KR100734776B1 - 플라즈마 처리장치 - Google Patents

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KR100734776B1
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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 진공 분위기의 챔버 내에 플라즈마를 형성시켜 피처리물에 소정의 처리를 실시하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 챔버 내부의 상하측에 마련되는 전극과, 상기 전극 중 적어도 어느 하나의 가장자리 수평면을 각각 감싸 플라즈마로부터 보호할 수 있도록 구성되는 다수개의 절연부재와, 상기 절연부재가 맞닿는 접촉면에 각각 개재되어 절연부재의 조립시 위치를 한정 및 안내하는 얼라인부재를 더 포함함으로써, 상기 절연부재의 어라인 정렬 및 위치를 한정하여 플라즈마로 인한 전극보호 및 불필요 부위에 플라즈마가 발생되는 것을 억제할 수 있는 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 전극을 감싸도록 형성되는 절연부재의 조립시 얼라인부재가 삽입되어 상기 절연부재가 지정된 위치에 결합될 수 있을 뿐만 아니라 플라즈마로부터 전극 및 설비를 보호할 수 있는 장점이 있다.
전극, 절연부재, 얼라인부재

Description

플라즈마 처리장치{Apparatus for processing substrate with plasma}
도 1은 종래의 플라즈마 처리장치를 나타낸 단면도.
도 2는 종래의 플라즈마 처리장치의 절연부재를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 플라즈마 처리장치를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 플라즈마 처리장치의 절연부재의 일시예를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 A - A선을 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 플라즈마 처리장치의 절연부재의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 B - B선을 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 플라즈마 처리장치의 절연부재의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명의 C - C선을 나타낸 단면도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10: 챔버 20: 상부전극
30: 하부전극 40: 차폐수단
50: 얼라인부재
본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전극을 감싸도록 형성되는 절연부재의 조립시 얼라인부재가 삽입되어 상기 절연부재가 지정된 위치에 결합될 수 있도록 하며 또한, 플라즈마로부터 전극 및 설비를 보호할 수 있는 플라즈마 차폐장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판표시소자 제조장치 중 건식 식각장치 등 플라즈마를 이용하여 기판에 특정한 처리를 실시하는 플라즈마 처리장치에는 상부 및 하부전극이 챔버 내부에 설치된다. 이러한 플라즈마 처리장치는 하부전극에 고주파 전력을 인가하여 처리실 내의 처리 가스를 플라즈마 화함으로써, 하부전극 상에 위치되어 있는 피처리체에 플라즈마 처리를 실시하는 것이다.
그런데 상기 상부전극과 하부전극 내부 및 전극 주위에는 여러 가지 설비 및 장치가 구비되어 있어서, 플라즈마 처리시 플라즈마로부터 공격을 받는 경우 손상되는 문제점이 있으며, 그러한 손상에 의하여 발생하는 파티클(Particle) 등은 처리되는 기판에 나쁜 영향을 미쳐서 생산되는 기판의 품질을 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 상기 상부전극 및 하부전극 주위에는 플라즈마의 공격으로부터 설비 및 장치를 보호하기 위한 플라즈마 차폐가 강구될 것이 요구되고 있다.
이러한 종래의 플라즈마 처리장치는 도 1에 도시된 바와 같이 그 내부에 진공분위기를 형성시킬 수 있는 챔버(100)와, 상기 챔버(100) 내 상측에 구비되는 상 부전극(200)과, 상기 상부전극(200)과 이격된 하측에 구비되어 기판이 상부에 마련되며 외부로부터 고주파 전원이 인가되는 하부전극(300)으로 이루어진다.
여기서, 상기 상부전극(200)과 하부전극(300)에는 플라즈마로부터 공격을 방지할 수 있도록 차폐수단(500)이 체결 고정되는데, 상기 차폐수단은 도 2에 도시된 바와 같이 사각 틀 형상을 갖도록 다수개의 절연부재(410)가 조합되어 차폐수단(500)을 이루게 되며 상기 절연부재(410)가 맞닿는 결합면(420)으로는 계단식의 단차부(43)가 형성되어 결합하게 된다.
