CN110678971B - 基板处理装置和用于真空的旋转电连接器 - Google Patents

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Abstract

一种基板处理装置包括：盘，包括在自中心轴的恒定半径处周期性地设置的多个静电吸盘；支撑盘的盘支架；DC线，通过盘支架电连接到多个静电吸盘；及电源，被配置为向DC线供电。DC线包括：第一DC线，从电源穿过盘支架；配电单元，被配置为分配第一DC线以将第一DC线连接到多个静电吸盘中的每一个静电吸盘；多个第二DC线，在配电单元中分别连接到多个静电吸盘。

Description

基板处理装置和用于真空的旋转电连接器
技术领域
本公开内容涉及一种基板处理装置，具体而言，涉及一种在处理多个基板时能够通过主盘的自转和子盘的旋转来提高均匀性的基板处理装置。
本公开内容涉及一种旋转电连接器，具体而言，涉及一种用于真空的旋转电连接器。
背景技术
[基板处理装置]
通常，通过制造工艺来制造半导体存储器件、液晶显示器、有机发光器件等，在制造工艺中，在基板上执行两次或更多次半导体工艺以沉积并堆叠具有期望形状的结构。
半导体制造工艺包括在基板上沉积预定薄膜的沉积工艺，暴露薄膜的选定区域的光刻工艺，去除选定区域的薄膜的蚀刻工艺，等等。半导体工艺在处理室中执行，在处理室中为相应的工艺建立了最佳环境。
通常，用于处理诸如晶圆的圆形基板的装置被设置在处理室内，并且该装置具有在圆形的第一盘(主盘)上安装多个第二盘(子盘)的结构，每个第二盘的尺寸小于第一盘。
在基板处理装置中，通过将基板放置在第二盘上，旋转第一盘，使第二盘旋转和自转，并将源材料注入到基板上以在基板上沉积和堆叠具有期望形状的结构来执行基板处理。
在这一点，用于注入空气或其它气体的附加装置用于使第二盘绕其轴线旋转。在这种情况下，空气或气体中所含的异物可以被吸附到基板上，从而导致产品缺陷。
韩国专利公开No.10-2016-0073281公开了基于Arago原理，当磁体仅相对移动到金属盘的相邻部分时，金属盘旋转。但是，基于Arago原理的金属盘旋转难以控制精确的旋转速度，也难以将金属盘精确地停在期望的位置。
因此，需要一种在第一盘自转的同时稳定地旋转安装在第一盘上的第二盘的旋转方法。另外，需要一种抵抗离心力稳定地固定在安装在第二盘上的基板的固定方法。
[旋转电连接器]
滑环是一种电气/机械部件，也称为旋转连接器，并且是一种能够在不扭曲电线的情况下向旋转设备供电或提供信号线的旋转连接器。
通常，用于处理诸如晶圆的圆形基板的装置被设置在处理室内，并且该装置具有在圆形的第一盘(主盘)上安装多个第二盘(子盘)的结构，每个第二盘的尺寸小于第一盘。
在基板处理装置中，通过将基板放置在第二盘上，旋转第一盘，使第二盘旋转和自转，并将源材料注入到基板上以在基板上沉积和堆叠具有期望形状的结构来执行基板处理。
在这一点，用于注入空气或其它气体的附加装置用于使第二盘绕其轴线旋转。在这种情况下，空气或气体中所含的异物可以被吸附到基板上，从而导致产品缺陷。
当在基板处理装置中安装在自转的同时旋转的静电吸盘时，需要一种将真空状态下的高电压稳定地传输到静电吸盘的方法。在静电吸盘是双极静电吸盘的情况下，由于会产生寄生放电，因此不能使用传统的滑环。
发明内容
[技术问题]
本公开内容的一方面在于提供一种基板处理装置，该基板处理装置能够稳定地向多个旋转的静电吸盘提供高DC电压。
本公开内容的一方面在于提供一种基板处理装置，该基板处理装置向多个旋转的静电吸盘提供具有适当的自转周期和适当的旋转周期的旋转比。
本公开内容的一方面在于提供一种旋转电连接器，该旋转电连接器在真空室中在没有寄生放电的情况下在旋转运动与高电压之间执行电连接。
[技术方案]
根据本公开内容的一方面，一种基板处理装置包括：盘，包括在自中心轴的恒定半径处周期性地设置的多个静电吸盘；支撑盘的盘支架；DC线，通过盘支架电连接到多个静电吸盘；及电源，被配置为向DC线供电。DC线包括：第一DC线，从电源穿过盘支架；配电单元，被配置为分配第一DC线以将第一DC线连接到多个静电吸盘中的每一个静电吸盘；多个第二DC线，在配电单元中分别连接到多个静电吸盘。
在示例实施例中，配电单元可以包括：设置在盘的上表面的内部配电环，具有多个第一连接端子，多个第一连接端子在外径向方向上突出并且以正电压充电；以及设置在盘的上表面的外部配电环，具有第二连接端子，第二连接端子在内径向方向上突出并且以负电压充电。
在示例实施例中，内部配电环可以具有一部分第一半径被切除的第一卡环形状，外部配电环可以具有一部分第二半径被切除的第二卡环形状，并且内部配电环和外部配电环的切口部分可以设置为彼此相对。第一DC线可以包括第一正DC线和第一负DC线。内部配电环可以包括第一连接部分，第一连接部分将第一正DC线的一端与内部配电环的切口部分的相对侧连接。外部配电环可以包括第二连接部分，第二连接部分将第一负DC线的一端与外部配电环的切口部分的相对侧连接。
根据示例实施例的用于真空的旋转电连接器可以包括：转子，由绝缘材料形成并且具有圆柱形状；上导电环和下导电环，设置为覆盖转子的侧表面并且彼此间隔开；以及中间绝缘阻挡层，设置在上导电环和下导电环之间。中间绝缘阻挡层可以阻止在上导电环和下导电环之间产生等离子体。
在示例实施例中，用于真空的旋转电连接器还可以包括：上绝缘阻挡层，设置在上导电环上方；以及下绝缘阻挡层，设置在下导电环下方。中间绝缘阻挡层可以在外径向方向上比上绝缘阻挡层和下绝缘阻挡层更突出。
[有益效果]
根据示例实施例，配电单元提供对称的结构和相同的布线长度，为所有静电吸盘提供基本相同的电特性。因此，所有静电吸盘的吸力可以相同。
