KR100888353B1 - 플라즈마 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동시에 4장의 기판을 플라즈마 처리할 수 있는 공정챔버를 구비한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 플라즈마 처리장치는 4개의 기판을 동시에 플라즈마 처리를 할 수 있는 공정챔버를 구비한다.
플라즈마 처리장치. 공정챔버. 반송챔버. 로드락 챔버.

Description

플라즈마 처리장치{Plasma treatment apparatus}
본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동시에 4장의 기판을 플라즈마 처리할 수 있는 공정챔버를 구비한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 공정이나 평판표시소자를 제조하기 위하여는 플라즈마 처리장치에서 웨이퍼 또는 글라스(이하, “기판”이라 한다)에 소정의 처리를 실시한다.
평판표시소자를 제조하는 플라즈마 처리장치는 대표적으로 내부에 반송로봇이 구비된 반송챔버를 중심으로, 다수개의 공정챔버와 로드락 챔버가 구비되는 클러스터 타입이 있다.
도 1을 참조하여 클러스터 타입의 플라즈마 처리장치를 설명한다. 도시된 바와 같이, 진공로봇(210)이 구비된 반송챔버(200)가 배치되고, 상기 반송챔버(200)를 중심으로 하나의 로드락 챔버(300)와, 3개의 공정챔버(100a,100b,100c)가 설치된다. 상기 로드락 챔버(300)는 진공상태에서 반송챔버(200)와 기판을 교환하고, 대기압상태에서 카세트(미도시)와 기판을 교환한다. 따라서 상기 로드락 챔버(300) 는 밴트(vent)장치와 진공장치를 구비하여 대기분위기와 진공분위기로의 전환이 가능하다.
또한 카세트와 로드락 챔버(300) 사이에서 기판을 이송하는 ATM로봇(400)이 구비된다. ATM로봇(400)은 반송챔버(200) 내에 구비되는 진공로봇(210)과 대비되는 구성요소로서, 대기압 상태에서 기판을 이송하는 로봇을 일컫는다.
도 2를 참조하여 일반적인 공정챔버의 세부구성을 설명한다.
도시된 바와 같이, 챔버(110)내 상부 영역에 상부전극(112)이 구비되고, 이러한 상부전극(112)과 대향되는 하부 영역에 설치되되 상술한 챔버(110) 바닥과 소정 거리만큼 이격된 상태로 구비되는 베이스(114)와, 이러한 베이스(114)의 상부 영역에 적재되는 절연부재(116)와, 이러한 절연부재(116)의 상부 영역에 적재되는 냉각판을 포함하는 하부전극(118)으로 구성된다.
상기 상부전극(112)과 하부전극(118)은 공정 진행시 플라즈마로부터 보호하기 위하여 전극면을 제외한 나머지 부분 즉, 상부 영역 가장자리부와 각측면을 절연판(122)으로 부착한 다음 그 외측에 세라믹판(124)을 부착하였다.
그리고, 상술한 하부전극(118)의 저면에 챔버(110)의 외부에서 고주파 전원(RF)이 인가되는 고주파 전원 공급봉(미도시)이 설치된다. 상기 고주파 전원 공급봉은 상기 베이스(114)의 중앙부분을 지지하는 센터(center)지지대(126)를 관통하여 상기 하부전극(118)의 저면에 접촉되어 설치된다.
한편, 상기 하부전극(118) 내부에는 냉각수가 흐를 수 있는 쿨링패스가 형성되어 상기 하부전극(118)에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있도록 한다. 상기 냉각 수는 상기 베이스(114) 네 모서리 부분을 지탱하는 사이드(side)지지대(128, 130) 내부를 관통하여 설치되는 쿨링패스를 통해 상기 하부전극(118) 내부에 마련된 쿨링패스에 제공된다.
그리고, 상술한 챔버(110)의 내측벽과 상기 세라믹판(124) 사이에는 배플(Baffle : 138)이 구비된다. 상기 배플(138)은 공정수행 중 또는 공정이 수행된 후 챔버(110) 내에 잔류하는 미반응가스 및 공정 중에 발생한 폴리머 등을 챔버(110) 하부로 배기시키는 통로 역할을 하며, 상기 미반응가스 및 폴리머 등이 1차적으로 블럭킹(blocking)된 후 공정챔버 하부면 모서리에 각각 형성된 배기구를 통해 배출될 수 있도록 한다.
위와 같이 구성된 종래의 클러스터 타입의 플라즈마 처리장치는 카세트에 적재된 피처리기판을 ATM로봇(400)을 이용하여 로드락 챔버(300)로 반입하고, 로드락 챔버(300)에 반입된 피처리기판을 다시 반송챔버(200)로 반입한다. 또한 반송챔버(200) 내에 구비된 진공로봇(210)을 이용하여 상기 피처리기판은 순차적으로 공정챔버들(100a,100b,100c)에 반입되어 플라즈마 처리된다.
위와 같이 플라즈마 처리된 처리기판은 반대로 진공로봇(210)에 의해 공정챔버(100a,100b,100c)로부터 반송챔버(200)로 반출되고, 다시 로드락 챔버(300)를 통해 카세트로 반출되는 것이다.
그러나 종래의 플라즈마 처리장치는 공정챔버에서 하나의 기판만을 플라즈마 처리하기 때문에 처리시간이 많이 소요되고, 이를 해결하기 위하여 다수개의 공정챔버를 구비하여야 하는데, 이로 인해 비용상승 및 부대설비가 복잡하다는 문제점 이 있다.
또한 다수개의 공정챔버로 기판을 반입해야 하기 때문에 진공상태의 반송챔버가 필수적으로 설치되어야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 동시에 4장의 기판을 플라즈마 처리할 수 있는 공정챔버를 구비한 플라즈마 처리장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 반송챔버가 불필요한 플라즈마 처리장치를 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 플라즈마 처리장치는 4개의 기판을 동시에 플라즈마 처리를 할 수 있는 공정챔버를 구비한다.
