KR100703653B1 - 진공챔버의 내부구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공챔버의 내부구조에 관한 것으로, 그 구성은 진공챔버 내부에 상부전극과 하부전극을 구비하며, 상기 전극 중 어느 하나에는 RF전원에 의해 전압(Self DC Bias)이 걸리고, 대향되는 전극은 접지되며, 상기 진공챔버 측벽에 탈부착 가능하게 접지되는 라이너를 포함하여 이루어지는 진공챔버의 구조에 있어서, 상기 라이너는 상기 진공챔버와 접지되는 반대측면에 요철을 구비하여 이루어지는 진공챔버의 내부구조에 관한 것이다.
본 발명은 기판 면적이 증가한 만큼 상대적으로 줄어든 접지 전극의 면적을 보상하기 위해 진공챔버 내벽의 라이너 표면을 요철형상으로 만듬으로써 진공챔버내측 공간을 최소화하고 접지 면적을 넓혀 플라즈마의 균일도와 전압(Self DC Bias)이 떨어지는 것을 방지하는 효과가 있다.
진공챔버, 라이너, 요철

Description

진공챔버의 내부구조{Inside Structure of Vacuum Chamber}
도 1은 종래 기술의 진공챔버를 나타내는 단면도.
도 2a는 본 발명의 진공챔버의 내부구조를 나타내는 단면도.
도 2b는 도 2a에 도시된 진공챔버의 내부구조의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 진공챔버의 내부구조의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 진공챔버의 내부구조의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 진공챔버의 내부구조의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 진공챔버의 내부구조의 또 다른 실시예를 나타내는 부분 확대 사시도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 진공챔버 102 : 상부챔버
104 : 하부챔버 110 : 상부전극
120 : 하부전극 122 : RF전원
130 : 라이너 132,134a,134b,136,138 : 요철
200 : 기판
본 발명은 진공챔버의 내부구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 면적이 증가한 만큼 상대적으로 줄어든 접지 전극의 면적을 보상하기 위해 진공챔버 내벽의 라이너 표면을 요철형상으로 만듬으로써 진공챔버내측 공간을 최소화하고 접지 면적을 증가시켜 플라즈마의 균일도와 전압(Self DC Bias)이 떨어지는 것을 방지하는 진공챔버의 내부구조에 관한 것이다.
일반적인 플라즈마 처리장치를 보면, 진공챔버(10)는 상부챔버(10a)와 하부챔버(10b)가 결합되어 형성되며, 그 내부에는 상부전극(11)과 하부전극(12)으로 이루어져 있고 그 중 하나의 전극에 플라즈마를 발생시키기 위해 RF전원이 인가되고 대향하는 전극은 접지된다. 이때 접지되는 전극의 표면적이 크면 클수록 RF전원이 인가되는 전극에는 더 높은 전압(Self DC Bias)이 걸리게 된다. 도 1을 참조하여 설명하면, 상기 상부전극(11)의 표면적을 A2, 상기 하부전극(12)의 표면적을 A1이라 하고, 그리고 상기 상부전극(11)의 표면적에 인가되는 전압을 V1, 상기 하부전극(12)에 인가되는 전압을 V2라 하였을 때, 상기 상부전극(11)과 하부전극(12)의 표면적에 대한 전압의 변화는 V2/V1=(A1/A2)4 와 같은 수식을 성립한다.
이에 따라 LCD나 OLED와 같은 대면적 기판 장비의 경우는 소면적 기판 장비에 비해 상대적으로 접지되는 전극의 표면적은 줄어든다. 이러한 접지 전극의 면적이 줄어드는 것을 방지하기 위하여 기판이 커지는 만큼 전극 사이 거리를 증가시켜 접지 전극의 면적을 증가시킨다. 대면적 기판 장비의 전극 사이 거리가 증가하게 되면 상대적으로 챔버의 크기도 따라서 커지게 되고, 또한 전극의 사이 거리가 증가하면 플라즈마의 균일도가 떨어지는 문제점이 있으며, 그리고 플라즈마의 균일도를 높이기 위해 거리를 감소시켜면 전압(Self DC Bias)이 떨어지는 문제점이 발생한다.
