KR102857806B1 - Column structure of the faceplate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 페이스플레이트의 기둥 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정에서 사용되는 샤워헤드의 페이스플레이트의 기둥 구조에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 반도체 제조 공정에 사용되는 샤워헤드의 페이스플레이트 기둥 구조로서, 백플라이트의 하부에 배치되는 베이스의 상부에서 상측으로 돌출 구비되되 제1폭을 갖는 다수의 제1기둥; 및 상기 베이스 상부에서 상측으로 돌출 구비되되 상기 제1폭보다 큰 제2폭을 갖고 전도체가 삽입되는 연결홈의 상부홈이 형성된 바디를 포함하는 제2기둥;을 포함한다.The present invention relates to a pillar structure of a faceplate, and more particularly, to a pillar structure of a faceplate of a showerhead used in a semiconductor manufacturing process.
The present invention relates to a faceplate pillar structure of a showerhead used in a semiconductor manufacturing process, comprising: a plurality of first pillars having a first width and protruding upward from an upper portion of a base disposed below a backlight; and a second pillar including a body having a second width larger than the first width and having an upper groove of a connecting groove into which a conductor is inserted, protruding upward from an upper portion of the base.
Description
본 발명은 페이스플레이트의 기둥 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정에서 사용되는 샤워헤드의 페이스플레이트의 기둥 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a pillar structure of a faceplate, and more particularly, to a pillar structure of a faceplate of a showerhead used in a semiconductor manufacturing process.
일반적으로 반도체 제조 공정에서 기판 처리 시스템은 통상적으로 챔버와 챔버 내에 배치되는 페데스탈(pedestal)을 포함한다.Typically, in a semiconductor manufacturing process, a substrate handling system typically includes a chamber and a pedestal positioned within the chamber.
이때 반도체 웨이퍼와 같은 기판은 페데스탈 상에 배치되고, 샤워헤드를 통해 처리가스가 투입되고, 챔버 내에 구비되는 전극에 의해 처리가스에서 플라즈마가 생성되고, 상기 기판 상에 유전체 층과 같은 막이 형성된다.At this time, a substrate such as a semiconductor wafer is placed on a pedestal, processing gas is introduced through a showerhead, plasma is generated from the processing gas by an electrode provided in the chamber, and a film such as a dielectric layer is formed on the substrate.
샤워헤드는 용량성 커플링된 플라즈마 (CCP; capacitively coupled plasma) 반응기 (reactor) 내에 이용될 수도 있다. 샤워헤드는 기판 위에 처리 가스를 분배하고 플라즈마를 구동하도록 무선주파수 (RF) 전극으로서의 역할을 한다. 샤워헤드는 통상적으로 금속성 재료(예시적으로 알루미늄)로 이뤄진다(공개특허 제10-2007-0094413호(이하 종래기술 1) 참조).A showerhead may also be utilized within a capacitively coupled plasma (CCP) reactor. The showerhead acts as a radio frequency (RF) electrode to distribute process gases over a substrate and drive the plasma. The showerhead is typically made of a metallic material (e.g., aluminum) (see Patent Publication No. 10-2007-0094413 (hereinafter, Prior Art 1)).
CCP 반응기를 위한 샤워헤드는 통상적으로 알루미늄으로 이뤄지고 바디 (body) 로 용접되는 페이스 플레이트(face plate)를 포함한다. 샤워헤드의 페이스 플레이트는 통상적으로 기판의 노출된 표면 위에 균일한 가스분배를 제공하도록 다수의 이격된 가스 홀 (hole) 들을 가진다.A showerhead for a CCP reactor typically comprises a face plate made of aluminum and welded to the body. The face plate of the showerhead typically has a number of spaced gas holes to provide a uniform gas distribution over the exposed surface of the substrate.
알루미늄 샤워헤드는 다수의 처리 화학물질(또는 가스 조성물)과 우수하게 작동한다. 그러나, 알루미늄과 같은 몇몇의 금속성 재료는 더 높은 온도 (400℃ 이상) 에서 더 유연하게 되고 샤워헤드의 페이스 플레이트는 늘어지는 것(droop)을 시작할 수도 있다. 이는 가스 흐름 및 플라즈마 밀도 분포에 변화를 야기 할 수 있다.Aluminum showerheads perform well with many treatment chemicals (or gas compositions). However, some metallic materials, such as aluminum, become more flexible at higher temperatures (above 400°C), and the showerhead faceplate may begin to droop. This can cause changes in gas flow and plasma density distribution.
또한 등록특허 제10-1985031호(이하 종래기술 2)와 같은 종래기술들은 샤워헤드 내부에 처리가스가 수용 및 이동하는 공간인 플래넘을 구비하고, 따라서 상기 샤워헤드의 열 분포가 균일하지 못하여 열 충격에 의한 내구성이 저하된다는 문제점이 있었다.In addition, prior art technologies such as Patent No. 10-1985031 (hereinafter, Prior Art 2) have a plenum, which is a space in which a treatment gas is received and moved, inside the showerhead, and therefore, there was a problem that the heat distribution of the showerhead was not uniform, resulting in reduced durability due to thermal shock.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고온 상황에서 페이스플레이트의 내구성을 향상시킬 수 있는 페이스플레이트의 기둥 구조의 제공을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and aims to provide a pillar structure of a face plate that can improve the durability of the face plate under high temperature conditions.
