KR100773722B1 - 플라즈마 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 그 구성은 진공챔버 내부에 위치한 하부전극 상에 로딩 및 언로딩되는 기판 표면에 소정의 공정을 처리하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 하부전극은 기판을 승하강 시키는 하나 이상의 리프트핀;을 포함하여 이루어지며, 상기 리프트핀과 하부전극이 상호 접점되도록 하는 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.

본 발명은 기판상에 소정 공정 처리시 그 하면에 위치한 하부전극과 리프트핀의 전위차에 의해 얼룩이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

플라즈마 처리장치, 리프트핀, 접점부재, 연결부재

Description

플라즈마 처리장치{Plasma Processing apparatus}

도 1은 종래의 플라즈마 처리장치를 나타내는 단면도.

도 2는 도 1에 도시된 기판을 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명의 플라즈마 처리장치를 나타내는 단면도.

도 4는 도 3에 도시된 "A" 부분을 나타내는 부분 확대 단면도.

도 5a는 본 발명의 플라즈마 처리장치의 다른 실시예를 나타내는 부분 확대 단면도.

도 5b는 본 발명의 플라즈마 처리장치의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도.

도 6a는 본 발명의 플라즈마 처리장치의 작동 상태를 나타내는 단면도.

도 6b는 본 발명의 플라즈마 처리장치의 작동 상태를 나타내는 단면도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 플라즈마 처리장치 110 : 진공챔버

112 : 게이트 밸브 120 : 상부전극

130 : 하부전극 132 : 가이드홀

134 : 리프트핀 134a : 상부핀

134b : 하부핀 140 : 접점부재

140a : 삽입공 142 : 상부부싱

142a : 접점면 142b : 관통공

143 : 삽입홀 144 : 하부부싱

144a : 자리홀 145 : 탄성체

146 : 체결구 150 : 연결부재

200 : 기판

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 발명은 기판상에 소정 공정 처리시 그 하면에 위치한 하부전극과 리프트핀의 전위차에 의해 얼룩이 발생되는 것을 방지할 수 있는 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.

최근 과학기술의 발전에 따른 신소재 물질의 개발 및 이의 처리방법은 특히 반도체 분야에서 활용되어 초고밀도 집적회로 등을 구현하는 것이 가능하게 되었다. 반도체 소자란, 일반적으로 웨이퍼 상에 연속적으로 이루어지는 박막증착 공정과, 이러한 박막을 처리하는 박막처리공정을 통하여 구현되는 데, 상기 박막 증착 공정 및 이의 처리공정은 통상 반도체 제조장치를 통해 이루어지며, 특히 웨이퍼 상에 박막의 증착과 같은 실질적인 공정은 공정챔버에서 이루어진다.

도 1은 종래 공정챔버를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 공정이 끝난 기판을 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 공정챔버(10) 내부에는 피처리 기판(30)이 안착되는 하부 전극(22)이 구비되며, 이의 벽면에는 외부로부터 상기 피처리 기판(30)를 로딩 또는 언로딩 할 수 있는 게이트 밸브(50)와, 공정가스를 배출할 수 있는 상부전극(52) 등이 설치된다. 상기 하부전극(22)은 그 상부에 안착되는 기판(30)의 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)을 원활하게 진행하기 위하여 다수의 리프트핀(60)이 각각 관통하는 리프트핀 홀(24)을 구비하고 있다.

상기 게이트 밸브(50)를 통하여 공정챔버 내부로 로딩된 피처리 기판(30)은 상기 리프트핀(60)에 안치되고 상기 리프트핀(60)이 하강하여 상기 하부전극(22) 상면에 안착되며 그 상면에서 공정가스에 의해 소정 공정처리가 완료된 후에는 상기 기판(30)은 상기 리프트핀(60)에 의해 승강하고 상기 게이트 밸브(50)를 통하여 언로딩된다. 리프트핀(60)의 승하강은 모터(미도시)의 작동을 통하여 이루어지는 데, 모터는 리프트핀(60)의 하면에 결합된 베이스(62)와 연결되어 리프트핀(60)을 동시에 승하강시킨다.

이와 같은 리프트핀(60)을 이용한 로딩 및 언로딩되는 기판은 상기 하부전극을 관통하는 리프트핀 홀(24)을 따라 진행하는데, 상기 리프트핀(60)의 외주가 상기 리프트핀 홀(24)의 내주면보다 작게 형성되어 있어서, 상기 기판이 하강하여 하부전극 상에 안착되고 공정가스를 이용한 소정 공정 처리시 하부전극에 인가되는 전원에 의해 하부전극과 그 내부에 위치한 리프트핀(60)의 전위차가 발생하여 리프트핀이 위치한 기판(도 2 참조)의 하면 상에 얼룩(S)이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 기판상에 소정 공정 처리시 그 하면에 위치한 하부전극과 리프트핀의 전위차에 의해 얼룩이 발생되는 것을 방지할 수 있는 플라즈마 처리장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.

