KR20160023953A - 대면적기판 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대면적기판 처리장치에 관한 것으로서, 특히, 샤워헤드의 상단에 배치되는 분사판에 형성되는 분사판홀들의 배치형태가, 상기 분사판의 각 영역별로 다르게 형성되어 있는, 대면적기판 처리장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 대면적기판 처리장치는, 반응공간을 갖는 챔버; 대면적기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 챔버의 내부에서 상기 기판 지지부의 상단에 장착되며, 상기 대면적기판에 증착될 가스를 공급하는 디퓨저 커버; 복수의 샤워홀들이 형성되어 있고, 상기 디퓨저 커버의 하단에 장착되어 있으며, 상기 가스를 상기 샤워홀들을 통해 상기 기판 지지부 방향으로 분사하기 위한 샤워헤드; 및 복수의 분사판홀들이 형성되어 있고, 상기 샤워헤드와 상기 디퓨저 커버 사이에 배치되며, 상기 디퓨저 커버로부터 분사된 가스를 상기 분사판홀들을 통해 상기 샤워헤드 방향으로 분사하기 위한 분사판을 포함하며, 상기 분사판홀들의 배치형태는, 상기 분사판의 각 영역별로 다르게 형성된다.

Description

대면적기판 처리장치{APPARATUS FOR TREATING A LARGE AREA SUBSTRATE}
본 발명은 기판에 가스를 분사하여 상기 기판에 박막을 형성하는 기판 처리장치에 관한 것으로서, 특히, 대면적기판에 가스를 분사하는, 대면적기판 처리장치에 관한 것이다.
휴대전화, 테블릿PC, 노트북 등을 포함한 다양한 종류의 전자제품에는 평판표시장치(FPD : Flat Panel Display)가 이용되고 있다. 평판표시장치에는, 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 표시장치(PDP : Plasma Display Device), 유기발광표시장치(OLED : Organic Light Emitting Display Device) 등이 있으며, 최근에는 전기영동표시장치(EPD : ELECTROPHORETIC DISPLAY)도 널리 이용되고 있다.
평판표시장치(이하, 간단히 '표시장치'라 함)들 중에서, 액정표시장치는 양산화 기술, 구동 수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 장점으로 인하여 현재 가장 널리 상용화되고 있다.
표시장치들 중에서, 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display Device)는, 1ms 이하의 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮기 때문에, 차세대 표시장치로 주목받고 있다.
최근 들어, 상기한 바와 같은 표시장치의 면적이 커짐에 따라, 상기 표시장치를 구성하는 패널의 면적 역시 커지고 있다. 대면적을 갖는 상기 패널은, 대면적기판에 다양한 종류의 박막들이 형성되는 것에 의해 제조된다.
다양한 종류의 상기 박막들은, 물리 기상 증착(PVD : Physical Vapor Deposition)(이하, 간단히 'PVD'라 함) 방법, 또는, 화학 기상 증착(CVD : Metal Organic Chemical Vapor Deposition)(이하, 간단히 'CVD'라 함) 방법과 같은 다양한 증착 방법에 의해, 상기 대면적기판에 증착될 수 있다.
도 1은 종래의 기판 처리장치의 일실시예 구성도로서, 특히, 상기 화학 기상 증착 방법을 이용하고 있는 CVD 장치의 일실시예 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 종래의 기판 처리장치에 적용되는 샤워헤드의 평면도이다.
종래의 기판 처리장치 중, 상기 CVD 방법을 이용하는 종래의 CVD 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판을 지지하는 기판 지지부(미도시), 상기 기판에 증착될 가스가 공급되는 가스공급관(70)이 장착되어 있는 디퓨저 커버(60), 연결부(30)에 의해 상기 디퓨저 커버(60)의 하단에 장착되어 있고, 상기 디퓨저 커버(60)와 일정 간격 이격되어 있으며, 상기 기판으로 상기 가스를 분사하기 위한 샤워헤드(20)를 포함하고 있다.
상기 디퓨저 커버(60)는 미도시된 챔버 내부에서, 상기 챔버에 장착되어 있다. 상기 디퓨저 커버(60)에는 상기 가스공급관(70)이 장착되어 있으며, 상기 가스공급관(70)과 연결되어 있는 가스공급부(미도시)로부터 공급된 가스는 상기 가스공급관(70)을 통해, 상기 디퓨저 커버(60)와 상기 샤워헤드(20) 사이에 형성되는 확산공간(40)으로 주입된다.
상기 샤워헤드(20)는 상기 확산공간(40)으로 주입된 상기 가스를, 샤워홀(21)을 통해 상기 챔버(미도시) 내부로 분사하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 상기 샤워헤드(20)에는, 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 샤워홀(21)이 형성되어 있다.
상기한 바와 같이 구성되어 있는 종래의 기판 처리장치에서는, 상기 디퓨저 커버(60)와 상기 기판 지지부(미도시)에 전원이 공급되며, 상기 전원에 의해 상기 샤워헤드(20)와 상기 기판 지지부 사이에 전기장이 형성된다. 이 경우, 상기 전원으로는 일반적으로 교류전원이 이용된다. 상기 샤워헤드(20)의 상기 샤워홀(21)을 통과한 상기 가스는, 상기 전기장에 의해 상기 기판 지지부 방향으로 이동되어, 상기 기판 지지부에 놓여져 있는 상기 기판에 증착된다.
