KR100752936B1 - 플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공 상태의 챔버 내에 구비된 전극 주위를 감싸도록 형성되는 차폐부재를 조합하여 플라즈마를 차폐하는 플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 플라즈마 처리장치 내부에 구비되어 전극 주위를 플라즈마로부터 보호하는 플라즈마 차폐수단에 있어서, 상기 플라즈마 차폐수단은, 상기 전극의 표면 가장자리부를 감싸도록 구비되며 복수개의 조각으로 이루어진 수평방향 차폐부; 상기 전극의 둘레 측벽을 감싸도록 구비되며 복수개의 조각으로 이루어지는 수직방향 차폐부; 를 포함하며, 상기 수평방향 차폐부의 각 조각이 서로 중첩되도록 밀착시켜 수직방향의 플라즈마를 차단하고, 상기 수직방향 차폐부의 밀착된 각 조각이 수평방향 차폐부의 외측면을 감싸 수평방향의 플라즈마를 차단하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단에 관한 것이다.

플라즈마 처리장치, 플라즈마 차폐수단, 플라즈마, 상, 하부 전극, 이중 굴곡부, 직진성

Description

플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단{Plasma shielding device of plasma processing apparatus}

도 1은 종래의 플라즈마 차폐수단이 구비된 플라즈마 처리장치를 개략적으로 도시한 측단면도이다.

도 2는 상기 플라즈마 차폐수단 중 수평 차폐부재의 부분을 분리한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단을 부분 분리한 상태로 하부 전극 상에서 분리된 분리 사시도이다.

도 4는 상기 플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단을 부분 분리한 상태를 도시한 평면도이다.

도 5는 상기 플라즈마 차폐수단이 구비된 하부 전극의 측단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

134 : 수평방향 차폐부 140 : 모서리부 조각

142 : 굴곡부 144 : 단차부

150 : 변부 조각 152 : 굴곡부

154 : 단차부 234 : 수직방향 차폐부

240 : 모서리부 조각 250 : 변부 조각

본 발명은 플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공 상태의 챔버 내에 구비된 전극 주위를 감싸도록 형성되는 차폐부재를 조합하여 플라즈마를 차폐하는 플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단에 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 상부전극에 고주파 전력을 인가하여 처리실 내의 처리 가스를 플라스마 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 진 공분위기를 형성시킬 수 있는 챔버(10)와, 상기 챔버(10) 내 상측에 구비되며 고주파 전원이 인가되는 상부전극(20)과, 상기 상부전극(20)과 이격된 하측에 구비되어 기판이 위치되는 탑재대 기능까지 하는 하부전극(30)으로 이루어진다.

여기서, 상기 상부전극(20)과 하부전극(30)에는 그 대향되는 저면 가장자리부와 상면 가장자리부 그리고 외측벽을 각각 감싸면서 플라즈마로부터 공격을 방지할 수 있도록 수직 차폐부재(22, 32)와 수평 차폐부재(24, 34)가 각각 구비되고 각각의 수직 차폐부재(22, 32)와 수평 차폐부재(24, 34)를 볼트(도면에 미도시)에 의해 상, 하부전극(20, 30)에 각각 체결 고정하였다.

즉, 상기 수직 차폐부재(22, 32)와 수평 차폐부재(24, 34)는 세라믹으로 형성되되 그 중 상기 수직 차폐부재(22, 32)와 수평 차폐부재(24, 34)를 상, 하부전극(20, 30)에 각각 위치 고정할 때에는 그 상, 하부전극(20, 30)의 적정 위치에 고정할 수직 차폐부재(22, 32)와 수평 차폐부재(24, 34)를 그 외측에서 일렬 또는 다수 열로 다수개의 볼트를 체결한 것이다.

한편, 하측의 수평 차폐부재(34)는 도 2에 도시된 바와 같이 사각 틀 형상을 갖도록 다수개의 모서리 조각(40)과 변부 조각(50)으로 분할되어 상호 조합되며 상기 모서리부 조각(40)은 그 횡단면의 형상이 서로 대향되는 절곡형 "ㄱ" 자로 이루어지고 그 사이에는 이격된 간격만큼 길이를 갖는 변부 조각(50)으로 구성된다.

여기서, 상기 모서리부 조각(40)과 변부 조각(50)은 그 평면과 측면에서 보았을 때 양단에 일단 단차가 각각 형성되어 밀착시 그 단차에 의해 직진성을 갖는 플라즈마의 침투를 차단하게 된다.

