KR101019880B1

KR101019880B1 - 탑재대 및 그것을 이용한 플라즈마 처리 장치

Info

Publication number: KR101019880B1
Application number: KR1020080054848A
Authority: KR
Inventors: 요시히코 사사키; 마사토 미나미
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2011-03-04
Also published as: JP4782733B2; CN101325169B; JP2008311298A; CN101325169A; KR20080109646A; TW200919622A

Abstract

실드 부재의 파손의 위험성을 동반하지 않고 열팽창 차이에 기인하는 실드 부재와 기재 사이의 간극을 저감할 수 있는 탑재대를 제공하는 것이다. 기판(G)에 플라즈마 처리를 실시하는 처리 챔버내에 기판을 탑재하는 탑재대(3)는 금속제 기재(5)와, 기재 위에 마련된 기판을 탑재하는 탑재부(6)와, 탑재부(6) 및 기재(5)의 상부의 주위를 둘러싸도록 마련된 절연성 세라믹스로 이루어지는 실드 부재(7)를 구비하고, 실드 부재(7)는 복수의 분할편(7a)으로 분할되어 있고, 또한 분할편(7a)을 서로 근접시키도록 가압하는 가압 기구(50)를 갖는다.

Description

탑재대 및 그것을 이용한 플라즈마 처리 장치{SUBSTRATE TABLE AND PLASMA PROCESS APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 액정 표시 장치(LCD)와 같은 플랫 패널 디스플레이(FPD) 제조용의 유리 기판 등의 기판에 대하여 건식 에칭 등의 플라즈마 처리를 실시하는 처리 챔버 내에 있어서, 기판을 탑재하는 탑재대 및 그것을 사용한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.

예컨대, FPD나 반도체의 제조 프로세스에 있어서는, 피처리 기판인 유리 기판에 대하여, 건식 에칭 등의 플라즈마 처리가 행하여진다. 이러한 플라즈마 처리를 실행하는 플라즈마 처리 장치에 있어서는, 처리 챔버내에 마련된 탑재대에 기판을 탑재한 상태에서 플라즈마를 생성하고, 그 플라즈마에 의해 기판에 대하여 소정의 플라즈마 처리를 실시한다.

이러한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 피처리 기판이 탑재된 탑재대는 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 전력이 인가되는 하부 전극으로서 기능하는 기재와, 기재의 주위에 마련되는 실드 링을 구비하고 있다. 이 실드 링은, 플라즈마의 포커스 성향상 및 고주파 전력의 절연을 위해 마련되어 있고, 알루미나 등의 절연성 세라믹스로 형성되어, 기재에 비틀림을 방지한다.

그런데, 최근 FPD용의 유리 기판은 대형화의 일로를 걷고, 실드 링을 일체로 형성하는 것이 곤란하게 되고 있어, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 분할 타입의 실드 링이 사용되고 있다.

도 10의 (a)에 도시하는 바와 같이, 특허문헌 1에 기재되어 있는 분할 타입의 실드 링(107)은, 예컨대, 크랭크 형상으로 되어 있는 4개의 분할편(107a)을 조립한 상태로 기재(105)의 주위에 배치되어 있다. 그리고, 실드 링(107)의 각 분할편(107a)은 고정 나사(109)에 의해 기재(105)에 체결되어 있다. 이 경우에, 기재(105)의 온도 조절 및 플라즈마의 연속 조사에 의한 열에 의해, 기재(105) 및 실드 링(107)이 열팽창하지만, 기재(105)는 알루미늄 등의 금속제이며, 알루미나 등의 세라믹스로 이루어지는 실드 링(107)보다도 열팽창 계수가 크기 때문에, 열에 의해 기재(105)의 쪽이 보다 크게 변위한다. 여기에서, 고정 나사(109)가 유극없이 체결되어 있으면, 양자의 열팽창 차이에 의해 실드 링(107)이 갈라지기 때문에, 그것을 방지하기 위해서, 도 10의 (a)의 A-A 단면인 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같이, 나사 구멍(109a)과 고정 나사(109)와의 사이에 간극이 마련되어 있다. 따라서, 온도가 상승하는 때는 실드 링(107)의 각 분할편(107a)이 나사 구멍(109a)의 간극의 존재에 의해 보다 열팽창이 큰 기재(105)에 압박하도록 기재(105)에 따라서 변위하지만, 온도가 상온으로 돌아오는 때는 도 11의 (a)에 도시하는 바와 같이 기재(105)와 실드 링(107)의 사이에 간극(108)이 생겨버린다. 즉, 온도가 상온으로 되돌아오는 때는, 기재(105)의 수축에 따라 나사(109)가 원 위치로 되돌아오지만, 고정 나사(109)는 실드 링(107)이 갈라지지 않도록 약하게 죄고 있으므로, 도 11의 (a)의 B-B 단면도인 도 11의 (b)와 같이 고정 나사(109)만이 간극(109a)을 이동하여, 실드 링(107)의 분할편(107a)은 원래의 위치로 되돌아오지 않게 되고, 결과적으로 기재(105)와 실드 링(107)의 사이에 간극(108)이 생기는 것이다.

