KR100724284B1 - 플라즈마 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 그 구성 상부전극과, 하부전극이 포함된 진공챔버 내부에서 기판 표면상에 소정의 공정을 실시하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 진공챔버는 외측프레임과 내측프레임으로 구성되어, 상기 외측프레임과 내측프레임이 각각 다른 구조를 갖도록 하는 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 다층구조를 갖는 챔버를 구성하여 상기 챔버에 작용하는 진공압과 열을 분산시키면서 플라즈마의 영향을 최소화하고, 또한, 챔버의 다층 구조를 통해 상기 챔버의 크기와 무게를 최소화하여 제작비용을 절감하고 유지 보수를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
플라즈마 처리장치, 프레임, 다층 구조

Description

플라즈마 처리장치{Plasma Processing apparatus}
도 1은 본 발명의 플라즈마 처리장치를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 플라즈마 처리장치에 따른 다른 실시예를 나타내는 단면도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 진공챔버 11,110 : 외측프레임
12,120 : 내측프레임 13 : 상부전극
14 : 하부전극 15,150 : 게이트밸브
100 : 처리실 130 : 로봇
200 : 기판
본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다층구조를 갖는 챔버를 구성하여 상기 챔버에 작용하는 진공압과 열을 분산시키면서 플라즈마의 영향을 최소화할 수 있는 플라즈마 처리장치에 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.
이때 상기 각각의 챔버는 기판의 크기에 의해 그 크기가 결정되며, 또한 상기 로드락 챔버와 반송챔버는 그 내부가 고진공과 대기압을 수시로 병행하거나 항시 고진공 상태를 유지하고 있어서, 고진공에 의한 진공압이 챔버 벽면에 작용하게 되며, 그리고 상기 공정챔버는 진공압과 플라즈마에 의해 영향을 받게 되는데,이처럼 챔버에 작용하는 진공압을 견딜 수 있으면서, 플라즈마 처리시 플라즈마에 의한 내벽의 손상을 방지할 수 있는 소재를 사용하여 챔버를 구성하게 된다.
그러고 현대에 들어서 기판의 크기가 점점 대형화되고 있어서, 상기 기판 크기와 맞는 공정을 실시하기 위해 상기 각각의 챔버 크기 또한 상대적으로 커질 수밖에 없으며, 그로 인한 챔버 설계 및 제작의 어려움과 제작비용의 증가로 이어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 다층구조를 갖는 챔버를 구성하여 상기 챔버에 작용하는 진공압과 열을 분산시키면서 플라즈마의 영향을 최소화할 수 있는 플라즈마 처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.
본 발명의 플라즈마 처리장치는, 상부전극과, 하부전극이 포함된 진공챔버 내부에서 기판 표면상에 소정의 공정을 실시하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 진공챔버는 외측프레임과 내측프레임으로 구성되어, 상기 외측프레임과 내측프레임이 각각 다른 구조를 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 외측프레임은 다각관 또는 플레이트 중 선택된 어느 하나로 이루어진다.
본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 외측프레임은 하나 이상이 등간격으로 배열되어, 상기 내측프레임을 지지할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 내측프레임은 알루미늄(AL), 스텐레스 합금(SUS) 중 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 내측프레임은 박막 형태의 플레이트(Plate)를 밀폐시켜 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 플라즈마 처리장치는, 기판의 반입과 반송을 반복적으로 수행하는 로봇이 구비된 처리실을 포함하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 처리실은 외측프레임과 내측프레임으로 구성되어 상기 외측프레임과 내측프레임이 각각 다른 구조를 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 처리실은 로드락 챔버 또는 반송챔버 중 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 외측프레임은 다각관 또는 플레이트 중 선택된 어느 하나로 이루어지며, 상기 외측프레임은 하나 이상이 등간격으로 배열되어, 상기 내측프레임을 지지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 내측프레임은 알루미늄(AL), 스텐레스 합금(SUS) 중 선택된 어느 하나로 될 수도 있다.
본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 내측프레임은 박막 형태의 플레이트(Plate)를 밀폐시켜 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 진공챔버(10)는 항시 고진공 상태를 유지하도록 되어 있으며, 상기 게이트 밸브(15)에 의해 기판(200)이 반입되어, 하부전극(14)에 안착 된다.
그리고 상기 진공챔버(10) 내부에 위치한 상부전극(13)과 하부전극(14) 중 어느 하나의 전극 상에 RF전원을 인가하면, 대향되는 전극은 접지된 상태에서 상기 기판(200)에 소정 공정을 실시하게 되는데, 이때 상기 고진공에 의한 진공압과 RF전원와 공정가스에 의해 발생된 플라즈마에 의해 진공챔버 내벽이 영향을 받게 된다. 따라서 상기 진공챔버(10)는 그 내벽을 상기 플라즈마로부터 최소한의 영향을 받으며 진공상태를 유지할 수 있어야 한다.
그러므로 상기 진공챔버(10)를 외측프레임(11)과 내측프레임(12)으로 각각 다른 구조를 갖도록 하고, 상기 내측프레임(12)은 플라즈마의 영향을 상쇄시킬 수 있도록 하는 구조를 갖는데, 이는 내측프레임(12)을 얇은 박만 형태의 플레이트(Plate)로 마련하고, 이를 결합시켜 상기 진공챔버(10)를 진공 밀폐시켜 진공상태를 유지할 수 있게 하며, 상기 외측프레임(11)은 상기 내측프레임(12)과 달리 고진공 상태의 진공압과 열로부터 영향을 상쇄시킬 수 있도록 하는 내부가 비어 있는 다각형상의 관(Pepi) 또는 소정 두께를 가지는 플레이트(Plate)를 상기 내측프레임(12)의 외주를 따라 등간격으로 배열하여 내측프레임(12)을 지지하면서 진공챔버(10) 내측으로부터 발생하는 진공압과 열을 상쇄시킬 수 있게 하는 것이 바람직하다.