그러나 상기 모서리부 조각(40)과 변부 조각(50)과의 돌출되는 부분의 수평 접촉면은 수평 형성된 상태로 밀착하여 그 접촉면을 통해 직진성을 갖는 플라즈마가 침투하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 플라즈마 처리장치 내에 설치되어 있는 전극 및 장비를 플라즈마로부터 보호하기 위한 플라즈마 차폐수단의 모서리부 조각과 변부 조각의 배열시 이중 단차 방식에 의해 플라즈마가 침투하는 것을 방지할 수 있게 한 을 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 플라즈마 처리장치 내부에 구비되어 전극 주위를 플라즈마로부터 보호하는 플라즈마 차폐수단에 있어서, 상기 플라즈마 차폐수단은, 상기 전극의 표면 가장자리부를 감싸도록 구비되며 복수개의 조각으로 이루어진 수평방향 차폐부; 상기 전극의 둘레 측벽을 감싸도록 구비되며 복수개의 조각으로 이루어지는 수직방향 차폐부; 를 포함하며, 상기 수평방향 차폐부의 각 조각이 서로 중첩되도록 밀착시켜 수직방향의 플라즈마를 차단하고, 상기 수직방향 차폐부의 밀착된 각 조각이 수평방향 차폐부의 외측면을 감싸 수평방향의 플라즈마를 차단함으로써, 직진성을 갖는 플라즈마에 의해 미치는 악영향으로부터 전극을 보호하므로 바람직하다.

또한, 본 발명에서의 상기 모서리부 조각은, 그 양단 상부에 내측과 외측의 굴곡부가 각각 형성되며, 상기 굴곡부의 하부에서 그 굴곡부 방향으로 돌출 형성되어 단차진 단차부가 각각 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서의 상기 변부 조각은, 그 양단 상부에 상호 대각의 굴곡부가 각각 형성되며, 상기 굴곡부의 하부에서 그 굴곡부 방향으로 돌출 형성되어 단차진 단차부가 각각 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서의 상기 모서리부 조각과 변부 조각은, 그 각각의 양단 하부에 굴곡부가 각각 형성되고 상기 굴곡부의 상부에 단차부가 각각 형성됨으로써, 상기 굴곡부가 모서리부 조각과 변부 조각 각각의 양단 하부에 형성되고 상기 단차부가 상기 굴곡부의 상부에 형성되어도 각각의 모서리부 조각과 변부 조각의 중첩된 후 밀착이 가능하므로 바람직하다.

이하, 본 발명의 플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단을 첨부도면을 참조하여 일 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단은 도 3에 도시된 바와 같이 플라즈마 처리장치(도면에 미도시) 내부에 설치되어 있는 직사각형 형상인 상부 전극(도면에 미도시)과 하부 전극(130)의 네 변과 상부 전극의 저면 가장자리부와 하부 전극(130)의 상면 가장자리부를 각각 감싸도록 형성되며, 복수개의 조각으로 이루어지되 각 조각은 상호 밀착되도록 구비되어 수직, 수평 방향의 플라즈마 침투를 방지하도록 설치된다.

여기서, 상기 플라즈마 처리장치와 상부 전극은 종래의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 플라즈마 차폐수단은 내플라즈마성 재료로 형성되며 상기 내플라즈마성 재료로는 세라믹(Ceramic) 또는 베스펠(Vespel) 등이 바람직하다. 특히, 상기 플라즈마 차폐수단이 하부 전극(130)에 설치될 경우 상기 하부 전극(130)과 수평 동일선상에 마련될 수 있지만 이 하부 전극(130)에서 소정 높이 만큼 더 돌출되게 형성시키는 것이 바람직하다.

이 이유는 상기 하부 전극 상에 위치되어 플라즈마 처리되는 기판의 두께를 감안하여 상기 플라즈마 차폐수단을 하부 전극보다 약간 높게 형성시켜 상기 하부 전극 상에 위치된 상기 기판의 측면 및 배면이 플라즈마에 의하여 공격받는 것을 방지하기 때문이다.

상기 플라즈마 차폐수단은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 수평방향 차폐부(134)와 수직방향 차폐부(234)로 이루어지며, 상기 수평방향 차폐부(134)는 적정 두께를 갖는 판상으로 형성되고 다수개로 분할되며 그 분할된 다수개를 서로 중첩되게 밀착시킨 상태로 조합하여 플라즈마로부터 상부 전극 및 하부 전극(130)을 보호하게 된다.

그리고 상기 수직방향 차폐부(234)도 마찬가지로 직립된 판상으로 형성되고 다수개로 분할되며 그 분할된 다수개를 서로 밀착시킨 상태로 조합하여 플라즈마로부터 전극을 보호하게 된다.

한편, 상기 수직 방향 차폐부(234)의 접촉면도 직진성을 갖는 플라즈마의 침투를 방지하기 위해 그 결합면 형상이 사선이나 단차로 형성되도록 한다.