이와 같이 기재(105)와 실드 링(107)의 사이에 일단 간극이 발생하면, 다음 플라즈마 인가시에 탑재대의 온도가 상승해도, 그 간극은 유지되어, 그 간극에 기인해서 이상 방전이 생길 우려가 있다. 또한, 이러한 간극의 발생을 막기 위해서, 실드 링(107)을 고정하는 나사(109)의 체결력을 강하게 하면, 세라믹제의 실드 링이 열 응력에 의해 파손하게 될 우려가 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제 2003-115476 호 공보

본 발명은 이러한 사정에 비추어 보아 이루어진 것이며, 실드 링과 같은 실드 부재의 파손의 위험성을 동반하지 않고 열팽창 차이에 기인하는 실드 부재와 기재 사이의 간극을 저감할 수 있는 탑재대 및 그러한 탑재대를 사용하는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점에서는, 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 처리 챔버 내에서 기판을 탑재하는 탑재대로서, 금속제의 기재와, 기재 위에 마련된 기판을 탑재하는 탑재부와, 상기 탑재부 및 상기 기재의 상부의 주위를 둘러싸도록 마련된 절연성 세라믹스로 이루어진 실드 부재를 구비하고, 상기 실드 부재는 복수의 분할편으로 분할되어 있으며, 또한 상기 분할편을 서로 근접하도록 가압하는 가압 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 탑재대를 제공한다.

상기 제 1 관점에 있어서, 상기 가압 기구는 인접하는 분할편을 연결하고, 이들을 서로 끌어 당기는 방향으로 가압하는 가압 부재를 갖는 구성이면 좋다. 또한, 상기 기판은 직사각형 기판이며, 상기 실드 부재는 액자형상을 하고, 상기 각 분할편은 각 모서리부를 포함하고 크랭크 형상으로 4개 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 기재는 상기 탑재부가 마련된 볼록부를 갖고, 상기 실드 링은 상기 볼록부 및 상기 탑재부를 둘러싸도록 마련되어 있는 구성으로 할 수 있다. 더욱이, 상기 가압 기구는 상기 가압 부재를 덮는 커버 부재를 갖는 구성으로 하여도 좋다.

상기 기재는 상기 탑재부가 마련된 볼록부를 갖고, 상기 실드 링은 상기 탑재부 및 상기 볼록부를 둘러싸도록 마련되고, 상기 가압 기구는 상기 분할편에 마련된 오목부와, 상기 오목부에 삽입되어, 상기 분할편과 상기 기재를 체결하는 나사 부재와, 상기 나사 부재와 상기 분할편의 상기 오목부 내의 벽부 사이에 마련되고, 상기 분할편을 상기 기재의 볼록부 측으로 가압하는 가압 부재를 갖는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 기재는 상기 탑재부가 마련된 볼록부를 갖고, 상기 실드 링은 상기 볼록부를 둘러싸도록 마련되고, 상기 가압 기구는 상기 분할편에 마련된 유발형상의 오목부와, 상기 오목부에 삽입된 테이퍼 와셔와, 상기 테이퍼 와셔를 개재시켜서 상기 분할편과 상기 기재를 체결하는 나사 부재와, 상기 나사 부재와 상기 테이퍼 와셔의 사이에 개재된 가압 부재를 갖고, 냉각 과정에서 상기기재와 상기 분할편과의 사이에 열팽창 차이가 생겼을 때에, 상기 가압 부재는 상기 테이퍼 와셔를 거쳐서 상기 분할편을 상기 기재의 볼록부 측으로 가압하도록 구성할 수 있다. 이 경우에, 상기 나사 부재의 두부와 상기 기재의 사이에 개재되어, 상기 나사 부재를 고정하는 고정 부재를 갖는 구성으로 할 수 있다. 더욱이, 이것들의 구성에 있어서, 상기 기판은 직사각형 기판이며, 상기 실드 부재는 액자형상을 하고, 상기 각 분할편은 각 모서리부를 포함하고 크랭크 형상으로 4개 형성되며, 상기 가압 기구는 각 분할편의 모서리부에 마련되고, 각 분할편의 인접부에는 상기 가압 기구에 의한 가압력에 의해 상기 분할편이 변위했을 때에, 인접하는 분할편을 내측으로 변위시키도록 단차가 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 가압 기구는 상기 오목부를 덮는 커버 부재를 갖는 구성으로 할 수 있다.