본 발명의 플라즈마 처리장치는, 진공챔버 내부에 위치한 하부전극 상에 로딩 및 언로딩되는 기판 표면에 소정의 공정을 처리하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 하부전극은 기판을 승하강 시키는 하나 이상의 리프트핀;을 포함하여 이루어지며, 상기 리프트핀과 하부전극이 상호 접점되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 리프트핀과 하부전극은 상호 접점되도록 하는 테이퍼면이 형성되어 있다.

본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 리프트핀은 승하강시 기판 하면을 지지하는 상부핀과, 상기 상부핀과 연결부재에 의하여 결합되어 상기 상부핀을 승하강 시키는 하부핀을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 연결부재는 상기 리프트핀과 하부전극이 상호 바이어스될 수 있게 하는 탄성체로 구성될 수 있다.

본 발명의 플라즈마 처리장치는, 진공챔버 내부에 위치한 하부전극 상에 로딩 및 언로딩되는 기판 표면에 소정의 공정을 처리하는 플라즈마 처리장치에 있어서, 기판을 승하강 시키는 하나 이상의 리프트핀과; 상기 하부전극 내부에 결합되며, 상기 리프트핀과 하부전극이 접점되도록 하는 하나 이상의 접점부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 리프트핀과 접점부재는 상호 접점되도록 하는 테이퍼면을 형성하고 있다.

본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 접점부재는 상기 리프트핀이 바이어스될 수 있도록 하는 탄성체를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 리프트핀은 승하강시 기판 하면을 지지하는 상부핀과, 상기 상부핀과 연결부재에 의하여 결합되어 상기 상부핀을 승하강 시키는 하부핀을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 연결부재는 상기 리프트핀과 하부전극이 상호 바이어스될 수 있게 하는 탄성체로 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바에 의하면, 상기 플라즈마 처리장치(100)는 진공챔버(110)상에 게이트 밸브(112)를 이용해 기판(200)을 로딩 및 언로딩시켜 하부전극(130)의 상면에 기판(200)을 안착시키고, 상부전극(120)에서 공급되는 공정가스를 진공챔버(110) 내부에 공급하여 상기 하부전극(130)에 RF전원을 인가함으로써 상기 기판(200) 표면에 소정의 공정을 수행할 수 있게 하는 것이다.

도 4를 참조하면, 상기 도 3에서 기술한 공정 중에 상기 하부전극(130)은 상기 기판(200)이 진공챔버(110)에 로딩되었을 때 로딩된 기판(200) 하면을 지지하여 기판(200)을 승하강 시키는 다수개의 리프트핀(134)과, 상기 리프트핀(134)과 연결되어 리프트핀(134)을 동시에 작동시키는 베이스(136)와, 상기 하부전극(130)의 하면에 인입되고, 상기 리프트핀(134)과 연동되어 상기 하부전극(130)과 리프트핀(134)이 접점되도록 하는 접점부재(140)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 하부전극(130)은 리프트핀(134)이 삽입되는 가이드홀(132)을 구비하고 있고, 상기 리프트핀(134)은 상부핀(134a)와 하부핀(134b)으로 구분되며, 상기 상부핀(134a)는 리프트핀(134)의 승하강시 기판(200) 하면을 지지하고, 상기 하부핀(134b)은 하면에 위치하여 베이스(136)와 연결되어 리프트핀(134)를 승하강 시킬 수 있게 한다.

또한, 상기 상부핀(134a)과 하부핀(134b)은 그 연결부위가 소정의 경사면을 갖는 테이퍼면으로 연결되도록 하여 상기 리프트핀(134)이 하강시 하부전극(130) 상에 인입된 접점부재(140)와 접점될 수 있게 한다.

상기 접점부재(140)는 상부부싱(142), 하부부싱(144), 탄성체(145)와 체결구(146)을 포함하며, 상기 상부부싱(142)와 하부부싱(144)는 하나의 구성으로 결합되어 상기 하부전극(130)에 인입되는 것이다.

또한, 상기 탄성체(145)는 상기 상부부싱(142) 하면 상에 형성된 다수개의 삽입홀(143)에 상기 상부부싱(142)의 하면 보다 높게 돌출시켜 결합시킨 것이다.

상기 체결구(146)는 상기 탄성체(145)가 결합된 상태에서 상기 하부부싱(144)에 형성된 다수개의 자리홀(144a)에 삽입시킨 후 상기 상부부싱(142)에 형성된 다수개의 관통공(142b)을 관통시켜 상기 하부전극(130)에 상기 상부부싱(142)과 하부부싱(144)이 결합될 수 있게 한다.

그리고, 상기 상부부싱(142)과 하부부싱(144)의 중심부를 관통하는 삽입공(140a)을 형성하고, 상기 관통된 삽입공(140a)이 단차를 형성할 수 있도록 상기 상부부싱(142)에 위치한 삽입공(140a)의 외주면에 접점면(142a)을 형성한다.