根据示例实施例，通过在第一盘的上表面布置布线，配电单元可以提供容易的去耦/耦合。
根据示例实施例，为了调节旋转的第一磁性齿轮的旋转周期，可以在固定的第二磁性齿轮和第一磁性齿轮之间设置第三磁性齿轮，以提供第一磁性齿轮的适当的旋转周期。
根据示例实施例的旋转电连接器可以增大设置在一对电极环之间的中间绝缘阻挡层的高度，从而增大寄生放电路径以抑制寄生放电。
在根据示例实施例的旋转电连接器中，被充有正高电压的第一电刷和被充有负高电压的第二电刷可以彼此间隔开足够的距离以抑制第一电刷和第二电刷之间的寄生放电。
根据示例实施例，包括旋转电连接器的基板处理装置可以在旋转和自转的同时，在没有寄生放电的情况下稳定地向静电吸盘施加高电压，以提供足够的基板吸附力。
附图说明
图1是示出根据本公开内容的示例实施例的基板处理装置的磁性齿轮的平面图。
图2是示出图1中的基板处理装置的配电单元的平面图。
图3是图2中的基板处理装置的配电单元的放大平面图。
图4是沿图2中的线A-A'截取的截面图。
图5是沿图2中的线B-B'截取的截面图。
图6是根据本公开内容的示例实施例的静电吸盘的截面图。
图7是根据本公开内容的示例实施例的移除盖子的用于真空的旋转电连接器的透视图。
图8是沿图7中的线I-I'截取的截面图。
图9是沿图7的线B-B'截取的截面图。
图10是图7中的旋转电连接器的输入连接器绝缘块的透视图。
图11是图7中的电刷的透视图。
图12是根据本公开内容的另一示例实施例的电刷支撑部分的透视图。
图13是示出提供有图12中的电刷支撑部分的用于真空的旋转电连接器的截面图。
图14是示出根据本公开内容的示例实施例的基板处理装置的磁性齿轮的平面图。
图15是示出图14中的基板处理装置的截面图。
图16是示出图14中的静电吸盘和旋转电连接器的放大图。
具体实施方式
[基板处理装置]
为了同时处理在单个腔室中旋转的多个静电吸盘中分别设置的基板，要求基板同时自转和旋转，并且抵抗由自转和旋转运动产生的离心力而稳定地固定。
机械卡盘可以稳定地固定基板，但难以在自转的自转板(或第一盘)中同时自转和旋转的旋转板(或第二盘)上设置该机械卡盘。
另一方面，尽管静电吸盘可以稳定地固定基板，但是难以在自转板(或第一盘)和同时自转和旋转的旋转板(或第二盘)上进行电气布线。
根据示例实施例，磁性齿轮可在第二盘上自转的同时提供旋转运动，并且还使用静电吸盘来固定基板。使用旋转连接器结构在静电吸盘和旋转的第一盘之间进行电气布线。因此，基板可以被稳定地固定并且可以在自转的同时旋转，因此，可以确保处理均匀性。设置在第一盘上的配电单元可以将高DC电压分配给多个旋转连接器结构。配电单元包括设置在第一盘的上表面的内部配电环和外部配电环，并且包括从第一盘的下表面径向延伸的第一下延伸部分和第二下延伸部分。另外，配电单元涂覆有绝缘材料以具有改善的绝缘特性并且易于去耦/耦合。
根据示例实施例，提供了一种在自转板(第一盘)上设置旋转板(第二盘或静电吸盘)的结构，并且旋转板随着自转板的自转而在自转的同时旋转。因此，为了使旋转板旋转，磁性齿轮包括第一磁性齿轮、第二磁性齿轮和第三磁性齿轮。第一磁性齿轮与旋转板一起旋转，第二磁性齿轮不旋转地固定在腔室的中心。为了调节第二磁性齿轮和第一磁性齿轮的旋转比，将第三磁性齿轮设置在每一个第一磁性齿轮和第二磁性齿轮之间，并且第三磁性齿轮被设置成可旋转地固定第一盘。第二磁性齿轮不旋转地固定在腔室的中心，第一磁性齿轮耦接到旋转板以与旋转板一起旋转。
根据示例实施例，当改变第一盘的高度以改变基板的放置平面时，改变了第一磁性齿轮和第三磁性齿轮的高度。因此，为了操作磁性齿轮，可以将第二磁性齿轮的放置平面调整为与每一个第一磁性齿轮和第三磁性齿轮的放置平面相同。
为了使用静电吸盘，需要将第二盘和第一盘电连接。为此，自转板(第一盘)和旋转板(第二盘)使用第一旋转连接器结构(或滑环)进行布线，并且自转板(第一盘)通过第二旋转连接器结构连接到外部电源。
第一盘可以包括用于在静电吸盘中进行电气布线的配电单元。配电单元可以具有环形形状，并且可以设置在第一盘的上表面以提供有效的布线。
另外，可以改变基板的放置平面以改变工艺条件。在这种情况下，可以使用波纹管结构来改变自转板(第一盘)的放置平面。
在下文中，将参考附图详细描述实施例。尽管本公开内容可以具有各种修改和替代形式，但是在附图中通过示例的方式示出具体实施例，并且在说明书中进行了详细说明。然而，本公开内容不应被解释为限于本文阐述的实施例，相反，本公开内容旨在涵盖属于实施例的精神和范围内的所有修改、等同变换和替代形式。在附图中，为了描述的方便和清楚，可能放大了元件的尺寸或形状。
可以理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应被解释为受这些术语的限制。这些术语通常仅用于区分一个元件和另一个元件。另外，考虑到实施例的构造和操作而特别定义的术语仅用于描述实施例，而不限定实施例的范围。
将理解，当元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件可以直接在另一元件上/下，或者也可以存在一个或多个中间元件。当元件被称为在“上”或“下”时，可以基于该元件包括“在元件下”以及“在元件上”。
另外，诸如“上/上部/上方”和“下/下部/下方”之类的关系术语仅用于区分一个主体或元件与另一主体或元件，而不一定要求或涉及主体或元件之间的任何物理或逻辑关系或顺序。
图1是示出根据本公开内容的示例实施例的基板处理装置的磁性齿轮的平面图。
图2是示出图1中的基板处理装置的配电单元的平面图。
图3是图2中的基板处理装置的配电单元的放大平面图。
图4是沿图2中的线A-A'截取的截面图。