또한, 전극의 대형화로 인해 전극의 전압 값은 작아져서 RIE나 PE Mode의 차이가 없어지고 케미컬 에칭(Chemical Etching) 효과만 가지면서 에칭 프로파일(Etching Profile)이 증가되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 기판 면적이 증가한 만큼 상대적으로 줄어든 접지 전극의 면적을 보상하기 위해 진공챔버 내벽의 라이너 표면을 요철형상으로 만듬으로써 진공챔버내측 공간을 최소화하고 접지 면적을 증가시켜 플라즈마의 균일도와 전압(Self DC Bias)이 떨어지는 것을 방지하는 진공챔버의 내부구조를 제공하는데 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.
본 발명의 진공챔버의 내부구조는, 진공챔버 내부에 상부전극과 하부전극을 구비하며, 상기 전극 중 어느 하나에는 RF전원에 의해 전압(Self DC Bias)이 걸리고, 대향되는 전극은 접지되며, 상기 진공챔버 측벽에 탈부착 가능하게 접지되는 라이너를 포함하여 이루어지는 진공챔버의 구조에 있어서, 상기 라이너는 상기 진공챔버와 접지되는 반대측면에 요철을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 진공챔버의 내부구조에 있어서, 상기 요철은 다각형상 또는 반구형상 중 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 진공챔버의 내부구조에 있어서, 상기 요철은 외부로 돌출된 돌출면에서 연장되어 하부로 향하는 경사면을 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 진공챔버의 내부구조에 있어서, 상기 요철은 다각형상과 반구형상이 엇갈리게 배열되게 할 수도 있다.
본 발명의 진공챔버의 내부구조에 있어서, 상기 요철은 상기 라이너 측면을 기준으로 돌출된 경사면으로 이루어질 수도 있다.
그리고, 본 발명의 진공챔버의 내부구조에 있어서, 상기 요철은 상기 라이너 측면 상에 다각형태의 허니컴(Honeycomb) 형상을 돌출형성할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2a 또는 도 2b를 참조하면, 상기 진공챔버(100)는 상부전극(110), 하부전극(120), 상기 전극 중 어느 하나에는 RF전원에 의해 전압(Self DC Bias)이 걸리고, 대향되는 전극은 접지되며, 상기 진공챔버 측벽에 탈부착 가능하게 접지되는 라이너를 포함하여 이루어진다.
상기 진공챔버(100)는 그 일측에 진공챔버 내부를 고진공으로 유지하기 위한 펌핑장치(미도시)를 구비하고 있으며, 상기 상부전극(110)은 상기 진공챔버(100) 상부에 위치하여 진공챔버(100) 내부로 인입되도록 구비되고, 상기 하부전극(120)과 대향되는 하면 상에 외부와 연결되는 다수개의 관통공(미도시)을 가지고 있어서 플라즈마 처리를 위한 공정가스를 진공챔버(100) 내부에 공급할 수 있게 한다.
상기 하부전극(120)은 상기 진공챔버(100) 하부에 위치하며, 상기 진공챔버(100)와 밀폐 결합되고, 그 내부에는 높낮이를 조절할 수 있는 지지대(미도시)를 구비하고 있으며, 그 상면에 기판(200)이 안착되면, 상기 기판(300)이 유동하지 않도록 하는 흡착장치(미도시)를 구비하고, 상기 상부전극(110)과 일정한 간격을 두고 이격되어 있다.
상기 RF전원(122)은 상기 상부전극(110)은 접지되고, 상기 하부전극(120)에는 전원을 인가함으로써 진공챔버 내부에 공급된 공정가스와 반응하여 기판(200) 표면상에 소정의 공정 처리를 할 수 있게 한다.
상기 라이너(130)는 평판 형상으로 형성되어, 상기 진공챔버(100) 내벽에 착탈 가능하게 접지되며, 상기 진공챔버(100) 내측 방향의 측면 상에 다각형상 또는 반구형상의 요철(132,132')을 등간격으로 형성함으로써 같은 크기의 기판(200)을 처리하는 진공챔버(100)의 크기를 최소화하고, 내부의 전극 면적을 최대화할 수 있게 하여 플라즈마의 균일성 및 전압(Self DC Bias)을 높일 수 있게 한다.
예컨대, 상기 하부전극(120) 상에 인가되는 RF전원을 통해, 상기 각각에 접 지된 전극 상에 전압(Self DC Bias)이 형성되는데, 상기 각각에 형성되는 전압은 상기 각각의 전극 표면적과, 그리고 상기 상부전극과 하부전극의 사이 간격에 따라 간섭을 받게 된다. 따라서 종래 기술에서 언급된 바와 같이, 상기 상부전극과 하부전극의 사이 간격은 좁게 하고 표면적은 넓게 하는 것이 바람직하기 때문에 상기 기판(200)과 상부전극을 최대한 근접시킬 수 있게 하고, 상기 근접된 사이 간격 만큼 표면적을 보상할 수 있도록 상기 라이너(130)의 측면에 요철(132)을 형성함으로써 상부전극에 형성되는 전압(Self DC Bias)을 상승시키고 플라즈마가 균일하게 형성될 수 있도록 한다.