그러나 상기 절연부재는 전극과 열팽창 계수의 차이로 인해 절연부재를 여러 개로 분할해야 하고, 상기 분할 부위에는 열에 의한 부품 간의 충격 및 파손이 발생하게 되며 이로 인해 절연부재간의 틈새가 생겨 플라즈마가 발생되어 파티클이 발생하거나 아킹이 발생되어 전극 및 설비가 손상되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전극을 감싸도록 형성되는 절연부재의 조립시 얼라인부재가 삽입되어 상기 절연부재가 지정된 위치에 결합될 수 있도록 하며 또한, 플라즈마로부터 전극 및 설비를 보호할 수 있는 플라즈마 차폐장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 진공 분위기의 챔버 내에 플라즈마를 형성시켜 피처리물에 소정의 처리를 실시하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 챔버 내부의 상하측에 마련되는 전극과, 상기 전극 중 적어도 어느 하나의 가 장자리 수평면을 각각 감싸 플라즈마로부터 보호할 수 있도록 구성되는 다수개의 절연부재와, 상기 절연부재가 맞닿는 접촉면에 각각 개재되어 절연부재의 조립시 위치를 한정 및 안내하는 얼라인부재를 더 포함함으로써, 상기 절연부재의 어라인 정렬 및 위치를 한정하여 플라즈마로 인한 전극보호 및 불필요 부위에 플라즈마가 발생되는 것을 억제할 수 있는 특징이 있다.
또한, 상기 절연부재가 맞닿는 상면으로는 소정의 깊이를 가지는 원형 또는 사각형 등의 홈이 형성되고, 상기 홈에는 그 홈과 상응하는 얼라인부재가 개재되어 상기 절연부재의 조립시 위치를 안내하고 지정된 위치에 절연부재가 조립되게 함으로써, 불필요 부위에 플라즈마가 발생되는 것을 억제할 수 있는 특징이 있다.
또한, 상기 절연부재가 맞닿는 저면으로는 원형 또는 사각형 등의 홈의 단차지게 형성되고, 상기 홈에는 그 홈과 상응하는 얼라인부재가 개재되어 상기 절연부재의 조립시 위치를 안내하고 지정된 위치에 절연부재가 조립되게 함으로써, 불필요 부위에 플라즈마가 발생되는 것을 억제할 수 있는 특징이 있다.
또한, 상기 절연부재가 맞닿는 내측면으로는 일정구간 원형 또는 사각형 등의 홈이 형성되고, 상기 홈에는 그 홈과 상응하는 얼라인부재가 개재되어 상기 절연부재의 조립시 위치를 안내하고 지정된 위치에 절연부재가 조립되게 함으로써, 불필요 부위에 플라즈마가 발생되는 것을 억제할 수 있는 특징이 있다.
이하, 본 발명의 플라즈마 처리장치를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리장치는 도 3에 도시된 바와 같이 대기압 상태와 진공 상태로 변환되는 챔버(10)와, 상기 챔버(10)의 내부 상하측에 설치되어 있는 직사각형 형상인 상, 하부전극(20, 30)과, 상기 상, 하부전극(20, 30)을 감싸는 절연부재(40)가 구비된다.
상기 절연부재(40)는 상기 전극(20, 30)의 네 변 즉 외측벽과 저면 및 상면 가장자리부를 감싸도록 형성되는 수직 절연부재와 수평 절연부재가 각각 구비되는데, 상기 수직 절연부재와 수평 절연부재는 각각 복수개의 조각으로 이루어지되 각 조각은 상호 밀착되도록 구비되어 플라즈마의 침투를 방지하도록 설치된다.
그리고 상기 절연부재(40)가 맞닿는 결합면으로는 얼라인부재(50)가 개재되는데 상기 얼라인부재(50)는 상기 절연부재(40)가 조립시 지정된 위치에 개재되어 상기 절연부재(40)가 조립될 수 있도록 안내 역할을 하며 조립이 완료된 후에는 상기 절연부재(40)의 틈으로 플라즈마가 발생되지 않도록 한다.
이때 상기 절연부재(40)와 얼라인부재(50)는 내플라즈마성 재료로 형성되며, 상기 내플라즈마성 재료로는 세라믹(Ceramic) 또는 베스펠(Vespel) 등이 바람직하다.
본 발명은 상기와 같은 구성으로 다음과 같은 실시예를 설명하며 상기 본 발명은 수평 절연부재뿐만 아니라 수직 절연부재에도 이용될 수 있으며 여기서는 수평 절연부재의 예를 들어 설명하기로 한다.
< 실시예 1 >
먼저 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 다수개의 절연부재(40)가 직사각형 형상으로 형성되고, 상기 절연부재(40)가 맞닿는 결합면(42)으로는 단차부(44)가 형성되어 결합된다.
상기 절연부재(40)가 맞닿는 결합면(42)의 상면으로부터 단차부(44)까지는 원형 형상의 홈(46a)이 형성되되 상기 홈(46a)의 형상은 원형뿐만 아니라 사각형 등의 형상으로 형성될 수 있으며 상기 홈(46a)의 깊이는 필요에 따라 달라질 수 있다.