여기서, 이 플라즈마 차폐수단이 분할되는 것은 기판이 대형화 추세에 대응하기 위함이다.

한편, 상기 수평방향 차폐부(134)는 전극의 모서리부와 그 모서리부를 제외한 나머지 부분에 구비되는 모서리부 조각(140)과 변부 조각(150)으로 이루어진다.

그리고 상기 모서리 조각(140)과 변부 조각(150) 간의 결합면은 플라즈마를 차폐하기 위한 형상으로 결합되어야 하는데, 플라즈마는 통상적으로 직선방향으로 움직이므로 직선 방향의 통과경로를 굴절되게 변형시키거나 차단할 수 있도록 단차가 형성되게 하면 차폐될 수 있다.

상기 모서리부 조각(140)은 그 횡단면 형상이 "ㄱ"자 형상으로 형성되고, 상기 변부 조각(150)은 길이 방향으로 연장되되 다수개로 분할된 직사각형 형상으로 형성된다.

여기서, 상기 수평방향 차폐부(134)를 모서리부 조각(140)과 변부 조각(150)으로 나눠 분할하는 이유는 상기 하부 전극(130)의 모서리 부분에서 각 조각을 결합시키는 경우에 그 결합부분이 밀착된 상태로 유지되도록 수평방향 차폐부(134)를 관리하기가 곤란함에 따라 그 결합부분이 밀착되지 않고 이격이 발생되는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상기 하부 전극(130)의 모서리 부분에서 각 조각이 이격되 는 것을 방지하기 위해 절곡된 일체형으로 형성시키는 것이다.

그리고 상기 모서리부 조각(140)과 이웃한 변부 조각(150)은 상호 밀착될 수 있도록 이 모서리부 조각(140)에는 그 일단 상부 내측과 타단 상부 외측에 각각 형성되는 굴곡부(142)와 그 굴곡부(142)의 하부에서 상기 굴곡부(142)의 도중까지 돌출되는 단차부(144)가 각각 형성된다.

그리고 상기 변부 조각(150)에는 그 양단 상부에 대각선 방향으로 각각 형성되는 굴곡부(152)와 이 굴곡부(152)의 하부에서 상기 굴곡부(152)의 도중까지 돌출되는 단차부(154)가 각각 형성된다.

여기서, 상기 모서리부 조각(140)의 굴곡부(142)와 변부 조각(150)의 굴곡부(152)는 그 모서리부 조각(140)과 변부 조각(150)의 양단 하부에 형성되고 상기 굴곡부(142, 152)의 상부에 그 굴곡부(142, 152)의 도중까지 돌출되는 단차부(144, 154)가 형성되어 중첩되는 위치가 달라질 수 있다.

그리고 상기 굴곡부(142, 152)의 형상은 모서리를 기점으로 수직 방향에서 수평 방향으로 절곡된 다음 재차 수직 방향으로 절곡된 형상을 갖는다.

한편, 상기 모서리부 조각(140)에 형성되는 굴곡부(142)의 돌출 위치는 좌우 변경될 수 있으며 그 굴곡부(142)의 돌출 위치에 따라 인접하는 변부 조각(150)의 굴곡부(152)와 상응한 형상으로 형성된다. 그리고 상기 변부 조각(150)에 형성되는 굴곡부(152)의 돌출 위치도 좌우 변경될 수 있으며 그 굴곡부(152)의 돌출 위치에 따라 인접하는 모서리 조각(140)의 굴곡부(142)와 상응한 형상으로 형성된다.

이는 상기 모서리부 조각(140)과 이 모서리 조각(140)과 이웃한 변부 조각 (150)이 인접할 경우 이 모서리부 조각(140)에 형성되는 굴곡부(142)의 돌출되는 부분이 일단에 형성된다면 그에 접하는 변부 조각(150)에 형성되는 굴곡부(152)의 돌출되는 부분이 타단에 형성되어 모서리부 조각(140)의 굴곡부(142)와 변부 조각(150)의 굴곡부(152)가 서로 상응되는 형상을 갖도록 하는 것이다.

즉, 상기 모서리 조각(140)의 굴곡부(142)와 단차부(144) 중 상기 굴곡부(142)가 인접한 변부 조각(150)의 단차부(154)에 중첩되고, 상기 변부 조각(150)의 굴곡부(152)와 단차부(154) 중 상기 굴곡부(152)가 모서리 조각(140)의 단차부(142)에 중첩되어 서로 밀착된다.