또한, 상기 어느 것에 있어서도, 상기 가압 부재는 스프링 부재인 것이 바람직하다.

상기 어느 구성에 있어서도, 상기 탑재부는 기판을 정전 흡착하는 정전척을 갖는 것으로 할 수 있다. 또한, 상기 기재에 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 전원을 더 구비하는 것으로 할 수 있다.

본 발명의 제 2 관점에서는, 기판을 수용하는 처리 챔버와, 상기 처리 챔버내에서 기판을 탑재하는 상기 제 1 관점의 구성을 갖는 탑재대와, 상기 처리 용기내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 기구와, 상기 처리 챔버 내로 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 기구와, 상기 처리 챔버내를 배기하는 배기 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.

상기 제 2 관점에 있어서, 상기 플라즈마 생성 기구로서, 상기 기재에 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 전원을 갖는 것을 이용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 실드 부재가 복수의 분할편으로 분할되어 있고, 또한 상기 분할편을 서로 근접하도록 가압하는 가압 기구를 가지므로, 탑재대가 일단 가열후의 냉각 과정에 있어서, 실드 부재의 분할편과 기재의 열팽창 차이에 기인해서 이것들의 사이에 간극이 형성되기 어렵게 할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 탑재대가 마련된 플라즈마 처리 장치를 도시하는 단면도이다. 이 플라즈마 처리 장치(1)는 FPD용 유리 기판(G)의 소정의 처리를 실행하는 장치의 단면도이며, 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치로 구성되어 있다. 여기에서, FPD로는 액정 모니터(LCD), 전계 발광(Electro Luminescence; EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.

이 플라즈마 처리 장치(1)는 예를 들면 표면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 사각형통 형상으로 성형된 챔버(2)를 갖고 있다. 이 처리 챔버(2)내의 바닥부에는 피처리 기판인 유리 기판(G)을 탑재하기 위한 탑재대(3)가 마련되어 있다.

탑재대(3)는 절연 부재(4)를 거쳐서 처리 챔버(2)의 바닥부에 지지되어 있는 알루미늄 등의 금속제 볼록형 기재(5)와, 기재(5)의 볼록부(5a) 위에 마련된 유리 기판(G)을 탑재하는 탑재부(6)와, 탑재부(6) 및 기재(5)의 볼록부(5a)의 주위에 마련되는 절연성 세라믹스, 예를 들면 알루미나로 이루어져 있는 액자 형상의 실드 링(7)을 갖고 있다. 탑재부(6)는 유리 기판(G)을 정전 흡착하기 위한 정전척을 구성하고 있다. 또한, 기재(5)의 내부에는, 유리 기판(G)을 온도 조절하기 위한 온도 조절 기구(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 또한, 기재(5)의 주위에 실드 링(7)을 지지하도록 절연성 세라믹스, 예를 들면 알루미나로 이루어진 링형상의 절연 링(8)이 마련되어 있다. 정전척을 구성하는 탑재부(6)는 알루미나 등의 절연 세라믹스에서 구성된 세라믹스 용사 피막(41)과, 그 내부에 매설된 전극(42)을 갖고 있다. 전극(42)에는 급전선(33)을 거쳐서 직류 전원(34)이 접속되어 있어, 이 직류 전원(34)으로부터의 직류 전압에 의해 유리 기판(G)이 정전 흡착된다.

챔버(2)의 저벽, 절연 부재(4) 및 탑재대(3)를 관통하여, 그 위로의 유리 기판(G)의 로딩 및 언로딩을 실행하기 위한 승강 핀(10)이 승강 가능하게 삽통되어 있다. 이 승강 핀(10)은 유리 기판(G)을 반송할 때는, 탑재대(3)의 상측의 반송 위치까지 상승하고, 그 이외의 경우에는 탑재대(3) 내에 가라앉은 상태가 된다.

탑재대(3)의 기재(5)에는, 고주파 전력을 공급하기 위한 급전선(12)이 접속되어 있고, 이 급전선(12)에는 정합기(13) 및 고주파 전원(14)이 접속되어 있다. 고주파 전원(14)으로부터는 예를 들면 13.56MHz의 고주파 전력이 탑재대(3)의 기재(5)에 공급된다. 따라서, 탑재대(3)는 하부 전극으로서 기능을 한다.

