 내부에 클리닝 가스의 충진 공간을 가진다. 충진 공간에 확산된 클리닝 가스는 샤워 헤드(300)의 분사구(331)를 통해 챔버(100)의 내부로 확산된다.
도 13은 도 3의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 6, 3 및 13을 참조하면, 상술한 바와 같이, 상부 플레이트(310)의 중심(C1)에 배치된 주입구(311)를 제외한 다른 주입구(311)는 상부 플레이트(310)의 중심과 가장자리의 사이에 배치된다. 예컨대, 주입구(311)는 분할영역(P1)의 중심(C2)과 상부 플레이트(310)의 가장자리의 사이에 배치될 수 있다. 또한, 주입구(311)는 분할영역(P1)의 중심(C2)에 배치되거나, 분할영역(P1)의 중심(C2)과 상부 플레이트(310)의 중심(C1)의 사이에 배치될 수 있다. 이는 선택적이다. 즉, 샤워 헤드(300)에 공급되어야 할 가스의 유량에 따라 주입구(311)는 상부 플레이트(310) 상에 배치될 수 있다.
이상에서, 도면에 도시된 예들을 참고하여 본 발명을 설명하였으나, 이러한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 플라즈마 증착 장치
100 : 챔버
200 : 가스 공급부
210 : 분배관
211 : 유입관
213 : 유출관
230 : 플라즈마 발생기
300 : 샤워 헤드
400 : 가스 확산부

Claims (10)

  1. 챔버;
    상기 챔버로 가스를 공급하는 가스 공급부; 및
    상기 챔버의 내부에 배치되며, 상기 가스 공급부에 연결된 샤워 헤드를 포함하며,
    상기 가스 공급부는,
    상기 가스가 유입되는 유입관;
    상기 유입관에 연결된 적어도 2 이상의 유출관을 포함하며,
    상기 샤워 헤드는,
    상기 유출관에 연결된 다수의 주입구를 갖는 상부 플레이트;
    상기 상부 플레이트와 이격되며, 분사구를 갖는 하부 플레이트; 및
    상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트의 사이에 배치되어 가스를 확산시키는 가스 확산부를 포함하고,
    상기 주입구 중 어느 하나는 실질적으로 상기 상부 플레이트의 중심에 배치되고,
    상기 주입구 중 나머지는 상기 상부 플레이트의 중심을 기준으로 대칭되게 배치되고,
    상기 주입구 중 상기 나머지 하부에 배치된 상기 가스 확산부는 빗원뿔 형상을 가지고,
    평면도 상에서 상기 빗원뿔 형상의 밑면의 중심은 빗원뿔의 꼭짓점 위치과 샤워 헤드의 평면상 중심 사이에 위치하는 플라즈마 증착 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유출관의 연장선의 교점은 상기 주입구의 평면상 좌우 또는 상하 대칭축 상에 위치하는 플라즈마 증착 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주입구 중 상기 어느 하나 하부에 배치된 상기 가스 확산부는 원뿔 형상을 가지는 플라즈마 증착 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유출관의 내경은 27 mm 이상 33 mm 이하인 플라즈마 증착 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유출관은 제 1 유출관, 제 2 유출관 및 제 3 유출관을 포함하고,
    상기 제 1 내지 제 3 유출관 중 적어도 어느 하나는,
    일 방향으로 배치된 제 1 브랜치관;
    상기 제 1 브랜치관과 일정 각도를 갖게 배치된 제 2 브랜치관; 및
    상기 샤워 헤드의 가장자리와 실질적으로 평행하게 배치되며, 상기 주입구 중 적어도 2개를 연결하는 제 3 브랜치관을 포함하며,
    상기 제 2 브랜치관의 일단은 상기 제 3 브랜치관의 양 단부 사이의 중심에 연결된 플라즈마 증착 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 플레이트의 중심을 지나는 제 1 대칭축과 상기 제 1 대칭축과 직교하는 제 2 대칭축에 의해 분할되는 상기 상부 플레이트의 분할 영역에서,
    상기 주입구 중 적어도 하나는 상기 분할 영역의 중심과 상기 샤워 헤드의 가장자리 사이에 배치되는 플라즈마 증착 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤워 헤드와 상기 챔버의 사이에 배치되어, 상기 샤워 헤드를 절연시키는 절연부를 더 포함하는 플라즈마 증착 장치.
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