또한 본 발명은 또한 본 발명은 전도체가 플래넘에 노출되는 것을 억제할 수 있는 페이스플레이트의 기둥 구조의 제공을 목적으로 한다.In addition, the present invention also aims to provide a pillar structure of a face plate capable of suppressing a conductor from being exposed to a plenum.
또한 본 발명은 페이스플레이트가 열충격에 효과적으로 저항하도록 하되, 가스가 잘 통과되도록 하는 페이스플레이트의 기둥 구조의 제공을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to provide a pillar structure of a face plate that effectively resists thermal shock while allowing gas to pass through.
또한 본 발명은 가스홀의 배치가 용이한 페이스플레이트의 기둥 구조의 제공을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to provide a pillar structure of a face plate in which gas holes can be easily arranged.
상기 과제의 해결을 목적으로 하는 본 발명은 다음의 구성 및 특징을 갖는다.The present invention, which aims to solve the above problem, has the following structure and features.
반도체 제조 공정에 사용되는 샤워헤드의 페이스플레이트 기둥 구조로서, 백플라이트의 하부에 배치되는 베이스의 상부에서 상측으로 돌출 구비되되 제1폭을 갖는 다수의 제1기둥; 및 상기 베이스 상부에서 상측으로 돌출 구비되되 상기 제1폭보다 큰 제2폭을 갖고 전도체가 삽입되는 연결홈의 상부홈이 형성된 바디를 포함하는 제2기둥;을 포함한다.A faceplate pillar structure of a showerhead used in a semiconductor manufacturing process, comprising: a plurality of first pillars having a first width and protruding upward from an upper portion of a base disposed below a backlight; and a second pillar including a body having a second width larger than the first width and having an upper groove of a connecting groove into which a conductor is inserted, protruding upward from an upper portion of the base.
또한 상기 제2기둥은, 상기 바디에서 수평 방향 중 제1방향으로 연장된 제1돌부; 상기 바디에서 평면상에서 봤을 때 상기 제1방향과 직교되는 방향 중 어느 한 방향인 제2방향을 따라 연장된 제2돌부; 및 상기 바디에서 상기 제2방향에 역방향인 제3방향을 따라 연장된 제3돌부;를 포함하되, 평면상에서 봤을 때 상기 제1돌부 내지 상기 제3돌부는 상기 베이스를 관통하도록 형성된 가스홀과 엇갈려 배치될 수 있다.In addition, the second pillar includes a first protrusion extending in a first direction among the horizontal directions from the body; a second protrusion extending in a second direction, which is one of the directions orthogonal to the first direction when viewed from the body in plan; and a third protrusion extending in a third direction opposite to the second direction from the body; wherein, when viewed from the plan, the first protrusion to the third protrusion may be arranged to be staggered with respect to a gas hole formed to penetrate the base.
또한 상기 제2기둥은 다수의 제1돌부, 다수의 제2돌부, 다수의 제3돌부를 포함하고, 이웃하는 제1돌부 간 이격 거리는 상기 가스홀의 폭보다 크고, 이웃하는 제2돌부 간 이격거리는 상기 가스홀의 폭보다 크고, 이웃하는 제3돌부 간 이격거리는 상기 가스홀의 폭보다 클 수 있다.In addition, the second pillar may include a plurality of first protrusions, a plurality of second protrusions, and a plurality of third protrusions, and a spacing distance between adjacent first protrusions may be greater than the width of the gas hole, a spacing distance between adjacent second protrusions may be greater than the width of the gas hole, and a spacing distance between adjacent third protrusions may be greater than the width of the gas hole.
또한 상기 제2기둥은, 이웃하는 제1돌부 중 전방에 배치된 어느 하나의 후면과 후방에 배치된 다른 하나의 전면을 연결하되, 상기 제1방향에 역방향인 제4방향으로 만곡된 제1만곡측면;을 더 포함하고, 상기 제1만곡측면의 곡률 반경은 상기 가스홀의 곡률 반경보다 클 수 있다.In addition, the second pillar further includes a first curved side surface that connects the rear surface of one of the neighboring first protrusions arranged in the front and the front surface of the other one arranged in the rear, and is curved in a fourth direction opposite to the first direction; and the radius of curvature of the first curved side surface may be greater than the radius of curvature of the gas hole.
또한 상기 제2기둥은, 다수의 제1돌부 중 전방에 배치된 어느 하나의 전면과 다수의 제2돌부 중 좌측에 배치된 어느 하나의 좌측면을 연결하되, 평면상에서 봤을 때 상기 바디의 중심측으로 만곡된 제2만곡측면;을 더 포함하고, 상기 제2만곡측면의 곡률 반경은 상기 가스홀의 곡률 반경보다 클 수 있다.In addition, the second pillar further includes a second curved side surface that connects the front surface of one of the first protrusions arranged in the front and the left surface of one of the second protrusions arranged in the left, and is curved toward the center of the body when viewed in a plan view; and the radius of curvature of the second curved side surface may be greater than the radius of curvature of the gas hole.
또한 상기 제1돌부는, 상기 바디에서 제1방향으로 연장된 연장부분, 및 상기 연장부분의 좌측단에서 좌측으로 만곡 되게 연장되는 만곡부분을 포함할 수 있다.In addition, the first protrusion may include an extension portion extending in the first direction from the body, and a curved portion extending to the left from the left end of the extension portion.
상기 구성 및 특징을 갖는 본 발명은 고온 상황에서 페이스플레이트의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.The present invention having the above configuration and features has the effect of improving the durability of the face plate in high-temperature conditions.