이를 위하여 상기 공정챔버의 내부에는 상기 4개의 기판을 각각 재치할 수 있는 4개의 하부전극이 구비될 수 있다.
이와 달리 상기 공정챔버의 내부에는 상기 4개의 기판을 모두 재치할 수 있는 1개의 하부전극이 구비되는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 하부전극에는 상기 4개의 기판을 플라즈마 처리시 간섭을 방지하기 위하여 파티션이 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 공정챔버의 측부에는 4개의 로드락 챔버가 구비되는데, 특히, 양 측부에는 각각 2개씩의 로드락 챔버가 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 로드락 챔버에는 진공로봇이 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 공정챔버에서 동시에 4장의 기판을 플라즈마 처리할 수 있기 때문에 생산성이 대폭 향상되고, 그에 따른 부대설비 구성이 간편해지는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면 반송챔버가 별도로 구비될 필요가 없는 효과도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 플라즈마 처리장치(1)는 4개의 기판을 동시에 재치하여 플라즈마 처리할 수 있는 공정챔버(10)가 구비된다. 따라서 종래의 공정챔버에 비하여 부피가 비교적 크다. 기타 공정챔버(10)의 내부 구성은 기판을 적재하는 하부전극을 제외하고는 도 2를 비롯한 일반적인 공정챔버의 구성과 크게 다르지 않으므로 중복 설명은 생략하기로 한다.
또한 상기 공정챔버(10)의 양측으로는 각각 2개씩의 로드락 챔버(21,22,23,24)가 구비된다. 상기 로드락 챔버(21,22,23,24)의 작동 및 기능은 상술한 바와 같다. 특이한 것은 로드락 챔버(21,22,23,24)의 내부에 진공로봇(21a,22b,23c,24d)이 구비된다는 것이다. 상기 진공로봇(21a,22b,23c,24d)은 로드락 챔버(21,22,23,24)와 공정챔버(10) 사이에서 기판을 교환하기 위한 구성요소 이다.
또한 상기 공정챔버(10)를 중심으로 양측에는 카세트(미도시)가 각각 구비되고, 카세트에 적재된 기판을 로드락 챔버(21,22,23,24)와 교환하기 위하여 ATM로봇(31,32)도 각각 구비된다.
도 4a 및 도 4b는 공정챔버의 내부에 구비되는 하부전극에 대한 실시예를 도시한 것이다.
도 4a에 도시된 실시예는 챔버벽(11) 내부에 4개의 하부전극(12,13,14,15)이 구비되어, 각각 기판을 재치하여 결과적으로 4개의 기판을 동시에 플라즈마 처리할 수 있도록 한 것이다. 4개의 하부전극의 면적을 동일하게 할 수도 있으나, 본 실시예에서는 다양한 면적의 기판도 동시에 처리할 수 있도록 하부전극의 면적을 다양하게 구성한 것임을 알 수 있다.
도 4b에 도시된 실시예는 1개의 대형 하부전극(16)으로 구성되되, 상기 하부전극(16)에는 4개의 기판이 각각 재치되는 영역(16a,16b,16c,16d)이 구분되어 있다.
또한 각 기판을 재치하는 영역(16a,16b,16c,16d)을 구획하고, 플라즈마 처리시 서로 간섭을 방지하기 위하여 파티션(17)이 구비된 것이다. 여기서도 기판의 면적이 다른 것에 대응하여 파티션으로 구획된 영역(16a,16b,16c,16d)이 다양하게 구성된 것임을 알 수 있다.
도 1은 종래 클러스터 타입의 플라즈마 처리장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 일반적인 공정챔버의 내부구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 플라즈마 처리장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 공정챔버의 내부에 구비된 하부전극을 나타낸 것이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
1: 플라즈마 처리장치 10: 공정챔버
21,22,23,24: 로드락 챔버 21a,22a,23a,24a: 진공로봇
31, 32: ATM로봇

Claims (6)

  1. 4개의 기판을 동시에 플라즈마 처리를 할 수 있는 공정챔버를 구비하며,
    상기 공정챔버의 내부에는 상기 4개의 기판을 모두 재치할 수 있는 1개의 하부전극이 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부전극에는 상기 4개의 기판을 동시에 플라즈마 처리시 간섭을 방지하기 위하여 파티션이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정챔버의 양측부에는 각각 2개씩의 로드락 챔버가 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 로드락 챔버에는 진공로봇이 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
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