상기한 바와 같이, 표시장치의 면적이 커짐에 따라, 상기 표시장치를 구성하는 패널의 면적 역시 커지고 있으며, 상기 패널을 구성하는 기판의 크기 역시 대면적화되고 있다. 이 경우, 상기 기판 처리장치의 상기 기판 지지부에도 대면적화된 기판(이하, 간단히 '대면적기판'이라 함)이 놓여지고 있다. 따라서, 상기 기판 처리장치의 전체적인 크기도 커지고 있다. 이에 따라, 상기 기판 지지부(미도시), 상기 샤워헤드(20) 및 상기 디퓨저 커버(60)의 면적도 커지고 있다.
상기 샤워헤드(20) 및 상기 디퓨저 커버(60)의 면적이 커짐에 따라, 상기 샤워헤드(20)의 중심부분에서 분사되는 가스의 양과, 상기 샤워헤드(20)의 외곽부분에서 분사되는 가스의 양에 차이가 발생되고 있으며, 상기 차이에 의해, 상기 대면적기판에 증착되는 박막의 균일도가 저하되고 있다.
예를 들어, 종래의 대면적 처리기판에는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 샤워헤드(20)에 형성되어 있는 상기 샤워홀(21)들의 크기가 일정하며, 상기 샤워홀(21)들이 상기 샤워헤드(20)의 전면에 일정한 간격으로 형성되어 있다.
또한, 상기 가스는 상기 디퓨저 커버(60)의 중심부분에 장착되어 있는 상기 가스공급관(70)을 통해 상기 확산공간(40)으로 주입된 후, 상기 확산공간(40)에서 확산된다. 상기 가스가 확산된다고 하더라도, 상기 확산공간(40)의 중심부분(X)과 상기 확산공간의 외곽부분(Y)의 가스밀도가 균일해 지기는 어렵다.
따라서, 상기 샤워헤드(20)의 중심부분(X)에 형성되어 있는 상기 샤워홀(21)을 통해 분사되는 가스의 양과, 상기 샤워헤드(20)의 외곽부분(Y)에 형성되어 있는 상기 샤워홀(21)을 통해 분사되는 가스의 양이 다르며, 이에 따라, 상기 가스에 의해 상기 대면적기판에 증착되는 박막의 균일도가 저하된다. 즉, 상기 대면적기판 중, 상기 가스가 많이 분사되는 상기 샤워헤드(20)의 중심부분(X)에 대응되는 중심영역에는 많은 상기 가스에 의해 박막이 두껍게 증착되며, 상기 가스가 적게 분사되는 상기 샤워헤드(20)의 외곽부분(Y)에 대응되는 외곽영역에는 적은 상기 가스에 의해 박막이 얇게 증착되어, 상기 대면적기판의 박막의 균일도가 저하된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 샤워헤드의 상단에 배치되는 분사판에 형성되는 분사판홀들의 배치형태가, 상기 분사판의 각 영역별로 다르게 형성되어 있는, 대면적기판 처리장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 대면적기판 처리장치는, 반응공간을 갖는 챔버; 대면적기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 챔버의 내부에서 상기 기판 지지부의 상단에 장착되며, 상기 대면적기판에 증착될 가스를 공급하는 디퓨저 커버; 복수의 샤워홀들이 형성되어 있고, 상기 디퓨저 커버의 하단에 장착되어 있으며, 상기 가스를 상기 샤워홀들을 통해 상기 기판 지지부 방향으로 분사하기 위한 샤워헤드; 및 복수의 분사판홀들이 형성되어 있고, 상기 샤워헤드와 상기 디퓨저 커버 사이에 배치되며, 상기 디퓨저 커버로부터 분사된 가스를 상기 분사판홀들을 통해 상기 샤워헤드 방향으로 분사하기 위한 분사판을 포함하며, 상기 분사판홀들의 배치형태는, 상기 분사판의 각 영역별로 다르게 형성된다.
본 발명에 의하면, 대면적기판에 형성되는 박막의 두께의 균일도가 개선될 수 있다.
도 1은 종래의 기판 처리장치의 일실시예 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 기판 처리장치에 적용되는 샤워헤드의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 대면적기판 처리장치의 일실시예 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 대면적기판 처리장치에 적용되는 디퓨저 커버 및 분사판을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 대면적기판 처리장치에 적용되는 분사판의 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 대면적기판 처리장치에 적용되는 분사판의 또 다른 평면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 대면적기판 처리장치의 일실시예 구성도이다.
액정표시장치(LCD) 또는 유기발광표시장치(OLED) 등과 같은 표시장치의 크기가 커짐에 따라, 상기 표시장치를 구성하는 패널의 면적 역시 커지고 있다.
따라서, 대면적의 패널(이하, 간단히 '대면적패널'이라 함)을 구성하는 기판역시 대면적화되고 있다. 대면적화된 기판은 이하에서 간단히 대면적기판이라 한다. 이하에서는, 상기 대면적기판이 상기 대면적패널을 구성하는 기판인 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다. 그러나, 상기 대면적기판은 반도체 제조공정에 이용되는 기판일 수도 있다.
상기 대면적기판에 다양한 종류의 박막들이 형성됨으로써, 상기 대면적패널이 제조되고 있다.