또한 본 발명은 또한 본 발명은 전도체가 플래넘에 노출되는 것을 억제할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the present invention also has the effect of suppressing the conductor from being exposed to the plenum.
또한 본 발명은 페이스플레이트가 열충격에 효과적으로 저항하도록 하되, 가스가 잘 통과되도록 하는 효과를 갖는다.In addition, the present invention has the effect of enabling the faceplate to effectively resist thermal shock while allowing gas to pass through well.
또한 본 발명은 가스홀의 배치가 용이한 효과를 갖는다.In addition, the present invention has the effect of facilitating the placement of gas holes.
도 1은 샤워헤드를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이스플레이트의 기둥 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 샤워헤드의 단면도이다.
도 4는 제2기둥을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a drawing for explaining a shower head.
FIG. 2 is a drawing for explaining a pillar structure of a face plate according to one embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view of a shower head.
Figure 4 is a drawing to explain the second pillar in more detail.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is susceptible to various modifications and may take various forms. Therefore, embodiments (or examples) are described in detail herein. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and it should be understood that the present invention encompasses all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and technical scope of the present invention.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this specification is only used to describe specific implementations (modes, aspects) (or examples) and is not intended to limit the present invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, it should be understood that terms such as ~comprises~ or ~consists of~ specify that a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification is present, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with their meaning in the context of the relevant technology, and will not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless explicitly defined herein.
본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.The terms "first", "second", etc. described in this specification are only used to distinguish between different components, and are not limited to the manufacturing order, and their names may not be consistent in the detailed description of the invention and the claims.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결" 되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a part is said to be “connected” to another part, this includes not only cases where it is “directly connected” but also cases where it is “indirectly connected” with other elements in between.
도 1은 샤워헤드를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이스플레이트의 기둥 구조를 설명하기 위한 도면이다.Fig. 1 is a drawing for explaining a showerhead. Fig. 2 is a drawing for explaining a pillar structure of a faceplate according to one embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 페이스플레이트의 기둥 구조(12)(필라부)(페이스플레이트 기둥 구조)는 반도체 제조 공정에서 사용되는 샤워헤드(H)의 백플레이트(2) 하부에 연결되는 페이스플레이트(1)의 기둥 구조에 관한 것이다(도 1 참조).A pillar structure (12) (pillar) (faceplate pillar structure) of a faceplate according to one embodiment of the present invention relates to a pillar structure of a faceplate (1) connected to the lower part of a backplate (2) of a showerhead (H) used in a semiconductor manufacturing process (see FIG. 1).
여기에서 상측(상부, 상단, 상면 등)은 후술하는 도 3을 기준으로 상측(상부, 상단, 상면 등)을 의미하고, 하측(하부, 하단, 하면 등)은 후술하는 도 3을 기준으로 하측(하부, 하단, 하면 등)을 의미하는데, 이하의 설명에서 동일하게 적용하기로 한다.Here, the upper side (upper part, upper part, upper surface, etc.) means the upper side (upper part, upper part, upper surface, etc.) based on Fig. 3 described later, and the lower side (lower part, lower part, lower part, etc.) means the lower side (lower part, lower part, lower part, etc.) based on Fig. 3 described later, and the same will be applied in the following description.
도 1을 참조하면, 샤워헤드(H)는 각각 질화알루미늄을 포함하는 세라믹 소재를 포함하는 백플레이트(2)와 페이스플레이트(1)를 포함하고, 백플레이트(2)와 페이스플레이트(1)가 소결되어 결합된 것이다. 백플레이트(2) 상부에는 샤프트(6)와 마운트(7)가 결합될 수 있다.Referring to Fig. 1, the showerhead (H) includes a back plate (2) and a face plate (1), each of which includes a ceramic material including aluminum nitride, and the back plate (2) and the face plate (1) are sintered and joined together. A shaft (6) and a mount (7) can be joined to the upper portion of the back plate (2).
이때 페이스플레이트(1)는 세라믹 소재를 포함하고 내부에 전극판(13)(RF 전극으로서 역할을 수행하는 것)이 내장되는 베이스(11) 및 베이스(11) 상부 둘레에서 상측으로 돌출 구비되는 외곽돌출부(16)을 포함한다.At this time, the face plate (1) includes a base (11) made of a ceramic material and having an electrode plate (13) (which functions as an RF electrode) built in therein, and an outer protrusion (16) protruding upward from the upper periphery of the base (11).
상기한 외곽돌출부(16)가 상기한 백플레이트(2)의 하부(하면)과 소결되어 결합되고, 샤워헤드(H)는 베이스(11)의 상면, 외곽돌출부(16)의 내측면, 및 백플레이트(2) 하면에 의해 형성되는 플래넘(8)을 포함한다.The above-mentioned outer protrusion (16) is sintered and combined with the lower part (bottom surface) of the above-mentioned back plate (2), and the showerhead (H) includes a plenum (8) formed by the upper surface of the base (11), the inner surface of the outer protrusion (16), and the lower surface of the back plate (2).
여기에서 내측면이란 외곽돌출부(16)에서 상하 방향과 평행한 페이스플레이트(1)의 중심선을 향하는 방향을 의미한다.Here, the inner side means the direction from the outer protrusion (16) toward the center line of the face plate (1) parallel to the up-down direction.
도 3은 샤워헤드의 단면도이다.Figure 3 is a cross-sectional view of a shower head.