결과적으로, 상기 수평방향 차폐부(134)의 모서리부 조각(140)과 그 모서리부 조각(140)에 중첩되게 밀착되는 변부 조각(150)은 모서리부 조각(140)의 굴곡부(142)가 변부 조각(150)의 단차부(154)에 중첩된 상태로 접하고, 상기 변부 조각(150)의 굴곡부(152)가 모서리부 조각(140)의 단차부(144)에 중첩된 상태로 접하여 수직방향의 플라즈마의 침투를 방지한다.

그리고 수평방향의 플라즈마는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 수평방향 차폐부(134)의 외측벽 둘레를 감싸도록 내측면 상단에 단차가 형성되는 수직방향 차폐부(234)에 의해 차단된다.

즉, 상기 수평방향 차폐부(134)의 두께만큼 수직방향 차폐부(234)에 단차가 형성되어 그 단차에 수평방향 차폐부(134)의 외벽 하단 모서리가 안착되어 밀착된다.

그러므로 본 발명의 플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단을 전극 중 하부 전극 상에 설치하는 과정에서 상기 플라즈마 차폐수단은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 수평방향 차폐부(134)와 수직방향 차폐부(234)로 이루어지며, 상기 수평방향 차폐부(134)의 모서리부 조각(140)과 변부 조각(150)을 서로 중첩한 상태로 조합하고 밀착시켜 직진성을 갖는 플라즈마가 수직 방향으로 침투하는 것을 방지한다.

이때, 상기 모서리부 조각(140)의 굴곡부(142)가 변부 조각(150)의 단차부(154)에 중첩되게 밀착하는 동시에 상기 변부 조각(150)의 굴곡부(152)가 모서리부 조각(140)의 단차부(144)에 중첩되게 밀착하여 수직 방향의 플라즈마로부터 하부 전극(130)이 손상되는 것을 방지한다.

그리고 상기 수직방향 차폐부(234)의 모서리부 조각(240)과 변부 조각(250)을 서로 사선을 갖거나 단차 형성된 상태로 조합하고 밀착시켜 상기 수평방향 차폐부(134)의 둘레면을 감싸도록 마련함에 따라 직진성을 갖는 플라즈마가 수평 방향으로 침투하는 것을 방지한다.

결국, 상기 플라즈마 차폐수단이 하부 전극(130) 네 변과 표면 가장자리부를 감싸도록 구비되어 수직 방향과 수평 방향으로 침투하려는 플라즈마를 차단하여 전극 표면의 이상 방전 현상을 차단하게 된다.

이와 같은 본 발명의 플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단은 전극 및 챔버 내에 설치되어 있는 장비를 플라즈마로부터 보호할 수 있도록 전극의 상하면 가 장자리부와 외측벽 둘레에 각각 고정되는 수평방향 차폐부와 수직방향 차폐부를 각각 구비한다.

이때, 상기 수평방향 차폐부의 모서리부 조각과 변부 조각 각각에 상응하는 형상을 갖는 굴곡부와 단차부를 형성하고 중첩시켜 수직 방향의 플라즈마 침투를 차단하게 되며, 상기 수평방향 차폐부의 외측벽 둘레를 감싸도록 마련하는 수직방향 차폐부에 의해 수평 방향의 플라즈마 침투를 차단함에 따라 이중으로 인접하여 직진성을 갖는 플라즈마가 수직 방향 및 수평 방향으로 침투하는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 플라즈마 처리장치 내부에 구비되어 전극 주위를 플라즈마로부터 보호하는 플라즈마 차폐수단에 있어서,

   상기 플라즈마 차폐수단은 상, 하부 전극 중 적어도 어느 하나에 구비되며,

   상기 전극의 표면 가장자리부를 감싸도록 구비되며 복수개의 조각으로 이루어지되 절곡된 형태로 그 양단 상부의 내측과 외측에 굴곡부가 각각 형성되며, 상기 굴곡부의 하부에서 그 굴곡부 방향으로 돌출 형성되어 단차진 단차부가 각각 형성되는 복수개의 모서리부 조각과, 이웃한 모서리부 조각 사이에 개재된 판상의 직선 형상에서 세분화되도록 분할되고 그 양단 상부에 상호 대각의 굴곡부가 각각 형성되며, 상기 굴곡부의 하부에서 그 굴곡부 방향으로 돌출 형성되어 단차진 단차부가 각각 형성되는 복수개의 변부 조각으로 이루어지는 수평방향 차폐부;

   상기 전극의 둘레 측벽을 감싸도록 구비되며 복수개의 조각으로 이루어지는 수직방향 차폐부; 를 포함하며,

   상기 수평방향 차폐부의 각 조각이 서로 중첩되도록 밀착시켜 수직방향의 플라즈마를 차단하고, 상기 수직방향 차폐부의 밀착된 각 조각이 수평방향 차폐부의 외측면을 감싸 수평방향의 플라즈마를 차단하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치의 플라즈마 차폐수단.
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