图5是沿图2中的线B-B'截取的截面图。
图6是根据本公开内容的示例实施例的静电吸盘的截面图。
参照图1至图6，根据示例实施例的基板处理装置100包括：盘124，其包括在自中心轴的恒定半径处周期性地设置的多个静电吸盘170；支撑盘124的盘支架122；DC线200，其通过盘支架122电连接到多个静电吸盘170；以及电源114，其被配置为向DC线200供电。DC线200可以包括从电源114穿过盘支架122的第一DC线240、被配置为分配第一DC线240以将第一DC线240连接到多个静电吸盘170中的每一个静电吸盘的配电单元250、以及在配电单元250中分别连接到多个静电吸盘170的多个第二DC线260。
腔室102可以是圆柱形腔室。腔室102可以执行薄膜沉积工艺或基板表面处理工艺。气体分配单元180可以设置在腔室102的内部上表面。气体分配单元180可以具有截面为矩形的环形形状。气体分配单元180的下表面可以包括多个气体注入孔，可以通过多个气体注入孔将气体注入到基板10以执行沉积工艺。静电吸盘170可以在恒定半径处周期性地设置在气体分配单元180的下表面。
盘124可以是圆形板。盘124可绕其中心轴旋转。盘124可以包括以规则的间隔设置在具有恒定半径的圆周上的多个底座孔124a。底座孔124a的数量可以是六个。配电单元250可以设置在盘124的上表面。
旋转板162可以插入到底座孔124a或第一旋转连接器结构150中。旋转板162可以随着盘124的旋转而自转。通过磁性齿轮140、130和230，旋转板162可以在自转的同时旋转。旋转的角速度可以由磁性齿轮的齿轮比确定。旋转板162可以是盘的形式，并且可以由诸如金属、石墨、石英等材料形成。旋转板162可以支撑静电吸盘170，并且可以耦接到第一磁性齿轮140。
第一旋转连接器结构150可以设置为覆盖旋转板162，并且可以插入底座孔124a中。第一旋转连接器结构150具有彼此垂直地间隔开的上轴承和下轴承、设置在上轴承和下轴承之间的滑环主体、设置在滑环主体的外周表面上的至少一个滑环、以及电连接到滑环的电刷。稍后将详细描述作为用于真空的旋转电连接器的第一旋转连接器结构150。
上轴承的上表面可以与盘124的上表面基本相同，下轴承的下表面可以与旋转板162的下表面基本相同。上轴承和下轴承中的每一个可以具有环形形状。滑环主体可以具有环形形状，可以设置在上轴承和下轴承之间，可以旋转，并且可以电绝缘或者由绝缘材料形成。滑环可被设置成暴露于滑环主体的外周表面以电连接到电刷。电刷可以利用弹性与旋转的滑环电接触以提供电连接。
静电吸盘170可以设置在旋转板162的上表面。静电吸盘170可以从延伸穿过形成在旋转板162中的引线路径的引线接收电力。静电吸盘170可以具有引线路径，穿过引线路径的导线可以与静电电极进行电连接。
静电吸盘170可以包括：静电吸盘主体171、凹入在静电吸盘主体171的上表面中的电极底座部分171a、填充电极底座部分171a的绝缘构件174、以及嵌入绝缘构件174中的一对静电电极172。静电吸盘170可以作为双极静电吸盘工作。静电吸盘170的下表面可以高于盘124的上表面。电极底座部分171a可以具有盘形，静电吸盘主体171的上表面和绝缘构件174的上表面可以基本相同。绝缘构件174可以被设置为覆盖一对静电电极172。设置在静电电极172的下表面的下绝缘构件174a的厚度可以大于设置在静电电极172的上表面的上绝缘构件174b的厚度。下绝缘构件174a可以通过热喷涂形成在静电吸盘主体171上，并且可以通过印刷静电电极而被静电电极覆盖。在对静电电极进行图案化之后，可以通过热喷涂形成上绝缘构件。绝缘构件174可以根据电阻率来提供库仑型静电力或约翰森-拉赫贝克型静电力。一对静电电极172a和172b中的每一个静电电极可以具有同心结构的垫圈形状。第二静电电极172b可以以同心结构覆盖第一静电电极172a，并且一对静电电极172a和172b可以设置在同一平面上。
静电电极172可以包括具有同心结构的第一静电电极172a和第二静电电极172b，并且可以在第一静电电极172a和第二静电电极172b之间施加高DC电压。因此，可以通过静电吸力来固定设置在静电吸盘170上的基板。
盘支架122可以从盘的中心轴在腔室102的下表面的方向上延伸。盘支架122可以具有圆柱形状，并且盘支架122可以具有引线路径，在引线路径中可以设置引线。第一DC线240可以设置在导电路径中。盘支架122可以固定地耦接到盘124。
第二旋转连接器结构112可以轴向耦接到盘支架122的穿过波纹管结构116的一端并且可以在提供旋转运动的同时提供电连接。第二旋转连接器结构112可以执行与第一旋转连接器结构150基本相同的功能。第二旋转连接器结构112可以是滑环。电刷可以连接到电源114，并且可以向第一DC线240供电，第一DC线240设置在沿着通过第二旋转连接器结构而操作的盘支架122延伸的引线路径中。可以通过DC线200和第一旋转连接器结构150将电力提供给静电吸盘170。电源114可以输出正DC电压和负DC电压。
旋转驱动单元110可以耦接到盘支架122的一端以使盘支架122旋转。旋转驱动单元110可以是电动机。根据波纹管结构116的弹性，旋转驱动单元110、第二旋转连接器结构112、盘支架122和盘124可以垂直移动。
第一磁性齿轮140可以分别固定到旋转板162的下表面，以向旋转板162和静电吸盘170提供旋转力。第二磁性齿轮130可以设置在盘124下方以固定到腔室102。第三磁性齿轮230可以可旋转地固定到盘的下表面，并且可以分别设置在第一磁性齿轮140和第二磁性齿轮130之间以调节旋转比。随着盘124自转，第一磁性齿轮140和第三磁性齿轮230可以旋转。