도 3을 참조하면, 샤워헤드(H)의 백플레이트(2)는 세라믹 소재를 포함하는 몸체(21)와 몸체(21)의 상하 방향을 따라 관통되어 처리가스가 투입되는 주입홀(23)을 포함하고, 상기한 주입홀(23)을 통해 상기한 처리가스가 투입되어 상기한 플래넘(8)으로 이동된다.Referring to FIG. 3, the back plate (2) of the showerhead (H) includes a body (21) including a ceramic material and an injection hole (23) through which a processing gas is injected along the upper and lower direction of the body (21), and the processing gas is injected through the injection hole (23) and moves to the plenum (8).
이때 페이스플레이트(1)는 상기한 베이스(11)를 상하 방향을 따라 관통되도록 형성된 가스홀(15)을 포함하고, 상기한 플래넘(8)의 처리가스가 상기 가스홀(15)을 통해 챔버에 배치되는 웨이퍼 측으로 배출된다.At this time, the face plate (1) includes a gas hole (15) formed to penetrate the above-mentioned base (11) in the vertical direction, and the processing gas of the above-mentioned plenum (8) is discharged to the wafer side placed in the chamber through the gas hole (15).
따라서 상기한 플래넘(8)은 처리가스가 이동하는 공간으로서, 종래기술 2등에 상기한 플래넘(8)을 구비하고 있다.Therefore, the above-mentioned plenum (8) is a space in which the processing gas moves, and the prior art 2 etc. is provided with the above-mentioned plenum (8).
그러나 상기한 플래넘(8)은 백플레이트(2)와 페이스플레이트(1)를 이격 시켰으므로 샤워헤드(H)의 열분포를 불균일하게 하여 종래기술들은 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.However, since the above-mentioned plenum (8) separates the back plate (2) and the face plate (1), the heat distribution of the shower head (H) becomes uneven, and thus, the conventional technologies have a problem of reduced durability.
본 발명의 일 실시예에 따른 페이스플레이트의 기둥 구조(12)는 종래기술들의 문제점을 극복 또는 보완하여 내구성을 향상시키기 위한 것으로, 이하에서는 설명의 편의상 ‘본 구조’라 칭하기로 한다.The pillar structure (12) of the face plate according to one embodiment of the present invention is intended to improve durability by overcoming or supplementing problems of conventional technologies, and is hereinafter referred to as ‘this structure’ for convenience of explanation.
도 2를 참조하면, 본 구조(본 발명의 일 실시예에 따른 페이스플레이트의 기둥 구조(12), (필라부))는 제1기둥(121) 및 제2기둥(122)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the present structure (pillar structure (12) of the face plate according to one embodiment of the present invention, (pillar portion)) includes a first pillar (121) and a second pillar (122).
제1기둥(121)은 백플레이트(2)의 하부에 배치되는 페이스플레이트(1)의 상기한 베이스(11) 상부에서 상측으로 돌출 구비되되 제1폭을 갖는 것이다. 상기한 제1기둥(121)은 다수 구비될 수 있다.The first pillar (121) is provided to protrude upward from the upper portion of the base (11) of the face plate (1) arranged on the lower portion of the back plate (2) and has a first width. The first pillar (121) may be provided in multiple numbers.
여시에서 상기한 제1폭 및 후술하는 제2폭과 같은 폭이란, 평면상에서 봤을 때 기둥들(제1기둥(121), 제2기둥(122))의 외경 또는 장폭(최장 길이)을 의미할 수 있다.The width, such as the first width mentioned above and the second width described below, may mean the outer diameter or the long width (longest length) of the columns (the first column (121), the second column (122)) when viewed on a plane.
제2기둥(122)은 상기 베이스(11) 상부에서 상측으로 돌출 구비되되 상부에 상기 제1폭보다 큰 제2폭을 갖고 전도체(3)가 삽입되는 연결홈(14)의 상부홈이 형성된 바디(122a)를 포함한다.The second pillar (122) includes a body (122a) that protrudes upward from the upper portion of the base (11) and has a second width greater than the first width at the upper portion and an upper groove of a connecting groove (14) into which a conductor (3) is inserted.
상술한 바와 같이, 페이스플레이트(1)는 베이스(11)에 내장되는 전극판(13)을 포함할 수 있다고 하였는데, 상기한 전도체(3)는 상기한 전극판(13)에 전기적으로 연결되는 것이다. 이를 통해 상기한 전극판(13)에 RF(무선주파수, radio frequency)를 인가할 수 있다.As described above, the face plate (1) may include an electrode plate (13) built into the base (11), and the conductor (3) is electrically connected to the electrode plate (13). Through this, RF (radio frequency) can be applied to the electrode plate (13).
상기한 전도체(3)는 상기한 백플레이트(2)의 몸체(21)에서 상하 방향을 따라 관통되어 형성되는 로드홀(22)을 관통한 상태로, 상기 제2기둥(122)의 바디(122a) 상부에서 상기 전극판(13)까지 파여 형성된 연결홈(14)에 삽입되어 연결홈(14)의 바닥을 구성하는 전극판(13)에 접촉 연결될 수 있다.The conductor (3) described above is inserted into a connecting groove (14) formed by penetrating through a rod hole (22) formed in the vertical direction in the body (21) of the back plate (2) described above, and is formed from the upper part of the body (122a) of the second pillar (122) to the electrode plate (13), so that it can be connected to the electrode plate (13) forming the bottom of the connecting groove (14).