상기 대면적기판에 상기 박막들을 증착하는 방법에는, 물리 기상 증착(PVD : Physical Vapor Deposition)(이하, 간단히 'PVD'라 함) 방법, 또는, 화학 기상 증착(CVD : Metal Organic Chemical Vapor Deposition)(이하, 간단히 'CVD'라 함) 방법 등이 있다.
상기 대면적기판이 커짐에 따라, 상기 대면적기판에 박막을 증착시키는 상기 증착장치(이하, 간단히 '대면적기판 처리장치'라 함)들의 규모 역시 커지고 있다.
본 발명에 따른 대면적기판 처리장치는, 가스를 공급하여 상기 대면적기판 상에 박막을 형성하는 장치로서, 예를 들어, 상기 CVD 방법을 이용하는 장치(이하, 간단히 'CVD 장치'라 함)가 될 수 있고, 또는, 유기 금속 화학 기상 증착(MOCVD : Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 방법을 이용하는 장치(이하, 간단히 'MOCVD 장치'라 함)가 될 수 있고, 또는, 플라즈마 기상 증착(PECVD : Plasma Enhanced Chemical Vapor Depostion) 방법을 이용하는 장치가 될 수 있으며, 이외에도 다양한 장치들이 될 수 있다. 이하에서는, 플라즈마 기상 증착 방법을 이용하는 장치가 본 발명에 따른 대면적기판 처리장치의 일예로서 설명된다. 그러나, 본 발명은 상기한 바와 같은, 다양한 종류의 화학 기상 증착 장치들에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 대면적기판 처리장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 반응공간을 갖는 챔버(110), 대면적기판(200)을 지지하는 기판 지지부(190), 상기 챔버(110)의 내부에서 상기 기판 지지부(190)의 상단에 장착되며, 상기 대면적기판(200)에 증착될 가스를 공급하는 디퓨저 커버(160), 복수의 샤워홀(121)들이 형성되어 있고, 상기 디퓨저 커버(160)의 하단에 장착되어 있으며, 상기 가스를 상기 샤워홀(121)들을 통해 상기 기판 지지부(190) 방향으로 분사하기 위한 샤워헤드(120), 및 복수의 분사판홀(181)들이 형성되어 있고, 상기 샤워헤드(120)와 상기 디퓨저 커버(160) 사이에 배치되며, 상기 디퓨저 커버(160)로부터 분사된 가스를 상기 분사판홀(181)들을 통해 상기 샤워헤드(120) 방향으로 분사하기 위한 분사판(180)을 포함한다. 여기서, 상기 분사판홀(181)들의 배치형태는, 상기 분사판의 각 영역별로, 다르게 형성되어 있다.
우선, 상기 챔버(110)는, 밀폐된 공간을 형성하고 있다. 상기 밀폐된 공간에는, 상기 디퓨저 커버(160), 상기 분사판(180), 상기 샤워헤드(120) 및 상기 기판 지지부(190)가 장착되어 있다. 상기 샤워헤드(120)로부터 분사된 상기 가스는 상기 밀폐된 공간을 통해 상기 기판 지지부(190) 방향으로 이동되어, 상기 기판 지지부(190)에 배치되어 있는 상기 대면적기판(200)에 증착된다.
상기 가스가 상기 대면적기판(200)에 증착됨으로써, 상기 박막이 형성된다.
상기 챔버(110)에는 상기 대면적기판(200)이 유입 또는 유출되는 도어(미도시)가 형성되어 있다.
다음, 상기 디퓨저 커버(160)는, 상기 디퓨저 커버(160)의 외곽 방향에서, 상기 챔버(110)의 측면들로부터 돌출되거나, 또는 상기 측면들에 장착되어 있는 지지부(150)에 의해, 상기 챔버(110)의 내부에 장착될 수 있다.
상기 디퓨저 커버(160)에는 가스가 공급되는 가스공급관(170)이 장착되어 있다. 상기 가스공급관(170)은 상기 디퓨저 커버(160)의 중심부분에 장착될 수 있다.
상기 가스공급관(170)은 상기 챔버(110)의 외부에 구비되어 있는 가스공급부(미도시)와 연결되어 있다. 상기 가스공급부(미도시)는 상기 박막의 증착에 이용되는 가스를 상기 가스공급관(170)으로 공급한다.
상기 가스에는, 상기 박막의 구성에 따라, 적어도 하나 이상의 서로 다른 가스들이 포함될 수 있다. 이 경우, 상기 가스공급부는 적어도 하나 이상의 서로 다른 가스들을 개별적으로 상기 가스공급관(170)으로 공급할 수 있다.
상기 디퓨저 커버(160)는 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 챔버(110)의 측면에 장착되어 있는 상기 지지부(150)에 의해 상기 챔버(110)의 내부에 장착될 수 있으나, 추가적으로, 챔버볼트(300)에 의해 상기 챔버(110)에 장착될 수 있다.
상기 디퓨저 커버(160)가, 상기 디퓨저 커버(160)의 외곽부에 장착되어 있는 상기 지지부(150)에 의해서만 상기 챔버(100)에 장착되어 있는 경우, 상기 디퓨저 커버(160)의 무게에 의해, 상기 디퓨저 커버(160)의 중심부분이 상기 기판 지지부(190) 방향으로 처질 수 있다.
예를 들어, 상기 대면적기판(200)에 상기 박막을 형성하기 위해서는, 상기 디퓨저 커버(160) 및 상기 샤워헤드(120)의 면적 역시 커져야 한다.