상기 탑재대(3)의 상측에는, 이 탑재대(3)와 평행하게 대향해서 상부 전극으로서 기능을 하는 샤워 헤드(20)가 마련되어 있다. 샤워 헤드(20)는 처리 챔버(2)의 상부에 지지되어 있고, 내부에 내부 공간(21)을 갖는 동시에, 탑재대(3)와의 대향면에 처리 가스를 토출하는 복수의 토출 구멍(22)이 형성되어 있다. 이 샤워 헤드(20)는 접지되어 있고, 하부 전극으로서 기능을 하는 탑재대(3)와 함께 한쌍의 평행 평판 전극을 구성하고 있다.

샤워 헤드(20)의 상면에는 가스 도입구(24)가 마련되고, 이 가스 도입구(24)에는 처리 가스 공급관(25)이 접속되어 있으며, 이 처리 가스 공급관(25)은 처리 가스 공급원(28)에 접속되어 있다. 또한, 처리 가스 공급관(25)에는 개폐 밸브(26) 및 매스 플로우 컨트롤러(Mass Flow Controller)(27)가 개재되어 있다. 처리 가스 공급원(28)으로부터 플라즈마 처리 예를 들면, 플라즈마 에칭을 위한 처리 가스가 공급된다. 처리 가스로는, 할로겐계의 가스, O₂ 가스, Ar 가스 등 보통 이 분야에서 사용할 수 있는 가스를 이용할 수 있다.

처리 챔버(2)의 바닥부에는 배기관(29)이 형성되어 있고, 이 배기관(29)에는 배기 장치(30)가 접속되어 있다. 배기 장치(30)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 구비하고 있고, 이로써 처리 챔버(2) 내를 소정의 감압 분위기까지 진공 흡입 가능하게 구성되어 있다. 또한, 처리 챔버(2)의 측벽에는 기판 반입 출구(31)가 마련되어 있고, 이 기판 반입 출구(31)가 게이트 밸브(32)에 의해 개폐 가능하게 된다. 그리고, 이 게이트 밸브(32)를 개방한 상태로 반송 장치(도시하지 않음)에 의해 유리 기판(G)이 반입출하게 되어 있다.

다음에, 탑재대(3)에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2는 탑재대(3)를 도시하는 평면도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 탑재대(3)의 구성요소인 실드 링(7)은 분할 타입으로 되어 있고, 이 예에서는 4개의 크랭크 형상으로 되어 있는 분할편(7a)으로 분할되어 있다. 그리고, 인접하는 분할편(7a) 사이에는, 분할편(7a)이 서로 근접하는 방향으로 분할편(7a)을 가압하는 가압 기구(50)가 마련되어 있다.

가압 기구(50)는 도 3의 (a)의 평면도 및 (b)의 단면도에 도시하는 바와 같이, 실드 링(7)의 인접하는 분할편(7a)끼리를 연결하고, 이들 인접하는 분할편끼리를 이들이 서로 근접하도록, 구체적으로는 이들을 가까이 당기는 방향으로 가압하는 스프링 부재(51)를 갖고 있다. 이들 분할편(7a)에는 스프링 부재(51)의 단부를 고정하는 고정 부재(52)가 매설되어 있다. 또한, 분할편(7a)의 가압 기구(50)에 대응하는 부분은, 상면이 절결되어 있고, 그 노치 부분에 스프링 부재(51)를 플라즈마로부터 보호하는 동시에, 스프링 부재(51)가 상측으로 튀어오르는 것을 저지하기 위한 커버 부재(53)가 마련되어 있다. 이 커버 부재(53)는 실드 링(7)과 같은 세라믹스 부재로 이루어져 있고, 모서리부의 4군데에 긴 구멍형상의 나사 구멍(54a)이 형성되고, 이 나사 구멍(54a)을 거쳐서 분할편(7a)에 나사(54)에 의해 고정되어 있다.

다음에, 이렇게 구성되어 있는 플라즈마 에칭 장치(1)에 있어서의 처리 동작에 대해서 설명한다.

우선, 게이트 밸브(32)를 열고, 유리 기판(G)을 반송 아암(도시하지 않음)에 의해 기판 반입 출구(31)를 거쳐서 챔버(2)내에 반입하고, 탑재대(3)의 정전척(6)위에 탑재한다. 이 경우에, 승강 핀(10)을 상방으로 돌출시켜 지지 위치에 위치시켜, 반송 아암 상의 유리 기판(G)을 승강 핀(10) 위에서 주고 받는다. 그 후, 승강 핀(10)을 하강시켜서 유리 기판(G)을 탑재대(3)의 정전척을 구성하는 탑재부(6)위에 탑재한다.