즉, 상기한 연결홈(14)은 상기한 바디(122a) 상부에서 하측으로 함몰 형성된 상부홈과 상부홈에서 상기 전극판(13)까지 하측으로 함몰 형성된 하부홈을 포함할 수 있다.That is, the above-mentioned connecting groove (14) may include an upper groove formed by recessing downward from the upper portion of the above-mentioned body (122a) and a lower groove formed by recessing downward from the upper groove to the electrode plate (13).
상기한 연결홈(14)은 제2기둥(122) 바디(122a)의 내주면과 베이스(11) 상부의 내주면이 연결홈(14)의 측면을 구성하고 상기한 전극판(13)이 연결홈(14)의 바닥을 구성한다. The above-mentioned connecting groove (14) is formed by the inner surface of the second pillar (122) body (122a) and the inner surface of the upper part of the base (11) forming the side of the connecting groove (14), and the above-mentioned electrode plate (13) forming the bottom of the connecting groove (14).
이와 같이, 연결홈(14)이 형성되지 않는 다수의 제1기둥(121)은 보다 폭을 작게 하여 촘촘히 배치되도록 하여 백플레이트(2)와 페이스플레이트(1)가 보다 촘촘하게 연결되도록 하기 때문에 샤워헤드(H)가 열충격에 효과적으로 저항하도록 할 수 있다.In this way, the plurality of first pillars (121) in which the connecting groove (14) is not formed are arranged more closely with a smaller width so that the back plate (2) and the face plate (1) are more closely connected, thereby enabling the shower head (H) to effectively resist thermal shock.
또한 제2기둥(122)은 그 폭이 제1기둥(121)보다 크도록 하여 연결홈(14)의 폭(도 2을 기준으로 수평 방향 직경 길이)을 더 크게 할 수 있고 따라서 연결홈(14)에 전도체(3)의 삽입을 용이하게 하고 보다 큰 폭을 갖는 전도체(3)를 이용할 수 있도록 한다는 이점이 있다.In addition, the second pillar (122) has a width greater than that of the first pillar (121), so that the width of the connecting groove (14) (horizontal diameter length based on FIG. 2) can be made larger, thereby facilitating insertion of the conductor (3) into the connecting groove (14) and enabling the use of a conductor (3) having a larger width.
또한 본 구조는 상기한 연결홈(14)이 제2기둥(122)과 베이스(11) 상부에 형성되어 전도체(3)가 플래넘(8)에 노출되어 전도체(3)가 부식되는 것을 억제하고, 플래넘(8)과 플래넘(8) 외부의 압력 차이를 유지할 수 있는 동시에 상기한 전극판(13)을 종래와 달리 백플레이트(2)가 아닌 페이스플레이트(1)의 베이스(11)에 내장할 수 있다는 이점이 있다.In addition, this structure has the advantage that the above-mentioned connecting groove (14) is formed on the upper part of the second pillar (122) and the base (11), so that the conductor (3) is exposed to the plenum (8), thereby preventing the conductor (3) from being corroded, and the pressure difference between the plenum (8) and the outside of the plenum (8) can be maintained, and at the same time, the electrode plate (13) can be built into the base (11) of the face plate (1) rather than the back plate (2), unlike the conventional one.
상술한 바와 같이 본 구조를 통해 전극판(13)이 본 장치의 베이스(11)에 내장될 수 있어, 플라즈마 쉬스 구간을 플래넘(8) 측이 아닌 샤워헤드(H)의 하부 측으로 형성할 수 있어 웨이퍼와 같은 기판의 백사이드의 증착, 식각 등의 공정을 피할 수 있으며, 특히 플래넘(8)의 처리가스가 플라즈마를 형성하거나 활성화되는 것을 억제할 수 있다는 이점이 있다.As described above, the electrode plate (13) can be built into the base (11) of the device through this structure, so that the plasma sheath section can be formed on the lower side of the showerhead (H) rather than on the plenum (8) side, thereby avoiding processes such as deposition and etching of the back side of a substrate such as a wafer, and in particular, there is an advantage in that the processing gas of the plenum (8) can be suppressed from forming or activating plasma.
상기한 연결홈(14)이 제2기둥(122)과 베이스(11) 상부에 형성되어 종래기술들과 같이 전도체(3)가 외곽돌출부(16)를 관통하여 전극판(13)에 연결되도록 하지 않고도 보다 짧은 경로를 통해 전극판(13)에 연결할 수 있어 전도체(3)의 길이를 보다 짧게 할 수 있다.The above-mentioned connecting groove (14) is formed on the second pillar (122) and the upper portion of the base (11), so that the conductor (3) can be connected to the electrode plate (13) through a shorter path without having to connect to the electrode plate (13) by penetrating the outer protrusion (16) as in the prior art, thereby making the length of the conductor (3) shorter.
도 4는 제2기둥을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.Figure 4 is a drawing to explain the second pillar in more detail.
이하에서는 도 4를 참조하여, 제2기둥(122)을 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 4를 참조하면, 제2기둥(122)은 바디(122a)에서 수평 방향 중 제1방향으로 연장된 제1돌부(122b)를 포함할 수 있다.Hereinafter, the second pillar (122) will be described in more detail with reference to FIG. 4. Referring to FIG. 4, the second pillar (122) may include a first protrusion (122b) extending in a first direction among the horizontal directions from the body (122a).
여기에서 제1방향이란 도 4를 기준으로 좌측방향일 수 있으며, 상기한 제1돌부(122b)는 상기한 바디(122a)의 좌측면에서 제1방향을 따라 연장된 것일 수 있다. 제1돌부(122b)의 하면은 상기한 베이스(11)의 상면과 연결될 수 있다.Here, the first direction may be the left direction based on Fig. 4, and the first protrusion (122b) may extend from the left side of the body (122a) along the first direction. The lower surface of the first protrusion (122b) may be connected to the upper surface of the base (11).