상기 디퓨저 커버(160)의 면적이 증가하면, 상기 디퓨저 커버(160)의 무게 또한 증가된다.
상기 디퓨저 커버(160)의 면적이 커지고, 상기 디퓨저 커버(160)의 무게가 증가되면, 상기 디퓨저 커버(160)의 외곽에 장착되어 있는 상기 지지부(150) 만에 의해서는, 상기 디퓨저 커버(160)가 상기 기판 지지부(190)와 나란하게 상기 챔버(110) 내부에 배치될 수 없다. 즉, 상기 디퓨저 커버(160)의 중심부분이 상기 기판 지지부(190) 방향으로 처지는 현상이 발생될 수 있다.
상기한 바와 같은 처짐 현상을 방지하기 위해, 본 발명에서는, 상기 챔버볼트(300)가 이용될 수 있다.
상기 챔버볼트(300)는 상기 챔버(110)의 상면과 상기 디퓨저 커버(160)의 상단면을 연결시키고 있다.
예를 들어, 상기 챔버볼트(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(300)의 상단면 외곽으로부터, 상기 챔버(110)를 관통하여 상기 디퓨저 커버(160)의 상면에 장착되어 있다.
이 경우, 상기 챔버볼트(300)는 상기 디퓨저 커버(160)의 중심부분에 장착될 수 있다. 또한, 적어도 두 개 이상의 상기 챔버볼트(300)가 상기 디퓨저 커버(160)에 장착될 수 있다.
상기 챔버볼트(300)에 의해 상기 디퓨저 커버(160)의 중심부분이 처지는 현상이 방지될 수 있다.
상기 챔버볼트(300)는 볼트 형태로 형성되어, 상기 디퓨저 커버(160)와 상기 챔버(110)를 연결시킬 수 있으나, 볼트 이외에도 다양한 형태로 형성되어, 상기 디퓨저 커버(160)와 상기 챔버(110)를 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 바(Bar) 및 고리로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 고리는 상기 디퓨저 커버(160)의 상면과 상기 챔버(110)의 상면 내측에 장착될 수 있으며, 상기 바가 상기 두 개의 고리에 장착될 수 있다.
다음, 상기 기판 지지부(190)는 상기 챔버(110) 내부에 장착되어 있으며, 특히, 상기 샤워헤드(120)의 하단부에 장착되어 있다.
상기 기판 지지부(190)는 상기 대면적기판(200)을 지지하는 기능을 수행한다. 상기 대면적기판(200)은 상기 표시장치를 구성하는 상기 패널의 제조에 이용되는 것일 수 있으나, 상기 표지장치 이외에도 다양한 장치에 이용되는 것일 수도 있다. 예를 들어, 상기 대면적기판(200)은 반도체 공정에 이용되는 기판일 수도 있다.
다음, 상기 샤워헤드(120)는, 상기 분사판(180)의 하단에 장착되어, 상기 디퓨저 커버(160)에 의해 상기 챔버(110) 내부로 유입된 후 상기 분사판(180)을 통과한 상기 가스를, 상기 기판 지지부(190) 방향으로 분사하는 기능을 수행한다. 상기 기판 지지부(190) 방향으로 분사된 상기 가스는 상기 대면적기판(200)에 증착되어 상기 박막을 형성한다.
상기 샤워헤드(120)는, 연결부(130)에 의해 상기 분사판(180)의 하단부에 장착된다.
상기 샤워헤드(120)와, 상기 연결부(130)와, 상기 분사판(180)에 의해 확산공간(140)이 형성된다.
상기 디퓨저 커버(160)에 장착되어 있는 상기 가스공급관(170)을 통해 상기 디퓨터 커버(160)로 유입된 상기 가스는, 상기 분사판(180)에 형성된 상기 분사판홀(181)들을 통해, 상기 확산공간(140)으로 확산된다.
상기 샤워헤드(120)에는 복수의 샤워홀(121)들이 형성되어 있다. 상기 확산공간(140)으로 확산된 상기 가스는, 상기 샤워홀(121)을 통해, 상기 챔버의 반응공간으로 분사된다.
여기서, 상기 샤워홀(121)들은 상기 샤워헤드(120)의 전면에 일정한 간격 및 동일한 크기로 형성된다.
마지막으로, 상기 분사판(180)은, 상기 디퓨저 커버(160)와 상기 샤워헤드(120) 사이에 장착되며, 상기 디퓨저 커버(160)에 의해 상기 챔버(110) 내부로 유입된 가스는, 상기 분사판(180)에 형성된 분사판홀(181)들을 통해, 상기 확산공간(140)으로 전달된다. 상기 확산공간(140)으로 전달된 상기 가스는 상기 샤워홀(121)들을 통해 상기 대면적기판(200)으로 전달된다. 여기서, 상기 분사판(180)과 상기 디퓨저 커버(160) 사이에도 확산공간이 형성된다.
상기 분사판(180)은, 분사판 연결부에 의해 상기 디퓨저 커버(160)의 하단부에 장착된다.
상기 분사판(180)에는 복수의 분사판홀(181)들이 형성되어 있다. 상기 디퓨저 커버(160)로부터 분사된 상기 가스는, 상기 디퓨저 커버(160)와 상기 분사판(180) 사이의 확산공간으로 확산된 후, 상기 분사판홀(181)들을 통해 상기 분사판(180)과 상기 샤워헤드(120) 사이의 상기 확산공간(140)으로 전달된다.