이렇게 함으로써 상기 리프트핀(134)의 하강시 상기 리프트핀(134)에 형성된 테이퍼면과 상기 접점면(142a)이 접점되도록 함으로써 상기 하부전극(130)과 리프트핀(134)의 전위차가 발생하지 않아 상기 기판(200)에 얼룩이 생기는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 접점부재(140)에 결합된 탄성체(145)에 의해 리프트핀과 접점부재를 압지함으로써 그 효과를 극대화할 수 있게 된다.

도 5a는 본 발명에 따른 제 2 실예로서, 이를 참조하면, 상기 하부핀(134b)을 이루는 수직선상의 소정 부위를 절단하고, 상기 절단면(134c)을 연결부재(150)를 이용하여 결합시키면, 상기 연결부재(150)에 의해 리프트핀(134)의 하강시 상부핀(134a)을 잡아당겨 상기 하부전극(130) 상에 형성된 접점면(142a')과 밀착되어 하부전극(130)과 리프트핀(134)의 전위차가 생기는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 연결부재(150)는 탄성 복원력을 갖고 있는 것이면 어떠한 것도 가능하며, 바람직하게는 코일 스프링 또는 판스프링 등을 들 수 있다.

도 5b는 본 발명에 따른 제 3 실시예로서, 이를 참조하면, 상기 하부전극(130)과 접점부재(140)를 결합한 상태에서 상기 하부핀(134b') 상에 연결부재(150')를 결합시킴으로써 더욱 극대화된 효과를 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 작동 상태를 상세히 설명한다.

도 6a 또는 도 6b를 참조하면, 상기 게이트 밸브(112)를 통해 기판(200)을 반입시키면, 상기 기판(200)이 하부전극(130) 상부에 위치하게 되고, 상기 하부전극(130)에 위치한 리프트핀(134)이 상승하여 기판(200)의 하면을 지지하게 된다.

이때 리프트핀(134)은 상기 기판(200)의 수평이동 높이보다 높게 상승하여 기판(200)을 이송한 이송로봇(미도시)에서 기판을 이탈시키게 되는데, 상기 기판(200)이 이송로봇에서 이탈됨과 동시에 이송로봇은 게이트밸브(112)를 통해 빠져나가고 기판(200)은 리프트핀(134)에 의해 하강하여 상기 하부전극(130)의 상면에 안착되게 된다. 그리고 상기 하강된 리프트핀(134)은 가이드홀(132)을 따라 하부전극(130) 내부에 삽입되는데, 이때 리프트핀(134)에 구비된 접점부재(140)가 하부전극(130)과 접점된다. 상기 하부전극(130)과 리프트핀(134)이 접점된 상태로 RF전원을 인가하면, 상기 하부전극(130)과 리프트핀(134)에 동시에 전원이 인가되어 리프트핀(134)과 하부전극(130)에 전위차에 의해 기판(200) 하면에 형성될 수 있는 얼룩 발생을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 접점부재(140)의 탄성체(145)에 의해 리프트핀(134)와 하부전극(130)이 강하게 밀착됨으로써 확실한 접점력을 얻을 수 있게 되는 것이다.

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 기판상에 소정 공정 처리시 그 하면에 위치한 하부전극과 리프트 핀의 전위차에 의해 얼룩이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 리프트핀 상에 접점부재를 구비함으로써 더욱 효율적으로 하부전극과 리프트핀을 접점되도록 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 진공챔버 내부에 위치한 하부전극 상에 로딩 및 언로딩되는 기판 표면에 소정의 공정을 처리하는 플라즈마 처리장치에 있어서,

   상기 하부전극은 기판을 승하강 시키는 하나 이상의 리프트핀;을 포함하여 이루어지며,

   상기 리프트핀이 하강하였을 때 상기 리프트핀과 하부전극이 상호 접점되도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 리프트핀과 하부전극은 상호 접점되도록 하는 테이퍼면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 리프트핀은

   승하강시 기판 하면을 지지하는 상부핀과, 상기 상부핀과 연결부재에 의하여 결합되어 상기 상부핀을 승하강 시키는 하부핀을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 연결부재는 상기 리프트핀과 하부전극이 상호 바이어스될 수 있게 하는탄성체인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
5. 진공챔버 내부에 위치한 하부전극 상에 로딩 및 언로딩되는 기판 표면에 소정의 공정을 처리하는 플라즈마 처리장치에 있어서,

   기판을 승하강 시키는 하나 이상의 리프트핀과;

   상기 하부전극 내부에 결합되며, 상기 리프트핀과 하부전극이 접점되도록 하는 하나 이상의 접점부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 리프트핀과 접점부재는 상호 접점되도록 하는 테이퍼면이 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
7. 제 5 항에 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 접점부재는 상기 리프트핀이 바이어스될 수 있도록 하는 탄성체를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 리프트핀은

   승하강시 기판 하면을 지지하는 상부핀과, 상기 상부핀과 연결부재에 의하여 결합되어 상기 상부핀을 승하강 시키는 하부핀을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 연결부재는 상기 리프트핀과 하부전극이 상호 바이어스될 수 있게 하는탄성체인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.

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