静电吸盘170和旋转板162中的每一个可以具有至少三个垂直通孔。垂直通孔可在静电吸盘170和旋转板162中彼此垂直对准。当盘和旋转板停止时，可以穿过垂直通孔插入提升基板的升降销194。升降销194可以由升降销驱动单元192垂直且线性地移动。
DC线包括在电源114处穿过盘支架122的第一DC线240、被配置为分配第一DC线240以将第一DC线240连接到多个静电吸盘170中的每一个静电吸盘的配电单元250、以及在配电单元250处连接到多个静电吸盘170中的每一个静电吸盘的多个第二DC线260。DC线200可以涂覆有绝缘材料。构成DC线200的部件可以是铝并且可以被阳极氧化以涂覆有绝缘材料。
配电单元可包括：设置在盘的上表面的内部配电环，该内部配电环具有多个第一连接端子，多个第一连接端子在外径向方向上突出并且以正电压充电；以及设置在盘的上表面的外部配电环，该外部配电环具有第二连接端子，第二连接端子在内径向方向上突出并且以负电压充电。
内部配电环可以具有一部分第一半径被切除的第一卡环形状，外部配电环可以具有一部分第二半径被切除的第二卡环形状。内部配电环和外部配电环的切口部分可以设置为彼此相对。
第一DC线可以包括第一正DC线和第一负DC线。内部配电环可以包括第一连接部分，第一连接部分将第一正DC线的一端与内部配电环的切口部分的相对侧连接。外部配电环可以包括第二连接部分，第二连接部分将第一负DC线的一端与外部配电环的切口部分的相对侧连接。
配电单元还可包括连接到第一连接端子并延伸穿过盘的第一接触插塞、以及连接到第二连接端子并延伸穿过盘的第二接触插塞。
第二DC线可以包括第二正DC线和第二负DC线。第二正DC线的一端可以连接到第一接触插塞，并且第二正DC线可以从盘的下表面延伸。第二负DC线的一端可以连接到第二接触插塞，并且第二负DC线可以从盘的下表面延伸。第二正DC线和第二负DC线中的每一个可以弯曲以具有“V”形。
第二正DC线和第二负DC线可以连接到第一旋转连接器结构。第一接触插塞和第二接触插塞可以设置成在恒定半径上成对形成。
第一正DC线240a和第一负DC线240b可以穿过盘124和盘支架122并排设置。第一正DC线240a可以连接到正DC电压，第一负DC线240b可以连接到负DC电压。第一正DC线240a和第一负DC线240b中的每一个可以由铝形成并且可以具有圆柱形状。第一正DC线240a和第一负DC线240b可以涂覆有绝缘材料以便绝缘。
内部配电环252可以电连接到第一正DC线240a，并且可以设置在盘124的上表面。内部配电环252可以涂覆有绝缘材料以便绝缘。内部配电环252可以具有一部分第一半径被切除的第一卡环形状。内部配电环252可以包括第一连接部分252b，第一连接部分252b将第一正DC线240a的一端连接到内部配电环的切口部分的相对侧。内部配电环的中心轴可以与第一正DC线基本对准。
内部配电环252可以是具有预定厚度的条带形式。内部配电环252可以涂覆有绝缘材料以便绝缘。内部配电环252可以包括以规则间隔设置在圆周上以向外突出的多个第一连接端子252a。
外部配电环254可以电连接到第一负DC线240b，并且可以设置在盘124的上表面。外部配电环254可以设置为覆盖内部配电环252并且可以具有相同的中心轴。外部配电环254可以具有一部分第二半径被切除的第二卡环形状。内部配电环的切口部分和外部配电环的切口部分可以设置为彼此相对。外部配电环254可以包括第二连接部分254b，第二连接部分254b将第一负DC线的一端连接到外部配电环的切口部分的相对侧。外部配电环254可以是具有预定厚度的条带形式。外部配电环可以涂覆有绝缘材料以便绝缘。外部配电环254可以包括以规则间隔设置在圆周上以向内突出的多个第二连接端子254a。
第一接触插塞253可以电连接到第一连接端子252a，并且可以穿过盘124延伸到盘124的下表面。第一接触插塞253可以由导电材料形成，其外周表面可以涂覆有绝缘材料以便绝缘。
第二接触插塞255可以电连接到第二连接端子254a，并且可以穿过盘124延伸到盘124的下表面。第二接触插塞255可以由导电材料形成，其外周表面可以涂覆有绝缘材料以便绝缘。第一接触插塞和第二接触插塞可以彼此相邻设置以成对形成。第一接触插塞和第二接触插塞可以在恒定半径上交替地设置。
第二DC线260可以包括第二正DC线260a和第二负DC线260b。第二正DC线260a可以从盘的下表面延伸，并且可以电连接到第一接触插塞253。第二负DC线260b可以从盘的下表面延伸，并且可以电连接到第二接触插塞255。第二正DC线260a和第二负DC线260b中的每一个可以弯曲成具有“V”形。第二正DC线260a和第二负DC线260b彼此平行地延伸，并且连接到第一旋转连接器结构150的电刷。因此，可以向静电吸盘提供正电压和负电压。
上盖259可以设置在盘上，并且可以设置为覆盖内部配电环252和外部配电环254。上盖259可以具有盘形形状，并且在设置有静电吸盘的位置凹入的切口部分259a可以具有半圆形。上盖259可以由介电材料形成。垫圈形状的凹入部分(未示出)可以设置在上盖的下表面，内部配电环252和外部配电环254可以设置在凹入部分上。凹入部分可以连续地连接到一对沟槽，该对沟槽延伸成在其中心方向上彼此面对。该对沟槽可以设置为覆盖第一连接部分252b和第二连接部分254b。
[旋转电连接器]
根据示例实施例的旋转电连接器可以在使静电吸盘旋转的同时给静电吸盘提供电连接。当旋转电连接器设置在真空室内部时，其可以包括设置为彼此相对以抑制寄生DC等离子体放电的电刷。旋转电连接器可以是滑环，并且可以抑制正极环和负极环之间的寄生放电。