그리고 상기 홈(46a)으로는 상기 얼라인부재(50a)가 개재되되 상기 홈(46a)과 상응하는 형상으로 같은 크기를 가지고 형성되는 얼라인부재(50a)가 개재되어 플라즈마가 틈새를 타고 들어가는 것을 방지하게 된다.
또한, 상기 홈(46a)은 여기서는 도시하지 않았지만 일정구간을 가지도록 형성되어 상기 얼라인부재(50a)가 결합되는 구조로 형성될 수 있다.
< 실시예 2 >
또한, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 다수개의 절연부재(40)가 직사각형 형상으로 형성되고, 상기 절연부재(40)가 맞닿는 결합면(42)으로는 단차부(44)가 형성되어 결합된다.
상기 절연부재(40)가 맞닿는 결합면(42)의 상면에서 저면 방향으로는 소정구간 단차홈(46b)이 형성되고 여기서는 직사각형의 형상으로 형성되는 예를 들어 설명 하기로 하며 형상은 필요에 따라 달라질 수 있으며, 상기 단차홈(46b)에 대해서 좀더 보충 설명하면 직사각형 형상으로 형성된 홈이 저면을 향해 소정구간 형성되되, 상기 홈의 중간을 기점으로 상부에 형성되는 홈은 하부에 형성되는 홈보다 일 정배율로 크게 형성되어 단차진 홈이 형성되는 것이다.
그리고 상기 단차홈(46b)으로는 얼라인부재(50b)가 상기 단차홈(46b)와 상응하는 형상으로 형성되어 상기 절연부재(40) 틈으로 플라즈마가 들어가는 것을 방지하게 되는데 즉, 상기 얼라인부재(50b)에 형성되는 단차부에 의해서 일차로 플라즈마가 방지되고 다음으로 절연부재(40)에 형성되는 단차부(44)에 의해서 한번 더 플라즈마가 차단되는 것이다.
< 실시예 3 >
또한, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 다수개의 절연부재(40)가 직사각형 형상으로 형성되고, 상기 절연부재(40)가 맞닿는 결합면(42)으로는 단차부(44)가 형성되며, 상기 절연부재(40)의 상면과 단차부(44) 사이에는 홈(46c)이 형성된다.
이때, 상기 절연부재(40)에 형성되는 홈(46c)은 대칭되게 형성되는 것이 바람직하며 상기 홈(46c)은 소정구간을 가지고 형성되고 형상은 사각형 뿐만 아니라 다른 형상으로 형성될 수 있다.
그리고 상기 홈(46c)으로는 상기 홈(46c)과 상응하는 형상으로 같은 크기를 가지는 형성되는 얼라인부재(50c)가 길게 개재됨으로써, 더욱더 플라즈마가 틈새 사이로 들어가는 것을 방지할 수 있는 것이다.
그리고 여기서는 도시하지 않았지만 상기 절연부재(40)가 먼저 조립된 후 절연부재에 형성된 홈(46a, 46b, 46c)에 상기 얼라인부재(50)가 장착되는 구조로 형성될 수 있으며 이때, 상기 홈(46a, 46b, 46c)과 얼라인부재(50)는 억지끼움이 되어 설치된다.
본 발명에 따르면, 전극을 감싸도록 형성되는 절연부재의 조립시 얼라인부재가 삽입되어 상기 절연부재가 지정된 위치에 결합될 수 있을 뿐만 아니라 플라즈마로부터 전극 및 설비를 보호할 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 진공 분위기의 챔버 내에 플라즈마를 형성시켜 피처리물에 소정의 처리를 실시하는 플라즈마 처리장치에 있어서,
    상기 챔버 내부의 상하측에 마련되는 전극과;
    상기 전극 중 적어도 어느 하나의 가장자리 수평면을 각각 감싸 플라즈마로부터 보호할 수 있도록 구성되는 다수개의 절연부재와;
    상기 절연부재가 맞닿는 접촉면에 각각 개재되어 절연부재의 조립시 위치를 한정 및 안내하는 얼라인부재; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 절연부재가 맞닿는 상면으로는 소정의 깊이를 가지는 원형 또는 사각형 등의 홈이 형성되고, 상기 홈에는 그 홈과 상응하는 얼라인부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 절연부재가 맞닿는 저면으로는 원형 또는 사각형 등의 홈의 단차지게 형성되고, 상기 홈에는 그 홈과 상응하는 얼라인부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 절연부재가 맞닿는 내측면으로는 일정구간 원형 또는 사각형 등의 홈이 형성되고, 상기 홈에는 그 홈과 상응하는 얼라인부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  5. 제 2항 내지 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 절연부재 및 상기 얼라인부재는, 내플라즈마성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 내플라즈마성 재료는,
    세라믹(Ceramic)인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
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