그 후, 게이트 밸브(32)를 폐쇄하고, 배기 장치(30)에 의해 챔버(2) 내를 소정의 진공도까지 진공 흡인한다. 그리고, 직류 전원(34)으로부터 탑재부(6)의 전극(42)에 전압을 인가하는 것에 의해, 유리 기판(G)을 정전 흡착한다. 그리고, 밸브(26)를 개방하고, 처리 가스 공급원(28)으로부터 처리 가스를 매스 플로우 컨트롤러(27)에 의해 그 유량을 조정하면서, 처리 가스 공급관(25)과 가스 도입구(24)를 통해 샤워 헤드(20)의 내부 공간(21)으로 도입하고, 또한 토출 구멍(22)을 통해 기판(G)에 대하여 균일하게 토출하여, 배기량을 조절하면서 챔버(2) 내부를 소정 압력으로 제어한다.

이 상태에서 고주파 전원(14)으로부터 정합기(13)를 거쳐서 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 탑재대(3)의 기재(5)에 공급하고, 하부 전극으로서의 탑재대(3)와 상부 전극으로서의 샤워 헤드(20)의 사이에 고주파 전계를 생성시키고, 처리 가스의 플라즈마를 생성하며, 이 플라즈마에 의해 유리 기판(G)에 플라즈마 처리를 실시한다.

이 플라즈마 처리시에, 기재(5) 내의 온도 조절 기구에 의해 실온보다도 높은 온도로 온도 조절하는 경우, 또는 고주파 전원(14)으로부터 연속적으로 고주파 전력을 인가하여 연속적으로 플라즈마를 조사할 경우에는, 이들에 의해 탑재대(3)가 가열되어 기재(5) 및 실드 링(7)이 함께 열팽창한다.

이 경우에, 종래와 같이 실드 링(7)의 분할편(7a)을 단지 비틀림 없게 하면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 실드 링(7)이 기재(5)를 따라 열팽창한 후, 실온까지 냉각하는 과정에서 세라믹스제 실드 링(7)과 금속제 기재(5)의 열팽창 차이에 기인해서 기재(5)와 실드 링(7)의 사이에 간극(S)이 생긴다.

그러나, 본 실시형태에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 가압 기구(50)에 의해, 인접하는 분할편끼리를 이들이 서로 근접하도록, 구체적으로는 서로 가까이 당기는 방향의 가압력(A)을 미치게 하기 때문에, 일단 가열된 후의 냉각 과정에 있어서, 종래에 원 위치로 전부 되돌아올 수 없었던 분할편(7a)을 원 위치를 향해 가까이 당길 수 있고, 기재(5)와 실드 링(7)의 사이에 간극이 생기지 않도록 할 수 있다.

또한, 가압 기구(50)에는 가압력을 미치게 하는 수단으로서 스프링 부재(51)를 사용했지만, 인접하는 분할편(7a)을 근접시키는 방향으로 가압력을 가할 수 있는 것이면 이에 한정되는 것은 아니다.

다음에, 탑재대의 다른 실시형태에 대해서 설명한다.

도 6은 다른 실시형태에 따른 탑재대를 도시하는 평면도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 이 실시형태에서는, 4개의 크랭크 형상으로 되어 있는 분할편(7b)으로 분할된 실드 링(7')을 갖고 있고, 각 분할편(7b)의 모서리부에는, 비틀림 방지부를 겸하는 가압 기구(60)가 1개소 마련되어 있다. 본 실시형태에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이 각 분할편(7b)의 인접부에는 단차부(7c)가 형성되어 있다. 그리고, 가압 기구(60)는 도 6의 화살표 B로 도시하는 바와 같이 내측 방향(중심 방향)으로 분할편(7b)을 가압한다. 즉, 가압 기구(60)는 분할편(7b)을 기재(5)의 볼록부(5a)(도 1 참조)를 향해서 서로 근접하도록 가압한다. 그리고 단차부(7c)는 가압 기구(60)의 가압력에 의해 분할편이 변위했을 때에, 인접하는 분할편(7b)을 압박하여 화살표 C로 도시되는 내측 방향으로 변위시키도록 형성되어 있다.

가압 기구(60)는 도 7의 (a)의 단면도 및 (b)의 평면도에 도시하는 바와 같이, 실드 링(7')의 분할편(7b)에 마련된 원형으로 되어 있는 오목부(61)와, 오목부(61)의 바로 아래에 마련된 오목부(61)보다도 작은 방추(紡錘)형상으로 되어 있는 오목부(62)와, 오목부(61, 62)에 삽입되어서 분할편(7b)과 기재(5)를 체결하는 나사(63)와, 오목부(62)내의 나사(63)와 분할편(7b)의 벽부 사이에 마련된 스프링 부재(64)를 갖고 있다. 또한, 오목부(61)의 상부에는, 스프링 부재(64)를 플라즈마로부터 보호하는 동시에, 스프링 부재(64)가 튀어오르는 방지하기 위해서, 실드 링(7')과 같은 세라믹스 부재로 이루어지는 커버 부재(65)가 나사 결합되어 있다. 나사(63)의 두부는 오목부(61)내에 위치해서 오목부(61)의 저면을 체결면으로 하고, 그 나사부가 오목부(62)를 관통해서 기재(5)에 나사 결합되어 있다. 이 상태에서, 나사(63)는 기재(5)에 고정된 상태이기 때문에, 스프링 부재(64)는 기재(5)를 기준으로 해서 분할편(7b)을 화살표 B의 방향으로 가압한다. 즉, 분할편(7b)을 서로 근접하도록 가압한다.