또한, 상기 라이너(130)를 상기 진공챔버(100) 내벽 상에 탈부착 가능하게 구비함으로써 라이너(130)에 형성될 수 있는 파티클(Particle) 처리를 용이하게 할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 제 2 실시예로서, 이를 참조하면, 상기 라이너(130) 측면에 형성된 요철(134a,134b)을 외부로 돌출된 돌출면(134a)과, 내부로 함몰된 함몰면(134b)이 엇갈리게 배열되도록 하여 전극 면적을 최대화시킴으로써 더욱 극대화된 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 제 3 실시예로서, 이를 참조하면, 상기 라이너(130) 측면에 형성된 요철(132)을 외측으로 돌출되고 하방향으로 향하는 경사면(136)을 형성함으로써 파티클이 라이너에 생성되는 것을 최소화할 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 제 4 실시예로서, 이를 참조하면, 상기 라이너(130) 측면상에 외부로 돌출된 경사면(136')을 형성함으로써 도 4에 기술한 것과 같은 효 과를 얻을 수 있게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 제 5 실시예로서, 이를 참조하면, 상기 라이너(130) 측면을 다각형태로 이루어진 벌집모양(Honeycomb)의 요철(138)을 돌출시킴으로써 전극 면적을 최대화하고 라이너의 부피를 최소화할 수 있게 한다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.
본 발명은 앞서 본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명은 기판 면적이 증가한 만큼 상대적으로 줄어든 접지 전극의 면적을 보상하기 위해 진공챔버 내벽의 라이너 표면을 요철형상으로 만듬으로써 진공챔버내측 공간을 최소화하고 접지 면적을 증가시켜 플라즈마의 균일도와 전압(Self DC Bias)이 떨어지는 것을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 라이너의 표면적을 증가시킴으로써 상부전극과 하부전극 간의 사이 간격을 일정하게 하여 기판 크기에 관계없이 균일한 전압(Self DC Bias)을 형성할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 라이너 측면상에 허니컴(Honeycomb) 형상을 돌출시켜 라이너 부피를 최소화하고 최대의 전극면적을 얻을 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 라이너 상에 요철을 경사면형태를 갖게 함으로써 파티클이 라이너에 생성되는 것을 최소화할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 진공챔버 내부에 상부전극과 하부전극을 구비하며, 상기 전극 중 어느 하나에는 RF전원에 의해 전압(Self DC Bias)이 걸리고, 대향되는 전극은 접지되며, 상기 진공챔버 측벽에 탈부착 가능하게 접지되는 라이너를 포함하여 이루어지는 진공챔버의 구조에 있어서,
    상기 라이너는 상기 진공챔버와 접지되는 반대측면에 요철을 구비하며,
    상기 요철은 다각형상 또는 반구형상 중 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공챔버의 내부구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 요철은 외부로 돌출된 돌출면에서 연장되어 하부로 향하는 경사면을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공챔버의 내부구조.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 요철은 다각형상과 반구형상이 엇갈리게 배열된 것을 특징으로 하는 진공챔버의 내부구조.
  5. 진공챔버 내부에 상부전극과 하부전극을 구비하며, 상기 전극 중 어느 하나에는 RF전원에 의해 전압(Self DC Bias)이 걸리고, 대향되는 전극은 접지되며, 상기 진공챔버 측벽에 탈부착 가능하게 접지되는 라이너를 포함하여 이루어지는 진공챔버의 구조에 있어서,
    상기 라이너는 상기 진공챔버와 접지되는 반대측면에 요철을 구비하며,
    상기 요철은 상기 라이너 측면을 기준으로 돌출된 경사면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공챔버의 내부구조.
  6. 진공챔버 내부에 상부전극과 하부전극을 구비하며, 상기 전극 중 어느 하나에는 RF전원에 의해 전압(Self DC Bias)이 걸리고, 대향되는 전극은 접지되며, 상기 진공챔버 측벽에 탈부착 가능하게 접지되는 라이너를 포함하여 이루어지는 진공챔버의 구조에 있어서,
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