根据示例实施例，即使在将正/负高电压施加到旋转电连接器时，也可以通过改变绝缘阻挡层和电刷的位置来扩大处理窗口，使得不会发生DC等离子体放电，并且可以确保硬件稳定性。
传统的滑环在大气压下使用，但是当真空室内部处于高真空状态时，由于发生DC放电，因此该滑环不能在真空室内使用。
根据示例实施例，为了向安装在旋转电连接器上的静电吸盘施加高电压，可以改变旋转电连接器的绝缘阻挡层的结构以及旋转电连接器的电刷的位置和结构以抑制寄生放电。因此，当在真空室中执行处理时，可以解决诸如由于寄生DC放电引起的发生气体泄漏的问题。
根据示例实施例的旋转电连接器可以增大一对电极环之间的放电路径以抑制寄生放电。另外，通过将绝缘阻挡层的结构改变为具有凸起点的结构，可以增大寄生放电路径以抑制寄生放电。
根据示例实施例的旋转电连接器可以在向静电吸盘施加高电压的同时抑制寄生放电，并且可以在高电压下操作静电吸盘以增大基板吸力。因此，旋转电连接器可以增加静电吸盘的自转速度和旋转速度，以提高工艺均匀性和蚀刻速率。
另外，旋转电连接器可以抑制寄生放电以控制在基板被吸附时发生的泄漏。另外，可以解决由泄漏引起的基板的滑动。另外，可以防止寄生放电或电弧的发生，以降低维护成本。
图7是根据本公开内容的示例实施例的移除盖子的用于真空的旋转电连接器的透视图。
图8是沿图7中的线I-I'截取的截面图。
图9是沿图7的线B-B'截取的截面图。
图10是图7中的旋转电连接器的输入连接器绝缘块的透视图。
图11是图7中的电刷的透视图。
参照图7至图11，用于真空的旋转电连接器300包括：由绝缘材料形成并且具有圆柱形状的转子355；上导电环351a和下导电环351b，其被设置为覆盖转子355的侧表面并且彼此间隔开；以及中间绝缘阻挡层373，其设置在上导电环351a和下导电环351b之间。中间绝缘阻挡层373阻止在上导电环351a和下导电环351b之间生成等离子体。
上绝缘阻挡层371设置在上导电环351a上方，下绝缘阻挡层374设置在下导电环351b下方。中间绝缘阻挡层373在外径向方向上比上绝缘阻挡层371和下绝缘阻挡层374更突出。
上轴承354a设置在转子355的上侧表面，下轴承354b与上轴承354a垂直对准，并且设置在转子355的下侧表面。
定子363设置为与上轴承和下轴承接触并且覆盖上绝缘阻挡层371、下绝缘阻挡层374和中间绝缘阻挡层373。
转子355可以由上轴承354a和下轴承354b旋转。转子355可以基本上具有圆柱形状。静电吸盘或用于支撑静电吸盘的支撑部分可以设置在转子355中。转子355可以由绝缘材料形成，具体地由工程塑料形成。环形凹入部分可以设置在转子355的外侧壁上，并且上绝缘阻挡层371、中间绝缘阻挡层373和下绝缘阻挡层374可以插入凹入部分中以彼此对准并彼此固定。随着转子355在其上安装有上轴承354a和下轴承354b的同时旋转，上导电环351a和下导电环351b可以一起旋转。
转子主体355a的上外表面设置有上凸起部分，上轴承354a可以插入上凸起部分中。转子主体355a的下外表面可以具有下凸起部分，下轴承354b可以插入下凸起部分中。第一输出连接器365a可以通过导线连接到上导电环351a，第二输出连接器365b可以通过导线连接到下导电环351b。第一输出连接器365a可以向静电吸盘提供正高电压，第二输出连接器365b可以向静电吸盘提供负高电压。
上导电环351a和下导电环351b中的每一个可以由导电材料形成并且可以具有环形形状。可以向上导电环351a施加正高电压，可以向下导电环351b施加负高电压。上导电环351a和下导电环351b可以由中间绝缘阻挡层373隔离。由于上导电环351a和下导电环351b直接暴露于真空状态，因此当中间绝缘阻挡层373不能充分阻挡电场时可能发生寄生放电。因此，中间绝缘阻挡层373可以在外径向方向上充分地延伸。结果，可以通过增大暴露部分中的上导电环351a和下导电环351b之间的寄生放电路径来阻止寄生放电。寄生放电随着放电路径的增大而减小，并且随着放电空间的减小而减小。
绝缘阻挡层370可以在外径向方向上突出以增大上导电环351a和下导电环351b之间的外部寄生放电路径。另外，绝缘阻挡层370可以设置为覆盖上导电环351a和下导电环351b的内侧表面，从而增大上导电环351a和下导电环351b之间的内部寄生放电路径，并且可以提供蜿蜒曲折的寄生放电路径。
中间绝缘阻挡层373可以由具有足够高的击穿电压的绝缘材料形成。中间绝缘阻挡层373可以具有圆形垫圈形状。中间绝缘阻挡层373的外径可以大于上绝缘阻挡层371和下绝缘阻挡层374中的每一个的外径。中间绝缘阻挡层373的内径可以与上绝缘阻挡层371和下绝缘阻挡层374中的每一个的内径基本相同。
上绝缘阻挡层371和下绝缘阻挡层374中的每一个可以具有圆形垫圈形状。上绝缘阻挡层371或中间绝缘阻挡层373可以突出以与上导电环351a的内侧表面接触。下绝缘阻挡层374或中间绝缘阻挡层373可以突出以与下导电环351b的内侧表面接触。因此，上导电环351a的内侧表面可以由上绝缘阻挡层371或中间绝缘阻挡层373额外隔离，下导电环351b的内侧表面可以由下绝缘阻挡层374或中间绝缘阻挡层373额外隔离。结果，可以阻挡上导电环351a和下导电环351b之间的寄生放电路径。另外，可以增大上导电环351a和下导电环351b之间的寄生放电路径以阻止寄生放电。
上绝缘阻挡层371的内侧表面可以在中间绝缘阻挡层373的方向上突出。中间绝缘阻挡层373的内侧表面可以在下绝缘阻挡层374的方向上突出。下绝缘阻挡层374的内侧上表面可以在中间绝缘阻挡层373的方向上突出，以通过凸起部分耦接到中间绝缘阻挡层373的突出部分。上辅助绝缘阻挡层372可以设置在上绝缘阻挡层371和中间绝缘阻挡层373之间。上辅助绝缘阻挡层372可以通过上绝缘阻挡层371的凸起部分耦接到突出部分。上辅助绝缘阻挡层372可以耦接到上导电环351a的内侧表面。绝缘阻挡层的结构可以使放电路径蜿蜒曲折以抑制寄生放电。