따라서, 종전의 실시형태와 같이 탑재대(3)가 일단 가열된 후의 냉각 과정에 있어서, 분할편(7b)을 원 위치를 향해서 가까이 당길 수 있고, 기재(5)와 실드 링(7'')의 사이에 간극이 생기지 않도록 할 수 있다. 이 경우에, 각 분할편(7b)에는 비틀림 방지부를 겸하는 가압 기구(60)를 모서리부에 1개 설치하면, 단차부(7c)에 의해 인접하는 분할편(7b)도 원하는 방향으로 압박하여 변위시킬 수 있기 때문에, 종래와 같이 2개의 나사는 필요 없고, 나사 개수의 삭감을 실현할 수 있다. 다만, 종래와 동일하게 2개소의 비틀림 방지부(가압 기구)를 마련하도록 해도 좋다.

또한, 이 실시형태에 있어서도 가압 기구(60)의 가압력을 미치게 하는 수단으로서는, 스프링 부재(64)에 한정되지 않고, 인접하는 분할편(7b)을 근접시키는 방향으로 가압력을 미치게 할 수 있는 것이면 좋다.

다음에, 탑재대의 또다른 실시형태에 대해서 설명한다.

도 8은 또다른 실시형태에 따른 탑재대를 도시하는 평면도이다. 본 실시형태의 탑재대는 가압 기구의 구조 이외에는 도 6에 도시한 것과 같은 구조를 갖고 있다. 즉, 가압 기구(60) 대신에 가압 기구(60)와 구조가 다른 가압 기구(70)를 사용하고 있다.

가압 기구(70)는 도 9의 단면도에 도시하는 바와 같이, 실드 링(7')의 분할편(7b)에 마련된 원형으로 되어 있는 오목부(71)와, 오목부(71)의 바로 아래에 동심 형상으로 연속해서 마련된 유발형상의 오목부(72)를 갖고 있고, 오목부(72)에는 테이퍼 와셔(73)가 감입되어 있다. 테이퍼 와셔(73)에는 중심에 관통 구멍이 형성되어 있고, 그 관통 구멍에 칼라(75)가 삽입되어 있다. 칼라(75)는 그 중심에 나사 부재(74)를 삽입하는 구멍이 형성되어 있고, 그 구멍에 나사 부재(74)가 삽입된다. 그 때, 이 칼라(57)는 나사 부재(74)의 두부의 하면으로부터 기재(5) 사이에 개재되어, 나사 부재(74)를 고정하는 기능을 갖고 있다. 그리고, 나사 부재(74) 및 그 주위의 칼라(75)가 테이퍼 와셔(73)의 관통 구멍에 삽입되어 있고, 나사 부재(74)의 하단부가 기재(5)에 나사 결합되어 있다. 칼라(75)의 상단은 플랜지부(75a)로 이루어져 있고, 테이퍼 와셔(73)의 상부의 관통 구멍의 주위에는 오목부(76)가 형성되어 있으며, 플랜지부(75a)의 하면과 오목부(76)의 저면 사이에는 코일 형상의 스프링 부재(77)가 마련되어 있다. 또한, 테이퍼 와셔(73)의 하면과 기재(5)의 상면 사이에는 간극이 형성되어 있다. 또한, 오목부(71)의 상부에는, 스프링 부재(77) 및 나사 부재(74)를 플라즈마로부터 보호하는 동시에, 스프링 부재(77) 및 나사 부재(74)가 튀어오르는 것을 방지하기 위해서, 실드 링(7')과 같은 세라믹스 부재로 이루어진 커버 부재(78)가 나사결합되어 있다.

여기서, 실드 링(7')을 기재(5)에 고정하는 힘은 스프링 부재(77)의 반발력뿐이다. 이 상태에서, 탑재대가 가열 상태로부터 상온으로 복귀할 때에는, 테이퍼 와셔(75)는 위치 결정되어 있기 때문에, 기재(5)의 수축으로 당겨져 오목부(72)의 내측의 벽부(72a)에 접촉한 상태로 되어 있다. 그리고, 스프링 부재(77)는 테이퍼 와셔(73)를 가압하고 있어서, 이 가압력에 기인해서 나사 부재(74)의 축방향과 직교하는 화살표 B의 방향으로 실드 링(7')을 압박하는 힘이 생긴다.

