KR100703654B1 - 챔버내 덕트와 압력 조절구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 챔버내 덕트와 압력 조절구조에 관한 것으로, 그 구성 상부전극과 하부전극이 구비된 진공챔버와, 상기 하부전극은 상기 진공챔버 하면에서 이격된 상태로 위치된 상태에서 고진공 상태를 유지하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 챔버 하면 상에 위치하며 하나 이상의 개구부가 구비된 배플(Baffle)과; 상기 배플과 배플의 사이에서 상호 연결되도록 하는 덕트;를 포함하여 이루어지는 챔버내 덕트와 압력 조절구조에 관한 것이다.
본 발명은 플라즈마 처리장치에 공급된 처리가스를 고진공을 유지하며 외부로 배출시킴과 동시에 공정 압력의 균일도를 높이고, 처리가스와 챔버 내부에 구비된 장치들과의 아킹 및 플라즈마 발생 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
플라즈마 처리장치, 차폐막, 덕트, 개구부, 배플

Description

챔버내 덕트와 압력 조절구조{Control Pressure of Structure And Chamber Interior Duct}
도 1a는 종래 기술의 플라즈마 처리장치를 나타내는 단면도.
도 1b는 종해 기술의 플라즈마 처리장치의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
도 2a는 본 발명의 챔버내 덕트와 압력 조절구조를 나타내는 단면도.
도 2b는 도 2a에 도시된 A부분을 나타내는 부분 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 챔버내 덕트와 압력 조절구조를 나타내는 평면도.
도 4a는 도 2b에 도시된 배플을 나타내는 부분 확대 사시도.
도 4b는 도 4a에 도시된 배플의 다른 실시예를 나타내는 부분 확대 사시도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 진공챔버 110 : 상부전극
112 : 샤워헤드 120 : 하부전극
120a : 공간부 122 : 차폐막
124 : 배플 124a : 개구부
130 : 덕트 200 : 기판
본 발명은 챔버내 덕트와 압력 조절구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 발명은 플라즈마 처리장치에 공급된 처리가스를 고진공을 유지하며 외부로 배출시킴과 동시에 공정 압력의 균일도를 높이고, 처리가스로 인한 챔버 내부에 구비된 장치들과의 아킹 및 플라즈마 발생 현상을 방지할 수 있는 챔버내 덕트와 압력 조절구조에 관한 것이다.
일반적인 플라즈마 처리장치의 공정을 보면,카세트에 적재되어 있는 피처리 기판을 이송하는 로봇이 구비되고, 상기 로봇에 의해 피처리 기판을 반입시키기 위해 진공압과 대기압을 수시로 병행하는 로드락 챔버가 구비되며, 상기 로드락 챔버로 반송된 피처리 기판을 공정챔버에 공급하고 다시 공정이 끝난 기판을 반입하여 로드락 챔버로 반출 시키는 반송챔버와, 피처리 기판상에 RF전원과 공정 가스를 이용해 소정의 공정을 실시하는 공정챔버로 이루어진다.
상술한 챔버 중 공정챔버(이하, 진공챔버라 함)를 도 1a 또는 도 1b를 참조하여 설명하면, 상기 진공챔버(1)는 항시 고진공 상태를 유지하며 상부에 구비된 상부전극(2)과 하부전극(3) 중 어느 하나의 전극에 RF전원이 인가되고 다른 전극은 접지된 상태에서 상기 상부전극에 구비된 샤워헤드(2a)를 통해 처리가스가 공급된다. 이때 상기 진공챔버 내부에 충진된 처리가스와 상기 RF전원에 의해 하부전극(3) 상부에 안착된 기판(200) 표면층에 소정의 공정을 실시하게 되는데, 상기 하부전극(3)에는 상기 기판(200)을 냉각시킬 수 있는 냉각관로(미도시)와 상기 기판(200)을 탈착시키는 정전척, 그리고 기판을 승하강시키는 리프트핀(미도시)이 마련 된다.
또한, 상기 하부전극(3)은 상술한 것들을 구동시킬 수 있는 전선과 배관들이 그 하부에 구비되도록 하고 있다. 상기 진공챔버(1)는 하부 측면 상에 배기관(11)을 연결시켜 플라즈마 가스를 외로 배출시키게 되는데, 이는 상기 진공챔버에 공급되는 처리가스에 의한 내부 고진공 손실을 보상하고 처리가스가 플라즈마화된 상태에서 기판(200)에 공정 실시중 파티클 등으로 인해 처리가스가 오염되는 것을 방지하기 위해 계속적인 배출을 하게 되는 것이다.
이러한 처리가스를 배출하기 위해 배기관(11,11')을 도 1a와 도 1b에서와 같이 위치시킬 수 있으며, 또한 도면상에 기재하고 있지만 하부전극(3) 하면 중앙부위에 위치시킬 수도 있게 된다.