상기 확산공간(140)으로 전달된 상기 가스는, 상기 샤워홀(121)을 통해, 상기 챔버의 반응공간으로 분사된다.
여기서, 상기 분사판홀(181)들은, 상기 분사판(180)의 각 영역별로, 다르게 형성되어 있다.
예를 들어, 상기 분사판홀(181)들의 크기가 다를 수 있으며, 또는 상기 분사판홀(181)들의 간격이 다를 수도 있다. 도 3에는 상기 분사판홀(181)들의 크기가 다른 상기 분사판(180)이 도시되어 있다. 상기 분사판홀(181)의 크기란, 상기 분사판홀(181)의 내경을 의미한다.
상기 분사판홀(181)들의 배치형태는, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 상세히 설명된다.
도면으로 도시되어 있지는 않지만, 상기 분사판(180)과 상기 디퓨저 커버(160)는, 상기 분사판(180)과 상기 디퓨저 커버(160)를 연결시키는 고정볼트에 의해 일정한 갭을 이룬 상태로 배치될 수 있다.
상기 고정볼트는 상기 분사판(180)이 상기 샤워헤드(120) 방향으로 처지는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 고정볼트는 상기 분사판(180)과 상기 디퓨저 커버(160) 사이에 형성되는 확산공간의 높이 및 상기 분사판(180)과 상기 샤워헤드(120) 사이에 형성되는 확산공간(140)의 높이를 일정하게 유지시킬 수 있다.
상기 고정볼트는 상기 분사판(180)의 중심부분에 장착될 수 있으며, 적어도 두 개 이상의 상기 고정볼트가 상기 분사판(180)과 상기 디퓨저 커버(160) 사이에 장착될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 대면적기판 처리장치에 적용되는 디퓨저 커버 및 분사판을 나타낸 예시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 대면적기판 처리장치에 적용되는 분사판의 평면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 대면적기판 처리장치에 적용되는 분사판의 또 다른 평면도이다.
상기 분사판(180)은, 상기 디퓨저 커버(160)의 하단에 장착되어, 상기 디퓨저 커버(160)에 의해 상기 챔버(110) 내부로 유입된 상기 가스를, 상기 샤워헤드(120) 방향으로 분사하는 기능을 수행한다.
상기 샤워헤드(120) 방향으로 분사된 가스는, 상기 샤워홀(121)들을 통해 상기 기판 지지부(190) 방향으로 분사되며, 상기 기판 지지부(190) 방향으로 분사된 가스는 상기 대면적기판(200)에 증착되어 상기 박막을 형성한다.
상기 분사판(180)은, 상기 분사판 연결부(182)에 의해 상기 디퓨저 커버(160)의 하단부에 장착된다.
상기 분사판 연결부(182)는 상기 분사판(180)과 일체로 형성될 수도 있다.
상기 분사판(180), 상기 분사판 연결부(182), 상기 디퓨저 커버(160)에 의해 확산공간(140)이 형성된다. 상기한 바와 같이, 상기 분사판(180), 상기 분사판 연결부(182), 상기 디퓨저 커버(160)에 의해 형성되는 공간 및 상기 분사판(180), 상기 연결부(130) 및 상기 샤워헤드(120)에 의해 형성되는 공간 모두 확산공간(140)이라고 할 수 있다. 따라서, 도 3 및 도 4에서, 상기 확산공간은 동일한 도면부호인 140으로 도시되어 있다.
상기 디퓨저 커버(160)에 장착되어 있는 상기 가스공급관(170)을 통해 상기 디퓨터 커버(160)로 유입된 상기 가스는, 상기 분사판(180), 상기 분사판 연결부(182) 및 상기 디퓨저 커버(160)에 의해 형성되는 상기 확산공간(140)으로 확산된다.
상기 분사판(180)에는 복수의 분사판홀(181)들이 형성되어 있다. 상기 확산공간(140)으로 확산된 상기 가스는, 상기 분사판홀(181)들을 통해, 상기 분사판(180)과 상기 샤워헤드(120) 사이의 확산공간으로 전달된다.
여기서, 상기 분사판홀(181)들의 배치형태는, 상기 분사판(180)의 각 영역별로, 다르게 형성되어 있다.
첫째, 상기 분사판홀(181)들의 크기는, 상기 분사판(180)의 각 영역별로, 다르게 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 분사판홀(181)들의 크기는, 상기 분사판(180)의 각 영역별로 다르게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 분사판(181)들의 간격은 동일하게 형성될 수 있다. 상기 분사판홀(181)의 크기란, 상기 분사판홀(181)의 내경을 의미한다. 상기 분사판홀(181)의 크기, 즉, 내경이 커지면, 상기 분사판홀(181)을 통해 분사되는 가스의 양이 많아지게 되며, 상기 분사판홀(181)의 크기가 작아지면, 상기 분사판홀(181)을 통해 분사되는 가스의 양이 적어지게 된다.
제1영역(A)에 형성되는 상기 분사판홀(181)들의 크기가 제일 크다고 할 때, 제3영역(C)에 형성되는 상기 분사판홀(181)들의 크기는 제일 작게 형성된다. 또한, 상기 제1영역(A)과 상기 제3영역(C) 사이의 제2영역(B)에 형성되는 상기 분사판홀(181)들의 크기는, 상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 분사판홀의 크기보다는 작고, 상기 제3영역(C)에 형성되어 있는 분사판홀의 크기보다는 크게 형성될 수 있다.