따라서, 종전의 실시형태와 같이, 탑재대(3)가 일단 가열된 후의 냉각 과정에 있어서, 분할편(7b)을 원 위치를 향해서 가까이 당길 수 있고, 기재(5)와 실드 링(7') 사이에 간극이 생기지 않도록 할 수 있다. 이 경우에, 각 분할편(7b)에는 비틀림 방지부를 겸하는 가압 기구(70)를 1개 설치하면, 단차부(7c)에 의해 인접하는 분할편(7b)도 원하는 방향으로 압박할 수 있기 때문에, 종래와 같이 2개의 나사는 필요 없고, 나사 개수의 삭감을 실현할 수 있다. 다만, 종래와 동일하게 2개소의 비틀림 방지부(가압 기구)를 마련하도록 해도 좋다.

또한, 이 실시형태에 있어서도 가압 기구(70)의 가압력을 미치게 하는 수단으로서는, 코일 형상의 스프링 부재(77)에 한정되지 않고, 그 밖의 스프링 부재를 사용할 수 있다. 더욱이, 스프링 부재에 한정되지 않고, 인접하는 분할편(7b)을 근접시키는 방향으로 가압력을 미치게 할 수 있는 것이면 좋다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 일 없이 여러가지로 변형 가능하다. 예를 들면, 가압 기구로는, 가열 후의 수축 시에 실드 링의 분할편을 서로 근접시키도록 가압할 수 있다면, 상기 실시형태에 도시한 것에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시형태에서는, 실드 링을 4분할한 예에 대해서 도시했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 더욱, 상기 실시형태에서는, 본 발명을 FPD용의 유리 기판의 플라즈마 처리에 적용했을 경우에 대해서 도시했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 여러가지 기판에 대하여 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 탑재대가 마련된 플라즈마 처리 장치를 도시하는 단면도.

도 2는 도 1의 플라즈마 처리 장치에 사용할 수 있는 본 발명의 일 실시형태에 따른 탑재대를 도시하는 평면도.

도 3은 도 2의 탑재대의 실드 링에 사용할 수 있는 가압 기구를 도시하는 평면도 및 단면도.

도 4는 종래의 탑재대에 있어서, 가열 후의 냉각 과정에서 기재와 실드 링과의 사이에 간극이 생긴 상태를 도시한 도면.

도 5는 도 3의 가압 기구에 의해 기재와 실드 링과의 사이에 간극이 생기지 않는 상태를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 탑재대를 도시하는 평면도.

도 7은 도 6의 탑재대의 실드 링에 사용할 수 있는 가압 기구를 도시하는 단면도 및 평면도.

도 8은 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 탑재대를 도시하는 평면도.

도 9는 도 8의 탑재대의 실드 링에 사용할 수 있는 가압 기구를 도시하는 단면도.

도 10은 종래의 탑재대를 도시하는 평면도 및 그 A-A 단면도.

도 11은 가열된 후의 냉각 과정에서 기재와 실드 링과의 사이에 간극이 생긴 상태를 도시하는 평면도 및 그 B-B 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1 : 플라즈마 처리 장치 2 : 처리 챔버

3 : 탑재대 5 : 기재

6 : 탑재부(정전척) 7, 7' : 실린더 링

7a, 7b : 분할편 14 : 고주파 전원

20 : 샤워헤드 28 : 처리 가스 공급원

34 : 직류 전원 50, 60, 70 : 가압 기구

51, 64, 77 : 스프링 부재 53, 65, 78 : 덮개부

61, 62 : 오목부 63 : 나사 부재

71, 72 : 오목부 72a : 벽부

73 : 테이퍼 와셔 74 : 나사 부재

75 : 칼라 G : 유리 기판

Claims

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기판에 플라즈마 처리를 실시하는 처리 챔버 내에서 기판을 탑재하는 탑재대에 있어서,

금속제의 기재와,

상기 기재 위에 마련된 기판을 탑재하는 탑재부와,

상기 탑재부 및 상기 기재의 상부의 주위를 둘러싸도록 마련된 절연성 세라믹스로 이루어진 실드 부재를 구비하고,

상기 실드 부재는 복수의 분할편으로 분할되어 있고, 또한 상기 분할편을 서로 근접하도록 가압하는 가압 기구를 가지며,

상기 가압 기구는, 인접하는 분할편을 연결하여, 이들을 서로 끌어 당기는 방향으로 가압하는 가압 부재를 가지며,

상기 가압 부재는 스프링 부재인 것을 특징으로 하는

탑재대.
제 2 항에 있어서,

상기 기판은 직사각형 기판이며, 상기 실드 부재는 액자 형상으로 되어 있고, 상기 각 분할편은 각 모서리부를 포함하고 크랭크 형상으로 4개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