또한 제2기둥(122)은 상기한 바디(122a)에서 평면상에서 봤을 때 상기 제1방향과 직교되는 방향 중 어느 한 방향인 제2방향을 따라 연장된 제2돌부(122c)를 포함할 수 있다.In addition, the second pillar (122) may include a second protrusion (122c) extending along a second direction, which is one of the directions orthogonal to the first direction when viewed in plan from the above-described body (122a).
여기에서 제2방향(전방)은 상기 도 4를 기준으로 상측방향일 수 있으며, 상기 제2돌부(122c)는 상기한 바디(122a)의 전면에서 제2방향(전방)으로 연장된 것일 수 있다. 제2돌부(122c)의 하면 또한 상기한 베이스(11)의 상면과 연결될 수 있다.Here, the second direction (forward) may be the upper direction with reference to the above-mentioned Figure 4, and the second protrusion (122c) may extend in the second direction (forward) from the front of the above-mentioned body (122a). The lower surface of the second protrusion (122c) may also be connected to the upper surface of the above-mentioned base (11).
또한 제2기둥(122)은 상기 바디(122a)에서 제2방향에 역방향인 제3방향(후방)을 따라 연장된 제3돌부(122d)를 포함할 수 있다.Additionally, the second pillar (122) may include a third protrusion (122d) extending in a third direction (rearward) opposite to the second direction from the body (122a).
여기에서 제3방향은 도 4를 기준으로 하측방향일 수 있으며, 상기 제3돌부(122d)는 상기 바디(122a)의 후면에서 제3방향(후방)으로 연장된 것일 수 있다. 마찬가지로 제3돌부(122d)의 하면은 베이스(11)의 상면과 연결될 수 있다.Here, the third direction may be the downward direction with reference to Fig. 4, and the third protrusion (122d) may extend in the third direction (rearward) from the rear of the body (122a). Similarly, the lower surface of the third protrusion (122d) may be connected to the upper surface of the base (11).
이때 평면상에서 봤을 때, 제1돌부(122b), 제2돌부(122c), 제3돌부(122d)는 상기한 가스홀(15)가 엇갈려 배치될 수 있다.At this time, when viewed on a plane, the first protrusion (122b), the second protrusion (122c), and the third protrusion (122d) may have the gas holes (15) arranged in an intersecting manner.
이와 같이, 제2기둥(122)은 제1돌부(122b), 제2돌부(122c), 제3돌부(122d)를 포함하여 페이스플레이트(1)와 백플레이트(2)의 접촉면적을 향상시켜 샤워헤드(H)의 열분포를 균일하게 하되 제1돌부(122b), 제2돌부(122c), 제3돌부(122d)가 가스홀(15)과 엇갈려 배치되도록 하여 가스가 보다 잘 이동되도록 할 수 있다는 이점이 있다.In this way, the second pillar (122) includes the first protrusion (122b), the second protrusion (122c), and the third protrusion (122d) to improve the contact area between the face plate (1) and the back plate (2), thereby making the heat distribution of the shower head (H) uniform, and the first protrusion (122b), the second protrusion (122c), and the third protrusion (122d) are arranged so as to be staggered with respect to the gas hole (15), thereby allowing the gas to move better, which has the advantage.
한편 도 4를 참조하면, 제2기둥(122)은 다수의 제1돌부(122b), 다수의 제2돌부(122c) 및 다수의 제3돌부(122d)를 포함할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 4, the second pillar (122) may include a plurality of first protrusions (122b), a plurality of second protrusions (122c), and a plurality of third protrusions (122d).
이때 이웃하는 제1돌부(122b) 간 이격거리는 상기 가스홀(15)의 폭보다 크고, 이웃하는 제2돌부(122c) 간 이격거리는 상기 가스홀(15)의 폭보다 크고, 이웃하는 제3돌부(122d) 간 이격거리는 상기 가스홀(15)의 폭보다 클 수 있다.At this time, the distance between the neighboring first protrusions (122b) may be greater than the width of the gas hole (15), the distance between the neighboring second protrusions (122c) may be greater than the width of the gas hole (15), and the distance between the neighboring third protrusions (122d) may be greater than the width of the gas hole (15).
상기한 가스홀(15)의 폭은 평면상에서 봤을 때 직경 또는 장폭(최장 길이)을 의미할 수 있다.The width of the above-mentioned gas hole (15) may mean the diameter or the long width (longest length) when viewed on a plane.
이를 통해, 샤워헤드(H)의 처리가스 이동이 보다 잘 이루어지게 할 수 있다는 이점이 있다.This has the advantage of enabling better movement of the treatment gas in the showerhead (H).
도 4를 참조하면, 제2기둥(122)은 이웃하는 제1돌부(122b) 중 전방에 배치된 어느 하나의 후면과 후방에 배치된 다른 하나의 전면을 연결하되, 상기 제1방향에 역방향인 제4방향으로 만곡된 제1만곡측면(122e)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the second pillar (122) connects the rear surface of one of the neighboring first protrusions (122b) positioned forward and the front surface of the other one positioned backward, and may include a first curved side surface (122e) curved in a fourth direction opposite to the first direction.