상기 제1영역(A)은 상기 분사판(180)의 외곽부분을 의미하고, 상기 제3영역(C)은 상기 분사판(180)의 중심부분을 의미하며, 상기 제2영역(B)은 상기 제3영역(A)과 상기 제2영역(B)의 사이를 의미한다.
상기 분사판(180)의 중심부분에 대응되는 위치에 장착되어 있는 상기 가스공급관(170)을 통해, 상기 분사판(180)과 상기 디퓨저 커버(160) 사이의 상기 확산공간(140)으로 유입된 가스는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 확산공간(140)에서 상기 분사판(180)의 외곽부분으로 확산된다. 그러나, 상기 분사판(180)의 외곽부분으로 확산되는 상기 가스의 양은, 상기 분사판(180)의 중심부분으로 확산되는 상기 가스의 양보다는 작다. 이 경우, 상기 분사판(180)의 중심부분에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들을 통해 분사되는 상기 가스의 밀도가, 상기 분사판(180)의 외곽부분에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들을 통해 분사되는 상기 가스의 밀도보다 클 수 있다. 분사되는 상기 가스의 밀도 차이에 의해, 상기 대면적기판에 형성되는 박막의 두께의 균일도가 저하될 수 있다.
상기한 바와 같은 가스 밀도의 차이를 방지하기 위해, 본 발명에 적용되는 상기 분사판(180)에서는, 상기한 바와 같이, 상기 분사판(180)의 외곽부분에 대응되는 상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 크기가, 상기 분사판(180)의 중심부분에 대응되는 상기 제3영역(A)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 크기보다 크게 형성된다.
상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 크기가 크기 때문에, 상기 제3영역(C)에 비해 상기 제1영역(A)으로 확산되는 상기 가스의 양이 적다고 하더라도, 상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들을 통해 분사되는 상기 가스의 양은, 상기 제3영역(C)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들을 통해 분사되는 상기 가스의 양과 동일 또는 유사해질 수 있다.
따라서, 상기 샤워헤드(120) 중 상기 제1영역(A)에 대응되는 부분의 가스의 밀도와, 상기 제3영역(C)에 대응되는 부분의 가스의 밀도가 균일해 질 수 있다.
이에 따라, 상기 기판 지지부(190)에 배치되어 있는 상기 대면적기판(200) 중, 상기 제1영역(A)에 대응되는 영역에 증착되는 박막의 두께와, 상기 제3영역(C)과 대응되는 영역에 증착되는 박막의 두께가 균일해 질 수 있다.
또한, 상기 제2영역(B)에는, 상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 분사판홀의 크기보다는 작고, 상기 제3영역(C)에 형성되어 있는 샤워홀의 크기보다는 큰 분사판홀(181)들이 형성되어 있기 때문에, 상기 제2영역(B)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들을 통해 분사되는 가스의 양은, 상기 제1영역(A) 및 상기 제3영역(C)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들을 통해 분사되는 가스의 양과 동일하거나 또는 유사해질 수 있다.
상기 설명에서는, 상기 제1영역(A), 상기 제2영역(B) 및 상기 제3영역(C) 별로, 상기 분사판홀(181)들의 크기가 다른 경우를 일예로 본 발명이 설명되었으나, 상기 분사판홀(181)들의 크기는, 상기 분사판(180)의 중심부분으로부터 상기 분사판(180)의 외곽방향으로 가면서, 순차적으로 증가될 수도 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 상기 분사판(180)에서는, 상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 크기는 모두 동일하고, 상기 제2영역(B)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 크기는 모두 동일하며, 상기 제3영역(B)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 크기는 모두 동일하다.
그러나, 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 크기가 상기 외곽방향으로 갈수록, 순차적으로 증가될 수 있고, 상기 제2영역(B)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 크기가 상기 외곽방향으로 갈수록, 순차적으로 증가될 수 있으며, 상기 제3영역(C)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 크기가 상기 외곽방향으로 갈수록, 순차적으로 증가될 수 있다.
둘째, 상기 분사판홀(181)들 간의 간격은, 상기 분사판(180)의 각 영역별로, 다르게 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 분사판홀(181)들의 간격은, 상기 분사판(180)의 각 영역별로 다르게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 분사판홀(181)들의 크기는 서로 동일하게 형성될 수 있다. 상기 분사판홀(181)들의 간격이 다르다는 것은, 상기 분사판홀(181)들의 밀도가 다르다는 것을 의미한다. 상기 분사판홀(181)들의 밀도가 큰 영역으로부터 분사되는 가스의 양은, 상기 분사판홀(181)들의 밀도가 작은 영역으로부터 분사되는 가스의 양보다 크게 된다.