탑재대.
제 2 항에 있어서,

상기 기재는 상기 탑재부가 마련된 볼록부를 갖고, 상기 실드 부재는 상기 볼록부 및 상기 탑재부를 둘러싸도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는

탑재대.
제 2 항에 있어서,

상기 가압 기구는 상기 가압 부재를 덮는 커버 부재를 갖는 것을 특징으로 하는

탑재대.
기판에 플라즈마 처리를 실시하는 처리 챔버 내에서 기판을 탑재하는 탑재대에 있어서,

금속제의 기재와,

상기 기재 위에 마련된 기판을 탑재하는 탑재부와,

상기 탑재부 및 상기 기재의 상부의 주위를 둘러싸도록 마련된 절연성 세라믹스로 이루어진 실드 부재를 구비하고,

상기 실드 부재는 복수의 분할편으로 분할되어 있고, 또한 상기 분할편을 서로 근접하도록 가압하는 가압 기구를 가지며,

상기 기재는 상기 탑재부가 마련된 볼록부를 갖고, 상기 실드 부재는 상기 탑재부 및 상기 볼록부를 둘러싸도록 마련되고,

상기 가압 기구는, 상기 분할편에 마련된 오목부와, 상기 오목부에 삽입되어 상기 분할편과 상기 기재를 체결하는 나사 부재와, 상기 나사 부재와 상기 분할편의 상기 오목부 내의 벽부의 사이에 마련되어 상기 분할편을 상기 기재의 볼록부 측으로 가압하는 가압 부재를 갖는 것을 특징으로 하는

탑재대.
기판에 플라즈마 처리를 실시하는 처리 챔버 내에서 기판을 탑재하는 탑재대에 있어서,

금속제의 기재와,

상기 기재 위에 마련된 기판을 탑재하는 탑재부와,

상기 탑재부 및 상기 기재의 상부의 주위를 둘러싸도록 마련된 절연성 세라믹스로 이루어진 실드 부재를 구비하고,

상기 실드 부재는 복수의 분할편으로 분할되어 있고, 또한 상기 분할편을 서로 근접하도록 가압하는 가압 기구를 가지며,

상기 기재는 상기 탑재부가 마련된 볼록부를 갖고, 상기 실드 부재는 상기 볼록부를 둘러싸도록 설치되고,

상기 가압 기구는, 상기 분할편에 마련된 그릇 형상의 오목부와, 상기 오목부에 삽입된 테이퍼 와셔와, 상기 테이퍼 와셔를 개재시켜서 상기 분할편과 상기 기재를 체결하는 나사 부재와, 상기 나사 부재와 상기 테이퍼 와셔의 사이에 개재된 가압 부재를 갖고, 냉각 과정에서 상기 기재와 상기 분할편의 사이에 열팽창 차이가 생겼을 때에, 상기 가압 부재는 상기 테이퍼 와셔를 거쳐서 상기 분할편을 상기 기재의 볼록부 측으로 가압하는 것을 특징으로 하는

탑재대.
제 7 항에 있어서,

상기 나사 부재의 두부와 상기 기재의 사이에 개재되어, 상기 나사 부재를 고정하는 고정 부재를 갖는 것을 특징으로 하는

탑재대.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판은 직사각형 기판이며, 상기 실드 부재는 액자 형상으로 되어 있 고, 상기 각 분할편은 각 모서리부를 포함하고 크랭크 형상으로 4개 형성되어, 상기 가압 기구는 각 분할편의 모서리부에 마련되고, 각 분할편의 인접부에는 상기 가압 기구에 의한 가압력에 의해 상기 분할편이 변위했을 때에 인접하는 분할편을 내측으로 변위시키도록 단차가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

탑재대.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가압 기구는 상기 오목부를 덮는 커버 부재를 갖는 것을 특징으로 하는

탑재대.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가압 부재는 스프링 부재인 것을 특징으로 하는

탑재대.
제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 탑재부는 기판을 정전 흡착하는 정전척을 갖는 것을 특징으로 하는

탑재대.
제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기재에 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 전원을 더 갖는 것을 특징으로 하는

탑재대.
기판을 수용하는 처리 챔버와,

상기 처리 챔버 내에서 기판을 탑재하는 상기 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 탑재대와,

상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급 기구와,

상기 처리 챔버 내에서 처리 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 기구와,

상기 처리 챔버 내를 배기하는 배기 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는

플라즈마 처리 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 플라즈마 생성 기구는 상기 기재에 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 전원을 갖는 것을 특징으로 하는

플라즈마 처리 장치.