여기에서 상기 제4방향은 도 4를 기준으로 우측방향을 의미할 수 있는데, 이하의 설명에서 동일하게 적용하기로 한다.Here, the fourth direction may mean the right direction based on Fig. 4, and the same will be applied in the following description.
이때 평면상에서 봤을 때 상기 제1만곡측면(122e)의 곡률 반경은 상기한 가스홀(15)의 곡률반경보다 클 수 있다.At this time, when viewed on a plane, the radius of curvature of the first curved side surface (122e) may be greater than the radius of curvature of the gas hole (15).
이를 통해 가스홀(15)이 이웃하는 제1돌부(122b) 사이에서 바디(122a)측으로 보다 깊게 배치되도록 할 수 있다는 이점이 있다.This has the advantage that the gas hole (15) can be positioned deeper toward the body (122a) between the neighboring first protrusions (122b).
도 4를 참조하면, 상기 제2기둥(122)은 다수의 제1돌부(122b) 중 전방에 배치된 어느 하나의 전면과 다수의 제2돌부(122c) 중 좌측(제1방향 측)에 배치된 어느 하나의 좌측면(제1방향측면)을 연결하되, 평면상에서 봤을 때 상기 바디(122a)의 중심측으로 만곡된 제2만곡측면(122f)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the second pillar (122) connects the front side of one of the plurality of first protrusions (122b) arranged in the front and the left side (first direction side) of one of the plurality of second protrusions (122c) arranged in the left (first direction side), and may include a second curved side (122f) that is curved toward the center of the body (122a) when viewed in plan.
이때 상기 제2만곡측면(122f)의 곡률 반경은 상기한 가스홀(15)의 곡률 반경보다 클 수 있다.At this time, the radius of curvature of the second curved side surface (122f) may be greater than the radius of curvature of the gas hole (15) described above.
이를 통해 가스홀(15)이 상기한 제1돌부(122b)와 제2돌부(122c) 사이에서 바디(122a) 측으로 보다 깊게 배치되도록 할 수 있어 가스홀(15)의 배치 구조를 보다 다양하게 하거나 보다 많은 가스홀(15)이 형성되도록 하여 처리가스 이동을 보다 수월하게 수행하는 샤워헤드(H)를 제조할 수 있도록 한다는 이점이 있다.Through this, the gas hole (15) can be positioned deeper toward the body (122a) between the first protrusion (122b) and the second protrusion (122c) mentioned above, so that the arrangement structure of the gas hole (15) can be made more diverse or more gas holes (15) can be formed, thereby providing an advantage in manufacturing a showerhead (H) that facilitates the movement of the processing gas.
도 4를 참조하면, 제1돌부(122b)는 상기 바디(112a)의 좌측면에서 제1방향(좌측방향)으로 연장된 연장부분(122ba), 상기 연장부분(122ba)의 좌측단에서 좌측으로 만곡 되게 연장되는 만곡부분(122bb)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the first protrusion (122b) may include an extension portion (122ba) extending in the first direction (left direction) from the left side of the body (112a), and a curved portion (122bb) extending in a curved manner to the left from the left end of the extension portion (122ba).
이와 같이, 제1돌부(122b)는 상기한 만곡부분(122bb)을 포함함으로써, 단부가 만곡 되어 같은 둘레를 갖는 도형(각형 도형으로 사각형 삼각형 등의 도형) 중 평단면이 넓이가 가장 곡률을 갖는 기둥(원기둥 등)으로 형성되기 때문에 백플레이트(2)의 하면과 지지되는 면적을 크게 함으로써 구조적 안정성과 열 전달 능력을 보다 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.In this way, since the first protrusion (122b) includes the above-mentioned curved portion (122bb), the end is curved and is formed as a column (such as a cylinder) whose flat cross-section has the largest curvature among shapes (such as a square or triangle) having the same perimeter, thereby increasing the area supported by the lower surface of the back plate (2), thereby having the advantage of further improving structural stability and heat transfer capability.
도 4를 참조하면 상기 바디(122a)는 모서리 부분이 만곡 되어 형성된 만곡면(122g)을 포함할 수 있다. 이를 통해 샤워헤드(H)의 사각 지대를 제거하여 구조적 안정성을 부가할 수 있다. 또한 첨예한 부분을 제거하여 열 분포를 보다 균일하게 할 수 있다.Referring to FIG. 4, the body (122a) may include a curved surface (122g) formed by curved corners. This eliminates blind spots in the showerhead (H), thereby enhancing structural stability. Furthermore, by eliminating sharp edges, heat distribution can be made more uniform.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The present invention described above with reference to the attached drawings can be modified and changed in various ways by those skilled in the art, and such modifications and changes should be interpreted as being included within the scope of the present invention.