定子363可以具有圆柱形状，并且可以具有通过垂直切割定子363的侧表面的一部分而形成的切口面363d。输入连接器绝缘块366可以沿长度方向延伸并且可以沿着切口面363d设置。第一输入端子367a和第二输入端子367b中的每一个可以与输入连接器绝缘块366间隔开。第一输入端子367a可以接收正高电压，第二输入端子367b可以接收负高电压。输入连接器绝缘块366可以突出到内部空间363c。
输入连接器绝缘块366的突出部分366a可以在长度方向上形成孔。沿着孔延伸的引线369可以进行电气布线。引线369可以涂覆有绝缘材料。
第一绝缘电刷支撑部分361a可以设置在定子363的环形内部空间363c中。第一绝缘电刷支撑部分361a可以具有直角棱柱形状。第一绝缘电刷支撑部分361a可以装配在内部空间363c中以被固定。上电刷362a可以固定到第一绝缘电刷支撑部分361a，并且可以与上导电环351a电接触。上电刷362a可以由弹性导线或滑条形成，并且可以具有“U”形。
第二绝缘电刷支撑部分361b可以设置在定子363的内部空间363c中，并且可以设置成面对第一绝缘电刷支撑部分361a。第二绝缘电刷支撑部分361b可以具有与第一绝缘电刷支撑部分361a相同的形状。
下电刷362b可以固定到第二绝缘电刷支撑部分361b，并且可以与下导电环351b电接触。下电刷362b可以具有与上电刷362a相同的形状。然而，下电刷362b可以固定到第二绝缘电刷支撑部分361b的下端，以与下导电环351b电接触。上电刷362a和下电刷362b中的每一个可以由具有弹性的导线或滑条形成，并且可以具有“U”形。
可以将下电刷362b设置为在绕定子363的中心轴的方位角方向上不与上电刷362a重叠。详细地，可以将下电刷362b设置为以180度的角度面对上电刷362a。因此，下电刷362b和上电刷362a可以相互抑制寄生放电。
第一绝缘电刷支撑部分361a和输入连接器绝缘块366可以相对于定子363的中心轴相差90度设置。第一输出连接器365a和第二输出连接器365b可以相对于转子355的中心轴相差180度设置。上电刷362a可以通过导线369连接到第一输入端子367a，下电刷362b可以通过导线连接到第二输入端子367b。为了抑制上电刷362a和下导电环之间的寄生放电，可以将中间绝缘阻挡层373设置为与上电刷支撑部分361a具有最小的容差。
图12是根据本公开内容的另一示例实施例的电刷支撑部分的透视图。
图13是示出提供有图12中的电刷支撑部分的用于真空的旋转电连接器的截面图。
参照图12和13，用于真空的旋转电连接器400包括：转子355，由绝缘材料形成并且具有圆柱形状；上轴承354a，设置在转子355的上侧表面；下轴承354b，与上轴承354a垂直对准并设置在转子355的下侧表面；上导电环351a和下导电环351b，设置为覆盖转子355的侧表面并且彼此间隔开；垫圈形的绝缘阻挡层370，设置在上导电环351a和下导电环351b之间，并设置为覆盖转子355；定子363，设置为与上轴承354a和下轴承354b接触并覆盖绝缘阻挡层370、上导电环351a以及下导电环351b；上电刷462a，设置为与上导电环351a电接触；及下电刷462b，设置为面对上电刷462a以便在相对于定子363的中心轴的方位角方向上不与上电刷462a重叠。
上电刷462a和下电刷462b可以在方位角方向上彼此间隔开，以便彼此不重叠。详细地，上电刷462a和下电刷462b可以相对于定子363的中心轴以180度的规则间隔设置。
可以将绝缘阻挡层370设置为与上电刷支撑部分461a具有最小的容差，以抑制上电刷462a和下导电环351b之间的寄生放电。上电刷支撑部分461a和下电刷支撑部分461b中的每一个可以具有弧形形状以减小寄生放电空间。上电刷支撑部分461a和下电刷支撑部分461b中的每一个可以具有弧形。上电刷支撑部分461a和下电刷支撑部分461b可以分别包括从其内侧表面突出的下突出部分461c和上突出部分461d。下电刷462b的一部分可以嵌入下突出部分中以便绝缘。另外，上电刷462a的一部分可以嵌入在上突出部分中以便绝缘。
绝缘阻挡层370可以包括引导上电刷462a的上绝缘阻挡层371、引导下电刷462b的下绝缘阻挡层374、以及隔离并引导上电刷462a和下电刷462b的中间绝缘阻挡层373。上辅助绝缘阻挡层372可以设置在上绝缘阻挡层371和中间绝缘阻挡层373之间。构成绝缘阻挡层370的部件可以提供蜿蜒曲折的寄生放电路径，以抑制上电刷462a和下导电环351b的内部寄生放电。
图14是示出根据本公开内容的示例实施例的基板处理装置的磁性齿轮的平面图。
图15是示出图14中的基板处理装置的截面图。
图16是示出图14中的静电吸盘和旋转电连接器的放大图。
参照图14至图16，根据示例实施例的基板处理装置1000包括：设置在腔室内以旋转的第一盘1124，第一盘具有多个底座孔1124a，多个底座孔1124a在自第一盘的中心轴的恒定半径上周期性地排列；多个静电吸盘1170，分别设置在底座孔1124a中并在随着第一盘1124的旋转而自转的同时旋转；及第一旋转电连接器300，分别设置在底座孔1124a中以向静电吸盘1170提供电连接，同时提供旋转运动。第一旋转电连接器300可以是上述用于真空的旋转电连接器300。