그러나 상기 배기관을 통해 처리가스를 배기시킬 때 상기 하부전극 상에 위치한 공간부(3b)에 의해 상기 플라즈마 가스의 공정 압력이 불균일하게 되는 문제점이 있으며, 또한 상기 공간부에 위치한 리프트핀(미도시)과 이를 구동하기 위한 장치, 그리고 기판을 냉각시키기 위한 장치 등에 플라즈마가 발생하여 아킹(Arching)을 유발하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 플라즈마 처리장치에 공급된 처리가스를 고진공을 유지하며 외부로 배출시킴과 동시에 공정 압력의 균일도를 높이고, 처리가스로 인한 챔버 내부에 구비된 장치들과의 아킹 및 플라즈마 발생 현상을 방지할 수 있는 챔버내 덕트와 압력 조절구조를 제공하는데 있다
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.
본 발명의 챔버내 덕트와 압력 조절구조는, 상부전극과 하부전극이 구비된 진공챔버와, 상기 하부전극은 상기 진공챔버 하면에서 이격된 상태로 위치된 상태에서 고진공 상태를 유지하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 챔버 하면 상에 위치하며 하나 이상의 개구부가 구비된 배플(Baffle)과; 상기 배플과 배플의 사이에서 상호 연결되도록 하는 덕트;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 챔버내 덕트와 압력 조절구조에 있어서, 상기 덕트는 다각 또는 원통 형상을 가지는 하나 이상의 관(Pipe) 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명의 챔버내 덕트와 압력 조절구조에 있어서, 상기 개구부는 원통(Hole) 또는 장공(Slot)을 선택적으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 챔버내 덕트와 압력 조절구조에 있어서, 상기 배플 및 덕트는 절연체로 이루어지는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2a 내지 도 3을 참조하면, 상기 진공챔버(100)는 항시 고진공 상태를 유지하며 상부에 구비된 상부전극(110)과 하부전극(120) 중 어느 하나의 전극에 RF전원이 인가되고 다른 전극은 접지된 상태에서 상기 상부전극에 구비된 샤워헤드 (112)를 통해 처리가스가 공급된다. 이때 상기 진공챔버 내부에 충진된 처리가스와 상기 RF전원에 의해 하부전극(120) 상부에 안착된 기판(200) 표면층에 소정의 공정을 실시하게 되는데, 상기 하부전극(120)에는 상기 기판(200)을 냉각시킬 수 있는 냉각관로(미도시)와 상기 기판(200)을 탈착시키는 정전척, 그리고 기판을 승하강시키는 리프트핀(미도시)이 마련된 상태에서 상기 하부전극(120)과 진공챔버(100) 하면을 연결하는 차폐막(122)을 구비시키고 상기 하부전극(120) 상에 밀폐된 공간부(120a)을 형성한 후 상기 차폐막(122)과 진공챔버 하면 상에 다수개의 배플(124)을 결합시킨 후 상기 배플과 배플을 연결시키는 덕트(130)을 연결시켜 진공챔버 내부로부터 외부로 연결되는 관로를 형성하여 상기 배플에 형성된 개구부(124a)을 이용해 가스 배기중 공정 압력 분배 균일성을 조절할 수 있도록 함으로써 공정압력의 불균일성을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 하부전극(120)의 공간부(120a)를 밀폐시킴으로써 하부전극에 마련된 리프트핀과 냉각장치 등이 플라즈마에 의해 아킹(Arching) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
여기서 상기 덕트(130)는 다각형 또는 원통형상을 가지는 관(Pipe)로 마련될 수 있으며, 상기 덕트가 플라즈마의 영향을 받지 않도록 절연체로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 개구부(124a,124a')를 도 4a 또는 도 4b에 도시된 바와 같이 다수개의 원통(Hole) 또는 장공(Slot)으로 형성함으로써 공정 압력을 조절할 수 있게 할 수 있으며, 이 또한 절연체로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 개구부(124a)과 덕트(130)의 결합시 진공압의 누수 또는 가스의 누수를 방지할 수 있게 패킹(미도시) 처리하는 것이 바람직하며, 상기 패킹은 고진공을 견딜 수 있으면서 플라즈마 가스의 영향을 받지 않는 것이면 어떠한 것도 가능하다.
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 플라즈마 처리장치에 공급된 처리가스를 고진공을 유지하며 외부로 배출시킴과 동시에 공정 압력의 균일도를 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 처리가스와 챔버 내부에 구비된 장치들과의 아킹 및 플라즈마 발생 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 상부전극과 하부전극이 구비된 진공챔버와, 상기 하부전극은 상기 진공챔버 하면에서 이격된 상태로 위치된 상태에서 고진공 상태를 유지하는 플라즈마 처리장치에 있어서,
    상기 하부전극과 상기 진공챔버 하면을 연결하는 차폐막과;
    상기 차폐막 및 상기 진공챔버 하면 상에 설치된 다수개의 배플(Baffle)과;
    상기 차폐막에 설치된 상기 배플과 상기 진공챔버 하면 상에 설치된 상기 배플을 상호 연결되도록 하는 덕트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버내 덕트와 압력 조절구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 덕트는 하나 이상의 관(Pipe) 형태로 이루어지며, 상기 관 형태는 다각 또는 원통 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 챔버내 덕트와 압력 조절구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구부는 원통(Hole) 또는 장공(Slot) 중 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 챔버내 덕트와 압력 조절구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배플은 절연체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 챔버내 덕트와 압력 조절구조.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 덕트는 절연체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 챔버내 덕트와 압력 조절구조.
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