이때 상기 내측프레임의 결합시 고진공 상태의 진공압이 손실되는 것을 방지하기 위해 밀폐시키는 것이 바람직하며, 또한 상기 내측프레임은 진공압에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 최소한의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
또한 상기 진공챔버(10)는 도면상에 기재하지는 않지만 상하로 분할되어 탈착 가능한 구조를 가지며, 상술한 구성을 통해 최소한의 공간과 무게를 갖게 할 수 있어 진공챔버의 유지 보수가 용이하게 할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 제 2 실시예로서, 이를 참조하면, 상기 처리실(100)은 로드락 챔버 또는 반송챔버 중 어느 하나로 채택될 수 있으며, 본 발명의 구성은 반송챔버의 구성을 예를 들어 설명하기로 한다.
상기 처리실(100)은 그 중앙에 위치하여 로드락 챔버로부터 반입된 기판을 공정챔버로 반출시키고 다시 공정 처리가 끝나 기판을 공정챔버로부터 반입시켜 반송시키는 로봇(130)이 지지대(미도시)에 의해 구비되어 있으며, 상기 기판(200)의 반입 및 반출은 상기 처리실(100)에 다수개 구비된 게이트 밸브(150)에 의해 수행된다. 또한 상기 처리실(100)은 다수개로 분할될 수 있는 구성을 하고 있으며, 상술한 진공챔버와 같이 항시 고진공 상태를 유지하고 있다.
따라서 상기 처리실(100)은 고진공에 의해 그 내부가 진공압을 받게 되는데, 상기 진공압에 의한 처리실의 손상을 방지하고 최소한의 무게를 가질 수 있도록 하기 위하여 상기 처리실(100)을 내측프레임(120)과 외측프레임(110)으로 다른 구성을 형성하여, 상기 내측프레임(120)은 상기 고진공 상태가 손실되지 않는 최소한의 두께를 갖도록 하고, 상기 외측프레임(110)은 상기 내측프레임(120)과 결합되어 내측프레임을 지지하면서 진공압을 상쇄시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
예컨대 상기 내측프레임(120)은 진공압의 작용시 최소한의 압력 조건을 갖도록 하는 박판 형태의 플레이트(Plate)로 구성하고, 그리고 상기 외측프레임(110)은 고진공 상태에서 작용하는 진공압에 의해 처리실이 손상되는 것을 방지하고 최소한의 무게를 갖도록 내부가 비어 있는 다각형태의 관(Pepi) 또는 소정 두께를 갖는 플레이트(Plate)를 상기 내측프레임(120)을 외주를 따라 등간격으로 배열 결합시켜 상기 내측프레임(120)을 지지할 수 있도록 한다.
그리고, 상기 내측프레임(120)은 각각 알루미늄(AL)과 스텐레스 합금(SUS) 등을 이용함으로써 비용을 절감시킬 수 있도록 한다.
이때 상기 내측프레임의 결합시 고진공 상태의 진공압이 손실되는 것을 방지하기 위해 밀폐시키는 것이 바람직하며, 또한 상기 내측프레임은 진공압에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 최소한의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
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 다층구조를 갖는 챔버를 구성하여 상기 챔버에 작용하는 진공압과 열을 분산시키면서 플라즈마의 영향을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 챔버의 다층 구조를 통해 상기 챔버의 크기와 무게를 최소화하여 제작비용을 절감하고 유지 보수를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 외측프레임은 진공압을 분산시키고, 내측프레임은 진공상태를 유지시킬 수 있는 박판 형태로 형성함으로써 더욱 효율적인 챔버 제작비용을 가질 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 내부에 상부전극과, 하부전극이 포함된 진공챔버 내부에서 상기 하부전극 상에 안착된 기판 표면상에 소정의 공정을 실시하는 플라즈마 처리장치에 있어서,
    상기 진공챔버는 내부에서 발생되는 플라즈마의 영향을 상쇄시키기 위한 내측프레임과; 진공압을 상쇄시키기 위한 외측프레임을 포함하며, 상기 외측프레임과 내측프레임이 각각 다른 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측프레임은 다각관 또는 플레이트 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 외측프레임은 하나 이상이 등간격으로 배열되어, 상기 내측프레임을 지지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측프레임은 알루미늄(AL), 스텐레스 합금(SUS) 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 내측프레임은 박막 형태의 플레이트(Plate)를 밀폐시켜 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측프레임은 내부가 비어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  7. 기판의 반입과 반송을 반복적으로 수행하는 처리실을 포함하는 플라즈마 처리장치에 있어서,
    상기 처리실은 외측프레임과 내측프레임으로 구성되어 상기 외측프레임과 내측프레임이 각각 다른 구조를 가지며,
    상기 처리실은 로드락 챔버 또는 반송챔버 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 외측프레임은 다각관 또는 플레이트(Plate) 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 외측프레임은 하나 이상이 등간격으로 배열되어, 상기 내측프레임을 지지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 내측프레임은 알루미늄(AL), 스텐레스 합금(SUS) 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  11. 제 6 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 내측프레임은 박막 형태의 플레이트(Plate)를 밀폐시켜 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
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