每个第一旋转电连接器300可以包括：转子355，由绝缘材料形成并且具有圆柱形状；上导电环351a和下导电环351b，设置为覆盖转子355的侧表面并且彼此间隔开；及绝缘阻挡层370，设置在上导电环351a和下导电环351b之间。绝缘阻挡层370阻止在上导电环351a和下导电环351b之间生成等离子体。
每个第一旋转电连接器300可以包括：转子355，由绝缘材料形成并且具有圆柱形状；上轴承354a，设置在转子355的上侧表面；下轴承354b，与上轴承354a垂直对准并设置在转子355的下侧表面；上导电环351a和下导电环351b，设置为覆盖转子355的侧表面并彼此间隔开；绝缘阻挡层370，设置在上导电环351a和下导电环351b之间并设置为覆盖转子355；定子363，设置为与上轴承354a和下轴承354b接触，并覆盖绝缘阻挡层370、上导电环351a及下导电环351b；上电刷362a，设置为与上导电环351a电接触；下电刷362b，在相对于定子363的中心轴的方位角方向上不与上电刷362a重叠。
腔室1102可以是圆柱形腔室。腔室1102可以执行薄膜沉积工艺或基板表面处理工艺。气体分配单元1180可以设置在腔室1102的内部上表面。气体分配单元1180可以具有截面为矩形的环形形状。气体分配单元1180的下表面可以包括多个气体注入孔，可以通过多个气体注入孔将气体注入到基板10以执行沉积工艺。静电吸盘1170可以在恒定半径处周期性地设置在气体分配单元1180的下表面。
第一盘1124可以是圆形板。第一盘1124可以绕其中心轴旋转。第一盘1124可以包括多个底座孔1124a，多个底座孔1124a以规则的间隔设置在具有恒定半径的圆周上。底座孔1124a的数量可以是六个。配电单元1250可以设置在第一盘1124的上表面。
可以将第二盘1162插入底座孔1124a或第一旋转连接器结构300中。旋转板1162可以随着第一盘1124的自转而旋转。第二盘1162可以随着第一盘1124的自转而旋转。通过磁性齿轮1140、1130和1230，第二盘可以在自转的同时旋转。旋转的角速度可由磁性齿轮的齿轮比确定。第二盘1162可以具有圆板形状，并且可以由诸如金属、石墨、石英等材料形成。第二盘1162可以支撑静电吸盘1170并且可以耦接到第一磁性齿轮1140。
第一旋转连接器300可以设置为覆盖第二盘1162，并且可以插入底座孔1124a中。上轴承354a和下轴承354b中的每一个可以具有环形形状。转子355可以设置在上轴承354a和下轴承354b之间，并且可以是可旋转的并且被电绝缘或者由绝缘材料形成。
静电吸盘1170可以设置在第二盘1162的上表面。静电吸盘1170可以从延伸穿过形成在第二盘1162中的引线路径的引线接收电力。静电吸盘1170可以具有引线路径，穿过引线路径的引线可以与静电电极进行电连接。静电吸盘1170可以包括绝缘构件1174和嵌入绝缘构件1174中的一对静电电极1172。静电吸盘1170可以作为双极静电吸盘操作。静电吸盘1170的下表面可以高于第一盘1124的上表面。绝缘构件1174可以设置为覆盖一对静电电极1172。设置在静电电极1172的下表面的下绝缘构件的厚度可以大于设置在静电电极1172的上表面的上绝缘构件的厚度。下绝缘构件可以通过热喷涂形成在静电吸盘主体上，并且可以通过印刷静电电极1172而被静电电极覆盖。在将静电电极图案化之后，可以通过热喷涂形成上绝缘构件。绝缘构件1174可以根据电阻率来提供库仑型静电力或约翰森-拉赫贝克型静电力。一对静电电极1172中的每一个静电电极可以具有同心结构的垫圈形状。第二静电电极可以以同心结构覆盖第一静电电极，并且一对静电电极1172可以设置在同一平面上。
静电电极1172可以包括具有同心结构的第一静电电极和第二静电电极，并且可以在第一静电电极和第二静电电极之间施加高DC电压。因此，可以通过静电吸力来固定设置在静电吸盘1170上的基板。
第一盘中心支架1122可以在腔室1102的下表面的方向上从第一盘1124的中心轴延伸。第一盘中心支架1122可以具有圆柱形状并且可以具有其中可以设置引线的引线路径。配电单元1250的一部分可以设置在引线路径上。第一盘中心支架1122可以固定地耦接到第一盘1124。
第二旋转电连接器1112可以轴向地耦接到第一盘中心支架1122的穿过波纹管结构1116的一端并且可以在提供旋转运动的同时提供电连接。第二旋转电连接器1112可以执行与第一旋转电连接器300基本相同的功能。第二旋转连接器结构1112可以是滑环。电刷可以连接到电源1114，并且可以向引线供电，引线设置在沿着通过第二旋转电连接器1112而旋转的第一盘中心支架1122延伸的引线路径上。可以将电力通过旋转电连接器300提供给静电吸盘1170。外部DC电源1114可以输出正DC电压和负DC电压。
旋转驱动单元1110可以耦接到第一盘中心支架1122的一端以使第一盘中心支架1122旋转。旋转驱动单元1110可以是电动机。根据波纹管结构1116的弹性，旋转驱动单元1110、旋转电连接器1112、第一盘中心支架1122和第一盘1124可以垂直移动。
第一磁性齿轮1140可以分别固定到第二盘1162的下表面，以向第二盘1162和静电吸盘1170提供旋转力。第二磁性齿轮1130可以设置在第一盘1124下方以固定到腔室1102。第三磁性齿轮1230可以可旋转地固定到第一盘1124的下表面，并且可以分别设置在第一磁性齿轮1140和第二磁性齿轮1130之间以调节旋转比。随着第一盘1124自转，第一磁性齿轮1140和第三磁性齿轮1230可以旋转。
静电吸盘1170和第二盘1162中的每一个可以具有至少三个垂直通孔。垂直通孔可以在静电吸盘1170和第二盘1162中彼此垂直对准。当第一盘1124和第二盘1162停止时，可以通过垂直通孔插入提升基板的升降销1194。升降销1194可以由升降销驱动单元1192垂直且线性地移动。