제1영역(A)에 형성되는 상기 분사판홀(181)들의 간격이 제일 작다고 할 때, 제3영역(C)에 형성되는 상기 분사판홀(181)들의 간격은 제일 크게 형성된다. 또한, 상기 제1영역(A)과 상기 제3영역(C) 사이의 제2영역(B)에 형성되는 상기 분사판홀(181)들의 간격은, 상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 분사판홀들의 간격보다는 크고, 상기 제3영역(C)에 형성되어 있는 분사판홀들의 간격보다는 작게 형성될 수 있다. 부연하여 설명하면, 상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 밀도가 제일크고, 상기 제3영역(C)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 밀도가 제일 작으며, 상기 제2영역(C)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 밀도는 중간이 될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 분사판(180)의 중심부분에 대응되는 위치에 장착되어 있는 상기 가스공급관(170)을 통해 상기 확산공간(140)으로 유입된 가스는, 상기 확산공간(140)에서 상기 분사판(180)의 외곽부분으로 확산된다. 그러나, 상기 분사판(180)의 외곽부분으로 확산되는 상기 가스의 양은, 상기 분사판(180)의 중심부분으로 확산되는 상기 가스의 양보다는 작다. 이 경우, 상기 분사판(180)의 중심부분에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들을 통해 분사되는 상기 가스의 밀도가, 상기 분사판(180)의 외곽부분에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들을 통해 분사되는 상기 가스의 밀도보다 클 수 있다. 분사되는 상기 가스의 밀도 차이에 의해, 상기 대면적기판에 형성되는 박막의 두께의 균일도가 저하될 수 있다.
상기한 바와 같은 가스 밀도의 차이를 방지하기 위해, 본 발명에 적용되는 상기 분사판(180)에서는, 상기한 바와 같이, 상기 분사판(180)의 외곽부분에 대응되는 상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 상기 분사판호(181)들의 간격이, 상기 분사판(180)의 중심부분에 대응되는 상기 제3영역(A)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 간격보다 작게 형성된다.
상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 간격이 작기 때문에, 상기 제3영역(C)에 비해 상기 제1영역(A)으로 확산되는 상기 가스의 양이 적다고 하더라도, 상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들을 통해 분사되는 상기 가스의 양은, 상기 제3영역(C)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들을 통해 분사되는 상기 가스의 양과 동일 또는 유사해질 수 있다.
따라서, 상기 샤워헤드(120) 중 상기 제1영역(A)에 대응되는 부분의 가스의 밀도와, 상기 제3영역(C)에 대응되는 부분의 가스의 밀도가 균일해 질 수 있다.
이에 따라, 상기 기판 지지부(190)에 배치되어 있는 상기 대면적기판(200) 중, 상기 제1영역(A)에 대응되는 영역에 증착되는 박막의 두께와, 상기 제3영역(C)과 대응되는 영역에 증착되는 박막의 두께가 균일해 질 수 있다.
또한, 상기 제2영역(B)에는, 상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 분사판홀들의 간격보다는 크고, 상기 제3영역(C)에 형성되어 있는 분사판홀들의 간격보다는 작은 간격을 갖는 상기 분사판홀(181)들이 형성되어 있기 때문에, 상기 제2영역(B)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들을 통해 분사되는 가스의 양은, 상기 제1영역(A) 및 상기 제3영역(C)을 통해 분사되는 가스의 양과 동일하거나 또는 유사해질 수 있다.
상기 설명에서는, 상기 제1영역(A), 상기 제2영역(B) 및 상기 제3영역(C) 별로, 상기 분사판홀(181)들의 간격이 다른 경우를 일예로 본 발명이 설명되었으나, 상기 분사판홀(181)들의 간격은, 상기 분사판(180)의 중심부분으로부터 상기 분사판(180)의 외곽방향으로 가면서, 순차적으로 감소될 수도 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 상기 샤워헤드(120)에서는, 상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 간격은 모두 동일하고, 상기 제2영역(B)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 간격은 모두 동일하며, 상기 제3영역(B)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 간격은 모두 동일하다.
그러나, 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 제1영역(A)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 간격이 상기 외곽방향으로 갈수록, 순차적으로 감소될 수 있고, 상기 제2영역(B)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 간격이 상기 외곽방향으로 갈수록, 순차적으로 감소될 수 있으며, 상기 제3영역(C)에 형성되어 있는 상기 분사판홀(181)들의 간격이 상기 외곽방향으로 갈수록, 순차적으로 감소될 수 있다.
셋째, 상기 분사판홀(181)들의 크기 및 상기 분사판홀(181)들 간의 간격은, 상기 분사판(180)의 각 영역별로 다르게 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 분사판홀(181)들은, 상기 분사판홀(181)들의 크기가 상기 분사판(180)의 외곽방향으로 갈 수록 커지고, 상기 분사판홀(181)들의 간격이 상기 분사판(180)의 외곽방향으로 갈 수록 작아지도록, 형성될 수 있다.
부연하여 설명하면, 상기 분사판홀(181)들은, 도 5에 도시된 형태와, 도 6에 도시된 형태가 혼합된 형태로, 형성될 수 있다.
넷째, 상기 각 영역은 원형 또는 사각형으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 분사판홀(181)들 크기 또는 상기 분사판홀(181)들의 간격을 구분하는 상기 영역들은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 사각형 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 상기 대면적기판이, 반도체 제조공정에 이용되는 원형의 웨이퍼인 경우, 상기 영역들은, 상기 웨이퍼의 형태와 동일하게 원형으로 형성될 수도 있다.
다섯째, 상기 각 영역은, 적어도 두 개 이상으로 구분될 수 있다.
예를 들어, 도 5 및 도 6에는, 3개의 영역으로 구분되어 있는 상기 분사판(180)이 도시되어 있다.
이 경우, 상기 제1영역(A), 상기 제2영역(B) 및 상기 제3영역(C) 별로, 상기 분사판홀(181)의 크기 및 상기 분사판홀(181)들의 간격 중 적어도 어느 하나가 상이할 수 있다.