샤워헤드: H
페이스플레이트: 1 베이스: 11
주변부: 111 센터부: 112
필라부: 12 제1기둥: 121
제2기둥: 122 바디: 122a
제1돌부: 122b 연장부분: 122ba
만곡부분: 122bb 제2돌부: 122c
제3돌부: 122d 제1만곡측면: 122e
제2만곡측면: 122f 만곡면: 122g
전극판: 13 구멍형성부: 131
연결부: 132 통공: 133
연결홈: 14 가스홀: 15
외곽돌출부: 16 백플레이트: 2
몸체: 21 로드홀: 22
주입홀: 23 설치홈: 24
경사부: 241 직진부: 242
히터: 25 전도체: 3
온도센서: 4 샤프트: 6
마운트: 7 플래넘: 8Showerhead: H
Faceplate: 1 Base: 11
Periphery: 111 Center: 112
Pillar: 12 Column 1: 121
2nd pillar: 122 Body: 122a
First section: 122b Extension section: 122ba
Curved part: 122bb Second protrusion: 122c
Third protuberance: 122d First curved side: 122e
2nd curve side: 122f curved surface: 122g
Electrode plate: 13 Hole forming part: 131
Connection: 132 Port: 133
Connection Home: 14 Gas Hole: 15
Outer protrusions: 16 Backplates: 2
Body: 21 Rod hole: 22
Injection holes: 23 Installation grooves: 24
Inclined section: 241 Straight section: 242
Heater: 25 Conductor: 3
Temperature sensor: 4 Shaft: 6
Mount: 7 Plenum: 8
Claims (6)
백플라이트의 하부에 배치되는 베이스의 상부에서 상측으로 돌출 구비되되 제1폭을 갖는 다수의 제1기둥; 및
상기 베이스 상부에서 상측으로 돌출 구비되되 상기 제1폭보다 큰 제2폭을 갖고 전도체가 삽입되는 연결홈의 상부홈이 형성된 바디를 포함하는 제2기둥;
을 포함하고,
상기 제2기둥은,
상기 바디에서 수평 방향 중 제1방향으로 연장된 제1돌부;
상기 바디에서 평면상에서 봤을 때 상기 제1방향과 직교되는 방향 중 어느 한 방향인 제2방향을 따라 연장된 제2돌부; 및
상기 바디에서 상기 제2방향에 역방향인 제3방향을 따라 연장된 제3돌부;
를 포함하되,
평면상에서 봤을 때 상기 제1돌부 내지 상기 제3돌부는 상기 베이스를 관통하도록 형성된 가스홀과 엇갈려 배치되는 것을 특징으로 하는 페이스플레이트의 기둥 구조.As a faceplate pillar structure of a showerhead used in a semiconductor manufacturing process,
A plurality of first pillars having a first width and protruding upward from the upper portion of the base disposed on the lower portion of the backlight; and
A second pillar including a body having an upper groove formed of a connecting groove into which a conductor is inserted, the upper groove having a second width greater than the first width and protruding upward from the upper portion of the base;
Including,
The above second pillar,
A first protrusion extending in a first direction among the horizontal directions from the above body;
A second protrusion extending along a second direction, which is one of the directions perpendicular to the first direction when viewed from the plane of the above body; and
A third protrusion extending in a third direction opposite to the second direction from the above body;
Including, but not limited to,
A pillar structure of a face plate, characterized in that when viewed on a plane, the first protrusion to the third protrusion are arranged in an alternating manner with a gas hole formed to penetrate the base.
상기 제2기둥은 다수의 제1돌부, 다수의 제2돌부, 다수의 제3돌부를 포함하고,
이웃하는 제1돌부 간 이격거리는 상기 가스홀의 폭보다 크고, 이웃하는 제2돌부 간 이격거리는 상기 가스홀의 폭보다 크고, 이웃하는 제3돌부 간 이격거리는 상기 가스홀의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 페이스플레이트의 기둥 구조.In claim 1,
The second pillar includes a plurality of first stone parts, a plurality of second stone parts, and a plurality of third stone parts,
A pillar structure of a face plate, characterized in that the distance between adjacent first protrusions is greater than the width of the gas hole, the distance between adjacent second protrusions is greater than the width of the gas hole, and the distance between adjacent third protrusions is greater than the width of the gas hole.
상기 제2기둥은,
이웃하는 제1돌부 중 전방에 배치된 어느 하나의 후면과 후방에 배치된 다른 하나의 전면을 연결하되, 상기 제1방향에 역방향인 제4방향으로 만곡된 제1만곡측면;
을 더 포함하고,
상기 제1만곡측면의 곡률 반경은 상기 가스홀의 곡률 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 페이스플레이트의 기둥 구조.In claim 3,
The above second pillar,
A first curved side surface that connects the back surface of one of the neighboring first protrusions arranged in the front and the front surface of another of the neighboring first protrusions arranged in the rear, and is curved in a fourth direction opposite to the first direction;
Including more,
A pillar structure of a face plate, characterized in that the radius of curvature of the first curved side surface is larger than the radius of curvature of the gas hole.
상기 제2기둥은,
다수의 제1돌부 중 전방에 배치된 어느 하나의 전면과 다수의 제2돌부 중 좌측에 배치된 어느 하나의 좌측면을 연결하되, 평면상에서 봤을 때 상기 바디의 중심측으로 만곡된 제2만곡측면;
을 더 포함하고,
상기 제2만곡측면의 곡률 반경은 상기 가스홀의 곡률 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 페이스플레이트의 기둥 구조.In claim 3,
The above second pillar,
A second curved side surface that connects the front side of one of the plurality of first protrusions arranged in the front and the left side of one of the plurality of second protrusions arranged in the left, and is curved toward the center of the body when viewed in a plan view;
Including more,
A pillar structure of a face plate, characterized in that the radius of curvature of the second curved side surface is larger than the radius of curvature of the gas hole.
상기 제1돌부는,
상기 바디에서 제1방향으로 연장된 연장부분, 및 상기 연장부분의 좌측단에서 좌측으로 만곡 되게 연장되는 만곡부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스플레이트의 기둥 구조.
In claim 1,
The above first stone is,
A pillar structure of a face plate characterized by including an extension portion extending in a first direction from the body, and a curved portion extending to the left from the left end of the extension portion.
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