配电单元1250可以包括：电源柱1251a和1251b，被设置为穿过第一盘中心支架1122；以及插塞，从第一盘1124的上表面和下表面延伸并且穿过第一盘1124。配电单元1250可以沿着第一盘1124的内部、上表面和/或下表面延伸，并且可以将高电压分配到静电吸盘。上盖1259可以设置在第一盘1124上，并且可以设置为覆盖配电单元1250的一部分。
尽管已经详细描述了本公开内容及其优点，但是应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本公开内容的精神和范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

Claims (11)

1.一种基板处理装置，包括：
盘，包括在自中心轴的恒定半径处周期性地设置的多个静电吸盘；
盘支架，支撑所述盘；
DC线，通过所述盘支架电连接到所述多个静电吸盘；及
电源，被配置为向所述DC线供电，
其中，所述DC线包括：
第一DC线，从所述电源穿过所述盘支架；
配电单元，被配置为分配所述第一DC线以将所述第一DC线连接到所述多个静电吸盘中的每一个静电吸盘；及
多个第二DC线，在所述配电单元中分别连接到所述多个静电吸盘，
其中，所述配电单元包括：
内部配电环，以正电压充电；及
外部配电环，以负电压充电。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
设置在所述盘的上表面的所述内部配电环具有多个第一连接端子，所述多个第一连接端子在外径向方向上突出；及
设置在所述盘的上表面的所述外部配电环具有第二连接端子，所述第二连接端子在内径向方向上突出。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，所述内部配电环具有一部分第一半径被切除的第一卡环形状，
所述外部配电环具有一部分第二半径被切除的第二卡环形状，
所述内部配电环和所述外部配电环的切口部分设置为彼此相对，
所述第一DC线包括第一正DC线和第一负DC线，
所述内部配电环包括第一连接部分，所述第一连接部分将所述第一正DC线的一端与所述内部配电环的切口部分的相对侧连接，
所述外部配电环包括第二连接部分，所述第二连接部分将所述第一负DC线的一端与所述外部配电环的切口部分的相对侧连接。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其中，所述配电单元还包括：
第一接触插塞，连接到所述第一连接端子并延伸穿过所述盘；及
第二接触插塞，连接到所述第二连接端子并延伸穿过所述盘，
其中，所述第二DC线包括第二正DC线和第二负DC线，
所述第二正DC线的一端连接到所述第一接触插塞，
所述第二正DC线从所述盘的下表面延伸，
所述第二负DC线的一端连接到所述第二接触插塞，
所述第二负DC线从所述盘的下表面延伸。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中，所述第二正DC线和所述第二负DC线连接到第一旋转连接器结构，
所述第一接触插塞和所述第二接触插塞设置为在恒定半径上成对形成。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述配电单元涂覆有绝缘材料。
7.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，所述配电单元还包括设置在所述盘上的上盖，所述上盖设置为覆盖所述内部配电环和所述外部配电环，
所述上盖具有盘形形状，并且在设置有所述静电吸盘的位置处具有半圆形的凹陷。
8.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中，所述第二正DC线和所述第二负DC线的每一个弯曲成具有“V”形。
9.一种基板处理装置，包括：
盘，包括在自中心轴的恒定半径处周期性地设置的多个静电吸盘；
盘支架，支撑所述盘；
DC线，通过所述盘支架电连接到所述多个静电吸盘，并且包括(i)从电源穿过所述盘支架的第一DC线，(ii)被配置为分配所述第一DC线以将所述第一DC线连接到所述多个静电吸盘中的每一个静电吸盘的配电单元，及(iii)在所述配电单元中分别连接到所述多个静电吸盘的多个第二DC线；
所述电源，被配置为向所述DC线供电；及
旋转板，由第一旋转连接器结构旋转，并支撑和旋转所述多个静电吸盘中的一个静电吸盘；
其中，所述配电单元包括：
内部配电环，以正电压充电；及
外部配电环，以负电压充电。
10.根据权利要求9所述的基板处理装置，其中，所述静电吸盘包括：
静电吸盘主体；
电极底座部分，凹入所述静电吸盘主体的上表面中；
绝缘构件，填充所述电极底座部分；及
一对静电电极，嵌入所述绝缘构件中，
其中，所述第一旋转连接器结构向所述一对静电电极施加高DC电压。
11.根据权利要求9所述的基板处理装置，还包括：
旋转板，插入旋转静电吸盘的第一旋转连接器结构中，并支撑和旋转所述静电吸盘；
第一磁性齿轮，分别固定到所述旋转板的下表面，以向所述旋转板和所述静电吸盘提供旋转力；
第二磁性齿轮，设置在所述盘的下方以固定到腔室；及
第三磁性齿轮，可旋转地固定到所述盘，并分别设置在所述第一磁性齿轮和所述第二磁性齿轮之间以调节旋转比；
其中，所述第一磁性齿轮和所述第三磁性齿轮随着所述盘的自转而旋转。
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