그러나, 상기 영역은 두 개로 구분될 수도 있으며, 네 개 이상으로 구분될 수도 있다.
특히, 상기 분사판홀(181)들의 크기 및 상기 분사판홀(181)들의 간격이 순차적으로 증가하거나 감소되는 형태로 상기 분사판홀(181)들이 형성되어 있는 경우, 상기 영역은, 매우 많이 형성될 수 있다.
여섯째, 상기 각 영역은, 상기 분사판의 외곽부분에 형성되는 제1영역 및 상기 샤워헤드의 중심부분에 형성되는 제2영역 내지 제n영역으로 구분될 수 있다.
즉, 도 5 및 도 6에는, 상기 분사판의 외곽부분에 형성되는 상기 제1영역, 상기 분사판의 중심부분에 형성되는 상기 제2영역 및 상기 제3(=n)영역으로 구분되어 있는 상기 분사판(180)이 도시되어 있다.
부연하여 설명하면, 일반적으로 상기 가스의 밀도가 상기 분사판의 중심부분과 외곽부분에서 다르기 때문에, 상기 영역들은, 상기 분사판의 중심부분으로부터 외곽부 방향으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 가스의 밀도의 제어가 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
상기 영역의 숫자가 증가될 수록, 상기 가스의 밀도가 더욱 세부적으로 제어될 수 있다.
일곱째, 상기 제1영역 내지 제n영역들 중, 제m(m은 n보다 작은 자연수)영역은 제m+1영역의 외곽을 감싸고 있다.
예를 들어, 도 5 및 도 6에 도시된 상기 제1(=m)영역(A)은 상기 제2(=m+1)영역(B)의 외곽을 감싸고 있으며, 상기 제2(=m)영역(B)은 상기 제3(=m+1)영역(C)의 외곽을 감싸고 있다.
일반적으로, 상기 가스의 밀도는 상기 가스공급관(170)을 중심으로 원형 형태로 변해감으로, 어느 하나의 영역은 또 다른 영역을 감싸거나, 또는 또 다른 영역에 의해 감싸여지는 형태로 형성될 수 있다.
그러나, 상기 영역의 형태는 상기 가스의 종류, 상기 가스의 이동도, 상기 가스의 분포도 등에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
여덟째, 상기에서는, 상기 영역들(A, B, C)이, 상기 분사판의 중심부분(또는 외곽부분)으로부터, 상기 분사판의 외곽부분(또는 중심부분)으로 형성되어 있으며, 상기 외곽부분의 영역이, 상기 중심부분의 영역을 감싸고 있는 형태로, 상기 영역들이 형성되어 있는 상기 분사판(180)이 설명되었다.
그러나, 상기 분사판(180)에서, 상기 영역들은, 상기 분사판(180)의 일측방향으로부터 타측방향으로, 순차적으로 형성될 수도 있다.
예를 들어, 제1영역은 상기 분사판(180)의 좌측에 형성되고, 제3영역은 상기 분사판(180)의 우측에 형성되며, 제2영역은 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이에 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 분사판홀(181)들의 크기 및 간격 등은, 상기 대면적기판에 형성되는 박막의 균일도가 최적화될 수 있도록, 다양한 형태로 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 분사판홀(181)들의 모양도 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 4 내지 도 6에서는, 상기 분사판홀(121)이 원형으로 형성되어 있으나, 상기 분사판홀(181)은 사각형으로 형성될 수도 있고, 육각형으로 형성될 수도 있으며, 기타 다양한 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 분사판홀(181)들의 형태는, 상기 가스의 종류에 따른 모빌리티(mobility)를 고려하여 설정될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 대면적기판에 형성되는 박막의 두께의 균일도가 개선될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 챔버 120 : 샤워헤드
130 : 연결부 140 : 확산공간
150 : 지지부 160 : 디퓨저 커버
170 : 가스공급관 180 : 분사판
190 : 기판 지지부 200 : 대면적 기판
300 : 챔버볼트

Claims (5)

  1. 반응공간을 갖는 챔버;
    대면적기판을 지지하는 기판 지지부;
    상기 챔버의 내부에서 상기 기판 지지부의 상단에 장착되며, 상기 대면적기판에 증착될 가스를 공급하는 디퓨저 커버;
    복수의 샤워홀들이 형성되어 있고, 상기 디퓨저 커버의 하단에 장착되어 있으며, 상기 가스를 상기 샤워홀들을 통해 상기 기판 지지부 방향으로 분사하기 위한 샤워헤드; 및
    복수의 분사판홀들이 형성되어 있고, 상기 샤워헤드와 상기 디퓨저 커버 사이에 배치되며, 상기 디퓨저 커버로부터 분사된 가스를 상기 분사판홀들을 통해 상기 샤워헤드 방향으로 분사하기 위한 분사판을 포함하며,
    상기 분사판홀들의 배치형태가, 상기 분사판의 각 영역별로, 다른 대면적기판 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사판홀들의 크기가, 상기 분사판의 각 영역별로, 다른 대면적기판 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사판홀들 간의 간격이, 상기 분사판의 각 영역별로, 다른 대면적기판 처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 영역이, 적어도 두 개 이상으로 구분되는 대면적기판 처리장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 영역이, 상기 분사판의 외곽부분에 형성되는 제1영역 및 상기 샤워헤드의 중심부분에 형성되는 제2영역 내지 제n영역으로 구분되는 대면적기판 처리장치.
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